Способ локального нанесения покрытия на подложку

 

Изобретение относится к области микроэлектроники. Цель - повышение адгезии покрытия и производительности процесса. Она достигается тем, что в способе локального нанесения покрытия на подложку из парогазовой фазы под действием лазерного излучения производят осаждение покрытия при атмосферном давлении, а облучение осуществляют последовательностью импульсов излучения наносекундного диапазона длительностей и мощностью импульсов 10⁷-10⁹ Вт/см², при этом периодически отклоняют луч с частотой, меньше частоты следования импульсов или некратной ей. В изобретении описано устройство, реализующее способ. В качестве летучего соединения в способе используют внутрикомплексные соединения тугоплавких металлов (золота, иридия, родия, платины). Изобретение может быть использовано на литографических операциях при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем. Целью изобретения является повышение адгезии наносимого покрытия и производительности процесса. На фиг. 1 приведена схема устройства для осуществления данного способа; на фиг.2 узел 1 на фиг. 1. Луч 1 лазера 2 с помощью объектива 3 фокусируют на поверхность подложки 4 ретушируемого шаблона. Шаблон размещают в реакторе 5, снабженном двумя прозрачными окнами 6 и 7. Перед началом работы реактор освобождают от воздуха путем продувки через него инертного газа или азота с помощью входного 8 и выходного 9 трубопроводов. После окончания продувки трубопроводы 8 и 9 запирают вентилями 10 и 11. Реактор нагревают нагревательными элементами 12 до температуры испарения навески 13 вещества, пары которого разлагаются с образованием осадка 14 на подложке 4 при ее облучении. В результате отверстие в пленке 15 шаблона закрывается пятном осадка 14, причем частично осадок располагается и на ретушируемой пленке 15, чем достигается полная непрозрачность области прокола для актиничного излучения. Реактор 5 помещают в теплоизолирующий кожух 16 с прозрачными окнами 17. Кожух улучшает равномерность распределения температуры стенок и окон 6 и 7 реактора, чем предотвращается конденсация паров вещества на более холодных участках реактора и уменьшение упругости паров у подложки, исключается также уменьшение прозрачности окон. Контроль за процессом ретуширования ведут с помощью микроскопа, образуемого объективом 3, полупрозрачным зеркалом 18, окуляром 19, устройством 20 подсветки (лампа накаливания и не показанный на рисунке конденсатор). С помощью подвижного стола 21, перемещаемого микровинтом 22, ретушируемую область шаблона подводят под фокус лазера. На пути луча лазера расположен отклоняющий элемент 23, выполненный, например, в виде пропускающей вращающейся призмы или колеблющегося зеркала. После этого элемента луч 1 меняет направление, отклоняясь периодически на небольшой угол от положения на входе в элемент и заполняя за время ретуши одного дефекта некоторый пространственный угол, ограничиваемый диафрагмой 24. На поверхности ретушируемой подложки луч 1 лазера 2 освещает область, конфигурация которой представляет собой уменьшенное изображение отверстия в диафрагме 24. Так как частота отклонения некратна частоте импульсов лазера 2 или меньше ее, наложение световых пятен на подложке 4 от импульсов излучения нет. В каждый следующий импульс световая картина имеет уже другой положение, частично перекрывая предшествующую световую картину. За время выращивания ретуширующей "заплатки" такими частично перекрывающимися световыми пятнами будет многократно облучена вся ее поверхность, чем достигается равномерность адгезии и толщины вырастающей пленки, тогда как в отсутствие отклонения луча 1 наблюдается разная неравномерность этих параметров. Пример. Для ретуши использовалось устройство описанной конструкции, в качестве инертного газа использовался аргон; лазер-азотный типа ЛГИ-21 с длиной волны 0,34 мкм, разлагающееся соединение (CH₃)₂Au(C₅H₇O₂); ретушировался рентгеношаблон, в котором золотой топологический рисунок расположен на кремниевой подложке 4, температура реактора 80 100^oC. Длительность импульса составила 10 нс с частотой следования 100 Гц при мощности до 10⁹ Вт/см². Четко локализованный по форме и размерам лазерного фокуса осадок 14 золота толщиной до 1 мкм получался за 30 60 с. Процесс является критичным к уровню мощности излучения в импульсе. При мощности меньше 10⁷ Вт/см² пленка на подложке вырастает, но с малой скоростью полупрозрачный слой образуется за десятки минут, однако адгезия осадка 14 к подложке 4 отсутствует, поверхность подложки остается неоплавленной, гладкой. По мере повышения мощности выше 10⁷ Вт/см ² скорость роста осадка увеличивается. Силы адгезии возрастают, что проявляется в появлении на подложке 4 плотно сцепленных точечных участков осадка 14, эти участки выявляются при царапании стальной иглой. Адгезия осадка 14 к стеклянным и к кремниевым подложкам зависит от мощности импульса по разному. Стекло имеет температуру плавления в 2-3 раза меньшую, чем кремний, и адгезия к стеклянной подложке наступает при мощности меньшей, чем к кремниевой. При помощи (1 3)·10⁸ Вт/см² плотно держащаяся на подложке пленка осадка 14 занимает большую часть освещенного лазером пятна на подложке 4. Дальнейшее увеличение мощности до 10⁹ Вт/см² приводит к тому, что отдельные участки пленки 15 начинают "выгорать", испаряясь под действием излучения. Часто пятно осадка 14 имеет кольцевую форму, так как середина пятна испарилась. При мощности больше 10⁹ Вт/см² осадок 14 почти по всей поверхности пятна испаряется: подложка 4 изъязвлена. При включении периодического отклонения луча 1 лазера 2 адгезия пленки по всей площади осадка 14 получается при мощности, когда при неподвижном луче 1 адгезия имеет точечный характер при мощности 10⁷ Вт/см² и больше. Помимо указанного соединения в качестве летучего соединения использовались также внутрикомплексные соединения иридия, родия, платины.

Формула изобретения

1. Способ локального нанесения покрытия на подложку, включающий осаждение покрытия из парогазовой фазы металлоорганического соединения под действием лазерного излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии покрытия и производительности процесса, осаждение покрытия осуществляют при общем давлении, равном атмосферному, а облучение осуществляют последовательностью импульсов излучения наносекундного диапазона длительностей и мощностью в импульсе 10⁷ 10⁹ Вт/см², причем в процессе облучения проводят периодическое отклонение луча с частотой, меньшей частоты следования импульсов или некратной ей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлоорганических соединений используют летучие внутрикомплексные соединения тугоплавких металлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---