CN112051273A - 检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置及方法 - Google Patents

检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置及方法。所述装置包括：装载单元，装载单元包括用于保持光掩模的保持部；检测单元，检测单元用于检测光掩模上的微尘；清理单元，清理单元用于对检测到的微尘进行清理。在应用微尘清理装置时，可以将待测的光掩模装载于装载单元，装载后的光掩模保持在保持部上，之后可以启动检测单元对光掩模上的微尘进行检测，待完成检测后，可以通过清理单元对微尘进行清理，从而去除光掩模上的微尘。利用本申请的微尘清理装置能够以连续的方式顺次对光掩模实施微尘检测和微尘清除的工作，使得微尘检测和微尘清除两项工作无缝衔接，由此，可以提高光掩模的微尘检测及清理过程的整体效率。

Description

检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置及方法
技术领域
本申请属于半导体制造技术领域，具体涉及一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置及方法。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
随着现代半导体制造业的发展，光刻技术在芯片制造工艺流程中的作用越来越重要。光刻技术主要是使用光刻机将光掩模(reticle)上的图形转移到硅片上，光掩模包含了整个硅片的芯片阵列。光刻工艺中使用的光掩模有很高的清洁度要求，微尘(particle)会在光刻工艺中投影到硅片上形成多余图形，从而破坏芯片电路图形，对产品质量造成影响。
为了避免上述问题，现有的光刻工艺中使用的光掩模在曝光前和曝光后，工作人员都会利用IRIS(Integrated Reticle Inspection System,光掩模综合检查系统)或者光刻机对光掩模进行微尘检测。如果检测出的微尘的数量超过允许值，则将光掩模从设备中取出，然后采用人工肉眼的方式在光掩模上找出微尘并去除。上述光掩模的微尘检测及清理过程需要花费较长的时间，效率低下。
发明内容
本申请的目的是提供一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，利用该装置可以有效提高光掩模的微尘检测以及清理过程的效率。该目的是通过以下技术方案实现的：
本申请的第一方面提出了一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，包括：装载单元，所述装载单元包括用于保持光掩模的保持部；检测单元，所述检测单元用于检测所述玻璃面和所述膜面上的微尘；清理单元，所述清理单元用于对检测到的所述微尘进行清理。
根据本申请提出的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其包括装载单元、检测单元和清理单元，在具体应用微尘清理装置时，可以将待测的光掩模装载于装载单元，装载后的光掩模保持在保持部上，之后可以启动检测单元对光掩模上的微尘进行检测，待完成检测后，可以通过清理单元对微尘进行清理，从而去除光掩模上的微尘。利用本申请的微尘清理装置能够以连续的方式顺次对光掩模实施微尘检测和微尘清除的工作，使得微尘检测和微尘清除两项工作无缝衔接，由此，可以提高光掩模200的微尘检测及清理过程的整体效率。另外，由于以清理单元对光掩模实施微尘清除代替了人工手动清除微尘的方式，由此可以进一步提高操作效率。
在本申请的一些实施例中，所述清理单元包括氮气枪和用于保持所述氮气枪的运动机构，所述运动机构具有沿第一方向的平移自由度，所述第一方向位于水平面内。
在本申请的一些实施例中，所述氮气枪的喷射方向与所述光掩模所在平面的夹角为15°至30°。
在本申请的一些实施例中，所述清理单元包括吸气嘴和用于保持所述吸气嘴的运动机构，所述运动机构具有沿第一方向的平移自由度。
在本申请的一些实施例中，所述装载单元还包括机械臂，所述保持部连接在所述机械臂上，所述机械臂包括平移机构和与所述平移机构连接的第一支撑体，所述平移机构用于使所述第一支撑体沿第二方向移动，所述第二方向位于水平面内且与所述第一方向相垂直。
在本申请的一些实施例中，所述机械臂还包括翻转机构和第二支撑体，所述保持部与所述第二支撑体连接，所述第一支撑体和所述第二支撑体之间通过所述翻转机构连接，所述翻转机构能够带动所述第二支撑体翻转至少180°。
在本申请的一些实施例中，所述检测单元包括：第一照射源，配置为提供照射束以照射所述光掩模的玻璃面；第一检测器，配置为拦截来自于照射所述玻璃面所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影；接收器，配置为接收被所述第一检测器投影的图像。
在本申请的一些实施例中，所述检测单元还包括：第二照射源，配置为提供照射束以照射所述光掩模的膜面；第二检测器，配置为拦截来自于照射所述膜面所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影；所述接收器还配置为接收被所述第二检测器投影的图像。
在本申请的一些实施例中，所述微尘清理装置还包括控制器，所述控制器配置为根据所述接收器所接收的图像对微尘进行识别并计算所述微尘所处的坐标。
本申请的第二方面提出了一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的方法，其基于上述任一实施例中的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置而实施，所述方法包括：
将光掩模安置于所述装载单元；
通过所述检测单元检测光掩模上的微尘；
通过所述清理单元对检测到的所述微尘进行清理。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请实施例的用于光掩模的微尘清理装置的示意图；
图2是本申请实施例的微尘清理方法的流程示意图。
附图中各标记表示如下：
100：微尘清理装置；
10：装载单元；
11：保持部、12：机械臂；
121：平移机构、122：第一支撑体、123：翻转机构、124：第二支撑体；
20：检测单元；
21：第一照射源、22：第一检测器、24：第二照射源、25：第二检测器；
30：清理单元；
31：氮气枪、32：运动机构；
200：光掩模。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
本申请的第一方面提出了一种检测及清理光掩模200的玻璃面(上表面)及膜面(下表面)上的微尘的装置100，该微尘清理装置100包括装载单元10、检测单元20和清理单元30。其中，装载单元10包括用于保持(例如夹持、卡持、可拆装式的固定等)光掩模200的保持部11，检测单元20用于检测光掩模200的玻璃面和膜面上的微尘，清理单元30用于对检测到的微尘进行清理。
根据本申请提出的用于光掩模200的检测及清理光掩模200的玻璃面及膜面上的微尘的装置100，其包括装载单元10、检测单元20和清理单元30，在具体应用装置100时，可以将待测的光掩模200装载于装载单元10，装载后的光掩模200保持在保持部11上，之后可以启动检测单元20对光掩模200上的微尘进行检测，待完成检测后，可以通过清理单元30对微尘进行清理，从而去除光掩模200的玻璃面及膜面上的微尘。利用本申请的微尘清理装置100能够以连续的方式顺次对光掩模200实施微尘检测和微尘清除的工作，使得微尘检测和微尘清除两项工作无缝衔接，由此，可以提高光掩模200的微尘检测及清理过程的整体效率。另外，由于以清理单元30对光掩模200实施微尘清除代替了人工手动清除微尘的方式，由此可以进一步提高操作效率。
可以理解的是，本申请的装置100既可以是一台独立的装置，也可以集成于例如光刻机、IRIS等设备中从而使相关设备具备微尘检测以及微尘清除的功能。上述情况均在本申请的保护范围之内。
在本申请的一些实施例中，清理单元30包括氮气枪31和用于保持(例如夹持、固定等)氮气枪31的运动机构32，运动机构32具有沿第一方向的平移自由度，其中，第一方向位于水平面内，即第一方向为水平方向。
在本实施例中，通过氮气枪31可以对光掩模200的表面喷射氮气，从而实现吹扫的效果，以将微尘清除。另外，运动机构32可以实现氮气枪31的移动，以便于能够调整氮气枪31的位置，例如，在对光掩模200进行微尘检测的过程中，可以利用运动机构32将氮气枪31移开，待完成检测后，再使氮气枪31移动至光掩模200所在的位置。
在本申请的一些实施例中，为了使氮气气流不仅能够驱使微尘离开光掩模200，还能够携带微尘远离光掩模200，以避免微尘再次回到光掩模200表面，氮气枪31的喷射方向与光掩模200所在平面的夹角不超过30°，由此，可以使气流在脱离光掩模200后还能继续流动一定的行程，从而将微尘送到远离光掩模200的位置。另外，如果氮气枪31的喷射方向与光掩模200所在平面的夹角过小，则气流对光掩模200不具有冲击力，从而降低对微尘的清除效果，故而，氮气枪31的喷射方向与光掩模200所在平面的夹角不小于15°。经过研究发现，氮气枪31的喷射方向与光掩模200所在平面的夹角在15°到30°的区间内，既可以获得良好的清除效果，又能够有效防止微尘再次附着于光掩模200。
在本申请的其它一些实施例中，清理单元30中的氮气枪31可以替换为吸气嘴，从而可以将微尘吸入吸气嘴中，以实现微尘的清除。
在本申请的一些实施例中，装载单元10还包括机械臂12，保持部11连接在机械臂12上，机械臂12包括平移机构121和与平移机构121连接的第一支撑体122，平移机构121用于使第一支撑体122沿第二方向移动，其中，第二方向位于水平面内且与第一方向相垂直。
在本实施例中，平移机构121可以带动第一支撑体122沿第二方向移动，而运动机构32可以带动氮气枪31(或吸气嘴)沿第一方向移动，而第一方向和第二方向均位于水平面内且相互垂直，由此，可以在运动机构32和平移机构121的配合下，使氮气枪31(或吸气嘴)可以靠近光掩模200的玻璃面(或膜面)上的任一位置，进而对微尘有针对性地进行清理。
在本申请的一些实施例中，机械臂12还包括翻转机构123和第二支撑体124，保持部11与第二支撑体124连接，第一支撑体122和第二支撑体124之间通过翻转机构123连接，翻转机构123能够带动第二支撑体124翻转至少180°。在本实施例中，保持部11与第二支撑体124连接，第一支撑体122和第二支撑体124之间通过翻转机构123连接，通过翻转机构123可以驱使保持部11带动光掩模200进行翻转。由此，在利用氮气枪31或吸气嘴将光掩模200的玻璃面清理干净以后，可以通过翻转机构123使光掩模200翻转180°，从而对光掩模200的膜面进行微尘清除的工作。
需要说明的是，由于膜面相对较薄并且材质较脆弱，因此，在对膜面进行微尘清除时，可以适当将氮气枪31的喷气流量调小，例如降低至原喷气流量的一半左右。
在本申请的其它一些实施例中，也可以在光掩模200的两侧分别设置一个氮气枪31(或吸气嘴)，以对光掩模200的玻璃面和膜面分别实施微尘清除工作，通过此方式也可以达到两面清理的效果。可以理解的是，当采用设置两个氮气枪31(或吸气嘴)的方式时，运动机构32也为两个且分别与一个相应的氮气枪31(或吸气嘴)连接。
在本申请的一些实施例中，检测单元20包括第一照射源21、第一检测器22和接收器(图中未示出)，其中，第一照射源21配置为提供照射束以照射光掩模200的玻璃面，第一检测器22配置为拦截来自于照射玻璃所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影，接收器配置为接收被第一检测器22投影的图像。根据该图像可识别出附着在光掩模200的玻璃面的微尘。其中，第一照射源21可以是一个或多个。由于接收器最终需要获得玻璃面的全场图像，如果光掩模200的表面较大使得第一检测器22不能够一次获得覆盖玻璃面的图像时，那么可以设置多个第一检测器22，以获取多个图像，再由接收器对多个图像进行拼接处理，最终获得玻璃面的全场图像。
在本申请的一些实施例中，检测单元20还包括第二照射源24和第二检测器25，其中，第二照射源24配置为提供照射束以照射光掩模200的膜面，第二检测器25配置为拦截来自于照射膜面所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影，接收器还配置为接收被第二检测器投影的图像。本实施例中的检测单元20通过第二照射源24和第二检测器25可以识别出附着在光掩模200的膜面的微尘，由此，可以对光掩模200的玻璃面和膜面同时进行检测，从而将光掩模200的两个表面上的微尘全部检测出来，再对光掩模200实施微尘清除操作。
在本申请的一些实施例中，装置100还包括控制器(图中未示出)，控制器配置为根据接收器所接收的图像对微尘进行识别并计算微尘所处的坐标。之后，根据微尘所在的坐标，可以使清理单元30移动至微尘所在的位置对微尘进行清除操作。另外，将清理单元30移动至微尘所在位置的操作，也可以由控制器来实施，从而实现微尘检测及清理的全自动控制过程。
本申请的第二方面提出了一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的方法，其基于上述任一实施例中的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置而实施，该方法包括：
S101:将光掩模安置于装载单元10；
S102:通过检测单元20检测光掩模上的微尘；
S103:通过清理单元30对检测到的微尘进行清理。
根据本申请提出的方法，可以以连续的方式顺次对光掩模200实施微尘检测和微尘清除的工作，使得微尘检测和微尘清除两项工作无缝衔接，由此，可以提高光掩模200的微尘检测及清理过程的整体效率。另外，由于以清理单元30对光掩模200实施微尘清除代替了人工手动清除微尘的方式，由此可以进一步提高操作效率。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述装置包括：
装载单元，所述装载单元包括用于保持光掩模的保持部；
检测单元，所述检测单元用于检测所述玻璃面和所述膜面上的微尘；
清理单元，所述清理单元用于对检测到的所述微尘进行清理。
2.根据权利要求1所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述清理单元包括氮气枪和用于保持所述氮气枪的运动机构，所述运动机构具有沿第一方向的平移自由度，所述第一方向位于水平面内。
3.根据权利要求2所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述氮气枪的喷射方向与所述光掩模所在平面的夹角为15°至30°。
4.根据权利要求1所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述清理单元包括吸气嘴和用于保持所述吸气嘴的运动机构，所述运动机构具有沿第一方向的平移自由度。
5.根据权利要求1所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述装载单元还包括机械臂，所述保持部连接在所述机械臂上，所述机械臂包括平移机构和与所述平移机构连接的第一支撑体，所述平移机构用于使所述第一支撑体沿第二方向移动，所述第二方向位于水平面内且与所述第一方向相垂直。
6.根据权利要求5所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述机械臂还包括翻转机构和第二支撑体，所述保持部与所述第二支撑体连接，所述第一支撑体和所述第二支撑体之间通过所述翻转机构连接，所述翻转机构能够带动所述第二支撑体翻转至少180°。
7.根据权利要求1所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述检测单元包括：
第一照射源，配置为提供照射束以照射所述光掩模的玻璃面；
第一检测器，配置为拦截来自于照射所述玻璃面所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影；
接收器，配置为接收被所述第一检测器投影的图像。
8.根据权利要求7所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述检测单元还包括：
第二照射源，配置为提供照射束以照射所述光掩模的膜面；
第二检测器，配置为拦截来自于照射所述膜面所产生的散射光并将照射区域的图像进行投影；
所述接收器还配置为接收被所述第二检测器投影的图像。
9.根据权利要求7或8所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置，其特征在于，所述微尘清理装置还包括控制器，所述控制器配置为根据所述接收器所接收的图像对微尘进行识别并计算所述微尘所处的坐标。
10.一种检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的方法，基于根据权利要求1至9中任一项所述的检测及清理光掩模的玻璃面及膜面上的微尘的装置而实施，其特征在于，所述方法包括：
将光掩模安置于所述装载单元；
通过所述检测单元检测光掩模上的微尘；
通过所述清理单元对检测到的所述微尘进行清理。
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