[发明专利]金属薄膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属薄膜领域。

背景技术

微纳米尺度薄膜厚度的测定是薄膜性能分析中的一项重要内容。厚度的精确测定是薄膜性能控制的需要，也是后期器件加工应用（如：光刻等）的需要。通过膜厚的测量可以控制和优化薄膜的生长，为比较先进的薄膜生长设备（如：分子束外延等）提供实时监控装置。微纳米薄膜的膜层厚度直接决定薄膜的性能，薄膜厚度指标在微电子、超精密加工领域中极为重要，膜厚测量的准确性也是迫切需要解决的问题。

金属薄膜厚度的测量方法主要有无损的磁性或电涡流法、超声波法、表面轮廓法、小角度X射线衍射法和X射线光谱法；有损（破坏）的截面金相法、库仑法等。其中，基于X射线荧光光谱和X射线衍射原理的非接触式测量方法，由于具有测量速度快、精度高、对样品无破坏性等突出优点，在电子、半导体、首饰、表面处理等行业得到非常广泛的应用。这两种方法均属于间接、比较的测量方法，测量前需要对仪器原有工作曲线进行精确校准，目前仪器校准用全部采用进口商品化的标准厚度片进行，其量值一直存在无法溯源的问题，即：该类仪器的测量结果目前还不能有效地与我国国家基准相联系。

采用适当的方式在金属薄膜表面形成薄膜-基体台阶，然后用轮廓仪或扫描探针显微镜对金属薄膜台阶进行测量，用膜-基台阶高度代替薄膜厚度，是实现薄膜厚度标样量值能够溯源的一个有效途径。现有的金属薄膜表面制作台阶的方法主要有机械剥离法、化学和电化学腐蚀法。1、机械剥离法：首先在平整基底上完整镀膜，然后在样品选定区域机械清除表面薄膜，在薄膜和基底间形成台阶，机械清除的方式主要有刀片刮除、表面磨除等；2、化学腐蚀法：首先在平整基底上完整镀膜，然后在样品选定区域利用特殊的化学腐蚀液选择性腐蚀掉表面薄膜，保留基底，从而在镀层和基底间形成台阶；3、电化学腐蚀法：首先在平整基底上完整镀膜，然后在样品选定区域利用电化学腐蚀的方法电解除掉表面薄膜，保留基底，从而在薄膜和基底间形成台阶。利用机械剥离法会对基底造成损伤且台阶边缘由于外力作用易产生变形失真；化学腐蚀法可供选择的化学腐蚀液极少，镀层腐蚀边缘较难控制，台阶的完整性较差；而电化学腐蚀法较难精确控制电解过程的截止时间，使得表面镀层极易出现腐蚀不全或过腐蚀的情况，基体表面极易造成腐蚀破坏和薄膜材料的残留。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属薄膜制备方法，可以解决上述技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种金属薄膜制备方法，包括下述步骤：

（1）在金属基体表面选定区域涂覆胶粘剂；

（2）待胶粘剂变干（一般是室温干燥后在烘箱中烘干，烘干时间一般大于30min；）形成胶粘层后，在金属基体表面和胶粘层上镀金属薄膜（金属薄膜材料一般有：铝、镉、铜、铬、金、银、铅、镍、钯、铂、铑、锡或锌）；

（3）镀膜完成后，将金属基体放入有机溶剂中浸润以软化胶粘层，再将金属基体置于有机溶剂中超声处理以除去胶粘层，得到具有台阶结构的金属薄膜。

上述技术方案中的金属基体可以为下述纯金属材料中的一种或两种以上：铜、铁、铝、镍、钛、铬、钼、钒和银。

上述技术方案中的胶粘剂一般选用热固型、适用于金属基体且对金属表面无腐蚀作用、易于在丙酮等有机溶剂中溶解的胶类，亦可以是添加了其它金属填料的导电胶，如：环氧树脂胶粘剂、改性环氧树脂体系胶粘剂、有机硅类胶粘剂、聚氨酯类胶粘剂、导电银胶类胶粘剂或导电铜胶类胶粘剂。

上述技术方案中的金属薄膜的厚度可以为0.1μm～1.5μm。

上述技术方案中的有机溶剂可以为丙酮、甲基丁酮、乙醇、苯、甲苯或二甲苯。

本发明的金属薄膜制备方法与现有金属薄膜制备方法相比，具有以下优点：

1、本发明制得的具有台阶结构的金属薄膜表面较光滑、平整，金属基体和金属薄膜的表面粗糙度Ra值均优于0.02μm；

2、本发明利用胶粘剂作为中间层的镀膜的方式既有利于保护基体避免损失和防止杂质残留，也有利于局部表面薄膜随胶的彻底清除，粘胶剂部分阻挡基体并随膜清除的方式可保证金属薄膜中的台阶结构完整和清晰，避免了由于机械遮挡存在的微小缝隙对台阶边缘的影响以及清除表面薄膜时的杂质残留和对基体的损伤；

3、本发明制得的金属薄膜中的台阶处边缘清晰、结构明显，适用于其它接触式测量方法如轮廓仪、扫描探针显微镜分析和标定台阶高度；