一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法技术

本发明专利技术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1.0～3.0μm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。本发明专利技术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5％～15％，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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术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1.0～3.0μm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。本专利技术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5％～15％，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。【专利说明】一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法
本专利技术属于LED图形衬底材料的清洗
，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。
技术介绍
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 量的〇 2，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、0、N组成的有机物。 采用〇 2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、C0 2、H20、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，只有〇 2参与 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，但去除效果不佳，AOI (Automatic Optic Inspection，自动光学检测）检 测后200 μ m以下的残留颗粒总量不少于30?40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。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术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〇 2与sf6 的混合气体，其中SF6流量占总气体流量的5%?15%，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。 本专利技术的技术解决方案是：一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特殊 之处在于：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1. 0?3. 0 μ m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 BC13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02的混合气体对残余光刻胶进行灰化处理， 其中，3^占总气体流量的5%?15 (%; 4)灰化处理结束后，使用体积比H2S04(98% ) :H202(30% ) = 4:1的硫酸、双氧水 混合溶液进行清洗； 5)清洗至无光刻胶残留的洁净表面后，进行外延层生长。 上述步骤1)中对光刻胶进行曝光的曝光能量为150?200,焦距为-0. 5?0. 5。 上述步骤2)中刻蚀的具体步骤是： 2· 1)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2. 5mT，BC13 流量为7〇sccm ; 2. 2)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，BCV流量 为 60sccm，CHF3 流量为 5sccm ; 2. 3)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，BC13 流量为 60sccm。 上述步骤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，0 2流量为170?190sccm，SF6流量为10?30sccm，时间120?240s ; 上述步骤4)中清洗的温度是23±2°C ;清洗时间为20min。 本专利技术在原有ICP刻蚀流程基础上，在图形刻蚀完后通入一定流量比的02与SF 6 的混合气体，其中SF6流量占总气体流量的5 %?15 %，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0 2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〇2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,sf 6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。 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SF 6 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 -步，同时提高图形化衬底表面洁净度。经一次SPM酸洗后，Α0Ι检测样片表面残 留颗粒可降低至10颗（5ym?200μπι)以内，同时简化清洗步骤，降低生产成本。通过本 清洗方法获得的蓝宝石图形衬底生长外延后，外延层晶体质量较好，（102)(002)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】 本专利技术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： 1)先在抛光后的蓝宝石表面旋涂一层1. 0?3. 0 μ m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150?200,焦距为-0. 5?0. 5)，再经过显影得到具 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，通入一 定流量比的BCljPCHF3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刻蚀蓝宝石的主要刻蚀气体为BC1 3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。 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2. 5mT，BC13流量为7〇SCCm ;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6〇SCcm，CHF 3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，BC13流量为60sccm。 3)刻蚀完后通入SF6流量比为5%?15%的SF6和0 2的混合气体对样片表面残【权利要求】1. 一种提高光刻胶灰化率的ICP干式清洗方法，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高光刻胶灰化率的ICP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1.0～3.0μm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5％～15％； 4)灰化处理结束后，使用体积比H2SO4(98％):H2O2(30％)＝4:1的硫酸、双氧水混合溶液进行清洗； 5)清洗至无光刻胶残留的洁净表面后，进行外延层生长。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩沈丹，缪炳有，
申请(专利权)人：西安神光安瑞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61