DE102019125661A1

DE102019125661A1 - Randwulstbeseitigungssystem und Verfahren zur Behandlung eines Substrats

Info

Publication number: DE102019125661A1
Application number: DE102019125661.5A
Authority: DE
Inventors: Ludovic Lattard; Rainer Targus
Original assignee: Suess Microtec Lithography GmbH
Current assignee: Suess Microtec Lithography GmbH
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2020-03-26
Also published as: AT521734B1; AT521734A2; AT521734A3; CN110941152A; JP2020092252A; US20200096867A1; KR20200035364A; TW202030775A; NL2021701B1; TWI824015B

Abstract

Beschrieben ist ein Randwulstbeseitigungssystem (10) zur Behandlung eines Substrats (12), das einen Randwulstbeseitigungskopf (20) mit einem Hauptkörper (22) und zwei von dem Hauptkörper (22) hervorstehende Arme (24) umfasst. Die Arme (24) sind voneinander beabstandet und definieren dazwischen einen Aufnahmeraum (26) für die Unterbringung eines zu behandelnden Substrats (12). Die vorstehenden Arme (24) weisen jeweils eine Funktionsfläche (36) auf, die zueinander gewandt sind, und wobei die Funktionsflächen (36) jeweils mindestens einen Fluidauslass (38) aufweisen. Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Behandlung eines Substrats (12) beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Randwulstbeseitigungssystem zur Behandlung eines Substrats. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung eines Substrats.
HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von mikrostrukturierten Komponenten mittels Photolithographie. Zu den Mikrostrukturkomponenten gehören unter anderem eine integrierte Oberfläche, Halbleiterchips oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS). Für den Photolithographieprozess wird ein Substrat, das auch als Wafer bekannt ist, verwendet, wobei das Substrat mit einem Photoresist, auch Resist genannt, beschichtet wird. Das beschichtete Substrat wird dann mit einer Maske belichtet, wobei sich die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des Photoresists aufgrund der Belichtung teilweise verändern.
Üblicherweise wird das Photoresist in einer Schicht auf das Substrat aufgebracht, wobei es wichtig ist, dass die aufgebrachte Photoresistschicht frei von Ungleichmäßigkeiten oder Partikeln ist. Daher wird das Photoresist unter anderem während einer Drehung des Substrats aufgebracht, wobei dieser Prozess als Schleuderbeschichtung bezeichnet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das aufgebrachte Photoresist, nämlich die Beschichtung, so gleichmäßig wie möglich auf der Oberfläche des Substrats verteilt wird.
Die Schleuderbeschichtung führt jedoch zu einer Wulst des Photoresistmaterials am Rand der Oberseite des Substrats aufgrund der Drehung des Substrats bei der Schleuderbeschichtung. Die auftretende Zentrifugalkraft beim Drehen des Substrats drückt genaugenommen das auf das Substrat aufgebrachte Resistmaterial radial nach außen, so dass sich eine Randwulst bildet.
Bisher wird die Wulst der Beschichtung unter Verwendung einer Makronadel für die Lösemittelverteilung beseitigt, was jedoch ungenau ist, wenn ein Wafer gebogen ist.
Darüber hinaus ist die Verwendung eines Lösungsmittel- oder eines Gasstroms bekannt, der zu den Substraten geleitet wird, um die bereits bestehende Randwulst zu beseitigen bzw. überschüssiges Material des Photoresists zu beseitigen und die Bildung der Wulst am Rand zu verhindern. Mit anderen Worten soll der Lösungsmittel- oder Gasstrom das Auftreten einer Wulst verhindern und/oder eine bereits bestehende Wulst beseitigen.
Bekannte Randwulstbeseitigungssysteme werden in den jeweiligen Beschichtungsmodulen verwendet, in denen das Resistmaterial auf das Substrat aufgebracht wird, so dass während des Randwulstbeseitigungsprozesses geometrische Einschränkungen des Beschichtungsmoduls zu beachten sind. Die Systeme und jeweiligen Prozesse sind im Allgemeinen hochempfindlich auf eine Wölbungsänderung des zu behandelnden Substrats.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Randwulstbeseitigungssystem und an einem Verfahren zur Behandlung eines Substrats, mit dem es möglich ist, eine Randwulst effizienter zu beseitigen.
Die Erfindung stellt ein Randwulstbeseitigungssystem zur Behandlung eines Substrats bereit, das einen Randwulstbeseitigungskopf mit einem Hauptkörper und zwei von dem Hauptkörper hervorstehende Arme umfasst, wobei die Arme voneinander beabstandet sind und dazwischen einen Aufnahmeraum für die Unterbringung eines zu behandelnden Substrats definieren, wobei die Arme jeweils eine Funktionsfläche aufweisen, die zueinander gewandt sind, und wobei die Funktionsflächen jeweils mindestens einen Fluidauslass aufweisen.
Dementsprechend wird bei dem Randwulstbeseitigungssystem ein separat ausgebildeter Randwulstbeseitigungskopf verwendet, der im Wesentlichen C-förmig ist, da der Randwulstbeseitigungskopf einen Hauptkörper und zwei Arme aufweist, die von dem Hauptkörper, insbesondere von derselben Seite des Hauptkörpers hervorstehen. Der Hauptkörper und die beiden Arme bilden somit zusammen den Aufnahmeraum für das zu behandelnde Substrat, wobei der Aufnahmeraum für die Unterbringung des zu behandelnden Substrats nur auf einer Seite offen ist. Da beide Arme jeweils die Funktionsfläche mit dem mindestens einen Fluidauslass aufweisen, kann ein Fluidstrom von den jeweiligen Fluidauslässen zum Aufnahmeraum und zu dem im Aufnahmeraum untergebrachten Substrat geleitet werden. Dementsprechend kann ein erster Fluidstrom zur Oberseite des Substrats, insbesondere auf das auf die Oberseite des Substrats aufgebrachte Photoresistmaterial geleitet werden. Darüber hinaus kann ein zweiter Fluidstrom zur Unterseite des Substrats geleitet werden, die nicht mit dem Photoresistmaterial beschichtet ist.
Der zweite Fluidstrom kann jedoch zu einem Rand oder entlang des Rands des zu behandelnden Substrats geleitet werden, so dass ein negativer Druck bzw. ein Vakuum auf der Oberseite des Substrats erzeugt wird. Eine bereits bestehende Randwulst bzw. Photoresistmaterial, das die Randwulst bildet, wird aufgrund des erzeugten negativen Drucks bzw. Vakuums entfernt. Die entspricht im Allgemeinen dem Prinzip einer Strahlpumpe, gemäß dem an der Oberseite des Substrats mit dem Fluidstrom, der von der Unterseite zur Oberseite entlang des Rands des Substrats strömt, ein Förderstrom erzeugt wird. Der erzeugte Fluidstrom zieht genaugenommen das überschüssige Photoresistmaterial, so dass eine Randwulst verhindert wird. Mit anderen Worten kann eine Wulst des Photoresistmaterials, die im Allgemeinen aufgrund der Schleuderbeschichtung am Rand der Oberseite des Substrats auftritt, auf einfache Weise dadurch verhindert werden, dass ein geeigneter Fluidstrom, nämlich der zweite Fluidstrom, am unteren Rand des Substrats geleitet wird.
Gemäß einem Aspekt ist der mindestens eine Fluidauslass (jeder Funktionsfläche) einer Düse zugeordnet. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms kann somit durch die Düse verändert werden. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms wird insbesondere erhöht. Darüber hinaus kann die Düse sicherstellen, dass der von dem mindestens einen Fluidauslass stammende Fluidstrom auf einfache Weise geführt werden kann.
Jede Funktionsfläche kann genaugenommen eine Düse, mehrere Düsen, einen Ausströmschlitz, eine sogenannte Luftlamelle, eine bürstenähnliche Ausströmeinheit oder dergleichen umfassen, mit denen unter anderem ein anderes Profil des Fluidstroms erhalten wird. Dies ist insbesondere für nicht runde Substrate, z.B. für quadratische Substrate von Bedeutung.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der mindestens eine Fluidauslass mit einer Stickstoffleitung verbunden, die im Randwulstbeseitigungskopf eingebettet ist. Ein Stickstoffstrom oder im Allgemeinen ein Gasstrom kann somit über den mindestens einen Fluidauslass (jeder Funktionsfläche) abgegeben werden. Mit anderen Worten wird Stickstoff dazu verwendet, die Randwulst zu beseitigen bzw. das Vorhandensein einer Randwulst zu verhindern, wobei der entsprechende Gasstrom zu dem zu behandelnden Substrat geleitet wird. Der Fluidstrom, der von dem mindestens einen mit der Stickstoffleitung verbundenen Fluidauslass bereitgestellt wird, kann frei von Lösungsmitteln sein. Dadurch wird sichergestellt, dass keine weiteren Substanzen eingeleitet werden, da eine Kammer des Randwulstbeseitigungssystems im Allgemeinen mit Stickstoff geflutet werden kann. In der Kammer sind der Randwulstbeseitigungskopf und das zu behandelnde Substrat in einer spezifischen Atmosphäre untergebracht. Der Stickstoffstrom wird genaugenommen dazu verwendet, das überschüssige Resistmaterial im Wesentlichen mechanisch bzw. physikalisch zu beseitigen.
Die Stickstoffleitung kann im Allgemeinen mit einer Stickstoffquelle verbunden sein, die den von dem mindestens einen Fluidauslass verwendeten Stickstoff bereitstellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Fluidauslass mit einer Lösungsmittelleitung verbunden, die in dem Randwulstbeseitigungskopf eingebettet ist. Somit kann ein Lösungsmittel verwendet werden, um die bereits bestehende Randwulst zu beseitigen bzw. das Vorhandensein einer Randwulst zu verhindern. Der Lösungsmittelstrom kann zur direkten Beseitigung des Resistmaterials direkt auf das Resistmaterial geleitet werden. Das überschüssige Resistmaterial wird somit im Wesentlich chemisch beseitigt. Bei dem Lösungsmittel kann es sich um Aceton oder um ein anderes geeignetes Lösungsmittel für das jeweilige Photoresistmaterial handeln.
Die Lösungsmittelleitung kann im Allgemeinen mit einer Lösungsmittelquelle verbunden sein, die das von dem mindestens einen Fluidauslass verwendete Lösungsmittel bereitstellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist jede Funktionsfläche mindestens zwei Fluidauslässe auf. Die mindestens zwei Fluidauslässe können somit mit der Stickstoffleitung und mit der Lösungsmittelleitung verbunden sein, so dass beide Fluidströme im Allgemeinen zur Beseitigung der Randwulst verwendet werden können. Der Benutzer des Randwulstbeseitigungssystems kann genaugenommen das jeweilige Fluid zur Beseitigung der Randwulst auswählen. Darüber hinaus kann eine Steuereinheit des Randwulstbeseitigungssystems die Stickstoffquelle bzw. die Lösungsmittelquelle automatisch steuern.
Da jede Funktionsfläche des Randwulstbeseitigungskopfes mit einer Lösungsmittelleitung bzw. einer Stickstoffleitung verbunden sein kann, können ein Lösungsmittelstrom und ein Stickstoffstrom ausgehend von der Unterseite und von der Oberseite des Substrats zum Substrat geleitet werden. Dementsprechend wird aufgrund der spezifischen Ausgestaltung des Randwulstbeseitigungskopfes die Flexibilität hinsichtlich der Randwulstbeseitigungsbearbeitung maximiert.
Ein Aspekt sieht vor, dass der mindestens eine Fluidauslass bezogen auf die jeweilige Funktionsfläche geneigt ist. Der Fluidstrom, der dem mindestens einen Fluidauslass zugeordnet ist, kann somit bezogen auf die Funktionsfläche geneigt zum Aufnahmeraum geleitet werden. Die Ausrichtung des Fluidstroms kann somit von einer senkrechten Ausrichtung verschieden sein. Dadurch wird sichergestellt, dass ein negativer Druck bzw. ein Vakuum auf einfache Weise auf der Oberseite des Substrats auftreten kann, auch wenn der Fluidstrom von der Funktionsfläche stammt, die zur Unterseite des Substrats gewandt ist. Das jeweilige Fluid strömt genaugenommen entlang des Rands, so dass das Material am Rand der Oberseite des Substrats gezogen wird.
Darüber hinaus kann der Hauptkörper eine Ablassöffnung aufweisen, die dem Aufnahmeraum zugeordnet ist, wobei die Ablassöffnung mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Material bzw. Partikel, die während des Randwulstbeseitigungsprozesses auftreten können, können somit von dem Vakuum angesaugt werden, mit dem die Ablassöffnung verbunden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass jegliche Verunreinigungen effektiv aus der Kammer beseitigt werden, so dass die Beschichtung des Substrats, nämlich das auf dem Substrat aufgebrachte Photoresistmaterial nicht beschädigt oder verunreinigt wird.
Darüber hinaus kann der Randwulstbeseitigungskopf einen Randsensor aufweisen, der dazu ausgelegt ist, den Rand des zu behandelnden Substrats zu erfassen. Dementsprechend ist sichergestellt, dass der Abstand des mindestens einen Fluidauslasses in Bezug auf den Rand des Substrats während des Behandlungsprozesses stabil gehalten wird. Zu diesem Zweck kann der Randsensor mit einer Steuereinheit des Randwulstbeseitigungssystems verbunden sein, so dass die relative Position des Randwulstbeseitigungskopfes entsprechend gesteuert werden kann, wodurch sichergestellt ist, dass der Abstand zum Rand während des Randwulstbeseitigungsprozesses konstant ist. Der Randsensor ist genaugenommen dazu ausgelegt, den relativen horizontalen Abstand zwischen dem Rand des Substrats und dem mindestens einen Fluidauslass zu erfassen.
Darüber hinaus kann ein Sensor vorgesehen sein, der dazu ausgelegt ist, den vertikalen Abstand zwischen der Funktionsfläche und einer entsprechenden Seite des Substrats, z.B. der Oberseite des Substrats bzw. der Unterseite des Substrats, zu erfassen.
Darüber hinaus kann das Randwulstbeseitigungssystem einen Linearantrieb aufweisen, der mit dem Randwulstbeseitigungskopf verbunden ist. Der Randwulstbeseitigungskopf kann somit entsprechend angetrieben werden, um sicherzustellen, dass der (relative horizontale) Abstand konstant bleibt. Der Linearantrieb kann z.B. sicherstellen, dass der Randwulstbeseitigungskopf radial entlang des Rands des runden Substrats bewegt werden kann. Mit anderen Worten bewegt der Linearantrieb den Randwulstbeseitigungskopf entlang des Umfangs des Substrats.
Außerdem ist ein und derselbe oder ein anderer Linearantrieb dazu ausgelegt, die vertikale Bewegung des Randwulstbeseitigungskopfes in Bezug auf das Substrat zu steuern, so dass der vertikale Abstand der Funktionsfläche zur jeweiligen Seite des Substrats entsprechend eingestellt wird. Der relative vertikale Abstand kann somit während des Randwulstbeseitigungsprozesses konstant gehalten werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist das Randwulstbeseitigungssystem einen Randwulstbeseitigungschuck mit einer Bearbeitungsfläche zum Halten des zu behandelnden Substrats auf. Die Bearbeitungsfläche hat insbesondere einen Durchmesser von beispielsweise bis zu 280 mm. Der Randwulstbeseitigungsprozess kann genaugenommen bezogen auf das Beschichtungsmodul, in dem das Photoresistmaterial auf die Oberseite des Substrats aufgebracht wird, in einem externen Modul erfolgen. Es ist somit möglich, einen großen Randwulstbeseitigungschuck zu verwenden, der sich von einem Bearbeitungschuck innerhalb des Beschichtungsmoduls unterscheidet. Der jeweilige Randwulstbeseitigungschuck gewährleistet, dass große Substrate bzw. große Wafer im Wesentlichen auf ihrem gesamten Durchmesser abgeflacht werden können. Dies stellt genaugenommen sicher, dass das Randwulstbeseitigungssystem weniger von einer Wölbung des Substrats abhängig ist, da der Randwulstbeseitigungschuck einen Durchmesser hat, der mit dem Durchmesser des (großen) Substrats zusammenpasst. Mit anderen Worten wird die Abhängigkeit zwischen der Wölbung und der Randwulstbeseitigungsgenauigkeit stark verringert.
Die Bearbeitungsfläche des Randwulstbeseitigungschucks kann im Allgemeinen mit einer Vakuumquelle verbunden sein. Das Substrat kann daher über das aufgebrachte Vakuum am Randwulstbeseitigungschuck angeordnet, insbesondere zentriert werden. Das aufgebrachte Vakuum stellt ferner sicher, dass das Substrat entsprechend an der Bearbeitungsfläche abgeflacht wird.
Außerdem kann der Randwulstbeseitigungskopf eine Abstandseinstelleinheit aufweisen, die dazu ausgelegt ist, den Abstand zwischen den Armen einzustellen, so dass das Volumen des Aufnahmeraums einstellbar ist. Dementsprechend kann mindestens ein Arm der Arme, die von dem Hauptkörper hervorstehen, in Bezug auf den anderen Arm entlang des Hauptkörpers verlagert werden, so dass der Abstand zwischen den beiden Armen in einer gewünschten Weise festgelegt werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass Substrate mit unterschiedlichen Dicken von ein und demselben Randwulstbeseitigungssystem, insbesondere von ein und demselben Randwulstbeseitigungskopf bearbeitet werden können.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Randwulstbeseitigungssystem dazu ausgelegt ist, den Randwulstbeseitigungskopf in horizontaler Richtung zu bewegen, um den horizontalen Abstand des mindestens einen Fluidauslasses in Bezug auf den Rand des Substrats konstant zu halten. Während der Behandlung des Substrats, nämlich während des entsprechenden Randwulstbeseitigungsprozesses, wird der Randwulstbeseitigungskopf in horizontaler Richtung bewegt, so dass der relative horizontale Abstand zwischen dem mindestens einen Fluidauslass und dem Rand des Substrats konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck wird der Linearantrieb entsprechend gesteuert. Der Randwulstbeseitigungskopf wird genaugenommen von dem Linearantrieb entlang des Umfangs des Substrats angetrieben.
Darüber hinaus erfasst den Randsensor den Rand des zu behandelnden Substrats und leitet die jeweiligen Informationen weiter, so dass der Linearantrieb in Reaktion auf die von dem Randsensor abgerufenen Informationen gesteuert wird. Die relative horizontale Position des mindestens einen Fluidauslasses in Bezug auf den Rand wird von dem Randsensor gemessen, wobei der Linearantrieb den Randwulstbeseitigungskopf so bewegt wird, dass der horizontale Abstand konstant gehalten wird.
Die Komponenten des Randwulstbeseitigungssystems, nämlich der Randsensor, der Linearantrieb und/oder die Steuereinheit, stellen genaugenommen sicher, dass der (horizontale) Abstand des mindestens einen Fluidauslasses in Bezug auf den Rand des Substrats während der Behandlung des Substrats konstant gehalten wird. Dementsprechend ist das Randwulstbeseitigungssystem dazu ausgelegt, den (relativen) horizontalen Abstand konstant zu halten.
Die Funktionsflächen des Randwulstbeseitigungskopfes erstrecken sich im Allgemeinen in horizontaler Richtung.
Die Bearbeitungsfläche des Randwulstbeseitigungschucks erstreckt sich auch in horizontaler Richtung.
Die Oberfläche des Substrats, auf die das Photoresistmaterial aufgebracht wird, erstreckt sich im Wesentlichen in horizontaler Richtung.
Die Arme des Randwulstbeseitigungskopfes sind in einer vertikalen Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen Richtung verläuft, voneinander beabstandet.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Behandlung eines Substrats bereit, das folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellen eines Randwulstbeseitigungssystems, insbesondere des oben beschriebenen Randwulstbeseitigungssystems, das einen Randwulstbeseitigungskopf aufweist, der einen Aufnahmeraum zwischen zwei Armen des Randwulstbeseitigungskopfes bereitstellt,
- Bereitstellen eines zu behandelnden Substrats und
- Anordnen des Randwulstbeseitigungskopfes und des Substrats derart, dass das Substrat im Aufnahmeraum zwischen den Armen des Randwulstbeseitigungskopfes untergebracht ist.

Dadurch wird sichergestellt, dass sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Substrats auf einfache Weise von dem Randwulstbeseitigungssystem behandelt werden können. Insbesondere können beide Seiten bzw. Oberflächen des Substrats gleichzeitig behandelt werden. Darüber hinaus gelten die oben erwähnten Vorteile in ähnlicher Weise für das Verfahren zur Behandlung des Substrats.
Das Verfahren zur Behandlung eines Substrats zur Beseitigung der Randwulst und das Randwulstbeseitigungssystem werden im Allgemeinen bei einem abgeflachten Substrat bzw. abgeflachten Wafer angewandt. Dies kann mit dem spezifischen Randwulstbeseitigungschuck sichergestellt werden, der nur für die Randwulstbeseitigung mit dem Randwulstbeseitigungssystem verwendet wird.
Die Genauigkeit des Randwulstbeseitigungssystems hängt insbesondere hauptsächlich von der Genauigkeit des Randsensors und/oder von der Genauigkeit des Linearantriebs ab. Somit haben andere Effekte, die die Genauigkeit eines aus dem Stand der Technik bekannten Beseitigungssystems beeinträchtigen, keine Auswirkung.
Das Randwulstbeseitigungssystem ist genaugenommen nicht mehr von der Art des Wafers abhängig. Der Aufnahmeraum ist insbesondere groß genug für die Unterbringung verschiedener Waferarten. Bei einem sehr großen oder sehr kleinen Wafer kann das Volumen des Aufnahmeraums entsprechend eingestellt werden.
Das Randwulstbeseitigungssystem ist im Allgemeinen effizient, da das Volumen des für die Randwulstbeseitigung verwendeten Fluids aufgrund der kompakten Ausgestaltung des Randwulstbeseitigungssystems, nämlich aufgrund des minimierten Abstands der Fluidauslässe zum Substrat, minimiert ist.
Figurenliste
Die vorstehenden Aspekte und viele der damit verbundenen Vorteile des beanspruchten Gegenstands werden ohne Weiteres erfasst, wenn diese unter Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden. Darin zeigen:

- 1 schematisch eine Querschnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Randwulstbeseitigungssystems; und
- 2 schematisch ein Flussdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Behandlung eines Substrats veranschaulicht.

In 1 ist ein Randwulstbeseitigungssystem 10 zur Behandlung eines Substrats 12 gezeigt.
Das Randwulstbeseitigungssystem 10 umfasst eine Kammer 14, in der ein Randwulstbeseitigungschuck 16 angeordnet ist, der eine Bearbeitungsfläche 18 aufweist, auf der das Substrat 12 zur Behandlung durch das Randwulstbeseitigungssystem 10 angeordnet ist.
Darüber hinaus umfasst das Randwulstbeseitigungssystem 10 einen Randwulstbeseitigungskopf 20, der auch innerhalb der Kammer 14 angeordnet ist. Der Randwulstbeseitigungskopf 20 umfasst einen Hauptkörper 22 und zwei Arme 24, die von dem Hauptkörper 22 hervorstehen. Die Arme 24 sind in vertikaler Richtung V, die senkrecht zu einer horizontalen Richtung H verläuft, voneinander beabstandet.
Die vertikale Richtung V und die horizontale Richtung H sind in einer separaten Darstellung veranschaulicht, die in 1 gezeigt ist.
Der Randwulstbeseitigungskopf 20 ist in einer Seitenansicht, wie in 1 gezeigt ist, genaugenommen im Wesentlichen C-förmig, da die Arme 24 voneinander beabstandet sind, so dass ein Aufnahmeraum 26 definiert ist, in dem das zu behandelnde Substrat teilweise untergebracht ist.
Wie in 1 gezeigt, weist das Substrat 12 eine Oberseite 28 auf, die mit einem Photoreistmaterial 30 beschichtet ist, während eine Unterseite 32 des Substrats 12 nicht mit dem Photoresistmaterial beschichtet ist. Das Substrat 12 wird über seine Unterseite 32 am Randwulstbeseitigungschuck 16, insbesondere an seiner Bearbeitungsfläche 18 angeordnet.
Der Randwulstbeseitigungschuck 16 ist mit einer Vakuumquelle verbunden, die einen negativen Druck erzeugt, so dass das Substrat 12 auf seine Bearbeitungsfläche 18 angesaugt wird, wodurch sichergestellt ist, dass das Substrat 12 entsprechend abgeflacht wird. Zahlreiche Vakuumauslässe 34 sind der Bearbeitungsfläche 18 zugeordnet, über die das Substrat 12, insbesondere seine Unterseite 12 durch das Vakuum angesaugt wird.
Darüber hinaus unterscheidet sich das Randwulstbeseitigungschuck 16 von üblichen Bearbeitungschucks, die in Beschichtungsmodulen verwendet werden, da der Randwulstbeseitigungschuck 16, insbesondere seine Bearbeitungsfläche 18 einen Durchmesser von bis zu 280 mm hat. Das Substrat 12 kann somit einen Durchmesser von bis zu 300 mm haben, so dass sich das Substrat 12 radial auf eine Strecke d, die wie in 1 angegeben 10 mm beträgt, mit dem Randwulstbeseitigungschuck 16 überlappt.
Üblicherweise ist das Substrat 12 auf seiner Oberseite 28, die auch als obere Fläche bezeichnet wird, mit dem Photoresistmaterial 30 beschichtet, so dass aufgrund der Schleuderbeschichtung, die zum Aufbringen des Photoresistmaterials auf die Oberseite 28 des Substrats 12 verwendet wird, eine Randwulst entstehen kann. Diese Randwulst tritt üblicherweise in den äußeren 10 mm des Substrats 12 auf, das im Aufnahmeraum 26 des Randwulstbeseitigungskopfes 20 untergebracht ist.
Wie in 1 gezeigt, weisen beide Arme 24 jeweils eine Funktionsfläche 36 auf, die zueinander und zu dem im Aufnahmeraum 26 untergebrachten Substrat 12 gewandt sind.
Der erste Arm 24 weist genaugenommen eine Funktionsfläche 36 auf, die der Oberseite 28 des Substrats 12 zugewandt ist, während der zweite Arm 24 eine Funktionsfläche 36 aufweist, die der Unterseite 32 des Substrats 12 zugewandt ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform weisen beide Funktionsflächen 36 jeweils zwei Fluidauslässe 38 auf, die als Fluidöffnungen bezeichnet werden. Der erste Fluidauslass 40 jeder Funktionsfläche 36 ist einer Stickstoffleitung 42 zugeordnet, die im Randwulstbeseitigungskopf 20 eingebettet ist, während der zweite Fluidauslass 44 einer Lösungsmittelleitung 46 zugeordnet ist, die auch im Randwulstbeseitigungskopf 20 eingebettet ist.
Die Stickstoffleitung 42 ist für die Verbindung mit einer Stickstoffquelle 48 aus der Kammer 14 herausgeführt. Die Lösungsmittelleitung 46 ist in ähnlicher Weise für die Verbindung mit einer Lösungsmittelquelle 50 aus der Kammer 14 herausgeführt.
Die Fluidauslässe 38 können im Allgemeinen in Bezug auf die jeweilige Funktionsfläche 36 geneigt sein, so dass der aus dem jeweiligen Fluidauslass 38 stammende Fluidstrom in Bezug auf die Funktionsfläche 36 geneigt ist und der Fluidstrom geneigt zum Aufnahmeraum 26 bzw. zum Substrat 12 geleitet wird.
Dadurch wird sichergestellt, dass der jeweilige Fluidstrom die Eigenschaften des Substrats 12, insbesondere des davor aufgebrachten Photoresistmaterials 30 nicht beeinträchtigt.
Der Fluidstrom, der von dem Fluidauslass 38 stammt, der zur Oberseite 28 des Substrats 12 gewandt ist, kann genaugenommen nur entlang des Photoresistmaterials 30, das auf dem Substrat 12 aufgebracht ist, schaben.
Im Gegensatz dazu kann der Fluidstrom, der von dem Fluidauslass 38 stammt, der zur Unterseite 32 des Substrats 12 gewandt ist, so gerichtet werden, dass ein negativer Druck bzw. ein Vakuum auf der Oberseite 28 des Substrats 12 erzeugt und das überschüssige Photoresistmaterial 30 einer bereits bestehenden Randwulst bzw. das überschüssige Photoresistmaterial 30, das die Randwulst bilden kann, beseitigt wird.
Die Fluidströme, die von den Fluidauslässen 38 stammen, können im Allgemeinen Partikel abgeben bzw. freisetzen, die die Eigenschaften des Substrats 12, insbesondere des darauf aufgebrachten Photoresistmaterials 30 stören bzw. beeinträchtigen können. Der Lösungsmittelstrom, der von den mit der Lösungsmittelleitung 46 verbundenen Fluidauslässen 38 bereitgestellt wird, lässt z.B. Lösungsmittel in der Kammer 14 ab.
Dementsprechend weist der Randwulstbeseitigungskopf 20, insbesondere sein Hauptkörper 22, eine Ablassöffnung 52 auf, die dem Aufnahmeraum 26 zugeordnet ist, wobei die Ablassöffnung 52 mit einer Vakuumquelle 54 verbunden ist.
Die Verunreinigungen bzw. Partikel, die während des Randwulstbeseitigungsprozesses auftreten können, werden somit über die Ablassöffnung 52, die wie in 1 gezeigt dem Rand des Substrats 12 zugeordnet ist, aus dem Aufnahmeraum 26 abgesaugt.
Dadurch wird sichergestellt, dass das auf das Substrat 12 aufgebrachte Photoresistmaterial 30 nicht mit Partikeln oder Lösungsmittel verunreinigt oder beeinträchtigt wird. Wie bereits erwähnt, wird das Photoresistmaterial 30 nicht von dem Stickstoff, der von den mit der Stickstoffleitung 42 verbundenen Fluidauslässen 38 abgegeben wird, beeinträchtigt, da die Kammer 14 mit Stickstoff geflutet werden kann.
Die jeweiligen Fluidauslässe 38, nämlich diejenigen, die der Stickstoffleitung 42 bzw. der Lösungsmittelleitung 46 zugeordnet sind, können im Allgemeinen zumindest eine Düse, eine kanalähnliche Form, einen Ausströmschlitz, eine bürstenähnliche Form, eine sogenannte Luftlamelle (die Lösungsmittel bzw. Stickstoff ablässt) oder dergleichen umfassen. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms und dessen Form können genaugenommen durch die jeweilige Ausgestaltung der Fluidauslässe 38 verändert werden.
Darüber hinaus weist der Randwulstbeseitigungskopf 20 einen Randsensor 56 auf, der dazu ausgelegt ist, den Rand des zu behandelnden Substrats 12 zu erfassen. Die horizontale Position des Rands des Substrats 12 (in Bezug auf den Randwulstbeseitigungskopf 20 oder eine Komponente davon) wird von dem Randsensor 56 erfasst.
Darüber hinaus weist das Randwulstbeseitigungssystem 10 einen Linearantrieb 58 auf, der mit dem Randwulstbeseitigungskopf 20 verbunden ist, so dass der Randwulstbeseitigungskopf 20 von dem Linearantrieb 58 angetrieben werden kann, um den Abstand zum Substrat 12 in der gewünschten Weise beizubehalten.
Der Linearantrieb 58 stellt sicher, dass die Fluidauslässe 38 des Randwulstbeseitigungskopfes 20 ein und denselben (relativen horizontalen) Abstand zum Rand des Substrats 12 haben.
Zu diesem Zweck wird der Randwulstbeseitigungskopf 20 entsprechend entlang des Umfangs des Substrats 12 angetrieben.
Die jeweilige Bewegung des Randwulstbeseitigungskopfes 20 ist mit dem Pfeil 59 angedeutet, der die horizontale Bewegungsrichtung veranschaulicht. Die horizontale Bewegungsrichtung, nämlich der Pfeil 59, verläuft somit parallel zur horizontalen Richtung H.
Der Randsensor 56 und der Linearantrieb 58 stellen genaugenommen sicher, dass der (horizontale) Abstand der Fluidauslässe 38 in Bezug auf den Rand des Substrats 12 konstant gehalten wird.
Die relative horizontale Position der Fluidauslässe 38 in Bezug auf den Rand wird von dem Randsensor 56 gemessen, wobei der Linearantrieb 58 den Randwulstbeseitigungskopf 20 so bewegt, dass der horizontale Abstand konstant gehalten wird.
Zu diesem Zweck sind der Randsensor 56 und der Linearantrieb 58 mit einer Steuereinheit 60 verbunden, die die jeweiligen Daten von dem Randsensor 56 empfängt und den Linearantrieb 58 entsprechend steuert.
Das Randwulstbeseitigungssystem 10 ist somit so ausgelegt, dass es den Randwulstbeseitigungskopf 20 in horizontaler Richtung bewegt, so dass der horizontale Abstand der Fluidauslässe 38 in Bezug auf den Rand des Substrats 12 konstant gehalten wird.
Die relative vertikale Position kann darüber hinaus auch entsprechend gesteuert werden. Ein und derselbe Linearantrieb 58 oder ein anderer Linearantrieb kann somit den Randwulstbeseitigungskopf 20 so antreiben, dass der vertikale Abstand zwischen der Funktionsfläche 36 und dem Substrat 12, insbesondere einer entsprechenden Fläche des Substrats 12, konstant gehalten wird.
Die Steuereinheit 60 kann auch den Randwulstbeseitigungschuck 16, insbesondere dessen Drehgeschwindigkeit während des Randwulstbeseitigungsprozesses steuern. Die Drehgeschwindigkeit kann im Allgemeinen aufgrund des minimalen Abstands zwischen den Fluidauslässen 38 und dem Substrat 12 gering sein. Dementsprechend kann der Randwulstbeseitigungschuck 16 kostengünstig bereitgestellt werden, da aufgrund dessen, dass die geforderten Drehgeschwindigkeiten niedrig sind, ein kostengünstiger Motor für den Randwulstbeseitigungschuck 16 verwendet werden kann. Durch die niedrige Drehgeschwindigkeit wird die Reinigungseffizienz weiter verbessert.
Die Steuereinheit 60 kann außerdem auch die Stickstoffleitung 42 bzw. die Stickstoffquelle 48 sowie die Lösungsmittelleitung 46 bzw. die Lösungsmittelquelle 50 steuern.
In ähnlicher Weise ist die Steuereinheit 60 dazu ausgelegt, das Vakuum zu steuern, das am Randwulstbeseitigungschuck 16 vorgesehen ist, um das an der Bearbeitungsfläche 18 des Randwulstbeseitigungschucks 16 angeordnete Substrat 12 zu positionieren und zu ebnen.
Die Steuereinheit 60 kann ferner die der Ablassöffnung 52 zugeordnete Vakuumquelle 54 so steuern, dass Verunreinigungen bzw. Partikel, die während des Randwulstbeseitigungsprozesses auftreten können, angesaugt werden.
Die Arme 24 können im Allgemeinen so zueinander beabstandet sein, dass der bereitgestellte Aufnahmeraum 26 groß genug für die Unterbringung vieler unterschiedlicher Substrattypen 12 ist.
Es kann jedoch eine Abstandeinstelleinheit 62 vorgesehen sein, die sicherstellt, dass der (vertikale) Abstand zwischen den beiden Armen 24 so eingestellt werden kann, dass das Volumen des Aufnahmeraums 26 in Bezug auf das zu behandelnde Substrat 12 angepasst wird. Mit anderen Worten ist die Abstandeinstelleinheit 62 so ausgelegt, dass sie den vertikalen Abstand zwischen den beiden Armen 24 einstellt, indem der vertikale Abstand mindestens eines Arms 24 in Bezug auf den anderen Arm 24 eingestellt wird. Dies ist in 1 schematisch für den unteren Arm 24 gezeigt, der entlang des Pfeils 63 in vertikaler Richtung V in Bezug auf den anderen Arm 24 bewegt werden kann.
Dementsprechend kann je nach Größe, insbesondere je nach Dicke des Substrats 12 das Volumen verringert bzw. vergrößert werden. Bei der gezeigten Ausführungsform hat das Substrat 12 eine Dicke von üblicherweise 775 µm. Diese Dicke kann jedoch je nach Substrattyp variieren.
Darüber hinaus kann sich die Kammer 14, in der zumindest der Randwulstbeseitigungschuck 16 und der Randwulstbeseitigungskopf 10 untergebracht sind, von der Beschichtungskammer des Beschichtungsmoduls unterscheiden, in der das Substrat 12 mit dem Photoresistmaterial 30 beschichtet wird.
Das Randwulstbeseitigungssystem 10 ist aufgrund der kompakten Ausgestaltung des Randwulstbeseitigungskopfes 20, in dem das Substrat 12, insbesondere der Rand des Substrats 12 untergebracht sind, im Allgemeinen sehr kompakt.
Das Substrat 12 wird im Allgemeinen durch die Bereitstellung des Randwulstbeseitigungssystems 10 behandelt (Schritt S1).
Darüber hinaus wird auch das zu behandelnde Substrat 12 bereitgestellt (Schritt S2).
Das Substrat 12 und der Randwulstbeseitigungskopf 20 werden dann so angeordnet, dass das Substrat 12 mit seinem Rand in dem von dem Randwulstbeseitigungskopf 20 bereitgestellten Aufnahmeraum 26 untergebracht wird (Schritt S3).
Der Randsensor 56 erfasst den Rand des Substrats 12, um Daten für das geeignete Ausrichten des Randwulstbeseitigungskopfes 20 zu liefern (Schritt S4).
Zu diesem Zweck steuert die Steuereinheit 60 den Linearantrieb 58 derart, dass der Randwulstbeseitigungskopf 20 in der vorgesehenen Weise auf das Substrat 12 ausgerichtet wird (Schritt S5).
Sobald der Randwulstbeseitigungskopf 20 und das Substrat 12 aufeinander ausgerichtet sind, kann die Steuereinheit 60 den Randwulstbeseitigungschuck 16 so steuern, dass er sich dreht (Schritt S6).
Darüber hinaus kann die Steuereinheit 60 die Stickstoffquelle 48 und/oder die Lösemittelquelle 50 so steuern, dass sie Stickstoff bzw. Lösungsmittel für die geeignete Behandlung des Substrats 12 bereitstellt, so dass überschüssiges Photoresistmaterial 30 beseitigt wird (Schritt S7). Somit kann eine entstehende Randwulst verhindert bzw. eine bereits vorhandene Randwulst beseitigt werden.
Das Randwulstbeseitigungssystem 10 und das Verfahren zur Behandlung des Substrats 12 stellen genaugenommen sicher, dass die Randwulstbeseitigungsprozesse von Wölbungen des Substrats 12 unabhängig sind, da es möglich ist, einen separat ausgebildeten Randwulstbeseitigungschuck 16 mit einem an das Substrat 12 angepassten Durchmesser zu verwenden. Dieser separat ausgebildete Randwulstbeseitigungschuck 16 wird bezogen auf das Beschichtungsmodul in einem anderen Modul verwendet, nämlich in einem Randwulstbeseitigungsmodul bzw. im Randwulstbeseitigungssystem 10.

Claims

Randwulstbeseitigungssystem (10) zur Behandlung eines Substrats (12), das einen Randwulstbeseitigungskopf (20) mit einem Hauptkörper (22) und zwei von dem Hauptkörper (22) hervorstehende Arme (24) umfasst, wobei die Arme (24) voneinander beabstandet sind und dazwischen einen Aufnahmeraum (26) für die Unterbringung eines zu behandelnden Substrats (12) definieren, wobei die Arme (24) jeweils eine Funktionsfläche (36) aufweisen, die zueinander gewandt sind, und wobei die Funktionsflächen (36) jeweils mindestens einen Fluidauslass (38) aufweisen.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Fluidauslass (38) einer Düse zugeordnet ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Fluidauslass (38) mit einer Stickstoffleitung (42) verbunden ist, die im Randwulstbeseitigungskopf (20) eingebettet ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Fluidauslass (38) mit einer Lösungsmittelleitung (46) verbunden ist, die im Randwulstbeseitigungskopf (20) eingebettet ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Funktionsfläche (36) mindestens zwei Fluidauslässe (38) aufweist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Fluidauslass (38) in Bezug auf die jeweilige Funktionsfläche (36) geneigt ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hauptkörper (22) eine Ablassöffnung (52) aufweist, die dem Aufnahmeraum (26) zugeordnet ist, wobei die Ablassöffnung (52) mit einer Vakuumquelle (54) verbunden ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randwulstbeseitigungskopf (20) einen Randsensor (56) aufweist, der dazu ausgelegt ist, den Rand des zu behandelnden Substrats (12) zu erfassen.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Randwulstbeseitigungssystem (10) einen Linearantrieb (58) aufweist, der mit dem Randwulstbeseitigungskopf (20) verbunden ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Randwulstbeseitigungssystem (10) einen Randwulstbeseitigungschuck (16) mit einer Bearbeitungsfläche (18) zum Halten des zu behandelnden Substrats (12) aufweist, wobei die Bearbeitungsfläche (18) insbesondere einen Durchmesser von bis zu 280 mm hat.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randwulstbeseitigungskopf (20) eine Abstandeinstelleinheit (62) aufweist, die dazu ausgelegt ist, den Abstand zwischen den Armen (24) so einzustellen, dass das Volumen des Aufnahmeraums (26) einstellbar ist.
Randwulstbeseitigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Randwulstbeseitigungssystem (10) dazu ausgelegt ist, den Randwulstbeseitigungskopf (20) in horizontaler Richtung zu bewegen, um den horizontalen Abstand des mindestens einen Fluidauslasses (38) in Bezug auf den Rand des Substrats (12) konstant zu halten.
Verfahren zur Behandlung eines Substrats (12), das folgende Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Randwulstbeseitigungssystems (10), insbesondere des Randwulstbeseitigungssystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Randwulstbeseitigungskopf (20) aufweist, der einen Aufnahmeraum (26) zwischen zwei Armen (24) des Randwulstbeseitigungskopfes (20) bereitstellt, - Bereitstellen eines zu behandelnden Substrats (12) und - Anordnen des Randwulstbeseitigungskopfes (20) und des Substrats (12) derart, dass das Substrat (12) im Aufnahmeraum (26) zwischen den Armen (24) des Randwulstbeseitigungskopfes (20) untergebracht ist.