JPH0821576B2 - 半導体基板の傾斜端面形成法 - Google Patents
半導体基板の傾斜端面形成法Info
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- JPH0821576B2 JPH0821576B2 JP5600788A JP5600788A JPH0821576B2 JP H0821576 B2 JPH0821576 B2 JP H0821576B2 JP 5600788 A JP5600788 A JP 5600788A JP 5600788 A JP5600788 A JP 5600788A JP H0821576 B2 JPH0821576 B2 JP H0821576B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
- G03F7/201—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by an oblique exposure; characterised by the use of plural sources; characterised by the rotation of the optical device; characterised by a relative movement of the optical device, the light source, the sensitive system or the mask
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体基板の傾斜端面形成法に関し、さらに
詳しくは光電子集積回路装置等の傾斜端面形成法に関す
るものである。
詳しくは光電子集積回路装置等の傾斜端面形成法に関す
るものである。
［従来の技術］ 近年、半導体レーザ装置を同一基板内に多数集積した
光・電子集積回路が開発され、このための垂直端面ミラ
ー形成技術として、ドライエッチングによる微細加工技
術が注目されている。さらに最近では共振器端面を45゜
傾斜ミラーとし、レーザ光を該傾斜ミラーで反射せしめ
て基板に垂直な方向に取出すという内部反射型面出射レ
ーザがオプティカル・エンジニアリングの1987年１月号
（OPTICAL ENGINEERING/January 1987/vol.26 No.1）に
掲載のジョン・エイ・ネフ（John A.Neff）による文献
“メジャー・イニシャティブズ・フォー・オプティカル
・コンピューティング”（“Major initatives for opt
ical computing"）に提案されている。このような面出
射型レーザの断面図を第２図に示す。図中、21はGaAs基
板、22,24はクラッド層、23は活性層、25は出射光であ
る。このような構造を実現するために45゜傾斜ミラーを
ドライエッチングにより加工する。ここで出射光を基板
表面に垂直に出射させるためには傾斜端面の傾斜角を45
゜に精密に制御する必要がある。
光・電子集積回路が開発され、このための垂直端面ミラ
ー形成技術として、ドライエッチングによる微細加工技
術が注目されている。さらに最近では共振器端面を45゜
傾斜ミラーとし、レーザ光を該傾斜ミラーで反射せしめ
て基板に垂直な方向に取出すという内部反射型面出射レ
ーザがオプティカル・エンジニアリングの1987年１月号
（OPTICAL ENGINEERING/January 1987/vol.26 No.1）に
掲載のジョン・エイ・ネフ（John A.Neff）による文献
“メジャー・イニシャティブズ・フォー・オプティカル
・コンピューティング”（“Major initatives for opt
ical computing"）に提案されている。このような面出
射型レーザの断面図を第２図に示す。図中、21はGaAs基
板、22,24はクラッド層、23は活性層、25は出射光であ
る。このような構造を実現するために45゜傾斜ミラーを
ドライエッチングにより加工する。ここで出射光を基板
表面に垂直に出射させるためには傾斜端面の傾斜角を45
゜に精密に制御する必要がある。
このような加工をするために、従来知られた方法を第
３図に示す。同図において31は半導体レーザ基板、32は
レジストマスク、33は反応性プラズマシャワーである。
第３図（ａ）に示すように、所定のパターンを有するレ
ジストマスク上から反応性プラズマシャワー33を基板と
45゜をなす方向に照射してドライエッチングを行うと第
３図（ｂ）に示されるような傾斜端面34が得られる。
３図に示す。同図において31は半導体レーザ基板、32は
レジストマスク、33は反応性プラズマシャワーである。
第３図（ａ）に示すように、所定のパターンを有するレ
ジストマスク上から反応性プラズマシャワー33を基板と
45゜をなす方向に照射してドライエッチングを行うと第
３図（ｂ）に示されるような傾斜端面34が得られる。
［発明が解決しようとする課題］ 従来知られている方法では、ポジ型レジスト（例えば
MP1300−31、米国シプレイ社製品）を露光、現像後、ポ
ストベイク温度100〜115℃程度でポストベイクを行いパ
ターンを形成する。この場合、レジストパターン端面は
第３図（ａ）のように基板表面にほぼ垂直に近い断面形
状となる。このようなレジストパターンをマスク材とし
て反応性プラズマシャワーによる斜めエッチングを行う
と、第３図（ｂ）に示すようにレジスト端面35がイオン
衝撃により損耗を受けて後退する。これにより傾斜端面
上部の傾斜角が基板表面とのなす角について45゜からず
れ、例えば約50゜程度となってしまう。
MP1300−31、米国シプレイ社製品）を露光、現像後、ポ
ストベイク温度100〜115℃程度でポストベイクを行いパ
ターンを形成する。この場合、レジストパターン端面は
第３図（ａ）のように基板表面にほぼ垂直に近い断面形
状となる。このようなレジストパターンをマスク材とし
て反応性プラズマシャワーによる斜めエッチングを行う
と、第３図（ｂ）に示すようにレジスト端面35がイオン
衝撃により損耗を受けて後退する。これにより傾斜端面
上部の傾斜角が基板表面とのなす角について45゜からず
れ、例えば約50゜程度となってしまう。
以上のように、従来の方法では全面にわたって基板表
面との傾斜角が正確に制御された傾斜端面を得ることが
難しく、特に長時間のエッチングが必要な場合はレジス
トの後退が大きく、傾斜角のずれも大きくなるという問
題があった。
面との傾斜角が正確に制御された傾斜端面を得ることが
難しく、特に長時間のエッチングが必要な場合はレジス
トの後退が大きく、傾斜角のずれも大きくなるという問
題があった。
本発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、基板の斜めエッチングにより、全面にわ
たって所望の傾斜角を有する傾斜端面を得ることのでき
る半導体基板の傾斜端面形成法を提供することを目的と
する。
されたもので、基板の斜めエッチングにより、全面にわ
たって所望の傾斜角を有する傾斜端面を得ることのでき
る半導体基板の傾斜端面形成法を提供することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、半導体基板表面上にあらかじめマスクパタ
ーンを形成した後、ドライエッチング法を用いて前記基
板表面と傾斜角をなす傾斜端面を形成する方法におい
て、半導体基板上に第１の有機レジスト層と、金属、半
金属またはこれらの酸化物層と、第２の有機レジスト層
とを順次形成する工程と、前記金属、半金属またはこれ
らと酸化物層および前記第２の有機レジスト層に所定の
パターンを形成する工程と、前記パターンが形成された
金属、半金属またはこれらの酸化物層をマスクとして酸
素含有ガスによるイオンビームを斜め照射し、前記第１
の有機レジスト層に傾斜端面側壁を有する開口部を形成
する工程と、前記第１の有機レジスト層をマスクとして
前記側壁の傾斜角と同一方向からイオンビームを照射し
てドライエッチングを行う工程とを有してなることを特
徴とする半導体基板の傾斜端面形成法である。
ーンを形成した後、ドライエッチング法を用いて前記基
板表面と傾斜角をなす傾斜端面を形成する方法におい
て、半導体基板上に第１の有機レジスト層と、金属、半
金属またはこれらの酸化物層と、第２の有機レジスト層
とを順次形成する工程と、前記金属、半金属またはこれ
らと酸化物層および前記第２の有機レジスト層に所定の
パターンを形成する工程と、前記パターンが形成された
金属、半金属またはこれらの酸化物層をマスクとして酸
素含有ガスによるイオンビームを斜め照射し、前記第１
の有機レジスト層に傾斜端面側壁を有する開口部を形成
する工程と、前記第１の有機レジスト層をマスクとして
前記側壁の傾斜角と同一方向からイオンビームを照射し
てドライエッチングを行う工程とを有してなることを特
徴とする半導体基板の傾斜端面形成法である。
［作用］ 本発明では、金属、半金属またはこれらの酸化物のパ
ターンをマスクとして酸素イオンビームを斜め照射して
第１の有機レジスト層に基板表面に対して傾斜せしめた
端面側壁を有する開口部を形成する。これは有機物に対
して反応性を有する酸素イオンビームでの有機レジスト
マスクと金属、半金属またはこれらの酸化物とのエッチ
ング速度が大きく異なることに基づく。一般に、酸素イ
オンビームのエッチング速度は、金属および酸化物で低
下し、有機物で著しく増大する。その一例を第１表に示
す。なお、酸素イオンビームの照射条件は500V、0.85mA
/cm2である。
ターンをマスクとして酸素イオンビームを斜め照射して
第１の有機レジスト層に基板表面に対して傾斜せしめた
端面側壁を有する開口部を形成する。これは有機物に対
して反応性を有する酸素イオンビームでの有機レジスト
マスクと金属、半金属またはこれらの酸化物とのエッチ
ング速度が大きく異なることに基づく。一般に、酸素イ
オンビームのエッチング速度は、金属および酸化物で低
下し、有機物で著しく増大する。その一例を第１表に示
す。なお、酸素イオンビームの照射条件は500V、0.85mA
/cm2である。
第１表より、酸素イオンビームのエッチングでは、チ
タン（Ti）、クロム（Cr）などの金属はエッチング速度
が非常に小さく、また有機物であるフォトレジスト（MP
1300−31;米国シプレイ社製）は非常に大きなエッチン
グ速度をもつことがわかる。従って酸素イオンビームで
金属等をマスクとして有機物であるフォトレジストを加
工する場合、本発明のように酸素イオンビームを斜めか
ら照射してもマスクの後退は微小なものとなる。
タン（Ti）、クロム（Cr）などの金属はエッチング速度
が非常に小さく、また有機物であるフォトレジスト（MP
1300−31;米国シプレイ社製）は非常に大きなエッチン
グ速度をもつことがわかる。従って酸素イオンビームで
金属等をマスクとして有機物であるフォトレジストを加
工する場合、本発明のように酸素イオンビームを斜めか
ら照射してもマスクの後退は微小なものとなる。
このように金属マスクの後退がほとんどなく、第１の
有機レジスト層のエッチングができることから、該第１
の有機レジスト層に平坦な傾斜端面を有する開口部を形
成することができる。さらに本発明では第１の有機レジ
スト層に形成した開口部端面の傾斜をイオンビームの入
射方向と平行にするので斜めエッチング中に有機レジス
ト端部の後退により傾斜端面上部の傾斜角が所望の角度
からずれることなく、全面にわたって所望の傾斜角を持
つ傾斜端面を得ることができる。
有機レジスト層のエッチングができることから、該第１
の有機レジスト層に平坦な傾斜端面を有する開口部を形
成することができる。さらに本発明では第１の有機レジ
スト層に形成した開口部端面の傾斜をイオンビームの入
射方向と平行にするので斜めエッチング中に有機レジス
ト端部の後退により傾斜端面上部の傾斜角が所望の角度
からずれることなく、全面にわたって所望の傾斜角を持
つ傾斜端面を得ることができる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の一実施例を工程順に示した基板の縦
断面図である。まず、AlGaAs系レーザ基板11の表面にポ
ジ型レジスト（例えばMP1300−31;米国シプレイ社）を
スピン塗布し、さらに200℃で１時間のベーキングを行
い膜厚1.5μｍの下層レジストマスク（第１の有機レジ
スト層）12を形成する。この上に500Åの厚さのチタン
（Ti）層13を電子ビーム蒸着法で全面に蒸着し、さらに
この上にポジ型レジストを厚さ1.2μｍに塗布し、80℃
でプリベーキングして上層レジストマスク（第２の有機
レジスト層）14を形成する。次いで露光、現像を行って
上層レジストマスク14に所望のパターンを形成する（第
１図（ａ））。次に、ガス圧4PaのCF4ガスを用いた反応
性イオンエッチング（RIE）よりCF4イオンビーム15を照
射し、Ti層13にも所望のパターンを転写する（第１図
（ｂ））。次に、このTi層13のパターンをマスクとして
イオンミリング装置を用いてO2イオンビーム16を基板11
に対して45゜傾斜させて照射し、下層レジストマスク12
に45゜に傾斜したレジスト端面18を有する開口部を形成
し、パターン転写を行う（第１図（ｃ））。この工程に
おいて下層レジスト層12（膜厚1.5μｍ）をエッチング
した時のTi層のマスク後退は150Å以下であった。次に
以上のようなレジストパターンをマスクとして斜めエッ
チングを行い、傾斜端面19が形成される（第１図
（ｄ））。この時の斜めエッチングには、純塩素（C
l2）ガスの放電プラズマを利用した反応性イオンビーム
エッチングを用い、基板11を反応性プラズマシャワー17
に対して45゜の角度をなすように配置する。エッチング
条件をCl2ガス圧８×10-4Torr、イオン引出電圧400V、
エッチング時間35分間とすることにより、基板表面から
の深さが３μｍの傾斜溝が得られる。
断面図である。まず、AlGaAs系レーザ基板11の表面にポ
ジ型レジスト（例えばMP1300−31;米国シプレイ社）を
スピン塗布し、さらに200℃で１時間のベーキングを行
い膜厚1.5μｍの下層レジストマスク（第１の有機レジ
スト層）12を形成する。この上に500Åの厚さのチタン
（Ti）層13を電子ビーム蒸着法で全面に蒸着し、さらに
この上にポジ型レジストを厚さ1.2μｍに塗布し、80℃
でプリベーキングして上層レジストマスク（第２の有機
レジスト層）14を形成する。次いで露光、現像を行って
上層レジストマスク14に所望のパターンを形成する（第
１図（ａ））。次に、ガス圧4PaのCF4ガスを用いた反応
性イオンエッチング（RIE）よりCF4イオンビーム15を照
射し、Ti層13にも所望のパターンを転写する（第１図
（ｂ））。次に、このTi層13のパターンをマスクとして
イオンミリング装置を用いてO2イオンビーム16を基板11
に対して45゜傾斜させて照射し、下層レジストマスク12
に45゜に傾斜したレジスト端面18を有する開口部を形成
し、パターン転写を行う（第１図（ｃ））。この工程に
おいて下層レジスト層12（膜厚1.5μｍ）をエッチング
した時のTi層のマスク後退は150Å以下であった。次に
以上のようなレジストパターンをマスクとして斜めエッ
チングを行い、傾斜端面19が形成される（第１図
（ｄ））。この時の斜めエッチングには、純塩素（C
l2）ガスの放電プラズマを利用した反応性イオンビーム
エッチングを用い、基板11を反応性プラズマシャワー17
に対して45゜の角度をなすように配置する。エッチング
条件をCl2ガス圧８×10-4Torr、イオン引出電圧400V、
エッチング時間35分間とすることにより、基板表面から
の深さが３μｍの傾斜溝が得られる。
本実施例では、基板表面に対して45゜の傾斜面を形成
する場合を説明したが、その他の角度の傾斜面を形成す
る場合でも酸素イオンビームの照射角度を調整すること
により、下層レジストマスク開口部の端面の傾斜角を所
望の角度に設定できるため、本発明は実施可能である。
する場合を説明したが、その他の角度の傾斜面を形成す
る場合でも酸素イオンビームの照射角度を調整すること
により、下層レジストマスク開口部の端面の傾斜角を所
望の角度に設定できるため、本発明は実施可能である。
また本実施例では、有機レジスト層のエッチングに酸
素イオンビームを用いたが、酸素ガスを含んだ混合ガス
によるイオンビームを用いても同様に基板表面に傾斜せ
しめた端面側壁を有する開口部を有機レジスト層に形成
することができ、本発明は実施可能である。
素イオンビームを用いたが、酸素ガスを含んだ混合ガス
によるイオンビームを用いても同様に基板表面に傾斜せ
しめた端面側壁を有する開口部を有機レジスト層に形成
することができ、本発明は実施可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の傾斜端面形成法によれ
ば、有機レジスト層上に金属、半金属またはこれらの酸
化物のパターンを形成し、このパターンをマスクとして
有機レジスト層に所定の傾斜したレジスト端面を有する
開口部を形成する。上記の傾斜角と、半導体基板に形成
しようとする傾斜端面の傾斜角とをほぼ同じにしている
ので有機レジストマスクのエッジ部の後退がなく、全面
にわたって所望の傾斜角を有する傾斜端面を半導体基板
に形成することができる。
ば、有機レジスト層上に金属、半金属またはこれらの酸
化物のパターンを形成し、このパターンをマスクとして
有機レジスト層に所定の傾斜したレジスト端面を有する
開口部を形成する。上記の傾斜角と、半導体基板に形成
しようとする傾斜端面の傾斜角とをほぼ同じにしている
ので有機レジストマスクのエッジ部の後退がなく、全面
にわたって所望の傾斜角を有する傾斜端面を半導体基板
に形成することができる。
第１図は本発明の一実施例の工程図、第２図は面出射型
レーザの概略断面図、第３図は従来例による半導体基板
の傾斜端面形成法の工程図である。 11、31……レーザ基板、12……下層レジストマスク 13……チタン（Ti）層、14……上層レジストマスク 15……CF4イオンビーム 16……O2イオンビーム 17、33……反応性プラズマシャワー 18、35……レジスト端面 19、34……傾斜端面、21……GaAs基板 22、24……クラッド層、23……活性層 25……出射光、32……レジストマスク
レーザの概略断面図、第３図は従来例による半導体基板
の傾斜端面形成法の工程図である。 11、31……レーザ基板、12……下層レジストマスク 13……チタン（Ti）層、14……上層レジストマスク 15……CF4イオンビーム 16……O2イオンビーム 17、33……反応性プラズマシャワー 18、35……レジスト端面 19、34……傾斜端面、21……GaAs基板 22、24……クラッド層、23……活性層 25……出射光、32……レジストマスク
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板表面上にあらかじめマスクパタ
ーンを形成した後、ドライエッチング法を用いて前記基
板表面と傾斜角をなす傾斜端面を形成する方法におい
て、半導体基板上に第１の有機レジスト層と、金属、半
金属またはこれらの酸化物層と、第２の有機レジスト層
とを順次形成する工程と、前記金属、半金属またはこれ
らの酸化物層および前記第２の有機レジスト層に所定の
パターンを形成する工程と、前記パターンが形成された
金属、半金属またはこれらの酸化物層をマスクとして酸
素含有ガスによるイオンビームを斜め照射し、前記第１
の有機レジスト層に傾斜端面側壁を有する開口部を形成
する工程と、前記第１の有機レジスト層をマスクとして
前記側壁の傾斜角と同一方向からイオンビームを照射し
てドライエッチングを行う工程とを有してなることを特
徴とする半導体基板の傾斜端面形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5600788A JPH0821576B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 半導体基板の傾斜端面形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5600788A JPH0821576B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 半導体基板の傾斜端面形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01231327A JPH01231327A (ja) | 1989-09-14 |
| JPH0821576B2 true JPH0821576B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13014995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5600788A Expired - Lifetime JPH0821576B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 半導体基板の傾斜端面形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821576B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP3874323A1 (en) | 2018-10-31 | 2021-09-08 | Applied Materials, Inc. | Controlled hardmask shaping to create tapered slanted fins |
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-
1988
- 1988-03-11 JP JP5600788A patent/JPH0821576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01231327A (ja) | 1989-09-14 |
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