CN105204293A - 一种led芯片光刻方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了LED芯片光刻方法,包括:将LED芯片在烘箱中,95度下烘烤5分钟;匀速转动LED芯片3~5秒;降低转速再匀速转动LED芯片1~2秒;在LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动LED芯片时间T1进行匀胶;在LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动LED芯片时间T2进行匀胶;在LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动LED芯片时间T3进行匀胶,其中,V1>V2>V3,R1<R2<R3,且T1>T2>T3;将LED芯片在95度~105度下,热板软烤60秒~120秒;在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光5-7秒;在105℃~110℃下硬烤80秒~100秒;用显影液显影50秒~70秒。本发明减少了LED芯片表面各处光刻胶厚度差异。
Description
技术领域
本申请涉及半导体照明技术领域,具体地说,是涉及一种LED芯片光刻方法。
背景技术
发光二极管(Light-EmittingDiode,简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现,早期只能发出低光度的红光,之后发展出其他单色光的版本,时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线,光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等;随着技术的不断进步,发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个P-N结构的过渡层。
光刻是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一,光刻的成本约为整个半导体制造工艺的1/3,耗费时间约占整个半导体制造工艺的40%—60%。光刻的本质是把制作在掩膜版上的图形复制到待刻蚀的晶圆上,其原理与照相相似,不同的是半导体晶圆与光刻胶代替了照相底片与感光涂层。
目前LED光刻的制作工序主要有烘烤、匀胶、软烤、曝光、硬烤、显影等六个步骤。光刻胶包含有光敏材料,通过掩模曝光产生于掩模相同的图形,有两类通用的光刻胶:正胶和负胶。
光刻胶是一种有机化合物,受紫外曝光后,在显影液中的溶解度会发生变化。制造中所用的光刻胶通常以液态涂在半导体晶片表面,进而干燥成胶膜。其中,负性光刻胶在曝光硬化后不能溶解;正性光刻胶曝光后软化变得可溶。
现有技术的LED光刻步骤如下:
步骤101,烘烤
烘箱烘烤,温度为95度烘烤5分钟。
步骤102,匀胶
以1000~1500转/分钟的速度转动所述LED芯片3~5秒;
调整转速,以10~12转/分钟的速度转动芯片1~2秒;
添加光刻胶的量V=10~20毫升,芯片转速为R=2000~4500转/分钟,以转速为R转动T=40~70秒;
以4000~4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒;
调整转速,以10~12转/分钟的速度转动芯片1~2秒。
步骤103,软烤
在温度95度~105度下进行热板软烤60秒~120秒。
步骤104,曝光。
在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光。
步骤105,软烤
使用热板105℃~110℃软烤80秒~100秒。
步骤106,显影。
用化学显影液显影50秒~70秒。
用化学显影液将曝光造成光刻胶的可溶解区域溶解,主要目的是把掩膜版的图形准确复制到光刻胶中。
常见的显影液有NaOH(Shipley351),KOH(Shipley606),TMAH(ShipleyCD-26,MF-321,OCG945)等。
现有技术中,光刻匀胶采用一次性匀胶,而采用一次性匀胶,会造成光刻胶在芯片表面覆盖不均匀,导致芯片表面各处光刻胶厚度相差较大,也就会对后续的光刻曝光及显影产生影响,导致最终的光刻图形异常,最终造成制备的LED不合格率较高。
发明内容
为了解决在上述现有技术中出现的问题,本发明的目的是提供LED芯片光刻方法。
本发明提供了一种LED芯片光刻方法,该LED光刻方法包括:
将LED芯片在烘箱中,95度下烘烤5分钟;
匀速转动所述LED芯片3~5秒;
降低转速再匀速转动所述LED芯片1~2秒;
在所述LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动所述LED芯片时间T1进行匀胶;
在所述LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动所述LED芯片时间T2进行匀胶;
在所述LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动所述LED芯片时间T3进行匀胶,其中,
V1>V2>V3,R1<R2<R3,且T1>T2>T3;
将所述LED芯片在95度~105度下,热板软烤60秒~120秒;
在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光5-7秒;
在105℃~110℃下硬烤80秒~100秒;
用显影液显影50秒~70秒。
进一步地,其中,所述匀速转动所述LED芯片3~5秒,进一步为:
以1000~1500转/分钟的速度匀速转动所述LED芯片3~5秒。
进一步地,其中,所述降低转速再匀速转动所述LED芯片1~2秒,进一步为:
以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
进一步地,其中,所述V1、R1及T1进一步为:
V1=4~8毫升;R1=2000~3000转/分钟;且
T1=20秒~30秒。
进一步地,其中,所述在所述LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以R1=2000~3000转/分钟的转速转动所述LED芯片T1=20~30秒后,以4000~4500转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
进一步地,其中,所述在所述LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以转速为R2转动所述LED芯片时间为T2后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
进一步地,其中,所述V2、R2及T2进一步为:
V2=0.7V1~0.8V1、R2=1.2R1且T2=0.75T1。
进一步地,其中,所述在所述LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以转速为R3转动所述LED芯片时间为T3后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
进一步地,其中,所述V3、R3及T3进一步为:
V3=0.7V2~0.8V2、R3=1.2R2且T3=0.75T2。
进一步地,其中,所述显影液进一步为:
NaOH(氢氧化钠)、KOH(氢氧化钾)或者TMAH(四甲基氢氧化铵)。
与现有技术相比,本申请所述的LED芯片光刻方法,具有以下优点:
(1)本发明的LED芯片光刻方法通过三步匀胶的方式,与现有技术的一次性匀胶方法相比,使得光刻胶在LED芯片表面覆盖更均匀,减少了LED芯片表面各处光刻胶厚度差异,保证了经过曝光、显影后产生较良的光刻图形,提高了LED芯片的品质。
(2)本发明的LED芯片光刻方法通过三步匀胶的方式,使得光刻胶在芯片表面覆盖分层均匀覆盖,后面层能弥补上一层的厚度差异,均匀的LED芯片表面光刻胶覆盖也有利于对LED芯片的软烤。
当然,实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是现有技术的LED芯片光刻方法步骤示意图。
图2是本发明实施例1的LED芯片光刻方法流程示意图。
图3是本发明实施例2的LED芯片光刻方法流程示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明,但不作为对本申请的限定。
实施例1:
如图2所示,为本发明的LED芯片光刻方法流程示意图。本发明的LED芯片光刻方法,包括:
步骤201,将LED芯片在烘箱中,95度下烘烤5分钟。
光刻胶黏附要求要严格的干燥表面,通过烘烤使得LED芯片表面干燥,以便后续涂胶。表面处理的主要作用是提高光刻胶与衬底之间的黏附力,使得光刻胶在显影过程中不会被显影液渗透。
步骤202,匀速转动所述LED芯片3~5秒。
甩掉LED芯片表面颗粒状污染物,保证涂胶前的LED芯片表面干净无污染。
步骤203,降低转速再匀速转动所述LED芯片1~2秒。
使LED芯片运动状态稳定下来,以便进行涂胶操作。
步骤204,在所述LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动所述LED芯片时间T1进行匀胶。
步骤205,在所述LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动所述LED芯片时间T2进行匀胶。
步骤206,在所述LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动所述LED芯片时间T3进行匀胶,其中,
V1>V2>V3,R1<R2<R3,且T1>T2>T3。
通过分三步匀胶,逐步规律性地减少匀胶时间、胶量及规律性地增加匀胶转速,旋转为了甩掉多余的光刻胶,使匀胶后光刻胶在芯片表面覆盖更均匀。
步骤207,将所述LED芯片在95度~105度下,热板软烤60秒~120秒。
通过热板软烤蒸发掉光刻胶中的有机溶剂成分,使得晶圆表面的胶固化,整个过程中光刻胶中的溶剂基本被蒸发掉,故光刻胶的厚度会变薄。
步骤208,在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光。
步骤209,在105℃~110℃下硬烤80秒~100秒。
其中,正性光刻胶不需要硬烤,负性光刻胶需要硬烤。
步骤210,用显影液显影50秒~70秒。
用化学显影液将曝光造成光刻胶的可溶解区域溶解,主要目的是把掩膜版的图形准确复制到光刻胶中。
实施例2:
如图3所示,为本实施例中LED芯片光刻方法流程示意图。本实施例的LED芯片光刻方法,包括:
步骤301,将LED芯片在烘箱中,95度下烘烤5分钟。
步骤302,以1000~1500转/分钟的速度转动所述LED芯片3~5秒。
步骤303,以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
步骤304,在所述LED芯片上添加体积为V1=4~8毫升的光刻胶,以转速为R1=2000~3000转/分钟转动所述LED芯片时间T1=20秒~30秒进行匀胶后,以4000~4500转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
步骤305,在所述LED芯片上添加体积为V2=0.7V1~0.8V1的光刻胶,以转速为R2=1.2R1转动所述LED芯片时间T2=0.75T1进行匀胶后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
步骤306,在所述LED芯片上添加体积为V3=0.7V2~0.8V2的光刻胶,以转速为R3=1.2R2转动所述LED芯片时间T3=0.75T2进行匀胶后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
步骤307,将所述LED芯片在95度~105度下,热板软烤60秒~120秒。
步骤308,在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光。
步骤309,在105℃~110℃下硬烤80秒~100秒。
其中,正性光刻胶不需要硬烤,负性光刻胶需要硬烤。
步骤310,用显影液显影50秒~70秒,其中,所述显影液为NaOH(氢氧化钠)、KOH(氢氧化钾)或者TMAH(四甲基氢氧化铵)。
按照本发明方法和现有技术方法光刻后获得的LED芯片,进行胶厚测量:选取获得的每个LED芯片测量其上、中、下、左、右五个点的胶厚,最终获得的数据如下表1(单位为微米)所示。
表1,本发明方法及现有技术方法光刻获得LED芯片检测数据对比表
从该表格中可以看出,本发明方法通过三步均胶进行光刻获得的LED芯片表面厚度的最大值与最小值的差值,即厚度最大差值,分别为0.14和0.16。而现有技术方法一步均胶进行光刻获得的LED芯片最大差值为0.26和0.29。很明显地,本发明方法的LED芯片表面厚度比较均匀。
与现有技术相比,本申请所述的LED芯片光刻方法,具有以下优点:
(1)本发明的LED芯片光刻方法通过三步匀胶的方式,与现有技术的一次性匀胶方法相比,使得光刻胶在LED芯片表面覆盖更均匀,减少了LED芯片表面各处光刻胶厚度差异,保证了经过曝光、显影后产生较良的光刻图形,提高了LED芯片的品质。
(2)本发明的LED芯片光刻方法通过三步匀胶的方式,使得光刻胶在芯片表面覆盖分层均匀覆盖,后面层能弥补上一层的厚度差异,均匀的LED芯片表面光刻胶覆盖也有利于对LED芯片的软烤。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED芯片光刻方法,其特征在于,该LED光刻方法包括:
将LED芯片在烘箱中,95度下烘烤5分钟;
匀速转动所述LED芯片3~5秒;
降低转速再匀速转动所述LED芯片1~2秒;
在所述LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动所述LED芯片时间T1进行匀胶;
在所述LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动所述LED芯片时间T2进行匀胶;
在所述LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动所述LED芯片时间T3进行匀胶,其中,
V1>V2>V3,R1<R2<R3,且T1>T2>T3;
将所述LED芯片在95度~105度下,热板软烤60秒~120秒;
在曝光能量为80~120mj/cm2下曝光5-7秒;
在105℃~110℃下硬烤80秒~100秒;
用显影液显影50秒~70秒。
2.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述匀速转动所述LED芯片3~5秒,进一步为:
以1000~1500转/分钟的速度匀速转动所述LED芯片3~5秒。
3.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述降低转速再匀速转动所述LED芯片1~2秒,进一步为:
以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
4.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述V1、R1及T1进一步为:
V1=4~8毫升;R1=2000~3000转/分钟;且
T1=20秒~30秒。
5.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述在所述LED芯片上添加体积为V1的光刻胶,以转速为R1转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以R1=2000~3000转/分钟的转速转动所述LED芯片T1=20~30秒后,以4000~4500转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
6.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述在所述LED芯片上添加体积为V2的光刻胶,以转速为R2转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以转速为R2转动所述LED芯片时间为T2后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
7.根据权利要求6所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述V2、R2及T2进一步为:
V2=0.7V1~0.8V1、R2=1.2R1且T2=0.75T1。
8.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述在所述LED芯片上添加体积为V3的光刻胶,以转速为R3转动所述LED芯片进行匀胶,进一步包括:
以转速为R3转动所述LED芯片时间为T3后,以4000-4500转/分钟的速度转动所述芯片1~2秒,再以10~12转/分钟的速度转动所述LED芯片1~2秒。
9.根据权利要求8所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述V3、R3及T3进一步为:
V3=0.7V2~0.8V2、R3=1.2R2且T3=0.75T2。
10.根据权利要求1所述的LED芯片光刻方法,其特征在于,所述显影液进一步为:
NaOH、KOH或者TMAH。
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