一种适用于超导探测器玻璃窗的制备工艺的制作方法

技术特征：

1.一种适用于超导探测器玻璃窗的制备工艺的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：准备玻璃窗晶圆，其依次包括硅或氮化硅材质的玻璃窗层(1)、二氧化硅截止层(2)及硅层(3)；

步骤2)：在玻璃窗层(1)采用光刻工艺制备芯片边界切割槽一的图形，并采用氟基气体刻蚀芯片边界切割槽一(4)，直到将芯片边界切割槽一(4)内的硅或氮化硅及二氧化硅截止层全部刻蚀完毕；

步骤3)：采用有机溶剂丙酮溶解石蜡，制备粘合物；将玻璃窗晶圆的玻璃窗层(1)一侧与一片承载晶圆(5)用制备好的粘合物键合；玻璃窗层(1)与承载晶圆(5)进行键合时，须保证两者之间没有气泡，根据需要辅助以压实的砝码及加热装置；

步骤4)：在玻璃窗晶圆的硅层(3)一侧对应芯片边界切割槽一(4)的位置采用光刻工艺制备芯片边界切割槽二及玻璃窗图案；然后，采用bosch工艺刻蚀出芯片边界切割槽二(6)及玻璃窗结构(7)，直到将硅层(3)全部刻蚀完毕，露出二氧化硅截止层(2)；

步骤5)：采用氢氟酸或氟化氢气体去除玻璃窗晶圆上露出的二氧化硅层(2)；

步骤6)：采用氧气等离子体清洗经历过深硅刻蚀工艺的玻璃窗晶圆；

步骤7)：将玻璃窗晶圆和承载晶圆的键合结构放置在可溶解粘合物的溶剂中浸泡，直到玻璃窗晶圆与承载晶圆(5)分开，含玻璃窗结构的芯片从玻璃窗晶圆上分开；其中，为防止被溶解的粘合物或光刻胶残留物回落到晶圆上，玻璃窗一侧朝下放置；为使键合晶圆在不接触容器底部的情况下朝下放置，需使用晶圆支架(8)进行配合；为防止分离的玻璃窗在接触容器底部时由于硬接触带来的玻璃窗破碎的风险，在容器(10)底部放置缓冲物(9)，为芯片落到容器底部提供缓冲；

步骤8)：采用有机溶剂浸泡方式清洗从玻璃窗晶圆上分开的芯片；

步骤9)：风干或烘干芯片。

2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤1)中玻璃窗层(1)的厚度为0.3～20μm，二氧化硅截止层(2)的厚度为200～500nm，普通硅层(3)的厚度为200～1000μm。

3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤2)中芯片边界切割槽一(4)的形状为方形、长方形、多边形或圆形；所述氟基气体采用chf3、sf6或cf4，其气压为10～150mtorr，刻蚀功率为100～1000w。

4.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤3)中溶解石蜡时，石蜡与丙酮的质量比为10：1～1：10；所述砝码材质为铜或铝；所述加热装置为热板、烘箱、真空烘箱，加热的温度为100～150℃。

5.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤5)中氢氟酸的质量浓度为2％～100％；所述氟化氢气体的纯度为99％～99.9999％；所述氢氟酸为氢氟酸与氟化铵的混合物，两者的质量比为1：50～50：1。

6.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤6)中氧气等离子的氧气气压为10～150mtorr，功率为100～1000w。

7.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤7)中根据图纸设计不同，浸泡时间区间为0.5～72小时；所述晶圆支架为中空的长方形、正方形或圆形框架；所述缓冲物为无尘纸。

8.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤8)中有机溶剂的纯度为分析纯或cmos纯；所述有机溶剂为丙酮、异丙醇或乙醇。

9.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤9)中干烘的温度不超过150℃。

技术总结
本发明公开了一种适用于超导探测器玻璃窗的制备工艺，其特征在于，在玻璃窗晶圆的玻璃窗一侧切割出芯片边界切割槽一，并完全刻蚀芯片边界切割槽一内的硅或氮化硅及截止层；将玻璃窗晶圆的玻璃窗一侧与承载晶圆键合；在键合晶圆的硅层一侧刻蚀玻璃窗，并在对应芯片边界切割槽一的位置刻蚀出芯片边界切割槽二，露出截止层；采用氧气等离子体清洗残留的光刻胶；使用有机溶剂分离玻璃窗晶圆与承载晶圆，将含玻璃窗的芯片与玻璃窗晶圆分离。采用本发明提供的适用于宇宙微波背景辐射探测的超导探测器玻璃窗的制备方案，可将制备含探测器图形的玻璃窗的成功率提高到100％，含玻璃窗的芯片从玻璃窗晶圆上分离的成功率同样达到100％。

技术研发人员：宋艳汝;杨瑾屏;刘志
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：2020.10.10
技术公布日：2020.12.25