[发明专利]一种图形化蓝宝石衬底的制备方法

权利要求书

1.一种图形化蓝宝石衬底的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，对蓝宝石衬底进行清洗；

步骤二，在蓝宝石衬底表面形成一层光刻胶掩膜图形；

步骤三，将带有光刻胶掩膜图形的蓝宝石衬底放入ICP干法刻蚀设备内进行刻蚀操作，往ICP干法刻蚀设备分别通入BCl₃气体和CHF₃气体，形成混合气体，该混合气体中CHF₃气体流量与BCl₃气体流量的比例值范围在0-40%，同时，在托盘底部通入He气，以在刻蚀过程中对蓝宝石衬底进行冷却，利用He气冷却的冷却温度的调控范围为-20℃-40℃，刻蚀操作由主刻蚀阶段和过刻蚀阶段构成，主刻蚀时间大于过刻蚀时间，制备得到图形化蓝宝石衬底；在 BCl₃气体中混入一定比例的CHF₃气体，CHF₃气体使干法刻蚀过程中的副产物重新沉积到掩膜的顶部、掩膜图形之间的间距区和蓝宝石图形的侧壁表面，掩膜顶部的副产物发挥二次掩膜的作用；

所述步骤三中ICP干法刻蚀设备内上电极功率为1000-1500W，下电极功率为200-800W，其中主刻蚀阶段的下电极功率为200-700W，主刻蚀时间占总刻蚀时间的60%-80%，过刻蚀阶段的下电极功率范围为700-800W，过刻蚀时间占总刻蚀时间的20%-40%；

所述步骤三中ICP干法刻蚀设备内输入的BCl₃气体流量范围为50 sccm-120 sccm,CHF₃气体流量为0 sccm-40 sccm, CHF₃/BCl₃气体输入流量比范围为0-40%。

2.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤三中ICP干法刻蚀设备的内部压强调控范围为1.5mT-5mT。

3.根据权利要求1所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：将蓝宝石衬底放入浓硫酸与双氧水混合溶液中浸泡清洗，浓硫酸与双氧水的体积比为5:1-3:1，混合溶液温度控制在100℃-150℃，清洗时间为10分钟-30分钟。

4.根据权利要求3所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的蓝宝石衬底的尺寸规格为2英寸、4英寸或6英寸。

5.根据权利要求4所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：在蓝宝石衬底表面涂覆光刻胶掩膜层，采用旋涂或喷涂方式进行涂覆，光刻胶掩膜层的厚度为1.0μm-10μm；然后对带有光刻胶掩膜层的蓝宝石衬底进行步进式曝光，经显影后，获得带有光刻胶掩膜图形的蓝宝石衬底。

6.根据权利要求5所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤二中显影后的光刻胶掩膜图形的周期为1.0μm-10μm，光刻胶掩膜图形底径为0.75μm-9μm，图形高度为0.95μm-9.9μm。

7.根据权利要求6所述的图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤二中显影后的光刻胶掩膜图形形貌为圆柱状、圆台状或倒圆台状。