TWI649613B - 光罩承載盒以及光罩裝置的承載及清潔方法 - Google Patents

Abstract

一種光罩承載盒用以承載一光罩裝置，光罩承載盒包括一殼體以及一抽氣裝置。殼體包括一容置空間、一進氣孔以及一抽氣口，光罩裝置適於設置於容置空間內，且進氣孔經配置以將一清潔氣體注入殼體的容置空間內。抽氣裝置設置於殼體上，以對容置空間進行抽氣。本發明實施例更提供一種光罩裝置的承載及清潔方法。

Description

光罩承載盒以及光罩裝置的承載及清潔方法

本發明實施例是有關於一種光罩承載盒以及光罩裝置的承載及清潔方法。

光罩(photomasks or reticles)已經普遍被使用於半導體製造的微影製程中。典型的光罩是使用非常平的石英或玻璃板，並在板體的其中一側面沉積一層鉻所製作而成。在微影製程中，會將光罩（例如二位元明暗度光罩（Binary Intensity Mask，BIM）或是相位偏移光罩（Phase Shift Mask，PSM）上的圖案（pattern）轉移成一圖像到晶圓上。然而，光罩的潔淨程度往往會是一項問題，對於高精確的光罩（例如在微影製程中，使用波長等於或短于248奈米的光罩）特別容易受影響而產生缺陷。

造成光罩的不潔淨的其中一種因素，即是為薄霧污染（haze contamination）。薄霧污染形成的主要原因，來自於光罩清洗劑的殘留沉積物、不潔淨的晶圓製造環境或是暴露於相互影響的設備環境中。舉例來說，當使用包含氨鹽基（NH4）與硫酸鹽（SO4）的溶劑來清洗光罩後，若光罩曝曬於短波長的紫外光下（如短波248或193奈米）時，光罩污染的現象會變得明顯。

本發明實施例提供一種光罩承載盒以及光罩裝置的承載及清潔方法，其可提升對光罩裝置的清潔效率。

本發明實施例的一種光罩承載盒用以承載並傳送一光罩裝置，光罩承載盒包括一殼體以及一抽氣裝置。殼體包括一容置空間、一進氣孔以及一抽氣口，光罩裝置適於設置於容置空間內，且進氣孔經配置以將一清潔氣體注入殼體的容置空間內。抽氣裝置設置於殼體上，以對容置空間進行抽氣。

本發明實施例的一種光罩裝置的承載及清潔方法包括下列步驟。提供一光罩承載盒，其中光罩承載盒包括一殼體以及一抽氣裝置。將一光罩裝置設置於殼體內。注入一清潔氣體至殼體內。以抽氣裝置對殼體內部進行抽氣，以使清潔氣體充滿殼體。

為讓本發明實施例的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下揭露內容提供用於實作所提供標的之不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及排列的具體實例以簡化本揭露內容。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成於第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，也可包括其中所述第一特徵與所述第二特徵之間可形成有附加特徵進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本揭露內容可能在各種實例中重複使用標號及/或字母。這種重複是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如「之下（beneath）」、「下面（below）」、「下部（lower）」、「上方（above）」、「上部（upper）」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外更囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向）且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

圖1是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的元件分解示意圖。請參照圖1，本實施例的光罩承載盒100可用以承載並清潔至少一光罩裝置130。在本實施例中，光罩裝置130可包括一罩體132、134以及光罩136。進一步而言，光罩裝置130更可包括多個側支撐架138，其可設置於光罩136的周緣位置，以支撐光罩136，並可藉由膠體或是框架黏著劑等形式固定。光罩136可包括光罩基板（reticle blank）以及光罩圖案。在一實施例中，光罩圖案可附著於光罩基板的其中一側面，且光罩圖案會被曝光以及顯影至半導體晶圓上。如此，光罩裝置130整體可被置放於另一儲存結構，例如本實施例的光罩承載盒100中。

在本實施例中，光罩136可為極紫外線（Extreme Ultraviolet Light, EUV）光罩。也就是說，光罩136上的光罩圖案是由使用波長約為157nm的極紫外光的微影製程所形成，以使光罩圖案複製於半導體晶圓表面時能達到更小的解析度。使用這種EUV光罩時，相對地，對於光罩承載盒100的潔淨要求會更加提高。並且，一般來說，為了防止環境中的汙染物質掉落在光罩136上，通常會在光罩上方設置光罩護膜（pellicle），其可為一種透光薄膜。然而，這種光罩護膜容易在極紫外線的照射下產生褶皺現象（wrinkle phenomenon），因而使EUV光罩較難使用此種光罩護膜來進行保護。因此，在光罩裝置130中的光罩136是EUV光罩的實施例中，對於光罩承載盒100的潔淨要求會更加嚴苛。當然，本實施例並不以此為限，在其他實施例中，光罩裝置130中的光罩136也可例如為浸潤式（immersion）光罩等以其他微影製程所形成的光罩。

在本實施例中，光罩承載盒100包括一殼體110以及一抽氣裝置120。殼體110包括一容置空間S1、一進氣孔OP1以及一抽氣口OP2。光罩裝置130適於設置於此殼體110所定義出的容置空間S1內。一般來說，汙染物質CT可能是由空氣中漂浮的污染物所造成，這些空氣中漂浮的污染物其可能來自於環境中、護膜膠、光罩承載盒本身的揮發物質、殘留物、反應過程中的化學成長與沉積物以及化學溶劑的混合物等。當使用由例如氨鹽基與硫酸鹽所構成的溶劑來清洗光罩136上的光罩圖案時，許多殘留離子會聚集於容置空間S1中（例如靠近光罩圖案附近的空間），甚至汙染物質CT可能會成長以及沉澱於光罩136上。此外，微影製程中會反復不斷地使用光罩，此時，來自於光源的能量更會加速汙染物質CT的成長。

有鑒於此，為了要將汙染物質CT的成長與沉積情形降至最小，本實施例的殼體110具有至少一進氣孔OP1以及抽氣口OP2，以藉由進氣孔OP1將清潔氣體注入殼體110的容置空間S1內，以對光罩裝置130進行清潔。並且，在本實施例中，抽氣裝置120設置於殼體110的抽氣口OP2上，以對容置空間S1進行抽氣，來允許容置空間S1中的粒子運動，並促進清潔氣體往抽氣口OP2的方向流動而平均地充滿整個容置空間S1，進而可對整個容置空間S1進行充分地清潔。

在本實施例中，上述的清潔氣體可經由進氣孔OP1擴散或注入至殼體110的容置空間S1內。在本實施例中，清潔氣體可包括一般的空氣、清潔乾燥空氣（clean dry air, CDA）、極度清潔乾燥空氣（extreme clean dry air, XCDA）、氧氣、氮氣或是氬氣等。注入的清潔氣體可在光罩承載盒100中產生正壓。此正壓使得清潔氣體可以經由進氣孔OP1擴散流入殼體110的容置空間S1中。並且，清潔氣體與殼體110內的汙染物質CT（如氨鹽基與硫酸鹽）產生相互作用後，可再經由設置於抽氣口OP2的抽氣裝置所產生的負壓而由抽氣口OP2排出殼體110之外。如此，即可藉由氣體氣滌（purging）清潔光罩承載盒100，並可利用抽氣裝置120加速氣滌（purging）清潔的速率及提高氣滌清潔的效果，且可利用抽氣裝置120將汙染物質CT（如硫酸銨，(NH ₄) ₂SO ₄）排出光罩承載盒100。

在本實施例中，殼體110更可包括彼此固定的一上殼體112以及一下殼體114，以共同定義出上述的容置空間S1。進一步而言，下殼體114可為一底板，而上殼體112罩覆於此底板上而定義出容置空間S1。進氣孔OP1可設置於此下殼體114上，而抽氣口OP2則可設置於上殼體112上，當然，本實施例僅用以舉例說明，進氣孔OP1以及抽氣口OP2也可設置於光罩承載盒100的其他位置，只要進氣孔OP1以及抽氣口OP2可連通殼體110的容置空間S1即可。

除此之外，在本實施例中，光罩裝置130的罩體可包括適於彼此固定的上罩體132與下罩體134，光罩即可設置於上罩體132與下罩體134所定義出的空間內。在本發明的一實施例中，光罩裝置130的罩體更可包括至少一過濾裝置139，其設置於上罩體132上。當然，本實施例僅用以舉例說明，過濾裝置139也可設置於光罩裝置130的其他位置。

在本實施例中，光罩裝置130的罩體132/134可包括進氣孔以及出氣孔，使清潔氣體得以進出光罩裝置130以對光罩裝置130進行清潔。過濾裝置139即可設置在例如上罩體132的出氣口上，以過濾汙染物質CT。舉例而言，過濾裝置139可包括多孔性過濾膜，例如：玻璃纖維濾網，帶靜電濾網，可導電濾膜，鐵氟龍濾網或多孔性之陶瓷材料等，但本實施例並不對此加以限定。在某些實施例中，光罩裝置130更可包括O型環（O-ring），其環繞過濾裝置139以將過濾裝置139緊密地固定於上罩體132上。

圖2是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的剖面示意圖。圖3是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的元件分解示意圖。在此必須說明的是，本實施例的光罩承載盒100a與圖1的光罩承載盒100相似，因此，本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。以下將針對本實施例的光罩承載盒100a與圖1的光罩承載盒100的差異做說明。

請同時參考圖2及圖3，在本實施例中，殼體110a更可包括一把手部116，其突出於殼體110a，以使例如機械手臂等操作機具可透過夾持把手部116而可輕易拾取及運送光罩承載盒100a。在本實施例中，抽氣口OP2可設置於把手部116上，且把手部116內可呈中空並與殼體110a的容置空間S1連通。在本實施例中，把手部116設置於殼體110a中的上殼體112a上。在這樣的結構配置下，抽氣裝置120可如圖2所示設置於把手部116的抽氣口OP2上。在本實施例中，抽氣裝置120可包括螺旋式幫浦，其如圖2所示具有一對特殊螺紋形狀的轉子（rotor）122，並藉由螺旋方向相反之螺旋轉子122及靜子（stator）124（例如抽氣裝置120的殼體）互相等速同步逆轉而達到抽氣的效果。當然，本實施例並不以此為限，在其他實施例中，抽氣裝置120可包括魯式（lobe）幫浦、爪式幫浦、窩卷式（scroll）幫浦、活塞式幫浦或其他適合抽氣的裝置。

圖4是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的局部示意圖。請參照圖4，在本實施例中，光罩承載盒100/100a更可包括一抽氣開關140，其設置於殼體110/110a上，並適於覆蓋或暴露抽氣口OP2。進一步而言，在如圖1所示的實施例中，抽氣開關140可例如設置於上殼體112上，而在如圖2所示的實施例中，抽氣開關140則可例如設置於殼體110a的把手部116上。在本實施例中，抽氣開關140包括一驅動件142以及一阻擋件144。驅動件142穿過殼體110/110a並突出於殼體110/110a的外表面。阻擋件144設置於殼體110/110a的內表面並連接驅動件142，以受驅動件142的帶動而移動於暴露抽氣口OP2的一開啟位置以及覆蓋抽氣口OP2的一關閉位置之間。舉例來說，驅動件142可例如透過沿旋轉方向R1旋轉的方式來帶動阻擋件144跟隨驅動件142旋轉。

如此配置，當阻擋件144旋轉至抽氣口OP2的正下方的位置（即關閉位置）時，阻擋件144覆蓋抽氣口OP2，因而阻擋抽氣裝置120對容置空間S1進行抽氣。當阻擋件144旋轉至離開抽氣口OP2的正下方的位置（即開啟位置）時，阻擋件144暴露抽氣口OP2，因而使抽氣裝置120得以對容置空間S1進行抽氣。當然，本實施例僅是對抽氣開關140的一種具體實施方式作舉例說明，抽氣開關140也可以透過其他機械式的開關形式，或式透過耦接控制器的方式來對抽氣裝置120進行開關的控制，本發明實施例並不侷限於此。

圖5是依照本發明的一實施例的一種微影製程系統的示意圖。請參照圖1、圖2及圖5，在本實施例中，基於前述的光罩承載盒100/100a的實施例，本實施例發展出一種光罩裝置130的承載及清潔方法，此方法可包括下列步驟。首先，提供如圖1或圖2所示的光罩承載盒100/100a。本實施例的光罩承載盒100/100a可包括殼體110/110a以及抽氣裝置120。將光罩裝置130設置於殼體110/110a內。一般而言，承載有光罩裝置130的光罩承載盒100/100a可例如存放於光罩儲存櫃（stocker）10內。在本實施例中，光罩儲存櫃（stocker）10可存放高數量的光罩承載盒100/100a，以供操作人員或是機械手臂等操作機具來進行取用。當光罩承載盒100/100a存放於光罩儲存櫃（stocker）10內時，清潔氣體可由進氣孔OP1注入殼體110/110a以對光罩裝置130進行清潔，且抽氣裝置120可呈開啟狀態以對殼體110/110a內的容置空間S1進行抽氣，以促使清潔氣體往上流動而充滿殼體110/110a內的所有角落。當操作人員或是機械手臂等操作機具自光罩承載盒100/100a內將光罩裝置130取出並傳送至製程區30以進行後續的微影製程時，清潔氣體以及抽氣裝置120可繼續對光罩承載盒100/100a內部進行清潔，以維持光罩承載盒100/100a內的潔淨。

進一步而言，在本實施例中，抽氣裝置120可以多種不同速率的運轉。抽氣裝置120可耦接控制器20，以利用控制器20對抽氣裝置120的轉速進行控制。舉例來說，抽氣裝置120可分別以一第一速率以及一第二速率進行運轉，其中，第一速率實質上小於第二速率。當光罩裝置130設置於光罩承載盒100/100a內而例如存儲於光罩儲存櫃10時，抽氣裝置120可以較低的第一速率運轉，以防止太強的吸力對光罩裝置130的過濾裝置139造成損害。當操作人員或是機械手臂等操作機具將光罩裝置130自光罩承載盒100/100a內移出（例如為了進行後續的微影製程）之後，抽氣裝置120則可以較高的第二速率運轉，以提升清潔效能，對光罩承載盒100/100a作更強力且全面的清潔。

舉例而言，在本實施例中，光罩承載盒100/100a可包括一感應器150，控制器20可耦接此感應器150以及抽氣裝置120，如此，當感應器150感應到光罩裝置130位於光罩承載盒100/100a內時，感應器150發送第一感應訊號給控制器20，控制器20便據以控制抽氣裝置120以較低的第一速率運轉。當感應器150感應到光罩裝置130不在光罩承載盒100/100a內時，感應器150可發送第二感應訊號給控制器20，控制器20便可據以控制抽氣裝置120以較高的第二速率運轉。須說明的是，此處所謂的「速率」可代表抽氣裝置120中的轉子的轉速，其會與抽氣裝置120的抽氣強度成正比。當然，本發明實施例僅用以舉例說明，本實施例並不以此種具體實施方式為限。

綜上所述，本發明實施例的光罩承載盒的殼體具有進氣孔，以藉由進氣孔將清潔氣體注入殼體內，以對光罩裝置進行清潔。並且，光罩承載盒更包括抽氣裝置，設置於殼體的抽氣口上，以對殼體內進行抽氣，促使清潔氣體往抽氣口的方向流動而平均地充滿整個殼體，進而可對整個殼體內部進行充分地清潔，減少清潔的死角。如此，本發明實施例的光罩承載盒即可藉由氣體氣滌清潔光罩承載盒，並可利用抽氣裝置加速氣滌清潔的速率及提高氣滌清潔的效果。

雖然本發明實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧光罩儲存櫃

20‧‧‧控制器

30‧‧‧製程區

100、100a‧‧‧光罩承載盒

110、110a‧‧‧殼體

112、112a‧‧‧上殼體

114‧‧‧下殼體

116‧‧‧把手部

120‧‧‧抽氣裝置

122‧‧‧轉子

124‧‧‧靜子

130‧‧‧光罩裝置

132‧‧‧上罩體、罩體

134‧‧‧下罩體、罩體

136‧‧‧光罩

138‧‧‧側支撐架

139‧‧‧過濾裝置

140‧‧‧抽氣開關

142‧‧‧驅動件

144‧‧‧阻擋件

150‧‧‧感應器

CT‧‧‧汙染物質

OP1‧‧‧進氣孔

OP2‧‧‧抽氣口

R1‧‧‧旋轉方向

S1‧‧‧容置空間

結合附圖閱讀以下詳細說明可最好地理解本發明實施例的各個方面。應注意的是，根據業界中的標準實務，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的剖面示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的剖面示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的元件分解示意圖。 圖4是依照本發明的一實施例的一種光罩承載盒的局部示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種微影製程系統的示意圖。

Claims (10)

1. 一種光罩承載盒，用以承載一光罩裝置，包括：一殼體，包括一容置空間、一進氣孔以及一抽氣口，該光罩裝置用以承放於該殼體的一底板並位於該容置空間內，該進氣孔設置於該底板並經配置以將一清潔氣體注入該殼體的該容置空間內，且該抽氣口設置於該殼體與該底板相對的一頂部上；以及一抽氣裝置，設置於該殼體上並對應該抽氣口，以對該容置空間進行抽氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光罩承載盒，其中該抽氣裝置包括螺旋式幫浦。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光罩承載盒，其中該殼體更包括一把手部，突出於該殼體，該抽氣口設置於該把手部上並連通該容置空間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光罩承載盒，其中該殼體包括彼此固定的一上殼體以及一下殼體，以共同定義出該容置空間，該下殼體包括該底板，該進氣孔設置於該下殼體上，且該把手部設置於該上殼體上。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光罩承載盒，其中該光罩裝置包括極紫外線(Extreme Ultraviolet Light,EUV)光罩。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光罩承載盒，更包括一抽氣開關，設置於該殼體並適於覆蓋或暴露該抽氣口。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光罩承載盒，其中該抽氣開關包括：一驅動件，穿過該殼體並突出於該殼體的一外表面；以及一阻擋件，設置於該殼體的一內表面並連接該驅動件，以受該驅動件的帶動而移動於暴露該抽氣口的一開啟位置以及覆蓋該抽氣口的一關閉位置之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光罩承載盒，其中該光罩裝置包括一罩體以及一光罩，且該光罩設置於該罩體內。
9. 如申請專利範圍第8項所述的光罩承載盒，其中該罩體包括一過濾裝置以及彼此固定的一上罩體與一下罩體，該過濾裝置設置於該上罩體上。
10. 一種光罩裝置的承載及清潔方法，包括：提供一光罩承載盒，其中該光罩承載盒包括一殼體以及一抽氣裝置；將一光罩裝置設置於該殼體內；注入一清潔氣體至該殼體內；以該抽氣裝置對該殼體內部進行抽氣，以使該清潔氣體充滿該殼體，其中當該光罩裝置設置於該殼體內時，該抽氣裝置以一第一速率運轉；以及將該光罩裝置自該光罩承載盒內移出，其中該光罩裝置自該光罩承載盒內移出之後，該抽氣裝置以該第二速率運轉，且該第一速率實質上小於該第二速率。