TWM505053U - 光罩防塵框架結構 - Google Patents

Description

光罩防塵框架結構

本創作係關於一種光罩防塵框架結構，特別是指一種經由上框本體及下框本體所形成的氣體交換通道，將外部乾淨的冷空氣帶入光罩、保護薄膜及框架所形成的內腔內部，同時將內腔內部夾帶汙染物的熱空氣排出光罩外部，以迅速進行氣體交換，同時達到避免汙染物在內腔中殘留及降低光罩表面的溫度，且該氣體交換通道要從外部進入內腔時，需經過數個轉折點，經由轉折點可阻擋異物粒子進入內腔中。

習知微影技術係經由光罩來照射紫外光（依據不同的技術使用不同光源），讓電路圖案轉印到半導體晶圓或液晶用原板上。使用此微影技術之電路圖案的形成大多是被實施於無塵室內，然而即使是無塵室內，仍然還是會存有微細塵埃等之類的異物粒子。若有異物粒子附著於光罩，則會發生起因於該異物粒子之光的反射，遮蔽及散亂，將引發所形成電路圖案之形變，斷線及邊緣粗糙，或者會產生半導體晶圓等之底板污垢。於是，為了防止異物粒子附著於光罩，對光罩安裝了一已貼附一層保護薄膜之框架元件；

一般做法是會在進行微影時，將框架元件置於光罩上，如此既能夠防止異物附著於光罩上，又可通過將焦點對準光罩上的圖案進行曝光，從而進行轉印而不會受到附著於保護薄膜上的灰塵的影響。然而由於為了使框架元件上所貼附的保護薄膜能夠保持一定張力，因此會於框架元件側邊開設通氣孔，藉由空氣流通使保護薄膜不會因氣壓變化而下陷或鼓漲，但通氣孔的存在往往會導致灰塵等異物粒子進入，故目前的做法大多會於通氣孔表面貼上一過濾器，防止灰塵粒子進入光罩與框架元件所形成的內腔中。

再者，最近半導體產業為了增加產能及效率，準備將12吋晶圓(Wafer)改為18吋晶圓，為了提高生產量及縮短曝光時間，光源之強度勢必會相對提高，這將造成光罩表面因受光而導致溫度增加，進而影響到光罩的平坦度，且光罩上所使用的保護薄膜組件，只在框架上設置一通氣孔及過濾器(filter)，其空氣交換速度不夠快，達不到降低光罩溫度之要求。

在193nm之微影製程中常發生光罩表面生成霧狀污染物(haze)及結晶汙染物(crystals)影響晶圓之品質，該霧狀汙染物乃無塵室光罩戴具或保護薄膜所產生的無機氣體(氨氣或氧化硫)及有機氣體殘留在保護薄膜與光罩之內腔中，進而沉澱在光罩表面，產生霧狀汙染及結晶汙染，如能用清淨空氣或氮氣迅速取代(交換)薄膜與光罩間之汙染空氣，可減少或延緩霧狀汙染物之生成，進而延長光罩的使用壽命。

故為了對上述情況進行改善，若能夠使用一種上框本體及下框本體所形成的氣體交換通道，將外部乾淨的冷空氣帶入光罩、保護薄膜及框架所形成的內腔內部，同時將內腔內部夾帶汙染物的熱空氣排出光罩外部，以迅速進行氣體交換，同時達到避免汙染物在內腔中殘留及降低光罩表面的溫度，且伴隨氣流中之異物粒子將會被其結構之壁面所阻擋，如此應為一最佳解決方案。

本創作即在於提供一種光罩防塵框架結構，係為一種能夠應用於光罩表面上，並有效的預防空氣中的異物粒子隨著氣流進入而附著於光罩表面上之框架結構。

本創作即在於提供一種光罩防塵框架結構，係能將外部乾淨的冷空氣帶入光罩、保護薄膜及框架所形成的內腔內部，同時將內腔內部夾帶汙染物的熱空氣排出光罩外部，以迅速進行氣體交換，同時達到避免汙染物在內腔中殘留及降低光罩表面的溫度。

一種光罩防塵框架結構，係設置於一光罩表面上，而該光罩防塵框架結構頂面係結合有一保護薄膜，該光罩防塵框架結構係包含：一上框本體，係包含有一外框部，而該外框部係向內延伸形成一內框部，該內框部中央係為一中空開口，且該外框部與該內框部之間係具有一框狀凹面；一下框本體，係包含有一透氣框部，該透氣框部之外側周圍頂面係具有數個凹口，而該透氣框部中央係為一中空開口，且該透氣框部之外側周圍底面係向外延伸出一圍繞框板；係將該上框本體之外框部、內框部的底面結合於該下框本體上，使上框本體之外框部係位於該下框本體之圍繞框板上方，且該外框部與該圍繞框板之間形成一進氣及排氣通道，而該下框本體之透氣框部則是頂持於該上框本體之框狀凹面上，以使該透氣框部之凹口能夠與該框狀凹面之間形成數個透氣孔，且該上框本體之外框部、內框部與該下框本體之透氣框部之間則具有一通道空間，經由進氣及排氣通道、透氣孔及通道空間即會形成一氣體交換通道。

於一較佳實施例中，其中該上框本體之外框部的高度係高於該內框部的高度。

於一較佳實施例中，其中該下框本體之透氣框部的高度係高於該上框本體之外框部的高度，使上框本體之外框部與下框本體之圍繞框板之間得以形成一進氣及排氣通道。

於一較佳實施例中，其中該下框本體之透氣框部之外側周圍側面上更具有數個柱狀凸出物，柱狀凸出物係頂持於該上框本體之外框部內壁面上，使上框本體不會晃動，致使其外框部及內框部與該下框本體之透氣框部之間則穩定保持一通道空間。

於一較佳實施例中，其中該柱狀凸出物表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。

於一較佳實施例中，其中該上框本體之外框部與內框部相對應的表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。

如於一較佳實施例中，其中該上框本體之框狀凹面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。

於一較佳實施例中，其中該下框本體之透氣框部的外側周圍表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。

於一較佳實施例中，其中該保護薄膜係設置於上框本體之頂面，用以將該內框部中央係之中空開口封閉。

於一較佳實施例中，其中該上框本體之外框部與該下框本體之圍繞框板間所形成之進氣及排氣通道外表面可貼附一層過濾器，以將空氣中的異物粒子阻隔。

有關於本創作其他技術內容、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1A、1B及1C圖，為本創作光罩防塵框架結構之分解結構示意圖、結合結構示意圖及剖面結構示意圖，由圖中可知，該光罩防塵框架結構係包含一上框本體1及一下框本體2，其中該上框本體1係包含有一外框部11，而該外框部11係向內延伸形成一內框部12，該內框部12中央係為一中空開口121，且該外框部11與該內框部12之間係具有一框狀凹面13。另外該外框部11的高度可高於該內框部12的高度；

而該下框本體2係包含有一透氣框部21，該透氣框部21之外側周圍頂面係具有數個凹口211，而該透氣框部21中央係為一中空開口212，且該透氣框部21之外側周圍底面係向外延伸出一圍繞框板22，另外該透氣框部21之外側周圍側面上更具有數個柱狀凸出物213；

再由第1B圖及第1C圖可知，當該上框本體1結合於該下框本體2上時，該上框本體1之外框部11的底面及內框部12的底面必須朝向該下框本體2接近，而該上框本體1之外框部11則會位於該下框本體2之圍繞框板22的上方（由於該透氣框部21的高度係高於該外框部11的高度，故外框部11並無法直接與該圍繞框板22接觸），因此則會使該外框部11與該圍繞框板22之間形成一進氣及排氣通道3，且該該上框本體1結合於該下框本體2上時，該下框本體2之透氣框部21會分別與該上框本體1之外框部11及內框部12間各形成一通道空間51,52，而下框本體2之透氣框部21則是頂於該上框本體1之框狀凹面13上，使該透氣框部21之凹口211會與該框狀凹面13之間形成數個透氣孔4，經由進氣及排氣通道3、通道空間51,52及透氣孔4即可形成氣體交換通道。

且該下框本體2的透氣框部21外側之數個柱狀凸出物213會頂持於上框本體1外框部11的內壁面，避免上框本體1結合於下框本體2上時產生不穩定的晃動，致使上框本體1與下框本體2間能穩定保持一通道空間51,52，供氣流流動進出。

如第2圖所示，該上框本體1之外框部11、內框部12的頂面必須係與該保護薄膜6相結合，以將上框本體1之中空開口121封閉，再將下框本體2之圍繞框板22結合於光罩7表面上，使光罩7、保護膜模6、下框本體2及上框本體1之間形成一內腔，如第1B圖及第3圖所示，因光罩7在曝光機台係為快速移動，且在光罩儲存櫃或儲存盒內皆充填乾潔空氣或氮氣，使外部乾淨空氣8(氮氣或其他氣體)能夠經由該氣體交換通道進入內腔中，而外部乾淨空氣8的進入路線係先由上框本體1及下框本體2所形成的進氣及排氣通道3水平進入後，會先碰撞下框本體2之透氣框部21壁面，此時可先將外部乾淨空氣8所夾帶的異物粒子9進行第一次阻擋，然後，外部乾淨空氣8會上昇行經通道空間51，並受到數個柱狀凸出物213阻擋分流，造成氣流壓力增加，而加速流動，當外部乾淨空氣8受到柱狀凸出物214阻擋後，同時會再次將異物粒子9阻擋，而分流後的外部乾淨空氣上昇到上框本體1之框狀凹面13頂部時，若外部乾淨空氣8中仍有異物粒子9，在撞擊框狀凹面13時，該全部之異物粒子9即會受到阻擋，不會進入內腔中，然後，乾淨的外部乾淨空氣8會再水平經由數個透氣孔4進入內腔中，使外部乾淨空氣8又再次受到數個透氣孔4分流，而造成氣流壓力增加，迅速進入內腔中，最後，外部乾淨空氣8會經由通道空間51完全進入內腔中，進而將外部無異物粒子得乾淨冷空氣帶入內腔中，相對，氣流的流動一定是有進有出，形成對流狀態，因此，內腔中受到汙染的熱空氣，亦會反向經氣體交換通道排出內腔外部，進而達到氣體迅速交換之目的，而在氣體交換的過程中亦能夠保持該保護薄膜6具有一定張力，而不至於塌陷或鼓漲。

因此，該上框本體1及下框本體2所形成的氣體交換通道，在氣體交換過程中，外部乾淨空氣經由多次阻擋撞擊，可避免異入粒子進入內腔中，再經由柱狀凸出物213及透氣孔4的分流增加氣流的流動速度，以快速進行內腔內部及外部氣體交換的速度，迅速將內腔內的汙染氣體帶出內腔外，保持光罩表面7的清潔，進而延長光罩7的使用壽命。

另外，亦能夠分別於該氣體交換通道的各壁面上塗佈上可沾粘異物粒子9之膠黏物10(如第3圖所示)，該膠黏物10係採用不會硬化材料製成，使膠黏物10皆處於具有黏性狀態，若外部乾淨空氣8所夾帶的異物粒子9進入該氣體交換通道時，該異物粒子9會被膠黏物10所黏附，另外若是上昇的外部乾淨空氣8內仍具有異物粒子9的話，如第3圖所示，也會被通道空間51、透氣孔4及通道空間52周圍的膠黏物10所黏附，由圖中可知，通道空間51則是有黏附了些許的異物粒子9，但外部乾淨空氣8進入到透氣孔4及通道空間52則沒有異物粒子9被黏附在其中了，如此將更能夠加強異物粒子9黏附的效果，也更能夠避免異物粒子9落於該光罩7表面上。

請參閱第4A圖及第4B圖，其中，在上框本體1之外框部11與該下框本體2之圍繞框板22間所形成之進氣及排氣通道3外表面可貼附一層過濾器20，該過濾器20係為鐵氟龍材料製作而成，孔徑為0.1µ或以下，當外部乾淨空氣8經由進氣及排氣通道3進入內腔時，即可經由過濾器20將空氣中的異物粒子9阻隔，因進氣及排氣通道3係為長條開口狀，且四周緣皆有進氣及排氣通道3，所以貼附過濾器20並不會影響進氣及排氣量。

本創作所提供之光罩防塵框架結構，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： 1. 本創作能夠應用於光罩表面上之框架結構，主要是能夠有效的預防空氣中的異物粒子隨著氣流進入而附著於光罩表面上。 2. 本創作當外部乾淨空氣進入框架時，其中伴隨氣流之異物粒子將會被其結構之壁面所阻擋，且不具有異物粒子之氣流則能夠繼續上升進入到內部以使保護薄膜能夠保持一定張力。 3. 本創作更於框架氣體交換通道壁面塗佈上可沾粘異物粒子之膠黏物，該膠黏物係採用不會硬化的材料製成，因此當外部乾淨空氣經由氣體交換通道進入內腔時，該異物粒子會被黏附於膠黏物上，使進入內腔中的氣流由乾淨的冷空氣。 4. 本創作經由複數個氣體交換通道的設置，可增加內腔內部及外部冷熱空氣之交換速度，避免光罩表面的溫度過高，且利用冷熱空氣的交換，可使保護膜摩內含的汙染氣體可迅速被乾淨氣體取代，避免汙染物在內腔內殘留。

本創作已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本創作前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作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‧‧‧上框本體
11‧‧‧外框部
12‧‧‧內框部
121‧‧‧中空開口
13‧‧‧框狀凹面
2‧‧‧下框本體
21‧‧‧透氣框部
211‧‧‧凹口
212‧‧‧中空開口
213‧‧‧柱狀凸出物
22‧‧‧圍繞框板
3‧‧‧進氣及排氣通道
4‧‧‧透氣孔
51‧‧‧通道空間
52‧‧‧通道空間
6‧‧‧保護薄膜
7‧‧‧光罩
8‧‧‧外部乾淨空氣
9‧‧‧異物粒子
10‧‧‧膠黏物
20‧‧‧過濾器

[第1A圖]係本創作光罩防塵框架結構之分解結構示意圖。        [第1B圖]係本創作光罩防塵框架結構之結合結構示意圖。        [第1C圖]係本創作光罩防塵框架結構之剖面結構示意圖。        [第2圖]係本創作光罩防塵框架結構之結合保護薄膜之剖面結構示意圖。        [第3圖]係本創作光罩防塵框架結構之氣流流通與異物粒子沾粘示意圖。 [第4A圖]係本創作光罩防塵框架結構之結合過濾器示意圖。         [第4B圖]係本創作第4A圖剖面圖。

1‧‧‧上框本體

11‧‧‧外框部

12‧‧‧內框部

13‧‧‧框狀凹面

121‧‧‧中空開口

2‧‧‧下框本體

21‧‧‧透氣框部

211‧‧‧凹口

212‧‧‧中空開口

213‧‧‧柱狀凸出物

22‧‧‧圍繞框板

3‧‧‧進氣及排氣通道

4‧‧‧透氣孔

51‧‧‧通道空間

52‧‧‧通道空間

Claims (10)

1. 一種光罩防塵框架結構，係設置於一光罩表面上，而該光罩防塵框架結構頂面係結合有一保護薄膜，該光罩防塵框架結構係包含：    一上框本體，係包含有一外框部，而該外框部係向內延伸形成一內框部，該內框部中央係為一中空開口，且該外框部與該內框部之間係具有一框狀凹面； 一下框本體，係包含有一透氣框部，該透氣框部之外側周圍頂面係具有數個凹口，而該透氣框部中央係為一中空開口，且該透氣框部之外側周圍底面係向外延伸出一圍繞框板； 係將該上框本體之外框部、內框部的底面結合於該下框本體上，使上框本體之外框部係位於該下框本體之圍繞框板上方，且該外框部與該圍繞框板之間形成一進氣及排氣通道，而該下框本體之透氣框部則是頂持於該上框本體之框狀凹面上，以使該透氣框部之凹口能夠與該框狀凹面之間形成數個透氣孔，且該上框本體之外框部、內框部與該下框本體之透氣框部之間則具有一通道空間，經由進氣及排氣通道、透氣孔及通道空間即會形成一氣體交換通道。
2. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該上框本體之外框部的高度係高於該內框部的高度。
3. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該下框本體之透氣框部的高度係高於該上框本體之外框部的高度，使上框本體之外框部與下框本體之圍繞框板之間得以形成一進氣及排氣通道。
4. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該下框本體之透氣框部之外側周圍側面上更具有數個柱狀凸出物，柱狀凸出物係頂持於該上框本體之外框部內壁面上，使上框本體不會晃動，致使其外框部及內框部與該下框本體之透氣框部之間則穩定保持一通道空間。
5. 如請求項4述之光罩防塵框架結構，其中該柱狀凸出物表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。
6. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該上框本體之外框部與內框部相對應的表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。
7. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該上框本體之框狀凹面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。
8. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該下框本體之透氣框部的外側周圍表面上係能夠塗佈不會硬化之膠黏物，用以沾粘外部乾淨空氣中之異物粒子。
9. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該保護薄膜係設置於上框本體之頂面，用以將該內框部中央係之中空開口封閉。
10. 如請求項1所述之光罩防塵框架結構，其中該上框本體之外框部與該下框本體之圍繞框板間所形成之進氣及排氣通道外表面可貼附一層過濾器，以將空氣中的異物粒子阻隔。