УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ФОТОШАБЛОНА

Полезная модель относится к области микроэлектроники и предназначена для устранения недопустимых дефектов маскирующего покрытия типа «прокол» и «вырыв», при производстве фотошаблонов с хромовым маскирующим покрытием.
В настоящее время процесс устранения дефектов маскирующего покрытия типа «прокол» и «вырыв» является сложной технологической операцией и требует дорогостоящего специального технологического оборудования.
В настоящее время используются автоматизированные системы - электроннолучевая установка устранения дефектов MeRiT MG и лазерный ретушер ЭМ-5001Б, в основе работы которых лежит принцип устранения дефектов осаждением металлоорганического соединения из газовой фазы при электроннолучевой или лазерной стимуляции /1, 2/.
Данные устройства экономически целесообразно использовать на крупных фабриках по производству фотошаблонов, в связи с их высокой стоимостью и сложностью эксплуатации.
Кроме того, устранение дефектов возможно на фотошаблонных заготовках лишь определенного (установленного) размера.
При изготовлении фотошаблонов небольшими партиями для научно-исследовательских целей использовать данные установки экономически не выгодно. Кроме того, при использовании фотошаблонов нестандартных габаритов (при выполнении, например, НИР или ОКР) использование данных установок связано с большими сложностями, т.к. необходимо изготавливать новую оснастку и переналаживать систему загрузки при каждом нестандартном типономинале стекла.
6
Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является установка лазерного устранения дефектов промежуточных шаблонов ЭМ - 5001Б, которая предназначена для: коррекции прозрачных дефектов в покрытии шаблонов методом лазерно-химического осаждения металлоорганического вещества /3/. Обычно газовая фаза создается устройством нагрева вещества - гексакарбонила молибдена Мо(СО), который представляет собой твердое вещество белого цвета, сублимирующееся при температуре 30-40 градусов по Цельсию и разлагающееся при температуре 150-400 градусов по Цельсию. При коррекции дефекта используется лазер непрерывного действия и принцип работы на «ходу». Величина осаждаемого пятна зависит от скорости перемещения координатного стола, энергии лазерного излучения. При этом имеет место образования подпыла вещества, связанного с непрерывностью работы лазера и образования градиента температуры на поверхности
стекла. Подпыл убирается дальнейшим испарением импульсным лазером. Так как стоимость установки может достигать до 2.5 млн. долларов то такие установки могут позволить себе иметь крупные фабрики по производству фотошаблонов. Данная установка позволяет производить ремонт фотошаблонов лишь следующих размеров: 127×127 мм, 153×153 мм, 178×178 мм. Также, для работы установки должны быть соблюдены высокие требования по обеспечению:
- класса частоты производственного помещения (100-1000),
- допустимого уровня вибрации,
- необходимой температуры воздуха,
- электропитанию,
- электромагнитной совместимости,
- азотом, вакуумом, сжатым воздухом и т.д.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в минимизации затрат для мелких производителей и пользователей фотошаблонов. Решение задачи достигается путем применения устройства устранения дефектов маскирующего покрытия типа «прокол» и «вырыв» методом осаждения металлов на доступном технологическом оборудовании, в частности на лазерном ретушере для испарения металлов ЭМ-551А, Б.
Устройство для устранения дефектов фотошаблона типа «прокол» и «вырыв» включает съемную камеру, устанавливаемую в область наличия дефекта на фотошаблоне и камеру нагрева вещества. Камеры выполнены в виде отдельных модулей, соединенных трубопроводами. Камера нагрева представляет собой замкнутый контур с нагревательным элементом и лодочкой для металлоорганического вещества. Рабочая камера представляет собой замкнутый контур с прозрачной верхней частью, выполненной из кварцевого стекла и оснащена уплотнительными резиновыми элементами.
Графические изображения.
На фиг.1 представлена конструкция нагревательной камеры, где:
1 - Лодочка с веществом;
2 - Нагреватель.
На фиг.2 представлена конструкция рабочей камеры, где:
3 - Резиновое уплотнительное кольцо;
4 - Кварцевое стекло;
5 - Фотошаблон.
Камера нагрева представляет из себя герметичную конструкцию, в которую монтируются лодочка для металлоорганического вещества и нагревательный элемент. Соединяющий трубопровод представляет собой гибкие полипропиленовые трубки. Рабочая
камера представляет собой замкнутый контур, верхняя часть которого выполнена из кварцевого стекла, которое обеспечивает с одной стороны герметичность камеры, а с другой обеспечивает пропускание лазерного луча с минимальными потерями. Для обеспечения герметичности рабочая камера оснащена резиновым уплотнительным кольцом, обеспечивающим плотное прилегание к ремонтируемому фотошаблону.
Т.к. установка предназначена для испарения остатков хромового покрытия, необходимо уменьшить энергию лазера до величины, при которой хром не испаряется.
Камера нагрева изготовлена из легкосплавного материала, например дюраль. В нижней части расположен нагреватель, в нашем случае это 24 вольтовая лампочка от микроскопа. Нагреватель от камеры, где располагается порошок отделен стенкой. Передача тепла осуществляется конвекционным методом.
Описание работы устройства.
На координатный стол установки помещается фотошаблон, который будет ремонтироваться. На фотошаблон устанавливается рабочая камера, при этом необходимо убедится в плотности прилегания уплотнительного кольца. В лодочку (может быть изготовлена из любого материала, например, металлической фольги, выполненной в форме коробочки) засыпается гексакарбонил молибдена. Включается нагреватель и при достижении температуры 30-40 градусов по Цельсию начинается испарение металлорганического вещества. Далее в нагревательную камеру подается очищенный сжатый азот, который осуществляющий захват и перенос в рабочую камеру паров металлоорганического соединения в виде газообразной фазы. После этого производится ориентировка лазера на ремонтируемый участок, производится лазерное стимулирование (30-40 сек.) газообразной фазы при этом в зоне осаждения происходит местный разогрев стекла до 200-300 градусов по Цельсию, в результате которого происходит разложение гексакарбонил молибдена
6
Мо(СО)→Мо+6СО↑
с выделением окиси углерода и мелкодисперсного молибдена. Таким образом, происходит осаждение металлоорганического соединения на поверхность фотошаблона. Далее происходит переориентировка лазера на следующий исправляемый дефект.
Использование полезной модели позволит:
1. Модернизировать существующее оборудование ЭМ-551А, Б, работающее по методу испарения металлов и позволяющие производить коррекцию только одного вида дефектов, в виде остатков хромового покрытия с целью использования данного устройства при производстве фотошаблонов на небольших предприятиях, НИИ и т.д. для устранения дефектов типа прокол, вырыв так называемой планарной ретушью, которая имеет высокую
степень адгезии к маскирующему покрытию, не мешает использовать фотошаблоны при контактной и проекционной литографиях и повышает процент выхода годных.
2. Использовать фотошаблоны любого размера и конфигурации за счет ручной установки.
3. Формировать «заплатку», без образования подпыла, за счет использования установки с импульсным лазером и выходной диафрагмой, имеющей форму квадрата.
4. Минимизировать затраты на производство фотошаблонов, т.к. используется менее дорогое оборудование.
Источники информации:
1. Аваков С.М., Карпович С.Е., Овчинников В.А., Титко Е.А. Операции контроля топологии в технологическом процессе изготовления фотошаблонов. Электроника инфо, №1 январь 2008 г.
th
2. V.A.Boegli, К.Edinger, M.Budach, Т.Hofmann, and J.Oster, "Latest performance results from Zeiss / Nawotec MeRIT MG electron-beam mask repair tool", in 24 Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, Proc. SPIE Vol.5567, 2004.
3. Брас 442.174.017 ТУ - прототип.