光掩膜承载盒以及光掩膜装置的承载及清洁方法与流程

本发明实施例涉及一种光掩膜承载盒以及光掩膜装置的承载及清洁方法。

背景技术：

光掩膜(photomasksorreticles)已经普遍被使用于半导体制造的光刻工艺中。典型的光掩膜是使用非常平的石英或玻璃板，并在板体的其中一侧面沉积一层铬所制作而成。在光刻工艺中，会将光掩膜(例如二位明暗度光掩膜(binaryintensitymask，bim)或是相位偏移光掩膜(phaseshiftmask，psm)上的图案(pattern)转移成图像到晶片上。然而，光掩膜的洁净程度往往会是一项问题，对于高精确的光掩膜(例如在光刻工艺中，使用波长等于或短于248纳米的光掩膜)特别容易受影响而产生缺陷。

造成光掩膜的不洁净的其中一种因素，即是为薄雾污染(hazecontamination)。薄雾污染形成的主要原因，来自于光掩膜清洗剂的残留沉积物、不洁净的晶片制造环境或是暴露于相互影响的设备环境中。举例来说，当使用包含氨盐基(nh4)与硫酸盐(so4)的溶剂来清洗光掩膜后，若光掩膜曝晒于短波长的紫外光下(如短波248或193纳米)时，光掩膜污染的现象会变得明显。

技术实现要素：

本发明实施例是针对一种光掩膜承载盒，其可提升光掩膜的清洁效率。

根据本发明的实施例，光掩膜承载盒用以承载并传送光掩膜装置，光掩膜承载盒包括壳体以及抽气装置。壳体包括容置空间、进气孔以及抽气口，光掩膜装置设置于容置空间内，且进气孔经配置以将清洁气体注入壳体的容置空间内。抽气装置设置于壳体上，以对容置空间进行抽气。

本发明实施例的一种光掩膜装置的承载及清洁方法包括下列步骤。提供一光掩膜承载盒，其中光掩膜承载盒包括一壳体以及一抽气装置。将一光掩膜装置设置于壳体内。注入一清洁气体至壳体内。以抽气装置对壳体内部进行抽气，以使清洁气体充满壳体。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明实施例的各个方面。应注意，根据本行业中的标准实务，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的剖面示意图；

图2是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的剖面示意图；

图3是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的组件分解示意图；

图4是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的局部示意图；

图5是依照本发明的一实施例的一种光刻工艺系统的示意图。

附图标号说明

10：光掩膜储存柜；

20：控制器；

30：工艺区；

100、100a：光掩膜承载盒；

110、110a：壳体；

112、112a：上壳体；

114：下壳体；

116：把手部；

120：抽气装置；

122：转子；

124：静子；

130：光掩膜装置；

132：上罩体、罩体；

134：下罩体、罩体；

136：光掩膜；

138：侧支撑架；

139：过滤装置；

140：抽气开关；

142：驱动件；

144：阻挡件；

150：传感器；

ct：污染物质；

op1：进气孔；

op2：抽气口；

r1：旋转方向；

s1：容置空间。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中所述第一特征与所述第二特征之间可形成有附加特征进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个组件或特征与另一(其他)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的组件分解示意图。请参照图1，本实施例的光掩膜承载盒100可用以承载并清洁至少一光掩膜装置130。在本实施例中，光掩膜装置130可包括罩体132、134以及光掩膜136。进一步而言，光掩膜装置130更可包括多个侧支撑架138，其可设置于光掩膜136的周缘位置，以支撑光掩膜136，并可藉由胶体或是框架黏着剂等形式固定。光掩膜136可包括光掩膜板(reticleblank)以及光掩膜图案。在一实施例中，光掩膜图案可附着于光掩膜板的其中一侧面，且光掩膜图案会被曝光以及显影至半导体晶片上。如此，光掩膜装置130整体可被置放于另一储存结构，例如本实施例的光掩膜承载盒100中。

在本实施例中，光掩膜136可为极紫外(extremeultravioletlight,euv)光掩膜。也就是说，光掩膜136上的光掩膜图案是由使用波长约为157nm的极紫外光的光刻工艺所形成，以使光掩膜图案复制于半导体晶片表面时能达到更小的分辨率。使用这种euv光掩膜时，相对地，对于光掩膜承载盒100的洁净要求会更加提高。并且，一般来说，为了防止环境中的污染物质掉落在光掩膜136上，通常会在光掩膜上方设置光掩膜护膜(pellicle)，其可为一种透光薄膜。然而，这种光掩膜护膜容易在极紫外线的照射下产生褶皱现象(wrinklephenomenon)，因而使euv光掩膜较难使用此种光掩膜护膜来进行保护。因此，在光掩膜装置130中的光掩膜136是euv光掩膜的实施例中，对于光掩膜承载盒100的洁净要求会更加严苛。当然，本实施例并不以此为限，在其他实施例中，光掩膜装置130中的光掩膜136也可例如为浸润式(immersion)光掩膜等以其他光刻工艺所形成的光掩膜。

在本实施例中，光掩膜承载盒100包括壳体110以及抽气装置120。壳体110包括容置空间s1、进气孔op1以及抽气口op2。光掩膜装置130可设置于此壳体110所定义出的容置空间s1内。一般来说，污染物质ct可能是由空气中漂浮的污染物所造成，这些空气中漂浮的污染物其可能来自于环境中、护膜胶、光掩膜承载盒本身的挥发物质、残留物、反应过程中的化学成长与沉积物以及化学溶剂的混合物等。当使用由例如氨盐基与硫酸盐所构成的溶剂来清洗光掩膜136上的光掩膜图案时，许多残留离子会聚集于容置空间s1中(例如靠近光掩膜图案附近的空间)，甚至污染物质ct可能会成长以及沉淀于光掩膜136上。此外，光刻工艺中会反复不断地使用光掩膜，此时，来自于光源的能量更会加速污染物质ct的成长。

有鉴于此，为了要将污染物质ct的成长与沉积情形降至最小，本实施例的壳体110具有至少一进气孔op1以及抽气口op2，以藉由进气孔op1将清洁气体注入壳体110的容置空间s1内，以对光掩膜装置130进行清洁。并且，在本实施例中，抽气装置120设置于壳体110的抽气口op2上，以对容置空间s1进行抽气，来允许容置空间s1中的粒子运动，并促进清洁气体往抽气口op2的方向流动而平均地充满整个容置空间s1，进而可对整个容置空间s1进行充分地清洁。

在本实施例中，上述的清洁气体可经由进气孔op1扩散或注入至壳体110的容置空间s1内。在本实施例中，清洁气体可包括一般的空气、清洁干燥空气(cleandryair,cda)、极度清洁干燥空气(extremecleandryair,xcda)、氧气、氮气或是氩气等。注入的清洁气体可在光掩膜承载盒100中产生正压。此正压使得清洁气体可以经由进气孔op1扩散流入壳体110的容置空间s1中。并且，清洁气体与壳体110内的污染物质ct(如氨盐基与硫酸盐)产生相互作用后，可再经由设置于抽气口op2的抽气装置所产生的负压而由抽气口op2排出壳体110之外。如此，即可藉由气体气涤(purging)清洁光掩膜承载盒100，并可利用抽气装置120加速气涤(purging)清洁的速率及提高气涤清洁的效果，且可利用抽气装置120将污染物质ct(如硫酸铵，(nh4)2so4)排出光掩膜承载盒100。

在本实施例中，壳体110更可包括彼此固定的上壳体112以及下壳体114，以共同定义出上述的容置空间s1。进一步而言，下壳体114可为底板，而上壳体112罩覆于此底板上而定义出容置空间s1。进气孔op1可设置于此下壳体114上，而抽气口op2则可设置于上壳体112上，当然，本实施例仅用以举例说明，进气孔op1以及抽气口op2也可设置于光掩膜承载盒100的其他位置，只要进气孔op1以及抽气口op2可连通壳体110的容置空间s1即可。

除此之外，在本实施例中，光掩膜装置130的罩体可包括用以彼此固定的上罩体132与下罩体134，光掩膜即可设置于上罩体132与下罩体134所定义出的空间内。在本发明的一实施例中，光掩膜装置130的罩体更可包括至少一过滤装置139，其设置于上罩体132上。当然，本实施例仅用以举例说明，过滤装置139也可设置于光掩膜装置130的其他位置。

在本实施例中，光掩膜装置130的罩体132/134可包括进气孔以及出气孔，使清洁气体得以进出光掩膜装置130以对光掩膜装置130进行清洁。过滤装置139即可设置在例如上罩体132的出气口上，以过滤污染物质ct。举例而言，过滤装置139可包括多孔性过滤膜，例如：玻璃纤维滤网，带静电滤网，可导电滤膜，铁氟龙滤网或多孔性之陶瓷材料等，但本实施例并不对此加以限定。在某些实施例中，光掩膜装置130更可包括o型环(o-ring)，其环绕过滤装置139以将过滤装置139紧密地固定于上罩体132上。

图2是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的剖面示意图。图3是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的组件分解示意图。在此必须说明的是，本实施例的光掩膜承载盒100a与图1的光掩膜承载盒100相似，因此，本实施例沿用前述实施例的组件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，本实施例不再重复赘述。以下将针对本实施例的光掩膜承载盒100a与图1的光掩膜承载盒100的差异做说明。

请同时参考图2及图3，在本实施例中，壳体110a更可包括把手部116，其凸出于壳体110a，以使例如机械手臂等操作机具可透过夹持把手部116而可轻易拾取及运送光掩膜承载盒100a。在本实施例中，抽气口op2可设置于把手部116上，且把手部116内可呈中空并与壳体110a的容置空间s1连通。在本实施例中，把手部116设置于壳体110a中的上壳体112a上。在这样的结构配置下，抽气装置120可如图2所示设置于把手部116的抽气口op2上。在本实施例中，抽气装置120可包括螺旋式泵，其如图2所示具有一对特殊螺纹形状的转子(rotor)122，并藉由螺旋方向相反之螺旋转子122及静子(stator)124(例如抽气装置120的壳体)互相等速同步逆转而达到抽气的效果。当然，本实施例并不以此为限，在其他实施例中，抽气装置120可包括鲁式(lobe)泵、爪式泵、窝卷式(scroll)泵、活塞式泵或其他适合抽气的装置。

图4是依照本发明的一实施例的一种光掩膜承载盒的局部示意图。请参照图4，在本实施例中，光掩膜承载盒100/100a更可包括抽气开关140，其设置于壳体110/110a上，并用以覆盖或暴露抽气口op2。进一步而言，在如图1所示的实施例中，抽气开关140可例如设置于上壳体112上，而在如图2所示的实施例中，抽气开关140则可例如设置于壳体110a的把手部116上。在本实施例中，抽气开关140包括驱动件142以及阻挡件144。驱动件142穿过壳体110/110a并凸出于壳体110/110a的外表面。阻挡件144设置于壳体110/110a的内表面并连接驱动件142，以受驱动件142的带动而移动于暴露抽气口op2的开启位置以及覆盖抽气口op2的关闭位置之间。举例来说，驱动件142可例如透过沿旋转方向r1旋转的方式来带动阻挡件144跟随驱动件142旋转。

如此配置，当阻挡件144旋转至抽气口op2的正下方的位置(即关闭位置)时，阻挡件144覆盖抽气口op2，因而阻挡抽气装置120对容置空间s1进行抽气。当阻挡件144旋转至离开抽气口op2的正下方的位置(即开启位置)时，阻挡件144暴露抽气口op2，因而使抽气装置120得以对容置空间s1进行抽气。当然，本实施例仅是对抽气开关140的一种具体实施方式作举例说明，抽气开关140也可以透过其他机械式的开关形式，或式透过耦接控制器的方式来对抽气装置120进行开关的控制，本发明实施例并不局限于此。

图5是依照本发明的一实施例的一种光刻工艺系统的示意图。请参照图1、图2及图5，在本实施例中，基于前述的光掩膜承载盒100/100a的实施例，本实施例发展出一种光掩膜装置130的承载及清洁方法，此方法可包括下列步骤。首先，提供如图1或图2所示的光掩膜承载盒100/100a。本实施例的光掩膜承载盒100/100a可包括壳体110/110a以及抽气装置120。将光掩膜装置130设置于壳体110/110a内。一般而言，承载有光掩膜装置130的光掩膜承载盒100/100a可例如存放于光掩膜储存柜(stocker)10内。在本实施例中，光掩膜储存柜(stocker)10可存放高数量的光掩膜承载盒100/100a，以供操作人员或是机械手臂等操作机具来进行取用。当光掩膜承载盒100/100a存放于光掩膜储存柜(stocker)10内时，清洁气体可由进气孔op1进入壳体110/110a以对光掩膜装置130进行清洁，且抽气装置120可呈开启状态以对壳体110/110a内的容置空间s1进行抽气，以促使清洁气体往上流动而充满壳体110/110a内的所有角落。当操作人员或是机械手臂等操作机具自光掩膜承载盒100/100a内将光掩膜装置130取出并传送至工艺区30以进行后续的光刻工艺时，清洁气体以及抽气装置120可继续对光掩膜承载盒100/100a内部进行清洁，以维持光掩膜承载盒100/100a内的洁净。

进一步而言，在本实施例中，抽气装置120可以多种不同速率的运转。抽气装置120可耦接控制器20，以利用控制器20对抽气装置120的转速进行控制。举例来说，抽气装置120可分别以第一速率以及第二速率进行运转，其中，第一速率约小于第二速率。当光掩膜装置130设置于光掩膜承载盒100/100a内而例如存储于光掩膜储存柜10时，抽气装置120可以较低的第一速率运转，以防止太强的吸力对光掩膜装置130的过滤装置139造成损害。当操作人员或是机械手臂等操作机具将光掩膜装置130自光掩膜承载盒100/100a内移出(例如为了进行后续的光刻工艺)之后，抽气装置120则可以较高的第二速率运转，以提升清洁效能，对光掩膜承载盒100/100a作更强力且全面的清洁。

举例而言，在本实施例中，光掩膜承载盒100/100a可包括传感器150，控制器20可耦接此传感器以及抽气装置120，如此，当传感器150感测到光掩膜装置130位于光掩膜承载盒100/100a内时，传感器150发送第一感测讯号给控制器20，控制器20便据以控制抽气装置120以较低的第一速率运转。当传感器150感测到光掩膜装置130不在光掩膜承载盒100/100a内时，传感器150可发送第二感测讯号给控制器20，控制器20便可据以控制抽气装置120以较高的第二速率运转。须说明的是，此处所谓的「速率」可代表抽气装置120中的转子的转速，其会与抽气装置120的抽气强度成正比。当然，本发明实施例仅用以举例说明，本实施例并不以此种具体实施方式为限。

综上所述，本发明实施例的光掩膜承载盒的壳体具有进气孔，以藉由进气孔将清洁气体注入壳体内，以对光掩膜装置进行清洁。并且，光掩膜承载盒更包括抽气装置，设置于壳体的抽气口上，以对壳体内进行抽气，促使清洁气体往抽气口的方向流动而平均地充满整个壳体，进而可对整个壳体内部进行充分地清洁，减少清洁的死角。如此，本发明实施例的光掩膜承载盒即可藉由气体气涤清洁光掩膜承载盒，并可利用抽气装置加速气涤清洁的速率及提高气涤清洁的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。