在旋涂装置中清洁的基板材料的底面和/或边缘的最佳暴露的制作方法

优先权声明

本申请是2018年7月9日提交的名称为“使用ebr喷嘴来去除具有背面边缘珠状物的半导体晶片的光刻胶涂层的方法及系统(methodandsystemforphotoresistcoatingofasemiconductorwaferwithbacksideedgebeadremovalusinganebrnozzle)”的美国临时专利申请no.62/695,826的美国实用转换发明申请(u.s.utilityconversionpatentapplication)。前述申请的全部内容通过引用并入本文。

本公开总体涉及一种旋涂装置，更具体地，涉及一种用于在旋涂装置中进行清洁的基板材料(substratematerial)的底面和/或其边缘的最佳暴露。

背景技术：

基板材料(例如，半导体晶片)可以在其顶面上涂覆有成膜物质(例如，光刻胶材料)，并且放置在旋涂装置(spincoatingdevice)的旋转卡盘上。旋转卡盘与基板材料一起旋转，可以将成膜物质均匀地分配在基板材料的顶面上。然而，所述旋转也可能引起一些成膜物质在基板材料的边缘处的堆积物；这种溢流物可能延伸到基板材料的底面。

对边缘堆积物和溢流物的清洁可以包括使用单独的分配臂或类似元件来清洁基板材料的底面和/或其边缘。该过程可能导致对涂覆的基板材料的化学/颗粒污染。

技术实现要素：

公开了用于在旋涂装置中进行清洁的基板材料的底面和/或其边缘的最佳暴露的方法、装置和/或系统。

在一个方面，一种旋涂装置，包括：基底板；旋转卡盘，基板材料配置成放置在所述旋转卡盘上；以及执行机构(actuatormechanism)，所述执行机构配置成使基底板与旋转卡盘接合，使得基底板配置成与旋转卡盘一起同步旋转。基板材料包括顶面和底面，并且顶面是配置成涂覆有成膜物质的表面。清洁机构位于基底板的下方，并且在基底板与旋转卡盘接合的状态下未最佳暴露于基板材料的底面及其边缘。

盖部配置成在基底板与旋转卡盘一起同步旋转的过程中与基底板同步共同旋转，响应于盖部与基底板脱离，执行机构进一步配置成使基底板与旋转卡盘脱离，以使旋转卡盘相对基底板自由。基底板与旋转卡盘的脱离配置成，降低基底板，使得基于清洁机构经由基底板的露出，清洁机构最佳暴露于基板材料的底面及其边缘。

另一方面，一种方法，包括：使清洁机构位于旋涂装置的基底板的下方，并且使清洁机构在旋涂装置的基底板与旋转卡盘接合的状态下未最佳暴露于基板材料的底面及其边缘。旋转卡盘配置成在其上放置的包括顶面和底面的基板材料。顶面是配置成涂覆有成膜物质的表面。基底板配置成在接合的状态下与具有涂覆的基板材料的旋转卡盘一起同步旋转。

旋涂装置的盖部配置成在基底板与旋转卡盘一起同步旋转的过程中与基底板同步共同旋转，响应于盖部与基底板脱离，所述方法还包括：使基底板与旋转卡盘脱离，以使旋转卡盘相对基底板自由；以及根据基底板与旋转卡盘的脱离而降低基底板，使得基于清洁机构经由基底板的露出，清洁机构最佳暴露于基板材料的底面及其边缘。进一步，所述方法包括基于该最佳暴露而利用该清洁机构清洁基板材料的底面和/或其边缘。

又一个方面，一种非暂时性介质，所述非暂时性介质可通过数据处理装置读取并且包括可通过数据处理装置执行的嵌入其中的指令，所述非暂时性介质包括用于控制旋涂装置的指令。控制指令包括使清洁机构位于旋涂装置的基底板的下方并且使清洁机构在旋涂装置的基底板与旋转卡盘接合的状态下未最佳暴露于基板材料的底面及其边缘的指令。旋转卡盘配置成具有放置在其上的包括顶面和底面的基板材料，并且顶面是配置成涂覆有成膜物质的表面。

基底板配置成在接合的状态下与涂覆的基板材料的旋转卡盘一起同步旋转。旋涂装置的盖部配置成在基底板与旋转卡盘一起同步旋转的过程中与基底板同步共同旋转，响应于盖部与基底板脱离，控制指令还包括：使基底板与旋转卡盘脱离以使旋转卡盘相对基底板自由的指令；以及根据基底板与旋转卡盘的脱离而降低基底板，使得基于清洁机构经由基底板的露出而清洁机构最佳暴露于基板材料的底面及其边缘的指令。

此外，控制指令包括基于最佳暴露而触发利用清洁机构清洁基板材料的底面和/或其边缘的指令。

根据附图和以下的详细描述，其他特征将显而易见。

附图说明

本发明的实施例通过示例的方式示出，并且不限于附图的图中，其中相同的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是根据一个或多个实施例的光刻胶涂覆系统(photoresistcoatingsystem)的示意图。

图2是根据一个或多个实施例的、配置成放置在图1的光刻胶涂覆系统的光刻胶涂覆装置的旋转卡盘上的半导体晶片的示意图。

图3是根据一个或多个实施例的、将盖部降低以与光刻胶涂覆装置的基底板接合的图1的光刻胶涂覆装置的示意性主视图。

图4是根据一个或多个实施例的、图1的光刻胶涂覆装置的旋转卡盘上的键槽的示意图。

图5是根据一个或多个实施例的、盖部与图1的光刻胶涂覆装置的基底板脱离的示意性主视图。

图6是根据一个或多个实施例的、由图3和图5所示的操作的具体综述的示意图。

图7是根据一个或多个实施例的、详细说明能够在旋涂装置中清洁基板材料的底面和/或其边缘所涉及的操作的工艺流程图。

根据附图和以下详细描述，本实施例的其他特征将显而易见。

具体实施方式

如下所述，示例性实施例可以用于提供用于在旋涂装置中进行清洁的基板材料的底面和/或其边缘的最佳暴露的方法、装置和/或系统。尽管已经参照具体示例性实施例描述了本发明的实施例，但是显而易见的是，在不脱离各实施例的更广泛的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变更。

图1示出了根据一个或多个实施例的光刻胶涂覆系统100。如所示的，在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆系统100可以使光刻胶(例如，光敏材料)能够涂覆在表面上(例如，半导体晶片的基板上)；所述光刻胶可以使图像能够转移到该表面上。光刻胶是本领域技术人员所熟知的。为了方便和清楚起见，略过了与光刻胶相关的详细论述。

在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆系统100可以包括光刻胶涂覆装置102，光刻胶涂覆装置102配置成通过旋涂工艺使上述的表面涂覆有光刻胶。而在一个或多个实施例中，作为光刻胶涂覆系统100的一部分的光刻胶涂覆装置102可以被机械地、电子地和/或电气地控制时，光刻胶涂覆装置102的至少一些控制可以通过与其以通信方式耦接的数据处理装置104来完成，如图1所示。在这些实施例中，数据处理装置104可以包括与存储器154(例如，易失性存储器和/或非易失性存储器)以通信方式耦接的处理器152(例如，微处理器)；存储器154可以包括可通过处理器152寻址的存储位置；这里，处理器152可以执行与光刻胶涂覆装置102的部件的预定义/预配置的运动(多个)相关联的操作。

在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以包括包围件(enclosure)114，旋转卡盘108和基底板112在包围件114内动作。在一个或多个实施例中，旋转卡盘108可以是平台(例如，圆形的平台)，(下述的)半导体晶片配置为放置在该平台上。在一个或多个实施例中，旋转卡盘108可以配置成将半导体晶片牢固地固定在其上并且以高速旋转。在一个或多个实施例中，在光刻胶材料涂覆在半导体晶片的表面上之后，旋转卡盘108的旋转可以使光刻胶材料均匀地分布在整个表面上。

在一个或多个实施例中，基底板112可以是置于包围件114内旋转卡盘108下方的金属板。在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以包括盖部110，盖部110配置成使基底板112能够与旋转卡盘108接合。在一个或多个实施例中，盖部110可以通过适当机构(将在下面进行描述该机构；例如，基于通过数据处理装置104的自动控制的机构)被操作而从初始位置降低，从而与基底板112牢固地接合，依次地，基底板112与配置为放置半导体晶片的旋转卡盘108接合。在一个或多个实施例中，盖部110也可以通过相同的适当机构而上升(例如，自动地上升)回到初始位置。

图2示出了根据一个或多个实施例的配置成放置在旋转卡盘108上的半导体晶片202；在一个或多个实施例中，基于对与旋转卡盘108直接接触的半导体晶片202的表面(例如，如图2所示，底面294)施加吸力，半导体晶片202可以被牢固地置于旋转卡盘108上。一旦将半导体晶片202牢固地置于旋转卡盘108上，则可以将光刻胶材料涂覆在半导体晶片202的顶部(例如，顶面929)上，如图2所示。在本文论述的示例性实施例的范围内可以构想光刻胶材料的手动涂覆方式和自动涂覆方式这两者。在一个或多个实施例中，如上所述，旋转卡盘108可以配置成以高速旋转，以使光刻胶材料(例如，图2示出的光刻胶材料242)能够均匀分散在半导体晶片202的整个顶面292上。图2还示出根据一个或多个实施例的半导体晶片202的边缘252。

在一个或多个实施例中，在能够通过光刻胶涂覆装置102实施的同步旋转工艺中，包括涂覆有光刻胶材料242的半导体晶片202的旋转卡盘108与基底板112可以一起同步旋转。在一个或多个实施例中，为了提供用于在半导体晶片202的整个顶面292上分配光刻胶材料242的低湍流环境，光刻胶涂覆装置102的盖部110可以被降低以牢固地锁定在基底板112上并且与基底板112同步共同旋转。在一个或多个实施例中，所述牢固锁定可以导致共同旋转的基底板112和盖部110与顶部上具有涂覆的半导体晶片202的旋转卡盘108一起同步旋转。

图3示出了根据一个或多个实施例的光刻胶涂覆装置102，在光刻胶涂覆装置102中盖部110被降低以与基底板112接合。应注意的是，图3可以是光刻胶涂覆装置102的主视图，以披露在本文论述的操作中固有的机构。在一个或多个实施例中，如上所述，盖部110可以从其初始位置350降低以锁定到基底板112的旋转运动上。在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以具有盖部机构302以操作盖部110并且使盖部110从初始位置350移动到其与基底板112的锁定位置。图3中公开的盖部机构302仅用于示例性目的。能够使上述的盖部110移动的任何盖部机构302都在本文所述的示例性实施例的范围内。

并且，如上所述，在一个或多个实施例中，盖部机构302可以使盖部110能够从锁定位置上升回到初始位置350。在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以包括与其相关联的气缸机构306，通过气缸机构306对气缸308加压到足以使基底板112能够朝向旋转卡盘108上升。在一个或多个实施例中，盖部110与基底板112的锁定可以自动地触发气缸308的加压，以使基底板112能够朝向旋转卡盘108上升。

在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以包括主轴管(spindletube)310，主轴管310配置成用作旋转卡盘108的旋转轴。在一些实施例中，主轴管310可以是设置在包围件114中的旋转卡盘108的部件。在一个或多个实施例中，主轴管310可以与围绕在主轴管310周围设置的套筒312(例如，圆柱形)相关联。在一个或多个实施例中，在盖部110与基底板112锁定之后(例如，响应于盖部110与基底板112的锁定；或与此独立地)，基于气缸机构306、套筒312以及基底板112之间的通信地耦接，气缸308的加压可以使套筒312能够使基底板112朝向旋转卡盘108上升。

图4示出了根据一个或多个实施例的旋转卡盘108上的键槽402。再次参照图3，根据一个或多个实施例，基底板112可以是在其上包括若干个锁定销(lockingpin)316的基底板组件314的一部分。为了便于说明，图3示出了两个锁定销316。在一个或多个实施例中，基底板112通过套筒312朝向旋转卡盘108的上升可以使锁定销316与旋转卡盘108中的键槽402接合。在一个或多个实施例中，所述接合可以还将基底板112的运动与旋转卡盘108的运动联锁，从而实现它们的同步旋转。应注意的是，一个或多个锁定销316和旋转卡盘108中的相关联的一个或多个键槽402可足以被涵盖于与本文所论述的示例性实施例相关联的概念下。

此外，应注意的是，在一些实施例中，与键槽402类似的键槽可以位于基底板112/基底板组件314上，而不位于旋转卡盘108上，并且与锁定销316类似的锁定销可以位于旋转卡盘108上，而不位于基底板组件314上。借鉴上述的其他实施例，这里锁定销316在键槽402内的接合/脱离可以是明显的。

在光刻胶涂覆的典型的实施中，半导体晶片202上的光刻胶材料242的旋转可能造成一些光刻胶材料242在半导体晶片202的边缘252处的堆积。所述堆积可能溢流到半导体晶片202的底面294上。由于期望半导体晶片202与光掩模(未示出)之间的完全接触以及半导体晶片202的背面(例如，底面294)无污染，因此可能需要在图案曝光之前去除光刻胶材料242的边缘珠状物和/或清洁底面294。

典型的方案可能包括利用单独的分配臂或类似元件来清洁半导体晶片202的底面294和/或其边缘252。这些操作可能受到与简陋(crudity)相关的问题以及缺乏用于所述清洁的受控环境。在一个或多个实施例中，光刻胶涂覆装置102可以包括清洁喷嘴318(例如，边缘珠状物去除(ebr)喷嘴)，清洁喷嘴318在基底板112与旋转卡盘108接合的状态下位于基底板112的下方，如图3所示。在一个或多个实施例中，清洁喷嘴318可以配置成喷射适当的溶剂或流体以清洁半导体晶片202的底面294和/或半导体晶片202的边缘252。

然而，在一个或多个实施例中，如图3所示，在基底板112与盖部110接合的状态下，清洁喷嘴318可以位于基底板112的下方，并且未最佳暴露于半导体晶片202的底面294及其边缘252。在一个或多个实施例中，基底板112与旋转卡盘108的接合可以使旋转卡盘108能够控制基底板112的运动。在一个或多个实施例中，当基底板112向上贴靠盖部110时，盖部110和基底板112可以与旋转卡盘108一起同步旋转。

图5示出根据一个或多个实施例的、盖部110与基底板112的脱离；图5是其主视图。在一个或多个实施例中，所述脱离可以通过数据处理装置104触发，作为存储在数据处理装置104中的指令的一部分，以使半导体晶片202的底面294和/或其边缘252能够被清洁。在一个或多个其他实施例中，该脱离可以由对光刻胶涂覆装置102的手动或自动干预而产生。在一个或多个实施例中，作为这种脱离的一部分，盖部机构302可以将盖部110从锁定位置上升，以使盖部110与基底板112脱离。在一个或多个实施例中，所述脱离可以使得盖部110返回到初始位置350。

在一个或多个实施例中，气缸机构306可以随后通过气缸308降低(例如，释放)压力，以释放附接到主轴管310的机构。换句话说，在一个或多个实施例中，通过气缸308降低压力可以使主轴管310周围的套筒312降低，从而使基底板112与旋转卡盘308脱离。在一个或多个实施例中，作为基底板112与旋转卡盘308的脱离的一部分，基底板组件314的锁定销316可以与旋转卡盘108的相对应的键槽402脱离。在一个或多个实施例中，这可以促使旋转卡盘108能够脱离基底板112而自由地移动和旋转。

在一个或多个实施例中，基底板112与旋转卡盘308的脱离可以促使基底板112降低。在一些实施例中，基底板112的降低可以继续直至其的锁定点(图5示出了基底板112直至锁定点550的移动方向)；所述锁定可能由于清洁喷嘴318经由基底板112中的暴露孔502伸出。应注意的是，在一个或多个实施例中，清洁喷嘴318可因此在基底板112降低(例如，降低到锁定点550)后，能够清洁和/或清洗半导体晶片202的底面294和/或其边缘252。暴露孔502可以是使清洁喷嘴318最佳暴露于半导体晶片202的底面294和/或其边缘252以进行清洗/清洁的一种手段，但其其他手段在本文论述的示例性实施例的范围内。

虽然图3仅示出一个清洁喷嘴318，但应注意的是，位于适当位置的多于一个的清洁喷嘴318在本文论述的示例性实施例的范围内。概括而言，基底板112的降低可以使“清洁机构”(例如，清洁喷嘴318；用于清洗和/或清洁的其他形式和手段在本文论述的示例性实施例的范围内)最佳暴露于半导体晶片202的底面294和/或其边缘252以进行清洗和/或清洁。如上所述，在一个或多个实施例中，脱离的基底板112可以独立于旋转卡盘108的旋转。相反，在一个或多个实施例中，旋转卡盘108可以现在能够独立于包括基底板112的基底板组件314而进行旋转。

在一或多个实施例中，在基底板112的锁定点550处，清洁喷嘴318可以配置成喷射适当的溶剂的流以清洁/清洗半导体晶片202的底面294和/或其边缘252。在一些其他实施例中，广义的“清洁机构”可以采用适当的刷子(未示出)来清洁和/或清洗半导体晶片202的底面294和/或其边缘252。

因而，本文论述的示例性实施例不再需要引入一个或多个外部分配臂清洁半导体晶片202的底面294和/或其边缘252，从而防止了额外的缺陷和/或化学/颗粒污染。进一步，示例性实施例构成光刻胶涂覆装置(例如，光刻胶涂覆装置102)中基底板112相对于旋转卡盘108的第一种接合/脱离机构，以使清洁机构能够最佳暴露于半导体晶片202的底面294和/或其边缘252。更进一步，为了半导体晶片202的旋转，为了半导体晶片202的顶面292的平坦化，为了减少其化学制品(例如，光刻胶材料242、一种或多种清洁溶剂)的使用，示例性实施例提供低湍流环境。

应注意的是，以上论述的气缸机构306一般可以称为“执行机构”，用以使主轴管310周围的套筒312动作和上升/降低，以使基底板112与旋转卡盘108接合/脱离；光刻胶涂覆装置102通常可称为“旋涂装置”。并且，还应注意的是，与本文论述的示例性实施例相关的概念可应用于底面(例如，底面294)和/或边缘(例如，边缘252)需要被清洗和/或清洁的任何的“基板材料”(半导体晶片202只是其一个示例)。再次地，光刻胶材料242可以仅是配置成涂覆在基板材料的顶面(例如，顶面292)上的“成膜物质”的一个示例。底面和/或边缘的清洁和/或清洗在本文论述的示例性实施例范围内。

图6总结了根据一个或多个实施例的、光刻胶涂覆装置102的基底板112与旋转卡盘108的接合(如图3所述)以及光刻胶涂覆装置102的基底板112与旋转卡盘108的脱离(如图5所述)。此外，在一些替代性实施例中(出于显而易见的目的未示出)，类似于键槽402的键槽可以位于基底板112/基底板组件314上，而不位于旋转卡盘108上，并且类似于锁定销316的锁定销可以位于旋转卡盘108上，而不位于基底板组件314上。如上所述，与光刻胶涂覆装置102的部件的运动(多个)相关的所有操作可以通过配置成读取和执行嵌入非暂时性机器可读介质(例如，硬盘/驱动器、数字化视频光盘(dvd)、光盘(cd)、蓝光光盘^ctm)中的指令的数据处理装置104自动地触发。所有的合理变化均在本文论述的示例性实施例的范围内。

图7示出了根据一个或多个实施例的、详细说明在旋涂装置(例如，光刻胶涂覆装置102)中清洁基板材料(例如，半导体晶片202)的底面(例如，底面294)和/或其边缘(例如，边缘252)所涉及的操作的工艺流程图。在一个或多个实施例中，操作702可以包括：使清洁机构(例如，清洁喷嘴318)位于旋转涂覆装置的基底板(例如，基底板112)的下方，并且在旋涂装置的基底板与旋转卡盘(例如，旋转卡盘108)接合的状态下未最佳暴露于基板材料的底面和/或其边缘。在一个或多个实施例中，旋转卡盘可以配置成具有放置在其上的包括顶面(例如，顶面292)和底面的基板材料。

在一个或多个实施例中，顶面可以是配置成涂覆有成膜物质(例如，光刻胶材料242)的表面。在一个或多个实施例中，基底板可以是配置成在接合的状态下与具有涂覆的基板材料的旋转卡盘一起同步旋转。在一个或多个实施例中，旋涂装置的盖部(例如，盖部110)配置成在基底板与旋转卡盘一起同步旋转的过程中与基底板同步共同旋转，响应于盖部与基底板的脱离，操作704可以包括使基底板与旋转卡盘脱离以使旋转卡盘相对基底板自由。

在一个或多个实施例中，操作706可以包括：根据基底板与旋转卡盘的脱离而使基底板降低，使得基于清洁机构经由基底板的露出，清洁机构最佳暴露于基板材料的底面和/或其边缘。在一个或多个实施例中，操作708可以在之后包括：基于该最佳暴露而利用清洁机构清洁基板材料的底面和/或其边缘。

尽管已参照具体示例性实施例描述了本实施例，但明显的是，可以在不背离各种实施例的更广泛的精神和范围的情况下，对这些实施例进行各种修改和变更。因此，说明书和附图应被视为是示例性的，而不是限制性的。