[发明专利]形成介质薄膜图案和形成分层图案的方法

说明书

本发明涉及一种形成介质薄膜图案的方法，和形成分层图案的方法。本发明尤其涉及通过提起(lift-off)技术，形成低损耗介质薄膜图案的方法。另外，本发明较好地涉及形成由介质薄膜和导电薄膜构成的分层图案的方法，并构成诸如高频传输线、高频谐振器、高频电容元件等等的高频器件。

构成诸如高频传输线、高频谐振器、高频电容元件等高频器件的介质薄膜需要低介质损耗。为此，已经使用诸如CVD、溅射、消蚀等技术来形成具有低介质损耗的介质薄膜。汽相淀积方法从未用于这种目的。未使用汽相淀积方法的一个原因是根据汽相淀积的技术，汽相淀积微粒的能量低(不多于大约leV)，从而难以坚固地形成显示低损耗的介质薄膜。

已经一般地设想，当基片的温度是室温时，不能使用汽相淀积技术产生低损耗薄膜。为了使用汽相淀积技术得到低损耗薄膜，需要加热基片，或利用离子、离子电镀的帮助。但是，根据这些方法的每一种方法，基片必须被加热到高温。因为在提起技术中所使用的光致抗蚀剂的耐热性，使用提起技术形成低损耗薄膜曾经是不可能的。

在基片上部分地形成由介质薄膜和导电薄膜构成的分层图案(布线图案)的情况下，例如包含介质薄膜和导电薄膜，并构成具有MIM(金属-绝缘体-金属)结构的高频电容元件的分层图案，一般地，根据下面的方法生产分层图案。

根据第一种方法，通过汽相淀积、溅射等等方法，在基片的整个表面上形成导电薄膜作为下层。然后，通过CVD、溅射、消蚀等方法形成介质薄膜。然后，通过汽相淀积、溅射等方法，形成导电薄膜，作为上层，由此，形成具有MIM结构的分层薄膜。此后，在其上形成抗蚀图案。通过蚀刻，去掉通过抗蚀图案暴露的在不必要区域中的分层薄膜，以得到分层图案。

第二种方法如下。首先，通过汽相淀积、溅射等等方法在基片的整个表面上形成导电薄膜，作为下层。此后，其上形成抗蚀图案，仅仅蚀刻作为下层的导电薄膜，以做成所需的图案。另外，在不需要导电薄膜的区域中预先形成抗蚀图案。通过汽相淀积等等方法，通过抗蚀图案，在基片的下层上形成导电薄膜。抗蚀图案上形成的导电薄膜与抗蚀图案一起从基片分离。由此，使用提起技术，使作为下层的导电薄膜形成图案。然后，通过CVD、溅射、消蚀等方法，在基片的整个表面上和形成图案的导电薄膜上形成介质薄膜，作为下层。在介质薄膜上形成抗蚀图案，并通过蚀刻，去掉不需要介质薄膜的区域。另外，以和形成导电薄膜作为下层中使用的相同的方式，在介质薄膜上形成导电薄膜，作为上层，并形成图案。当介质薄膜和作为上层的导电薄膜形成图案时，它们分别与作为下层的导电薄膜以及已经形成图案的介质薄膜一起被配准，然后被形成图案，以具有相同的图案。

但是，第一和第二种方法有问题，即，即使使用诸如RIE之类的干蚀刻，也无法高精度地蚀刻诸如Al₂O₃之类的介质材料。为此，当希望形成高精度介质薄膜图案时，可以使用这些方法中的任何一种介质薄膜材料是非常有限的。在某些情况下，介质薄膜材料可以通过离子研磨等机械方法，加以除去。但在这种情况下，对基底材料的损伤是一个问题。

至于能被蚀刻的介质薄膜材料，蚀刻是昂贵的，这是因为先形成抗蚀图案，然后通过将抗蚀图案用作掩模进行蚀刻。尤其地，根据第二种方法，必须使抗蚀图案三次形成图案，这花费巨大。

由于上述的原因，已经需要一种单一的方法，使用提起技术形成低损耗介质薄膜图案或由低损耗介质薄膜和导电薄膜构成的分层图案。更具体地说，希望使用提起技术，生产由低损耗介质薄膜和导电薄膜构成的分层图案，在这种方法中，在真空条件下，将导电薄膜和介质薄膜一个接着一个汽相淀积在一个抗蚀图案层上。

本发明可以解决传统的技术中的上述有关问题，并提供一种使用提起技术，容易地形成分层图案的方法，其中分层图案由低损耗介质薄膜和导电薄膜构成，并构成诸如高频传输线、高频谐振器和高频电容元件之类的高频器件。

形成介质薄膜图案的方法，包含步骤：通过汽相淀积方法，在其上具有抗蚀图案的基片上淀积介质薄膜，其中使用CeO₂，Sm₂O₃，Dy₂O₃，Y₂O₃，TiO₂，Al₂O₃和MgO中的至少一种用作介质薄膜的材料；并去掉抗蚀图案，由此使介质薄膜形成图案。

在通过汽相淀积方法淀积介质薄膜中所使用的基片的温度最好不大于150℃。