[发明专利]基于MEMS的空气芯微同轴传输线的制造方法

说明书

本发明公开了一种基于MEMS的空气芯微同轴传输线的制造方法，所述制造方法包括：在衬底上沉积一层种子层；在种子层表面形成第一图案化光刻胶层，并在第一图案化光刻胶层的图案内电镀形成微同轴传输线的外轴底层；采用化学机械抛光方法，利用新型抛光液对外轴底层和第一图案化光刻胶层的表面进行抛光，使得外轴底层和第一图案化光刻胶层的表面平坦化；在抛光后的外轴底层和第一图案化光刻胶层的表面形成外轴侧壁、支撑层、内轴和外轴顶层，得到空气芯微同轴传输线。该制造方法采用新型抛光液进行化学机械抛光，可以使得外轴底层的铜材料与光刻胶的抛光速率非常接近，从而可以减小抛光面的高度差，使得后续其它层结构生长时更稳定。

技术领域

本发明涉及微波测量技术领域，尤其涉及一种基于MEMS的空气芯微同轴传输线的制造方法。

背景技术

微同轴在毫米波/太赫兹电子系统在高性能雷达和空间通信等领域具有非常广阔的应用前景。其最早是在DAPPA资助下，2004年RohmandHaas公司提出：可以在微电子机械系统(MEMS)工艺的基础上，在矩形的铜质外导体中引入内导体及其介质支撑结构，形成空气填充的微型同轴传输线，该公司将其命名为PolyStrata-TM结构。该结构主要是制作矩形的铜质外导体、内导体及其介质支撑结构。

相关技术中，制造上述结构的制备方法是先在晶圆表面进行种子层沉积；在有种子层的晶圆表面进行厚胶光刻，以形成图案化光刻胶；光刻结束后在图案化光刻胶的图案中电镀填充铜金属，以完成微同轴传输线的外轴底层的单层结构制备。然后再采用同样的方法，通过厚胶光刻以及电镀的方式依次完成微同轴传输线的支撑层、内轴、外轴侧壁和外轴顶层的制备，最终可以制备得到空气芯微同轴传输线。

在上述制备方法中，每次电镀完成单层结构的制备后，还需要对电镀完成的单层结构和光刻胶表面进行化学机械抛光处理，以使得制备的单层结构表面更光滑，后续制备的单层结构能够更稳定。

然而，相关技术中，化学机械抛光采用的抛光液主要是使用传统的铜研磨液，该研磨液只能研磨铜，在有光刻胶材料存在时无法研磨光刻胶，从而导致铜和光刻胶的去除速率相差较大，抛光后的表面会形成较大的高度差，使得后续结构搭建困难，无法微同轴的精度要求，最终导致微同轴制作完成后的结构稳定性差、可靠性差、高频电学性能较差。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于MEMS的空气芯微同轴传输线的制造方法。

本发明提供了一种基于MEMS的空气芯微同轴传输线的制造方法，所述制造方法包括：

在衬底上沉积一层种子层；

在所述种子层表面形成第一图案化光刻胶层，并在所述第一图案化光刻胶层的图案内电镀形成微同轴传输线的外轴底层；

采用化学机械抛光方法对所述外轴底层和所述第一图案化光刻胶层的表面进行抛光，使得所述外轴底层和所述第一图案化光刻胶层的表面平坦化；其中，所述化学机械抛光采用的抛光液为新型抛光液，所述新型抛光液由质量分数为5-8％的SiO2、质量分数为2-5％的甘氨酸、以及体积分数为2-8％的H2O2组成，余量为水和其它不可避免的杂质；所述新型抛光液的pH值为9.5～10.5；

在抛光后的所述外轴底层和所述第一图案化光刻胶层的表面形成外轴侧壁、支撑层、内轴和外轴顶层，得到所述空气芯微同轴传输线。

可选地，所述在抛光后的所述外轴底层和所述第一图案化光刻胶层的表面形成外轴侧壁、支撑层、内轴和外轴顶层，得到所述空气芯微同轴传输线，包括：

在抛光后的所述外轴底层和所述第一图案化光刻胶层的表面形成第一部分外轴侧壁；

在所述第一部分外轴侧壁上形成第二部分外轴侧壁和所述支撑层；