[发明专利]一种用于激光芯片制造中平边补偿对准的光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于激光芯片制造中减小光刻对准偏差的方法。

背景技术

砷化镓激光芯片的设计，要求芯片的谐振腔面沿着晶圆<110>解理边方向解理形成，故砷化镓晶圆在进行第一步光刻时，需要将光刻图形和表征其<110>解理边方向的平边进行对准。巴条型激光芯片，其发光面长度为20000um，发光面的缓冲区仅为60um，要求解理边的偏差要求为每20000um偏差控制在60um以内，换算成对准偏转为-0.17°～0.17°内。

砷化镓晶圆在进行第一步光刻时，光刻图形和晶圆的平边的对准偏转可以控制在-0.12°～0.12°以内，但由于晶圆平边和解理边的偏转较大，导致出现晶圆的解理边和光刻图形的偏转角度超出规范，芯片无法使用的问题。采用高精度的切割工艺对晶锭进行切割，或许能够使最后的对准偏转控制在-0.17°～0.17°内，但对定位设备提出更高的精度要求，成本较高。

发明内容

本发明提出一种用于激光芯片制造中平边补偿对准的光刻方法，消除了晶圆平边和解理边的偏转不可控的因素，有效提高砷化镓激光芯片的成品率，且实现成本较低。

本发明的基础原理如下：

砷化镓晶圆在生产过程中，从同一根晶锭上切割下来的晶圆，晶圆平边和解理边的偏转角度相同。对于某一批砷化镓晶圆，可以对一片晶圆进行光刻和腐蚀等制作工艺，测量出晶圆平边和解理边的具体偏转角度。在作业后续晶圆的第一步光刻时，参考上述偏差值进行人为补偿，从而保证砷化镓晶圆的解理边和光刻图形的偏转达到芯片要求的规范。

本发明的解决方案如下：

首先，从某一批衬底对应的外延片中任意挑选一片，进行光刻、腐蚀、研磨、解理；其中，在光刻工艺完成后测量光刻图形与晶圆平边之间的偏转角度，在解理工艺完成后测量解理边与光刻图形之间的偏转角度，计算得出晶圆平边与解理边之间的偏转角度；

然后，根据计算出的晶圆平边与解理边之间的偏转角度，在作业该衬底批次后续晶圆的第一步光刻时，人为地对晶圆平边与解理边之间的偏转进行补偿。

本发明具有以下技术效果：

消除了晶圆平边和解理边的偏转不可控的因素，确保对准偏转控制在-0.17°～0.17°内，有效提高砷化镓激光芯片的成品率，且实现成本较低。

附图说明

图1为取任意一片测量光刻图形与晶圆平边之间的偏转角度的示意图。

图2为取任意一片测量解理边与光刻图形之间的偏转角度的示意图。

图3为计算解理边与晶圆平边之间的偏转角度的示意图。

图4为后续其他晶圆的补偿对准的示意图。

具体实施方式

1、取样测量光刻图形与晶圆平边之间的偏转角度

从某一批衬底对应的外延片中任意挑选一片，进行光刻，显检测量。如图1所示，计算光刻图形与晶圆平边之间的偏转角度时，默认左端从中心区划过。

2、取样测量解理边与光刻图形之间的偏转角度

对该晶圆进行腐蚀、减薄研磨、解理等工艺，测量其解理边与光刻图形之间的偏转角度，如图2所示，计算偏转角度时，默认左端从中心区划过。

3、计算解理边与晶圆平边之间的偏转角度

如图3所示，根据以上得出的光刻图形和晶圆平边的偏转角度、解理边和光刻图形的偏转角度，解理边和晶圆平边的偏转角度计算公式如下：

偏转角度_{解理边to晶圆平边}＝偏转角度_{解理边to光刻图形}+偏转角度_{光刻图形to晶圆平边}

4、其他晶圆的补偿对准

在作业该衬底批次后续晶圆的第一步光刻时，人为地对晶圆平边与解理边之间的偏转角度进行补偿。如图4所示，对于右偏差(正偏差)θ度的晶圆，第一次光刻时，可采用右偏差右补偿，左偏差左补偿的方式。