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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410815582.9(22)申请日 2014.12.23G03F 1/42(2012.01)G03F 9/00(2006.01)H01S 5/22(2006.01)(71)申请人 中国科学院半导体研究所地址 100083 北京市海淀区清华东路甲 35号(72)发明人 吴艳华 王飞飞 胡发杰 金鹏王占国(74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人 曹玲柱(54) 发明名称掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法(57) 摘要本发明提供了一种掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法。该掩模板包括 ：。
2、第一条形图案；以及辅助对准窗口，为与所述第一条形图案垂直的条形图案；其中，所述第一条形图案与辅助对准窗口均为透明图案，在曝光之前，通过所述辅助对准窗口可观察所述第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的对准情况。本发明能够借助辅助对准窗口观察第一条形图案是否与下方半导体基体上的第二条形图案对准，方便了两者位置的修正，从而达到提高对版精度和研发效率。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图5页(10)申请公布号 CN 104460223 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104460223 A1/2 页21.。
3、一种用于条形图案套刻对准的掩模板，其特征在于，包括 ：第一条形图案 ；以及辅助对准窗口，为与所述第一条形图案垂直的条形图案 ；其中，所述第一条形图案与辅助对准窗口均为透明图案，在曝光之前，通过所述辅助对准窗口可观察所述第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的对准情况。2.根据权利要求 1 所述的掩模板，其特征在于，包括若干条平行的所述辅助对准窗口，两辅助对准窗口的间隔与待制备半导体器件的尺寸相同。3.根据权利要求1所述的掩模板，其特征在于，所述辅助对准窗口的宽度介于20m200m 之间。4.根据权利要求 1 所述的掩模板，其特征在于，所述辅助对准窗口的长度贯穿整个掩模板。5.根据权利要求。
4、 1 所述的掩模板，其特征在于，还包括 ：对版标记 ；在曝光之前，通过将该对版标记与半导体基体上的上一版光刻留下的对版标记对准，而将所述第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的粗对准。6.一种套刻对准方法，其特征在于，利用权利要求 5 所述的掩模板，将该掩模板上的第一条形图案与位于其下方的半导体基体上的第二条形图案对准，包括 ：通过将所述掩模板上的对版标记与半导体基体上的上一版光刻留下的对版标记对准，实现掩模板上的第一条形图案与半导体基体上的第二条形图案粗对准 ；以及通过所述辅助对准窗口，观察所述第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的对准情况，实现掩模板上第一条形图案与半导体基体。
5、上的第二条形图案细对准。7.一种制备脊形波导激光器的方法，其特征在于，利用权利要求 5 所述的掩模板，所述第一条形图案为电注入窗口图案，其对应于所述脊形 波导激光器的电注入窗口，所述方法包括 ：步骤 A ：通过第一版光刻在半导体基体上制备双沟脊波导结构和对版标记 ；步骤 B ：在半导体基体上生长绝缘介质层 ；步骤 C ：在半导体基体上旋涂光刻胶 ；步骤 D ：通过所述掩模板上的对版标记和辅助对准窗口实现掩模板上的电注入窗口图案与下方的半导体基体上的脊波导的对准 ；步骤 E ：通过所述掩模板对其下方的半导体基体进行曝光，将所述电注入窗口图案转移至所述半导体基体上方的光刻胶 ；步骤 F ：将电注入。
6、窗口图案转移至所述绝缘介质层上 ；以及步骤 G ：制备 P 面和 N 面并合金化退火，完成脊波导激光器的制备。8.根据权利要求 7 所述的方法，其特征在于，所述步骤 D 包括 ：子步骤 D1 ：通过将所述掩模板上的对版标记与半导体基体上的第一版光刻留下的对版标记对准，实现掩模板上的电注入窗口图案与半导体基体上的脊波导的粗对准 ；子步骤 D2 ：通过所述辅助对准窗口，观察掩模板上的电注入窗口图案与半导体器件上的脊波导的对准情况，实现所述电注入窗口图案与半导体基体上的脊波导的细对准。9.根据权利要求 7 或 8 所述的方法，其特征在于，所述辅助对准窗口的宽度为 50m，平行的两辅助对准窗口的间隔与。
7、所述脊形波导激光器的最大长度相同，为 4mm。权 利 要 求 书CN 104460223 A2/2 页310.根据权利要求 7 或 8 所述的方法，其特征在于，所述对版标记为“十”字型对版标记或条形码形式对版标记。权 利 要 求 书CN 104460223 A1/4 页4掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法技术领域0001 本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法。背景技术0002 光刻技术是半导体光电器件或集成电路制备过程中利用光学 - 化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将掩模版图形传递到具有器件结构的半导体基体上，形成有效图形窗口或功能。
8、图形的工艺技术。光刻工艺是半导体器件制备技术最核心的工序之一。0003 套刻技术是采用多块不同掩模版来实现多层结构的器件加工。以半导体激光器制备工艺为例，半导体激光器制备工艺至少需要两次光刻。首先利用如图 1A 所示的掩模板，通过第一次光刻制备脊波导结构，接着利用图 1B 所示的掩模板是在脊波导上进行第二次光刻即套刻，实现电注入窗口的图形转移。当设计的光刻版为阳版时，即掩模版上只有窗口部分是透光的其他地方是不透光的。0004 在套刻时，只能通过对版标记来对版。在使用图 1B 所示的掩模板时，只要对版标记稍有偏离，电注入窗就有可能偏离脊中心或偏离到脊外面，就只能重新对版，影响工艺进度且多次对版有。
9、可能损坏基底。发明内容0005 ( 一 ) 要解决的技术问题0006 鉴于上述技术问题，本发明提供了一种掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法。0007 ( 二 ) 技术方案0008 根据本发明的一个方面，提供了一种用于条形图案套刻对准的掩模板。该掩模板包括 ：第一条形图案 ；以及辅助对准窗口，为与第一条形图案垂直的条形图案 ；其中，第一条形图案与辅助对准窗口均为透明图案，在曝光之前，通过辅助对准窗口可观察第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的对准情况。0009 根据本发明的另一个方面，还提供了一种套刻对准方法。该套刻对准方法利用上述的掩模板，将该掩模板上的第一条形图案与位于其。
10、下方的半导体基体上的第二条形图案对准，包括 ：通过将掩模板上的对版标记与半导体基体上的上一版光刻留下的对版标记对准，实现掩模板上的第一条形图案与半导体基体上的第二条形图案粗对准 ；以及通过辅助对准窗口，观察第一条形图案与下方半导体基体上的第二条形图案的对准情况，实现掩模板上第一条形图案与半导体基体上的第二条形图案细对准。0010 根据本发明的再一个方面，还提供了一种制备脊形波导激光器的方法。该方法利用上述的掩模板，第一条形图案为电注入窗口图案，其对应于脊形波导激光器的电注入窗口。该方法包括 ：步骤 A ：通过第一版光刻在半导体基体上制备双沟脊波导结构和对版标记 ；步骤 B ：在半导体基体上生长。
11、绝缘介质层 ；步骤 C ：在半导体基体上旋涂光刻胶 ；步骤 D ：说 明 书CN 104460223 A2/4 页5通过掩模板上的对版标记和辅助对准窗口实现掩模板上的电注入窗口图案与下方的半导体基体上的脊波导的对准 ；步骤 E ：通过掩模板对其下方的半导体基体进行曝光，将电注入窗口图案转移至半导体基体上方的光刻胶 ；步骤 F ：将电注入窗口图案转移至绝缘介质层上 ；以及步骤 G ：制备 P 面和 N 面并合金化退火，完成脊波导激光器的制备。0011 ( 三 ) 有益效果0012 本发明能够借助辅助对准窗口观察第一条形图案是否与下方半导体基体上的第二条形图案对准，方便了两者位置的修正，从而达到提。
12、高对版精度和研发效率。附图说明0013 图 1A 为现有技术半导体激光器制备过程中制备脊波导结构所使用的掩模板的示意图 ；0014 图 1B 为现有技术半导体激光器制备过程中实现电注入窗口图形转移的掩模板的示意图 ；0015 图 2A 和图 2B 为已经进行了第一次光刻的双沟脊波导的上视图和横截面剖视图 ；0016 图 3A 和图 3B 为已经进行了第二次光刻的电注入窗口的上视图和横截面剖视图 ；0017 图 4A 为所设计半导体激光器制备过程中制备脊波导结构所使用的掩模板的示意图；0018 图 4B 为所设计半导体激光器制备过程中实现电注入窗口图形转移的掩模板的示意图 ；0019 图 4C 。
13、为所设计半导体激光器制备过程当两版光刻版对版套刻时的总体图案示意图。0020 其中，标记A、B、C、D和E分别代表在光刻版中的脊波导、双沟、对版标记、电注入窗口和辅助对准窗口。标记 A、B、C、D和 E分别代表在半导体激光器中的脊波导、双沟、对版标记、电注入窗口和辅助对准窗口。具体实施方式0021 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数。
14、无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。0022 本发明能够借助辅助对准窗口观察第一条形图案是否与下方半导体基体上的第二条形图案对准，方便了两者之间位置的修正。0023 在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种用于脊型波导激光器制备的掩模板。该掩模板实现在制备了脊形波导的半导体基体上形成电注入窗口。图 4B 为根据本发明实施例掩模板的示意图。如图 4B 所示，该掩模版包括 ：电注入窗口图案 D，对版标记。
15、 C，以及若干条平行的辅助对准窗口 E。说 明 书CN 104460223 A3/4 页60024 其中，电注入窗口图案 D 呈条形。辅助对准窗口 E 同样呈条形，其与电注入窗口图案 D 垂直。辅助对准窗口 E 的宽度介于 20m 200m 之间，长度贯穿整个掩模板。并且，电注入窗口图案 D 和辅助对准窗口 E 均为透明图案。0025 在利用本实施例掩模板进行套刻对准时，通过将对版标记 C 与半导体基体上的上一版光刻留下的对版标记对准，实现电注入窗口图案 D 与半导体基体上的脊形波导的粗对准 ；随后，通过所述辅助对准窗口，观察电注入窗口图案 D 与下方半导体基体上的脊形波导的对准情况，实现电注。
16、入窗口图案 D 与脊形波导的细对准。0026 在本发明的另一个实施例中，还提供了一种制备脊形波导激光器的方法。在本实施例中，需要在半导体基体上制备脊型波导激光器，每个激光器的脊宽为 10m，电注入窗口为 5m，长度为 4mm。0027 本实施例方法用到两块掩模板。第一块掩模板，用于制备激光二极管双沟脊波导，如图 4A 所示。第二块掩模板即为上述实施例中的掩膜板，用于在脊形波导上制备电注入窗口，如图 4B 所示。0028 本实施例制备脊形波导激光器的方法包括 ：0029 步骤 A ：通过第一版光刻在已有器件结构的半导体基体上制备双沟脊波导结构和对版标记 ；0030 该制备双沟脊波导结构和对版标记。
17、的步骤 A 为标准的半导体激光二极管脊波导结构制备方法，具体包括 ：0031 子步骤 A1 ：在有器件结构的半导体基体上涂一层光刻胶 ；0032 子步骤 A2 ：采用普通光刻方法，前烘、对版、曝光、显影、后烘，将第一版掩模版图形转移半导体基体上 ；0033 图 4A 为第一版光刻中使用的掩模板的示意图。如图 4A 所示，A 表示脊，脊宽为10m，脊之间间隔为 350m。B 表示双沟结构，沟宽度为 27.5m。阴影部分表示不透光部分，透明部分表示透光部分。0034 子步骤 A3 ：采用湿法腐蚀或干法刻蚀的方法，制备出双沟脊波导。0035 图 2A 和图 2B 为已经进行了第一次光刻的双沟脊波导的。
18、上视图和横截面剖视图。如图 2A 和图 2B 所示，A为脊波导结脊宽为 10m，其两侧为沟状结构 B。脊波导之间间隔为 350m。B为双沟结构，沟宽度为 27.5m。两脊波导之间具有对版标记 C。0036 在此之后，需要在脊波导上制备电注入窗口，该电注入窗口为 5m，窗口之间间隔为 350m，如图 3A 和 3B 所示的制备电注入窗口后的上视图和横截面剖视图。0037 步骤 B ：在具有脊波导结构的半导体基片上生长 SiO2绝缘介质层 ；0038 步骤 C ：在半导体基片的 SiO2介质层上涂一层光刻胶 ；0039 步骤 D ：通过第二块掩模板上的对版标记和辅助对准窗口实现掩模板上的电注入窗口。
19、图案与半导体基体上的脊波导的对准 ；0040 图 4B 为第二版光刻中使用的掩模板的示意图。如图 4B 所示，D 为电注入窗口，电注入窗口宽为 5m，窗口之间间隔为 350m，与第一版脊之间的间隔相等。并在该掩模版加入辅助对准窗口，如图 4B 中 E 所标记，作为套刻对版的校正窗口，辅助对准窗口为条形，宽度为 50m，辅助对准窗口间隔为 4mm，即为激光器最大长度。阴影部分不透光，透明部分透光。说 明 书CN 104460223 A4/4 页70041 本步骤具体包括 ：0042 子步骤 D1 ：根据需要寻找在基底上第一次光刻留下的对版标记，微调第二掩模版与基体的相对位置，使两版的对版标记相对。
20、上 ；0043 子步骤 D2 ：再通过辅助图形窗口直观观察第二版条形图案是否在第一版条形图案中间，以达到减小套刻时间，提高对版精度和研发效率的目的。0044 当两版光刻版对版套刻时的总体图案如图 4C 所示，除了可以通过“十”字型对版标记 ( 如图 4C 中 C 所标记 ) 对版外，还可以借助辅助窗口 E 来校正对准，从而达到精确对准。0045 步骤 E ：通过所述掩模板对其下方的半导体基体进行曝光，将所述电注入窗口图案转移至所述半导体基体上方的光刻胶 ；0046 在此步骤之后，对光刻胶上的图案进行显影、后烘。0047 步骤 F ：通过湿法腐蚀或干法刻蚀，将电注入窗口图案转移至 SiO2绝缘介。
21、质层上 ；0048 图 3A 和图 3B 分别为形成电注入窗口后的脊形波导激光器的上视图和横截面剖视图。如图 3A 和图 3B 所示，D为电注入窗口，电注入窗口宽为 5m，窗口之间间隔为350m。E为辅助对准窗口，宽度为 50m，辅助对准窗口间隔为 4mm，即为激光器最大长度，C为对版标记。0049 步骤 G ：制备 P 面和 N 面并合金化退火，完成脊波导激光器的制备。0050 本步骤为半导体行业通用的步骤，此处不再详细说明。0051 本实施例中，掩模版在对版标记对准之外增加了辅助对准窗口，可以借助辅助对准窗口观察电注入窗口是否在脊波导的中心，并进行修正，从而达到提高对版精度和研发效率。00。
22、52 至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明掩模板、套刻对准方法及制备脊形波导激光器的方法有了清楚的认识。0053 此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如 ：0054 (1) 掩模板中的“十”字型对版标记还可以条形码形式 ；0055 (2) 其中制备脊波导单区激光器也可以制备双区或多区激光器 ；0056 (3) 该方法还可以用于其它半导体器件制备过程中条形图案的对准，而不限于脊形波导激光器的制备。0057 综上所述，本发明在套刻掩模板上增加辅助对准窗口，借助。
23、辅助对准窗口观察电注入窗口是否在脊波导的中心，并进行修正，从而达到提高对版精度和研发效率。0058 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说 明 书CN 104460223 A1/5 页8图 1A图 1B说 明 书 附 图CN 104460223 A2/5 页9图 2A图 2B说 明 书 附 图CN 104460223 A3/5 页10图 3A图 3B说 明 书 附 图CN 104460223 A。