TWI729691B

TWI729691B - 光罩盒

Info

Publication number: TWI729691B
Application number: TW109103465A
Authority: TW
Inventors: 邱銘隆
Original assignee: 中勤實業股份有限公司
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-06-01
Also published as: TW202130561A

Abstract

一種光罩盒，包含一底座及一上蓋。底座包括一至少週緣以內部分係以石英製成的座體，及多個下支撐組件，各下支撐組件之至少部分凸露出於一座體上表面。上蓋包括一至少週緣以內部分係以石英製成的蓋體，及多個上支撐組件，各上支撐組件之至少部分凸露出於一蓋體下表面。蓋體與座體相配合共同形成一封閉空間，且該等上支撐組件與該等下支撐組件共同界定位於封閉空間內之一固持位置。藉由座體與蓋體之至少週緣以內由硬度較高且耐化性佳的石英製成，能夠避免蓋體與座體開闔過程中因摩擦產生微粒；也不需鍍覆保護膜而提高尺寸精度以及製造良率。

Description

光罩盒

本發明是有關於一種光罩盒，特別是指一種用於容置極紫外光光罩的光罩盒。

隨著目前積體電路的線寬持續減縮，半導體製程中的微影蝕刻技術所使用的光源波長也隨之縮短。目前最新的微影蝕刻技術所使用的光源波長已縮短到極紫外光(Extreme ultraviolet，簡稱EUV)的波段。由於EUV的波長極短，而EUV光罩上的線路圖案的線寬又極細，因此相較於傳統光罩更容易受微粒汙染的影響。

但從另一方面來說，由於尚未找到EUV穿透率夠高且成本足夠廉宜又易於加工的護膜材料，因此，過去在習用光罩上設置護膜(Pellicle)以隔絕微粒污染的防護方法目前也無法應用在EUV光罩上。

而目前業界所採用的方法是將EUV光罩存放於由內、外兩盒體所組成的光罩盒組之內盒體中。以如工程塑膠等材料所製成的外盒體用以在一般儲存或傳送的過程中隔絕環境中的多數微粒。當要使用光罩時，先在一潔淨度較高的環境下開啟外盒，再將以金屬製成之內盒移至一潔淨度滿足EUV蝕刻製程要求的高潔淨度環境內開啟，然後取出其中容置的EUV光罩使用。

由於一個光罩盒組就包括了內、外兩個盒體，其整體重量必定較重。為了輕量化以節省運送成本的考量，內盒的材料通常是採用重量相對較輕的鋁合金。

但是其中所含的鋁一方面容易氧化而產生氧化鋁結晶造成污染，一方面也可能和半導體製程中所使用的部分製程氣體產生反應而生成其他污染產物。因此內盒體表面又必須鍍覆一層化學安定性較高的金屬保護層，有時甚至因為附著性的因素，還必須在內盒體表面與金屬保護層之間加鍍其他介質金屬層。

這樣的結構又衍生一些新的問題--一來會增加製程的複雜程度；二來，由於EUV蝕刻製程對設備精密度的要求更高，但內盒這種複雜的結構卻會造成製造時對尺寸精度的不易控制。因而使得製造良率降低、製造成本提高。同時，鍍覆的金屬保護膜在經過使用後，也常會有剝落而形成另一個污染源的風險。

職是之故，要如何解決上述保存及運送EUV光罩的光罩盒組，特別是其中的內盒，之製造及使用上所遭遇的問題，便成為相關業者亟思解決之道的重要課題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種能夠降低微粒汙染風險、提高尺寸精度的光罩盒。

於是，本發明光罩盒在一些實施態樣中，是適用於容置一極紫外光光罩，該光罩盒包含一底座及一上蓋。該底座包括一至少週緣以內的部分係以石英製成的座體，及多個設於該座體的下支撐組件，該座體預設有至少一視窗區，各該下支撐組件之至少部分凸露出於該座體之一座體上表面。該上蓋包括一至少週緣以內的部分係以石英製成的蓋體，及多個設於該蓋體的上支撐組件，各該上支撐組件之至少部分凸露出於該蓋體之一蓋體下表面。該蓋體與該座體相配合共同形成一封閉空間，且該等上支撐組件凸露出於該蓋體下表面之部分與該等下支撐組件凸露出於該座體上表面的部分共同界定位於該封閉空間內之一固持位置。

在一些實施態樣中，該底座還包括至少一設於該座體之一座體下表面的光電感應部，該至少一光電感應部之反射率相異於該座體下表面其餘部分之反射率。

在一些實施態樣中，該至少一光電感應部係選自鍍膜、粗糙化、鑲嵌金屬片或鎖附金屬片中之至少一種方式形成。

在一些實施態樣中，該至少一視窗區係位於該座體以石英製成的部分內。

在一些實施態樣中，該座體之一座體下表面於該至少一視窗區處設置或形成有一濾鏡、一濾光膜、一抗反射鏡或一抗反射膜。

在一些實施態樣中，各該上支撐組件包括一壓抵件、一彈性墊圈、一限位件及多個固定件，該壓抵件具有一板狀部及一自該板狀部延伸的柱狀部，該彈性墊圈環繞於該柱狀部，且密接於該板狀部與該蓋體之間，該限位件至少覆蓋該板狀部之週緣部分以將該壓抵件限位，且該限位件具有一露出該板狀部之一部分的開口，並藉由該等固定件而被固定於該蓋體，該蓋體形成有多組分別對應該等上支撐組件的穿孔組，各該穿孔組包括一與該壓抵件的該柱狀部對應的讓位孔，該讓位孔之內徑係介於該板狀部之最大外徑與該柱狀部之最大外徑之間，且該柱狀部自該蓋體外側穿過該讓位孔後末端凸露於該蓋體之該蓋體下表面，及多個分別供對應的該上支撐組件的該等固定件穿過的安裝孔。

在一些實施態樣中，各該固定件具有一頭部及一自該頭部延伸的桿體，且該桿體末端形成一卡扣結構，各該上支撐組件的該限位件還具有多個分別供該等固定件穿過的限位穿孔，各該限位穿孔之內徑係介於各該固定件之該頭部之最大外徑與該桿體之最大外徑之間。

在一些實施態樣中，各該上支撐組件的該等固定件與該限位件一體成型，各該固定件具有一自該限位件延伸的桿體，且該桿體末端形成一卡扣結構。

在一些實施態樣中，各該上支撐組件的該限位件具有多個分別供該等固定件穿過的限位穿孔，各該固定件由一螺絲及一螺帽組成。

在一些實施態樣中，各該固定件為一螺絲，各該上支撐組件的該限位件具有多個分別供該等固定件螺鎖的螺孔。

在一些實施態樣中，該蓋體的各該穿孔組還包括一通孔，各該上支撐組件還包括一覆蓋對應之該通孔的過濾片，且該限位件還具有一對應該通孔及該過濾片的通氣區，該通氣區設有至少一個氣孔。

在一些實施態樣中，各該上支撐組件包括一壓抵件、多個固定件及多個分別對應該等固定件的彈性墊圈，該壓抵件設於該蓋體的該蓋體下表面且具有一固定部及兩個凸立於該蓋體下表面並分別相鄰於該蓋體下表面一角隅之兩相交側邊的側抵靠部，該固定部具有多個分別對應該等固定件的組裝部，該蓋體形成有多組穿孔組，各該穿孔組包括多個分別對應該等固定件的安裝孔，各該固定件分別穿過對應的該安裝孔及該彈性墊圈後結合於該組裝部以將該壓抵件固定於該蓋體，且該等彈性墊圈密接於該壓抵件與該蓋體之間。

在一些實施態樣中，各該固定件為一螺絲，且各該組裝部具有與各該固定件對應的內螺紋。

在一些實施態樣中，各該固定件具有一頭部及一自該頭部延伸的桿體，且該桿體末端形成一卡扣結構。

在一些實施態樣中，該上蓋還包括多個設於該蓋體的過濾組件，每一該過濾組件包括一過濾片、一壓板及多個固定件，該壓板具有一設有至少一氣孔的通氣區，該蓋體具有多組分別對應該等過濾組件的穿孔組，各該穿孔組包括至少一與該通氣區對應的通孔及多個分別供各該固定件穿設的安裝孔，各該過濾組件的該過濾片夾設於該壓板與該蓋體之間並覆蓋對應的該至少一通孔，該壓板藉由該等固定件固定於該蓋體。

在一些實施態樣中，該座體之一座體下表面具有多個動態定位銷接座。

在一些實施態樣中，各該動態定位銷接座係以鑲嵌、卡設或藉由多個固定件固定於該座體下表面。

在一些實施態樣中，各該動態定位銷接座係直接加工形成於該座體下表面。

本發明至少具有以下功效：藉由該座體與該蓋體兩者之至少週緣以內的部分由硬度較高的石英製成，能夠避免該蓋體與該座體開闔過程中相互摩擦產生微粒而造成污染。同時，又因為石英的化學性質穩定、耐化性佳，不需再於表面鍍覆保護膜，除了可以簡化製造流程外，也能避免保護膜鍍覆厚度及平整度不易控制而造成尺寸精度難以掌握的缺點，進而提高製造時的良率，降低製造成本；並且在使用上也完全避免了鍍膜剝落而造成汙染的風險。

100:光罩盒

1:底座

11:座體

11a:座體上表面

11b:座體下表面

111:視窗區

12:下支撐組件

13:光電感應部

14:動態定位銷接座

2:上蓋

21:蓋體

21a:蓋體上表面

21b:蓋體下表面

211:穿孔組

211a:讓位孔

211b:安裝孔

211c:通孔

212:穿孔組

212a:通孔

212b:安裝孔

22:上支撐組件

23:壓抵件

231:板狀部

232:柱狀部

233:固定部

233a:組裝部

234:側抵靠部

24:彈性墊圈

25:限位件

251:開口

252:限位穿孔

253:螺孔

254:通氣區

255:氣孔

26:固定件

261:頭部

262:桿體

263:卡扣結構

264:螺絲

265:螺帽

27:過濾片

28:壓板

281:氣孔

282:通氣區

29:密封圈

F:過濾組件

10:極紫外光光罩

200:外盒

201:外盒蓋

202:外盒座

202a:動態定位銷

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明光罩盒的一第一實施例與一外盒的一立體分解示意圖；圖2是該第一實施例的一立體圖；圖3是該第一實施例的一仰視圖；圖4是該第一實施例的一局部立體分解圖；圖5是說明該第一實施例的一上支撐組件的變化實施例的立體分解圖；圖6是說明該第一實施例的一上支撐組件的另一變化實施例的立體分解圖；圖7是說明該第一實施例的一上支撐組件的再一變化實施例的立體分解圖；圖8是說明本發明光罩盒的一第二實施例的一上支撐組件的一立體分解示意圖；圖9是說明本發明光罩盒的一第三實施例的一立體圖；及圖10是該第三實施例的一局部立體分解圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖3，本發明光罩盒100之一第一實施例。本實施例中之光罩盒100適用於容置一極紫外光光罩10並放置於由一外盒蓋201及一外盒座202所組成的外盒200中。該光罩盒100包含一底座1及一上蓋2。

底座1包括一至少週緣以內的部分係以石英製成的座體11，及多個設於該座體11的下支撐組件12。在本實施例中，是以完全由石英製成之座體11來作範例。

除了完全以石英製成之外，座體11的週緣部分也可是一個由不同材質製成的框體。框體的材質必須為不易因磨損而產生微粒，且表面具有耐化性之材料，如不鏽鋼、表面鍍覆有耐化材料保護層的鋁合金，或耐化性較佳的工程塑膠。本實施例對此並不多加限制。

上蓋2包括一至少週緣以內的部分係以石英製成的蓋體21，及多個設於該蓋體21的上支撐組件22。同樣地，蓋體21的週緣也可由其他不易因磨損而產生微粒，且表面具有耐化性的材料製成。而本實施例中則是以與座體11一樣完全由石英製成之蓋體21來作範例進行說明。

各該下支撐組件12之至少部分凸露出於該座體11之一座體上表面11a。各該上支撐組件22之至少部分則凸露出於該蓋體21之一蓋體下表面21b。

該蓋體21與該座體11相配合共同形成一用以容置該極紫外光光罩10的封閉空間，且該等上支撐組件22凸露出於該蓋體下表面21b的部分與該等下支撐組件12凸露出於該座體上表面11a的部分共同界定位於該封閉空間內之一固持位置，並共同將該極紫外光光罩10固持在該固持位置。

由於本實施例中之該座體11與該蓋體21都是由硬度較高的石英製成，因此能夠減少該蓋體21與該座體11開闔過程中相互摩擦所產生的微粒。

又因為石英的化學性質穩定，不需要如鋁合金等容易氧化的金屬材料還要再鍍抗氧化膜或其他耐化性保護膜，如此也能避免鍍膜厚度及平整度不易控制的問題，而提高光罩盒100各部的尺寸精度，進而提高其製造良率。還可避免鍍膜在長期使用後脫落而產生微粒汙染的缺點。

另外，由於半導體產業中所使用的機台經常採用光電偵測器來偵測各製程中所使用的容器是否到達正確的定位。因此在本實施例中，該底座1還包括多個設於該座體11的座體下表面11b的光電感應部13。

光電感應部13可以鍍膜、粗糙化、鑲嵌金屬片或鎖附金屬片中之至少一種方式形成，而使該等光電感應部13表面的反射率相異於該座體下表面11b其餘部分之反射率。因而能讓一機台(未圖示)上的光電偵測器(未圖示)偵測到發射至該等光電感應部13的反射光，並藉由反射光強度的差異判斷該底座1是否位於預定位置。

此外，在半導體設備上，也經常會利用光束偵測光罩盒100是否容置有極紫外光光罩10。因此在本實施例中，該座體11底側預設有至少一視窗區111，以供偵測光束穿透，除藉以偵測光罩盒100是否容置有極紫外光光罩10外，也可用來讀取設置於該極紫外光光罩10上的條碼等資訊。

由於該座體11為石英材質製成，本身即可透光，因此無須再另外開孔安裝透光板體。一方面可減少零件、簡化結構，進而簡化組裝步驟而降低因組裝造成不良之比率。

此外，為了使視窗區111能有更好穿透率，同時減少該處的反射率以避免反射或漫射(diffuse reflection，又稱「漫反射」)干擾其他位置的光電感應器而造成誤判，或是只能允許特定波長範圍內之偵測光束通過。因此視窗區111處之座體下表面11b可設置或形成有一濾鏡、一濾光膜、一抗反射鏡或一抗反射膜。

再者，為了讓光罩盒100在被放置於外盒200中或是機台上時能夠被正確地定位，該外盒座202的上表面或是機台的上表面(未圖示)設有多個動態定位銷202a，而光罩盒100的座體下表面11b則對應設有多個動態定位銷接座14，以接納該等動態定位銷202a。

各該動態定位銷接座14能以鑲嵌、卡設或藉由多個固定件(未圖示)固定於該座體下表面11b。或者，各該動態定位銷接座14亦能直接加工形成於該座體下表面11b。

參閱圖4，各該上支撐組件22包括一壓抵件23、一彈性墊圈24、一限位件25及多個固定件26。該壓抵件23具有一板狀部231及一自該板狀部231延伸的柱狀部232。該彈性墊圈24環繞於該柱狀部232，且密接於該板狀部231與該蓋體21之間。

該限位件25覆蓋該壓抵件23的該板狀部231之週緣部分，中間則具有一露出該板狀部231中央部分的開口251，並藉由該等固定件26而被固定於該蓋體21頂側以將該壓抵件23限位。

該蓋體21形成有多組分別對應該等上支撐組件22的穿孔組211。各該穿孔組211包括一與對應的上支撐組件22中的該壓抵件23之柱狀部232對應以供其穿過的讓位孔211a，及多個分別供對應的上支撐組件22的該等固定件26穿過的安裝孔211b。

讓位孔211a之內徑係介於板狀部231之最大外徑與柱狀部232之最大外徑之間，且柱狀部232自蓋體21外側穿過該讓位孔211a後末端凸露於蓋體21之該蓋體下表面21b。

在本實施例中，各該上支撐組件22的限位件25還具有多個分別供該等固定件26穿過的限位穿孔252。各該固定件26具有一頭部261及一自該頭部261延伸的桿體262。限位穿孔252之內徑介於頭部261的最大外徑與桿體262的最大外徑之間，故僅能容許各固定件26之桿體262通過。

桿體262末端形成有一卡扣結構263。卡扣結構263例如是一可沿徑向彈性張開或收縮的爪扣。組裝時將各該固定件26的桿體262及卡扣結構263穿過對應的限位穿孔252及安裝孔211b，使該卡扣結構263卡固於該蓋體下表面21b，而該頭部261抵於該限位件25的上表面，藉此將該限位件25固定於該蓋體21上。

在變化的實施例，各該固定件26亦可反向設置，亦即使該卡扣結構263先由該蓋體21底側向上穿過對應的安裝孔211b後再穿過對應的限位穿孔252，使該卡扣結構263卡固於該限位件25的上表面，而該頭部261抵於該蓋體下表面21b。如此同樣可以達到將該限位件25固定於該蓋體21上的目的。

另配合參閱圖5，在另一變化的實施例，各該上支撐組件22的該等固定件26是與該限位件25一體成型的。各該固定件26 具有一自該限位件25延伸的桿體262，該桿體262末端同樣形成有一卡扣結構263。

在進行組裝時，同樣也是將各該固定件26的桿體262及卡扣結構263穿過對應的安裝孔211b，使該卡扣結構263卡固於該蓋體下表面21b，即可將該限位件25固定於該蓋體21上。

另配合參閱圖6，在另一變化的實施例，各該固定件26由一螺絲264及一螺帽265組成。藉由將該螺絲264穿過對應的限位穿孔252及安裝孔211b再與該螺帽265鎖合，使該螺帽265抵於該蓋體21的蓋體下表面21b，而該螺絲264頭部抵於該限位件25的上表面，即可將該限位件25固定於該蓋體21上。

同樣地，該螺絲264和該螺帽265亦可反向設置，使該螺帽265抵於該限位件25的上表面，而該螺絲264頭部抵於該蓋體下表面21b。如此同樣可將該限位件25固定於該蓋體21上。

另配合參閱圖7，在另一變化的實施例，各該固定件26為一螺絲，各該上支撐組件22的限位件25具有多個分別供該等固定件26螺鎖的螺孔253。組裝時，將該等固定件26由蓋體21的底側向上穿過對應的安裝孔211b，然後再與該限位件25上對應的螺孔253鎖合，即可將該限位件25固定於該蓋體21上。

再參閱圖2及圖4。在本實施例中，該上蓋2還包括多個設於該蓋體21的過濾組件F。每一過濾組件F包括一過濾片27、一壓板28及多個固定件26。

該壓板28具有一設有一個或是布設多個氣孔281的通氣區282。該蓋體21具有多組分別對應該等過濾組件F的穿孔組212。各該穿孔組212包括一個或多個對應該通氣區282的通孔212a及多個分別供該等固定件26穿設的安裝孔212b。

過濾片27自該蓋體上表面21a覆蓋對應的通孔212a，並由該壓板28與該蓋體21共同夾持固定。而為了提昇固定的效果，還可在該壓板28與過濾片27之間或該蓋體21與過濾片27之間增設一密封圈29。本實施例中則是以將密封圈29設於該壓板28與該過濾片27之間且對應圍繞於該等氣孔281外圍來做為範例的。

該壓板28藉由該等固定件26固定於該蓋體21的蓋體上表面21a上。該等固定件26將該壓板28固定於該蓋體21的方式與將該限位件25固定於該蓋體21的方式相同，同樣也如前述有多種變化態樣，可參考前述說明，於此不再重述。

再參閱圖1，在本實施例中，該底座1的下支撐組件12共有四個且位置分別對應該極紫外光光罩10的四個角落，用以共同支撐該極紫外光光罩10並將該極紫外光光罩10在水平方向定位。

當該上蓋2與該底座1蓋合時，該等上支撐組件22的位置分別與該等下支撐組件12配合，使該等壓抵件23的柱狀部232底端抵於該極紫外光光罩10鄰近於四個角落處的上表面，而與該等下支撐組件12共同將該極紫外光光罩10在垂直方向限位。

此外，該外盒蓋201內設有多個分別對應壓抵於該等上支撐組件22的壓柱(未圖示)。當該光罩盒100容置於該外盒200時，該等壓柱於通過對應限位件25的開口251後壓抵於對應的壓抵件23，以使該等壓抵件23的柱狀部232底端向下緊抵於該極紫外光光罩10之上表面，增加定位及固持的效果。

而各該上支撐組件22的彈性墊圈24位於該壓抵件23的板狀部231與該蓋體21之間，不僅具有密封功能以避免外界氣體及微塵顆粒通過對應的讓位孔211a進入該光罩盒100污染該極紫外光光罩10，且能提供彈性緩衝功能，以避免該壓抵件23過度壓抵於該極紫外光光罩10。

圖8所示為本發明光罩盒100之一第二實施例。第二實施例與第一實施例大致相同，其差異在於--在第二實施例中，各該上支撐組件22包括一壓抵件23、多個固定件26及多個分別對應該等固定件26的彈性墊圈24，但不具有如圖4至圖7中之限位件。

另一個差異是本實施例之各該彈性墊圈24及各該壓抵件23係完全位於該蓋體21的底側。且各該壓抵件23具有一固定部233及兩個凸立於該蓋體下表面21b並分別相鄰於該蓋體下表面21b一角隅之兩相交側邊的側抵靠部234。

該固定部233具有多個分別對應該等固定件26的組裝部233a。該蓋體21形成有多組分別對應該等上支撐組件22的穿孔組211。各該穿孔組211包括多個分別對應該等固定件26的安裝孔211b。

在本實施例中，各該固定件26為一螺絲，各該組裝部233a為一具有內螺紋之組裝孔。該等固定件26分別由該蓋體21頂側向下穿過對應的安裝孔211b及彈性墊圈24後螺鎖結合於組裝部233a，以將該壓抵件23固定於該蓋體下表面21b。

該等彈性墊圈24密接於該壓抵件23與該蓋體21之間。同樣地，藉由該等彈性墊圈24密接於該壓抵件23與該蓋體21之間，不僅可以封閉安裝孔211b與固定件26之間以及蓋體下表面21b與壓抵件23之間的縫隙，也能具有彈性緩衝功能，以避免該壓抵件23過度壓抵於該極紫外光光罩10。

在變化的實施例中，該等固定件26也可以使用卡扣結構，例如是圖4中所示的第一實施例中之爪扣結構。又例如固定件26之末端與組裝部233a中之一者為卡鉤，另一者則為卡槽；或是兩者同為相互對應、配合之扣鉤。本實施例對此並不多作限制。

圖9與圖10所示為本發明光罩盒100之一第三實施例。本實施例也與第一實施例大致相同。兩者的差異在於--第三實施例中並未如第一實施例一般另外設置獨立的過濾組件F，而是將過濾組件F與上支撐組件22整合在一起。

在第三實施例中，該蓋體21的各該穿孔組211還包括一通孔211c，各該上支撐組件22還包括一覆蓋對應通孔211c的過濾片27。且各該上支撐組件22的該限位件25還具有一對應該過濾片27及該通孔211c的通氣區254。

該通氣區254設有一個或多個氣孔255，而在該過濾片27與該限位件25之間或是該蓋體21與該過濾片27之間對應圍繞該等氣孔255的位置同樣也可設有密封圈29以提升對該過濾片27之的固定以及對微塵顆粒之阻絕的效果。

綜上所述，藉由該座體11與該蓋體21兩者之至少週緣以內的部分以硬度較高的石英製成，能夠避免該蓋體21與該座體11開闔過程中相互摩擦產生微粒。同時，又因為石英的化學性質穩定、耐化性好，不需要如鋁合金等容易氧化或與半導體用製程氣體產生反應的金屬材料一般還要再鍍保護膜，如此也能避免鍍膜厚度與平整度不易控制且容易脫膜產生微粒汙染的缺點。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。