一种复合膜层、光刻方法及系统、LED芯片及其制作方法与流程

本发明涉及光刻，更为具体地说，涉及一种复合膜层、光刻方法及系统、led芯片及其制作方法。

背景技术：

1、光刻技术广泛的应用于半导体芯片制造等领域，随着光刻技术的不断发展，人们对光刻技术的精度提出了更高的要求。

2、光刻系统包含光源、光学系统、掩模版和光刻胶等复杂结构。光刻技术主要过程为：首先光源通过掩膜版照射到附有一层光刻胶层的基片表面，引起曝光区域的光刻胶层发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶，后者称负性光刻胶)，使掩膜版上的图案被复制到光刻胶层上。

3、现有的光刻技术结构和原理基本固化，光刻精度受限于光刻机光源波长、掩膜版精度、光刻胶精度等多重影响，因此一般通过使用波长更短的光刻机光源或提高掩膜版精度或提高光刻胶精度等，实现光刻精度的提高。然而，随着科技的发展，从上述几个方面提高精度的技术发展基本达到了物理极限，并且设备昂贵(例如，短波光刻机)，灵活性不足。因此，亟需一种能够提高光刻精度的复合膜层、光刻方法及系统、led芯片及其制造方法，本案由此产生。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种复合膜层、光刻方法及系统、led芯片及其制作方法，以提高光刻精度。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种复合膜层，其用于光刻并设置于待光刻结构的表面，其特征在于，包括：层叠于所述待光刻结构表面的光刻胶层；位于所述光刻胶层内部或者至少一侧表面的图案化的波长转换部；所述波长转换部被配置为吸收具有第一波长λ1的第一光源并激发形成具有第二波长λ2的第二光源，其中所述λ1＞λ2；所述光刻胶吸收所述第二光源。

4、本发明还提供一种光刻方法，包括以下步骤：s01：在待光刻结构表面设置上述任一项所述的复合膜层；s02：采用经第一光源照射所述波长转换部所激发形成的第二光源，图案化曝光所述光刻胶层；s03：对所述光刻胶层进行固化和显影，去除所述曝光区域或未曝光区域的光刻胶层，形成具有预期图案的光刻胶层。

5、本发明还提供一种光刻系统，用于实现上述任一项所述的光刻方法使光刻胶层形成图案化，并包括复合膜层加工模块、光源模块和显影模块

6、所述复合膜层加工模块用于在所述待光刻结构的表面上设置所述复合膜层；

7、所述光源模块用于提供具有第一波长λ1的第一光源进行照射所述波长转换部，使其激发形成具有第二波长λ2的第二光源以进行图案化曝光所述光刻胶层，其中所述λ1＞λ2；

8、所述显影模块用于对被所述波长转换部图案化曝光的所述光刻胶层进行固化和显影，并去除所述曝光区域或未曝光区域的光刻胶层，形成具有预期图案的光刻胶层。

9、一种led芯片的制作方法，提供具有待光刻结构的led芯片半成品；所述led芯片半成品的待光刻结构采用上述任一项所述的光刻系统实现光刻。

10、一种led芯片，所述led芯片采用上述的一种led芯片的制作方法制成。

11、相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

12、1、本发明的复合膜层，用于光刻并设置于待光刻结构的表面。复合膜层包括层叠于待光刻结构表面的光刻胶层；位于光刻胶层内部或者至少一侧表面的图案化的波长转换部；波长转换部被配置为吸收具有第一波长λ1的第一光源并激发出具有第二波长λ2的第二光源，其中λ1＞λ2；光刻胶层吸收第二光源。本发明通过在光刻胶层内部或至少一侧表面设置图案化的波长转换部，用第一光源照射波长转换部后，波长转换部激发形成比第一光源波长更短的第二光源对光刻胶层进行图案化曝光，不仅在曝光光刻胶层时可以免去掩模版的使用，而且波长转换部吸收第一光源激发形成波长更短的第二光源曝光光刻胶层，能够提高光刻精度。采用本发明的光刻方法后续可以通过优化波长转换部图案化的尺寸精度，实现不同精度的应用，且使得改变光刻精度的方法不再局限于现有的方法，更加灵活。

13、2、进一步的，光刻胶层设置为不吸收第一光源，因此在光刻过程中第一光源照射到光刻胶层上只会被波长转换部吸收，不会影响到光刻胶层的曝光精度。

14、3、进一步地，上转换发光材料，即反-斯托克斯发光(ant i-stokes)材料，指的是材料受到低能量的光激发，发射出高能量的光，即经波长长、频率低的光激发，材料发射出波长短、频率高的光。波长转换部通过上转换发光材料实现吸收第一光源激发出波长更短的第二光源；并且随着上转换发光材料纳米化的不断发展，可以用上转换发光材料排布成越来越小的图案，有助于提高光刻精度。

15、4、进一步地，波长转换部朝向光刻胶层的表面为平面或曲面，满足不同的光刻图案需求。

16、5、光刻方法采用上述任一项所述的复合膜层得到具有预期图案的光刻胶层，因此具有上述任一项复合膜层所述的优点。具有预期图形的光刻胶层可以用于蚀刻、沉积或者作为保护层等。

17、6、进一步地，通过纳米压印、常规光刻、丝网印刷和自组装中的一种或多种方法设置形成内部或者至少一侧表面具有图案化的波长转换部的光刻胶层，根据实际需求选择合适的方法，与常规光刻方法相比，更加灵活。

18、7、进一步地，当所述光刻胶层背离所述待光刻结构的表面具有所述波长转换部时，在步骤s02和s03之间还包括步骤s021：将光刻胶层上表面的波长转换部去除；或者，当所述光刻胶层的内部或背离所述待光刻结构的表面具有所述波长转换部，步骤s04去除曝光区域的光刻胶层时，将位于光刻胶层的波长转换部一起去除；或者，当所述光刻胶层朝向所述待光刻结构的表面具有所述波长转换部且步骤s03去除曝光区域的光刻胶层时，在步骤s03之后还包括步骤s04：将显露出的所述波长转换部去除；避免波长转换部的存在影响后续的工艺步骤。

19、8、进一步地，通过涂敷增透吸收层或增透反射层，使得仅从波长转换部的第一区域出射的第二光源才能曝光光刻胶层，可以通过优化波长转换部第一区域的精度实现光刻精度的提升。在光刻胶层上表面的波长转换部上，涂敷增透吸收层覆盖波长转换部除第一区域外的表面，增透吸收层增加第一光源的透过率使得波长转换部能够更好的吸收第一光源，增透吸收层吸收波长转换部从非第一区域表面出射的第二光源，避免波长转换部出射的第二光源从非第一区域表面出射到光刻胶层上影响光刻精度；或者，涂敷增透反射层覆盖波长转换部除第一区域外的表面，增透反射层增加第一光源的透过率使得波长转换部能够更好的吸收第一光源，增透反射层反射波长转换部从非第一区域表面出射的第二光源，增加第二光源反射回第一区域照射到光刻胶层的机率，同时避免波长转换部出射的第二光源从非第一区域照射到光刻胶层上影响光刻精度；通过涂敷增透吸收层或增透反射层能够增加第二光源从第一区域曝光的准直性和光刻精度。在所述步骤s02和步骤s03之间还包括步骤s022：将所述光刻胶层上的所述增透吸收层和所述波长转换部去除；或者，将所述光刻胶层上的所述增透反射层和所述波长转换部去除，避免波长转换部、增透吸收层或增透反射层影响后续的工艺步骤。

20、8、光刻系统设置复合膜层加工模块、光源模块、显影模块和去除模块，各模块配合用于实现上述任一项光刻方法使光刻胶形成图案化，因此光刻系统具有上述光刻方法任一项所述的优点。

21、9、一种led芯片及其制作方法，由于采用上述的光刻系统实现光刻，因此具有上述光刻系统所述的优点。