[发明专利]一种制备蒸镀电极用的免光刻高精度掩模版的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造行业的掩模版制备技术领域，具体地说是一种制备蒸镀电极用的免光刻高精度掩模版的制备方法。

背景技术

掩模版翻印技术作为图形和文字转移的一个重要媒介，广泛应用于包括电子、微电子行业在内的多种行业领域。随着技术、工艺的进步，该技术已发展到微米级别的高精度掩模加工水平，并进一步向亚微米以及纳米级的精度水平发展。

目前，在半导体行业中主要是采用高成本的铬材质的掩模版，通过紫外曝光光刻技术，实现微纳器件的制备。且上述技术方案的实现，还需要多次的光刻步骤，并其使用大量昂贵且易造成环境污染的光刻胶、显影液、去胶剥离液等一次性消耗品。此外，该方法对需要蒸镀电极有苛刻的要求：其一，上述方法对蒸镀电极的材料以及制备的器件性能有一定的损害；其二，该方法不适用于有机半导体材料，无法通过光刻工艺实现基于有机半导体材料的微纳器件的制备；其三，铬掩膜版的基材一般为高纯度的熔融石英，成本较高，其制作工艺主要有激光和电子束两种图形描绘方式，不管是哪种制造工艺都是一个复杂的高能耗的过程，其在保存、保养方面也需谨慎细致，因而从制造、使用到保存，铬掩模版的成本都较高。

为解决上述技术难题，避免采用光刻工艺，现有的解决方法是采用传统机械、激光加工的方法制作表面附有大量贯穿孔的金属掩模版，直接用于电极的蒸镀。但是，这种替代方案的弊端有：一、该方案的金属掩膜版的加工精度最高仅约100μm，远低于铬掩模版，远远不能满足微纳器件的制备要求；二、随着掩膜版厚度、精度的提升，采用该方案的掩膜版的加工难度越大、废品率剧增、成本越高；三、采用上述方案制作的掩膜版通常厚度大、质量重，在使用时可能需要额外的机械进行夹持固定，而在蒸镀电极时需要高真空度的洁净加工环境，额外的辅助设备越多越严重干扰实验的精度。

尽管也有人提出用激光飞秒切割的工艺进行免光刻掩膜版的制作，借此克服上述在加工精度上的难题，但是采用激光飞秒切割的成本极高，既不适合科研机构小规模理论实验，也不满足企业质检、工艺等部门的小批量加工，因此需要发展一种确保精度与采用铬掩模版的精度相当，但加工简单、成本低廉的掩膜版与制造方法。

发明内容

针对现有技术所存在的制造精度与制造成本无法兼顾、应用范围有限等上述不足，本发明提供一种制备方法简单、成本低廉、易于实现的且可反复使用的一种制备蒸镀电极用的免光刻高精度掩模版的方法。其具体方法为：

一种制备蒸镀电极用的免光刻高精度掩模版的方法，按如下步骤进行：

1）将一片铜箔1的一侧面粘附在热剥离胶带2上，在所述铜箔1的另一侧面上旋涂一层正性光刻胶3，并通过紫外曝光的工艺方法在正性光刻胶3上进行光刻形成所需的电极图形，将正性光刻胶3上的电极图形区域清洗掉，使得与电极图形区域相对应的铜箔1暴露出来；其中，所述热剥离胶带2确保在旋涂正性光刻胶3时，避免正性光刻胶3渗漏到铜箔1的背面影响后续刻蚀效果的目的；

2）将光刻有电极图形的铜箔1浸泡在铜刻蚀液中；其中，铜箔1由热剥离胶带2覆盖的一侧不被铜刻蚀液刻蚀；铜箔1另一侧暴露在铜刻蚀液中的区域被刻蚀掉；完成刻蚀后，在铜箔1的表面形成与电极图形的形貌相同的贯穿孔4；在本步骤中，热剥离胶带2确保刻蚀液在刻蚀铜箔1时是单面刻蚀的；

3）将已刻蚀好但仍粘附有热剥离胶带2的铜箔1放在烘胶台上烘烤，热剥离胶带2受热后粘性下降，直至铜箔1自热剥离胶带2上释放下来；将释放下来的铜箔1去除正性光刻胶3即制备出蒸镀电极用的免光刻高精度掩模版；

在本发明中，热剥离胶带2还起到保持铜箔1结构完整性的作用。

所述热剥离胶带2进行热剥离时的烘烤温度为90℃-150℃。

所述铜箔1的厚度为9μm-35μm。 

所述铜刻蚀液为过硫酸铵溶液、氯化铁溶液或硫酸铜盐酸的水溶液。

所述过硫酸铵溶液的浓度为0.05mol/L-1mol/L，所述氯化铁溶液的浓度为0.05mol/L-1.5mol/L，所述硫酸铜盐酸的水溶液的配比为硫酸铜:盐酸:去离子水=10g:50ml:50ml。

所述光刻图形为呈阵列排列的电极图形单元；所述电极图形单元由两个电极图形组成，相邻电极图形之间的分辨率不小于10μm，即两个相邻电极图形之间的最小距离值H不小于10μm。

本发明的有益效果体现在：