激光化学气相沉积光掩模版修复系统的研究

摘要

激光化学气相沉积技术是目前掩模亮场缺陷修复的主要手段,它存在两种不同的作用机理:光热解离原理和光化学解离原理。 光热解离原理利用了激光的热效对沉积基底进行局域快速加热,使局部温度达到沉积所需温度;光化学解离则适当波长的激光辐射直接激发气体分子反应分解.为了对透明光掩模亮场区域进行修补，需要光化学解离过程诱导反应发生:当激光垂直作用于基底时，沉积薄膜会吸收激光能量导致表面温度升高,从而引发光热解离过程.由于光热解离过程反应速率远远大于光化学解离，光热解离将成为主导放映。 为了便于工业生产应用，设计了在开放环境下进行机关化学气相沉积的反应室和气路控制系统，并通过合理的实验步骤保证基底的清洁和惰性的反应环境。通过实验，开放式环境下长时间的激光辐射容易造成薄膜质量的下降。为了得到光掩模亮场区域附着力强、消光比高的金融Cr膜，分别采用了累积辐射时间和提高辐射功率密度的方法进行实验。首先利用355nm的紫外激光器，采用1.2×107W/cm2的激光功率密度累积作用60s，薄膜厚度虽有所增加,然而沉积薄膜结构疏松.然后利用功率密度为1.3×108W/cm2的351nm紫外激光诱导Cr(CO)6分解,在1.5S内获得了高质量的沉积薄膜,并通过了附着测试实验.实验表明,在开放环境下通过短时间、高功率密度辐射的方法能够获得满足工业要求的金属沉积薄膜.为了提高薄膜质量,应对反应室做进一步的改进,使其完全排空气对沉积反应的影响;对激光光速进行均化,保证激光辐射范围内薄膜的均匀生长;并利用在线监测系统对薄膜生长进行监控制.