[发明专利]无缺陷模仁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缺陷模仁的制造方法,特别是涉及一种用于制造磊晶晶圆的纳米压印的无缺陷模仁的制造方法。

背景技术

图案化蓝宝石基板(Patterned Sapphire Substrate，PSS)多以黄光制作图案，其中又以步进曝光(Stepper)方式最为普遍，但是以步进曝光方法制作图案，均会产生严重到可被人眼清晰分辨的图案误差，这种图案误差即为现在的图案化蓝宝石基板业者所说的格纹(格子状纹路)，而且图案误差又必定会造成图案化蓝宝石基板的缺陷，其中又以基板刮痕与格纹所造成的基板缺陷的问题最为常见，而严重的格纹所导致的基板缺陷会贯穿磊晶晶圆，因此格纹导致的基板缺陷所造成的磊晶损坏面积会远比刮伤造成的损失为大。

格纹问题主要有网格线的错位、重迭或分离，并会造成严重的磊晶缺陷，所以是现今磊晶厂作为PSS质量合格与否的重要检验项目。磊晶厂检验格纹的方式，目前皆以强光灯照射，并以人眼直视PSS表面，若网格线若隐若现，则一般均算合格；若网格线线条明显，则移至显微镜做表面状况确认，确认出网格线清晰者就打入疵品。格纹问题在现今磊晶厂典型制造工艺中皆无法避免，状况若严重，则带有格纹的PSS将造成更大面积的磊晶缺陷，亦即代表最终打入疵品的芯片会比其他缺陷更多。

如图1A所示，为熟知的一种磊晶晶圆格纹示意图；如图1B所示，为熟知的一种磊晶晶圆及格纹照片图；如图1C所示，为熟知的一种磊晶晶圆刮伤示意图。现今技术所制造的磊晶晶圆，格纹发生率经常不低于10%，每十片磊晶晶圆中，最少有一片可被轻易观察到网格线，其浪费程度算是相当严重。

由此可见，上述现有的磊晶晶圆的制造工艺在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般工艺又没有适切的制造方法能够解决上述问题，这显然是相关业者急欲解决的问题。

无格纹发生，将会是制造磊晶晶圆的制造工艺中纳米压印取代步进曝光机的一个重要契机。而在纳米压印领域中，模仁的制造能力极为重要，模仁的良窳会影响制造磊晶晶圆的所有制造工艺与合格率。因此，如何发展出一种制造工艺简易、成本低、可有效消除模仁的格纹又可重复制造的无缺陷模仁制造方法，便成为纳米压印领域、图案化蓝宝石基板产业，甚至整个发光二极管产业一个重要的进步方向与课题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的磊晶晶圆的制造工艺存在的缺陷，而提供一种新的无缺陷模仁的制造方法，无缺陷模仁可应用于磊晶晶圆制作的纳米压印制造工艺，大幅提高磊晶晶圆的制作合格率。该制作方法简易、成本低廉又可完全复制的特性，使纳米压印制程技术得以真正取代现今的步进曝光制程，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种无缺陷模仁的制造方法，其包括以下步骤：（1）提供一模仁；(2)制作一光阻图案于该模仁上，于模仁的一表面涂布一光阻层，并透过一屏蔽对光阻层曝光后再进行显影，藉此形成光阻图案，其中光阻图案具有多个孔洞；(3)镀制一金属薄膜，对覆盖有光阻图案的模仁表面镀制金属薄膜，且金属薄膜亦形成在所述孔洞中；（4）形成多个金属圆柱，拔除覆盖在光阻图案上的金属薄膜及光阻图案，用以在光阻图案的孔洞相对应的位置形成金属圆柱；（5）进行加热及退火，以加热方式使所述金属圆柱熔化形成为多个液体区块，其中每一液体区块的位置皆对应一金属圆柱的位置，且任二液体区块均不相接触，接着进行退火使每一液体区块均形成一金属圆球；（6）进行干蚀刻，对覆盖有所述金属圆球的模仁进行干蚀刻，用以透过这些金属圆球间的缝隙在模仁中蚀刻出多个凹槽，并以该凹槽定义出多个图案，二相邻的凹槽的一图案间距均等于一金属圆球的直径；以及（7）移除所述金属圆球，将所述金属圆球自模仁移除，以使模仁形成具有一致的图案间距的一无缺陷模仁。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述模仁为一硬质基板，该硬质基板的材料为单晶硅、多晶硅、氧化硅、碳化硅、氮化铝、氧化铝、镁铝尖晶石、硒化锌、氧化锌、氮化镓、磷化镓或任二种以上的上述材料的混合。

前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属薄膜的金属材料为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌或任二种以上的上述金属材料的混合。

前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属圆球的直径相等。

前述的无缺陷模仁的制造方法，其中所述金属圆球的圆度相等。