CN104391426A - 一种掩膜版 - Google Patents

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李晓旻
陈以欣
邱炳陞
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Abstract

本发明公开了一种掩膜版，其采用透明或半透明硬质材料制备形成，所述掩膜版上设置有对位标记和对位标尺，且所述掩膜版采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成。在微细切割加工工艺中，人们通过肉眼或借助于显微镜等工具可以透过掩膜版直接观测到掩膜版下方被切割或加工的区域，由于硬度高的材料磨损速率较低，在需要切割或加工尺寸，材料相同的区域时，本发明的掩膜版可以做到更薄，从而进一步消除由于掩膜版厚度造成的阴影对对准精度的影响，大大提高了微细切割加工工艺的精度。此外，通过设置对位标记和对位标尺，可以对掩模版进行精确定位。而采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成，克服了硬度高材料脆性大的问题。

Description

一种掩膜版
技术领域
本发明涉及应用于微细切割加工工艺中的一种掩膜版。
背景技术
选定的图像、图形或物体，对待处理的图像(全部或局部)进行遮挡，来控制图像处理的区域或处理过程，用于覆盖的特定图像或物体称为掩膜版。目前的掩膜版都是采用非透明材料制备的，在使用过程中，在器件加工过程中，底部的器件由于受到掩膜版遮挡，采用光学器件进行对位时，光学器件照射到掩膜板与底部器件，以实现对位。如图1所示，由于掩模版1的透明性差，难以直接观测到被切割或加工的区域，会影响对位的准确性，从而影响加工工艺的精度和良率。另外受到掩膜版1厚度的影响，光学器件在照射到掩膜版1时，会产生阴影，这些阴影会影响掩膜版1与下层器件2的准确对位。而且掩膜版1的厚度越厚，产生的阴影越大，导致对位越不准确，从而影响加工工艺的精度和良率。
发明内容
本发明提供一种掩膜版，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种掩膜版，其采用透明或半透明硬质材料制备形成，所述掩膜版上设置有对位标记和对位标尺，便于精确对准。
作为优选，所述掩膜版采用透明或半透明材料制备。利用光学器件使掩膜版与下层器件进行对位时，当光学器件照射到掩膜版时，照射光线就会直接透过掩膜版，可以透过掩膜版直接观测到被切割或加工的区域，实现掩膜版与下层器件的精确对准，从而大大提高微细切割加工工艺的精度。
作为优选，所述掩膜版的努氏硬度大于等于1800千克/平方毫米。该掩膜版具有更高的抗磨性，其被磨损的速率相较传统掩膜材料会更慢，从而有利于长时间的微细切割加工工艺。例如：氩离子切割传统掩膜版的速率是本发明掩膜版的若干倍。正因为以上磨损速率的差别，同一厚度的本发明的掩膜版被氩离子切割的寿命是传统掩膜版的若干倍。
作为优选，所述掩膜版的厚度小于1000mm，本发明的掩膜版比传统掩膜版更薄。由于硬度高的材料磨损速率较低，在需要切割或加工尺寸，材料相同的区域时，本发明的掩膜版可以做到更薄，进一步消除由于掩膜版厚度造成的阴影对对准精度的影响，从而大大提高微细切割加工工艺的精度。
作为优选，所述掩膜版采用氮化钛、各类刚玉、碳化硅、碳化硼、氮化硼、金刚石、富勒烯或以上述物质结构为基础的改良化合物。与传统掩膜材料相比，其在寿命及精度上具有明显优势。
作为优选，所述掩膜版采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成，克服了硬度高材料脆性大的问题。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明中采用透明或者半透明硬质材料来制备掩膜版，所述掩膜版上设置有对位标记和对位标尺，且所述掩膜版采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成。在微细切割加工工艺中，人们通过肉眼或借助于显微镜等工具可以透过掩膜版直接观测到掩膜版下方被切割或加工的区域，其次，由于硬度高的材料磨损速率较低，在需要切割或加工尺寸，材料相同的区域时，本发明的掩膜版可以做到更薄，进一步消除由于掩膜版厚度造成的阴影对对准精度的影响，从而大大提高了微细切割加工工艺的精度。此外，通过对位标记和对位标尺，可以实现对掩模版的精确定位。而采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成，克服了硬度高材料脆性大的问题。
附图说明
图1为现有技术中传统掩膜版应用示意图；
图2为本发明一具体实施方式中掩膜版的结构示意图；
图3为本发明一具体实施方式中掩模版的应用示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图2所示，本发明的掩膜版10采用透明或半透明材料制备形成，且其上设置有用于精准定位的对位标记和对位标尺101。其中，半透明材料是指材料只能透过一部分光，可以通过它观察其他物体的性质；透明材料是指材料能够透过全部光，可以通过它清晰地观察其他物体的性质。请参照图3，本发明中采用透明或者半透明材料来制备掩膜版10，利用光学器件使掩膜版10与下层器件2进行对位时，当光学器件照射到掩膜版10时，照射光线就会直接透过掩膜版10，可以透过掩膜版10直接观测到被切割或加工的区域，从而实现掩膜版10与下层器件2的精确对准，从而大大提高微细切割加工工艺的精度。
进一步，所述掩膜版10的努氏硬度大于等于1800千克/平方毫米，且厚度小于1000mm。也就是说，与现有技术相比，本发明的掩膜版10具有更高的耐磨性，其被磨损的速率相对于传统掩膜材料较慢，从而有利于长时间的微细切割加工工艺。
请继续参照图2和图3，较佳的，本发明的掩膜版10可以采用氮化钛、各类刚玉、碳化硅、碳化硼、氮化硼、金刚石、富勒烯或以上述物质结构为基础的改良化合物。其中，蓝宝石的努式硬度值为2100千克/平方毫米、碳化硅的努式硬度值为2480千克/平方毫米，金刚石的努式硬度值为7000千克/平方毫米。与传统掩膜版相比，硬度更高，且均为透明材料。具体地，氩离子切割掩膜版10下层器件2时，掩膜版10同时受氩离子切割，其中传统掩膜版的速率是蓝宝石材料的4-5倍；而氩离子切割的碳化硅和金刚石，则具有更高的抗磨性，磨损速率比切割蓝宝石更低。正因为以上磨损速率的差别，同一厚度的蓝宝石材料制备的掩膜版10被氩离子切割的寿命是传统掩膜版的4-5倍，而同一厚度的碳化硅、金刚石材料制备的掩膜版10则具有比蓝宝石材料制备的掩膜版10更长的寿命。
进一步的，由于硬度高的材料磨损速率较低，在需要切割或加工尺寸，材料相同的区域时，本发明的掩膜版10可以做到更薄，进一步消除由于掩膜版10厚度造成的阴影对对准精度的影响，从而大大提高微细切割加工工艺的精度。例如，在需要用氩离子切割同一区域时，一块传统掩膜版的厚度需要1000微米以上才可以达到切割区域的尺寸要求，而一块蓝宝石的掩膜版10只需要制作到200-250微米即可。由于掩膜版10的厚度更小，且由透明材料或半透明材料制成，采用光学器件对位时，其产生的阴影小，无论在显微镜下或是以肉眼观测，掩膜版的上下边缘以及切割区域的中心更容易被对准。当需要对于极小区域(如1-2微米)进行离子切割时，可以将蓝宝石的掩膜版10厚度降低为50-100微米，这样会将氩离子切割的精度提高几十至上百倍。氮化钛、其他刚玉、碳化硅、碳化硼、氮化硼、金刚石、富勒烯以及以上述物质结构为基础的改良化合物的作用与上述蓝宝石的作用相同，此处不予赘述。
作为优选，本发明的掩膜版10采用先激光切割，再与化学机械研磨工艺配合的方式加工完成。激光切割技术解决了以前的线锯切割硬度较大材料时产出量低，工具磨损大，整齐度差等问题。化学机械研磨技术则可以制作出粗糙度在纳米级的掩膜版，同时克服了硬度高材料脆性大的问题，大大降低了掩膜版10的加工难度、同时提高了加工精度。
请参照图3，并结合图1，对于相同的下层器件2，利用本发明薄的透明硬质材料(厚度约为200微米)制备的掩模版10和传统的非透明掩膜版(厚度约为1000微米)在光学显微镜下进行对准。两图比较可知，在图3中，不仅透过掩膜版10被加工区域清晰可见，掩膜版10的边缘亦比图1明显具有更卓越的聚焦程度，更加清晰锐利。事实证明，本发明实现了掩膜版10与下层被加工区域的精确对准，有助于大大提高加工精度。
综上所述，本发明的掩膜版10采用透明或半透明硬质材料制备形成，所述掩膜版10上设置有对位标记和对位标尺101，且所述掩膜版10采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成。在微细切割加工工艺中，人们通过肉眼或借助于显微镜等工具可以透过掩膜版10直接观测到掩膜版10下方被切割或加工的区域。其次，由于硬度高的材料磨损速率较低，在需要切割或加工尺寸，材料相同的区域时，本发明的掩膜版10可以做到更薄，进一步消除由于掩膜版10厚度造成的阴影对对准精度的影响，从而大大提高了微细切割加工工艺的精度。通过在掩模版10上设置对位标记和对位标尺101，可以实现掩模版10的精确定位，而采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成，克服了硬度高材料脆性大的问题。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种掩膜版，其特征在于，该掩膜版采用透明或半透明硬质材料制备形成，所述掩膜版上设置有对位标记和对位标尺。
2.如权利要求1所述的一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版采用激光切割工艺与化学机械研磨工艺配合加工完成。
3.如权利要求1所述的一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版的努氏硬度大于等于1800千克/平方毫米。
4.如权利要求1所述的一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版的厚度小于1000mm。
5.如权利要求1所述的一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版采用氮化钛、刚玉、碳化硅、碳化硼、氮化硼、金刚石、富勒烯或以上述物质结构为基础的改良化合物。
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