CN103153825B - 共享周围环境设多个处理设备的衬底处理系统及相关方法 - Google Patents

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Abstract

多个衬底处理设备以分隔方式被设置在共享周围环境中。传送设备被设置在该共享周围环境中且被限定来以连续方式使衬底移动通过衬底处理设备中的每一个以及在衬底处理设备中的每一个之间移动。一些衬底处理设备被限定来执行干法衬底处理操作，其中，带电反应环境被创建，暴露于衬底表面，没有液体材料。一些衬底处理设备被限定来执行湿法衬底处理操作，其中，至少一种液态材料被施加到衬底。在一实施方式中，干法和湿法衬底处理设备的互补对相对于衬底被传送设备的移动以顺序方式被设置在共享周围环境中。

Description

共享周围环境设多个处理设备的衬底处理系统及相关方法
技术领域
本发明涉及衬底处理系统及相关方法，更具体地涉及具有部署在共享周围环境中的多个衬底处理设备的衬底处理系统及相关方法。
背景技术
在半导体器件制造中，以层叠方式将材料堆积在衬底(即硅晶片)上以形成集成电路器件。材料的逐层堆积可包括沉积材料、移除材料、改性材料或其组合的制造操作的许多不同类型。传统上，大多数半导体器件制造工艺在专门设计来执行各制造工艺的室中进行。因此，对于给定的衬底而言，最需要的往往是从一个孤立的处理室被移动到另一孤立的处理室以在其上执行不同类型的制造工艺。衬底从室到室的这种移动需要时间并增加了最终衬底的总制造成本的开支。
例如，在一些半导体制造工艺中，光刻胶材料被沉积在衬底上、被图案化、并作为掩模被用于材料的沉积、移除、或改性工艺。在一些工艺期间，比如在离子注入工艺期间，暴露的光刻胶材料可被转化成极难用单一的湿法剥离工艺移除的交联光刻胶硬皮(crust)材料。在这种情况下，交联光刻胶硬皮以及下层的常规光刻胶材料需要用不同的工艺将它们从衬底分别移除。传统上，这些不同的必需的光刻胶移除工艺必须在分离的孤立的室中进行，这需要将衬底从一个室传递到另一个室。再一次地，为了多个相继的处理将衬底从一个室传递到另一个室增加了时间和最终衬底的总制造成本的开支，并增加了给定衬底在室到室的移动操作过程中被损坏的概率。
在这种背景下，提出了此处所公开的本发明。
发明内容
在一实施方式中，公开了一种衬底处理系统。该系统包括以分隔方式设置在共享周围环境(shared ambient environment)中的多个衬底处理设备。该系统还包括传送设备，所述传送设备被设置在所述共享周围环境中且被限定来以连续方式使衬底移动通过所述多个衬底处理设备中的每一个以及在所述多个衬底处理设备中的每一个之间移动。
在另一实施方式中，公开了一种衬底处理系统。该系统包括设置在共享周围环境中的第一衬底处理设备。该系统还包括设置在所述共享周围环境中且与所述第一衬底处理设备分隔的第二衬底处理设备。该系统进一步包括传送设备，所述传送设备被设置在所述共享周围环境中且被限定来以连续方式使衬底移动通过所述第一衬底处理设备、在所述第一和第二衬底处理设备之间移动、以及移动通过所述第二衬底处理设备。所述第一衬底处理设备被限定来执行干法衬底处理操作。所述第二衬底处理设备被限定来执行湿法衬底处理操作。所述第一衬底处理设备被限定来创建暴露于衬底表面的没有液体材料的带电反应环境以执行所述干法衬底处理操作。所述第二衬底处理设备被限定来将至少一种液态材料施加到所述衬底以执行所述湿法衬底处理操作。
在另一实施方式中，公开了一种用于处理衬底的方法。该方法包括以连续方式移动所述衬底通过以分隔方式设置在共享周围环境中的多个衬底处理设备。移动所述衬底通过给定衬底处理设备使所述衬底经受由所述给定衬底处理设备执行的处理操作。所述多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行干法衬底处理操作。所述干法衬底处理操作不施加任何液态材料给所述衬底。此外，所述多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行湿法衬底处理操作。所述湿法衬底处理操作施加至少一种液态材料到所述衬底。
从接下来结合附图进行的通过实施例来阐明本发明的原理的详细描述中，本发明的其他方面和优点会变得显而易见。
附图说明
图1A根据本发明的一实施方式示出了一种衬底处理系统；
图1B根据本发明的一实施方式示出了该系统内的两个顺序设置的衬底处理设备的特写侧视图；
图1C根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备相关的传送设备的直线路线版本的顶视图；
图1D根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备相关的传送设备的曲线路线版本的顶视图；
图1E根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备相关的传送设备的圆形路线版本的顶视图；
图2A根据本发明的一实施方式示出了一种衬底处理系统，在该系统中，湿法衬底处理设备沿传送设备的移动方向被顺序设置在干法衬底处理设备之后；
图2B根据本发明的一实施方式示出了干法衬底处理设备的实施例，其中激光束被用来创建暴露于衬底表面的没有液体材料的带电反应环境；
图2C根据本发明的一实施方式示出了干法衬底处理设备的实施例，其中等离子体发生设备被用来创建暴露于衬底表面的没有液体材料的带电反应环境，即等离子体；
图2D根据本发明的一实施方式示出了湿法衬底处理设备的实施例，其中喷杆被限定来在衬底被传送设备移动时将液体处理材料喷射到衬底表面上；
图2E根据本发明的一实施方式示出了湿法衬底处理设备的另一实施例，其中邻近头被限定来在衬底于该邻近头下方被传送设备移动时使液体处理材料的弯液面流到衬底表面上；
图3根据本发明的一实施方式示出了用于处理衬底的方法的流程图；以及
图4根据本发明的一实施方式示出了用于处理衬底以移除光刻胶材料的方法的流程图。
具体实施方式
在接下来的描述中，为了提供对本发明的透彻理解，会阐述大量具体细节。但是，显而易见的是，对本领域技术人员而言，本发明可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下被实施。另一方面，为了不令本发明产生不必要的含糊，公知的工艺操作不会被详细描述。
图1A根据本发明的一实施方式示出了一种衬底处理系统100。系统100包括以分隔方式设置在共享周围环境103中的两或更多衬底处理设备101A-101n。为了便于讨论，多个衬底处理设备101A-101n中的任意给定的一个在下文中被笼统地称为衬底处理设备101。系统100还包括设置在共享周围环境103中的传送设备109。传送设备109被限定来以连续方式使一或多个衬底107移动通过多个衬底处理设备101A-101n中的每一个以及在该多个衬底处理设备101A-101n中的每一个之间移动，如箭头111所示。应当理解的是，传送设备109可被限定为在给定时间运载一个或者多个衬底107通过系统100。
在一实施方式中，传送设备109被限定来以线性方式移动衬底107通过每一个衬底处理设备101，使得衬底107的上表面在衬底107通过衬底处理设备101的单次通过期间以实质均匀的方式被处理。在一实施方式中，此处所使用的术语衬底107是指半导体晶片。但是，应当理解的是，在其它实施方式中，此处所使用的术语衬底107可以 指由蓝宝石、GaN、GaAs或SiC、或者其它衬底材料制成的衬底，且可以包括玻璃板/衬底、金属箔、金属片、聚合物材料，等等。此外，在各种实施方式中，此处所涉及的衬底107在形态、形状和/或尺寸上可以变化。
每一个衬底处理设备101A-101n被限定来在衬底107被移动通过/经过/穿过衬底处理设备101A-101n时在其各自的处理区域105A-105n内在衬底107上执行处理。由给定的衬底处理设备101在衬底107上执行的处理可包括材料改性、材料移除、材料沉积、和/或度量衡(即对衬底107的一些特征的测量)中的一或多种。一些衬底处理设备101可被限定来执行不包括对衬底107施加任何液态材料的干法衬底处理操作。此外，一些衬底处理设备101可被限定来执行湿法衬底处理操作，在湿法衬底处理操作中，至少一种液态材料被施加到衬底107。
系统100可包括若干屏蔽部件106，屏蔽部件106被设置来确保执行干法衬底处理操作的衬底处理设备101相对于来自执行湿法衬底处理操作的衬底处理设备101的液体被屏蔽。在一些实施方式中，屏蔽部件106可以是物理结构，比如屏障或防溅罩。在一些实施方式中，屏蔽部件106可以是非物理屏障，比如气帘。然而，不管具体的实施方式如何，应当理解的是，屏蔽部件106被限定为以及被设置为避免妨碍衬底107被传送设备109移动，并确保多个衬底处理设备101A-101n中的每一个及其各自的处理区域105A-105n保持开放暴露于共享周围环境103。
在一实施方式中，共享周围环境103是受控的周围环境，具有受监测和控制的气体成分、压强、温度和湿度，适于在其中执行衬底处理操作。共享周围环境103还可被过滤以去除颗粒污染物，该颗粒污染物可对系统100内的衬底107构成威胁。系统100可包括通到(plumbed)共享周围环境103的气体供应/去除设备。系统100还可包括设置在共享周围环境103中的若干压强、温度和湿度监测和/或控制 设备，只要这些设备不妨碍此处所公开的系统100的操作即可。应当知道的是，在相同的共享周围环境103中，衬底107被传送设备109从一个处理区域105移动到另一个处理区域105，并通过系统100，而不需要在分开控制的周围环境之间传递，即，不需要从一个孤立的处理室移动到另一个孤立的处理室。
在一实施方式中，系统100包括工艺控制模块110，工艺控制模块110被限定来在传送设备109以连续方式移动衬底107通过多个衬底处理设备101A-101n中的每一个时，逐个衬底地控制多个衬底处理设备101A-101n中的一或多个设备的操作。虽然图1A的示例性实施方式示出了工艺控制模块110被设置在系统100内，但应当理解的是，在其它实施方式中，工艺控制模块110可被设置在系统100的外面，且可通过有线连接或无线连接被连接来与一或多个衬底处理设备101通信。还应当理解的是，在一些实施方式中，不是所有的衬底处理设备101都被连接/限定来与工艺控制模块110通信。
在一实施方式中，多个衬底处理设备101A-101n中的至少一个是扫描计量设备，其被限定来在衬底107被传送设备109移动通过该扫描计量设备时扫描衬底107。该扫描计量设备被限定来测量并记录衬底107的表面的一或多个特征以及将测得的特征传送给工艺控制模块110。在各种实施方式中，作为系统100内的衬底处理设备101之一的扫描计量设备可被限定来测量衬底107的特征，包括但不限于表面粗糙度、膜厚度、污染水平(颗粒、金属、离子，等等)，等等。
在一实施方式中，发送给工艺控制模块110的测得的衬底107的特征作为控制后续设置的衬底处理设备101的操作的输入，衬底107会被传送设备109移动通过该后续设置的衬底处理设备。例如，扫描计量设备可被部署在系统100中以确定衬底107是否已被完全清除指定的材料。如果扫描计量设备确定衬底107还没完全清洁，则工艺控制模块110(扫描计量设备与该模块通信)可指示后续设置的衬底处理设备101在衬底107上执行额外的清洁操作。但是，如果扫描计量设 备确定衬底107完全清洁，则工艺控制模块110(扫描计量设备与该模块通信)可指示后续设置的衬底处理设备101在衬底107上不执行额外的清洁操作，从而可避免对衬底107过度清洁的不利影响。
图1B根据本发明的一实施方式示出了该系统100内的两个顺序设置的衬底处理设备101A和101B的特写侧视图。衬底处理设备101A和101B中的每一个包括各自的处理区域105A和105B，当衬底107被传送设备109移动时，衬底107暴露于处理区域105A和105B。衬底107从一个衬底处理设备(例如101A)移动到顺序设置的衬底处理设备(例如101B)会有一个时间差(time consideration)。两个顺序设置的衬底处理设备101A和101B之间的分隔距离113和传送设备109在两个顺序设置的衬底处理设备101A和101B之间的移动速率被限定为确保由第一衬底处理设备101A赋予衬底107的条件被维持直至衬底107被第二衬底处理设备101B处理。
例如，衬底处理设备101A可在区域105A内执行处理，临时地改性衬底上的材料层，使得改性的材料层可被后续处理移除。衬底107需要在临时改性材料层回复其未改性状态之前进行该后续处理。在该实施例中，分隔距离113和传送设备109的速率被限定为确保衬底107在临时改性材料层回复其未改性状态之前被移动通过下一衬底处理设备101B的处理区域105B。
在衬底处理过程中，上述实施例可出现在许多实施方式中。例如，如果易于迅速氧化的材料的氧化层需要被移除以实现裸材料(bare material)处理，则第一衬底处理设备101A可运行来移除氧化层，而衬底107在氧化层重新形成之前被传送通过第二衬底处理设备101B的第二处理区域105B。在另一实施例中，衬底107上可配置有被不能溶解的交联光刻胶硬皮材料覆盖的块状光刻胶材料。在该实施例中，第一衬底处理设备101A可运行来临时改性该交联光刻胶硬皮材料使其能溶解在湿法处理操作中，然后第二衬底处理设备101B可执行湿法衬底 处理操作以移除(例如，溶解)改性的交联光刻胶材料和下层的块状光刻胶材料二者。
在传统的衬底处理中，为了不适合在单一室中执行的顺序处理操作(即，干法处理之后紧跟着湿法处理)，衬底一般会需要从一个孤立的室被传递到另一个孤立的室。衬底从室到室的这种传递通常牵涉到遍历环境上孤立的设备，且可导致相对于处理时间尺度的明显的时间延迟。因此，室到室的处理范式在能以足够快速连续的方式执行的处理的多样性方面是有局限的。应当知道的是，在系统100中，衬底107的室到室传递对于以快速连续的方式执行多样化的处理操作不是必需的。更具体地，在系统100中，衬底107以连续方式在共享周围环境103中被移动和处理。
在一实施方式中，传送设备109被限定为包括以间隔方式形成的多个衬底保持区域以在给定时间运载多个衬底107通过系统100。然而，在另一实施方式中，传送设备109被限定为包括单一衬底保持区域以在给定时间运载单个衬底通过系统100。在一实施方式中，传送设备109被限定为其中形成有一或多个衬底保持区域的传送带。在另一实施方式中，传送设备109包括若干独立的可移动的衬底支撑件，每一个所述衬底支撑件都包括一或多个衬底保持区域。在该实施方式中，所述独立的可移动的衬底支撑件被连接到移动控制设备，所述移动控制设备在衬底支撑件移动通过系统100时维持该衬底支撑件的恰当的方向、位置和移动。但是，应当理解的是，不管传送设备109的具体实施方式如何，传送设备109被限定为暴露于共享周围环境103以连续方式移动通过系统100，使得传送设备109所运载的每一个衬底经受设置在系统100中的多个衬底处理设备101的处理。
此外，应当理解的是，在一些实施方式中，传送设备109的衬底保持区域被限定来保持衬底使得衬底的底面基本上不与传送设备109接触。在一实施例中，基本上不接触意思是衬底的底面可在少许周边位置接触以为衬底提供支撑点(support)，同时衬底的底面的大部分 保持不接触。与衬底的底面接触的支撑点(support)的数量和位置在不同的实施方式之间可以变化。
图1C根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备101A-101n相关的传送设备109的直线路线版本的顶视图。在该实施方式中，每一个衬底107被传送设备109以线性方式(即，直线方式)移动通过系统100以经受多个衬底处理设备101的处理。
图1D根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备101A-101n相关的传送设备109的曲线路线版本的顶视图。在该实施方式中，每一个衬底107被传送设备109以任意路径(即，包括曲线/转弯)移动通过系统100。在该实施方式的一种版本中，传送设备109被限定来以连续线性方式移动每一个衬底107通过每一个衬底处理设备101，使得传送设备作出的曲线/转弯存在于衬底处理设备101的位置之间的区域中。不管具体的实施方式如何，应当理解的是，传送设备109被限定为在衬底被移动通过/经过/穿过衬底处理设备101并经受相应的处理操作时，使衬底107保持在恰当的方向上且距每一个衬底处理设备101恰当的距离。在一实施方式中，传送设备109被限定为沿着半圆路径移动每一个衬底107，该半圆路径使得能够在紧凑的空间中将每一个衬底107加载到传送设备109上以及从传送设备109卸载每一个衬底107。
图1E根据本发明的一实施方式示出了与多个衬底处理设备101A-101n相关的传送设备109的圆形路线版本的顶视图。在该示例性实施方式中，传送设备109包括由各个臂构件123连接到中央旋转毂构件125的若干衬底支撑件121。每一个衬底支撑件121被限定为保持衬底107并移动衬底107通过多个衬底处理设备101A-101D，如箭头127所示。
在一实施方式中，每一个臂构件123可以受控方式围绕被连接到中央旋转毂构件125的各自的销124旋转，使得当中央旋转毂构件125旋转时，每一个衬底支撑件121相对于给定衬底处理设备101的速 率可被独立控制在给定的速率范围内。此外，在该实施方式中，每一个臂构件123可被限定为以套筒方式伸和缩从而在臂构件123围绕它的销124随中央毂构件125的旋转而旋转时，使相应的衬底支撑件121能够相对于给定的衬底处理设备101恰当定位。图1E的示例性构造示出了四个支撑件121和四个衬底处理设备101。但是，应当理解的是，衬底支撑件121的数量和衬底处理设备101的数量在不同实施方式中可以变化。
此外，应当理解的是，如图1C-1E所述的直线、曲线和圆形路线版本的传送设备109代表传送设备109和多个衬底处理设备101A-101n可怎样被限定在共享周围环境103中的实施例。在其它实施方式中，传送设备109和多个衬底处理设备101A-101n可被限定为图1C-1E中所述的示例性构造的组合，或者本质上不同于图1C-1E的实施例中所述的这些构造的任何构造，只要传送设备109被限定为以连续方式使衬底107移动通过多个衬底处理设备101A-101n以及在多个衬底处理设备101A-101n之间移动，传送设备109和多个衬底处理设备101A-101n都被设置在共享周围环境103中即可。
图2A根据本发明的一实施方式示出了一种衬底处理系统200，在该系统中，湿法衬底处理设备203沿传送设备109的移动方向111被顺序设置在干法衬底处理设备201之后。在该实施方式中，干法衬底处理设备201被限定来在衬底107被移动通过/经过/穿过干法衬底处理设备201时/在衬底107在干法衬底处理设备201下方移动时在处理区域205内在衬底107上执行干法衬底处理操作。在一实施方式中，干法衬底处理设备201被限定来创建暴露于衬底107的表面的没有液体材料的带电反应环境，以执行干法处理操作。在该实施方式的一种版本中，所述带电反应环境被创建以改性和/或移除存在于衬底107的表面上的一或多种材料。
湿法衬底处理设备203被限定来在衬底107被移动通过/经过/穿过湿法衬底处理设备203时/在衬底107在湿法衬底处理设备203下 方移动时在处理区域207内在衬底107上执行湿法衬底处理操作。湿法衬底处理设备203被限定来将至少一种液态材料施加到衬底107以执行湿法衬底处理操作。
在一实施方式中，干法衬底处理设备201通过一或多个屏蔽部件106屏蔽来自湿法衬底处理设备203的液体，如上面联系图1A所讨论的。衬底107被传送设备109移动通过系统200被描绘为衬底107-T1在第一时间T1经过干法衬底处理设备201，接着衬底107-T2在第二时间T2经过干法和湿法衬底处理设备(201和203)之间，然后衬底107-T3在第三时间T3经过湿法衬底处理设备203。
系统200的干-湿构造是非常适当的以执行需要对衬底107进行快速连续的干处理和湿处理的许多工艺。一种这样的工艺涉及从衬底107移除(即，清洁)光刻胶材料，其中该光刻胶材料由设置在衬底107的上表面上的块状光刻胶材料来限定，而在该块状光刻胶材料上配置有交联光刻胶硬皮材料。在该光刻胶移除工艺中，单用湿法衬底处理难以移除交联光刻胶硬皮材料。但是，交联光刻胶硬皮材料可在干法衬底处理操作中被改性以变得可被后续湿法衬底处理操作移除。因此，干法衬底处理设备201可被操作来改性交联光刻胶硬皮材料以使其可在后续的湿法衬底处理操作中被移除。然后，湿法衬底处理设备203可被操作来通过湿法衬底处理移除改性的交联光刻胶硬皮材料和块状光刻胶硬皮材料。
图2B根据本发明的一实施方式示出了干法衬底处理设备201的实施例，其中激光束225被用来创建暴露于衬底107-T1的表面的没有液体材料的带电反应环境227。衬底107-T1被示出为其上配置有块状光刻胶材料223，该块状光刻胶材料223上配置交联光刻胶硬皮材料221A。带电反应环境227被创建来改性和/或移除存在于衬底107-T1的表面上的一或多种材料。在图2B的实施方式中，带电反应环境227由激光束225创建以将交联光刻胶硬皮材料221A改性为改性的交联光 刻胶材料221B，交联光刻胶材料221B能够被湿法衬底处理设备203中的后续湿法衬底处理操作移除。
在一实施方式中，除了利用激光束225在衬底107-T1的表面上创建带电反应环境227之外，还可使一或多种气体流向衬底以实现或增强带电反应环境227的创建。在该实施方式中，该一或多种气体可包括反应中性物质和/或离子，该反应中性物质和/或离子以能使改性交联光刻胶材料221B和块状光刻胶材料223二者在后续湿法处理操作中都完全移除的这样的方式使交联光刻胶硬皮材料221A改性。此外，在一实施方式中，激光束225产生设备被限定来在衬底107-T1被传送设备109移动时使激光束225能量以栅格化(rasterized)方式(即，从边到边的方式)扫描整个衬底107-T1的表面，使得衬底107-T1的表面全部被暴露于激光束225。
图2C根据本发明的一实施方式示出了干法衬底处理设备201的实施例，其中等离子体发生设备271被用来创建暴露于衬底107-T1的表面的没有液体材料的带电反应环境270，即等离子体270。再一次地，带电反应环境270被创建来改性和/或移除存在于衬底107-T1的表面上的一或多种材料。在图2C的实施方式中，等离子体270被创建来将交联光刻胶硬皮材料221A改性为改性的交联光刻胶材料221B，交联光刻胶材料221B能够被湿法衬底处理设备203中的后续湿法衬底处理操作移除。
等离子体发生设备271包括气体供应通道275和外部气体回传通道277。气体供应通道275通过壁273与外部气体回传通道277隔开。而且，外部气体回传通道277由外壁273限定。等离子体发生设备271还包括电极274，电极274被设置为当衬底107在等离子体发生设备271下方移动时挨近衬底107。在图2C的实施方式中，电极274包括若干气流通道，通过该若干气流通道，反应气体从气体供应通道275流到衬底107-T1的表面。此外，在图2C的实施方式中，传送设备109包括位于衬底107-T1下方的接地电极276。
在操作过程中，反应气体穿过气体供应通道275和电极274流到衬底107-T1，且射频(RF)功率被施加到电极274以将反应气体转化为暴露于衬底107-T1表面的等离子体270。反应气体通过外部气体回传通道277从等离子体270区域排出。等离子体270被限定来移除或者改性交联光刻胶硬皮材料221A使其可在后续的湿法处理操作中被移除。
在一实施方式中，等离子体发生设备271被限定使得等离子体270的发生区域覆盖衬底107-T1的直径，从而在衬底107-T1通过干法衬底处理设备201的单次通过中允许衬底107-T1的上表面的全部暴露于等离子体270。在另一实施方式中，等离子体发生设备271被限定来产生暴露于衬底107-T1的表面的局部等离子体270，以及在衬底107-T1被传送设备109移动时，使局部等离子体270以栅格化方式扫描整个衬底107-T1的表面。应当理解的是，图2C中的等离子体发生设备271的构造是以实施例的方式提供的。在其它实施方式中，等离子体发生设备271可具有不同的构造和/或操作手段(means)，只要等离子体发生设备271被限定为创建暴露于衬底107-T1的等离子体270即可。
图2D根据本发明的一实施方式示出了湿法衬底处理设备203的实施例，其中喷杆230被限定来在衬底被传送设备109移动时将液体处理材料231喷射到衬底107-T3的表面上。在一实施方式中，一或多个兆声波换能器可被部署在喷杆230内以在液体材料231被喷射到衬底107-T3上时将兆声波能量传递给液体材料231。液体材料231被配置来移除改性的交联光刻胶材料221B和下层的块状光刻胶材料223二者。在一实施方式中，液体材料231的单个喷射图案可被指向衬底107-T3。在其它实施方式中，比如在图2D所示的实施方式中，液体材料231的多个喷射图案可被指向衬底107-T3。
图2E根据本发明的一实施方式示出了湿法衬底处理设备203的另一实施例，其中邻近头251被限定来在衬底107-T3被传送设备109移动在邻近头251下方时使液体处理材料231的弯液面253流到衬 底107-T3的表面上。弯液面253被形成在衬底107-T3和邻近头251之间。在一实施方式中，邻近头251被限定使得液体处理材料231的弯液面253覆盖衬底107-T3的直径，从而在衬底107-T3通过湿法衬底处理设备203的单次通过中允许衬底107-T3的上表面的全部暴露于弯液面253。
邻近头251包括流体供应通道255和外部流体回传通道257。流体供应通道255通过壁259与外部流体回传通道257隔开。而且，外部流体回传通道257由外壁259限定。在操作过程中，液体处理材料231穿过流体供应通道255流到衬底107-T3，并穿过外部流体回传通道257返回，从而在衬底107-T3上形成液体处理材料231的弯液面253。液体处理材料231被配置来移除改性的交联光刻胶材料221B和下层的块状光刻胶材料223二者。应当理解的是，图2C中的邻近头251的构造是以实施例的方式提供的。在其它实施方式中，邻近头251可具有不同的构造和/或操作手段(means)，只要形成暴露于衬底107-T3的液体处理材料231的弯液面253即可。
图3根据本发明的一实施方式示出了用于处理衬底的方法的流程图。该方法包括操作301，在操作301中，衬底被以连续方式移动通过以隔开方式设置在共享周围环境中的多个衬底处理设备。移动衬底通过给定衬底处理设备使该衬底经受由该给定衬底处理设备执行的处理操作。该方法可包括操作设置在共享周围环境中的传送设备从而以连续方式使衬底移动通过多个衬底处理设备中的每一个以及在该多个衬底处理设备中的每一个之间移动。
多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行干法衬底处理操作。此外，该多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行湿法衬底处理操作。该方法还包括操作303，在操作303中，一些衬底处理设备被操作来在暴露于共享周围环境中在衬底上执行一或多个干法衬底处理操作。任何给定的干法衬底处理操作不施加任何液态材料给衬底。该方法进一步包括操作305，在操作305中，一些衬底处理设备被操作来 在暴露于共享周围环境中在衬底上执行一或多个湿法衬底处理操作。在衬底被移动时，该一或多个湿法衬底处理操作将至少一种液态材料施加给衬底。
在衬底被移动时，通过创建暴露于衬底表面的没有液体材料的带电反应环境，执行一或多个干法衬底处理操作。该带电反应环境被创建来改性和/或移除存在于衬底表面上的一或多种材料。在一实施方式中，比如在联系图2B所描述的实施方式中，创建带电反应环境包括操作激光发生设备以使激光束能量指向衬底的表面。在另一实施方式中，比如在联系图 2C所描述的实施方式中，创建带电反应环境包括操作等离子体发生设备以产生暴露于衬底表面的等离子体。
在衬底被移动时，通过将液体处理材料施加给衬底，执行一或多个湿法衬底处理操作。在一实施方式中，比如在联系图2D所描述的实施方式中，多个衬底处理设备中的一些被操作来在衬底被移动时通过将液体处理材料喷射到衬底表面上来执行湿法衬底处理操作。在另一实施方式中，比如在联系图2E所描述的实施方式中，多个衬底处理设备中的一些被操作来在衬底被移动在邻近头下方时通过使液体处理材料的弯液面流到衬底和邻近头之间的衬底表面上来执行湿法衬底处理操作。
该方法还可包括用于控制两个顺序设置的衬底处理设备之间的衬底移动时间的操作以确保由两个顺序设置的衬底处理设备中的第一个设备赋予衬底的条件被维持直至该衬底被该两个顺序设置的衬底处理设备中的第二个设备处理。在该实施方式中，控制两个顺序设置的衬底处理设备之间的衬底移动时间包括控制该两个顺序设置的衬底处理设备之间的分隔距离、衬底在该两个顺序设置的衬底处理设备之间的移动速率、或者它们的组合。
图4根据本发明的一实施方式示出了用于处理衬底以移除光刻胶材料的方法的流程图。该方法包括用于在共享周围环境中将衬底移动到设置在该共享周围环境中的第一衬底处理设备的操作401。该衬 底上已配置有块状光刻胶材料，且在该块状光刻胶材料上覆盖交联光刻胶材料。该方法还包括用于在衬底被移动通过第一衬底处理设备时操作该第一衬底处理设备以在衬底上执行干法衬底处理操作的操作403。干法衬底处理操作用于将交联光刻胶材料改性为在后续湿法衬底处理操作中可移除的形式。
该方法继续操作405以在共享周围环境中将衬底从第一衬底处理设备移动到也被设置在共享周围环境中的第二衬底处理设备。然后，该方法继续操作407，在操作407中，第二衬底处理设备被操作来在衬底被移动通过第二衬底处理设备时在衬底上执行湿法衬底处理操作。湿法衬底处理操作用于移除改性的交联光刻胶硬皮材料和下层的块状光刻胶材料二者。
如此处所公开的，多个处理区域的顺序处理系统可被用于在共享(即公共)周围环境中将材料的基本上任何的层状组合从任何类型的衬底移除、沉积到任何类型的衬底、和/或改性。在不同的层状材料需要能够在顺序处理系统的各自的处理区域内实施的不同类型的处理的情况下，这特别有用。在顺序处理系统中，多个衬底处理设备可基本上按任何必要的方式进行设置以达到希望的衬底处理结果。此外，由于衬底在共享周围环境中被移动，且由于衬底处理设备也被部署在该共享周围环境中，所以顺序处理操作可在少量插入时间延迟(small intervening time delay)的情况下在衬底上被执行。
虽然本发明以若干实施方式的形式进行描述，但可以理解的是，那些阅读了前述说明书并研究了附图的本领域技术人员会了解本发明的各种变化方式、增补方式、置换方式和等同方式。所以，意思是本发明包括落在本发明的真实精神和范围之内的所有这样的变化方式、增补方式、置换方式和等同方式。

Claims (27)

1.一种衬底处理系统，其包括：
多个衬底处理设备，其被以分隔方式设置在受控的共享周围环境中；以及
传送设备，其被设置在所述受控的共享周围环境中且被限定来以连续方式使衬底移动通过所述多个衬底处理设备中的每一个以及在所述多个衬底处理设备中的每一个之间移动；
其中所述多个衬底处理设备中的一些设备被限定来执行干法衬底处理操作，且其中所述多个衬底处理设备中的一些设备被限定来执行湿法衬底处理操作，其中所述干法衬底处理操作不施加任何液态材料给所述衬底，且其中所述湿法衬底处理操作施加至少一种液态材料到所述衬底,
其中所述衬底处理设备中被限定来执行湿法衬底处理操作的至少一个包括邻近头，所述邻近头被限定来在所述衬底被所述传送设备移动在所述邻近头下方时使液体处理材料的弯液面流到所述衬底的位于所述衬底和所述邻近头之间的表面上。
2.如权利要求1所述的衬底处理系统，其中两个顺序设置的衬底处理设备之间的分隔距离和所述传送设备在所述两个顺序设置的衬底处理设备之间的移动速率被限定为确保由所述两个顺序设置的衬底处理设备中的第一个赋予衬底的条件被维持直至所述衬底被所述两个顺序设置的衬底处理设备中的第二个处理。
3.如权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述衬底处理设备中被限定来执行干法衬底处理操作的至少一个被限定来创建暴露于衬底的表面的没有液体材料的带电反应环境，其中所述带电反应环境被创建来改性或移除存在于所述衬底的所述表面上的一或多种材料。
4.如权利要求3所述的衬底处理系统，其中所述衬底处理设备中被限定来创建所述带电反应环境的至少一个包括激光发生设备，所述激光发生设备被限定来使激光束能量指向所述衬底的所述表面。
5.如权利要求3所述的衬底处理系统，其中所述衬底处理设备中被限定来创建所述带电反应环境的至少一个包括等离子体发生设备，所述等离子体发生设备被限定来产生暴露于所述衬底的所述表面的等离子体。
6.如权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述衬底处理设备中被限定来执行湿法衬底处理操作的至少一个包括喷杆，所述喷杆被限定来在所述衬底被所述传送设备移动时将液体处理材料喷射到所述衬底的表面上。
7.如权利要求1所述的衬底处理系统，其进一步包括：
工艺控制模块，其被限定来在所述传送设备以连续方式移动衬底通过所述多个衬底处理设备中的每一个时逐个衬底地控制所述多个衬底处理设备中的一或多个设备的操作。
8.如权利要求7所述的衬底处理系统，其中所述多个衬底处理设备中的至少一个是扫描计量设备，所述扫描计量设备被限定来在所述衬底被所述传送设备移动通过所述扫描计量设备时扫描所述衬底，其中所述扫描计量设备被限定来测量并记录所述衬底的表面的一或多个特征以及将测得的所述特征传送给所述工艺控制模块以作为控制后续设置的衬底处理设备的操作的输入，所述衬底会被所述传送设备移动通过所述后续设置的衬底处理设备。
9.如权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述传送设备被限定为包括以间隔方式形成的多个衬底保持区域。
10.一种衬底处理系统，其包括：
设置在受控的共享周围环境中的第一衬底处理设备；
设置在所述受控的共享周围环境中且与所述第一衬底处理设备分隔的第二衬底处理设备；
传送设备，其被设置在所述受控的共享周围环境中且被限定来以连续方式使衬底移动通过所述第一衬底处理设备、在所述第一和第二衬底处理设备之间移动、以及移动通过所述第二衬底处理设备，
其中所述第一衬底处理设备被限定来执行干法衬底处理操作，且其中所述第二衬底处理设备被限定来执行湿法衬底处理操作，其中所述第一衬底处理设备被限定来创建暴露于所述衬底的表面的没有液体材料的带电反应环境以执行所述干法衬底处理操作，且其中所述第二衬底处理设备被限定来将至少一种液态材料施加到所述衬底以执行所述湿法衬底处理操作，
其中所述第二衬底处理设备包括邻近头，所述邻近头被限定来在所述衬底被所述传送设备移动在所述邻近头下方时使液体处理材料的弯液面流到所述衬底的位于所述衬底和所述邻近头之间的表面上。
11.如权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述带电反应环境被创建来改性或移除存在于所述衬底的所述表面上的一或多种材料。
12.如权利要求11所述的衬底处理系统，其中所述第一衬底处理设备包括激光发生设备，所述激光发生设备被限定来使激光束能量指向所述衬底的所述表面并在所述衬底被所述传送设备移动时使所述激光束能量以栅格化方式扫描整个所述衬底的所述表面。
13.如权利要求11所述的衬底处理系统，其中所述第一衬底处理设备包括等离子体发生设备，所述等离子体发生设备被限定来在所述衬底被所述传送设备移动时产生暴露于所述衬底的所述表面的局部等离子体。
14.如权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述第一衬底处理设备相对于来自所述第二衬底处理设备的液体被屏蔽。
15.如权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述第二衬底处理设备包括喷杆，所述喷杆被限定来在所述衬底被所述传送设备移动时将液体处理材料喷射到所述衬底的所述表面上。
16.如权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述第一和第二衬底处理设备之间的分隔距离和所述传送设备在所述第一和第二衬底处理设备之间的移动速率被限定为确保由所述第一衬底处理设备赋予衬底的条件被维持直至所述衬底被所述第二衬底处理设备处理。
17.如权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述传送设备被限定为包括以间隔方式形成的多个衬底保持区域。
18.一种用于处理衬底的方法，其包括：
以连续方式移动所述衬底通过以分隔方式设置在受控的共享周围环境中的多个衬底处理设备，
其中移动所述衬底通过给定衬底处理设备使所述衬底经受由所述给定衬底处理设备执行的处理操作，以及
其中所述多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行干法衬底处理操作，且其中所述多个衬底处理设备中的一些设备操作来执行湿法衬底处理操作，其中所述干法衬底处理操作不施加任何液态材料给所述衬底，且其中所述湿法衬底处理操作施加至少一种液态材料到所述衬底，
并且所述方法还包括：操作所述多个衬底处理设备中的一些设备，以在所述衬底被移动在邻近头下方时，通过使液体处理材料的弯液面流到所述衬底的位于所述衬底和所述邻近头之间的表面上，来执行湿法衬底处理操作。
19.如权利要求18所述的用于处理衬底的方法，其进一步包括：
操作设置在所述受控的共享周围环境中的传送设备从而以连续方式使所述衬底移动通过所述多个衬底处理设备中的每一个以及在所述多个衬底处理设备中的每一个之间移动。
20.如权利要求18所述的用于处理衬底的方法，其进一步包括：
控制所述衬底在两个顺序设置的衬底处理设备之间的移动时间以确保由所述两个顺序设置的衬底处理设备中的第一个设备赋予所述衬底的条件被维持直至所述衬底被所述两个顺序设置的衬底处理设备中的第二个设备处理。
21.如权利要求20所述的用于处理衬底的方法，其中控制所述衬底在两个顺序设置的衬底处理设备之间的所述移动时间包括控制所述两个顺序设置的衬底处理设备之间的分隔距离、所述衬底在所述两个顺序设置的衬底处理设备之间的移动速率、或者它们的组合。
22.如权利要求18所述的用于处理衬底的方法，其进一步包括：
操作所述多个衬底处理设备中的一些设备，以在所述衬底被移动时，通过创建暴露于所述衬底的表面的没有液体材料的带电反应环境，来执行干法衬底处理操作，其中所述带电反应环境被创建来改性或移除存在于所述衬底的所述表面上的一或多种材料。
23.如权利要求22所述的用于处理衬底的方法，其中创建所述带电反应环境包括操作激光发生设备以使激光束能量指向所述衬底的所述表面。
24.如权利要求22所述的用于处理衬底的方法，其中创建所述带电反应环境包括操作等离子体发生设备以产生暴露于所述衬底的所述表面的等离子体。
25.如权利要求18所述的用于处理衬底的方法，其进一步包括：
操作所述多个衬底处理设备中的一些设备，以在所述衬底被移动时，通过将液体处理材料喷射到所述衬底的表面上，来执行湿法衬底处理操作。
26.如权利要求18所述的用于处理衬底的方法，其中所述多个衬底处理设备包括被限定来执行干法衬底处理操作的第一衬底处理设备和被限定来执行湿法衬底处理操作的第二衬底处理设备，其中所述衬底被顺序地移动通过所述第一衬底处理设备、然后通过所述第二衬底处理设备。
27.如权利要求26所述的用于处理衬底的方法，其中由所述第一衬底处理设备执行的所述干法衬底处理操作用于改性在所述衬底上的块状光刻胶材料上存在的交联光刻胶硬皮材料使得改性的所述交联光刻胶硬皮材料能通过湿法衬底处理操作移除，以及
其中由所述第二衬底处理设备执行的所述湿法衬底处理操作用于移除改性的所述交联光刻胶硬皮材料和所述块状光刻胶材料二者。
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