JPH0258318A - Manufacture of optoelectronic integrated circuit device - Google Patents
Manufacture of optoelectronic integrated circuit deviceInfo
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Landscapes
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光電子集積回路装置の製造方法に関し、特に詳
細には、コンタクトリソグラフィを利用して製造を行う
光電子集積回路装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device, and more particularly, to a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device using contact lithography.
従来、光電子集積回路(例えば受光素子とトランジスタ
等が集積されてている回路装置)を製造する際、量産性
を高めるため、半導体ウェーへ上にフォトリソグラフィ
技術を用いて、所定のパターンを形成し、更に拡散、イ
オンインプランテーション技術等により、所定の電気特
性を有する層を形成し、更に、これらの技術により形成
された受光素子、トランジスタ等を電気的に接続する配
線パターンを形成している。そして、特に、露光工程で
は、コンタクトリソグラフィを利用し、半導体ウェーハ
上にフォトレジストを塗布し、所定のパターンに転写し
ている。そしてこのコンタクトリソグラフィでは、転写
パターンが形成されたマスクと半導体ウェーハの上面と
を密着させて、転写を行う密着型露光装置(コンタクト
型アライナ−)を使用していた。Conventionally, when manufacturing optoelectronic integrated circuits (for example, circuit devices in which a light receiving element and a transistor are integrated), a predetermined pattern is formed on a semiconductor wafer using photolithography technology in order to increase mass productivity. Furthermore, a layer having predetermined electrical characteristics is formed by diffusion, ion implantation techniques, etc., and a wiring pattern is further formed to electrically connect the light-receiving elements, transistors, etc. formed by these techniques. In particular, in the exposure process, contact lithography is used to apply photoresist onto a semiconductor wafer and transfer it into a predetermined pattern. In this contact lithography, a contact type exposure device (contact type aligner) is used which performs transfer by bringing a mask on which a transfer pattern is formed into close contact with the upper surface of a semiconductor wafer.
第3図にこのコンタクト型アライナ−の露光原理につい
て説明する。The exposure principle of this contact type aligner will be explained in FIG.
図に示すように、半導体ウェーハ1はコンタクト型アラ
イナ−のウェーハステージ2上に載置固定されている。As shown in the figure, a semiconductor wafer 1 is mounted and fixed on a wafer stage 2 of a contact type aligner.
そして、このウェーハステージ2は所定のチャンバー3
内に配置されている。この状5聾で半導体つ1− tz
l上に転写する所定のパターンを有するマスク4(図
において下面側にパターンか形成されている)が、その
チャンバー3の開口上に配置される。このコンタクト型
アライナ−を使用する時はチャンバー3内の空気を吸引
口5より吸引し、チャンバー3内を低圧状態にする。Then, this wafer stage 2 is placed in a predetermined chamber 3.
located within. In this state, there are 5 deaf and 1-tz semiconductors.
A mask 4 having a predetermined pattern to be transferred onto the chamber 3 (the pattern is formed on the lower surface side in the figure) is placed over the opening of the chamber 3. When using this contact type aligner, the air inside the chamber 3 is sucked through the suction port 5 to bring the inside of the chamber 3 into a low pressure state.
これのような状態では、マスク4の下面4aが半導体ウ
ェーハ1上に接触する。そして上方より光を照射して、
マスク4の下面に形成されたパターンを半導体ウェーハ
1上に正確に転写している。In this state, the lower surface 4a of the mask 4 comes into contact with the semiconductor wafer 1. Then shine light from above,
The pattern formed on the lower surface of the mask 4 is accurately transferred onto the semiconductor wafer 1.
しかし、一般的に光電子集積回路内に形成されている受
光素子6は、半導体ウェー/11の他の領域に比較して
約3μm以上高くなっており、先に説明したようにフォ
トマスク4を半導体ウェーハl上に接触させると、フォ
トマスク4と半導体つ工−ハ1とのコンタクト圧力が半
導体ウェーハ上に形成された受光素子6の頂部に集中し
てしまう。However, the light receiving element 6 generally formed in the optoelectronic integrated circuit is approximately 3 μm or more higher than other areas of the semiconductor wafer/11, and as explained earlier, the photomask 4 is If the photomask 4 is brought into contact with the wafer 1, the contact pressure between the photomask 4 and the semiconductor wafer 1 will be concentrated on the top of the light receiving element 6 formed on the semiconductor wafer.
そのため、受光素子の上部に塗布されたフォトレジスト
がフォトマスク4のパターン上に付着し、ハレーション
等を引き起こしたり、また、フォトマスク上のパターン
が破壊されたりして、正確なパターン形成が行われない
ことがあった。そのため、光電子集積回路装置の製造歩
留りが低くなってしまっていた。Therefore, the photoresist applied on the top of the light receiving element may adhere to the pattern of the photomask 4, causing halation, etc., or the pattern on the photomask may be destroyed, making it difficult to form an accurate pattern. There were times when it wasn't. As a result, the manufacturing yield of optoelectronic integrated circuit devices has been low.
本発明は上記問題点を解決し、コンタクト型アライナ−
を用いて光電子集積回路装置を製造する際、高歩留りで
光電子集積回路装置を製造することができる光電子集積
回路装置の製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems and provides a contact type aligner.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device that can be manufactured with high yield when the optoelectronic integrated circuit device is manufactured using the method.
本発明の光電子集積回路装置の製造方法では、光学機能
素子と電気機能素子とより構成される光?11S 7集
積回路が形成される半導体チップ上の電気機能素子及び
前記光学機能素子の形成されていない鎮域上に前記光学
機能素子の高さとほぼ同じ高さを存する凸部を、前記露
光工程の前に形成することを特徴とする。In the method for manufacturing an opto-electronic integrated circuit device of the present invention, an optical device comprising an optical functional element and an electrical functional element is used. 11S7 A convex portion having approximately the same height as the height of the optical functional element is formed on the area where the electrical functional element and the optical functional element are not formed on the semiconductor chip on which the integrated circuit is formed. It is characterized by being formed before.
本発明の光電子集積回路装置の製造方法では、上記のよ
うに構成し、半導体ウェーハ上に光学機能素子の高さと
ほぼ同じ高さを有する凸部を形成した状態でコンタクト
露光を行うことにより、光学機能素子の頂部へ作用する
力の集中を防止し、フォトマスクへのフォトレジストの
付着、マスクパターンの破壊を抑制している。The method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device of the present invention is configured as described above, and conducts contact exposure with a convex portion having approximately the same height as the optical functional element formed on the semiconductor wafer. This prevents concentration of force acting on the top of the functional element, suppresses adhesion of photoresist to the photomask and destruction of the mask pattern.
以下図面をづ照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。Elements with the same reference numerals have the same functions, so duplicate explanations will be omitted.
第1図は本発明に従う光電子集積回路装置の製造方法の
工程図である。FIG. 1 is a process diagram of a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device according to the present invention.
この図に示すように、コンタクトリソグラフィ工程8の
前に、半導体ウェーハ上の受光素子を形成する部分の近
傍に該受光素子の高さとほぼ同じ凸部を形成する凸部形
成工程7が設けられている。As shown in this figure, before the contact lithography step 8, a protrusion forming step 7 is provided in which a protrusion approximately the same height as the photodetector is formed near the portion of the semiconductor wafer where the photodetector is to be formed. There is.
そして、コンタクトリソグラフィ工程8のコンタクト露
光工程8aを行うときには、既に、凸部が半導体ウェー
ハ上に形成されていなければならない。なお、この凸部
は他の電気機能素子(例えばトランジスタ、FET等)
の製造工程を利用して形成してもよい。すなわち、受光
素子を半導体つ工−ハ上に形成する前に、例えばトラン
ジスタ。When performing the contact exposure step 8a of the contact lithography step 8, the convex portion must already be formed on the semiconductor wafer. Note that this convex portion is connected to other electrical functional elements (for example, transistors, FETs, etc.)
It may be formed using the manufacturing process of. That is, before forming a light receiving element on a semiconductor substrate, for example, a transistor is formed.
FET等を形成する場合には、これらの製造工程のフォ
トリソグラフィの際、単に使用するマスクのマスクパタ
ーンを変更するだけで、凸部を形成することも可能であ
る。When forming FETs and the like, it is also possible to form protrusions simply by changing the mask pattern of the mask used during photolithography in these manufacturing steps.
次に、先に説明したような凸部を設けた半導体ウェーハ
をコンタクト型アライナ−でコンタクト露光している状
態を第2図に示す。Next, FIG. 2 shows a state in which a semiconductor wafer provided with a convex portion as described above is subjected to contact exposure using a contact type aligner.
この図において半導体ウェーハ10上には受光素子11
が形成され、その周囲の機能素子等が形成されていない
領域に凸部12が形成されている。In this figure, a light receiving element 11 is placed on a semiconductor wafer 10.
is formed, and a convex portion 12 is formed in a region around the convex portion where no functional element or the like is formed.
この状態で、コンタクト露光を行うと、図に示すように
フォトマスク4は、チャンバー3内を低圧状態にするこ
とにより、下側に屈曲する。この屈曲により、フォトマ
スク4の下面4a(この面に転写パターンが113成さ
れている)は半導体ウェー・\10の上面10aに押し
付けられる。この押し付けにおいて、従来は凸部12が
なかったため、その押し付は力は最も高さの高い受光素
子の頂部に集中していた。しかし、本発明の場合には、
受光素子11の周囲に凸部12が予め形成されているの
で、この押し付は力は、各凸部12に分散し、受光素子
11の頂部には集中しなくなる。When contact exposure is performed in this state, the photomask 4 is bent downward by bringing the inside of the chamber 3 into a low pressure state as shown in the figure. Due to this bending, the lower surface 4a of the photomask 4 (on which the transfer pattern 113 is formed) is pressed against the upper surface 10a of the semiconductor wafer \10. In this pressing, since there was no convex portion 12 in the past, the pressing force was concentrated on the top of the light receiving element, which was the highest. However, in the case of the present invention,
Since the convex portions 12 are formed in advance around the light receiving element 11, this pressing force is dispersed to each convex portion 12 and is not concentrated on the top of the light receiving element 11.
また、この凸部12の高さは、受光素子11の高さとほ
ぼ同じに形成しておくことが好ましい。Further, it is preferable that the height of the convex portion 12 is formed to be approximately the same as the height of the light receiving element 11.
これは、余り高くし過ぎると、フォトマスクに形成した
転写パターンを転写すべき半導体ウェーハの上面に術前
させることにより、正確なパターン転写を行えるという
コンタクト露光の利点が実現できなくなるからである。This is because if it is set too high, the advantage of contact exposure, which allows accurate pattern transfer by placing the transfer pattern formed on the photomask onto the upper surface of the semiconductor wafer to be transferred, cannot be realized.
また、受光素子の頂部の高さに比較して低すぎると、受
光素子の頂部に作用する押し付は力を分散できなくなる
からである。Further, if the height is too low compared to the height of the top of the light receiving element, the pressing force acting on the top of the light receiving element cannot be dispersed.
そして、本件発明者は、本発明の効果を検証するため、
以下の実験を行った。In order to verify the effects of the present invention, the inventor of the present invention
The following experiment was conducted.
まず、サイズ1m1I×ll011の半導体チップ上に
直径30〜100μmで高さが3μmの受光素子を種々
形成し、コンタクト圧を変えてコンタクト露光を行った
ところ、コンタクト圧30+nmHg以上では受光素子
の頂部に塗布したフォトレジストのほぼ全数かフォトマ
スク上に付着し、パターン形成に異状が認められた。First, various photodetectors with a diameter of 30 to 100 μm and a height of 3 μm were formed on a semiconductor chip with a size of 1 m 1 I × 1011, and contact exposure was performed by changing the contact pressure. Almost all of the applied photoresist adhered to the photomask, and abnormalities were observed in pattern formation.
次に、サイズ1 m+g X 1 mtsの半導体チッ
プ上の100μmX100μmの面積を存し、受光素子
と同じ高さの領域を受光素子の周囲に設け、コンタクト
圧を変えてコンタクト露光を実施したところ、コンタク
ト圧50mmHg異状で露光を行ってら、受光素子の頂
部に塗布されたフォトレジストはフォトマスクに付着せ
ず、良好なパターン形成を行えることが確かめられた。Next, a region of 100 μm x 100 μm on a semiconductor chip with a size of 1 m + g It was confirmed that the photoresist coated on the top of the light-receiving element did not adhere to the photomask when exposure was performed at a pressure of 50 mmHg and that a good pattern could be formed.
本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made.
具体的には、上記実施例は受光素子を有する光電子集積
回路装置の製造について説明しているが、これに限定さ
れず、受光素子の代わりに発光素子を白°する光電子集
積回路装置の製造に適用してもよい。Specifically, although the above embodiment describes the manufacture of an optoelectronic integrated circuit device having a light receiving element, the present invention is not limited to this, and may be applied to the manufacturing of an optoelectronic integrated circuit device in which a light emitting element is used instead of a light receiving element. May be applied.
〔効果〕
本発明の光電子集積回路装置の製造方法では、先に説明
したように、コンタクトリソグラフィを使用して製造す
る際、光学機能素子へのコンタクト圧の集中を抑制し、
光電子集積回路装置を高歩留りで製造することができる
。[Effects] As described above, in the method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device of the present invention, when manufacturing using contact lithography, concentration of contact pressure on the optical functional element is suppressed,
Optoelectronic integrated circuit devices can be manufactured with high yield.
路装置の製造の際のコンタクト露光状態を示す図及び第
3図は、コンタクト露光の方法を説明するための図であ
る。FIG. 3 and FIG. 3 are diagrams for explaining a contact exposure method during the manufacture of a contact exposure device.
1.10・・・半導体ウェーハ 2・・・ウェーハステ
ージ、3・・・チャンバー 4・・・フォトマスク、7
・・・凸部形成工程、8・・・コンタクトリソグラフィ
工程、11・・・受光素子、12・・・凸部。1.10...Semiconductor wafer 2...Wafer stage, 3...Chamber 4...Photomask, 7
. . . Convex formation step, 8. Contact lithography step, 11. Light receiving element, 12. Convex portion.
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
寺 嶋 史 朗Patent applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Representative patent attorney Yoshiki Hase
Fumiaki Terashima
第1図は、本発明の光電子回路集積装置の製造方法の工
程図、第2図は、本発明の光電子集積回実施例O工程線
図
第1図
実施例のコンタタト露光状胆
雫2図
コンタクト笑、光原理
第3図FIG. 1 is a process diagram of a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram of an embodiment of an optoelectronic integrated circuit of the present invention. Lol, light principle diagram 3
Claims (1)
の露光工程を行う光電子集積回路装置の製造方法におい
て、 光学機能素子と電気機能素子とより構成される光電子集
積回路が形成される半導体チップ上の電気機能素子及び
前記光学機能素子の形成されていない領域上に前記光学
機能素子の高さとほぼ同じ高さを有する凸部を、前記露
光工程の前に形成することを特徴とする光電子集積回路
装置の製造方法。 2、前記凸部を前記光学機能素子の周囲に形成しておく
ことを特徴とする請求項1記載の光電子集積回路装置の
製造方法。[Claims] 1. A method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit device in which at least one exposure step is performed using contact lithography, comprising: a semiconductor in which an optoelectronic integrated circuit including an optical functional element and an electrical functional element is formed; A photoelectronic device characterized in that, before the exposure step, a convex portion having approximately the same height as the height of the optical functional element is formed on a region on the chip where the electrical functional element and the optical functional element are not formed. A method of manufacturing an integrated circuit device. 2. The method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit device according to claim 1, wherein the convex portion is formed around the optical functional element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63210120A JPH0258318A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Manufacture of optoelectronic integrated circuit device |
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JP63210120A JPH0258318A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Manufacture of optoelectronic integrated circuit device |
Publications (1)
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JPH0258318A true JPH0258318A (en) | 1990-02-27 |
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Family Applications (1)
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JP63210120A Pending JPH0258318A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Manufacture of optoelectronic integrated circuit device |
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JP (1) | JPH0258318A (en) |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210120A patent/JPH0258318A/en active Pending
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