光罩传送装置及曝光系统的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及光罩传送装置及曝光系统。


背景技术：

2.动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)等半导体器件的制造工艺中，光刻是至关重要的步骤。在光刻工艺中，光罩的洁净度是确保光刻质量的重要因素。
3.传统技术中，通常由集成掩模检测系统(integrated reticle inspection system，iris)对光罩表面是否存在颗粒物进行检测。然而，由集成掩模检测系统对光罩表面是否存在颗粒物进行检测，难以判断光罩表面的颗粒物的来源。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统技术中难以判断光罩表面的颗粒物的来源的问题，提供一种光罩传送装置及曝光系统。
5.一种光罩传送装置，用于在不同部件之间进行光罩转移，包括：
6.承载部，用于承载所述光罩；
7.光源，设置于所述承载部用于承载所述光罩的一侧，以向所述光罩发出照射光，所述照射光照射于所述光罩时形成反射光；
8.光检测器，用于获取所述反射光，并根据所述反射光生成光检测信号；
9.控制器，与所述光检测器电连接，用于根据所述光检测信号判断所述光罩表面是否存在颗粒物。
10.在其中一个实施例中，所述承载部具有用于承载所述光罩的第一区域，所述光源在所述承载部上的正投影位于所述第一区域之外。
11.在其中一个实施例中，所述光源在所述承载部上的正投影与所述第一区域的边缘相接。
12.在其中一个实施例中，所述照射光为平行光束。
13.在其中一个实施例中，所述的光罩传送装置，还包括：
14.驱动器，与所述光源连接，用于驱动所述光源，以使所述照射光在所述光罩上形成的光斑沿预设路径移动，所述预设路径覆盖所述光罩。
15.在其中一个实施例中，所述照射光为聚焦光束。
16.在其中一个实施例中，所述的光罩传送装置，还包括：
17.第一光学组件，位于所述照射光的光路上，所述第一光学组件包括反射镜和折射镜的至少一种，以使所述照射光全部照射于所述光罩的表面；
18.第二光学组件，位于所述反射光的光路上，所述第二光学组件包括反射镜和折射镜的至少一种，以使所述反射光汇聚于所述光检测器。
19.在其中一个实施例中，所述的光罩传送装置，还包括：吹扫部，设置于所述承载部用于承载所述光罩的一侧，所述吹扫部与所述控制器电连接，以受所述控制器控制，所述吹
扫部用于在判断所述光罩的表面存在所述颗粒物时对所述光罩进行气体吹扫，去除所述颗粒物。
20.一种曝光系统，包括若干个部件以及若干个如上述任意一个实施例中所述的光罩传送装置，所述光罩传送装置用于在不同部件之间进行光罩转移。
21.在其中一个实施例中，所述的曝光系统，还包括：
22.清洁装置，用于对所述部件进行清洁；
23.主控器，与若干个所述光罩传送装置的所述控制器电连接，所述主控器还与所述清洁装置连接，所述主控器被配置为：当所述控制器判断所述光罩表面存在颗粒物时，控制所述清洁装置对待清洁部件进行清洁；所述待清洁部件指所述光罩表面存在颗粒物时，沿所述光罩的转移路径的最后一个部件。
24.在其中一个实施例中，所述的曝光系统，还包括：光刻机，所述光罩传送装置用于在所述光刻机中进行光罩的转移。
25.在其中一个实施例中，所述的曝光系统，还包括：显示装置，所述显示装置与所述主控器电连接，以当所述控制器判断所述光罩表面存在颗粒物时，所述主控器控制所述显示装置发出警报并显示所述光罩的转移路径。
26.上述光罩传送装置，包括承载部、光源、光检测器及控制器。其中，承载部用于承载光罩。光源用于向光罩发出照射光，并形成反射光。光检测器用于获取反射光并生成光检测信号。控制器用于根据光检测信号判断光照表面是否存在颗粒物。该光罩传送装置，可以根据光检测信号实时判断光罩表面是否存在颗粒物。光罩通过光罩传送装置在不同部件之间进行转移时，若光罩表面出现颗粒物，则可以准确锁定颗粒物的来源部件。该光罩传送装置，可以准确判断光罩表面的颗粒物的来源，从而减少颗粒物来源的排除时间，方便工程人员及时对相关部件进行清洁，提升半导体器件的制造产能。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
29.图2为本技术另一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
30.图3为本技术又一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
31.图4为本技术又一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
32.图5为本技术又一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
33.图6为本技术又一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
34.图7为本技术又一个实施例中光罩传送装置的结构示意图；
35.图8为本技术一个实施例中曝光系统的结构示意图；
36.图9为本技术另一个实施例中曝光系统的结构示意图。
37.附图标号说明：
38.10、光罩传送装置；110、承载部；112、第一区域；120、光源；122、驱动器；130、光检
测器；140、控制器；150、机械部；160、基台；172、第一光学组件；174、第二光学组件；180、吹扫部；20、光罩；30、曝光系统；310、部件；320、清洁装置；330、主控器；340、显示装置。
具体实施方式
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
40.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.在光刻工艺中，需要通过光罩传送装置在曝光系统的不同部件之间进行光罩的转移。本技术提供一种光罩传送装置及曝光系统。该曝光系统包括该光罩传送装置。本技术的光罩传送装置，可以对光罩表面是否存在颗粒污染物进行判断。以此，在使用该光罩传送装置的曝光系统中，当光罩表面产生颗粒物时，可以及时发现颗粒物并准确判断光罩表面的颗粒物的来源，从而减少颗粒物来源的排除时间，方便工程人员及时对相关部件进行清洁，提升半导体器件的制造产能。
43.在本技术的各实施例中，两个器件之间的连接包括固定连接或活动连接。这里的固定连接指两个器件之间通过榫卯、卡扣或固体胶等方式连接，以使连接后的两个器件之间在位置关系上保持相对固定。这里的活动连接指两个器件器件之间通过嵌套或合页等方式连接，以使连接后的两个器件可以在一定范围内产生相对位移。当器件为电学器件时，两个电学器件之间还可以电连接。这里的电连接指两个电学器件之间通过导线连接，以实现电信号的传输。
44.如图1所示，本技术提供一种光罩传送装置10，用于在不同部件之间进行光罩20转移。该光罩传送装置10包括承载部110、光源120、光检测器130和控制器140。
45.具体的，承载部110指光罩传送装置10在不同部件之间进行光罩20的转移时，用于承载光罩20的装置。在此，承载部110可以是一个用于承载光罩20的平板。承载部110可以具有两个相对的表面。相对的两个表面中的一个用于承载光罩20。
46.光源120设置于承载部110用于承载光罩20的一侧，用于向光罩20发出照射光，照射光照射于光罩20时形成反射光。光源120是指可以发出光线的器件。当光罩20放置于承载
部110的一个表面时，光源120可以设于光罩20远离承载部110的一侧，从而使光源120发出的光线可以照射在光罩20远离承载部110的表面。光源120发出的光线照射在光罩20后形成反射。在本技术的各实施例中，为便于描述，将由光源120发出并照射在光罩20表面的光线称为照射光；将照射光照射在光罩20时形成的反射称为反射光。
47.光检测器130用于获取反射光，并根据反射光形成光检测信号。这里的光检测器130可以是光电转换器。光电转换器是指可以将光信号转换为电信号的器件。在此，将光检测器130根据反射光所形成的电信号称为光检测信号。
48.控制器140与光检测器130电连接，用于根据检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。这里的控制器140可以是微控制单元(microcontroller unit，mcu)。控制器140与光检测器130电连接。光检测器130根据反射光形成光检测信号后，可以将光检测信号传递至控制器140。此时，控制器140即可根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。
49.更具体的，本技术的光罩传送装置10的工作流程为：当光罩20放置于承载部110上时，光源120向光罩20发出照射光。照射光照射在光罩20表面时会形成反射光。光检测器130用于获取反射光，并生成光检测信号。光检测器130生成的光检测信号传递至控制器140后，控制器140即可根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。当本技术的光罩传送装置10应用于曝光系统30时，光罩传送装置10可以在两个部件之间进行光罩20的转移。当光罩传送装置10检测到光罩20表面存在颗粒物时，即表明颗粒物来源于光罩传送装置10接收到光罩20的部件。该光罩传送装置10，可以准确判断光罩20表面的颗粒物的来源，从而减少颗粒物来源的排除时间，方便工程人员及时对相关部件进行清洁，提升半导体器件的制造产能。
50.在一个实施例中，控制器140根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物，可以是：控制器140根据光检测信号得到反射光的实际强度，并根据反射光的实际强度判断光罩20表面是否存在颗粒物。
51.具体的，当光罩20表面存在颗粒物时，若照射光照射在颗粒物上，颗粒物必然会影响反射光的强度。控制器140内可以预设有反射光的标准强度。当光检测器130获取反射光并生成光检测信号后，将光检测信号传递至控制器140。此时，控制器140可以根据光检测信号得到反射光的实际强度。若反射光的实际与反射光的标准强度不一样，则表明光罩20表面存在颗粒物。
52.在另一个实施例中，本技术的光罩传送装置10，还可以包括向光源120供电的电源以及电连接于电源与光源120之间的开关器件。开关器件电连接于电源与光源120之间，用于控制电源与光源120之间的电路通断。开关器件可以与控制器140电连接，从而使控制器140控制开关器件的闭合或断开。
53.在本实施例中，控制器140根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物，还可以是：控制器140根据光检测信号得到照射光及反射光的传播时长，并根据传播时长判断光罩20表面是否存在颗粒物。
54.具体的，当光罩20表面存在颗粒物时，若照射光照射在颗粒物上，颗粒物必然会影响照射光和反射光的传播路径，也影响照射光和反射光的传播时长。控制器140内可以预设有光线传播的标准时长。当光检测器130获取反射光并生成光检测信号后，将光检测信号传递至控制器140。此时，控制器140可以根据光检测信号得到光线传播的实际时长。在此，光
线传播的实际时长可以是：从控制器140控制开关器件闭合开始，至光检测器130检测到的反射光的光强稳定，之间的时间差值。若光线传播的实际时长与光线传播的标准时长不同时，则表明光罩20表面存在颗粒物。
55.上述描述仅从两个可能的实施例对本技术的光罩传送装置10的工作原理进行描述。在实际应用中，本技术的光罩传送装置10，其控制器140还可以以其它方式根据光检测信号判断光罩20表面存在颗粒物。本技术的发明构思在于：使光罩传送装置10可以根据光检测信号实时判断光罩20表面是否存在颗粒物，从而准确锁定颗粒物的来源部件。因此，凡是不超出本技术的发明构思的实施例都应理解为在本技术的保护范围之内。
56.在一个实施例中，如图2所示，本技术的光罩传送装置10，还包括机械部150。
57.具体的，机械部150和承载部110可以构成机械手臂。机械部150一端的端部可以固定于基台160上，机械部150另一端的端部可以与承载部110连接。当承载部110承载光罩20后，机械部150可以按照预先设定的路径进行伸缩或/和旋转，从而在不同部件之间进行光罩20的转移。在本实施例中，如图2所示，光源120可以与光罩传送装置10的机械部150连接，从而使光源120位于光罩20远离承载部110的一侧。
58.在一个实施例中，如图3所示，承载部110具有用于承载光罩20的第一区域112。光源120在承载部110上的正投影位于第一区域112之外。
59.具体的，承载部110可以具有用于承载光罩20的第一区域112。当光罩20放置于承载部110上时，光罩20可以位于第一区域112内。在本实施例中，第一区域112的边界大小可以与光罩20的边界大小相同，以使光罩20放置于承载部110上时，恰好位于第一区域112内。第一区域112的边界大小也可以略大于光罩20的边界大小。承载部110可以是水平设置的。光源120在承载部110上的正投影指沿重力方向，光源120在承载部110上的投影。或者也可以说，光源120在承载部110上的正投影指沿垂直于承载部110所在平面的方向，光源120在承载部110上的投影。
60.在本实施例中，光源120在承载部110上的投影可以位于第一区域112之外。即光源120在承载部110上的投影位于第一区域112的一侧。以此，即可使光源120发出的照射光可以照射至光罩20表面的任一区域，且照射光所形成的反射光位于照射光的同侧。该实施例中，照射光可以照射至光罩20表面的任一区域，可以提高本技术的光罩传送装置10对颗粒物的检测能力；所形成的反射光位于照射光的同侧，可以便于光检测器130对反射光的获取。
61.进一步的，第一区域112的边界大小与光罩20的边界大小相同。光源120在承载部110上的正投影与第一区域112的边缘相接。
62.具体的，第一区域112的边界大小与光罩20的边界大小相同，即指光罩20承载于承载部110上时，光罩20恰位于第一区域112内。此时，光源120在承载部110上的正投影与第一区域112的边缘相接，即光源120在承载部110上的正投影与光罩20在承载部110上的正投影相邻接。光源120在承载部110上的正投影与光罩20在承载部110上的正投影相邻接，即可在保证照射光能够照射至光罩20表面的任一区域的前提下，避免照射光照射在光罩20以外的区域，从而影响控制器140根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。
63.在一个实施例中，如图4所示，照射光可以为平行光束。
64.具体的，照射光可以为平行光束。平行光束也叫方向光，是指随着光线的传播不会
出现扩散的光束。在此，当照射光为平行光束时，光源120可以是探照灯或激光发射器等。
65.进一步的，当照射光为平行光束时，光罩传送装置10还可以包括驱动器122。驱动器122可以与光源120连接，用于驱动光源120，从而使照射光在光罩20上形成的光斑沿预设路径移动。这里的预设路径覆盖光罩20。
66.具体的，当照射光为平行光束时，受限于照射光的直径大小，照射光在光罩20上形成的光斑很难完全覆盖光罩20。由此，可以设置一个与光源120连接，用于驱动光源120的驱动器122。驱动器122可以驱动光源120移动或/和转动，从而使照射光在光罩20上形成的光斑沿某一预设路径移动。该预设路径覆盖光罩20，从而使平行光束的照射光也可以实现对整个光罩20的检测，从而检测光罩20表面是否存在颗粒物。
67.更进一步的，驱动器122可以与控制器140连接，从而使控制器140可以控制驱动器122工作。控制器140内可以预设有控制程序。控制器140工作时，可以根据预设的控制程序控制驱动器122，从而使驱动器122驱动光源120移动或/和转动。
68.在另一个实施例中，如图5所示，当光源120所发出的照射光为平行光束时，本技术的光罩传送装置10，也可以包括两个以上的光源120。两个或两个以上的光源120所发出的照射光在光罩20表面形成一个重叠的光斑。光罩传送装置10可以包括第一光学组件172和第二光学组件174。
69.具体的，当光源120所发出的照射光为平行光束，且光罩传送装置10包括两个以上的光源120时，若两个以上的光源120在光罩20上形成两个以上的光斑，则可能影响控制器140根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。由此，两个以上的光源120需要在光罩20表面形成一个重叠的光斑，且两个光源120的照射光所形成的反射光都被光检测器130所获取。
70.在本实施例中，光罩传送装置10可以具有第一光学组件172和第二光学组件174。第一光学组件172位于照射光的光路上，可以包括反射镜和折射镜的至少一种。第一光学组件172用于改变照射光的光路，从而使两个以上的光源120在光罩20表面形成一个重叠的光斑。第二光学组件174位于反射光的光路上，可以包括反射镜和折射镜的至少一种。第二光学组件174用于改变反射光的光路，从而使光源120的照射光所形成的反射光都被光检测器130所获取。
71.在一个实施例中，如图6所示，照射光可以为聚焦光束。
72.具体的，照射光可以为聚焦光束。聚焦光束是指随着光线的传播会出现扩散的光束。在此，当照射光为聚焦光束时，光源120可以是灯泡等。
73.进一步的，当照射光为聚焦光束时，本技术的光罩传送装置10还可以包括第一光学组件172和第二光学组件174。
74.具体的，当照射光为聚焦光束时，照射光在覆盖光罩20的同时，还有可能照射至光罩20以外的地方。若照射光照射至光罩20以外的区域，则可能影响控制器140根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。由此，在本实施例中，光罩传送装置10可以具有第一光学组件172和第二光学组件174。第一光学组件172位于照射光的光路上，可以包括反射镜和折射镜的至少一种。第一光学组件172用于改变照射光的光路，从而使光源120发出的照射光完全照射于光罩20的表面，且完全覆盖光罩20的表面。第二光学组件174位于反射光的光路上，可以包括反射镜和折射镜的至少一种。第二光学组件174用于改变反射光的光路，从
而使光源120的照射光所形成的反射光都被光检测器130所获取。即第二光学组件174用于使反射光汇聚于光检测器130。
75.在一个实施例中，如图7所示，本技术的光罩传送装置10，还可以包括吹扫部180。吹扫部180可以设置于承载部110用于承载光罩20的一侧。吹扫部180可以与控制器140电连接，从而受控制器140控制。
76.具体的，吹扫部180位于光罩20远离吹扫部180的一侧，即位于承载部110用于承载光罩20的一侧。当吹扫部180工作时，可以对光罩20远离承载部110的表面进行气体吹扫，从而去除光罩20表面的颗粒物。吹扫部180也可以与光罩传送装置10的机械部150连接。吹扫部180可以与控制器140电连接，以当控制器140判断光罩20表面存在颗粒物时，控制吹扫部180工作。
77.在一个实施例中，本技术的光罩传送装置10，其任意两个电子器件之间的电连接均通过导线实现。即两个电子器件之间可以通过导线连接，以使两个电子器件之间进行电信号的传输。两个电子器件之间连接的导线的直径可以小于等于2毫米，从而提升光罩传送装置10的集成度。
78.在一个实施例中，如图8所示，本技术还提供一种曝光系统30，包括若干个部件310及若干个如上述任意一个实施例所述的光罩传送装置10。该光罩传送装置10用于在不同部件310之间进行光罩20的转移。
79.具体的，曝光系统30可以包括若干个部件310。这里的若干个可以是两个以上的整数。这里的部件310是指曝光系统30中除光罩传送装置10外，可以与光罩20接触或放置光罩20的装置。例如部件310可以光罩20从外部进入光刻机内部的装载口部件、用于暂存光罩20的暂存部件、用于检测颗粒物的iris(integrated reticle inspection system，集成掩模检测系统)和用于光罩20曝光的光罩承载盘部件等。
80.曝光系统30还包括若干个光罩传送装置10。这里的若干个指一个或以上的整数。在曝光系统30中，光罩传送装置10的数量与部件310的数量可以相同也可以不同。光罩传送装置10用于在不同部件310之间进行光罩20的转移。该光罩传送装置10可以包括：承载部110，用于承载光罩20；光源120，设置于承载部110用于承载光罩20的一侧，以向光罩20发出照射光，照射光照射于光罩20时形成反射光；光检测器130，用于获取反射光，并根据反射光生成光检测信号；控制器140，与光检测器130电连接，用于根据光检测信号判断光罩20表面是否存在颗粒物。
81.在一个实施例中，如图9所示，本技术的曝光系统30，还包括清洁装置320和主控器330。
82.具体的，清洁装置320用于对部件310进行清洁。这里的清洁装置320可以是用于部件310进行吹扫的气体清洁装置320。在此，清洁装置320的数量可以与部件310的数量相同，从而使每个部件310都具有一个用于清洁该部件310的清洁装置320。
83.主控器330与若干个光罩传送装置10的控制器140电连接，从而当控制器140判断光罩20表面存在颗粒物时，将该判断结果传递至主控器330。主控器330还可以与清洁装置320连接，从而控制清洁装置320工作。
84.在本实施例中，主控器330被配置为：当控制器140判断光罩20表面存在颗粒物时，控制清洁装置320对待清洁部件310进行清洁。这里的待清洁部件310指光罩20表面存在颗
粒物时，沿光罩20的转移路径的最后一个部件310。换句话说，当光罩20需要从a部件转移动b部件，再从b部件转移到c部件时，若从b部件转移到c部件的过程中，控制器140判断光罩20表面存在颗粒物，则b部件就是待清洁部件310。此时，主控器330可以根据控制器140的判断结果，控制清洁装置320工作，对b部件进行清洁。
85.需要注意的是，在曝光系统30工作过程中，光罩20的转移过程通常包括装载过程和卸载过程。装载过程是指光罩20从装载口部件310转移至光罩承载盘部件310的过程；卸载过程是装载过程的逆过程。因此，在光罩20的不同转移过程中，若同一光罩传送装置10检测到光罩20表面存在颗粒物，待清洁部件310也是不同的。
86.在一个实施例中，本技术的曝光系统30可以包括光刻机。光罩传送装置10用于在光刻机内进行光罩20的转移。
87.在一个实施例中，仍然如图9所示，本技术的曝光系统30还可以包括显示装置340。
88.具体的，显示装置340可以与主控器330电连接。当控制器140判断光罩20表面存在颗粒物时，控制器140可以将该判断结果传递至主控器330。主控器330获取该判断结果时，可以控制显示装置340发出警报，并通过显示装置340显示光罩20的转移路径，工程人员可以通过所述转移路径快速判断出颗粒物的来源，及时对相关部件进行清洁，提升半导体器件的制造产能。
89.上述曝光系统30，包括若干个部件310和上述实施例中光罩传送装置10。光罩20通过光罩传送装置10在不同部件310之间进行转移时，若光罩20表面出现颗粒物，则可以准确锁定颗粒物的来源部件310。该光罩传送装置10，可以准确判断光罩20表面的颗粒物的来源部件310，从而减少颗粒物来源的排除时间，方便工程人员及时对相关部件进行清洁，提升半导体器件的制造产能。
90.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。