一种图形化衬底及其光刻方法、LED外延片技术

本发明专利技术公开了一种图形化衬底及其光刻方法、LED外延片。光刻方法包括：提供蓝宝石基板和光刻载台；在蓝宝石基板的背面和/或光刻载台的正面设置吸光介质层；在蓝宝石基板的待刻蚀表面形成光刻胶层；将蓝宝石基板放入光刻载台；利用掩膜版对光刻胶层进行曝光，以将掩膜版上的图形转移至蓝宝石基板的待刻蚀表面。通过上述方案，在对蓝宝石基板进行光刻时，光束在到达蓝宝石基板背面时能够被吸光介质层吸收，进而减少光束在蓝宝石基板背面、内部和光刻载台处的反射和折射等现象，避免反射光束对光刻胶进行二次曝光，改善光刻胶柱不均的现象，提升光刻胶柱的均匀性和一致性，进而提高图形化衬底的质量，保证外延层在图形化衬底上的生长效果。的生长效果。的生长效果。

【技术实现步骤摘要】
一种图形化衬底及其光刻方法、LED外延片


[0001]本专利技术实施例涉及半导体制造
，尤其涉及一种图形化衬底及其光刻方法、LED外延片。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的不断发展更新，半导体外延结构中图形化衬底上图形的尺寸不断减小，图形化衬底内图形结构的一致性显得越来越重要。现有蓝宝石衬底的待刻蚀表面相对平滑，但蓝宝石衬底背面的粗糙度较大。在蓝宝石衬底的光刻过程中，由于背面粗糙度的影响，光在透过蓝宝石衬底的正面到达背面时，会在背面发生反射，导致背面反射光对蓝宝石衬底正面进行二次曝光，从而影响蓝宝石衬底正面胶柱的均性和稳定性，对后续外延材料的生长造成影响。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种图形化衬底及其光刻方法、LED外延片，以提高图形化衬底光刻过程中的稳定性，保证光刻图形的一致性和均匀性。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种图形化衬底的光刻方法，包括：
[0005]提供蓝宝石基板和光刻载台；
[0006]在所述蓝宝石基板的背面和/或所述光刻载台的正面设置吸光介质层；所述蓝宝石基板的背面为背离所述蓝宝石基板的待刻蚀表面的一侧表面，所述光刻载台的正面用于放置所述蓝宝石基板；
[0007]在所述蓝宝石基板的待刻蚀表面形成光刻胶层；
[0008]将所述蓝宝石基板放入所述光刻载台，所述吸光介质层位于所述蓝宝石基板和所述光刻载台之间；
[0009]利用掩膜版对所述光刻胶层进行曝光，以将所述掩膜版上的图形转移至所述蓝宝石基板的待刻蚀表面。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种图形化衬底，采用本专利技术第一方面所述的光刻方法制备所述图形化衬底；所述图形化衬底包括蓝宝石基板以及位于所述蓝宝石基板上的图形微结构。
[0011]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种LED外延片，包括本专利技术第二方面所述的图形化衬底，以及形成于所述图形化衬底上的外延层。
[0012]本专利技术实施例提供的技术方案，首先提供蓝宝石基板和光刻载台，然后在蓝宝石基板的背面和/或光刻载台的正面设置吸光介质层；并在蓝宝石基板的待刻蚀表面形成光刻胶层，随后将蓝宝石基板放入光刻载台，保证吸光介质层位于蓝宝石基板和光刻载台之间；最后利用掩膜版对光刻胶层进行曝光，以将掩膜版上的图形转移至蓝宝石基板的待刻蚀表面。通过上述设置方式，在对蓝宝石基板进行光刻时，曝光光束在到达蓝宝石基板的背面时能够被蓝宝石基板与光刻载台之间的吸光介质层吸收，进而减少光束在蓝宝石基板背
面、蓝宝石基板内部和光刻载台正面发生反射、折射和衍射等现象，避免反射光束对光刻胶进行二次曝光，从而改善光刻胶柱不均的现象，提升光刻胶柱的均匀性和一致性，进而提高图形化衬底的质量，保证外延层在图形化衬底上的生长效果。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例提供的一种图形化衬底的光刻方法的流程图；
[0014]图2为本专利技术实施例提供的一种蓝宝石基板和光刻载台的结构示意图；
[0015]图3为采用现有技术得到的光刻胶柱的SEM图；
[0016]图4为本专利技术实施例提供的光刻胶柱的SEM图；
[0017]图5为本专利技术实施例提供的另一种图形化衬底的光刻方法流程图；
[0018]图6为本专利技术实施例提供的一种图形化衬底的光刻方法的示意图；
[0019]图7为本专利技术实施例提供的另一种图形化衬底的光刻方法的示意图；
[0020]图8为本专利技术实施例提供的又一种图形化衬底的光刻方法的流程图；
[0021]图9为本专利技术实施例提供的又一种图形化衬底的光刻方法的示意图；
[0022]图10为本专利技术实施例提供的再一种图形化衬底的光刻方法的流程图；
[0023]图11为本专利技术实施例提供的一种吸光介质层的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0025]基于以上现有技术的缺陷，本专利技术实施例提供了一种图形化衬底的光刻方法，图1为本专利技术实施例提供的一种图形化衬底的光刻方法的流程图，如图1所示，本专利技术实施例提供的图形化衬底的光刻方法包括：
[0026]S110、提供蓝宝石基板和光刻载台。
[0027]其中，图形化蓝宝石衬底可由蓝宝石基板形成，蓝宝石基板的尺寸可根据需要自行选择，在此不做限定。光刻载台即光刻曝光工艺中光刻机中用于放置蓝宝石基板的平台。
[0028]图形化衬底的常规制备过程可大致描述如下：首先在蓝宝石基板上制备掩膜层，掩膜层即为光刻胶层，然后利用光刻曝光技术对掩膜层进行图案化处理。光刻曝光是指在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到蓝宝石基板上，再经过显影工艺在蓝宝石基板的正面即待刻蚀表面形成所需的光刻胶柱即掩膜图案，然后基于掩膜图案采用干法刻蚀或湿法刻蚀等其他刻蚀工艺，对蓝宝石基板的待刻蚀表面进行图案化处理，在蓝宝石基板上形成多个基础凸起微结构，制得图形化衬底。本专利技术主要针对上述光刻曝光过程进行改进。
[0029]S120、在蓝宝石基板的背面和/或光刻载台的正面设置吸光介质层。
[0030]蓝宝石基板的背面为背离蓝宝石基板的待刻蚀表面的一侧表面，光刻载台的正面用于放置蓝宝石基板。
[0031]进一步地，图2为本专利技术实施例提供的一种蓝宝石基板和光刻载台的结构示意图，如图2所示，现有蓝宝石基板1的背面11的粗糙度远远大于待刻蚀表面12即蓝宝石基板正面
的粗糙度，蓝宝石基板1的背面11的微观形貌微为凹凸不平的结构。在光刻曝光过程中，曝光光束在蓝宝石基板1的正面和背面11发生的折射、反射以及透光率等都大不相同。根据实验，曝光光束在蓝宝石基板1的背面11的反射率在5％～44％之间，蓝宝石基板1的背面11粗糙度越大，反射率越高。若曝光光束在背面11反射回到正面，则会对光刻胶柱造成二次曝光，进而引发光刻胶柱形貌不均匀、尺寸不集中和均匀性差等问题。
[0032]另外，光刻载台2的结构如图2中所示，光刻载台2的正面21一般设置有处凹槽22，凹槽22的存在使得光刻载台2处形成密度不同的空洞，导致曝光光束在光刻载台2处反射的情况不同。在光刻曝光过程中，一部分光束会透过蓝宝石基板1达到光刻载台2的正面21也即光刻载台2的表面，在光刻载台2正面21发生不同程度的反射，重新射向蓝宝石基板1。根据实验，光束在光刻载台2表面的反射率可达51％～84％。此时，若光束再次反射回到蓝宝石基板1的正面，则同样会对光刻胶柱造成二次曝光，进一步影响光刻胶柱的均匀性。图2中实线箭头表示光刻曝光过程中的曝光光束，虚线箭头表示反射光束
[0033]因此，本专利技术实施例中，可在蓝宝石基板1的背面11和/或光刻载台2的正面21设置吸光介质层3。蓝宝石基板1的背面11即为背离蓝宝石基板1待刻蚀表面12的一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图形化衬底的光刻方法，其特征在于，包括：提供蓝宝石基板和光刻载台；在所述蓝宝石基板的背面和/或所述光刻载台的正面设置吸光介质层；所述蓝宝石基板的背面为背离所述蓝宝石基板的待刻蚀表面的一侧表面，所述光刻载台的正面用于放置所述蓝宝石基板；在所述蓝宝石基板的待刻蚀表面形成光刻胶层；将所述蓝宝石基板放入所述光刻载台，所述吸光介质层位于所述蓝宝石基板和所述光刻载台之间；利用掩膜版对所述光刻胶层进行曝光，以将所述掩膜版上的图形转移至所述蓝宝石基板的待刻蚀表面。2.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述吸光介质层包括柔性透光介质和吸光材料。3.根据权利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述在所述蓝宝石基板的背面和/或所述光刻载台的正面设置吸光介质层，包括：在所述蓝宝石基板的背面设置柔性透光介质层，和/或，在所述光刻载台的正面设置柔性透光介质层；所述柔性透光介质层与所述蓝宝石基板的背面和/或所述光刻载台的正面紧密贴合；在所述柔性透光介质层的表面均匀涂覆所述吸光材料，形成吸光介质层；所述吸光材料覆盖所述柔性透光介质层。4.根据权利要求3所述的光刻方法，其特征在于，所述在所述蓝宝石基板的背面设置柔性透光介质层之前，还包括：制备所述柔性透光介质层；根据所述蓝宝石基板的背面的表面形貌，对所述柔性透光介质层的一侧表面进行粗化处理，形成与所述蓝宝石基板的背面的表面形貌互补的表面形貌；所述在所述蓝宝石基板的背面设置柔性透光介质层，包括：将所述柔性透光介质层粗化后的一侧表面均匀覆盖在所述蓝宝石基板的背面，以使所述柔性透光介质层与所述蓝宝石基板的背面紧密贴合。5.根据权利要求2所述的光刻方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴先燕，向炯，康凯，王子荣，程颖，张剑桥，陆前军，杨瑾尧，
申请(专利权)人：广东中图半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：