芯片产品制备方法、系统及芯片

技术领域

本申请涉及微纳加工技术领域，特别涉及一种芯片产品制备方法、系统及芯片。

背景技术

在芯片制造中，空桥也称为空气桥，是一种以三维桥型的方式实现平面电路跨接的电路结构。

在相关技术中，在空桥结构制备的过程中，首先制备底层电路，将底层电路中的指定区域作为空桥结构的桥墩，然后通过材料沉积的方式制备桥墩上的桥撑，以及连接两个桥撑之间的桥面，最后刻蚀掉除了桥撑和桥面之外多余的沉积材料，即可以得到最终的空桥结构。

然后，在上述刻蚀过程中，由于刻蚀精度的原因，可能会将一部分桥墩的材料一并刻蚀掉，从而影响空桥与底层电路之间的连接，进而影响芯片的性能。

发明内容

本申请实施例提供了一种芯片产品制备方法、系统及芯片，可以提高芯片产品的性能，该技术方案如下。

一方面，提供了一种芯片产品制备方法，所述方法包括：

制备包含底层电路的第一芯片产品；

通过第一光刻胶在所述底层电路中对应所述空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层；

在所述第一芯片产品上涂敷第二光刻胶；

通过光刻显影的方式清除所述第一金属层位置处的所述第二光刻胶；

在所述第一芯片产品上沉积第二金属材料；

刻蚀去除所述第一芯片产品的所述第二金属材料中，除了所述空桥结构的桥撑和桥面之外的所述第二金属材料；

清洗所述第二光刻胶，获得包含所述底层电路和所述空桥结构的第二芯片产品。

另一方面，提供了一种芯片产品制备系统，所述系统包括：涂胶机、光刻机、蒸镀机、以及清洗机；

所述涂胶机、所述光刻机、所述蒸镀机以及所述清洗机，用于制备包含底层电路的第一芯片产品，并通过第一光刻胶在所述底层电路中对应所述空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层；

所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷第二光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式清除所述第一金属层位置处的所述第二光刻胶；

所述蒸镀机，用于在所述第一芯片产品上沉积第二金属材料；

所述刻蚀机，用于刻蚀去除所述第一芯片产品的所述第二金属材料中，除了所述空桥结构的桥撑和桥面之外的所述第二金属材料；

所述清洗机，用于清洗所述第二光刻胶，获得包含所述底层电路和所述空桥结构的第二芯片产品。

在一种可能的实现方式中，所述底层电路的材料为铝；所述第一金属材料为氮化钛、铌或者铝。

在一种可能的实现方式中，所述第二芯片产片用于制备超导量子芯片；或者，所述第二芯片产品为超导量子芯片。

在一种可能的实现方式中，在所述第一金属材料为铌的情况下，所述第一金属层用于制备约瑟夫森结的对准标记。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷第三光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除与所述空桥结构的桥撑和桥面所在位置处之外的所述第三光刻胶；

所述刻蚀机，用于对所述第一芯片产品进行刻蚀，以去除所述第一芯片产品的所述第二金属材料中，除了所述空桥结构的桥撑和桥面之外的所述第二金属材料。

在一种可能的实现方式中，所述空桥结构的桥撑所在的区域位于所述第一金属层所在的区域内；或者，

所述空桥结构的桥撑所在的区域与所述第一金属层所在的区域内相同。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷所述第一光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一光刻胶；

所述蒸镀机，用于在所述第一芯片产品上沉积所述第一金属材料；

所述清洗机，用于清洗所述第一芯片产品上的所述第一光刻胶，获得所述底层电路中对应所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一金属层。

在一种可能的实现方式中，所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一光刻胶，以在所述空桥结构的桥墩位置处形成底切结构。

在一种可能的实现方式中，所述第一光刻胶为单层负性光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述第一光刻胶为双层正性光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述第二光刻胶为SPR光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，还用于对所述第一芯片产品上剩余的所述第二光刻胶进行回流处理，使得所述第一芯片产品上剩余的所述第二光刻胶呈拱形。

另一方面，提供了一种芯片，所述芯片包括：

衬底、位于衬底上的底层电路、以及位于所述底层电路上的空桥结构；

所述空桥结构的桥墩和桥撑之间包含第一金属层。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在制备空桥结构的桥撑和桥面之前，首先通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层，这样后续制备的空桥结构的桥撑将位于第一金属层的上层，在刻蚀去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料的过程中，由于第一金属层的存在，不会导致第一金属层下的桥墩位置的底层电路被刻蚀掉，不会影响空桥与底层电路之间的连接，从而提高了芯片产品的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请涉及的空桥示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备方法的方法流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备方法的方法流程图；

图4是图3所示实施例涉及的空桥结构制备的基本过程示意图；

图5是图3所示实施例涉及的UBM层曝光示意图；

图6是图3所示实施例涉及的UBM层沉积示意图；

图7是图3所示实施例涉及的光刻胶处理的示意图；

图8是图3所示实施例涉及的空桥沉积示意图；

图9是图3所示实施例涉及的空桥刻蚀示意图；

图10是图3所示实施例涉及的空桥刻蚀结果示意图；

图11是本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备系统的示意图；

图12是本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备系统的示意图；

图13是本申请一个实施例提供的方案应用场景的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

桥墩：在底层电路结构上留出的用于空桥和底层电路接触的区域。

桥撑：在空桥上用于和底层电路连接的部分。

曝光&显影：一种微纳加工技术，主要涉及紫外光刻，即在衬底样品表面涂敷光刻胶，然后将紫外光透过掩模版照射到衬底表面，利用光化学反应改变光刻胶被光照射部分的性质，然后将该与光反应的区域溶解到特定溶液中，达到在衬底表现做出特定图形的目的。

底切(undercut)：是一种光刻胶的结构，常指胶的底部比顶部宽，侧壁由顶部至底部逐渐向外扩展，光刻胶剖面呈正梯形，经过工艺改良，也会呈现“凸”形等。该结构常用于微纳加工领域的剥离技术。

刻蚀：一种微加工工艺，利用干法(其他)和湿法(液体)对金属或其他材料进行腐蚀，形成需求结构。

剥离：剥离工艺(lift-off technology)是指衬底经过涂敷光致抗蚀剂(光刻胶)、曝光、显影后，以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩模，带胶通过蒸发等方法沉积所需的材料，如金属等，然后在去除光致抗蚀剂的同时，把胶膜上的非需求材料一起剥离干净，最后在衬底上只留下原刻出图形的材料结构。

超导芯片：使用超导材料制备得到，在超导转变温度以下进行工作的芯片。

焊点下金属(Under Ball Metal，UBM)层：用于连接焊点与电路之间的缓冲层。在超导芯片中，由于常用的电路材料(比如铝Al)和焊点(比如铟In)会形成合金，低温下变脆，稳定性下降，所以常用UBM层来做隔断，防止Al和In直接接触。

随着超导量子计算机的快速发展，量子比特的数目也在快速增加，从早期几个量子比特到目前上百个量子比特，超导量子芯片的结构也越来越复杂，从平面芯片到倒装焊芯片，以及以后发展成硅穿孔(Through-Silicon Via，TSV)芯片。伴随着芯片上比特数目增多，空桥技术也会不可避免的应用到量子芯片的制备过程中。

目前在超导量子芯片中，主要是使用铝膜作为超导材料构建量子比特。其中制备空桥也是使用铝膜材料。空桥的制备流程可以如下：

首先制备在铝膜上刻蚀出电路结构以及完成比特的制备，然后使用SPR光刻胶在铝膜上曝光出桥墩图案，之后沉积铝膜并使用光刻胶在铝膜上定义出需要刻蚀掉的区域，并对铝膜刻蚀去胶完成空桥的制备。

在上述方案中，大多数情况下都是设定桥墩的面积略大于桥撑的面积，此方案的一个很大的优势是去胶可以比较干净，但弊端是在刻蚀桥身的时候很容易将底层铝的一部分刻蚀掉，甚至将底层铝刻蚀完导致空桥无法和底层铝实现接触。一种解决方案是设定桥墩的面积略小于桥撑的面积，这样在刻蚀桥身的时候就不会损伤到底层铝，但弊端是一部分光刻胶会被压在桥撑下方，导致无法去胶完全。比如，请参考图1，其示出了本申请涉及的空桥示意图。如图1中的(a)部分所示，该空桥结构采用的是桥墩面积大于桥撑面积的方案，其中，桥墩11的面积大于桥撑12的面积，从图1中的(a)部分可以明显看出，桥墩11处的底层铝明显被刻蚀了。如图1中的(b)部分所示，该空桥结构使用的是桥撑面积大于桥墩面积的方案，此时底层铝不会被刻蚀掉，但是由于一部分光刻胶被压在了桥撑下方，导致长时间去胶后仍然有光刻胶残留，比如，图1中的(b)部分包含残留的光刻胶13。

由上述图1所示的空桥结构可以看出，上述方案中的空桥结构有如下缺点和不足：

1)采用桥墩面积小于桥撑面积的方案时，底层铝会有明显的刻蚀，甚至会被刻蚀完全导致空桥无法和底层铝接触。

2)采用桥墩面积大于桥撑面积的方案时，底层铝不会被刻蚀掉，但是由于部分光刻胶压在了桥撑下方，导致有明显的光刻胶残留。

针对上述问题，本申请后续实施例提出一种优化的空桥结构，既可以避免当桥墩面积小于桥撑面积时底层铝被刻蚀的情况，又可以避免当桥墩面积大于桥撑面积时光刻胶明显残留的问题。

请参考图2，其示出了本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备方法的方法流程图。如图2所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤201，制备包含底层电路的第一芯片产品。

其中，上述第一芯片产品可以包括衬底和底层电路，其中，底层电路可以通过光刻-显影-沉积的方式制备。

或者，上述底层电路也可以通过纳米压印的方式制备。

上述第一芯片产品可以是最终的成品芯片制备过程中的半成品。

步骤202，通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层。

其中，上述空桥结构的桥墩位置，可以是由设计人员预先定义的，位于底层电路中的指定区域位置。上述第一金属层的制备过程可以通过光刻-显影-沉积的方式制备。

步骤203，在第一芯片产品上涂敷第二光刻胶。

在本申请实施例中，可以通过匀胶机在第一芯片产品上涂敷一层第二光刻胶。

步骤204，通过光刻显影的方式清除第一金属层位置处的第二光刻胶。

在本申请实施例中，可以通过光刻机对第一金属层位置处进行光刻显影，以去除第一金属层位置处的第二光刻胶。

步骤205，在第一芯片产品上沉积第二金属材料。

在本申请实施例中，可以通过蒸镀机对第一芯片产品进行第二金属材料的沉积，使得第二金属材料覆盖第二光刻胶，以及未被第二光刻胶覆盖的第一金属层位置。

步骤206，刻蚀去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料。

在本申请实施例中，在沉积了第二金属材料之后，第一芯片产品上的第二金属材料将会覆盖整个第一芯片产品上层，而最终的芯片产品只需要组成空桥结构的第二金属材料，因此，在沉积了第二金属材料之后，还可以进一步的通过光刻-显影-刻蚀的方式，去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料。

步骤207，清洗第二光刻胶，获得包含底层电路和空桥结构的第二芯片产品。

在本申请实施例中，通过第二光刻胶对应的去胶液对第一芯片产品进行清洗，即可以得到包含底层电路和空桥结构的第二芯片产品。

综上所述，本申请实施例所示的方案，在制备空桥结构的桥撑和桥面之前，首先通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层，这样后续制备的空桥结构的桥撑将位于第一金属层的上层，在刻蚀去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料的过程中，由于第一金属层的存在，不会导致第一金属层下的桥墩位置的底层电路被刻蚀掉，不会影响空桥与底层电路之间的连接，从而提高了芯片产品的性能。

基于上述图2所示的实施例，请参考图3，其示出了本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备方法的方法流程图。如图3所示，该芯片产品制备方法可以包括如下步骤：

步骤301，制备包含底层电路的第一芯片产品。

以光刻-显影-刻蚀的方式制备底层电路为例，可以先在衬底上先沉积底层电路的材料，然后再涂敷一层光刻胶，通过光刻的方式在光刻胶上定义出底层电路的图案，通过显影方式去除被曝光的光刻胶，然后再通过刻蚀的方式刻蚀出底层电路，清洗剩余的光刻胶，即可以得到上述第一芯片产品。

或者，在另一种方案中，也可以先在衬底上涂敷一层光刻胶，通过光刻的方式在光刻胶上定义出底层电路的图案，通过显影方式去除被曝光的光刻胶，然后再通过蒸镀的方式沉积底层电路的材料，清洗剩余的光刻胶，即可以得到上述第一芯片产品。

步骤302，通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层。

在一种可能的实现方式中，底层电路的材料为铝；第一金属材料为氮化钛、铌或者铝。

在本申请实施例中，第一金属材料是可以在底层电路与空桥结构之间导电的材料，包括且不限于铝、氮化钛或者铌。

在一种可能的实现方式中，通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层，包括：

在第一芯片产品上涂敷第一光刻胶；

通过光刻显影的方式去除空桥结构的桥墩位置处的第一光刻胶；

在第一芯片产品上沉积第一金属材料；

清洗第一芯片产品上的第一光刻胶，获得底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处的第一金属层。

在本申请实施例中，可以通过光刻-显影-蒸镀的方式，在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属层。

在一种可能的实现方式中，通过光刻显影的方式去除空桥结构的桥墩位置处的第一光刻胶，包括：

通过光刻显影的方式去除空桥结构的桥墩位置处的第一光刻胶，以在空桥结构的桥墩位置处形成底切结构。

在本申请实施例中，为了便于制备第一金属层之后，更彻底的清楚多余的第一金属材料，可以在去除空桥结构的桥墩位置处的第一光刻胶时，在空桥结构的桥墩位置处形成底切结构，这样后续在蒸镀第一金属材料时，可以避免光刻胶侧壁上的第一金属材料与需要的第一金属层相连，从而后续可以更容易的随第一光刻胶一起清除掉第一金属层之外的第一金属材料。

在一种可能的实现方式中，第一光刻胶为单层负性光刻胶。

其中，由于负性光刻胶曝光后，被曝光的位置不溶于显影液，由于光刻胶存在一定的透光率，因此，在相同曝光时长的情况下，越是处于深处的负性光刻胶，被曝光之后而光刻胶越容易溶于显影液，因此，在显影过程中，越是深处的负性光刻胶，显影后剩下的光刻胶越少，从而形成底切结构。

在一种可能的实现方式中，第一光刻胶为双层正性光刻胶。

在本申请实施例中，当第一光刻胶为双层正性光刻胶时，该双层正性光刻胶的感光性不同，也就是需要不同频率/波长的光线的曝光，也就是说，上述双层正性光刻胶可以独立进行光刻操作，此时，只需要设置对上层光刻胶的曝光区域小于下层光刻胶的曝光区域，即可以在显影后形成底切结构。

在一种可能的实现方式中，第一芯片产片用于制备超导量子芯片。

或者，第一芯片产品也可以用于制备传统计算机芯片。

在一种可能的实现方式中，在第一金属材料为铌的情况下，第一金属层用于制备约瑟夫森结的对准标记。

步骤303，在第一芯片产品上涂敷第二光刻胶。

其中，可以通过匀胶机在制备完成第一金属层的第一芯片产品上旋涂第二光刻胶。

步骤304，通过光刻显影的方式清除第一金属层位置处的第二光刻胶。

其中，可以通过光刻机在第一金属层位置处的第二光刻胶上曝光出空桥结构的桥撑位置的图案，然后通过显影液进行显影，即可以去除第一金属层位置处的第二光刻胶。

步骤305，在第一芯片产品上沉积第二金属材料。

在本申请实施例中，可以通过蒸镀机向第一芯片产品蒸镀第二金属材料，使得第二金属材料覆盖第二光刻胶所在的位置，以及第一金属层上被清除了第二光刻胶的位置，其中，第一金属层上被清除了第二光刻胶的位置处沉积的第二金属材料可以作为空桥结构的桥撑。

在一种可能的实现方式中，第二光刻胶为SPR光刻胶(SPR为光刻胶型号)。

在一种可能的实现方式中，在第一芯片产品上沉积第二金属材料之前，还包括：

对第一芯片产品上剩余的第二光刻胶进行回流(reflow)处理，使得第一芯片产品上剩余的第二光刻胶呈拱形。

之后，可以刻蚀去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料。

步骤306，在第一芯片产品上涂敷第三光刻胶。

在本申请实施例中，可以通过匀胶机在制备完成第一金属层的第一芯片产品上旋涂第三光刻胶。

步骤307，通过光刻显影的方式去除空桥结构的桥撑和桥面所在位置处之外的第三光刻胶。

其中，可以通过光刻机在空桥结构的桥撑和桥面所在位置处之外曝光出需要刻蚀的图案，然后通过显影液进行显影，即可以去除空桥结构的桥撑和桥面所在位置处之外的第三光刻胶。

步骤308，对第一芯片产品进行刻蚀，以去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，可以通过刻蚀机对第一芯片产品进行离子刻蚀，由于第三光刻胶的存在，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料被刻蚀，而空桥结构的桥撑和桥面位置处的第二金属材料被保留，从而形成空桥结构的桥撑和桥面。

在一种可能的实现方式中，空桥结构的桥撑所在的区域位于第一金属层所在的区域内；或者，

空桥结构的桥撑所在的区域与第一金属层所在的区域内相同。

也就是说，在本申请实施例中，桥撑所在区域可以不大于第一金属层所在的区域，这样一方面后续可以更彻底的清楚残余的光刻胶，另一方面，在刻蚀过程中也不会对底层电路中的桥墩部分造成损坏。

步骤309，清洗第二光刻胶，获得包含底层电路和空桥结构的第二芯片产品。

在一种可能的实现方式中，第二芯片产片用于制备超导量子芯片；或者，第二芯片产品为超导量子芯片。

或者，第二芯片产片可以用于制备传统计算机芯片；或者，第二芯片产品可以为传统计算机芯片。

本申请实施例所示的方案，其基本的构思在于在空桥的制备过程中引入第一金属层，作为桥撑和桥墩之间的UBM层，从而对空桥的结构进行优化，请参考图4，其示出了本申请实施例涉及的空桥结构制备的基本过程示意图。如图4所示，以制备超导量子芯片中的空桥结构为例：首先基于底层铝制备出电路结构(步骤S41)，比如超导量子芯片中的读取线，谐振腔，电容等。之后在底层铝上旋涂光刻胶，并在光刻胶上曝光出桥墩图案(步骤S42)。为了便于剥离，此时可以选取负胶，或者双层胶，曝光出底切结构，之后沉积UBM层薄膜，并进行剥离(步骤S43)。由于超导量子芯片的后续制备过程需要使用电子束光刻机曝光约瑟夫森结，需要一组对准标记进行用于电子束曝光过程中的对准，因此UBM层曝光版图中可以加入对准标记，使得UBM层和对准标记同时曝光。此时UBM层可以选用金属铌膜，因为铌膜在低温下既可以呈现超导态，与铝膜之间在电子显微镜下又有较高的衬度差，可以用于电子束曝光的对准标记。

沉积完UBM层后使用丙酮或者专用的去胶液进行剥离。剥离完UBM层后使用SPR光刻胶曝光出桥墩图案(步骤S44)，其中，桥墩的位置和UBM层相对应。之后对SPR光刻胶进行reflow(回流)处理，使得SPR光刻胶呈现拱形。而后在SPR光刻上镀铝膜作为空桥桥身(步骤S45)。最后在镀的铝膜上继续匀胶曝光，将空桥桥身以外的铝膜刻蚀掉形成空桥，并进行去胶后得到完整的空桥(步骤S46)。

请参考图5，其示出了本申请实施例涉及的UBM层曝光示意图。如图5所示，在底层铝膜上曝光UBM层区域。其中，衬底51在超导量子芯片中通常使用蓝宝石或者高阻硅。底层铝结构52对应底层电路，例如读取线，谐振腔和电容等。区域53指的是在光刻胶上曝光出的需要沉积UBM层的区域，区域54指的是使用的光刻胶的区域。为了便于剥离，此时光刻胶可以使用负胶，如AZ5214。或者使用双层胶工艺，例如剥离用胶(Lift Off Resist，LOR)+AZ6112等。而后使用紫外曝光或者激光直写的方法对光刻胶进行曝光和显影，从而在光刻胶中制备出底切结构的开口。

在得到如图5所示的曝光显影图案后进行UBM层的沉积，请参考图6，其示出了本申请实施例涉及的UBM层沉积示意图。如图6中的(a)部分所示，UBM层的厚度可以选为100nm。UBM层的材料可以使用氮化钛或者铌膜；可选的，本申请实施例中使用铌膜作为UBM层的材料，因为超导量子比特上的约瑟夫森结的尺寸较小，一般会使用电子束曝光方法进行约瑟夫森结的制备，因此需要一组对准标记将电子束曝光的版图和底层铝的结构相对应。使用铌膜的优势在于既可以作为UBM层，又可以用做对准标记，可以简化工艺步骤。之后使用丙酮或者专门的去胶液对UBM层进行剥离，得到如图6中的(b)部分所示的结构，其中区域61就是需要的UBM层，UBM层的尺寸可以选为30μm*30μm。

在制备完图6所示的UBM层之后，就可以进行空桥的制备。请参考图7，其示出了本申请实施例涉及的光刻胶处理的示意图。如图7所示，首先匀一层光刻胶，并对UBM层区域进行曝光，曝光区域的大小可以选为20μm*20μm，也就是小于桥墩的面积。其中，区域71为光刻胶的区域，区域72所示为曝光的区域，区域73代表UBM层。其中光刻胶可以选择SPR光刻胶。曝光完成后使用显影液(比如AZ developer)显影约1min。之后对光刻胶进行reflow。reflow的温度和时间可以分别选为140℃和3min。reflow的目的是使光刻胶呈现拱形，便于在光刻胶上镀铝膜形成桥身。

请参考图8，其示出了本申请实施例涉及的空桥沉积示意图。如图所示，在光刻胶上进一步镀膜形成桥身。其中铝膜的厚度可以选为300～400nm，如图8中的区域81所示。为了使铝膜和UBM层有更好的超导接触，在镀铝膜之前可以使用原位等离子体去除掉UBM层上面的氧化层。

请参考图9，其示出了本申请实施例涉及的空桥刻蚀示意图。如图9所示，在已镀好的铝膜上继续旋涂光刻胶，之后进行曝光。其中区域91指旋涂的光刻胶的区域，并控制光刻胶厚度超过空桥的高度，区域92指曝光的区域，此时控制曝光区域超过部分桥撑的区域。之后对光刻胶进行显影，露出需要刻蚀掉的铝膜的部分。

请参考图10，其示出了本申请实施例涉及的空桥刻蚀结果示意图。如图10所示，由于有UBM层的存在，在对空桥的铝膜刻蚀的时候不会损伤到底层铝。并且控制刻蚀后桥撑的区域1001小于UBM层1002，所以也不会有大量的光刻胶被压在桥撑1001下面。最后使用丙酮或者去胶液去除光刻胶就得到了最终的空桥。

综上所述，本申请实施例所示的方案，在制备空桥结构的桥撑和桥面之前，首先通过第一光刻胶在底层电路中对应空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层，这样后续制备的空桥结构的桥撑将位于第一金属层的上层，在刻蚀去除第一芯片产品的第二金属材料中，除了空桥结构的桥撑和桥面之外的第二金属材料的过程中，由于第一金属层的存在，不会导致第一金属层下的桥墩位置的底层电路被刻蚀掉，不会影响空桥与底层电路之间的连接，从而提高了芯片产品的性能。

请参考图11，其示出了本申请一示例性实施例示出的芯片的结构示意图。

如图11所示，该芯片可以包括：

衬底1101、位于衬底上的底层电路1102、以及位于底层电路上的空桥结构1103；

空桥结构1103的桥墩和桥撑之间包含第一金属层1104。

在一种可能的实现方式中，第一金属层的材料为氮化钛、铌或者铝。

在一种可能的实现方式中，上述芯片为超导量子芯片。

其中，上述芯片可以通过上述图2或图3所示的方法进行制备，此处不再赘述。

图12示出了本申请一示例性实施例示出的芯片产品制备系统的示意图，该芯片产品制备系统可以实现为生产线设备；如图12所示，该芯片产品制备系统包括：涂胶机1201、光刻机1202、刻蚀机1203、蒸镀机1204、以及清洗机1205；

所述涂胶机、所述光刻机、所述蒸镀机以及所述清洗机，用于制备包含底层电路的第一芯片产品，并通过第一光刻胶在所述底层电路中对应所述空桥结构的桥墩位置处制备第一金属材料构成的第一金属层；

所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷第二光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式清除所述第一金属层位置处的所述第二光刻胶；

所述蒸镀机，用于在所述第一芯片产品上沉积第二金属材料；

所述刻蚀机，用于刻蚀去除所述第一芯片产品的所述第二金属材料中，除了所述空桥结构的桥撑和桥面之外的所述第二金属材料；

所述清洗机，用于清洗所述第二光刻胶，获得包含所述底层电路和所述空桥结构的第二芯片产品。

在一种可能的实现方式中，所述底层电路的材料为铝；所述第一金属材料为氮化钛、铌或者铝。

在一种可能的实现方式中，所述第二芯片产片用于制备超导量子芯片；或者，所述第二芯片产品为超导量子芯片。

在一种可能的实现方式中，在所述第一金属材料为铌的情况下，所述第一金属层用于制备约瑟夫森结的对准标记。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷第三光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除与所述空桥结构的桥撑和桥面所在位置处之外的所述第三光刻胶；

所述刻蚀机，用于对所述第一芯片产品进行刻蚀，以去除所述第一芯片产品的所述第二金属材料中，除了所述空桥结构的桥撑和桥面之外的所述第二金属材料。

在一种可能的实现方式中，所述空桥结构的桥撑所在的区域位于所述第一金属层所在的区域内；或者，

所述空桥结构的桥撑所在的区域与所述第一金属层所在的区域内相同。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，用于在所述第一芯片产品上涂敷所述第一光刻胶；

所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一光刻胶；

所述蒸镀机，用于在所述第一芯片产品上沉积所述第一金属材料；

所述清洗机，用于清洗所述第一芯片产品上的所述第一光刻胶，获得所述底层电路中对应所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一金属层。

在一种可能的实现方式中，所述光刻机，用于通过光刻显影的方式去除所述空桥结构的桥墩位置处的所述第一光刻胶，以在所述空桥结构的桥墩位置处形成底切结构。

在一种可能的实现方式中，所述第一光刻胶为单层负性光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述第一光刻胶为双层正性光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述第二光刻胶为SPR光刻胶。

在一种可能的实现方式中，所述涂胶机，还用于对所述第一芯片产品上剩余的所述第二光刻胶进行回流处理，使得所述第一芯片产品上剩余的所述第二光刻胶呈拱形。

可选的，该系统还包括控制芯片，该控制芯片可以与上述涂胶机1201、光刻机1202、刻蚀机1203、蒸镀机1204、以及清洗机1205至少一种分别电性相连，用以控制涂胶机1201、光刻机1202、刻蚀机1203、蒸镀机1204、以及清洗机1205等等。

可选的，该生产线设备还包括电源，用以为控制芯片、涂胶机1201、光刻机1202、刻蚀机1203、蒸镀机1204、以及清洗机1205等电学设备进行电量供应。

可选的，各个机器之间通过传送带进行空间连接，或者基于机械臂完成制备物在各个机器间的移动。

可选的，该生产线设备还包括存储器，该存储器可用于存储至少一条计算机指令，处理器执行上述至少一条计算机指令，以使得生产线设备执行上述量子比特组件制备方法。

综上所述，本申请实施例所示的方案，在基于第一光刻胶层，通过光刻显影方式制备第一电路结构之后，不直接清洗掉第一光刻胶层，而是对第一光刻胶层进行转化处理，得到可溶于显影液的第二光刻胶层，然后在第二光刻胶层之上制备第三光刻胶层，由于第二光刻胶层可溶于显影液，因此，对第三光刻胶层进行光刻显影时，能够一并清除光刻显影的区域的第二光刻胶层中的光刻胶，从而可以在再次进行材料沉积后再清洗光刻胶，在一道刻蚀-沉积-剥离工艺只需要一次光刻胶清洗，从而减少了芯片生产制造过程中的光刻胶清洗过程，降低了光刻胶清洗对芯片产品的影响，提高了芯片产品的性能。

此外，本申请实施例所示的方案，还同时减少了工艺步骤，提高良率和加工制备效率。

请参考图13，其示出了本申请一个实施例提供的方案应用场景的示意图。如图13所示，该应用场景可以是超导量子计算平台，该应用场景包括：量子计算器件131、稀释制冷机132、控制设备133和计算机134。

量子计算器件131是一种作用在物理量子比特上的电路，量子计算器件131可以实现成为量子芯片，如处于绝对零度附近的超导量子芯片。该量子芯片可以通过本申请上述实施例所示的方案制备获得。稀释制冷机132用于为超导量子芯片提供绝对零度的环境。

控制设备133用于对量子计算器件131进行控制，计算机134用于对控制设备133进行控制。例如，编写好的量子程序经过计算机134中的软件编译成指令发送给控制设备133(如电子/微波控制系统)，控制设备133将上述指令转换为电子/微波控制信号输入到稀释制冷机132，控制处于小于10mK温度的超导量子比特。读取的过程则与之相反，读取波形被输送到量子计算器件131。

在一个示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机指令，该至少一条计算机指令在被芯片产品制备系统中的处理器执行，以使得芯片产品制备系统执行上述芯片产品制备方法。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。芯片产品制备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得芯片产品制备系统执行上述芯片产品制备方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。