中國粉體網(wǎng)訊  玻璃基板是一種由高度純凈的玻璃材料制成的關鍵組件，常見的材料包括硅酸鹽玻璃、石英玻璃和硼硅酸鹽玻璃等。在大規(guī)模集成電路（VLSI）和其他電子元件制造過程中，玻璃基板扮演著至關重要的角色，常被用作電路板或支撐基板以承載元件。它們具有良好絕緣性和熱穩(wěn)定性，有助于確保器件正常運行。在平板顯示器（LCD）行業(yè)中，玻璃基板作為液晶顯示屏的基本構(gòu)件之一，被用于支撐液晶模組。其高平整度和光學透明度有助于確保液晶分子正確排列，確保顯示過程中液晶分子所需的顏色、亮度準確呈現(xiàn)。

TGV技術衍生于2.5D/3D集成TSV轉(zhuǎn)接板技術，最早可追溯至2008年。其出現(xiàn)主要是為了解決TSV轉(zhuǎn)接板由于硅襯底損耗帶來的高頻或高速信號傳輸特性退化、材料成本高與工藝復雜等問題。由于玻璃材料與硅、二氧化硅材料屬性存在差異，因此玻璃上通孔刻蝕和孔金屬化TGV互連技術成為了研究的關鍵點。通過與硅通孔（TSV）相對應，TGV成為一種可能取代硅基板的新型技術。

TGV技術本質(zhì)是在玻璃基板上制作垂直互連通孔，實現(xiàn)三維集成等功能，其具體工藝步驟有如下幾個方面：

玻璃基板預處理

清洗：使用去離子水、有機溶劑（如丙酮、酒精）等對玻璃基板進行超聲清洗，去除表面的灰塵、油污、有機物殘留等雜質(zhì)，保證后續(xù)工藝的潔凈度。

干燥：采用氮氣吹干或高溫烘烤等方式，使玻璃基板表面干燥，避免水分影響后續(xù)加工。

通孔形成

光刻：在玻璃基板表面涂覆光刻膠，通過光刻設備將設計好的通孔圖案曝光在光刻膠上。光刻膠在曝光區(qū)域發(fā)生化學反應，經(jīng)顯影液處理后，保留與通孔圖案對應的光刻膠圖形，作為后續(xù)蝕刻的掩膜。

刻蝕：利用干法刻蝕（如反應離子刻蝕RIE）或濕法刻蝕技術。干法刻蝕通過等離子體中的活性粒子與玻璃發(fā)生化學反應和物理轟擊，按照光刻膠掩膜圖案去除玻璃材料，形成通孔；濕法刻蝕則是將玻璃基板浸泡在刻蝕液（如氫氟酸等）中，選擇性地溶解玻璃來形成通孔。蝕刻過程需精確控制時間、溫度、刻蝕液濃度等參數(shù)，保證通孔的尺寸精度和形狀質(zhì)量。

激光誘導選擇刻蝕的步驟  來源：《玻璃通孔技術的射頻集成應用研究進展》（喻甜等）

通孔清洗與表面處理

清洗：去除蝕刻過程中殘留的蝕刻液、光刻膠等物質(zhì)。使用特定溶劑去除光刻膠，再用去離子水多次沖洗，確保通孔內(nèi)部和玻璃基板表面潔凈。

表面活化：通過化學溶液（如含硅烷偶聯(lián)劑的溶液）處理等方式，對玻璃表面及通孔內(nèi)壁進行活化，提高后續(xù)金屬化時金屬與玻璃的結(jié)合力。

金屬化

種子層沉積：采用物理氣相沉積（PVD，如濺射）或化學氣相沉積（CVD）等方法，在玻璃基板表面及通孔內(nèi)壁沉積一層薄薄的金屬種子層，通常選用銅、鈦等金屬。種子層作為后續(xù)電鍍的導電基底，為后續(xù)金屬填充提供良好的導電通路。

電鍍：以種子層為電極，在電鍍液中進行電鍍操作，使金屬（如銅）在通孔內(nèi)及玻璃基板表面生長填充，直至將通孔完全填滿，形成具有良好導電性的金屬互連柱。需控制電鍍參數(shù)（如電流密度、時間、溫度等），保證金屬填充的均勻性和質(zhì)量。

雙面通孔電鍍TGV金屬化工藝流程  來源：《玻璃通孔技術的射頻集成應用研究進展》（喻甜等）

平坦化與后處理

平坦化：通過化學機械拋光（CMP）等工藝，去除玻璃基板表面多余的金屬，使表面平整，保證后續(xù)與其他器件連接時的平整度和電氣性能。

檢測與測試：使用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）等設備對通孔的尺寸、形狀、表面質(zhì)量等進行檢測；通過電氣測試設備測量通孔的電阻、電容等電氣參數(shù)，確保TGV結(jié)構(gòu)符合設計要求。

參考來源:

喻甜.玻璃通孔技術的射頻集成應用研究進展

劉丹.玻璃通孔成型工藝及應用的研究進展

張迅.三維集成電子封裝中TGV技術及其器件應用進展

鐘毅.芯片三維互聯(lián)技術及異質(zhì)集成研究進展

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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