將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，其步驟是：在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆加工；在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程；在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層的蝕刻；在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石的蝕刻；采用藍(lán)寶石拋光墊修整器進(jìn)行修整，處理為成品；清洗。本發(fā)明使圖案化藍(lán)寶石襯底不良品得以重制為其他產(chǎn)品，變廢為寶，增加價(jià)值。
【專利說明】將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，適用于半導(dǎo)體、LED、3C等領(lǐng)域藍(lán)寶石襯底的加工制造。

【背景技術(shù)】
[0002]在以照明應(yīng)用為主的藍(lán)白光LED工藝上，基于性價(jià)比的考慮，九成以上的襯底采用藍(lán)寶石材質(zhì)；藍(lán)寶石拋光平片可直接作為藍(lán)白光LED襯底，也可以如圖1所示，經(jīng)過黃光微影制程以及蝕刻工藝，再清洗，將藍(lán)寶石平片制作成圖案化藍(lán)寶石襯底(PSS，PatternedSapphire Substrate) ;LED廠將藍(lán)寶石平片襯底以圖案化藍(lán)寶石襯底取代，可以有效提升LED顆粒成品發(fā)光效率兩成以上，有效提升產(chǎn)品效能與競(jìng)爭(zhēng)力；因此，藍(lán)白光LED制作上，已有七成的份額轉(zhuǎn)用圖案化襯底取代平片，圖案化襯底形成市場(chǎng)主流。
[0003]在大量的藍(lán)寶石圖案化襯底制作之下，因?yàn)槠狡庸せ蛭⒂斑^程或蝕刻過程不良及穩(wěn)定性因素等，導(dǎo)致了工藝完成時(shí)留下無法重工及出貨的藍(lán)寶石圖案化襯底不良品。由于藍(lán)寶石屬于高成本素材，藍(lán)寶石從平片到圖案化完成也累積了可觀的加工成本。如能將長期累積相當(dāng)數(shù)量的藍(lán)寶石圖案化襯底不良品經(jīng)由重制賦與新價(jià)值實(shí)為理想措施。
[0004]例如藍(lán)寶石拋光墊修整器即為一理想的重制選項(xiàng)，作為本發(fā)明的實(shí)施例之一，中國臺(tái)灣專利公告第M458275號(hào)《藍(lán)寶石拋光墊修整器》其目的在于提供一種藍(lán)寶石拋光墊修整器以取代習(xí)用的鉆石碟，其系于藍(lán)寶石層表面經(jīng)由黃光微影及蝕刻工藝形成復(fù)數(shù)藍(lán)寶石磨粒，無須利用電鍍或燒結(jié)的方式來結(jié)合，可避免于拋光制程中造成晶粒脫落的情形，降低晶圓被晶粒刮傷的問題，提升化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)的良率，且藍(lán)寶石磨粒大小一致可增加工作粒數(shù)(Number of Working Crytals),使晶粒磨平的速率遲緩，因此，晶圓磨除率下降的速率也會(huì)減慢，可提升修整器的使用壽命與加工良率，也有效改善鉆石碟未臻理想的缺失。
[0005]但藍(lán)寶石圖案化襯底的表面錐體尺寸僅約3μπι以下，高度遠(yuǎn)低于修整器需求的80?200 μ m,圖型分布也與修整器習(xí)用圖型不相符，因此進(jìn)行重制是必須的，主要工藝流程仍為微影及蝕刻，但此時(shí)襯底已不再具有拋光后的平坦表面，也可能存在造成不良品原因，比如襯底表面彎曲(warp and bow)問題，傳統(tǒng)微影工藝將難以完全克服粗糙不規(guī)整的表面來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓饪虉D形以符合修整器需求。上述修整器為可能的應(yīng)用例之一，其他任何藍(lán)寶石圖案化襯底不良品重制實(shí)施例，只要經(jīng)由微影及蝕刻工藝制作前述傳統(tǒng)微影工藝遭遇的困難即會(huì)產(chǎn)生，因此，本發(fā)明即提出得以改善已知問題之技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，使圖案化藍(lán)寶石襯底不良品得以重制為其他產(chǎn)品，變廢為寶，增加價(jià)值。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，其步驟是: 第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆加工；
第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程；
第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層的蝕刻；
第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石的蝕刻；
第五步，采用藍(lán)寶石拋光墊修整器進(jìn)行修整，處理為成品，藍(lán)寶石拋光墊修整器可以為中國臺(tái)灣專利公告第M458275號(hào)《藍(lán)寶石拋光墊修整器》，或者為其他適用的藍(lán)寶石拋光墊修整器；
第六步，清洗。
[0008]第一步的多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為有機(jī)底部抗反射涂層OrganicBARC，中間層為含硅底部抗反射涂層S1-BARC，頂層為紫外光i_line 365nm光阻劑或光刻膠 1-line photoresist。
[0009]采用上述方案后，本發(fā)明利用多層阻擋層(multi layer resist coat, MLR coat)的采用來輔助圖案化襯底片的微影工藝，并搭配適當(dāng)?shù)奈g刻流程，完成藍(lán)寶石圖案化襯底的重制，變廢為寶，增加價(jià)值。在進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程之前，先進(jìn)行多層阻擋層的涂覆，此項(xiàng)技術(shù)的目的在于襯底表面極不平整的條件之下，涂覆完成后使頂端表面平整，可以順利進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程，執(zhí)行傳統(tǒng)的光阻涂覆、曝光顯影等程序之后，干蝕刻工藝的第一道工序?yàn)槎鄬幼钃鯇拥奈g刻，將光罩圖形經(jīng)由光阻完整移轉(zhuǎn)給多層阻擋層；接下來進(jìn)行藍(lán)寶石層非等向性蝕刻，將光罩圖形移轉(zhuǎn)給藍(lán)寶石并形成符合需求的錐形及高度。實(shí)用上，除頂層光阻以外，多層阻擋層覆蓋無須進(jìn)行曝光顯影，特性上的要求及成本均遠(yuǎn)低于一般光阻劑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖3是本發(fā)明的工藝示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖2和圖3所示，本發(fā)明揭示了一種將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，其步驟如下。
[0012]第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆加工；因?yàn)楝F(xiàn)有的藍(lán)寶石襯底表面極不平整，涂覆完成后會(huì)使覆蓋層頂端表面平整，可以順利進(jìn)行習(xí)用的黃光微影制程。
[0013]多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為一較厚層，可填平起伏的結(jié)構(gòu)，為頂層光阻微影制程成效創(chuàng)造了條件，底層材料一般選用非光阻劑的含C、H、O聚合物，如有機(jī)底部抗反射涂層Organic BARC，并充當(dāng)襯底蝕刻時(shí)移轉(zhuǎn)圖型的屏蔽；中間層較薄，一般選用材質(zhì)為含娃的聚合物，如含娃底部抗反射涂層S1-BARC,此層目的在于充當(dāng)硬質(zhì)屏蔽(hard mask),能將圖型于蝕刻制程時(shí)完好轉(zhuǎn)移給較厚的底層材料；頂層則為一般光阻劑，如紫外光1-line365nm 光阻劑或光刻膠 1-line photoresist。
[0014]第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程；
黃光微影制程在于應(yīng)用掃描步進(jìn)機(jī)，將光罩上的圖型，經(jīng)由曝光顯影等步驟，將圖型移轉(zhuǎn)到頂層的光阻層。
[0015]第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層的蝕刻；將光罩圖形經(jīng)由光阻完整移轉(zhuǎn)給多層阻擋層。
[0016]此步驟對(duì)于第一步提到的三層結(jié)構(gòu)，經(jīng)由兩階段的蝕刻，將頂層光阻的圖型依序移轉(zhuǎn)給多層阻擋層；首先，第一階段蝕刻先將圖型由光阻層移轉(zhuǎn)給中間層，再以中間層為屏蔽，將圖型移轉(zhuǎn)給底層。
[0017]第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石的蝕刻；將光罩圖形移轉(zhuǎn)給藍(lán)寶石并形成符合需求的錐形及高度。
[0018]以多層阻擋層的底層為屏蔽，進(jìn)行藍(lán)寶石蝕刻，將圖型移轉(zhuǎn)到襯底表面。
[0019]第五步，采用藍(lán)寶石拋光墊修整器進(jìn)行修整，處理為成品；
第六步，清洗。
[0020]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于:采用多層阻擋層技術(shù)來克服粗糙不規(guī)整表面，使得光刻工藝得以順利施行，但成本增加有限，使圖案化藍(lán)寶石襯底報(bào)廢片重制為其他產(chǎn)品，在工藝上和商業(yè)上可行性提升；目前尚未發(fā)現(xiàn)有其他可替代技術(shù)，如果先行研磨及拋光圖案化藍(lán)寶石襯底報(bào)廢片再行重制，成本增加部分非常可觀。
【權(quán)利要求】
1.將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，其特征在于步驟是: 第一步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行多層阻擋層涂覆加工； 第二步，在阻擋層上進(jìn)行黃光微影制程； 第三步，在阻擋層上進(jìn)行多層阻擋層的蝕刻； 第四步，在藍(lán)寶石上進(jìn)行藍(lán)寶石的蝕刻； 第五步，采用藍(lán)寶石拋光墊修整器進(jìn)行修整，處理為成品； 第六步，清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的將圖案化藍(lán)寶石襯底不良品重制的方法，其特征在于:第一步的多層阻擋層涂覆為三層結(jié)構(gòu)，底層為有機(jī)底部抗反射涂層Organic BARC，中間層為含硅底部抗反射涂層S1-BARC，頂層為紫外光1-line 365nm光阻劑或光刻膠i_linephotoresist ο
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104332534SQ201410540387
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】王曉靁, 劉伯彥, 徐常基, 鐘其龍 申請(qǐng)人:廈門潤晶光電有限公司