JP2002208557A - Exposure mask for alignment of crystal surface - Google Patents

Exposure mask for alignment of crystal surface

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JP2002208557A
JP2002208557A JP2001004393A JP2001004393A JP2002208557A JP 2002208557 A JP2002208557 A JP 2002208557A JP 2001004393 A JP2001004393 A JP 2001004393A JP 2001004393 A JP2001004393 A JP 2001004393A JP 2002208557 A JP2002208557 A JP 2002208557A
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JP
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mask
angle
exposure
alignment
mark
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JP2001004393A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kominami
信也 小南
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust an angle of rotation of an exposure mask with respect to the crystal orientation of a wafer by creating, on the wafer, alignment marks corresponding to the crystal surface of the wafer when forming a resist pattern with the angle of rotation of the crystal surface of the wafer correctly aligned, in such a case as in the manufacture of a semiconductor laser, and then detecting these marks by an aligner or the like. SOLUTION: In an exposure mask for a first mask process, a plurality of mark patterns are formed as marks used when aligning the masks in mask processes on and after the second mask process, with each mark pattern having the same shape but differing in an angle of rotation by increment of 0.1 deg. or smaller. The angle of rotation of each mark pattern has an angle range of ±0.3 deg. or larger.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は露光マスクに係り、
特に半導体レーザ等の製造工程のうち導波路ストライプ
加工用レジストの形成工程等において、ウェハの結晶面
に対する回転角を正確に合わせてレジストパターンを形
成する場合の第1マスク工程に用いるのに好適な結晶面
アライメント用露光マスクの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure mask,
Particularly, in a process of forming a resist for processing a waveguide stripe in a manufacturing process of a semiconductor laser or the like, it is suitable to be used in a first mask process in a case where a resist pattern is formed by accurately adjusting a rotation angle with respect to a crystal plane of a wafer. The present invention relates to a structure of an exposure mask for crystal plane alignment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、結晶面アライメント用露光マスク
を用いた光デバイスの製造方法に関しては、例えば特開
平7−169673に記載のように、所望する結晶面か
らのずれ角が所定角度以下となるように加工されたオリ
エンテーションフラット(以下ではオリフラと略す)面
を有する円形ウェハ上に感光性樹脂を形成する工程と、
第1マスク工程用露光マスクを、上記感光性樹脂を形成
した円形ウェハに対して位置合わせする工程と、上記円
形ウェハ上の感光性樹脂の露光、現像を行った後、上記
露光マスクと円形ウェハとのマスク合わせの際の位置ず
れ量を測定する工程と、上記測定結果に応じてその後の
工程で使用可能なウェハと、使用不可能なウェハとを選
別する工程とを含み、上記第1マスク工程用露光マスク
は、基準線パターンの両側に複数の線状パターンを所定
の間隔で配列してなるスケールパターンを2つ有し、上
記各スケールパターンの基準線パターンが一直線上に位
置するように構成したものであり、上記第1マスク工程
用露光マスクと円形ウェハとの位置ずれ量の測定は、上
記感光性樹脂上に転写された2つのスケールパターンの
一方の、オリフラ部との位置ずれ量と、上記2つのスケ
ールパターンの他方の、オリフラ部との位置ずれ量との
差を測定して行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, with respect to a method of manufacturing an optical device using a crystal plane alignment exposure mask, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-169673, a deviation angle from a desired crystal plane is smaller than a predetermined angle. Forming a photosensitive resin on a circular wafer having an orientation flat (hereinafter abbreviated as orientation flat) surface processed as described above;
A step of aligning an exposure mask for a first mask process with the circular wafer on which the photosensitive resin is formed, and after exposing and developing the photosensitive resin on the circular wafer, Measuring the amount of misalignment at the time of mask alignment with the first mask, and selecting a wafer that can be used in a subsequent step and an unusable wafer in accordance with the measurement result, wherein the first mask The process exposure mask has two scale patterns in which a plurality of linear patterns are arranged at predetermined intervals on both sides of the reference line pattern, and the reference line pattern of each scale pattern is located on a straight line. The measurement of the amount of misalignment between the exposure mask for the first mask process and the circular wafer is performed using one of the two scale patterns transferred onto the photosensitive resin. A positional shift amount between, the other of the two scale pattern, was performed by measuring the difference between the positional shift amount between the orientation flat portion.

【0003】さらに、上記第1マスク工程用露光マスク
は、上記2つのスケールパターンの他に、第2マスク工
程以降のマスク工程においてマスク合わせする際用いる
マーカパターンを有するものであり、上記第2マスク工
程以降のマスク工程では、円形ウェハ上の、上記マーカ
パターンが転写されたマーカ部分を用いて、露光マスク
と円形ウェハとの位置合わせを行っていた。
Further, the exposure mask for the first mask step has a marker pattern used for mask alignment in a mask step after the second mask step in addition to the two scale patterns. In the mask process after the process, the exposure mask and the circular wafer are aligned using the marker portion on the circular wafer to which the marker pattern has been transferred.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、所望
する結晶面からのずれ角が所定角度以下となるよう加工
されたオリフラ面を有する円形ウェハ上に、第1マスク
工程用露光マスクを感光性樹脂上に転写して形成した2
つのスケールパターンを用いて、上記第1マスク工程用
露光マスクと円形ウェハとの角度ずれ量を測定してい
た。また、上記第1マスク工程用露光マスクは、上記2
つのスケールパターンの他に、第2マスク工程以降のマ
スク工程においてマスク合わせする際用いるマークパタ
ーンを有するものであり、上記第2マスク工程以降のマ
スク工程では、円形ウェハ上の上記マークパターンが転
写されたマーク部分を用いて、露光マスクと円形ウェハ
との位置合わせを行っていた。
In the prior art, an exposure mask for a first mask process is exposed on a circular wafer having an orientation flat surface processed so that a deviation angle from a desired crystal plane is not more than a predetermined angle. 2 formed by transferring onto a conductive resin
The angle shift amount between the exposure mask for the first mask process and the circular wafer was measured using the two scale patterns. Further, the exposure mask for the first mask process is formed by the second mask.
In addition to the two scale patterns, the mask pattern has a mark pattern used when performing mask alignment in a mask step after the second mask step. In the mask step after the second mask step, the mark pattern on the circular wafer is transferred. The alignment between the exposure mask and the circular wafer is performed by using the mark portion.

【0005】しかしながら、例えば縮小投影露光装置に
よって第1マスク工程および第2マスク工程を行う場
合、第1マスク工程においては上記円形ウェハのオリフ
ラの角度を機械的な手段、すなわちピン等の探針子を用
いて検出するのが普通であるが、上記円形ウェハのオリ
フラに対する第1マスク工程用露光マスクの角度ずれ
は、所望の角度に対して最大0.2°程度になる。
However, when the first mask step and the second mask step are performed by, for example, a reduction projection exposure apparatus, in the first mask step, the angle of the orientation flat of the circular wafer is changed by mechanical means, that is, a probe such as a pin. In general, the angle deviation of the exposure mask for the first mask process with respect to the orientation flat of the circular wafer is about 0.2 ° with respect to a desired angle.

【0006】通常の半導体レーザの作製プロセスにおい
て、ウェハの結晶面に対する活性層加工用パターン等の
角度ずれは少なくとも0.1°以下である必要があり、
オリフラに対する活性層加工用パターン等の角度につい
ても、所望の角度に対するずれは少なくとも0.1°以
下である必要がある。
In an ordinary semiconductor laser fabrication process, the angle deviation of the active layer processing pattern or the like with respect to the crystal plane of the wafer must be at least 0.1 ° or less.
Regarding the angle of the active layer processing pattern or the like with respect to the orientation flat, the deviation from the desired angle needs to be at least 0.1 ° or less.

【0007】上記の公報に記載のように、露光マスクと
円形ウェハとのマスク合わせの際の角度ずれによって選
別を行えば、半分以上のウェハがその後の工程で使用不
可能となる恐れもある。使用不可能とされたウェハは、
露光、現像をやり直すことにより再使用できる可能性が
あるが、一度のやり直しで使用可能となるかどうかは不
明で、製造プロセス上、非常に効率が悪かった。
[0007] As described in the above-mentioned publication, if sorting is performed based on an angle shift at the time of mask alignment between an exposure mask and a circular wafer, more than half of the wafers may be unusable in subsequent steps. Unusable wafers are
There is a possibility that it can be reused by re-exposing and developing, but it is unknown whether it can be used by re-executing it once, and it was very inefficient in the manufacturing process.

【0008】本発明の目的は、第1マスク工程において
円形ウェハのオリフラに対する第1マスク工程用露光マ
スクの角度が所望の角度に対して0.1°以上ずれた場
合においても、第2マスク工程以降のマスク工程におい
ては、円形ウェハのオリフラに対する露光マスクの角度
を、所望の角度からのずれが少なくとも0.1°以下に
なるように合わせることが可能結晶面アライメント用ホ
トマスクを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a second masking process even when the angle of the exposure mask for the first masking process with respect to the orientation flat of the circular wafer is deviated from the desired angle by 0.1 ° or more in the first masking process. In the subsequent mask step, it is an object to provide a crystal plane alignment photomask capable of adjusting the angle of the exposure mask with respect to the orientation flat of the circular wafer so that the deviation from the desired angle is at least 0.1 ° or less. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、レ
ジストに光や電子線によってマスクパターンを転写し、
現像することによって所望のレジストパターンを得るマ
スク工程に用いる露光マスクのうち、第1マスク工程用
露光マスク内に、第2マスク工程以降のマスク工程にお
いてマスク合わせする際に用いるマークとして、同一形
状で、回転角のみが異なる複数個のマークパターンを設
けることによって達成される。
An object of the present invention is to transfer a mask pattern to a resist by light or an electron beam,
Of the exposure masks used in the mask step of obtaining a desired resist pattern by developing, the same shape as a mark used when performing mask alignment in the mask steps after the second mask step in the exposure mask for the first mask step. This is achieved by providing a plurality of mark patterns that differ only in the rotation angle.

【0010】また、本発明の目的は、レジストに光や電
子線によってマスクパターンを転写し、現像することに
よって所望のレジストパターンを得るマスク工程に用い
る露光マスクのうち、第1マスク工程用露光マスク内に
おいて、第2マスク工程以降のマスク工程でマスク合わ
せする際に用いるマークとして設けた、同一形状で回転
角のみが異なる複数個のマークパターンの回転角は、少
なくとも0.1°以下の刻みを有するようにすることに
よって達成される。
Another object of the present invention is to provide an exposure mask for a first mask process, which is used in a mask process for obtaining a desired resist pattern by transferring and developing a mask pattern on a resist by light or an electron beam. The rotation angles of a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles provided as marks used for mask alignment in a mask step after the second mask step have at least a step of 0.1 ° or less. Achieved by having

【0011】また、本発明の目的は、レジストに光や電
子線によってマスクパターンを転写し、現像することに
よって所望のレジストパターンを得るマスク工程に用い
る露光マスクのうち、第1マスク工程用露光マスク内に
おいて、第2マスク工程以降のマスク工程でマスク合わ
せする際に用いるマークとして設けた、同一形状で回転
角のみが異なる複数個のマークパターンの回転角は、1
つの基準となるマークパターンに対して、少なくとも±
0.3°以上の角度範囲を有するようにすることによっ
て達成される。
Another object of the present invention is to provide an exposure mask for a first mask process, which is used in a mask process for obtaining a desired resist pattern by transferring a mask pattern onto a resist by light or an electron beam and developing the mask pattern. Among them, the rotation angles of a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles provided as marks used for mask alignment in a mask process after the second mask process are 1
At least ±
This is achieved by having an angle range of 0.3 ° or more.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1(A)は本発明の一実施例に
よる結晶面アライメント用露光マスクの一部を示す平面
図であり、同図(B)は同図(A)のa部を拡大して示
した平面図である。また、図2は本実施例による結晶面
アライメント用露光マスクを用いてオリフラに対する回
転角を合わせたレジストパターンを形成する方法を示す
説明図であり、同図(A)は第1マスク工程を示し、同
図(B)は第2マスク工程を示す。また、図3は本発明
の実施例による結晶面アライメント用露光マスクを用い
て作製した半導体レーザ素子の一部を示す概観図であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a plan view showing a part of a crystal plane alignment exposure mask according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view of FIG. FIG. 2 is an explanatory view showing a method of forming a resist pattern in which the rotation angle with respect to the orientation flat is adjusted using the crystal plane alignment exposure mask according to the present embodiment, and FIG. 2A shows a first mask step. FIG. 3B shows a second mask step. FIG. 3 is a schematic view showing a part of a semiconductor laser device manufactured using a crystal plane alignment exposure mask according to an embodiment of the present invention.

【0013】ここで、本実施例の結晶面アライメント用
露光マスクは、i線を露光光源とする縮小比1:5の縮
小投影露光装置にセットして用いるものとする。
Here, the exposure mask for crystal plane alignment of this embodiment is set and used in a reduction projection exposure apparatus having a reduction ratio of 1: 5 using i-line as an exposure light source.

【0014】図1の第1マスク工程用露光マスク100
の露光領域1内に、第2マスク工程およびそれ以降のマ
スク工程のうち少なくとも1つ以上のマスク工程におい
て、マスクとウェハをアライメントする際に用いるマー
クとして、同一形状で回転角が異なるマークパターンを
9個設ける。すなわち、回転角0°の第2マスク工程用
合わせマーク2を回転角の基準として、回転角0°の第
2マスク工程用合わせマーク2の正方形の枠内に含まれ
る数字0以外のパターンを、回転基準点11を中心に回
転した後平行移動して、回転角度の数字とともに描画
し、回転角+0.1°の第2マスク工程用合わせマーク
3、回転角+0.2°の第2マスク工程用合わせマーク
4、回転角+0.3°の第2マスク工程用合わせマーク
5、回転角+0.4°の第2マスク工程用合わせマーク
6、回転角−0.1°の第2マスク工程用合わせマーク
7、回転角−0.2°の第2マスク工程用合わせマーク
8、回転角−0.3°の第2マスク工程用合わせマーク
9、回転角−0.4°の第2マスク工程用合わせマーク
10を設ける。
Exposure mask 100 for the first mask process of FIG.
A mark pattern having the same shape but a different rotation angle is used as a mark for aligning the mask and the wafer in at least one or more of the second mask process and the subsequent mask processes in the exposure region 1 of FIG. Nine are provided. That is, using the alignment mark 2 for the second mask process with a rotation angle of 0 ° as a reference for the rotation angle, a pattern other than the number 0 included in the square frame of the alignment mark 2 for the second mask process with a rotation angle of 0 ° is After rotating about the rotation reference point 11, it is translated in parallel with the rotation angle and drawn with the number of the rotation angle. Alignment mark 4, alignment mark 5 for a second mask process with a rotation angle of + 0.3 °, alignment mark 6 for a second mask process with a rotation angle of + 0.4 °, for a second mask process with a rotation angle of −0.1 ° Alignment mark 7, alignment mark 8 for second mask process with rotation angle of -0.2 °, alignment mark 9 for second mask process with rotation angle of -0.3 °, second mask process with rotation angle of -0.4 ° A matching mark 10 is provided.

【0015】図1の第1マスク工程用露光マスクの露光
領域1内には、第2マスク工程用合わせマーク2〜10
以外に、複数の線状パターンを5μm間隔で配列してな
る角度ずれ測定用スケールパターン12を設ける。以上
が本実施例の結晶面アライメント用露光マスクの構成で
ある。
In the exposure area 1 of the exposure mask for the first mask process shown in FIG. 1, alignment marks 2 to 10 for the second mask process are provided.
In addition to the above, there is provided an angle shift measuring scale pattern 12 in which a plurality of linear patterns are arranged at intervals of 5 μm. The above is the configuration of the exposure mask for crystal plane alignment of this embodiment.

【0016】本来の結晶面である(01−1−)面に対
するオリフラ面のずれ角が0.02°以下となるように
加工した、n型(100)InPの3インチ半導体基板
上に、膜厚0.1μmのInGaAsP(組成波長1.
30μm)活性層、膜厚0.1μmのp型InPスペー
サ層、膜厚10nmのInGaAsP(組成波長1.1
0μm)エッチング停止層、および膜厚2.0μmのp
型InPクラッド層、膜厚0.8μmのp型InGaA
sキャップ層を順次形成する。
A film is formed on an n-type (100) InP 3-inch semiconductor substrate processed so that the angle of deviation of the orientation flat surface from the original crystal plane (01-1--) plane is 0.02 ° or less. 0.1 μm thick InGaAsP (composition wavelength 1.
30 μm) active layer, 0.1 μm-thick p-type InP spacer layer, 10 nm-thick InGaAsP (composition wavelength 1.1
0 μm) etch stop layer and 2.0 μm thick p
InP cladding layer, p-type InGaAs with a thickness of 0.8 μm
An s cap layer is sequentially formed.

【0017】上記多層成長を行った半導体レーザ用基板
101上にSiO膜を形成した後、ホトレジストを塗
布し、図2のように、上記の縮小投影露光装置の第1マ
スク工程用露光マスクとして本実施例による結晶面アラ
イメント用露光マスクを用いてホトレジストのパターン
を形成する。
After an SiO 2 film is formed on the semiconductor laser substrate 101 on which the above-described multilayer growth has been performed, a photoresist is applied and, as shown in FIG. 2, used as an exposure mask for the first mask step of the above-mentioned reduction projection exposure apparatus. A photoresist pattern is formed using the crystal plane alignment exposure mask according to the present embodiment.

【0018】上記ホトレジストの露光を行う場合、図2
(A)に示すように縮小投影露光のショットのうち少な
くとも2つ以上のショット、すなわちオリフラ角度ずれ
測定ショット102において、露光マスク中に設けてあ
る角度ずれ測定用スケールパターン12の線状パターン
の配列の中にInP半導体基板のオリフラがかかるよう
にする。また、露光ショットはInP半導体基板全面に
は設けず、上記のごとくオリフラにかかるオリフラ角度
ずれ測定ショット102と、第2マスク工程用合わせマ
ークとして必要な2〜4個程度のマークショット103
のみにとどめる。
When exposing the photoresist, FIG.
As shown in (A), in at least two or more shots of the reduced projection exposure shots, that is, in the orientation flat angle shift measurement shot 102, the linear pattern array of the angle shift measurement scale pattern 12 provided in the exposure mask. Of the InP semiconductor substrate. Further, the exposure shot is not provided on the whole surface of the InP semiconductor substrate, but the orientation flat angle deviation measurement shot 102 on the orientation flat as described above, and about 2 to 4 mark shots 103 required as alignment marks for the second mask process.
Keep only.

【0019】上記2つのオリフラ角度ずれ測定ショット
102のうち、一方のショットに転写された角度ずれ測
定用スケールパターン12の、オリフラ部との位置ずれ
量と、他方のショットに転写されたスケールパターン1
2の、オリフラ部との位置ずれ量との差を測定して、上
記の縮小投影露光装置で露光したショットの配列とオリ
フラとの角度ずれを測定する。
Of the two orientation flat angle shift measurement shots 102, the position shift amount of the angle shift measurement scale pattern 12 transferred to one shot from the orientation flat portion and the scale pattern 1 transferred to the other shot
The difference between the position of the shot and the orientation flat is measured by measuring the difference between the position 2 and the amount of displacement from the orientation flat portion.

【0020】上記の角度ずれをもとにして、マークショ
ット103に転写された回転角+0.1°の第2マスク
工程用合わせマーク3、回転角0.2°の第2マスク工
程用合わせマーク4、回転角+0.3°の第2マスク工
程用合わせマーク5、回転角+0.4°の第2マスク工
程用合わせマーク6、回転角−0.1°の第2マスク工
程用合わせマーク7、回転角−0.2°の第2マスク工
程用合わせマーク8、回転角−0.3°の第2マスク工
程用合わせマーク9、および回転角−0.4°の第2マ
スク工程用合わせマーク10の中から、第2マスク工程
においてオリフラに対する縮小投影露光のショット配列
が最も適当になるようなマークを選択する。このことに
より、第2マスク工程においては、オリフラに対するレ
ジストパターンの角度を所望の値に対して±0.05°
以内に調整することができる。
Based on the above angle deviation, the alignment mark 3 for the second mask process with a rotation angle of + 0.1 ° transferred to the mark shot 103 and the alignment mark for the second mask process with a rotation angle of 0.2 ° 4, alignment mark 5 for the second mask process with a rotation angle of + 0.3 °, alignment mark 6 for the second mask process with a rotation angle of + 0.4 °, alignment mark 7 for the second mask process with a rotation angle of −0.1 ° Alignment mark 8 for the second mask step with a rotation angle of -0.2 °, alignment mark 9 for the second mask step with a rotation angle of -0.3 °, and alignment for the second mask step with a rotation angle of -0.4 ° A mark is selected from the marks 10 so that the shot arrangement of the reduced projection exposure for the orientation flat in the second mask process is most appropriate. Thus, in the second mask step, the angle of the resist pattern with respect to the orientation flat is set to ± 0.05 ° with respect to a desired value.
Can be adjusted within.

【0021】図2(B)に示すように、第1マスク工程
で使用したレジストを剥離することなく、第2マスク工
程用露光マスクとしてメサ加工用露光マスクを用いて、
第1マスク工程でレジストパターンを形成した以外の場
所に、第2マスク工程の露光ショットによるレジストパ
ターンすなわちメサ加工用レジストパターン104を形
成し、ウエットエッチングあるいはメタンと水素の混合
ガスを用いたドライエッチングによって、p型InGa
Asキャップ層およびp型InPクラッド層を幅1.7
μmの矩形断面形状のストライプ構造に加工する。
As shown in FIG. 2B, without removing the resist used in the first mask step, a mesa processing exposure mask was used as an exposure mask for the second mask step.
A resist pattern formed by an exposure shot in the second mask process, that is, a mesa processing resist pattern 104 is formed in a portion other than where the resist pattern is formed in the first mask process, and is wet-etched or dry-etched using a mixed gas of methane and hydrogen As a result, p-type InGa
The width of the As cap layer and the p-type InP cladding layer is 1.7
It is processed into a stripe structure having a rectangular cross section of μm.

【0022】ここで、ストライプ方向すなわち共振器長
方向が、半導体レーザ用基板101の〔011〕方向に
最も近くなるように、上記の第2マスク工程用合わせマ
ークの選択を行う。本実施例で用いる半導体レーザ用基
板101においては、本来の結晶面である(01−1
−)面に対するオリフラ面のずれ角が0.02°以下と
なるように加工されているので、上記の共振器長方向の
〔011〕方向からのずれ角は、0.07°以内に抑え
ることができる。
Here, the alignment mark for the second mask process is selected so that the stripe direction, that is, the cavity length direction is closest to the [011] direction of the semiconductor laser substrate 101. In the semiconductor laser substrate 101 used in this embodiment, the original crystal plane (01-1) is used.
−) Since the orientation angle of the orientation flat surface with respect to the surface is processed to be 0.02 ° or less, the deviation angle from the [011] direction in the resonator length direction should be kept within 0.07 °. Can be.

【0023】基板全面に厚さ1.0μmのSiO膜を
形成した後、第2マスク工程で作製した合わせマークを
用いてアライメントしたレジストパターンをマスクとし
て、ウエットエッチングを用いてp型InGaAsキャ
ップ層上にコンタクト窓を加工して、電極分離絶縁層を
形成する。
After a 1.0 μm thick SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate, a p-type InGaAs cap layer is formed by wet etching using a resist pattern aligned using the alignment mark formed in the second mask process as a mask. A contact window is processed thereon to form an electrode isolation insulating layer.

【0024】p型InGaAsキャップ層と電極分離絶
縁層の上にp電極を形成した後、InP半導体基板の厚
さが150μmになるまで裏面を研磨し、裏面にn電極
を形成する。
After a p-electrode is formed on the p-type InGaAs cap layer and the electrode isolation insulating layer, the back surface is polished until the thickness of the InP semiconductor substrate becomes 150 μm, and an n-electrode is formed on the back surface.

【0025】最後にへき開工程により、図3に示すよう
な共振器長900μmのストライプ構造201とn電極
202を有する素子に切り出して、出射端面203およ
び後端面204を形成し、後端面である片側端面に反射
率70%の高反射膜205を形成する。
Finally, in a cleavage step, an element having a stripe structure 201 having a cavity length of 900 μm and an n-electrode 202 is cut out as shown in FIG. 3 to form an emission end face 203 and a rear end face 204, and one side as the rear end face A high reflection film 205 having a reflectance of 70% is formed on the end face.

【0026】上記のプロセスによって作製した半導体レ
ーザの共振器長方向は、へき開工程によって形成した出
射端面203および後端面204と共振器長方向とのな
す角度が90°±0.07に制御されている。共振器長
方向に対する出射ビームのずれ角は、光導波路部分と空
気との屈折率の違いにより、出射端面に対する法線と共
振器長方向とのなす角よりも大きくなるが、±2°以内
に抑えることができる。
In the cavity length direction of the semiconductor laser manufactured by the above-described process, the angle formed between the emission end face 203 and the rear end face 204 formed by the cleavage step and the cavity length direction is controlled to 90 ° ± 0.07. I have. The deviation angle of the outgoing beam with respect to the cavity length direction is larger than the angle between the normal line to the outgoing end face and the cavity length direction due to the difference in the refractive index between the optical waveguide portion and air, but within ± 2 °. Can be suppressed.

【0027】半導体レーザを光通信装置や情報処理装置
等の部品として利用する場合、レンズ系と結合させる必
要があるが、上記の半導体レーザにおける出射ビームは
共振器長方向に対してのずれ角が±2°以内であるの
で、レンズ系と結合させる場合に用いるインデックスマ
ークをストライプパターンに対して正確な位置関係で基
板上に形成しておけば、半導体レーザとレンズ系との結
合効率をあまり低下させることがない。
When a semiconductor laser is used as a component of an optical communication device, an information processing device, or the like, it is necessary to couple the lens to a lens system. Since it is within ± 2 °, if the index mark used for coupling with the lens system is formed on the substrate in an accurate positional relationship to the stripe pattern, the coupling efficiency between the semiconductor laser and the lens system will be significantly reduced. I will not let you.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の結晶面ア
ライメント用露光マスクを第1工程用露光マスクとして
用いることにより、第1マスク工程において、円形ウェ
ハのオリフラに対する第1マスク工程用露光マスクの角
度が所望の角度に対して0.1°以上ずれた場合におい
ても、第2マスク工程以降のマスク工程においては、円
形ウェハのオリフラに対する露光マスクの角度を、所望
の角度からのずれが少なくとも0.1°以下になるよう
に合わせることが可能になる。
As described above, by using the crystal plane alignment exposure mask of the present invention as the first step exposure mask, the first mask step exposure mask for the circular wafer orientation flat is used in the first mask step. Even when the angle deviates by 0.1 ° or more from the desired angle, the angle of the exposure mask with respect to the orientation flat of the circular wafer is set to at least 0 in the mask step after the second mask step. .1 ° or less.

【0029】すなわち、第1マスク工程用露光マスク内
に、第2マスク工程以降のマスク工程においてマスク合
わせする際用いるマークとして、同一形状で、回転角の
みが異なる複数個のマークパターンを設け、上記複数個
のマークパターンの回転角は、少なくとも0.1°以下
の刻みと少なくとも±0.3°以上の角度範囲を有する
ように構成することによって、円形ウェハのオリフラに
対する第1マスク工程用露光マスクの角度が所望の角度
に対して0.1°以上ずれた場合においても、0.1°
以下の刻みで回転角の異なる複数個のマークパターンの
うちオリフラに対する回転角が最も所望のものに近いマ
ークパターンに、第2マスク工程用露光マスクを合わせ
ることにより、第2マスク工程以降のマスク工程におい
て、円形ウェハのオリフラに対する露光マスクの角度
を、所望の角度に対して少なくとも0.1°以下のずれ
で合わせることが可能になる。それによって、ウェハの
結晶面に対する露光マスクの角度ずれを小さくすること
ができる。
That is, a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles are provided in the exposure mask for the first mask process as marks used for mask alignment in the mask process after the second mask process. The rotation mask of the plurality of mark patterns has a step of at least 0.1 ° or less and a range of at least ± 0.3 ° or more, so that the first mask process exposure mask for the orientation flat of the circular wafer is formed. Is 0.1 ° or more from the desired angle.
By aligning the exposure mask for the second mask process with the mark pattern whose rotation angle with respect to the orientation flat is closest to the desired one among a plurality of mark patterns having different rotation angles in the following increments, a mask process after the second mask process is performed. In this case, the angle of the exposure mask with respect to the orientation flat of the circular wafer can be adjusted to a desired angle by at least 0.1 ° or less. Thereby, the angle shift of the exposure mask with respect to the crystal plane of the wafer can be reduced.

【0030】半導体レーザ等の製造プロセスの第1マス
ク工程において、第2マスク工程以降のマスク工程にお
いてマスク合わせする際用いるマークパターンのみを形
成し、実際の素子のパターンは第2マスク工程以降で形
成するとすれば、円形ウェハのオリフラに対する第1マ
スク工程用露光マスクの角度が所望の角度に対して0.
1°以上ずれた場合においても、第2マスク工程以降の
マスク工程においては、円形ウェハのオリフラに対する
露光マスクの角度を少なくとも0.1°以下に合わせる
ことが可能になるので、実際の素子のパターンは、オリ
フラに対する所望の角度からのずれを0.1°以下にす
ることができる。
In the first masking step of the manufacturing process of a semiconductor laser or the like, only the mark pattern used for mask alignment in the masking step after the second masking step is formed, and the actual element pattern is formed after the second masking step. Then, the angle of the exposure mask for the first mask process with respect to the orientation flat of the circular wafer is 0.
Even when the angle is shifted by 1 ° or more, the angle of the exposure mask with respect to the orientation flat of the circular wafer can be adjusted to at least 0.1 ° or less in the mask process after the second mask process. Can make a deviation from a desired angle with respect to the orientation flat 0.1 ° or less.

【0031】したがって、本発明の結晶面アライメント
用露光マスクを第1マスク工程用露光マスクとして用い
ることにより、第1マスク工程の後に、第1マスク工程
用露光マスクと円形ウェハとのマスク合わせの際の角度
ずれ量に応じて、その後の工程で使用不可能なウェハを
選別する必要がなく、半導体レーザ等の製造プロセスの
効率を大幅に向上させることができる。
Therefore, by using the exposure mask for the crystal plane alignment of the present invention as the exposure mask for the first mask step, the mask for the first mask step and the circular wafer can be aligned after the first mask step. It is not necessary to sort unusable wafers in the subsequent steps according to the angle shift amount of the above, and the efficiency of the manufacturing process of the semiconductor laser or the like can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の結晶面アライメント用露光
マスクの一部を示す平面図。
FIG. 1 is a plan view showing a part of a crystal plane alignment exposure mask according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のオリフラに対する回転角を
合わせたレジストパターンを形成する方法の説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of a method for forming a resist pattern in which the rotation angle with respect to the orientation flat according to one embodiment of the present invention is adjusted.

【図3】本発明の一実施例による露光マスクを用いて作
製したレーザ素子の概観図。
FIG. 3 is a schematic view of a laser device manufactured using an exposure mask according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…露光領域、2…回転角0°の第2マスク工程用合わ
せマーク、3…回転角+0.1°の第2マスク工程用合
わせマーク、4…回転角+0.2°の第2マスク工程用
合わせマーク、5…回転角+0.3°の第2マスク工程
用合わせマーク、6…回転角+0.4°の第2マスク工
程用合わせマーク、7…回転角−0.1°の第2マスク
工程用合わせマーク、8…回転角−0.2°の第2マス
ク工程用合わせマーク、9…回転角−0.3°の第2マ
スク工程用合わせマーク、10…回転角−0.4°の第
2マスク工程用合わせマーク、11…回転基準点、12
…角度ずれ測定用スケールパターン、101…半導体レ
ーザ用基板、102…オリフラ角度ずれ測定ショット、
103…マークショット、104…メサ加工用レジスト
パターン、201…ストライプ構造、202…n電極、
203…出射端面、204…後端面、205…高反射
膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure area, 2 ... Alignment mark for 2nd mask process of rotation angle 0 °, 3 ... Alignment mark for 2nd mask process of rotation angle + 0.1 °, 4 ... Second mask process of rotation angle + 0.2 ° Alignment mark for the second mask process with a rotation angle of + 0.3 °, alignment mark for the second mask process with a rotation angle of + 0.4 °, second alignment mark with a rotation angle of −0.1 ° Alignment mark for mask process, 8 ... Alignment mark for second mask process with rotation angle of -0.2 °, 9 ... Alignment mark for second mask process with rotation angle of -0.3 °, 10 ... Rotation angle -0.4 ° second alignment mark for the mask process, 11 ... rotation reference point, 12
... scale pattern for measuring angle deviation, 101 ... substrate for semiconductor laser, 102 ... shot for measuring orientation flat angle deviation,
103: mark shot, 104: mesa processing resist pattern, 201: stripe structure, 202: n-electrode,
203: emission end face, 204: rear end face, 205: high reflection film.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レジストに光や電子線によってマスクパタ
ーンを転写し、現像することによって所望のレジストパ
ターンを得るマスク工程に用いる露光マスクのうち、第
1マスク工程用露光マスク内に、第2マスク工程以降の
マスク工程においてマスク合わせする際に用いるマーク
として、同一形状で、回転角のみが異なる複数個のマー
クパターンを有することを特徴とする結晶面アライメン
ト用露光マスク。
An exposure mask for transferring a mask pattern to a resist by light or an electron beam and developing the mask pattern to obtain a desired resist pattern, wherein a second mask is provided in the exposure mask for the first mask process. An exposure mask for crystal plane alignment, comprising a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles as marks used for mask alignment in a mask step after the step.
【請求項2】請求項1に記載の結晶面アライメント用露
光マスクのうち、第2マスク工程以降のマスク工程にお
いてマスク合わせする際に用いるマークとして設けた、
同一形状で回転角のみが異なる複数個のマークパターン
の回転角は、少なくとも0.1°以下の刻みを有するこ
とを特徴とする結晶面アライメント用露光マスク。
2. The exposure mask for crystal plane alignment according to claim 1, wherein the exposure mask is provided as a mark used when aligning a mask in a mask process after a second mask process.
A rotation angle of a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles has an interval of at least 0.1 ° or less.
【請求項3】請求項1に記載の結晶面アライメント用露
光マスクのうち、第2マスク工程以降のマスク工程にお
いてマスク合わせする際に用いるマークとして設けた、
同一形状で回転角のみが異なる複数個のマークパターン
の回転角は、1つの基準となるマークパターンに対し
て、少なくとも±0.3°以上の角度範囲を有すること
を特徴とする結晶面アライメント用露光マスク。
3. A crystal plane alignment exposure mask according to claim 1, wherein said exposure mask is provided as a mark used when aligning a mask in a mask step after a second mask step.
A rotation angle of a plurality of mark patterns having the same shape but different rotation angles has an angle range of at least ± 0.3 ° or more with respect to one reference mark pattern for crystal plane alignment. Exposure mask.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150095590A (en) * 2014-02-13 2015-08-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus

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