掩模版上污染物的去除方法及吹扫装置

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种掩模版上污染物的去除方法及吹扫装置。

背景技术

掩模版是集成电路光刻工艺生产的图案模板，为了确保在晶圆表面形成的刻蚀图案的准确性，需要确保掩模版上的有效图形区域不存在任何污染物颗粒。为了保护掩模版上的有效图形区域，通常需要在掩模版上安装覆盖所述有效图形区域的保护膜。在掩模版制造和使用过程中，会有污染物颗粒从外界环境中掉落至掩模版的基板表面和保护膜表面。为了去除掩模版表面和保护膜表面的污染物颗粒，通常会使用吹扫装置进行气体吹扫。但是，现有的气体吹扫装置仅依靠气体吹扫产生的作用力来去除掩模版表面和保护膜表面的污染物颗粒，作用力较为单一，污染物颗粒的去除效果较差。而且，由于所述保护膜的厚度较薄，无法承受较大的气体吹扫力，因此，为了避免对保护膜造成损伤，吹扫装置需采用较小压力的气体吹扫所述保护膜，这样则会降低污染物颗粒的去除效果。而一旦气体吹扫装置无法有效去除掩模版表面和保护膜表面的污染物颗粒，则需要通过化学药剂处理的方式来去除，这有可能引发良率损失的问题。

因此，如何提高掩模版上污染物颗粒的去除效果，同时避免对掩模版及掩模版上的保护膜造成损伤，是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种掩模版上污染物颗粒的去除方法及吹扫装置，用于提高掩模版上污染物颗粒的去除效果，同时避免对掩模版及掩模版上的保护膜造成损伤。

根据一些实施例，本发明提供了一种掩模版上污染物的去除方法，包括如下步骤：

提供待清洁的掩模版，所述掩模版的表面具有污染物颗粒，所述污染物颗粒的热膨胀系数与所述掩模版的热膨胀系数不同；

交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫，所述第一温度高于所述第二温度，去除所述掩模版上的所述污染物颗粒。

在一些实施例中，所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值为10℃~80℃。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫；

判断所述掩模版上的所述污染物颗粒是否全部去除，若否，则增大所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值，并采用增大温度差值后的所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体交替对所述掩模版的表面进行气体吹扫。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

设定依次增大的多个预设温度差值；

执行至少一次如下循环步骤，直至所述掩模版上的所述污染物颗粒全部去除；

所述循环步骤包括：

选择一个所述预设温度差值作为当前温度差值；

采用具有所述当前温度差值的所述第一温度的所述第一吹扫气体和所述第二温度的所述第二吹扫气体交替对所述掩模版的表面进行气体吹扫；

判断所述掩模版上的所述污染物颗粒是否全部去除，若否，则以与当前温度差值相邻的下一个预设温度差值作为下一次循环步骤的当前预设温度差值。

在一些实施例中，所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体的组成相同。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

采用具有所述第一温度的所述第一吹扫气体对所述掩膜版的表面进行气体吹扫，并持续第一预设时间；

采用具有所述第二温度的所述第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫，并持续第二预设时间，所述第一预设时间和所述第二预设时间均大于3秒。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

提供用于存储吹扫气体的气源；

加热所述气源输出的气体至所述第一温度，以加热后的所述吹扫气体作为所述第一吹扫气体并喷射至所述掩模版表面；

冷却所述气源输出的气体至所述第二温度，以冷却后的所述吹扫气体作为所述第二吹扫气体并喷射至所述掩模版表面。

根据另一些实施例，本发明还提供了一种吹扫装置，包括：

喷嘴；

加热结构，连接所述喷嘴，用于向所述喷嘴传输具有第一温度的第一吹扫气体；

冷却结构，连接所述喷嘴，用于向所述喷嘴传输具有第二温度的第二吹扫气体，所述第一温度高于第二温度；

控制器，连接所述喷嘴、所述加热结构和所述冷却结构，用于控制所述喷嘴向掩模版表面交替喷射具有所述第一温度的所述第一吹扫气体和具有所述第二温度的所述第二吹扫气体，所述掩模版的表面具有污染物颗粒，所述污染物颗粒的热膨胀系数与所述掩模版的热膨胀系数不同。

在一些实施例中，还包括：

气源，用于存储吹扫气体；

所述加热结构连接所述气源，用于将所述气源输出的所述吹扫气体加热至所述第一温度，并以加热后的所述吹扫气体作为所述第一吹扫气体；

所述冷却结构连接所述气源，用于将所述气源输出的所述吹扫气体冷却至所述第二温度，并以冷却后的所述吹扫气体作为所述第二吹扫气体。

在一些实施例中，所述加热结构包括：

加热腔室，用于容纳来自于所述气源的所述吹扫气体；

加热器，位于所述加热腔室内，所述加热器包括环绕所述加热腔室的内壁分布的电阻丝，所述电阻丝用于对所述吹扫气体进行加热处理。

在一些实施例中，所述冷却结构包括：

冷却腔室，用于容纳来自于所述气源的所述吹扫气体；

冷却器，位于所述冷却腔室内，所述冷却器包括环绕所述冷却腔室的内壁分布的冷却管道，所述冷却管道用于传输冷却介质，所述冷却介质用于对所述吹扫气体进行冷却处理。

在一些实施例中，还包括：

第一过滤器，所述第一过滤器的输入端连接所述加热结构、所述第一过滤器的输出端连接所述喷嘴，所述第一过滤器用于对所述第一吹扫气体进行过滤处理；

第二过滤器，所述第二过滤器的输入端连接所述冷却结构、所述第二过滤器的输出端连接所述喷嘴，所述第二过滤器用于对所述第二吹扫气体进行过滤处理。

在一些实施例中，所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值为10℃~80℃。

本发明提供的掩模版上污染物的去除方法及吹扫装置，通过交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫，且所述第一温度高于所述第二温度，所述掩模版的热膨胀系数与所述掩模版上的污染物颗粒的热膨胀系数不同，因此，所述污染物颗粒不仅受到来自于所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体的吹扫作用力，还受到因污染物颗粒本身和黏附表面（即所述掩模版表面）热胀冷缩形变量的不同产生的作用力，从而降低所述污染物颗粒与掩模版之间的附着力，提高了所述污染物颗粒的去除效果。并且，本发明无需使用高压吹扫气体进行吹扫，从而避免吹扫过程了对掩模版及掩模版上的保护膜造成损伤。

附图说明

附图1是本发明具体实施方式中掩模版上污染物的去除方法流程图；

附图2是本发明具体实施方式中掩模版的结构示意图；

附图3是本发明具体实施方式中掩模版上的污染物颗粒在吹扫过程中因污染物本身和黏附表面不同热胀冷缩形变量产生作用力的示意图；

附图4是本发明具体实施方式中吹扫装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的掩模版上污染物的去除方法及吹扫装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种掩模版上污染物的去除方法，附图1是本发明具体实施方式中掩模版上污染物的去除方法流程图，附图2是本发明具体实施方式中掩模版的结构示意图。如图1和图2所示，所述掩模版上污染物的去除方法，包括如下步骤：

步骤S11，提供待清洁的掩模版20，所述掩模版20的表面具有污染物颗粒22，所述污染物颗粒22的热膨胀系数与所述掩模版20的热膨胀系数不同；

步骤S12，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫，所述第一温度高于所述第二温度，去除所述掩模版20上的所述污染物颗粒22。

举例来说，如图2所示，所述掩模版20上具有形成有掩模图案的有效图形区域，所述掩模版20上方还具有覆盖所述有效图形区域的保护膜21。所述掩模版20在制造和使用过程中，外界环境中的污染物可能掉落在所述掩模版20表面和所述掩模版20上的所述保护膜21表面。所述掩模版20的材料为玻璃、金属氧化物（例如二氧化硅、氧化铬）或者氮化物（例如氮化硅）等介质材料。在一示例中，所述污染物颗粒22的材料为金属、高分子化合物、人体皮屑、各种无机化合物中的任一种或者两种以上的组合。所述污染物颗粒22的热膨胀系数与所述掩模版20的热膨胀系数不同是指，所述污染物颗粒22的热膨胀系数大于或者小于所述掩模版20的热膨胀系数。在一示例中，所述污染物颗粒22的热膨胀系数与所述保护膜21的热膨胀系数也不同，即所述污染物颗粒22的热膨胀系数大于或者小于所述保护膜21的热膨胀系数。

附图3是本发明具体实施方式中掩模版上的污染物颗粒在吹扫过程中因污染物本身和黏附表面不同热胀冷缩形变量产生作用力的示意图。图3中的（a）示出了所述污染物颗粒22在受到所述第一温度的所述第一吹扫气体吹扫时沿箭头所示方向相对于黏附的表面（即所述掩模版20的表面）膨胀的示意图，图3中的（b）示出了所述污染物颗粒22在受到所述第二温度的所述第二吹扫气体吹扫时沿箭头所示方向相对于黏附的表面（即所述掩模版20的表面）收缩的示意图。在交替采用具有所述第一温度的第一吹扫气体和具有所述第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫时，由于所述掩模版20的热膨胀系数与所述掩模版20上的所述污染物颗粒22的热膨胀系数不同，使得所述污染物颗粒22的膨胀速率、膨胀形变量与所述掩模版20的膨胀速率、膨胀形变量均不同，且所述污染无颗粒22的收缩速率、收缩形变量与所述掩模版20的收缩速率、收缩形变量也均不同，从而使得所述污染物颗粒22产生的形变与所述掩模版20产生的形变不同，进而降低了所述污染物颗粒22与所述掩模版20之间的附着力，提高了所述污染物颗粒的去除效果。而且，本具体实施方式在去除所述污染物颗粒时，无需使用高压吹扫气体进行吹扫，从而避免了对掩模版及掩模版上的保护膜造成损伤。

在一些实施例中，所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值为10℃~80℃，从而既能确保有效去除所述掩模版20表面的所述污染物颗粒22，也能避免因所述第一温度和所述第二温度之间的温度差值过大而对所述掩模版20造成损伤。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫；

判断所述掩模版20上的所述污染物颗粒22是否全部去除，若否，则增大所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值，并采用增大温度差值后的所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体交替对所述掩模版20的表面进行气体吹扫。

具体来说，可采用光学的方法用设备扫描或人工目检的方式判断所述掩模版20上的所述污染物颗粒22是否全部去除。当确认所述掩模版20上的所述污染物颗粒22未全部去除（即所述掩模版20上还残留有所述污染物颗粒22）时，则调整所述第一温度的具体数值、调整所述第二温度的具体数值或者同时调整所述第一温度的具体数值和所述第二温度的具体数值，以实现对所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值的增大，从而能够更加充分的去除所述掩模版20上的所述污染物颗粒22，以提高所述污染物颗粒22的去除效率，且能够更好的避免对所述掩模版20和所述保护膜21造成损伤。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

设定依次增大的多个预设温度差值；

执行至少一次如下循环步骤，直至所述掩模版上的所述污染物颗粒全部去除；

所述循环步骤包括：

选择一个所述预设温度差值作为当前温度差值；

采用具有所述当前温度差值的所述第一温度的所述第一吹扫气体和所述第二温度的所述第二吹扫气体交替对所述掩模版20的表面进行气体吹扫；

判断所述掩模版20上的所述污染物颗粒22是否全部去除，若否，则以与当前温度差值相邻的下一个预设温度差值作为下一次循环步骤的当前预设温度差值。

举例来说，可以预先设置多个预设温度差值，且多个所述预设温度差值沿从小到大的顺序依次排列。在一示例中，每个所述预设温度差值与一个或者多个温度组对应，每个所述温度组包括一个第一温度和一个第二温度，且所述温度组内的所述第一温度和所述第二温度之间的差值为与该温度组对应的所述预设温度差值。在对所述掩模版20表面进行气体吹扫时，先进行第一次循环步骤：选择多个所述预设温度差值中的一个预设温度差值作为当前温度差值，采用与所述当前温度差值对应的一个所述温度组中的所述第一温度的所述第一吹扫气体和所述第二温度的所述第二吹扫气体交替对所述掩模版20的表面进行气体吹扫；在确认所述掩模版20上的所述污染物颗粒22没有被全部去除时，则选择比所述当前预设温度差值高且与所述当前预设温度差值相邻的下一个预设温度差值作为第二次循环步骤的当前预设温度差值。接着，进行第二次循环步骤，如此往复，直至所述掩模版20上的所述污染物颗粒22被全部去除。本具体实施方式中所述的多个是指两个以上。

在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

采用具有所述第一温度的所述第一吹扫气体对所述掩膜版20的表面进行气体吹扫，并持续第一预设时间；

采用具有所述第二温度的所述第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫，并持续第二预设时间，所述第一预设时间和所述第二预设时间均大于3秒。

在一示例中，所述第一预设时间与所述第二预设时间可以相同，也可以不同。所述第一预设时间的大小、所述第二预设时间的大小以及所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体交替吹扫的次数可以根据所述掩模版20上的所述污染物颗粒22的尺寸大小、所述污染物颗粒22的数量、所述污染物颗粒22去除的难易程度进行设置。举例来说，所述掩模版20上的所述污染物颗粒22的尺寸越大、所述污染物颗粒22的数量越多、或者所述污染物颗粒22越难去除，则所述第一预设时间越大、所述第二预设时间越大且所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体交替吹扫的次数越多。

在一些实施例中，所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体的组成相同，以进一步降低所述污染物颗粒的去除成本。在一示例中，所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体均为惰性气体、氮气或者洁净干燥的空气（Clean Dry Air，CDA）。本具体实施方式中的惰性气体是指元素周期表中第Ⅷ族的元素构成的气体。

为了进一步简化所述掩模版上的所述污染物颗粒的去除操作，在一些实施例中，交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版20的表面进行气体吹扫的具体步骤包括：

提供用于存储吹扫气体的气源；

加热所述气源输出的气体至所述第一温度，以加热后的所述吹扫气体作为所述第一吹扫气体并喷射至所述掩模版20表面；

冷却所述气源输出的气体至所述第二温度，以冷却后的所述吹扫气体作为所述第二吹扫气体并喷射至所述掩模版20表面。

本具体实施方式还提供了一种吹扫装置，附图4是本发明具体实施方式中吹扫装置的结构框图。本具体实施方式提供的吹扫装置可以采用如图1-图3所示的掩模版上污染物的去除方法去除掩模版上的污染物。如图1-图4所示，所述吹扫装置，包括：

喷嘴40；

加热结构41，连接所述喷嘴40，用于向所述喷嘴40传输具有第一温度的第一吹扫气体；

冷却结构42，连接所述喷嘴40，用于向所述喷嘴40传输具有第二温度的第二吹扫气体，所述第一温度高于第二温度；

控制器43，连接所述喷嘴40、所述加热结构41和所述冷却结构42，用于控制所述喷嘴40向掩模版20表面交替喷射具有所述第一温度的所述第一吹扫气体和具有所述第二温度的所述第二吹扫气体，所述掩模版20的表面具有污染物颗粒22，所述污染物颗粒22的热膨胀系数与所述掩模版20的热膨胀系数不同。

在一些实施例中，所述吹扫装置还包括：

气源51，用于存储吹扫气体；

所述加热结构41连接所述气源51，用于将所述气源51输出的所述吹扫气体加热至所述第一温度，并以加热后的所述吹扫气体作为所述第一吹扫气体；

所述冷却结构42连接所述气源51，用于将所述气源51输出的所述吹扫气体冷却至所述第二温度，并以冷却后的所述吹扫气体作为所述第二吹扫气体。

举例来说，如图4所示，所述吹扫装置还包括第一管道50、第二管道48、第三管道49、第四管道46、第五管道47和第六管道45。所述第一管道50的输入端与所述气源51的输出端连接，所述第一管道50的输出端与所述第二管道48的输入端和所述第三管道49的输入端均连接。所述第二管道48的输出端与所述加热结构41的输入端连接，所述第三管道49的输出端与所述冷却结构42的输入端连接。所述第四管道46的输入端与所述加热结构41的输出端连接、所述第四管道46的输出端与所述第六管道45的输入端连接，所述第五管道47的输入端与所述冷却结构42的输出端连接、所述第五管道47的输出端与所述第六管道45的输入端连接，所述第六管道45的输出端与所述喷嘴40连接。在一示例中，所述控制器43设置于所述第六管道45中，以简化所述吹扫装置的电路结构以及简化所述吹扫装置的控制操作。

所述控制器43控制所述喷嘴40向掩模版20表面交替喷射具有所述第一温度的所述第一吹扫气体和具有所述第二温度的所述第二吹扫气体的具体操作包括：步骤一、控制所述第二管道48与所述第一管道50连通、所述第四管道46与所述第六管道45连通，且控制所述第三管道49与所述第一管道50隔断（即不连通）、所述第五管道47与所述第六管道45隔断，使得所述气源51中存储的所述吹扫气体经所述第一管道50和所述第二管道48传输至所述加热结构41加热，以形成具有所述第一温度的所述第一吹扫气体，且所述第一吹扫气体经所述第四管道46和所述第六管道45之后从所述喷嘴40喷出；步骤二、控制所述第二管道48与所述第一管道50隔断、所述第四管道46与所述第六管道45隔断，且控制所述第三管道49与所述第一管道50连通、所述第五管道47与所述第六管道45连通，使得所述气源51中存储的所述吹扫气体经所述第一管道50和所述第三管道49传输至所述冷却结构42降温冷却，以形成具有所述第二温度的所述第二吹扫气体，且所述第二吹扫气体经所述第五管道47和所述第六管道45之后从所述喷嘴40喷出。所述控制器43交替执行所述步骤一和所述步骤二以实现所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体交替自所述喷嘴40喷出。

在一些实施例中，所述加热结构41包括：

加热腔室，用于容纳来自于所述气源51的所述吹扫气体；

加热器，位于所述加热腔室内，所述加热器包括环绕所述加热腔室的内壁分布的电阻丝，所述电阻丝用于对所述吹扫气体进行加热处理，以提高所述吹扫气体加热的均匀性。

在另一些实施例中，所述加热结构41中的加热器可以为光源辐射加热等其他能够加热所述吹扫气体的加热结构。

在一些实施例中，所述冷却结构42包括：

冷却腔室，用于容纳来自于所述气源的所述吹扫气体；

冷却器，位于所述冷却腔室内，所述冷却器包括环绕所述冷却腔室的内壁分布的冷却管道，所述冷却管道用于传输冷却介质，所述冷却介质用于对所述吹扫气体进行冷却处理，以提高所述吹扫气体降温冷却的均匀性。

在另一些实施例中，所述冷却器也可以为其他能够降低所述吹扫气体温度的结构。

为了提高自所述喷嘴40喷出的所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体的洁净度，避免对所述掩模版20造成二次污染，且进一步简化所述吹扫装置的结构，在一些实施例中，所述吹扫装置还包括过滤器，所述过滤器位于所述第六管道45中。

在另一些实施例中，所述吹扫装置还包括：

第一过滤器441，所述第一过滤器441的输入端连接所述加热结构41、所述第一过滤器441的输出端连接所述喷嘴40，所述第一过滤器441用于对所述第一吹扫气体进行过滤处理；

第二过滤器442，所述第二过滤器442的输入端连接所述冷却结构42、所述第二过滤器442的输出端连接所述喷嘴40，所述第二过滤器442用于对所述第二吹扫气体进行过滤处理。

具体来说，通过分别用于过滤所述第一吹扫气体的所述第一过滤器441和用于过滤所述第二吹扫气体的所述第二过滤器442，不仅能够减少所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体中的杂质对所述掩模版20造成二次污染，而且能够避免过滤器的余温对吹扫气体温度的影响，从而进一步确保污染物颗粒的去除效果。在一示例中，所述第一过滤器441可以设置在所述第四管道46中，所述第二过滤器442可以设置在所述第五管道47中。

在一些实施例中，所述第一温度与所述第二温度之间的温度差值为10℃~80℃，从而既能确保有效去除所述掩模版20表面的所述污染物颗粒22，也能避免因所述第一温度和所述第二温度之间的温度差值过大而对所述掩模版20造成损伤。

本具体实施方式提供的掩模版上污染物的去除方法及吹扫装置，通过交替采用具有第一温度的第一吹扫气体和具有第二温度的第二吹扫气体对所述掩模版的表面进行气体吹扫，且所述第一温度高于所述第二温度，所述掩模版的热膨胀系数与所述掩模版上的污染物颗粒的热膨胀系数不同，因此，所述污染物颗粒不仅受到来自于所述第一吹扫气体和所述第二吹扫气体的吹扫作用力，还受到因污染物颗粒本身和黏附表面（即所述掩模版表面）热胀冷缩形变量的不同产生的作用力，从而降低所述污染物颗粒与掩模版之间的附着力，提高了所述污染物颗粒的去除效果。并且，本具体实施方式无需使用高压吹扫气体进行吹扫，从而避免吹扫过程了对掩模版及掩模版上的保护膜造成损伤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。