襯底刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種襯底刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PSS (Patterned Sapp Substrates，圖形化藍寶石襯底)技術(shù)是目前普遍采用的一種提高GaN(氮化鎵)基LED器件的出光效率的方法。在進行PSS工藝的過程中，其通常在襯底上生長干法刻蝕用掩膜，并采用光刻工藝將掩膜刻出圖形；然后采用ICP技術(shù)刻蝕襯底表面，以形成需要的圖形，再去除掩膜，并采用外延工藝在刻蝕后的襯底表面上生長GaN薄膜?？涛g工藝所獲得的襯底溝槽底部的平整性越好，越有利于后續(xù)的外延工藝，外延GaN薄膜的晶體質(zhì)量越高。
[0003]目前，掩膜圖形的制備大都采用步進式光刻機。隨著PSS技術(shù)的逐步發(fā)展，PSS越來越趨向于采用更小的尺寸，達到了納米量級，即所謂的NPSS (Nanometer Patterned SappSubstrates，納米圖形化藍寶石襯底)。
[0004]現(xiàn)有的一種NPSS的刻蝕工藝通常采用納米壓印技術(shù)制備掩膜圖形，如圖1所示，為光刻膠掩膜圖形的制備流程示意圖。首先在襯底I的表面上涂覆一層光刻膠2，然后利用納米壓印模板3在光刻膠2上制備所需的圖形。納米壓印技術(shù)具有工藝簡單，成本低等優(yōu)點，但是其在實際應(yīng)用中會存在以下缺陷:
[0005]在完成掩膜圖形的制備之后，在襯底I的未被光刻膠2覆蓋的區(qū)域存在殘留的光刻膠，如圖1中示出的光刻膠的殘留部分4。這會導致在后續(xù)的PSS刻蝕過程中，需要首先將該殘留部分4刻蝕掉之后，再刻蝕殘留部分4下面的襯底。雖然可以在掩膜圖形制備之后增加殘膠的去除步驟，例如通過通入02等氣體或者采用較高的下電極功率來實現(xiàn)殘膠的去除，但是，這又會存在這樣的問題，即:在去除殘膠的同時，光刻膠會被減薄，從而導致NPSS的刻蝕高度降低，無法滿足工藝需要，襯底的圖形形貌如圖2所示，該圖形的刻蝕高度如圖2中示出的高度H。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種襯底刻蝕方法，其可以在保證獲得理想的襯底圖形形貌的前提下，提高圖形的刻蝕高度。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種襯底刻蝕方法，包括以下步驟:
[0008]SI，在所述襯底的表面制備一層采用特定材料制作的底膜；
[0009]S2，在所述底膜上制備光刻膠掩膜；
[0010]S3，采用納米壓印的方式在所述光刻膠掩膜上制備所需的圖形；
[0011]S4，去除所述襯底表面未被所述光刻膠掩膜覆蓋的區(qū)域上殘留的光刻膠；
[0012]S5，刻蝕所述底膜，以將所述光刻膠掩膜的圖形復制在所述底膜上；
[0013]S6，刻蝕所述襯底，以將所述光刻膠掩膜的圖形復制在所述襯底上；
[0014]其中，所述底膜用于在進行所述步驟S5時，降低所述光刻膠掩膜的消耗量，以及在進行所述步驟S6時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比。
[0015]優(yōu)選的，所述特定材料包括娃。
[0016]優(yōu)選的，所述底膜的厚度根據(jù)在分別進行所述步驟S4和步驟S5時所述光刻膠掩膜的消耗量而設(shè)定。
[0017]優(yōu)選的，所述底膜的厚度的取值范圍在45?55nm。
[0018]優(yōu)選的，在步驟S5中，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述底膜；所述干法刻蝕工藝所采用的刻蝕氣體包括02和SF 6。
[0019]優(yōu)選的，所述干法刻蝕工藝所采用的腔室壓力的取值范圍在20?50mT ;上電極功率的取值范圍在400?500W ;下電極功率的取值范圍在70?80W ;SF6的流量的取值范圍在40?50sccm ;02的流量的取值范圍在25?35sccm。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟S6進一步包括:
[0021]主刻蝕步驟，用于在刻蝕襯底的同時，控制刻蝕速率和刻蝕選擇比；
[0022]過刻蝕步驟，用于在刻蝕襯底的同時，修飾所述襯底的圖形形貌。
[0023]優(yōu)選的，在所述過刻蝕步驟中，下電極功率的取值范圍在500?700W。
[0024]優(yōu)選的，所述主刻蝕步驟進一步包括步驟S61和S62，所述步驟S61所采用的下電極功率高于所述步驟S62所采用的下電極功率，以保證所述底膜能夠被消耗。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟S61所采用的下電極功率的取值范圍在400?500W。
[0026]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]本發(fā)明提供的襯底刻蝕方法，其在制備光刻膠掩膜之前增設(shè)了一步底膜制備步驟，該底膜通過采用特定材料，可以實現(xiàn)在定義底膜圖形時降低光刻膠掩膜的消耗量，以及在刻蝕襯底時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比，從而可以實現(xiàn)在保證獲得理想的襯底圖形形貌的前提下，提高圖形的刻蝕高度。
【附圖說明】
[0028]圖1為光刻膠掩膜圖形的制備流程示意圖；
[0029]圖2為襯底的圖形形貌的掃描電鏡圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的流程框圖；
[0031]圖4A為完成本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的步驟SI獲得的襯底的圖形形貌示意圖；
[0032]圖4B為完成本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的步驟S2獲得的襯底的圖形形貌示意圖；
[0033]圖4C為完成本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的步驟S3獲得的襯底的圖形形貌示意圖；
[0034]圖4D為完成本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的步驟S4獲得的襯底的圖形形貌示意圖；
[0035]圖4E為完成本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的步驟S5獲得的襯底的圖形形貌不意圖；以及
[0036]圖5為采用本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法獲得的襯底圖形演變的過程示意圖。
【具體實施方式】
[0037]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)合附圖來對本發(fā)明提供的襯底刻蝕方法進行詳細描述。
[0038]圖3為本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法的流程框圖。請參閱圖3，襯底刻蝕方法包括以下步驟:
[0039]SI，在襯底的表面制備一層采用特定材料制作的底膜；
[0040]S2，在底膜上制備光刻膠掩膜；
[0041]S3，采用納米壓印的方式在光刻膠掩膜上制備所需的圖形；
[0042]S4，去除襯底表面未被光刻膠掩膜覆蓋的區(qū)域上殘留的光刻膠；
[0043]S5，刻蝕底膜，以將光刻膠掩膜的圖形復制在底膜上；
[0044]S6，刻蝕襯底，以將光刻膠掩膜的圖形復制在襯底上；
[0045]其中，底膜用于在進行步驟S5時，降低光刻膠掩膜的消耗量，以及在進行步驟S6時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比。
[0046]在步驟SI中，如圖4A所示，在襯底21的表面制備一層底膜22，該底膜22采用特定材料制作，該特定材料選用在被刻蝕時可使光刻膠掩膜的厚度消耗少，同時在刻蝕襯底時，該特定材料作為掩膜相對于襯底的刻蝕選擇比較高的材料，例如硅等，從而底膜2可以實現(xiàn)以下功能，即:在進行步驟S5時，降低光刻膠掩膜的消耗量，以及在進行步驟S6時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比。
[0047]在步驟S2中，如圖4B所示，在底膜22上制備光刻膠掩膜23，該光刻膠掩膜23覆蓋在底膜22的整個表面上。
[0048]在步驟S3中，采用納米壓印的方式在光刻膠掩膜23上制備所需的圖形。所謂納米壓印，如圖4C所示，是利用納米壓印模板24在光刻膠掩膜23上制備所需的圖形。納米壓印具有工藝簡單、成本較低的優(yōu)點，但是在完成光刻膠掩膜的圖形定義之后，在襯底表面未被光刻膠掩膜覆蓋的區(qū)域上會出現(xiàn)膠殘留的現(xiàn)象，需要將殘留的這部分光刻膠去除。
[0049]因此，進行步驟S4，以去除襯底21表面未被光刻膠掩膜23覆蓋的區(qū)域上(即如圖4C中示出的圖形凹槽底面232)上殘留的光刻膠，而被光刻膠掩膜23覆蓋的區(qū)域(即如圖4C中示出的圖形頂面231)不進行去除操作，完成步驟S4獲得的襯底的圖形形貌如圖4D所示，光刻膠掩膜23a為去除殘膠后的圖形形貌。殘膠的去除可以采用干法刻蝕的方法刻蝕光刻膠，其中，刻蝕氣體采用O2，并采用適當?shù)妮^高的下電極功率，這是因為:如果采用較低的下電極功率，容易出現(xiàn)刻蝕粘連現(xiàn)象。
[0050]在步驟S5中，采用干法刻蝕工藝刻蝕底膜22，且將光刻膠掩膜23用作掩膜對底膜22進行刻蝕，以將光刻膠掩膜23的圖形復制在底膜22上，即，定義底膜22的圖形，如圖4E所示，底膜22a為具有圖形的底