[发明专利]一种平面光波导晶圆生产工艺方法

说明书

本发明涉及一种平面光波导晶圆生产工艺方法，依次包括如下步骤：在基板的表面上沉积掩膜层；在掩膜层的表面涂覆光刻胶，使光刻胶形成层状结构；对光刻胶进行光刻，使光刻胶形成目标图形；对掩膜层失去光刻胶保护的部分进行刻蚀，使掩膜层被刻蚀的位置形成槽道；完全去除光刻胶；对基板与槽道接触的位置进行刻蚀，使得槽道深入至基板中；去除剩余的掩膜层；对基板的表面沉积芯层，使得芯层填入槽道内；对芯层的表面进行研磨；对芯层的表面沉积上包层。本发明使大尺寸的光波导晶圆翘曲在一个可控范围内，保证整个晶圆内光波导的尺寸，从而使八寸及以上光波导晶圆的良率大大提高，同时适用于小尺寸晶圆生产的平面光波导晶圆生产工艺方法。

技术领域

本发明涉及一种平面光波导晶圆生产工艺方法，属于光通信领域。

背景技术

光波导是集成光学重要的基础性部件，它能将光波束缚在光波长量级（微米纳料级）尺寸的介质中，目前硅基/石英基沉积二氧化硅光波导晶圆是应用最广泛的，虽然各种光波导晶圆工艺过程较为简单，没有半导导晶圆的套刻多层等工艺，但光波导晶圆由于要将光在波导中传播，任何细小的微变都是使光传播出现变化，目前国内外光波导晶圆生产都集中在生产四寸或六寸，这是由于晶圆越大，应力分布产生的翘曲使晶圆的良率不高从而无法进行生产，但是晶圆无论大小，生产过程的工艺步骤基本差不多，但单片大尺寸的晶圆的芯片颗粒大大多于单片小尺寸晶圆颗粒，所以大尺寸晶圆成本优势明显，用大尺寸晶圆生产的芯片成本是小尺寸晶圆生产的芯片成本的几分之一。

又如中国专利201610279110.5，即为现有生产方法，其生产过程中即会产生出上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种适用于大尺寸晶圆生产，使大尺寸的光波导晶圆翘曲在一个可控范围内，保证整个晶圆内光波导的尺寸，从而使八寸及以上光波导晶圆的良率大大提高，同时适用于小尺寸晶圆生产的平面光波导晶圆生产工艺方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种平面光波导晶圆生产工艺方法，其特征在于：依次包括如下步骤：

步骤①：在基板的表面上沉积掩膜层；

步骤②：步骤①结束后，在掩膜层的表面涂覆光刻胶，使光刻胶形成层状结构；

步骤③：步骤②结束后，对光刻胶进行光刻，使光刻胶形成目标图形；

步骤④：步骤③结束后，对掩膜层失去光刻胶保护的部分进行刻蚀，使掩膜层被刻蚀的位置形成槽道；

步骤⑤：步骤④结束后，完全去除光刻胶；

步骤⑥：步骤⑤结束后，对基板与槽道接触的位置进行刻蚀，使得槽道深入至基板中；

步骤⑦：步骤⑥结束后，去除剩余的掩膜层；

步骤⑧：步骤⑦结束后，对基板的表面沉积芯层，使得芯层填入槽道内；

步骤⑨：步骤⑧结束后，对芯层的表面进行研磨；

步骤⑩：步骤⑨结束后，对芯层的表面沉积上包层。

本发明步骤①中，用磁控溅射设备淀积铬（Cr）形成掩膜层，或者，用低压化学气相沉积（LPCVD）方法沉积多晶硅（Si）形成掩膜层。

本发明步骤②中，光刻胶为紫外光刻胶，通过用光分路器图形的掩模板进行曝光和显影，使光刻胶形成目标图形。

本发明步骤④中，用反应离子刻蚀（RIE）设备或感应耦合等离子体（ICP）设备，将掩膜层失去光刻胶保护的部分刻蚀除去，形成光波导的槽道。

本发明基板的材质为石英玻璃，步骤⑧中，用离子体增强化学汽相淀积（PECVD）方法在基板上生长数微米厚的掺杂SiO₂膜作为芯层填入槽道里，同时，槽道的外侧的基板的上表面会沉积有芯层。