CN114895393B

CN114895393B - 一种晶圆级金属化光学窗片及其制备方法

Info

Publication number: CN114895393B
Application number: CN202210564591.XA
Authority: CN
Inventors: 王济洲; 陆春; 王小军; 王云飞; 李锦磊; 许斌; 周玲; 陈昱翰; 鲍鑫
Original assignee: Wuxi Hongrui Aerospace Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Hongrui Aerospace Technology Co ltd
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2042-05-23
Also published as: CN114895393A

Abstract

本发明提供了一种晶圆级金属化光学窗片及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：先对基片背面进行真空镀光学膜，然后采用lift‑off技术，使所述基片的正面露出第一待镀膜区域，然后再对第一待镀膜区域进行真空镀光学膜，得到光学膜基片；对所述光学膜基片再次使用lift‑off技术，使所述基片的正面露出所述光学膜基片正面的第二待镀膜区域；然后采用直流磁控溅射技术，镀制金属膜；再进行切割，得到晶圆级金属化光学窗片；所述制备方法将lift‑off技术应用于光学窗片的制备过程中，完全避免了常规技术中存在的绕镀现象以及成本较高的问题，工艺流程简单，有利于工业化生产。

Description

一种晶圆级金属化光学窗片及其制备方法

技术领域

本发明属于光学窗片制备技术领域，具体涉及一种晶圆级金属化光学窗片及其制备方法。

背景技术

光学窗片是基础光学元件，是一种光学平板，一般用于分隔两侧的环境。它不会改变光学放大倍率，在光路中仅影响光程。窗片涉及到的重要的参数包括：透光率、面型精度、厚度、平行度、基底材质等属性，可根据具体应用选择适合参数的窗片。

目前，红外窗片在镀制光学膜时通常会安放于镀膜工装中，但其在使用过程中通常存在以下问题：

1)由于工装与基片之间有难以避免的空隙，在镀制光学膜完毕后，易在工装与基片交界处产生绕镀现象，严重影响膜层稳定性与光学性能；

2)在镀制光学膜时，同类技术较多是对镀膜伞上工装内的窗片采用PVD蒸镀方式进行光学增透膜的镀制。由于每一片基片单独分离，通过工装上的台阶卡槽固定位置，然而卡槽尺寸与基片尺寸难免存在误差，该误差的存在易造成基片在镀膜伞旋转过程中发生晃动，进而加重绕镀现象；

3)为提高窗片透过率，一般要求窗片正反两面均需镀制光学膜，若正反两面的光学膜尺寸不同，则需要两套不同工装进行基片装载，工装的购买更换与清洁又会大大增加生产成本；

4)红外窗片在金属化镀膜时，为了保护光学膜，通常会在光学膜区域粘贴护膜片，但金属化镀膜完毕后，易在护膜片与基片交界处产生绕镀现象，造成金属化边缘脱膜，或镀金层覆盖光学膜等不良现象。

针对上述问题1)，CN209722291U公开了一种可消除绕镀的镀膜伞具，包括圆形伞架和防绕镀环，圆形伞架顶端开有圆孔，防绕镀环安装在圆形伞架顶端并与圆孔为同心圆；圆形伞具伞面设置有若干个装载槽，装载槽用于承载被镀基片；针对上述问题2)，现有方案中，主要是在基片与工装上粘贴胶带减少晃动，或在基片上加装压块防止晃动。但此类方法易造成基片与工装接触过紧，易造成表面划伤，背面污渍等其他不良现象；针对上述问题3)，现有方案中需要更换整批镀膜工装，极大地增加了生产成本；针对上述问题4)，同类技术较多是在光学膜上粘附护膜片作为遮挡保护部件，但此步骤需要在光学膜区域先点涂粘附护膜片的胶水，在镀金属膜后再进行护膜片的剥离，该步骤延长了成品产出效率，胶水未去除干净易破坏光学膜性能，剥离步骤增加了表面划伤的风险。且护膜片在重复利用过程中易发生破损，使用一定次数后需要整批更换，从而大大增加了生产成本。

综上所述，如何提供一种简便的光学窗片的制备方法来解决上述存在问题，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种晶圆级金属化光学窗片及其制备方法，所述制备方法利用lift-off技术(即揭开-剥离技术)，将其应用于光学窗片的制备过程中，完全避免了常规技术中存在的绕镀现象以及成本较高的问题，工艺流程简单，有利于工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种晶圆级金属化光学窗片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)对基片的背面镀制进行真空镀光学膜；

(2)对所述基片的正面依次进行第一匀胶、第一曝光以及第一显影，露出所述基片正面的第一待镀膜区域；

(3)对所述基片正面的第一待镀膜区域进行真空镀光学膜，得到光学膜基片；

(4)对步骤(3)所述光学膜基片的正面依次进行第二匀胶、第二曝光以及第二显影，露出所述光学膜基片正面的第二待镀膜区域；

(5)对步骤(4)所述光学膜基片正面的第二待镀膜区域以及所述光学膜基片的侧面进行直流磁控溅射，镀制金属膜；

(6)进行切割，得到晶圆级金属化光学窗片。

本发明中，所述基片为晶圆基片，可规定其中一面为正面，与其相对的一面即为背面。

本发明所述制备方法先对晶圆基片的背面进行完整的光学膜镀制，再利用lift-off技术，对正面进行选择性镀制，使尺寸不同的正、反两面光学膜均可采用相同尺寸的工装进行镀制，大大节省了工装采购与维护的成本，又以lift-off技术完全杜绝了正面光学膜与金属膜绕镀现象的发生，最后通过切割晶圆基片即可实现光学窗片单片的生产；所述制备方法可避免不良的发生，提升产品良率，降低生产风险，具有较好的工业化应用前景。

本发明中，每次镀膜之后，均需剥离胶层，这是lift-off技术的常规操作。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一匀胶的胶层厚度为9.8-10.2μm，例如9.8μm、9.9μm、10μm、10.1μm或10.2μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述第一匀胶的固化温度为120-150℃，例如120℃、130℃、140℃或150℃等；固化时间为5-8min，例如5min、6min、7min或8min等，但不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他为列举的数值同样适用。

本发明中，匀胶过程可选用型号为AZ Nlof2070的光刻胶。

优选地，步骤(2)所述第一曝光过程中，采用第一掩模板对除第一待镀膜区域以外的区域进行遮掩。

优选地，步骤(2)所述第一曝光的光强为2500-3500mw/cm²，例如2500mw/cm²、2700mw/cm²、2900mw/cm²、3100mw/cm²、3300mw/cm²或3500mw/cm²等；曝光时间100-200s，例如100s、120s、140s、160s、180s或200s等，但不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他为列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述第一显影的显影时间为3-4min，例如3.2min、3.4min、3.6min、3.8min或4min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

所使用的显影液可选择NMD-3型号的显影液。

本发明中，所述制备方法根据光学窗片的产品特性，改进优化了lift-off技术中匀胶、曝光以及显影的操作，首先提高了光刻胶的厚度，并采用高曝光能量，较好的实现了曝光效果；同时，结合曝光效果，优化了显影工艺参数，精确控制显影时间，有效解决了目前厚膜中光刻胶塌陷问题，显影效果可满足现有光学薄膜领域的使用要求。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)和步骤(3)所述真空镀光学膜的在真空压力独立地低于3×10^-4Pa，例如1×10^-4Pa、1.5×10^-4Pa、2×10^-4Pa、2.5×10^-4Pa或3×10^-4Pa等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)和步骤(3)所述真空镀光学膜的温度独立地为120-180℃，例如120℃、140℃、160℃或180℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述第二匀胶的胶层厚度为6.8-7.2μm，例如6.8μm、6.9μm、7μm、7.1μm或7.2μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

优选地，步骤(4)所述第二匀胶的固化温度为140-150℃，例如140℃、142℃、144℃、146℃、148℃或150℃等；固化时间为3-8min，例如3min、4min、5min、6min、7min或8min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

优选地，步骤(4)所述第二曝光的光强为2500-3500mw/cm²，例如2500mw/cm²、2700mw/cm²、2900mw/cm²、3100mw/cm²、3300mw/cm²或3500mw/cm²等；曝光时间为110-150s，例如110s、120s、130s、140s或150s或等，但不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他为列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述第二曝光过程中，采用第二掩模板对第一待镀膜区域以及无需镀膜区域进行遮掩，且第二掩模板对第一待镀膜区域的遮掩面积大于所述第一待镀膜区域本身。

作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述第二待镀膜区域环绕于所述第一待镀膜区域的四周，且所述第二待镀膜区域与所述第一待镀膜区域之间形成过渡区。

优选地，所述过渡区的宽度为0.2-0.3μm，例如0.2μm、0.22μm、0.24μm、0.26μm、0.28μm或0.3μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他为列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)所述直流磁控溅射的镀制温度为150-200℃，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等；保温时间为30-50min，例如30min、35min、40min、45min或50min等，但不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他为列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)所述金属膜包括铬、镍、金的组合、钛、镍、金的组合或铬、镍、铂金的组合。

本发明中，组合中材料出现的顺序即为镀制顺序。

第二方面，本发明提供了一种第一方面所述制备方法制备得到的光学窗片。

作为本发明优选的技术方案，所述光学窗片包括基片，设置于所述基片背面的光学膜，以及设置于所述基片正面的光学膜；

所述基片正面光学膜的四周环绕有过渡区；

所述过渡区四周以及所述基片的侧面环绕设置有金属膜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述制备方法利用lift-off技术，可实现针对正、反两面，不同尺寸的光学膜均可采用相同尺寸的工装进行镀制，大大节省了工装采购与维护的成本，节省了替换工装的时间，提高了生产效率；

(2)本发明所述制备方法以lift-off技术完全杜绝了正面光学膜与金属膜绕镀现象的发生，保证产品质量，提升产品良率；

(3)本发明所述制备方法完全避免了由于使用镀膜伞具，导致基片晃动产生的镀膜尺寸偏差问题，进一步提升产品良率，相比于传统采用治具镀膜的方式，产品良率可由原来的60％提升至85％以上；

(4))本发明所述制备方法工艺流程简单，极大地降低了生产风险，具有较好的工业化应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种晶圆级金属化光学窗片制备方法中，步骤(1)-(5)的流程图。

图2是本发明实施例1提供的一种由晶圆级金属化光学窗片制备方法制备得到的光学窗片单片正面的结构示意图。

其中，1-晶圆基片，2-第一胶层，3-第一待镀膜区域，4-光学膜，5-第二胶层，6-第二待镀膜区域，7-金属膜，8-过渡区。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种晶圆级金属化光学窗片的制备方法，其步骤(1)-(5)的工艺流程图如图1所示。

所述制备方法包括以下步骤：

提供直径150.0mm，厚度1.0mm的晶圆基片1，所述晶圆基片1为硅片；

(1)背面镀膜：按照工艺参数，完成对硅晶圆基片1的背面光学镀膜，具体工艺参数如下所示：真空压力为3×10^-4Pa，温度为150℃；Ge膜层的沉积速率设定为0.5nm/s，采用电子束蒸发方式；ZnS膜层的沉积速率设定为1.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；Yb₂F₃膜层的沉积速率设定为0.3nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；

所镀制膜系结构为：硅基底/0.247L/0.231H/0.181M/1.287L/1.152M/0.077H/1.109L/0.370H/0.431L/0.422H/0.694L/0.267H/0.0965M/0.751L/0.307H/0.555L/0.455H/0.539L0.303H/0.874L/0.242H/0.592L/0.284H/0.296L/0.241H/0.515L/0.245H/0.558L/0.211H/0.291L/0.314H/0.511L/0.221H/1.599M/0.0656L/Air；其中，H表示一个λ₀/4光学厚度Ge膜层，L表示一个λ₀/4光学厚度ZnS膜层，M表示一个λ₀/4光学厚度Yb₂F₃膜层，λ₀为中心波长，H、L、M前的数字为膜层厚度比例系数；

(2)第一匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述晶圆基片1的正面进行涂布，形成第一胶层2，厚度为10μm，然后在130℃下固化5min；

第一曝光：提供表面具有15.9×14.5(mm)长方形孔的第一掩模板，采用第一掩模板对除第一待镀膜区域3以外的区域进行遮掩，然后进行紫外曝光，光强为：3000mw/cm²，曝光时间为150s；

第一显影：采用NMD-3显影剂对经第一曝光后的晶圆基片1进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第一待镀膜区域3(即光学膜区域)，其中，显影时间为3.5min；

(3)将经过步骤(2)处理后的晶圆基片1置于真空镀膜机中，调整镀制参数：真空压力为3×10^-4Pa，温度为150℃；Ge膜层的沉积速率设定为0.5nm/s，采用电子束蒸发方式；ZnS膜层的沉积速率设定为1.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；Yb₂F₃膜层的沉积速率设定为0.30.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；在对晶圆基片1正面的第一待镀膜区域3镀制光学膜4，然后剥离第一胶层2，得到光学膜基片；

所镀制膜系结构为：硅基片/0.104L/0.0557M/0.338H/0.253L/0.175H/0.124L/0.333H/0.319L/0.284H/0.299L/0.219H/0.419L/0.280H/0.242L/0.213H/0.261L/0.319H/0.331L/0.119H/0.374L/0.141H/0.322L/0.094H/0.328L/0.151H/0.173L/0.302H/0.162L/0.133H/0.261L/0.176H/0.400L/1.253M/0.0548L/Air；其中，H表示一个λ₀/4光学厚度Ge膜层，L表示一个λ₀/4光学厚度ZnS膜层，M表示一个λ0/4光学厚度Yb₂F₃膜层，λ₀为中心波长，H、L、M前的数字为膜层厚度比例系数；

(4)第二匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述光学膜基片的正面进行涂布，形成第二胶层5，厚度为7μm，然后在130℃下固化5min；

第二曝光：提供第二掩模板，所述第二掩模板实现对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)以及无需镀膜区域进行遮掩，且第二掩模板对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)的遮掩面积大于所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)本身，然后进行紫外曝光，光强为：3000mw/cm²，曝光时间为130s；

第二显影：采用NMD-3显影剂对经第二曝光后的光学膜基片进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第二待镀膜区域6(即金属膜区域)，其中，显影时间为3.5min；

所述第二待镀膜区域6(即金属膜区域)环绕于所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)的四周，且所述第二待镀膜区域6(即金属膜区域)与所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)之间形成过渡区8；所述过渡区8的宽度为0.3μm；

(5)将经过步骤(3)处理后的光学膜基片进行直流磁控溅射，在光学膜基片正面的第二待镀膜区域6(金属膜区域)以及光学膜基片的侧面依次镀制铬膜、镍膜以及金膜，然后剥离第二胶层5；

直流磁控溅射参数为：铬膜沉积功率为130W、沉积时间为150s；镍膜沉积功率为180W、沉积时间为2400s；金膜沉积功率为220W、沉积时间为1800s，镀制温度为180℃，保温时间为40min；

(6)将步骤(5)中镀制好的基片切割成15.9×14.5(mm)的光学窗片单片，完成制作。所得光学窗片单片正面的结构示意图如图2所示。

实施例2：

本实施例提供了一种晶圆级金属化光学窗片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

提供直径100.0mm，厚度0.7mm的晶圆基片1，所述晶圆基片1为锗片；

(1)背面镀膜：按照工艺参数，完成对硅晶圆基片的背面光学镀膜，具体工艺参数如下所示：真空压力为3×10^-4Pa，温度为150℃；Ge膜层的沉积速率设定为0.5nm/s，采用电子束蒸发方式；硫化锌膜层的沉积速率设定为1.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；氟化镱膜层的沉积速率设定为0.3nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；

所镀制膜系结构为：锗基片/0.225L/0.299H/0.190M/1.253L/1.187M/0.083H/1.092L/0.370H/0.436L/0.425H/0.691L/0.265H/0.105M/0.760L/0.301H/0.557L/0.456H/0.540L/0.299H/0.886L/0.238H/0.597L/0.281H/0.296L/0.238H/0.514L/0.246H/0.556L/0.215H/0.290L/0.315H/0.509L/0.220H/1.625M/0.055L/Air；其中，H表示一个λ₀/4光学厚度Ge膜层，L表示一个λ₀/4光学厚度ZnS膜层，M表示一个λ₀/4光学厚度Yb₂F₃膜层，λ₀为中心波，长H、L、M前的数字为膜层厚度比例系数；

(2)第一匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述晶圆基片1的正面进行涂布，在晶圆正面形成第一胶层2，厚度为9.8μm，然后在120℃下固化6min；

第一曝光：提供表面具有21.56×21.56(mm)方形孔的第一掩模板，采用第一掩模板对除第一待镀膜区域3以外的区域进行遮掩，然后进行紫外曝光，光强为：2800mw/cm²，曝光时间为140s；

第一显影：采用NMD-3显影剂对经第一曝光后的晶圆基片1进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第一待镀膜区域3(即光学膜区域)，其中，显影时间为4min；

(3)将经过步骤(2)处理后的晶圆基片1置于真空镀膜机中，调整镀制参数：真空压力为3×10^-4Pa，温度为150℃；Ge膜层的沉积速率设定为0.5nm/s，采用电子束蒸发方式；ZnS膜层的沉积速率设定为1.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；Yb₂F₃膜层的沉积速率设定为0.30.5nm/s，采用电阻加热的热蒸发模式；在对晶圆基片1正面的第一待镀膜区域3镀制光学膜4，然后剥离第一胶层2，得到光学膜基片

所镀制膜系结构为：锗基片/0.065L/0.403H/0.093L/0.182H/0.152L/0.342H/0.341L/0.254H/0.360L/0.234H/0.382L/0.291H/0.195L/0.231H/0.260L/0.309H/0.361L/0.117H/0.369L/0.132H/0.296L/0.107H/0.322L/0.148H/0.162L/0.301H/0.214L/0.099H/0.281L/0.162H/0.235L/1.386M/0.057L/Air)；其中，H表示一个λ₀/4光学厚度Ge膜层，L表示一个λ₀/4光学厚度ZnS膜层，M表示一个λ0/4光学厚度Yb₂F₃膜层，λ₀为中心波长，H、L、M前的数字为膜层厚度比例系数；

(4)第二匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述光学膜基片的正面进行涂布，形成第二胶层5，厚度为6.8μm，然后在150℃下固化4min；

第二曝光：提供第二掩模板，所述第二掩模板实现对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)以及无需镀膜区域进行遮掩，且第二掩模板对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)的遮掩面积大于所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)本身，然后进行紫外曝光，光强为：3100mw/cm²，曝光时间为130s；

第二显影：采用NMD-3显影剂对经第二曝光后的光学膜基片进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第二待镀膜区域6(即金属膜区域)，其中，显影时间为3.2min；

所述第二待镀膜区域6(即金属膜区域)环绕于所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)的四周，且所述第二待镀膜区域6(即金属膜区域)与所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)之间形成过渡区8；所述过渡区8的宽度为0.2μm；

(5)将经过步骤(4)处理后的光学膜基片进行直流磁控溅射，在光学膜基片正面的第二待镀膜区域6(金属膜区域)以及光学膜基片的侧面依次镀制铬膜、镍膜以及金膜，然后剥离第二胶层5；

其中，直流磁控溅射参数与实施例1中相同；

(6)将步骤(5)中镀制好的基片切割成21.56×21.56(mm)的光学窗片单片，完成制作。

实施例3：

提供直径150.0mm，厚度1.0mm的晶圆基片1，所述晶圆基片1为锗片；

(1)背面镀膜：按照工艺参数，完成对硅晶圆基片的背面光学镀膜，具体工艺参数以及所镀制膜系结构与实施例2相同；

(2)第一匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述晶圆基片1的正面进行涂布，在晶圆正面形成第一胶层2，厚度为10.2μm，然后在150℃下固化8min；

第一曝光：提供表面具有21.56×21.56(mm)方形孔的第一掩模板，采用第一掩模板对除第一待镀膜区域3以外的区域进行遮掩，然后进行紫外曝光，光强为：3000mw/cm²，曝光时间为140s；

第一显影：采用NMD-3显影剂对经第一曝光后的晶圆基片1进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第一待镀膜区域3(即光学膜区域)，其中，显影时间为3min；

(3)将经过步骤(2)处理后的晶圆基片1置于真空镀膜机中，具体镀制参数以及所镀制膜系结构与实施例2中相同；

(4)第二匀胶：采用型号为AZ Nlof2070的光刻胶对所述光学膜基片的正面进行涂布，形成第二胶层5，厚度为7.2μm，然后在130℃下固化6min；

第二曝光：提供第二掩模板，所述第二掩模板实现对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)以及无需镀膜区域进行遮掩，且第二掩模板对第一待镀膜区域3(即光学膜区域)的遮掩面积大于所述第一待镀膜区域3(即光学膜区域)本身，然后进行紫外曝光，光强为：3300mw/cm²，曝光时间为120s；

第二显影：采用NMD-3显影剂对经第二曝光后的光学膜基片进行抛动，露出所述晶圆基片1正面的第二待镀膜区域6(即金属膜区域)；

其中，直流磁控溅射参数与实施例1中相同；

综合上述实施例可以看出，本发明所述制备方法利用lift-off技术，可实现针对正、反两面，不同尺寸的光学膜均可采用相同尺寸的工装进行镀制，大大节省了工装采购与维护的成本，节省了替换工装的时间，提高了生产效率；所述制备方法以lift-off技术完全杜绝了正面光学膜与金属膜绕镀现象的发生，保证产品质量，提升产品良率，工艺流程简单，极大地降低了生产风险，具有较好的工业化应用前景。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的产品和详细方法，但本发明并不局限于上述产品和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述产品和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种晶圆级金属化光学窗片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）对基片的背面镀制进行真空镀光学膜；

（2）对所述基片的正面依次进行第一匀胶、第一曝光以及第一显影，露出所述基片正面的第一待镀膜区域；

（3）对所述基片正面的第一待镀膜区域进行真空镀光学膜，得到光学膜基片；

（4）对步骤（3）所述光学膜基片的正面依次进行第二匀胶、第二曝光以及第二显影，露出所述光学膜基片正面的第二待镀膜区域；

（5）对步骤（4）所述光学膜基片正面的第二待镀膜区域以及所述光学膜基片的侧面进行直流磁控溅射，镀制金属膜；

（6）进行切割，得到晶圆级金属化光学窗片。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述第一匀胶的胶层厚度为9.8-10.2μm；

步骤（2）所述第一匀胶的固化温度为120-150℃，固化时间为5-8min；

步骤（2）所述第一曝光过程中，采用第一掩模板对除第一待镀膜区域以外的区域进行遮掩；

步骤（2）所述第一曝光的光强为：2500-3500mw/cm²，曝光时间为100-200s；

步骤（2）所述第一显影的时间为3-4min。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）所述真空镀光学膜的真空压力独立地低于3×10^-4Pa；

步骤（1）和步骤（3）所述真空镀光学膜的温度独立地为120-180℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述第二匀胶的胶层厚度为6.8-7.2μm；

步骤（4）所述第二匀胶的固化温度为10-150℃，固化时间为3-8min；

步骤（4）所述第二曝光的光强为2500-3500mw/cm²，曝光时间为110-150s。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述第二曝光过程中，采用第二掩模板对第一待镀膜区域以及无需镀膜区域进行遮掩，且第二掩模板对第一待镀膜区域的遮掩面积大于所述第一待镀膜区域本身。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述第二待镀膜区域环绕于所述第一待镀膜区域的四周，且所述第二待镀膜区域与所述第一待镀膜区域之间形成过渡区；

所述过渡区的宽度为0.2-0.3μm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述直流磁控溅射的镀制温度为150-200℃，保温时间为30-50min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述金属膜包括铬、镍、金的组合、钛、镍、金的组合或铬、镍、铂金的组合。

9.一种晶圆级金属化光学窗片，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的光学窗片，其特征在于，所述光学窗片包括基片，设置于所述基片背面的光学膜，以及设置于所述基片正面的光学膜；

所述基片正面光学膜的四周环绕有过渡区；

所述过渡区四周以及所述基片的侧面环绕设置有金属膜。