将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法
【专利摘要】本发明公开一种将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，其步骤是：在蓝宝石上进行多层阻挡层涂覆加工；在阻挡层上进行黄光微影制程；在阻挡层上进行多层阻挡层的蚀刻；在蓝宝石上进行蓝宝石的蚀刻；采用蓝宝石抛光垫修整器进行修整，处理为成品；清洗。本发明使图案化蓝宝石衬底不良品得以重制为其他产品，变废为宝，增加价值。
【专利说明】将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，适用于半导体、LED、3C等领域蓝宝石衬底的加工制造。
【背景技术】
[0002]在以照明应用为主的蓝白光LED工艺上，基于性价比的考虑，九成以上的衬底采用蓝宝石材质；蓝宝石抛光平片可直接作为蓝白光LED衬底，也可以如图1所示，经过黄光微影制程以及蚀刻工艺，再清洗，将蓝宝石平片制作成图案化蓝宝石衬底(PSS，PatternedSapphire Substrate) ;LED厂将蓝宝石平片衬底以图案化蓝宝石衬底取代，可以有效提升LED颗粒成品发光效率两成以上，有效提升产品效能与竞争力；因此，蓝白光LED制作上，已有七成的份额转用图案化衬底取代平片，图案化衬底形成市场主流。
[0003]在大量的蓝宝石图案化衬底制作之下，因为平片加工或微影过程或蚀刻过程不良及稳定性因素等，导致了工艺完成时留下无法重工及出货的蓝宝石图案化衬底不良品。由于蓝宝石属于高成本素材，蓝宝石从平片到图案化完成也累积了可观的加工成本。如能将长期累积相当数量的蓝宝石图案化衬底不良品经由重制赋与新价值实为理想措施。
[0004]例如蓝宝石抛光垫修整器即为一理想的重制选项，作为本发明的实施例之一，中国台湾专利公告第M458275号《蓝宝石抛光垫修整器》其目的在于提供一种蓝宝石抛光垫修整器以取代习用的钻石碟，其系于蓝宝石层表面经由黄光微影及蚀刻工艺形成复数蓝宝石磨粒，无须利用电镀或烧结的方式来结合，可避免于抛光制程中造成晶粒脱落的情形，降低晶圆被晶粒刮伤的问题，提升化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)的良率，且蓝宝石磨粒大小一致可增加工作粒数(Number of Working Crytals),使晶粒磨平的速率迟缓，因此，晶圆磨除率下降的速率也会减慢，可提升修整器的使用寿命与加工良率，也有效改善钻石碟未臻理想的缺失。
[0005]但蓝宝石图案化衬底的表面锥体尺寸仅约3μπι以下，高度远低于修整器需求的80?200 μ m,图型分布也与修整器习用图型不相符，因此进行重制是必须的，主要工艺流程仍为微影及蚀刻，但此时衬底已不再具有抛光后的平坦表面，也可能存在造成不良品原因，比如衬底表面弯曲(warp and bow)问题，传统微影工艺将难以完全克服粗糙不规整的表面来产生适当的光刻图形以符合修整器需求。上述修整器为可能的应用例之一，其他任何蓝宝石图案化衬底不良品重制实施例，只要经由微影及蚀刻工艺制作前述传统微影工艺遭遇的困难即会产生，因此，本发明即提出得以改善已知问题之技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，使图案化蓝宝石衬底不良品得以重制为其他产品，变废为宝，增加价值。
[0007]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，其步骤是: 第一步，在蓝宝石上进行多层阻挡层涂覆加工；
第二步，在阻挡层上进行黄光微影制程；
第三步，在阻挡层上进行多层阻挡层的蚀刻；
第四步，在蓝宝石上进行蓝宝石的蚀刻；
第五步，采用蓝宝石抛光垫修整器进行修整，处理为成品，蓝宝石抛光垫修整器可以为中国台湾专利公告第M458275号《蓝宝石抛光垫修整器》，或者为其他适用的蓝宝石抛光垫修整器；
第六步，清洗。
[0008]第一步的多层阻挡层涂覆为三层结构，底层为有机底部抗反射涂层OrganicBARC，中间层为含硅底部抗反射涂层S1-BARC，顶层为紫外光i_line 365nm光阻剂或光刻胶 1-line photoresist。
[0009]采用上述方案后，本发明利用多层阻挡层(multi layer resist coat, MLR coat)的采用来辅助图案化衬底片的微影工艺，并搭配适当的蚀刻流程，完成蓝宝石图案化衬底的重制，变废为宝，增加价值。在进行习用的黄光微影制程之前，先进行多层阻挡层的涂覆，此项技术的目的在于衬底表面极不平整的条件之下，涂覆完成后使顶端表面平整，可以顺利进行习用的黄光微影制程，执行传统的光阻涂覆、曝光显影等程序之后，干蚀刻工艺的第一道工序为多层阻挡层的蚀刻，将光罩图形经由光阻完整移转给多层阻挡层；接下来进行蓝宝石层非等向性蚀刻，将光罩图形移转给蓝宝石并形成符合需求的锥形及高度。实用上，除顶层光阻以外，多层阻挡层覆盖无须进行曝光显影，特性上的要求及成本均远低于一般光阻剂。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是现有技术的工艺流程图；
图2是本发明的工艺流程图；
图3是本发明的工艺示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图2和图3所示，本发明揭示了一种将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，其步骤如下。
[0012]第一步，在蓝宝石上进行多层阻挡层涂覆加工；因为现有的蓝宝石衬底表面极不平整，涂覆完成后会使覆盖层顶端表面平整，可以顺利进行习用的黄光微影制程。
[0013]多层阻挡层涂覆为三层结构，底层为一较厚层，可填平起伏的结构，为顶层光阻微影制程成效创造了条件，底层材料一般选用非光阻剂的含C、H、O聚合物，如有机底部抗反射涂层Organic BARC，并充当衬底蚀刻时移转图型的屏蔽；中间层较薄，一般选用材质为含娃的聚合物，如含娃底部抗反射涂层S1-BARC,此层目的在于充当硬质屏蔽(hard mask),能将图型于蚀刻制程时完好转移给较厚的底层材料；顶层则为一般光阻剂，如紫外光1-line365nm 光阻剂或光刻胶 1-line photoresist。
[0014]第二步，在阻挡层上进行黄光微影制程；
黄光微影制程在于应用扫描步进机，将光罩上的图型，经由曝光显影等步骤，将图型移转到顶层的光阻层。
[0015]第三步，在阻挡层上进行多层阻挡层的蚀刻；将光罩图形经由光阻完整移转给多层阻挡层。
[0016]此步骤对于第一步提到的三层结构，经由两阶段的蚀刻，将顶层光阻的图型依序移转给多层阻挡层；首先，第一阶段蚀刻先将图型由光阻层移转给中间层，再以中间层为屏蔽，将图型移转给底层。
[0017]第四步，在蓝宝石上进行蓝宝石的蚀刻；将光罩图形移转给蓝宝石并形成符合需求的锥形及高度。
[0018]以多层阻挡层的底层为屏蔽，进行蓝宝石蚀刻，将图型移转到衬底表面。
[0019]第五步，采用蓝宝石抛光垫修整器进行修整，处理为成品；
第六步，清洗。
[0020]本发明的关键点在于:采用多层阻挡层技术来克服粗糙不规整表面，使得光刻工艺得以顺利施行，但成本增加有限，使图案化蓝宝石衬底报废片重制为其他产品，在工艺上和商业上可行性提升；目前尚未发现有其他可替代技术，如果先行研磨及抛光图案化蓝宝石衬底报废片再行重制，成本增加部分非常可观。
【权利要求】
1.将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，其特征在于步骤是: 第一步，在蓝宝石上进行多层阻挡层涂覆加工； 第二步，在阻挡层上进行黄光微影制程； 第三步，在阻挡层上进行多层阻挡层的蚀刻； 第四步，在蓝宝石上进行蓝宝石的蚀刻； 第五步，采用蓝宝石抛光垫修整器进行修整，处理为成品； 第六步，清洗。
2.如权利要求1所述的将图案化蓝宝石衬底不良品重制的方法，其特征在于:第一步的多层阻挡层涂覆为三层结构，底层为有机底部抗反射涂层Organic BARC，中间层为含硅底部抗反射涂层S1-BARC，顶层为紫外光1-line 365nm光阻剂或光刻胶i_linephotoresist ο
【文档编号】H01L33/00GK104332534SQ201410540387
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】王晓靁, 刘伯彦, 徐常基, 钟其龙 申请人:厦门润晶光电有限公司