JPS6141147A - Etching method - Google Patents
Etching methodInfo
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- JPS6141147A JPS6141147A JP16028984A JP16028984A JPS6141147A JP S6141147 A JPS6141147 A JP S6141147A JP 16028984 A JP16028984 A JP 16028984A JP 16028984 A JP16028984 A JP 16028984A JP S6141147 A JPS6141147 A JP S6141147A
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- 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
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、半導体基板や誘電体基板などをエツチングす
るエツチング方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an etching method for etching semiconductor substrates, dielectric substrates, and the like.
(従来の技術)
回折格子は、単一波長発振をすることで注目を浴びてい
る分布帰還形半導体レーザ、あるいは、波長選択性を有
する合波器・分波器等に用いられており、長距離大容量
光7アイパ通信を構築する各種デバイスに不可欠なもの
、となってきている。(Prior art) Diffraction gratings are used in distributed feedback semiconductor lasers, which are attracting attention due to their single-wavelength oscillation, or in wavelength-selective multiplexers and demultiplexers. It has become indispensable for various devices that construct long-distance, high-capacity optical 7-IPA communications.
特に、回折格子の周期は、半導体レーザの発振波長ある
いは分波器・合波器の選択波長に直接影響することから
、周期性が良好でかつ再現性の良い回折格子の製造方法
が望まれている。In particular, since the period of a diffraction grating directly affects the oscillation wavelength of a semiconductor laser or the selected wavelength of a demultiplexer/multiplexer, a method for manufacturing a diffraction grating with good periodicity and good reproducibility is desired. There is.
従来、広く一般に用いしれている回折格子の製遣方法は
、解像度が優れているポジ型フォトレジスト(特に商品
名AZ−135’Oと称されるフォトレジスト)に、H
e−Cdレーザなどの近紫外の発振光を利用した三光束
干渉露光で露光現像し、さらに、基板上に化学エツチン
グにより転写する方法である。Conventionally, the method for manufacturing diffraction gratings that has been widely used is to use H
This is a method in which exposure and development is performed by three-beam interference exposure using near-ultraviolet oscillation light from an e-Cd laser or the like, and the image is further transferred onto a substrate by chemical etching.
また、露光したパターンが膜として残る性質のネガ型フ
ォトレジストを有効に利用した回折格子の製造方法が本
願発明者により提案されている(特願昭59−5210
0号)。このネガ型フォトレジストは部分的に位相が反
転した回折格子を製造する場合に特に有効的であり、今
後ネガ型フォトレジストを使用した回折格子の製造が期
待されている。In addition, the inventor of the present invention has proposed a method for manufacturing a diffraction grating that effectively utilizes a negative photoresist in which the exposed pattern remains as a film (Japanese Patent Application No. 59-5210
No. 0). This negative photoresist is particularly effective in manufacturing a diffraction grating whose phase is partially reversed, and it is expected that diffraction gratings using the negative photoresist will be manufactured in the future.
しかし、従来の技術では微細なパターンを精密に製作で
きないという欠点がある。However, conventional techniques have the disadvantage that fine patterns cannot be precisely manufactured.
(発明の目的)
本発明の目的は、ネガ型フォトレジスト膜を用いても正
確な周期性を有する回折格子等の精密なパターンをエツ
チングにより形成することができるエツチング方法を提
供することKlる。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an etching method that can form a precise pattern such as a diffraction grating having accurate periodicity by etching even when using a negative photoresist film.
(発明の原理、構成及び作用) 以下図面により本発明の詳細な説明する。(Principle, structure and operation of the invention) The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
まず、従来のネガ型フォトレジスト膜では精密なパター
ンをエツチングにより形成することができないという原
因につき検討した結果につき説明する。First, the results of an investigation into the reason why a conventional negative photoresist film cannot form a precise pattern by etching will be explained.
第1図は非親水性の環化ゴム系などから成るネガ型フォ
トレジスト(以下、「Nレジスト」と称す)を用いた従
来のエツチング工程を示したものである。同図(a)は
マスク露光等の工程を経て、基板1上のエツチングされ
る領域A、!:Nレジスト膜2によりマスクされる領域
Bとに分けられた状態である。同図(b)は、上述した
基板1をエツチング液3に浸して、領域Aをエツチング
する状態である。ここで、通常使用される環化ゴム系の
Nレジストは非常に水になじみにくいという性質を有し
ている。従って、従来のエツチング[3ともなじみにく
く、Nレジスト膜2の境界付近では基板1のエツチング
面に付着されない空pJi4ができる。FIG. 1 shows a conventional etching process using a negative photoresist (hereinafter referred to as "N resist") made of non-hydrophilic cyclized rubber. The figure (a) shows a region A, which is etched on the substrate 1 after a process such as mask exposure. : It is in a state where it is divided into a region B which is masked by the N resist film 2. FIG. 2B shows a state in which the above-described substrate 1 is immersed in an etching solution 3 and the region A is etched. Here, the commonly used cyclized rubber-based N resist has a property of being very difficult to be mixed with water. Therefore, it is difficult to be compatible with conventional etching [3], and empty pJi4, which is not attached to the etched surface of the substrate 1, is created near the boundary of the N resist film 2.
このような空隙4は同図(clのようにエツチングされ
ずに非エツチング領域5として残ってしまい、良好なエ
ツチングパターン形状が形成されないという欠点があっ
た。Such a void 4 is not etched and remains as a non-etched region 5 as shown in FIG.
更に、この現象を確認するために、次のような実験を行
なった。第2図1a)は回折格子を製作するために基板
1の上に三光束干渉露光等によりNレジスト膜2の凹凸
周期が約2500A程度となるようにしたものである。Furthermore, in order to confirm this phenomenon, the following experiment was conducted. In FIG. 2 1a), in order to fabricate a diffraction grating, an N resist film 2 is formed on a substrate 1 by three-beam interference exposure or the like so that the period of concavities and convexities is about 2500A.
このような基板lを、エツチング液3に浸しても、同図
(b)のごとくマスクとなるNレジスト膜2から露出し
てエツチングされるべき基板1の表面までエツチング液
3が到達せず空隙4ができる。Even if such a substrate 1 is immersed in the etching solution 3, the etching solution 3 does not reach the surface of the substrate 1 that is exposed from the N resist film 2 serving as a mask and is to be etched, as shown in FIG. I can do 4.
従って、同図(c)に示すように基板1は全くエツチン
グされない非エツチング領域5ができ、たとえエツチン
グ工程を経ても第2図(a)に示すエツチング前と第2
図(c) K示すエツチング後とは形状が同じになシ、
所望の回折格子は形成されない。Therefore, as shown in FIG. 2(c), there is a non-etched area 5 in the substrate 1 that is not etched at all, and even if the etching process is performed, the unetched area 5 shown in FIG.
Figure (c) The shape is the same as after etching shown in K.
The desired diffraction grating is not formed.
以上のように、従来は非親水性のフォトレジストを用い
てエツチングする場合は、単にエツチング液に浸すだけ
では、Nレジスト膜2のマスク境界付近でいわゆるブレ
が生じ、精密な形状のエツチング形成膜パターンが得ら
れなかったシ、または、全く周期的な凹凸が形成されな
いという問題点があった。As described above, when conventionally etching is performed using a non-hydrophilic photoresist, simply dipping it in an etching solution causes so-called blurring in the vicinity of the mask boundary of the N resist film 2, resulting in the formation of a precisely shaped etched film. There were problems in that a pattern could not be obtained or periodic irregularities were not formed at all.
本発明は、上述した問題点を解消するためになされたも
ので、その特徴は、エツチングを行う際に少なくとも非
親水性の7オトレジストの全表面に、非親水性の7オト
レジストと親和性を有する溶剤が付着している状態を実
現する工程を含むことにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is characterized in that at least the entire surface of the non-hydrophilic 7-otoresist has an affinity for the non-hydrophilic 7-otoresist during etching. The method includes a step of realizing a state in which the solvent is attached.
以下の説明では、非親水性のネガ型フォトレジストとし
て環化ゴム系からなるOMRを半導体基板としてInP
をエツチング液として臭化水素酸(HBr) 。In the following explanation, OMR made of cyclized rubber is used as a non-hydrophilic negative photoresist, and InP is used as a semiconductor substrate.
and hydrobromic acid (HBr) as an etching solution.
硝酸(HNO8)、水(H2O)の混合液(以下、「硝
酸系エツチング液」と称す)を例にと如説明する。This will be explained using a mixed solution of nitric acid (HNO8) and water (H2O) (hereinafter referred to as "nitric acid etching solution") as an example.
(実施例1)
第3図は、本発明による実施例であり、エツチング工程
を示したものである。第3図(a)は、第2図(alと
全く同様のものであυ、回折格子を製作する上でNレジ
ストとしてOMRを用い、0MR2’をマスクとして基
板1にエツチングを施す前の状態である。次に、本願の
特徴であるエツチング準備作業として凹凸を有する0M
R2’の表面及びこの0MR2’から露出してエツチン
グされるべき基板1の表面(以下、「上部全表面」と称
す)に親和性を有する溶剤(以下、「親和溶剤」と称す
)をスピンコーティングあるいは第3図(a)の基板1
とともにその親和溶剤に浸漬して同図(blのごとく付
着させる。なお、図においては親和溶剤としてメチルア
ルコール6を用いているが、アセトンなどの有機溶剤又
は水の表面張力を低下させる界面活性剤でも良い。第3
図(c)は基板1の上部全表面にメチルアルコール6を
付着させたのち、従来の硝酸系エツチング液3と親和溶
剤とを混合したエツチング混合液7に浸漬したものでち
る。このようにすると、メチルアルコール6の付着で0
MR2’のぬれ性が改善され、かつエッチング混合液7
自体も親和性をもつようになっているだめ、エツチング
されるべき基板1の表面まで充分到達させることができ
る。従って、基板1はOMR2’をマスクとして同図(
dlのごとくエツチングされる。(Example 1) FIG. 3 is an example according to the present invention, and shows an etching process. Figure 3(a) is exactly the same as Figure 2(al), and shows the state before etching the substrate 1 using OMR as the N resist and OMR2' as a mask in manufacturing the diffraction grating. Next, as a preparatory work for etching, which is a feature of the present application, 0M
Spin-coating a solvent having affinity (hereinafter referred to as "affinity solvent") to the surface of R2' and the surface of the substrate 1 exposed from this 0MR2' and to be etched (hereinafter referred to as "upper entire surface"). Or substrate 1 in FIG. 3(a)
In addition, methyl alcohol 6 is used as the affinity solvent in the figure, but an organic solvent such as acetone or a surfactant that lowers the surface tension of water can also be used. But that's fine. 3rd
In Figure (c), methyl alcohol 6 is applied to the entire upper surface of the substrate 1, and then the substrate 1 is immersed in an etching mixture 7 which is a mixture of a conventional nitric acid etching solution 3 and an affinity solvent. If you do this, the adhesion of methyl alcohol 6 will result in zero
The wettability of MR2' is improved and the etching mixture 7
Since the etchant itself has affinity, it can sufficiently reach the surface of the substrate 1 to be etched. Therefore, the substrate 1 can be mounted using the OMR 2' as a mask (
It is etched like dl.
尚、同図(C)において、エツチング混合液7を用いた
が代りにエツチング液3を用いてもよい。Although the etching liquid mixture 7 is used in FIG. 3C, the etching liquid 3 may be used instead.
以上のように、本発明は少なくとも非親水性のフォトレ
ジスト膜の全表面に、事前に親和溶剤を付着させること
により、エツチング液3と非親水性のフォトレジストの
なじみを良くシ、エツチングを改善したものである。As described above, the present invention improves the compatibility between the etching solution 3 and the non-hydrophilic photoresist by attaching an affinity solvent to at least the entire surface of the non-hydrophilic photoresist film in advance, thereby improving etching. This is what I did.
(実施例2)
第4図は本発明による他の実施例であり、第4図(a)
は第3図(a)と全く同様に基板1の上に凹凸の0MR
2’を形成した状態である。これを親和溶剤の一種であ
るメチルアルコール6が入っている容器8の中に基板1
とともに同図(b)のように浸す。次に、同図(C)の
ように、メチルアルコール6が入っている容器8の中に
、メチルアルコール6とほぼ同量のエンチング液3を入
れ、かくはん棒9等でかき混ぜたものである。すると、
メチルフルコール6とエツチング液3は混合してエツチ
ング混合液7となシ、このエツチング混合液7はエツチ
ングされるべき基板1の全表面に達して同図(dlのよ
うに良好なエツチングをする。(Example 2) Fig. 4 shows another embodiment according to the present invention, and Fig. 4(a)
3(a), there is an uneven 0MR on the substrate 1.
2' is formed. The substrate 1 is placed in a container 8 containing methyl alcohol 6, which is a type of affinity solvent.
and soak as shown in the same figure (b). Next, as shown in FIG. 2C, approximately the same amount of the enching liquid 3 as the methyl alcohol 6 is poured into the container 8 containing the methyl alcohol 6, and the mixture is stirred with a stirring rod 9 or the like. Then,
The methylfluor 6 and the etching liquid 3 are mixed to form an etching mixture 7, and this etching mixture 7 reaches the entire surface of the substrate 1 to be etched, resulting in good etching as shown in the figure (dl).
また、工程(b)において、従来のエツチング液3の中
に基板を浸し、その後工程(c)でメチルアルコール6
を混合しても良い。Further, in step (b), the substrate is immersed in a conventional etching solution 3, and then in step (c), methyl alcohol 6
may be mixed.
尚、実施例1との大きな相違点は、0MR2’の表面K
)チルアルコール6を付着させる工程を省き、エツチン
グ混合液を作る工程の中で同様な効果を」二げたもので
ある。The major difference from Example 1 is that the surface K of 0MR2'
) The process of attaching chill alcohol 6 is omitted, and the same effect is achieved in the process of preparing the etching mixture.
以上のように、本発明は少なくとも非親水性の0MR2
’の表面にメチルアルコール6などの親和溶剤を付着さ
せたり、あるいはエツチング液に親和溶剤を混合するこ
とにより、良好でかつ再現性の良いエツチングを可能に
しだものである。As described above, the present invention provides at least non-hydrophilic 0MR2
By adhering an affinity solvent such as methyl alcohol 6 to the surface of the substrate, or by mixing an affinity solvent into the etching solution, it is possible to perform etching in a good manner and with good reproducibility.
以上の説明では、エツチング液として臭化水素酸と硝酸
と水の混合液について述べだが、塩酸系。In the above explanation, we talked about a mixture of hydrobromic acid, nitric acid, and water as an etching solution, but it is a hydrochloric acid-based etching solution.
硫酸系などの水溶液全てに適応できる。また、エツチン
グされるべき基板もInPやGaAsなどの半導体基板
ばかりでなく、ガラスやL iNb O3のような誘電
体基板にも適応できることは言うまでもない。Applicable to all aqueous solutions such as sulfuric acid. It goes without saying that the substrate to be etched is not only a semiconductor substrate such as InP or GaAs, but also a dielectric substrate such as glass or LiNbO3.
また、非親水性の7オトレジストとしてOMRを用いて
説明したが、他の非親水性のフォトレジスト全てに適応
できる。Further, although OMR has been described as a non-hydrophilic 7 photoresist, it can be applied to all other non-hydrophilic photoresists.
(発明の効果)
以上のように、本発明はエツチング液と非親水性フォト
レジストのなじみを改善することにより、非親水性フォ
トレジストをマスクとして用いた基板のエツチングを再
現性良くかつ良好に行なうことができるので、非親水性
フォトレジストの特徴を活かしたパターン形成及び回折
格子を用いる各種デバイスの性能を向上させることがで
き、その効果は極めて太きい。(Effects of the Invention) As described above, the present invention improves the compatibility between an etching solution and a non-hydrophilic photoresist, thereby etching a substrate using a non-hydrophilic photoresist as a mask with good reproducibility. Therefore, it is possible to improve the performance of various devices using pattern formation and diffraction gratings that take advantage of the characteristics of non-hydrophilic photoresists, and the effect is extremely large.
第1図及び第2図は従来のエツチング方法を説明する断
面略図、第3図は本発明による実施例を説明するための
断面略図、第4図は本発明による他の実施例を説明する
だめの断面略図である。
1・・・基板、 2・・・ネガ型フォトレジスト膜、
2′・・・OMR,3・・・エツチング液、4・・・空
隙、 5・・・非エツチング領域、6・・・メチルア
ルコール、
7・・・エツチング混合液、 8・・・容器、9・・
・かくはん棒。1 and 2 are schematic cross-sectional views for explaining a conventional etching method, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional diagram for explaining another embodiment according to the present invention. FIG. 1... Substrate, 2... Negative photoresist film,
2'...OMR, 3...Etching liquid, 4...Void, 5...Non-etching area, 6...Methyl alcohol, 7...Etching mixture liquid, 8...Container, 9・・・
- Stirring stick.
Claims (4)
レジストのマスクを形成した後エッチング液によりエッ
チングを行なうエッチング方法において、前記エッチン
グを行なう際に前記フォトレジストと親和性を有する溶
剤が該フォトレジストに付着している状態を実現する工
程を含むことを特徴とするエッチング方法。(1) In an etching method in which a non-hydrophilic photoresist mask is formed on the surface to be etched of the object to be etched, and then etching is performed with an etching solution, a solvent having an affinity with the photoresist is used when performing the etching. An etching method characterized by including a step of realizing a state in which the photoresist is adhered to the photoresist.
付着させた後前記フォトレジストを前記エッチング液に
浸漬することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
エッチング方法。(2) The etching method according to claim 1, wherein the photoresist is immersed in the etching solution after the solvent having the affinity is attached to the surface to be etched.
性を有するように添加剤が予め添加されることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のエッチング方法。(3) The etching method according to claim 1, wherein an additive is added in advance to the etching solution so that the etching solution has the above-mentioned affinity.
性を有するように添加剤がエッチング工程中に添加され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のエッチ
ング方法。(4) The etching method according to claim 1, wherein an additive is added to the etching solution during the etching process so that the etching solution has the above-mentioned affinity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16028984A JPS6141147A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16028984A JPS6141147A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Etching method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6141147A true JPS6141147A (en) | 1986-02-27 |
Family
ID=15711763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16028984A Pending JPS6141147A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Etching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6141147A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008530612A (en) * | 2005-02-09 | 2008-08-07 | スティッチング ダッチ ポリマー インスティテュート | How to create a concavo-convex structure of a polymer |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16028984A patent/JPS6141147A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008530612A (en) * | 2005-02-09 | 2008-08-07 | スティッチング ダッチ ポリマー インスティテュート | How to create a concavo-convex structure of a polymer |
US8927178B2 (en) * | 2005-02-09 | 2015-01-06 | Stichting Dutch Polymer Institute | Process for preparing a polymeric relief structure |
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