專利名稱：掩膜清潔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掩膜清潔裝置及其清潔方法，特別是關(guān)于一種利用真空方式來清
潔掩膜的清潔裝置，且在清潔的過程中使用一光電元件來監(jiān)控掩膜上的保護(hù)膜其高低起伏 變化。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制作工藝中，通常會利用微影設(shè)備將掩膜(reticle)上的線路圖案，完 整且精確地成像于圓片上的光阻并進(jìn)行曝光。在此同時，會產(chǎn)生一些污染物(contaminant) 或微粒(particles)，而此污染物或微粒會進(jìn)一步污染掩膜。因此，在清潔時針對掩膜表面 殘留的有機(jī)物質(zhì)、污染物、化學(xué)污染物等，都必須有效率且徹底的清潔，否則被污染過的掩 膜在后續(xù)的工藝中會造成產(chǎn)品合格率(yield)的嚴(yán)重?fù)p失。 請參考圖l，是公知的一種掩膜清潔裝置的示意圖。此掩膜清潔裝置200是通過一 設(shè)置于旋轉(zhuǎn)平臺210上的水平式掩膜固定單元220來固定掩膜R，再通過一活動式清洗噴嘴 230，以產(chǎn)生強(qiáng)力的水流或氣流沖擊掩膜R的表面。然而，這樣清潔方式，其僅能清潔到掩膜 R的背面；因?yàn)?，掩膜R的正面是具有一保護(hù)膜，此保護(hù)膜是無法承受此強(qiáng)力水流或氣流的 沖擊。 此外，亦有些清潔裝置是嘗試?yán)谜婵栈虺闅獾姆绞絹砬鍧嵮谀。但，由于在 形成真空的過程中，容易造成掩膜R上方的保護(hù)膜的破裂，因此，目前仍無這方面的產(chǎn)品上 市。

發(fā)明內(nèi)容
為解決先前技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目地在提供一種掩膜清潔裝置，此清潔裝 置是利用抽氣的方式，將掩膜表面的微粒或污染物或化學(xué)污染物去除，以提高半導(dǎo)體制作 工藝的合格率。 本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種掩膜清潔裝置，此清潔裝置利用正壓及負(fù)壓 相互交替的方式，將掩膜表面的微粒或污染物或化學(xué)污染物去除，可避免直接沖擊掩膜及 掩膜上的保護(hù)膜。 本發(fā)明的又另一主要目的在于提供一種掩膜清潔裝置，此清潔裝置具有一光電元 件，光電元件能監(jiān)控掩膜上保護(hù)膜的高低起伏變化，能避免保護(hù)膜在清潔的過程中因而破 裂。 本發(fā)明的再一主要目的在于提供一種掩膜清潔裝置，此清潔裝置將掩膜所處的密 閉腔室形成負(fù)壓，且利用光電元件監(jiān)控掩膜上保護(hù)膜的高低起伏變化，除了能將掩膜及保 護(hù)膜之間的污染物或化學(xué)污染物去除外，亦能避免保護(hù)膜在清潔的過程中因而破裂。
為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 首先提供一種掩膜清潔裝置，主要包括一腔體、一光電元件、一泵系統(tǒng)及一控制 器。腔體，具有一密閉腔室，密閉腔室設(shè)有一掩膜承座，以承載一掩膜。光電元件，可以發(fā)射一光束至掩膜上的保護(hù)膜，并接收從保護(hù)膜反射的光束，且可傳送一信號以代表保護(hù)膜在 掩膜上的高低起伏變化。而泵系統(tǒng)，可以將腔體其密閉腔室內(nèi)的氣體抽離，使密閉腔室內(nèi)形 成負(fù)壓，借以分離掩膜上的污染物或化學(xué)污染物?？刂破?，則用來接收光電元件的信號，當(dāng) 信號顯示保護(hù)膜在掩膜上的高低起伏變化大于一設(shè)定值時，控制器會輸出另一信號以停止 泵系統(tǒng)的運(yùn)作。 接著揭露一種掩膜清潔方法，包括提供一掩膜于一腔體內(nèi)部，其中掩膜上配置有 一保護(hù)膜；提供一光電元件，此光電元件可發(fā)射一光束至掩膜上的保護(hù)膜，并接收從保護(hù)膜 反射的光束以監(jiān)控保護(hù)膜在掩膜上的高低起伏變化；將腔體內(nèi)部的氣體抽離，以使腔體內(nèi) 部形成負(fù)壓，借以分離掩膜上的污染物或化學(xué)污染物；其中，當(dāng)光電元件監(jiān)測到保護(hù)膜在掩 膜上的高低起伏變化大于一設(shè)定值時，停止抽離腔體內(nèi)部的氣體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 該清潔裝置是利用抽氣的方式，將掩膜表面的微?；蛭廴疚锘蚧瘜W(xué)污染物去除， 以提高半導(dǎo)體制作工藝的合格率；并利用正壓及負(fù)壓相互交替的方式，將掩膜表面的微粒 或污染物或化學(xué)污染物去除，可避免直接沖擊掩膜及掩膜上的保護(hù)膜；還具有一光電元件， 能監(jiān)控掩膜上保護(hù)膜的高低起伏變化，以避免保護(hù)膜在清潔的過程中破裂。


10腔體11開口12腔門13密閉腔室14掩膜承座15掩膜傳感器16氣體進(jìn)出口17管路18框架19保護(hù)膜20光電元件21光發(fā)射器22光接收器30泵系統(tǒng)
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40控制器50操作接口R掩膜P壓力傳感器100掩膜清潔裝置
具體實(shí)施例方式
為令本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)內(nèi)容、發(fā)明目的及其達(dá)成的功效有更完整且清楚的揭 露，茲于下詳細(xì)說明之，并請一并參閱附圖及圖號 首先，請參閱圖2A及圖2B所示，是本發(fā)明的一種掩膜清潔裝置的正視圖及側(cè)面透 視圖。而圖3A及圖3B，是上述的掩膜清潔裝置其腔體的正面示意圖及側(cè)面示意圖。此發(fā)明 的掩膜清潔裝置100包含有一腔體10、一光電元件20、一泵系統(tǒng)30及一控制器40，其中，腔 體10是具有一開口 11及一可與開口 11相密合的腔門12，在腔門12上則具有一把手121 以利于腔門12的開啟。而在腔體10的內(nèi)部是一密閉腔室13，此密閉腔室13是設(shè)有一掩膜 承座14，用以承載一掩膜R，且在掩膜承座14上于掩膜R的外圍亦設(shè)有一掩膜傳感器15， 以感測是否有掩膜R承載于掩膜承座14上或掩膜R是否以保護(hù)膜朝上承載于掩膜承座14 上。同時，在密閉腔室13內(nèi)亦有一壓力傳感器P，以感測此密閉腔室13的壓力大小。
此外，在上述腔體10的密閉腔室13內(nèi)亦具有一氣體進(jìn)出口 16，此氣體進(jìn)出口 16 是設(shè)有一氣閥(未顯示于圖中)且經(jīng)一管路17與清潔裝置的泵系統(tǒng)30連接。此泵系統(tǒng)30 可以將密閉腔室13內(nèi)的氣體及污染物或化學(xué)污染物經(jīng)由氣體進(jìn)出口 16抽離，使密閉腔室 13內(nèi)部的壓力低于大氣壓力，即一負(fù)壓狀態(tài)。當(dāng)然，此泵系統(tǒng)30亦可以將一氣體通過此相 同的管路17及氣體進(jìn)出口 16導(dǎo)入到密閉腔室13，使密閉腔室13內(nèi)部的壓力逐漸恢復(fù)為大 氣壓力，以利于開啟腔門12及輸出掩膜R。而上述氣體亦可以是一干凈的氣體，借以稀釋密 閉腔室13的污染物或化學(xué)污染物；且，導(dǎo)入的氣體量亦可以使得密閉腔室13內(nèi)部的壓力大 于原本的大氣壓力，以達(dá)到更好的清潔效果。 而如圖2B、圖3A及圖3B所示，本發(fā)明的掩膜清潔裝置100是具有一光電元件20， 此光電元件20是位于腔體10的上方，光電元件20主要是由一光發(fā)射器21及一光接收器 22所組成，光發(fā)射器21是用來發(fā)射一光束至掩膜承座14上的掩膜R其上方的一保護(hù)膜 19，而光接收器22則是用來接收從保護(hù)膜19反射回來的光束。光電元件20的目的是，當(dāng) 泵系統(tǒng)30在對密閉腔室13進(jìn)行氣體的抽離及導(dǎo)入時，會造成保護(hù)膜19在掩膜R上有高低 起伏的變化，所以需要此光電元件20來監(jiān)控保護(hù)膜19的上下位置變化，以避免保護(hù)膜19 延展過度而損壞或破裂。因此，當(dāng)光電元件20監(jiān)測到保護(hù)膜19上下起伏超過一設(shè)定值時 (例如lmm或3mm或4mm)，此光電元件20會傳送一電信號于一控制器40，例如可程控器 (Programmable logic controller,PLC)，使控制器40 (如圖2A及圖2B所示)輸出另一電 信號以停止泵系統(tǒng)30繼續(xù)抽離或?qū)霘怏w。而上述光發(fā)射器21所發(fā)射出的光束可以是激 光、可見光或紅外光，相對地，光接收器22則是可以接收這些特定波長的光束。而如圖3A及 圖3B所示，此保護(hù)膜19主要是通過掩膜R上方的一個中空的框架18而固定于掩膜R上， 而此框架18是具有至少一孔洞(未顯示于圖中)，因此，當(dāng)上述泵系統(tǒng)30在對密閉腔室13 進(jìn)行氣體的抽離時，其不僅會將保護(hù)膜19上方的污染物或化學(xué)污染物帶離，亦能將保護(hù)膜19及掩膜R之間的污染物或化學(xué)污染物經(jīng)由此框架18上的孔洞帶離密閉腔室13。
接著，請參考圖4，是本發(fā)明的掩膜清潔裝置100其光電元件20監(jiān)控掩膜R上保護(hù) 膜19的運(yùn)作示意圖。首先，當(dāng)掩膜R被置于腔體10的內(nèi)部或密閉腔室13且關(guān)上腔門12 時，此時，密閉腔室13的壓力是與腔體10外部的壓力相當(dāng)，約為一大氣壓力。在此同時，保 護(hù)膜19是平穩(wěn)地貼于掩膜R上方的框架18上且光發(fā)射器21其發(fā)射出的光束與從保護(hù)膜 19反射回來的光束是呈一預(yù)設(shè)的夾角。而當(dāng)泵系統(tǒng)30將密閉腔室13內(nèi)的氣體抽離時，密 閉腔室13的壓力開始遞減，也進(jìn)一步造成保護(hù)膜19往上起伏，其中又以保護(hù)膜19其靠近 中央的區(qū)域最為顯著。此時保護(hù)膜19U是呈現(xiàn)向上膨脹或向上凸出的狀態(tài)，因此也造成光 發(fā)射器21其發(fā)射出的光束與從保護(hù)膜19反射回來的光束的夾角變大，使光接收器22其用 來接收反射光的位置產(chǎn)生改變。而當(dāng)泵系統(tǒng)30是導(dǎo)入氣體于密閉腔室13，使密閉腔室13 的壓力大于一大壓力時，上述保護(hù)膜19則會往下起伏而低于原本的起始位置。此時，此時 保護(hù)膜19L是呈現(xiàn)向下膨脹或向下凹陷的狀態(tài)，因此光發(fā)射器21其發(fā)射出的光束與從保護(hù) 膜19反射回來的光束的夾角會變小，光接收器22其用來接收反射光的位置又跟著產(chǎn)生改 變。由于，光接收器22是多數(shù)個光感元件，因此，通過接受到反射光的光感元件的位置不 同，可計(jì)算出保護(hù)膜19在掩膜R上或框架18上的高低起伏變化。 此外，如圖5所示，本發(fā)明亦可以是一掩膜清潔方法，包括開啟掩膜清潔裝置100 的腔門12 (步驟Sl);提供一掩膜R于腔體10內(nèi)部，使掩膜R固定于掩膜承座14上(步驟 S2);提供光電元件20，此光電元件20可發(fā)射一光束至掩膜R上的保護(hù)膜19，并接收從保護(hù) 膜19反射的光束以監(jiān)控保護(hù)膜19于掩膜R上的高低起伏變化(步驟S3);關(guān)上腔門12且 將腔體10內(nèi)部的氣體抽離，以使腔體10內(nèi)部形成負(fù)壓，借以分離掩膜R及掩膜上或附近的 污染物或化學(xué)污染物(步驟S4-1);當(dāng)腔體IO內(nèi)部的負(fù)壓或壓力低于一預(yù)設(shè)壓力值時，暫 停腔體10內(nèi)部氣體的抽離，使腔體10內(nèi)部保持穩(wěn)定的負(fù)壓狀態(tài)(步驟S4-2);導(dǎo)入一氣體 于腔體10內(nèi)部，使腔體10內(nèi)部由負(fù)壓狀態(tài)逐漸回到一開始的壓力或接近大氣壓力(步驟 S4-3);繼續(xù)導(dǎo)入氣體于腔體10內(nèi)部，使腔體10內(nèi)部形成正壓(步驟S4-4);打開腔門12并 取出掩膜R，以完成掩膜R清潔的程序(步驟S5);其中，當(dāng)上述光電元件20檢測到保護(hù)膜 19于掩膜R上的高低起伏變化大于一設(shè)定值時，停止抽離或?qū)霘怏w。此設(shè)定值約為1 4mm，也就是保護(hù)膜19往上膨脹或往下膨脹1 4mm，又以3mm或4mm為最佳值。而預(yù)設(shè)的 壓力值約為0 5mmHg或0 5托(Torr)，其中又以0. 5mmHg或lmmHg為最佳值。
上述當(dāng)光電元件20檢測到保護(hù)膜19的變化大于設(shè)定值時，會傳送一電信號于控 制器40，而控制器40會進(jìn)一步輸出另一電信號以停止此氣體的抽離或?qū)?。而控制?0 經(jīng)一段時間等待后，便會下達(dá)另一電信號，以恢復(fù)原本的氣體抽離或?qū)?。而上述?dǎo)入氣體 以使腔體10內(nèi)部形成正壓的步驟(步驟S4-4)，是可避免在打開腔門12的同時，腔體10外 部的氣體或污染物或化學(xué)污染物大量進(jìn)入腔體10內(nèi)部。但，在另一個實(shí)施方法中，此導(dǎo)入 氣體以使腔體10內(nèi)部形成正壓的步驟(步驟S4-4)，是可以省略的；也就是在腔體10內(nèi)部 恢復(fù)大氣壓力時，就可取出掩膜。而在另一實(shí)施方法中，在腔體10內(nèi)部形成正壓之后(步 驟S4-4)，亦可以繼續(xù)重新將腔體10內(nèi)部的氣體抽離，進(jìn)行下一個循環(huán)(步驟4-l)。當(dāng)然， 亦并不限定僅在形成正壓之后，才能進(jìn)行下一個循環(huán)(步驟S4-1)，當(dāng)腔體10內(nèi)部是維持在 一負(fù)壓(步驟S4-2)或接近大氣壓時(步驟S4-3)，亦能進(jìn)行氣體的抽離。
而上述步驟所使用的掩膜清潔裝置IOO，其至少是具有一操作接口 50，此操作接口 50可允許使用者輸入各種指令或參數(shù)，以方便整個流程的運(yùn)作。此外，為了避免在進(jìn)行 氣體抽離或?qū)霑r，有其它使用者不小心開啟腔門12，故可在腔門12或腔門12的把手121 設(shè)有一防開啟裝置，以使本發(fā)明更加完善。 雖然本發(fā)明以前述的較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí) 相像技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的專 利保護(hù)范圍以本說明書所附的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種掩膜清潔裝置，其特征在于，包括一腔體，具有一密閉腔室，該密閉腔室設(shè)有一掩膜承座，用以承載一掩膜，且該掩膜上配置有一保護(hù)膜；一光電元件，用以發(fā)射一光束至該保護(hù)膜，并接收從該保護(hù)膜反射的光束；及一泵系統(tǒng)，用以將該密閉腔室內(nèi)的氣體抽離，以使該密閉腔室形成負(fù)壓，借以分離該掩膜上的污染物。
2. —種掩膜清潔裝置，其特征在于，至少包括 一腔體，具有一密閉腔室，該密閉腔室設(shè)有一掩膜承座，用以承載 一掩膜，其中該掩膜上具有一框架且在該框架上貼有一層保護(hù)膜；一光電元件，用以發(fā)射一光束至該掩膜上的該保護(hù)膜，并接收從該保護(hù)膜反射的光束， 且可傳送一信號以代表該保護(hù)膜于該掩膜上的高低起伏變化；一泵系統(tǒng)，用以將該腔體的該密閉腔室內(nèi)的氣體抽離，以使該密閉腔室內(nèi)形成負(fù)壓，借 以分離該掩膜上的污染物；及一控制器，用以接收該光電元件的信號，當(dāng)該信號顯示該保護(hù)膜于該掩膜上的高低起 伏變化大于一設(shè)定值時，該控制器輸出另一信號以停止該泵系統(tǒng)的運(yùn)作。
3. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述光電元件包含有一光發(fā)射器 及一光接收器。
4. 如權(quán)利要求3所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器可發(fā)射一光束，該光 束是由下列群族選出激光、可見光及紅外光。
5. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述腔體具有一開口及可與該開 口密合的一腔門，以利于該掩膜的輸出及輸入。
6. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述腔體的該密閉腔室內(nèi)還具有 一壓力計(jì)，以監(jiān)控該密閉腔室內(nèi)部的壓力。
7. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述腔體的該密閉腔室內(nèi)還具有 一掩膜傳感器，以感測該掩膜是否置于該掩膜承座上。
8. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述泵系統(tǒng)將該腔體的密閉腔室 內(nèi)的氣體抽離時，造成該密閉腔室內(nèi)的壓力低于大氣壓力。
9. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述泵系統(tǒng)可進(jìn)一步將一氣體打 入該腔體的該密閉腔室內(nèi)，以使該密閉腔室內(nèi)的壓力恢復(fù)為大氣壓力。
10. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，所述泵系統(tǒng)可進(jìn)一步將一氣體打 入該腔體的該密閉腔室內(nèi)，以使該密閉腔室內(nèi)的壓力大于大氣壓力。
11. 如權(quán)利要求2所述的掩膜清潔裝置，其特征在于，當(dāng)所述光電元件監(jiān)測到該保護(hù)膜 于該掩膜上的高低起伏變化大于lmm時，該泵系統(tǒng)會停止運(yùn)作。
12. —種掩膜清潔方法，其特征在于，至少包括下列步驟 提供一掩膜于一腔體內(nèi)部，其中該掩膜上配置有一保護(hù)膜；提供一光電元件，該光電元件可發(fā)射一光束至該掩膜上的保護(hù)膜，并接收從該保護(hù)膜 反射的光束以監(jiān)控保護(hù)膜于該掩膜上的高低起伏變化；將該腔體內(nèi)部的氣體抽離，以使腔體內(nèi)部形成負(fù)壓，借以分離該掩膜上的污染物；其 中，當(dāng)該光電元件監(jiān)測到保護(hù)膜于該掩膜上的高低起伏變化大于一設(shè)定值時，停止抽離該腔體內(nèi)部的氣體。
13. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述光電元件包含有一光發(fā)射 器及一光接收器。
14. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述腔體內(nèi)部還具有一掩膜承 座，以承載該掩膜。
15. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述腔體內(nèi)部還具有一壓力計(jì)， 以監(jiān)控該腔體內(nèi)部的壓力。
16. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述泵系統(tǒng)將該腔體內(nèi)部的氣 體抽離時，造成該腔體內(nèi)部的壓力低于大氣壓力。
17. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述泵系統(tǒng)還可將一氣體打入 該腔體內(nèi)部，以使該腔體內(nèi)部的壓力恢復(fù)為大氣壓力。
18. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述泵系統(tǒng)還可將一氣體打入 該腔體內(nèi)部，以使該腔體內(nèi)部的壓力大于大氣壓力。
19. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，當(dāng)所述腔體內(nèi)部的壓力低于一 壓力值時，停止抽離該腔體內(nèi)部的氣體。
20. 如權(quán)利要求19所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述壓力值為1毫米水銀mmHg。
21. 如權(quán)利要求19所述的掩膜清潔方法，其特征在于，所述壓力值為0. 5毫米水銀 mmHg。
22. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，還包括一充氣步驟，是將一氣體 充入該腔體內(nèi)部，以使該腔體內(nèi)部的壓力恢復(fù)為大氣壓力。
23. 如權(quán)利要求12所述的掩膜清潔方法，其特征在于，還包括一充氣步驟，是將一氣體 充入該腔體內(nèi)部，以使該腔體內(nèi)部的壓力大于大氣壓力。
全文摘要
本發(fā)明一種掩膜清潔裝置，至少包括一腔體，具有一密閉腔室，密閉腔室設(shè)有一掩膜承座，用以承載一掩膜，其中掩膜上具有一框架且在框架上貼有一層保護(hù)膜；一光電元件，是用以發(fā)射一光束至掩膜上的保護(hù)膜，并接收從保護(hù)膜反射的光束，且可傳送一信號以代表保護(hù)膜于掩膜上的高低起伏變化；一泵系統(tǒng)，是用以將腔體的密閉腔室內(nèi)的氣體抽離，以使密閉腔室內(nèi)形成負(fù)壓，以分離掩膜上的污染物；及一控制器，是用以接收光電元件的信號，當(dāng)信號顯示保護(hù)膜于掩膜上的高低起伏變化大于一設(shè)定值時，控制器輸出另一信號以停止泵系統(tǒng)的運(yùn)作。
文檔編號G03F1/00GK101726987SQ20081017018
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者鄒本緯 申請人:家登精密工業(yè)股份有限公司