CN112240758B - 检查半导体器件的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于检查半导体器件的设备可以包括支撑板、支撑轴、扭矩传感器和至少两个位移传感器。支撑板可以被配置为支撑光掩模盒，该光掩模盒包括底座和与该底座组合的盖。支撑轴可以被配置为支撑该支撑板、使该支撑板上升以及使该支撑板旋转。扭矩传感器可以与支撑轴串接以测量支撑轴的扭矩。位移传感器可以被布置在该支撑板上以与底座接触。

Description

检查半导体器件的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月19日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0087275的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
各个实施例总体而言涉及检查半导体器件的设备和方法，更特别地涉及检查光掩模盒(case)的设备和方法。
背景技术
通常，可以通过光刻工艺来形成半导体器件中的每个图案。光刻工艺可以包括抗蚀剂涂覆工艺、曝光工艺、显影工艺和固化工艺。
曝光工艺可以使用光掩模来限定特定图案。光掩模可以被容纳在称为掩模卡匣(pod)的光掩模盒中。光掩模盒可以被储存在曝光设备中并在曝光设备中被传送。
根据相关技术，可以定期地用新的光掩模盒更换光掩模盒。然而，由于光掩模被多次使用，因此在设定的更换周期之前，光掩模中可能产生诸如弯曲或分解(breakdown)的故障。故障光掩模盒中的光掩模也可能被损坏。
当更换周期可以被缩短时，正常的光掩模盒也可能被新的光掩模盒更换。因此，可能需要设置光掩模盒的适当更换定时。
发明内容
在本公开的示例实施例中，一种用于检查半导体器件的设备可以包括支撑板、支撑轴、扭矩传感器和至少两个位移传感器。支撑板可以被配置为支撑光掩模盒，该光掩模盒包括底座和与该底座组合的盖。支撑轴可以被配置为支撑该支撑板、使该支撑板上升以及使该支撑板旋转。扭矩传感器可以与支撑轴串接以测量支撑轴的扭矩。位移传感器可以被布置在该支撑板上以与底座接触。
在本公开的示例实施例中，一种用于检查半导体器件的设备可以包括检查块和控制块。检查块可以检查光掩模盒的平整度。控制块可以基于检查块的检查结果来确定光掩模盒的平整度是否是正常的。检查块可以包括：扭矩传感器，所述扭矩传感器用于在光掩模盒被打开和关闭时测量光掩模盒的扭矩；以及多个位移传感器，所述位移传感器用于测量光掩模盒的平整度。
在本公开的示例实施例中，根据一种使用检查设备来检查光掩模盒的方法，该检查设备可以包括支撑板、支撑轴、扭矩传感器和至少两个位移传感器。支撑板可以被配置为支撑光掩模盒，该光掩模盒包括底座和与该底座组合的盖。支撑轴可以被配置为支撑该支撑板、使该支撑板上升以及使该支撑板旋转。扭矩传感器可以与支撑轴串接以测量支撑轴的扭矩。位移传感器可以被布置在支撑板上以与底座接触。可以将包括多个部分的光掩模盒装载到检查设备中。包括该部分的光掩模盒可以被拆卸以测量光掩模盒的故障。当光掩模盒被确定为正常时，可以储存该光掩模盒。当光掩模盒被确定为异常时，可以丢弃该光掩模盒。
附图说明
结合附图从进以下详细描述中将更清楚地理解本公开的主题的上述和另外的方面、特征和优点，其中：
图1是示出根据示例实施例的用于制造半导体器件的系统的框图；
图2A和图2B是示出根据示例实施例的光掩模盒的分解透视图；
图3是示出根据示例实施例的用于检查光掩模盒的设备的横截面图；
图4是示出根据示例实施例的驱动单元的透视图；
图5是示出根据示例实施例的驱动单元的横截面图；
图6是示出根据示例实施例的位移传感器的视图；
图7是示出根据示例实施例的扭矩传感器的视图；
图8是示出根据示例实施例的控制块的框图；
图9和图10是示出根据示例实施例的检测光掩模盒的更换定时的方法的流程图；以及
图11是示出根据示例实施例的位移传感器的视图。
具体实施方式
将参考附图更详细地描述本发明的各种实施例。附图是各种实施例(和中间结构)的示意图。照此，可以预期由于例如制造技术和/或公差所引起的图示的配置和形状的变化。因此，所描述的实施例不应被解释为限于在此示出的特定配置和形状，而是可以包括在不脱离如在所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围的配置和形状上的偏差。
在这里参考本发明的理想实施例的横截面图和/或平面图描述了本发明。然而，本发明的实施例不应被解释为限制本发明构思。尽管将示出和描述本发明的一些实施例，但是本领域普通技术人员将理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行改变。
图1是示出根据示例实施例的用于制造半导体器件的系统的框图。
参考图1，用于制造半导体器件的系统10可以包括检查设备100和曝光设备200。
检查设备100可以检测光掩模盒的故障。稍后可以详细地说明检查设备100的配置和操作。
曝光设备200可以包括储存块210、传送块250和曝光块270。
储存块210可以包括被配置为容纳光掩模的至少一个光掩模盒220。
传送块250可以在储存块210和曝光块270之间传送光掩模盒220。
曝光块270可以将光掩模的图案转印到形成在晶片上的层中。曝光块270可以包括光学装置，该光学装置包括光源。光掩模可以被布置在晶片和光源之间。光掩模的图案可以被转印到晶片上的光致抗蚀剂膜。
图2A和图2B是示出根据示例实施例的光掩模盒的分解透视图。
参考图2A和图2B，光掩模盒220可以包括标线式标准机械接口卡匣(reticlestandard mechanical interface pod，RSP)。光掩模盒220可以包括底座221、板223和盖225。
底座221可以被配置为支撑和容纳板223。四个支柱222可以被安装在底座221的上表面上。四个支柱222可以被配置为支撑板223。四个支柱222可以被配置为支撑板223。四个支柱222可以以均匀的间隙按矩形形式来布置，以保持板223的平整度。例如，四个支柱222可以被定位在板223的拐角处。用于组合盖225的导向槽和固定突起221a可以被形成在底座221的侧壁的边缘部分处。
光掩模M可以被放置在板223的上表面上。板223可以被定位在四个支柱222上。
盖225可以与底座221组合。例如，盖225可以具有用于覆盖底座221的尺寸。盖225可以形成被配置为容纳板223的空间‘s’。空间s可以具有台阶形状。盖225可以包括下盖225a、上盖225b和窗口225c。
下盖225a可以包括形成在下盖225a的底表面处的导向件‘g’。底座221可以与下盖225a的导向件g组合。通过旋转下盖225a，下盖225a可以与底座221的边缘部分处的导向槽组合。例如，下盖225a的内壁可以与底座221的边缘部分接触。
上盖225b可以被布置在下盖225a上，以形成空间“s”的深部。板223可以被定位在深部中。
窗口225c可以被布置在上盖225b上。窗口225c可以包括诸如塑料的半透明材料。可以通过窗口225c来识别板223上的光掩模M。
曝光设备200中使用的光掩模盒220可以被装载在检查设备100中。检查设备100可以检查光掩模盒220。
图3是示出根据示例实施例的用于检查光掩模盒的设备的横截面图，图4是示出根据示例实施例的驱动单元的透视图，而图5是示出根据示例实施例的驱动单元的横截面图。
参考图3至图5，检查设备100可以包括检查块110和控制块190。
检查块110可以包括装载端口120和驱动单元150。
光掩模盒220可以被装载到装载端口120上。
驱动单元150可以被布置在装载端口120下方。驱动单元150可以包括支撑板152、支撑轴C、动力供应器158和扭矩传感器160。
支撑板152可以被配置为支撑光掩模盒220的底表面。载物台ST可以位于支撑板152的中心部分。载物台ST可以被连接至支撑轴C。载物台ST可以根据支撑轴C的旋转方向而被旋转和驱动。至少一个打开/关闭销153可以被布置载物台ST上。打开/关闭销153可以被插入在形成于载物台ST中的凹槽H中。借助于打开/关闭销153与光掩模盒220的底座221接触，打开/关闭销153可以在凹槽H中移动。因此，可以旋转底座221，以将光掩模盒220的盖225与底座221彼此分开。
支撑板152可以包括至少两个位移传感器155。位移传感器155可以被布置在对应的位置处。位移传感器155可以被定位在支撑板152上的与底座221的拐角相对应的部分处。
图6是示出根据示例实施例的位移传感器的视图。
参考图6，位移传感器155可以包括朝向支撑板152的表面突出的销155a。例如，突出销155a可以具有弹性和稳定性。当光掩模盒220的底座221可以被放置在位移传感器155上时，突出销155a的长度可以根据光掩模盒220的平整度而改变。例如，当光掩模盒220的底座221可以被向右扭曲时，位移传感器155的与光掩模盒220的扭曲部分相对应的突出销155a的长度可以长于其他突出销155a的长度。
支撑轴C可以被布置在支撑板152的下方。例如，支撑轴C可以被布置在载物台ST的下方。可以通过动力供应器158来使支撑轴C上下移动。此外，支撑轴C可以承受动力供应器158的旋转力。因此，载物台ST和打开/关闭销153可以根据支撑轴C的旋转沿着支撑轴C的旋转方向来旋转。光掩模盒220的与打开/关闭销153接触的底座221可以通过打开/关闭销153和载物台ST的旋转而旋转，以将底座221与盖225分开。可以根据光掩模盒220的组装或拆卸来改变支撑轴C的旋转方向。
扭矩传感器160可以被安装在支撑轴C和动力供应器158之间。扭矩传感器160可以具有非旋转类型。扭矩传感器160可以被串接至支撑轴C。
图7是示出根据示例实施例的扭矩传感器的视图。在图7中，支撑轴C和扭矩传感器160可以在垂直方向上彼此串接。
参考图7，扭矩传感器160可以测量与扭矩传感器160串接的支撑轴C的旋转角度或扭转角度。例如，当支撑轴C的旋转角度可以小于参考旋转角度时，可以增加施加到支撑轴C上的负荷。相反，当支撑轴C的旋转角度可以大于参考旋转角度时，可以减小施加到支撑轴C的负荷。此外，当在打开/关闭光掩模盒220的过程中施加到支撑轴C的负荷可以小于或大于参考旋转角度时，可以注意到，光掩模盒220的底座221可以向上或向下扭曲。
控制块190可以将由扭矩传感器150测得的负荷和由位移传感器155获得的突出销155a的长度数字化，以确定光掩模盒220的平整度。
图8是示出根据示例实施例的控制块的框图。
参考图8，控制块190可以包括第一测量器192、第二测量器194、确定器195和显示器197。
第一测量器192可以将扭矩传感器160的感测结果数字化。例如，第一测量器192可以接收在打开/关闭光掩模盒220时由扭矩传感器160测得的负荷以将该负荷数字化。
第二测量器194可以将位移传感器155的感测结果数字化。例如，第二测量器可以测量位移传感器155的突出销155a的长度以将测得的突出销1 55a的长度数字化。
确定器195可以接收第一测量器192和第二测量器194的测量结果，以确定光掩模盒220的平整度。例如，确定器194可以包括存储器，其用于储存用来打开/关闭正常光掩模盒220的关于参考旋转角度的负荷(在下文中，称为参考负荷)、以及位移传感器155的突出销155a的长度(在下文中，称为参考长度)。确定器194可以将第一测量器192的测量结果与存储器中的参考负荷进行比较，并将第二测量器194的测量结果与存储器中的参考长度进行比较，以确定光掩模盒220的平整度。
显示器197可以显示确定器195的确定结果。此外，显示器197可以另外显示第一测量器192和第二测量器194的测量结果。
图9和图10是示出根据示例实施例的检测光掩模盒的更换定时的方法的流程图。
参考图9，在步骤S1中，可以清洁在曝光设备200中使用的光掩模盒220。在步骤S2中，可以将已清洁的光掩模盒220装载到检查设备100的装载端口120中。
在步骤S3中，可以在检查设备100的检查块110中测量光掩模盒220的故障。
特别地，参考图10，在步骤S31中，支撑轴C可以通过电力供应器158而向上移动，以将光掩模盒220的底座221放置在支撑板152上。
在步骤S32中，位移传感器155可以与光掩模盒220的底座221接触。位移传感器155可以测量每个位移传感器155的突出销155a的长度。
同时，在步骤S33中，打开/关闭销153可以与光掩模盒220的底座221接触。支撑轴C可以通过动力供应器158来旋转以使与打开/关闭销153接触的底座21旋转。因此，盖225可以与底座21分开。连接至支撑轴C的扭矩传感器160可以根据用于使底座与盖225分开的支撑轴C的旋转角度来测量负荷。
在步骤S34中，控制块190的确定器195可以将位移传感器155的测得的值与正常光掩模盒220的突出销155a的参考长度进行比较。此外，控制块190的确定器195可以将扭矩传感器160的测得的值与用于打开/关闭正常光掩模盒220的参考负荷进行比较。
当确定器195的比较结果在可允许的误差范围内时，在步骤S35中，确定器195可以将光掩模盒220确定为是正常的。相反，当确定器195的比较结果能超出可允许的误差范围时，在步骤S36中，确定器195可以将光掩模盒确定为是异常的。然后，可以将分开的光掩模盒220组装成原始形状。
当在步骤S35中确定光掩模盒220是正常的时，在步骤S4中，可以将光掩模盒220传送到储存块210。
相反，当在步骤S36中确定光掩模盒220是异常的时，在步骤S5中，可以另外检查光掩模盒220。用于另外检查光掩模盒220的步骤可以包括：最后检查是否由于不是由光掩模盒220引起的组装故障、位移传感器155和扭矩传感器160的故障等而确定光掩模盒220是异常的。当由于组装故障、位移传感器155和扭矩传感器160的故障等而确定光掩模盒220是异常的时，在步骤S4中可以将光掩模盒220传送到储存块210。
当由于光掩模盒220的故障而将光掩模盒220确定为异常的时，在步骤S6中，然后可以丢弃光掩模盒220。
根据示例实施例，可以周期性地测量和监视光掩模盒220的平整度，以实时确定光掩模盒220的更换定时。
在示例实施例中，位移传感器155可以位于支撑板152上方。可替代地，位移传感器156可以被安装在光掩模盒220的盖224的导向件g上。在导向件g处的位移传感器156可以包括以均匀的间隙彼此间隔开的两个对应的传感器。
本发明的上述实施例旨在说明而不是限制本发明。各种替代方案和等效方案是可能的。本发明不受本文中描述的实施例的限制。本发明也不限于任何特定类型的半导体器件。鉴于本公开，另外的增加、减少或修改是显而易见的，并且意图落入所附权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种检查光掩模盒的设备，包括：
支撑板，所述支撑板被配置为容纳光掩模盒，所述光掩模盒包括底座和与所述底座组合的盖；
支撑轴，所述支撑轴被配置为支撑所述支撑板、使所述支撑板向上移动和使所述支撑板旋转；
扭矩传感器，所述扭矩传感器串接至所述支撑板以测量施加到所述支撑轴的旋转负荷；以及
至少两个位移传感器，所述位移传感器被布置在所述支撑板上以与所述底座接触，以用于检查光掩模盒的平整度，
其中，所述支撑板包括被配置为与所述底座接触的打开/关闭销，并且所述打开/关闭销根据所述支撑轴的旋转方向来旋转，以使所述底座与所述盖组合和使所述底座与所述盖分开，
其中，通过测得的光掩模盒的平整度以及旋转负荷来确定所述光掩模盒是异常的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述支撑轴被旋转以使所述底座与所述盖组合和使所述底座与所述盖分开时，所述扭矩传感器测量施加至所述支撑轴的负荷。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述位移传感器被布置在所述位移传感器与所述光掩模盒的四个拐角接触的位置处。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述位移传感器具有弹性和稳定性。
5.一种检查光掩模盒的设备，包括：
检查块，所述检查块用于检查光掩模盒的平整度；以及
控制块，所述控制块用于基于所述检查块的检查结果来确定所述光掩模盒的平整度，
其中，所述检查块包括：扭矩传感器，所述扭矩传感器用于在打开和关闭光掩模时测量旋转负荷；以及多个位移传感器，所述位移传感器用于测量所述光掩模盒的平整度，
其中，所述检查块包括：
支撑板，所述支撑板被配置为容纳光掩模盒，所述光掩模盒包括底座和与所述底座组合的盖；
支撑轴，所述支撑轴被配置为支撑所述支撑板、使所述支撑板向上移动和使所述支撑板旋转；
扭矩传感器，所述扭矩传感器串接至所述支撑板以测量施加到所述支撑轴的旋转负荷；以及
至少两个位移传感器，所述位移传感器被布置在所述支撑板上以与所述底座接触，以用于检查光掩模盒的平整度，
其中，所述支撑板包括被配置为与所述底座接触的打开/关闭销，并且所述打开/关闭销根据所述支撑轴的旋转方向来旋转，以使所述底座与所述盖组合和使所述底座与所述盖分开，
其中，所述控制块配置成通过测得的光掩模盒的平整度以及旋转负荷来确定所述光掩模盒是否正常。
6.根据权利要求5所述的设备，
其中，所述检查块进一步包括动力供应器，所述动力供应器被配置为使所述支撑轴向上移动并旋转。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述扭矩传感器串接至所述支撑轴。
8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述位移传感器被布置在所述支撑板上的、所述位移传感器与所述光掩模盒的四个拐角接触的位置处。
9.根据权利要求5所述的设备，其中，每个所述位移传感器包括具有弹性和稳定性的突出销。
10.根据权利要求5所述的设备，其中，
所述底座放置在所述支撑板上；
所述盖与所述底座组合以在所述底座与所述盖之间形成空间；并且
其中所述光掩模盒进一步包括：板，所述板被插入所述底座与所述盖之间的空间内以容纳所述光掩模盒。
11.根据权利要求5所述的设备，其中，所述盖具有用于覆盖所述底座的尺寸，并且所述盖包括形成在所述盖的底表面处以与所述支撑板接触的导向件。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述位移传感器被提供给所述导向件。
13.根据权利要求5所述的设备，其中，所述控制块包括：
第一测量器，所述第一测量器用于将所述扭矩传感器的感测结果数字化；
第二测量器，所述第二测量器用于将所述位移传感器的感测结果数字化；
确定器，所述确定器用于将所述第一测量器的感测结果与设定的临界负荷进行比较，以及用于将所述第二测量器的感测结果与正常的位移传感器的设定值进行比较，以确定所述光掩模盒的平整度。
14.一种使用根据权利要求1所述的设备来检查光掩模盒的方法，所述方法包括：
将包括多个部分的光掩模盒装载到所述检查设备中；
将包括所述部分的光掩模盒分开以测量所述光掩模盒的故障；
当所述光掩模盒被确定为正常时，储存所述光掩模盒；并且
当所述光掩模盒被确定为异常时，丢弃所述光掩模盒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，测量所述光掩模盒的故障包括：
测量所述位移传感器的突出销的长度；
使用所述扭矩传感器来测量当所述光掩模被分开时产生的负荷；以及
将由所述位移传感器测得的突出销的长度和由所述扭矩传感器测得的负荷与设定值进行比较，以确定所述光掩模是否正常。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在丢弃所述光掩模盒之前，另外检查所述光掩模盒；以及
当另外检查的光掩模盒被确定为正常时，储存所述光掩模盒。
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