TWI673566B

TWI673566B - 光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法

Info

Publication number: TWI673566B
Application number: TW107105268A
Authority: TW
Inventors: 陳明生
Original assignee: 特銓股份有限公司
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-10-01
Also published as: TW201935131A

Abstract

本發明涉及一種光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，用以清潔一光罩，上述光罩包含有一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜，其包含有一機座、一傳輸裝置及一清洗裝置，該傳輸裝置可移動及夾掣上述光罩，且令該光罩被移動時保護膜向下、且表面完全露出，而該清洗裝置可用以當清洗液向上流出時利用表面張力生成一水流張力部，藉以使水流張力部可接觸上述保護膜，供水流張力部帶走保護膜表面吸附的污染物，藉此，可避免直接施力於保護膜，以減少保護膜因清洗而造成損傷，且可迅速且有效的清潔保護膜表面，有助於提升清潔效率，故可大幅增進其實用性。

Description

光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法

本發明係隸屬一種光罩之清洗技術，具體而言係一種光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，特別係指一種應用清洗液表面張力清洗保護膜表面之技術，而能避免破壞保護膜，且可有效提升潔淨度。

按，近年來半導體製程中積體電路的線徑越來越細，目前已發展至10奈米以下，因此製程中的任何污染物都可能直接影響到相對製程或產品的良率。在半導體製程中，用于晶圓(Wafer)表面形成積體電路的所使用的光罩(Mask)是微影製程中不可或缺的元件之一。如第一圖所示之光罩(100)剖面圖來看，該光罩(100)包含有一基板(110)、一框架(120)及一保護膜(150)【Pellicle】，其中基板(110)係透光材質，例如石英或玻璃，而基板(110)其中一表面中央具有一積體電路之圖形層(115)【Pattern】，又該框架(120)設於該表面、且包圍該圖形層(115)，另該保護膜(150)係固定於框架(120)上、且其表面(151)與基板(110)表面相互平行間隔，該保護膜(150)用來避免圖形層(115)遭受刮傷或污染。

沒有保護膜(150)的保護，光罩(100)將很容易污染上微塵並形成一個失真的影像在晶圓上，如此即產生一個瑕疵在晶片上。未使用保護膜(150)，光罩可能得需要每日清洗及檢驗，結果在清洗的過程中，光罩(100)很容易被環境污染或破壞，造成良率低及高報廢成本。而保護膜(150)必須具備適當的均勻度、機械強度、穿透度、及潔淨度來承受不斷將光罩圖案曝光至晶圓上的紫外光曝光製程，但該保護膜(150)的材質可以為硝化纖維素【Nitrocellulose】、聚脂纖維素【Cellulose Ester】及氟碳聚合物【Fluoro Carbon】，這類的保護膜(150)雖然具有較佳的穿透率，但因其厚度極薄，不但直接施加外力於保護膜(150)表面，則容易造成保護膜(150)不平整及變形的問題，造成微影曝光圖形時失真的現象，甚至因外力而破裂，需送回光罩原廠維修，影響製程生產效率及增加成本；然而，光罩(100)之保護膜(150)污染問題是一直存在的，由於製程中不斷的移動，使得保護膜(150)表面會因靜電而附著微粒、化學物質等污染物。而不論係以清洗液沖洗或以氣體噴吹，由於污染物具有一定的靜電吸附力，如欲使污染物剝離，需加大其噴氣力道，其對保護膜(150)而言仍然有因沖擊力量過大而變形的問題存在，至於清洗液如以滴流方式進行，則有無法完全清理保護膜(150)整個表面的現象；換言之，現有的光罩(100)之保護膜(150)的清潔工作上，存在有可能破壞保護膜(150)表面平整、甚至損壞的問題，且其清洗效果與效率也不彰，如何解決前述問題，係業界的重要課題。

緣是，本發明即基於上述缺失深入探討，並藉由本發明人多年從事相關開發的經驗，而積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的創作出一種光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，其能有效解決現有保護膜(150)清洗時外力過大所造成的不便與困擾。

因此，本發明之主要目的係在提供一種之光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，藉以能以適當力道帶走光罩保護膜表面吸附之污染物，且可大幅減少保護膜因清洗所造成的損傷。

又，本發明之次一主要目的在於提供一光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，其可迅速且有效的清潔保護膜表面，有助於提升清潔效率。

為此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現上述的各項目的與效能，用以清潔一光罩，上述光罩包含有一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜，該光罩洗淨設備包含有：一機座；一傳輸裝置，其設於機座上，該傳輸裝置可移動及夾掣上述光罩，且令該光罩被移動時保護膜向下、且表面完全露出；一清洗裝置，其設於機座上，該清洗裝置可用以當清洗液向上流出時利用表面張力生成一水流張力部，藉以使水流張力部可接觸上述保護膜，供水流張力部帶走保護膜表面吸附的污染物；一移動裝置，其設於機座上之傳輸裝置下方，該移動裝置包含一載台機構，供前述清洗裝置設置，且載台機構可帶動清洗裝置相對傳輸裝置上的光罩選擇性產生沿移動方向X、Y或Z位移。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本發明之光罩洗淨設備可利用傳輸裝置夾掣及移動光罩，並使光罩保護膜向下，令清洗裝置於清洗液流出時利用其表面張力生成一水流張力部，使該水流張力部可接觸保護膜，而去除表面附著的污染物，避免直接施力於保護膜，以減少保護膜因清洗而造成損傷，且可迅速且有效的清潔保護膜表面，有助於提升清潔效率，故可大幅增進其實用性，而能增加其附加價值，並能提高其經濟效益。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，供讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(100)‧‧‧光罩

(110)‧‧‧基板

(115)‧‧‧圖形層

(120)‧‧‧框架

(150)‧‧‧保護膜

(10)‧‧‧機座

(20)‧‧‧傳輸裝置

(21)‧‧‧驅動機構

(22)‧‧‧導軌機構

(24)‧‧‧夾持機構

(25)‧‧‧夾爪

(30)‧‧‧清洗裝置

(31)‧‧‧給水機構

(32)‧‧‧給水泵浦

(33)‧‧‧出水管

(34)‧‧‧回收機構

(35)‧‧‧抽水泵浦

(36)‧‧‧集水管

(37)‧‧‧高度檢知機構

(38)‧‧‧數據處理器

(39)‧‧‧掃描檢知元件

(60)‧‧‧移動裝置

(61)‧‧‧驅動機構

(62)‧‧‧導軌機構

(63)‧‧‧升降機構

(65)‧‧‧載台機構

(80)‧‧‧光學模組

第一圖：係一種半導體光罩的外觀示意圖。

第二圖：係本發明光罩洗淨設備應用於光學檢測設備的架構示意圖。

第三圖：係本發明光罩洗淨設備的立體外觀示意圖，供說明各組件的相對關係。

第四圖：係本發明光罩洗淨設備中清洗裝置的局部側視平面示意圖。

第五圖：係本發明光罩洗淨方法的流程圖。

第六圖：係本發明光罩洗淨設備於實際清潔時的動作示意圖。

本發明係一種光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，隨附圖例示本發明之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明係一種供光罩洗淨設備以及光罩洗淨方法，用以洗淨如第一圖所示之光罩(100)中的保護膜(150)表面，其中第二圖所顯示者係該光罩洗淨設備，其包含有一機座(10)、一傳輸裝置(20)、一清洗裝置(30)及一移動裝置(60)所組成。在某些實施例中，該光罩洗淨設備係設於一半導體設備中，該半導體設備可以是一光學檢測設備或一光罩儲存設備等，如第二圖所示，該機座(10)即為該光學檢測設備之機體，而傳輸裝置(20)為該光學檢測設備用於夾持及移動光罩(100)的傳輸裝置，且該光學檢測設備於傳輸裝置(20)的上、下方中至少下方一側設有一光學模組(80)，供檢查設光罩(100)下方保護膜(150)表面是否存在有污染物；又如第三圖所示，前述之傳輸裝置(20)設置於機座(10)上，用以移動及夾持光罩(100)。在某些實施例中，該傳輸裝置(20)包含一驅動機構(21)、一導軌機構(22)及一夾持機構(24)，其中夾持機構(24)係設於導軌機構(22)上，而驅動機構(21)可作動夾持機構(24)於導軌機構(22)上沿移動方向X位移。在某些實施例中，該夾持機構(24)係透過一升降機構【圖中未示】設於導軌機構(22)，令夾持機構(24)可利用升降機構帶動光罩(100)相對導軌機構(22)沿移動方向Z位移。在某些實施例中，該夾持機構(24)內具有兩相對夾爪(25)，供同步夾掣光罩(100)之相對邊緣、且令保護膜(150)表面向下，同時該保護膜(150)表面並可完全超出夾掣範圍，令夾持機構(24)可夾掣光罩(100)同步沿移動方向X或選擇性沿移動方向X、Z位移；進一步配合參看第三、四圖所示，而清洗裝置(30)包含有一給水機構(31)及一回收機構(34)，在某些實施例中該清洗裝置(30)進一步具有一高度檢知機構(37)。又在某些實施例中，該給水機構(31)具有一給水泵哺(32)，又該給水泵哺(32)連接有一設於機座(10)之傳輸裝置(20)下方的出水管(33)，且該出水管(33)的出口形成於頂面，使清洗液出水時可利用表面張力生成一高於出水管(33)頂面之水流張力部(W)。在某些實施例中該出水管(33)的長度與保護膜(150)平行移動方向的兩側間距等寬。而該回收機構(34)包含有一抽水泵浦(35)，該抽水泵浦(35)連接有一設於出水管(33)下方之集水管(36)，供承接出水管(33)流下的清洗液。在某些實施例中該集水管(36)可以圍繞包覆於出水管(33)周圍，以防止清洗液外溢。另該高度檢知機構(37)包含有一數據處理器(38)，且該數據處理器(38)電氣連接有至少一個掃描檢知元件(39)，供檢測清洗液由出水管(33)流出時的水流張力部(W)頂緣高度或前述光罩(100)高度，以控制水流張力部(W)頂面與光罩(100)保護膜(150)表面的接觸；再者，前述之移動裝置(60)用以移動清洗裝置(30)。在某些實施例中，該移動裝置(60)包含一驅動機構(61)、一導軌機構(62)、一升降機構(63)及一載台機構(65)，其中載台機構(65)係設升降機構(63)上，且該升降機構(63)設於導軌機構(22)上，使載台機構(65)可受導軌機構(62)及升降機構(63)作動選擇性產生沿移動方向X、Y或Z位移，且前述清洗裝置(30)之給水機構(31)的出水管(33)及回收機構(34)的集水管(36)係設於該載台機構(65)上，令該清洗裝置(30)之出水管(33)與集水管(36)可相對傳輸裝置(20)之夾持機構(24)上的光罩(100)選擇性產生沿移動方向X、Y或Z位移，以供利用出水管(33)流出的水流張力部(W)逐一沾黏光罩(100)保護膜(150)表面的污染物；藉此，組構成一能減少破壞保護膜(150)、且可迅速有效清潔之光罩洗淨設備者。

又如第五圖所示為根據一些實施例之光罩洗淨方法的流程圖。而第六圖所示是根據一些實施例之光罩洗淨方法中的動作示意圖。當目測或檢測設備檢測後發現該光罩(100)之保護膜(150)表面有污染物時，可將光罩(100)放置至傳輸裝置(20)之夾持機構(24)，且令光罩(100)之保護膜(150)表面向下，供進行清洗。該洗淨流程步驟包含：在步驟S101中，夾持上述光罩使保護膜表面向下、且超出夾持範圍：當傳輸裝置(20)之夾持機構(24)夾掣光罩(100)時，使該光罩(100)的保護膜(150)表面向下，且讓該保護膜(150)表面超出夾持機構(24)的夾持範圍，令該光罩(100)的保護膜(150)表面可以完成被進行清洗。根據某些實施例，如第二圖所示，當本發明之光罩洗淨設備係設於一光學檢測設備內時，該傳輸裝置(20)之夾持機構(24)係夾持光罩(100)於光學模組(80)處進行污染物檢查，且能直接記憶各污染物之座標，供清洗裝置(30)去除污染物時運用；在步驟S102中，移動上述光罩至一清洗裝置上方：如第二、五圖所示，根據一些實施例，該傳輸裝置(20)的夾持機構(24)沿移動方向X、Z進行位移，將上述光罩(100)移至一清洗裝置(30)的給水機構(31)之出水管(33)上方；步驟S103中，清洗裝置利用清洗液的表面張力對上述光罩保護膜生成一可接觸其表面的水流張力部：給水機構(31)的給水泵浦(32)依據清洗液的特性控制流速及出水量，使清洗液流出出水管(33)時利用表面張力形成一水流張力部(W)，且利用高度檢知機構(37)檢知水流張力部(W)高度，令該光罩(100)保護膜(150)之表面可與該水流張力部(W)頂緣接觸；步驟S104中，移動上述光罩或清洗裝置去除保護膜表面污染物：接著移動光罩(100)或出水管(33)，而由於清洗液的水分具有導電性，當其接觸保護膜(150)時可將靜電導出，使保護膜(150)表面因靜電吸附的污染物吸力變小，同時利用清洗液接觸污染物的附著力將污染物帶走，以有效去除保護膜(150)表面的吸附污染物；根據某些實施例，當本發明之清洗裝置(30)之出水管(33)與集水管(36)設於移動裝置(60)之載台機構(65)時，可透過移動裝置(60)帶動出水管(33) 依光學檢測設備之光學模組(80)所檢知的污染物座標位移，並透過出水管(33)所形成的水流張力部(W)逐一沾黏光罩(100)保護膜(150)表面對應的污染物，以有效去除污染物；步驟S105中，將上述去除污染物的水流張力部溢流回收：在完成上述光罩(100)之保護膜(150)的清潔後，給水泵浦(32)供水使出水管(33)上具污染物的水流張力部(W)溢流，且令溢出的清洗液流入回收機構(34)之集水管(36)，供抽水泵浦(35)吸走該清洗液與污染物；以及步驟S106中，將上述光罩傳送至一半導體設備：在完成清洗裝置(30)清潔上述光罩(100)之保護膜(150)後，傳輸裝置(20)之夾持機構(24)再次將光罩(100)移出光罩洗淨設備，以傳送至一半導體設備中。根據某些實施例，如第二圖所示，該半導體設備可以是光罩檢測設備，供再一次檢查污染物的去除成果。

又在某些實施例中，當光罩(100)的待清洗表面污染度較高時，可以重覆步驟S102~步驟S104，以提高其清洗效果。

經由上述的說明，本發明光罩洗淨設備利用傳輸裝置(20)之夾持機構(24)夾掣光罩(100)，使保護膜(150)向下，令光罩(100)相對清洗裝置(30)的出水管(33)，且透過清洗液流出出水管(33)時利用表面張力生成一水流張力部(W)，使該水流張力部(W)可接觸光罩(100)保護膜(150)，而去除表面附著的污染物，由於其能以適當力道帶走保護膜(150)表面吸附之污染物，避免保護膜因清洗而造成損傷，且可迅速且有效的清潔保護膜表面，有助於提升清潔效率，故可大幅增進其實用性。

綜上所述，可以理解到本發明為一創意極佳之發明創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出發明專利之申請。

Claims

一種光罩洗淨設備，用以清潔一光罩，上述光罩包含有一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜，該光罩洗淨設備包含有：一機座；一傳輸裝置，其設於機座上，該傳輸裝置可移動及夾掣上述光罩，且令該光罩被移動時保護膜向下、且表面完全露出；一清洗裝置，其設於機座上，該清洗裝置包含有一給水機構，其具有一給水泵哺，又該給水泵哺連接有一設於機座之傳輸裝置下方的出水管，且該出水管的出口形成於頂面，使清洗液出水時可利用表面張力生成一高於出水管頂面之水流張力部，藉以使水流張力部可接觸上述保護膜，供水流張力部帶走保護膜表面吸附的污染物；一移動裝置，其設於機座上之傳輸裝置下方，該移動裝置包含一載台機構，供前述清洗裝置設置，且載台機構可帶動清洗裝置相對傳輸裝置上的光罩選擇性產生沿移動方向X、Y或Z位移。
如申請專利範圍第1項所述之光罩洗淨設備，其中該傳輸裝置包含有一驅動機構、一導軌機構及一夾持機構，而夾持機構係設於導軌機構上，而驅動機構可作動夾持機構於導軌機構上位移。
如申請專利範圍第1項所述之光罩洗淨設備，其中該清洗裝置具有一回收機構，而該回收機構包含有一抽水泵浦，該抽水泵浦連接有一設於出水管下方之集水管，供承接出水管流下的清洗液。
如申請專利範圍第1項所述之光罩洗淨設備，其中該清洗裝置進一步包含有一高度檢知機構，其包含有一數據處理器，且該數據處理器電氣連接有至少一個掃描檢知元件，供檢測清洗液由出水管流出時的水流張力部頂緣高度，以控制水流張力部頂面與光罩保護膜表面的接觸。
如申請專利範圍第1項所述之光罩洗淨設備，其中該移動裝置包含一驅動機構、一導軌機構及一升降機構，其中載台機構係設於導軌機構上，而升降機構設於導軌機構上位移，供移動清洗裝置。
一種光罩洗淨設備，用以清潔一光罩，上述光罩包含有一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜，該光罩洗淨設備包含有：一機座；至少一光學模組，供檢查前述光罩下方保護膜表面是否存在有污染物；一清洗裝置，其設於機座上，該清洗裝置包含有一給水機構，其具有一給水泵哺，又該給水泵哺連接有一設於機座之傳輸裝置下方的出水管，且該出水管的出口形成於頂面，使清洗液出水時可利用表面張力生成一高於出水管頂面之水流張力部，藉以使水流張力部可接觸上述保護膜，供水流張力部帶走保護膜表面吸附的污染物；一移動裝置，其設於機座上之傳輸裝置下方，該移動裝置包含一載台機構，供前述清洗裝置設置，且載台機構可帶動清洗裝置相對傳輸裝置上的光罩選擇性產生沿移動方向X、Y或Z位移；一傳輸裝置，其設於機座上，該傳輸裝置可移動及夾掣上述光罩，且令該光罩被移動時保護膜向下、且表面完全露出，該傳輸裝置並可帶動光罩於前述光學模組與清洗裝置間位移。
一種光罩洗淨方法，用以清潔一光罩，上述光罩包含有一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜，該光罩洗淨方法包括：夾持上述光罩使保護膜表面向下、且超出夾持範圍；移動上述光罩至一清洗裝置上方；清洗裝置利用清洗液的表面張力對上述光罩保護膜生成一可接觸其表面的水流張力部；以及移動上述光罩或清洗裝置去除保護膜表面污染物。
如申請專利範圍第7項所述之光罩洗淨方法，其中於完成污染物去除後，將上述去除污染物的水流張力部溢流回收。
如申請專利範圍第7或8項所述之光罩洗淨方法，其中於完成上述光罩之清洗後，可增加將上述光罩傳送至一半導體設備。