一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，其步驟是：在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆；在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程；在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層蝕刻；在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻；清洗。本發(fā)明可以克服表面不平整問題，使得光刻工藝得以順利施行，且成本低。
【專利說明】一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，適用于半導(dǎo)體、LED、3C等領(lǐng)域藍(lán)寶石襯底的加工制造。

【背景技術(shù)】
[0002]在以照明應(yīng)用為主的藍(lán)白光LED工藝上，基于性價(jià)比的考慮，九成以上的襯底采用藍(lán)寶石材質(zhì)；藍(lán)寶石拋光平片可直接作為藍(lán)白光LED襯底，也可以如圖1所示，經(jīng)過黃光微影制程以及蝕刻工藝，再清洗，將藍(lán)寶石平片制作成圖案化藍(lán)寶石襯底(PSS，PatternedSapphire Substrate) ;LED廠將藍(lán)寶石平片襯底以圖案化藍(lán)寶石襯底取代，可以有效提升LED顆粒成品發(fā)光效率兩成以上，有效提升產(chǎn)品效能與競爭力；因此，藍(lán)白光LED制作上，已有七成的份額轉(zhuǎn)用圖案化襯底取代平片，圖案化襯底形成市場主流。
[0003]在大量的藍(lán)寶石圖案化襯底制作之下，因?yàn)槠狡庸せ蛭⒂斑^程或蝕刻過程不良及穩(wěn)定性因素等，導(dǎo)致了工藝完成時(shí)留下無法重工及出貨的藍(lán)寶石圖案化襯底不良品。具體地說,襯底平片加工(切磨拋)后表面可能存在彎曲及不平整(warp and bow)問題，進(jìn)行微影工藝時(shí)，將可能導(dǎo)致光阻涂覆不均勻?qū)е嘛@影后出現(xiàn)圖型不良或失效問題；也可能因?yàn)楸砻嫫鸱鼘?dǎo)致曝光不良或圖型尺寸飄移等；以上種種均可能導(dǎo)致重工(rework)，或重工仍無法克服而影響良品率。以上情形都將直接影響成本與產(chǎn)出效率。
[0004]由于藍(lán)寶石屬于高成本素材，藍(lán)寶石從平片到圖案化完成也累積了可觀的加工成本。如能將造成不良品相關(guān)原因，比如本案中所探討的襯底平片加工(切磨拋)后表面彎曲及不平整(warp and bow)問題克服，將可有效提升良品率。當(dāng)圖案化藍(lán)寶石襯底持續(xù)走向大尺寸時(shí)，整體加工的成本，困難度和良品率均更形嚴(yán)苛；大尺寸也意味襯底片厚度加厚，更強(qiáng)的剛性將導(dǎo)致微影設(shè)備襯底夾頭(chuck)能輔助襯底平整的效果更形下降，提出一有效可行并適應(yīng)各種不平整條件的解決方案是本發(fā)明的主要?jiǎng)訖C(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，以克服表面不平整問題，使得光刻工藝得以順利施行，且成本低。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，其步驟是:
第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆；
第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程；
第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層蝕刻；
第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻；
第五步，清洗。
[0007]第一步的多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為有機(jī)底部抗反射涂層OrganicBARC，中間層為含硅底部抗反射涂層S1-BARC，頂層為紫外光i_line 365nm光阻劑或光刻膠 1-line photoresist。
[0008]采用上述方案后,本發(fā)明利用多層阻擋層覆蓋(multi layer resist coat, MLRcoat)的采用來輔助圖案化襯底片的微影工藝，并搭配適當(dāng)?shù)奈g刻流程，完成藍(lán)寶石圖案化工藝。在進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程之前，先進(jìn)行多層阻擋層的涂覆，此項(xiàng)技術(shù)的目的在于襯底表面存在彎曲，特別是局部不平整的條件之下，涂覆完成后使覆蓋層頂端表面平整，可以順利進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程，執(zhí)行傳統(tǒng)的光阻涂覆、曝光顯影等程序之后，干蝕刻工藝的第一道工序?yàn)槎鄬幼钃鯇拥奈g刻，將光罩圖形經(jīng)由光阻完整移轉(zhuǎn)給多層阻擋層；接下來進(jìn)行藍(lán)寶石層非等向性蝕刻，將光罩圖形移轉(zhuǎn)給藍(lán)寶石并形成符合規(guī)范的尺寸及高度。實(shí)用上，除頂層光阻以外，多層阻擋層覆蓋無須進(jìn)行曝光顯影，特性上的要求及成本均遠(yuǎn)低于一般光阻劑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖3是本發(fā)明的工藝示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖2和圖3所不，本發(fā)明揭不了一種改善圖案化監(jiān)寶石襯底良品率的方法，其步驟如下。
[0011]第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆；因?yàn)楝F(xiàn)有的藍(lán)寶石襯底表面存在彎曲，特別是局部不平整，涂覆多層阻擋層完成后使覆蓋層頂端表面平整，可以順利進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程。
[0012]多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為一較厚層，可填平起伏的結(jié)構(gòu)，為頂層光阻微影制程成效創(chuàng)造了條件，底層材料一般選用非光阻劑的含c、H、0聚合物，如有機(jī)底部抗反射涂層Organic BARC，并充當(dāng)襯底蝕刻時(shí)移轉(zhuǎn)圖型的屏蔽；中間層較薄，一般選用材質(zhì)為含娃的聚合物，如含娃底部抗反射涂層S1-BARC,此層目的在于充當(dāng)硬質(zhì)屏蔽(hard mask),能將圖型于蝕刻制程時(shí)完好轉(zhuǎn)移給較厚的底層材料；頂層則為一般光阻劑，如紫外光1-line365nm 光阻劑或光刻膠 1-line photoresist。
[0013]第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程。
[0014]黃光微影制程在于應(yīng)用掃描步進(jìn)機(jī)，將光罩上的圖型，經(jīng)由曝光顯影等步驟，將圖型移轉(zhuǎn)到頂層的光阻層。
[0015]第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層蝕刻，將光罩圖形經(jīng)由光阻完整移轉(zhuǎn)給多層阻擋層。
[0016]此步驟對于第一步提到的三層結(jié)構(gòu)，經(jīng)由兩階段的蝕刻，將頂層光阻的圖型依序移轉(zhuǎn)給多層阻擋層；首先，第一階段蝕刻先將圖型由光阻層移轉(zhuǎn)給中間層，再以中間層為屏蔽，將圖型移轉(zhuǎn)給底層。
[0017]第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻，將光罩圖形移轉(zhuǎn)給藍(lán)寶石并形成符合規(guī)范的尺寸及高度。
[0018]以多層阻擋層的底層為屏蔽，進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻，將圖型移轉(zhuǎn)到襯底表面。
[0019]第五步，清洗，得到圖案化藍(lán)寶石。
[0020]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于采用多層阻擋層技術(shù)來克服表面不平整問題，使得光刻工藝得以順利施行但成本增加有限，成本低，在克服既存表面不平整條件，營造平整表層以輔助傳統(tǒng)黃光微影制程方面，目前尚未發(fā)現(xiàn)其他可替代的技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，其特征在于步驟是: 第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆； 第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程； 第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層蝕刻； 第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻； 第五步，清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的一種改善圖案化藍(lán)寶石襯底良品率的方法，其特征在于:第一步的多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為有機(jī)底部抗反射涂層Organic BARC，中間層為含硅底部抗反射涂層S1-BARC，頂層為紫外光1-line 365nm光阻劑或光刻膠i_linephotoresist ο
【文檔編號】H01L33/00GK104377285SQ201410540402
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】王曉靁, 劉伯彥, 徐?；? 鐘其龍 申請人:廈門潤晶光電有限公司