專利名稱：有輔助相位區(qū)的相移掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及在光刻中使用的相移掩模，尤其涉及有輔助相位區(qū)的相移掩模。
背景技術(shù)：
相移掩模被用于各種光刻應(yīng)用，以形成半導(dǎo)體集成電路和發(fā)光二極管(LED)。相移 掩模與常用的鉻-玻璃(chrome-on-glass)掩模不同在于相移掩模中的透明區(qū)有相對相位差，而在鉻-玻璃掩模中，透明區(qū)全都有相同的相對相位。相移掩模中透明區(qū)有選擇的相位差的優(yōu)點(diǎn)是，該透明區(qū)能夠被配置成使電場振幅按導(dǎo)致更銳像強(qiáng)度(像對比度)的方式添力口。這樣當(dāng)在光刻膠中印出特征時(shí)又導(dǎo)致增加的成像分辨率。示例性相移掩模能夠包含交替相移區(qū)，即，O度和180度(π )相位區(qū)的周期圖形。這樣的相移掩模對增強(qiáng)重復(fù)圖形的特征分辨率是有用的。然而，該改進(jìn)的像對比度因?yàn)樵撝貜?fù)圖形必須在光刻曝光場的邊緣(周界)結(jié)束而停止。結(jié)果是，相鄰場邊緣而形成的特征圖形趨于由不那樣有利的相位干涉中的不連續(xù)性引起畸變。通過把相移掩模和成像場配置成使畸變特征印在最終不被用于形成實(shí)際裝置的晶片上的區(qū)中，這個(gè)問題已經(jīng)在過去被解決。然而，不是所有制造應(yīng)用都有這種適應(yīng)性，從而該常用的交替相位的相移掩模不能夠被米用。場邊緣上的畸變特征能夠成為問題的一個(gè)示例性制作應(yīng)用是在LED制造中。由于LED制作和LED設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)，LED變得日益更加有效。然而，對LED光發(fā)射效率的一般限制是由于LED內(nèi)產(chǎn)生的光的全內(nèi)反射。例如，在基于氮化鎵(GaN)的LED中，η摻雜和ρ摻雜的GaN層由有表面的半導(dǎo)體基片(如藍(lán)寶石)支承。該η摻雜和ρ摻雜的GaN層中間夾著激活層，且GaN層之一存在與空氣對接的表面。光在激活層中被產(chǎn)生并沿所有方向同樣地被發(fā)射。然而，GaN有約3的相對高的折射率。結(jié)果是，在GaN-空氣界面存在最大入射角錐(“出射錐”)，在該“出射錐”內(nèi)，光從P-GaN-空氣界面出射，但在該“出射錐”外，由于Snell定律,光被反射回去,進(jìn)入GaN結(jié)構(gòu)。為改進(jìn)LED光發(fā)射效率，某些LED已經(jīng)用粗糙化的基片表面制作。該粗糙化的基片表面散射內(nèi)反射光，使一些光落入該出射錐內(nèi)并從該LED出射，從而改進(jìn)LED的光發(fā)射效率。在制作環(huán)境中，需要有可控的和一致的形成粗糙化的基片表面的方法，以便LED有相同的結(jié)構(gòu)和相同的性能。為此目的，需要該粗糙化的基片表面被形成而沒有上述特征圖形畸變。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的一方面，是一種供有分辨率極限的光刻成像系統(tǒng)使用的相移掩模。該相移掩模有被做成分辨率極限大小或該分辨率極限以上大小的相移區(qū)R的棋盤形陣列。相鄰的相移區(qū)R有180度的相對相位差，且該陣列有周界。該相移掩模還有多個(gè)輔助相位區(qū)Ri。該輔助相位區(qū)V被布置在緊鄰該周界的至少一部分，每一輔助相位區(qū)V被做成分辨率極限以下大小并相對于相鄰的相移區(qū)R有180度的相對相移差。在該相移掩模中，該周界最好包含四個(gè)邊緣。該相移區(qū)最好被布置成與該四個(gè)邊緣的每一個(gè)相鄰。在該相移掩模中，該周界最好包含由該四個(gè)邊緣定義的四個(gè)拐角。該輔助相位區(qū)Ri分別被布置成與該四個(gè)拐角相鄰。在該相移掩模中，該輔助相位區(qū)R'最好被布置成與該棋盤形陣列的整個(gè)周界緊 鄰。該相移掩模最好還有不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)R'定義的周界。本公開的另一方面，是一種供有分辨率極限和波長的光刻成像系統(tǒng)使用的相移掩模。該相移掩模有掩模體。該掩模體有表面，且該掩模體一般對光刻成像系統(tǒng)的波長是透明的。該相移掩模包含相移區(qū)R的棋盤形陣列，該相移區(qū)R受該掩模體表面支承并被做成分辨率極限大小或該分辨率極限以上大小，相鄰的區(qū)R有180度的相位差。該棋盤形陣列有包含多個(gè)邊緣和四個(gè)拐角的周界。該相移掩模還包含受基片表面支承的多個(gè)輔助相位區(qū)Ri。每一輔助相位區(qū)V被做成分辨率極限以下大小。該輔助相位區(qū)V被布置成緊鄰該多個(gè)邊緣和四個(gè)拐角，以便包圍該周界，每一輔助相位區(qū)V相對于相鄰的相移區(qū)R和相對于相鄰的輔助相位區(qū)V有180度的相移差。該相移掩模最好還包含不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)R'定義的周界。本公開的另一方面，是一種用光刻法使半導(dǎo)體基片生成圖形的方法。該方法包含提供有支承光刻膠層的表面的半導(dǎo)體基片。該方法還包含用光刻法使相移掩模圖形成像在光刻膠層上。該相移掩模圖形包含相移區(qū)R的棋盤形陣列，相鄰的相移區(qū)R有180度的相位差。該棋盤形陣列有周界。還有每個(gè)被做成分辨率極限以下大小的多個(gè)輔助相位區(qū)V。該輔助相位區(qū)V被布置成緊鄰該周界的至少一部分。每一輔助相位區(qū)V相對于相鄰的相移區(qū)R有180度的相移差。該方法還包含處理該光刻膠層以形成光刻膠特征的周期性陣列。該方法最好還包含處理該光刻膠特征以建立定義粗糙化的基片表面的基片桿(substrate post)的陣列。該方法也最好還包含在該粗糙化的基片表面頂部形成p_n結(jié)多層結(jié)構(gòu)。在該方法中，該半導(dǎo)體基片最好由藍(lán)寶石制成。在該方法中，該光刻成像有標(biāo)稱365nm的波長和單位放大率。在該方法中，該基片桿最好有I微米或更小的尺寸。還有，該方法最好再包括在O. 5或更小的數(shù)值孔徑上進(jìn)行光刻成像。在該方法中，該相移掩模最好還包含不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)R'定義的周界。在該方法中，該用光刻法成像最好包含把曝光場縫合在一起，以在大體上整個(gè)基片上的光刻膠層中，建立光刻膠桿的大體上連續(xù)的陣列。本公開的另一方面，是一種形成LED的方法。該方法包含用光刻法使受半導(dǎo)體基片支承的光刻膠曝光以在其中形成光刻膠桿的陣列，包含使照明光通過有棋盤形相移圖形的相移掩模，該棋盤形相移圖形有被子分辨率輔助相位區(qū)的陣列包圍的周界。該方法還包含處理該光刻膠桿的陣列，以形成定義粗糙化基片表面的基片桿的陣列。該方法此外包含在該粗糙化的基片表面頂部形成p-n多層結(jié)構(gòu)以形成LED。該粗糙化的基片表面，與有非粗糙化的基片表面的LED相比，起散射由p-n多層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光的作用，以增加由該LED發(fā)射的光的量。在該方法中，該相移掩模最好還有不透明層，緊鄰由子分辨率輔助相位區(qū)定義的周界。在該方法中，用光刻法使光刻膠曝光最好是以O(shè). 5或更小的數(shù)值孔徑完成。在該方法中，用光刻法使光刻膠曝光最好以標(biāo)稱365nm的波長和單位放大率完 成。在該方法中，該用光刻法使光刻膠曝光，最好包含把曝光場縫合在一起，以在大體上整個(gè)基片上，建立光刻膠桿的大體上連續(xù)的陣列。該方法最好還包含曝光場的重疊部分，與相移掩模的輔助相位區(qū)對應(yīng)。本公開更多的特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的詳細(xì)描述中闡明，且部分對那些從該描述或通過實(shí)施本文描述的實(shí)施例而認(rèn)識本公開的本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員，將是顯而易見的，其中包含下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求書、以及附圖。該權(quán)利要求書構(gòu)成本說明書的一部分，因而通過引用被結(jié)合進(jìn)詳細(xì)的描述中。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般描述和下面給出的詳細(xì)描述，都是意圖提供概況或框架，以便理解如權(quán)利要求的本公開的本性和特點(diǎn)。附圖被包含，以提供本公開的進(jìn)一步理解，并被結(jié)合進(jìn)本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分。這些圖示出本公開的各種實(shí)施例，并與該描述一道起解釋本公開的原理和操作的作用。


圖I是示例性GaN基LED的示意斷面圖，該GaN基LED包含由桿的陣列定義的粗糖化的基片表面；圖2是LED(光)發(fā)射(％ )中被測量的增加對LED的桿尺寸(微米)的示意曲線，該LED諸如是圖I所示并有定義粗糙化的藍(lán)寶石基片表面的桿的均勻陣列；圖3是示例性的桿的均勻陣列的一部分的透視圖；圖4是桿的陣列中四個(gè)相鄰的桿的近距透視圖，示出邊緣到邊緣的桿間隔S、桿直徑D和桿高度H ；圖5是用于進(jìn)行光刻成像和一般實(shí)施本公開的方法的通用光刻系統(tǒng)的示意圖；圖6是圖5所示光刻系統(tǒng)例子的更詳細(xì)示意圖；圖7是示例性基片的平面圖，該基片有曝光場以及全局和細(xì)部對準(zhǔn)標(biāo)記，且還包含表明曝光場的插圖A、表明曝光場內(nèi)LED區(qū)的插圖B、以及表明在該LED區(qū)中形成的光刻膠桿的陣列的插圖C ；圖8A是不例性相移掩模的一部分不意圖,其中該掩模圖形包括具有有0°相移的透射區(qū)Rtl和有180° (Ji)相移的透射區(qū)Rn的區(qū)R ；圖8B是圖8A的相移掩模的四個(gè)區(qū)R的近距視圖；圖9A是能夠用于形成亞微米桿的陣列的另一個(gè)示例性相移掩模的示意圖，其中該相移區(qū)被分隔開并有多邊形形狀；圖9B與圖9A類似，但其中該相移區(qū)是圓形；圖10是示例性柱的陣列的掃描電子顯微鏡像，該柱作為有3微米厚的光刻膠桿并使用與圖8A類似的有區(qū)Rtl和Rn且L/2 = O. 6的相移掩模形成；圖IlA是有圖8A棋盤形陣列，但還包含子分辨率輔助相位區(qū)的示例性無鉻相移掩模的頂視圖；圖IlB是圖IlA中以AA表示的插圖區(qū)的例子的近距視圖，示出包含主棋盤形相移·圖形和對應(yīng)的輔助相位區(qū)示例性配置的相位掩模圖形的一部分；圖IlC類似于圖11B，但其中該輔助相位區(qū)配置還包含拐角輔助相位區(qū)；圖12A示意示出光刻膠桿的陣列例子，該陣列由不包含子分辨率輔助相位區(qū)的棋盤形圖形相移掩模形成，表明周界桿如何相對于內(nèi)部(中央)桿被畸變；圖12B類似于圖12A，但有包含子分辨率輔助相位區(qū)的棋盤形圖形相移掩模，并表明周界光刻膠桿如何大體上與內(nèi)部桿相同；圖13是(正)光刻膠桿的2D模擬陣列的斷面圖，該陣列根據(jù)光刻模擬軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在光刻膠層中形成，并表明子分辨率輔助相位區(qū)的有利作用；和圖14A到14E是按照本公開的基片的示意的示例性斷面圖，該基片在形成LED的過程中，使用有相移掩模的光刻成像和光刻處理技術(shù)處理，以便在基片表面中形成桿的陣列。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在詳細(xì)參考本公開的各個(gè)實(shí)施例，各個(gè)實(shí)施例的例子在附圖中示出。只要有可能，相同或類似的參考數(shù)字和符號在全部圖中用于指相同或類似的部件。這些圖不一定成比例，而本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這些圖已經(jīng)被簡化以示出本公開的關(guān)鍵方面。例如，有關(guān)本文公開的相移掩模，這種掩模能夠含有許多千個(gè)相位區(qū)，而在某些圖中，有限數(shù)量的相位區(qū)作為圖例被示出。本公開的有輔助相位區(qū)的相移掩模的諸方面，結(jié)合LED的制作作為例證被討論。因此，與LED結(jié)構(gòu)和用光刻法制作有關(guān)的信息，在下面陳述。示例性LED結(jié)構(gòu)圖I是示例性GaN基LED 10的示意斷面圖。示例性GaN基LED在美國專利No. 6，455，877和7，259，399及7，436，001中被描述，這些專利通過引用被合并入本文。本公開不限于GaN基LED，而針對用光刻成像和處理技術(shù)形成的任何類型LED，且如本文所描述，該LED由于用桿的陣列形成的粗糙化的基片表面而從增加的光發(fā)射獲益。LED 10包含有表面22的基片20?；?0的示例性材料包含藍(lán)寶石、SiC, GaN,Si等等。被置于基片20頂部的是GaN多層結(jié)構(gòu)30，該GaN多層結(jié)構(gòu)30包含η摻雜GaN層(“n-GaN 層 ”)40 和有表面 52 的 ρ 摻雜 GaN 層(“p_GaN 層 ”)50。該 n-GaN 層 40 和 p-GaN層50中間夾著激活層60，以n-GaN層40與基片20相鄰。在其他Ga基LED的實(shí)施例中，GaN多層結(jié)構(gòu)30被顛倒，于是p-GaN層50與基片20相鄰。激活層60例如包括多量子阱(MQff)結(jié)構(gòu)，諸如非摻雜GalnN/GaN超晶格。GaN多層結(jié)構(gòu)30因而定義p-η結(jié)，本文更一般地稱為P-n結(jié)多層結(jié)構(gòu)。在例子中，表面52能夠被粗糙化以便增加那里通過的LED光發(fā)射?；?0的表面22包含桿72的陣列70，該桿72的陣列70定義基片20的表面22的粗糙度。在下面更詳細(xì)描述的例子中，桿72的陣列70被蝕刻進(jìn)基片20的表面22，因此桿72由基片材料構(gòu)成。為增LED光發(fā)射效率，桿72最好有大于發(fā)射的LED波長λ LED的2倍到10倍的尺寸(如直徑或?qū)挾菵)。重要的是要指出，雖然 發(fā)射的LED波長例如可以在400和700nm之間，但在GaN層40和50中，因?yàn)镚aN的折射率n，該LED波長大致小2. 5倍，使GaN層40和50中波長約為150nm到250nm(即，λ LED/n)。在一個(gè)例子中，為有效地散射η-GaN層40內(nèi)的光，桿72有約O. 5微米到約3微米的尺寸D。此外，在一個(gè)例子中，桿72之間的邊緣到邊緣間隔S能夠從O. 5微米到3微米改變，而桿高度H能夠直到約3微米(見圖3和圖4)。LED 10在圖I中被畫成有形成在GaN多層結(jié)構(gòu)30中的傾斜部分80。傾斜部分80形成n-GaN層40的暴露的表面部分42，成為起支承兩個(gè)電觸點(diǎn)90之一，即η觸點(diǎn)90η作用的凸臺。示例性η觸點(diǎn)材料包含T i /Au、Ni /Au、T i /Al,或它們的組合。另一個(gè)電觸點(diǎn)90是ρ觸點(diǎn)90ρ，被布置在p-GaN層50的表面52上。示例性ρ觸點(diǎn)材料包含Ni/Au和Cr/Au。示例性距離dl為約4微米，而示例性距離d2為約I. 4微米。示例性LED 10通常為ImmX Imm的正方形。增加LED光發(fā)射效率圖2是LED(光)發(fā)射(％ )中被測量的增加對LED 10的桿尺寸(微米)示意曲線，該LED 10諸如是圖I所示并有在藍(lán)寶石基片20中定義粗糙化表面22的桿72的均勻陣列70。圖3是示例性桿72均勻陣列70 —部分的透視圖。圖4是陣列70中四個(gè)桿72的近距透視圖，示出邊緣到邊緣的桿間隔S、桿直徑D和桿高度H。有非粗糙化的藍(lán)寶石表面22的LED的LED光發(fā)射作為參考畫在“O”位置，而LED光發(fā)射的增加是相對于該參考值(0%)被測量的。曲線中桿尺寸向該“O”或“非粗糙化的”位置的右方一般變得更高和更窄。從圖2的曲線觀察到，該LED光發(fā)射一般隨更高和更窄的桿72增加。對均勻陣列70，疊置要求并不嚴(yán)格且偶發(fā)的缺陷不特別成問題。然而。桿72的大小是重要的，用于形成桿72的大批量處理的可重復(fù)性和一致性也一樣重要。應(yīng)當(dāng)指出，桿72能夠有任何合理的斷面形狀，如作為圖例出示的有圓截面的圓柱形桿。桿72能夠是非圓柱形的(即有傾斜的或非直的側(cè)壁)，能夠有矩形或正方形斷面形狀，菜豆類形狀，等等。下面介紹和討論的圖14E，作為例子示出金字塔形桿72。在一個(gè)例子中，光刻膠桿72'能夠是圓柱形的，但因?yàn)閺墓饪棠z桿72'形成基片桿72所使用的處理，隨后在基片20的表面22中形成相應(yīng)的桿72卻是非圓柱形的。一般說來，以或以接近用于形成桿的光刻成像過程的分辨率極限所形成的示例性桿72 (下面討論)，有圓的斷面形狀而不是銳的邊緣。這樣，桿直徑或?qū)挾菵，在本文中意思是指桿的斷面大小的代表性的或有效的尺寸，而不限于任何特定形狀。例如，桿直徑D可以指有橢圓斷面形狀的桿的長軸直徑。如上面的討論，桿72能夠有亞微米直徑D，如D = O. 5微米。使用當(dāng)前的光刻技術(shù)形成這樣的桿72，一般要求能使O. 5微米特征成像的光刻系統(tǒng)。然而，這樣的光刻系統(tǒng)通常是為傳統(tǒng)的半導(dǎo)體集成電路制作而設(shè)計(jì)的，用于形成臨界層(即有最小尺寸的層)且一般被認(rèn)為對LED制作是過于昂貴的。本公開的各方面，包含光刻系統(tǒng)和方法，用于在基片20的表面22上形成桿72的陣列70，以制造LED 10，該LED 10與有光滑基片表面的相同LED相比，有增加的LED光發(fā)射效率。然而，本文描述的光刻系統(tǒng)和方法，適合供使用非臨界層光刻系統(tǒng)與選定類型的相移掩模組合實(shí)施。該相移掩模與該光刻系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和照度(即“sigma”)匹配，以形成有需要尺寸的桿72。這樣允許該光刻系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)慕股?DOF)上，印出比使用傳統(tǒng)的鉻-玻璃非相移掩?？赡苓_(dá)到的要小得多的桿72。光刻成像眾所周知，光柵型結(jié)構(gòu)能夠用兩束相交的相干光束在光刻膠中產(chǎn)生。在正常條件 下，兩束有入射角Θ和波長λ的相干光束能夠干涉，以便在光刻膠中產(chǎn)生周期性光柵型結(jié)構(gòu)，其周期P由P= λ/(2 * Sine)給出。x-y平面中兩維格柵型(棋盤形)圖形，能夠由四束相干光束，即沿X方向的兩個(gè)光束和沿I方向的兩個(gè)光束的疊加產(chǎn)生。圖5是通用光刻系統(tǒng)100的示意圖，而圖6是示例性光刻系統(tǒng)100的更詳細(xì)示意圖。笛卡爾X-Y-Z坐標(biāo)作為參考被示出。光刻系統(tǒng)100被配置成進(jìn)行光刻成像，本文亦稱“光刻曝光”，因?yàn)樵摮上褚鸸饷舨牧?，亦即光刻膠的曝光。光刻成像或光刻曝光一般是指捕獲通過掩模的光并使被捕獲光在DOF內(nèi)的像平面上成像，其中光敏材料一般被布置在該DOF內(nèi)以記錄該像。參考圖5和圖6兩圖，光刻系統(tǒng)100沿系統(tǒng)軸Al包含照明器106、掩模臺110、投影透鏡120、以及可移動(dòng)基片臺130。掩模臺110支承相移掩模112，該相移掩模112對光刻系統(tǒng)100使用的光的曝光波長是透明的。相位掩模112有具有表面114的體111，支承在其上形成的相移掩模圖形115。由厚度d和折射率η的材料層生成的相移的量，由Δφ=2π( -1)<1/λ給出，這里λ是光刻成像波長。示例性的相移掩模112的材料是石英或熔融二氧化硅。在一個(gè)例子中，相移掩模圖形115，是通過有選擇地蝕刻相移掩模112的表面114以建立不同厚度的區(qū)、通過有選擇地添加相移材料到相移掩模112的表面114以建立不同厚度的區(qū)、或者通過這些方法的組合被形成的?？梢苿?dòng)基片臺130支承基片20?；?0可以是晶片的形式。在一個(gè)例子中，光刻系統(tǒng)100是I : I系統(tǒng)(即單位放大率系統(tǒng))，有大約O. 3的數(shù)值孔徑并工作在中紫外波長，諸如i線(標(biāo)稱365nm)。在另一個(gè)例子中，縮小光刻系統(tǒng)能夠被使用。在一個(gè)例子中，光刻系統(tǒng)100適合用于處理半導(dǎo)體處理中的非臨界層。適合實(shí)施本文公開的光刻系統(tǒng)和方法的示例性光刻系統(tǒng)100,是可從加州San Jose的Ultratech公司購得的Sapphire 100光刻系統(tǒng)。示例性投影透鏡120包含定義具有直徑DP的光瞳P和定義光瞳平面PP的可變孔徑光闌AS。照明器106被配置成依靠提供充滿光瞳P的一部分的光源像SI以照明相移掩模112。在一個(gè)例子中，光源像SI是有直徑DSI的均勻圓盤。光刻系統(tǒng)100的部分相干因子被定義為σ =DSI/DP，這里光瞳P被假定為圓的。對不是簡單均勻盤的不同的光源像SI，該部分相干性σ的定義變得更為復(fù)雜。在一個(gè)例子中，相移掩模112的照度是Kohler照度或其變型。光刻系統(tǒng)100還包含光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150，諸如圖上所示的通過透鏡(through-the-lens)對準(zhǔn)系統(tǒng),它可以利用機(jī)器視覺對準(zhǔn)系統(tǒng)。示例性光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)被公開在美國專利No. 5，402，205和5，621，813及6，898，306中，以及在美國專利申請序列No. 12/592，735中，這些專利和專利申請通過引用被合并入本文。圖7是示例性基片20的平面圖，該基片20有如由光刻系統(tǒng)100形成的曝光場EF，且還包含用于全局對準(zhǔn)的全局對準(zhǔn)標(biāo)記136G，以及用于細(xì)部對準(zhǔn)的細(xì)部對準(zhǔn)標(biāo)記136F(見插圖A)。注意，在出示的例子中，兩種類型的對準(zhǔn)標(biāo)記136都駐留在在曝光場EF之間的或相鄰曝光場EF的曝光場劃片區(qū)域137中。曝光場EF是在形成LED 10的光刻過程中使用相移掩模112形成的，下面結(jié)合它們的形成更詳細(xì)討論，再參考圖6，示例性光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150包含光源152，被沿軸A2布置并發(fā)射波長為λ Α的對準(zhǔn)光153。光束分束器154被布置在軸Α2和垂直軸A3之間的交點(diǎn)。透鏡156和折疊反射鏡158被沿軸A3布置。折疊反射鏡158把軸A3折疊以形成平行于系統(tǒng)軸Al的 軸Α4。軸Α4行進(jìn)通過掩模112，通過投影透鏡120而到達(dá)基片20。光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150還包含像傳感器160，被沿軸A3布置在透鏡156和折疊反射鏡158的相反側(cè)，相鄰光束分束器154。像傳感器160被電學(xué)地連接到像處理單元164，該像處理單元164被配置成處理由像傳感器160捕獲的數(shù)字像。像處理單元164被電學(xué)地連接到顯示單元170，且還連接到可移動(dòng)基片臺130。在光刻系統(tǒng)100的一般操作中，來自照明器106的光108照射相移掩模112和其上的相移掩模圖形115，而在選定曝光場EF(圖7)上，該相移掩模圖形115經(jīng)由從投影透鏡120來的曝光的光121，被成像在基片20的表面22上。對準(zhǔn)圖形115W形成基片對準(zhǔn)標(biāo)記136?；?0的表面22通常涂覆有光敏材料，諸如光刻膠層135 (圖5)，由此相移掩模圖形115能夠被記錄并轉(zhuǎn)移到基片20。光刻系統(tǒng)100被用于在單片基片20上,使用光刻成像(光刻曝光)與光刻處理技術(shù)的組合，形成相對大量(如數(shù)千)的LED 10。構(gòu)成LED 10的層，例如按分步重復(fù)或分步掃描方式被形成，然后一起處理。因此，在相移掩模圖形115被成像在光刻膠層135上以形成曝光場EF的陣列70之前，該相移掩模圖形115必須恰當(dāng)對準(zhǔn)先前形成的層，尤其要對準(zhǔn)先前形成的曝光場EF。這是通過使用一個(gè)或多個(gè)前述基片對準(zhǔn)標(biāo)記136和對準(zhǔn)參考，使基片20相對于相移掩模112對準(zhǔn)完成的,該對準(zhǔn)參考在光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150中就是一個(gè)或多個(gè)掩模對準(zhǔn)標(biāo)記116。這樣，在光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150的操作中，來自光源152的對準(zhǔn)光153沿軸A2傳播并被光束分束器154沿軸A3反射到透鏡156。對準(zhǔn)光153通過透鏡156并被折疊反射鏡158反射，通過相移掩模112和投影透鏡120，照射包含基片對準(zhǔn)標(biāo)記136的基片20的表面22的一部分。對準(zhǔn)光153的一部分153R被從基片20的表面22和基片對準(zhǔn)標(biāo)記136反射，并通過投影透鏡120向后傳播并通過相移掩模112，并且尤其通過掩模對準(zhǔn)標(biāo)記116。在基片對準(zhǔn)標(biāo)記136是衍射式的情形，則來自該基片對準(zhǔn)標(biāo)記136的衍射光153S被收集。投影透鏡120與透鏡156的組合，從被反射光部分153R形成像傳感器160上的基片對準(zhǔn)標(biāo)記136與掩模對準(zhǔn)標(biāo)記116的疊加像。這里的掩模對準(zhǔn)標(biāo)記116作為對準(zhǔn)參考起作用。在其他類型的光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)中，諸如離軸系統(tǒng)中，該對準(zhǔn)參考是根據(jù)光刻系統(tǒng)基準(zhǔn)校準(zhǔn)的該光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)的光軸。像傳感器160產(chǎn)生代表被捕獲數(shù)字像的電信號SI，并把它發(fā)送到像處理單元164。像處理單元164適合(如，經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體諸如儲存器單元165中包容的像處理軟件)實(shí)施接收的數(shù)字像的像處理。尤其是，像處理單元164適合對疊加的基片與掩模對準(zhǔn)標(biāo)記的像進(jìn)行模式識別，以測量它們的相對位移，并產(chǎn)生對應(yīng)的臺控制信號S2，該信號S2被發(fā)送到可移動(dòng)基片臺130。像處理單元164還把像信號S3發(fā)送到顯示單元170，以顯示該疊加的基片與掩模對準(zhǔn)標(biāo)記像。作為對臺控制信號S2的響應(yīng)，可移動(dòng)基片臺130在X、Y平面中(如有需要，為聚焦目的，也在Z平面中)移動(dòng)，直到掩模和基片對準(zhǔn)標(biāo)記116及136的像被對準(zhǔn)(即，正好重疊)，表示相移掩模112和基片20已適當(dāng)對準(zhǔn)。再次參考圖5，相移掩模圖形115的成像能夠被視作衍射過程，據(jù)此，入射到相移掩模112上的光108被相移掩模圖形115衍射，以形成(衍射的)曝光的光121,該(衍射的)曝光的光121的一些(即，最低的衍射級，如零級和正與負(fù)第一級)被投影透鏡120捕 獲并被成像在光刻膠層135上。由投影透鏡120形成的像的質(zhì)量，與它收集的衍射的級的數(shù)量，以及投影透鏡120的像差直接有關(guān)。注意，零級衍射光束簡單地就是對該像的強(qiáng)度“DC”背景水平有貢獻(xiàn)的直通分量，因此一般是不需要的。因此，當(dāng)光刻成像過程被看作衍射過程時(shí)，光刻系統(tǒng)100能夠被配置成優(yōu)化該衍射過程，以形成需要的像。尤其是，用相移掩模112和其中的相移區(qū)R的適當(dāng)設(shè)計(jì)，該零級衍射光束能夠被消除。此外，用適當(dāng)選擇的投影透鏡120的孔徑光闌AS的孔徑大小，人們能夠選擇哪些衍射級將對光刻成像過程有貢獻(xiàn)。具體地說，孔徑光闌AS的大小能夠被調(diào)整，以致只有兩束第一級衍射光束被投影透鏡120捕獲。再有，通過在相移掩模112上建立兩維周期性相移掩模圖形115，使第一級光束沿X方向和y方向兩個(gè)方向產(chǎn)生，前述格柵型或棋盤形圖形能夠在基片20上被形成。然而，必須小心確保零級光束被基本上消除，而這樣做時(shí)，發(fā)送零級光束的電場振幅必須基本上為零。在一個(gè)實(shí)施例中，這是通過配置相移掩模112，使不同相移區(qū)R有相同面積而實(shí)現(xiàn)的。示例性相移掩模圖8A是不例性相移掩模112的一部分的不意圖,那里的相移掩模圖形115包括透射式相移特征或區(qū)R，上有具有0°相移的透射式相移區(qū)Rtl和具有180° (Ji)相移的透射式相移區(qū)Rn。圖8B是圖8A的相移掩模112的四個(gè)相移區(qū)R的近距視圖。相移區(qū)Rtl和Rn是尺寸(邊長)為L的有相等面積的相移區(qū)R的正方形，并被配置在棋盤形圖形或陣列中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，相移區(qū)R能夠有任何合理的形狀，尤其是能夠有圓形形狀、橢圓形形狀和多邊形形狀中的至少之一。光刻系統(tǒng)100，當(dāng)配置有具有棋盤形相移掩模圖形115的相移掩模112時(shí)，能夠?qū)嵤┕饪坛上?，以在光刻膠層135中形成對應(yīng)的有約L/2的尺寸的周期性(如棋盤形)特征，即大體上是相移掩模112的相移區(qū)R尺寸L的一半。具體地說，在成像過程中使空間周期加倍，因而該相移掩模圖形115的空間周期在基片20的表面22上大體上被加倍，這樣，兩倍的黑和亮區(qū)在基片20上被建立。這是因?yàn)榱慵壯苌涔馐呀?jīng)被消除，允許零級光束與每一再現(xiàn)相移掩模112原始空間周期的第一級光束組合。通過消除零級光束，只有兩束第一級光束被成像。當(dāng)該兩束第一級光束被組合時(shí)，它們產(chǎn)生有兩倍原始相移掩模圖形115的空間周期的正弦圖形。因此，當(dāng)L = I微米時(shí)，有L/2 = O. 5微米的光刻膠特征能夠被形成。光刻成像中的經(jīng)驗(yàn)法是，用具有成像波長λ工和NA的光刻系統(tǒng)100能夠印出的最小特征大小FS ( S卩，以銳特征成像在光刻膠層135中)是FS = Ic1 λ ^NA,這里Ic1是常數(shù)，通常假定在O. 5到I之間，依賴于具體的光刻過程。DOF由k2 λ X/NA2給出，這里k2是另一個(gè)基于過程的常數(shù)，與具體的光刻過程有關(guān)，并常常接近I. O。因此，存在特征大小FS與DOF之間的折衷。用于LED制作的基片20傳統(tǒng)上不像用于半導(dǎo)體芯片制作的基片那樣幾乎是平坦的。事實(shí)上，大多數(shù)LED基片20有翹曲(起因于MOCVD處理)，該翹曲橫過基片20的表面22，超過數(shù)十微米(峰到谷)，而在每一曝光場EF上約為5微米(峰到谷)。這一非平面度一般已經(jīng)被認(rèn)為對使用光刻成像過程以形成LED 10是極其成問題的，因?yàn)殡S之帶來與該基片非平坦度的量有關(guān)的對DOF的限制。
在使用常用的光刻膠的傳統(tǒng)光刻過程中，能夠在光刻膠中建立的最小特征大小(線寬)，由0.7 *入夕嫩丨即匕等于匕？)給出。對需要印出I微米大小特征的條件，當(dāng)使用的成像波長λ ! = 365nm時(shí)，要求的NA是O. 255。對該NA，無像差成像系統(tǒng)的DOF是5. 6微米，該值在典型LED基片20的場內(nèi)基片非平坦度的量級上。這意味著，要使整個(gè)曝光場EF都處在該DOF內(nèi)是困難的。結(jié)果是，在該DOF外形成的桿72，將不滿足該必要的大小和形狀要求。然而，當(dāng)使用相移掩模112和常用的光刻膠時(shí)，該能夠被印出的最小特征大小，由0.3*入1/嫩(即1^1等于0.3)給出。這與使用常用的掩模相比，起到把必需的NA降低約一半而增加DOF約4倍的作用。因此，對給定的桿直徑D，NA = Ii1 λ工/D，而DOF變成DOF = k2 λ 工/NA2 = k2 λ !/Tk1 λ !/D]2 = Ii2D2A12 入工作為例子，使用成像波長λ x = 365nm,用光刻法使光刻膠曝光，為獲得直徑D = I微米的桿72，要求的NA現(xiàn)在只有O. 11，而DOF現(xiàn)在超過30微米，所以非平坦LED基片20的每一曝光場EF都將很好地落在該DOF內(nèi)。在一個(gè)例子中，用于實(shí)施本文描述的方法的光刻系統(tǒng)100，與當(dāng)前臨界水平的投影透鏡NA (如O. 5或更大)相比，有相對低的投影透鏡NA (如O. 5或更低)，而且與當(dāng)前臨界水平的成像波長(如在193nm波長上的深UV)相比，還有相對大的成像波長(如約=365nm，或任何其他汞線)。因此，更低NA、更長波長的光刻系統(tǒng)100是優(yōu)先選用的，因?yàn)樗鼈兊馁徺I、操作和維護(hù)，與集成電路的半導(dǎo)體制作中用于臨界水平的更高NA、更短波長的先進(jìn)光刻系統(tǒng)相比，一般要便宜得多。圖9A是另一個(gè)示例性相移掩模112的示意圖，它能夠用于形成具有亞微米尺寸的桿72的陣列70。圖9A的相移掩模112，除了有不透明背景段117、和尺寸為L/2并相互分隔開的相移區(qū)Rq和Rii夕卜，與圖8A和圖8B的類似。被出不的相移區(qū)Rtl和R11作為多邊形相移區(qū)的舉例類型的示例是八角形。圖9B與圖9A類似，但示出的示例性相移掩模112，其中的相移區(qū)R是圓形。不透明背景段117能夠用吸收層，諸如鉻或鋁涂覆。相移區(qū)Rtl和Rn大體上以相同尺寸L/2被印在光刻膠層135中，該尺寸L/2超出I微米設(shè)計(jì)的光刻系統(tǒng)100的傳統(tǒng)分辨率極限。圖9A和圖9B的相移掩模112配置的優(yōu)點(diǎn)，在于它更容易控制形成桿72的陣列70的最后光刻像的幾何形狀和間隔。圖10是示例性光刻膠桿72'的陣列70'的掃描電子顯微鏡(SEM)像，該桿72'的陣列70'形成在具有3微米厚度的負(fù)光刻膠層135中，并使用與圖8A類似的、有L/2 =O. 6的相移區(qū)Rtl和Rn的相移掩模112。每一光刻膠桿72'的直徑(寬度)D是約O. 6微米。應(yīng)當(dāng)再次指出，光刻膠桿72'的形狀能夠改變(如，凹進(jìn)、有傾斜的側(cè)壁，等等)，因此兩個(gè)虛線圓73作為示例代表光刻膠桿72'的實(shí)際大小和形狀的估算。有輔助相位區(qū)的相移掩模圖IlA是示例性無鉻相移掩模112的頂視圖，它類似于圖8A所示的相移掩模112。圖IlB是圖IlA中以AA表不的插圖區(qū)的近距視圖。圖IlA的相移掩模112包含受相移掩模112的表面114支承的、并與圖8A所示的類似的相移掩模圖形115。相移掩模圖形115有中央(或內(nèi)部或主)棋盤形陣列115C，上有交替相移(或“相位”)區(qū)Rtl和Rn。棋盤形陣列115C有包含邊緣115E和四個(gè)拐角115PC的周界115P。注意，相移區(qū)R只需使它們的相 移不同于η (180度)，且滿足該條件的相位區(qū)R的任何組合都能夠被使用，如，1/2和&"2等等。相移區(qū)R在準(zhǔn)備使用該相移掩模112的具體光刻系統(tǒng)100中，一般被做成該系統(tǒng)的分辨率極限大小或該分辨率極限以上大小，就是說，該相移區(qū)R被做成一定大小，以便在光刻膠層135或類似媒體中形成合適的或可用的特征。相移掩模圖形115還包含在邊緣115E上包圍中央棋盤形陣列115C的輔助圖形或陣列115A。輔助圖形或陣列115A包括子分辨率輔助相位區(qū)R'，被布置成緊鄰周界115P的至少一部分，諸如在一個(gè)或多個(gè)邊緣115E上。這里，子分辨率的意思是，該輔助相位區(qū)V，當(dāng)被有一定分辨率極限的光刻成像系統(tǒng)成像時(shí)，不會導(dǎo)致正常地被認(rèn)為是合適的或可用的特征的形成，例如舉例說，類似光刻膠桿72'的抗蝕劑特征的形成。每一輔助相位區(qū)R'的相位，與相鄰的棋盤形陣列115C的相移區(qū)R的相位相反。輔助相位區(qū)R'定義輔助圖形115A的周界118。在一個(gè)例子中，確定給定的輔助相位區(qū)R'是否為子分辨率，能夠通過實(shí)際地用光刻法使相移掩模112成像在光敏媒體，諸如光刻膠層中，并根據(jù)用該相移掩模112印出的特征，看看光刻膠層135中所形成的任何輔助相位區(qū)R'是否可以被認(rèn)為是合適的和可用的特征而被確定。在一個(gè)例子中，至少一些輔助相位區(qū)R'有一種尺寸與棋盤形陣列115C中的相鄰的輔助相移區(qū)R相同，而另一種尺寸大體上比相鄰的相移區(qū)R的更小(如，1/2的大小或更小)。在一個(gè)例子中，相移掩模圖形115外側(cè)的表面114(即，緊鄰輔助相位區(qū)R'的周界118)，包含不透明背景段117，因此該曝光場EF有銳邊緣(見圖11A)。在一個(gè)例子中，輔助相位區(qū)R'被定位在相移掩模圖形115的步進(jìn)區(qū)域(steppingarea)的外側(cè)，即，只有棋盤形陣列115C落在被實(shí)際成像在曝光場EF內(nèi)的區(qū)域之內(nèi)。當(dāng)曝光場EF被縫合時(shí)，與輔助相位區(qū)R'關(guān)聯(lián)的未印出的區(qū)域在下一個(gè)曝光場EF中與該圖形重疊。圖IlC類似于圖11B,但表明相移掩模圖形115的另一個(gè)例子,而其中該輔助相位區(qū)配置還包含一個(gè)或多個(gè)輔助相位區(qū)R'，分別被置于一個(gè)或多個(gè)拐角115PC上。圖IlB所示拐角輔助相位區(qū)V有η相移以保持棋盤形陣列圖形。此外，在一個(gè)例子中，該拐角輔助相位區(qū)V比相鄰邊緣115E布置的非拐角輔助相位區(qū)R'小。因此，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，輔助相位區(qū)V被配置成包圍(如，直接地包圍)周界115P。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，輔助相位區(qū)V被配置成至少部分地包圍周界115P。曝光場EF能夠被縫合在一起，以形成光刻膠桿72'的大的陣列70'。這是因?yàn)?，形成LED 10包含在基片20中形成桿72的陣列70，作為LED處理中首先被生成圖形的層。使用在曝光場EF之間步進(jìn)的光刻系統(tǒng)100，構(gòu)建一種引入劃片線的過程是可能的。然而，這不是為什么傳統(tǒng)LED制作過程是使用全晶片對準(zhǔn)器發(fā)展的原因。目前，在LED制作中，晶片(基片20)上任何地方都沒有劃片區(qū)域(亦稱劃片線)137。相反地，整塊晶片基本上被形成以便包含光刻膠桿72'的陣列70'而沒有任何實(shí)質(zhì)的斷開，就是說，基本上是連續(xù)的陣列70'，從而基本上是連續(xù)的陣列70。桿72的這種配置是可能的，因?yàn)橛糜谛纬蒐ED 10的相繼層不必與陣列70對準(zhǔn)。這樣允許有陣列70的晶片，在它們能夠被用于任何LED裝置方面是通用的，而不論芯片大小。因?yàn)槿绱诵纬傻年嚵?0不是裝置特定性的，它能夠由晶片供應(yīng)者而不是裝置制造者形成。因?yàn)槊糠N類型的陣列70(如，桿72的每種桿大小)只需要一種相移掩模112，所以，相·移掩模112的成本能夠被分?jǐn)偟绞褂孟嗤嚵?0的所有裝置上。在相移掩模112中，棋盤形陣列115C對曝光場EF的內(nèi)部部分有效地作為無限陣列起作用。在實(shí)踐中，例如，相移掩模112被用于形成數(shù)千的LED，其中每一 LED包含數(shù)千的桿72的形成(見圖I)，因此有許多千個(gè)相移區(qū)R和R'構(gòu)成棋盤形陣列115C和輔助圖形115A。然而，當(dāng)相移掩模圖形115只包含棋盤形陣列115C，以致它的周界115P終止在對應(yīng)的光刻曝光場EF的邊界上時(shí)，曝光場EF的周界118上的特征，由于缺少邊緣115E以外的相位干涉而畸變。圖12A示意示出使用相移掩模112的光刻膠桿72'的陣列7(V的形成，其中的相移掩模圖形115只包含棋盤形陣列115C。陣列70'包含形成在曝光場EF周界的周界桿 2' P，以及形成在周界桿72' P內(nèi)部的內(nèi)部或中央桿72' C。注意，該周界桿72' P相對于內(nèi)部桿72' C畸變。為便于說明這兩種類型的桿的區(qū)別，該周界桿72' P和內(nèi)部或中央桿72' C的圖不用虛線分開。圖12B類似于圖12A，但具有進(jìn)一步包含圖IlB所示有包圍周界配置的輔助相位區(qū)V的相移掩模112。得到的光刻膠桿72'的陣列70'包含的周界桿72' P，憑借該輔助相位區(qū)V而具有大體上與內(nèi)部桿72' C相同的形狀。這種用于相移掩模112的配置，降低(并能夠被用于最小化)相鄰的光刻膠區(qū)域的曝光，使隨后相鄰的曝光場EF的被曝光光刻膠圖形能被縫合在一起而沒有間隙。圖13是(正)光刻膠桿72'的2D模擬陣列70'的斷面圖，該光刻膠桿72'根據(jù)用PROUTH 光刻成像模擬軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)形成在光刻膠層135中，該軟件可從加州Milpitas的KLA-Tencor購得。在光刻曝光模擬中使用的相移掩模112，只在該相移掩模112的左側(cè)包含少量I. 6微米正方形相移區(qū)R，被布置在有O. 4微米寬的輔助相位區(qū)R'的棋盤形(交替)圖形中。該模擬光刻曝光使用365nm的i線波長，用O. 28數(shù)值孔徑(NA)的投影透鏡和部分相干因子σ =0.57，這樣給出光刻投影器的特征分辨率極限為(O. 7) λ/NA I微米。光刻膠層135最左側(cè)抗蝕劑壁W135L的壁W72'的形狀，精密地類似最左側(cè)光刻膠桿72'的壁，該桿72'又精密地類似相鄰的桿(以72' C表示的中央或內(nèi)部桿)，表明在曝光場EF的左側(cè)邊緣全都有良好特征形成。相反，與相移掩模112的無輔助的右側(cè)邊緣關(guān)聯(lián)的光刻膠層135的抗蝕劑壁W135R，相對于其他光刻膠壁畸變，表明在曝光場EF的右側(cè)邊緣上有不如最佳的特征形成。在給定相移掩模112上相移區(qū)R的數(shù)量N和輔助相位區(qū)R'的數(shù)量N'，取決于曝光場EF的大小和陣列70中桿72的節(jié)距。對曝光場尺寸Sef和桿72的節(jié)距P72,相移區(qū)R的數(shù)量 N 由 N = (SEF/P72)2 給出。作為例子，對 Sef= IOmm 和 P72 = 0.0016mm，N= (10/0. 0016)2=3. 9X107o被布置在相移掩模112的全部四個(gè)邊緣上的輔助相位區(qū)R'的數(shù)量N'，由N' = 4X (10/0 . 00 1 6) = 2 . 5X 104給出。如果輔助相位區(qū)R'被添加在棋盤形陣列115C的四個(gè)拐角上，該數(shù)量N要增加4。用于形成粗糙化的基片表面的示例性方法因此,本公開的一方面包含一種方法,該方法使用光刻成像和光刻處理技術(shù)，在形成LED 10的過程中，利用有如上所述輔助相位區(qū)R'的相移掩模112，形成有桿72的陣列70的粗糙化的基片表面22。形成桿72的陣列70的示例性方法，現(xiàn)在參考圖6并參考圖14A到圖14E描述。首先參考圖14A，該方法包含在基片20的表面22的頂部，提供有光刻膠層135的基片20。該方法然后包含把被涂覆的基片20布置在光刻系統(tǒng)100 (圖6)的可移動(dòng)基片臺130上。如上所述包含棋盤形陣列115C和輔助圖形115A的相移掩模112 (如見圖IlA到圖11C)，被布置在光刻系統(tǒng)100的掩模臺110上。該方法然后包含操作光刻系統(tǒng)100，以便進(jìn)行光刻成像，據(jù)此，相移掩模112用照明光108曝光，而從相移掩模圖形115產(chǎn)生的(衍射的)曝光的光121，被投影透鏡120捕獲并被成像到暴露在曝光場EF上的光刻膠層135，以便在大體上整個(gè)曝光場EF上形成光刻膠桿72^的陣列7(V。以上所述在圖14B中示出。參考圖7，注意，許多LED區(qū)10'被形成在每一曝光場EF的光刻膠層135中。這樣，在相移掩模圖形115有15mmX30mm的面積且每一 LED 10是Imm正方形的例子中，有與每一在曝光場EF關(guān)聯(lián)的450個(gè)LED區(qū)10'，當(dāng)光刻系統(tǒng)100工作在單位放大率時(shí)，該曝光場EF也是15mmX30mm。圖7的插圖B示出與LED 10的形成關(guān)聯(lián)的LED區(qū)10'的陣列IOAi。該LED區(qū)10'被劃片區(qū)域11分開。然而，光刻膠桿72'的陣列70'在曝光場EF上各處被形成(見圖7，插圖C)，包含插圖A所示的劃片區(qū)域137。場到場的縫合可以被要求在曝光場邊界上。因?yàn)橄嘁蒲谀?12被配置成減輕在曝光場EF的周界上形成的特征畸變，這樣有利于縫合過程并排除必需使一部分曝光場EF(如曝光場邊緣)駐留在劃片區(qū)域137 中?，F(xiàn)在參考圖14C，圖14B的已曝光的光刻膠層135被處理，以除去未曝光的抗蝕劑(負(fù)光刻膠)或除去已曝光的抗蝕劑(正光刻膠)，留下光刻膠桿72'的陣列70'或它的互補(bǔ)特征-孔。該光刻膠陣列70'然后用標(biāo)準(zhǔn)光刻蝕刻技術(shù)蝕刻，如箭頭200所表示，以便把光刻膠圖形轉(zhuǎn)移進(jìn)基片20中，從而在基片的表面22中形成桿72的陣列70，如圖14D所
/Jn ο圖14E類似于圖14D，并示出陣列70中的桿72有非圓柱形形狀，S卩，如圖所示金字塔形狀的例子?；?0的表面22中形成的桿72的這種形狀，可以用前述蝕刻技術(shù)從非金字塔形光刻膠桿72'獲得。
現(xiàn)在，基片20被配置有具有合適地被桿粗糙化的基片表面22的多個(gè)LED區(qū)10'，LED 10用標(biāo)準(zhǔn)的基于光刻法的LED制作技術(shù)制作。這包含，例如在基片20的粗糙化的表面22頂部形成GaN多層結(jié)構(gòu)30，然后把ρ觸點(diǎn)90ρ和η觸點(diǎn)90η分別添加到層50和40，如圖I所示。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，各種修改和變化能夠?qū)Ρ竟_做出而不偏離本公開的精神和范圍。因此，應(yīng)當(dāng)指出，本公開涵蓋本公開的這些修改和變化，只要它們進(jìn)入所附權(quán)利要求書及其等價(jià)敘述的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種供有分辨率極限的光刻成像系統(tǒng)使用的相移掩模，包括 被做成該分辨率極限大小或該分辨率極限以上大小的相移區(qū)R的棋盤形陣列，相鄰的相移區(qū)R有180度的相對相位差，該陣列有周界；和 緊鄰該周界的至少一部分布置的多個(gè)輔助相位區(qū)V，每一輔助相位區(qū)V被做成分辨率極限以下大小并相對于相鄰的相移區(qū)R有180度的相對相移差。
2.權(quán)利要求I的相移掩模，其中該周界包含四個(gè)邊緣，而該相移區(qū)被布置成與該四個(gè)邊緣的每一個(gè)相鄰。
3.權(quán)利要求2的相移掩模，其中該周界包含由該四個(gè)邊緣定義的四個(gè)拐角，輔助相位區(qū)V分別被布置成與該四個(gè)拐角相鄰。
4.權(quán)利要求I到3任一項(xiàng)的相移掩模，其中該輔助相位區(qū)R'被布置成與棋盤形陣列的整個(gè)周界緊鄰。
5.權(quán)利要求I到4任一項(xiàng)的相移掩模，還包括不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)R'定義的周界。
6.—種供有分辨率極限和波長的光刻成像系統(tǒng)使用的相移掩模,包括 有表面的掩模體,該掩模體一般對光刻成像系統(tǒng)波長是透明的； 相移區(qū)R的棋盤形陣列，該相移區(qū)R受該掩模體表面支承并被做成分辨率極限大小或該分辨率極限以上大小，相鄰的區(qū)R有180度的相位差，該棋盤形陣列有包含多個(gè)邊緣和四個(gè)拐角的周界；和 多個(gè)輔助相位區(qū)V，受該基片表面支承，每一個(gè)被做成分辨率極限以下大小，該輔助相位區(qū)V被布置成與該多個(gè)邊緣和四個(gè)拐角緊鄰以便包圍該周界，每一輔助相位區(qū)V相對于相鄰的相移區(qū)R和相對于相鄰的輔助相位區(qū)V有180度的相移差。
7.權(quán)利要求6的相移掩模，還包括不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)R'定義的周界。
8.一種用光刻法使半導(dǎo)體基片生成圖形的方法 提供有支承光刻膠層的表面的半導(dǎo)體基片； 用光刻法使相移掩模圖形成像在該光刻膠層上，該相移掩模圖形包括相移區(qū)R的棋盤形陣列，相鄰的相移區(qū)R有180度的相位差，該棋盤形陣列有周界，以及每個(gè)被做成分辨率極限以下大小的多個(gè)輔助相位區(qū)V，該輔助相位區(qū)V被布置成與該周界的至少一部分緊鄰，每一輔助相位區(qū)V相對于相鄰的相移區(qū)R有180度的相移差；和處理該光刻膠層以形成光刻膠特征的周期性陣列。
9.權(quán)利要求8的方法，還包括 處理該光刻膠特征以建立定義粗糙化基片表面的基片桿的陣列；和 在該粗糙化的基片表面頂部形成P-η結(jié)多層結(jié)構(gòu)。
10.權(quán)利要求8或9的方法，其中該半導(dǎo)體基片由藍(lán)寶石制成。
11.權(quán)利要求8到10任一項(xiàng)的方法，其中該光刻成像有標(biāo)稱365nm的波長和單位放大率。
12.權(quán)利要求9的方法，其中該基片桿有I微米或更小的尺寸，且還包括以O(shè).5或更小的數(shù)值孔徑進(jìn)行光刻成像。
13.權(quán)利要求8到12任一項(xiàng)的方法，其中該相移掩模還包括不透明層，緊鄰由輔助相位區(qū)V定義的周界。
14.權(quán)利要求8到13任一項(xiàng)的方法，其中該用光刻法成像，包含把曝光場縫合在一起，以在大體上整個(gè)基片上的光刻膠層中，建立光刻膠桿的大體上連續(xù)的陣列。
15.一種形成發(fā)光二極管(LED)的方法，包括 用光刻法使受半導(dǎo)體基片支承的光刻膠曝光以在其中形成光刻膠桿的陣列，包含使照明光通過有棋盤形相移圖形的相移掩模，該棋盤形相移圖形有被子分辨率輔助相位區(qū)的陣列包圍的周界； 處理該光刻膠桿的陣列，以形成定義粗糙化基片表面的基片桿的陣列；和 在該粗糙化的基片表面頂部形成P-η多層結(jié)構(gòu)以形成LED，其中該粗糙化的基片表面，與有非粗糙化的基片表面的LED相比，起散射由p-n多層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光的作用，以增加該LED發(fā)射的光的量。
16.權(quán)利要求15的方法，其中該相移掩模還有不透明層，緊鄰由子分辨率輔助相位區(qū)定義的周界。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中用光刻法使光刻膠曝光，是以O(shè).5或更小的數(shù)值孔徑完成的。
18.權(quán)利要求17的方法，其中用光刻法使光刻膠曝光，是以標(biāo)稱365nm的波長和單位放大率完成的。
19.權(quán)利要求15到18任一項(xiàng)的方法，其中用光刻法使光刻膠曝光，包含把曝光場縫合在一起，以在大體上整個(gè)基片上建立光刻膠桿的大體上連續(xù)的陣列。
20.權(quán)利要求19的方法，還包括曝光場的重疊部分，與相移掩模的輔助相位區(qū)對應(yīng)。
全文摘要
有輔助相位區(qū)的相移掩模。一種相移掩模，有棋盤形陣列和包圍的子分辨率輔助相位圖形。該棋盤形陣列包括有180度相對相位差的交替相移區(qū)R。該子分辨率輔助相位區(qū)R′駐留在相鄰的對應(yīng)的相移區(qū)R，并對該相移區(qū)R有180度的相對相位差。該子分辨率輔助相位區(qū)R′被配置成當(dāng)用光刻法形成光刻膠特征時(shí)，減輕不需要的邊緣效應(yīng)。使用該相移掩模形成LED的方法也被公開。
文檔編號H01L33/22GK102759851SQ201210123628
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者R·L·辛赫, W·W·弗萊克 申請人:超科技公司