-8光刻膠是一種高對比度、基于環(huán)氧光刻膠，能夠?qū)崿F(xiàn)高深寬比光刻膠掩膜制作，保證了圖形加工尺寸精度。加工步驟為勻膠、前烘、曝光、中烘、顯影。
[0057]上述步驟102中，光刻中勻膠步驟，是在鍍金銅板上涂覆一層SU-8光刻膠，用旋轉(zhuǎn)涂布法。涂膠轉(zhuǎn)速一般為1000轉(zhuǎn)/分，時間5-10s，涂膠厚度約為650 μ m。
[0058]上述步驟102中，光刻中前烘步驟，對涂覆的光刻膠，進行烘焙揮發(fā)部分溶劑，一般用熱板進行烘焙，分兩次加熱，60°C加熱15min，95°C加熱2.5h。
[0059]上述步驟102中，光刻中曝光步驟，使用紫外光刻機對光刻膠進行紫外曝光，曝光量600-700mj/cm2，曝光用掩膜版圖形寬度為270 μ m，長度為10_。
[0060]上述步驟102中，光刻中中烘步驟，是對光刻膠進一步烘焙使曝光圖像部分交聯(lián)固化，一般用熱板進行烘焙。分兩次加熱60°C加熱5min，95°C加熱0.5h。
[0061]上述步驟102中，光刻顯影步驟，將曝光后的光刻膠沉浸在顯影液中，5-10min去除未曝光的光刻膠，形成高深刻比掩膜圖形。如圖4所示，為本實施例中，通過光刻形成的SU-8光刻膠掩膜的示意圖。
[0062]上述步驟103中，電鍍步驟，由于非圖形部分有光刻膠保護，因此只能對圖形部分進行電鍍加厚。采用檸檬酸金鉀鍍金液直流電鍍金，電流密度是3?10mA/cm2 ;鍍層厚度:650 μπι，形成650 μπι高的金屬波導(dǎo)側(cè)壁。采用電鍍方法實現(xiàn)波導(dǎo)金屬側(cè)壁加，相對與派射鍍膜方法具有實現(xiàn)方法簡單成本低的優(yōu)勢。如圖5所示，為采用電鍍金的方法形成的金波導(dǎo)側(cè)壁的示意圖。
[0063]上述步驟104中，電鍍步驟，去膠波導(dǎo)腔內(nèi)鍍銅步驟，采用MicroChem公司專用SU-8去膠劑GP進行超聲加熱去除，時間約10-12h。去膠后電鍍銅，形成的微型結(jié)構(gòu)如圖6所示。
[0064]上述步驟104中，采用硫酸銅鍍銅液直流電鍍銅，電流密度是10?20mA/cm2 ;鍍層厚度:680 μ m，鍍銅層厚度要超過電鍍金形成波導(dǎo)側(cè)壁高度。
[0065]上述步驟105中，研磨鍍銅層，用機械研磨拋光的方法把電鍍金形成的波導(dǎo)側(cè)壁和鍍銅層一起研磨到540 μm，研磨后進行表面拋光處理提高表面光潔度。波導(dǎo)腔內(nèi)采用鍍銅做襯底，并采用研磨拋光的方式精確控制波導(dǎo)內(nèi)腔高度。具有尺寸控制精度高操作簡單的優(yōu)點，精細拋光可以很好的保證金屬波導(dǎo)表面粗糙度，減少信號傳輸損耗。采用研磨方法去除多余金屬層形成的微型結(jié)構(gòu)如圖7所示。
[0066]上述步驟106中，電鍍步驟，鍍層是金，在研磨平整的鍍銅層和鍍金波導(dǎo)側(cè)壁上電鍍一層金形成波導(dǎo)上蓋，鍍金厚度20 μ m形成波導(dǎo)上蓋；電鍍金形成波導(dǎo)上蓋的微結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0067]上述步驟107中，電鍍步驟，鍍層是金，在研磨平整的鍍銅層和鍍金波導(dǎo)側(cè)壁上電鍍一層金形成波導(dǎo)上蓋，采用檸檬酸金鉀鍍金液直流電鍍金，電流密度是3?lOmA/cm2;鍍層厚度:20 μπι。圖9為去除波導(dǎo)腔內(nèi)銅層后形成的最終金屬波導(dǎo)示意圖。
[0068]上述步驟107中，去銅層，用腐蝕液去除波導(dǎo)腔內(nèi)電鍍銅，一般用硝酸加超聲，以加速腐蝕去除速度。腐蝕時間為5-10h。由于硝酸對銅具有快速的腐蝕性，腐蝕過程中加入超聲，可以使腐蝕液浸入到深腔內(nèi)，使腔體內(nèi)部銅層更容易腐蝕干凈。最終形成高540 μπι，寬270 μ m，1mm長的金屬波導(dǎo)腔。通過采用鍍銅做襯底硝酸腐蝕去除的方法，解決了 SU-8去除難題。由于SU-8光刻膠具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，一般的去膠劑很難去除。本發(fā)明采用PG去膠劑通過加熱超聲去除。另外通過調(diào)整加工步驟，在波導(dǎo)上蓋制作前去除光刻膠，增加了去膠劑與光刻膠的接觸面積，降低了去膠難度。去膠后采用電鍍銅的方法填充波導(dǎo)腔，再電鍍金加工波導(dǎo)上蓋，最后用硝酸超聲腐蝕去除腔內(nèi)鍍銅層。由于硝酸可以快速溶解金屬銅，而對黃金波導(dǎo)腔體無任何腐蝕性，可以通過狹小的波導(dǎo)口快速的去除波導(dǎo)腔內(nèi)銅層，實現(xiàn)波導(dǎo)腔的加工制作。
[0069]本發(fā)明采用SU-8負膠光刻工藝，實現(xiàn)了高深寬比的光刻膠掩膜制作，通過電鍍的方法實現(xiàn)波導(dǎo)腔側(cè)壁的加工制作。波導(dǎo)腔內(nèi)采用鍍銅做襯底，并采用研磨拋光的方式精確控制波導(dǎo)內(nèi)腔高度，鍍金后用硝酸腐蝕去除腔內(nèi)鍍銅層，解決了 SU-8光刻膠難去除的問題，實現(xiàn)了波導(dǎo)內(nèi)腔室高度的精確控制，實現(xiàn)了太赫茲THz超小金屬波導(dǎo)的加工制作。
[0070]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block)，單元，和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件，或兩者的結(jié)合進行實現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability)，上述的各種說明性部件(illustrative components)，單元和步驟已經(jīng)通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個系統(tǒng)的設(shè)計要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實現(xiàn)所述的功能，但這種實現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實施例保護的范圍。
[0071]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種太赫茲波段超小金屬波導(dǎo)的制作方法，其特征在于，包括: 將波導(dǎo)襯底的表面電鍍一層金，得到鍍金銅板； 在所述鍍金銅板上制作光刻膠掩膜； 將制作光刻膠掩膜后的所述鍍金銅板進行電鍍，形成金屬波導(dǎo)側(cè)壁，側(cè)壁高度大于設(shè)計值； 通過SU-8去膠液進行超聲加熱去膠，并在波導(dǎo)腔內(nèi)鍍銅；所述鍍銅層的厚度大于所述金屬波導(dǎo)側(cè)壁的厚度； 通過機械研磨的方法將所述金屬波導(dǎo)側(cè)壁以及所述鍍銅層研磨到設(shè)計要求高度并進行表面拋光處理； 在研磨平整的鍍銅層和鍍金波導(dǎo)側(cè)壁上電鍍一層金形成波導(dǎo)上蓋； 用腐蝕液去除所述波導(dǎo)腔內(nèi)的電鍍銅。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于: 所述波導(dǎo)襯底材料為純銅板；該純銅板表面光潔、平整。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于: 用SU-8光刻膠制作所述光刻膠掩膜，加工步驟為勻膠、前烘、曝光、中烘及顯影。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述勻膠包括: 在所述鍍金銅板上，用旋轉(zhuǎn)涂布法涂覆一層SU-8光刻膠。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述前烘包括: 對所述涂覆的光刻膠進行烘焙，揮發(fā)部分溶劑，用熱板進行烘焙。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述曝光包括: 使用紫外光刻機對光刻膠進行紫外曝光。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述中烘包括: 對光刻膠進一步烘焙使曝光圖形部分交聯(lián)固化，用熱板進行烘焙。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述顯影包括: 用顯影液把未曝光過的光刻膠顯影去除。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述將制作光刻膠掩膜后的所述鍍金銅板進行電鍍，包括: 對圖形部分進行電鍍加厚； 其中，鍍層為金。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述用腐蝕液去除所述波導(dǎo)腔內(nèi)的電鍍銅，包括:用硝酸加超聲去除。
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝和微電子機械系統(tǒng)工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太赫茲波段超小金屬波導(dǎo)的制作方法，所述方法包括：在鍍金銅基板上，采用SU-8負膠光刻顯影工藝，制作高深寬比光刻膠掩膜，通過掩膜電鍍的方法制作波導(dǎo)腔金屬側(cè)壁。去除光刻膠在波導(dǎo)腔內(nèi)鍍銅做襯底，采用研磨拋光的方法去除多余鍍層，然后在鍍銅襯底上鍍金形成波導(dǎo)上蓋，用硝酸腐蝕去除腔內(nèi)鍍銅襯底，得到微型波導(dǎo)腔體。本發(fā)明采用光刻電鍍工藝，實現(xiàn)了高深寬比、高精度、高表面光潔度的微型零件加工制作，解決了超小太赫茲金屬波導(dǎo)腔的加工制作難題。
【IPC分類】H01P11/00
【公開號】CN105186091
【申請?zhí)枴緾N201510470292
【發(fā)明人】王進, 馬子騰, 許延峰
【申請人】中國電子科技集團公司第四十一研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月4日