[发明专利]主电极及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主电极(master electrode)和该主电极的形成方法。该主电极可应用于如2005年11月28日提交的名称为“多层结构的形成方法(METHOD OF FORMING A MULTILAYER STRUCTURE)”的一件审查中的瑞典专利申请0502538-2中所述的蚀刻方法或电镀方法。该申请的说明书的内容在此并入作为参考。该主电极与名称为“电极和该电极的形成方法(ELECTRODE AND METHOD OF FORMING THE ELECTRODE)”的一件审查中的瑞典专利申请0502539-2中所述的主电极相似。该申请的说明书的内容在此并入作为参考。该主电极适用于制造包括单层或多层的微米结构和纳米结构的器件。该主电极可用于制造印刷布线板(printed wiring boards，PWB)、印刷电路板(printed circuit boards，PCB)、微电子机械系统(microelectro mechanical systems，MEMS)、集成电路(integrated circuit，IC)互连、上述IC互连、传感器、平板显示器、磁性和光学存储设备、太阳能电池、以及其它的电子设备。通过使用该主电极，可以制造导电聚合物中的各种结构、半导体中的各种结构、金属中的各种结构、以及其它结构。

背景技术

WO 02/103085涉及一种电化学图案复制方法(ECPR)以及用于制造包括微米结构和纳米结构的器件的导电主电极的构造。由主电极所定义的蚀刻图案或电镀图案被复制到导电材料，即基底上。所述主电极与基底紧密接触，利用接触蚀刻/电镀方法将所述蚀刻/电镀图案直接转移到导电材料，即基底上。所述接触蚀刻/电镀方法在局部电化学室(local electrochemical cell)中进行，所述电化学室形成于位于主电极和基底之间的封闭或开放的空腔中。

所述主电极用于与欲在其上形成结构的基底配合使用。所述主电极形成至少一个(一般是多个)在其中发生蚀刻或电镀的电化学室。由于主电极应当用于多次蚀刻或电镀过程，所以该主电极可以由耐久性材料制成。

问题在于，与其它区域相比，靠近种子层(seed layer)的接触区域的电化学室中(如周边)的蚀刻速率或电镀速率较高。

当在设置有种子层(该种子层传导基底上的电流)的基底上进行蚀刻和/或电镀时，会遇到这个问题。如果种子层太薄而在种子层上形成实质性的电位差，则在基底的整个表面上，电化学室中的电流密度不同，使得蚀刻深度或电镀高度不同。由于电流密度与室电压之间为指数函数关系，该问题更加严重了。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于至少部分地消除或缓解上述问题的主电极。

根据本发明的一个方面，提供了一种系统，该系统包括设置在基底上的主电极，该主电极包括图案层，该图案层至少部分为绝缘材料并且该图案层具有设置有多个空腔的第一表面，所述空腔中设置有导电材料，该电极导电材料与至少一个电极电源接触器电连接；所述基底包括上表面，该上表面与所述第一表面相接触或者与所述第一表面相邻地设置，并且该上表面具有设置在其上的导电材料或由导电材料构成的结构，该基底导电材料与至少一个电源接触器电连接；由此形成多个由所述空腔、所述基底导电材料和所述电极导电材料限定的电化学室，该电化学室含有电解液；其中，所述电极导电材料与所述电极电源接触器之间的电极电阻、以及所述基底导电材料与所述基底电源接触器之间的基底电阻被调适为在各个电化学室中提供预定的电流密度。

在一种实施方式中，所述电极电阻和基底电阻可以各自是由至少一种具有预定比电导率的导电材料形成的，所述比电导率的定义是所述材料的厚度除以所述材料的电阻。在所述主电极的表面上，所述比电导率可以被设置为多样化的。所述比电导率可以通过改变所述材料的厚度而被设置为多样化的。所述比电导率可以通过改变所述材料的电阻而被设置为多样化的。所述材料可以为掺杂的半导体材料，该半导体材料的掺杂被设置为多样化的，以提供所述电阻。

在一种实施方式中，所述电极导电材料可以包括盘，该盘的大小与所述第一表面基本相同。所述盘可以由导电材料和/或半导电材料制成。所述电极导电材料可以包括设置在各个空腔底部的空腔导电材料。所述空腔导电材料可以为设置在所述空腔的底部的材料，并且为惰性材料。所述空腔导电材料可以为预沉积在所述空腔中的另外的材料，并且在电镀过程中被至少部分地消耗掉。所述空腔导电材料可以与所述盘电接触。