[發明專利]一種適用于超導探測器玻璃窗的制備工藝

在審

• 申請號: 202011076966.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112125277A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 宋艷汝;楊瑾屏;劉志
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種適用于超導探測器玻璃窗的制備工藝的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：準備玻璃窗晶圓，其依次包括硅或氮化硅材質的玻璃窗層(1)、二氧化硅截止層(2)及硅層(3)；

步驟2)：在玻璃窗層(1)采用光刻工藝制備芯片邊界切割槽一的圖形，并采用氟基氣體刻蝕芯片邊界切割槽一(4)，直到將芯片邊界切割槽一(4)內的硅或氮化硅及二氧化硅截止層全部刻蝕完畢；

步驟3)：采用有機溶劑丙酮溶解石蠟，制備粘合物；將玻璃窗晶圓的玻璃窗層(1)一側與一片承載晶圓(5)用制備好的粘合物鍵合；玻璃窗層(1)與承載晶圓(5)進行鍵合時，須保證兩者之間沒有氣泡，根據需要輔助以壓實的砝碼及加熱裝置；

步驟4)：在玻璃窗晶圓的硅層(3)一側對應芯片邊界切割槽一(4)的位置采用光刻工藝制備芯片邊界切割槽二及玻璃窗圖案；然后，采用bosch工藝刻蝕出芯片邊界切割槽二(6)及玻璃窗結構(7)，直到將硅層(3)全部刻蝕完畢，露出二氧化硅截止層(2)；

步驟5)：采用氫氟酸或氟化氫氣體去除玻璃窗晶圓上露出的二氧化硅層(2)；

步驟6)：采用氧氣等離子體清洗經歷過深硅刻蝕工藝的玻璃窗晶圓；

步驟7)：將玻璃窗晶圓和承載晶圓的鍵合結構放置在可溶解粘合物的溶劑中浸泡，直到玻璃窗晶圓與承載晶圓(5)分開，含玻璃窗結構的芯片從玻璃窗晶圓上分開；其中，為防止被溶解的粘合物或光刻膠殘留物回落到晶圓上，玻璃窗一側朝下放置；為使鍵合晶圓在不接觸容器底部的情況下朝下放置，需使用晶圓支架(8)進行配合；為防止分離的玻璃窗在接觸容器底部時由于硬接觸帶來的玻璃窗破碎的風險，在容器(10)底部放置緩沖物(9)，為芯片落到容器底部提供緩沖；

步驟8)：采用有機溶劑浸泡方式清洗從玻璃窗晶圓上分開的芯片；

步驟9)：風干或烘干芯片。

2.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟1)中玻璃窗層(1)的厚度為0.3～20μm，二氧化硅截止層(2)的厚度為200～500nm，普通硅層(3)的厚度為200～1000μm。

3.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟2)中芯片邊界切割槽一(4)的形狀為方形、長方形、多邊形或圓形；所述氟基氣體采用CHF₃、SF₆或CF₄，其氣壓為10～150mTorr，刻蝕功率為100～1000W。

4.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟3)中溶解石蠟時，石蠟與丙酮的質量比為10：1～1：10；所述砝碼材質為銅或鋁；所述加熱裝置為熱板、烘箱、真空烘箱，加熱的溫度為100～150℃。

5.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟5)中氫氟酸的質量濃度為2％～100％；所述氟化氫氣體的純度為99％～99.9999％；所述氫氟酸為氫氟酸與氟化銨的混合物，兩者的質量比為1：50～50：1。

6.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟6)中氧氣等離子的氧氣氣壓為10～150mTorr，功率為100～1000W。

7.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟7)中根據圖紙設計不同，浸泡時間區間為0.5～72小時；所述晶圓支架為中空的長方形、正方形或圓形框架；所述緩沖物為無塵紙。

8.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟8)中有機溶劑的純度為分析純或CMOS純；所述有機溶劑為丙酮、異丙醇或乙醇。

9.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，所述步驟9)中干烘的溫度不超過150℃。