CN107685047A - 非接触式光罩或晶圆洁净装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式光罩或晶圆洁净装置，其是在一机体上设有一供承载光罩或晶圆的载台模块，且机体内设有一高压产生模块及一真空鼓风模块，又机体上设有至少一与载台模块相对位移的清洁头，该清洁头对应至少一连通真空鼓风模块的真空腔，该清洁头具有一连通高压气体产生模块的压力腔，且该清洁头设有至少一空气振荡波产生器，如此，能利用喷出的高压气体中具有高频空气振荡波的设计破坏微尘的境界层，使微尘与光罩或晶圆表面剥离，再通过真空方式于微尘被高频空气震荡波分离后抽离，由于采用非接触式清洁方式，不致造成刮伤或二次污染，且能有效提升清洁效果。

Description

非接触式光罩或晶圆洁净装置

技术领域

本发明涉及一种光罩或晶圆的洁净技术，具体而言是一种利用共振原理使微尘剥离表面的非接触式光罩或晶圆洁净装置，以能在不损伤光罩或晶圆表面、且不造成二次污染下，能快速、且有效的提升清洁效果。

背景技术

按，在半导体的制程中，微影(Photolithography)与蚀刻制程(Etching Process)是用来完成晶圆表面的图案制作，其中用以供微影制程使用的光罩(Mask)具有不可或缺的关键地位。光罩是一绘有特定图案的透光玻璃片，其中包含一具图形(Pattern)的图案区，供利用一光源，将图案区上的图形转移至晶圆上的光阻，再经过蚀刻制程于晶圆表面完成图案。

因此影响晶圆合格率中最重要的因素其中一项即为光罩是否有遭受到污染，若光罩上出现微尘粒子，会使得受污染的光罩用于半导体微影制程时，会在晶圆上产生相对应的缺陷(Defect)，是以，为了保持光罩的清洁，一般会于光罩上设置有护膜(Pellicle)，以防止微尘粒子沾附在光罩上，而护膜为通过框架支撑而与光罩保持一距离，使落在光罩上的微尘粒子收集在护膜上，微影制程因护膜产生相当程度成像失真，使得该微尘粒子不至影响原本微影制程。

传统光罩或晶圆清洗方法，凭借人工方式针对光罩或晶圆的表面作一洁净处理。清洁人员将该光罩或晶圆稳固的放置于一架体上，并凭借一清洗液(例如：丙酮、乙醇及去离子水等)冲洗该光罩或晶圆表面，同时以一刷具刷除该光罩或晶圆表面的颗粒物质；接着，再次以该清洗液冲洗该光罩或晶圆的表面，如此重复数次上述清洁步骤后再对该光罩或晶圆进行干燥，如此，可去除光罩表面的杂质或残余物，进而确保光罩或晶圆表面的洁净度。

但上述现有光罩或晶圆的清洗方法具有如清洁人员于清洗该光罩或晶圆时需长时间暴露于该清洗液的工作环境下，极易因吸入或直接接触该化学物质，而影响该清洁人员的身体健康的缺点。为了解决前述的问题，近年来业界开发有多种自动化的光罩或晶圆清洗设备，但其仍需使用大量有机溶剂制成的清洗液，虽然减少人员的接触量，但其一样存在清洗液管理与污染的问题，且其清洗时因系冲洗为主，一样不易有效清洁光罩表面；

再者，由于现有的清洗设备以清洁剂进行接触式清洗，其容易刮伤及磨损光罩或晶圆的表面，同时微尘也会剥落于清洁剂中，而再次发生附着的现象，虽然清洗设备会以洁净气体或干布等方式进行干燥的动作，但其容易产生水痕、又或织线附着等问题，而形成二次污染。再者清洗设备需设备清洁剂回收系统、以及干燥等附加设备，无形间即提高了清洗设备的成本，也增加其维护、维修的难度。同时由于其所占体积较大，而需要专属的场所，无法附加于光罩或晶圆检测设备或光罩储存设备上，使空间运用上受到相当的限制，造成光罩或晶圆清洁上极大的困扰与不便，如何解决前述问题，系业界的重要课题。

有鉴于此，本发明乃针对现有光罩的清洗方式所面临的问题深入探讨，并凭借本发明人多年从事相关产业的研发经验，经长期努力的研究与试作，终于成功开发一种非接触式光罩或晶圆洁净装置，以克服现有接触式清洗所造成的不便与困扰。

发明内容

因此，本发明的主要目的系在提供一种不致造成刮伤或二次污染的非接触式光罩或晶圆洁净装置，以能利用共振原理使微尘剥离光罩或晶圆表面，供迅速、且有效的进行表面清洁，从而提高后续制程的效率与合格率。

又，本发明的次一主要目的在于提供一低成本的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其无需使用到如习式者的清洁剂回收或干燥等附加设备，不仅可降低整体的建制置成本，且减少不必要的维护、维修。

再者，本发明的另一主要目的在于提供一种空间使用灵活的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其不仅结构较为简单，且所占空间体积小，可供附加于检测设备或储存设备上，整体应用更为灵活。

为此，本发明主要通过下列的技术手段，来具体实现上述的各项目的与效能：一种非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于，其至少包含有：

一机体；

一载台模块，其设于机体上，供承载一待清洁的光罩或晶圆；

至少一超音波清洁模块，其设于机体上，该至少一超音波清洁模块与该载台模块上待清洁光罩或晶圆的表面能够相对位移，该超音波清洁模块包含有一对应待清洁光罩或晶圆表面的清洁头、一高压产生模块与一真空鼓风模块，该清洁头具有一连通高压气体产生模块的压力腔，且该清洁头对应至少一连通真空鼓风模块的真空腔，再者该清洁头具有一对应光罩或晶圆表面的工作表面，该工作表面上具有至少一连接真空腔的吸入槽孔，该清洁头的工作表面上具有至少一连接压力腔、且设于该至少一吸入槽孔所围范围内的喷射槽孔。

其中：该清洁头在压力腔邻近喷射槽孔处两侧分别设有至少一空气振荡波产生器。

其中：该清洁头的工作表面与前述载台模块上的作业光罩或晶圆的表面间距为0.1mm～3.5mm，而该吸入槽孔的宽度为0.8mm～8mm，该喷射槽孔的宽度为0.5mm～5mm。

其中：该机体具有一工作台面，该工作台面能够通过一滑轨组安装该载台模块，且机体在工作台面上设有一立架，用以供该超音波清洁模块安装，使载台模块相对超音波清洁模块线性位移。

其中：该超音波清洁模块的高压产生模块与真空鼓风模块在管路中分别具有一过滤件，供过滤空气中的微尘。

如此，通过前述技术手段的具体实现，使本发明的非接触式光罩或晶圆洁净装置利用超音波清洁模块的设计，供能通过产生高频空气震荡来破坏境界层、且分离微小粉尘，再凭借真空方式于粉尘被高频空气震荡分离后抽离，由于整个清洁过程系采用非接触式清洁方式，因此不会发生刮伤光罩或晶圆表面或二次污染光罩或晶圆的顾虑，且降低处理成本的功效，故可大幅增进其实用性，而能增加其附加价值，并能提高其经济效益。

为使贵审查委员能进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下乃举本发明的若干较佳实施例，并配合图式详细说明如后，供让熟悉该项技术领域者能够具体实施。

附图说明

图1是应用本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置的外观示意图。

图2是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置的架构示意图，供说明超音波清洁模块的相对关系。

图3是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置中超音波清洁模块的清洁头的立体外观示意图。

图4是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置中超音波清洁模块的清洁头的端视剖面示意图。

图5是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置中载台模块的立体外观示意图。

图6是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置于实际使用时的端视剖面示意图。

图7是本发明非接触式光罩或晶圆洁净装置于实际使用时的俯视动作示意图。

附图标记说明：10-机体；11-工作台面；12-滑轨组；121-伺服马达；122-轨道座；123-导螺杆；125-螺套座；15-立架；20-超音波清洁模块；21-高压产生模块；22-过滤件；23-真空鼓风模块；24-过滤件；25-清洁头；251-压力腔；252-真空腔；255-工作表面；256-喷射槽孔；257-吸入槽孔；30-载台模块；31-升降机构；32-基板；33-座体；330-斜导面；34-导引件；35-承体；350-斜导面；36-导引件；37-立板；38-导引件；39-驱动件；40-定位机构；42-固定件；45-推压件；48-抵柱；49-高度检测元件；80-光罩。

具体实施方式

本发明是一种非接触式光罩或晶圆洁净装置，随附图例示本发明的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，也非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

而本发明是一种供清洁表面的非接触式光罩或晶圆洁净装置，以光罩为例，如图1、图2所显示者，其是在一机体10上设有至少一超音波清洁模块20及一可相对超音波清洁模块20线性位移的载台模块30，其中该超音波清洁模块20可以非接触方式清洁光罩80的表面，而载台模块30可供承载光罩80；

而所述的机体10可以是利用金属管、板所构成的结构体，如图1所示，该机体10具有一工作台面11，供通过一滑轨组12安装该载台模块30，而该滑轨组12包含一伺服马达121及一轨道座122，且轨道座122内具有一连接伺服马达121的导螺杆123，该导螺杆123上并螺设有至少一固设于载台模块30底面的螺套座125，供通过伺服马达121可驱动导螺杆123旋转，且通过螺套座125同步带动载台模块30线性位移，又机体10于工作台面11上方设有一立架15，用以供该超音波清洁模块20组装，且该机体10也可以是其他设备的机体，例如光罩检查设备、光罩储存设备等；

又如图2所示，所述的超音波清洁模块20包含有一设于机体10立架15的清洁头25及是在机体10内设有一高压产生模块21与一真空鼓风模块23，且该高压产生模块21可以产生15～25kPa的空气压力，而该真空鼓风模块23可以产生0.5～3.0kPa的真空吸力，其中高压产生模块21与真空鼓风模块23于管路中内分别具有一过滤件22、24，供过滤空气中的微尘，而清洁头25则系如第3、4图所示，该清洁头具有一连通高压气体产生模块21的压力腔251，且该清洁头25对应至少一连通真空鼓风模块23的真空腔252，再者该清洁头25具有一对应光罩80表面的工作表面255，且该工作表面255与作业中的光罩80表面的间距为0.1mm～3.5mm，又该工作表面255上具有至少一连接真空腔252的吸入槽孔257，而该吸入槽孔257的宽度为0.8mm～8mm，另该清洁头25于工作表面255上具有至少一连接压力腔251、且设于该至少一吸入槽孔257所围范围内的喷射槽孔256，该喷射槽孔256的宽度为0.5mm～5mm，再者该清洁头25于压力腔251邻近喷射槽孔256处两侧分别设有至少一空气振荡波产生器38，供产生超音波的振荡波，以利用高压气体及超音波所生成的高压振荡风刀破坏境界层(BOUNDARY LAYER)，进而剥离光罩80表面的微小粉尘；

另，所述的载台模块30设于机体10的滑轨组12上，供选择性承载光罩80相对超音波清洁模块20位移，该载台模块30可以是夹持光罩或晶圆的机械手臂、垂直升降的工作载台、又或利用斜面升降的工作载台等设备或结构，以图5为例，其是一种利用斜面升降的载台模块30，该载台模块30具有一可带动光罩80上、下位移的升降机构31，且载台模块30另具有一可供光罩80迅速定位于检测位置的定位机构40，其中升降机构31具有一可设于机体10滑轨组12的基板32，且基板32上滑设有一具斜导面330的座体33，该座体33与基板32相对表面间设有一包含导轨与导座的导引件34，使座体33可相对基板32线性位移，又座体33的斜导面330上滑设有一具相对斜导面350的承体35，再者座体33与承体35的相对斜导面330、350间设有一包含导轨与导座的导引件36，另基板32于承体35异于座体33一端固设有一立板37，该立板37与承体35端面间设有一包含导轨与导座的立状导引件38，使承体35仅能上下位移，再者基板32于座体33异于承体35的一端设有一包含伺服马达及导螺杆的驱动件39，供作动座体33相对承体35前、后位移，且令承体35可利用斜导面330、350沿立板37导引件38产生升降作用；至于定位机构40系锁设于升降机构31顶面，且于对应光罩80的角落分别设有一固定件42，使该光罩80可水平放置于定位机构40上，另定位机构40于对应光罩80各边缘处分别设有一供选择性贴抵光罩80边缘的推压件45，该些推压件45上分别设有一至少两同一轴线的抵柱48，供选择性贴抵光罩80，用以当所有推压件45同步内收时，可利用各该推压件45的抵柱48同步推压光罩80，使不同光罩80均能定位于同一检测位置，提高检出的精准度，再者该定位机构40上设有至少一可检知光罩80厚度的高度检测元件49，该高度检测元件49并与前述升降机构41的驱动件49形成电气连接，供配合光罩80厚度调节升降机构30的顶升高度；

如此，可利用超音波清洁模块20的清洁头25可产生高压振荡风刀来破坏微尘的境界层，进而剥离光罩80表面的微小粉尘，供组构成一能迅速、且有效清洁的非接触式光罩或晶圆洁净装置者。

而本发明于进行光罩90的清洁作业时，则系如图1、图2、图6及图7所示，其是令光罩80置于载台模块30的定位机构40固定件42上(如图5所示)，并利用推压件45的收回抵柱48，使光罩80可平置定位于载台模块30的同一位置，且定位机构40上的高度检测元件49可同步检知光罩80的厚度，并通过升降机构31的驱动件39将光罩80顶升至对应的超音波清洁模块20清洁头25可有效清洁的高度(如图5所示)，并开启载台模块30，使载台模块30可承载光罩80相对超音波清洁模块20进给；

同时启动超音波清洁模块20的高压产生模块21与真空鼓风模块23，令清洁头25利用压力腔251的空气振荡波产生器38生超音波的振荡波，且将高压的气体由喷射槽孔256喷向光罩80表面(如图6所示)，由于该高压气体中含有超音波，因此可利用其高压振荡风刀破坏微尘与光罩80表面间的境界层，进而剥离光罩80表面的微小粉尘，且通过清洁头25连接真空腔252的吸入槽孔257，以利用真空鼓风模块23将微尘即时吸走，更甚者，由于吸入槽孔257环绕于喷射槽孔256外围(如图7所示)，可有效避免发生扬尘的现象，确保光罩80清洁的效果。

经由上述的说明，本发明利用超音波清洁模块20的设计，而能通过产生高频空气震荡来破坏境界层、且分离微小粉尘，再凭借真空方式于粉尘被高频空气震荡分离后抽离，由于整个清洁过程系采用非接触式清洁方式，因此不会发生刮伤光罩80/晶圆表面或二次污染光罩80的顾虑，同时整体维护成本低，整个系统除定期更换滤材外，无需额外维护费用，故可大幅增进其实用性。

综上所述，可以理解到本发明为一创意极佳的发明，除了有效解决习式者所面临的问题，更大幅增进功效，且在相同的技术领域中未见相同或近似的产品实用新型或公开使用，同时具有功效的增进，故本发明已符合发明专利有关新颖性与创造性的要件，乃依法提出发明专利的申请。

Claims (5)

1.一种非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于，其至少包含有：

一机体；

一载台模块，其设于机体上，供承载一待清洁的光罩或晶圆；

至少一超音波清洁模块，其设于机体上，该至少一超音波清洁模块与该载台模块上待清洁光罩或晶圆的表面能够相对位移，该超音波清洁模块包含有一对应待清洁光罩或晶圆表面的清洁头、一高压产生模块与一真空鼓风模块，该清洁头具有一连通高压气体产生模块的压力腔，且该清洁头对应至少一连通真空鼓风模块的真空腔，再者该清洁头具有一对应光罩或晶圆表面的工作表面，该工作表面上具有至少一连接真空腔的吸入槽孔，该清洁头的工作表面上具有至少一连接压力腔、且设于该至少一吸入槽孔所围范围内的喷射槽孔。

2.根据权利要求1所述的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于：该清洁头在压力腔邻近喷射槽孔处两侧分别设有至少一空气振荡波产生器。

3.根据权利要求1所述的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于：该清洁头的工作表面与前述载台模块上的作业光罩或晶圆的表面间距为0.1mm～3.5mm，而该吸入槽孔的宽度为0.8mm～8mm，该喷射槽孔的宽度为0.5mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于：该机体具有一工作台面，该工作台面能够通过一滑轨组安装该载台模块，且机体在工作台面上设有一立架，用以供该超音波清洁模块安装，使载台模块相对超音波清洁模块线性位移。

5.根据权利要求1所述的非接触式光罩或晶圆洁净装置，其特征在于：该超音波清洁模块的高压产生模块与真空鼓风模块在管路中分别具有一过滤件，供过滤空气中的微尘。