TWI838070B - 應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
一種應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法，係應用於一結合於一光罩表面的光罩保護組件，該光罩保護組件係具有一框架及一薄膜，其中該光罩係透過一夾持機構進行夾持，並掃描該薄膜表面之微塵位置，再依據該微塵位置帶動一溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，以於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵，之後由一升降傾斜旋轉機構將該夾持機構朝向一廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
Description
本發明是有關一種應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法，特別是一種透過溶液滴落於單點微塵位置處，並進行朝向一廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法。
依據目前的半導體元件製造技術，半導體元件的電路圖案是透過微影(lithography)製程將電路圖案轉印至矽晶圓的表面，具體而言是利用特定波長的光源投射通過光罩(photomask)的方式，將電路圖案轉印至矽晶圓的表面。為了在實現在單位面積上倍增半導體元件例如電晶體的數目，縮小半導體電路的線寬為其主要的技術方案，目前以波長193奈米的深紫外光(DUV)做為微影製程的曝光光源，可令半導體電路的最小線寬達到7~10奈米(nanometer,nm)。
現今為了要得到更小的線寬，必須改採波長更短的光源來做曝光，因此為了製作更為細小的線寬結構，波長13.5奈米的極紫外線光源簡稱EUV，則是下一階段唯一的應用光源，根據估計現行的ArF 193奈米光源最大的物理極限是10nm的線寬，若是進展到7nm以下則非EUV極紫外線光源不可。
由於半導體元件的微小化，在半導體元件的製造過程中，光罩的缺陷會造成矽晶圓表面之電路圖案的扭曲或變形，即使只有奈米尺寸例如20nm~200nm的缺陷都會導致半導體電路圖案的損害。已知造成光罩缺陷的原因之一在於光罩的表面受到污染微粒(contamination particles)的污染；為了維持光罩在使用期間的品質，習知之一種方法係在光罩的表面設置一種光罩保護薄膜(pellicle)，用以防止污染物質掉落在光罩表面進而形成污染微粒。
然而，不同製程會有不同要求，例如若是薄膜表面上附著大於10μm的微塵，對於微影製程時，有可能會於材料層上形成不正確的圖形(光罩保護薄膜(pellicle)的作用是讓小顆的微塵停留在膜上，在曝光因失焦時不造成影像，但太大的微塵沒有失焦的作用，故會造成影相)，進而影響了半導體裝置的良率。
因此這一類薄膜往往需要清洗、水洗或是風吹，以避免薄膜表面具有大顆微塵，但由於這一類薄膜是由單晶矽材料所製成，其厚度非常薄，若是太過於大力清洗，將很有可能導致薄膜破碎，故一般的清洗方式並不適合這一類的薄膜使用。
因此，本案能夠針對單一微塵位置滴落至少一滴溶液，用以包覆該微塵，並將表面朝向廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽，如此將能夠移除薄膜表面上所附著之微塵，同時也能夠避免薄膜破碎的情況發生，因此本發明應為一最佳解決方案。
本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該光罩保護組件係結合於一光罩表面上，該光罩保護組件係包含有一框架及一薄膜，該薄膜係貼合在該框架上，該薄膜微塵去除系統係包含有：一基座，係具有一夾持機構、一升降傾斜旋轉機構及一廢液回收槽，其中該夾持機構用以夾持該光罩，而該升降傾斜旋轉機構係位於該夾持機構下方，用以將該夾持機構進行升降調整、傾斜調整及旋轉調整，且該廢液回收槽係位於該夾持機構一側；一微塵掃描裝置，係位於該夾持機構所夾持之光罩上方，用以掃描該光罩表面結合之光罩保護組件的薄膜表面，以取得一微塵位置；以及一輸出裝置，係包含有一移動單元及一溶液輸出單元，該溶液輸出單元係位於該移動單元前端，該移動單元依據任一個微塵位置，帶動該溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵；該升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構進行傾斜調整，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
更具體的說，所述升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構向上頂持並進行旋轉，以使該任一個微塵位置能夠朝向該廢液回收槽。
更具體的說，所述升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構朝向該廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
更具體的說，所述升降傾斜旋轉機構係由氣壓迴轉缸、感應馬達、步進馬達、減速齒輪箱及伺服馬達之群組中擇一或組合而成。
更具體的說，所述溶液輸出單元係具有一個或多個針柱頭及一個或多個溶液收納容器，該溶液收納容器用以容納溶液並透過一個或多個供應管連接該針柱頭。
更具體的說，所述應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中於任一個微塵位置使用一個針柱頭滴落一個溶液以包覆該微塵，或是使用不同針柱頭滴落不同溶液混合以包覆該微塵。
更具體的說，所述廢液回收槽內部係設置有一抽風裝置，用以使朝向該廢液回收槽之溶液能夠被抽吸進入該廢液回收槽。
本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除方法，其中該光罩保護組件係結合於一光罩表面上，該薄膜係貼合在該框架上，該薄膜微塵去除方法，其步驟為：(1)一夾持機構進行夾持該光罩；(2)一微塵掃描裝置掃描該光罩表面結合之光罩保護組件的薄膜表面之微塵位置；(3)一移動單元依據任一個微塵位置，帶動一溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵；(4)一升降傾斜旋轉機構將該夾持機構朝向一廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
更具體的說，所述升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構向上頂持並進行旋轉，以使該任一個微塵位置能夠朝向該廢液回收槽。
更具體的說，所述溶液係為丙酮(Acetone)、二甲苯(Xylene)、水、全氟溶劑、甲苯(Toluene)、甲醇(Methanol)之一種或是多種組合。
1:光罩
2:光罩保護組件
21:框架
22:薄膜
3:基座
31:夾持機構
32:升降傾斜旋轉機構
33:廢液回收槽
34:抽風裝置
4:微塵掃描裝置
5:輸出裝置
51:移動單元
52:溶液輸出單元
521:針柱頭
521A:針柱頭
521B:針柱頭
521C:針柱頭
522:溶液收納容器
522A:溶液收納容器
522B:溶液收納容器
522C:溶液收納容器
6:微塵
7:溶液
[第1圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之整體系統樣態示意圖。
[第2A圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之實施運作示意圖。
[第2B圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之實施運作示意圖。
[第2C圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之實施運作示意圖。
[第2D圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之實施運作示意圖。
[第3圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之溶液輸出另一實施示意圖。
[第4圖]係本發明應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法之微塵去除流程示意圖。
有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
請參閱第1圖，為本發明應用於光罩保護組件之整體系統樣態示意
圖，如圖中所示，該光罩保護組件2係結合於一光罩1表面上，該光罩保護組件2係包含有一框架21及一薄膜22，該薄膜22係貼合在該框架21的頂面上，用以將該框架21之頂面封閉。
該薄膜微塵去除系統係包含有一基座3、一微塵掃描裝置4及一輸出裝置5，該基座3係具有一夾持機構31、一升降傾斜旋轉機構32及一廢液回收槽33。
該夾持機構31用以夾持該光罩1。
該廢液回收槽33係位於該夾持機構一側，而該廢液回收槽33內部係設置有一抽風裝置34，用以使位於該薄膜22表面上，且朝向該廢液回收槽33之溶液能夠被抽吸進入該廢液回收槽33內。
如第2A圖所示，該微塵掃描裝置4係位於該夾持機構31所夾持之光罩1上方，用以對該光罩1表面結合之光罩保護組件2的薄膜表面進行掃描，以取得該薄膜表面上之微塵6的座標位置，而該座標位置能夠是一點或是一個區域範圍。
該輸出裝置5係包含有一移動單元51及一溶液輸出單元52，該溶液輸出單元52係位於該移動單元51前端，如第2B圖所示，該移動單元51依據每一個微塵6的座標位置(微塵位置能夠為單點或是區域範圍，因此每一個微塵位置內能夠具有一個微塵或是多個微塵)，帶動該溶液輸出單元52沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵6位置滴落一溶液7，用以包覆該微塵6。
該溶液輸出單元52係具有針柱頭521及溶液收納容器522，該溶液收納容器522用以容納溶液並透過一個或多個供應管(圖中未示)連接該針柱頭521。
如第2B圖所示，於任一個微塵6位置，能夠使用一個針柱頭521滴落一個溶液7以包覆微塵6，其中該溶液係為極性或非極性的高密度溶劑，該高密度溶劑係為丙酮(Acetone)、二甲苯(Xylene)、水、全氟溶劑(例如FC43)、甲苯(Toluene)、甲醇(Methanol)之一種或是多種組合，而高密度溶劑(例如密度大於1.86g/cm3的全氟溶劑)，能夠利用高比重的溶劑，以增加重力便於帶動微塵能夠移動。
如第3圖所示，於任一個微塵6位置，能夠使用不同針柱頭521A、521B、521C滴落不同溶液(不同針柱頭521能夠搭配不同溶液收納容器522A、522B、522C)，並進行混合以包覆微塵，其中不同溶液之個別成分為丙酮(Acetone)、二甲苯(Xylene)、水、全氟溶劑、甲苯(Toluene)、甲醇(Methanol)。
該升降傾斜旋轉機構32係位於該夾持機構31下方，用以將該夾持機構31進行升降調整、傾斜調整及旋轉調整。
該升降傾斜旋轉機構32係由氣壓迴轉缸、感應馬達、步進馬達、減速齒輪箱及伺服馬達之群組中擇一或組合而成。
如第2B及2C圖所示，該升降傾斜旋轉機構32能夠將該夾持機構31向上頂持並進行旋轉，以使該微塵6之座標位置能夠朝向該廢液回收槽33之座標距離。
本案是先將該夾持機構31向上頂持，以滴落溶液7包覆微塵6，之後再旋轉該夾持機構31，以使包覆微塵6之溶液7朝向該廢液回收槽33；但本案亦能夠先將該夾持機構31向上頂持，再旋轉該夾持機構31，以使包覆微塵6之溶液7朝向該廢液回收槽33，最後再移動該溶液輸出單元52，將溶液7滴落於該微塵6上，以包覆微塵6。
如第2D圖所示，該升降傾斜旋轉機構32能夠將該夾持機構31進行傾斜調整，使微塵6之座標位置與該廢液回收槽33之座標的直線距離為最短，而包覆該微塵6之溶液7因傾斜調整，使溶液7能夠滾動進入該廢液回收槽33(搭配該抽風裝置34，能夠使該溶液7更容易被抽吸進入該廢液回收槽33內)。
如第4圖所示，該薄膜微塵去除方法，其步驟為：(1)一夾持機構進行夾持該光罩301；(2)一微塵掃描裝置掃描該光罩表面結合之光罩保護組件的薄膜表面之微塵位置302；(3)一移動單元依據任一個微塵位置，帶動一溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵303；(4)一升降傾斜旋轉機構將該夾持機構朝向一廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽304。
本發明所提供之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統及其方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下：
(1)本發明能夠移除薄膜表面上所附著之微塵，同時也能夠避免薄膜破碎的情況發生。
(2)本發明能夠針對微塵位置滴落至少一滴溶液，用以包覆該微塵，並將表面朝向廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
(3)本發明能夠針對微塵位置滴落多滴溶液，用以包覆該微塵，並將表面朝向廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
(4)本發明能夠針對單點或是一個區域範圍，進行滴落溶液，以包覆單點內或是區域範圍內的微塵。
本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。
1:光罩
2:光罩保護組件
21:框架
22:薄膜
3:基座
31:夾持機構
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33:廢液回收槽
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4:微塵掃描裝置
5:輸出裝置
51:移動單元
52:溶液輸出單元
521:針柱頭
522:溶液收納容器
Claims (8)
- 一種應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該光罩保護組件係結合於一光罩表面上，該光罩保護組件係包含有一框架及一薄膜，該薄膜係貼合在該框架上，該薄膜微塵去除系統係包含有：一基座，係具有一夾持機構、一升降傾斜旋轉機構及一廢液回收槽，其中該夾持機構用以夾持該光罩，而該升降傾斜旋轉機構係位於該夾持機構下方，用以將該夾持機構進行升降調整、傾斜調整及旋轉調整，且該廢液回收槽係位於該夾持機構一側；一微塵掃描裝置，係位於該夾持機構所夾持之光罩上方，用以掃描該光罩表面結合之光罩保護組件的薄膜表面，以取得一微塵位置；以及一輸出裝置，係包含有一移動單元及一溶液輸出單元，該溶液輸出單元係位於該移動單元前端，該移動單元依據任一個微塵位置，帶動該溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵，其中該升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構向上頂持並進行旋轉，以使該任一個微塵位置能夠朝向該廢液回收槽，並由該升降傾斜旋轉機構將該夾持機構進行傾斜調整，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
- 如請求項1所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構朝向該廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
- 如請求項1所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該升降傾斜旋轉機構係由氣壓迴轉缸、感應馬達、步進馬達、減速齒輪箱及伺服馬達之群組中擇一或組合而成。
- 如請求項1所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該溶液輸出單元係具有一個或多個針柱頭及一個或多個溶液收納容器，該溶液收納容器用以容納溶液並透過一個或多個供應管連接該針柱頭。
- 如請求項4所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中於任一個微塵位置使用一個針柱頭滴落一個溶液以包覆該微塵，或是使用不同針柱頭滴落不同溶液混合以包覆該微塵。
- 如請求項1所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除系統，其中該廢液回收槽內部係設置有一抽風裝置，用以使朝向該廢液回收槽之溶液能夠被抽吸進入該廢液回收槽。
- 一種應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除方法，其中該光罩保護組件係結合於一光罩表面上，該光罩保護組件係包含有一框架及一薄膜，該薄膜係貼合在該框架上，該薄膜微塵去除方法，其步驟為：一夾持機構進行夾持該光罩；一微塵掃描裝置掃描該薄膜表面之微塵位置；一移動單元依據任一個微塵位置，帶動一溶液輸出單元沿X、Y或Z方向位移，並於該微塵位置滴落一溶液，用以包覆該微塵；一升降傾斜旋轉機構能夠將該夾持機構向上頂持並進行旋轉，以使該任一個微塵位置能夠朝向該廢液回收槽，並由該升降傾斜旋轉機構將該夾持機構朝向一廢液回收槽傾斜，以使包覆該微塵之溶液能夠朝向該廢液回收槽滾動並進入該廢液回收槽。
- 如請求項7所述之應用於光罩保護組件之薄膜微塵去除方法，其中該溶液係為丙酮(Acetone)、二甲苯(Xylene)、水、全氟溶劑、甲苯(Toluene)、甲醇(Methanol)之一種或是多種組合。
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