一種鉻掩膜版透明缺陷雷射透射微修補的方法

2023-04-29 03:48:01 1

專利名稱：一種鉻掩膜版透明缺陷雷射透射微修補的方法
技術領域：
本發明涉及一種基於鉻掩膜版微透明缺陷進行修補的方法，該方法採用納米鉻粉作為修復材料可以在有微透明缺陷鉻掩膜版上澱積一層面積和尺寸可控的薄膜，從而達到修復的目的，屬於微加工領域。
背景技術：
雷射化學氣相沉積(LCVD)技術(文獻1，黃河，朱曉，朱長虹等，雷射化學氣相沉積技術在掩模版修復中的應用，雷射技術，Vol31N0.3，June, 2007，330-332)，其基本原理在於以氣態或固態出現在透明缺陷上或附近的金屬有機化合物分子，在雷射的作用下熱離解或光離解，使金屬沉積在掩膜缺陷處，在該處達到一定的光密度，達到修補目的。聚焦離子束技術修補(FIB)技術(文獻2, Yasutoshi Itou, YoshiyukiTanaka，Nobuyuki Yoshiokaj Advanced Photomask Repair Technology for65nmLithography, In:Wolfgang Staudj J.Tracy Weed, 24th Annual BACUS Symposi μ m onPhotomaskTechnologyj Proceedings of SPIE Vol.5567，SPIEj Bellingham, WAj2004:1132 1142)，其原理是利用高能離子束與輔助氣體作用產生澱積的功能，在缺少鉻的缺陷掩膜區澱積上鉻膜，修復掩膜圖形的完整性。

高能電子束(EB)技術(文獻2)，其原理是利用高能電子束與輔助氣體作用產生澱積的功能，從而在缺少鉻的缺陷掩膜區澱積上鉻膜。另外還有各種技術結合起來的，如聚焦離子束-化學氣相沉積(FIB-CVD)技術(文獻 3, Yasutoshi Itou, Yoshiyuki Tanaka, Nobuyuki Yoshioka, FIB mask repairtechnology for EUV mask, In:Photomask and Next-Generation Lithography MaskTechnology, Proc.0f SPIE Vol.7379，2009:73792L-1-73792L-9)和電子束化學誘導(EBIC)技術(文獻 4, Anthony Garetto, Jens Oster, Markus ffaiblinger, Klaus Edinger,Challenging defect repair techniques for maximizing mask repair yield, In:Photomask Technology2009, Proc.0f SPIE Vol.7488，2009:74880H-l-74880H-2)。對於雷射化學氣相沉積(LCVD)技術對於鉻掩膜版透明缺陷修復所採用的物質基本都是有劇毒且易揮發的金屬有機化合物，如Cr (CO) 6等。而聚焦離子束技術修補(FIB)技術和高能電子束(EB)技術以及上述的各種組合技術對於掩膜版透明缺陷雖然能夠達到很好的效果，但其高昂的設備費用、嚴格的修復環境以及較低的修補效率很大程度上限制了其應用。

發明內容
本發明是鑑於目前國內掩膜版微透明缺陷修補技術的缺乏，並且對於有一定不足之處的雷射化學氣相沉積(LCVD)技術也只是停留在實驗研究階段的前提下，提出了一種鉻掩膜版微透明缺陷雷射透射修補的方法。一種鉻掩膜版微透明缺陷雷射透射微修補的方法，其特徵在於:採用納米級鉻粉作為實驗材料，利用紫外雷射採用透射製備薄膜技術在有微透明缺陷的鉻掩膜版上澱積一層薄膜，從而達到微修補的目的。進一步，將納米級鉻粉置於有微透明缺陷的鉻掩膜版與基板之間並壓緊置於加工平臺上，利用紫外雷射透過鉻掩膜版有微透明缺陷的部位聚焦在鉻粉上表面，調整雷射重複頻率，雷射重複頻率範圍為8000 15000 ;開啟雷射器，當雷射作用1.5s以上或以
0.005mm/s以上的掃描速度進行掃描後停止操作，雷射照射處的鉻粉會汽化、熔化或發生反應，從而在鉻掩膜版有微透明缺陷的部位澱積一層良好的薄膜，達到直徑50 μ m以上的圓形缺陷或線寬35 μ m以上的微透明缺陷的修複目的。所述的加工平臺、鉻粉和鉻掩膜版置於空氣中或真空中或惰性保護氣氛中。進一步，所述的雷射器為355nm的全固態三倍頻雷射器本發明採用納米級的鉻粉作為修復材料，通過355nm紫外雷射透射過有微透明缺陷的鉻掩膜版聚焦於其下方的鉻粉，然後通過對雷射參數的控制，使雷射聚焦處的鉻粉汽化、熔化以及發生反應，從而在有微透明缺陷的地方澱積上一層薄膜。本發明相比於以有劇毒且易揮發的金屬有機化合物作為修復材料的LCVD方法，在安全性和環保性有了很大的保障，而且在正常的條件下就可以進行，不需要密閉的空間，修復條件相對簡單，且修復效率高。同時本發明的修復設備和修復工藝相對簡單，雖然其修復尺寸比不上國外採用先進的FIB、EB等技術的修復結果，但也能夠基本上滿足於國內應用需求，尤其相比於FIB、EB等技術的高昂設備費用和嚴格的修復條件，成本大大降低。

本發明具有實質性的特點和顯著進步，本發明所述的方法相對於目前常用掩膜版透明缺陷的修複方法有以下優點:所用材料為鉻粉，安全性和環保性有保障；修復過程不需要密閉空間，修復條件相對簡單，修復效率高；修復所需設備僅為雷射器、CCD圖像採集裝置及簡單的修復平臺，成本很低。


圖1是本發明基於鉻掩膜版微透明缺陷進行修補的結構示意中:1、顯示器，2、CXD圖像採集裝置，3、三倍頻紫外雷射器，4、雷射導入裝置，5、待修復的鉻掩膜版，6、納米鉻粉，7、基板，8、加工平臺圖2a是鉻掩膜版上直徑為68 μ m左右的半圓形透明缺陷修補前的顯微形貌2b是鉻掩膜版上直徑為68 μ m左右的半圓形透明缺陷修補後的顯微形貌3a是鉻掩膜版上線寬為50 μ m左右的線型透明缺陷修補前的顯微形貌3b是鉻掩膜版上線寬為50 μ m左右的線型透明缺陷修補後的顯微形貌圖
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明:本發明採用的基於鉻掩膜版微透明缺陷進行修補的裝置有與CCD圖像採集器相連的顯示器，雷射器，待修復的鉻掩膜版和鉻粉以及基板置於工作檯上。其具體修複方法如下:
I)將修復用鉻粉均勻平鋪於基板上並壓實，並調整雷射焦點在鉻粉上表面。2)打開雷射器，通過指示雷射確定雷射的入射位置。3)打開與CXD圖像採集器相連的顯示器，將有微透明缺陷(大概位置已確定)的鉻掩膜版放置於平鋪過的鉻粉上，有掩膜圖形一面接觸鉻粉，在雷射入射的位置輕微的移動鉻掩膜版，並在顯示器上觀察，找到鉻掩膜版的上的微透明缺陷，並將其移動到雷射入射的位置。4)調整雷射器的重複頻率。5)開啟雷射，雷射通過雷射導入裝置並聚焦後穿過鉻掩膜版上有微透明缺陷的部位作用於鉻粉上，當雷射作用一定時間或以一定的掃描速度掃描後，鉻粉在雷射的作用下發生汽化、熔化及反應，在有缺陷的地方澱積上良好的最小面積或最小線寬的薄膜，然後關閉雷射。6)修復完成後清除粘附在鉻掩膜版上而未被雷射照射的鉻粉，留下良好的薄膜。所述的修復用鉻粉為純淨度>99%的納米級鉻粉。所述的基板 為玻璃板。所述雷射器為Lambda Physik公司生產的型號為PowerGator355_10三倍頻全固體紫外雷射器，該雷射器為準連續雷射器，其輸出紫外雷射波長為355nm。所述的CXD圖像採集器的放大倍數為50倍。所述的有微透明缺陷的鉻掩膜版是指缺陷的直徑為50 μ m及以上的圓形和線寬為35μπι及以上的線型。所述的能夠在有微透明缺陷的地方澱積上良好的最小面積的薄膜的雷射的工藝參數為雷射重複頻率:8000Hz，雷射作用時間1.5s，澱積上良好的最小線寬的薄膜的雷射的工藝參數為雷射重複頻率:8000Hz，掃描速度為0.02mm/s。所述的能夠得到良好鉻膜是指在經過強酸強鹼以及有機溶劑清洗過後，薄膜不脫落，並且其i (365nm)線的透過率〈2%.
上述步驟執行完畢後，修復了有直徑為50 μ m及以上的圓形和線寬為35 μ m及以上的線型微透明缺陷的鉻掩膜版。上述為本發明所述基於鉻掩膜版微透明缺陷進行修補具體實施方式
，其採用的具有安全性和環保性以及價格較低的鉻粉修復材料，以及相對簡單的實驗設備及工藝，從而使得鉻掩膜版微透明缺陷的修復成本大大降低。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干的改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。實施例1:鉻掩膜版上直徑為68 μ m左右的半圓形透明缺陷的修補將納米鉻粉平鋪於玻璃上並壓實，將小塊鉻掩膜版放置在納米鉻粉上，壓緊並用強力夾子加緊儘可能排出粉末間的空氣。將樣品放置於雷射加工平臺上，設定雷射加工參數為重複頻率8000Hz。打開雷射器，使雷射按設定的加工參數作用2.5s。加工完畢後，清除未被雷射照射的粉末，粘附在鉻掩膜版上的粉末用酒精進行清洗，即可修補鉻掩膜版上的直徑為68 μ m左右的半圓形透明缺陷。實施例2:線寬180 μ m的鉻掩膜版上約50 μ m線寬的修補
將納米鉻粉平鋪於玻璃上並壓實，將小塊鉻掩膜版放置在納米鉻粉上，壓緊並用強力夾子加緊儘可能排出粉末間的空氣。將樣品放置於雷射加工平臺上，設定雷射加工參數為重複頻率8000Hz。打開雷射器及加工平臺運動軟體，使雷射按設定的加工參數以
0.08mm/s的掃描速度加工完畢後，清除未被雷射照射的粉末，粘附在鉻掩膜版上的粉末用酒精進行清洗，即可修補鉻掩膜版上線寬約為50 μ m的透明缺陷。有必要在此指出的是以上實例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的 限制。
權利要求
1.一種鉻掩膜版微透明缺陷修補的方法，其特徵在於:採用納米級鉻粉作為實驗材料，利用紫外雷射採用透射製備薄膜技術在有微透明缺陷的鉻掩膜版上澱積一層薄膜，從而達到微修補的目的。
2.根據權利要求1所述的一種鉻掩膜版微透明缺陷雷射透射微修補的方法，其特徵在於:將納米級鉻粉置於有微透明缺陷的鉻掩膜版與基板之間並壓緊置於加工平臺上，利用紫外雷射透過鉻掩膜版有微透明缺陷的部位聚焦在鉻粉上表面，調整雷射重複頻率，雷射重複頻率範圍為8000 15000 ;開啟雷射器，當雷射作用1.5s以上或以0.005mm/s以上的掃描速度進行掃描後停止操作，雷射照射處的鉻粉會汽化、熔化或發生反應，從而在鉻掩膜版有微透明缺陷的部位澱積一層薄膜，達到直徑50 μ m以上的圓形缺陷或線寬35 μ m以上的微透明缺陷的修複目的。
3.根據權利要求2所述的一種鉻掩膜版微透明缺陷雷射透射微修補的方法，其特徵在於:所述的加工平臺、鉻粉和鉻掩膜版置於空氣中或真空中或惰性保護氣氛中。
4.根據權利要求2所述的一種鉻掩膜版微透明缺陷雷射透射微修補的方法，其特徵在於:所述的雷射器為3 55nm的全固態三倍頻雷射器。
全文摘要
一種基於鉻掩膜版微透明缺陷進行修補的方法屬於微加工領域。本發明主要是採用納米級的鉻粉，通過紫外雷射透射過有微透明缺陷的鉻掩膜版聚焦於其下方的鉻粉，然後通過對雷射參數的控制，使雷射聚焦處的鉻粉汽化、熔化以及發生反應，從而在有微透明缺陷的地方澱積上一層薄膜。本發明設備和工藝簡單，修復效率高，成本低廉，並且安全性和環保性有所保障。該方法主要用於有直徑50um及以上的圓形和線寬35um及以上的線型微透明缺陷的鉻掩膜版的修復。
文檔編號C23C24/08GK103233217SQ20131011033
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者陳繼民, 王敏, 黃超 申請人:北京工業大學