[发明专利]一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法。

背景技术

光刻是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征图形部分。光刻工艺利用照相复制与化学腐蚀相结合的技术，在工件表面制取精密、微细和复杂薄层图形。光刻原理虽然在19世纪初就为人们所知，但长期以来由于缺乏优良的光致抗蚀剂而未得到应用。直到20世纪50年代，美国制成高分辨率和优异抗蚀性能的柯达光致抗蚀剂(KPR)之后,光刻技术才迅速发展起来，并开始用在半导体工业方面。光刻是制造高级半导体器件和大规模集成电路的关键工艺之一，并已用于刻划光栅、线纹尺和度盘等的精密线纹。近年来，随着全球半导体照明产业的升温，半导体照明计划被推出，白色LED已开始进入一些应用领域，应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世。蓝宝石晶体是目前半导体照明产业发展过程中使用最为广泛的衬底材料，蓝宝石具有高强度、高熔点、物理化学性能稳定等特性。然而，国内现有的图形化蓝宝石衬底的光刻方法，多存在线位错密度高，内量子密度低，分辨率低、生产率低、图形一致性差，产品合格率低等问题。基于上述陈述，本发明提出了一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法。

一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法，包括以下步骤：

S1、利用等离子体增强化学气相沉积技术，在图形化蓝宝石衬底上沉积一层薄膜，并对薄膜表面的微粒进行清除，并进行低温烘干处理；

S2、在旋转速度为1000～6000RPM，且旋转加速度不变的情况下，将液态光刻胶和增粘剂按质量比为1:0.02～0.06滴加到衬底薄膜层面中间，利用离心力，将液体光刻胶均匀覆盖在晶片表面，然后将带有光刻胶的衬底放在热板上进行烘烤，烘烤温度为80～110℃，烘烤时间为30～90s，形成厚度为0.8～1.2μm的光刻胶膜；

S3、保持掩膜版与衬底的距离为2～4cm，将掩膜版上的图形文件投影到衬底光刻胶膜上，设定曝光条件，利用步进式高精度曝光机先对掩膜版上的图形文件进行部分成像曝光，然后利用扫描或分布重复的方法完成对掩膜版上所有图形文件的曝光；

S4、在旋转速度为300～600RPM，且旋转加速度不变的情况下，将显影液喷涂在步骤S3中曝光后的衬底光刻胶膜表面进行显影处理，将掩膜版上的图形文件转移到衬底光刻胶膜表面，显影完成后对其进行显影检查。

优选的，所述步骤S1中的薄膜为SiO₂薄膜、Ni薄膜、Si₃N₃薄膜或Si₃N₄薄膜中的一种。

优选的，所述步骤S1中的微粒清除方法为化学湿法清洗法、高压氮气吹除法或高压水喷溅中的一种。

优选的，所述步骤S3中的曝光条件为：曝光焦点控制在最佳焦点的±0.5um以内，曝光时间为100～300ms。

优选的，所述步骤S4中的显影处理之前和显影处理之后均应进行烘烤处理。

优选的，所述显影处理之前的烘烤温度为85～100℃，烘烤时间为18～25s；显影处理之后的烘烤温度为105～115℃，烘烤时间为20～40s。

本发明提出的一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法，将液态光刻胶与增粘剂混合后滴加，有效的提高了光刻胶与衬底之间的粘合性，通过控制旋转加速度不变，保证了涂胶的均匀性和显影的完全性，本发明中的多次烘烤工序，增加了光刻胶与衬底之间的粘附性，增强其光吸收及抗腐蚀能力，于显影前对其进行烘烤处理，有效的消除曝光时产生的驻波效应，避免了光刻胶侧壁不平整问题，本发明具有线位错密度低、内量子密度高、分辨率高，成品合格率与成品率高的特点，所得成品图形尺寸准确、且完整性好，性能稳定，本发明提出的一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法，曝光精度级别高，工艺重复性好，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例一中的光刻胶SEM侧视图；

图2为本发明实施例一中的图形化蓝宝石SEM侧视图；

图3为本发明实施例一中的图形化蓝宝石衬底SEM俯视图。

具体实施方式

参照附图1-3，下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法，包括以下步骤：