JPH07140341A - Method of forming Y-shaped pattern - Google Patents
Method of forming Y-shaped patternInfo
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- JPH07140341A JPH07140341A JP28795693A JP28795693A JPH07140341A JP H07140341 A JPH07140341 A JP H07140341A JP 28795693 A JP28795693 A JP 28795693A JP 28795693 A JP28795693 A JP 28795693A JP H07140341 A JPH07140341 A JP H07140341A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋭角で分岐したY字型分岐を含むマスクパタ
ーンを形成する技術を提供する。
【構成】 半導体基板100上に通常のリソグラフィ技
術を用いて第1のレジスト膜101よりなる第1の分岐
を含むレジストパターン102を形成する。該第1の分
岐を含むレジストパターン102を硬化させた後、通常
のリソグラフィ技術を用いて第2のレジスト膜103よ
りなる第2の分岐を含むレジストパターン104を形成
する。これにより鋭角で分岐した第1の分岐と第2の分
岐を有するY字型レジストマスクが形成できる。
【効果】 半導体100基板上に鋭角で分岐した第1の
分岐と第2の分岐を有するY字型レジストマスクを形成
できるため、該マスクを用いたエッチング加工により前
記半導体基板100上に鋭角に分岐した第1の分岐と第
2の分岐を有するY字型分岐部を有する光導波路の形成
が可能になる。これにより分岐部に起因する光損失を著
しく低減できる。
(57) [Summary] [Object] To provide a technique for forming a mask pattern including a Y-shaped branch branched at an acute angle. A resist pattern 102 including a first branch made of a first resist film 101 is formed on a semiconductor substrate 100 by using a normal lithography technique. After curing the resist pattern 102 including the first branch, a resist pattern 104 including the second branch made of the second resist film 103 is formed by using a normal lithography technique. As a result, a Y-shaped resist mask having a first branch and a second branch branched at an acute angle can be formed. As a Y-shaped resist mask having a first branch and a second branch branched at an acute angle can be formed on the semiconductor 100 substrate, an acute branch is formed on the semiconductor substrate 100 by etching using the mask. It is possible to form an optical waveguide having a Y-shaped branch portion having the first branch and the second branch. Thereby, the optical loss caused by the branch portion can be significantly reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はY字型パターンの形成方
法に係り、特に鋭角で分岐する光導波路を基板上に形成
する際のドライエッチング用マスクの形成技術として極
めて有用なY字型パターンの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a Y-shaped pattern, and particularly to a Y-shaped pattern which is extremely useful as a technique for forming a dry etching mask when an optical waveguide branched at an acute angle is formed on a substrate. And a method of forming the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体基板上に第1の分岐と第2の分岐
を有するY字型分岐路を有する光導波路を形成する場合
には、レジスト膜により第1の分岐と第2の分岐を有す
るY字型パターンを形成した後、該レジストマスクを用
いて導波路となる半導体層をエッチング加工して第1の
分岐と第2の分岐を有するY字型光導波路を形成する。
例えば、アイ イー イー イー フォトニクス テク
ノロジ レターズ 第2巻 (1990)32頁〜34
頁に記載されているように、通常の光リソグラフィ技術
を用いて半角4.2°のY字分岐レジストパターンを半
導体基板上に形成した後、該レジストパターンをマスク
にして化合物半導体層のエッチングを行いY字型に分岐
した光導波路を形成している。また、前記したY字型に
分岐した光導波路においては分岐角度を鋭角にすること
により放射損失を著しく低減できることが知られてい
る。2. Description of the Related Art When an optical waveguide having a Y-shaped branch having a first branch and a second branch is formed on a semiconductor substrate, the resist film has a first branch and a second branch. After forming the Y-shaped pattern, the semiconductor layer to be the waveguide is etched using the resist mask to form a Y-shaped optical waveguide having a first branch and a second branch.
For example, IEE Photonics Technology Letters Vol. 2 (1990) pages 32 to 34.
As described on the page, a Y-shaped branched resist pattern having a half angle of 4.2 ° is formed on a semiconductor substrate by using a normal photolithography technique, and then the compound semiconductor layer is etched using the resist pattern as a mask. The Y-shaped branched optical waveguide is formed. Further, it is known that in the above-mentioned Y-shaped branched optical waveguide, the radiation loss can be significantly reduced by making the branch angle acute.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した通常の光リソ
グラフィ技術により第1の分岐と第2の分岐を有するY
字型分岐を有するレジストパターンを形成する場合、第
1の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐パターンを具
備したホトマスクを用いて密着露光方式或いは縮小投影
露光方式により基板上に塗布形成したレジスト膜に潜像
を形成する。次いで、現像、水洗、及び乾燥工程を施す
ことにより所望のレジストパターンを形成する。しか
し、通常の光リソグラフィ技術により上述した第1の分
岐と第2の分岐を有するY字型分岐を有するレジストパ
ターンを形成する場合、図8に示すように第1の分岐と
第2の分岐の間のレジストパターンが充分に解像せず鋭
角で分岐するY字型分岐パターンが形成できない。従っ
て、該レジストマスクを用いて形成したY字型光導波路
では鈍角に歪んで分岐したY字型分岐部に起因する放射
損失の増大を招くという課題がある。According to the above-mentioned ordinary optical lithography technique, Y having the first branch and the second branch is formed.
When forming a resist pattern having a V-shaped branch, a photomask having a Y-shaped branch pattern having a first branch and a second branch was used to form a resist pattern on the substrate by a contact exposure method or a reduced projection exposure method. A latent image is formed on the resist film. Then, a desired resist pattern is formed by performing development, washing with water and drying. However, when a resist pattern having a Y-shaped branch having the first branch and the second branch described above is formed by a normal optical lithography technique, as shown in FIG. 8, the first branch and the second branch are separated. The resist pattern between them is not sufficiently resolved, and a Y-shaped branch pattern that branches at an acute angle cannot be formed. Therefore, in the Y-shaped optical waveguide formed by using the resist mask, there is a problem that the radiation loss increases due to the Y-shaped branched portion which is distorted at an obtuse angle and branched.
【0004】本発明の目的は鋭角に分岐した第1の分岐
と第2の分岐を有するY字型分岐路を形成するためのエ
ッチングマスクパターンの形成技術を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a technique for forming an etching mask pattern for forming a Y-shaped branch path having a first branch and a second branch which are acutely branched.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、通常のリソ
グラフィ技術を用いて基板上に形成した第1の分岐を含
むパターンに対して、良好な合わせ精度を有する通常の
リソグラフィ技術を用いて第2の分岐を含むパターンを
形成することにより達成できる。The above-described object is achieved by using a normal lithography technique having a good alignment accuracy with respect to a pattern including a first branch formed on a substrate using the usual lithography technique. This can be achieved by forming a pattern including two branches.
【0006】[0006]
【作用】鋭角に分岐した第1の分岐と第2の分岐を有す
るY字型分岐パターンを形成する際、第1の分岐を含む
パターンと第2の分岐を含むパターンを別々に形成して
いるため、図8に示したように第1の分岐パターンと第
2の分岐パターンの間の解像度が通常の光リソグラフィ
技術によるパターン解像度限界(0.5〜1μm)によ
り制限されることがない。従って、鋭角に分岐した第1
の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐を有するパター
ンの形成が可能になる。When forming the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch which are branched at an acute angle, the pattern including the first branch and the pattern including the second branch are separately formed. Therefore, as shown in FIG. 8, the resolution between the first branch pattern and the second branch pattern is not limited by the pattern resolution limit (0.5 to 1 μm) of the usual optical lithography technique. Therefore, the first
It becomes possible to form a pattern having a Y-shaped branch having a second branch and a second branch.
【0007】[0007]
(実施例1)本発明の一実施例を図1に示した工程上面
図を用いて説明する。半導体基板100上に第1のレジ
スト膜101(例えば、東京応化製ネガ型レジストTH
MR−iN2000)を回転塗布した(図1(a))。
次に、第1の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐パタ
ーンの一部である第1の分岐を含むパターンを具備した
ホトマスクを用いた通常の光リソグラフィ技術により、
第1の分岐を含むレジストパターン102を形成した
(図1(b))。次に該第1の分岐を含むレジストパタ
ーン102にベーク処理(110℃、10分間)を施し
た。然る後、第2のレジスト膜103を回転塗布した
(図1(c))。このとき第1のレジスト膜101より
なる第1の分岐を含むレジストパターン102は前記ベ
ーク処理(110℃、10分間)により硬化しているた
めパターンは変形、劣化しない。次いで第1の分岐と第
2の分岐を有するY字型分岐パターンの一部である第2
の分岐を含むパターンを具備したホトマスクを用いた通
常の光リソグラフィ技術により第2の分岐を含むレジス
トパターン104を形成した(図1(d))。これによ
り鋭角で分岐した第1の分岐と第2の分岐を有するY字
型レジストマスクが形成できた。本実施例では第1の分
岐を含むレジストパターン102と第2の分岐を含むレ
ジストパターン104をリソグラフィの合わせ技術を用
いて合体させている。そのときの合わせ精度は通常の縮
小投影露光方式を用いた場合、±0.1μm(3σ)で
あり、光リソグラフィの解像限界に比べて充分に小さ
い。また、上記2層間で合わせずれが生じた場合にも致
命的になパターン欠陥を防ぐために例えば図8で示すよ
うに第1の分岐を含むレジストパターン102と第2の
分岐を含むレジストパターン104の一部分が予め重な
るようにホトマスクを設計することが有効である。ま
た、第1の分岐を含むレジストパターン102に対する
第2の分岐を含むレジストパターン104の合わせずれ
を予め考慮してx軸、y軸方向に対して±0.1μmの
範囲で複数のオフセットを設けた第2の分岐を含むパタ
ーンを具備したホトマスクを用いることにより、ほぼ完
全な合わせ精度で形成された第1の分岐と第2の分岐を
有するY字型レジストパターンがある程度の歩留で形成
できる。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described with reference to the process top view shown in FIG. A first resist film 101 (for example, a negative resist TH manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is formed on a semiconductor substrate 100.
MR-iN2000) was spin-coated (FIG. 1 (a)).
Next, by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including a first branch which is a part of a Y-shaped branch pattern having a first branch and a second branch,
A resist pattern 102 including the first branch was formed (FIG. 1B). Next, the resist pattern 102 including the first branch was baked (110 ° C., 10 minutes). After that, the second resist film 103 was spin-coated (FIG. 1C). At this time, since the resist pattern 102 including the first branch made of the first resist film 101 has been hardened by the baking treatment (110 ° C., 10 minutes), the pattern is not deformed or deteriorated. Then a second part that is part of a Y-shaped branch pattern having a first branch and a second branch.
A resist pattern 104 including the second branch was formed by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including the second branch (FIG. 1D). As a result, a Y-shaped resist mask having a first branch and a second branch branched at an acute angle could be formed. In this embodiment, the resist pattern 102 including the first branch and the resist pattern 104 including the second branch are combined by using a lithography alignment technique. The alignment accuracy at that time is ± 0.1 μm (3σ) when the normal reduction projection exposure method is used, which is sufficiently smaller than the resolution limit of optical lithography. In order to prevent a fatal pattern defect even when misalignment occurs between the two layers, for example, as shown in FIG. 8, a resist pattern 102 including a first branch and a resist pattern 104 including a second branch are formed. It is effective to design the photomask so that a part thereof overlaps in advance. Further, in consideration of the misalignment of the resist pattern 104 including the second branch with respect to the resist pattern 102 including the first branch, a plurality of offsets are provided within a range of ± 0.1 μm in the x-axis and y-axis directions. By using the photomask having the pattern including the second branch, the Y-shaped resist pattern having the first branch and the second branch formed with almost perfect alignment accuracy can be formed with a certain yield. .
【0008】本発明では第2のレジスト膜103を回転
塗布したときの第1の分岐を含むレジストパターン10
2の変形、劣化を防ぐためにベーク処理(110℃、1
0分間)を施しているが、第1のレジスト膜101の溶
媒と第2のレジスト膜103の溶媒を変えることにより
第1の分岐を含むレジストパターン102の変形、劣化
を防ぐことが可能である。In the present invention, the resist pattern 10 including the first branch when the second resist film 103 is spin coated.
Bake treatment (110 ℃, 1
However, by changing the solvent of the first resist film 101 and the solvent of the second resist film 103, it is possible to prevent the deformation and deterioration of the resist pattern 102 including the first branch. .
【0009】また、本実施例ではリソグラフィ技術とし
てホトマスクを用いた縮小投影露光方式を採用している
が、電子線及びイオン線等の荷電粒子線を用いた直接描
画方式を採用することが可能であることは言うまでもな
い。Further, although the reduction projection exposure method using a photomask is adopted as the lithography technique in this embodiment, a direct drawing method using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam can be adopted. Needless to say.
【0010】上述した実施例は図1に示した1か所に分
岐を有するY字パターンについて説明したものである
が、複数以上の分岐を有するパターンについても同様に
適用できることは言うまでもない。Although the above-described embodiment has been described with respect to the Y-shaped pattern having one branch as shown in FIG. 1, it is needless to say that the same can be applied to a pattern having a plurality of branches.
【0011】(実施例2)本発明の一実施例を図2に示
した工程上面図を用いて説明する。半導体基板200上
に第1のレジスト膜201(例えば、東京応化製ネガ型
レジストTHMR−iN2000)を回転塗布した(図
2(a))。次に、第1の分岐と第2の分岐を有するY
字型分岐パターンの一部である第1の分岐を含むパター
ンを具備したホトマスクを用いた通常の光リソグラフィ
技術により、第1の分岐を含むレジストパターン202
を形成した(図2(b))。次に該試料に対して紫外線
照射装置(例えば、ケミトロニクス社モデル380H)
を用いて紫外線照射処理を施した。これにより前記第1
の分岐を含むレジストパターン202の特に表面近傍が
硬化される。然る後、第2のレジスト膜203を回転塗
布した(図2(c))。このとき第1のレジスト膜20
1よりなる第1の分岐を含むレジストパターン202は
上記紫外線照射処理により硬化しているためパターンは
変形、劣化しない。次いで第1の分岐と第2の分岐を有
するY字型分岐パターンの一部である第2の分岐を含む
パターンを具備したホトマスクを用いた通常の光リソグ
ラフィ技術により第2の分岐を含むレジストパターン2
04を形成した(図2(d))。これにより鋭角で分岐
した第1の分岐と第2の分岐を有するY字型レジストマ
スクが形成できた。本実施例では第1の分岐を含むレジ
ストパターン202と第2の分岐を含むレジストパター
ン204をリソグラフィの合わせ技術を用いて合体させ
ている。そのときの合わせ精度は通常の縮小投影露光方
式を用いた場合、±0.1μm(3σ)であり、光リソ
グラフィの解像限界に比べて充分に小さい。また、本実
施例においても実施例1と同様に図9で示したように第
1の分岐を含むレジストパターン202と第2の分岐を
含むレジストパターン204の一部分が予め重なるよう
にホトマスクを設計することが有効であることは言うま
でもない。(Embodiment 2) An embodiment of the present invention will be described with reference to the process top view shown in FIG. A first resist film 201 (for example, a negative resist THMR-iN2000 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was spin-coated on the semiconductor substrate 200 (FIG. 2A). Then Y with a first branch and a second branch
The resist pattern 202 including the first branch is formed by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including the first branch which is a part of the letter-shaped branch pattern.
Was formed (FIG. 2 (b)). Next, an ultraviolet irradiation device (for example, Chemitronics model 380H) is applied to the sample.
Was subjected to ultraviolet irradiation treatment. Thereby, the first
In particular, the vicinity of the surface of the resist pattern 202 including the branches is cured. After that, the second resist film 203 was spin-coated (FIG. 2C). At this time, the first resist film 20
Since the resist pattern 202 including the first branch consisting of 1 has been hardened by the ultraviolet irradiation treatment, the pattern does not deform or deteriorate. Then, a resist pattern including the second branch is formed by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including the second branch which is a part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch. Two
04 was formed (FIG. 2 (d)). As a result, a Y-shaped resist mask having a first branch and a second branch branched at an acute angle could be formed. In this embodiment, the resist pattern 202 including the first branch and the resist pattern 204 including the second branch are combined by using a lithography alignment technique. The alignment accuracy at that time is ± 0.1 μm (3σ) when the normal reduction projection exposure method is used, which is sufficiently smaller than the resolution limit of optical lithography. Also in this embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 9, the photomask is designed such that the resist pattern 202 including the first branch and the resist pattern 204 including the second branch partially overlap each other in advance. It goes without saying that is effective.
【0012】(実施例3)本発明の一実施例を図3に示
した工程上面図を用いて説明する。半導体基板300上
に第1のレジスト膜301(例えば、東京応化製ネガ型
レジストTHMR−iN2000)を回転塗布した(図
3(a))。次に、第1の分岐と第2の分岐を有するY
字型分岐パターンの一部である第1の分岐を含むパター
ンを具備したホトマスクを用いた通常の光リソグラフィ
技術により、第1の分岐を含むレジストパターン302
を形成した(図3(b))。(Embodiment 3) An embodiment of the present invention will be described with reference to the process top view shown in FIG. A first resist film 301 (for example, a negative resist THMR-iN2000 manufactured by Tokyo Ohka Kabushiki Kaisha) was spin-coated on the semiconductor substrate 300 (FIG. 3A). Then Y with a first branch and a second branch
The resist pattern 302 including the first branch is formed by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including the first branch which is a part of the letter-shaped branch pattern.
Was formed (FIG. 3 (b)).
【0013】次にイオン注入装置を用いて前記試料表面
にGaイオンの照射を行った。イオン注入条件はドーズ
量1010〜1012イオン/cm2、加速エネルギ20〜
50keVである。これにより前記第1の分岐を含むレ
ジストパターン302の特に表面近傍が硬化される。然
る後、第2のレジスト膜303を回転塗布した(図3
(c))。このときためパターンは変形、劣化しない。
次いで第1の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐パタ
ーンの一部である第2の分岐を含むパターンを具備した
ホトマスクを用いた通常の光リソグラフィ技術により第
2の分岐を含むレジストパターン304を形成した(図
3(d))。これにより鋭角で分岐した第1の分岐と第
2の分岐を有するY字型レジストマスクが形成できた。
本実施例では第1の分岐を含むレジストパターン302
と第2の分岐を含むレジストパターン304をリソグラ
フィの合わせ技術を用いて合体させている。そのときの
合わせ精度は通常の縮小投影露光方式を用いた場合、±
0.1μm(3σ)であり、光リソグラフィの解像限界
に比べて充分に小さい。また、本実施例においても実施
例1において述べたように図8で示したように第1の分
岐を含むレジストパターン302と第2の分岐を含むレ
ジストパターン304の一部分が予め重なるようにホト
マスクを設計することが有効であることは言うまでもな
い。Next, the surface of the sample was irradiated with Ga ions using an ion implanter. Ion implantation conditions are a dose amount of 10 10 to 10 12 ions / cm 2 , and an acceleration energy of 20 to
It is 50 keV. As a result, the resist pattern 302 including the first branch, particularly near the surface, is cured. After that, the second resist film 303 was spin-coated (see FIG. 3).
(C)). At this time, the pattern is not deformed or deteriorated.
Then, a resist pattern including the second branch is formed by a normal photolithography technique using a photomask having a pattern including the second branch which is a part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch. 304 was formed (FIG.3 (d)). As a result, a Y-shaped resist mask having a first branch and a second branch branched at an acute angle could be formed.
In this embodiment, the resist pattern 302 including the first branch
And the resist pattern 304 including the second branch are combined by using a lithography alignment technique. The alignment accuracy at that time is ± ± when using the normal reduction projection exposure method.
It is 0.1 μm (3σ), which is sufficiently smaller than the resolution limit of optical lithography. Also in this embodiment, as described in the first embodiment, as shown in FIG. 8, a photomask is used so that a part of the resist pattern 302 including the first branch and the resist pattern 304 including the second branch are overlapped in advance. It goes without saying that designing is effective.
【0014】(実施例4)本発明の一実施例を図4に示
した工程上面図を用いて説明する。半導体基板400上
に通常のCVD法を用いてSiO2膜(500nm厚)
401を堆積した(図4(a))。次に、第1の分岐と
第2の分岐を有するY字型分岐パターンの一部である第
1の分岐を含むパターンを具備したホトマスクを用いた
通常のリソグラフィと金属蒸着法により、第1の分岐を
含むAl膜パターン(50nm厚)402をリフトオフ
して形成した(図4(b))。然る後、第1の分岐と第
2の分岐を有するY字型分岐パターンの一部である第2
の分岐を含むパターンを具備したホトマスクを用いた通
常の光リソグラフィと金属蒸着法により、第2の分岐を
含むAl膜パターン(50nm厚)403をリフトオフ
法を用いて形成した(図4(c))。これにより鋭角で
分岐した第1の分岐と第2の分岐を有するY字型Al膜
パターンが形成できた。次いで、前記第1の分岐と第2
の分岐を有するY字型Al膜パターンをマスクにして、
SiO2膜(500nm厚)401をドライエッチング
加工した(図4(d))。このときエッチングガスとし
てC2F6及びCHF3等のフッ素系ガスを用いることに
より前記Al膜が殆どエッチングされることなく、前記
SiO2膜(500nm厚)401をエッチングするこ
とが可能になる。また、ここではAl膜を用いて第1及
び第2の分岐を各々含むパターンを形成しているが、エ
ッチング耐性のある金属膜であればAl膜の代わりに適
用できることは言うまでもない。(Embodiment 4) An embodiment of the present invention will be described with reference to the process top view shown in FIG. A SiO 2 film (thickness of 500 nm) is formed on the semiconductor substrate 400 by the usual CVD method.
401 was deposited (FIG. 4A). Next, by a normal lithography and metal deposition method using a photomask having a pattern including the first branch which is a part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch, the first An Al film pattern (50 nm thick) 402 including branches was formed by lift-off (FIG. 4B). Then, the second part that is part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch.
The Al film pattern (50 nm thick) 403 including the second branch was formed by the lift-off method by the ordinary photolithography and the metal deposition method using the photomask having the pattern including the branch (FIG. 4C). ). As a result, a Y-shaped Al film pattern having a first branch and a second branch branched at an acute angle could be formed. Then, the first branch and the second
Using a Y-shaped Al film pattern having a branch of
The SiO 2 film (500 nm thick) 401 was dry-etched (FIG. 4D). At this time, by using a fluorine-based gas such as C 2 F 6 and CHF 3 as an etching gas, the SiO 2 film (500 nm thick) 401 can be etched with almost no etching of the Al film. Further, here, the pattern including the first and second branches is formed using the Al film, but it goes without saying that a metal film having etching resistance can be applied instead of the Al film.
【0015】上述した鋭角で分岐した第1の分岐と第2
の分岐を有するY字型Al膜パターンの形成に用いるレ
ジストパターンについても実施例1の場合と同様に図8
で示したレジストパターンのように第1の分岐を含むA
l膜パターン402と第2の分岐を含むAl膜パターン
403の一部分が予め重なるようにホトマスクを設計す
ることが有効であることは言うまでもない。。The first branch and the second branch which are branched at an acute angle as described above.
As for the resist pattern used for forming the Y-shaped Al film pattern having the branch of FIG.
A including the first branch as in the resist pattern shown in
It goes without saying that it is effective to design the photomask so that the l film pattern 402 and the Al film pattern 403 including the second branch partially overlap in advance. .
【0016】また、本実施例ではリソグラフィ技術とし
てホトマスクを用いた縮小投影露光方式を採用している
が、電子線及びイオン線等の荷電粒子線を用いた直接描
画方式を採用することが可能であることは言うまでもな
い。Further, in the present embodiment, the reduction projection exposure method using a photomask is adopted as the lithography technique, but a direct drawing method using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam can be adopted. Needless to say.
【0017】(実施例5)本発明の一実施例を図5に示
した光導波路の上面図と図6及び図7に示した図5中の
破線A−A’部における素子断面の工程図を用いて説明
する。n型InP基板600上にMO−MBE法を用い
てn型InAlAs層601、InGaAs及びInA
lAsよりなる多重量子井戸層602、p型InAlA
s層603及びp型InGaAs層604を順次積層し
た(図6(a))。次いで、通常のCVD法を用いてS
iO2膜(700nm厚)605を形成した(図6
(b))。次に第1の分岐と第2の分岐を有するY字型
分岐パターンの一部である第1の分岐を含むパターンを
具備したホトマスクを用いた通常のリソグラフィと金属
蒸着法を用いて第1の分岐を含むAl膜パターン(50
nm厚)606をリフトオフして形成した(図6
(c))。次いで第1の分岐と第2の分岐を有するY字
型分岐パターンの一部である第2の分岐を含むパターン
を具備したホトマスクを用いた通常の光リソグラフィと
金属蒸着法により、第2の分岐を含むAl膜パターン
(50nm厚)607をリフトオフ法を用いて形成した
(図6(d))。これにより図5に示した鋭角で分岐し
た第1の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐部を有す
る光導波路を形成するためのAl膜パターンが形成でき
た。次いで、C2F6とCHF3ガスを用いたRIE(Reac
tive Ion Etching)により上記Al膜パターン606及
び607をマスクにしてSiO2膜605をエッチング
した(図7(e))。次にCl2ガスを用いたRIBE(R
eactive Ion Beam Etching)法を用いて上記SiO2膜6
05をマスクにしてp型InGaAs層604、p型I
nAlAs層603、InGaAs及びInAlAsよ
りなる多重量子井戸層602を順次エッチングした(図
7(f))。これにより、図5に示した鋭角で分岐した
第1の分岐と第2の分岐を有するY字型分岐部を有する
光導波路が形成できた。次いで、図5に示す光導波路の
所定の領域のp型InGaAs層604上にp型オーミ
ック電極608をn型InP基板600の裏面にn型オ
ーミック電極609を各々形成した(図7(g))。こ
れにより、Mach−Zehnder干渉型光変調器が
作製できた。本実施例により作製したMach−Zeh
nder干渉型光変調器ではY字型分岐部が1〜2°の
鋭角で歪み無く形成されているためY字型分岐部に起因
する光の損失が極めて小さく良好な特性を有する。(Embodiment 5) One embodiment of the present invention is a top view of the optical waveguide shown in FIG. 5 and a process diagram of the element cross section at the broken line AA 'in FIG. 5 shown in FIGS. Will be explained. On the n-type InP substrate 600, the n-type InAlAs layer 601, InGaAs and InA are formed by MO-MBE method.
1A multiple quantum well layer 602, p-type InAlA
The s layer 603 and the p-type InGaAs layer 604 were sequentially stacked (FIG. 6A). Then, using the conventional CVD method, S
An iO 2 film (700 nm thick) 605 was formed (FIG. 6).
(B)). Next, using a photolithography method using a photomask having a pattern including the first branch which is a part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch, the first lithography is performed using a metal deposition method. Al film pattern including branches (50
(nm thickness) 606 was formed by lift-off (FIG. 6).
(C)). Then, the second branch is formed by ordinary photolithography and metal deposition using a photomask having a pattern including the second branch which is a part of the Y-shaped branch pattern having the first branch and the second branch. Al film pattern containing
607 (thickness of 50 nm) 607 was formed using the lift-off method (FIG. 6D). As a result, the Al film pattern for forming the optical waveguide having the Y-shaped branch portion having the first branch and the second branch branched at the acute angle shown in FIG. 5 was formed. Next, RIE (Reac) using C 2 F 6 and CHF 3 gas
The SiO 2 film 605 was etched by tive ion etching using the Al film patterns 606 and 607 as masks (FIG. 7E). Then RIBE using Cl 2 gas (R
The SiO 2 film 6 is formed by using the eactive ion beam etching method.
05 as a mask, p-type InGaAs layer 604, p-type I
The nAlAs layer 603 and the multiple quantum well layer 602 made of InGaAs and InAlAs were sequentially etched (FIG. 7F). As a result, the optical waveguide having the Y-shaped branch portion having the first branch and the second branch branched at the acute angle shown in FIG. 5 could be formed. Next, a p-type ohmic electrode 608 was formed on the p-type InGaAs layer 604 in a predetermined region of the optical waveguide shown in FIG. 5, and an n-type ohmic electrode 609 was formed on the back surface of the n-type InP substrate 600 (FIG. 7 (g)). . As a result, a Mach-Zehnder interferometric optical modulator could be manufactured. Mach-Zeh produced by this example
In the nder interferometer type optical modulator, since the Y-shaped branch portion is formed without distortion at an acute angle of 1 to 2 °, the loss of light due to the Y-shaped branch portion is extremely small and it has good characteristics.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば例
えば、1〜4°以下の鋭角で分岐したY字型分岐を有す
るパターンを形成することが可能になるため、該パター
ンをマスクにして光導波路の加工を行うことにより鋭角
に分岐した光損失の小さいY字型分岐部を有する光導波
路を形成することが可能になる。As described above, according to the present invention, it is possible to form a pattern having a Y-shaped branch branched at an acute angle of 1 to 4 ° or less. Therefore, the pattern is used as a mask. By processing the optical waveguide in this manner, it becomes possible to form an optical waveguide having a Y-shaped branch portion branched at an acute angle with small light loss.
【図1】実施例1の工程上面図。FIG. 1 is a process top view of a first embodiment.
【図2】実施例2の工程上面図。FIG. 2 is a process top view of the second embodiment.
【図3】実施例3の工程上面図。FIG. 3 is a process top view of the third embodiment.
【図4】実施例4の工程上面図。FIG. 4 is a process top view of the fourth embodiment.
【図5】実施例5の光導波路上面図。FIG. 5 is a top view of an optical waveguide of Example 5.
【図6】実施例5の工程断面図I。FIG. 6 is a process sectional view I of the fifth embodiment.
【図7】実施例5の工程断面図II。FIG. 7 is a process sectional view II of the fifth embodiment.
【図8】従来技術によるY字分岐パターン形状。FIG. 8 is a Y-shaped branch pattern shape according to the related art.
【図9】ホトマスク上の第1の分岐パターンと第2の分
岐パターン。FIG. 9 shows a first branch pattern and a second branch pattern on a photomask.
Claims (9)
有するY字型パターンの形成方法において、基板上に第
1の分岐を含むパターンを形成する工程、次いで第2の
分岐を含むパターンを形成する工程を含むことを特徴と
するY字型パターンの形成方法。1. A method of forming a Y-shaped pattern having a first branch and a second branch that branch at an acute angle, the step of forming a pattern including the first branch on a substrate, and then the second branch. A method for forming a Y-shaped pattern, which includes the step of forming a pattern including the pattern.
岐を含むパターンの少なくとも一部を重せ合わせること
により所望のY字型パターンを形成することを特徴とす
る請求項1に記載のY字型パターンの形成方法。2. A desired Y-shaped pattern is formed by overlapping at least a part of the pattern including the first branch and the pattern including the second branch. Method for forming Y-shaped pattern.
の分岐を含むレジストパターンを形成する工程、次いで
上記第1の分岐を含むレジストパターンを硬化する工
程、然る後、上記第2の分岐を含むレジストパターンを
形成する工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に
記載のY字型パターンの形成方法。3. A first substrate formed on a substrate by a lithographic technique.
Forming a resist pattern containing the second branch, then hardening the resist pattern containing the first branch, and then forming a resist pattern containing the second branch. The method for forming a Y-shaped pattern according to claim 1.
硬化する工程が上記レジストパターンに通常のポストベ
ークより高温或いは長時間の熱処理を施す工程を含むこ
とを特徴とする請求項3に記載のY字型パターンの形成
方法。4. The method according to claim 3, wherein the step of curing the resist pattern including the first branch includes a step of subjecting the resist pattern to a heat treatment at a temperature higher or longer than an ordinary post bake. A method of forming a Y-shaped pattern.
硬化する工程が上記レジストパターンに紫外光を照射す
る工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のY字型
パターンの形成方法。5. The method of forming a Y-shaped pattern according to claim 3, wherein the step of curing the resist pattern including the first branch includes the step of irradiating the resist pattern with ultraviolet light.
硬化する工程が上記レジストパターンにイオン照射する
工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のY字型パ
ターンの形成方法。6. The method of forming a Y-shaped pattern according to claim 3, wherein the step of curing the resist pattern including the first branch includes a step of irradiating the resist pattern with ions.
第2の分岐を有するY字型パターンの形成方法おいて、
基板上にリフトオフ法を用いて上記第1の分岐を含む金
属パターンを形成する工程、然る後リフトオフ法を用い
て上記第2の分岐を含む金属パターンを形成する工程を
含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のY字型パ
ターンの形成方法。7. A method for forming a Y-shaped pattern having a first branch and a second branch that branch at an acute angle on the substrate,
The method includes forming a metal pattern including the first branch on the substrate by using a lift-off method, and then forming a metal pattern including the second branch by using a lift-off method. The method for forming a Y-shaped pattern according to claim 1.
形成する工程、リフトオフ法を用いて上記絶縁膜上に第
1の分岐を含む金属パターンを形成する工程、然る後リ
フトオフ法を用いて上記第2の分岐を含む金属パターン
を形成する工程、次いで上記第1の分岐を含む金属パタ
ーン及び第2の分岐を含む金属パターンをマスクとして
上記絶縁膜をエッチングする工程、然る後上記絶縁膜を
マスクにして上記半導体層をエッチングする工程を含む
ことを特徴とする請求項7に記載のY字型パターンの形
成方法。8. A step of forming an insulating film on a semiconductor layer formed on a substrate, a step of forming a metal pattern including a first branch on the insulating film by using a lift-off method, and then a lift-off method. Forming a metal pattern including the second branch using the above, and then etching the insulating film using the metal pattern including the first branch and the metal pattern including the second branch as a mask. The method for forming a Y-shaped pattern according to claim 7, further comprising the step of etching the semiconductor layer using the insulating film as a mask.
体層上に酸化珪素膜或いは窒化珪素膜よりなる絶縁膜を
形成する工程、リフトオフ法を用いて上記絶縁膜上に第
1の分岐を含むAl膜パターンを形成する工程、然る
後、リフトオフ法を用いて上記第2の分岐を含むAl膜
パターンを形成する工程、次いでF系ガスによるドライ
エッチング技術を用いて上記第1の分岐を含むAl膜金
属パターン及び第2の分岐を含むAl膜パターンをマス
クとして上記絶縁膜をエッチングする工程、然る後上記
絶縁膜をマスクにして前記III−V族化合物半導体層を
エッチングする工程を含むことを特徴とする請求項7に
記載のY字型パターンの形成方法。9. A step of forming an insulating film of a silicon oxide film or a silicon nitride film on a III-V group compound semiconductor layer formed on a substrate, and a first branch on the insulating film by using a lift-off method. A step of forming an Al film pattern including the second branch, followed by a step of forming an Al film pattern including the second branch using a lift-off method, and then the first branch using a dry etching technique using an F-based gas. A step of etching the insulating film by using the Al film metal pattern including Al and the Al film pattern including the second branch as a mask, and then etching the III-V compound semiconductor layer by using the insulating film as a mask. The method for forming a Y-shaped pattern according to claim 7, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795693A JPH07140341A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Method of forming Y-shaped pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795693A JPH07140341A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Method of forming Y-shaped pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140341A true JPH07140341A (en) | 1995-06-02 |
Family
ID=17723926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28795693A Pending JPH07140341A (en) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | Method of forming Y-shaped pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140341A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077715A3 (en) * | 2001-03-21 | 2003-05-22 | Intel Corp | Method of fabrication to sharpen corners of waveguide y-branches in integrated optical components |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP28795693A patent/JPH07140341A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002077715A3 (en) * | 2001-03-21 | 2003-05-22 | Intel Corp | Method of fabrication to sharpen corners of waveguide y-branches in integrated optical components |
| US6730988B2 (en) | 2001-03-21 | 2004-05-04 | Intel Corporation | Method of fabrication to sharpen corners of Y-branches in integrated optical components and other micro-devices |
| US6818559B2 (en) | 2001-03-21 | 2004-11-16 | Intel Corporation | Method of fabrication to sharpen corners of Y-branches in integrated optical components and other micro-devices |
| CN100335924C (en) * | 2001-03-21 | 2007-09-05 | 英特尔公司 | Fabrication method for sharpening corners of waveguide Y-branches in integrated optics |
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