CN103871844B - 用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，包括如下步骤：提供F基等离子体；针对F基等离子体施加预定方向的动能；使F基等离子体自上而下地轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面达到预定时间，以使至少部分被刻蚀表面生成AlF3。由于本发明的F基等离子体易与蓝宝石中的Al元素发生化学反应，生成易挥发的AlF3，保证了刻蚀表面的清洁。另外由于F基的原子质量相比于BCl2 +低，轰击能量较低，不易对表面造成物理创伤和辐射损伤，从而即保证了良好的形貌修饰作用，又保证了尺寸在修饰过程中的相对稳定。
Description
技术领域
本发明属于半导体光电芯片制造领域。
背景技术
在半导体光电芯片制造领域，现有技术下主要使用干法蚀刻来进行蓝宝石衬底（PSS）的图形化，通常使用的刻蚀气体为BCl3。目前，行业中人们多选择纵剖面为三角形的图形化衬底，而在实际的生产制造中，很容易就生产出边缘带有一定拐角的准三角形或者圆弧形的图形化衬底。当遇到这种问题时，人们通常继续使用BCl3来进行补刻来消除不平直边缘。但这种方法，容易使得图形尺寸发生较大变化，从而使补刻后的衬底不满足客户需求，造成生产的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应对蓝宝石衬底的底部刻蚀异常出现时的解决方案，以保证图形的基本尺寸形貌不发生变化的前提下，有效改善图形的轮廓。
为了达到上述目的，本发明提供的一种用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，包括如下步骤：
提供F基等离子体；
针对所述的F基等离子体施加预定方向的动能；
使所述的F基等离子体自上而下地轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面达到预定时间，以使至少部分被刻蚀表面生成AlF3。
作为进一步的改进，使用含氟无机气体在射频电源激励下激发产生F基等离子体。
作为进一步的改进，轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面时通入流量为25sccm的含氟无机气体。
作为进一步的改进，所述的含氟无机气体包括CHF3和/或SF6。
作为进一步的改进，轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面时的压力控制为3mTorr。
作为进一步的改进，通过对所述的F基等离子体施加预定方向的电场使F基等离子体具有预定方向的动能。
作为进一步的改进，将所述的F基等离子体置于上电极功率为2400W、下电极功率为600W的电场中。
作为进一步的改进，控制轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面的时间为5分钟。
由于采用了以上技术方案，本发明通过使用含氟（F）的无机气体，如CHF3，SF6等，在射频电源激励下激发出F基等离子体，并且对产生的F基等离子体施加一定方向的电场，从而使F基等离子体具有一定方向的动能，轰击被刻蚀材料的表面，并且F基等离子体易与蓝宝石中的Al元素发生化学反应，生成易挥发的AlF3，保证了刻蚀表面的清洁。另一方面，由于F基的原子质量相比于BCl2 +低，轰击能量较低，不易对表面造成物理创伤和辐射损伤，从而即保证了良好的形貌修饰作用，又保证了尺寸在修饰过程中的相对稳定。另外，通过湿法腐蚀形成的图形化衬底通常都是圆弧形，如果有在此图形基础上，进行轮廓的修整，也可以使用本发明中所提及的方法。
附图说明
图1为根据本发明的用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法的流程图；
图2描述了实施例中使用F基刻蚀气体补刻之前异常的微观SEM图；
图3描述了实施例中使用F基刻蚀气体补刻之后的微观SEM图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本实施例给出一种用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，包括如下步骤：
提供F基等离子体；
针对F基等离子体施加预定方向的动能；
使F基等离子体自上而下地轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面达到预定时间，以使至少部分被刻蚀表面生成AlF3。
具体的讲，可以通过使用含氟（F）的无机气体，如CHF3，SF6等，在射频电源激励下激发出F基等离子体，并且对产生的F基等离子体施加一定方向的电场，从而使F基等离子体具有一定方向的动能，轰击被刻蚀材料的表面，并且F基等离子体易与蓝宝石中的Al元素发生化学反应，生成易挥发的AlF3，保证了刻蚀表面的清洁。
在发明的一个实施例中，在刻蚀设备中通入一定量的CHF3气体，流量25sccm，腔室压力保持在3mTorr，然后通过对F基等离子体施加预定方向的电场使F基等离子体具有预定方向的动能，例如将F基等离子体置于上电极功率为2400W、下电极功率为600W的电场中，控制刻蚀一定时间（本例中5分钟）。如图2描述了本实施例中使用F基刻蚀气体补刻之前异常的微观SEM图，图中左右两侧的圈中为残缺的不良现象；图3描述了实施例中使用F基刻蚀气体补刻之后的微观SEM图，对比观察可见拐角已基本消失，并且图形整体变瘦变矮、根部变宽，从而消除了图2中的不良现象。
由于F基的原子质量相比于BCl2 +低，轰击能量较低，不易对表面造成物理创伤和辐射损伤，从而即保证了良好的形貌修饰作用，又保证了尺寸在修饰过程中的相对稳定。另外，由于通过湿法腐蚀形成的图形化衬底通常都是圆弧形，如果有在此图形基础上进行轮廓的修整，也可以使用本发明中所提及的方法。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，其特征在于：包括如下步骤：
使用含氟无机气体在射频电源激励下激发产生F基等离子体，通入流量为25sccm；
针对所述的F基等离子体施加预定方向的动能；
使所述的F基等离子体自上而下地轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面达到预定时间，以使至少部分被刻蚀表面生成AlF3，轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面时的压力控制为3mTorr。
2.根据权利要求1所述的用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，其特征在于：所述的含氟无机气体包括CHF3和/或SF6。
3.根据权利要求1所述的用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，其特征在于：通过对所述的F基等离子体施加预定方向的电场使F基等离子体具有预定方向的动能。
4.根据权利要求3所述的用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，其特征在于：将所述的F基等离子体置于上电极功率为2400W、下电极功率为600W的电场中。
5.根据权利要求1所述的用于改善图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常的方法，其特征在于：控制轰击图形化蓝宝石衬底的底部刻蚀异常区域表面的时间为5分钟。
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Denomination of invention: Method for improving bottom etching anomaly of patterned sapphire substrate Effective date of registration: 20220215 Granted publication date: 20170405 Pledgee: CIC financing guarantee Haian Co.,Ltd. Pledgor: DURA-CHIP (NANTONG) Ltd. Registration number: Y2022320010071 |
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