CN107966883A - 一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器 - Google Patents

一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器，该方法包括：在压电基片表面上制作芯片金属图形；对制作好芯片图形的压电基片表面进行光刻胶匀胶；匀胶后进行烘烤；烘烤后确定最佳曝光焦面；再确定偏离最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面；然后预设定曝光时间对烘烤后的压电基片进行曝光；使用显影液对曝光后的压电基片进行显影；最后使用热板对显影后的压电基片进行烘烤完成光刻胶图形的制作。还涉及一种声表面波滤波器。本发明通过不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。

Description

一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器
技术领域
本发明属于声表面波滤波器制造技术领域，尤其涉及一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法及声表面波滤波器。
背景技术
声表面波滤波器是利用材料的压电效应和逆压电效应，当电信号施加于7叉指换能器上时，在材料表面激发出声表面波，通过合理设计材料表面的金属叉指换能器图形结构对声、电信号进行耦合，最终达到对电信号处理的目的。由于其体积小、重量轻、性能好等优点，被广泛应用在智能移动通讯设备射频前端电路、雷达、卫星等需要进行信号滤波处理的领域。
声表面波滤波器芯片金属图形采用平面半导体工艺，在压电基片表面通过光刻、镀膜等工艺制作出芯片金属图形，通过引线键合或其他电链接工艺将输入、输出电极引出，最后通过封装工艺将芯片金属图形功能区保护。
首先，为了实现声表面波滤波器温度补偿，一种最常用的方式是在制作完成的芯片金属图形芯片上覆盖一层很厚的温度补偿材料，一般是SiO2；其次，为了避免芯片金属图形表面长期直接暴露于空气中对滤波器性能产生影响，往往在芯片金属图形制作完成后采用在芯片金属图形表面制备钝化薄膜，一般为S iO2或SiNx等的方式将芯片金属图形表面覆盖与外界恶劣环境隔离，从而提升器件的可靠性；另外，在某些声表面波滤器制造时，需要在芯片金属图形表面覆盖一层介质薄膜以增加器件的功率耐受能力。
在现有技术中，对光刻制作套刻保护用的光刻胶图形时，需要另外制作一块与原芯片金属图形图形相对应的套刻掩膜版，将芯片金属图形的电极区域和其他区域进行区分，在光刻时通过对准标记实现套刻图形和晶圆上的芯片金属图形。该套刻技术需要针对每个芯片金属图形制作一块对应的套刻掩膜版，而高精度的掩膜版价格昂贵，增加了物料成本；另外，实际温补型声表面波滤波器工艺加工时，需要同时使用温补层套刻、钝化薄膜套刻、耐功率薄膜套刻工艺，在实施每一步套刻工艺时，需要将制作芯片金属图形的掩膜版重复换下，重复换上套刻用掩膜版，工序复杂，效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的光刻技术成本高、工序复杂，效率较低。
为解决上面的技术问题，本发明提供了一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法，该方法包括：
S1，在压电基片表面上制作芯片金属图形；
S2，对制好芯片金属图形的所述压电基片表面进行光刻胶匀胶；
S3，对匀胶后的所述压电基片进行烘烤；
S4，在烘烤后，确定所述压电基片表面上光刻胶层的最佳曝光焦面DOF0；
S5，根据所述最佳曝光焦面DOF0，确定偏离所述最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面DOFa；
S6，根据预设定曝光时间和所述曝光焦面DOFa，对烘烤后的所述压电基片进行曝光；
S7，使用显影液对曝光后的所述压电基片进行显影直到所述芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去；
S8，使用热板对显影后的所述压电基片进行烘烤，得到稳定的光刻胶图形，以完成光刻胶图形的制作。
本发明的有益效果：通过选取曝光焦面和相应的曝光时间对压电基片曝光，曝光后再使用显影液对曝光后的压电基片进行显影直到芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去，这样就不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，另外不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。
进一步地，匀胶后所述光刻胶厚度为所述芯片金属图形厚度的1.5～50倍。
进一步地，所述S3中在烘烤后，所述光刻胶厚度为所述芯片金属图形厚度的1.5～50倍。
进一步地，所述S5中确定偏离所述最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面之前，将原掩膜版与烘烤后的所述压电基片对准，其中所述原掩膜版用于在压电基片表面上制作所述芯片金属图形。
进一步地，所述曝光焦面DOFa到所述最佳曝光焦面DOF0的所述预定距离d满足以下关系：5μm≤d≤15μm，或者，-15μm≤d≤-5μm。
进一步地，若所述光刻胶为正性光刻胶时，则所述预设曝光时间Ta为所述正性光刻胶正常曝光时间T0的50％～100％；若所述光刻胶为负性光刻胶，则所述预设曝光时间Ta为所述负性光刻胶正常曝光时间T0的200％～300％。
进一步地，所述压电基片包括：石英单晶、铌酸锂单晶或钽酸锂单晶，所述芯片金属图形为铝或铝钛复合薄膜。
本发明还涉及一种声表面波滤波器，该声表面波滤波器采用上述上面任一所述的方法进行刻工制备的。
本发明的有益效果：通过选取曝光焦面对压电基片，曝光后再使用显影液对曝光后的压电基片进行显影直到芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去，这样就不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，另外不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。
附图说明
图1为本发明的一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法的流程图；
图2为本发明的制作声表面波滤波器芯片金属图形的示意图；
图3为本发明在声表面波滤波器基片上匀胶的示意图；
图4为本发明曝光最佳焦面位置的示意图；
图5为本发明设定曝光焦面向上偏离的示意图；
图6为本发明设定曝光焦面向下偏离的示意图；
附图中：
1.压电基片，2.是光刻胶层，3.曝光光线的光路，4.最佳曝光焦面，5.设定曝光焦面向上偏离最佳曝光焦面，6.设定曝光焦面向下偏离最佳曝光焦面，7.芯片金属图形上叉指换能器区域，8.芯片金属图形上电极部分。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，在本发明实施例1中提供的是一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法，该方法包括：
S1，在压电基片表面上制作芯片金属图形；
S2，对制好芯片金属图形的所述压电基片表面进行光刻胶匀胶；
S3，对匀胶后的所述压电基片进行烘烤；
S4，在烘烤后，确定所述压电基片表面上光刻胶层最佳曝光焦面DOF0；
S5，根据所述最佳曝光焦面DOF0，确定偏离所述最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面DOFa；
S6，根据预设定曝光时间和所述曝光焦面DOFa，对烘烤后的所述压电基片进行曝光；
S7，使用显影液对曝光后的所述压电基片进行显影直到所述芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去；
S8，使用热板对显影后的所述压电基片进行烘烤，得到稳定的光刻胶图形，以完成光刻胶图形的制作。
需要说明的是，在本实施例1中是第一步骤是预先在在压电基片1表面上制作芯片金属图形7、芯片金属图形上电极部分8，如附图2所示芯片金属图形7、8部分；第二步骤是如图3所示，对制好芯片金属图形7的该压电基片1中表面进行光刻胶匀胶，这样可以覆盖之前的光刻胶，常用的光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶两类，本发明中匀胶工艺要求使用的光刻胶性质与制作芯片金属图形7、8时使用的光刻胶性质一致，例如，在芯片金属图形制作时采用的是正性光刻胶，在实施本发明套刻匀胶工艺时仍采用正性光刻胶；第三步骤是前烘，即是对匀胶后的该压电基片1进行烘烤，将该压电基片1放置在热板上进行烘烤，去除光刻胶中的部分溶剂，增加光刻胶的感光性；第四步骤是曝光，在烘烤后，确定最佳曝光焦面DOF0；再将使用制作芯片金属图形曝光时的原掩膜版与匀胶、前烘后的待套刻压电基片1进行对准；接着如图4所示，根据该最佳曝光焦面DOF0，确定偏离该最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面DOFa，图4中3是指曝光光线的光路，通过该光线光路进行曝光，使得曝光焦面DOFa较大地偏离最佳曝光焦面DOF04，再接着根据预设定曝光时间和该曝光焦面DOFa，对烘烤后的压电基片1进行曝光；然后显影：使用显影液对曝光后的压电基片1进行显影，至需要露出的芯片金属图形叉指换能器区域7的光刻胶被完全去除；最后使用热板对显影后的压电基片1进行烘烤，得到稳定的光刻胶图形，以完成光刻胶图形的制作。
在本实施例1中通过选取曝光焦面和曝光时间对压电基片1，曝光后再使用显影液对曝光后的压电基片1进行显影直到芯片金属图形叉指换能器区域7上的光刻胶被除去，这样就不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，另外不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。
可选地，在另一实施例2中匀胶后所述光刻胶厚度为所述芯片金属图形厚度的1.5～50倍。
需要说明的是，如图2所示，本实施例2是在上述实施例1的基础上进行的改进，在本实施例2中控制匀胶后的光刻胶2厚度为芯片金属图形7、8厚度的1.5～50倍，这样可以使得后续曝光时能够有效充分地对压电基片1进行曝光。
可选地，在另一实施例3中所述S3中在烘烤后，所述光刻胶厚度为所述芯片金属图形7、8厚度的1.5～50倍。
需要说明的是，本实施例3是在上述实施例2的基础上进行的改进，在烘烤的过程中，需要控制光刻胶2厚度为芯片金属图形7、8厚度的1.5～50倍。
可选地，在另一实施例4中所述S5中确定偏离所述最佳曝光焦面DOF0 4预定距离的曝光焦面DOFa之前，将原掩膜版与烘烤后的所述芯片金属图形7、8对准，其中所述原掩膜版用于在压电基片1表面上制作所述芯片金属图形7、8。
需要说明的是，本实施例4是在上述实施例1、实施例2或者实施例3的技术方案上进行的改进，在确定偏离最佳曝光焦面DOF0 4预定距离的曝光焦面DOFa之前，需要将原掩膜版与烘烤后的压电基片对准，其中所述原掩膜版用于在压电基片1表面上制作芯片金属图形7、8，这样可以就不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，另外不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。
可选地，在另一实施例5中所述曝光焦面DOFa到所述最佳曝光焦面DOF04的所述预定距离d满足以下关系：5μm≤d≤15μm，或者，-15μm≤d≤-5μm。
需要说明的是，如图5和图6所示，本实施例5是在上述实施例1、实施例2或者实施例3的技术方案上进行的限定，限定曝光焦面DOFa到最佳曝光焦面DOF04的所述预定距离d满足以下关系：5μm≤d≤15μm，或者，-15μm≤d≤-5μm。图5中偏离5μm≤d≤15μm是设定DOFa向上偏离最佳曝光焦面DOF04的距离，图6中偏离-15μm≤d≤-5μm是设定DOFa向下偏离最佳曝光焦面DOF04的距离。
这样可以使得曝光焦面DOFa较大地偏离最佳曝光焦面DOF04，有利于更好地进行曝光。
可选地，在另一实施例6中若所述光刻胶为正性光刻胶时，则所述预设曝光时间Ta为所述正性光刻胶正常曝光时间T0的50％～100％；若所述光刻胶为负性光刻胶，则所述预设曝光时间Ta为所述负性光刻胶正常曝光时间T0的200％～300％。
需要说明的是，本实施例6是上述实施例2的基础上进行的限定。
可选地，在另一实施例7中所述压电基片1包括：石英单晶、铌酸锂单晶或钽酸锂单晶，所述芯片金属图形7、8为铝或钛铝复合薄膜。
需要说明的是，本实施例7是上述实施例1、实施例2或者实施例3的基础上进行的限定。
在上述的实施例中所述正性光刻胶包括AZ5214E正性光刻胶。
本发明实施例8中还涉及一种声表面波滤波器，该声表面波滤波器采用上述上面任一所述的方法进行光刻套刻工艺制备的。
本实施例8声表面波滤波器是通过选取曝光焦面、曝光时间对压电基片曝光，曝光后再使用显影液对曝光后的压电基片进行显影直到芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去，这样就不需要再重新制作专用的套刻图形掩膜版，另外不需要重复更换掩膜版，提高了生产效率，减少了掩膜版的磨损。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种对声表面波滤波器光刻套刻的方法，其特征在于,该方法包括：
S1，在压电基片表面上制作芯片金属图形；
S2，对制好芯片金属图形的所述压电基片表面进行光刻胶匀胶；
S3，对匀胶后的所述压电基片进行烘烤；
S4，在烘烤后，确定所述压电基片表面上光刻胶层的最佳曝光焦面DOF0；
S5，根据所述最佳曝光焦面DOF0，确定偏离所述最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面DOFa；
S6，根据预设定曝光时间和所述曝光焦面DOFa，对烘烤后的所述压电基片进行曝光；
S7，使用显影液对曝光后的所述压电基片进行显影直到所述芯片金属图形上叉指换能器区域的光刻胶被除去；
S8，使用热板对显影后的所述压电基片进行烘烤，得到稳定的光刻胶图形，以完成光刻胶图形的制作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，匀胶后所述光刻胶层厚度为所述芯片金属图形厚度的1.5～50倍。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3中在烘烤后，所述光刻胶层厚度为所述芯片金属图形厚度的1.5～50倍。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述S5中确定偏离所述最佳曝光焦面预定距离的曝光焦面之前，将原掩膜版与烘烤后的所述压电基片对准，其中所述原掩膜版用于在压电基片表面上制作所述芯片金属图形。
5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述曝光焦面DOFa到所述最佳曝光焦面DOF0的所述预定距离d满足以下关系：5μm≤d≤15μm，或者，-15μm≤d≤-5μm。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述光刻胶为正性光刻胶时，则所述预设曝光时间Ta为所述正性光刻胶正常曝光时间T0的50％～100％；若所述光刻胶为负性光刻胶，则所述预设曝光时间Ta为所述负性光刻胶正常曝光时间T0的200％～300％。
7.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述压电基片包括：石英单晶、铌酸锂单晶或钽酸锂单晶，所述芯片金属图形为铝或铝钛复合薄膜。
8.一种声表面波滤波器，其特征在于，该声表面波滤波器采用上述如权利要求1-7任一所述的方法进行光刻套刻工艺制备的。
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