JP2005070490A - Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof - Google Patents
Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005070490A JP2005070490A JP2003300921A JP2003300921A JP2005070490A JP 2005070490 A JP2005070490 A JP 2005070490A JP 2003300921 A JP2003300921 A JP 2003300921A JP 2003300921 A JP2003300921 A JP 2003300921A JP 2005070490 A JP2005070490 A JP 2005070490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photomask
- identification tag
- identification
- substrate
- diffraction grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【課題】フォトマスクの製造管理を行うために、処理過程及びマスクの品質に影響を与えることなく、フォトマスク基板に短時間で直接加工を行うことができ、作製した視認性の高い識別票つきのフォトマスク基板及びフォトマスクと、そこに書きこんだ情報を効率的に識別する方法を提供すること。
【解決手段】フォトマスクを製造する工程内で、フォトマスク基板の識別及び管理等に用いる情報パターンからなる識別票を有するフォトマスク基板において、前記識別票が、フォトマスク基板の表面以外の内部領域に、超短パルスレーザの二光束干渉露光を用いた直接加工により、回折格子からなる識別票の書き込みをおこなった識別票つきのフォトマスク基板。
【選択図】図1A photomask substrate can be directly processed in a short time without affecting the processing process and the quality of the mask for manufacturing management of the photomask. To provide a method for efficiently identifying a photomask substrate and a photomask and information written therein.
In a photomask substrate having an identification tag composed of an information pattern used for identification and management of the photomask substrate in the process of manufacturing the photomask, the identification tag is an internal region other than the surface of the photomask substrate. In addition, a photomask substrate with an identification tag on which an identification tag made of a diffraction grating is written by direct processing using two-beam interference exposure of an ultrashort pulse laser.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は半導体の処理過程中のフォトリソグラフィー工程で使用される露光転写用のフォトマスクを製造するための識別票つきのフォトマスク基板及びフォトマスク及びその識別方法に関する。 The present invention relates to a photomask substrate with an identification tag, a photomask, and a method for identifying the same for manufacturing a photomask for exposure transfer used in a photolithography process during a semiconductor processing process.
フォトマスクでは、遮光膜の製膜処理、レジストによるパターニング処理、遮光膜のエッチング及びレジスト剥離処理といった処理過程によって製造されている。近年、半導体装置を製造する処理過程には多数のフォトマスクが用いられ、フォトマスクそれぞれによって要求される条件等には多くの種類がある。よってフォトマスクの製造においては多種多様で大量の商品を管理する必要がる。 The photomask is manufactured by a process such as a light-shielding film forming process, a resist patterning process, a light-shielding film etching process, and a resist stripping process. In recent years, a large number of photomasks are used in a process of manufacturing a semiconductor device, and there are many types of conditions required for each photomask. Therefore, in manufacturing photomasks, it is necessary to manage a large variety of products.
フォトマスクに要求される条件が、製品により異なるため材料であるフォトマスク用のフォトマスク基板(以下基板と記す)の種類及び要求される処理過程の情報等と多岐にわたるが、その管理方法は一般に基板のコーナーカットと、基板を保管する収納ケースへの処理過程の情報等からなる指示書の添付によって行われている。前記コーナーカットは、基板の角を研磨して基板の材料の種類及び基板の表裏を一目で判別できるように区別するためにつけられている。しかし近年、たった4つの角のコーナーカットの組み合わせ(最大でも6通り)では、基板の種類の増加に対応することは難しく、かつ情報の種類でも困難となる問題がある。 Since the conditions required for photomasks vary depending on the product, there are various types of photomask substrates for photomasks (hereinafter referred to as substrates), which are materials, and information on required processing processes. This is done by attaching an instruction sheet consisting of information such as a corner cut of the substrate and a processing process to the storage case for storing the substrate. The corner cut is made so that the corners of the substrate are polished so that the material type of the substrate and the front and back of the substrate can be distinguished at a glance. However, in recent years, the combination of corner cuts of only four corners (up to six) has a problem that it is difficult to cope with the increase in the types of substrates and the types of information.
前記指示書は、処理過程中で基板を保管する収納ケースに添付されていて、処理過程中で基板の識別、処理過程の処理条件等の管理に用いられている。しかし指示書は、自体が発塵源となる恐れがあり、また指示書と基板とを一対一で管理する必要性があるため多くの処理を経る処理過程でこれらを他の指示書と取り違えてしまい、間違った条件でフォトマスクを作製してしまう危険性がある。そういった不具合を改善するためには基板自身に識別しやすい、多くの情報を持たせることが必要であった。 The instructions are attached to a storage case for storing the substrate during the process, and are used for managing the substrate identification and the process conditions during the process. However, the instructions themselves may be a source of dust generation, and it is necessary to manage the instructions and the substrate on a one-on-one basis. Therefore, there is a risk of producing a photomask under wrong conditions. In order to improve such problems, it was necessary to provide a lot of information that was easy to identify on the board itself.
そのため従来の技術では、マスクパターンの描画時に一緒に基板の種類及び情報等を書きこみが行われ、通常、最終的に遮光膜に種類及び情報を付与する方法が現在使われている。しかし前記の処理過程中では、遮光膜がエッチングされるまでその情報を視認することができないのでフォトマスク製造の処理工程の管理には向いていない。また、フォトマスク基板の周縁部等にレーザマーカーによる表面加工やパターニング処理した遮光膜を付けることによって情報を添付することも提案されている。しかし基板の表面に凹凸をつくることにより加工処理による発塵だけでなく、それ以降の処理過程のレジスト塗布処理などにおいて未処理の面に比べて汚れがたまりやすくなることが考えられる。また、パターニング処理した遮光膜等、他の材料をつけることによりエッチングなどの処理過程でコンタミを生じる恐れもある。よってこういった方法ではフォトマスク製造の処理過程に悪影響を及ぼしてしまうことが考えられる。 Therefore, in the prior art, the type and information of the substrate are written together when drawing the mask pattern, and a method of finally giving the type and information to the light shielding film is currently used. However, since the information cannot be visually recognized until the light-shielding film is etched during the above-described process, it is not suitable for the management of the photomask manufacturing process. It has also been proposed to attach information by attaching a light-shielding film that has been subjected to surface processing or patterning processing using a laser marker on the periphery of a photomask substrate. However, it is conceivable that by forming irregularities on the surface of the substrate, not only dust is generated by processing, but also dirt is more likely to accumulate than in an untreated surface in a resist coating process in the subsequent processing. In addition, there is a possibility that contamination may occur in the process of etching or the like by applying another material such as a patterned light shielding film. Therefore, it can be considered that such a method adversely affects the process of manufacturing the photomask.
そこでフォトマスク基板自身に処理過程に影響することなく工程管理が可能となる識別票をつける必要があった。 Therefore, it is necessary to attach an identification tag to the photomask substrate itself that enables process management without affecting the processing process.
一方、超短パルスレーザ光を用いた透明材料内部領域の加工が研究されている。パルス幅がフェムト秒オーダーと非常に短いレーザパルスを前記透明材料内部領域に集光照射することにより前記透明材料表面に影響を与えることなくレーザが集光された内部領域にのみ直接加工を行うことができる。また、その直接加工は、熱的なものでなく、直接材料の
構造変化を誘起することによるので照射部位にのみ非常に精度の高い加工を行うことができる。こういった直接加工方法は、超短パルスレーザを用いることではじめて、可能になったものである。この技術を生かして薄いガラスの基板の内部にマーキングを行う方法が多く示されている。例えば、特許文献1等には、パルス幅100フェムト秒(fs)のレーザと開口比0.28のレンズを組み合わせてソーダライムガラスの基板に1000パルスの多重露光で線状のマークパターンを書きこむ方法が示されている。
On the other hand, processing of a transparent material inner region using an ultrashort pulse laser beam has been studied. By directly irradiating the internal region of the transparent material with a laser pulse with a pulse width as short as a femtosecond order, direct processing is performed only on the internal region where the laser is focused without affecting the surface of the transparent material. Can do. Further, since the direct processing is not thermal, but directly induces a structural change of the material, processing with very high accuracy can be performed only on the irradiated portion. Such a direct processing method is only possible by using an ultrashort pulse laser. There have been many methods for marking inside thin glass substrates using this technique. For example, in
しかし、実際に100fs程度の超短パルスレーザを用いた直接加工では、極短時間にエネルギーが集中するために試料の入射面がダメージを受けやすい。よって対物レンズの焦点近傍での性能などを用いて、入射面では低いエネルギーの光を内部で急峻に集光する必要がある。そのため内部領域での直接加工の可能領域は、レンズのワーキングディスタンスの深さ(前記対物レンズの焦点深度の範囲の近傍)までに限られ、かつエネルギーが低いので一箇所の加工に多重露光が必要となり時間がかかるものであった。 However, in direct processing using an ultrashort pulse laser of about 100 fs, energy is concentrated in an extremely short time, so that the incident surface of the sample is easily damaged. Therefore, it is necessary to abruptly condense light of low energy on the entrance surface using performance near the focal point of the objective lens. For this reason, the area where direct processing is possible in the internal region is limited to the depth of the working distance of the lens (near the range of the focal depth of the objective lens), and since the energy is low, multiple exposure is required for processing at one location. It took a long time.
前記方法以外にも多く示されているフェムト秒レーザの一光束による単純な集光照射方法を用いてマーキングを行う場合、一箇所の直接加工では視認性が悪く、複数個の加工部位をまとめて一つのパターンとする必要がある。また、より大きな加工範囲では、クラックを発生させずに行うために一箇所の加工に対して弱いエネルギーの多重露光が必要であった。そういった面でこの方法は加工時間の面で効率と、その視認性が悪いものであった。 In addition to the above method, when marking is performed using a simple condensing irradiation method using a single beam of femtosecond laser, the direct processing at one place is poor in visibility, and a plurality of processing sites are combined. It is necessary to have one pattern. Further, in a larger processing range, multiple exposure with weak energy is required for processing at one place in order to perform without generating cracks. In this respect, this method is inefficient in terms of processing time and its visibility.
今までも一光束の多重露光による加工部位を周期的に並べることによりグレーティング構造を書きこむことはできたが、基板内部にクラックを発生させないために加工部位間の距離を数十μm程度離す必要があったので、より微細化の要望のグレーティング構造に対応するほどのピッチ幅が狭く、より回折効率の高いグレーティング構造を書きこむことはできなかった。また、構造の精度は試料ステージの精度に依存し、加工を繰り返して回折格子が得られる程度の周期構造数を得るためには膨大な時間がかかるものであった。 Up until now, it was possible to write the grating structure by periodically arranging the processing parts by multiple exposure of one light beam, but it is necessary to keep the distance between the processing parts several tens of μm in order to prevent cracks inside the substrate. Therefore, it was impossible to write a grating structure with a narrower pitch width corresponding to the grating structure requested to be finer and higher diffraction efficiency. In addition, the accuracy of the structure depends on the accuracy of the sample stage, and it takes an enormous amount of time to obtain the number of periodic structures enough to obtain a diffraction grating by repeating processing.
次に、基板に添付された情報の読み取り方法としては、特許文献2等に開示され、マスク表面に書きこまれた遮光膜と基板のコントラストによるバーコードパターン等について遮光膜からの反射を利用した読み取り方法がある。また、特許文献3等には、CCDカメラを用いて二次元の明視野像として情報を読み取る方法が示されている。しかし、通常の一光束による方法で内部に書きこまれた識別票では、基材の局所的な屈折率変化によるものであるため、明確な反射又は透過像は得られない。また、像は微小なドットの集合で作られているが、基板内部のクラックの発生を防ぐため、また加工時間が膨大にかかるためにドットを高密度に書きこむことはできない。そのために前記ドットは、遮光膜対ガラスと同程度のコントラスト比を得て二次元画像を処理することは難しい。
Next, as a method of reading the information attached to the substrate, the reflection from the light shielding film is used for a barcode pattern or the like disclosed by
以下に公知文献を示す。
本発明の課題は、フォトマスクの製造管理を行うために、処理過程及びマスクの品質に影響を与えることなく、フォトマスク基板に短時間で直接加工を行うことができ、作製し
た視認性の高い識別票つきのフォトマスク基板及びフォトマスクと、そこに書きこんだ情報を効率的に識別する方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to perform manufacturing management of a photomask, so that the photomask substrate can be directly processed in a short time without affecting the processing process and the quality of the mask, and the produced high visibility. It is an object of the present invention to provide a photomask substrate with an identification tag and a photomask and a method for efficiently identifying information written therein.
本発明の請求項1に係る発明は、フォトマスクを製造する工程内で、フォトマスク基板の識別及び管理等に用いる情報パターンからなる識別票を有するフォトマスク基板において、前記識別票が、フォトマスク基板の表面以外の内部領域に直接加工により回折格子の書き込みをおこなったことを特徴とする識別票つきのフォトマスク基板である。 According to a first aspect of the present invention, in the photomask substrate having an identification tag composed of an information pattern used for identification and management of the photomask substrate in the process of manufacturing the photomask, the identification tag is a photomask. A photomask substrate with an identification tag, wherein a diffraction grating is written directly into an internal region other than the surface of the substrate by processing.
本発明の請求項2に係る発明は、前記直接加工が、超短パルスレーザの二光束干渉露光を用い、回折格子からなる識別票の書き込みをおこなったことを特徴とする請求項1記載の識別票つきのフォトマスク基板である。
The invention according to
本発明の請求項3に係る発明は、フォトマスク基板にマスクパターンを形成したフォトマスクにおいて、前記識別票つきのフォトマスク基板を用いたことを特徴とする請求項1、又は2記載の識別票つきのフォトマスク基板を用いたフォトマスクである。
The invention according to
本発明のフォトマスク基板は、超短パルスレーザによって直接加工を行ったことを特徴とするものである。基板に対して大気中で直接加工を行うため、マーキングのための特別な処理過程、処理環境を一切必要としない。また、マーキングを行うタイミングも基板用の基材の研磨後であればその後の処理過程中でいつでも行うことができ、追加工も可能である。 The photomask substrate of the present invention is characterized by being directly processed by an ultrashort pulse laser. Since the substrate is directly processed in the atmosphere, no special processing process or processing environment for marking is required. Moreover, if the timing which performs marking is after grinding | polishing of the base material for board | substrates, it can carry out at any time in the subsequent process, and an additional process is also possible.
また、上記において透明な基板内部に屈折率変化領域を局所的に作ることにより識別票とすることを特徴とするものである。一般的な表面加工においては微細な破片等が発生し、これが発塵源となるために新たに洗浄が必要であったり、基板表面の形状が変化することで基板の表面積が増大し汚れがたまりやすいなど処理過程に不具合を生じる恐れがあった。これに対して本発明の方法では、透明な基板の内部にのみ識別票を書きこむため、この加工において基板表面は一切影響を受けない。また、基板表面の再研磨、表層のエッチングなどの処理過程を経ても書きこまれた情報は半永久的に保存される。 In addition, in the above, an identification tag is formed by locally forming a refractive index change region inside a transparent substrate. In general surface processing, fine debris and the like are generated, and this becomes a dust generation source, so new cleaning is necessary, or the substrate surface shape changes, increasing the surface area of the substrate and collecting dirt. There was a risk of problems in the processing process, such as easy. On the other hand, in the method of the present invention, since the identification tag is written only inside the transparent substrate, the substrate surface is not affected at all in this processing. In addition, the written information is stored semi-permanently even after processing such as repolishing the substrate surface and etching the surface layer.
本発明の請求項4に係る発明は、フォトマスクを製造する工程内で、識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクから識別票を視認して、フォトマスク基板又はフォトマスクの識別及び管理等に用いる識別票の識別方法において、内部領域に書き込こまれた回折格子の識別票の識別方法が、照明光ビームを照射して、回折格子の視認性をいかして識別することを特徴とする識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
The invention according to
本発明の請求項5に係る発明は、前記識別方法が、照明光ビームを照射して、散乱及び回折格子の屈折率変化による透過光の強度から画像処理のパターン、又は目視のパターンとして、フォトマスク基板又はフォトマスクの表面、裏面、側端面のいずれかの一つの面より視認性をいかして識別することを特徴とする請求項4記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
In the invention according to
本発明の請求項6に係る発明は、前記回折格子の識別票の識別方法が、照明光ビームを照射して、回折格子の光回折能をいかして回折する透過光により光学的に識別することを特徴とする請求項4記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
In the invention according to
本発明の請求項7に係る発明は、前記識別方法が、照明光ビームを照射して、回折格子
の光回折能で、回折する透過光の強度の変化を2値化処理により光学的に識別することを特徴とする請求項6記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
In the invention according to
本発明の請求項8に係る発明は、前記識別方法が、照明光ビームを照射して、回折格子の光回折能で、特定の角度方向に回折する透過光により光学的に識別することを特徴とする請求項6記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
The invention according to
本発明の請求項9に係る発明は、前記識別方法が、照明光ビームを照射して、回折格子の光回折能で、一つの方向に回折する透過光と、それ以外の一つの方向との2方向に回折する透過光により光学的に識別することを特徴とする請求項6記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
In the invention according to
本発明の請求項10に係る発明は、前記識別方法が、照明光ビームの入射角度又は/及びその波長を変化させた照明光ビームを照射することにより、回折格子の光回折能で、該回折格子のピッチ幅により変化する回折特性の差違を回折する透過光により光学的に識別することを特徴とする請求項6記載の識別票つきのフォトマスク基板又はフォトマスクの識別方法である。
The invention according to claim 10 of the present invention is characterized in that the identification method irradiates the illumination light beam with the incident angle of the illumination light beam and / or the wavelength of the illumination light beam being changed, so that the diffraction is performed with the light diffraction ability of the diffraction grating. 7. The photomask substrate or photomask identification method according to
また、書きこみでは、レーザを基板内部に集光照射した面に対して平行方向に集光部を走査し、この面に識別可能な像の書き込みを行うことに加え、前記平行方向の面に対して垂直方向に集光部を走査し、この面に識別可能な像の書き込みを行えることを特徴とする。すなわち、基板表面と平行する前記平行面と、垂直方向(深さ方向)の垂直面に識別可能な像の書き込みを行えることである。これらを組み合わせて基板の内部領域で、且つ回路パターン領域外の意図した場所に3次元的に識別表を書きこむことができるため、基板のいかなる面からも書きこみを行い、情報を読み取ることが可能となる。 In writing, in addition to scanning the condensing part in a direction parallel to the surface of the substrate where the laser is focused and irradiated, writing an identifiable image on this surface, in addition to the surface in the parallel direction On the other hand, the condensing part is scanned in the vertical direction, and an identifiable image can be written on this surface. That is, it is possible to write an identifiable image on the parallel plane parallel to the substrate surface and a vertical plane in the vertical direction (depth direction). By combining these, it is possible to write the identification table three-dimensionally in the intended area outside the circuit pattern area in the internal area of the board, so that information can be written and read from any surface of the board. It becomes possible.
本発明における識別票は、フェムト秒レーザパルスの二光束干渉露光を用いた回折格子であることを特徴とする。単純な一光束の多重露光によってつくられる構造と異なり、たった1パルスの照射で1箇所に視認性が高い構造を書きこむことがで、多重露光が不要となり直接加工の時間が大幅に短縮される。また、その透過、反射の回折光をいかして光学的に書きこまれた情報を読み取ることもできる。 The identification tag in the present invention is a diffraction grating using two-beam interference exposure of femtosecond laser pulses. Unlike a structure created by simple single-beam multiple exposure, writing a structure with high visibility at one location with only one pulse of irradiation eliminates the need for multiple exposure and greatly reduces the time required for direct processing. . In addition, the optically written information can be read using the diffracted light transmitted and reflected.
本発明で示したフォトマスク基板は超短パルスレーザを用いて基板内部の3次元的に意図した場所へ直接書きこまれた識別票を有する。またこの識別票は二光束干渉露光による体積型の回折格子であるため、一光束による加工に比べ視認性が高く、基板のいかなる面からも目視だけでなく光学的な方法で識別可能である。また、1パルスの照射のみで周期構造を加工できるため、効率も良い。よってマスク製造の処理過程においてパーティクル、コンタミ等の影響を及ぼすことなく、効率的な基板管理を行うことができる効果を奏する。 The photomask substrate shown in the present invention has an identification tag written directly to a three-dimensionally intended location inside the substrate using an ultrashort pulse laser. Further, since this identification tag is a volume type diffraction grating by two-beam interference exposure, it has higher visibility than processing by one beam, and can be identified from any surface of the substrate not only by visual observation but also by an optical method. In addition, since the periodic structure can be processed with only one pulse of irradiation, the efficiency is good. Therefore, there is an effect that efficient substrate management can be performed without the influence of particles, contamination and the like in the process of manufacturing the mask.
本発明について図面を参照して説明する。図1には、本方法で用いる二光束干渉法による透明材料内部への回折格子の書きこみについて示す。1光束のレーザ光を一旦2つの光路にわけたフェムト秒レーザ2を、レンズ等3を用いて透明材料内部の一点に集光する。このとき2つののパルスが時間的にも、空間的にも一致することでパルス同士を干渉させ、内部の集光点に回折格子4を書き込むことができる。このとき試料の表面のレーザ入射面Aには加工による影響を与えることはない。
The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the writing of the diffraction grating into the transparent material by the two-beam interference method used in this method. A
本方法における加工に用いるレーザの波長は、未集光時に照射される材料を透過することのできる波長である必要がある。また、内部のみに加工を行うために、試料表面では加工閾値以下のエネルギー密度であり、集光することにより焦点付近で空間的なエネルギー密度を高めてはじめて、材料の加工閾値を超えるようにレーザの強度を調整して行う。 The wavelength of the laser used for processing in the present method needs to be a wavelength that can pass through the material irradiated when not condensed. In order to process only the inside, the energy density is below the processing threshold on the sample surface, and it is only necessary to increase the spatial energy density near the focal point by condensing, so that the laser will exceed the processing threshold of the material. Adjust the strength of the.
また、レーザのパルス幅は100fsのパルスをチャープさせて時間幅を広げて用いる。パルス幅が短いほどクラック等の発生する可能性が少なく、低いパワーで加工を行うことができる。しかし尖頭値が高いので入射表面でのダメージを避けるために対物レンズ等で急峻に集光を行う必要がある。この場合集光点が可変する深度範囲であるワーキングディスタンスが短くなるため、試料内部の深くに集光し加工を行うことはできない。パルス幅を広げることにより、焦点距離50mm以上の凸レンズを用いてワーキングディスタンスを拡大し深くに加工することも可能となるので、加工条件によって調整を行う。 Further, the pulse width of the laser is used by chirping a 100 fs pulse to widen the time width. The shorter the pulse width, the less the possibility of cracking and the like, and processing can be performed with low power. However, since the peak value is high, in order to avoid damage on the incident surface, it is necessary to perform condensing with an objective lens or the like. In this case, since the working distance, which is the depth range in which the condensing point is variable, becomes short, it is impossible to perform processing by condensing deep inside the sample. By expanding the pulse width, it becomes possible to enlarge the working distance using a convex lens having a focal length of 50 mm or more and to process it deeply, so adjustment is performed according to the processing conditions.
以上に示した方法で透明材料の内部に回折格子を書きこむことができる。1パルスの照射で書きこめる回折格子の大きさは直径約20μm程度である。これは照射するレーザの強度等によって変化させることができる。ビームスポット中に形成される回折格子のピッチ幅は光源波長、試料中の二光束の交差角度といった干渉条件によって可変であり最小のものでは光源波長の回折限界に近い微細な周期性も得られる。例えば波長800nmのレーザを光源として用い、試料中に二光束を60度の角度で交差させ、回折格子を書きこんだ場合、ピッチ幅800nmの周期性を持つ回折格子を書きこむことができる。 The diffraction grating can be written in the transparent material by the method described above. The size of the diffraction grating that can be written by irradiation with one pulse is about 20 μm in diameter. This can be changed depending on the intensity of the laser to be irradiated. The pitch width of the diffraction grating formed in the beam spot is variable depending on the interference conditions such as the light source wavelength and the crossing angle of the two light beams in the sample, and a minimum periodicity close to the diffraction limit of the light source wavelength can be obtained. For example, when a laser having a wavelength of 800 nm is used as a light source and two light beams intersect with each other at an angle of 60 degrees in a sample and a diffraction grating is written, a diffraction grating having a periodicity with a pitch width of 800 nm can be written.
書きこまれた回折格子はたった1箇所であっても同サイズの一光束の集光による加工部位よりも視認性が高い。これは通常の方法が加工部位によって光を散乱させて識別を行うのに対して、本方法では、加工部位による散乱に加えて、スポット中につくられた回折格子の数百nm〜数μmの周期的な構造による光の回折を認識することができるためである。加工においては1個所のみによるマーキングだけでなく、ごく近くに配列させた数個のパターンをまとめて一つの記号とすることもできる。 Even if the written diffraction grating is only one place, the visibility is higher than that of a processed part obtained by condensing one beam of the same size. In the conventional method, light is scattered by a processing site and identification is performed. In this method, in addition to the scattering by the processing site, the diffraction grating formed in the spot is several hundred nm to several μm. This is because light diffraction due to the periodic structure can be recognized. In processing, not only the marking at only one place but also several patterns arranged in close proximity can be combined into one symbol.
この場合、図2に示すように入射面Aと平行に、例えば図面左側より右方向に集光点を走査し直接加工を行い、複数個の回折格子を加工する。図2では、基板のレーザ入射面Aよりレンズ等2により試料中で二光束を別の角度で交差させ、図面上下方向の深さは変えずに、図面左側より右方向及び手前より奥に集光点を走査し、連続して回折格子4を書きこんでいる。
In this case, as shown in FIG. 2, the condensing point is scanned in parallel to the incident surface A, for example, in the right direction from the left side of the drawing to directly process the plurality of diffraction gratings. In FIG. 2, the two light beams intersect with each other at a different angle from the laser incident surface A of the substrate through the
図3は、図2の回折格子を説明する図で、(a)は平面図であり、(b)は、X−X面の側断面であり、(c)は、Y−Y面の側断面である。図3(a)では、基板の表面、すなわち、ビーム入射面Aより見た平面図である。(b)では、X−X面での側断面図、すなわち、ビーム入射面Aを走査する方向に平行する面Bより見た側断面図で、回折格子の周期方向が判別できる。(c)では、Y―Y面での側断面図、すなわち、ビーム入射面Aを走査する方向に直交する面Cより見た側断面図であり、周期的な層状構造となっており、回折格子の周期方向が判別できない。また、1つの深さの集光点であり、走査方向は基板表面と平行する方向のみである。 3A and 3B are diagrams illustrating the diffraction grating of FIG. 2, where FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a side cross-section of the XX plane, and FIG. 3C is a side of the YY plane. It is a cross section. FIG. 3A is a plan view seen from the surface of the substrate, that is, the beam incident surface A. FIG. In (b), the periodic direction of the diffraction grating can be determined by a side sectional view taken along the plane XX, that is, a side sectional view viewed from a plane B parallel to the scanning direction of the beam incident surface A. (C) is a side cross-sectional view in the YY plane, that is, a side cross-sectional view as viewed from a plane C perpendicular to the direction in which the beam incident surface A is scanned, and has a periodic layered structure, and is diffracted. The periodic direction of the grating cannot be determined. Moreover, it is a condensing point of one depth, and the scanning direction is only the direction parallel to the substrate surface.
またそれに加えて図4に示すように入射面の深さ方向に集光部を走査し、入射面に対して垂直な面Bから情報を識別することができる。よって識別票の書きこみをフォトマスク基板に行う場合、書きこみは遮光膜製膜前の膜面、その裏面からだけでなく、製膜前後に関わらず、端面からも行うことができる。 In addition to this, as shown in FIG. 4, the condensing unit is scanned in the depth direction of the incident surface, and information can be identified from the surface B perpendicular to the incident surface. Therefore, when writing the identification tag on the photomask substrate, writing can be performed not only from the film surface before the light-shielding film is formed, but also from the back surface thereof, from the end face regardless of before and after the film formation.
また、図5は、図4の回折格子を説明する図で、(a)は平面図であり、(b)は、X−X面の側断面であり、(c)は、Y−Y面の側断面である。図5(a)では、基板の表
面、すなわち、ビーム入射面Aより見た平面図である。(b)では、X−X面での側断面図、すなわち、ビーム入射面Aを走査する方向に平行する面Bより見た側断面図で、回折格子の周期方向が判別できる。垂直方向に走査したため、深さ方向に三段階の集光点がある。(c)では、Y―Y面での側断面図、すなわち、ビーム入射面Aを走査する方向に直交する面Cより見た側断面図で、周期的な層状構造となっており、回折格子の周期方向が判別できない。3つの深さの集光点であり、走査方向は基板表面と平行する方向及び垂直する方向とに加工されている。
5A and 5B are diagrams for explaining the diffraction grating of FIG. 4, in which FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a side cross section of the XX plane, and FIG. 5C is a YY plane. FIG. FIG. 5A is a plan view seen from the surface of the substrate, that is, the beam incident surface A. FIG. In (b), the periodic direction of the diffraction grating can be determined by a side sectional view taken along the plane XX, that is, a side sectional view viewed from a plane B parallel to the scanning direction of the beam incident surface A. Since scanning is performed in the vertical direction, there are three stages of light condensing points in the depth direction. (C) is a side sectional view taken along the YY plane, that is, a side sectional view seen from a plane C perpendicular to the direction in which the beam incident surface A is scanned, and has a periodic layered structure. The direction of the period cannot be determined. It is a condensing point of three depths, and the scanning direction is processed into a direction parallel to and perpendicular to the substrate surface.
図1、2、3、4、5に示した材料加工をフォトマスクに適用したときの、その情報の識別方法を説明する。また、その識別方法については、下記の表1にまとめる。 A method for identifying the information when the material processing shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5 is applied to a photomask will be described. The identification methods are summarized in Table 1 below.
また、図6に示すように超短パルスレーザにより加工された領域は入射した照明光5を回折、散乱するため未加工域に比べて透過光(0次回折光)の強度が下がる。未加工域を透過するレーザ透過光のスポット7と、加工域の散乱されたレーザ光スポット8とは、スクリーン60により識別される。この強度差を0/1の情報として利用し、内部に書きこんだバーコード、エリアコードなどを光学的に識別することが可能である。
Further, as shown in FIG. 6, the region processed by the ultrashort pulse laser diffracts and scatters the
また、単純な屈折率変化としてだけではなく、回折格子の回折能をいかして光学的に書きこんだ情報を読み取ることもできる。図7に示すように回折格子部分を照射したときのみ、特定の角度に出射する照明光の回折光11を利用して光学的に書きこまれた情報を識別することも可能である。図7(a)では、基板1の未加工域を透過するレーザ透過光スポット7が受光部6で識別されない。(b)では、回折格子に回折され、レーザ回折光11が受光部6で識別される。
In addition to simple refractive index changes, it is also possible to read information that has been optically written using the diffraction power of the diffraction grating. As shown in FIG. 7, only when the diffraction grating portion is irradiated, it is possible to identify optically written information using the diffracted
また、1パルスで書きこまれる回折格子の周期方向は一次元的なものである。図8に示すように加工時に試料を90度反時計方向に回転させて書きこまれ、回折格子の周期方向を変化させることで回折光が強く生じる方向を変化させることができる。また、このとき試料を回転させて同じ部分に二重露光することで格子状の二次元的な周期構造を書きこむこともできる。このときは回折光が生じる方向を二次元方向に広げることができる。図8(a)では、加工域に入射したレーザ照明光について透過光のスポット7、回折光のスポット11とともに同一面のスクリーン60で識別される。図8(b)は、回折格子の周期方向が90度回転することで同じ方向から入射したレーザ照明光について透過光のスポット7は前記(a)と同様にスクリーン60で識別されが、回折光のスポット11は別のスクリーン61で識別される。
Further, the periodic direction of the diffraction grating written in one pulse is one-dimensional. As shown in FIG. 8, the sample is written by rotating it 90 degrees counterclockwise during processing, and the direction in which the diffracted light is strongly generated can be changed by changing the periodic direction of the diffraction grating. Further, at this time, a two-dimensional periodic structure in a lattice shape can be written by rotating the sample and performing double exposure on the same portion. At this time, the direction in which the diffracted light is generated can be expanded in a two-dimensional direction. In FIG. 8A, the laser illumination light incident on the processing area is identified by the
また、回折格子の書き込みにおいてはその周期方向のピッチ幅を変化させて書きこむこともできる。この場合、図9に示すように書きこんだ回折格子のピッチ幅によって回折光が強く現れる場所が異なる等の回折特性に差違が識別される。更に、照明光の入射角度または照明光の波長を変化させることにより、この特徴をいかしてさらに多くの多次元的な情報を書きこみ、基板管理に利用できる可能性もある。図9(a)と(b)では、ピッチ幅の異なる2つの回折格子に、レーザ照明光12,13と入射角を変化させて照射した場合、スクリーン60により識別されるレーザ回折光のスポット11の差違を示している。前記差違を回折特性とした。
In addition, in the writing of the diffraction grating, it is possible to write by changing the pitch width in the period direction. In this case, as shown in FIG. 9, a difference is identified in the diffraction characteristics such that the place where the diffracted light appears strongly differs depending on the pitch width of the written diffraction grating. Further, by changing the incident angle of the illumination light or the wavelength of the illumination light, there is a possibility that more multi-dimensional information can be written using this feature and used for substrate management. 9A and 9B, when two diffraction gratings having different pitch widths are irradiated with the
1…(ガラスの)基板
2…フェムト秒レーザ
3…レンズ等
4…基板内部に書きこまれた回折格子
5…照明光のレーザ
6…受光部
7…レーザ透過光のスポット
8…散乱されたレーザ光のスポット
9…照明光ビームの入射方向
10…ガラス内部に書きこまれた回折格子の拡大イメージ
11…レーザ回折光のスポット
12…試料に対して角度を持って入射したレーザ照明光(入射角度小)
13…試料に対して角度を持って入射したレーザ照明光(入射角度大)
14…ガラス基板内部に書きこまれた回折格子(ピッチ幅広)
15…ガラス基板内部に書きこまれた回折格子(ピッチ幅狭)
30…ビームスプリッター等
31…ミラー等
60…スクリーン
A…フェムト秒レーザの入射面A
B…入射面Aに直行する面B
C…入射面Aと面Bに直行する面C
DESCRIPTION OF
13 ... Laser illumination light incident at an angle to the sample (large incident angle)
14 ... Diffraction grating written inside glass substrate (wide pitch)
15 ... Diffraction grating written inside glass substrate (narrow pitch)
30 ... Beam splitter etc. 31 ... Mirror etc. 60 ... Screen A ... Incident surface A of femtosecond laser
B: Surface B perpendicular to the incident surface A
C: plane C perpendicular to incident plane A and plane B
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003300921A JP2005070490A (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003300921A JP2005070490A (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005070490A true JP2005070490A (en) | 2005-03-17 |
Family
ID=34405692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003300921A Pending JP2005070490A (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005070490A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523371A (en) * | 2004-02-17 | 2007-08-16 | トッパン、フォウタマスクス、インク | A method of communicating information associated with a photomask and a photomask substrate. |
| JP2007309710A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Enshu Ltd | Method and apparatus for observing fine periodic grooves, processing method and apparatus for processing and processing fine periodic grooves |
| JP2010002443A (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Hoya Corp | Glass substrate for mask blank, method for manufacturing glass substrate for mask blank, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing mask |
| JP2011170359A (en) * | 2011-02-24 | 2011-09-01 | Hoya Corp | Mask blank glass substrate, mask blank, mask and reflective mask and method for manufacturing these |
| CN104793329A (en) * | 2015-04-15 | 2015-07-22 | 黑龙江大学 | Device and method for rotatably controlling optical tweezers by femtosecond laser |
| JP2016212131A (en) * | 2015-04-29 | 2016-12-15 | Hoya株式会社 | Photomask substrate, photomask blank, photomask, method for manufacturing photomask substrate, method for manufacturing display device, and method for handling photomask |
| JP2017097059A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 日本電気硝子株式会社 | Patterning substrate manufacturing method and laminate |
| JP2018189997A (en) * | 2018-09-11 | 2018-11-29 | Hoya株式会社 | Photomask substrate, photomask blank, photomask, production method of photomask substrate, production method of display device, handling method of photomask, and handling method of photomask substrate |
-
2003
- 2003-08-26 JP JP2003300921A patent/JP2005070490A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523371A (en) * | 2004-02-17 | 2007-08-16 | トッパン、フォウタマスクス、インク | A method of communicating information associated with a photomask and a photomask substrate. |
| JP2007309710A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Enshu Ltd | Method and apparatus for observing fine periodic grooves, processing method and apparatus for processing and processing fine periodic grooves |
| JP2010002443A (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Hoya Corp | Glass substrate for mask blank, method for manufacturing glass substrate for mask blank, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing mask |
| JP2011170359A (en) * | 2011-02-24 | 2011-09-01 | Hoya Corp | Mask blank glass substrate, mask blank, mask and reflective mask and method for manufacturing these |
| CN104793329A (en) * | 2015-04-15 | 2015-07-22 | 黑龙江大学 | Device and method for rotatably controlling optical tweezers by femtosecond laser |
| JP2016212131A (en) * | 2015-04-29 | 2016-12-15 | Hoya株式会社 | Photomask substrate, photomask blank, photomask, method for manufacturing photomask substrate, method for manufacturing display device, and method for handling photomask |
| JP2017097059A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 日本電気硝子株式会社 | Patterning substrate manufacturing method and laminate |
| JP2018189997A (en) * | 2018-09-11 | 2018-11-29 | Hoya株式会社 | Photomask substrate, photomask blank, photomask, production method of photomask substrate, production method of display device, handling method of photomask, and handling method of photomask substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW503188B (en) | Marking method, device the optical member marked | |
| JP4885151B2 (en) | Method and system for laser marking in the volume of gemstones such as diamond | |
| EP2860003B1 (en) | Method of providing markings to precious stones including gemstones and diamonds, and markings and marked precious stones marked according to such a method. | |
| JP3008931B2 (en) | High light transmission aperture array | |
| EP3109700B1 (en) | Defect inspecting method, sorting method, and producing method for photomask blank | |
| JP2011000631A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
| EP0601857B1 (en) | Method of marking an ophthalmic lens | |
| JP2005070490A (en) | Photomask substrate with identification tag, photomask and identification method thereof | |
| KR20180052615A (en) | Information storage and retrieval equipment | |
| CN1917982A (en) | Photomask and method for conveying information associated with a photomask substrate | |
| CN106132723B (en) | Security element with lens image | |
| CA3141073A1 (en) | Diffractive structures within polymer substrates, their manufacture and use | |
| JP2000056112A (en) | Three-dimensional diffractive optical element and method of manufacturing the same | |
| WO2008009931A1 (en) | An optical system and method for sub-wavelength energy concentration | |
| JPWO2019009260A1 (en) | Diffractive optical element, light irradiation device, reading method of irradiation pattern | |
| RU2426487C2 (en) | Identification mark to mark valuable items and valuable item with its application | |
| KR20220148321A (en) | A method for producing a continuously diffractive optical element, an apparatus for performing the production method, and a continuously diffractive optical element | |
| JP2001276985A (en) | Marking method and equipment, and marked optical member | |
| JP4396345B2 (en) | Material surface processing method by pulse laser, information carrier and identification information | |
| JP2006142335A (en) | Laser processing equipment | |
| Kaakkunen et al. | Fabrication of large-area hole arrays using high-efficiency two-grating interference system and femtosecond laser ablation | |
| EP2993498A1 (en) | Structured polarizer and method for manufacturing the same | |
| JP2003019576A (en) | Laser marking apparatus and method | |
| JP6131916B2 (en) | Information storage device | |
| JP2003329822A (en) | Condensing optical splitter and manufacturing method thereof |