用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法技术

本发明专利技术提供一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，包括：将承载基片的上表面局部制备金属薄膜区作为电镀连通区；将超薄石英基片上表面制备金属薄膜作为待图形电镀面，与承载基片形成临时键合体；在待图形电镀面上形成键合区和图形化光刻胶区，将该键合区与电镀连通区通过金丝导通；电镀加厚金属电极层和保护金属层；去除所述金丝，将图形化光刻胶剥离干净，保护所述电镀连通区，将未电镀加厚区域的金属层刻蚀干净，再去除所述保护金属层；将所述超薄石英基片与所述承载基片分离。采用上述方案，可以在超薄石英基片上进行高精度线宽/线间距薄膜电路图形的电镀操作，而且导带尺寸能够精确控制，工艺简单易行，成本低廉，良品率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波、亚毫米波集成电路制造
，具体涉及一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法。
技术介绍
目前，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。目前设计的超薄电路图形具备以下特征：1、基片厚度小到50μm或更薄；2、外形精度高，尤其是宽度精度已达0.01mm；3、电路图形最小线宽/线间距已达10μm甚至微米级；4、长宽比最大已接近50:1。但由于厚度小于等于50μm的石英基片具有超薄、尺寸小、易碎等特点，在其上集成具有精细线宽的单/双面薄膜电路就变得异常困难。在电路电镀方面的主要技术问题在于：如何克服石英基片超薄易碎和镀层侧向生长的缺陷，以实现在厚度小于等于50μm的石英基片单/双面薄膜电路图形上电镀制备小到10μm甚至微米级特征线宽尺寸的高精度功能涂层。微波薄膜集成电路图形的传统制作方法有三种：一种是整板电镀深腐蚀法，即先整板电镀后光刻成型，属于减成法制作工艺；第二种是先光刻图形后电镀法，即先经过沉积种子层、光刻，(若有孤立导带，接着使用超声压焊金丝以实现电连接，)然后电镀金属层而达到要求。第三种是底层连接电镀法，即先对真空镀膜的基板进行光刻，腐蚀去除电路图形以外的表面膜层而保留下面的打底层(如Cr、TiW、Ta或TaN)，利用打底层来实现图形的电连接，然后进行电镀，这样就可在图形上镀上金属而在打底层上镀不上金属，最后腐蚀除去打底层即可。第一种方法不但成本高，且由于电镀膜层较厚，湿法腐蚀存在较大的腐蚀因子，使得带线的尺寸变小，精度变差；后面两种方法除了具有各自的缺点外(第二种方法压焊会引入导带上凹坑，工序繁琐，影响产品质量、可靠性和生产率；第三种方法打底层金属材料方阻范围选择不当或氧化钝化处理不当，打底层上容易产生金属镀点)，还会随着镀层厚度的增加，带线侧生长也增加，使带线尺寸增加，精度也变差。这三种方法都给导体尺寸的精确控制带来困难，从而影响器件的性能和成品率。用图形电镀法制作的薄膜电路图形由于具有带线侧生长小、线条边缘陡直、图形分辨率高等优点而受到重视。图形电镀法，即带光刻胶电镀法，是指在真空镀膜的基础上先用反版做出光刻胶掩膜(除所需要的图形暴露外，其余的全用光刻胶掩膜掩蔽)，然后依靠光刻胶下面的金属种子层做图形的电连接进行电镀功能层，最后去胶腐蚀出图形。现有技术提供了一种采用电路衬底背面减薄技术来实现用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，包括：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；包括基片清洗、真空沉积金属薄膜、反版做出光刻胶掩膜、电镀、去胶、刻蚀出图形，接下来将承载衬底和/或器件衬底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、金属化和电镀等，再将形成薄膜电路图形的薄石英基片从承载衬底上剥离下来。采用电路衬底背面减薄技术来实现用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，最大缺点是图形电镀后衬底背面减薄时所用的临时键合机、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，而且用到的临时键合材料选择面受限度较大。专利申请号为201310617579.1的专利另外提供了一种用于超薄石英基片上电镀薄膜电路图形的方法，属于上述的第二种电镀方法，即先光刻图形后电镀法，电镀时会随着镀层厚度的增加，带线侧生长也增加，使带线尺寸增大，精度也变差，给导体尺寸的精确控制带来困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，以改进目前存在的超薄石英基片薄膜电路的电镀方法存在的不足，实现在超薄石英基片上进行高精度线宽/线间距薄膜电路图形的电镀操作，降低成本，提高成品率。为达上述目的，本专利技术提供了一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，其包括：将承载基片的上表面进行抛光，并在抛光面的局部制备金属薄膜区作为电镀连通区；将超薄石英基片双面抛光，在其上表面制备金属薄膜作为待图形电镀面，下表面通过光刻胶湿膜与所述承载基片的抛光面上未制备金属薄膜的区域粘接形成临时键合体；通过涂覆光刻胶、前烘、曝光、显影及后烘，在所述临时键合体的待图形电镀面上形成键合区和图形化光刻胶区，并将该键合区与所述电镀连通区通过金丝导通；在该临时键合体上先后电镀加厚金属电极层和保护金属层；去除所述金丝，将图形化光刻胶剥离干净，保护所述电镀连通区，将未电镀加厚区域的金属层刻蚀干净，再去除所述保护金属层；将所述超薄石英基片与所述承载基片分离。上述技术方案具有如下有益效果：上述技术方案使用基于超薄石英基片与承载基片的临时键合与解键合技术做支撑，将超薄石英基片下表面与承载基片局部金属化的抛光面粘接形成临时键合体，通过金丝互连形成导电通路，进而实现超薄石英基片薄膜电路的图形电镀操作，在该临时键合体上先后电镀加厚金属电极层和保护金属层；去除所述金丝，将图形化光刻胶剥离干净，保护所述电镀连通区，将未电镀加厚区域的金属层刻蚀干净，再去除所述保护金属层，最后再将所属超薄石英基片与所述承载基片分离。采用上述方案，可以在超薄石英基片上进行高精度线宽/线间距薄膜电路图形的电镀操作，而且导带尺寸能够精确控制，工艺简单易行，成本低廉，良品率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀的方法流程图；图2是本专利技术实施例二中，临时键合体结构示意图；图3是本专利技术实施例二中，形成图形化光刻胶后的临时键合体示意图；图4是本专利技术实施例二中，电镀加厚金属电极层和保护金属层后的临时键合体示意图；图5是本专利技术实施例二中，刻蚀后的临时键合体示意图；图6是本专利技术实施例二得到的超薄石英基片薄膜电路示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，其特征在于，包括：将承载基片的上表面进行抛光，并在抛光面的局部制备金属薄膜区作为电镀连通区；将超薄石英基片双面抛光，在其上表面制备金属薄膜作为待图形电镀面，下表面通过光刻胶湿膜与所述承载基片的抛光面上未制备金属薄膜的区域粘接形成临时键合体；通过涂覆光刻胶、前烘、曝光、显影及后烘，在所述临时键合体的待图形电镀面上形成键合区和图形化光刻胶区，并将该键合区与所述电镀连通区通过金丝导通；在该临时键合体上先后电镀加厚金属电极层和保护金属层；去除所述金丝，将图形化光刻胶剥离干净，保护所述电镀连通区，将未电镀加厚区域的金属层刻蚀干净，再去除所述保护金属层；将所述超薄石英基片与所述承载基片分离。

【技术特征摘要】
1.一种用于超薄石英基片薄膜电路的图形电镀方法，其特征在于，包括：
将承载基片的上表面进行抛光，并在抛光面的局部制备金属薄膜区作为电镀连通区；
将超薄石英基片双面抛光，在其上表面制备金属薄膜作为待图形电镀面，下表面通过
光刻胶湿膜与所述承载基片的抛光面上未制备金属薄膜的区域粘接形成临时键合体；
通过涂覆光刻胶、前烘、曝光、显影及后烘，在所述临时键合体的待图形电镀面上形
成键合区和图形化光刻胶区，并将该键合区与所述电镀连通区通过金丝导通；
在该临时键合体上先后电镀加厚金属电极层和保护金属层；
去除所述金丝，将图形化光刻胶剥离干净，保护所述电镀连通区，将未电镀加厚区域
的金属层刻蚀干净，再去除所述保护金属层；
将所述超薄石英基片与所述承载基片分离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超薄石英基片的下表面为无金属薄
膜表面，或为由金属薄膜图形和键合区组成的导电通路表面，或为全板薄膜金属化接地面。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超薄石英基片的下表面通过光刻胶
湿膜与所述承载基片的抛光面上未制备金属薄膜的区域粘接形成临时键合体，包括：在所
述承载基片抛光面上涂覆一层光刻胶湿膜，将所述超薄石英基片的下表面通过真空笔吸附
迅速贴合在所述承载基片抛光面上未制备金属薄膜的区域的光刻胶湿膜上，然后在80-90℃
温...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，吴恒奎，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37