具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

在超导量子芯片生产加工过程中，现有技术采用湿法刻蚀或干法刻蚀工艺对芯片衬底上的超导层进行刻蚀。其中，湿法刻蚀的原理是，在超导层上涂覆光刻胶，光刻胶经过曝光、显影后，在光刻胶上形成目标图形，将衬底放置于刻蚀液中，刻蚀液与超导层进行化学反应，从而在超导层上蚀刻出目标图形。理想情况下，刻蚀液不会与光刻胶发生化学反应，只腐蚀超导层上没有被光刻胶覆盖的区域，然而，在光刻胶显影之后的流片过程中，若光刻胶未显影的区域发生了不希望的曝光，曝光区域的光刻胶层发生光解反应，光分解反应后生成的物质与刻蚀液发生化学反应，使得曝光区域的超导层暴露在刻蚀液中，从而导致超导层上出现坑点，导致良品率低下。

图1为本发明实施例提供的一种超导量子芯片的衬底的结构示意图，参照图1，本发明实施例提供的一种刻蚀液，由用于浸蚀金属氧化物的酸溶液、酸性缓冲溶液、用于氧化表层金属的酸溶液组成。本发明的刻蚀液可用于超导量子芯片的刻蚀加工，超导量子芯片包括衬底1，示例性的，所述衬底1的材质为硅或蓝宝石，衬底1的表面设置有超导层2，所述超导层2的材质为铝膜，当需要在超导层2上蚀刻出所需要的目标图形时，在超导层2上涂覆光刻胶，形成光刻胶层4，现有技术中，光刻胶通常包括光分解剂和可溶性树脂，对光刻胶层4进行曝光、显影操作，以在光刻胶层4上获得目标图形，所述目标图形暴露出超导层2上的待蚀刻区域，在对超导层2上的待蚀刻区域进行刻蚀的过程中，利用用于氧化表层金属的酸溶液氧化超导层2的表面，使超导层2的表面形成金属氧化膜，利用用于浸蚀金属氧化物的酸溶液浸蚀金属氧化膜，失去金属氧化膜的超导层2的表面被用于氧化表面金属的酸溶液氧化，如此反复，对超导层2进行刻蚀，在刻蚀过程中，酸性缓冲溶液可以电离出氢离子以补充刻蚀液中被消耗的氢离子，起到缓冲的作用，使刻蚀过程持续稳定地进行。

在光刻胶层4显影操作完成之后的流片过程中，若光刻胶层4未显影的区域发生了不希望的曝光，曝光区域的光刻胶层4发生光解反应生成不与酸性溶液发生反应的物质，该物质覆盖在超导层2上，由于本申请刻蚀液呈酸性，该物质不溶于本申请的刻蚀液，且不与本申请的刻蚀液反应，因而本申请刻蚀液不会侵蚀溶解该物质，从而使超导层2不与刻蚀液相接处，该物质起到隔离刻蚀液和超导层2的作用，避免在蚀刻过程中，超导层2在光刻胶层4未显影的区域被蚀刻出坑点，大大提高了良品率。

在本发明的一些实施例中，所述用于浸蚀金属氧化物的酸溶液为磷酸溶液，所述酸性缓冲溶液为醋酸溶液，所述用于氧化表层金属的酸溶液为硝酸溶液。所述磷酸溶液的浓度大于等于85％，所述醋酸溶液的浓度大于等于99.5％，所述硝酸溶液的浓度为65％-68％，所述磷酸溶液、所述醋酸溶液、所述硝酸溶液的体积比为72-82:14-24:1-7。

在对超导层2上的待蚀刻区域进行刻蚀的过程中，由于硝酸溶液具有强氧化性，利用硝酸溶液氧化超导层2的表面，使超导层2的表面形成金属氧化膜，利用磷酸溶液浸蚀金属氧化膜，如此反复，对超导层2进行刻蚀，在刻蚀过程中，刻蚀液中的氢离子不断被消耗，醋酸溶液中含有的醋酸可以持续电离出氢离子，补充刻蚀过程中刻蚀液被消耗的氢离子，起到缓冲的作用，使刻蚀过程能够持续稳定地进行。

在本发明的一些实施例中，所述磷酸溶液的浓度为85％，所述醋酸溶液的浓度为99.5％，所述硝酸溶液的浓度为65％。

在本发明的另一些实施例中，所述磷酸溶液的浓度为93％，所述醋酸溶液的浓度为99.6％，所述硝酸溶液的浓度为68％。

在本发明的另一些实施例中，所述磷酸溶液的浓度为90％，所述醋酸溶液的浓度为99.7％，所述硝酸溶液的浓度为66％。

在本发明的一些实施例中，所述磷酸溶液、所述醋酸溶液、所述硝酸溶液的体积比为72:24:4。

在本发明的另一些实施例中，所述磷酸溶液、所述醋酸溶液、所述硝酸溶液的体积比为79:14:7。

在本发明的另一些实施例中，所述磷酸溶液、所述醋酸溶液、所述硝酸溶液的体积比为82:17:1。

在本发明的另一些实施例中，优选的，所述磷酸溶液、所述醋酸溶液、所述硝酸溶液的体积比为77:19:4，以该比例制得的刻蚀液刻蚀速度适中，易于掌控刻蚀时间，若刻蚀速度过快或过慢，均不利于操作人员把控刻蚀时间。

图2为本发明实施例提供的一种刻蚀方法的步骤流程示意图，请参阅图2，并结合图1，本申请的实施例还提供了一种刻蚀方法，包括步骤S100至步骤S500，其中：

S100、提供具有超导层2的衬底1，所述超导层2为铝膜，具体实施时，衬底1的材质可以根据需要选择，例如硅、碳化硅或蓝宝石等，采用蒸镀工艺，在衬底1上蒸镀形成铝膜，以铝膜作为超导层2；

S200、形成光刻胶层4于所述超导层2上，具体实施时，将光刻胶旋涂于所述超导层2上，可选的，所述光刻胶的型号为SPR955或HTI751，旋涂参数2500r/min，时间30s，旋涂操作完成后，烘干光刻胶，烘干温度为90℃，烘干时间为60s，降低光刻胶中溶剂的含量，使光刻胶干燥成型，在超导层2上形成光刻胶层4；

S300、图形化所述光刻胶层4以获得目标图形，所述目标图形暴露出所述超导层2上的待蚀刻区域，具体实施时，对光刻胶层4进行曝光、显影，从而在光刻胶层4上获得目标图形，暴露出超导层2上的待蚀刻区域，再采用反应离子刻蚀工艺去除待蚀刻区域以及目标图形边缘残留的光刻胶，修饰目标图形的边缘，使目标图形的边缘更加笔直，有利于获得较好的刻蚀形貌，具体的，反应离子刻蚀操作中，氧气的通入量为30sccm，射频功率为30w，工作气压设置为3Pa，反应离子刻蚀时间80s，反应离子刻蚀操作完成后，在110℃下烘烤180s，使光刻胶层4定型，有助于进行后续刻蚀步骤；

S400、利用上述实施例提供的刻蚀液蚀刻所述待蚀刻区域，具体的，将衬底1完全浸入所述刻蚀液中，刻蚀温度为20℃，刻蚀时间为270s，以在超导层2上的待蚀刻区域蚀刻出沟槽；

S500、去除所述光刻胶层4，具体的，将衬底1完全浸入N-甲基吡咯烷酮中，在80℃下水浴加热，加热时间为1.5h，再对衬底1进行第一次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第一次超声清洗时间为1min，之后再将衬底1投入异丙醇中，对衬底1进行第二次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第二次超声清洗时间为1min，从而去除光刻胶层4，完成对超导层2的刻蚀作业。

通过采用上述实施例所述的刻蚀液，由于本申请刻蚀液呈酸性，光刻胶层4曝光后产生的物质不溶于本申请的刻蚀液，且不与本申请的刻蚀液反应，因而本申请刻蚀液不会侵蚀溶解该物质，从而使超导层2不与刻蚀液相接处，该物质起到隔离刻蚀液和超导层2的作用，避免在蚀刻过程中，超导层2在光刻胶层4未显影的区域被蚀刻出坑点，大大提高了良品率。

在本发明的一些实施例中，在所述利用上述刻蚀液蚀刻所述待蚀刻区域的步骤之前，还包括：

提供一硬掩模5，所述硬掩模5上具有与所述目标图形一致的图形；

利用所述硬掩模5覆盖所述光刻胶层4，并使硬掩模5上的图形与所述目标图形重合，利用硬掩模5可以遮挡覆盖光刻胶层4上的未曝光区域，进一步防止在刻蚀过程中光刻胶层4上的未曝光区域与刻蚀液相接处，即便光刻胶层4上的未显影区域出现了不希望的曝光，利用硬掩模5可以进一步避免超导层2上被光刻胶层4的未显影区所覆盖的部分被刻蚀液腐蚀出坑点。

在本发明的一些实施例中，在形成光刻胶层于所述超导层上的步骤之前，还包括：

形成增粘层3于所述超导层2上，利用增粘层3，可以使光刻胶层4与超导层2结合更加紧密，防止光刻胶层4出现翘边，有利于获得较好的刻蚀形貌。

在本发明的一些实施例中，所述形成增粘层于所述超导层上的步骤包括：

于所述超导层上旋涂增粘剂，可选的，所述增粘剂的型号为AR300-80；

烘烤所述增粘剂，且烘烤温度为100℃-120℃，烘烤时间为100s-120s。

在本发明的一些实施例中，所述超导层2的厚度为80-120nm，在所述利用上述刻蚀液蚀刻所述超导层2的步骤中，蚀刻温度为15℃-25℃，蚀刻时间为6-10min。

为了进一步说明本发明实施例提供的一种刻蚀方法所具有的优势，下面结合具体实例予以说明：

实例一

本实例提供了一种刻蚀方法，包括步骤S100至步骤S700，其中：

S100、提供具有超导层2的衬底1，所述超导层2为铝膜，具体实施时，衬底1的材质可以根据需要选择，例如硅、碳化硅或蓝宝石等，采用蒸镀工艺，在衬底1上蒸镀形成铝膜，以铝膜作为超导层2，所述超导层的厚度为80nm；

S200、形成增粘层3于所述超导层2上，利用增粘层3，可以使光刻胶层4与超导层2结合更加紧密，防止光刻胶层4出现翘边，有利于获得较好的刻蚀形貌，所述形成增粘层于所述超导层上的步骤包括：于所述超导层上旋涂增粘剂，所述增粘剂的型号为AR300-80，旋涂参数2000r/min，时间120s，烘烤所述增粘剂，且烘烤温度为100℃，烘烤时间为100s；

S300、形成光刻胶层4于所述超导层2上，具体实施时，将光刻胶旋涂于所述超导层2上，所述光刻胶的型号为SPR955，旋涂参数2500r/min，时间30s，旋涂操作完成后，烘干光刻胶，烘干温度为90℃，烘干时间为60s，降低光刻胶中溶剂的含量，使光刻胶干燥成型，在超导层2上形成光刻胶层4；

S400、图形化所述光刻胶层4以获得目标图形，所述目标图形暴露出所述超导层2上的待蚀刻区域，具体实施时，对光刻胶层4进行曝光、显影，从而在光刻胶层4上获得目标图形，暴露出超导层2上的待蚀刻区域，再采用反应离子刻蚀工艺去除待蚀刻区域以及目标图形边缘残留的光刻胶，修饰目标图形的边缘，使目标图形的边缘更加笔直，有利于获得较好的刻蚀形貌，具体的，反应离子刻蚀操作中，氧气的通入量为30sccm，射频功率为30w，工作气压设置为3Pa，反应离子刻蚀时间80s，反应离子刻蚀操作完成后，在110℃下烘烤180s，使光刻胶层4定型，有助于进行后续刻蚀步骤；

S500、提供一硬掩模5，所述硬掩模5上具有与所述目标图形一致的图形，利用所述硬掩模5覆盖所述光刻胶层4，并使硬掩模5上的图形与所述目标图形重合，利用硬掩模5可以遮挡覆盖光刻胶层4上的未曝光区域，进一步防止在刻蚀过程中光刻胶层4上的未曝光区域与刻蚀液相接处，即便光刻胶层4上的未显影区域出现了不希望的曝光，利用硬掩模5也可以避免超导层2上被光刻胶层4的未显影区所覆盖的部分被刻蚀液腐蚀出坑点；

S600、利用上述实施例提供的刻蚀液蚀刻所述待蚀刻区域，具体的，将衬底1完全浸入所述刻蚀液中，蚀刻温度为15℃，蚀刻时间为9min，以在超导层2上的待蚀刻区域蚀刻出沟槽；

S700、去除所述光刻胶层4，具体的，将衬底1完全浸入N-甲基吡咯烷酮中，在80℃下水浴加热，加热时间为1.5h，再对衬底1进行第一次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第一次超声清洗时间为1min，之后再将衬底1投入异丙醇中，对衬底1进行第二次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第二次超声清洗时间为1min，从而去除光刻胶层4，完成对超导层2的刻蚀作业。

从刻蚀效果上看，本实例在超导层2上刻蚀出的沟槽侧壁粗糙度较大，刻蚀形貌一般。

实例二

本实例提供了一种刻蚀方法，包括步骤S100至步骤S700，其中：

S100、提供具有超导层2的衬底1，所述超导层2为铝膜，具体实施时，衬底1的材质可以根据需要选择，例如硅、碳化硅或蓝宝石等，采用蒸镀工艺，在衬底1上蒸镀形成铝膜，以铝膜作为超导层2，所述超导层的厚度为120nm；

S200、形成增粘层3于所述超导层2上，利用增粘层3，可以使光刻胶层4与超导层2结合更加紧密，防止光刻胶层4出现翘边，有利于获得较好的刻蚀形貌，所述形成增粘层于所述超导层上的步骤包括：于所述超导层上旋涂增粘剂，所述增粘剂的型号为AR300-80，旋涂参数2000r/min，时间120s，烘烤所述增粘剂，且烘烤温度为100℃，烘烤时间为100s；

S300、形成光刻胶层4于所述超导层2上，具体实施时，将光刻胶旋涂于所述超导层2上，所述光刻胶的型号为HTI751，旋涂参数2500r/min，时间30s，旋涂操作完成后，烘干光刻胶，烘干温度为90℃，烘干时间为60s，降低光刻胶中溶剂的含量，使光刻胶干燥成型，在超导层2上形成光刻胶层4；

S400、图形化所述光刻胶层4以获得目标图形，所述目标图形暴露出所述超导层2上的待蚀刻区域，具体实施时，对光刻胶层4进行曝光、显影，从而在光刻胶层4上获得目标图形，暴露出超导层2上的待蚀刻区域，再采用反应离子刻蚀工艺去除待蚀刻区域以及目标图形边缘残留的光刻胶，修饰目标图形的边缘，使目标图形的边缘更加笔直，有利于获得较好的刻蚀形貌，具体的，反应离子刻蚀操作中，氧气的通入量为30sccm，射频功率为30w，工作气压设置为3Pa，反应离子刻蚀时间80s，反应离子刻蚀操作完成后，在110℃下烘烤180s，使光刻胶层4定型，有助于进行后续刻蚀步骤；

S500、提供一硬掩模5，所述硬掩模5上具有与所述目标图形一致的图形，利用所述硬掩模5覆盖所述光刻胶层4，并使硬掩模5上的图形与所述目标图形重合，利用硬掩模5可以遮挡覆盖光刻胶层4上的未曝光区域，进一步防止在刻蚀过程中光刻胶层4上的未曝光区域与刻蚀液相接处，即便光刻胶层4上的未显影区域出现了不希望的曝光，利用硬掩模5也可避免超导层2上被光刻胶层4的未显影区所覆盖的部分被刻蚀液腐蚀出坑点；

S600、利用上述实施例提供的刻蚀液蚀刻所述待蚀刻区域，具体的，将衬底1完全浸入所述刻蚀液中，蚀刻温度为25℃，蚀刻时间为6min，以在超导层2上的待蚀刻区域蚀刻出沟槽；

S700、去除所述光刻胶层4，具体的，将衬底1完全浸入N-甲基吡咯烷酮中，在80℃下水浴加热，加热时间为1.5h，再对衬底1进行第一次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第一次超声清洗时间为1min，之后再将衬底1投入异丙醇中，对衬底1进行第二次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第二次超声清洗时间为1min，从而去除光刻胶层4，完成对超导层2的刻蚀作业。

相比于实例一，从刻蚀效果上看，本实例在超导层2上刻蚀出的沟槽侧壁粗糙度得到一定程度的改善，刻蚀形貌较好。

实例三

本实例提供了一种刻蚀方法，包括步骤S100至步骤S700，其中：

S100、提供具有超导层2的衬底1，所述超导层2为铝膜，具体实施时，衬底1的材质可以根据需要选择，例如硅、碳化硅或蓝宝石等，采用蒸镀工艺，在衬底1上蒸镀形成铝膜，以铝膜作为超导层2，所述超导层的厚度为100nm；

S200、形成增粘层3于所述超导层2上，利用增粘层3，可以使光刻胶层4与超导层2结合更加紧密，防止光刻胶层4出现翘边，有利于获得较好的刻蚀形貌，所述形成增粘层于所述超导层上的步骤包括：于所述超导层上旋涂增粘剂，所述增粘剂的型号为AR300-80，旋涂参数2000r/min，时间120s，烘烤所述增粘剂，且烘烤温度为100℃，烘烤时间为100s；

S300、形成光刻胶层4于所述超导层2上，具体实施时，将光刻胶旋涂于所述超导层2上，所述光刻胶的型号为HTI751，旋涂参数2500r/min，时间30s，旋涂操作完成后，烘干光刻胶，烘干温度为90℃，烘干时间为60s，降低光刻胶中溶剂的含量，使光刻胶干燥成型，在超导层2上形成光刻胶层4；

S400、图形化所述光刻胶层4以获得目标图形，所述目标图形暴露出所述超导层2上的待蚀刻区域，具体实施时，对光刻胶层4进行曝光、显影，从而在光刻胶层4上获得目标图形，暴露出超导层2上的待蚀刻区域，再采用反应离子刻蚀工艺去除待蚀刻区域以及目标图形边缘残留的光刻胶，修饰目标图形的边缘，使目标图形的边缘更加笔直，有利于获得较好的刻蚀形貌，具体的，反应离子刻蚀操作中，氧气的通入量为30sccm，射频功率为30w，工作气压设置为3Pa，反应离子刻蚀时间80s，反应离子刻蚀操作完成后，在110℃下烘烤180s，使光刻胶层4定型，有助于进行后续刻蚀步骤；

S500、提供一硬掩模5，所述硬掩模5上具有与所述目标图形一致的图形，利用所述硬掩模5覆盖所述光刻胶层4，并使硬掩模5上的图形与所述目标图形重合，利用硬掩模5可以遮挡覆盖光刻胶层4上的未曝光区域，进一步防止在刻蚀过程中光刻胶层4上的未曝光区域与刻蚀液相接处，即便光刻胶层4上的未显影区域出现了不希望的曝光，利用硬掩模5也可以避免超导层2上被光刻胶层4的未显影区所覆盖的部分被刻蚀液腐蚀出坑点；

S600、利用上述实施例提供的刻蚀液蚀刻所述待蚀刻区域，具体的，将衬底1完全浸入所述刻蚀液中，蚀刻温度为20℃，蚀刻时间为8min，以在超导层2上的待蚀刻区域蚀刻出沟槽；

S700、去除所述光刻胶层4，具体的，将衬底1完全浸入N-甲基吡咯烷酮中，在80℃下水浴加热，加热时间为1.5h，再对衬底1进行第一次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第一次超声清洗时间为1min，之后再将衬底1投入异丙醇中，对衬底1进行第二次超声清洗，超声功率为250W，超声频率为80MHz，第二次超声清洗时间为1min，从而去除光刻胶层4，完成对超导层2的刻蚀作业。

相比于实例一、实例二，从刻蚀效果上看，本实例在超导层2上刻蚀出的沟槽侧壁粗糙度较小，沟槽的平整度高，且沟槽直线性更好，刻蚀形貌佳。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。