JPH0513401A - 半導体基板加工方法 - Google Patents

半導体基板加工方法

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JPH0513401A
JPH0513401A JP18530591A JP18530591A JPH0513401A JP H0513401 A JPH0513401 A JP H0513401A JP 18530591 A JP18530591 A JP 18530591A JP 18530591 A JP18530591 A JP 18530591A JP H0513401 A JPH0513401 A JP H0513401A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
etching
photoresist
substrate
iii
Prior art date
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Pending
Application number
JP18530591A
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English (en)
Inventor
Yasuo Nakajima
康雄 中島
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0513401A publication Critical patent/JPH0513401A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 III−V族半導体基板をフォトレジストパタ
ーンをマスクとしたウエットエッチングにて加工する基
板加工プロセスにおいて、サイドエッチがなく、フォト
レジストパターンに忠実に加工できる加工プロセスを得
る。 【構成】 III−V族半導体基板上に金属薄膜を形成
し、次いで、該金属薄膜を除去し、この金属膜が除去さ
れた上記 III−V族半導体基板上にフォトレジストパタ
ーンを形成し、該パターンをマスクとしてウエットエッ
チングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板加工方法
に関し、特に、 III−V族半導体基板を精度よくエッチ
ングすることができる半導体基板加工方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の半導体基板加工プロセス
を示す工程断面図であり、図において、1は III−V族
半導体基板、3,3a,3bはフォトレジスト、4は紫
外線である。
【0003】以下、上記半導体基板加工プロセスの工程
を説明する。先ず、ベーク炉等で加熱され、十分に疎水
化された図3(a) に示す III−V族半導体基板1上に、
図3(b) に示すように、スピナー等により溶剤,感光剤
及び樹脂等からなるフォトレジスト3を一定膜厚になる
ように塗布する。次に、約90℃の高温中に基板1を放
置し、レジスト3中の溶剤を揮発させた後、図3(c)に
しめすように、図示しない露光装置からの紫外線4によ
り、図示しないフォトマスクに形成された所望のパター
ンをフォトレジスト3上に焼き付けてパターン露光が行
われる。このパターン露光では通常、コンタクト方式,
プロジェクション方式等が使用される。次に、上記パタ
ーン露光されたフォトレジスト3の現像を行うと、図3
(d) に示すように紫外線4が照射された部分のフォトレ
ジスト3aは除去され、紫外線4が照射されなかった部
分のフォトレジスト3bがパターンとして残る。ここで
は、ポジレジストを用いたが、ネガレジトの場合は、上
記と逆に光の照射された部分3aがパターンとして残る
ようになる。次に、上記レジスト3bによるパターンを
高温(約120〜150℃)でベークし、レジスト3b
と III−V族半導体基板1との密着性を向上させ、続い
て、図3(e) に示すように、フォトレジスト3bによる
パターンをマスクとして、 III−V族半導体基板1を化
学エッチング液を用いてエッチング加工する。そして、
この後フォトレジスト3を除去すると、図3(f) に示す
ように、 III−V族半導体基板1上には溝またはストラ
イプが形成される。
【0004】ところで、上記のように従来の III−V族
半導体基板における半導体基板加工プロセスでは、エッ
チング工程にウエットエッチングを用いている。これ
は、 III−V族半導体をエッチングする際にドライエッ
チングを行うと、エッチング時に生ずる加工損傷がデバ
イスの特性を劣化させるためである。しかしながら、上
記のようなウエットエッチングを用いた半導体基板加工
プロセスではエッチング時にエッチングが等方向に進み
易いため、図3(e) にみられるようにレジスト3bの下
にもエッチングが進み、サイドエッチを生じてマスクパ
ターンの転写精度が低下する問題がある。
【0005】一方、上記のようなエッチングの等方向へ
の進行やサイドエッチングを抑制するために、図5に示
す基板加工プロセスが行われる。このプロセスは、十分
に疎水化された図5(a) に示す III−V族半導体基板1
上に、図5(b) に示すように、上記 III−V族半導体基
板1との密着性に優れた酸化膜(または窒化膜)5を形
成し、図5(c) に示すようにこの酸化膜(または窒化
膜)5上にフォトレジスト3を塗布し、次いで、図5
(d) にしめすように図示しない露光装置からの紫外線4
によって、図示しないフォトマスクに形成された所望の
パターンをフォトレジスト3上に焼き付けてパターン露
光し、現像を行って、図5(e) に示す、非露光部3bに
よるレジストパターンを形成する。そして、このレジス
トパターンをマスクとした酸化膜(または窒化膜)5の
エッチングを行い、図5(d) に示すような酸化膜(また
は窒化膜)5からなるパターンを形成し、このパターン
をIII−V族半導体基板1に対するエッチングマスクと
して使用して、該 III−V族半導体基板1をウエットエ
ッチングするものである。このプロセスは、エッチング
マスクである酸化膜5によるパターンと III−V族半導
体基板1との密着性が高いために、ウエットエッチング
を行っても、サイドエッチングが少なくなり、使用する
エッチング液を選択することにより、基板材料,基板組
成及び基板結晶面方位に依存した選択的エッチングを行
うことかできるため、従来よりヘテロ構造の選択エッチ
ングや光導波路形成等に使用されている。
【0006】図4は、上記の基板加工プロセスを適用
し、InP結晶の結晶面(100)上に酸化膜としての
SiO2 膜6によるマスクパターンを形成し、Br・メ
タノールを用いて、エッチングした時のエッチング断面
であり、図4(a) は、<011>方向のスリットパター
ンをマスクとして(011)方向をエッチングした時の
(011)面側からみた断面を示し、図4(b) は、<0
−11>方向のスリットパターンをマスクとして(0−
11)方向をエッチングを行った時の(01−1)面側
からみた断面を示している。図より、(011)方向を
エッチングすることにより、逆メサ形状の溝が、(0−
11)方向をエッチングすることにより、{111}A
面を持つV字形状の溝が形成でき、サイドエッチを発生
することなく、選択的エッチングが進行していることが
わかる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
III−V族半導体基板の加工プロセスにおけるレジスト
パターンをエッチングマスクとしたウエットエッチング
工程では、エッチングが等方向に進行するために、マス
クの下にもエッチングが進み、サイドエッチが生じて、
マスクパターン通りに忠実にエッチングが行われず、マ
スクパターンの転写精度が低下するという問題があっ
た。また、被加工層である III−V族半導体基板との密
着性に優れた酸化膜や窒化膜からなるパターンをエッチ
ングマスクとしたウエットエッチング工程では、サイド
エッチ量は減少し、マスクパターンの転写精度の低下が
防止でき、選択的エッチングを行うことができるもの
の、エッチングマスクを得るまでに2度のエッチング工
程を必要とし、これによって加工精度が低下するという
問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、フォトレジストパターンをエッ
チングマスクとしたウェットエッチングによって、選択
的エッチングを行うことができ、マスクパターンの転写
精度を低下することなく III−V族半導体基板を加工す
ることができる半導体基板加工プロセスを得ることを目
的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
基板加工方法は、被加工層である III−V族半導体基板
上に金属薄膜を形成し、さらにその金属薄膜を除去して
から、該 III−V族半導体基板上にフォトレジストを塗
布してレジストパターンを形成し、該レジストパターン
をエッチングマスクとしてウエットエッチングを行うよ
うにしたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、 III−V族半導体基板上
に金属薄膜を形成し、該金属薄膜を除去することによ
り、被加工層である上記 III−V族半導体基板表面に I
II−V族半導体と上記金属との混合物層が生成され、該
表面にフォトレジストを塗布した際に該表面とフォトレ
ジストとの密着性が向上する。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、本発明の一実施例による半導体基板加工
方法を示す工程別断面図であり、図において、1は III
−V族半導体基板、2は金属薄膜、3はフォトレジス
ト、4は紫外線である。
【0012】図1(a) に示すInPからなる III−V族
半導体基板1の表面全域に、図1(b) に示すように、図
示しないスパッタリング装置を用いてAu薄膜(500
〜1000オングストローム程度)2を形成する。次
に、図1(c) に示すように、図示しないゴールドストリ
ッパにより上記 III−V族半導体基板1表面全域に形成
した上記Au薄膜2を除去し、次いで、図示しないベー
ク炉又はホットプレートを用いてAu薄膜2が除去され
た上記 III−V族半導体基板1を高温ベーク(約150
〜200℃)し、基板表面の疎水化を行う。次に、図1
(d) に示すように図示しないスピナーを用いて上記 III
−V族半導体基板1表面にネガフォトレジスト3を約1
μm程度塗布し、レジスト3中の溶剤を揮発させるため
にプリベーク(約90℃)を行う。次に、図1(e) に示
すように、紫外線4を用いた図示しない露光装置により
フォトマスクに形成されたパターンをフォトレジスト3
上に焼き付け、現像を行うと、露光されたフォトレジス
ト3aは除去され、図1(f)に示すような露光されなか
ったレジスト3bからなるレジストパターンが得られ
る。次に、このレジストパターンを高温(約120〜1
50℃)でベークし、レジスト3bと被加工層である半
導体基板1の密着性を向上させ、続いて、このレジスト
パターンを用いてInP基板1をBr・メタノールによ
りウエットエッチングを行うと、図1(h) に示すよう
に、InP基板1上には従来に比べてサイドエッチ量の
少ないストライプが形成される。
【0013】このような本実施例による半導体基板加工
プロセスでは、InPからなる III−V族半導体基板1
上にフォトレジトを塗布する前に、Au薄膜(500〜
1000オングストローム程度)2の蒸着形成と該薄膜
の除去を行っているため、基板1の表面には、 III−V
族半導体結晶とAuとが混合された混合物層が形成さ
れ、該フォトレジスト3bによるレジストパターンをベ
ークして基板1に該レジストパターンを密着させる際の
密着性が従来にくらべて増し、その結果、該レジストパ
ターンをエッチングマスクとしてウエットエッチングを
行うと、該レジストパターンに忠実なエッチングを行う
ことができる。
【0014】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
InP結晶の結晶面(100)上にフォトレジストを塗
布する前に、該結晶面(100)上に、上記実施例と同
様にAu薄膜(500〜1000オングストローム程
度)2を蒸着形成し、形成されたAu薄膜を除去した後
に、上記結晶面(100)上にフォトレジストにて<0
−11>方向のスリットパターン(幅数μm)を形成
し、該パターンをマスクとして(0−11)方向を2.
5%Br・メタノールを用いてエッチングした。
【0015】図2(a) は、本実施例と従来法〔レジシト
を塗布する前のInP結晶の結晶面(100)へのAu
薄膜の蒸着を行わない。〕とのエッチング時のエッチン
グ時間とサイドエッチ量との関係を示した図であり、こ
の図より、本実施例のプロセスでは、従来に比べて、サ
イドエッチ量が1/10以下に抑えられることがわか
る。また、本実施例により得られた溝は、図4(a) に示
す溝と同じような選択的エッチングの行われた逆メサ形
状の溝が得られ、一方、従来法により得られた溝は、図
2(b) に示すようにサイドエッチが多く、面方位に依存
しない溝であった。
【0016】このような本実施例による半導体基板加工
プロセスでは、InP結晶の結晶面(100)上に上記
実施例と同様に、Au薄膜を蒸着形成し、Au薄膜を除
去してから、上記結晶面(100)上にレジストによる
スリットパターンを形成し、2.5%Br・メタノール
を用いてエッチングを行うため、レジストによるスリッ
トパターンの上記InP結晶の結晶面(100)への密
着性が向上し、エッチング時にサイドエッチ量が少なく
なり、選択的エッチングが進行するため、上記スリット
パターンに忠実なエッチングを行うことができる。
【0017】尚、上記実施例ではAuのスパッタ膜を用
いたが、Auに限らず、エッチング液に対して溶解性を
示し、被加工層である III−V族半導体基板(ウェハ)
に対して非溶解性を示す他の金属スパッタ膜を用いて
も、同様の効果を得ることができる効果がある。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被加
工層である III−V族半導体基板上に金属薄膜を形成
し、さらにその金属薄膜を除去してから、該 III−V族
半導体基板上にフォトレジストを塗布してレジストパタ
ーンを形成し、該レジストパターンをエッチングマスク
としてウエットエッチングを行うようにしたので、サイ
ドエッチが殆どなく、上記レジストのパターンに忠実な
基板加工を行うことができ、基板加工の加工精度を向上
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による基板加工プロセスの
工程を示す断面図。
【図2】図(a) は、この発明の一実施例による基板加工
プロセスにおけるエッチング時間とサイドエッチ量との
関係と従来の基板加工プロセスにおけるエッチング時間
とサイドエッチ量との関係を示す図、図(b) は、従来の
基板加工プロセスにおいてInP基板をBr・メタノー
ルでエッチングした時の結晶断面図。
【図3】従来の基板加工プロセスの工程を示す断面図。
【図4】従来の基板加工プロセスにおいて酸化膜をマス
クとしてInP基板をBr・メタノールでエッチングし
た場合の結晶断面図。
【図5】従来の基板加工プロセスの工程を示す断面図。
【符号の説明】
1 III−V族半導体基板 2 金属薄膜 3 フォトレジスト 4 紫外線 5 酸化膜(窒化膜)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 III−V族半導体基板上にフォトレジス
    トを塗布する工程と、 上記フォトレジストに所望のパ
    ターンを露光する工程と、 上記パターン露光されたフォトレジストを現像し、レジ
    ストパターンを形成する工程と、 上記レジストパターンをマスクとし、化学エッチング液
    を用いて上記 III−V族半導体基板をウェットエッチン
    グする工程と、 上記レジストを上記 III−V族半導体基板上から除去す
    る工程とを含む半導体基板加工方法において、 上記 III−V族半導体基板上にフォトレジストを塗布す
    る工程に先立って、該III−V族半導体基板上に金属薄
    膜を形成し、該金属膜を除去する工程を含むことを特徴
    とする半導体基板加工方法。
JP18530591A 1991-06-28 1991-06-28 半導体基板加工方法 Pending JPH0513401A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581143A (en) * 1993-09-21 1996-12-03 Yamaichi Electronics Co., Ltd. Twist vibrator
US7942810B2 (en) 2004-02-26 2011-05-17 Olympus Corporation Endoscope and endoscopic system
US9705286B2 (en) 2015-02-23 2017-07-11 Nichia Corporation Method for manufacturing semiconductor device, and semiconductor device

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