处理基板的边缘光刻胶去除系统和方法与流程

本发明涉及一种用于处理基板的边缘光刻胶去除(edgebeadremoval)系统。此外，本发明涉及一种处理基板的方法。

背景技术：

本发明特别涉及借由光刻法生产微结构组件。微结构组件尤其是集成表面、半导体芯片或微机电系统(mems)。基板、也称为晶片，用于光刻工艺，其中基板涂覆有也称为抗蚀剂(resist)的光致抗蚀剂(photoresist)。随后借由掩模对涂覆的基板进行曝光，其中光致抗蚀剂的物理和/或化学特性由于曝光而部分改变。

典型地，将光致抗蚀剂以层的形式施加在基板上，其中重要的是所施加的光致抗蚀剂层没有不规则或颗粒。因此，光致抗蚀剂尤其是在基板旋转期间施加，该过程也称为旋涂(spincoating)。这确保了所施加的光致抗蚀剂、即涂层，被尽可能均匀地分布在基板的表面上。

然而，由于在旋涂期间基板的旋转，旋涂导致了在基板的上侧的边缘处的光致抗蚀剂材料的光刻胶(head)。实际上，当旋转基板时出现的离心力将施加在基板上的抗蚀剂材料径向向外推动，使得形成边缘光刻胶。

迄今为止，要么使用用于溶剂分配的宏针(macroneedle)来去除涂层光刻胶，但是当晶片弯曲时这是不准确的。

还已知的是，使用溶剂或气流，其被引导朝向基板，以便去除已经存在的边缘光刻胶，或者更确切地说去除光致抗蚀剂的多余材料，以防止在边缘上形成光刻胶。换句话说，溶剂或气流将避免光刻胶的出现和/或去除已经存在的光刻胶。

已知的边缘光刻胶去除系统用于相应的涂布机模块中，其中将抗蚀剂材料施加在基板上，使得在边缘光刻胶去除过程期间务必考虑涂布机模块的几何限制。通常，该系统以及相应的过程对于待处理基板的弯曲变化高度敏感。

技术实现要素：

因此，需要一种处理基板的边缘光刻胶去除系统以及方法，其允许更有效地去除边缘光刻胶。

本发明提供一种用于处理基板的边缘光刻胶去除系统，该系统包括具有主体和从主体突出的两个臂的边缘光刻胶去除头，其中，所述臂彼此隔开，从而在它们之间限定了用于容纳待处理的基板的接收空间，其中，臂各自具有彼此面对的功能表面，并且其中功能表面各自包括至少一个流体出口。

因此，边缘光刻胶去除系统使用单独形成的基本上为c形的边缘光刻胶去除头，这是因为边缘光刻胶去除头具有主体和从主体特别是从主体的同一侧突出的两个臂。因此，主体和两个臂一起形成用于待处理基板的接收空间，其中该接收空间仅向一侧开放以容纳待处理的基板。由于两个臂各自具有带有至少一个流体出口的功能表面，因此可以将流体流从相应的流体出口引导朝向接收空间和容纳在接收空间中的基板。因此，第一流体流可以被引导朝向基板的上表面，特别是在施加到基板的上表面上的光致抗蚀剂材料上。此外，第二流体流可以被引导朝向未涂覆有光致抗蚀剂材料的基板的下侧。

然而，第二流体流可以被引导至待处理基板的边缘或沿着该待处理基板的边缘引导，以便在基板的上侧上生成负压或者更确切地说真空。由于所生成的负压或者更确切地说真空，因此已经存在的边缘光刻胶或者更确切地说形成边缘光刻胶的抗蚀剂材料被去除。这通常与喷射泵的原理相对应，根据该原理，借由从下侧向着上侧沿着基板的边缘流动的流体流，在基板的上侧上生成输送流。实际上，所生成的流体流吸引了多余的光致抗蚀剂材料，从而避免了边缘光束。换句话说，由于适当的流体流被引导在基板的下边缘处，即第二流体流，因此可以以简单的方式防止由于旋涂而造成的通常出现在基板的上侧的边缘上的光致抗蚀剂材料的光刻胶。

根据一个方面，(每个功能表面的)至少一个流体出口分配给喷嘴。因此，由于喷嘴而可以改变流体流的速度。特别地，流体流的速度增加。此外，喷嘴可以确保了源自至少一个流体出口的流体流可以容易地被引导。

实际上，每个功能表面可包括一个喷嘴、多个喷嘴、流出槽、所谓的气刀、刷子状流出单元或类似物，借由它们尤其实现了流体流的另一轮廓。对于非圆形基板，以正方形基板为例，这特别重要。

根据另一方面，至少一个流体出口与嵌入在边缘光刻胶去除头中的氮气线连接。因此，可以通过(每个功能表面的)至少一个流体出口来分配氮气流或通常地气体流。换句话说，氮气被用于去除边缘光刻胶或者更确切地说是用于防止边缘光刻胶的存在，其中相应的气流被引导朝向待处理的基板。由与氮气线连接的至少一个流体出口提供的流体流可以不含溶剂。这确保了不再引入其他物质，这是因为边缘光刻胶去除系统的腔室可能通常充满氮气。该腔室在一定气氛中容纳边缘光刻胶去除头以及待处理的基板。实际上，氮气流用于以基本上机械或者更确切地说物理的方式去除多余的抗蚀剂材料。

通常，氮气线可以连接到氮气源，其提供由至少一个流体出口使用的氮气。

根据另一实施例，所述至少一个流体出口连接至嵌入在边缘光刻胶去除头中的溶剂线。因此，可以使用溶剂去除已经存在的边缘光刻胶、或者更确切地说防止边缘光刻胶的存在。可以将溶剂流直接引导到抗蚀剂材料上以直接去除抗蚀剂材料。因此，多余的抗蚀剂材料以基本上化学的方式被去除。对于相应的光致抗蚀剂材料，溶剂可以是丙酮或任何其他合适的溶剂。

通常，溶剂线可以连接到溶剂源，其提供由至少一个流体出口所使用的溶剂。

根据实施例，每个功能表面具有至少两个流体出口。因此，至少两个流体出口可以连接到氮气线以及溶剂线，使得两种流体流通常可以用于去除边缘光刻胶。实际上，边缘光刻胶去除系统的使用者可以选择用于去除边缘光刻胶的相应流体。此外，边缘光刻胶去除系统的控制单元可以以自动方式控制相应的氮气源或者更确切地说溶剂源。

由于边缘光刻胶去除头的每个功能表面可以分别与溶剂线和氮气线连接，因此溶剂流和氮气流可以从其下侧以及其上侧引导朝向基板。因此，由于边缘光刻胶去除头的特定设计，因此就边缘光刻胶去除处理而言的灵活性最大化。

一方面提供了至少一个流体出口相对于相应的功能表面倾斜。因此，分配给至少一个流体出口的流体流可以相对于功能表面以倾斜的方式引导朝向接收空间。因此，流体流的取向可以不同于垂直取向。这确保了即使流体流源自面对基板下侧的功能表面，也容易在基板的上侧上出现负压或者更确切地说真空。实际上，相应流体沿着边缘流动，以便在基板的上侧的边缘处吸引材料。

此外，主体可以包括分配给接收空间的排出口，其中该排出口连接至真空源。因此，与排出口连接的真空可以抽吸在边缘光刻胶去除过程期间可能出现的任何材料或者更确切地说颗粒。这确保了从腔室中有效地去除任何杂质，使得基板的涂层、即施加在基板上的光致抗蚀剂材料，不会受到损害或污染。

此外，边缘光刻胶去除头可以包括边缘传感器，该边缘传感器被配置为感测待处理的基板的边缘。因此，确保了在处理过程期间至少一个流体出口相对于基板边缘的距离保持稳定。为此目的，边缘传感器可以与边缘光刻胶去除系统的控制单元连接，使得可以适当地控制边缘光刻胶去除头的相对位置，从而确保在边缘光刻胶去除过程期间到边缘的距离是恒定的。实际上，边缘传感器被配置为感测基板的边缘与至少一个流体出口之间的相对水平距离。

此外，可以提供传感器，该传感器被配置为感测功能表面和基板的对应侧(例如基板的上侧或者更确切地说是基板的下侧)之间的竖直距离。

此外，边缘光刻胶去除系统可以包括与边缘光刻胶去除头连接的线性驱动器。因此，可以适当地驱动边缘光刻胶去除头，以便确保(相对水平)距离保持恒定。例如，线性驱动器可以确保边缘光刻胶去除头可以沿圆形基板的边缘以径向方式移动。换句话说，线性驱动器使边缘光刻胶去除头沿着基板的圆周移动。

另外，相同的线性驱动器或另一个线性驱动器被配置为控制边缘光刻胶去除头相对于基板的竖直移动，使得适当地设置功能表面到基板的相应侧面的竖直距离。因此，在边缘光刻胶去除过程期间，相对竖直距离可以保持恒定。

根据另一方面，边缘光刻胶去除系统包括边缘光刻胶去除卡盘，其具有用于保持待处理的基板的处理表面。特别地，处理表面具有例如至多280mm的直径。实际上，相对于其中光致抗蚀剂材料被施加在基板的上表面上的涂布机模块，可以在外部模块中进行边缘光刻胶去除过程。因此，可以使用与涂布机模块内的处理卡盘不同的大边缘光刻胶去除卡盘。相应的边缘光刻胶去除卡盘确保了大的基板或者更确切地说大的晶片可以在其整个直径上基本上平坦化。实际上，由于边缘光刻胶去除卡盘的直径与(大)基板的直径相匹配，因此这确保了边缘光刻胶去除系统对基板的任何弯曲的依赖性较小。换句话说，弯曲和边缘光刻胶去除精度之间的依赖性大大降低。

通常，边缘光刻胶去除卡盘的处理表面可以连接至真空源。因此，可以经由施加的真空将基板定位在边缘光刻胶去除卡盘上，特别是居中定位。施加的真空进一步确保了基板在处理表面上适当地平坦化。

另外，边缘光刻胶去除头可以包括距离调节单元，该距离调节单元被配置为调节臂之间的距离，使得接收空间的体积是可调节的。因此，从主体突出的臂中的至少一个臂可以相对于另一臂沿主体移位，使得可以以期望的方式设置两个臂之间的距离。这确保了具有不同厚度的基板可以由相同的边缘光刻胶去除系统、特别是相同的边缘光刻胶去除头进行处理。

另一个方面提供了边缘光刻胶去除系统被配置为在水平方向上移动边缘光刻胶去除头，以便保持至少一个流体出口相对于基板的边缘的水平距离恒定。在基板的处理期间，即在相应的边缘光刻胶去除过程期间，边缘光刻胶去除头在水平方向上移动，使得至少一个流体出口与基板的边缘之间的相对水平距离保持恒定。为此目的，适当地控制线性驱动器。实际上，边缘光刻胶去除头由线性驱动器沿基板的圆周被驱动。

此外，边缘传感器感测待处理的基板的边缘并转发相应的信息，使得响应于由边缘传感器获取的信息来控制线性驱动器。至少一个流体出口相对于边缘的相对水平位置由边缘传感器测量，其中线性驱动器移动边缘光刻胶去除头，以便保持水平距离恒定。

实际上，边缘光刻胶去除系统的组件，即边缘传感器、线性驱动器和/或控制单元，确保了至少一个流体出口相对于基板边缘的(水平)距离在基板处理期间保持恒定。因此，边缘光刻胶去除系统被配置为保持(相对)水平距离恒定。

通常，边缘光刻胶去除头的功能表面在水平方向上延伸。

边缘光刻胶去除卡盘的处理表面也在水平方向上延伸。

此外，其上施加了光致抗蚀剂材料的基板表面基本上在水平方向上延伸。

边缘光刻胶去除头的臂在垂直于水平方向的竖直方向上彼此间隔开。

进一步地，本发明提供一种处理基板的方法，包括以下步骤：

-提供一种边缘光刻胶去除系统，特别是如上面描述的边缘光刻胶去除系统，其具有边缘光刻胶去除头，该边缘光刻胶去除头在边缘光刻胶去除头的两个臂之间提供接收空间，

-提供待处理的基板，并且

-定位边缘光刻胶去除头和基板，使得将基板容纳在边缘光刻胶去除头的臂之间的接收空间中。

这确保了边缘光刻胶去除系统可以容易地处理基板的上侧和下侧。特别地，可以同时处理基板的两侧或者更确切地说表面。此外，上述优点也适用于以类似方式处理基板的方法。

通常，在平坦化的基板或者更确切地说平坦化的晶片上执行用于去除边缘光刻胶的处理基板的方法以及边缘光刻胶去除系统。这可以通过仅用于由边缘光刻胶去除系统去除边缘光刻胶的特定边缘光刻胶去除卡盘来确保。

特别地，边缘光刻胶去除系统的精度主要取决于边缘传感器的精度和/或线性驱动器的精度。因此，现有技术中已知的损害去除系统的精度的其他影响不会产生影响。

实际上，边缘光刻胶去除系统不再取决于晶片类型。特别地，接收空间足够大以容纳不同类型的晶片。在晶片非常大或非常小的情况下，可以适当地调节接收空间的体积。

通常，边缘光刻胶去除系统是有效的，这是因为由于边缘光刻胶去除系统的紧凑设计，因此用于边缘光刻胶去除的流体的体积被最小化，即，被最小化的流体出口相对于基板的距离。

附图说明

当结合附图时，通过参考以下详细描述，要求保护的主题的前述方面和许多附带的优点将变得更容易理解，以及变得更好理解，其中：

-图1示意性地示出了根据本发明的边缘光刻胶去除系统的一部分的剖视图；并且

-图2示意性地示出了图示根据本发明的处理基板的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，示出了用于处理基板12的边缘光刻胶去除系统10。

边缘光刻胶去除系统10包括腔室14，边缘光刻胶去除卡盘16定位在腔室14中，该边缘光刻胶去除卡盘16具有处理表面18，基板12被放置在该处理表面18上以由边缘光刻胶去除系统10进行处理。

此外，边缘光刻胶去除系统10包括也位于腔室14内的边缘光刻胶去除头20。边缘光刻胶去除头20具有主体22和从主体22突出的两个臂24。臂24在垂直于水平方向h的竖直方向v上彼此间隔开。

竖直方向v以及水平方向h在图1中示出的单独的图中进行图示。

实际上，如图1中示出的，从侧视图看，边缘光刻胶去除头20基本上是c形的，这是因为臂24彼此隔开以便限定容纳要部分处理的基板12的接收空间26。

如图1中示出的，基板12的上侧28涂覆有光致抗蚀剂材料30，而基板12的下侧32没有涂覆光致抗蚀剂材料。基板12经由其下侧32被放置在边缘光刻胶去除卡盘16上，特别是其处理表面18上。

边缘光刻胶去除卡盘16与生成负压的真空源连接，以便将基板12抽吸到其处理表面18上，这确保基板12适当地平坦化。数个真空出口34被分配给处理表面18，经由其，基板12特别是其下侧32被真空抽吸。

此外，边缘光刻胶去除卡盘16相对于涂布机模块中使用的典型处理卡盘是不同的，这是因为边缘光刻胶去除卡盘16、特别是其处理表面18，具有至多280mm的直径。因此，基板12可具有至多300mm的直径，使得如图1中指示出的，基板12与边缘光刻胶去除卡盘16径向重叠10mm的距离d。

典型地，基板12在其上侧28(也称为上表面)上涂覆有光致抗蚀剂材料30，使得由于用于将光致抗蚀剂材料施加到基板12的上侧28上的旋涂而可能出现边缘光刻胶。该边缘光刻胶典型地出现在被容纳在边缘光刻胶去除头20的接收空间26中的基板12的外10mm内。

如图1中示出的，两个臂24各自具有彼此面对的功能表面36以及容纳在接收空间26中的基板12。

实际上，第一臂24具有面向基板12的上侧28的功能表面36，而第二臂24具有面向基板12的下侧32的功能表面36。

在示出的实施例中，两个功能表面36各自具有两个流体出口38，也称为流体开口。每个功能表面36的第一流体出口40分配给氮气线42，该氮气线42嵌入在边缘光刻胶去除头20中，而第二流体出口44分配给溶剂线46，该溶剂线46也嵌入在边缘光刻胶去除头20中。

将氮气线42从腔室14中引导出以与氮气源48连接。以类似的方式，将溶剂线46从腔室14中引导出以与溶剂源50连接。

通常，流体出口38可相对于相应的功能表面36倾斜，使得源自相应流体出口38的流体流相对于功能表面36倾斜，使得流体流以倾斜的方式被引导朝向接收空间26，或者更确切地说是基板12。

这确保了相应流体流不会损害基板12的特性，特别是先前施加的光致抗蚀剂材料30。

实际上，源自面对基板12的上侧28的流体出口38的流体流只可以沿着施加在基板12上的光致抗蚀剂材料30擦洗(scrub)。

与此相反，源自面对基板12的下侧32的流体出口38的流体流可以被引导为使得在基板12的上侧28上生成负压或者更确切地说是真空，从而去除已经存在的边缘光刻胶的多余光致抗蚀剂材料30，或者更确切地说去除可能形成边缘光刻胶的多余光致抗蚀剂材料30。

通常，源自流体出口38的流体流可能递送或者更确切地说释放颗粒，该颗粒可以干扰或者更确切地说损害基板12的特性，特别是施加于其上的光致抗蚀剂材料30。例如，由与溶剂线46连接的流体出口38提供的溶剂流将溶剂排放到腔室14中。

因此，边缘光刻胶去除头20、特别是其主体22，具有被分配给接收空间26的排出口52，其中排出口52连接至真空源54。

因此，如图1中示出的，经由分配给基板12的边缘的排出口52将在边缘光刻胶去除过程期间可能出现的杂质或者更确切地说颗粒从接收空间26吸走。

这确保了施加在基板12上的光致抗蚀剂材料30不会被颗粒或溶剂污染或损害。如已经提到的，与氮气线42连接的流体出口38排放的氮气不会损害光致抗蚀剂材料30，这是因为腔室14可能被氮气充满。

通常，相应的流体出口38、即分配给氮气线42或者更确切地说溶剂线46的流体出口，可以包括至少一个喷嘴、通道状形状、流出槽、刷子状形状、所谓的气刀(排放溶剂或者更确切地说氮气)或类似物。实际上，流体流的速度及其形状可以通过流体出口38的相应设计来改变。

此外，边缘光刻胶去除头20包括边缘传感器56，其被配置为感测待处理的基板12的边缘。实际上，边缘传感器56感测基板12的边缘的水平位置(相对于边缘光刻胶去除头20或其组件而言)。

另外，边缘光刻胶去除系统10包括线性驱动器58，该线性驱动器58与边缘光刻胶去除头20连接，使得边缘光刻胶去除头20可以由线性驱动器58驱动，以便以所需的方式保持到基板12的距离。

线性驱动器58确保了边缘光刻胶去除头20的流体出口38到基板12的边缘具有相同(相对水平)的距离。

为此目的，沿基板12的圆周适当地驱动边缘光刻胶去除头20。

边缘光刻胶去除头20的相应移动由示出了水平移动方向的箭头59指示出。因此，水平移动方向、即箭头59，平行于水平方向h。

实际上，边缘传感器56和线性驱动器58确保了流体出口38相对于基板12的边缘的(水平)距离保持恒定。

流体出口38相对于边缘的相对水平位置由边缘传感器56测量，其中线性驱动器58移动边缘光刻胶去除头20，以便保持水平距离恒定。

为此目的，边缘传感器56以及线性驱动器58与控制单元60连接，该控制单元60从边缘传感器56接收相应的数据并且适当地控制线性驱动器58。

因此，边缘光刻胶去除系统10被配置为在水平方向上移动边缘光刻胶去除头20，使得流体出口38相对于基板12的边缘的水平距离保持恒定。

另外，也可以适当地控制相对竖直位置。因此，相同的线性驱动器58或另一个线性驱动器可以驱动边缘光刻胶去除头20，以便保持功能表面36和基板12特别是基板12的对应表面之间的竖直距离恒定。

在边缘光刻胶去除过程期间，控制单元60还可控制边缘光刻胶去除卡盘16，特别是其转速。通常，由于流体出口38和基板12之间的最小距离，因此转速可能较低。因此，可以以成本有效的方式提供边缘光刻胶去除卡盘16，这是因为由于所需的转速低，因此低成本的发动机可以用于边缘光刻胶去除卡盘16。低转速进一步提高了清洁效率。

此外，控制单元60还可控制氮气线42或者更确切地说氮气源48以及溶剂线46或者更确切地说溶剂源50。

以类似的方式，控制单元60被配置为控制在边缘光刻胶去除卡盘16处提供的真空，以将放置在边缘光刻胶去除卡盘16的处理表面18上的基板12定位和平坦化。

控制单元60可以进一步控制被分配给排出口52的真空源54，以用于抽吸在边缘光刻胶去除过程期间可能出现的杂质或者更确切地说颗粒。

通常，臂24可以相对于彼此隔开，使得所提供的接收空间26足够大以容纳几种不同类型的基板12。

然而，可以提供距离调节单元62，其确保了可以调节两个臂24之间的(竖直)距离，以便相对于待处理的基板12适应接收空间26的体积。换句话说，距离调节单元62被配置为通过调节至少一个臂24相对于另一臂24的竖直距离来调节两个臂24之间的竖直距离。在图1中，这示意性地示出了可以相对于另一臂24在竖直方向v上沿箭头63移动的下臂24。

因此，取决于基板12的尺寸，特别是其厚度，可以减小或者更确切地说增加体积。在示出的实施例中，基板12的典型厚度为775μm。但是，该厚度可以取决于基板的类型而不同。

此外，至少容纳边缘光刻胶去除卡盘16以及边缘光刻胶去除头10的腔室14可以与其中利用光致抗蚀剂材料30涂覆基板12的涂覆模块的涂覆腔室不同。

通常，由于容纳基板12特别是基板12的边缘的边缘光刻胶去除头20的紧凑设计，因此边缘光刻胶去除系统10非常紧凑。

通常通过提供边缘光刻胶去除系统10来处理基板12(步骤s1)。

此外，还提供待处理的基板12(步骤s2)。

然后，定位基板12以及边缘光刻胶去除头20，使得基板12经由其边缘被容纳在由边缘光刻胶去除头20提供的接收空间26中(步骤s3)。

边缘传感器56感测基板12的边缘以提供用于适当地对准边缘光刻胶去除头20的数据(步骤s4)。

为此目的，控制单元60控制线性驱动器58，使得边缘光刻胶去除头20以期望的方式与基板12对准(步骤s5)。

一旦边缘光刻胶去除头20和基板12相对于彼此对准，控制单元60就可以控制边缘光刻胶去除卡盘16旋转(步骤s6)。

此外，控制单元60可以控制氮气源48和/或溶剂源50以提供氮气或者更确切地说溶剂以适当地处理基板12，以便去除多余的光致抗蚀剂材料30(步骤s7)。因此，可以防止即将到来的边缘光刻胶、或者更确切地说去除已经存在的边缘光刻胶。

实际上，边缘光刻胶去除系统10以及处理基板12的方法确保了边缘光刻胶去除过程独立于基板12的任何弯曲，这是因为可以使用直径适合于基板12的单独形成的边缘光刻胶去除卡盘16。相对于涂覆模块，该单独形成的边缘光刻胶去除卡盘16用于不同的模块中，即边缘光刻胶去除模块或者更确切地说是边缘光刻胶去除系统10。