[发明专利]蓝宝石衬底的刻蚀方法

权利要求书

1.一种蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀方法包括以下步骤：

掩膜形成步骤，在蓝宝石衬底的表面形成具有多个柱状凸起结构的光刻胶掩膜图形，所述柱状凸起结构的截面为圆形；

第一刻蚀步骤，通入第一刻蚀气体刻蚀所述蓝宝石衬底和所述光刻胶掩膜图形，使所述蓝宝石衬底上初步形成所需的图形轮廓，同时在所述光刻胶掩膜图形的侧壁形成拐角；

第二刻蚀步骤，通入第二刻蚀气体刻蚀所述光刻胶掩膜图形，用以去除所述拐角，修直所述光刻胶掩膜图形的侧壁；

循环所述第一刻蚀步骤和所述第二刻蚀步骤，直到所述光刻胶掩膜图形完全去除；

第三刻蚀步骤，通入第三刻蚀气体，并施加比所述第一刻蚀步骤高的下电极功率刻蚀所述蓝宝石衬底，通过物理轰击作用获得具有圆锥状凸起结构的蓝宝石衬底。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述柱状凸起结构的高度比所述圆锥状凸起结构的高度至少大0.2μm。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述柱状凸起结构的底宽比所述圆锥状凸起结构的底宽至少大0.3μm。

4.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体包括主刻蚀气体和辅助刻蚀气体，所述辅助刻蚀气体用以降低所述主刻蚀气体对所述光刻胶掩膜图形的刻蚀速率，使所述蓝宝石衬底与所述光刻胶掩膜图形的选择比满足预设要求。

5.根据权利要求4所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀气体包括Cl₂和Ar的混合气体或者BCl₃中的至少一种；所述辅助刻蚀气体包括H₂、CHF₃和CH₂Cl₂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀气体的流量为100～150sccm，所述辅助刻蚀气体的流量为5～20sccm，所述主刻蚀气体的流量与所述辅助刻蚀气体的流量之比为1:60～1:10。

7.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀气体为Cl₂或O₂，所述第二刻蚀气体的流量为100～200sccm。

8.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述第三刻蚀气体包括Cl₂和Ar的混合气体或者BCl₃的至少一种，所述第三刻蚀气体的流量为60～100sccm。

9.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步骤、第二刻蚀步骤和第三刻蚀步骤的上电极功率均为1200～2000W，下电极功率依次为300～600W、100～300W和700～1000W。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，所述掩膜形成步骤，包括：

在所述蓝宝石衬底的表面涂覆光刻胶层，所述光刻胶层的厚度为2.0～3.0μm；经曝光、显影后形成圆柱形光刻胶掩膜图形。

11.根据权利要求10所述的蓝宝石衬底的刻蚀方法，其特征在于，形成的所述圆柱形光刻胶掩膜图形的直径为2.0～2.3μm，高度为2.0～3.0μm，周期为3.0μm×3.0μm；所述刻蚀方法获得的所述圆锥状凸起结构的高度为1.6～1.9μm，底部宽度为2.6～2.9μm。