一种带深腔的晶圆级红外光学窗口制造技术

本发明专利技术公开了一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，涉及到红外光学窗口领域，包括晶圆，所述晶圆的表面制作有带深腔的晶圆级红外窗口单元，所述晶圆的外围有用激光打穿的4个十字对准标记。本发明专利技术所有光刻图案均在平面上制作，避免在已经制备好深腔晶圆的上进行光刻造成的光刻胶旋涂不均，去胶困难问题，本发明专利技术全流程使用光刻方法进行图形制作，避免使用机械掩膜在深槽内制作图形造成的图形边缘衍出问题，且可以实现带深腔红外晶圆级封装窗口小型化需求，单个光窗的尺寸最小可达到微米级，光窗单元尺寸范围可设置在500um

【技术实现步骤摘要】
一种带深腔的晶圆级红外光学窗口


[0001]本专利技术涉及红外光学窗口领域，特别涉及一种带深腔的晶圆级红外光学窗口。

技术介绍

[0002]目前，红外探测技术在安防、军工、工业、农业、环境、食品安全等领域都有广泛的应用，现有红外焦平面探测器封装窗口主要采用小片单元式的生产工艺，成本高、工艺繁杂，大规模量产时成本高，成品率低。本专利技术提供一种带深腔的晶圆级红外光学窗口制备方法，满足光学窗口小型化集成化的生产需求，并且在制作光窗时即做成吸气剂模块，并且形成深腔盖帽，无需后续焊接盖板模块，降低工艺复杂性及缩短工艺周期。
[0003]本
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，主要解决小型化光学窗口集成生产的问题，最小窗口模块可以达到微米级，光窗大小在设计光刻板时决定，光窗单元尺寸范围可设置在500um
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5mm，一般机械掩膜镀膜很难完成此规格下小尺寸的光窗制备。并且具有吸气剂、光窗深腔盖帽一体化的特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，包括深腔的晶圆级红外光学窗口具体制作方法，所述带深腔的晶圆级红外光学窗口具体制作方法为：平面晶圆
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制作对准标记
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晶圆表面旋涂光刻胶、曝光、显影出红外光学薄膜图形
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镀红外光学膜
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依照旋涂光刻胶、曝光、显影方法制作出镀吸气剂图形
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镀吸气剂
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再次依照旋涂光刻胶、曝光、显影出红外窗口单元外围焊接圈层图形
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电镀钛打底，电镀铜深腔，电镀钛粘接层、电镀金层用于焊接
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去除光刻胶保护层
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完成带深腔的晶圆级红外光学窗口。
[0006]优选的，在晶圆表面用制作十字对准标记，采用激光刻蚀的方法，将对准标记刻穿陈十字形，大小及位置与待封装的芯片晶圆对准标记相对应，目的是可实现对准十字漏光，便于红外光学窗口晶圆与芯片晶圆进行对准。
[0007]优选的，所述晶圆清洗后，旋涂光刻胶，光刻胶厚度50
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100um，曝光显影在晶圆表面制作出红外膜图案。
[0008]优选的，所述镀红外膜及吸气剂的镀膜方法为真空蒸发镀膜，包括磁控溅射镀膜，真空热蒸发镀膜，电子束镀膜，红外膜厚度在1
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10um范围内，
[0009]优选的，所述在制作红外膜图案及对准标记中制作出的光刻胶掩膜基础上镀红外膜，红外膜厚度在1
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10um厚度范围，镀膜完成后去除光刻胶。所述红外膜种类为增透膜、截止膜、带通滤光膜，完成后去除光刻胶。
[0010]优选的，在所述红外膜完成的基础上旋涂光刻胶，曝光显影制作出镀吸气剂的图案，镀吸气剂，所述吸气剂厚度2um，所述吸气剂成分为钛、锆、钒，完成后去除光刻胶。
[0011]优选的，在吸气剂完成的基础上，旋涂光刻胶、曝光、显影制作出电镀铜深腔的图形，通过磁控溅射的方法镀钛用于打底，钛厚度30nm，在钛上表层电镀铜厚度100um作为深腔主体，电镀钛30nm用于粘结层，电镀金800nm用于焊接。
[0012]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术所有光刻图案均在平面上制作，避免在已经制备好深腔晶圆的上进行光刻造成的光刻胶旋涂不均，去胶困难问题，本专利技术全流程使用光刻方法进行图形制作，避免使用机械掩膜在深槽内制作图形造成的图形边缘衍出问题，且可以实现带深腔红外晶圆级封装窗口小型化需求，单个光窗的尺寸最小可达到微米级，光窗单元尺寸范围可设置在500um
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5mm，一般机械掩膜镀膜很难完成此规格下小尺寸的光窗制备。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的深腔晶圆级集成光学窗口成型示意图。
[0014]图2为图1中带深腔晶圆级红外光学窗口单元2的结构示意图。
[0015]图3为图2中光学窗口单元的截面图。
[0016]图4本专利技术的一种带深腔的晶圆级红外光学窗口制备步骤的示意图
[0017]图1中：1、晶圆；2、带深腔晶圆级红外光学窗口单元；3、镂空十字对准标记。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]具体实施例：
[0020]本实施例提供一种带深腔的晶圆级红外光学窗口的制备方法，包括如下步骤：
[0021]S1.制作对准标记；
[0022]在晶圆1的表面用制作十字对准标记，采用激光刻蚀的方法，将对准标记3刻穿成漏光的十字形，大小及位置与待封装的芯片晶圆对准标记相对应。
[0023]S2.旋涂光刻胶、曝光、显影制作红外膜图案；
[0024]清洁S1中制作好对准标记的晶圆，在晶圆表面旋涂光刻胶，光刻胶厚度为50um
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100um，曝光显影在晶圆表面制作出红外膜图案，红外膜图案尺寸可设置为500um
‑
5mm。
[0025]S3.镀制红外膜；
[0026]在S2制作完成红外膜图案后，通过真空热蒸发的的方法镀制红外膜21，红外膜种类为增透膜、截止膜、带通滤光膜，红外膜厚度在1
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10um范围内，镀膜方法为真空蒸发镀膜，包括磁控溅射镀膜，真空热蒸发镀膜，电子束镀膜，镀膜完成后去除光刻胶。
[0027]S4.旋涂光刻胶、曝光、显影制作吸气剂图案；
[0028]在红外膜21完成的基础上，晶圆表面旋涂光刻胶，光刻胶厚度为50um
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100um，曝光显影制作出镀吸气剂的图案。
[0029]S5.镀制吸气剂；
[0030]在S4吸气剂图形完成的基础上，通过真空镀膜方式镀吸气剂22，吸气剂厚度为2um，吸气剂成分为钛、锆、钒，完成后去除光刻胶。
[0031]S6.旋涂光刻胶、曝光、显影制作光窗外围方形框深腔图案；
[0032]在S5吸气剂完成的基础上，旋涂光刻胶，光刻胶厚度设置为50um
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100um，曝光、显
影制作出电镀铜深腔的方形框图形。
[0033]S7.电镀形成钛打底层；
[0034]在S6光窗外围方形框深腔图案完成的情况下，电镀钛23进行打底，钛厚度30nm，目的是增强晶圆和后续铜深腔之间的粘接力。
[0035]S8.电镀铜深腔；
[0036]在S7钛打底层完成的基础上，电镀铜24厚度100um作为深腔主体。
[0037]S9.电镀钛粘接层，电镀金焊接层；
[0038]在S8铜深腔主体完成的基础上，电镀钛25用于粘结铜和后续金层，钛厚度30nm，电镀金26用于焊接，金厚度800nm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，包括晶圆(1)，其特征在于：所述晶圆(1)的表面制作有带深腔的晶圆级红外窗口单元(2)，所述晶圆(1)的外围有用激光打穿的4个十字对准标记(3)。2.根据权利要求1所述的一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，其特征在于：所述带深腔的晶圆级红外光学窗口具体制作方法为：平面晶圆(1)
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制作对准标记
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晶圆表面旋涂光刻胶、曝光、显影出红外光学薄膜图形
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镀红外光学膜
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依照旋涂光刻胶、曝光、显影方法制作出镀吸气剂图形
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镀吸气剂
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再次依照旋涂光刻胶、曝光、显影出红外窗口单元外围焊接圈层图形
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电镀钛打底，电镀铜深腔，电镀钛粘接层、电镀金层用于焊接
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去除光刻胶保护层
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完成带深腔的晶圆级红外光学窗口。3.根据权利要求1所述的一种带深腔的晶圆级红外光学窗口，其特征在于：所述晶圆(1)表面用激光刻穿4个十字作为对准标记，用于封装时与芯片晶圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊利花，侯树军，林达世，
申请(专利权)人：苏州厚朴传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：