203585. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hordozóra történő, lézerrel aktivált kémiai gőzfázisú leválasztásra
HU 203585B 1 A találmány tárgya eljárás hordozóra történő lézerrel aktivált kémiai gőzfázisú leválasztásra. Mint ismeretes a lézerrel indukált gőzfázisú leválasztás (LCVD) egy maszkot nem igénylő közvetlen ábragenerálási litográfiái eljárás, melynek számos potenciális alkalmazása létezik a félvezető technológiai, optoelektronikai és egyéb felhasználások területén. Az LCVD irodalmát részletesebben ismerteti D. Baeurle Chemical Processing with lasers (1986) című könyve. Az anyagleválasztás a gáztérben levő molekulák fotodisszociációja, illetve termikus disszociációja következtében jön létre. Az előbbi esetben a leválasztást fotolitíkusnak, az utóbbi esetben pirolitikusnak nevezik. A fotolitikus eljárások esetében a leválasztás jellemzői elsősorban a lézernyaláb paramétereitől és a gázelegy összetételétől függenek. A pirolitikus eljárásoknál a fotolitikussal szemben még a hordozó optikai és hőtani paraméterei is erősen befolyásolják a leválasztást. A gyakorlati alkalmazások többségénél strukturált, helyenként nem abszorbeáló réteget is tartalmazó hordozóra kell leválasztani (például krómüveg-maszkok, integrált áramkörök). Ilyen megoldásokat ismertet Y. Morishige Practical photomask pinhole repair using micrometer-scle patterne Cr (CVD with kHz repretition IV light pulse című előadása (CLEO 85:1985. május 21-24 Baltimore); D. C Shaver Production Applications os Laser Microchemistry című Proceedings of SPIE vol 774 konferencia kiadványban (1987. március 2-3 Santa Clara, California) szereplő cikke; M. M. Oprysko Repair of clear photomask defects by laser-pyrolytic deposition című cikke a Semiconductor International 1986/januári számában. A réteg leválasztása mindkét esetben problématikus, a rétegvastagsága nem tartható pontosan kézben. (Abban az esetben, ha a réteg 50 angstrom alatt van már nem érvényesülnek a makrofizika törvényei.) További gondot jelent a pirolitikus eljárások esetében, hogy mivel a nem abszorbeáló felületeken a leválasztás csak abszorbeáló felületről kiindulva történhet, a hőmérséklet növekedését előidéző abszorbeió az éppen leváló rétegben megy végbe, ezért a rendszert érő zavarok, vagy pontatlanul beállított paraméterek esetén a leválasztás könnyen megszakadhat. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt nehézségek egyidejű kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően egy olyan eljárás kialakítása, mely alkalmas hordozóra történő lézerrel aktivált kémiai gőzfázisú leválasztásra. A találmány alapja az a felismerés, hogy a feladat egyszerűen megoldódik, ha a leváló réteg vastagságát folyamatosan ellenőrizzük. A találmány szerinti eljárás egy olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, melynek során a hordozót a leválasztandó anyagot gáz fázisában tartalmazó közegbe helyezzük, majd lézerrel megvilágítjuk. A megvilágítás során a lézernyalábot előnyösen fókuszáljuk és ezután fokozatosan mozgatjuk a hordozót és/vagy a lézernyalábot. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a leválasztandó anyagot gáz fázisában tar-2 talmzó közegből a leváló rétegen keresztül haladó és/vagy arról visszaverődő fényintenzitást és a beeső fényintenzitást mérjük és ezek arányából képzett jelet egy a kívánt réteg vastagságára, és/vagy a réteg szélességére jellemző referenciajellel összehasonlítva egy hibajelet állítunk elő, mellyel a lézer fényintenzitását és/vagy a mozgatás sebességét folyamatosan szabályozzuk. A találmány értelmében célszerű, ha a strukturált nem abszorbeáló réteget is tartalmazó hordozót látható vagy infravörös tartományú lézerrel világítjuk meg és a lézernyalábot az abszorbeáló réteg szélére fókuszáljuk és ezután fokozatosan mozgatjuk a hordozót és/vagy a lézernyalábot a nem abszorbeáló rész fölé. Nevezetesen célszerű, ha a hordozót ultraibolya tartományú lézerrel világítjuk me gés a lézernyalábot fókuszálva fokozatosan mozgatjuk a hordozót és/vagy a lézernyalábot. Célszerű továbbá, ha a leválasztandó anyagot gáz fázisában tartalmazó közeget vákuumkamrában helyezzük el szükség estén inert gázzal keverve. A találmány értelmében célszerű az is, ha a leválasztandó anyagot gáz fázisában tartalmazó közeget közvetlenül a megvilágított felületre fújjuk. Nevezetesen célszerű az is, ha a leválasztandó anyag fémkarbonil például W(CO)6 és/vagy Mo(CO)6 és/vagy Cr(CO)6 és/vagy Ni(CO)4 és/vagy Fe(CO)5. Célszerű továbbá az is, ha a leválasztandó anyag fémhalogének például WF6 és/vagy MoF6. A találmány értelmében célszerű még, ha a leválasztandó anyag fémalkil, például Cd(CH3)2 és/vagy A1(CH3)3 és/vagy Ga(CH3)3. Nevezetesen célszerű még, ha a lézer hullámhosszától legalább 25 mm-el eltérő hullámhosszú lézert alkalmazunk. Az eljárás konkrét megvalósítása esetén:- célszerű az átmenő fény mérésére, olyan detektort használni, amely a beeső fényhez viszonyítva három nagyságrend átfogására képes, ilyenkor a beeső és átmenő fény arányának maximuma egy az ezerhez, a három nagyságrendes átfogás ugyanis fémek esetében ezerangströmös vastagságnak felel meg, mely az arány csökkentésével logaritmikusán csökken;- a kívánt vastagságának megfelelő értéket az arányjelből kivonva kapjuk meg a szabályozó jelet +/- irányban, mellyel egyaránt lehet a mozgatás sebességét, illetve a fény intenzitását változtatni;- a fény mérésére a növesztéshez használt lézer intenzitásait használhatjuk, vagy egy külön mérő lézerét, az utóbbinak előnye, hogy a növesztést végző lézerfény intenzitás változása nem befolyásolja a mérést;- az átmenő fényt detektálás előtt (mivel erősen diffraktálódik a rétegen való áthaladáskor, továbbá a felületre való fókuszálás miatt a nyaláb erősen divergens) célszerű kollimálni azaz párhuzamosítani;- célszerű a visszavert fény mérésére, olyan detektort használni, amely a beeső fényhez viszonyítva két nagyságrend átfogására képes, ilyenkor a beeső és visszavert fény aránya a réteg anyagi minőségére és szélességére jellemző;- a fény mérésére a növesztéshez használt lézer 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
