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1、10申请公布号CN104103498A43申请公布日20141015CN104103498A21申请号201410353711722申请日20140723H01L21/0220060171申请人西安神光安瑞光电科技有限公司地址710100陕西省西安市航天基地东长安街888号72发明人韩沈丹缪炳有74专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人倪金荣54发明名称一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法57摘要本发明提出一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，包括以下步骤1在抛光后的蓝宝石表面旋涂一层1030M的光刻胶，对光刻胶进行曝光，经过显影得到具有规则图形阵列的光刻胶掩膜；2将。
2、蓝宝石衬底用ICP刻蚀，获得图形化蓝宝石衬底；3进行灰化处理；4使用硫酸、双氧水混合溶液进行清洗；5进行外延层生长。本发明一种新的提高光刻胶灰化率并简化ICP后清洗步骤的干式清洗方法在蓝宝石图形刻蚀完后通入一定流量比的O2与SF6的混合气体，其中SF6流量占总气体流量的515，能有效提高等离子中氧原子浓度和活化光刻胶的生成量，增大光刻胶灰化率，从而有效地提高离子注入后去除光刻胶的能力。51INTCL权利要求书1页说明书3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3页10申请公布号CN104103498ACN104103498A1/1页21一种提高光刻胶灰化率的ICP。
3、干式清洗方法，其特征在于所述方法包括以下步骤1制备蓝宝石衬底在抛光后的蓝宝石表面旋涂一层1030M的光刻胶，然后通过步进式光刻机对光刻胶进行曝光，经过显影得到具有规则图形阵列的光刻胶掩膜；2将显影后带光刻胶的蓝宝石衬底用ICP电感耦合等离子体刻蚀刻蚀，通入BCL3或CL2或两者与CHF3的混合气体同步刻蚀光刻胶和蓝宝石衬底，将光刻胶图形转移到蓝宝石衬底表面，获得图形化蓝宝石衬底；3刻蚀完后通入一定流量比的SF6和O2的混合气体对残余光刻胶进行灰化处理，其中，SF6占总气体流量的515；4灰化处理结束后，使用体积比H2SO498H2O23041的硫酸、双氧水混合溶液进行清洗；5清洗至无光刻胶残留。
4、的洁净表面后，进行外延层生长。2根据权利要求1所述的提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特征在于所述步骤1中对光刻胶进行曝光的曝光能量为150200，焦距为0505。3根据权利要求1所述的提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特征在于所述步骤2中刻蚀的具体步骤是21在600W下电极功率对光刻胶柱顶部形貌进行刻蚀，腔室压力为25MT，BCL3流量为70SCCM；22采用中功率300W下电极保证刻蚀图形高度，其中腔室压力为3MT，BCL3流量为60SCCM，CHF3流量为5SCCM；23使用下电极功率为700W的过刻蚀对图形侧壁进行修饰，其中腔室压力为2MT，BCL3流量为60SCCM。4根。
5、据权利要求3所述的提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特征在于所述步骤3灰化处理的具体参数腔室压力为40MT，上电极功率为1200W，下电极功率为40W，O2流量为170190SCCM，SF6流量为1030SCCM，时间120240S。5根据权利要求4所述的提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特征在于所述步骤4中清洗的温度是232；清洗时间为20MIN。权利要求书CN104103498A1/3页3一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法技术领域0001本发明属于LED图形衬底材料的清洗技术领域，主要涉及一种用于提高图形化蓝宝石衬底光刻胶灰化率并简化ICP后清洗步骤的干式清洗方法。背景技。
6、术0002在传统的图形化蓝宝石衬底ICP刻蚀过程中，通常会在图形刻蚀完后通入一定流量的O2，对剩余光刻胶进行灰化处理，从而提高PSS样片表面的洁净度。由于光刻胶的主要成分是树脂、感光材料和有机溶剂，它们的分子结构都是由长链的C、H、O、N组成的有机物。采用O2灰化处理，即是利用氧等离子体中的高反应活性氧原子与光刻胶中的碳氢氧高分子化合物发生聚合物反应，生成CO、CO2、H2O、N2等挥发性物质，最终达到去除光刻胶的目的。但高能离子注入或高密度等离子干法刻蚀后，光刻胶往往容易产生局部硬化，只有O2参与的反应不足以去除已经硬化的光刻胶而产生残留。这些残留，通常会经过两次酸洗和一次超声碱洗来去除，但。
7、去除效果不佳，AOIAUTOMATICOPTICINSPECTION，自动光学检测检测后200M以下的残留颗粒总量不少于3040颗。这些残留颗粒在外延生长时会严重影响晶体质量，甚至造成整个芯片的失效。发明内容0003为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种新的提高光刻胶灰化率并简化ICP后清洗步骤的干式清洗方法在蓝宝石图形刻蚀完后通入一定流量比的O2与SF6的混合气体，其中SF6流量占总气体流量的515，能有效提高等离子中氧原子浓度和活化光刻胶的生成量，增大光刻胶灰化率，从而有效地提高离子注入后去除光刻胶的能力。0004本发明的技术解决方案是一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其。
8、特殊之处在于所述方法包括以下步骤00051制备蓝宝石衬底0006在抛光后的蓝宝石表面旋涂一层1030M的光刻胶，然后通过步进式光刻机对光刻胶进行曝光，经过显影得到具有规则图形阵列的光刻胶掩膜；00072将显影后带光刻胶的蓝宝石衬底用ICP电感耦合等离子体刻蚀刻蚀，通入BCL3或CL2或两者与CHF3的混合气体同步刻蚀光刻胶和蓝宝石衬底，将光刻胶图形转移到蓝宝石衬底表面，获得图形化蓝宝石衬底；00083刻蚀完后通入一定流量比的SF6和O2的混合气体对残余光刻胶进行灰化处理，其中，SF6占总气体流量的515；00094灰化处理结束后，使用体积比H2SO498H2O23041的硫酸、双氧水混合溶液进。
9、行清洗；00105清洗至无光刻胶残留的洁净表面后，进行外延层生长。0011上述步骤1中对光刻胶进行曝光的曝光能量为150200，焦距为0505。0012上述步骤2中刻蚀的具体步骤是说明书CN104103498A2/3页4001321在600W下电极功率对光刻胶柱顶部形貌进行刻蚀，腔室压力为25MT，BCL3流量为70SCCM；001422采用中功率300W下电极保证刻蚀图形高度，其中腔室压力为3MT，BCL3流量为60SCCM，CHF3流量为5SCCM；001523使用下电极功率为700W的过刻蚀对图形侧壁进行修饰，其中腔室压力为2MT，BCL3流量为60SCCM。0016上述步骤3灰化处理的。
10、具体参数腔室压力为40MT，上电极功率为1200W，下电极功率为40W，O2流量为170190SCCM，SF6流量为1030SCCM，时间120240S；0017上述步骤4中清洗的温度是232；清洗时间为20MIN。0018本发明在原有ICP刻蚀流程基础上，在图形刻蚀完后通入一定流量比的O2与SF6的混合气体，其中SF6流量占总气体流量的515，达到提高光刻胶灰化率、简化ICP后清洗步骤、同时降低图形表面残留颗粒数量的目的。通入一定流量比的SF6与O2的混合气体可以从两方面提高光刻胶的灰化率一方面，等离子体中氟元素促进O2的电离与解离过程，提高氧离子与氧原子浓度。此外，氟原子容易在反应器壁上化。
11、学吸附，使氧原子的复合反应速率减少，从而使氧原子浓度增加。另一方面，SF6解离产生的氟原子活性较高，容易与光刻胶中的氢元素反应，并生成HF。被剥离部分氢元素的光刻胶因在聚合物表面形成不饱和基或自由基，有利于接下来与氧原子反应，因此化学活性极大地增强。0019与原有工艺相比，仅需在LED图形化工程的ICP刻蚀后通入一定流量比的02与SF6的混合气体，就可以提高光刻胶灰化率，并将清洗步骤从SPM去胶、超声波碱洗、SPM三步简化为SPM一步，同时提高图形化衬底表面洁净度。经一次SPM酸洗后，AOI检测样片表面残留颗粒可降低至10颗5M200M以内，同时简化清洗步骤，降低生产成本。通过本清洗方法获得的。
12、蓝宝石图形衬底生长外延后，外延层晶体质量较好，102002晶面半高宽均在300ARCSES以下，外延层表面光滑平整无缺陷。具体实施方式0020本发明是一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，主要包括以下步骤00211先在抛光后的蓝宝石表面旋涂一层1030M的光刻胶，然后通过步进式光刻机对光刻胶进行曝光曝光能量为150200，焦距为0505，再经过显影得到具有规则图形阵列的光刻胶掩膜。00222将显影后带光刻胶的蓝宝石衬底用ICP电感耦合等离子体刻蚀刻蚀，通入一定流量比的BCL3和CHF3气体同步刻蚀光刻胶和蓝宝石衬底，将光刻胶图形转移到蓝宝石衬底表面，从而获得图形化蓝宝石衬底。ICP刻蚀蓝宝。
13、石的主要刻蚀气体为BCL3或CL2，CHF3为刻蚀辅助气体，起到提高刻蚀速率和刻蚀选择比蓝宝石刻蚀速率与光刻胶刻蚀速率的比值的目的。0023具体刻蚀参数如下首先采用600W下电极功率对光刻胶柱顶部形貌进行刻蚀，腔室压力为25MT，BCL3流量为70SCCM；接着采用中功率300W下电极保证刻蚀图形高度，其中腔室压力为3MT，BCL3流量为60SCCM，CHF3流量为5SCCM；最后使用下电极功率为700W的过刻蚀对图形侧壁进行修饰，其中腔室压力为2MT，BCL3流量为60SCCM。00243刻蚀完后通入SF6流量比为515的SF6和O2的混合气体对样片表面残说明书CN104103498A3/3。
14、页5留的光刻胶进行灰化处理，灰化处理，即是利用氧等离子体中的高反应活性氧原子与光刻胶中的碳氢氧高分子化合物发生聚合物反应，生成CO、CO2、H2O、N2等挥发性物质，最终达到去除光刻胶的目的。这种处理在本领域中通常用在ICP主刻蚀阶段，而非干式清洗阶段。本发明把这种灰化处理用在ICP主刻蚀之后，用气体清洗衬底表面残余光刻胶，将大颗的残胶灰化掉，从而减少产品表面残胶数量，进而减化酸洗步骤。由于主刻蚀阶段已将大部分光刻胶刻蚀掉，因此本发明通过实验得出可以将主刻蚀后剩余光刻胶完全灰化的时间为80S120S，灰化效果为90100；其中SF6的流量比应严格控制随SF6流量比的增加，光刻胶灰化率从500N。
15、M/MIN逐渐增加；当SF6流量比为5到15之间时，光刻胶灰化率达最大值，700NM/MIN；当SF6流量比大于15时，随着SF6流量比的增加，光刻胶灰化率逐渐降低至640NM/MIN。0025其中腔室压力为40MT，上电极功率为1200W，下电极功率为40W，O2流量为170190SCCM，SF6流量为1030SCCM，时间120240S；00264灰化清洗结束后，仅使用SPMSULPHOACIDPERHYDROLMIXTURE，硫酸、双氧水混合溶液，体积比H2SO498H2O23041，232对样片进行清洗，时长20MIN。清洗后的样片具有无光刻胶残留的洁净表面，可按正常外延流程生长外延层。0027经本方法灰化清洗后的图形化蓝宝石衬底片，只需经过一次酸洗就可达到出货要求，AOI检测后200M以下的光刻胶残留总量减小到10颗以内，从而提高产量，降低生产成本。说明书CN104103498A。