專利名稱：一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體加工領(lǐng)域，具體涉及一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法以及用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置。
背景技術(shù)：
GaN(氮化鎵)基LED (發(fā)光二極管)具有壽命長(zhǎng)、耐沖擊、抗震、高效節(jié)能等優(yōu)異特性，在圖像顯示、信號(hào)指示、照明等領(lǐng)域具有廣泛地應(yīng)用前景。尤其是近年來自然資源的日益短缺進(jìn)一步促進(jìn)了 GaN基LED快速發(fā)展。眾所周知，由于GaN單晶制備比較困難，常見的GaN基LED是以藍(lán)寶石為襯底。然而GaN與藍(lán)寶石襯底的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)差別較大，使得藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的GaN薄膜的位錯(cuò)和缺陷密度較大，嚴(yán)重影響了 LED的發(fā)光效率和壽命。 為此，相關(guān)技術(shù)人員開發(fā)了 PSS(Patterned Sapphire Substrates)技術(shù)，即圖形化襯底技術(shù)，其是在藍(lán)寶石襯底上制作掩膜，再用光刻技術(shù)在掩膜上加工出所需的圖形，然后利用ICP (電感耦合)刻蝕技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石，再去掉掩膜，最后在藍(lán)寶石襯底上沉積GaN薄膜，從而使GaN薄膜由縱向外延變?yōu)闄M向外延。在上述PSS技術(shù)中，掩膜和藍(lán)寶石襯底的刻蝕圖形形狀影響后續(xù)的GaN薄膜的質(zhì)量，如掩膜圖形的底寬(即圖形底端的寬度)較寬以及高度較矮時(shí)將影響GaN薄膜的外延生長(zhǎng)；而且在刻蝕過程中，刻蝕選擇比與刻蝕速率相互制約，即刻蝕選擇比的增加將導(dǎo)致刻蝕速率的降低，從而影響GaN基LED的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)GaN基LED的制備過程中存在的上述缺陷，提供一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，該方法不僅可以獲得底寬較窄、高度較高的掩膜圖形，而且可以提聞圖形的刻蝕速率，從而提聞GaN基LED的生廣效率。此外，本發(fā)明還提供一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，該裝置可以不僅可以獲得底寬較窄、高度較高的掩膜圖形，而且可以提高圖形的刻蝕速率，從而提高GaN基LED的生產(chǎn)效率。解決上述技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是提供一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，包括以下步驟步驟Si，在藍(lán)寶石襯底上制作具有所需圖形的掩膜；步驟s2，按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟S3，判斷所述掩膜是否開始收縮，若是，則執(zhí)行步驟s4 ;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s2 ；步驟s4，按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s5，結(jié)束所述藍(lán)寶石襯底的刻蝕。優(yōu)選地，當(dāng)所述掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)所述掩膜開始收縮。
優(yōu)選地，通過刻蝕時(shí)間來判斷所述掩膜是否開始收縮。優(yōu)選地，所述第一刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率小于所述第二刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率。優(yōu)選地，利用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底時(shí)，刻蝕氣體的流量為50 150SCCm，所述第一刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率100 350W ;所述第二刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率為500 700W。優(yōu)選地，在步驟s4后，還包括修飾所述藍(lán)寶石圖形的步驟，當(dāng)掩膜的厚度減小到100 200nm時(shí),進(jìn)行修飾所述藍(lán)寶石圖形的步驟。優(yōu)選地，在修飾所述藍(lán)寶石圖形時(shí)，下電極射頻功率為500 700W，刻蝕氣體的流量為30 50sccm。
本發(fā)明還提供一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，包括用于刻蝕藍(lán)寶石襯底的刻蝕設(shè)備以及控制單元，所述控制單元包括獲取單元以及第一判斷單元，其中，所述獲取單元用于獲取設(shè)置在所述藍(lán)寶石襯底表面的掩膜的狀態(tài)信息，并將所述掩膜狀態(tài)信息發(fā)送至所述第一判斷單元；所述第一判斷單元用于根據(jù)所述掩膜狀態(tài)信息判斷掩膜是否開始收縮，若是，則發(fā)出掩膜開始收縮的信號(hào)；若否，則發(fā)出所述掩膜未開始收縮的信號(hào)；所述刻蝕設(shè)備根據(jù)所述第一判斷單元發(fā)出的掩膜收縮的信號(hào)，在所述掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底，并在所述掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底。優(yōu)選地，所述掩膜狀態(tài)信息包括所述掩膜的高度信息和底寬信息，當(dāng)所述掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)，所述掩膜開始收縮。優(yōu)選地，所述獲取單元為掃描電子顯微鏡。優(yōu)選地，所述控制單元包括工藝調(diào)節(jié)單元，其輸出端與所述刻蝕設(shè)備連接，用于根據(jù)第一判斷單元發(fā)出的信號(hào)調(diào)節(jié)所述刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)，將第一刻蝕工藝調(diào)整為第二刻蝕工藝。優(yōu)選地，所述控制單元包括第二判斷單元，其與所述工藝調(diào)節(jié)單元連接，用于判斷所述掩膜的厚度是否為100 200nm，若是，則發(fā)出停止所述第二刻蝕工藝的信號(hào)；若否，則發(fā)出繼續(xù)所述第二刻蝕工藝的信號(hào)，所述工藝調(diào)節(jié)單元根據(jù)第二判斷單元發(fā)出的信號(hào)調(diào)節(jié)所述刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)，以將所述刻蝕設(shè)備的刻蝕工藝調(diào)整為修飾工藝。優(yōu)選地，所述控制單元包括第三判斷單元，其與所述工藝調(diào)節(jié)單元連接，用于判斷修飾工藝是否結(jié)束，若是，則發(fā)出結(jié)束修飾工藝的信號(hào)，所述工藝調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述第三判斷單元發(fā)出的結(jié)束修飾工藝的信號(hào)使所述刻蝕設(shè)備結(jié)束修飾工藝。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，通過判斷掩膜是否開始收縮，其在掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底，在掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底。通過該方法不僅可以減少刻蝕的時(shí)間，從而提高刻蝕效率，進(jìn)而提高圖形化藍(lán)寶石襯底的產(chǎn)能；而且可以有效的控制掩膜的底寬，為后續(xù)的外延工藝提供良好的窗口。類似地，本發(fā)明提供的一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其通過獲取單元獲取掩膜的狀態(tài)信息，然后由判斷單元根據(jù)掩膜的狀態(tài)信息判斷掩膜是否開始收縮，以使刻蝕設(shè)備在所述掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝要求進(jìn)行刻蝕，而在所述掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝要求進(jìn)行刻蝕，從而不僅可以減少刻蝕的時(shí)間，提高刻蝕效率，進(jìn)而提高圖形化藍(lán)寶石襯底的產(chǎn)能；而且可以有效的控制掩膜的底寬，為后續(xù)的外延工藝提供良好的窗P。


圖I為本發(fā)明提供的一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底的流程圖；圖3為刻蝕寶石襯底前的SEM切片圖； 圖4為采用本實(shí)施例提供的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法在主刻蝕工藝結(jié)束后的SEM切片圖；以及圖5為本發(fā)明提供的一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法及裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。在刻蝕藍(lán)寶石襯底的過程中，掩膜同樣會(huì)被刻蝕。本發(fā)明是通過判斷掩膜的刻蝕狀態(tài)達(dá)到控制圖形化藍(lán)寶石襯底的質(zhì)量。圖I為本發(fā)明提供的一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法的主要步驟流程圖。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法主要包括以下步驟步驟Si，在藍(lán)寶石襯底上制作具有所需圖形的掩膜；步驟s2，按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟S3，判斷所述掩膜是否開始收縮，若是，則執(zhí)行步驟s4 ;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s2 ；步驟s4，按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s5，結(jié)束所述藍(lán)寶石襯底的刻蝕。判斷掩膜是否開始收縮的方法可以通過掩膜的高度和掩膜的底寬的比值獲得。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)所述掩膜開始收縮。因此，本發(fā)明以掩膜的高度是否減小到其底寬的1/2作為判斷掩膜是否開始收縮的依據(jù)。然而，本發(fā)明并不局限于此。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以通過實(shí)驗(yàn)獲得掩膜開始收縮的時(shí)間點(diǎn)，即通過刻蝕時(shí)間來間接判斷掩膜是否開始收縮。這種借助刻蝕時(shí)間判斷掩膜是否開始收縮的方法易于操作，更加適用于批量的大規(guī)模生產(chǎn)。需要說明的是，本實(shí)施例是在掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)認(rèn)為掩膜開始收縮，但是本發(fā)明并不局限于此。眾所周知，不同掩膜開始收縮的時(shí)間點(diǎn)并不相同，因此，判斷掩膜是否開始收縮需要根據(jù)不同掩膜所具有的性能來確定?？涛g工藝可以選擇諸如電感耦合等離子體刻蝕工藝、電容耦合等離子體刻蝕工藝等干法刻蝕工藝。下面詳細(xì)介紹電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底的步驟，實(shí)施電感耦合等離子體刻蝕工藝的主要參數(shù)有反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力，單位mTorr (毫托)；SRF (上電極射頻功率)(單位瓦)；BRF (下電極射頻功率)(單位瓦)；刻蝕氣體三氯化硼(BCl3)，單位sccm(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)毫升每分鐘)；刻蝕時(shí)間min(分鐘)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底的流程圖。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例提供的采用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底的步驟包括步驟slO，在藍(lán)寶石襯底上制作具有所需圖形的掩膜。掩膜的制作方法與現(xiàn)有技術(shù)中制作掩膜的方法相同。如，首先在藍(lán)寶石襯底上制作干法刻蝕用的掩膜，如光刻膠掩膜，然后用光刻工藝在掩膜上刻出所需的圖形。這里，掩膜的圖形與所要加工的藍(lán)寶石襯底的圖形相對(duì)應(yīng)。步驟s20，按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底。本實(shí)施例中，第一刻蝕工藝也可以稱作高選擇比刻蝕工藝，主要是控制BRF，通?！RF控制在100 350W，優(yōu)選150 300W。通過較小的BRF可以使刻蝕圖形達(dá)到高選擇比。同時(shí)，刻蝕氣體三氯化硼B(yǎng)Cl3的流量為50 150sccm，反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力為2 15mTTor, SRF 為 1400 1900W。步驟s30，判斷所述掩膜是否開始收縮，若是，則執(zhí)行步驟s40 ;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s20。在按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底的過程中，通過SEM(掃描電子顯微鏡)監(jiān)測(cè)掩膜的高度和底寬尺寸，并判斷掩膜的高度是否減小到其底寬的1/2，若是，則執(zhí)行步驟s40 ;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s20。步驟s40，按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底。在掩膜開始收縮后，如果繼續(xù)按照步驟s20的第一刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底，必然會(huì)導(dǎo)致掩膜的底寬發(fā)生較大的展寬，從而導(dǎo)致掩膜底寬較寬。因此，需要對(duì)刻蝕工藝進(jìn)行調(diào)整，以抑制掩膜展寬。在步驟s40中，第二刻蝕工藝也稱作抑制掩膜底寬刻蝕工藝，同樣主要是控制BRF,但BRF要大于第一刻蝕工藝中的BRF，通常BRF大于500W，優(yōu)選500 700W，較大的BRF不僅可以控制掩膜的底寬，而且刻蝕速率較快，其刻蝕速度比步驟s20所述第一刻蝕工藝的速度快10 20%。其它工藝參數(shù)與步驟s20類似，具體地，將刻蝕氣體三氯化硼B(yǎng)Cl3的流量控制在50 150sccm，將反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力控制在2 15mTorr，SRF控制在1400 1900W。需要說明的是，在本實(shí)施例中，步驟s20和步驟s40中的第一刻蝕工藝和第二刻蝕工藝被稱為主刻蝕工藝，主刻蝕工藝決定了掩膜的高度和底寬，然而主刻蝕工藝獲得藍(lán)寶石圖形的形貌相對(duì)較差。為了獲得更好的藍(lán)寶石圖形形貌，還需要對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行修飾工藝。因此，在結(jié)束圖形化藍(lán)寶石襯底工藝之前，還需要繼續(xù)執(zhí)行步驟s50和步驟s60。步驟s50，判斷掩膜的高度是否減小到100 200nm，若是，則執(zhí)行步驟s60 ;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s40。步驟s60，對(duì)藍(lán)寶石圖形實(shí)施修飾工藝。步驟s60所述的修飾工藝也稱為過刻蝕工藝,其僅對(duì)藍(lán)寶石圖形進(jìn)行修飾。修飾工藝需要控制的主要參數(shù)為BRF、反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體壓力以及刻蝕氣體的流量。具體地，BRF要大于500W，優(yōu)選500 700W，將刻蝕氣體三氯化硼B(yǎng)Cl3的流量控制在30 50sccm，將反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力控制在I 2mTorr，SRF控制在1400 2000W。步驟s70，判斷修飾工藝是否結(jié)束，若是，則執(zhí)行步驟s80;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s60。本實(shí)施例，判斷修飾工藝是否結(jié)束，主要是根據(jù)修飾工藝的時(shí)間。修飾工藝的時(shí)間通常為3 7min，其與掩膜的厚度正相關(guān)。若掩膜厚度為2. 5 3μπι時(shí)，修飾工藝的時(shí)間為5min ;若掩膜的厚度低于2. 5 μ m，則修飾工藝的時(shí)間相應(yīng)的減少；若掩膜的厚度高于3 μ m時(shí)，則修飾工藝的時(shí)間相應(yīng)的增加。步驟s80，結(jié)束對(duì)所述藍(lán)寶石襯底的刻蝕。圖3為刻蝕寶石襯底前的SEM切片圖，請(qǐng)參閱圖3，掩膜的底寬為2. 86 μ m(微米)，高度為I. 87 μ m。
圖4為采用本實(shí)施例提供的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法在主刻蝕工藝結(jié)束后藍(lán)寶石襯底的SEM切片圖，其中，主刻蝕工藝包括采用第一刻蝕工藝刻蝕33分鐘以及采用第二刻蝕工藝刻蝕4分鐘。請(qǐng)參閱圖4，在主刻蝕工藝結(jié)束后，掩膜的底寬為2. 72 μ m，高度為I. 82 μ m0相對(duì)于圖3而言，在掩膜高度大致相同的情況下，掩膜的底寬減小了 140nm(納米)，即底寬約減小了 16%。而且，刻蝕時(shí)間縮短了 6min(分鐘)，約縮短了 14%。需要說明的是，本實(shí)施例是根據(jù)直接測(cè)量掩膜厚度的方式來判斷掩膜是否開始收縮。然而，本發(fā)明并不局限于此。本發(fā)明也可以通過刻蝕時(shí)間來判斷掩膜是否開始收縮。具體地在步驟Si之后，測(cè)量所述掩膜的厚度，獲得掩膜的初始厚度值；對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行預(yù)刻蝕,記錄預(yù)刻蝕的時(shí)間；再次測(cè)量掩膜的厚度，獲得掩膜的第二厚度值；根據(jù)初始厚度值、第二厚度值以及預(yù)刻蝕的時(shí)間計(jì)算所述掩膜的刻蝕速率，計(jì)算方式為掩膜的刻蝕速率=(初始厚度值-第二厚度值)/預(yù)刻蝕的時(shí)間；根據(jù)刻蝕速率、掩膜的初始厚度值以及掩膜的初始寬度值獲得所述掩膜開始收縮的時(shí)間，計(jì)算方式為掩膜收縮開始時(shí)間=(初始厚度值-掩膜的初始寬度值/2)/掩膜刻蝕速率。在實(shí)際的工藝過程中，預(yù)刻蝕的時(shí)間約為10 15min，而且掩膜的初始厚度值、初始寬度值可以通過掃描電鏡測(cè)量獲得。本實(shí)施例提供的一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，通過判斷掩膜是否開始收縮，使刻蝕工藝在掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底，在掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底。通過該方法不僅可以減少刻蝕的時(shí)間，從而提高刻蝕效率，進(jìn)而可以提高圖形化藍(lán)寶石襯底的產(chǎn)能；而且可以有效的控制掩膜的底寬，為后續(xù)的外延工藝提供良好的窗口。本實(shí)施例還提供一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，圖5為本發(fā)明提供的一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖5，該裝置包括實(shí)施刻蝕工藝的刻蝕設(shè)備I以及控制單元2?？涛g設(shè)備可以采用諸如電感耦合等離子體刻蝕設(shè)備或電容耦合等離子體刻蝕設(shè)備或其它能夠用于干法刻蝕的刻蝕設(shè)備?？刂茊卧?包括獲取單元21以及第一判斷單元22，獲取單元21與第一判斷單元22連接。其中，獲取單元21用于獲取設(shè)置在所述藍(lán)寶石襯底表面的掩膜的狀態(tài)信息，并將所述掩膜狀態(tài)信息發(fā)送至所述第一判斷單元22。第一判斷單元22用于根據(jù)掩膜狀態(tài)信息判斷掩膜是否開始收縮?？涛g設(shè)備I在掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝進(jìn)行刻蝕，在所述掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝進(jìn)行刻蝕。本實(shí)施例中，獲取單元21為掃描電子顯微鏡，其獲取的掩膜狀態(tài)信息為掩膜的高度信息和底寬的信息。對(duì)應(yīng)地，第一判斷單元22判斷掩膜的高度是否減小到其底寬的1/2，若是，發(fā)出掩膜開始收縮信號(hào)；若否，則發(fā)出所述掩膜未收縮信號(hào)?？刂茊卧?還包括工藝調(diào)節(jié)單元23，工藝調(diào)節(jié)單元23的輸入端與第一判斷單元22連接，工藝調(diào)節(jié)單元23的輸出端與刻蝕設(shè)備I連接，工藝調(diào)節(jié)單元23用于根據(jù)第一判斷單元22發(fā)出的掩膜開始收縮的信號(hào)，調(diào)整刻蝕設(shè)備I的刻蝕工藝，即，將第一刻蝕工藝調(diào)整為第二刻蝕工藝。
需要說明的是，通過工藝調(diào)節(jié)單元23可以自動(dòng)調(diào)節(jié)控制單元2刻蝕設(shè)備的刻蝕工藝參數(shù)。然而，本發(fā)明也可以通過手動(dòng)方式調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)。具體地，操作人員可以根據(jù)第一判斷單元22發(fā)出的掩膜開始收縮的信號(hào)手動(dòng)調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)，這同樣屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中，控制單元2還包括第二判斷單元24，其用于判斷第二刻蝕工藝是否結(jié)束，如是，則發(fā)出第二刻蝕工藝結(jié)束的信號(hào)；若否，則不發(fā)出任何信號(hào)或發(fā)出繼續(xù)第二刻蝕工藝的信號(hào)。第二判斷單元24的輸入端與獲取單元21連接，第二判斷單元24的輸出端與工藝調(diào)節(jié)單元23連接。當(dāng)?shù)诙袛鄦卧?4發(fā)出第二刻蝕工藝結(jié)束的信號(hào)時(shí)，工藝調(diào)節(jié)單元23調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)，將刻蝕工藝參數(shù)調(diào)整為適合實(shí)施修飾工藝的工藝參數(shù)。當(dāng)然，同樣可以通過手動(dòng)方式將第二刻蝕工藝調(diào)整為修飾工藝。本實(shí)施例中，控制單元2還包括第三判斷單元25，其用于判斷修飾工藝的結(jié)束時(shí)亥丨J。當(dāng)修飾工藝結(jié)束時(shí)，第三判斷單元25發(fā)出結(jié)束修飾工藝的信號(hào)。第三判斷單元25的輸入端與獲取單元21連接，第三判斷單元25的輸出端與工藝調(diào)節(jié)單元23連接。當(dāng)工藝調(diào)節(jié)單元23接收到第三判斷單元25的結(jié)束修飾工藝的信號(hào)時(shí)，使刻蝕設(shè)備結(jié)束I修飾工藝，即結(jié)束圖形化藍(lán)寶石襯底工藝。不難理解，也可以通過手動(dòng)方式來結(jié)束圖形化藍(lán)寶石襯底工藝。本實(shí)施例提供的一種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其通過獲取單元獲取掩膜的狀態(tài)信息，然后由判斷單元根據(jù)掩膜的狀態(tài)信息判斷掩膜是否開始收縮，以使刻蝕設(shè)備在所述掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝要求進(jìn)行刻蝕，而在所述掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝要求進(jìn)行刻蝕，從而不僅可以減少刻蝕的時(shí)間，提高刻蝕效率，進(jìn)而提高圖形化藍(lán)寶石襯底的產(chǎn)能；而且可以有效的控制掩膜的底寬，為后續(xù)的GaN薄膜外延工藝提供良好的窗口?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟Si，在藍(lán)寶石襯底上制作具有所需圖形的掩膜；步驟s2，按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s3，判斷所述掩膜是否開始收縮，若是，則執(zhí)行步驟s4;若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s2 ；步驟s4，按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s5，結(jié)束所述藍(lán)寶石襯底的刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，當(dāng)所述掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)所述掩膜開始收縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，通過刻蝕時(shí)間來判斷所述掩膜是否開始收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，所述第一刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率小于所述第二刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，利用電感耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底時(shí)，刻蝕氣體的流量為50 150sCCm，所述第一刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率100 350W ;所述第二刻蝕工藝中使用的下電極射頻功率為 500 700W。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，在步驟s4后，還包括修飾所述藍(lán)寶石圖形的步驟，當(dāng)掩膜的厚度減小到100 200nm時(shí),進(jìn)行修飾所述藍(lán)寶石圖形的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖形化藍(lán)寶石襯底的方法，其特征在于，在修飾所述藍(lán)寶石圖形時(shí)，下電極射頻功率為500 700W，刻蝕氣體的流量為30 50sccm。
8.—種用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，包括用于刻蝕藍(lán)寶石襯底的刻蝕設(shè)備以及控制單元，其特征在于，所述控制單元包括獲取單元以及第一判斷單元，其中，所述獲取單元用于獲取設(shè)置在所述藍(lán)寶石襯底表面的掩膜的狀態(tài)信息，并將所述掩膜狀態(tài)信息發(fā)送至所述第一判斷單元；所述第一判斷單元用于根據(jù)所述掩膜狀態(tài)信息判斷掩膜是否開始收縮，若是，則發(fā)出掩膜開始收縮的信號(hào)；若否，則發(fā)出所述掩膜未開始收縮的信號(hào)；所述刻蝕設(shè)備根據(jù)所述第一判斷單元發(fā)出的掩膜收縮的信號(hào)，在所述掩膜開始收縮前按照第一刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底，并在所述掩膜開始收縮后按照第二刻蝕工藝刻蝕藍(lán)寶石襯底。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其特征在于，所述掩膜狀態(tài)信息包括所述掩膜的高度信息和底寬信息，當(dāng)所述掩膜的高度減小到其底寬的1/2時(shí)，所述掩膜開始收縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其特征在于，所述獲取單元為掃描電子顯微鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其特征在于，所述控制單元，包括工藝調(diào)節(jié)單元，其輸出端與所述刻蝕設(shè)備連接，用于根據(jù)第一判斷單元發(fā)出的信號(hào)調(diào)節(jié)所述刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)，將第一刻蝕工藝調(diào)整為第二刻蝕工藝。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其特征在于，所述控制單元，包括第二判斷單元，其與所述工藝調(diào)節(jié)單元連接，用于判斷所述掩膜的厚度是否為 100 200nm，若是，則發(fā)出停止所述第二刻蝕工藝的信號(hào)；若否，則發(fā)出繼續(xù)所述第二刻蝕工藝的信號(hào)，所述工藝調(diào)節(jié)單元根據(jù)第二判斷單元發(fā)出的信號(hào)調(diào)節(jié)所述刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)，以將所述刻蝕設(shè)備的刻蝕工藝調(diào)整為修飾工藝。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于圖形化藍(lán)寶石襯底的裝置，其特征在于，所述控制單元，包括第三判斷單元，其與所述工藝調(diào)節(jié)單元連接，用于判斷修飾工藝是否結(jié)束，若是，則發(fā)出結(jié)束修飾工藝的信號(hào)，所述工藝調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述第三判斷單元發(fā)出的結(jié)束修飾工藝的信號(hào)使所述刻蝕設(shè)備結(jié)束修飾工藝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖形化藍(lán)寶石襯底的方法及裝置，該方法包括以下步驟步驟s 1，在藍(lán)寶石襯底上制作具有所需圖形的掩膜；步驟s2，按照第一刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s3，判斷所述掩膜是否開始收縮，若是，則執(zhí)行步驟s4；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟s2；步驟s4，按照第二刻蝕工藝刻蝕所述藍(lán)寶石襯底；步驟s5，結(jié)束所述藍(lán)寶石襯底的刻蝕。該方法不僅可以減少刻蝕的時(shí)間，從而提高刻蝕效率；而且可以有效的控制掩膜的底寬，為后續(xù)的外延工藝提供良好的窗口。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102931071SQ20111022592
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者謝秋實(shí) 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司