RU2017191C1

RU2017191C1 - Method of forming of mask masking layer

Info

Publication number: RU2017191C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Михайлович Трейгер; Артем Алексеевич Попов
Original assignee: Леонид Михайлович Трейгер; Артем Алексеевич Попов
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: microelectronics. SUBSTANCE: mask substrate is placed in a space with gaseous compound. A plate transmitting laser radiation with formation of a gap equal to 0.01 to 2 mm is placed above the substrate working face. Laser radiation of visible or ultraviolet region is focused through the plate on the substrate surface. Thermal decomposition of compound molecules located in the gap between the substrate and plate and adsorbed on their surfaces occurs under the effect of radiation treatment with forming of masking layer. Use of a semitransparent plate with transmission of at least 50% at the wave-length of laser radiation makes it possible to decrease the process power intensity. In this case the half-angle at the vertex of the light cone of laser radiation converging on the substrate surface makes up at least 20° (which conforms to a solid angle of 0.12 Π). EFFECT: facilitated procedure. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для формирования маскирующего слоя и устранения прозрачных дефектов фотошаблонов в производстве полупроводниковых приборов, интегральных микросхем (ИМС) и устройств функциональной электроники (УФЭ) высокой степени интеграции. The invention relates to microelectronics and can be used to form a masking layer and eliminate transparent defects in photo masks in the manufacture of semiconductor devices, integrated circuits (ICs) and high-level functional electronics (UVE) devices.

Одной из ключевых проблем создания ИМС и УФЭ является изготовления прецизионных фотошаблонов. Формирование маскирующего слоя методом фотолитографии с использованием светочувствительной пленки фоторезиста представляет собой сложный многостадийный процесс, включающий осаждение металлизированного покрытия на прозрачной подложке (например, путем вакуумного напыления); нанесение фоточувствительной пленки; ее экспонирование на генераторе изображений; формирование рисунка в металлизированном покрытии с помощью травления. One of the key problems in creating IC and UVE is the manufacture of precision photomasks. The formation of a masking layer by photolithography using a photosensitive photoresist film is a complex multi-stage process, including the deposition of a metallized coating on a transparent substrate (for example, by vacuum spraying); applying a photosensitive film; its exposure to the image generator; patterning in a metallized coating by etching.

Длительное время изготовления фотошаблонов методом фотолитографии приводит к ограничению производительности процесса. Кроме того, при формировании маскирующего слоя образуются дефекты, которые снижают выход годных ИМС и УФЭ на последующих операциях. A long time for the production of photomasks by photolithography leads to a limitation of the performance of the process. In addition, during the formation of the masking layer defects are formed that reduce the yield of IC and UVE in subsequent operations.

В связи с этим актуальной является задача разработки способа, позволяющего упростить процесс формирования маскирующего слоя и повысить его производительность. In this regard, the urgent task is to develop a method that allows to simplify the process of forming a masking layer and increase its productivity.

Известен способ осаждения слоев на подложке, согласно которому подложку помещают в реакционную камеру с окном для ввода излучения, подают в нее газообразное соединение и облучают поверхность подложки сфокусированным лазерным излучением с такой длиной волны, на которой молекулы соединения имеют большое сечение поглощения (как правило, в УФ-диапазоне) и разлагаются в результате фотодиссоциации. В качестве таких соединений предлагается использовать металлоорганические соединения (МОС), например карбонилы металлов; алкильные соединения, например триметилалюминий, диметилкадмий; гидриды, например гидрид кремния. В результате фотодиссоциации молекул соединения происходит осаждение маскирующего слоя на подложку (патент США N 4340617, кл. С 23 С 13/00, 1982). A known method of deposition of layers on a substrate, according to which the substrate is placed in a reaction chamber with a window for introducing radiation, a gaseous compound is fed into it and the surface of the substrate is irradiated with focused laser radiation with a wavelength at which the molecules of the compound have a large absorption cross section (usually UV range) and decompose as a result of photodissociation. As such compounds, it is proposed to use organometallic compounds (MOS), for example metal carbonyls; alkyl compounds, for example trimethylaluminum, dimethylcadmium; hydrides, for example silicon hydride. As a result of the photodissociation of the molecules of the compound, the masking layer is deposited on the substrate (US Pat. No. 4,340,617, class C 23 C 13/00, 1982).

Недостатком способа является слабая адгезия слоя и большая продолжительность процесса, обусловленная низкой скоростью осаждения. Кроме того, фотодиссоциация молекул приводит к осаждению слоя на внутренней поверхности окна камеры, который препятствует пропусканию лазерного излучения. The disadvantage of this method is the weak adhesion of the layer and the long duration of the process due to the low deposition rate. In addition, photodissociation of molecules leads to the deposition of a layer on the inner surface of the camera window, which prevents the transmission of laser radiation.

Известен также способ устранения дефектов фотошаблона, согласно которому дефектный участок облучают в среде фоторазлагающегося газа сфокусированным лазерным излучением со стороны маскирующего слоя и со стороны основания (авт.св. СССР N 1365036, кл. G 03 F 7/26, 1988). Проведение процесса осаждения продуктов фотодиссоциации в две стадии увеличивает адгезию осаждаемых слоев, однако продолжительность процесса (15 мин) достаточно велика. There is also a known method for eliminating defects in a photomask, according to which a defective section is irradiated in a photodegradable gas medium by focused laser radiation from the masking layer and from the base side (ed. St. USSR N 1365036, class G 03 F 7/26, 1988). The process of deposition of photodissociation products in two stages increases the adhesion of the deposited layers, however, the duration of the process (15 min) is quite long.

Известно, что более высокой скорости осаждения можно достигнуть при использовании термического разложения, происходящего за счет нагрева лазерным излучением поверхности подложки до температуры разложения адсорбированных на ней молекул соединения. Так, известен способ локального осаждения слоев, согласно которому фотошаблон устанавливают в реакционную камеру, подают в нее газообразное металлсодержащее соединение (бис-бензол хрома или молибдена) и нагревают его поверхность с помощью сфокусированного лазерного излучения. В результате нагревания молекулы соединения, адсорбированные на поверхности, разлагаются с образованием оптически плотного слоя (патент США N 4609566, кл. В 05 D 3/06, 1986). It is known that a higher deposition rate can be achieved by using thermal decomposition, which occurs due to laser radiation heating the surface of the substrate to the decomposition temperature of the molecules of the adsorbed compound on it. Thus, there is a known method of localized deposition of layers, according to which a photomask is installed in the reaction chamber, a gaseous metal-containing compound (bis-benzene of chromium or molybdenum) is fed into it, and its surface is heated using focused laser radiation. As a result of heating, the molecules of the compound adsorbed on the surface decompose to form an optically dense layer (US Pat. No. 4,609,566, CL 05 D 3/06, 1986).

Реализация известного способа затруднена из-за низкого коэффициента поглощения лазерного излучения основанием фотошаблона, что приводит к увеличению времени нагревания поверхности до температуры разложения молекул соединения и, соответственно, к снижению его производительности. The implementation of the known method is difficult due to the low absorption coefficient of laser radiation by the base of the photomask, which leads to an increase in the time of heating the surface to the decomposition temperature of the molecules of the compound and, accordingly, to a decrease in its productivity.

Из известных технических решений наиболее близким является способ осаждения металлического слоя на прозрачную подложку, согласно которому подложку фотошаблона помещают в реакционную камеру, заполненную газообразным металлсодержащим соединением. В качестве соединения могут быть использованы алкильные МОС, например триметилалюминий; галогениды или карбонилы металлов, например гексакарбонил вольфрама. На рабочей стороне подложки путем облучения УФ-излучением либо нагреванием формируют затравочный слой из продуктов соединения. Затем на затравочном слое фокусируют лазерное излучение видимого или ближнего ИК-диапазона, которое вызывает нагрев участка поверхности подложки и термическое разложение молекул соединения, в результате чего происходит локальное осаждение металлического маскирующего слоя на рабочей стороне фотошаблона (патент США N 4543270, кл. С 23 С 11/02, 1985). Конкретные режимы осаждения согласно данному способу приведены также в статье: Oprysko M.M., Beranek M.W. Nucleation effect in visible-laser chemical vapor deposition.//Journal of Vacuum Science and Technology.-1987, vol. В5, N 2, рр. 496-502. Так, при использовании ионного лазера на аргоне с мощностью излучения менее 1 Вт, длиной волны 514,5 нм и диаметром сфокусированного на затравочном слое пятна менее 2 мкм оптически плотный слой образуется за время облучения менее 1 с. Of the known technical solutions, the closest is the method of deposition of the metal layer on a transparent substrate, according to which the substrate of the photomask is placed in a reaction chamber filled with a gaseous metal-containing compound. As the compound, alkyl MOCs, for example trimethylaluminum, can be used; metal halides or carbonyls, for example tungsten hexacarbonyl. On the working side of the substrate by irradiation with UV radiation or by heating, a seed layer is formed from the products of the compound. Then, visible or near-infrared laser radiation is focused on the seed layer, which causes heating of the substrate surface region and thermal decomposition of the compound molecules, resulting in local deposition of the metal masking layer on the working side of the photomask (US patent N 4543270, class C 23 C 11/02, 1985). Specific deposition modes according to this method are also given in the article: Oprysko M.M., Beranek M.W. Nucleation effect in visible-laser chemical vapor deposition.// Journal of Vacuum Science and Technology.-1987, vol. B5, N 2, pp. 496-502. Thus, when using an argon ion laser with a radiation power of less than 1 W, a wavelength of 514.5 nm, and a spot diameter of less than 2 μm focused on the seed layer, an optically dense layer is formed during the irradiation time of less than 1 s.

Недостатком способа является сложность операции формирования затравочного слоя с необходимыми параметрами, требующей привлечения дополнительных устройств (УФ-источники или нагреватели). Кроме того, затравочный слой ухудшает пропускание актиничного излучения при фотолитографии, в связи с чем требуется дополнительная операция его удаления. Указанные недостатки снижают производительность процесса в целом. The disadvantage of this method is the complexity of the operation of forming a seed layer with the necessary parameters, requiring the involvement of additional devices (UV sources or heaters). In addition, the seed layer affects the transmission of actinic radiation during photolithography, and therefore requires an additional operation to remove it. These disadvantages reduce the overall performance of the process.

Таким образом, заявляемое изобретение направлено на устранение недостатков существующих способов и решение задачи разработки способа, позволяющего формировать маскирующий слой фотошаблона и устранять его дефекты в одностадийном процессе при высокой скорости осаждения слоя. Thus, the claimed invention is aimed at eliminating the disadvantages of existing methods and solving the problem of developing a method that allows you to form a masking layer of a photomask and eliminate its defects in a single-stage process at a high deposition rate of the layer.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологического процесса и повышение его производительности. Дополнительный результат заключается в снижении энергоемкости процесса. The technical result of the invention is to simplify the process and increase its productivity. An additional result is to reduce the energy intensity of the process.

Изобретение основывается на том, что термическое разложение молекул газообразного соединения, стимулированное лазерным излучением, может происходить как непосредственно на подложке (фотошаблоне) так и вблизи нее. The invention is based on the fact that the thermal decomposition of molecules of a gaseous compound, stimulated by laser radiation, can occur both directly on the substrate (photomask) and near it.

В первом случае имеет место ад сорбция молекул на поверхности, затем происходит ее локальный нагрев сфокусированным лазерным излучением и термическое разложение адсорбированных молекул с образованием адгезионно-связанного с подложкой слоя. Скорость осаждения определяется количеством адсорбированных молекул, коэффициентом прилипания и особенностями лазерного нагрева. In the first case, adsorption of molecules on the surface takes place, then it is locally heated by focused laser radiation and thermal decomposition of the adsorbed molecules occurs with the formation of a layer adhesive-bonded to the substrate. The deposition rate is determined by the number of adsorbed molecules, the coefficient of adhesion and the features of laser heating.

Во втором случае молекулы соединения, находящиеся вблизи подложки, поглощают излучаемое ею тепло и разлагаются в газовой фазе, а затем продукты разложения конденсируются на поверхности с образованием адгезионно-связанного слоя. In the second case, the molecules of the compound located near the substrate absorb the heat emitted by it and decompose in the gas phase, and then the decomposition products condense on the surface to form an adhesive-bonded layer.

Эти процессы могут проходить одновременно, давая свой вклад в формирование слоя. Скорость осаждения зависит от количества молекул, адсорбированных на поверхности и находящихся в объеме. Введение пластины, пропускающей лазерное излучение, позволяет увеличить количество находящихся в области воздействия излучения молекул соединения за счет их адсорбции на поверхности пластины, обращенной к фотошаблону. These processes can take place simultaneously, contributing to the formation of the layer. The deposition rate depends on the number of molecules adsorbed on the surface and located in the volume. The introduction of a plate that transmits laser radiation makes it possible to increase the number of compound molecules located in the radiation exposure region due to their adsorption on the surface of the plate facing the photomask.

Если расстояние (зазор) между фотошаблоном и пластиной невелико, то адсорбированные на ней молекулы могут давать свой вклад в осаждение слоя за счет прямого лазерного переноса материала с пластины на фотошаблон. Кроме того, наличие зазора приводит к увеличению концентрации молекул на поверхности и в объеме рабочей зоны за счет капиллярного эффекта. Если количество адсорбированного вещества достаточно для образования мениска с радиусом кривизны более 2-3 диаметров молекулы, то протекающая в этом случае капиллярная конденсация приводит к еще более полному покрытию молекулами соединения поверхностей, образующих зазор. If the distance (gap) between the photomask and the plate is small, then the molecules adsorbed on it can contribute to the deposition of the layer due to direct laser transfer of material from the plate to the photomask. In addition, the presence of a gap leads to an increase in the concentration of molecules on the surface and in the volume of the working zone due to the capillary effect. If the amount of adsorbed substance is sufficient for the formation of a meniscus with a radius of curvature of more than 2-3 molecular diameters, then the capillary condensation taking place in this case leads to even more complete coverage by the molecules of the compound of the surfaces forming the gap.

При прямом лазерном нагреве тепловое распределение в зоне жесткой фокусировки лазерного излучения за счет конвекции и теплового потока таково, что над поверхностью подложки имеется пространственно ограниченная область, температура в которой достаточно велика для разложения соединения. Вне этой области термическое разложение происходить не будет. Наличие вблизи подложки пластины, пропускающей лазерное излучение, способствует как увеличению концентрации молекул соединения, так и увеличению температуры в зоне реакции за счет выделения теплоты конденсации, изменения условий теплоотвода и роста теплового излучения. Нагрев поверхности подложки под действием теплового потока будет повышаться пропорционально d, где d - зазор между пластиной и рабочей стороной подложки. Показано, что для эффективного лазерного переноса d должно быть менее 3 мм (см. Вейко В.П. Лазерная обработка тонких пленок. Л.: Машиностроение, 1986, с. 150). In direct laser heating, the thermal distribution in the zone of hard focusing of laser radiation due to convection and heat flux is such that there is a spatially limited region above the surface of the substrate, the temperature in which is high enough to decompose the compound. Outside this region, thermal decomposition will not occur. The presence of a plate transmitting laser radiation near the substrate promotes both an increase in the concentration of the compound molecules and an increase in the temperature in the reaction zone due to the release of condensation heat, changes in the conditions of heat removal, and growth of thermal radiation. The heating of the substrate surface under the action of the heat flux will increase in proportion to d, where d is the gap between the plate and the working side of the substrate. It was shown that for effective laser transfer, d should be less than 3 mm (see Veiko VP Laser processing of thin films. L .: Mashinostroenie, 1986, p. 150).

Анализ результатов термического осаждения из парогазовой фазы МОС показывает, что для d более 2 мм капиллярный эффект незначителен и результат осаждения мало отличается от получения покрытия на полностью открытой поверхности. В случае d менее 0,01 мм движение МОС в зазоре будет молекулярным и его поверхности практически не будут покрываться в процессе осаждения (см. Применение металлоорганических соединений для получения неорганических покрытий и материалов. Материалы IV Всесоюзной школы. Горький, 1989, с. 22). An analysis of the results of thermal deposition from the vapor-gas phase of the MOC shows that for d more than 2 mm the capillary effect is insignificant and the deposition result differs little from obtaining a coating on a completely open surface. If d is less than 0.01 mm, the motion of the MOS in the gap will be molecular and its surfaces will practically not be covered during the deposition process (see. Application of organometallic compounds to obtain inorganic coatings and materials. Materials of the IV All-Union School. Gorky, 1989, p. 22) .

Следовательно, увеличения температуры и концентрации молекул газообразного соединения, приводящие к повышению скорости осаждения в зоне фокусировки лазерного излучения, будут иметь место при зазоре между пластиной и фотошаблоном, равном 0,01-2 мм, что подтверждается экспериментально. Consequently, an increase in the temperature and concentration of gaseous molecule molecules, leading to an increase in the deposition rate in the focus area of the laser radiation, will occur with a gap between the plate and the photomask equal to 0.01-2 mm, which is confirmed experimentally.

Таким образом, введение пластины с образованием зазора позволяет формировать маскирующий слой фотошаблона в одностадийном процессе, без выполнения дополнительных операций осаждения специального затравочного слоя и последующего его удаления. Тем самым достигается указанный технический результат. Thus, the introduction of the plate with the formation of a gap allows you to form a masking layer of the photomask in a one-step process, without performing additional operations of deposition of a special seed layer and its subsequent removal. Thereby, the indicated technical result is achieved.

Применение пластины, частично поглощающей лазерное излучение, позволяет уменьшить плотность мощности лазерного излучения, необходимой для разложения молекул соединения, т.е. снизить энергоемкость процесса. В этом случае происходит выделение тепла на локальном участке полупрозрачного покрытия пластины, которое за счет теплового излучения и конвекции передается на фотошаблон, вызывая дополнительный нагрев его поверхности. Разрушение полупрозрачного покрытия и осаждение на нем продуктов разложения соединения не будет происходить в том случае, когда плотность мощности излучения на поверхности пластины будет недостаточна для ее нагревания до температур плавления и сублимации покрытия и термического разложения соединения. Для этого следует выбирать объектив для фокусировки лазерного излучения с такой числовой апертурой, чтобы половинный угол светового конуса лазерного излучения, сходящегося на поверхности фотошаблона, был не менее 20^о (что соответствует полному телесному углу 0,12 π). Тогда плотность мощности на поверхности пластины при зазоре свыше 10 мкм будет меньше, чем плотность мощности на фотошаблоне, на поpядок и более.The use of a plate partially absorbing laser radiation makes it possible to reduce the power density of the laser radiation necessary for the decomposition of the molecules of the compound, i.e. reduce the energy intensity of the process. In this case, heat is released in the local area of the translucent coating of the plate, which, due to thermal radiation and convection, is transferred to the photo mask, causing additional heating of its surface. The destruction of the translucent coating and the deposition of decomposition products of the compound on it will not occur when the radiation power density on the surface of the plate is insufficient to heat it to the melting and sublimation temperatures of the coating and thermal decomposition of the compound. For this, one should choose a lens for focusing laser radiation with a numerical aperture such that the half angle of the light cone of the laser radiation converging on the surface of the photomask is at least 20 ^° (which corresponds to a full solid angle of 0.12 π). Then the power density on the plate surface with a gap of more than 10 μm will be less than the power density on the photomask, by an order of magnitude or more.

Интенсивность излучения на поверхности фотошаблона определяется пропусканием пластины. Если оно меньше 50%, то на поверхности фотошаблона будет выделяться менее половины мощности падающего излучения. Увеличение общей мощности излучения может привести к повышенному нагреванию пластины за счет поглощения в ней лазерного излучения и, соответственно, к осаждению слоя на ее поверхности. Таким образом, пропускание пластины должно быть не менее 50%. The radiation intensity on the surface of the photomask is determined by the transmission of the plate. If it is less than 50%, then less than half of the incident radiation power will be released on the surface of the photomask. An increase in the total radiation power can lead to increased heating of the plate due to the absorption of laser radiation in it and, accordingly, to the deposition of a layer on its surface. Thus, the transmission of the plate should be at least 50%.

На фиг. 1 условно показаны особенности формирования маскирующего слоя на фотошаблоне; на фиг. 2 показан частный случай реализации способа с использованием полупрозрачной пластины. In FIG. 1 shows the features of the formation of a masking layer on a photomask; in FIG. 2 shows a special case of the implementation of the method using a translucent plate.

Прозрачную подложку 1 фотошаблона помещают в объем с газообразным соединением (фиг. 1), над рабочей стороной 2 подложки 1 вводят пластину 3, пропускающую излучение видимого и УФ-диапазона, так, что между поверхностями подложки и пластины образуется зазор величиной 0,01-2 мм, заполненный газообразным соединением 4. Затем включают лазерное излучение 5, которое фокусируют через пластину 3 на поверхности рабочей стороны 2 подложки 1. Под действием облучения молекулы соединения, находящиеся в зазоре и адсорбированные на его поверхностях, разлагаются с образованием адгезионно-связанного с подложкой слоя 6. При этом продукты разложения, адсорбированные на поверхности пластины 3, летят по ходу лазерного излучения на подложку 1 за счет прямого лазерного переноса. The transparent substrate 1 of the photomask is placed in a volume with a gaseous compound (Fig. 1), a plate 3 is inserted above the working side 2 of the substrate 1, which transmits visible and UV radiation, so that a gap of 0.01-2 is formed between the surfaces of the substrate and the plate mm filled with gaseous compound 4. Then, laser radiation 5 is switched on, which is focused through the plate 3 on the surface of the working side 2 of the substrate 1. Under the action of irradiation, the molecules of the compound located in the gap and adsorbed on its surfaces decompose form adhesively-bonded to the substrate layer 6. In this case, degradation products adsorbed on the surface of the plate 3, fly along the laser radiation on the substrate 1 by laser direct transfer.

Частичное пропускание лазерного излучения достигается нанесением на пластину полупрозрачного покрытия 7 (фиг. 2). В этом случае для предотвращения разрушения полупрозрачного покрытия 7 и осаждения на нем продуктов термического разложения соединения половинный угол светового конуса лазерного излучения, сходящегося на поверхности фотошаблона, выбирают не менее 20^о.Partial transmission of laser radiation is achieved by applying a translucent coating 7 to the plate (Fig. 2). In this case, to prevent the destruction of the translucent coating 7 and the deposition of products of thermal decomposition of the compound on it, the half angle of the light cone of the laser radiation converging on the surface of the photomask is chosen at least 20 ^about .

Формирование рисунка маскирующего слоя осуществляют за счет перемещения подложки 1 относительно сфокусированного лазерного излучения 5 с помощью известных устройств. The patterning of the masking layer is carried out by moving the substrate 1 relative to the focused laser radiation 5 using known devices.

Заявляемое изобретение может быть использовано для устранения прозрачных дефектов фотошаблонов. В этом случае в качестве подложки 1 используют фотошаблон со сформированным ранее маскирующим слоем, в котором имеются прозрачные дефекты типа "прокол". Лазерное излучение 5 фокусируют на дефектный участок через пластину 3. Облучение проводят до получения на дефектном участке локального оптически плотного слоя 6. The claimed invention can be used to eliminate transparent defects in masks. In this case, a photomask with a previously formed masking layer in which there are transparent puncture defects is used as the substrate 1. Laser radiation 5 is focused on the defective area through the plate 3. Irradiation is carried out until a local optically dense layer 6 is obtained on the defective area.

В качестве соединения 4 могут быть использованы карбонилы хрома, молибдена, вольфрама и др.; алкильные комплексы (например, триметиламиналюминийгидрид, триизобутилалюминий); ацетилацетонаты (например, ацетилацетонат меди); галогениды (например, гексафторид вольфрама); гидриды (например, гидрид кремния); и др. As compound 4, carbonyls of chromium, molybdenum, tungsten, and others can be used; alkyl complexes (e.g. trimethylamine aluminum hydride, triisobutylaluminum); acetylacetonates (e.g. copper acetylacetonate); halides (e.g. tungsten hexafluoride); hydrides (e.g. silicon hydride); and etc.

В качестве источника лазерного излучения 5 могут быть использованы лазеры, работающие в видимом и УФ-диапазоне. Для предотвращения фотодиссоциации МОС в зазоре между подложкой и пластиной длину волны лазерного излучения следует выбирать так, чтобы сечение поглощения молекул было минимальным. Например, молекулы карбонилов хрома и молибдена практически не поглощают излучение с длиной волны более 340 нм; для пентакарбонила железа длина волны должна быть более 380 нм. Следовательно, может быть использовано излучение ионного лазера на аргоне с длиной волны 488,8 нм; 514,5 нм; вторая гармоника излучения лазера на кристалле Nd:YAG с длиной волны 532 нм и др. As a source of laser radiation 5 can be used lasers operating in the visible and UV range. To prevent photodissociation of the MOS in the gap between the substrate and the plate, the wavelength of the laser radiation should be chosen so that the absorption cross section of the molecules is minimal. For example, the molecules of carbonyls of chromium and molybdenum practically do not absorb radiation with a wavelength of more than 340 nm; for pentacarbonyl iron, the wavelength should be more than 380 nm. Therefore, the radiation of an argon ion laser with a wavelength of 488.8 nm can be used; 514.5 nm; the second harmonic of the radiation of a laser based on an Nd: YAG crystal with a wavelength of 532 nm, etc.

Пластина 3 может быть выполнена либо из обычного стекла, например, боросиликатного крона (для видимого диапазона), либо из кварца или сапфира (для видимого и УФ-диапазона). Plate 3 can be made either from ordinary glass, for example, borosilicate crown (for the visible range), or from quartz or sapphire (for the visible and UV ranges).

Полупрозрачное покрытие 7 может быть нанесено на пластину 3 путем вакуумного напыления либо газофазного осаждения и представляет собой тонкий слой окиси железа, окиси кремния или другого материала с пропусканием лазерного излучения не менее 50%. The translucent coating 7 can be applied to the plate 3 by vacuum deposition or gas-phase deposition and is a thin layer of iron oxide, silicon oxide or other material with a laser radiation transmission of at least 50%.

Для получения светового конуса лазерного излучения с половинным углом при вершине не менее 20^о следует использовать микрообъективы с числовой апертурой не менее 0,3.For the laser light cone with a half apex angle ^of at least 20 microobjectives be used with a numerical aperture not less than 0.3.

П р и м е р 1. Использовалась пластина 3 из кварца толщиной 2 мм и диаметром 15 мм, расположенная над поверхностью рабочей стороны 2 подложки 1 фотошаблона с зазором 0,01 мм. Фотошаблон вместе с пластиной помещали в реакционную камеру, расположенную на предметном столике двухкоординатного устройства перемещения на базе шаговых двигателей с управлением от ЭВМ. Камеру откачивали до остаточного давления 0,1 Па и заполняли парами металлоорганического соединения 4-триметиламиналюминийгидрида с давлением 150 Па. Излучение 5 ионного лазера на аргоне с длиной волны 514,5 нм фокусировали на поверхность рабочей стороны 2 фотошаблона в пятно размером 2 мкм. При плотности мощности лазерного излучения (2-5)˙10⁶ Вт/см² и перемещении предметного столика с камерой в соответствии с рисунком топологии со скоростью 0,5 мм/с на подложке 1 фотошаблона формировался оптически плотный маскирующий слой на основе алюминия толщиной 0,15 мкм с шириной дорожки 3 мкм.PRI me R 1. We used a plate 3 of quartz with a thickness of 2 mm and a diameter of 15 mm, located above the surface of the working side 2 of the substrate 1 of the photomask with a gap of 0.01 mm The photomask with the plate was placed in a reaction chamber located on the stage of a two-coordinate moving device based on stepper motors controlled by a computer. The chamber was evacuated to a residual pressure of 0.1 Pa and filled with vapors of the organometallic compound 4-trimethylaminaluminium hydride with a pressure of 150 Pa. The radiation of a 5 ion argon laser with a wavelength of 514.5 nm was focused on the surface of the working side of 2 photomasks into a spot 2 microns in size. At a laser radiation power density of (2-5) ˙10 ⁶ W / cm ² and moving the stage with the camera in accordance with the topology drawing at a speed of 0.5 mm / s, an optically dense masking layer based on aluminum with a thickness of 0 was formed on the substrate 1 of the photo mask , 15 μm with a track width of 3 μm.

П р и м е р 2. Использовалась стеклянная пластина 3 из боросиликатного крона толщиной 3 мм и диаметром 25 мм с тонким покрытием 7 из окиси железа толщиной 0,1 мкм. Пропускание пластины с покрытием на длине волны 514,5 нм составило 60%. Пластину 3 размещали так, чтобы между покрытием 7 и рабочей стороной 2 подложки 1 существовал зазор 0,01 мм. Фотошаблон вместе с пластиной помещали в реакционную камеру (аналогично примеру 1). После откачки камеру заполняли парами соединения 4 - триметиламиналюминийгидрида. Излучение 5 ионного лазера на аргоне с длиной волны 514,5 нм фокусировали с помощью объектива с числовой апертурой 0,3, рабочим отрезком 15 мм и глубиной фокуса 3 мкм в пятно диаметром 2 мкм на поверхности фотошаблона. Половинный угол при вершине светового конуса лазерного излучения, сходящегося на поверхности фотошаблона, составил 20^о (что соответствует полному телесному углу 0,12 π), а размер луча на покрытии из окиси железа составил 6,5 мкм. При плотности мощности лазерного излучения 10⁶ Вт/см² и перемещении камеры с фотошаблоном со скоростью 0,5 мм/с на подложке формировался оптически плотный маскирующий слой на основе алюминия толщиной 0,15 мкм и шириной 3 мкм. Плотность мощности излучения на поверхности покрытия 7 из окиси железа составила 0,1˙10⁶ Вт/см². Разрушения покрытия не происходило.PRI me R 2. Used a glass plate 3 of borosilicate crown 3 mm thick and 25 mm in diameter with a thin coating 7 of iron oxide with a thickness of 0.1 μm. The transmission of the coated plate at 514.5 nm was 60%. The plate 3 was placed so that between the coating 7 and the working side 2 of the substrate 1 there was a gap of 0.01 mm The photomask with the plate was placed in the reaction chamber (analogously to example 1). After evacuation, the chamber was filled with vapors of compound 4 - trimethylamine-aluminum hydride. The radiation of a 5 ion argon laser with a wavelength of 514.5 nm was focused using a lens with a numerical aperture of 0.3, a working segment of 15 mm, and a focus depth of 3 μm into a spot with a diameter of 2 μm on the surface of the photomask. Half apex angle of the light cone of the laser light converging on the mask surface was ²⁰ ° (which corresponds to the total solid angle 0,12 π), and the beam size on the coating of iron oxide was 6.5 microns. At a laser radiation power density of 10 ⁶ W / cm ² and a camera with a photomask moving at a speed of 0.5 mm / s, an optically dense masking layer based on aluminum with a thickness of 0.15 μm and a width of 3 μm was formed on the substrate. The radiation power density on the surface of the coating 7 of iron oxide was 0.1 × 10 ⁶ W / cm ² . Destruction of the coating did not occur.

П р и м е р 3. Провели устранение прозрачных дефектов фотошаблона. В качестве подложки 1 использовали фотошаблон со сформированным ранее маскирующим слоем из хрома толщиной 0,1 мкм, в котором имелись прозрачные дефекты типа "прокол". В качестве соединения 4 использовали смесь паров гексакарбонилов хрома и молибдена в пропорции 1:1 с давлением 10 Па. Лазерное излучение 5 фокусировали на дефектный участок через пластину 3 с полупрозрачным покрытием 7 из окиси железа, расположенную с зазором 0,05 мм, с помощью объектива с числовой апертурой 0,3 (см. пример 2). Осаждение оптически плотного слоя на основе хрома и молибдена толщиной 0,2 мкм на дефектном участке фотошаблона происходило при плотности мощности излучения на поверхности маскирующего слоя 10⁶ Вт/см² за 0,5 с. Разрушение существующего маскирующего слоя из хрома не происходило.PRI me R 3. Conducted the elimination of transparent defects of the photomask. As substrate 1, a photomask with a previously masked chromium masking layer 0.1 μm thick, in which there were transparent defects of the puncture type, was used. As compound 4, a mixture of vapor of chromium hexacarbonyls and molybdenum in a ratio of 1: 1 with a pressure of 10 Pa was used. Laser radiation 5 was focused on the defective area through a plate 3 with a translucent coating 7 of iron oxide, located with a gap of 0.05 mm, using a lens with a numerical aperture of 0.3 (see example 2). The deposition of an optically dense layer based on chromium and molybdenum with a thickness of 0.2 μm on the defective portion of the photomask occurred at a radiation power density on the surface of the masking layer of 10 ⁶ W / cm ² for 0.5 s. Destruction of the existing chromium masking layer did not occur.

Claims

1. METHOD FOR FORMING A MASKING LAYER OF A PHOTOMASTER, including placing a photomask substrate in a gaseous compound and irradiating its working surface in accordance with the masking layer pattern with focused laser radiation in the visible or ultraviolet range until an optically dense layer is obtained, characterized in that before irradiation from the side of the working surface substrates place a plate that transmits laser radiation, with the formation of a gap between the surface of the substrate and the plate of 0.01-2.0 mm

2. The method according to claim 1, characterized in that the transmission of the plate at a wavelength of laser radiation is at least 50%, and the half angle of the light cone of laser radiation converging on the surface of the substrate is at least 20 ^o .