CN116755288B - 光掩模版硫酸根去除装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光掩模版硫酸根去除装置及方法，装置包括UV腔室、UV灯和支撑部，UV腔室上端部的一侧配置有双作用孔，另一侧配置有进气孔，下端部配置有排气孔；UV灯位于UV腔室外的上方，用于向UV腔室内提供UV光照；支撑部位于UV腔室内，用于支撑光掩模版，并被配置为可升降至上料位和工作位，工作位高于上料位；其中，在支撑部处于上料位时，对UV腔室进行氮气填充处理，双作用孔作为进气孔使用；在支撑部处于工作位时，在氮气氛围下对支撑部上的光掩模版进行去硫酸根处理，双作用孔作为排气孔使用。本发明可以使UV腔室内的空气彻底、快速排出，以形成纯净氮气氛围，以及使硫酸根分解产生的废气快速排出，以避免沉积。

Description

光掩模版硫酸根去除装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体器件加工领域，具体涉及一种光掩模版硫酸根去除装置及方法。

背景技术

生产光掩模版过程中，剥离光刻胶的除胶工艺及清洗工艺都需要用到硫酸，后续对硫酸根进行清洗后，硫酸根依旧会有残留，目前去除硫酸根残留，主要是靠UV光照配合加热的工艺来进行。如本专利的申请人之前所申请的申请号为“CN200910213436.8”，专利名称为“去除光掩模中的硫酸根的方法”，及申请号为“CN201610563195.X”，专利名称为“低硫酸根残留浓度的光掩模清洗工艺”的专利中，就是采用UV光照配合加热的工艺来去除残留的硫酸根。

但是，上述两个专利中，并无配套的装置来对光掩模版进行UV光照及加热，现有的装置在工作过程中，也存在着UV腔室内的空气排不干净或排气时间长的问题，以及在除去硫酸根的过程中存在沉积的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光掩模版硫酸根去除装置，它可以使UV腔室内的空气彻底、快速排出，以形成纯净氮气氛围，以及使硫酸根分解产生的废气快速排出，以避免沉积。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光掩模版硫酸根去除装置，包括：

UV腔室，上端部的一侧配置有双作用孔，另一侧配置有进气孔，下端部配置有排气孔；

UV灯，位于所述UV腔室外的上方，用于向所述UV腔室内提供UV光照；

支撑部，位于所述UV腔室内，用于支撑光掩模版，并被配置为可升降至上料位和工作位，所述工作位高于所述上料位；其中，

在所述支撑部处于上料位时，对所述UV腔室进行氮气填充处理，氮气自所述双作用孔和所述进气孔进入所述UV腔室内，自所述排气孔排出；

在所述支撑部处于工作位时，在氮气氛围下对所述支撑部上的光掩模版进行去硫酸根处理，氮气自所述进气孔进入所述UV腔室内，自所述双作用孔和所述排气孔排出。

进一步为了可以充分利用紫外光，并提高硫酸根的去除速度及去除率，在所述支撑部处于工作位时，所述支撑部上的光掩模版的上表面和所述UV腔室的顶壁之间形成去硫酸根通道，所述去硫酸根通道的高度为3-10mm。

进一步为了使得气流更均匀，所述UV腔室的上端部的两侧均开设有缓流槽，所述双作用孔和所述进气孔分别贯穿相应缓流槽的朝外侧的侧壁，所述缓流槽的朝内侧的侧壁的上表面低于所述UV腔室的内顶壁，高于所述双作用孔及所述进气孔，且正对所述去硫酸根通道。

进一步为了在避免干涉的同时，尽可能地在去除硫酸根的过程中提高从双作用孔排出的气体量，在所述支撑部处于工作位时，所述支撑部上的光掩模版的垂直于所述缓流槽的侧边与所述UV腔室的内壁之间形成的气体通道的宽度为0.5-2mm。

进一步为了避免污染光掩模版，并防止温度过高，所述支撑部包括加热板和多个沿周向布置在所述加热板的上表面的圆珠，所述圆珠朝上超出所述加热板的上表面0.2-2mm。

进一步为了可以调整圆珠的高度，以调整光掩模版的受热温度，所述加热板的上表面配置有与所述圆珠一一对应的安装孔，所述圆珠高度可调地嵌装在所述安装孔内。

进一步提供了一种能为光掩模版提供洁净的处理环境的光掩模版硫酸根去除装置的具体结构，光掩模版硫酸根去除装置还包括：

卡盘，安装在所述UV腔室内，用于承接并定位光掩模版，所述卡盘在高度方向上位于所述上料位和所述工作位之间；

升降驱动机构，安装在所述UV腔室外，伸入所述UV腔室内并与所述支撑部相连，以驱动所述支撑部升降；

波纹管，套在所述升降驱动机构伸入所述UV腔室内的部分外，上端与所述支撑部密封连接，下端与所述UV腔室的底板密封连接。

进一步为了防止波纹管因长期受热而出现老化或破损，所述支撑部还包括冷却盘，所述冷却盘安装在所述加热板的下表面，所述波纹管的上端与所述冷却盘的下表面密封连接。

进一步，在氮气氛围下对所述支撑部上的光掩模版进行去硫酸根处理的过程中，所述UV腔室内为微正压。

进一步，光掩模版硫酸根去除装置还包括气路系统，所述气路系统包括：

进气管，分别通过管路连通所述双作用孔和所述进气孔；

排气管，分别通过管路连通所述双作用孔和所述排气孔；

第一控制阀，配置在连通所述进气管和所述双作用孔的管路上；

第二控制阀，配置在连通所述排气管和所述双作用孔的管路上。

本发明还提供了一种光掩模版硫酸根去除方法，方法包括：

S1，往UV腔室内放入光掩模版，并关闭UV腔室，此时，支撑部位于上料位，光掩模版位于上料位和工作位之间；

S2，对UV腔室进行氮气填充处理：氮气自双作用孔和进气孔进入UV腔室内，自所述排气孔排出；

S3，待UV腔室内充满氮气后，支撑部上升至工作位，并顶起光掩模版；

S4，在氮气氛围下对支撑部上的光掩模版进行去硫酸根处理：UV灯开启，氮气自进气孔进入UV腔室内，自双作用孔和排气孔排出。

采用上述技术方案后，支撑部位于较低的上料位时，光掩模版的位置也比较低，此时对UV腔室进行氮气填充处理，氮气自双作用孔和进气孔进入UV腔室1内，自排气孔排出，如此，可以快速、彻底地排净UV腔室内的空气，由于空气中的氧气会吸收紫外光，降低紫外光的效率，彻底排出UV腔室内的空气后，在后续处理中，就可以拥有纯净、良好的氮气氛围，有利于紫外光的充分利用；光掩模版位于较高的工作位时，在一定的温度范围内，光掩模版附带的硫酸根离子中的氧硫键被UV光子打断，生成氧气、二氧化硫等小分子气体，受热挥发，由于光掩模版所处的高度比较高，比较靠近UV腔室内顶壁，如果仅依靠下端部的排气孔排气，存在气流不畅的缺陷，氧气、二氧化硫等会沉积在光掩模版表面，导致硫酸根离子难以得到彻底清除，本发明在清除硫酸根离子的过程中，将双作用孔作为出气孔使用，大部分氮气从双作用孔排出，在光掩模版上表面形成快速气流，进而将氧气、二氧化硫等废气快速带走，从而防止废气在光掩模版表面沉积，大大提高了硫酸根离子的去除速度及去除率。

附图说明

图1为本发明的光掩模版硫酸根去除装置的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3的A部放大图；

图5为图2的B-B剖视图；

图6为本发明的UV腔室内部的俯视图；

图7为图1的仰视图；

图8为本发明的支撑部的结构示意图；

图9为本发明的气路系统的框图；

图中，1、UV腔室；11、双作用孔；12、进气孔；13、排气孔；14、缓流槽；2、UV灯；3、支撑部；31、加热板；32、圆珠；33、冷却盘；4、卡盘；5、升降驱动机构；6、波纹管；7、真空闸门；8、气路系统；81、进气管；82、排气管；83、第一控制阀；84、第二控制阀；10、光掩模版。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-9所示，一种光掩模版硫酸根去除装置，包括：

UV腔室1，上端部的一侧配置有双作用孔11，另一侧配置有进气孔12，下端部配置有排气孔13；

UV灯2，位于UV腔室1外的上方，用于向UV腔室1内提供UV光照；

支撑部3，位于UV腔室1内，用于支撑光掩模版10，并被配置为可升降至上料位和工作位，工作位高于上料位；其中，

在支撑部3处于上料位时，对UV腔室1进行氮气填充处理，氮气自双作用孔11和进气孔12进入UV腔室1内，自排气孔13排出；

在支撑部3处于工作位时，在氮气氛围下对支撑部3上的光掩模版10进行去硫酸根处理，氮气自进气孔12进入UV腔室1内，自双作用孔11和排气孔13排出。

需要说明的是，双作用孔11、进气孔12和排气孔13分别可以有一个、两个或多个，在本实施例中，双作用孔11和进气孔12分别具有两个，排气孔13具有四个，四个排气孔分布在UV腔室1的底部的四个角落。UV光的波长不高于193nm，优选172nm，波长为172nm的UV光，效果最佳。

具体地，支撑部3位于较低的上料位时，光掩模版10的位置也比较低，此时对UV腔室1进行氮气填充处理，氮气自双作用孔11和进气孔12进入UV腔室1内，自排气孔13排出，如此，可以快速、彻底地排净UV腔室内的空气，由于空气中的氧气会吸收紫外光，降低紫外光的效率，彻底排出UV腔室1内的空气后，在后续处理中，就可以拥有纯净、良好的氮气氛围，有利于紫外光的充分利用；光掩模版10位于较高的工作位时，在一定的温度范围内，光掩模版10附带的硫酸根离子中的氧硫键被UV光子打断，生成氧气、二氧化硫等小分子气体，受热挥发，由于光掩模版10所处的高度比较高，比较靠近UV腔室1内顶壁，如果仅依靠下端部的排气孔13排气，存在气流不畅的缺陷，氧气、二氧化硫等会沉积在光掩模版10表面，导致硫酸根离子难以得到彻底清除，本实施例在清除硫酸根离子的过程中，将双作用孔11作为出气孔使用，大部分氮气从双作用孔11排出，在光掩模版10上表面形成快速气流，进而将氧气、二氧化硫等废气快速带走，从而防止废气在光掩模版10表面沉积，大大提高了硫酸根离子的去除速度及去除率。

在一个实施例中，在支撑部3处于工作位时，支撑部3上的光掩模版10的上表面和UV腔室1的顶壁之间形成去硫酸根通道，去硫酸根通道的高度为3-10mm。

具体地，去硫酸根通道的高度比较小，一方面，使得紫外光得到充分使用，可以有效防止紫外光能量损失；另一方面，使得去硫酸根通道的空间比较小，可以快速排出氧气、二氧化硫等废气，进一步提高了硫酸根离子的去除速度及去除率。

在一个实施例中，如图3、4、6所示，UV腔室1的上端部的两侧均开设有缓流槽14，双作用孔11和进气孔12分别贯穿相应缓流槽14的朝外侧的侧壁，缓流槽14的朝内侧的侧壁的上表面低于UV腔室1的内顶壁，高于双作用孔及进气孔12，且正对去硫酸根通道。如此设置，可以在光掩模版的上表面形成均衡的氮气流，进而可以彻底、无死角地带走氧气、二氧化硫等废气。

在一个实施例中，如图6所示，在支撑部3处于工作位时，支撑部3上的光掩模版10的垂直于缓流槽14的侧边与UV腔室1的内壁之间形成的气体通道的宽度比较小，一般为0.5-2mm。优选0.5mm，设置0.5mm的宽度，不会对光掩模版10的升降造成干涉，并且，也可以尽可能地减少光掩模版10上表面的氮气流自气体通道朝下流动的流失量，进一步保证废气可以快速被排出，减少沉积。

在一个实施例中，在氮气氛围下对支撑部3上的光掩模版10进行去硫酸根处理的过程中，UV腔室1内为微正压。只要保证单位时间内进气量多于出气量，则可以达到微正压的要求，UV腔室1内处于微正压，可以防止外部气体进入UV腔室内，保证氮气氛围的纯净，微正压一般为0.001MPa-0.01MPa之间，这个范围的微正压，不会损坏UV灯2和UV腔室1之间的透明板。

实施例二

在实施例一的基础上，如图3、5、8所示，支撑部3包括加热板31和多个沿周向布置在加热板31的上表面的圆珠32，圆珠32朝上超出加热板31的上表面0.2-2mm。

需要说明的是，圆珠32用于与光掩模版10周边接触，也就是有效范围外的区域。圆珠32的硬度比较高，不易磨损，可以为陶瓷等。

具体地，加热板31可以提供硫酸根离子去除过程中所需的温度，配置圆珠32，一方面可以防止光掩模版10的受热温度过高，另一方面，可以对光掩模版10形成点支撑，防止加热板31污染光掩模版10的背面。

在一个实施例中，光掩模版10为方形板，加热板31的对应光掩模版10每个边沿的位置配置有两个圆珠32，如此，即可对光掩模版10形成稳定支撑。

在一个实施例中，加热板31的上表面配置有与圆珠32一一对应的安装孔，圆珠32高度可调地嵌装在安装孔内。圆珠32的高度可调，则可以根据生产需要，通过调整圆珠32高度的方式调整光掩模版10与加热板31上表面的距离，进而调整加热温度，灵活性高。调整圆珠32高度的结构可以为多种，现列举一种，加热板31的周向侧壁设有与安装孔一一对应的螺纹孔，螺纹孔内螺纹安装有调节杆，调节杆的头部呈锥状，调节杆在旋进的过程中，其锥状头部将安装孔内的圆珠32往上顶。

实施例三

在实施二的基础上，如图3、5所示，光掩模版硫酸根去除装置还包括：

卡盘4，安装在UV腔室1内，用于承接并定位光掩模版10，卡盘4在高度方向上位于上料位和工作位之间；

升降驱动机构5，安装在UV腔室1外，伸入UV腔室1内并与支撑部3相连，以驱动支撑部3升降；

波纹管6，套在升降驱动机构5伸入UV腔室1内的部分外，上端与支撑部3密封连接，下端与UV腔室1的底板密封连接。

UV腔室1配置有真空闸门7，往UV腔室1内放入光掩模版10前，支撑部3位于上料位。操作过程如下：

先打开真空闸门7，将光掩模版10放到卡盘4上，通过卡盘4支撑及定位光掩模版10；

然后关闭真空闸门7，对UV腔室1进行氮气填充操作，待UV腔室1内的空气被完全排出后，支撑部3上升，将光掩模版10顶至工作位；

再对光掩模版10进行去硫酸根离子操作，完成此工艺后，支撑部3下降至上料位，使光掩模版10落在卡盘4上；

最后打开真空闸门7，取出光掩模版10。

具体地，通过卡盘4支撑及定位光掩膜板10，有利于保证光掩模版10取放时位置的一致性。进行工艺处理的过程中，对气体的洁净要求也越来越高，内部运动零件的等产生颗粒的部分也要完全隔离在UV腔室1之外，本实施例的波纹管6起到物理隔离作用，为光掩模版10提供一个洁净的环境，同时，将运动部件与静止部件隔离，减少运动部件产生的颗粒对静止部件及光掩模版10的影响。

其中，升降驱动机构5可以采用电缸、气缸等，在为气缸的情况下，可以通过设置硬限位的方式来保证位移精度，在为电缸的情况下，可以通过设置位移传感器的方式来保证位移精度。

在一个实施例中，如图3、5、8所示，支撑部3还包括冷却盘33，冷却盘33安装在加热板31的下表面，波纹管6的上端与冷却盘33的下表面密封连接。

冷却盘33可以采用水冷盘等结构，配置冷却盘33，一方面可以对加热板31进行快速冷却，另一方面，可以起到隔热的作用，避免加热板31的热量传递到波纹管6及升降驱动机构5，进而避免波纹管6因温度过高而老化、破损、变形等等，避免升降驱动机构5因温度过高而影响到及寿命。

在一个实施例中，如图9所示，光掩模版硫酸根去除装置还包括气路系统8，气路系统8包括：

进气管81，分别通过管路连通双作用孔11和进气孔12；

排气管82，分别通过管路连通双作用孔11和排气孔；

第一控制阀83，配置在连通进气管81和双作用孔11的管路上；

第二控制阀84，配置在连通排气管82和双作用孔11的管路上。

具体地，第一控制阀83开启，第二控制阀84关闭，双作用孔11进气；第一控制阀83关闭，第二控制阀84开启，双作用孔11排气，本实施例可以通过控制第一控制阀83和第二控制阀84的状态快速、便捷地切换双作用孔11的作用，方便省事。

需要说明的是，排气管82连通抽气机构；第一控制阀83和第二控制阀84采用同一液压系统，始终处于一开启一关闭状态。

实施例四

一种光掩模版硫酸根去除方法，方法包括：

S1，往UV腔室1内放入光掩模版10，并关闭UV腔室1，此时，支撑部3位于上料位，光掩模版10位于上料位和工作位之间；

S2，对UV腔室1进行氮气填充处理：氮气自双作用孔11和进气孔12进入UV腔室1内，自排气孔13排出；

S3，待UV腔室1内充满氮气后，支撑部3上升至工作位，并顶起光掩模版10；

S4，在氮气氛围下对支撑部3上的光掩模版10进行去硫酸根处理：UV灯2开启，氮气自进气孔12进入UV腔室1内，自双作用孔11和排气孔13排出。

其中，UV腔室1内充满氮气，即UV腔室1内的氧含量低于预设值。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

包括：

UV腔室(1)，上端部的一侧配置有双作用孔(11)，另一侧配置有进气孔(12)，下端部配置有排气孔(13)；

UV灯(2)，位于所述UV腔室(1)外的上方，用于向所述UV腔室(1)内提供UV光照；

支撑部(3)，位于所述UV腔室(1)内，用于支撑光掩模版(10)，并被配置为可升降至上料位和工作位，所述工作位高于所述上料位；其中，

在所述支撑部(3)处于上料位时，对所述UV腔室(1)进行氮气填充处理，氮气自所述双作用孔(11)和所述进气孔(12)进入所述UV腔室(1)内，自所述排气孔(13)排出；

在所述支撑部(3)处于工作位时，在氮气氛围下对所述支撑部(3)上的光掩模版(10)进行去硫酸根处理，氮气自所述进气孔(12)进入所述UV腔室(1)内，自所述双作用孔(11)和所述排气孔(13)排出；

在所述支撑部(3)处于工作位时，所述支撑部(3)上的光掩模版(10)的上表面和所述UV腔室(1)的顶壁之间形成去硫酸根通道；

所述UV腔室(1)的上端部的两侧均开设有缓流槽(14)，所述双作用孔(11)和所述进气孔(12)分别贯穿相应缓流槽(14)的朝外侧的侧壁，所述缓流槽(14)的朝内侧的侧壁的上表面低于所述UV腔室(1)的内顶壁，高于所述双作用孔(11)及所述进气孔(12)，且正对所述去硫酸根通道；

在所述支撑部(3)处于工作位时，所述支撑部(3)上的光掩模版(10)的垂直于所述缓流槽(14)的侧边与所述UV腔室(1)的内壁之间形成的气体通道的宽度小于所述去硫酸根通道的高度。

2.根据权利要求1所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

所述去硫酸根通道的高度为3-10mm。

3.根据权利要求1所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

在所述支撑部(3)处于工作位时，所述支撑部(3)上的光掩模版(10)的垂直于所述缓流槽(14)的侧边与所述UV腔室(1)的内壁之间形成的气体通道的宽度为0.5-2mm。

4.根据权利要求1所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

所述支撑部(3)包括加热板(31)和多个沿周向布置在所述加热板(31)的上表面的圆珠(32)，所述圆珠(32)朝上超出所述加热板(31)的上表面0.2-2mm。

5.根据权利要求4所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

所述加热板(31)的上表面配置有与所述圆珠(32)一一对应的安装孔，所述圆珠(32)高度可调地嵌装在所述安装孔内。

6.根据权利要求4所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

还包括：

卡盘(4)，安装在所述UV腔室(1)内，用于承接并定位光掩模版(10)，所述卡盘(4)在高度方向上位于所述上料位和所述工作位之间；

升降驱动机构(5)，安装在所述UV腔室(1)外，伸入所述UV腔室(1)内并与所述支撑部(3)相连，以驱动所述支撑部(3)升降；

波纹管(6)，套在所述升降驱动机构(5)伸入所述UV腔室(1)内的部分外，上端与所述支撑部(3)密封连接，下端与所述UV腔室(1)的底板密封连接。

7.根据权利要求6所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

所述支撑部(3)还包括冷却盘(33)，所述冷却盘(33)安装在所述加热板(31)的下表面，所述波纹管(6)的上端与所述冷却盘(33)的下表面密封连接。

8.根据权利要求1所述的光掩模版硫酸根去除装置，其特征在于，

在氮气氛围下对所述支撑部(3)上的光掩模版(10)进行去硫酸根处理的过程中，所述UV腔室(1)内为微正压；

和/或还包括气路系统(8)，所述气路系统(8)包括：

进气管(81)，分别通过管路连通所述双作用孔(11)和所述进气孔(12)；

排气管(82)，分别通过管路连通所述双作用孔(11)和所述排气孔；

第一控制阀(83)，配置在连通所述进气管(81)和所述双作用孔(11)的管路上；

第二控制阀(84)，配置在连通所述排气管(82)和所述双作用孔(11)的管路上。

9.一种光掩模版硫酸根去除方法，其特征在于，

其基于权利要求1-8任一项所述的光掩模版硫酸根去除装置，方法包括：

S1，往UV腔室(1)内放入光掩模版(10)，并关闭UV腔室(1)，此时，支撑部(3)位于上料位，光掩模版(10)位于上料位和工作位之间；

S2，对UV腔室(1)进行氮气填充处理：氮气自双作用孔(11)和进气孔(12)进入UV腔室(1)内，自排气孔(13)排出；

S3，待UV腔室(1)内充满氮气后，支撑部(3)上升至工作位，并顶起光掩模版(10)；

S4，在氮气氛围下对支撑部(3)上的光掩模版(10)进行去硫酸根处理：UV灯(2)开启，氮气自进气孔(12)进入UV腔室(1)内，自双作用孔(11)和排气孔(13)排出。