[发明专利]非平面表面金属微细图形化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非平面表面金属微细图形化的方法。

背景技术

剥离是微加工技术中常用的工艺，主要用于实现各种难腐蚀金属的微细图形化(如金、铂、钽、超导材料等)。该工艺的主要步骤是：首先在基片上旋涂光刻胶，曝光、显影形成图形化的光刻胶，然后沉积金属，最后去除光刻胶，此过程中光刻胶上沉积的金属随光刻胶一起被剥离，而基片上没有光刻胶的区域所沉积的金属被保留，从而在基片上实现金属图形化。至今剥离技术在平面结构的金属微细图形化方面已得到广泛应用，然而，在微加工技术中常常需要在非平面结构表面实现金属图形化(比如微流体管道中加工电化学检测微电极、视觉假体中的三维凸起微电极等)，光刻胶在这种结构上往往不能均匀的分布，显影后光刻胶在一些凹坑区域有残留，从而制约了此项工艺的运用。为此，一些实验室开发了诸如电沉积光刻胶(请参见文献：Schnupp R.，et al.“Electrodeposition of photoresist-optimizationof deposition conditions，investigation of lithographic processes and chemicalresistance”，Sensors and Actuators A，2000，85：310-315.)、光刻胶喷涂(请参见文献：Pham N.P.，et al.“Direct spray coating of photoresist-a new method forpatterning 3-D structures”，In the 16th European Conference on Solid-StateTransducers，September 15-18，2002，Prague，Czech Republic)等技术来完成光刻胶的均匀涂布。然而，这些方法要么需要特定的昂贵设备，要么光刻胶图形化后所获得图形分辨率不理想，因此如何有效去除非平面结构中残留的光刻胶实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非平面表面金属微细图形化的方法，以有效去除非平面结构中残留的光刻胶。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的非平面表面金属微细图形化的方法，其包括步骤：1)在一含有非平面结构的基片表面形成上下两金属牺牲层，其中，下层金属牺牲层覆盖所述基片的整个待金属化表面，且使其标准电极电势高于上层金属牺牲层的标准电极电势；2)通过旋涂光刻胶、曝光、显影及湿法腐蚀以形成图形化上层金属牺牲层，并使所述图形化上层金属牺牲层仅覆盖所述基片的待金属化非平面结构的表面；3)在所述上层金属牺牲层上通过旋涂聚合物、曝光及显影以形成聚合层；4)在所述聚合层上旋涂光刻胶、曝光及显影以形成剥离工艺中的图形化光刻胶层；5)采用电化学阳极腐蚀所述上层金属牺牲层以去除附在其上的残余光刻胶；6)去除所述下层金属牺牲层，并在形成有图形化光刻胶层的表面沉积一金属层，并采用剥离工艺去除所述图形化光刻胶层以形成相应的图形化金属层。

在步骤6)可包括步骤：(1)采用湿法刻蚀去除所述下层金属牺牲层；(2)在形成有图形化光刻胶层的表面沉积一金属层；(3)采用剥离工艺去除已沉积有金属的图形化光刻胶层。

在步骤6)还可包括步骤：(1)在形成有图形化光刻胶层的表面沉积一金属层；(2)采用剥离工艺去除已沉积有金属的图形化光刻胶层；(3)以所述基片为模具在去除了所述图形化光刻胶层的表面浇注聚合物，并使其固化；(4)采用湿法或电化学腐蚀法去除所述下层金属牺牲层以形成反转的非平面结构表面金属图形化。

此外，较佳的，所述下层金属牺牲层材料可为金、铜、镍、铬及钛中的一种，相应所述上层金属牺牲层材料能根据所述下层金属牺牲层的材料在铜、镍、铬、钛及铝中予以选择，所述聚合物可为聚酰亚胺、聚对二甲苯或聚二甲基硅氧烷。

综上所述，本发明的非平面表面金属微细图形化的方法通过在剥离工艺中运用电化学释放牺牲层技术彻底去除非平面结构中残留的光刻胶，有效的完成光刻胶的图形化，进而保证了剥离工艺在非平面结构的有效运用。

附图说明

图1为本发明的非平面表面金属微细图形化的方法在基片上形成上下两金属牺牲层的结构示意图。

图2为本发明的非平面表面金属微细图形化的方法所形成的图形化上层金属牺牲层的结构示意图。

图3为本发明的非平面表面金属微细图形化的方法剥离前凹坑中残留光刻胶的示意图。