CN109037402A - 图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，包括：将光刻胶涂布在蓝宝石衬底的表面；对蓝宝石衬底进行烘烤；对烘烤后的蓝宝石衬底进行冷却，在蓝宝石衬底上形成光刻掩膜；对光刻掩膜进行曝光处理；将曝光处理后的蓝宝石衬底进行第二次烘烤，第二次烘烤后对蓝宝石衬底进行第二次冷却；对蓝宝石衬底进行显影处理；将显影处理后的蓝宝石衬底进行第三次烘烤，将第三次烘烤后的蓝宝石衬底进行第三次冷却，对第三次冷却后的蓝宝石衬底进行显影后检测；对显影后检测的蓝宝石衬底进行第一次干法刻蚀；对第一次干法刻蚀后的蓝宝石衬底进行热退火处理；对热退火处理后的蓝宝石衬底进行二次干法刻蚀。通过本发明提供的方法可以提高刻蚀图形的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法。
背景技术
蓝宝石是光电产业极为重要的基础材料，广泛应用于微电子，光电子，光通讯和激光等诸多领域。蓝宝石晶体又是半导体LED照明最重要的产业化衬底。
在现有的GaN-LED结构中，从有源层发射出来的光经过LED内部全反射、吸收等损耗，最终从LED表面逸出的光不足5％，提高LED的出光效率成了众多学者的研究课题。PSS(Patterned Sapphire Substrate)是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。图形化蓝宝石衬底可以增加LED的光输出功率及发光效率。
但是通过现有的蓝宝石衬底的刻蚀工艺形成的图形化蓝宝石衬底，在图形的拐角处往往会产生折角等缺陷，刻蚀的精确度不好控制，导致刻蚀图形的一致性不好。
因此，亟待发明一种能够提高图形一致性、刻蚀精度高的蓝宝石衬底刻蚀工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，以解决现有技术中刻蚀表面粗糙以及图形一致性不好的缺点。
为了解决上述问题，本发明提出了一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，包括以下步骤：
提供一蓝宝石衬底；
将正性光刻胶涂布在所述蓝宝石衬底的表面，将涂布有所述正性光刻胶的所述蓝宝石衬底送至热板进行第一次烘烤，烘烤温度为90～110℃，烘烤时间为60～120s；
将第一次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第一次冷却，冷却时间为30～45s，在所述蓝宝石衬底表面形成膜层厚度为2.0～2.7um的光刻掩膜；
对第一次冷却后的所述蓝宝石衬底，控制曝光焦距为-0.3～0.3um之间，曝光时间为150～300ms，光刻版上图形直径为2.0um，对所述光刻掩膜进行曝光处理，将所述光刻版上的图形转移到所述光刻掩膜上；
将转移图形后的所述蓝宝石衬底送至所述热板进行第二次烘烤，烘烤温度为100～120℃，烘烤时间为60～120s；
将第二次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第二次冷却，冷却时间为30～45s；
将第二次冷却后的所述蓝宝石衬底放入显影设备中，对所述蓝宝石衬底表面喷淋负型显影液进行显影处理，其中，所述负型显影液在所述蓝宝石衬底表面保留时间为66～88s，使用有机冲洗剂对所述蓝宝石衬底表面进行冲洗38～57s，冲洗后对所述蓝宝石衬底进行旋干处理；
将旋干处理后的所述蓝宝石衬底送至所述热板进行第三次烘烤，烘烤温度为100～110℃，烘烤时间为72～108s；
将第三次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第三次冷却，冷却时间为40～60s；
对第三次冷却后的所述蓝宝石衬底进行显影后检测；
控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率为500W，BCl3流量为80～100sccm,Cl2流量为20～40sccm，对显影后检测的所述蓝宝石衬底进行第一次干法刻蚀；
控制腔体温度为380℃，氛围气体为N2，N2流量为130～150sccm，退火时间为200秒，对第一次干法刻蚀后的所述蓝宝石衬底进行热退火处理；
控制所述腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率由500W渐变增加至600W，BCl3流量为80～100sccm，Cl2流量由渐变增加至60sccm，对热退火处理后的所述蓝宝石衬底进行二次干法刻蚀。
进一步的，在将所述正性光刻胶涂布在所述蓝宝石衬底表面之前，还包括对所述蓝宝石进行清洗的步骤。
进一步的，在对所述蓝宝石衬底进行清洗的步骤中，具体采用以下方法进行清洗：
采用丙酮或异丙醇超声清洗所述蓝宝石衬底后，用去离子水冲洗，再用硫酸和双氧水的混合液加热清洗后，用去离子水冲洗。
进一步的，所述硫酸和双氧水的质量分数分别为98％和30％，所述硫酸和双氧水的体积比为3:1～4:1。
进一步的，所述光刻胶为AZ6130。
进一步的，在所述一次干法刻蚀和二次干法刻蚀的步骤中，均采用化学刻蚀和物理刻蚀同时进行的方法进行刻蚀。
进一步的，在所述一次干法刻蚀和所述二次干法刻蚀的步骤中，采用的刻蚀设备型号为ELEDE380E。
与现有技术相比，本发明提供的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，至少实现了如下的有益效果：
一、本发明在对蓝宝石衬底进行一次刻蚀之后，对蓝宝石衬底进行热退火处理，可以在一定程度上修复第一次干法刻蚀后的表面损伤；使刻蚀表面更加平整；
二、本发明对蓝宝石衬底进行两次刻蚀，可以进一步提高图形的精度和图形的一致性，使得通过本发明制成的芯片发光功率更高，漏电电流更小，抗静电能力更强。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明一种实施例提供的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法流程图；
图2是本发明另一种实施例提供的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例1：
本实施例提供了一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，用于对蓝宝石衬底进行更加精准的刻蚀，具有图形一致性好，刻蚀精度高的优点。如图1所示为图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法的流程图，该方法包括以下步骤：
S101:提供一蓝宝石衬底；
S102:将正性光刻胶涂布在蓝宝石衬底的表面，将涂布有正性光刻胶的蓝宝石衬底送至热板进行第一次烘烤，烘烤温度为90～110℃，烘烤时间为60～120s；
光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶两类，在经光照后变成可溶物质的为正性光刻胶，利用该性能，将光刻胶作涂层，就能在蓝宝石衬底表面刻蚀所需的电路图形。正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。
S103:将第一次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第一次冷却，冷却时间为30～45s，在蓝宝石衬底表面形成膜层厚度为2.0～2.7um的光刻掩膜；
S104:对第一次冷却后的蓝宝石衬底，控制曝光焦距为-0.3～0.3um之间，曝光时间为150～300ms，光刻版上图形直径为2.0um，对光刻掩膜进行曝光处理，将光刻版上的图形转移到光刻掩膜上；
S105:将转移图形后的蓝宝石衬底送至热板进行第二次烘烤，烘烤温度为100～120℃，烘烤时间为60～120s；
S106:将第二次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第二次冷却，冷却时间为30～45s；
S107:将第二次冷却后的蓝宝石衬底放入显影设备中，对蓝宝石衬底表面喷淋负型显影液进行显影处理，其中，负型显影液在蓝宝石衬底表面保留时间为66～88s，使用有机冲洗剂对蓝宝石衬底表面进行冲洗38～57s，冲洗后对蓝宝石衬底进行旋干处理；
S108:将旋干处理后的蓝宝石衬底送至热板进行第三次烘烤，烘烤温度为100～110℃，烘烤时间为72～108s；
S109:将第三次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第三次冷却，冷却时间为40～60s；
S110:对第三次冷却后的蓝宝石衬底进行显影后检测；
S111:控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率为500W，BCl3流量为80～100sccm,Cl2流量为20～40sccm，对显影后检测的蓝宝石衬底进行第一次干法刻蚀；
S112:控制腔体温度为380℃，氛围气体为N2，N2流量为130～150sccm，N2可以起到保护作用，退火时间为200秒，对第一次干法刻蚀后的蓝宝石衬底进行热退火处理；退火处理可以在一定程度上修复第一次干法刻蚀后的表面损伤。
S113:控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率由500W渐变增加至600W，BCl3流量为80～100sccm，Cl2流量由渐变增加至60sccm，对热退火处理后的蓝宝石衬底进行二次干法刻蚀。
需要说明的是，在第一次干法刻蚀和第二次干法刻蚀的过程中，均采用物理刻蚀和化学刻蚀同步进行的方法进行刻蚀。通过控制射频功率由500W渐变增加至600W，可以增强物理刻蚀，从而增大了刻蚀速率，同时使刻蚀表面的粗糙度变小，刻蚀表面更加平整；通过控制Cl2流量为40sccm渐变增加至60sccm，可以增大化学刻蚀，从而提高刻蚀速率，并使物理刻蚀增强，促使化学刻蚀和物理刻蚀达到平衡，刻蚀形貌以及图形尺寸的一致性更好。
同时，在步骤S111和步骤S113中，两次刻蚀的压强和温度均相同，可以使腔体的气氛保持稳定，使刻蚀过程中离子和原子的运动有序，有利于使刻蚀图形保持一致性；在两次刻蚀中，增大射频功率和Cl2流量，可以增强物理刻蚀和化学刻蚀，能够提高刻蚀速率，可以使刻蚀表面更平整。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，提供了一种优选的蓝宝石衬底的刻蚀方法，如图2所示为另一种蓝宝石衬底的刻蚀方法的流程图。该方法包括以下步骤：
S201：提供一蓝宝石衬底；
S202:采用丙酮或异丙醇超声清洗蓝宝石衬底后，用去离子水冲洗，再用硫酸和双氧水的混合液加热清洗后，用去离子水冲洗。其中，硫酸和双氧水的质量分数分别为98％和30％，硫酸和双氧水的体积比为3:1～4:1。
S203：将正性光刻胶涂布在蓝宝石衬底的表面，将涂布有正性光刻胶的蓝宝石衬底送至热板进行第一次烘烤，烘烤温度为90～110℃，烘烤时间为60～120s；
光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶两类，其中在光照后变成可溶物质的为正性光刻胶，利用该性能，将光刻胶作涂层，就能在蓝宝石衬底表面刻蚀所需的电路图形。正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。更具体的，本实施例采用型号为AZ6130的光刻胶。需要说明的是，光刻胶可以选择任意一种型号的正性光刻胶，本发明并不对光刻胶的型号做任何限定。
S204:将第一次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第一次冷却，冷却时间为30～45s，在蓝宝石衬底表面形成膜层厚度为2.0～2.7um的光刻掩膜；
S205:对第一次冷却后的蓝宝石衬底，控制曝光焦距为-0.3～0.3um之间，曝光时间为150～300ms，光刻版上图形直径为2.0um，对光刻掩膜进行曝光处理，将光刻版上的图形转移到光刻掩膜上；
S206:将转移图形后的蓝宝石衬底送至热板进行第二次烘烤，烘烤温度为100～120℃，烘烤时间为60～120s；
S207:将第二次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第二次冷却，冷却时间为30～45s；
S208:将第二次冷却后的蓝宝石衬底放入显影设备中，对蓝宝石衬底表面喷淋负型显影液进行显影处理，其中，负型显影液在蓝宝石衬底表面保留时间为66～88s，使用有机冲洗剂对蓝宝石衬底表面进行冲洗38～57s，冲洗后对蓝宝石衬底进行旋干处理；
S209:将旋干处理后的蓝宝石衬底送至热板进行第三次烘烤，烘烤温度为100～110℃，烘烤时间为72～108s；
S210：将第三次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第三次冷却，冷却时间为40～60s；
S211:对第三次冷却后的蓝宝石衬底进行显影后检测；
S212:控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率为500W，BCl3流量为80～100sccm,Cl2流量为20～40sccm，对显影后检测的蓝宝石衬底进行第一次干法刻蚀；在第一次干法刻蚀中，可以采用型号为ELEDE380E的刻蚀设备，但不仅限于该型号的刻蚀设备。
S213:控制腔体温度为380℃，氛围气体为N2，N2流量为130～150sccm，退火时间为200秒，对第一次干法刻蚀后的蓝宝石衬底进行热退火处理；N2可以起到保护作用，退火处理可以在一定程度上修复第一次干法刻蚀后的表面损伤。
S214:控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率由500W渐变增加至600W，BCl3流量为80～100sccm，Cl2流量由渐变增加至60sccm，对热退火处理后的蓝宝石衬底进行二次干法刻蚀。
需要说明的是，在第一次干法刻蚀和第二次干法刻蚀的过程中，均采用物理刻蚀和化学刻蚀同步进行的方法进行刻蚀。在第二次干法刻蚀中，通过控制射频功率由500W渐变增加至600W，可以增强物理刻蚀，从而增大了刻蚀速率，同时使刻蚀表面的粗糙度变小，刻蚀表面更加平整；通过控制Cl2流量为40sccm渐变增加至60sccm，可以增大化学刻蚀，从而提高刻蚀速率，并使物理刻蚀增强，促使化学刻蚀和物理刻蚀达到平衡，刻蚀形貌以及图形尺寸的一致性更好。另外，第二次干法刻蚀的温度和压强与第一次干法刻蚀的温度和压强相同，可以使各种离子、原子的运动有序，有利于使刻蚀图形保持一致性。
实施例3：
本实施例根据实施例1和实施例2提供的方法制作的样品P1，共形成2000片样品片P1，同时采用如下方法制作样品P2，共形成2000片样品P2进行对比。其中，制作样品P2的对比方法描述如下：
S301:提供一蓝宝石衬底；
S302:将正性光刻胶涂布在蓝宝石衬底的表面，将涂布有正性光刻胶的蓝宝石衬底送至热板进行第一次烘烤，烘烤温度为105℃，烘烤时间为60s；
S303:将第一次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第一次冷却，冷却时间为30s，在蓝宝石衬底表面形成膜层厚度为2.3um的光刻掩膜；
S304:对第一次冷却后的蓝宝石衬底，控制曝光焦距为-0.3～0.3um之间，曝光时间为200ms，光刻版上图形直径为2.0um，对光刻掩膜进行曝光处理，将光刻版上的图形转移到光刻掩膜上；
S305:将转移图形后的蓝宝石衬底送至热板进行第二次烘烤，烘烤温度为110℃，烘烤时间为60s；
S306:将第二次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第二次冷却，冷却时间为30s；
S307:将第二次冷却后的蓝宝石衬底放入显影设备中，对蓝宝石衬底表面喷淋负型显影液进行显影处理，其中，负型显影液在蓝宝石衬底表面保留时间为66～88s，使用有机冲洗剂对蓝宝石衬底表面进行冲洗38～57s，冲洗后对蓝宝石衬底进行旋干处理；
S308:将旋干处理后的蓝宝石衬底送至热板进行第三次烘烤，烘烤温度为100～130℃，烘烤时间为72～108s；
S309:将第三次烘烤后的蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第三次冷却，冷却时间为40～60s；
S310:对第三次冷却后的蓝宝石衬底进行显影后检测；
S311:控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率为500W，BCl3流量为80～100sccm,Cl2流量为20～40sccm，对显影后检测的蓝宝石衬底进行干法刻蚀。
从样品P1和样品P2中各任意挑出10片样品对刻蚀后的图形尺寸进行测量。
表格1：样品P1和样品P2的图形尺寸对比
通过该表中提供的数据可以看出，对于图形的底宽，样品P1的平均值为1.910，样品P2的平均值为1.930；样品P1的标准偏差为0.032，样品P2的标准偏差为0.091；样品P1的一致性为1.656；样品P2的一致性为4.692；
对于图形的高度，样品P1的平均值为2.745，样品P2的平均值为2.842；样品P1的标准偏差为0.016，样品P2的标准偏差为0.105；样品P1的一致性为0.601；样品P2的一致性为3.686。
综上，本发明提供的样品P1的图形尺寸的标准偏差值和一致性数值都明显小于对比方法制作的样品P2相对应的数值，说明本发明方法能够提高刻蚀后图形的尺寸一致性。
通过一步刻蚀工艺形成的图形化蓝宝石衬底，由于刻蚀精度和准确度不好控制，导致刻蚀图形一致性不好，并且在图形底部往往会产生折角等缺陷。本发明采用的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法中，采用两步干法刻蚀，同时通过工艺参数的调整与优化，使各个参数精确配合，有效控制刻蚀过程中的物理刻蚀和化学刻蚀，并使刻蚀速率达到最佳速率值，提高刻蚀后图形的尺寸一致性。
实施例4：
本实施例在实施例3的基础上，将样品P1和样品P2分别制作成芯片，分别得到样品芯片C1和样品芯片C2，利用点测机分别测试样品芯片C1和样品芯片C2的主要光电参数测试值。其中，主要光电参数测试值包括发光功率、在反向-5V下测试漏电流，在人体模式(HBM)2000V下的抗静电能力(ESD通过率)，具体测试结果见表格2：
表格2样品芯片C1和C2的主要光电参数测试值
通过表格2中的数据可得知，样品C1的发光功率明显大于样品C2的发光功率；样品C1的漏电电流也明显小于样品C2的漏电电流，样品C1的ESD通过率明显大于样品C2的ESD通过率。综上，采用本发明的方法制作的样品芯片C1的发光功率从高，漏电电流小，抗静电良率高。
其中，发光功率高以及漏电电流小的效果是由于采用本发明方法制作的图形衬底尺寸一致性好，图形缺陷密度少，从而图形衬底上生长的GaN基LED外延材料晶体质量更高，因此具有发光功率高、抗静电能力强的效果。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一蓝宝石衬底；
将正性光刻胶涂布在所述蓝宝石衬底的表面，将涂布有所述正性光刻胶的所述蓝宝石衬底送至热板进行第一次烘烤，烘烤温度为90～110℃，烘烤时间为60～120s；
将第一次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第一次冷却，冷却时间为30～45s，在所述蓝宝石衬底表面形成膜层厚度为2.0～2.7um的光刻掩膜；
对第一次冷却后的所述蓝宝石衬底，控制曝光焦距为-0.3～0.3um之间，曝光时间为150～300ms，光刻版上图形直径为2.0um，对所述光刻掩膜进行曝光处理，将所述光刻版上的图形转移到所述光刻掩膜上；
将转移图形后的所述蓝宝石衬底送至所述热板进行第二次烘烤，烘烤温度为100～120℃，烘烤时间为60～120s；
将第二次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第二次冷却，冷却时间为30～45s；
将第二次冷却后的所述蓝宝石衬底放入显影设备中，对所述蓝宝石衬底表面喷淋负型显影液进行显影处理，其中，所述负型显影液在所述蓝宝石衬底表面保留时间为66～88s，使用有机冲洗剂对所述蓝宝石衬底表面进行冲洗38～57s，冲洗后对所述蓝宝石衬底进行旋干处理；
将旋干处理后的所述蓝宝石衬底送至所述热板进行第三次烘烤，烘烤温度为100～110℃，烘烤时间为72～108s；
将第三次烘烤后的所述蓝宝石衬底送至23℃的冷盘进行第三次冷却，冷却时间为40～60s；
对第三次冷却后的所述蓝宝石衬底进行显影后检测；
控制腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率为500W，BCl3流量为80～100sccm,Cl2流量为20～40sccm，对显影后检测的所述蓝宝石衬底进行第一次干法刻蚀；
控制腔体温度为380℃，氛围气体为N2，N2流量为130～150sccm，退火时间为200秒，对第一次干法刻蚀后的所述蓝宝石衬底进行热退火处理；
控制所述腔体压强为0.9～1Pa，温度为60～80℃，刻蚀功率为2500W，射频功率由500W渐变增加至600W，BCl3流量为80～100sccm，Cl2流量由渐变增加至60sccm，对热退火处理后的所述蓝宝石衬底进行二次干法刻蚀。
2.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，
在将所述正性光刻胶涂布在所述蓝宝石衬底表面之前，还包括对所述蓝宝石进行清洗的步骤。
3.根据权利要求2所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，在对所述蓝宝石衬底进行清洗的步骤中，具体采用以下方法进行清洗：
采用丙酮或异丙醇超声清洗所述蓝宝石衬底后，用去离子水冲洗，再用硫酸和双氧水的混合液加热清洗后，用去离子水冲洗。
4.根据权利要求3所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水的质量分数分别为98％和30％，所述硫酸和双氧水的体积比为3:1～4:1。
5.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述光刻胶为AZ6130。
6.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，在所述一次干法刻蚀和二次干法刻蚀的步骤中，均采用化学刻蚀和物理刻蚀同时进行的方法进行刻蚀。
7.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，在所述一次干法刻蚀和所述二次干法刻蚀的步骤中，采用的刻蚀设备型号为ELEDE380E。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113223937A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-06 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 检测barc热板烘烤形成的挥发物的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101207063A (zh) * | 2006-12-18 | 2008-06-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 浅沟槽隔离的形成方法 |
| CN102129971A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-07-20 | 长治虹源科技晶体有限公司 | 图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法和系统 |
| CN102157629A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-08-17 | 长治虹源科技晶体有限公司 | 图形化蓝宝石衬底的制作方法 |
| CN102456545A (zh) * | 2010-10-21 | 2012-05-16 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 图形化衬底的刻蚀方法 |
| CN103531467A (zh) * | 2012-07-02 | 2014-01-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件及其形成方法 |
| CN105405811A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-16 | 海迪科（南通）光电科技有限公司 | 一种蓝宝石衬底制作工艺 |
| CN105676589A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-15 | 南京京晶光电科技有限公司 | 一种采用刻蚀工艺在基材表面加工cd纹的方法 |
-
2018
- 2018-07-25 CN CN201810824992.8A patent/CN109037402A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101207063A (zh) * | 2006-12-18 | 2008-06-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 浅沟槽隔离的形成方法 |
| CN102456545A (zh) * | 2010-10-21 | 2012-05-16 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 图形化衬底的刻蚀方法 |
| CN102129971A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-07-20 | 长治虹源科技晶体有限公司 | 图形化蓝宝石衬底的刻蚀方法和系统 |
| CN102157629A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-08-17 | 长治虹源科技晶体有限公司 | 图形化蓝宝石衬底的制作方法 |
| CN103531467A (zh) * | 2012-07-02 | 2014-01-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件及其形成方法 |
| CN105405811A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-16 | 海迪科（南通）光电科技有限公司 | 一种蓝宝石衬底制作工艺 |
| CN105676589A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-15 | 南京京晶光电科技有限公司 | 一种采用刻蚀工艺在基材表面加工cd纹的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 叶志镇等: "《半导体薄膜技术与物理》", 30 September 2008 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113223937A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-06 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 检测barc热板烘烤形成的挥发物的方法 |
| CN113223937B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-08-16 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 检测barc热板烘烤形成的挥发物的方法 |
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