CN106324981A - 光掩膜板清洗装置及清洗光掩膜板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光掩膜板清洗装置，包括处理槽体、槽体上端的供气供液装置和槽体底部的排水排气管，所述的槽体内中心位置上下方向为光掩膜板转动机构，排水排气管均匀分部于槽体底部周边，供气供液装置盖上于槽体顶端，光掩膜板转动机构位于由供气供液装置、槽体以及排水排气管的中心处；在排气排水管上部沿槽体圆周方向偶数配置第一整流叶片；第一整流叶片从处理槽顶部开始，沿槽内壁倾斜到底部，中间凸起的弯曲叶片状；处理槽周围的侧壁从上到下不同直径呈弯曲状，侧壁以转动机构的回转轴为中心形成圆筒状。解决在清洗过程中停止转动光掩膜板时，表面出现水珠的现象的问题。

Description

光掩膜板清洗装置及清洗光掩膜板的方法

技术领域

本发明涉及一种光掩膜板清洗装置，特别涉及到一次性洗净且表面无雾气及水珠的光掩膜板清洗装置。

本发明还涉及一种光掩膜板的清洗方法。

背景技术

光掩膜板行业通常称之为光掩膜板，用于半导体以及液晶等行业生产工艺，作为母版曝光的时候使用，通过曝光将光掩膜板上的电路图形投影到液晶面板或芯片上，曝光的在整个生产工艺中非常重要。光掩膜板上有尘粒和垃圾颗粒等严重影响曝光的效果，产品报废率极高，因此光掩膜板在使用前及使用后必须进行清洗。

光掩膜板清洗装置100构成见(A)，光掩膜板101放置在可旋转支持部102上，槽体104以及侧壁103，底部的排气及排水管105.

光掩膜板放置在回转支持部102上在槽体104内高速回转，同时供给洗剂和纯水，包括化学气体以及洁净空气进行清洗，清洗完了后，回转机构102继续旋转进行光掩膜板的干燥，光掩膜板清洗及干燥的液体及气体从底部105管道排出。

光掩膜板清洗时，回转部高速旋转，处理液在离心力的作用下从光掩膜板上飞出，飞出的处理液撞击到槽体104的内壁103上，撞击后的处理液会产生微小的particle及水雾，同时会反弹附着到光掩膜板上，这就会造成在曝光工艺中曝光不良。

因此通过内壁103与光掩膜板101的倾斜角度及距离的优化设计来限制处理液的跳动及放射方向。

为了限制处理液的反射方向，侧壁采用倾斜设计，如图5，处理液碰到侧壁103后的跳动方向X，沿着X方向从底部的105排管部排出，particle及水雾沿着光掩膜板的侧边向外移动，侧壁要设置一定的倾斜度。侧壁103与光掩膜板侧 边的水平距离H短的情况下，particle及水雾就有再附着的可能，为了抑制再附着的可能性，如图5，侧壁103与光掩膜板的侧边的水平距离H变大，为了回避整个处理槽大型化的问题，侧壁103与光掩膜板的侧边的直线距离L就会变小，L变小，光掩膜板洗净时，由于供给有药液就空气，光掩膜板附近的空气流速就会上升，流速上升，光掩膜板附近的压力就会减小，压力减小就会气流乱流的状态，因此原本通过排管部105要排出的其他就会回流，particle及水雾再附着的可能性就增大。为了防止这种情况的发生，如图5使侧壁与光掩膜板侧边的直线距离L变大，L变大就会引起伴随气流Z的发生，也就增加了particle及水雾再附着的可能，同样也使整个装置变大。

发明内容

本发明所要解决的第一个问题是，提供一种光掩膜板清洗装置，解决在清洗过程中停止转动光掩膜板时，表面出现水珠的现象的问题。

为完成上述发明目的，本发明这样实现的：一种光掩膜板清洗装置，包括处理槽体、槽体上端的供气供液装置和槽体底部的排水排气管，所述的槽体内中心位置上下方向为光掩膜板转动机构，排水排气管均匀分部于槽体底部周边，供气供液装置盖上于槽体顶端，光掩膜板转动机构位于由供气供液装置、槽体以及排水排气管的中心处；其特征在于：在排气排水管上部沿槽体圆周方向偶数配置第一整流叶片；第一整流叶片从处理槽顶部开始，沿槽内壁倾斜到底部，中间凸起的弯曲叶片状。

光掩膜板是曝光工艺用的，光掩膜板通常都是长方形或是正方形的结构，光掩膜板在回转支持部上旋转的时候会形成以中心轴为中心的圆形轨迹，处理槽的开口大于此圆形轨迹，以方便光掩膜板从各个 角度放置到处理槽内。处理槽在光掩膜板19周围有侧壁，侧壁从上到下不同直径呈弯曲状，侧壁21以回转轴17为中心形成圆筒状。侧壁21下接底部22，顶部23开口状，因此处理槽12就是一个顶部开口的圆筒状槽体。在处理槽的内部沿侧壁设置有偶数结构的第一整流叶片，在第一整流叶片的下方设置有偶数配置的第二整流叶片采用焊接或螺丝固定的方法固定在处理槽内壁。第二整流叶片是从处理槽底部弯曲沿侧壁到底部，中间突起；第一整流叶片和第二整流叶片之间有空隙。

光掩膜板放置在支持平台上，上下方向看大约在处理槽的中间位置，光掩膜板旋转时，从空气供给部供给的洁净空气沿圆周方向移动到处理槽内壁上的第一整流叶片，之后沿着第一整流叶片的形状倾斜向下导流，第一整流叶片和第二整流叶片之间有空隙，所以一部分空气会先通过第二整流叶片导出的排管部排走，另一部分空气会进入光掩膜板支持台下部的空间，由于下部密封且高速旋转沿圆周形成很大的气流，气流碰到第二整流叶片时沿着第二整流叶片倾斜向下导流进入排管部排出。

光掩膜板高速回转时，从处理液供给部供给的处理液沿光掩膜板圆周飞溅，碰撞到处理槽内侧壁后，一种还是以水珠的形式存在，由于重力的作用直接沿着侧壁或整流叶片下流到排管部排出。另外一部分撞击产生的particle及水雾，由于同时供给有空气，如上述所述，particle及水雾随空气一同通过整流叶片导流到排管部排出。

由于内壁第一整流叶片的设计可以有效整流particle及水雾的 流向，所以内壁处的设计就不在需要倾斜结构，因此就避免了整个处理槽形状更大，防止在客户的洁净厂房内占据的空间就减少，相应的各种费用也就有所减少。结合槽体内部的整流片结构，排气单元从槽体内强制排出水珠飞溅产生的particle及水雾，有效防止了particle及水雾在槽体内的滞留，也就减少了在附着到光掩膜板上的可能性。

由于设置了排气装置，从排出管排出的流量就有大于供给部供给的气体流量的可能，为了减少气体在处理槽内的回流及乱流现象，通过整流的精密计算设计以及排气单元的计算，使气体在处理槽内停留的时间最短，也就有效防止了particle及水雾的滞留附着的可能性。

本装置还包括回转计，流量计、控制阀以及控制系统.回转计防止在驱动部的内部，通过获得驱动轴的转速就可以获得光掩膜板的转速。流量计放置在排出管15汇集后到排气单元前，以此来获得排气的流量值，采用热线风速计可以直接获得流量，或者采用其他的压力传感器换算成流量。排气单元后部放置自动控制阀门，通过阀门控制排气流量的大小。控制部通过回转计及流量计获得转速及流量后，通过各种计算控制自动控制阀门的开闭大小来控制合适的流量。控制部设置在底部，可以通过通信线连接到设置在外部的操作屏上，使用操作屏控制命令的输入，根据光掩膜板的大小输入不同的参数控制。

本发明的第二个发明目的是提供一种清洗光掩膜板的方法，其目的是解决在清洗后产生particle和水雾的再附着问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种利用光掩膜板 清洗装置清洗光掩膜板的方法，其特在于：将光掩膜板装于支持平台，将回转计安装于驱动部的内部，通过获得驱动轴的转速就可以获得光掩膜板的转速；流量计放置在排出管汇集后到排气单元前，以此来获得排气的流量值，采用热线风速计可以直接获得流量，或者采用其他的压力传感器换算成流量；排气单元后部放置自动控制阀门，通过阀门控制排气流量的大小；控制部通过回转计及流量计获得转速及流量后，通过各种计算控制自动控制阀门的开闭大小来控制合适的流量；控制部设置在底部，可以通过通信线连接到设置在外部的操作屏上，使用操作屏控制命令的输入，根据光掩膜板的大小输入不同的参数。

之前说明，处理槽上部有空气供给部以及高效空气过滤器单元31同时供给洁净空气，因此处理槽的开口的吸入流量用Q0表示，底部排管部的全部流量用Q1表示，各排管部的流量用ΔQ1表示，则排气流量Q1＝ΣΔQ1。

当吸入流量Q0>排气流量Q1时，所示，由于吸入流量大于排气流量，即使排气单元排走一部分空气，剩余部分撞击到光掩膜板后形成回流，部分从开口流出，部分携带particle及水雾回流到光掩膜板上，因此就产生了particle和水雾的再附着。

当吸入流量Q0≦排气流量Q1时，所示，处理槽内吸入的空气全部从排出口15排出，这样就不会形成气流的回流造成particle及水雾的附着。因此，调整排出流量与吸入流量的关系非常重要。

因此在清洗干燥光掩膜板时，根据光掩膜板的尺寸，设计合理的处理槽及整流叶片，包括处理槽体的开口，确定光掩膜板最合适的转 速之后，根据流体力学即可计算出吸入流量Q0的值，一般情况下，光掩膜板尺寸越大，回转速度就越高，吸入流量Q0也就越大，然后通过流体力学的计算分析，补偿系数修正模拟仿真等就可计算出排出流量Q1的值，由此来确立Q0与Q1之间的关系。然后通过控制回路控制排气单元的自动控制阀开闭的大小来实现排出流量的值。

附图说明

图1为整体结构示意图。

图2为槽体的立体图。

图3为槽体的仰视图。

图4为槽体截面图。

图5为整体结构剖视图。

具体实施方式

有关光掩膜板清洗装置参考图1到进行说明，图1所示，回转支持部11，处理槽12，处理液体供给13，气体供给14，排出管15以及排气装置16.以下说明光掩膜板清洗装置用10作代号说明。

回转支持部11由回转轴17、回转台18以及驱动部20组成，光掩膜板19放置在回转台上，驱动部马达驱动，从上向下看选装方向为向右旋转。

处理槽12，在光掩膜板19周围有侧壁21，侧壁21从上到下不同直径呈弯曲状，侧壁21以回转轴17为中心形成圆筒状。侧壁21下接底部22，顶部23开口状，因此处理槽12就是一个顶部开口的圆筒状槽体。在处理槽12的内部沿侧壁21设置有偶数结构的第一整 流叶片24，在第一整流叶片24的下方设置有偶数配置的第二整流叶片25,24和25采用焊接或螺丝固定的方法固定在处理槽内壁。

光掩膜板是曝光工艺用的，光掩膜板通常都是长方形或是正方形的结构，光掩膜板在回转支持部上旋转的时候会形成以中心轴为中心的圆形轨迹，处理槽的开口23大于此圆形轨迹，以方便光掩膜板从各个角度放置到处理槽内。

排出管15是连接在处理槽底部22上，沿圆周方向偶数配置，图1上边是剖面图，所以只显示2个，排出管的作用就是排出光掩膜板洗净是供给的液体以及干燥是供给的气体。在排出管还设置有排气单元16，比如送风机之类的结构，同样在管道中配置有气液分离装置26，处理槽12排出的液体通过气液分离装置26分离后液体从另以管道排到回收水箱内，图上没有显示液体回收管道，其他通过排气单元16排出。

由于处理液有腐蚀性，回转支持部11、处理槽12、排出管15、整流叶片24、25等采用高耐腐蚀性的材料如不锈钢、工程塑料等。处理液供给部13和气体供给部14都设置在处理槽12的上方，分别由手臂部27和喷嘴28以及手臂29和喷嘴30构成，手臂是中空的管状，用来液体及气体的流动。放置在槽体的上方一侧的等待位置，是可旋转机构，不用的时候等待，用的时候旋转到处理槽12上方。由于此装置是用在洁净厂房内，所以在处理槽的上部还配置有高效过滤单元31，如HEPA ULPA等。

第一整流叶片及第二整流叶片结合图2及图3详细说明。

如图所示，处理槽12内壁21圆周方向分别设置有第一整流叶片241、242、243、244、245、246，第二整流叶片251、252、253、254、255、256；第一整流叶片以下统称整流叶片24，从处理槽顶部弯曲到底部弯曲部，沿侧壁倾斜往下，中间凸起的结构。第二整流叶片以下统称25，第二整流叶片按顺序放置在第一整流叶片下方，第二整流叶片是从处理槽底部弯曲沿侧壁到底部，中间突起的结构。

排出管部15如图所示，在处理槽底部22沿圆周方向配置151、152、153、154、155、156，放置在第二整流叶片的底部，用来排出处理液体及气体。

接下来结合图4及图5说明洗净装置的作用

如图所示，光掩膜板放置在支持平台上，上下方向看大约在处理槽的中间位置，光掩膜板旋转时，从空气供给部14供给的洁净空气Y沿圆周方向移动到处理槽内壁上的第一整流叶片，之后沿着第一整流叶片的形状倾斜向下导流，第一整流叶片和第二整流叶片之间有空隙，所以一部分空气会先通过第二整流叶片导出的排管部排走，另一部分空气会进入光掩膜板支持台下部的空间，由于下部密封且高速旋转沿圆周形成很大的气流，气流碰到第二整流叶片时沿着第二整流叶片倾斜向下导流进入排管部排出。

接着有关处理液及处理液与侧壁碰撞产生的particle及水雾进行说明。

光掩膜板高速回转时，从处理液供给部13供给的处理液沿光掩膜板圆周飞溅，碰撞到处理槽内侧壁后，一种还是以水珠的形式存在， 由于重力的作用直接沿着侧壁或整流叶片下流到排管部排出。另外一部分撞击产生的particle及水雾，由于同时供给有空气Y，如上述所述，particle及水雾随空气Y一同通过整流叶片导流到排管部排出。

结合详细说明下particle及水雾排出的原理，光掩膜板旋转支持平台在处理槽的大约中间位置，同时也在第一整流叶片的大约中间位置，整流叶片中间呈凸起部，光掩膜板旋转时带动洁净气体Y刚好沿着第一整流叶片244向下导流，导流下的气体碰到第二整流叶片254后沿着第二整流叶片上侧导流，之后撞向第二整流叶片255的下侧导流到排出口155，其他排出口同理排出。由于排管部外接有排气单元，所以不会在排管部出口15和光掩膜板支持部下边由于气压地下形成的气流方向乱流的现象。由于气体的导流带走了撞击所产生的particle及水雾，所以有效抑制了particle及水雾对光掩膜板的再附着的产生。

由于内壁第一整流叶片24的设计可以有效整流particle及水雾的流向，所以内壁21处的设计就不在需要倾斜结构，因此就避免了整个处理槽形状更大，防止在客户的洁净厂房内占据的空间就减少，相应的各种费用也就有所减少。

结合槽体内部的整流片结构，排气单元16从槽体内强制排出水珠飞溅产生的particle及水雾，有效防止了particle及水雾在槽体内的滞留，也就减少了在附着到光掩膜板上的可能性。

由于设置了排气装置16，从排出管15排出的流量就有大于供给 部14供给的气体流量的可能，为了减少气体在处理槽内的回流及乱流现象，通过整流的精密计算设计以及排气单元的计算，使气体在处理槽内停留的时间最短，也就有效防止了particle及水雾的滞留附着的可能性。

第2实施方式

上述介绍了光掩膜板清洗装置的结构性能，下边结合及说明洗净系统设置。

如图所示洗净系统50包括上述的回转支持部11、处理槽12、整流叶片24、25，排出管15等还有回转计51，流量计52、控制阀53以及控制系统54.回转计防止在驱动部的内部，通过获得驱动轴17的转速就可以获得光掩膜板的转速。流量计52放置在排出管15汇集后到排气单元16前，以此来获得排气的流量值，采用热线风速计可以直接获得流量，或者采用其他的压力传感器换算成流量。排气单元后部放置自动控制阀门，通过阀门控制排气流量的大小。控制部54通过回转计及流量计获得转速及流量后，通过各种计算控制自动控制阀门的开闭大小来控制合适的流量。控制部设置在底部，可以通过通信线连接到设置在外部的操作屏上，使用操作屏控制命令的输入，根据光掩膜板的大小输入不同的参数控制。

以上说明了洗净系统的作用和效果。

之前说明，处理槽上部有空气供给部14以及高效空气过滤器单元31同时供给洁净空气，因此处理槽12的开口23的吸入流量用Q0表示，底部排管部的全部流量用Q1表示，各排管部的流量用ΔQ1表示，则 排气流量Q1＝ΣΔQ1。

当吸入流量Q0>排气流量Q1时，如图所示，由于吸入流量大于排气流量，即使排气单元排走一部分空气，剩余部分撞击到光掩膜板后形成回流，部分从开口流出，部分携带particle及水雾回流到光掩膜板上，因此就产生了particle和水雾的再附着。

当吸入流量Q0≦排气流量Q1时，如图所示，处理槽内吸入的空气全部从排出口15排出，这样就不会形成气流的回流造成particle及水雾的附着。因此，调整排出流量与吸入流量的关系非常重要。

因此在清洗干燥光掩膜板时，根据光掩膜板的尺寸，设计合理的处理槽及整流叶片，包括处理槽体的开口，确定光掩膜板最合适的转速之后，根据流体力学即可计算出吸入流量Q0的值，一般情况下，光掩膜板尺寸越大，回转速度就越高，吸入流量Q0也就越大，然后通过流体力学的计算分析，补偿系数修正模拟仿真等就可计算出排出流量Q1的值，由此来确立Q0与Q1之间的关系。然后通过控制回路控制排气单元的自动控制阀开闭的大小来实现排出流量的值。以此来实现particle及水雾的再附着。

Claims (6)

1.一种光掩膜板清洗装置，包括处理槽体、槽体上端的供气供液装置和槽体底部的排水排气管，所述的槽体内中心位置上下方向为光掩膜板转动机构，排水排气管均匀分部于槽体底部周边，供气供液装置盖上于槽体顶端，光掩膜板转动机构位于由供气供液装置、槽体以及排水排气管的中心处；其特征在于：在排气排水管上部沿槽体圆周方向偶数配置第一整流叶片；第一整流叶片从处理槽顶部开始，沿槽内壁倾斜到底部，中间凸起的弯曲叶片状；处理槽周围的侧壁从上到下不同直径呈弯曲状，侧壁以转动机构的回转轴为中心形成圆筒状。

2.根据权利要求1所述的一种光掩膜板清洗装置，其特征在于：在第一整流叶片下方沿圆周方向偶数配置第二整流叶片，第二整流叶片是从处理槽底部弯曲沿侧壁到底部，中间突起；第一整流叶片和第二整流叶片之间有空隙。

3.根据权利要求2所述的一种光掩膜板清洗装置，其特征在于：光掩膜板转动机构整体截面呈“T”形，其顶部为支持平台，下面为旋转轴；第一整流叶片位于支持平台之上；第二整流叶片位于支持平台水平以下。

4.根据权利要求2所述的一种光掩膜板清洗装置，其特征在于：所述的排水排气管设置于第二整流叶片的底部。

5.根据权利要求3所述的一种光掩膜板清洗装置，其特征在于：在光掩膜板转动机构的旋转轴上安装有回转计，排气排水管口设有流量计，排气排水管汇总后经控制阀排出；在槽体顶端配有空气过滤装置。

6.一种利用光掩膜板清洗装置清洗光掩膜板的方法，其特在于：将光掩膜板装于支持平台，将回转计安装于驱动部的内部，通过获得驱动轴的转速就可以获得光掩膜板的转速；流量计放置在排出管汇集后到排气单元前，以此来获得排气的流量值，采用热线风速计可以直接获得流量，或者采用其他的压力传感器换算成流量；排气单元后部放置自动控制阀门，通过阀门控制排气流量的大小；控制部通过回转计及流量计获得转速及流量后，通过各种计算控制自动控制阀门的开闭大小来控制合适的流量；控制部设置在底部，可以通过通信线连接到设置在外部的操作屏上，使用操作屏控制命令的输入，根据光掩膜板的大小输入不同的参数。