[发明专利]一种含铌膜的超导量子芯片刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种含铌膜的超导量子芯片刻蚀方法，属于超导量子芯片领域。本发明解决了现有量子芯片铌膜刻蚀工艺中刻蚀速度快则产生过刻，基片破损严重，即使刻蚀速度慢也会产生薄膜边缘粗糙，有点状残留且难以去除的问题。本发明的方法包括以下步骤：(1)清理基片，得到干净的基片；(2)在片上镀铌膜，得到镀铌膜的基片；(3)对镀铌膜的基片上的铌膜进行曝光显影，得显影后的基片；(4)对基片进行刻蚀；(5)对刻蚀后的基片进行后处理，得到后处理后的基片；(6)对后处理后的基片去胶。本发明可以达到快速刻蚀铌膜的同时还能有效除去点状刻蚀残留物，同时还不产生过刻，达到刻蚀表面干净、图形边缘平整的效果。

技术领域

本发明属于集成电路微纳米加工技术领域，具体地说，涉及一种含铌膜的超导量子芯片刻蚀方法。

背景技术

集成电路制作目前普遍采用微纳米加工技术。一般集成电路制作的步骤是，首先在基片上利用溅射蒸发等手段沉积一层薄膜，然后涂上一层由光敏物质和溶剂组成的光刻胶。光刻胶感光后，通过显影使感光层受到辐射的部分或未受到辐射的部分留在基底材料表面，保留下来的光刻胶图形即是设计的图案，然后通过刻蚀或腐蚀等剥离技术将未被光刻胶覆盖的部分除去，这样设计的图案就转移到基底材料表面上形成所需的电路。

铌膜是制作超导量子芯片的重要材料，如中国科学院上海微系统与信息技术研究所的张雪等人于2016年08月15日发表在低温物理学报的《超导Nb薄膜的RIE刻蚀与表征》一文所述，目前铌膜刻蚀工艺多采用RIE(反应离子刻蚀)方式。该刻蚀工艺速率较慢、图形边缘粗糙，通常还会产生一些难以去除的点状残留。而薄膜上的粗糙边缘和点状残留严重时不仅影响后续工艺，而且还会影响芯片性能导致芯片报废。鉴于此，目前迫切需要一种稳定、可靠且方便的刻蚀工艺，刻蚀后可以获得平整的图形边缘和洁净的表面，以保障后续工艺的顺利进行和芯片性能的稳定。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有量子芯片铌膜刻蚀工艺中刻蚀时间快则产生过刻、基片破损严重，当刻蚀时间慢时，也会产生薄膜边缘粗糙且有点状残留且难以去除的问题，本发明提供了一种含铌膜的超导量子芯片刻蚀方法。本发明可以有效地解决刻蚀速度和薄膜边缘光滑平整，表面无点状残留的矛盾。本发明可以达到快速刻蚀铌膜的同时还能有效除去点状刻蚀残留物，同时还不产生过刻，得到刻蚀表面干净、薄膜边缘平整的图形。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种含铌膜的超导量子芯片刻蚀方法，包括以下步骤：

(1)清理基片，得到干净的基片；

(2)在所述干净的基片上镀铌膜；

(3)对所述基片上的铌膜进行曝光显影；

(4)对所述的基片进行刻蚀；

(5)对所述的基片进行后处理；

(6)对基片去胶。

优选的，所述步骤(1)清理基片的方法为：

1)将基片放入1-甲基-2-吡咯烷酮中超声3min-15min；

2)在异丙醇中，20℃-30℃超声3min-15min；

3)在温度为20℃-30℃的去离子水中超声3min-15min，取出吹干；

4)放入浓硫酸和30％质量浓度的双氧水组成的混合溶液中加热到100℃-130℃，浸泡5min-20min，所述混合溶液中浓硫酸和30％质量浓度的双氧水的体积比为7:3；

5)用去离子水冲洗干净，用氮气吹干；