掩模室和扩散板的制作方法

本发明涉及掩模室和适于在掩模室内部使用的扩散板。

背景技术：

在半导体技术中，掩模或光掩模用于批量生产集成电路装置。掩模是带孔的不透明板或允许光以限定的图案照射通过的透明板。

众所周知的是，诸如灰尘颗粒或附着到掩模的有机材料的任何类型的污染物能够引起投影图案质量的退化。因此在绝对干净的环境里储存和操作掩模是极其重要的。

已知的是将掩模储存在所谓的室储料器中，室储料器能储存几千个独立掩模。在这样的储料器之内的掩模例如储存在指定的掩模室中，掩模室设计为保持一些掩模，例如1、2、4、6、8或10个。

从us8,403,143b2可知一种掩模储存室。这样的室设计成储存一个掩模。为了降低室之内的潜在污染颗粒的数量，在该文件中公开了两种方法，即，通过净化头用干净气体填充掩模室，或者通过真空泵排出室中的气体。

净化有利地包括通过室的恒流干净气体，气体通过室的入口进入并通过室的出口离开。

典型的净化气体是例如非常干净的干燥空气和氮气。提供这样的气体是一个成本因素，使得流过掩模室的气体量降低，同时满足有效净化，这将是有利的。

在适于储存批量掩模的掩模室的情况下，这方面变得甚至更重要。在现有技术的净化气体入口和出口的情况中，流过室的净化气体发生显著湍流，导致需要更高流量的净化气体。

技术实现要素：

本发明试图提供一种适于净化清洁储存在其中的掩模的掩模室，其中净化气体的流量被最小化。

该目的由包括权利要求1的特征的掩模室和包括权利要求12的特征的扩散板实现。根据本发明的掩模室的优势实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的掩模室确保通过其封闭内部的净化气体的更均匀且具有更少湍流的流动，多个掩模储存在其中。这通过布置在入口和掩模内部的储存掩模的部分之间的扩散板设计来实现。为扩散板提供开口，其中，开口在中心部分具有与外周部分相比更大的单个开口面积，和/或使得中心部分中的开口比外周区域中的开口提供每单位面积上的更大的总开口面积，以建立与现有技术中扩散板(例如在整个扩散板区域上设计有一致的开口尺寸)相比基本上更均匀的流动。根据本发明的该扩散板也显著地降低室之内的湍流。

有利地，各个开口的开口面积从扩散板的中心部分到至少一个外周部分逐渐变小。替换地或此外，通过减少每单位面积上开口的数量，每单位面积上的总开口面积可以从扩散板的中心部分到至少一个外周部分逐渐变小。例如，在中心部分中，可以在每适当限定的单位面积上设置4个开口，在外周部分中，可以在每单位面积上设置3、2或1个开口。从中心部分到外周部分的单个开口面积的减小和每单位面积上的总开口面积的减小可以结合。例如，在中心区域中，可以在每单位面积上设置具有第一单个开口面积的4个开口，在外周区域中，可以在每单位面积上设置具有第二单个开口面积的3、2或1个开口，第二单个开口面积小于第一单个开口面积。

根据掩模室的一个有利实施例，设置布置在掩模室的掩模储存部和出口之间的第二扩散板。在掩模室的出口侧提供这样的第二扩散板进一步增强流动的均匀性并减少湍流。有利地，两种扩散板平行延伸。

有利地，第二扩散板基本上类似第一扩散板设计，即，在中心部分包括比外周部分中的开口具有更大的单个开口面积的开口。同样，如上所述的，每单位面积上的开口的数量可以修改。通过以同样的方式设计两种扩散板，特别是各个开口的位置、开口面积或尺寸互相对齐，可以进一步增强净化气体的流动均匀性。替换地，第二扩散板设置有与第一扩散板相比不同的设计是可能的。例如，与第一扩散板相比，第二扩散板可以在至少一个部分中包括单个开口的不同布置和/或具有不同的单个开口面积和/或每单位面积上的不同总开口面积的单个开口。

有利地，掩模储存部设置为储存掩模使得每个掩模基本上垂直于第一扩散板和/或第二扩散板延伸。储存的掩模的相对于扩散板的该正交布置确保净化气体沿着储存的掩模中的每一个的均匀且平稳的流动，均匀流动特别地确保最小量的净化气体足够保证最佳净化效果。

根据本发明的一个优选实施例，掩模室至少部分地由至少一种金属材料制成，通过该材料选择，可以最小化在掩模室的材料中溶解，捕获或吸收的气体的释放(脱气)。在现有技术掩模室中，用于制造的主要材料是塑料材料，其中脱气影响更显著地发生。优选的金属材料是铝和/或不锈钢。有利地，掩模室的本体件和盖子可以由铝制成，然而扩散板由不锈钢制成。

便利地，根据本发明的掩模室包括掩模能够位于其上或其之间的保持器元件，特别地是狭槽或凸脊。通过提供适当数量的这样的保持器元件，掩模室可以特别适于储存期望数量的掩模。

有利地，保持器元件设置有由高分子材料(例如热塑材料或其复合材料)制成的嵌入件和/或衬里。因为这样的嵌入件和/或衬里与掩模室相比总的来说具有较小的体积和/或表面积，因此由于这样的嵌入件和/或衬里而导致的脱气影响被降低。合适的高分子材料包括但不限于聚苯并咪唑(pbi)，聚酰亚胺(pi)，聚酰胺-酰亚胺(pai)，聚四氟乙烯(ptfe)，聚三氟氯乙烯(pctfe)、聚醚醚酮(peek)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，聚碳酸酯(pc)，乙缩醛和复合材料(例如玻璃和/或碳纤维化合物)及其组合物。在一些实施例中，选择与其它高分子材料相比具有相对低的脱气影响的高分子材料。

有利地，根据本发明的掩模室适于在干净环境中高效地储存多个掩模，其中特别地能够储存2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个掩模。

根据优选的实施例，第一扩散板的开口和/或第二扩散板的开口设置有至少两个，特别地2、3、4、5或6个不同的单个开口面积，开口面积从第一扩散板和/或第二扩散板的中心部分中的最大的单个开口面积减小到第一扩散板和/或第二扩散板的外周部分或边缘附近的最小单个开口面积。特别地，也就是说第一扩散板和/或第二扩散板的外周部分或边缘部分(即最外周部分)中的开口具有最小开口面积，开口的开口面积朝向第一扩散板和/或第二扩散板的中心部分增加。例如，中心部分中的开口可以具有第一开口面积，例如每个大于约15mm²,第一扩散板和/或第二扩散板的边缘附近，即外周部分中的开口具有每个小于约15mm²的第二开口面积。在一些实施例中，第一扩散板和/或第二扩散板的中间部分(即中心部分和外周部分之间)中的开口可以具有第三开口面积，其为介于第一开口面积和第二开口面积之间的面积。例如，在一些实施例中，第一开口面积每个约为19至22mm²,第二开口面积每个约为11至14mm²,第三开口面积每个为约15至约18mm²。在一些实施例中，中心部分的总开口面积大于约450mm²，且外周部分的总开口面积小于约450mm²。例如，中心部分的总开口面积可以约为500至600mm²，中间部分的总开口面积可以约为400至500mm²，且外周部分的总开口面积可以约为300至400mm²。

根据优选实施例，第一扩散板和/或第二扩散板的所有最外面的外周开口的单个开口面积比中心部分中的开口小。

便利地，各个开口包括圆形和/或椭圆形和/或方形和/或三角形和/或长方形和/或蛋形和/或新月形和/或裂隙形和/或多边形的开口面积。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的优选实施例。

图1显示了根据本发明的掩模室的第一实施例的简化结构侧剖视图；

图2显示了根据本发明的扩散板的优选实施例的平面图；

图3显示了根据本发明的掩模室的本体件的优选实施例的透视图；

图4显示了根据本发明的掩模室的盖子的优选实施例，其与根据图3的本体一起形成掩模室；和

图5显示了根据本发明的扩散板的各种进一步优选实施例的平面图。

具体实施方式

图1以原理简化的形式显示了根据本发明的掩模室的优选实施例，掩模室通常指定为10。

掩模室限定封闭内部12，包括掩模储存部14，多个掩模22可以储存在其中。图1中没有显示掩模和室之间的实际相互作用。特别地，没有显示用于保持各个掩模的保持器元件。

掩模室包括入口16，净化气体(由箭头16’指示)通过入口16能够进入掩模室的封闭内部12。掩模室进一步包括出口18，净化气体通过出口18能够离开封闭内部12，由箭头18’指示。

为了确保通过掩模储存部14的整个体积的净化气体的均匀且基本上无湍流的流动，在入口16和掩模储存部14之间布置第一扩散板12。第一扩散板24包括多个开口25，净化空气能够通过开口25进入掩模储存部。如图1中示意地指出，特别是能够从图2中看出，第一扩散板24的中心部分中的开口25a较大，即比外周部分中的开口25b设置有更大的开口面积或更大的直径。

在掩模储存部14和出口18之间设有第二扩散板26，第二扩散板26也设置有开口27a和27b。

有利地，开口27a和27b的图案对应于第一扩散板24的图案，即中心部分中的开口27a比外周部分中的开口27b具有更大的开口面积。

如可在图1中进一步看出的，储存在掩模储存部14中的掩模22相对第一扩散板24和第二扩散板26正交布置。这样的布置确保从入口16至出口18流过掩模室的净化气体提供均匀的流动，使得所有掩模22基本上相同地暴露于净化气体并且从而以最佳方式净化。这样的均匀流动特别地由开口25a，25b，27a，27b的图案增强，开口25a，25b，27a，27b的图案确保沿着更外周地布置的掩模(例如图1中所示的掩模22b)的净化气体的流动基本上对应于沿着更中心的掩模(例如图1中所示的掩模22a)的净化气体的流动。

通常，掩模室包括本体件，本体件设置有用于保持各个掩模的保持器元件和适于关闭由本体件限定的体积的盖子。这样的本体件和盖子的优选实施例分别在图3和图4示出。应该注意的是，已经参考图1和图2描述的相同或相似的部件在图3和图4中有相同的参考数字符号。

图3显示了本体件10a。本体件10a包括在本体件10a的相对内壁上的多个保持器元件11。保持器元件适于保持各个掩模。为了说明这个，图3显示了一个掩模22，其通过相对的两侧搁置在对应的保持器元件11上。如能够直接看出的，保持器元件11适用于掩模22的水平储存。根据图3的实施例的保持器元件11设置为凸脊。

本体元件10a由诸如铝或不锈钢的金属材料制造。

为了避免本体件10a或掩模室和在其中储存的掩模22之间的静电作用，每个保持器元件11设置有由高分子材料制成的嵌入件。因此储存在掩模室10之内且在保持器元件11上的掩模不会直接接触这些保持器元件，而是通过嵌入件13与它们绝缘。嵌入件13也能够设置在本体件10a的内壁上。该电绝缘进一步降低掩模吸引掩模室之内诸如灰尘颗粒的污染物的趋势。嵌入件13也用于防止掩模划伤。

如能够在图3中看出的，本体件10a的后侧设置有扩散板26和出口(图3中不可见)，与图1的实施例类似。扩散板26的中心部分中的开口27aa比外周部分中的开口27b设置有更大的开口区域。

为了方便室储料器之内的操作，本体件10a设置有脚10b。

图4中所显示的盖子10c适于与本体件10a相互作用，即紧密地关闭由本体件10a限定的体积以提供掩模室10的封闭内部。

盖子10c设置有锁紧机构17，适于与本体件10a的外壁中设置的槽19相互作用(见图3)。盖子的内边41和/或在本体件10a的开口处的边31设置有密封件，使得通过锁紧结构17和槽19之间的相互作用获得盖子和本体件之间的气密连接。

盖子设置有扩散板24。盖子10c上还设置有入口16，图4中不可见。

扩散板24的中心部分中的开口25a比在外周或边缘部分中的那些开口25b设置有更大的开口面积，如上述解释的。特别地，扩散板的至少一些边附近的开口设置有最小的开口面积。在一些实施例中，只有扩散板的顶部和/或底部边缘部分设置有最小开口区域。在另一些实施例中，扩散板的所有边缘部分设置有最小开口区域。

盖子10c由诸如铝和/或不锈钢金属材料制造。

优选地，扩散板24,26由不锈钢制成。但是也可以使用铝。

如参照图3所解释的，所示的掩模室适用于掩模的水平储存。

有利地，掩模相对于扩散板正交地储存。在掩模室之内的竖直储存也是可能的。在这种情况下，有利地，保持器元件设置为槽，以确保安全定位和操作。

包括本体元件10a和盖子10c的掩模容器10适于在掩模储料器之内储存掩模。为了插入或抽出掩模，从本体件移除盖子10c。

在掩模储料器之内的正常储存条件下，入口16连接至加压净化气体源。在以上述方式流过掩模室后，净化气体排出至掩模储料器中，在此处净化气体通过真空装置从掩模储料器抽出。

在图5中，显示了根据本发明的扩散板的优选实施例的进一步设计。图5中显示的扩散板能够用于上述的第一扩散板和/或第二扩散板。也可能利用这些扩散板设计中的不同扩散板设计分别作为第一扩散板和第二扩散板。根据图5a的设计包括在中心部分中的基本上方形的开口50，和在外周部分中的裂隙形开口52。在该实施例中，方形开口50比裂隙形开口52提供每单位面积上更大的的开口面积。方便的尺寸单位面积是例如图5a中80所指定的。这样的单位面积在图5的进一步实施例中没有显示。

根据图5b的实施例，设置三角形开口54。这些三角形开口54的底边位于扩散板的中心部分，并且尖端朝向上外周部分和下外周部分。再次，比较中心部分与上外周部分和下外周部分，中心部分中的每单位面积上的总开口面积更大。

根据图5c的实施例，较大的方形开口56设置在扩散板的中心部分中，较小的方形开口58在外周部分中。再次，中心部分中的每单位面积上的总开口面积更大。

根据图5d的实施例，设置一些长方形或矩形开口58。中心部分的开口比在左外周部分和右外周部分中的开口大，开口面积因此从中心部分到这些外周部分递减。

根据图5e的扩散板的实施例具有与图5c的实施例的类似之处。但是，此处所有的方形开口60具有相同的开口面积。但是，在中心部分的开口的密度大于在外周部分的开口的密度。因此，与外周部分相比，中心部分在每单位面积上具有更大的总开口面积。

根据图5f的实施例，设置长方形或矩形开口62，其开口面积朝向扩散板的左外周区域和右外周区域递减。

根据图5g的实施例，设置一些椭圆形开口64。与左外周部分和右外周部分中的开口相比，中心部分中的椭圆形开口64具有更大的开口面积。

根据图5h的实施例，设置一些三角形开口66，68。在此再次，类似于图5b，三角形开口的底边位于中心部分，开口的尖端在扩散板的外周区域。因此，中心部分中每单位面积上的总开口面积比外周部分中每单位面积上的总开口面积更大。

根据图5i的实施例，设置一些矩形或长方形开口70，其开口面积从中心部分朝向左外周部分，右外周部分，顶外周部分和底外周部分递减。

可以理解，且如在上面部分地扩展的，所有这些扩散板设计都在它们的中心部分设置有与外周部分相比具有更大的单个开口面积的开口和/或提供每单位面积上的更大的总开口面积的开口。