基片刻蚀方法技术

本发明专利技术提供的基片刻蚀方法，其包括以下步骤：主刻蚀步骤，向反应腔室中通入主刻蚀气体和辅助气体，所述辅助气体为可提高轰击性和/或刻蚀选择比的气体或气体组合，并随着本步骤的工艺时间的增加，按预定规则调节一种或多种工艺参数；形貌修饰步骤，用于修饰基片上刻蚀图形的形貌。本发明专利技术提供的基片刻蚀方法，其在能够获得理想的基片上刻蚀图形的形貌的前提下，可以提高工艺的可移植性和重复性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，特别涉及一种。
技术介绍
PSS (Patterned Sapp Substrates,图形化蓝宝石衬底)技术是目前普遍采用的一种提高GaN (氮化镓)基LED器件的出光效率的方法。在进行PSS工艺的过程中，其通常在基片上生长干法刻蚀用掩膜，并采用光刻工艺将掩膜刻出图形；然后采用ICP技术刻蚀基片表面，以形成需要的图形，再去除掩膜，并采用外延工艺在刻蚀后的基片表面上生长GaN薄膜。目前，由于采用ICP技术刻蚀基片表面所获得的形貌可以影响LED器件的出光效果，尤其是侧壁平直的圆锥状的形貌可以显著提高出光效率，因而该形貌受到了越来越多的厂家的欢迎，成为了目前较为流行的一种工艺指标。现有的第一种包括四个步骤，即:步骤一，利用较高的激励功率和偏压功率在短时间内修饰掩膜的形貌。步骤二，采用BCl3、或者BCl3和CHF3的混合气体、或者BCl3和H2的混合气体、或者BC13、CHF3和H2的混合气体作为刻蚀气体，并利用较高的偏压功率，尽可能地使掩膜提前开始收缩，即，使拐点高度降低。此外，该步骤二在掩膜开始收缩，即，拐点刚刚出现或者即将出现时结束，同时开始进行后续的步骤三。步骤三，利用较低的偏压功率提高刻蚀选择比，从而可以增加刻蚀高度。步骤四，利用较高的偏压功率和较低的腔室压力，修饰基片上刻蚀图形的形貌。上述第一种在实际应用中不可避免地存在以下问题，即:由于基片刻蚀工艺的刻蚀速率会因腔室环境等因素出现一些波动，导致拐点出现的时刻提前或延后，这使得很难做到在拐点刚刚出现或者即将出现时结束步骤二，同时开始进行步骤三，而且，由于步骤二与步骤三所采用的偏压功率差别较大，在拐点出现的时刻提前或延后时，会导致最终获得的基片上刻蚀图形的形貌形成被修饰过度或修饰不足的畸形，从而恶化了工艺的波动。通过实验发现，当拐点在理想的时刻出现时，最终获得的基片上刻蚀图形的形貌表现为侧壁平直光滑，如图1A所示；当拐点出现的时刻提前时，最终获得的基片上刻蚀图形的形貌表现为侧壁形成被修饰过度的畸形，如图1B所示；当拐点出现的时刻延后时，最终获得的基片上刻蚀图形的形貌表现为侧壁形成被修饰不足的圆弧形，如图1C所示。为此，现有的第二种对上述第一种进行改进，其同样包括四个步骤，其中的步骤一和步骤四与上述第一种的步骤一和步骤四相同，而仅是步骤二和步骤三不同。具体地，第二的步骤二是自高偏压功率向低偏压功率降低的过渡步，即，使高偏压功率在预设的工艺时间内自较高的功率值降低至较低的功率值，以起到调整刻蚀高度和底边宽度的作用。第二的步骤三是通过调节偏压功率来调节侧壁的倾斜角度，即，偏压功率越低，则倾斜角度越大，反之，则越小。此外，该步骤三的工艺时间应根据步骤一的工艺时间而设定，即，步骤一的工艺时间越长，则步骤三的工艺时间越短，反之，则越长。虽然上述第二种可以获得较为理想的基片上刻蚀图形的形貌，但是，由于该方法仅是单独利用较高的偏压功率来修饰基片上刻蚀图形的形貌，这不仅调节手段单一，而且对工艺的刻蚀速率和刻蚀选择比要求较高，导致必须采用离化程度较高、等离子体的空间分布较为集中的ICP系统进行刻蚀工艺，才能获得满足要求的基片上刻蚀图形的形貌，换言之，上述第二种无法适应于离化程度较低或者等离子体的空间分布较为分散的ICP系统，从而可移植性较弱。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种，其在能够获得理想的基片上刻蚀图形的形貌的前提下，可以提高工艺的可移植性和重复性。为实现本专利技术的目的而提供一种，包括以下步骤:主刻蚀步骤，向反应腔室中通入主刻蚀气体和辅助气体，所述辅助气体为可提高轰击性和/或刻蚀选择比的气体或气体组合，并随着本步骤的工艺时间的增加，按预定规则调节一种或多种工艺参数；形貌修饰步骤，用于修饰基片上刻蚀图形的形貌。其中，所述工艺参数包括腔室压力和/或激励功率和/或偏压功率和/或流量比例；所述流量比例包括第一流量比和第二流量比，其中所述第一流量比为所述辅助气体中的可提高轰击性的气体流量与主刻蚀气体的流量的比值；所述第二流量比为所述辅助气体中的可提高刻蚀选择比的气体流量与主刻蚀气体的流量的比值。其中，在所述主刻蚀步骤中，所述工艺参数包括腔室压力，且调节所述腔室压力的预定规则为:按离散函数或者连续函数的关系降低所述腔室压力。优选的，所述腔室压力在2?3mT的范围内变化。其中，在所述主刻蚀步骤中，所述工艺参数包括激励功率，且调节所述激励功率的预定规则为:按离散函数或者连续函数的关系提高所述激励功率。优选的，所述激励功率在1800?2400W的范围内变化。其中，在所述主刻蚀步骤中，所述工艺参数包括偏压功率，且调节所述偏压功率的预定规则为:按离散函数或者连续函数的关系降低所述偏压功率。优选的，所述偏压功率在100?600W的范围内变化。其中，在所述主刻蚀步骤中，所述工艺参数包括流量比例，且调节所述流量比例的预定规则为:按离散函数或者连续函数的关系降低所述第一流量比，或同时提高所述第二流量比。优选的，所述可提高轰击性的气体包括CHF3、SF6, CF4和Ar中的一种或多种气体。优选的，所述可提高刻蚀选择比的气体包括CHF3、CH4、H2、CF4和HBr中的一种或多种气体。优选的，所述主刻蚀步骤在掩膜的剩余高度为600?900nm时结束。优选的，所述形貌修饰步骤的工艺时间为7?12min。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的，其通过在主刻蚀步骤中采用可提高轰击性和/或刻蚀选择比的气体或气体组合作为辅助气体，不仅可以降低工艺对刻蚀速率和刻蚀选择比的要求，从而可以提高工艺的可移植性，而且还可以提高刻蚀高度，且在后续的形貌修饰步骤中降低修饰基片以形成理想的刻蚀图形的形貌(即，侧壁平直的圆锥形形貌)的难度。而且，通过随着本步骤的工艺时间的增加按预定规则调节一个或多个工艺参数，不仅可以提高工艺的灵活性和重复性，而且还可以通过调节工艺参数来降低拐点高度以及减小侧壁位于拐点上下的两个部分的倾斜角度差，从而可以避免因工艺的波动而引起的基片上刻蚀图形的形貌畸形或修饰不足，进而可以获得侧壁更加平直的理想基片上刻蚀图形的形貌。此外，本专利技术提供的与现有技术相比，省去了修饰掩膜的步骤，从而可以避免因修饰掩膜而引起的刻蚀高度降低。【附图说明】图1A为经现有的第一种当拐点在理想的时刻出现时获得的基片上刻蚀图形的形貌的扫描电镜图；图1B为经现有的第一种当拐点出现的时刻提前时获得的基片上刻蚀图形的形貌的扫描电镜图；图1C为经现有的第一种当拐点出现的时刻延后时获得的基片上刻蚀图形的形貌的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例提供的的流程框图；图3为基片侧壁出现拐点的过程的示意图；图4A为腔室压力与工艺时间的第一种函数关系图；图4B为腔室压力与工艺时间的第二种函数关系图；图4C为腔室压力与工艺时间的第三种函数关系图；以及图5为采用本专利技术实施例提供的基片进行刻蚀获得的基片上刻蚀图形的形貌的扫描电镜图。【具体实施方式】为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的进行详细描述。[0038当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基片刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：主刻蚀步骤，向反应腔室中通入主刻蚀气体和辅助气体，所述辅助气体为可提高轰击性和/或刻蚀选择比的气体或气体组合，并随着本步骤的工艺时间的增加，按预定规则调节一种或多种工艺参数；形貌修饰步骤，用于修饰基片上刻蚀图形的形貌。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗兴，谢秋实，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11