[发明专利]一种太赫兹波导无源器件的制造方法

权利要求书

1.一种太赫兹波导无源器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、备片：准备两片硅晶圆并清洗干净；对硅晶圆的清洗方法为：

S101、采用由98％H₂SO₄和30％H₂O₂按比例为4：1配成的溶液，加热至温度为100～120℃进行第一次清洗，清洗5～10分钟；

S102、采用由27％NH₄OH、30％H₂O₂和H₂O按比例为1：1：5配成的溶液，加热温度为60～80℃进行第二次清洗，清洗5～10分钟；

S103、采用由37％HCl、30％H₂O₂和H₂O按比例为1：1：7配成的溶液，加热温度为60～80℃，进行第三次清洗，清洗5～10分钟；

S2、热氧化：采用热氧化的方法，在一片硅晶圆的一侧表面上氧化生长二氧化硅薄层作为衬底；

S3、脱水烘加打底膜：通过真空热板方式，在二氧化硅薄层表面涂覆一层增黏剂；

S4、涂胶：脱水烘加打底膜完成后，采用旋涂法将S3得到的增粘剂表面涂上光刻胶，并去除硅晶圆边缘的光刻胶；涂胶的具体操作方法为：将硅晶圆固定在一个真空吸盘上，真空吸盘固定在加速器上，将BP218型光刻胶滴在硅晶圆的中心，先进行预涂，控制加速器的加速度为190～210rpm/s，转速为900～1100rpm，时间为8～10s；然后进行涂覆，控制加速器的加速度为28000～30000rpm/s，转速为4900～5000rpm，时间为85～90s，旋转硅片得到一层均匀的光刻胶图层，去除边缘光刻胶时控制加速器的加速度为29000～30000rpm/s，转速为5800～6000rpm，时间为4～6s；

S5、软烘：采用真空热板的方式，将光刻胶中的溶剂含量由20％～30％降低到4％～7％；

S6、对准：将光刻掩膜版和经过步骤S5处理后的硅晶圆分别放入掩膜版托盘和衬底托盘中，通过衬底和衬底托盘上的3个定位销将硅晶圆放置在固定位置即可；

S7、曝光：完成光刻掩膜版和硅晶圆的对准之后，采用扫描步进投影曝光方法进行曝光；

S8、中烘：采用真空热板的方式使光刻胶中的光敏化合物分布更加均匀，从而达到消除驻波的目的；

S9、显影：用显影液溶解掉曝光区域的光刻胶；显影采用旋覆浸没式显影方法：将显影液喷覆到硅晶圆表面，形成水坑形状，将硅片固定或慢慢旋转达到显影的目的；采用多次旋覆浸没式显影：第一次涂覆显影液保持15～20秒后去除显影液，第二次涂覆显影液保持15～20秒后去除显影液，然后用去离子水冲洗去除硅片两面的所有化学品，并将硅晶圆旋转甩干；

S10、坚膜：采用真空热板加热的方式，完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂；

S11、镜检：用光学显微镜对线条的关键线宽和线条的完整性进行检查；

S12、刻蚀：对光刻掩模版并未覆盖的硅晶圆部分进行深反应离子刻蚀，刻蚀深度为标准矩形波导的窄边长度；刻蚀采用SF6反复刻蚀和C4F8的钝化，刻蚀深度为标准矩形波导的窄边长度，额外横向刻蚀尺寸不大于刻蚀深度的2％；

S13、去胶：刻蚀工艺完成后，采用硫酸和双氧水混合溶液将二氧化硅薄层上的光刻胶全部去除；去胶采用98％H₂SO₄和30％H₂O₂按比例为4：1配成的溶液，加热至温度为100～120℃，清洗5～10分钟；

S14、金属化：清除光刻胶之后，在刻蚀结构和光刻掩盖版覆盖位置的表面镀一层金属金，并对另一块硅晶圆表面镀一层金属金，镀金层的厚度为2～5μm；

S15、键合：将两片硅晶圆进行合并，其中，表面只经过金属镀层处理的硅晶圆与另一片硅晶圆经过刻蚀处理的表面相接触；

S16、划片：在已键合的硅晶圆表面上切割出波导无源器件单元；

S17、端面金属化：在每个波导无源器件单元的外表面进行溅射和/或电镀金属金，溅射和/或电镀金层的厚度为100～500nm。

2.根据权利要求1所述的太赫兹波导无源器件的制造方法，其特征在于，所述的步骤S3中的增黏剂为六甲基二硅胺烷。

3.根据权利要求1所述的太赫兹波导无源器件的制造方法，其特征在于，所述的步骤S3中真空热板的设置为：温度580～600℃，时间35～40分钟；步骤S5中真空热板的设置为：温度85～90℃，时间55～60秒；步骤S8中真空热板的设置为：温度110～130℃，时间50～60秒；步骤S10中的真空热板的设置为：温度110～130℃，时间80～90秒。