[发明专利]一种耐BOE腐蚀的金属掩膜制备方法

说明书

本发明涉及一种耐BOE腐蚀的金属掩膜制备方法，特别是在石英晶体上镀制耐BOE腐蚀的金属掩膜层的制备方法。本发明具体包括清洗步骤和镀膜步骤。本发明的显著效果是：①实现了用单层Cr/Au掩膜层进行耐BOE腐蚀工艺；②解决了现有Cr/Au掩膜层腐蚀后出现表面钻蚀，鼓包，甚至脱落等问题；③单层Cr/Au掩膜层转移光刻图形精度高，可以控制在1um以内；④制备工艺过程简单，易于控制，制备成本低廉，适合批量生产。

技术领域

本发明属于金属掩膜的制备方法，特别是在石英晶体上镀制耐BOE腐蚀的金属掩膜层的制备方法。

背景技术

石英晶体是一种振频稳定性非常好的压电材料，在惯性领域经常用于制备石英音叉等敏感结构。石英晶体结构的加工主要采用BOE湿法腐蚀工艺，具体包括石英晶体清洗、金属掩膜制备、光刻及BOE腐蚀等步骤。BOE腐蚀需要将镀膜石英晶体置于腐蚀液中长时间浸泡，因此金属掩膜的耐BOE腐蚀性是结构成型的关键所在。目前常用的耐BOE腐蚀的金属掩膜主要通过镀制多层膜的方法，这种方法存在以下不足：

(1)多层膜的制备工艺过程复杂，操作过程非常容易对样品造成污染，影响膜层附着力；

(2)由于后续镀膜样品需要进行光刻工艺来实现结构图形转移，在腐蚀多层金属膜的过程中，侧面钻蚀现象必然导致图形线条精度损失；

(3)多层膜的制备需要进行多次镀膜工艺过程，效率低，成本高，不适合批量生产。

发明内容

本发明的目的：是针对现有技术的不足，提供一种工艺过程简单，成本较低的耐BOE腐蚀的单层金属膜的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种耐BOE腐蚀的金属掩膜制备方法，步骤如下：

步骤a：对待镀膜的目标物进行清洗；

步骤b；对清洗之后的目标物进行镀膜处理；

进行镀膜处理时，采用单层Cr/Au掩膜。

所述步骤a具体为：将目标物置于浓硫酸和双氧水混合清洗液中浸泡。

所述混合清洗液温度为80～130℃，浸泡时间15～30min。

所述步骤b对清洗之后的目标物进行镀膜处理，具体包括如下步骤：

(1)将清洗之后的目标物放入溅射镀膜设备中，进行抽真空处理；

(2)采用磁控溅射的方式镀Cr膜；

(3)采用磁控溅射的方式镀Au膜；

(4)对镀膜之后的目标物进行自然冷却。

所述步骤(1)抽真空处理具体为抽真空至5E-7Torr以下。

所述步骤(2)采用磁控溅射的方式镀Cr膜时，溅射气体为N₂和Ar的混合气，溅射气压为5～10mTorr，镀膜温度为100～350℃，溅射功率为100～300W。

所述步骤(3)采用磁控溅射的方式镀Au膜时，溅射气体为Ar，溅射气压为5～10mTorr，镀膜温度为100～350℃，溅射功率为100～300W。

N₂和Ar的混合气中N₂所占体积比为40％～60％。

所述目标物为石英晶体、石英玻璃或者单晶硅。

本发明与现有技术相比带来的有益效果为：

(1)清洗步骤中，通过加热浓硫酸和双氧水混合清洗液，可以有效去除样品表面粉尘、颗粒物及有机污染物，提高后续金属掩膜的附着力；