TW201011458A - A reticle clean device - Google Patents

Description

201011458

V 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光罩清潔裝置及其清潔方法，特別是關於一種利用真 空方式來清潔光罩之清潔裝置，且在清潔的過程中使用一光電元件來監控光 罩上之保護膜其南低起伏變化。 【先前技術】 ❹

在半導體製程中’通常會利用微影設備將光罩(reticle)上的線路圖案，完 整且精確地成像於晶圓上之光阻並進行曝光。在此同時，會產生一些污染物 (contaminant)或微粒(particles)，而此污染物或微粒會進一步污染光罩。因此， 在清潔時針對光罩表面殘㈣有機補、污染物、化學污染物等，都必須有 效率且徹底的清潔，酬被污染過的光罩在後續的製程巾會造成產 (yield)的嚴重損失。 凊參考第1圖’係習知一種光罩清潔裝置之示意圖。此光罩清潔裝置2⑽ 係藉由-設置於旋轉平台21〇上的水平式光罩㈣單元22()來狀光罩& , 再藉由-活動式清洗喷嘴230，以產生強力的水流或氣流衝擊光罩之表面。 然而，這歸潔枝，其健雜道光罩_面；因為，鮮的正面係 -保護膜，此賴獅無法承受此強力水流或纽的衝擊。 、 此外，亦有麵絲置係嘗試_真空或純的方式來清潔光罩。但， 由於，成真二的過財，料造成光罩上方之保制的破裂，因此，

仍無這方面的產品上市。 IJ 【發明内容】 潔裝置， 學污染物 為解決先前技蚊缺失，本發_主要目地在提供__種光 3潔裝f?铜贼的方式，將鮮其表面賴《污染物或化 去除，以提尚半導體製程其良率。 5 201011458 • 本發明之另一主要目的在於提供一種光罩清潔裝置，此清潔裝置係利用 正壓及負壓相互交替的方式’將光罩其表面的微粒或污染物或化學污染物去 除，可避免直接衝擊光罩及光罩上的保護膜。 本發明之又另一主要目的在於提供一種光罩清潔裝置，此清潔裝置係具 有一光電元件，光電元件能監控光罩上保護膜的高低起伏變化，能避免保護 膜在清潔的過程中因而破裂。 本發明之再一主要目的在於提供一種光罩清潔裝置，此清潔裝置係將光 罩所處的密閉腔室形成負壓，且利用光電元件監控光罩上保護膜的高低起伏 變化，除了能將光罩及保護膜之間的污染物或化學污染物去除外，亦能避免 保護膜在清潔的過程中因而破裂。 基於上述之目的，本發明首先提供一種光罩清潔裝置，主要包括一腔體、 一光電元件、一幫浦系統及一控制器。腔體，係具有一密閉腔室，密閉腔室 設有一光罩承座，以承載一光罩。光電元件，係可以發射_光束至光罩上的 保護膜，並接收從保護膜反射的光束，且可傳送一訊號以代表保護膜在光罩 上的尚低起伏變化。而幫浦系統’係可以將腔體其密閉腔室内的氣體抽離， 使畨閉腔室内形成負壓，藉以分離光罩上的污染物或化學污染物。控制器， 則係用來接收光電元件的訊號，當訊號顯示保護膜在光罩上的高低起伏變化 〇 大於一設定值時’控制器會輸出另一訊號以停止幫浦系統的運作。 本發明接著揭露一種光罩清潔方法，包括：提供一光罩於一腔 體内部’其中光罩上配置有一保護膜；提供一光電元件，此光電元 件可發射一光束至光罩上的保護膜，並接收從保護膜反射的光束以 監控保護膜在光罩上的高低起伏變化；將腔體内部的氣體抽離，以 使腔體内部形成負壓，藉以分離光罩上的污染物或化學污染物；其 中，當光電元件監測到保護膜在光罩上的高低起伏變化大於一設定 值時，停止抽離腔體内部的氣體。 6 201011458 * 【實施方式】 » 為令本發撕獅之技_容、伽目的及錢狀姐有更完整且清 楚的揭露’胁下詳細說明之，並請—併參騎揭之圖示及圖號： 首先，請參閱第2A 及第2B圖所示，係本發明之一種 正視圖及侧面透視圖。而第3A圖及第3B圖，係上述之光罩清潔裝置其腔體 之正面不意圖及侧面示意圖。此發明之光罩清潔裝置i⑻包含有—腔體ι〇、 -光電元件20、-幫浦系統3〇及一控制器4〇，其中，腔體⑴係具有一開口 11及-可與開口 u相密合之腔門12,在腔門12上則具有一把手i2i 以利於腔門12的開啟。而在腔體10的内部係-密閉腔室13，此密閉腔 室13係設有-光草承座14，用以承載一光罩R，且在光罩承座14上於光罩 R的週邊亦設有-光罩制n 15 ’减測是对光罩R承載於光罩承座14 上或光罩R是否以保言蔓膜朝上承載於光罩承座14上。同時，在密閉腔室13 内亦有一壓力感測器p，以感測此密閉腔室13的壓力大小。 此外，在上述腔體10之密閉腔室13内亦具有一氣體進出口 16，此氣體 進出口 16係設有一氣閥(未顯示於圖中)且經一管路17與清潔裝置的幫浦系 統30連接。此幫浦系統30可以將密閉腔室13内的氣體及污染物或化學污染 物經由氣體進出口 16抽離，使密閉腔室13内部的壓力低於大氣壓力，即一 參 負壓狀態。當然，此幫浦系統30亦可以將一氣體藉由此相同的管路17及氣 體進出口 16導入到密閉腔室13 ’使密閉腔室13内部的壓力逐漸恢復為大 氣壓力，以利於開啟腔門12及輸出光罩R。而上述氣體亦可以係一 乾淨的氣體，藉以稀釋密閉腔室13的污染物或化學污染物；且，導入的氣艘 量亦可以使得密閉腔室13内部的壓力大於原本的大氣壓力，以達到更好 的清潔效果。 而如第2B圖、第3A圖及第3B圖所示，本發明之光罩清潔裝置1〇〇係 具有一光電元件20，此光電元件20係位於腔體1〇的上方，光電元件2〇主 要是由一光發射器21及一光接收器22所組成，光發射器21係用來 發射一光束至光罩承座14上之光罩R其上方的一保護臈19，而光 7 201011458 4 . 接收器22則係用來接收從保護膜l9反射回來的光束。光電元件2〇 的目的係，當幫浦系統30在對密閉腔室13進行氣體的抽離及導入時會造 成保護膜19在鮮R上有冑低起伏的變化，所㈣要此光電元件2時監控 保護膜19的上下位置變化，以避免保護膜19延展過度而損壞或破裂。因:， 當光電元件20監測到保護膜19上下起伏超過一設定值時(例如：或3咖 或4 mm) ’此光電元件20會傳送一電訊號于一控制器4〇，例如：可程式控 制器(Programmablelogicco咖ller，PLC)，使控制器4〇(如第2a圖及第2b圖 所示)輸出另-電訊號以停止幫浦系統3G繼續抽離或導人氣體。而上述 級射器21所發射出的光束可以係雷射光、可見光或紅外光相 髎對地，錢收器22則係可以接收這些特定波長的光束。而如第3a 圖及第3B圖所示，此保護膜19主要係透過光罩尺上方的一個中空的框架π 而固定於光罩R上，而此框架18係具有至少—孔洞(未顯示於圖中），因此， 當上述幫浦系統30在對密閉腔室進行氣體的抽離時，其不僅會將保護膜 19上方的污染物或化學污染物帶離，亦能將保護膜19及光罩r之間的污染 物或化學污染物經由此框架18上的孔洞帶離密閉腔室13。 、 接著，請參考第4圖，係本發明之光罩清潔裝置1〇〇其光電元 件20監控光罩R上保護膜19之運作示意圖。首先，當光罩r被置 Ο 於腔體10的内部或密閉腔室13且關上腔門12時，此時，密閉腔室13的 壓力係與腔體10外部的壓力相當，約為一大氣壓力。在此同時，保護膜19 係平穩舰於鮮R上謂姉18上且紐㈣21其發射出的絲與從保 護膜I9反射回來誠束係呈-預設的炎卜而當幫浦系統扣將密閉腔室 13内的氣體抽離時，密閉腔室13的壓力開始遞減，也進一步造成保護膜 19往上起伏，其中又以保護膜19其靠近中央的區域最為顯著。此時保護膜 19U係呈現向上膨脹或向上凸出的狀態，因此也造成光發射器幻其發射出的 光束與從保護膜19反射回來的光束的夾角變大，使光接收器22其用來接收 反射光的位置產生改變。而當幫浦系統3〇係導入氣體於密閉腔室13，使 8 201011458 :糊腔t u祕力大於-大壓力時，上祕護膜w齡往下起伏而低於原 本的起始位4此時itb時保護膜肌係呈現向下膨脹或向下凹陷的狀態， 因此光發射器21其發射iti的光束無髓膜反射回來的光束的夾角會變 小’光接收器22其用來接收反射光的位置又跟著產生改變。由於，光接收器 22係複數個減元件，JSJ此’藉轉糾反射光的紐元件驗置不同，可 計算出保護膜19在光罩R上或框架18上的高低起伏變化。 此外，如第5圖所示，本發明亦可以係一光罩清潔方法，包括··開啟光 罩清潔裝置100之腔門12(步驟S1);提供一光罩R於腔體1〇内部，使 光罩R固定於光罩承座14上(步驟S2);提供光電元件20,此光電元 ® 件2〇可發射一光束至光罩R上之保護膜19，並接收從保護膜19 反射之光束以監控保護膜19於光罩R上之高低起伏變化(步驟S3); 關上腔門12且將腔體1〇内部之氣體抽離，以使腔體1〇内部形成負 壓，藉以分離光罩R及光罩上或附近之污染物或化學污染物(步驟 S4-1);當腔體1〇内部的負壓或壓力低於一預設壓力值時，暫停腔趙 10内部氣體的抽離’使腔體1〇内部保持穩定的負壓狀態（步驟S4_2); 導入一氣體於腔體10内部，使腔體10内部由負壓狀態逐漸回到一 開始的壓力或接近大氣壓力（步驟S4-3);繼續導入氣體於腔體1〇内 φ 部，使腔體1〇内部形成正壓（步驟S4-4);打開腔門12並取出光罩R， 以完成光罩R清潔的程序(步驟S5);其中，當上述光電元件20彳貞測 到保護膜19於光罩R上的高低起伏變化大於一設定值時，停止抽 離或導入氣體。此設定值約為l~4mm，也就是保護膜19往上膨騰 或往下膨脹1〜4mm，又以3mm或4mm為最佳值。而預設的壓力值 約為0〜5mmHg或0〜5托(Torr)，其中又以〇.5mmHg或ImmHg為最 佳值。 上述當光電元件20偵測到保護膜19的變化大於設定值時，會 傳送一電訊號于控制器40，而控制器40會進一步輸出另一電訊號 9 201011458 以停止此抽離或導人。而控制器4G經—段時間等待後 另-電訊號，以恢復原本的氣體抽離或導入。而上二：： 腔體ίο内部形成正壓的步驟（步驟s 軋體η吏 的同時，㈣料部的氣《或㈣物祕學;= ⑽。但H個實施方法中，此導人氣體以使 Ζ 成正壓的步驟(步驟S4-4)，係可以省略的 趙。= ❹

復大氣壓力時，就可取出衫。而在另—實施方法中=腔體〇 内部形成⑽之後(步驟84·4)，亦可以繼續重新將腔 趙抽離’進行下-個循環(步驟叫當然，亦並不限定僅=: 壓之後’才能進行下-個循環（步驟⑷），當腔體1〇内部 離負壓㈣S4.職近大氣壓時(㈣S4_3)，亦料行氣體的抽 1 上赫驟敬獅裝置⑽，其至傾具有_操作介面％， 此操作介面5G可允許使用者輸人各種指令或參數，以方便整個流 程的運作。此外，為了避免在進行氣體抽離或導人時，有其他使用 者不小心開啟腔門12’故可在腔門12或腔門12的把手i2i設有一 防開啟裝置，以使本發明更加完善。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明， 任何熟Μ目像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動 與潤飾’因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界 定者為準》 【圖式簡單說明】 第1圖係習知一種光罩清潔裝置之示意圖； 第2Α圖係本發明之一種光罩清潔裝置之正視圖； 第2Β圖係本發明之一種光罩清潔裝置之侧面透視圖； 201011458 w 第3A圖係本發明之一種光罩清潔裝置其腔體之正面示意圖； 第3B圖係本發明之一種光罩清潔裝置其腔體之側面示意圖； 第4圖係本發明之光罩清潔裝置其光電元件之運作示意圖；及 第5圖係本發明之光罩清潔方法其流程示意圖。 【主要元件符號說明】

10 腔體 11 開口 12 腔門 13 密閉腔室 14 光罩承座 15 光罩感測器 16 氣體進出口 17 管路 18 框架 19 保護膜 20 光電元件 21 光發射器 22 光接收器 30 幫浦系統 40 控制器 11 201011458 50 操作介面 R 光罩 P 壓力感測器 100 光罩清潔裝置

Claims (1)

1. 201011458 十、申請專利範圍： L 一種光罩清潔裝置，包括： 一腔體，係具有一密閉腔室，該密閉腔室設有一光罩承座，用 以承載一光罩，且該光罩上配置有一保護膜； 一光電元件，係用以發射一光束至該保護膜’並接收從該保護 臈反射之光束；及 一幫浦系統，係用以將該密閉腔室内之氣體抽離，以使該密閉 腔室形成負壓，藉以分離該光罩上之污染物。 ^ 2.如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔裝置，其中該光電元件 係包含有一光發射器及一光接收器。 3. 如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 提供之該光束係一雷射光。 4. 如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 提供之該光束係一可見光。 5. 如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 提供之該光束係一紅外光。 6·如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 Ο 係一雷射光接收器。 7. 如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 係一可見光接收器。 8. 如申請專利範圍第2項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 係一紅外光接收器。 9·如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體具有 —開口及可與該開口密合之一腔門，以利於該光罩的輸出及輸 入。 10.如申請專利範圍第9項所述之光罩清潔裝置，其中該腔門進一 步具有一防開啟裝置。 13 201011458 •4 : u.如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體之該 密閉腔室内進一步具有一壓力計，以監控該密閉腔室内部之壓 力。 12. 如申請專利範圍第丨項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體之該 进閉腔室内進一步具有一光罩感測器，以感測該光罩是否置於 該光罩承座上β 13. 如申請專利範圍第丨項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體之該 密閉腔室内進一步具有一光罩感測器，以感測該光罩是否以該 ^ 保護膜朝上而置於該光罩承座上。 14. 如申請專利範圍第丨項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 將該腔髖之該密閉腔室内之氣體抽離時，係造成該密閉腔室内 之壓力低於大氣壓力。 15. 如申请專利範圍第丨項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 可進一步將一氣體打入該腔體之該密閉腔室内，以使該密閉腔 室内之壓力恢復為大氣壓力。 16. 如申請專利範圍第i項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 可進一步將一氣體打入該腔體之該密閉腔室内，以使該密閉腔 〇 室内之壓力大於大氣壓力。 π.如申請專利範圍第i項所述之光罩清潔裝置，其中當該光電元 件監測到該保護膜於該光罩上之高低起伏變化大於 1mm時，該 幫浦系統會停止運作。 18. 如申請專利範圍第丨項所述之光罩清潔裝置’其中當該光電元 件監測到該保護膜於該光罩上之高低起伏變化大於 3mm時，該 幫浦系統會停止運作。 201011458 4 20. —種光罩清潔裝置，係至少包括： 一腔體，係具有一密閉腔室，該密閉腔室設有一光罩承座，用 以承載一光罩，其中該光罩上具有一框架且在該框架上貼有一 層保護膜； 一光電元件，係用以發射一光束至該光罩上之該保護膜，並接 收從該保護膜反射之光束，且可傳送一訊號以代表該保護膜於 該光罩上之高低起伏變化； 一幫浦系統，係用以將該腔體之該密閉腔室内之氣體抽離，以 使該密閉腔室内形成負壓，藉以分離該光罩上之污染物；及 ❹ 一控制器，係用以接收該光電元件之該訊號，當該訊號顯示該 保護膜於該光罩上之高低起伏變化大於一設定值時，該控制器 輸出另一訊號以停止該幫浦系統的運作。 21. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中該光電元件 係包含有一光發射器及一光接收器。 22. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 提供之該光束係一雷射光。 23. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 _ 提供之該光束係一可見光。 24. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光發射器 提供之該光束係一紅外光。 25. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 係一雷射光接收器。 26. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 係一可見光接收器。 27. 如申請專利範圍第21項所述之光罩清潔裝置，其中該光感測器 係一紅外光接收器。 15 201011458 -28.如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體具有 —開口及可與該開口密合之一腔門，以利於該光罩的輸出及輸 入0 29.如申請專利範圍第28項所述之光罩清潔裝置，其中該腔門進一 步具有一防開啟裝置。 3〇·如申請專利範圍第2〇項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體之該 密閉腔室内進一步具有一壓力計，以監控該密閉腔室内部之壓 力。 _ 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中該腔體之該 密閉腔室内進一步具有一光罩感測器，以感測該光罩是否置於 該光罩承座上。 32·如申請專利範圍第2〇項所述之光罩清潔裝置，其中該腔艘之該 密閉腔室内進一步具有一光罩感測器，以感測該光罩是否以該 保護膜朝上而置於該光罩承座上。 33.如申請專利範圍第2〇項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 將該腔體之該密閉腔室内之氣體抽離時，係造成該密閉腔室内 之壓力低於大氣壓力。 Ο 34.如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 可進一步將一氣體打入該腔體之該密閉腔室内，以使該密閉腔 室内之壓力恢復為大氣壓力。 35. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中該幫浦系統 可進一步將一氣體打入該腔體之該密閉腔室内，以使該密閉腔 室内之壓力大於大氣壓力。 36. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其甲該控制器係 一可程式控制器。 37. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中當該光電元 16 201011458 4 * 件監測到該保護膜於該光罩上之高低起伏變化大於1mm時，該 幫浦系統會停止運作。 38. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其中當該光電元 件監測到該保護膜於該光罩上之高低起伏變化大於3mm時，該 控制器輸出一訊號以停止該幫浦系統的運作。 39. 如申請專利範圍第20項所述之光罩清潔裝置，其進一步包含一 操作介面以允許使用者輸入各種指令或參數。 40. —種光罩清潔方法，其至少包括下列步驟： 提供一光罩於一腔體内部，其中該光罩上配置有一保護膜； ® 提供一光電元件，該光電元件可發射一光束至該光罩上之該保 護膜，並接收從該保護膜反射之光束以監控該保護膜於該光罩 上之高低起伏變化； 將該腔體内部之氣體抽離，以使該腔體内部形成負壓，藉以分 離該光罩上之污染物；其中，當該光電元件監測到該保護膜於 該光罩上之高低起伏變化大於一設定值時，停止抽離該腔體内 部之氣體。 41. 如申請專利範圍第40項所述之光罩清潔方法，其中該光電元件 _ 係包含有一光發射器及一光接收器。 42. 如申請專利範圍第41項所述之光罩清潔方法，其中該光發射器 提供之該光束係一雷射光。 43_如申請專利範圍第41項所述之光罩清潔方法，其中該光發射器 提供之該光束係一可見光。 44. 如申請專利範圍第41項所述之光罩清潔方法，其中該光發射器 提供之該光束係一紅外光。 45. 如申請專利範圍第41項所述之光罩清潔方法，其中該光感測器 係一雷射光接收器。 17 201011458 .46·如中請專利範圍第41項所述之光罩清潔方法，其中該光感測器 係—可見光接收器。 47. 如申請專利第41·述之光罩清潔方法，其中該光感測器 係一紅外光接收器。 48. 如申請專利範圍帛40項所述之光罩清潔方法，其中該腔體内部 進一步具有一光罩承座，以承載該光罩。 49. 如申請專利範圍第48項所述之光罩清潔方法，其中該腔體内部 進一步具有一光罩感測器，以感測該光罩是否置於該光罩承座 上0 50·如申請專利範圍第4〇項所述之光罩清潔方法，其中該腔體内部 進一步具有一壓力計，以監控該腔鱧内部之壓力。 Μ.如申請專利範圍第40項所述之光罩清潔方法，其中該幫浦系統 將該腔體内部之氣體抽離時，係造成該腔體内部之壓力低於大 氣壓力。 如申請專利範圍帛40項所述之光罩清潔方法，其中該幫浦系統 可進一步將一氣體打入該腔體内部，以使該腔體内部之壓力恢 復為大氣壓力。 © 53.如申請專利範圍第4〇項所述之光罩清潔方法，其中該幫浦系統 可進步將一氣體打入該腔體内部，以使該腔體内部之壓力大 於大氣壓力。 Μ.如申請專利範圍第4〇項所述之光罩清潔方法，其中當該腔體内 部之壓力低於一壓力值時，停止抽離該腔體内部之氣體。 Α如申請專利範圍帛54項所述之光罩清潔方法，其中該壓力值為 1毫米水銀(mmHg)。 从如申請專利範圍第54項所述之光罩清潔方法，其中該壓力值為 〇·5毫米水銀(mniHg)。 18 201011458 57. 如申請專利範圍第40項所述之光罩清潔方法，其進一步包括一 充氣步驟，係將一氣體充入該腔體内部，以使該腔體内部之壓 力恢復為大氣壓力。 58. 如申請專利範圍第40項所述之光罩清潔方法，其進一步包括一 充氣步驟，係將一氣體充入該腔體内部，以使該腔體内部之壓 力大於大氣壓力。