[发明专利]超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形的方法

说明书

技术领域

本发明属于毫米波、亚毫米波集成电路制造技术领域，尤其涉及的是一种用于超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形的方法。

背景技术

石英基片作为太赫兹频段部件普遍采用的电路基材，材料选择高纯度的各向同性熔融石英，原因在于在数百GHz频带内石英的介电常数较为稳定，损耗低于目前微波毫米波频段基板材料，其热和机械性能也较为稳定。石英基片上薄膜电路图形通常采用半导体集成电路工艺的大基片、多单元方式制备，加工精度可达微米级别，然而石英基片在高频应用的主要限制为基片厚度。

选择厚度≤50μm的石英作为THz频段部件的薄基板材料，平面外形可为方形或圆形。由于厚度≤50μm的石英基片具有超薄、易碎等特点，在其上制作具有精细线宽的薄膜电路就变得异常困难。光刻、刻蚀工艺是加工薄膜电路图形结构的关键技术，它的成功与否，直接关系到薄膜电路制作的成败，并影响后续的电镀、划片等工序。在完成清洗并形成金属化薄膜的基片上光刻刻蚀电路图形时，要依次经过匀胶、前烘、曝光、显影、后烘、刻蚀、去胶、检验等一系列复杂工序，再加上厚度≤50μm的石英基片在材料和基片尺寸上具有的特殊性，若采用常规厚度基板（如基片厚度≥0.1mm）上的操作方法光刻蚀薄膜电路图形时，制作的具有精细线宽的薄膜电路的成品率几乎为零。

目前超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形的方法为采用电路衬底背面减薄技术来实现。典型的工艺流程包括：首先在一厚石英基片（称为器件衬底）上表面完成器件加工，形成薄膜电路图形，步骤包括基片清洗、真空沉积金属薄膜、光刻和刻蚀，接下来将承载衬底和/或器件衬底旋转涂覆一层键合粘合剂，然后将两块衬底临时键合形成粘合体并转移至键合腔，小心地置于键合腔中央，提高温度后在真空中进行键合。临时键合后，对该衬底叠层进行背面加工，包括减薄至目标厚度、金属化等，然后再将形成薄膜电路图形的超薄石英基片从承载衬底上剥离下来。

但是上述方法的最大缺点是在超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形所用临时键合机、抛光机和临时解键合机等必备辅助设备价格昂贵且工艺复杂，用到的临时键合材料选择面受限度较大。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形的方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于超薄石英基片上光刻刻蚀薄膜电路图形的方法，其中，包括以下步骤：

步骤101：将超薄石英基片双面抛光并将其设置形成金属薄膜，设置承载基片的至少一面为抛光面；

步骤102：将超薄石英基片的金属薄膜表面朝上，超薄石英基片的另一面与承载基片的抛光面通过光刻胶粘接形成一临时键合体；

步骤103：经过涂覆光刻胶、前烘、曝光、显影和后烘后，在超薄石英基片的金属薄膜上形成抗蚀剂图形；

步骤104：将抗蚀剂图形通过湿法刻蚀或干法刻蚀后传递到金属薄膜上；

步骤105：去除光刻胶，并将临时键合体分离，得到一形成薄膜电路图形的超薄石英基片。

所述的方法，其中，所述步骤101中，所述超薄石英基片形状为圆形、长方形、正方形或不规则形状，厚度为30μm-50μm，平面尺寸为10mm×10mm-76mm×76mm。

所述的方法，其中，所述步骤101中，所述设置形成金属薄膜的超薄石英基片表面为单面或双面；双面金属薄膜材料设置相同或不同。

所述的方法，其中，所述步骤101中，所述承载基片形状为圆形、长方形、正方形或不规则形状，平面尺寸大于或等于超薄石英基片尺寸，厚度为0.254mm-0.65mm，材料为纯度99.6%-100%的氧化铝基片或纯度98%的氮化铝基片或蓝宝石基片或石英基片。

所述的方法，其中，所述步骤102中，所述形成一临时键合体的方法为：在承载基片上涂覆一层光刻胶湿膜，将石英基片薄膜金属化表面朝上通过真空笔吸附迅速放置在所述承载基片的光刻胶湿膜上，然后在80-90℃温度下干燥10分钟或110℃温度下干燥5分钟。

所述的方法，其中，所述步骤102和103中，所述光刻胶为紫外敏感正性光刻胶，所述涂覆光刻胶方法为旋转涂覆法或喷雾式涂布法。