TWI524134B - 化學清潔裝置 - Google Patents

Description

化學清潔裝置

本發明是有關於一種清潔裝置，且特別是有關於一種化學清潔裝置。

一般而言，在電子元件的製作過程中，不論是電子元件之基材或製程中所使用之裝置，例如光罩等製程裝置，總難免會有汙染物沾附於其上。

舉例而言，光罩之基材的中央區域上設有許許多多的線路圖案結構，而且隨著電子元件的輕薄短小趨勢，這些線路圖案結構的尺寸相當細微，大都只有微米或奈米等級。因此，為避免微粒掉落在這些線路圖案結構上而影響曝光製程的圖案轉移精準度，通常會在光罩之基材上罩覆保護罩，以防止光罩之線路圖案結構受到汙染。保護罩一般係利用黏膠層固定在光罩之基材上。由於光罩在使用一段時間後，其保護罩會因汙染而不堪使用。而因光罩本身的製作難度高，成本昂貴，因此在一段時間的使用後，需更換光罩之保護罩，以使得光罩可繼續使用。移除舊的保護罩時，黏膠層的一部分會殘留在基材上，而成為光罩上之汙染物，需予以去除方可設置新的保護罩。

目前，去除電子元件或製程裝置上之汙染物時，例 如光罩之基材上的殘膠，通常係利用人工，而以棉花棒沾化學藥劑並透過摩擦等機械方式來去除沾黏在電子元件或製程裝置上之汙染物。但是，這樣的去除方式不僅費時耗工，也會損傷電子元件或製程裝置之表面，甚至可能會損壞中央區域的構件與線路，進而導致良率下降，製程成本大幅增加。

因此，本發明之一目的就是在提供一種化學清潔裝置，其可以非摩擦方式去除基材上之汙染物，故可避免造成電子元件或製程裝置之基材、以及中央區域之構件與線路的損傷。

本發明之另一目的是在提供一種化學清潔裝置，其包含外罩與內罩，其中內罩設於外罩內而與外罩之間形成通道，以供化學物質流通並施加在基材之汙染物上，保護與清潔的氣體則進入內罩而從基材與內罩底面之間的小狹縫朝外噴射而出，藉此可同時利用化學物質的化學作用、以及氣體噴射與擴張的物理作用，來移除基材上之汙染物。

本發明之又一目的是在提供一種化學清潔裝置，其內罩與外罩為框罩結構，而保護與清潔氣體從基材之中央區域由上朝外圍噴出，因此可在保護基材中央區域上之線路與構件下，有效對應清除基材之外緣區的汙染物。

根據本發明之上述目的，提出一種化學清潔裝置，適用以利用化學物質來清除基材之表面上之汙染物。此化學清潔裝置包含內罩、外罩、氣體供應源以及化學物質供 應源。內罩適用於罩設在基材之表面上，且具有至少一氣體入口。外罩罩設在該內罩外，且適用以罩設在基材之表面上。外罩具有至少一化學物質入口，外罩與內罩之間形成一通道，此通道具有一環狀化學物質出口鄰近內罩之底面，化學物質可經由環狀化學物質出口施加於汙染物。氣體供應源與內罩之至少一氣體入口連通。化學物質供應源與外罩之至少一化學物質入口連通。

依據本發明之一實施例，上述內罩之底面係由內而外向下傾斜之傾斜面。

依據本發明之另一實施例，上述內罩之底面係一平面，且與基材之表面實質平行。

依據本發明之又一實施例，上述內罩之底面較外罩之底面低。

依據本發明之再一實施例，上述環狀化學物質出口係由內而外向下傾斜之傾斜開口。

依據本發明之再一實施例，上述環狀化學物質出口係水平開口，且與基材之表面實質平行。

依據本發明之再一實施例，上述環狀化學物質出口係由外而內向下傾斜之傾斜開口。

依據本發明之再一實施例，上述內罩包含環狀側壁，且此環狀側壁與基材之表面垂直。

依據本發明之再一實施例，上述內罩包含環狀側壁，且此環狀側壁由內而外向下傾斜。

依據本發明之再一實施例，上述內罩之底面與基材 之表面之間的距離為1mm。

100a‧‧‧化學清潔裝置

100b‧‧‧化學清潔裝置

102a‧‧‧內罩

102b‧‧‧內罩

102c‧‧‧內罩

104‧‧‧外罩

106‧‧‧氣體入口

108‧‧‧化學物質入口

110‧‧‧氣體供應源

112‧‧‧化學物質供應源

114‧‧‧通道

116a‧‧‧環狀側壁

116b‧‧‧環狀側壁

116c‧‧‧環狀側壁

118‧‧‧環狀側壁

120a‧‧‧環狀化學物質出口

120b‧‧‧環狀化學物質出口

120c‧‧‧環狀化學物質出口

122‧‧‧氣體

124‧‧‧化學物質

126‧‧‧基材

126a‧‧‧基材

126b‧‧‧基材

128‧‧‧表面

128a‧‧‧表面

128b‧‧‧表面

130‧‧‧汙染物

130a‧‧‧汙染物

130b‧‧‧汙染物

132a‧‧‧底面

132b‧‧‧底面

132c‧‧‧底面

134‧‧‧底面

136a‧‧‧中央區

136b‧‧‧中央區

138a‧‧‧圖案結構

138b‧‧‧圖案結構

140‧‧‧連接管

142‧‧‧連接管

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種化學清潔裝置的示意圖。

第2A圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種化學清潔裝置的局部放大示意圖。

第2B圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種化學清潔裝置的局部放大示意圖。

第2C圖係繪示依照本發明之又一實施方式的一種化學清潔裝置的局部放大示意圖。

第2D圖係繪示依照本發明之再一實施方式的一種化學清潔裝置的局部放大示意圖。

第3圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種化學清潔裝置的示意圖。

第4圖係繪示應用本發明之一實施方式的一種化學清潔裝置進行清潔時的狀態示意圖。

第5圖係繪示應用本發明之另一實施方式的一種化學清潔裝置進行清潔時的狀態示意圖。

請參照第1圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種化學清潔裝置的示意圖。在本實施方式中，化學清 潔裝置100a適合利用化學物質124來清除基材126之表面128上的汙染物130。基材126可例如為半導體元件、光罩或其他製程構件。此外，汙染物130可為沾附在基材126之表面128的外緣區上。在一示範例子中，基材126為光罩，基材126之中央區域可設有許多由鉻所構成的圖案結構，汙染物130可例如為保護罩自光罩上移除後所留下來之殘膠。

在一些實施例中，化學清潔裝置100a主要包含內罩102a、外罩104、氣體供應源110與化學物質供應源112。 內罩102a具有一或多個氣體入口106。這些氣體入口106可穿設於內罩102a之上部。內罩102a可為框罩結構，且可包含環狀側壁116a。在一些示範例子中，如第1圖所示，環狀側壁116a由內罩102a之內部朝外向下傾斜。即，內罩102a之剖面形狀可例如為類ㄇ字型。利用化學清潔裝置100a清潔基材126之表面128時，內罩102a設於基材126之表面128的上方，而罩覆在基材126之表面128上。

請一併參照第2A圖與第2B圖，其係分別繪示依照本發明之一實施方式的二種化學清潔裝置的局部放大示意圖。在一些實施例中，如第1圖與第2A圖所示，內罩102a之底面132a，即內罩102a之環狀側壁116a的底面132a為由內罩102a之內部朝外向下傾斜之傾斜面。在一些特定實施例中，如第2B圖所示，內罩102b之底面132b，即內罩102b之環狀側壁116b的底面132b為一平面。此外，在進行清潔操作時，內罩102b之底面132b可與基材126之 表面128實質平行。值得注意的一點是，內罩102b與前述之內罩102a的結構大致相同，二者之間的差異僅在於內罩102b之底面132b為平面，而內罩102a之底面132a為傾斜面。在一些示範例子中，於清潔操作時，內罩102a之底面132a或內罩102b之底面132b與基材126之表面128之間的距離控制在1mm。

請再次參照第1圖，外罩104罩設在內罩102a外。 也就是說，外罩104同樣可為框罩結構，且可包含環狀側壁118，而環狀側壁118圍設在內罩102a之環狀側壁116a外。利用化學清潔裝置100a清潔基材126之表面128時，外罩104亦設於基材126之表面128的上方，而罩覆在基材126之表面128上。在一些示範例子中，於清潔操作時，環狀側壁118可與基材126之表面128垂直，或者可由外罩104之內部朝外向下傾斜，亦可由外罩104外朝內部向下傾斜。外罩104之剖面形狀可例如為類ㄇ字型。此外，外罩104之環狀側壁118的底面134可為相對基材126之表面128傾斜之傾斜面、或者可為實質平行基材126之表面128的平面。外罩104可具有一或多個化學物質入口108。化學物質入口108可穿設於外罩104之上部中。

內罩102a與外罩104結合後，內罩102a與外罩104之間形成通道114。此通道114與外罩104之化學物質入口108連通。在一些實施例中，內罩102a與外罩104均為框罩結構，且通道114具有介於內罩102a之底部與外罩104之底部之間的環狀化學物質出口120a，因此環狀化學物質 出口120a鄰近內罩102a之底面132a與外罩104的底面134。利用化學清潔裝置100a清潔基材126之表面128時，環狀化學物質出口120a可位於汙染物130之上方且鄰近汙染物130，以使化學物質124可經由環狀化學物質出口120a而施加在汙染物130上。

請同時參照第2A圖、第2C圖與第2D圖，其中第2C圖與第2D圖係分別繪示依照本發明之二實施方式的化學清潔裝置的局部放大示意圖。在一實施例中，如第2A圖所示，內罩102a之底面132a較外罩104之底面134低。 在這樣的實施例中，通道114所具有之環狀化學物質出口120a係由外側朝內向下傾斜之傾斜開口。在另一實施例中，如第2C圖所示，內罩102b之底面132b與外罩104之底面134等高。在這樣的實施例中，通道114所具有之環狀化學物質出口120b係一水平開口，此水平開口可與基材126之表面128實質平行。在此種設計中，當汙染物130位於外罩104之外側時，化學物質124與氣體122經由外罩104之底面134與基材126之表面128之間所形成的狹小通道而形成噴霧，此噴霧可強力噴吹外罩104外側之汙染物130，而將汙染物130順利移除。

在又一實施例中，如第2D圖所示，內罩102a之底面132a較外罩104之底面134略高。在這樣的實施例中，通道114所具有之環狀化學物質出口120c係由內側朝外向下傾斜之傾斜開口。在此種設計中，當通道114的環狀化學物質出口120c與下方之汙染物130正對時，化學物質124 可直接施加在汙染物130上，氣體122通過內罩102a與基材126之表面128之間縫隙的壓縮空間後，可產生較強力的氣流，而可將環狀化學物質出口120c下方之汙染物130有效去除。

由第2C圖與第2D圖之實施例可知，本案化學清潔裝置之內罩可因應不同的二流體噴射方式與化學物質是否能順利施加在汙染物上而設計。如此，本案之化學清潔裝置不僅能用以清除位於化學物質出口正下方之汙染物，也能清除不在化學物質出口正下方，而是位於外罩外側之汙染物。

氣體供應源110儲放有保護與清潔用之氣體122，例如乾淨空氣。如第1圖所示，可透過連接管140與內罩102a之氣體入口106連通，以透過連接管140並經由氣體入口106來將氣體122傳送至內罩102a內。連接管140可穿過外罩104而連接位於外罩104內的內罩102a。在一些例子中，氣體供應源110在應用上可搭配氣體加壓裝置或風扇葉片加壓裝置，利用氣體加壓裝置或風扇葉片加壓裝置，可在氣體122排放至內罩102a之前或之後，加快氣體122的流動，來加強氣流強度，以增強對基材126之表面128的中央區域的保護、及汙染物130的噴除。

另一方面，化學物質供應源112儲放有用以清潔汙染物130的化學物質124，例如丙酮。可透過連接管142與外罩104之化學物質入口108連通，以透過連接管142並經由化學物質入口108來將化學物質124傳送至外罩104 內之通道114中。由於通道114透過化學物質入口108及連接管142而與化學物質供應源112連通，因此化學物質供應源112所提供之化學物質124可經由連接管142與化學物質入口108而流入通道114，再經由環狀化學物質出口120a而噴灑在下方之汙染物130上。因此，通道114為一化學物質通道。在一些例子中，化學物質供應源112在應用上可搭配加熱裝置或霧化裝置，利用加熱裝置或霧化裝置，可在化學物質124排放至通道114之前，先氣化或霧化化學物質124，來加強化學物質124與汙染物130的反應。

在一些實施例中，可在每個連接管140與142上設置閥門，以利分別控制氣體供應源110與化學物質供應源112對內罩102a與外罩104的氣體122與化學物質124的供應。在一些示範例子中，可藉由控制連接管140與142上之閥門的開關，使氣體122與化學物質124可以脈衝方式施放，藉此加強汙染物130的去除效果。

在一些實施方式中，化學清潔裝置之內罩之環狀側壁的設計可不同於上述實施例之化學清潔裝置100a的環狀側壁116a，如第1圖所示。請參照第3圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式的一種化學清潔裝置的示意圖。在本實施方式中，化學清潔裝置100b與上述實施方式之化學清潔裝置100a的架構大致相同，二者之間的差異在於化學清潔裝置100b之內罩102c的環狀側壁116c並非傾斜而是與基材126之表面128垂直。在一例子中，內罩102c之環狀側壁116c的底面132c為由內而外向下傾斜之傾斜面。

本發明之實施方式的化學清潔裝置可根據基材形狀的不同而設計其內罩與外罩的形狀。請同時參照第1圖、第4圖與第5圖，其係分別繪示應用本發明之二實施方式的化學清潔裝置進行清潔時的種狀態示意圖。以下利用第1圖所示之化學清潔裝置100a來舉例說明。在一些實施例中，待清潔之基材126的形狀可例如為方形、圓形、橢圓形、多邊形或任意形狀。在一些例子中，如第4圖所示，基材126a為方形，且基材126a之表面128a上的汙染物130a位於表面128a之周緣區而呈方形。在一示範例子中，基材126a之表面128a的中央區136a設有許多圖案結構138a，例如尺寸相當小之精密線路結構或元件圖案結構。在另一些例子中，如第5圖所示，基材126b為圓形，且基材126a之表面128a上的汙染物130b位於表面128b之周緣區而呈圓形。在一示範例子中，基材126b之表面128b的中央區136b同樣設有許多圖案結構138b，例如尺寸相當小之精密線路結構或元件圖案結構。

運用化學清潔裝置，例如第1圖所示之化學清潔裝置100a清潔基材126，例如第4圖之基材126a或第5圖之基材126b時，氣體供應源110可經由連接管140供應內罩102a氣體122，而化學物質供應源112可經由連接管142供應外罩104化學物質124。利用化學清潔裝置100a進行清潔時之化學物質124與氣體122的流動示意圖可參照第4圖與第5圖所示。化學物質124經由化學物質入口106流入外罩104與內罩102a之間所形成通道114中，而經由環 狀化學物質出口120a施加在基材126之表面128上的汙染物130上，藉以與汙染物130產生反應，而對汙染物130起化學消除的作用。另一方面，氣體122經由氣體入口106進入內罩102a中，而從基材126之表面128的非周緣區朝內罩102a與基材126之表面128之間的縫隙往內罩102a之外側流，而可擋住朝基材126之表面128的中央區域移動之汙染物質，藉此對基材126之表面128非周緣區的圖案結構產生保護作用。此外，由於內罩102a之環狀側壁116a的底面132a與基材126之表面128的距離相當近，而使得內罩102a與基材126之表面128之間的縫隙相當小。如此一來，內罩102a與基材126之表面128之間的縫隙如同噴嘴般，使得通過縫隙的氣體122產生擴張(expansion)作用，來將外側之汙染物130，特別是與化學物質124反應而鬆動之汙染物130予以噴除。也就是說，氣體122通過內罩102a與基材126之表面128之間縫隙的壓縮空間後，氣流的線性流率增加，而使得氣流的衝力變強，而可更強力的自基材126之表面128上去除汙染物130。

值得一提的是，氣體122經內罩102a與基材126之表面128之間的縫隙的擴張後，可將由環狀化學物質出口120a噴出的化學物質124細微化，以增進化學物質124與汙染物130的反應效率，進一步提升汙染物130的清潔效率。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之化學清潔裝置可以化學作用配合非摩擦的物理作 用有效去除基材上之汙染物，因此可避免造成電子元件或製程裝置之基材、以及中央區域之構件與線路的損傷。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為本發明之化學清潔裝置之內罩設於外罩內而與外罩之間形成通道，以供化學物質流通並施加在基材之汙染物上，保護與清潔的氣體則進入內罩而從基材與內罩底面之間的小狹縫朝外噴射而出，藉此可同時利用化學物質的化學作用、以及氣體噴射與擴張的物理作用，來移除基材上之汙染物。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為本發明之化學清潔裝置之內罩與外罩為框罩結構，而保護與清潔氣體從基材之中央區域由上朝外圍噴出，因此可在保護基材中央區域上之線路與構件下，有效對應清除基材之外緣區的汙染物。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100a‧‧‧化學清潔裝置

102a‧‧‧內罩

104‧‧‧外罩

106‧‧‧氣體入口

108‧‧‧化學物質入口

110‧‧‧氣體供應源

112‧‧‧化學物質供應源

114‧‧‧通道

116a‧‧‧環狀側壁

118‧‧‧環狀側壁

120a‧‧‧環狀化學物質出口

122‧‧‧氣體

124‧‧‧化學物質

126‧‧‧基材

128‧‧‧表面

130‧‧‧汙染物

132a‧‧‧底面

134‧‧‧底面

140‧‧‧連接管

142‧‧‧連接管

Claims (10)

1. 一種化學清潔裝置，適用以利用一化學物質來清除一基材之一表面上之一汙染物，該化學清潔裝置包含：一內罩，適用於罩設在該基材之該表面上，且具有至少一氣體入口，其中該內罩之剖面形狀為類ㄇ字型；一外罩，罩設在該內罩外，且適用以罩設在該基材之該表面上，其中該外罩之剖面形狀為類ㄇ字型，且該外罩具有至少一化學物質入口，該外罩與該內罩之間形成一化學物質通道，該化學物質通道具有一環狀化學物質出口鄰近該內罩之一底面，該化學物質可經由該化學物質通道與該環狀化學物質出口施加於該汙染物；一氣體供應源，與該至少一氣體入口連通；以及一化學物質供應源，與該至少一化學物質入口連通。
2. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩之該底面係由內而外向下傾斜之一傾斜面。
3. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩之該底面係一平面，且與該基材之該表面實質平行。
4. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩之該底面較該外罩之一底面低。
5. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該環狀化學物質出口係由內而外向下傾斜之一傾斜開口。
6. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該環狀化學物質出口係一水平開口，且與該基材之該表面實質平行。
7. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該環狀化學物質出口係由外而內向下傾斜之一傾斜開口。
8. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩包含一環狀側壁，且該環狀側壁與該基材之該表面垂直。
9. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩包含一環狀側壁，且該環狀側壁由內而外向下傾斜。
10. 如請求項1所述之化學清潔裝置，其中該內罩之該底面與該基材之該表面之間的距離為1mm。