TWI452423B - 光罩清洗方法及其系統 - Google Patents

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TWI452423B TW101143121A TW101143121A TWI452423B TW I452423 B TWI452423 B TW I452423B TW 101143121 A TW101143121 A TW 101143121A TW 101143121 A TW101143121 A TW 101143121A TW I452423 B TWI452423 B TW I452423B
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Description

光罩清洗方法及其系統
本發明為提供一種光罩清洗方法及其系統，尤指利用沖洗及擦拭方式清洗光罩的清洗方法及其系統。
IC晶片是由極精密的積體電路組成，其製造過程是利用光罩在無塵室的環境中使用高精密度的機台對矽晶圓進行高精密度的積層作業來完成，其機台、廠房等製造成本是非常高昂的，因此在製造晶圓的過程中，產品良率可以決定一間半導體工廠獲利與否，因此致力於提高產品的良率是每一間半導體工廠經營者最重要的課題。
影響晶圓良率最重要的因素在於光罩是否遭到汙染，若光罩上出現微塵粒子，使用受汙染之光罩用於半導體石版印刷時，將導致晶圓產生相對應的缺陷(Defect)。為了保持光罩的清潔，光罩通常設置有光罩護膜(Pellicle)，以防止微塵粒子沾附在光罩上。光罩護膜是透過框架支撐而與光罩保持一距離，使落在光罩上的微塵粒子收集在光罩護膜上，以避免印刷期間無法聚焦。
關於清潔光罩的習知方式與時機，乃是在光罩要出貨或進行微影製程之前，先進行一次掃瞄動作，以確認光罩上的圖案無誤。如有缺陷存在，則必須去除或刮除光罩上的光罩護膜，然後將光罩置入酸槽進行清洗。清洗時，使用硫酸與過氧化氫溶液(SPM)、氫氧化銨與過氧化氫之水溶液(SCl)等溶液。其中硫酸與過氧化氫溶液為用以去除較大的有機分子，氫氧化銨與過氧化氫之水溶液則是去除較小的有機分子與微粒子。然後再利用去離子水(DI water， de-ionized water)去除殘留的清洗溶液，即可完成光罩之清洗。光罩清洗完畢後，在光罩上重新放置光罩護膜。然而，光罩護膜所費不菲，刮除光罩上的光罩護膜並更換新的光罩護膜將會大幅增加光罩的使用成本。再者，一般光罩護膜所使用的黏膠為酯類結構(RCOOR)x，如聚丙烯酸酯的高分子結構，故當光罩浸入硫酸與過氧化氫溶液的清洗槽中，(RCOOR)x會水解成可流動但不溶於水的膠態物質(RCOOH)x，且(RCOOH)x可能造成光罩圖案上的缺陷與光罩的報廢，是以，每一光罩僅能清洗三次即要進行報廢，而光罩價格高達數十萬至二百萬，也因此讓目前光罩的使用成本居高不下。
為改善上述的習知清潔方式，本案申請人曾提出中華民國專利公告號I317149「光罩清洗裝置」，利用特殊的推頂裝置及夾持裝置將光罩夾持，並移動光罩以清洗及吹乾。
然而，基於精益求精的精神，本案發明人進一步在清洗光罩的方法上作了改善，更提供將光罩清洗得更為乾淨的方法，並且可避免清洗光罩後的水流再度碰觸光罩，而造成汙染物再度沾附的二次汙染，。
本發明所要解決的技術問題，在於將光罩清洗的更為乾淨，並將清洗光罩後的液體有效並迅速的導流至遠離光罩，以避免二次汙染。
為解決以上所述，本發明提供一種光罩清洗系統以清洗光罩，該光罩包含依欲清洗面，該光罩清洗系統包括一用以夾持該光罩的夾持裝置、一清洗裝置、一升降台及一風乾裝置。該清洗裝置面向該欲清洗面，並且包括一出 水座、一擦拭元件、一壓夾、一固定組件及一基台。該出水座包含至少一斜向出水單元及一正向出水單元該斜向出水單元位於該出水座的側邊，且該斜向出水單元斜向噴水於該欲清洗面；該擦拭元件舖設於該正向出水單元上，以擦拭該欲清洗面；該壓夾設置於該正向出水單元的外圍，以固定該擦拭元件於該正向出水單元；該固定組件固定該壓夾於該出水座；該基台包含有至少一供水管及一集水盤，該供水管的一端連接於該集水盤，該集水盤設置於該出水座面對於該光罩的另一面，且該供水管供水給該斜向出水單元及該正向出水單元。上述升降台設置於該清洗裝置相對於該光罩的一面，以調整該清洗裝置與該光罩的相對位置本發明。上述風乾裝置面向該欲清洗面，且設置於該清洗裝置旁。本發明利用斜向噴水於該擦拭位置，使水流帶走經擦拭後鬆動的汙染物。
本發明還提供一種光罩清洗方法，以清洗一光罩，該光罩包括一欲清洗面，該光罩清洗方法包括下列步驟：提供一清洗裝置，該清洗裝置包含一擦拭元件；夾持並移動該光罩，使該欲清洗面朝向該擦拭元件；形成一預壓於該擦拭元件與該光罩之間，使該擦拭元件以一預定的壓力接觸該光罩；將該擦拭元件局部外露一擦拭面以濕潤地擦拭該光罩的該欲清洗面；利用該清洗裝置斜向噴水於該光罩的該欲清洗面以帶走因擦拭而鬆動的異物，使噴灑於該光罩的水流與該光罩的該欲清洗面呈一非直角的角度；形成至少一導斜面圍繞於該擦拭面的外圍，且該導斜面面向斜向噴水的水流以形成一導流空 間，將清洗該光罩後的水導流以遠離該光罩；收集上述導流後的液體並排出；以及移動該光罩至一吹乾區域，以吹乾該光罩。本發明藉此使清洗光罩後的液體可迅速導流至遠離光罩，以避免二次汙染。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
參照圖1及圖2所示，圖1為清洗系統的示意圖，圖2為光罩清洗系統之清洗裝置的示意圖。本發明提供一種光罩清洗系統1以清洗一光罩9，其包括一夾持裝置10、一清洗裝置20、一升降台30、一風乾裝置40、一處理單元50及一感測元件60。光罩9包含一欲清洗面91，此欲清洗面91可能沾附有汙染物(如化學殘留物、微粒、灰塵...等等)或者是霧化。夾持裝置10夾持光罩9，且將欲清洗面91面向清洗裝置20及風乾裝置40。升降台30設置於清洗裝置20相對於光罩9的一面，可利用感測元件60感測清洗裝置20與光罩9的相對位置，將此數據送至處理單元50判斷，而後處理單元50控制升降台30的高低以調整感測清洗裝置20與光罩9的相對位置。
如圖1及圖2所示，本實施例中，光罩9於光罩清洗系統1中需先放置於一取置區A，以提供夾持裝置10夾取。接著，夾持裝置10將光罩9移動至清洗區B，且將欲清洗面91面向清洗裝置20。清洗裝置20設置於清洗區B，利用升降台30調整清洗裝置20的高度以使清洗裝置20與光罩9有壓力地接觸。完成清洗後，將光罩9移動到設置有 風乾裝置40的吹乾區C，將欲清洗面91面向風乾裝置40，利用風乾裝置40將光罩9吹乾，再將乾燥的光罩9移動並放置到取置區A。
圖3為清洗裝置的組合示意圖。如圖3所示，上述提及的清洗裝置20，其包含有一基台25、一設置於基台25上的出水座21、一設置於出水座21與基台25之間的導座26、一設置於出水座21上的擦拭元件22、一固定上述擦拭元件22於出水座21的壓夾23、以及一固定上述壓夾23及出水座21的固定組件24。
如圖2所示，欲清洗光罩9時，將光罩9夾持於清洗裝置20的上方，且其欲清洗面91朝向清洗裝置20，利用擦拭元件22鬆動光罩9上的汙染物，並利用水流將汙染物帶走。以下所提及之水流，不僅以清水為限，亦可為可用於清洗光罩9的清洗液體。
如圖3所示，基台25包含有一集水盤251及數個供水管252，供水管252的一端連接於集水盤251。如圖7所示，集水盤251設置有一排水孔2512及一排水槽2511，排水槽2511設置於相對於供水管252的一面，排水孔2512設置於集水盤251的一側，使排水時較不易影響機台。
如圖3所示，導座26設置於集水盤251相對於供水管252的一面。如圖4及圖7所示，圖4為清洗裝置的分解圖，圖7為基台及導座的示意圖。導座26包含數個液體通道261，且液體通道261有間隔地平行並列，水管將水導流入液體通道261。導座26相對於集水盤251的一面為一斜面262(如圖5所示)，且斜面262由中央向外圍下斜，使水流(亦可為清洗液)可順著斜面流入集水盤251。此導座26的設置 可使出水座21與集水盤251具有一定距離，使出水座21可不必浸泡於流出的水流中，甚至造成積水，以避免清洗掉的微粒回流再度沾附光罩9。
圖5為清洗裝置20的剖視圖。如圖5所示，出水座21包含有二個設置於出水座21兩側的斜向出水單元211、一設置於斜向出水單元211之間的正向出水單元212及二個凸部213。斜向出水單元211及正向出水單元212的位置對應於液體通道261。此二個凸部213分別設置於斜向出水單元211面向正向出水單元212的一側，亦即設置於正向出水單元212的兩側。正向出水單元212及斜向出水單元211的數量及位置並不以此為限。擦拭元件22設置於正向出水單元212，且擦拭元件22包含有一海綿221及一擦拭布222，海綿221設置於擦拭布222與正向出水單元212之間，利用海綿221柔軟可壓縮的特性，令擦拭布222可輕柔地擦拭光罩9，以避免擦拭布222過於用力地擦拭光罩9，造成光罩9損傷。
正向出水單元212可為出水噴嘴或由數個出水孔所組成的面，不在此限。正向出水單元212由頂面朝光罩9的方向出水，擦拭元件22完全覆蓋正向出水單元212的頂面，當水流流出時，便可將擦拭元件22完全濕潤，且於擦拭過程中依然保持濕潤狀態，濕潤的擦拭元件22較乾燥的擦拭元件22不易於光罩9上留下刮痕。正向出水單元212高於斜向出水單元211，換言之，當擦拭元件22接觸光罩9時，斜向出水單元211不會與光罩9接觸，可避免於光罩9上產生刮痕。定義擦拭元件22有一擦拭面2221，該擦拭面2221為接觸上述欲清洗面91的部分。
斜向出水單元211由面向正向出水單元212之一側朝光罩9的方向斜向出水，令從斜向出水單元211流出的水流可斜向沖洗光罩9，並將水大致噴向擦拭元件22與光罩9的接觸部分，亦即將水噴向擦拭面2221外圍。當水流具有一角度地沖洗光罩9時，較水流正向沖洗光罩9更可將水流可沖入微粒與光罩9之間，使微粒與光罩9分離，故較容易將光罩9上的微粒帶走。斜向出水單元211可由噴嘴出水，亦可由數個出水孔出水，並不為此限。此種結構的配置方式，可以將擦拭元件22所鬆動的微粒，利用斜向水流將其帶走。
如圖3及圖5所示，壓夾23框設於正向出水單元212，且壓夾23與斜向出水單元211間具有一定間隔。擦拭元件22部分位於出水座21與壓夾23之間，使擦拭元件22可大致包覆正向出水單元212。壓夾23相對於集水盤251之一面為一由中央向外圍下斜的導斜面232，換言之，此導斜面232圍繞於擦拭面2221的外圍。導斜面232的設置形成一導流空間234，使清洗光罩9後的水流可經過導流空間234後順著導斜面232流入集水盤251，且因壓夾23與斜向出水單元211間具有距離，不會造成水流積於此，此種結構較一般壓夾23更可幫助排水。如圖4所示，壓夾23更包含有一由壓夾23兩端向集水盤251方向延伸的固定部233，固定部233具有一限位板2331及一中空部2332，限位板2331位於固定部233的末端，其中限位板2331與集水盤251平行。
請參閱圖5，壓夾23面向集水盤251之一面更具有一對應於凸部213的凹槽231，將擦拭布222部分被凸部213 夾持於該凹槽231，使擦拭元件22可穩固的固定於正向出水單元212上。且當使用者判別擦拭布222需更換時，僅需將壓夾23拿起即可替換擦拭布222。
如圖4及圖6所示，圖6為固定組件示意圖。固定組件24包含有一卡扣本體243、一扣夾242、一框體241、一第一彈性件244及一第二彈性件245，框體241圍繞於正向出水單元212且設置於壓夾23及出水座21之間，且框體241的兩端各具有一凸出端2411，凸出端2411穿過中空部2332。第二彈性件245設置於框體241與壓夾23之間，且第二彈性件245為壓縮狀態。
卡扣本體243設置於出水座21的兩端，且扣夾242樞接於卡扣本體243，以下稱扣夾242與卡扣本體243的樞接位置為樞接處。第一彈性件244設置於卡扣本體243上，且扣夾242於樞接處的一側與第一彈性件244抵觸。扣夾242於樞接處的另一側具有一壓部2421，壓部2421與限位板2331相對於光罩9的一面相抵觸，因壓夾23與框體241間的第二彈性件245為壓縮狀態，故此第二彈性件245提供壓夾23一向上的力量。第一彈性件244令扣夾242的壓部2421提供限位板2331一向下的力量，以此種結構將壓夾23固定於出水座21，且只需於扣夾242的壓部2421所在之一側上施力抵抗第一彈性件244的力量，便可將壓夾23鬆開以替換擦拭元件22。此種結構配置可便於替換擦拭元件22。
圖8為光罩清洗方法的流程圖。如圖8所示，本發明另提供一種光罩清洗方法包括以下步驟：
首先執行步驟S01：提供清洗裝置20，且此清洗裝置 20包括一擦拭元件22，於本發明實施例中擦拭元件22包含海綿221及擦拭布222，但不為此限(參考圖3及圖4)。
關於上述固定擦拭元件22的方式，可以如前面所述及圖5所示，以壓夾23固定擦拭元件22，壓夾23利用一對相對應的凹凸結構夾持擦拭元件22的兩側，於本發明實施例中凹凸結構所夾持的為擦拭布222，但不為此限(參考圖5)。
接著進行步驟S02：於取置區A夾持光罩9並移動光罩9至具有清洗結構20的清洗區B，且光罩9的欲清洗面91朝向清洗結構20(參考圖1及圖2)。
接著進行步驟S03：形成一預壓於該擦拭元件22與該光罩9之間，使該擦拭元件22以一預定的壓力接觸光罩9。關於形成一預壓的方式，可以調整清洗結構20的位置，也可以調整光罩9的位置，令光罩9與擦拭元件22間形成一預壓。
接著進行步驟S04：利用清洗裝置20的構造特性，將擦拭元件22局部外露一擦拭面2221，此擦拭面2221濕潤地擦拭光罩9。(參考圖5)
接著進行步驟S05：清洗裝置20斜向噴水於擦拭面2221的兩側，以帶走因擦拭而鬆動的汙染物，此處的斜向噴水係指噴灑於光罩9的水流與欲清洗面91呈一非直角的角度。
接著進行步驟S06：形成一導斜面232於圍繞於擦拭面2221的外圍，且此導斜面232面向斜向噴水的水流以形成一導流空間234，清洗完光罩9的水便落入導流空間234，接著碰觸至導斜面232，此些可能具有汙染物的水便遠離光 罩9，以避免再度碰觸到光罩9。(參考圖5)
接著進行步驟S07：收集上述經導流後的水，並且將其排出。於本發明實施例中清洗裝置20具有一集水盤251以收集上述水流。(參考圖3)
接著進行S08：利用夾持裝置10移動光罩9至吹乾區C，將沾有清洗用水的光罩9吹乾(參考圖1)。
進行完以上步驟後再將光罩9放置回取置區A(參考圖2)。
綜上所述，本發明至少具有以下之優點：
一、利用斜向出水單元211及擦拭元件22的設置，將光罩9上之汙染物以斜向沖洗的方式帶走，使光罩9更為清潔。
二、利用設置導斜面232以提供導流空間234，使可能具有汙染物的水流迅速遠離光罩9，以避免再度汙染光罩9。
惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。
1‧‧‧光罩清洗系統
10‧‧‧夾持裝置
20‧‧‧清洗裝置
21‧‧‧出水座
211‧‧‧斜向出水單元
212‧‧‧正向出水單元
213‧‧‧凸部
22‧‧‧擦拭元件
221‧‧‧海綿
222‧‧‧擦拭布
2221‧‧‧擦拭面
23‧‧‧壓夾
231‧‧‧凹槽
232‧‧‧導斜面
233‧‧‧固定部
2331‧‧‧限位板
2332‧‧‧中空部
234‧‧‧導流空間
24‧‧‧固定組件
241‧‧‧框體
2411‧‧‧凸出端
242‧‧‧扣夾
2421‧‧‧壓部
243‧‧‧卡扣本體
244‧‧‧第一彈性件
245‧‧‧第二彈性件
25‧‧‧基台
251‧‧‧集水盤
2511‧‧‧排水槽
2512‧‧‧排水孔
252‧‧‧供水管
26‧‧‧導座
261‧‧‧液體通道
262‧‧‧斜面
30‧‧‧升降台
40‧‧‧風乾裝置
50‧‧‧處理單元
60‧‧‧感測元件
9‧‧‧光罩
91‧‧‧欲清洗面
A‧‧‧取置區
B‧‧‧清洗區
C‧‧‧吹乾區
圖1為本發明光罩清洗系統的示意圖。
圖2為本發明光罩清洗系統之清洗裝置的示意圖。
圖3為本發明光罩清洗系統之清洗裝置的組合示意圖。
圖4為本發明光罩清洗系統之清洗裝置的分解圖。
圖5為本發明光罩清洗系統之清洗裝置的剖面圖。
圖6為本發明光罩清洗系統之固定組件組合示意圖。
圖7為本發明光罩清洗系統之基台及導座示意圖。
圖8為本發明光罩清洗方法之流程圖。
本代表圖為流程圖，故無元件符號。

Claims (16)

  1. 一種光罩清洗系統，以清洗一光罩，該光罩包含一欲清洗面，該光罩清洗系統包括：一夾持裝置，夾持該光罩；一清洗裝置，面向該欲清洗面，該清洗裝置包括：一出水座包含至少一斜向出水單元及一正向出水單元，該斜向出水單元位於該出水座的側邊，且該斜向出水單元斜向噴水於該欲清洗面；一擦拭元件舖設於該正向出水單元上，以擦拭該欲清洗面；一壓夾設置於該正向出水單元的外圍，以固定該擦拭元件於該正向出水單元；一固定組件固定該壓夾於該出水座；一基台包含有至少一供水管及一集水盤，該供水管的一端連接於該集水盤，該集水盤設置於該出水座面對於該光罩的另一面，且該供水管供水給該斜向出水單元及該正向出水單元；一升降台，設置於該清洗裝置相對於該光罩的一面，以調整該清洗裝置與該光罩的相對位置；以及一風乾裝置，面向該欲清洗面，且設置於該清洗裝置旁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，其中該斜向出水單元的數量為一對，該對斜向出水單元位於該出水座的兩側，該正向出水單元設置於該斜向出水單元之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，其中該正 向出水單元較該斜向出水單元靠近該光罩。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，其中該出水座更包含一凸部，該凸部設置於正向出水單元的兩側，該壓夾面向該集水盤的一面設有一凹槽，該凹槽對應於該凸部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光罩清洗系統，其中該擦拭元件部分彎折，且該凸部將該擦拭元件夾持於該凹槽內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，其中該壓夾面向該光罩之一面為一導斜面，且向外並朝向該集水盤傾斜。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，其中該清洗裝置更包含一導座，該導座位於該出水座與該集水盤之間，該導座具有多個液體通道，該液體通道的位置對應於該斜向出水單元及該正向出水單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光罩清洗系統，其中該導座相對於該集水盤之一面為一斜面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光罩清洗系統，進一步包括一處理單元，以調整該升降台的位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光罩清洗系統，進一步包括一感測元件，以感測該光罩及該清洗裝置的位置，該感測元件的數據傳送至該處理單元。
  11. 一種光罩清洗方法，以清洗一光罩，該光罩包括一欲清洗面，該光罩清洗方法包括下列步驟：提供一清洗裝置，該清洗裝置包含一擦拭元件；夾持並移動該光罩，使該欲清洗面朝向該擦拭元件； 形成一預壓於該擦拭元件與該光罩之間，使該擦拭元件以一預定的壓力接觸該光罩；將該擦拭元件局部外露一擦拭面以濕潤地擦拭該光罩的該欲清洗面；利用該清洗裝置斜向噴水於該光罩的該欲清洗面以帶走因擦拭而鬆動的異物，使噴灑於該光罩的水流與該光罩的該欲清洗面呈一非直角的角度；形成至少一導斜面圍繞於該擦拭面的外圍，且該導斜面面向斜向噴水的水流以形成一導流空間，將清洗該光罩後的水導流以遠離該光罩；收集上述導流後的液體並排出；以及移動該光罩至一吹乾區域，以吹乾該光罩。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光罩清洗方法，進一步包含以下步驟：提供一壓夾以固定地壓住該擦拭元件的兩側。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光罩清洗方法，其中上述壓住該擦拭元件的方法包括利用一對相對應的凹凸結構以夾持該擦拭元件的邊緣。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之光罩清洗方法，其中上述斜向噴水的步驟包括斜向噴水於該擦拭面的兩側。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之光罩清洗方法，進一步包括以下步驟：調整該清洗結構的位置，以形成該預壓。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之光罩清洗方法，進一步包括以下步驟：調整該光罩的位置，以形成該預壓。
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