一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法
2023-10-28 02:27:22 2
一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法
【專利摘要】本發明提出了一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，使用高厚度、大平面尺寸的載片給予超薄石英基片雙面光刻蝕時的粘接支撐作用，同時利用基片透明屬性透過基片標記觀測掩模標記實現雙面對準，可以簡單、方便地用於超薄石英基片上雙面薄膜電路圖形的光刻刻蝕操作，良品率大幅提升；在進行背面圖形化工藝時，不需要增加額外的減薄、拋光、光刻設備及工藝，使用與單面電路光刻蝕一樣的光刻機設備即可實現背面圖形和正面圖形的對準，能夠大幅度的降低生產成本。
【專利說明】—種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於毫米波、亞毫米波集成電路製造【技術領域】，特別涉及一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法。
【背景技術】
[0002]石英基片作為太赫茲頻段部件普遍採用的電路基材，材料選擇高純度的各向同性熔融石英，原因在於在數百GHz頻帶內石英的介電常數較為穩定，損耗低於目前微波毫米波頻段基板材料，其熱和機械性能也較為穩定。石英基片上薄膜電路圖形通常採用半導體集成電路工藝的大基片、多單元方式製備，加工精度可達微米級別，然而石英基片在高頻應用的主要限制為基片厚度和精準的雙面電路製作，也就決定了電路的損耗和電路設計的靈活性和準確性。
[0003]選擇厚度< 50 μ m的石英作為THz頻段部件的薄基板材料，平面外形可為方形或圓形。由於厚度< 50 μπι的石英基片具有超薄、易碎等特點，再加上設計的超薄電路圖形朝著小型化、高精度方向發展，圖形具備以下特徵:1)超薄石英微帶片平面寬度已經小到100微米；2)超薄石英微帶片電路圖形最小線寬/線間距已達10微米或10微米以下，在超薄石英基片上製作具有精細線寬的單面薄膜電路圖形難度很大，製作成軸對稱的雙面電路圖形就變得異常困難。光刻、刻蝕工藝是加工薄膜電路圖形結構的關鍵技術，它的成功與否，直接關係到薄膜電路製作的成敗，並影響後續的電鍍、劃片等工序。在完成清洗並形成金屬化薄膜的基片上光刻刻蝕電路圖形時，正反面要依次經過勻膠、前烘、曝光、顯影、後烘、刻蝕、去I父、檢驗等一系列複雜工序，再加上厚度< 50 μ m的石英基片在材料和基片尺寸上具有的特殊性，工藝難度非常大。
[0004]一般情況下，雙面對準按照光刻機設備分為兩種，一種為上下掩膜對準後對基片正反面同時曝光，一種為基片正反面分別對準曝光。
[0005]上下掩膜對準後對基片正反面同時曝光的方法雖然具有性能可靠，操作方便，適用性廣的優點，但採用該方法在超薄石英基片上光刻蝕雙面薄膜電路圖形時，由於機械加工精度不夠高，因此運動重複性差，如上掩膜版架重複上下移動常有微小移位，致使對準精度不夠高。
[0006]利用基片正反面分別對準曝光的方法，就是從基片上的對準標記著手來進行雙面光刻對準，近年來一些科研工作者做了大量的工作。王海湧等人於2006年8月在《半導體技術》發表的《玻璃基片雙面光刻對準工藝流程的研究》(第31卷第8期576-578頁)揭示了一種用於玻璃基片雙面光刻對準的方法，即利用基片透明屬性透過基片標記觀測掩模標記實現對準，不再採用靜態存儲的掩模數字圖像作為精對準基準，規避了可能由物鏡側移帶來的對準誤差。
[0007]申請號為201210289292.6的專利申請揭示了一種矽片的背面圖形化的工藝方法，兼容薄片工藝。該方法步驟包括:在矽片的正面完成正面圖形化工藝；在矽片的正面沉積保護層；採用光刻刻蝕工藝在矽片正面形成深溝槽並用深溝槽定義出器件背面部分的對準標記；將矽片反轉，用矽片的正面和一載片進行鍵合；對矽片的背面進行研磨到需要的厚度並將對準標記從矽片的背面露出；用對準標記進行對準，在矽片的背面進行背面圖形化工藝；進行解鍵合工藝將矽片和載片解離。
[0008]上述兩種方法共同的優點為:能在進行背面圖形化工藝時，不需要增加額外的光刻設備和工藝，使用與單面電路光刻蝕一樣的光刻機即可實現背面圖形和正面圖形的對準，能夠大幅度的降低生產成本。但是上述兩種方法用在超薄石英基片雙面電路圖形光刻刻蝕時分別存在明顯的缺點。王海湧等人揭示的用於玻璃基片雙面光刻對準的方法，雖然利用基片透明屬性製作光刻對準標記實現雙面精確對準，但由於厚度< 50 μπι的超薄石英基片本身機械支撐不夠，光刻時真空吸附基片容易導致基片發生翹曲、變形甚至破裂，用於超薄石英基片雙面薄膜電路製作時成品率幾乎為零。申請號為201210289292.6的專利申請揭示的一種超薄矽片的背面圖形化的工藝方法，矽片背面圖形化工藝採用臨時鍵合-背部減薄-臨時解鍵合工藝，該方法中的對準標記從正面穿透到背面，雖然靠粘接載片能有足夠的機械支撐，但是對準標記製作工藝十分複雜，尤其是將矽片拓展應用到超薄石英基片上實現雙面電路圖形光刻刻蝕時還有很多問題亟待解決。
[0009]因此，急需開發一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的有效方法，既容易製作雙面對準標記，光刻蝕過程中又有機械支撐保證基片的完整性。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是提供一種既容易製作雙面對準標記，光刻蝕過程中又有機械支撐保證基片的完整性來用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的有效方法。
[0011]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0012]一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟101:將超薄石英基片雙面拋光並將其設置形成正反面金屬薄膜；
[0014]步驟102:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化上表面形成薄膜電路圖形和對準標記；
[0015]步驟103:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成雙面對準窗口；
[0016]步驟104:利用基片透明屬性將金屬化上表面對準標記與掩膜版對準標記實現對準，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成對應的薄膜電路圖形。
[0017]可選地，所述步驟101中，所述超薄石英基片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，厚度為30 μ m-50 μ m,平面尺寸為IOmmX 10mm-76mmX 76mm ;所述設置形成的正反面金屬薄膜材料設置相同或不同。
[0018]可選地，所述步驟102、103和104中，所述超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝，包括以下步驟:
[0019](a)、將超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜表面朝上，超薄石英基片的另一面與載片的拋光面通過光刻膠粘接形成一臨時鍵合體；
[0020](b)、經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘後，在超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜上形成抗蝕劑圖形；
[0021](c)、將抗蝕劑圖形通過溼法刻蝕或幹法刻蝕後傳遞到待光刻蝕金屬薄膜上:
[0022](d)、去除光刻膠，並將臨時鍵合體分離，得到一形成當前薄膜電路圖形的超薄石
英基片。
[0023]可選地，所述步驟(a)中，所述載片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，平面尺寸大於或等於超薄石英基片尺寸，厚度為0.254mm-0.65mm,材料為純度99.6 % -100 %的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片或石英基片。
[0024]可選地，所述步驟(a)中，形成一臨時鍵合體的方法為:在載片上塗覆一層光刻膠溼膜，將石英基片待光刻蝕金屬薄膜表面朝上通過真空筆吸附迅速放置在所述載片的光刻膠溼膜上，然後在80-90°C溫度下乾燥10分鐘或110°C溫度下乾燥5分鐘。
[0025]可選地，所述步驟(a)和(b)中，所述光刻膠為紫外敏感正性光刻膠，所述塗覆光刻膠方法為旋轉塗覆法或噴霧式塗布法。
[0026]可選地，所述步驟(C)中，所述溼法刻蝕為採用溼法腐蝕工藝將光刻膠圖形轉移至超薄石英基片待光刻和刻蝕的金屬薄膜上；腐蝕液選擇對應腐蝕金屬薄膜材料，設置每一種金屬腐蝕液只腐蝕對應金屬，而對於抗蝕劑及其它金屬膜層不發生反應。
[0027]可選地，所述步驟(d)中，所述去除光刻膠並將臨時鍵合體分離的方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，將抗蝕劑圖形去除乾淨，並將載片和形成薄膜電路圖形的超薄石英基片分離，然後將形成薄膜電路圖形的超薄石英基片用去離子水清洗乾淨，乾燥。
[0028]本發明的有益效果是:
[0029](I)使用高厚度、大平面尺寸的載片給予超薄石英基片雙面光刻蝕時的粘接支撐作用，同時利用基片透明屬性透過基片標記觀測掩模標記實現雙面對準，可以簡單、方便地用於超薄石英基片上雙面薄膜電路圖形的光刻刻蝕操作，良品率大幅提升；
[0030](2)在進行背面圖形化工藝時，不需要增加額外的減薄、拋光、光刻設備及工藝，使用與單面電路光刻蝕一樣的光刻機設備即可實現背面圖形和正面圖形的對準，能夠大幅度的降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明提供的一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法流程圖；
[0033]圖2a_圖2d為本發明提供的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的一個實施例的流程圖；
[0034]圖3a_圖3d為圖2所示實施例中超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝的流程圖。【具體實施方式】
[0035]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0036]如圖1所示，本發明提供的一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，包括以下步驟:
[0037]步驟101:將超薄石英基片雙面拋光並將其設置形成正反面金屬薄膜；
[0038]步驟102:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化上表面形成薄膜電路圖形和對準標記；
[0039]步驟103:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成雙面對準窗口；
[0040]步驟104:利用基片透明屬性將金屬化上表面對準標記與掩膜版對準標記實現對準，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成對應的薄膜電路圖形。
[0041]上述步驟101中，所述超薄石英基片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，厚度為30 μ m-50 μ m,平面尺寸為IOmmX 10mm-76mmX 76mm ;所述設置形成的正反面金屬薄膜材料設置相同或不同。
[0042]上述步驟102、103和104中，所述超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝，包括以下步驟:
[0043]a、將超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜表面朝上，超薄石英基片的另一面與載片的拋光面通過光刻膠粘接形成一臨時鍵合體；
[0044]b、經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘後，在超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜上形成抗蝕劑圖形；
[0045]C、將抗蝕劑圖形通過溼法刻蝕或幹法刻蝕後傳遞到待光刻蝕金屬薄膜上；
[0046]d、去除光刻膠，並將臨時鍵合體分離，得到一形成當前薄膜電路圖形的超薄石英基片。
[0047]上述步驟a中，所述載片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，平面尺寸大於或等於超薄石英基片尺寸，厚度為0.254mm-0.65mm，材料為純度99.6% -100%的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片或石英基片。形成一臨時鍵合體的方法為:在載片上塗覆一層光刻膠溼膜，將石英基片待光刻蝕金屬薄膜表面朝上通過真空筆吸附迅速放置在所述載片的光刻膠溼膜上，然後在80-90°C溫度下乾燥10分鐘或110°C溫度下乾燥5分鐘。
[0048]上述步驟a和b中，所述光刻膠為紫外敏感正性光刻膠，所述塗覆光刻膠方法為旋轉塗覆法或噴霧式塗布法。
[0049]上述步驟c中，所述溼法刻蝕為採用溼法腐蝕工藝將光刻膠圖形轉移至超薄石英基片待光刻和刻蝕的金屬薄膜上，金屬薄膜種類及層數根據器件性能要求決定；腐蝕液選擇對應腐蝕金屬薄膜材料，設置每一種金屬腐蝕液只能腐蝕對應金屬，而對於抗蝕劑及其它金屬膜層不發生反應。[0050]上述步驟d中，所述去除光刻膠並將臨時鍵合體分離的方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，將抗蝕劑圖形去除乾淨，並將載片和形成薄膜電路圖形的超薄石英基片分離，然後將形成薄膜電路圖形的超薄石英基片用去離子水清洗乾淨，乾燥。
[0051]基於圖1中所示的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，進一步如圖2a_2d和圖3a_3d所示，提供一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的具體實施例。
[0052]超薄石英基片雙面薄膜電路圖形示意圖如圖2a所示，正面俯視圖200與背面俯視圖300關於L軸對稱。依次將超薄石英基片上當前待光刻刻蝕金屬薄膜表面朝上，採用旋轉塗布BP-218型正性光刻膠(粘度60mPa.s)的方法將另一面與載片拋光面通過光刻膠粘接形成一臨時鍵合體，進而實現在超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的製作。
[0053]首先，提供一表面形成金屬薄膜的正方形超薄石英基片2和一正方形載片4。超薄石英基片2特徵為雙面拋光，厚度為50 μ m,邊長為20mm。超薄石英基片2雙面分別形成金屬薄膜3和金屬薄膜8，金屬薄膜3為當前待光刻刻蝕面，另一面金屬薄膜8為當前保護面。超薄石英基片2上的金屬薄膜3和金屬薄膜8均為TiW/Au薄膜，通過磁控濺射方法製備，Tiff, Au薄膜厚度分別為50nm和200nm。載片4雙面拋光，材料為藍寶石，平面尺寸為50.8mmX 50.8mm,厚度為 0.25mm。
[0054]接著，將超薄石英基片2上的金屬化上表面作為當前待光刻刻蝕面金屬薄膜3，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片2的金屬化上表面形成2X3陣列形式的薄膜電路圖形11和對準標記10，如圖2b所示。具體方法為:第一步，將該超薄石英基片2的金屬薄膜3朝上，背面金屬薄膜8與載片4的拋光面通過光刻膠5粘接形成一臨時鍵合體，如圖3a所示。操作時，在載片4上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠溼膜，勻膠轉速3000rpm，勻膠時間為30s，然後將該超薄石英基片2上的金屬薄膜3朝上，通過真空筆吸附迅速將其放置在載片4的正性光刻膠溼膜上，接下來在110°C熱板內乾燥5min提高粘附力。第二步，在該臨時鍵合體超薄石英基片2上表面得到抗蝕劑圖形6，如圖3b所示。掩膜版如下設計:居中有效圖形區域內的2X3陣列形式的薄膜電路圖形11和一對位於基片邊緣成軸對稱分布的對準標記10為掩膜保護區域，其餘部分為開窗窗口。操作時，在臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠，勻膠轉速6000rpm，勻膠時間為30s，然後在90°C恆溫乾燥箱中前烘lOmin，曝光時採用紫外線接觸式曝光，光強6mW/cm2，曝光時間15s，曝光完後使用顯影液顯影，室溫下顯影40s，經過去離子水漂洗30s後，用氮氣吹乾，再在120°C恆溫乾燥箱中後烘20分鐘。經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘一系列步驟，就在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上得到抗蝕劑圖形6。第三步，將抗蝕劑圖形通過溼法腐蝕傳遞到金屬薄膜3上，如圖3c所示。先用碘-碘化鉀溶液在室溫下腐蝕Au薄膜20s，腐蝕乾淨後，再使用雙氧水在室溫下腐蝕TiW薄膜100s，則在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上重現與光刻膠相同的電路圖形。由於在該臨時鍵合體超薄石英基片2的四條側稜和背面有光刻膠的保護作用，不會對超薄石英基片2的背部金屬薄膜8造成腐蝕。第四步，去除光刻膠並將該臨時鍵合體分離，得到一形成電路圖形7的超薄石英基片2，如圖3d所示。操作方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，不但能將光刻、刻蝕用光刻膠去除乾淨，而且能順利將載片4和表面形成電路圖形7的超薄石英基片2分離，然後將超薄石英基片2用去離子水清洗乾淨，乾燥。這就完成了在超薄石英基片2金屬化上表面形成薄膜電路圖形11和對準標記10的製作。
[0055]然後，將超薄石英基片2上的金屬化下表面作為當前待光刻刻蝕面金屬薄膜3，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片2金屬化下表面形成雙面對準窗口 12，如圖2b所示。具體方法為:第一步，將該超薄石英基片2的金屬薄膜3朝上，背面金屬薄膜8 (上表面薄膜電路圖形11)與載片4的拋光面通過光刻膠5粘接形成一臨時鍵合體，如圖3a所示。操作時，在載片4上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠溼膜，勻膠轉速3000rpm，勻膠時間為30s，然後將該超薄石英基片2上的金屬薄膜3朝上，通過真空筆吸附迅速將其放置在載片4的正性光刻膠溼膜上，接下來在110°C熱板內乾燥5min提高粘附力。第二步，在該臨時鍵合體超薄石英基片2上表面得到抗蝕劑圖形6，如圖3b所示。掩膜版如下設計:覆蓋2X3陣列形式的上表面薄膜電路圖形11且未包含一對位於基片邊緣成軸對稱分布的對準標記10的整個區域為掩膜保護區域，其餘部分為開窗窗口。操作時，在臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠，勻膠轉速6000rpm,勻膠時間為30s,然後在90°C恆溫乾燥箱中前烘lOmin。根據超薄石英基片邊界和對準標記10所在的位置，將掩膜保護區域的邊界與上表面居中有效圖形所在的整個區域對應的邊界對齊，使得對準標記10完全在雙面對準窗口 12內。曝光時採用紫外線接觸式曝光，光強6mW/cm2，曝光時間15s，曝光完後使用顯影液顯影，室溫下顯影40s，經過去離子水漂洗30s後，用氮氣吹乾，再在120°C恆溫乾燥箱中後烘20分鐘。經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘一系列步驟，就在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上表面得到抗蝕劑圖形6。第三步，將抗蝕劑圖形通過溼法腐蝕傳遞到金屬薄膜3上，如圖3c所示。先用碘-碘化鉀溶液在室溫下腐蝕Au薄膜20s，腐蝕乾淨後，再使用雙氧水在室溫下腐蝕TiW薄膜100s，則在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上重現與光刻膠相同的電路圖形。由於在該臨時鍵合體超薄石英基片2的四條側稜和背面有光刻膠的保護作用，不會對超薄石英基片2的背部金屬薄膜8(上表面薄膜電路圖形11)造成腐蝕。第四步，去除光刻膠並將該臨時鍵合體分離，得到一形成電路圖形7的超薄石英基片2，如圖3d所示。操作方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，不但能將光刻、刻蝕用光刻膠去除乾淨，而且能順利將載片4和表面形成電路圖形7的超薄石英基片2分離，然後將超薄石英基片2用去離子水清洗乾淨，乾燥。這就完成了在超薄石英基片2金屬化下表面形成雙面對準窗口 12的製作。通過雙面對準窗口 12，上表面的對準標記10清晰可見。
[0056]最後,利用基片透明屬性將金屬化上表面對準標記10與掩膜版對準標記實現對準，將超薄石英基片2上的金屬化下表面作為金屬薄膜3，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英2金屬化下表面形成對應的背面電路圖形13，如圖2d所示。具體方法為:第一步，將該超薄石英基片2的金屬薄膜3朝上，背面金屬薄膜8 (上表面薄膜電路圖形11)與載片4的拋光面通過光刻膠5粘接形成一臨時鍵合體，如圖3a所示。操作時，在載片4上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠溼膜，勻膠轉速3000rpm，勻膠時間為30s，然後將該超薄石英基片2上的金屬薄膜3朝上，通過真空筆吸附迅速將其放置在載片4的正性光刻膠溼膜上，接下來在110°C熱板內乾燥5min提高粘附力。第二步，在該臨時鍵合體超薄石英基片2上表面得到抗蝕劑圖形6，如圖3b所示。掩膜版如下設計:居中有效圖形區域2X3陣列形式的背面電路圖形13為掩膜保護區域，其餘部分為開窗窗口。操作時，在臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上旋轉塗布一層BP-218型正性光刻膠，勻膠轉速6000rpm,勻膠時間為30s,然後在90°C恆溫乾燥箱中前烘lOmin。曝光時利用基片透明屬性將金屬化上表面對準標記10與掩膜版對準標記實現對準，採用紫外線接觸式曝光，光強6mff/cm2,曝光時間15s,曝光完後使用顯影液顯影,室溫下顯影40s,經過去離子水漂洗30s後，用氮氣吹乾，再在120°C恆溫乾燥箱中後烘20分鐘。經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘一系列步驟，就在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上得到抗蝕劑圖形6。第三步，將抗蝕劑圖形通過溼法腐蝕傳遞到金屬薄膜3上，如圖3c所示。先用碘-碘化鉀溶液在室溫下腐蝕Au薄膜20s，腐蝕乾淨後，再使用雙氧水在室溫下腐蝕TiW薄膜100s，則在該臨時鍵合體超薄石英基片2的金屬薄膜3上重現與光刻膠相同的電路圖形。由於在該臨時鍵合體超薄石英基片2的四條側稜和背面有光刻膠的保護作用，不會對超薄石英基片2的背部金屬薄膜8 (上表面薄膜電路圖形11)造成腐蝕。第四步，去除光刻膠並將該臨時鍵合體分離，得到一形成電路圖形7的超薄石英基片2，如圖3d所示。操作方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，不但能將光刻、刻蝕用光刻膠去除乾淨，而且能順利將載片4和表面形成電路圖形7的超薄石英基片2分離，然後將超薄石英基片2用去離子水清洗乾淨，乾燥。這就完成了在超薄石英基片2金屬化下表面形成對應的背面電路圖形13的製作。利用基片透明屬性，藉助金屬化上表面對準標記10，正面圖形11與背面電路圖形13容易地實現了精確對準。
[0057]綜上所述，本發明的一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，使用高厚度、大平面尺寸的載片給予超薄石英基片雙面光刻蝕時的粘接支撐作用，同時利用基片透明屬性透過基片標記觀測掩模標記實現雙面對準，可以簡單、方便地用於超薄石英基片上雙面薄膜電路圖形的光刻刻蝕操作，良品率大幅提升。在進行背面圖形化工藝時，不需要增加額外的減薄、拋光、光刻設備及工藝，使用與單面電路光刻蝕一樣的光刻機設備即可實現背面圖形和正面圖形的對準，能夠大幅度的降低生產成本。
[0058]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟101:將超薄石英基片雙面拋光並將其設置形成正反面金屬薄膜； 步驟102:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化上表面形成薄膜電路圖形和對準標記； 步驟103:通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成雙面對準窗口； 步驟104:利用基片透明屬性將金屬化上表面對準標記與掩膜版對準標記實現對準，通過超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝在超薄石英基片金屬化下表面形成對應的薄膜電路圖形。
2.如權利要求1所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟101中，所述超薄石英基片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，厚度為30 μ m-50 μ m,平面尺寸為IOmmX 10mm-76mmX 76mm ;所述設置形成的正反面金屬薄膜材料設置相同或不同。
3.如權利要求1所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟102、103和104中，所述超薄石英基片與載片臨時鍵合併光刻刻蝕工藝，包括以下步驟: (a)、將超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜表面朝上，超薄石英基片的另一面與載片的拋光面通過光刻膠粘接形成一臨時鍵合體； (b)、經過塗覆光刻膠、前烘、曝光、顯影和後烘後，在超薄石英基片的待光刻蝕金屬薄膜上形成抗蝕劑圖形； (c)、將抗蝕劑圖形通過溼法刻蝕或幹法刻蝕後傳遞到待光刻蝕金屬薄膜上； (d)、去除光刻膠，並將臨時鍵合體分離，得到一形成當前薄膜電路圖形的超薄石英基片。
4.如權利要求3所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟(a)中，所述載片形狀為圓形、長方形、正方形或不規則形狀，平面尺寸大於或等於超薄石英基片尺寸，厚度為0.254mm-0.65mm，材料為純度99.6% -100%的氧化鋁基片或純度98%的氮化鋁基片或藍寶石基片或石英基片。
5.如權利要求3所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟(a)中，形成一臨時鍵合體的方法為:在載片上塗覆一層光刻膠溼膜，將石英基片待光刻蝕金屬薄膜表面朝上通過真空筆吸附迅速放置在所述載片的光刻膠溼膜上，然後在80-90°C溫度下乾燥10分鐘或110°C溫度下乾燥5分鐘。
6.如權利要求3所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟(a)和(b)中，所述光刻膠為紫外敏感正性光刻膠，所述塗覆光刻膠方法為旋轉塗覆法或噴霧式塗布法。
7.如權利要求3所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟(C)中，所述溼法刻蝕為採用溼法腐蝕工藝將光刻膠圖形轉移至超薄石英基片待光刻和刻蝕的金屬薄膜上；腐蝕液選擇對應腐蝕金屬薄膜材料，設置每一種金屬腐蝕液只腐蝕對應金屬，而對於抗蝕劑及其它金屬膜層不發生反應。
8.如權利要求3所述的用於超薄石英基片上光刻刻蝕雙面薄膜電路圖形的方法，其特徵在於，所述步驟(d)中，所述去除光刻膠並將臨時鍵合體分離的方法為:先使用丙酮在室溫下超聲波處理10分鐘，將抗蝕劑圖形去除乾淨，並將載片和形成薄膜電路圖形的超薄石英基片分離，然後 將形成薄膜電路圖形的超薄石英基片用去離子水清洗乾淨，乾燥。
【文檔編號】H01L21/68GK103985663SQ201410214387
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】曹乾濤, 王斌, 宋振國, 胡瑩璐, 孫建華, 鄧建欽 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所