[发明专利]具有凹凸结构的晶体衬底的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有凹凸结构的晶体衬底的制造方法。

背景技术

关于具有凹凸结构的晶体衬底的制造方法，已知以下的(A)、(B)那样的方法。

(A)光刻技术

光刻技术是借助使能量射线通过的形成有图形的掩模，通过曝光及显影对抗蚀剂进行图形加工的工艺。

利用光刻技术的抗蚀剂膜18的图形加工方法包括以下工序：通过利用离心力将涂布液较薄地展开的旋涂法而在晶体衬底13的表面将抗蚀剂膜18成膜的工序(图8－a表示将抗蚀剂膜18成膜后的状态)；和使用曝光装置对抗蚀剂膜18进行曝光·显影的工序(图8－b表示显影后的带有经图形加工的抗蚀剂膜18的晶体衬底13)。通过将利用光刻技术进行了图形加工的抗蚀剂膜18作为掩模进行晶体衬底13的蚀刻，形成具有凹凸结构的晶体衬底15。然后，除去具有凹凸结构的晶体衬底15的表面残留的抗蚀剂膜18(图8－c表示除去了残留的抗蚀剂膜18的具有凹凸结构的晶体衬底15)。如上所述地，制造具有凹凸结构的晶体衬底。

通常，半导体器件中使用的晶体衬底的表面的图形加工的精度受到抗蚀剂膜上形成的图形的最小线宽的制约。已知伴随抗蚀剂的最小线宽的微细化，曝光装置的光学系统的焦点深度实质上变浅。所谓焦点深度，是指光学系统的合焦前后的、实质上视为对焦的范围。

如上所述，伴随图形加工中的抗蚀剂的最小线宽的微细化，在光刻技术中，对于晶体衬底的平坦度低的部位，抗蚀剂膜的厚度变得不均匀，抗蚀剂膜的表面落到曝光装置的光学系统的焦点深度的范围外，或者抗蚀剂膜的凹凸结构的厚度、宽度变得不均匀，因此，若进行晶体衬底的蚀刻，则形成在晶体衬底的表面的凹凸结构的高度、宽度变得不均匀，由于没有成为期望的尺寸的部位而导致产品的成品率、性能下降。

另外，通常已知的是，伴随晶体衬底的大径化，晶体衬底的表面的平坦度通常变低，因而在这一方面也会造成产品成品率降低、产品性能降低这样的不良影响。作为表示这样的晶体衬底的表面的平坦度的指标，有(i)最小厚度相对于晶体衬底整体的最大厚度的比例即TTV(total thickness variation)、(ii)晶体衬底的局部的突起或凹坑的高度即LTV(local thickness variation)、(iii)晶体衬底的翘曲量(非专利文献1)。例如，发光二极管的发光层的生长中通常使用的蓝宝石晶体衬底的厚度为50～1000μm，TTV为1～25μm，LTV为1～15μm，翘曲量为－25～25μm。

(B)压印技术

压印技术是通过模具的按压这样的非常简单的工艺、对抗蚀剂进行图形加工的工艺。压印技术有热压印、UV(紫外线)压印。

使用热压印技术的抗蚀剂膜18的图形加工方法包括以下工序：通过利用离心力将涂布液较薄地展开的旋涂法而在晶体衬底13的表面将具有热塑性或热固性的抗蚀剂膜18成膜的工序(图9－a表示将抗蚀剂膜18成膜后的状态)；和将模具和抗蚀剂膜18加热至抗蚀剂膜18的玻璃化温度以上，将模具按压在抗蚀剂膜18上，将模具和抗蚀剂膜18冷却至抗蚀剂膜18的玻璃化温度以下，将模具从抗蚀剂膜18脱模的工序(图9－b表示脱模后的带有经图形加工的抗蚀剂膜18的晶体衬底13)。

使用UV(紫外线)压印技术的抗蚀剂膜18的图形加工方法包括以下工序：通过利用离心力将涂布液较薄地展开的旋涂法而在晶体衬底13的表面将具有UV(紫外线)固化性的抗蚀剂膜18成膜的工序(图9－a表示将抗蚀剂膜18成膜后的状态)；和将模具按压在抗蚀剂膜18上，照射UV(紫外线)使抗蚀剂膜18固化，将模具从抗蚀剂膜18脱模的工序(图9－b表示脱模后的带有经图形加工的抗蚀剂膜18的晶体衬底13)。

通过将利用压印技术进行了图形加工的抗蚀剂膜18作为掩模进行晶体衬底13的蚀刻，形成具有凹凸结构的晶体衬底15。然后，除去具有凹凸结构的晶体衬底15的表面残留的抗蚀剂膜18(图9－c表示除去了残留的抗蚀剂膜18的具有凹凸结构的晶体衬底15)。如上所述地，制造具有凹凸结构的晶体衬底(专利文献1)。但是，对于压印技术而言，在晶体衬底的平坦度低的部位，模具无法追随晶体衬底，抗蚀剂膜的厚度变得不均匀。由于抗蚀剂膜的厚度变得不均匀，所以若进行晶体衬底的蚀刻，则形成在晶体衬底的表面的凹凸结构的高度变得不均匀，由于没有成为期望尺寸的部位导致产品的成品率、性能下降。

如上所述，在(A)、(B)任一方法中，晶体衬底的平坦度对于具有凹凸结构的晶体衬底的制造方法中的成品率、产品的性能来说均具有较大影响。