TWI673567B - 光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，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、一傳輸裝置及一清潔裝置，該傳輸裝置設於機座上，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，而該清潔裝置係設於機座上、且位於傳輸裝置下方，該清潔裝置可生成一對應上述光罩保護膜表面之靜電，該靜電中和保護膜之靜電，藉以使下方的清潔裝置利用靜電以非接觸方式吸走上述保護膜表面的污染物，藉此，能避免外力接觸保護膜，故能減少保護膜清潔動作而造成損傷，且可迅速且有效的清潔保護膜表面，有助於提升清潔效率。

Description

光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法

本發明係隸屬一種光罩之污染物去除技術，具體而言係一種光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，特別係指一種應用靜電中和手段去除光罩保護膜表面污染物之技術，而能避免於清潔過程中接觸保護膜，以減少保護膜損傷之機率。

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【Pattern】，又該框架(120)設於該表面、且包圍該圖形層，另該保護膜(150)係固定於框架(120)上、且保護膜(150)表面與基板(110)表面相互平行間隔，該保護膜(150)用來避免圖形層遭受刮傷或污染。

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、加熱或化學反應等，使得保護膜(150)表面會產生靜電，而使具異種電荷之微粒等污染物附著於保護膜(150)。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，因清洗液或氣體直接作用於保護膜上，而存在有可能破壞保護膜(150)表面平整的問題，甚至造成保護膜(150)破損，尤其是因靜電而吸附之污染物更不易去除，而如何解決前述問題，係業界的重要課題。

有鑑於此，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靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，其能有效解決現有保護膜清潔時因外力直接接觸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靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，藉以能以不接觸方式吸走光罩保護膜表面吸附之污染物，而大幅減少現有保護膜因清洗時外力所造成的損傷。

又，本發明之次一主要目的在於提供一光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，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，該光罩靜電清潔設備包含有：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；一靜電量測裝置，其設於機座上，且位於傳輸裝置下方，供量測前述光罩保護膜之靜電為正電荷或負電荷；一清潔裝置，其設於機座上、且位於傳輸裝置下 方，該清潔裝置可生成一對應上述光罩保護膜表面之靜電，該靜電大於保護膜之靜電，藉以使下方的清潔裝置利用靜電以非接觸方式吸走上述保護膜表面的污染物。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本發明之光罩靜電清潔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，令光罩保護膜表面相對下方的清潔裝置，且使清潔裝置生成一中和保護膜靜電之靜電，而以非接觸方式去除保護膜表面附著的污染物，能避免外力接觸保護膜，故能減少保護膜清潔動作而造成損傷，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

(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)‧‧‧清潔裝置

(31)‧‧‧導電盤體

(32)‧‧‧盤面單體

(33)‧‧‧靜電產生控制器

(34)‧‧‧靜電消除控制器

(40)‧‧‧清理裝置

(41)‧‧‧噴氣裝置

(42)‧‧‧供氣控制器

(43)‧‧‧氣體噴嘴

(45)‧‧‧吸取裝置

(46)‧‧‧真空泵浦

(47)‧‧‧吸取頭

(48)‧‧‧承載機構

(50)‧‧‧靜電量測裝置

(51)‧‧‧處理單元

(52)‧‧‧檢知盤體

(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：係本發明光罩靜電清潔設備應用於光學檢測設備的架構示意圖。

第三圖：係本發明光罩靜電清潔設備的立體外觀示意圖，供說明各組件的相對關係。

第四圖：係本發明光罩靜電清潔設備於清潔裝置去除污染物的動作示意圖。

第五圖：係本發明光罩靜電清潔設備於清理清潔裝置的動作示意圖。

第六圖：係本發明光罩靜電清潔方法的流程圖。

本發明係一種光罩靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，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靜電清潔設備以及光罩靜電清潔方法，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靜電清潔設備，其包含有一機座(10)、一傳輸裝置(20)、一靜電量測裝置(50)及一清潔裝置(30)所組成。在某些實施例上，該光罩靜電清潔設備進一步包含有一清理裝置(40)。在某些實施例中，該光罩靜電清潔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；其中傳輸裝置(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；進一步配合參看第二、三圖所示，該靜電量測裝置(50)包含有一處理單元(51)及一檢知盤體(52)，如此當光罩(100)向下的保護膜(150)表面接近檢知盤體(52)時，供量測光罩(100)保護膜(150)之靜電值，以確認保護膜(150)之靜電為正電荷或負電荷；又前述之清潔裝置(30)包含有一導電盤體(31)，該導電盤體(31)具有複數矩陣排列的盤面單體(32)，且該導電盤體(31)連接有一靜電產生控制器(33)，供作用導電盤體(31)之各該盤面單體(32)分別選擇性產生靜電，並可控制各該盤面單體(32)產生相對前述保護膜(150)靜電之異種靜電，例如當保護膜(150)為正電荷之靜電時、則導電盤體(31)之盤面單體(32)生成負電荷之靜電，反之當保護膜(150)為負電荷之靜電時、則導電盤體(31)之盤面單體(32)生成正電荷 之靜電，如此當光罩(100)向下的保護膜(150)表面接近導電盤體(31)盤面單體(32)時，可利用靜電產生控制器(33)使導電盤體(31)的盤面單體(32)產生中和光罩(100)靜電之靜電，使保護膜(150)表面不再具有吸附污染物之靜電，令污染物可自然掉落於導電盤體(31)上。且在某些實施例中該導電盤體(31)進一步連接有一靜電消除控制器(34)，供選擇性消除導電盤體(31)盤面單體(32)之靜電，供清理導電盤體(31)盤面單體(32)的污染物；另配合參看第二、四圖所示，又在某些實施例中，該清理裝置(40)包含有一噴氣裝置(41)及一吸取裝置(45)，供產生一氣流至導電盤體(31)盤面單體(32)上、且吸走污染物。在某些實施例上，該噴氣裝置(41)具有一供氣控制器(42)及一氣體噴嘴(43)，其中該氣體噴嘴(43)可以選擇性對應上述導電盤體(31)盤面單體(32)，令該供氣控制器(42)控制氣體噴嘴(43)對盤面單體(32)產生氣流，使盤面單體(32)上的污染物剝離，而該吸取裝置(45)具有一真空泵浦(46)及一吸取頭(47)，其中吸取頭(47)可以其中該氣體噴嘴(43)可以選擇性對應上述導電盤體(31)盤面單體(32)、且位於氣體噴嘴(43)吹出氣流的一側或周圍，供該真空泵浦(46)可透過吸取頭(47)吸走盤面單體(32)上因氣流移動的污染物，以清理盤面單體(32)上的污染物。根據某些實施例，該清理裝置(40)之噴氣裝置(41)與吸取裝置(45)可透過一承載機構(48)設於傳輸裝置(20)的導軌機構(22)上，供透過承載機構(48)選擇性作動噴氣裝置(41)與吸取裝置(45)，使清理裝置(40) 可在光罩(100)離開清潔裝置(30)的導電盤體(31)後，進行導電盤體(31)盤面單體(32)污染物的清理；藉此，組構成一不接觸保護膜(150)、且可迅速有效清潔之光罩靜電清潔設備者。

又如第三、四及五圖所示是根據一些實施例之光罩靜電清潔方法中的動作示意圖。而第六圖所示為根據一些實施例之光罩靜電清潔方法的流程圖。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)放置至進料傳送組(60)之載台機構(63)，且令光罩(100)之保護膜(150)表面向下，供進行清潔。該清潔流程步驟包含：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潔。根據某些實施例，如第二圖所示，當本發明之光罩靜電清潔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，移動上述光罩至一靜電量測裝置上方：如第三、四圖所示，根據一些實施例，該傳輸裝置(20)的夾持機構(24)沿移動方向進行位移，將上述光罩(100)移至一靜電量測裝置(50)的檢知盤體(52)上方，供量測光罩(100)保護膜(150)表面吸附污染物之靜電為正電荷或負電荷； 在步驟S103中，移動上述光罩至一清潔裝置上方：如第四、五圖所示，根據一些實施例，該傳輸裝置(20)的夾持機構(24)沿移動方向進行位移，將上述光罩(100)移至一清潔裝置(30)的導電盤體(31)上方；步驟S104中，清潔裝置對上述光罩保護膜生成一中和保護膜表面靜電之靜電，以去除保護膜表面污染物：根據一實施例，當移動光罩(100)使保護膜(150)表面接近清潔裝置(30)之導電盤體(31)時，靜電產生控制器(33)可作動各該盤面單體(32)產生中和光罩(100)靜電之靜電，例如當保護膜(150)為正電荷之靜電時、則導電盤體(31)之盤面單體(32)生成負電荷之靜電，反之當保護膜(150)為負電荷之靜電時、則導電盤體(31)之盤面單體(32)生成正電荷之靜電，使保護膜(150)表面不再具有吸附污染物之靜電，令污染物可自然掉落於導電盤體(31)上，而達到去除光罩(100)保護膜(150)表面污染物之目的。根據某些實施例，當本發明可依光學檢測設備之光學模組(80)所檢知的污染物座標位移，令該清潔裝置(30)之導電盤體(31)僅令相對污染物座標之盤面單體(32)生成中和用之靜電，使污染物去除更精準，以避免影響保護膜(150)表面不具污染物的部份；步驟S105中，將上述光罩傳送至一半導體設備：在清潔裝置(30)完成清潔上述光罩(100)之保護膜(150)後，傳輸裝置(20)之夾持機構(24)再次將光罩(100)移出光罩靜電清潔設備，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；以及步驟S106中，消除清潔裝置之靜電，以清理清潔裝置上的污染物：在某些實施例上，於完成上述光罩(100)之保護膜(150)的清潔後，該清潔裝置(30)之靜電消除控制器(34)可操控消除導電盤體(31)盤面單體(32)之靜電，且利用承載機構(48)移動噴氣裝置(41)與吸取裝置(45)，使供氣控制器(42)可透過氣體噴嘴(43)可對盤面單體(32)產生一氣流移動污染物，並以真空泵浦(46)利用吸取頭(47)吸走移動的污染物，以確保後續的光罩(100)保護膜(150)清潔效果。

又在某些實施例中，當光罩(100)的保護膜(150)表面污染度較高時，可以重覆步驟S102~步驟S104，以提高其清潔效果。

經由上述的說明，本發明光罩靜電清潔設備利用傳輸裝置(20)之夾持機構(24)夾掣光罩(100)，使保護膜(150)向下，令光罩(100)保護膜(150)表面相對清潔裝置(30)的導電盤體(31)盤面單體(32)，且透過靜電產生控制器(33)使盤面單體(32)生成一大於保護膜(150)靜電之靜電，而以非接觸方式去除保護膜(150)表面附著的污染物，而能避免外力接觸保護膜(150)，故能減少保護膜(150)清潔動作而造成損傷，且可迅速且有效的清潔保護膜(150)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 (10)

1. 一種光罩靜電清潔設備，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，該光罩靜電清潔設備包含有：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；一靜電量測裝置，其設於機座上，且位於傳輸裝置下方，供量測前述光罩保護膜之靜電為正電荷或負電荷；一清潔裝置，其設於機座上、且位於傳輸裝置下方，該清潔裝置可生成一可中和上述光罩保護膜表面靜電之靜電，藉以使上述保護膜表面的污染物自然掉落。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光罩靜電清潔設備，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。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光罩靜電清潔設備，其中該靜電量測裝置包含有一處理單元及一檢知盤體，供量測光罩保護膜之靜電值，以確認保護膜之靜電為正電荷或負電荷。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光罩靜電清潔設備，其中該清潔裝置包含有一導電盤體，該導電盤體具有複數盤面單體，且該導電盤體連接有一靜電產生控制器，供作用導電盤體之各該盤面單體分別選擇性產生靜電，供各該盤面單體產生中和光罩保護膜靜電之靜電。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光罩靜電清潔設備，其中該清潔裝置之導電盤體進一步連接有一靜電消除控制器，供選擇性消除導電盤體各該盤面單體之靜電。
6. 如申請專利範圍第1或4項所述之光罩靜電清潔設備，其中該光罩靜電清潔設備進一步包含有一清理裝置，該清理裝置包含有一噴氣裝置及一吸取裝置，又該清理裝置之噴氣裝置與吸取裝置可透過一承載機構設於傳輸裝置的導軌機構上，供透過承載機構選擇性作動噴氣裝置與吸取裝置，使清理裝置可在光罩離開清潔裝置的導電盤體後，進行導電盤體盤面單體污染物的清理。
7. 一種光罩靜電清潔設備，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，該光罩靜電清潔設備包含有：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；一靜電量測裝置，其設於機座上，且位於傳輸裝置下方，供量測前述光罩保護膜之靜電為正電荷或負電荷；一清潔裝置，其設於機座上、且位於傳輸裝置下方，該清潔裝置可生成一可中和上述光罩保護膜表面靜電之靜電，藉以使上述保護膜表面的污染物自然掉落。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、靜電量測裝置與清潔裝置間位移。
8. 一種光罩靜電清潔方法，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，該光罩靜電清潔方法包括：夾持上述光罩使保護膜表面向下、且超出夾持範圍；移動上述光罩至一靜電量測裝置上方；移動上述光罩至一清潔裝置上方；以及清潔裝置對上述光罩保護膜生成一中和保護膜表面靜電之靜電，以去除保護膜表面污染物。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光罩靜電清潔方法，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。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述之光罩靜電清潔方法，其中於完成光罩保護膜的清潔後，可進一步消除清潔裝置之靜電，以清理清潔裝置上的污染物。