[發明專利]一種提高皇冠型圖形化襯底均勻性的套刻方法

有效

• 申請號: 201410554907.2
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104300063A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 韓沈丹
• 申請（專利權）人: 西安神光安瑞光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

技術領域：

本發明屬于LED圖形襯底材料的制備技術領域，主要涉及一種提高皇冠型藍寶石圖形襯底均勻性的套刻方法。

背景技術：

對于一款新型的皇冠型圖形化襯底，其圖形頂端凹槽可在外延生長時形成空腔，從而提高外延晶體質量并改變光路來提高出光效率。但由于光刻板圖形最小尺寸小于光刻機臺分辨率，因而曝光不穩定導致圖形均勻性較差，限制了其量產的可能。具體來說，目前用于皇冠型圖形化襯底的光刻板圖形為同心圓，外圓環與內圓間隙小于步進式光刻機的分辨率。一方面由于圖形最小尺寸小于光刻機的分辨率，使內外圓間隙處曝光不穩定造成圖形均勻性變差；另一方面，淺曝光無法精確控制曝光量，也會造成光刻圖形均勻性變差。因此，目前的工藝無法滿足皇冠型圖形化襯底的量產。

發明內容：

針對現有的一款高效出光的皇冠型圖形化藍寶石襯底曝光均勻性差的現狀，本發明提供了一種新的套刻方法，從而提高皇冠型圖形化襯底均勻性及穩定性。

本發明的解決方案如下：

一種提高皇冠型圖形化襯底均勻性的套刻方法，采用了兩套光刻板，其中第一光刻板為圓面，第一光刻板的直徑記為a，第二光刻板為圓環，圓環的內環直徑記為b，要求b＞a，且b＞光刻機的分辨率，即只要步進式光刻機的分辨率0.35μm(I?line)-0.25μm(DUV)能夠滿足第二光刻板內環的精確光刻即可。如果在產業上光刻機的最小分辨率能夠更精細，則b相應地還可允許更小。

該套刻方法主要包括以下步驟：

(1)在拋光后的襯底表面旋涂光刻膠；

(2)選擇第一光刻板，使用光刻機對涂膠后的襯底表面進行曝光并顯影；

(3)使用ICP刻蝕顯影后的帶膠襯底,使襯底本體的刻蝕深度達到0.5μm-1.0μm時停止；

(4)將刻蝕后的襯底酸洗去膠，甩干；

(5)在襯底表面再次旋涂光刻膠；選擇第二光刻板，使第二光刻板與第一光刻板的圖形圓心重合，使用光刻機對涂膠后的襯底表面進行再次曝光并顯影；

(6)使用ICP再次對帶膠襯底進行刻蝕，得到目標尺寸的皇冠型圖形襯底；

(7)對制得的皇冠型圖形化襯底進行化學清洗。

基于上述方案，本發明對各個環節具體還作了如下優化：

光刻機為步進式光刻機。

步驟(2)中曝光能量選擇80-160ms，焦距-0.5-0.5；步驟(5)中曝光能量選擇150-200ms，焦距-0.5-0.5。

步驟(2)和步驟(5)的最后還對顯影后的帶膠襯底于130℃下烘烤5-10min。

步驟(4)采用的酸洗液為硫酸與雙氧水的混合溶液，體積比H₂SO₄(98％):H₂O₂(30％)3:1-4:1。

襯底為藍寶石襯底；步驟(3)和(6)的刻蝕過程，上電極功率2000-2400W，下電極功率150-550W，腔室壓力1.5-4mT，刻蝕氣體為BCl₃與CHF₃的混合氣體，其中CHF₃占5-27％，溫度-20-20℃。

兩次旋涂光刻膠的厚度均在1.0-2.0μm，但第二次勻膠厚度大于第一次襯底的刻蝕深度。

本發明的有益效果如下：

本發明通過使用兩套不同樣式的光刻板并進行兩次曝光、顯影、刻蝕，使工藝參數在機臺分辨率和光刻膠分辨率之內，解決了最小曝光尺寸小于機臺分辨率的問題，從而提高了圖形均勻性及穩定性,以供量產。

附圖說明：

圖1為現有技術中的同心圓光刻板形貌。

圖2為現有技術的圖形化藍寶石襯底制備流程；采用一次勻膠、曝光、顯影以及ICP等工藝，可制備出具有特定形狀、尺寸的皇冠型圖形化藍寶石襯底。

圖3為本發明中第一光刻板的示意圖。

圖4為本發明中第二光刻板的示意圖。

圖5為本發明進行圖形化藍寶石襯底制備的一個實施例。

具體實施方式：

本發明的套刻方法包括以下步驟：

1、在拋光后的藍寶石襯底表面旋涂厚度為1.0-2.0μm的光刻膠薄膜。

2、選擇第一光刻板，使用步進式光刻機對涂膠后的襯底片進行曝光并顯影，曝光能量選擇80-160ms，焦距-0.5-0.5。顯影后的帶膠襯底于130℃下烘烤5-10min。