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1、10申请公布号CN104216218A43申请公布日20141217CN104216218A21申请号201310244945322申请日2013061910211950120130531TWG03F7/0020060171申请人奈米晶光电股份有限公司地址中国台湾台北市松山区南京东路三段248号17楼之2申请人广科精密股份有限公司72发明人李崇民李崇华74专利代理机构北京中原华和知识产权代理有限责任公司11019代理人寿宁张华辉54发明名称无缺陷模仁的制造方法57摘要本发明是有关于一种无缺陷模仁的制造方法，包括以下步骤1提供一模仁2制作一光阻图案于该模仁上3镀制一金属薄膜4形成多个金属圆柱5进。
2、行加热及退火6进行干蚀刻以及7移除金属圆球。通过本发明方法形成的无缺陷模仁可用于制造磊晶晶圆的纳米压印制造工艺，微观上可精确控制模仁图案间距的一致及排除模仁图案的错位问题，宏观上可消除磊晶晶圆的格纹的产生，大幅提高磊晶晶圆的产品合格率。无缺陷模仁具有制造简易、成本低廉又可完全复制的特性，可使纳米压印技术得以真正取代现今制造磊晶晶圆制造中的步进曝光机。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图4页10申请公布号CN104216218ACN104216218A1/1页21一种纳米压印无缺陷模仁的制造方法，。
3、其特征在于包括下列步骤（1）提供一模仁；（2）制作一光阻图案于该模仁上，于所述模仁的一表面上涂布一光阻层，并透过一屏蔽对该光阻层曝光后再进行显影，藉此形成光阻图案，其中该光阻图案具有多个孔洞；（3）镀制一金属薄膜，对覆盖有所述光阻图案的表面镀制金属薄膜，且该金属薄膜也形成在所述孔洞中；（4）形成多个金属圆柱，拔除覆盖在所述光阻图案上的金属薄膜和光阻图案，用以在所述光阻图案的孔洞相对应的位置形成金属圆柱；（5）进行加热及退火，以加热方式使所述金属圆柱熔化形成为多个液体区块，其中每一液体区块的位置皆对应一金属圆柱的位置，且任意二液体区块均不相接触，接着进行退火使每一液体区块均形成一金属圆球；（6）。
4、进行干蚀刻，对覆盖有所述金属圆球的模仁进行干蚀刻，以透过这些金属圆球间的缝隙在模仁中蚀刻出多个凹槽，并以这些凹槽定义出多个图案，二相邻凹槽的图案间距均等于金属圆球的直径；以及（7）移除上述金属圆球，将金属圆球从所述模仁移除，用以形成具有一致图案间距的无缺陷模仁。2根据权利要求1所述的无缺陷模仁的制造方法，其特征在于所述模仁为一硬质基板，该硬质基板的材料为单晶硅、多晶硅、氧化硅、碳化硅、氮化铝、氧化铝、镁铝尖晶石、硒化锌、氧化锌、氮化镓、磷化镓或任二种以上的上述材料的混合。3根据权利要求1所述的无缺陷模仁的制造方法，其特征在于所述金属薄膜的金属材料为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌或任二种。
5、以上的上述金属材料的混合。4根据权利要求1所述的无缺陷模仁的制造方法，其特征在于所述金属圆球的直径相等。5根据权利要求1所述的无缺陷模仁的制造方法，其特征在于所述金属圆球的圆度相等。6根据权利要求1所述的无缺陷模仁的制造方法，其特征在于所述无缺陷模仁是用于半导体制造中的纳米压印制造工艺。权利要求书CN104216218A1/5页3无缺陷模仁的制造方法技术领域0001本发明涉及一种无缺陷模仁的制造方法,特别是涉及一种用于制造磊晶晶圆的纳米压印的无缺陷模仁的制造方法。背景技术0002图案化蓝宝石基板PATTERNEDSAPPHIRESUBSTRATE，PSS多以黄光制作图案，其中又以步进曝光STE。
6、PPER方式最为普遍，但是以步进曝光方法制作图案，均会产生严重到可被人眼清晰分辨的图案误差，这种图案误差即为现在的图案化蓝宝石基板业者所说的格纹格子状纹路，而且图案误差又必定会造成图案化蓝宝石基板的缺陷，其中又以基板刮痕与格纹所造成的基板缺陷的问题最为常见，而严重的格纹所导致的基板缺陷会贯穿磊晶晶圆，因此格纹导致的基板缺陷所造成的磊晶损坏面积会远比刮伤造成的损失为大。0003格纹问题主要有网格线的错位、重迭或分离，并会造成严重的磊晶缺陷，所以是现今磊晶厂作为PSS质量合格与否的重要检验项目。磊晶厂检验格纹的方式，目前皆以强光灯照射，并以人眼直视PSS表面，若网格线若隐若现，则一般均算合格；若网。
7、格线线条明显，则移至显微镜做表面状况确认，确认出网格线清晰者就打入疵品。格纹问题在现今磊晶厂典型制造工艺中皆无法避免，状况若严重，则带有格纹的PSS将造成更大面积的磊晶缺陷，亦即代表最终打入疵品的芯片会比其他缺陷更多。0004如图1A所示，为熟知的一种磊晶晶圆格纹示意图；如图1B所示，为熟知的一种磊晶晶圆及格纹照片图；如图1C所示，为熟知的一种磊晶晶圆刮伤示意图。现今技术所制造的磊晶晶圆，格纹发生率经常不低于10，每十片磊晶晶圆中，最少有一片可被轻易观察到网格线，其浪费程度算是相当严重。0005由此可见，上述现有的磊晶晶圆的制造工艺在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。。
8、为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般工艺又没有适切的制造方法能够解决上述问题，这显然是相关业者急欲解决的问题。0006无格纹发生，将会是制造磊晶晶圆的制造工艺中纳米压印取代步进曝光机的一个重要契机。而在纳米压印领域中，模仁的制造能力极为重要，模仁的良窳会影响制造磊晶晶圆的所有制造工艺与合格率。因此，如何发展出一种制造工艺简易、成本低、可有效消除模仁的格纹又可重复制造的无缺陷模仁制造方法，便成为纳米压印领域、图案化蓝宝石基板产业，甚至整个发光二极管产业一个重要的进步方向与课题。发明内容0007本发明的目的在于，克服现有的磊晶晶。
9、圆的制造工艺存在的缺陷，而提供一种新的无缺陷模仁的制造方法，无缺陷模仁可应用于磊晶晶圆制作的纳米压印制造工艺，大幅提高磊晶晶圆的制作合格率。该制作方法简易、成本低廉又可完全复制的特性，使纳米压印制程技术得以真正取代现今的步进曝光制程，从而更加适于实用。说明书CN104216218A2/5页40008本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种无缺陷模仁的制造方法，其包括以下步骤（1）提供一模仁；2制作一光阻图案于该模仁上，于模仁的一表面涂布一光阻层，并透过一屏蔽对光阻层曝光后再进行显影，藉此形成光阻图案，其中光阻图案具有多个孔洞；3镀制一金属薄膜，对覆盖有光阻图。
10、案的模仁表面镀制金属薄膜，且金属薄膜亦形成在所述孔洞中；（4）形成多个金属圆柱，拔除覆盖在光阻图案上的金属薄膜及光阻图案，用以在光阻图案的孔洞相对应的位置形成金属圆柱；（5）进行加热及退火，以加热方式使所述金属圆柱熔化形成为多个液体区块，其中每一液体区块的位置皆对应一金属圆柱的位置，且任二液体区块均不相接触，接着进行退火使每一液体区块均形成一金属圆球；（6）进行干蚀刻，对覆盖有所述金属圆球的模仁进行干蚀刻，用以透过这些金属圆球间的缝隙在模仁中蚀刻出多个凹槽，并以该凹槽定义出多个图案，二相邻的凹槽的一图案间距均等于一金属圆球的直径；以及（7）移除所述金属圆球，将所述金属圆球自模仁移除，以使模仁形。
11、成具有一致的图案间距的一无缺陷模仁。0009本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。0010前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述模仁为一硬质基板，该硬质基板的材料为单晶硅、多晶硅、氧化硅、碳化硅、氮化铝、氧化铝、镁铝尖晶石、硒化锌、氧化锌、氮化镓、磷化镓或任二种以上的上述材料的混合。0011前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属薄膜的金属材料为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌或任二种以上的上述金属材料的混合。0012前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属圆球的直径相等。0013前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属圆球的圆度相等。0014前述的无缺陷模仁的制造方。
12、法，其中所述无缺陷模仁是用于半导体制造中的纳米压印制造工艺。0015本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。藉由本发明的实施，至少可以达到下列进步功效0016一、自动修正模仁的图案间距及发生错位的图案；0017二、使模仁图案的图型尺寸一致及图案间距一致；及0018三、有效消除模仁的格纹，形成无缺陷模仁。0019综上所述，通过本发明方法形成的无缺陷模仁可用于制造磊晶晶圆的纳米压印制造过程，微观上可精确控制模仁图案间距的一致及排除模仁图案的错位问题，宏观上可消除磊晶晶圆的格纹的产生，大幅提高磊晶晶圆的产品合格率。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
13、。0020上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。附图说明0021图1A是熟知的一种磊晶晶圆格纹示意图。0022图1B是熟知的一种磊晶晶圆及格纹照片图。0023图1C是熟知的一种磊晶晶圆刮伤示意图。说明书CN104216218A3/5页50024图2是本发明实施例的一种无缺陷模仁的制造方法步骤图。0025图3是本发明实施例的一种涂布一光阻层的模仁剖视图。0026图4是本发明实施例的一种对模仁上的光阻层进行曝光示意图。0027图5是。
14、本发明实施例的一种形成光阻图案示意图。0028图6是本发明实施例的一种镀制金属薄膜剖视图。0029图7是本发明实施例的一种拔除金属薄膜形成金属柱剖视图。0030图8是本发明实施例的一种加热金属柱形成金属区块剖视图。0031图9是本发明实施例的一种退火形成金属圆球剖视图。0032图10是本发明实施例的一种干蚀刻形成凹槽剖视图。0033图11是本发明实施例的一种拔除金属圆球形成无缺陷模仁剖视图。0034图12是本发明实施例的一种应用无缺陷模仁所制造的无格纹或刮伤的磊晶晶圆示意图。具体实施方式0035为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明。
15、提出的一种无缺陷模仁的制造方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。0036如图2所示，本实施例的一种无缺陷模仁的制造方法S100，其包括下列步骤（1）提供模仁步骤S10；（2）制作光阻图案于该模仁上步骤S20；（3）镀制金属薄膜步骤S30；（4）形成多个金属圆柱步骤S40；（5）进行加热及退火步骤S50；（6）进行干蚀刻步骤S60及（7）移除金属圆球步骤S70。0037如图2及图3所示，提供模仁步骤S10，模仁10是用来作为后续形成图案的基底，其中模仁10可以是一硬质基板，硬质基板的材料为单晶硅SSI、多晶硅CSI、氧化硅SIOX、碳化硅SIC、氮化铝ALN、氧化铝AL2O。
16、3、镁铝尖晶石MGAL2O4、硒化锌ZNSE、氧化锌ZNO、氮化镓GAN、磷化镓GAP或任二种以上上述材料的混合。且形成图案后的模仁10可以用于半导体制造工艺中的纳米压印制造工艺的使用。0038如图2、图4及图5所示，制作光阻图案于该模仁上步骤S20，是于模仁10上涂布一光阻层20，并以特定波长的一曝光光线21及一屏蔽22对光阻层20进行曝光后再进行显影，并形成光阻图案30。而在对光阻层20曝光、显影时，根据使用的曝光光线21的波长的不同，相对应的光阻层20主体材料也不同。例如使用氟化氪KRF，波长为248NM曝光光线21时，常用聚对羟基苯乙烯及其衍生物作为光阻层20的主体材料；使用氟化氩AR。
17、F，波长为193NM曝光光线21时，常用聚酯环族丙烯酸酯及其共聚物作为光阻层20的主体材料；使用极端紫外光EXTREMEULTRAVIOLET,EUV，波长为135NM曝光光线21时，则常用聚酯衍生物和分子玻璃单组分材料等为光阻层20的主体材料。0039如图2及图6所示，镀制金属薄膜步骤S30，则是经由光阻图案30的阻隔，对未被光阻图案30覆盖的模仁10表面镀制一金属薄膜40，其中用来镀制金属薄膜40的金属可以是钪SC、钛TI、钒V、铬CR、锰MN、铁FE、钴CO、镍NI、铜CU、锌ZN或任二种以上上述金属材料的混合。0040如图2及图7所示，形成多个金属圆柱步骤S40则是将光阻图案30及光阻。
18、图说明书CN104216218A4/5页6案30上的金属薄膜40拔除，并于未被光阻图案30覆盖的模仁10表面留下与光阻图案30相对应的多个金属柱体50。0041如图2、图7及图8所示，进行加热及退火步骤S50，其特征在于先以加热方式使金属柱体50形成为多个金属区块51，其中每一金属柱体50皆对应一金属区块51，且任二金属区块51均不相接触，如此金属柱体50所形成的金属区块51不会互相连结。0042如图2、图8及图9所示，形成金属区块51后接着进行退火，以控制缓慢放热的方式使每一金属区块51均降温至室温以形成一金属圆球52，其中金属圆球52的直径相等且圆度相等。0043如图9所示，金属圆球52的。
19、形成，其主要是物质从液态转为固态的过程中，经由如退火的自然缓慢放热，则物质皆严守表面能最小的定律原则进行外观改变，而物质表面能又与表面积成正比，因此当表面积最小时，物质具有最低的表面能，已知等体积下球体的表面积最小，所以可得知球体所具备的表面能为最小，退火后的每一金属区块51均形成一金属圆球52。0044以CR金属为实施例，进行加热及退火步骤S50是将形成有金属柱体50的模仁10置于高真空或常压钝气快速退火炉内，再将炉内温度从室温快速升温至18501905。其中采用快速升温的原则是避免金属柱体50与模仁10在共熔点发生共晶效应通常合金共熔点会低于纯金属熔点。高真空与钝气环境的需求则是避免高温下。
20、金属与一般气体分子如O2、N2、H2、CO2等发生反应。而快速升温的最终温度亦应低于纯金属熔点CR为1907。0045本实施例中，退火采取18501905维持温度30120SEC，再以7520/SEC的速率快速降温至9501000维持温度30120SEC，接着再停止供热使其自然慢速冷却至常温的方式进行。其中于18501905维持温度是为了等待CR金属柱体50在接近熔点温度时外形自然修饰成球状的金属圆球52。快速降温则是为了避免降温过程中CR金属圆球52与模仁10的原子交互扩散形成CRSI合金相而影响CR金属圆球52的体积与真圆度。0046另外，拔除光阻图案30会使相邻的金属柱体50发生边缘变形。
21、或破碎等状况，此时可以藉由进行加热及退火步骤S50，使金属柱体50重新结为球状的金属圆球52，金属圆球52将会具有相同直径，圆度也会趋于一致。如此，金属柱体50产生的边缘变形或破碎等问题，便可以经由进行加热及退火步骤S50而加以修复。因光阻图案30发生错位而产生的金属柱体50的错位，也将因金属柱体50重新熔融塑型，发生轻微的位移而修正。0047如第2图及第10图所示，进行干蚀刻步骤S60，是对模仁10进行干蚀刻步骤S60，并于未被上述金属圆球52覆盖的模仁10表面形成多个凹槽32，凹槽32可以形成多个图案，而且这些形成的图案即为模仁10应用至纳米压印制造工艺的图案。0048如图2及图11所示，。
22、移除金属圆球步骤S70，便是将金属圆球52移除，并形成具有一致的图案间距D的无缺陷模仁10。由于金属圆球52具有相同直径，将金属圆球52全部移除后，无缺陷模仁10的图案间便可以具有相同的图案间距D。0049如图12所示，纳米压印制造工艺可以使用本实施例制造方法所制造的无缺陷模仁10以制作磊晶晶圆，因为无缺陷模仁10具有对变形或错位的修正功效，因此以其应用的纳米压印制造工艺可以制造出如图12所示的无格纹或刮伤的磊晶晶圆，有效提高磊晶说明书CN104216218A5/5页7晶圆的生产合格率。0050以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如。
23、上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。0051符号说明005210模仁005310无缺陷模仁005420光阻层005521曝光光线005622屏蔽005730光阻图案005840金属薄膜005950金属柱体006051金属区块006152金属圆球006260凹槽0063D图案间距说明书CN104216218A1/4页8图1A图1B图1C说明书附图CN104216218A2/4页9图2图3说明书附图CN104216218A3/4页10图4图5图6图7说明书附图CN104216218A104/4页11图8图9图10图11图12说明书附图CN104216218A11。