專利名稱：用于形成具有粗糙表面的發(fā)光二極管的光學(xué)對準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光刻術(shù)中的光學(xué)對準(zhǔn)，并且尤其涉及當(dāng)制造有粗糙表面的發(fā)光二 極管(LED)時進(jìn)行光學(xué)對準(zhǔn)的方法。
背景技術(shù)：
LED被用于各種照明應(yīng)用(如全色顯示器、燈、交通燈等等)，并且隨著LED技術(shù)的 改進(jìn)和LED成本的降低而不斷找到更多的應(yīng)用。LED是用光刻技術(shù)制造的，光刻技術(shù)包含使用對準(zhǔn)方法以對準(zhǔn)LED結(jié)構(gòu)的相鄰層。 許多LED包含粗糙的上表面，表面粗糙度可與由LED產(chǎn)生的光的波長相比較。該粗糙表面 能使若不是粗糙表面時被全內(nèi)反射攔截的光離開LED結(jié)構(gòu)，從而增加LED的光輸出。雖然該粗糙表面改進(jìn)LED的光輸出，但它也干擾對準(zhǔn)成像。光刻術(shù)要求在已有層 與后續(xù)層之間精確的對準(zhǔn)。對準(zhǔn)通常是用基于對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)或叫“對準(zhǔn)標(biāo)記”的模式識別技術(shù) 實施的。在較佳的情況中，如在美國專利No. 5，621，813中所描述的，分別與晶片及十字線 (掩模)關(guān)聯(lián)的晶片及十字線對準(zhǔn)標(biāo)記的像由機器視覺系統(tǒng)(MVQ捕獲。通常，可見波長光 被用于對準(zhǔn)成像。對準(zhǔn)標(biāo)記像被顯示以便操作員能夠檢驗相對的對準(zhǔn)。對準(zhǔn)標(biāo)記的相對位 置被用于調(diào)整晶片與光刻系統(tǒng)的十字線的相對位置，直到它們的對準(zhǔn)被建立為止。遺憾的是，LED的粗糙表面散射成像光并使被用來實現(xiàn)對準(zhǔn)的MVS像(或衍射信 號)的質(zhì)量惡化。因此，當(dāng)用光刻技術(shù)制造、當(dāng)這些LED有干擾對準(zhǔn)標(biāo)記成像的變粗糙的表 面時，需要用于進(jìn)行對準(zhǔn)的改進(jìn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面是一種當(dāng)光刻制造LED時進(jìn)行晶片對準(zhǔn)的方法。該方法包含在晶片 上形成至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記。該方法還包含在晶片對準(zhǔn)標(biāo)記上或上方形成粗糙晶片表 面，該粗糙表面有均方根(冊幻表面粗糙度os。該方法還包含以具有波長λ A的對準(zhǔn)光照 射該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記，該波長λ Α是在從約2 σ s到8 σ s的范圍內(nèi)。該方法還包含用 從該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記反射的對準(zhǔn)光，形成并檢測該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的像。該 方法還再包含把被檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。本發(fā)明另一方面是一種當(dāng)光刻制造LED時對準(zhǔn)晶片的方法。該方法包含在晶片上 形成至少一個具有RMS表面粗糙度％的變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記。該方法還包含以具有波長λΑ 的對準(zhǔn)光使至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λ Α是在從約2 ο s到8 σ s的范圍 內(nèi)。該方法還包含把檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。本發(fā)明另一方面是一種在具有關(guān)聯(lián)的LED波長λ LED及LED結(jié)構(gòu)的LED上形成至 少一個電接觸的方法。該方法包含在LED結(jié)構(gòu)的上表面上形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記。該方法還包 含使包含晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的LED結(jié)構(gòu)上表面變粗糙，從而形成變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記，該上 表面和變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記具有表面粗糙度。該方法另外包含以具有波長λΑ的對準(zhǔn) 光使至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λ Α是如下至少之一 a)在從約2 ο s到約8 σ s的范圍內(nèi)；b)在從約1 μ m到約2 μ m的范圍內(nèi)；和c)在從2 λ LED到約8 λ LED的范圍 內(nèi)。該方法還包含把被檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)，并在LED結(jié)構(gòu)的上 表面上形成至少一個電接觸。本發(fā)明另外的特征及優(yōu)點將在下面的詳細(xì)描述中闡明，且對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員 從該描述部分地是容易明白的或經(jīng)過實踐這里描述的包含下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以 及附圖的本發(fā)明而被認(rèn)識。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般描述及下面的詳細(xì)描述兩者給出的本發(fā)明的實施例，都旨 在提供概述和框架，以便了解本發(fā)明如在它的權(quán)利要求書所要求的性質(zhì)和特征。所包含的 附圖在于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步了解，并被本說明書引用和構(gòu)成本說明書的一部分。附圖 示出本發(fā)明的各個實施例，并與該描述一起用以解釋本發(fā)明的原理和操作。


圖IA是基于氮化鎵(GaN)的LED例子的示意斷面圖，并示出在p_GaN層上的粗糙 上表面，光是通過該層離開的；圖IB是該LED結(jié)構(gòu)一部分的近視圖，表明在p_GaN層頂上的透明導(dǎo)電層，該透明 導(dǎo)電層也有可與下面層相比較的粗糙度的表面；圖IC除透明導(dǎo)電層的頂表面是平的之外，與圖IB類似；圖2是用于形成LED的光刻系統(tǒng)例子的示意圖，且該系統(tǒng)包含通過透鏡式 (through-the-lens,TTL)光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)例子，該通過透鏡式光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)適合于實現(xiàn)按照 本發(fā)明方法的光學(xué)對準(zhǔn)；圖3是晶片例子的平面圖，以近視插圖表明曝光場例子，還示出完全的和精細(xì)的 晶片對準(zhǔn)標(biāo)記；圖4A是十字線對準(zhǔn)標(biāo)記例子的平面圖；圖4B是晶片對準(zhǔn)標(biāo)記例子的平面圖；圖4C是十字線與晶片對準(zhǔn)標(biāo)記重疊像例子的平面圖，其中該兩個標(biāo)記由于十字 線與晶片未對準(zhǔn)而不重合；圖4D與圖4C類似，但表明的例子是由于十字線與晶片對準(zhǔn)，十字線和對準(zhǔn)標(biāo)記的 像是正好重疊的；圖5A是晶片頂部的示意斷面圖，表明有對準(zhǔn)標(biāo)記在其中形成的LED結(jié)構(gòu)的粗糙表 面，表明為何在現(xiàn)有技術(shù)的對準(zhǔn)方法中，對準(zhǔn)光被散射，所以當(dāng)進(jìn)行晶片對準(zhǔn)時剩下的反射 光不足以形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記像；和圖5B與圖5A類似，但表明本發(fā)明對準(zhǔn)方法中的對準(zhǔn)光波長有強的反射光分量，足 以形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的像并適合進(jìn)行晶片對準(zhǔn)。
具體實施例方式現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例，實施例的各例子在附圖中示出。只要 可能，相同的或類似的參考數(shù)字和符號在全部圖中被用于指相同的或類似的部分。術(shù)語 “在...上方”和“在...下面”是便于描述的相對術(shù)語，并不企圖作嚴(yán)格的限制。圖IA是基于氮化鎵(GaN) LED結(jié)構(gòu)的LED 10例子的示意斷面圖。Ga基LED例子在美國專利No. 6，455，877和7，259，399及7，436，001中描述，本文引用這些專利以供參 考。本發(fā)明不限于( 基LED，而是針對使用晶片基制造工藝形成的任何類型的LED，其中， 粗糙表面之上或之下的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記必須被成像以實現(xiàn)晶片對準(zhǔn)。這里“晶片”是指用于 支持LED 10的制造的任何基底。在某些情形中，術(shù)語“晶片”是指基底加上在形成LED時 添加到基底上的另外的處理層。包括少于完整工作LED的LED 10的各部分，一般統(tǒng)稱“LED 結(jié)構(gòu)”。LED 10包含有表面22的基底20。用于基底20的材料例子包含藍(lán)寶石、SiC、GaN Si等等。被放置在基底20頂上的是GaN多層結(jié)構(gòu)30，它包含η摻雜的GaN層(“n-GaN 層”)40和有表面52的ρ摻雜的GaN層(“p_GaN層”)50。該n_GaN層40和ρ-GaN層50 把激活層60夾在當(dāng)中，以n-GaN層鄰接基底20。在其他( 基LED的實施例中，GaN多層結(jié) 構(gòu)30被顛倒，使ρ-GaN層50鄰接基底20。激活層60例如包括多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，諸如 無摻雜的fe^nN/GaN超晶格。GaN多層結(jié)構(gòu)30由此定義p-η結(jié)?；妆砻?2上包含有圖 形的反射層70。有于有圖形的反射層70的節(jié)距例子在約3微米到約6微米之間。在實施例例子中，透明導(dǎo)電層(TCL) 76被形成在GaN多層結(jié)構(gòu)30的頂上(例如， 通過涂敷整個晶片)，如在圖IB的近視圖中所示，該圖表明LED結(jié)構(gòu)的上部。注意，來自下 面p-GaN層50的表面52的表面粗糙度如何出現(xiàn)在TCL表面78上。圖IC與圖IB類似，但表明TCL表面78是平的。下面的討論為易于圖解及解釋， 所參照的LED 10例子不包含TCL 76，雖然它也能夠包含TCL。再次參考圖1A，LED 10還包含形成在GaN多層結(jié)構(gòu)30中的傾斜部分80，這里該 傾斜部分包含傾斜表面82。傾斜部分80形成n-GaN層40的暴露表面42，該暴露表面42 起支承兩個電接觸90之一即η接觸90η的凸臺作用。η接觸材料例子包含Ti/Au、Ni/Au、 Ti/Al或它們的組合。另一個電接觸90是ρ接觸90p，它被布置在p-GaN表面52上。ρ接 觸材料例子包含Ni/Au和Cr/Au。距離Dl例子是約4微米，而距離D2例子是約1. 4微米。 LED 10例子通常是ImmX Imm見方并被設(shè)計成發(fā)射波長λ LED的光。在LED 10實施例例子中，表面42、52和82構(gòu)成粗糙表面92各部分。粗糙表面92 如在下面更詳細(xì)的討論，例如可以用等離子蝕刻整個晶片形成。在此，“粗糙”或“變粗糙的” 被理解成隨機地或準(zhǔn)隨機地被賦予某種結(jié)構(gòu)到一定程度，以致它干擾晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的光學(xué) 成像。用等離子蝕刻形成在粗糙表面92上的表面特征的高度例子約500nm，它非常接近大 部分現(xiàn)有技術(shù)MVS對準(zhǔn)工具中使用的520nm成像波長。在一個實施例例子中，粗糙表面92 有均方根(RMS)粗糙度σ s，該粗糙度σ s為了優(yōu)化LED的光輸出，由LED輸出波長λ LED確 定。在一個例子中，該RMS粗糙度ο s大致是支承粗糙表面92的層中LED波長λ LED的0. 5 到1.0倍，而該層有折射率η。因此，在一個實施例例子中，該RMS表面粗糙度Os在從約 0. 5 λ LED/n到約λ LED/n的范圍內(nèi)，這里η是介質(zhì)例如p-GaN層50的折射率，對p-GaN層50， η在約470nm波長上約為2. 5。在另一個實施例例子中，RMS表面粗糙度σ s是在約λ ./η 到約之間。注意，在TCL 76被使用的情形下，該層或者能夠被直接變粗糙(例如經(jīng)由前述的 等離子蝕刻)或者能夠基本上均勻地被淀積在已有的粗糙表面92頂上使它的表面78也變 粗糙(圖1Β)。此時，晶片對準(zhǔn)標(biāo)記可以駐留在最上面(透明)的TCL表面78之下。在此 情況下，TCL表面78也可以是平面的，這樣主散射表面是粗糙表面92(圖1C)。
光學(xué)對準(zhǔn)圖2是光刻系統(tǒng)100例子的示意圖，該系統(tǒng)包含“通過透鏡式”光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150。 光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)例子被公開在美國專利No. 5，402，205和5，621，813中，本文引用這些專利以 供參考。笛卡爾χ-γ-ζ坐標(biāo)被畫出供參考。光刻系統(tǒng)100沿系統(tǒng)軸Al包含照明器106、十字線臺110、投影透鏡120和可移動 晶片臺130。十字線臺110支承有表面114的十字線112，表面114有在其上形成的十字圖 形115和十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116(亦見圖4A)。晶片臺130支承有上表面134的晶片132(如 基底20)，該上表面134有形成在其上的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136(見圖4B)。在一個實施例例子 中，晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136可以是衍射式的。在下面的例子中，晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136為圖解的原因 被假定為非衍射式的。圖3是晶片132例子的平面圖，該晶片132有用于完全對準(zhǔn)(global alignment) 的完全對準(zhǔn)標(biāo)記136G，以及與曝光場EF關(guān)聯(lián)并用于精細(xì)對準(zhǔn)的精細(xì)晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136F(見 近視插圖)。注意，在所示例子中，晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136的兩種類型都駐留在曝光場EF之間或 鄰近曝光場EF的劃線區(qū)137中。當(dāng)來自照明器106的光108照射十字線112和在其上的圖形115時，該圖形經(jīng)由投 影透鏡120在選擇的曝光場之上被成像在晶片表面134上。圖形115包含對準(zhǔn)圖形115W， 用于形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136。晶片表面134通常用光敏材料諸如光刻膠(未畫出)涂敷，這 樣，十字線圖形115能夠被記錄并傳遞至晶片132。晶片132如上所述，通常包含形成LED 10的LED結(jié)構(gòu)的許多不同層。典型的晶片 132被用于形成相對大量(如上千個)的LED，每一裝置層以分步重復(fù)或掃描方式被形成， 然后一起處理。因此，在對不同曝光場EF使十字線圖形115成像在晶片表面134上之前， 十字線圖形必須適當(dāng)?shù)嘏c先前形成的層對準(zhǔn)，并且尤其是與先前形成的曝光場對準(zhǔn)。這是 通過使用一個或多個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136和對準(zhǔn)參考，使晶片132相對于十字線112對準(zhǔn)而 實現(xiàn)的，在光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150中該對準(zhǔn)參考是一個或多個十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116。再次參考圖2，光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150例子包含沿光軸A2布置的光源152，且該光源發(fā) 射波長λ 4的對準(zhǔn)光153。光束分束器IM被布置在軸Α2和垂直軸A3之間的交點。透鏡 156和折疊反射鏡158沿軸A3布置。折疊反射鏡158使軸A3折疊以形成平行于光刻系統(tǒng) 軸Al的軸Α4。軸Α4通過十字線112、通過投影透鏡120向前并到達(dá)晶片132。光學(xué)對準(zhǔn)系 統(tǒng)150還包含沿軸A3布置的像傳感器160，它在透鏡156和折疊反射鏡158的相反一側(cè)與 光束分束器巧4相鄰。像傳感器160被電連接到像處理單元164，該像處理單元被構(gòu)造成處 理被像傳感器160捕獲的數(shù)字像。像處理單元164被電連接到顯示器單元170并且還連接 到可移動晶片臺130。在光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150的操作中，來自光源152的對準(zhǔn)光153沿軸Α2傳播并被光束 分束器IM沿軸A3反射到透鏡156。對準(zhǔn)光153傳播通過透鏡156并被折疊反射鏡158反 射，以傳播通過十字線112和投影透鏡120并照射包含晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136的晶片表面134 的部分。對準(zhǔn)光153的一部分153R被從晶片表面132和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136反射，并往回傳 播通過投影透鏡和通過十字線112，并且尤其是通過十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116。在晶片對準(zhǔn)標(biāo)記 136是衍射式的情形下，來自晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的衍射光被收集。投影透鏡120與透鏡156的組合，用反射光153R在像傳感器160上形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136和十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116疊加的像(見圖4C)。這里十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116是用作為 對準(zhǔn)參考。在其它類型的光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)諸如離軸系統(tǒng)中，該對準(zhǔn)參考是根據(jù)光刻系統(tǒng)各基 準(zhǔn)點校準(zhǔn)的對準(zhǔn)系統(tǒng)光軸。像傳感器160產(chǎn)生代表被捕獲數(shù)字像的電信號Sl并把它發(fā)送到像處理單元164。 像處理單元164適合(例如，經(jīng)由裝入計算機可讀媒體諸如儲存器單元165中的像處理軟 件)對被接收的數(shù)字像進(jìn)行像處理。尤其是，像處理單元164適合對疊加的晶片和十字線 對準(zhǔn)標(biāo)記像進(jìn)行模式識別，以便測量它們的相對位移并產(chǎn)生對應(yīng)的臺控制信號S2，該信號 S2被發(fā)送到晶片臺130。像處理單元164還把像信號S3發(fā)送到顯示器單元170以顯示疊 加的晶片和十字線對準(zhǔn)標(biāo)記的像。晶片臺130響應(yīng)臺控制信號S2而在X、Y平面中(如有必要，為聚焦的目的，還沿Z 方向)移動，直到十字線和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記116和136的像被對準(zhǔn)(即正好重疊)，指示十字 線112和晶片132的恰當(dāng)對準(zhǔn)。圖4C表明十字線和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記116和136的重疊像的 例子，其中該兩個對準(zhǔn)標(biāo)記像由于未對準(zhǔn)而不重合。圖4D表明十字線和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記116 和136的重疊像例子，其中該兩個對準(zhǔn)標(biāo)記像經(jīng)由像處理單元164和可移動晶片臺130的 反饋操作而被對準(zhǔn)(即正好重疊)。各個LED 10在晶片132上的位置常常精確到數(shù)納米。諸如光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150的 對準(zhǔn)系統(tǒng)，通常是對少數(shù)的前述完全對準(zhǔn)標(biāo)記136G的(通常是3-5個標(biāo)記)進(jìn)行識別和定 位。該信息連同通過像處理單元164中的對準(zhǔn)算法提供的其他信息，能使該像處理單元計 算笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)和每一個別曝光場EF在晶片132上的位置。這種類型的對準(zhǔn)系統(tǒng)被稱 為增強的完全對準(zhǔn)(Enhanced Global Alignment)或EGA。這種方案能夠調(diào)節(jié)坐標(biāo)系統(tǒng)的 線性校正(即，X及Y中的線性放大項和兩個坐標(biāo)系統(tǒng)之間的旋轉(zhuǎn)角)。如在圖5A的示意圖中所示，現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)和方法，難以使晶片對準(zhǔn)標(biāo) 記136在諸如粗糙表面92的粗糙表面上成像或通過粗糙表面成像，因為入射的對準(zhǔn)光153 被瑞利散射所散射，形成散射光153S。這樣剩下非常少的殘留反射光153R用于形成晶片對 準(zhǔn)標(biāo)記136的像。在瑞利散射中，總的散射功率Ps按Ps a6/ λ 4變化，這里a是散射粒子 的尺寸而λ是入射光的波長。對于LED 10，a的值代表粗糙表面92的粗糙度大小從而對 應(yīng)于RMS表面粗糙度σ s。σ s的值通常被選擇以優(yōu)化波長λ LED的LED光的光分出，從而不犧牲LED輸出的 改進(jìn)就不能被減小。這樣當(dāng)對準(zhǔn)波長λ A與σ s的值相同或接近時，導(dǎo)致形成在粗糙表面92 上或之下的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136基本上是不可見的。這樣的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136在下文被稱為 “變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記”并有與粗糙表面92相同或基本上相同的粗糙度。變粗糙的晶片 對準(zhǔn)標(biāo)記136使它如果不是不可能，也是難以把ρ接觸90p和η接觸90η放置在LED結(jié)構(gòu) 上它們的恰當(dāng)位置中。本發(fā)明認(rèn)識到，當(dāng)嘗試形成至少一個電接觸90時，對準(zhǔn)能力的惡化是由瑞利散射 引起的?，F(xiàn)在參考圖5B的示意圖，本發(fā)明使用的對準(zhǔn)波長λ A減少來自變粗糙的晶片對準(zhǔn) 標(biāo)記136的散射光153S的量，因此有更多的反射光153R。這改善光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150的對準(zhǔn) 能力，用于在粗糙表面92上恰當(dāng)?shù)匦纬梢粋€或多個對準(zhǔn)的電接觸90。對有約250nm到約 500nm的σ s的( 基LED 10例子，通過例如把對準(zhǔn)波長λ Α從500nm(500nm是在典型的現(xiàn) 有技術(shù)對準(zhǔn)波長入4的范圍內(nèi))增加到1000nm(l μ m)，散射光153S的量被減小16倍。在本發(fā)明一個實施例例子中，對準(zhǔn)波長入4是在從約Iym和約2μπι范圍內(nèi)。在另一個實施 例例子中，對準(zhǔn)波長入4是在從約2os到約8(^范圍內(nèi)。在另一個實施例例子中，對準(zhǔn)波 長λ Α是在從約2 λ LED到約8 λ ,ED范圍內(nèi)。被使用的對準(zhǔn)波長λ 4落在減小瑞利散射效應(yīng)和減小分辨變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記 136的能力之間的平衡點。如果對準(zhǔn)波長長，則光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150的分辨能力被減 小。相反，如果對準(zhǔn)波長λΑ太短，瑞利散射的效應(yīng)不被充分地減小。此外，慣用的像傳感器 160(以及透鏡156)在小于約2 μ m波長上往往會最佳操作。透鏡156被設(shè)計成與投影透鏡 120 —起工作，以便疊加的十字線和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的像的焦點是在像傳感器160上。然而， 在光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)150是離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)(即沒有光路通過投影透鏡120)的情形下，透鏡156 被設(shè)計成成像透鏡，它把十字線和晶片對準(zhǔn)標(biāo)記116和136成像在像傳感器160上。因此，本發(fā)明的方法例子包含光刻形成一個或多個LED 10并包含在晶片上形成 至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136，然后在晶片對準(zhǔn)標(biāo)記上或上方形成粗糙晶片表面，其中該粗糙 表面有RMS表面粗糙度os。該方法還包含以具有波長λ 4的對準(zhǔn)光153照射該至少一個 晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136，該波長λ Α是在從約2 σ s到約8 σ s的范圍內(nèi)，然后在像傳感器160上形 成并檢測被照射的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的像。用于形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記像的光，是從該至少一個晶 片對準(zhǔn)標(biāo)記反射的對準(zhǔn)光153所形成的反射光153R。該方法然后包含把被檢測的該至少一 個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的像與對準(zhǔn)參考(如十字線對準(zhǔn)標(biāo)記116)進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。本發(fā)明的另一個方法例子是一種當(dāng)光刻形成LED 10時當(dāng)在該LED結(jié)構(gòu)上形成至 少一個電接觸90時對準(zhǔn)晶片132的方法。該方法包含在晶片132上形成至少一個具有RMS 表面粗糙度的變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記，然后以具有波長對準(zhǔn)光(如被反射的對準(zhǔn)光 153R)使該至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λ Α是在從約2 σ s到約8 ο s的范 圍內(nèi)。該方法然后包含把被檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。該方法然后包 含根據(jù)建立的對準(zhǔn)在LED上形成至少一個電接觸90。在一個例子中，ρ接觸90p和η接觸 90η兩者均被形成。本發(fā)明的另一個方法例子包含當(dāng)光刻形成LED 10時形成至少一個電接觸90。該 方法包含在該LED結(jié)構(gòu)的上粗糙表面92上形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136。該方法然后包含使其上 包含晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的LED結(jié)構(gòu)的上表面92變粗糙，從而形成變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記，該變 粗糙的上表面92和變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記136具有表面粗糙度os。該方法還包含以具有 波長λ A的對準(zhǔn)光使該至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長入4是如下至少之一 a)在從約2 σ s到約8 σ s的范圍內(nèi)；b)在從約1 μ m到約2 μ m的范圍內(nèi)；和c)在從約2 λ ■ 到約的范圍內(nèi)。該方法然后包含把檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)， 和在LED結(jié)構(gòu)上表面(如p-GaN層50或在表面78頂上的TCL76)上形成至少一個電接觸 90 (如ρ接觸90p)。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，能夠?qū)Ρ景l(fā)明作各種修改和變化而不偏離本發(fā)明 的精神和范圍。因此可以認(rèn)為，本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的這些修改和變化，只要它們落在所附權(quán) 利要求書及其等價敘述的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種當(dāng)光刻制造發(fā)光二極管LED時進(jìn)行晶片對準(zhǔn)的方法，包括 在該晶片上形成至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記；在該晶片對準(zhǔn)標(biāo)記上或上方形成粗糙的晶片表面，該粗糙表面有均方根RMS表面粗糙&以具有波長λ Α的對準(zhǔn)光照射該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記，該波長λ Α在從約2 σ s到約 8os的范圍內(nèi)；用從該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記反射的對準(zhǔn)光，形成并檢測該至少一個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的 像；和把被檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括根據(jù)被建立的晶片對準(zhǔn)，在該粗糙表面上形成至少一個 電接觸。
3.權(quán)利要求1的方法，其中os是下列范圍至少之一，這里η是粗糙表面在其上形成的 層的折射率i)從約 2 λ LED 到約 8 λ ,ED ； )從約 0. 5 λ LED/n 到約 λ LED/n ；和 iii)從約到約λ_。
4.權(quán)利要求1的方法，包含用十字線對準(zhǔn)標(biāo)記作為對準(zhǔn)參考，和形成十字線對準(zhǔn)標(biāo)記 像與晶片對準(zhǔn)標(biāo)記像的疊加。
5.權(quán)利要求1的方法，其中該對準(zhǔn)光波長入4是在從約Iym到約2μπι的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中形成粗糙表面包括進(jìn)行該晶片的等離子蝕刻。
7.權(quán)利要求1的方法，還包括用多個晶片對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行增強的完全對準(zhǔn)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中該粗糙表面是在如下至少之一上被形成的a)P-GaN層；和 b)在透明導(dǎo)電層上或之下。
9.一種當(dāng)光刻制造發(fā)光二極管LED時對準(zhǔn)晶片的方法，包括在晶片上形成至少一個具有均方根RMS表面粗糙度ο s的變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記； 以具有波長λ A的對準(zhǔn)光使該至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λΑ是在從 約20 s到約Sos的范圍內(nèi)；和把檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中該對準(zhǔn)參考包含十字線對準(zhǔn)標(biāo)記。
11.權(quán)利要求9的方法，還包括用等離子蝕刻形成該至少一個變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記。
12.權(quán)利要求9的方法，其中該變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記駐留在透明導(dǎo)電層之下。
13.權(quán)利要求9的方法，還包括根據(jù)已建立的晶片對準(zhǔn)在晶片上形成至少一個電接觸。
14.權(quán)利要求9的方法，其中λ■是將要被該LED發(fā)射的光的波長，η是支承該至少一 個變粗糙對準(zhǔn)標(biāo)記的層的折射率，且其中03是如下至少之一 a)在從約λ·/η到約λ· 的范圍內(nèi)，和b)在從約(0. 5) λ LED/n到約λ LED/n的范圍內(nèi)。
15.權(quán)利要求9的方法，其中該對準(zhǔn)光波長λΑ是是在從約Iym到約2μπι的范圍內(nèi)。
16.權(quán)利要求9的方法，其中該已建立的晶片對準(zhǔn)包括增強的完全對準(zhǔn)。
17.—種在發(fā)光二極管LED上形成至少一個電接觸的方法，該LED有關(guān)聯(lián)的LED波長 λ·和LED結(jié)構(gòu)，該方法包括在該LED結(jié)構(gòu)的上表面上形成晶片對準(zhǔn)標(biāo)記；使包含該晶片對準(zhǔn)標(biāo)記的LED結(jié)構(gòu)的上表面變粗糙，由此形成變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo) 記，該上表面和變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記有表面粗糙度σ s ；以具有波長λ A的對準(zhǔn)光使該至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λΑ是如下 至少之一 a)在從約2 ο s到約8 ο s的范圍內(nèi)；b)在從約1 μ m到約2 μ m的范圍內(nèi)；和c) 在從約2 λ LED到約8 λ LED的范圍內(nèi)；把檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)；和 在LED結(jié)構(gòu)上表面上形成至少一個電接觸。
18.權(quán)利要求17的方法，其中該LED結(jié)構(gòu)上表面是p-GaN層的上表面，而該至少一個電 接觸是P接觸。
19.權(quán)利要求17的方法，其中使LED結(jié)構(gòu)的上表面變粗糙包含進(jìn)行等離子蝕刻。
20.權(quán)利要求17的方法，其中建立晶片對準(zhǔn)包含在檢測的像和對準(zhǔn)參考上進(jìn)行模式識 別，并移動該晶片被檢測的像與對準(zhǔn)參考對準(zhǔn)為止。
全文摘要
用于形成具有粗糙表面的發(fā)光二極管的光學(xué)對準(zhǔn)方法。一種當(dāng)用光刻制造發(fā)光二極管LED時對準(zhǔn)晶片的方法。該方法包含在晶片上形成至少一個具有均方根RMS表面粗糙度σS的變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記。該變粗糙的對準(zhǔn)標(biāo)記是由于進(jìn)行等離子蝕刻使晶片對準(zhǔn)標(biāo)記駐留在其上的LED表面變粗糙而形成的。該方法還包含以具有波長λA的對準(zhǔn)光使該至少一個變粗糙的晶片對準(zhǔn)標(biāo)記成像，該波長λA是在從約2σS到8σS的范圍內(nèi)。該方法還包含把檢測的像與對準(zhǔn)參考進(jìn)行比較以建立晶片對準(zhǔn)。一旦晶片對準(zhǔn)被建立，p接觸和n接觸能夠被形成在LED上表面上它們的適當(dāng)位置中。
文檔編號G03F7/20GK102087479SQ20101056708
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者A·M·霍利魯克, K·蓋延, R·赫西赫, W·弗拉克 申請人:超科技公司