DD203181A1

DD203181A1 - METHOD FOR COATING SEMICONDUCTOR AND TEMPLATE SUBSTRATES

Info

Publication number: DD203181A1
Application number: DD23442281A
Authority: DD
Inventors: Raik Hartlep; Gundolf Goebel
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1983-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Halbleiter- und Schablonensubstraten mittels licht- oder strahlungsempfindlichen Materialien zur Erzeugung von Mikrostrukturen mit geringen Toleranzen im Fertigungsprozesz elektronischer Bauelemente. Dabei erfolgt der Beschichtungsvorgang in einer durch Programmzeit- oder Festwertsteuerung erzeugten Loesungsmittelgas- Traegergasatmosphaere. Durch das erfindungsgemaesze Verfahren wird erreicht, dasz die licht- oder strahlungsempfindliche Schicht eine ebene Oberflaeche erhaelt, womit in den anschlieszenden Strukturierungsschritten ein hoeheres Aufloesungsvermoegen erzielt sowie die Abbildungs- und Justierfehler verringert werden koennen.The invention relates to a method for coating semiconductor and stencil substrates by means of light- or radiation-sensitive materials for the production of microstructures with small tolerances in the manufacturing process of electronic components. The coating process is carried out in a generated by program time or fixed value Loesungsmittelgas- Traegergasatmosphaere. By means of the method according to the invention it is achieved that the light- or radiation-sensitive layer obtains a flat surface, whereby a higher resolving power can be achieved in the subsequent structuring steps and the imaging and adjustment errors can be reduced.

Description

234422 5234422 5

Verfahren zum Beschichten von Halbleiter- -und Schablonen-SubstratenProcess for coating semiconductor and stencil substrates

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten τοη Halbleiter- und Schablonensubstraten, bei dem die Oberfläche derselben mit einer oder mehreren organischen Schutzschichten, beispielsweise mit licht- oder strahlungsempfindlichem fotolack oder, einer Polymerschicht zur Maskierung versehen wird.The invention relates to a process for coating semiconductor and stencil substrates in which the surface thereof is provided with one or more organic protective layers, for example with light-sensitive or radiation-sensitive photoresist, or a polymer layer for masking.

Sie Erfindung eignet sich für den Auftrag dieser Schutzschichten mittels Sprüh- oder Schwallbeschichtungseinrichtungen auf ruhende oder bewegte Substrate in der HaIbleitertechnik.The invention is suitable for the application of these protective layers by means of spray or wave coating devices to stationary or moving substrates in semiconductor technology.

Des weiteren ist der Einsatz des Verfahrens dort möglich, wo homogene Schutzschichten auf Oberflächen aufgebracht werden sollen.Furthermore, the use of the method is possible where homogeneous protective layers are to be applied to surfaces.

Charakteristik der bekannten technischen !lösungenCharacteristic of the known technical solutions

In den bekannten technischen Lösungen werden Halbleiteroder Schablonensubstrate mit organischen Schutzschichten, beispielsweise mit licht- oder strahlungsempfindlichen Ivopierlacken beschichtet, indem die Substrate in drehende Bewegung versetzt und dabei' schwallartig mit dem Beschichtungswerkstoff versehen werden. Zur Erzielung einer homo-. genen Lackoberfläche wird in der BeSchichtungseinrichtung der partielle Lösungsmitteldampfdruck erhöht, indem innerhalb der Schleudereinrichtung Offene G-efäße vorgesehenIn the known technical solutions, semiconductor or stencil substrates are coated with organic protective layers, for example with light-sensitive or radiation-sensitive lacquers, by causing the substrates to rotate and thereby providing the coating material in a gush manner. To achieve a homo-. In the coater, the partial solvent vapor pressure is increased in the coater by providing open vessels within the centrifuge

sind, in denen Lösungsmittel bzw. eine bestimmte lackmenge vorhanden sind und durch- die zusätzliche Verdampfung der lösungsmittel der Dampfdruck höher wird, als der sich bei der Verdampfung des Lösungsmittels aus der auf der Halbleiter- oder Schablonensubstratoberfläche verteilten Laekmenge allein ergebendeare in which solvent or a certain amount of paint are present and by the additional evaporation of the solvent, the vapor pressure is higher than that resulting in the evaporation of the solvent from the distributed on the semiconductor or stencil substrate surface Laekmenge alone

Das hat zur lolge, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels aus der Lackschicht abnimmt und die erzielte niedrigere Abdampfrate ein zu schnelles Antrocknen der Lackoberfläche und somit Streifenbildung in der Lackschicht verhindert werden.This has the consequence that the evaporation rate of the solvent from the coating layer decreases and the lower evaporation rate achieved prevents too rapid drying of the coating surface and thus streaking in the coating layer.

Durch einen zwischen dem Schleudergehäuse und dessen Deckel vorgesehenen Spalt einstellbare Breite ist die.Verdampfungsgeschwindigkeit beeinflußbar.By a provided between the centrifugal casing and the cover gap adjustable width das.Verdampfungsgeschwindigkeit can be influenced.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß der. ^ilmbildungsprozeiS nicht oder nicht optimal steuerbar ist, da die Spaltbreite gemäß der Erfindung nur mittels Verstellschrauben manuell verändert wird.This solution has the disadvantage that the. The film formation process is not or not optimally controllable, since the gap width according to the invention is changed manually only by means of adjusting screws.

Des weiteren bewirkt der Wechsel der Substrate eine Verringerung des Partialdrucks und somit eine verzögerte Einstellung des optimalen Zustandes zur Schichtbildung des jeweiligen Beschichtungswerkstoffes.Furthermore, the change of the substrates causes a reduction of the partial pressure and thus a delayed adjustment of the optimum state for layer formation of the respective coating material.

Sine systembedingte Wechselwirkung der Lösung von organischen Substanzen in Lösungsmitteln sowie dem Lösungsmittel in offenen Gefäßen ruft Veränderungen in der Zusammensetzung des in der Bearbeitungskammer deponierten Lösungsmittelsystems über die Dampfphase hervor, die zur Veränderung des iartialdruekes in dem Bearbeitungsraum und somit zur Veränderung der Schichtqualität führt.The systemic interaction of the solution of organic substances in solvents and the solvent in open vessels causes changes in the composition of the solvent system deposited in the processing chamber via the vapor phase, which leads to the change of the iartialdruekes in the processing space and thus to change the layer quality.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel· der Erfindung besteht darin, die mit Fotolack oder strahlungsempfindlichen Materialien für Maskierungszwecke erzeugte Oberfläche auf Halbleiter- oder Schablonensubstraten , zu verbessern, um Abbildungs- und Justierfehler zu verringern und eine Verkleinerung der Strukturbreiten zu erreichen.The object of the invention is to improve the surface on semiconductor or stencil substrates produced with photoresist or radiation-sensitive materials for masking purposes, in order to reduce imaging and alignment errors and to achieve a reduction of the structural widths.

234422 5234422 5

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, ebene Maskierungsschichten auf Halbleiteroberflächen zu erzielen, wobei die Schichtdicke definiert ausgebildet werden kann.The invention has for its object to develop a method which makes it possible to achieve planar masking layers on semiconductor surfaces, wherein the layer thickness can be formed defined.

Wesen der Erfindung·Essence of the invention

SrfindungsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die in einer geeigneten Einrichtung erzeugte Lösungsmittelatmosphäre mit definierten Anteilen eines Trägergases über eine Bestwert- oder -trogrammzeitsteuerung gemischt und gemeinsam mit dem Beschichtungswerkstoff, beispielsweise einem fotolack, der Halbleiter- oder Schablonensubstratoberfläche direkt zugeführt werden, wobei der Partialdruck des Lösungsmittels im Gasgemisch ύοτι Hull bis zum Sättigungsgasgemisch des entsprechenden Lösungsmittels einstellbar ist.According to the invention, the object is achieved by mixing the solvent atmosphere generated in a suitable device with defined proportions of a carrier gas over best value or program timing and directly feeding them together with the coating material, for example a photoresist, to the semiconductor or stencil substrate surface, wherein the partial pressure of the solvent in the gas mixture ύοτι Hull is adjustable to the saturation gas mixture of the corresponding solvent.

Vorteilhaft wird für die Durchführung des Verfahrens als Trägergas Stickstoff eingesetzt und das Grasgemisch in einem feinporigen Sinterkörper homogenisiert.Nitrogen is advantageously used for carrying out the process as the carrier gas, and the grass mixture is homogenized in a fine-pored sintered body.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles sowie eines Schaltbildes näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and a circuit diagram.

Durch einen einer 3eSchichtungseinrichtung zugeordneten Thermostaten 1 wird ein Trägergas, beispielsweise Stickstoff, geleitet, auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und einem Verdampfer 2 beziehungsweise einem Hegelteil 4 zugeführt, wobei in dem Verdampfer 2 die Trägergasatmosphäre mit einem Lösungsmittel, beispielsweise mit Aceton, bei konstanten Temperaturen einer Sättigung unterzogen wird. Das Lösungsmittel wird dazu aus einem Vorratsbehälter 3 dem Verdampfer 2 zugeführt. Zweckmäßig ist es, dieBy a 3eSchichtungseinrichtung associated thermostat 1, a carrier gas, for example nitrogen, passed, heated to a predetermined temperature and fed to an evaporator 2 and a Hegelteil 4, wherein in the evaporator 2, the carrier gas atmosphere with a solvent, for example acetone, at constant temperatures Saturation is subjected. The solvent is supplied to the evaporator 2 from a reservoir 3. It is useful, the

234422 5234422 5

einem nachgeschalteten Regelten 4 sugeführte Lösungsmittelgas-Trägergasatmosphäre durch einen dem Verdampfer 2 nachgeordneten Abscheider 2' zu leiten, um in derselben enthaltene Plüssigkeitsteilchen abzuscheiden. In dem Segelteil 4 werden das Verhältnis von gesättigter Trägergasatmosphäre und reinem Trägergas sowie die Gesamtmenge mittels Bestwert- bzw. Progranmzeitsteuerung 5 geregelt. Die Homogenisierung der Gasphase und die Abscheidung weiterer Partikel wird durch ein filter 6 oder eine andere geeignete Einrichtung realisiert, und anschließend wird das so aufbereitete Gasgemisch mit definiertem Iiösungsmittelpartialdruck der Bearbeitungskammer 7 und somit darin angeordneten Halbleiter- oder Schablonensubstrat oberflächen direkt zugeführt..a downstream controlled 4 solvent gas carrier gas atmosphere to be passed through a downstream of the evaporator 2 separator 2 'to deposit in the same contained Plüssigkeitsteilchen. In the sail part 4, the ratio of saturated carrier gas atmosphere and pure carrier gas and the total amount by means of Bestwert- or Progranmzeitsteuerung 5 are regulated. The homogenization of the gas phase and the deposition of further particles is realized by a filter 6 or other suitable means, and then the thus prepared gas mixture with defined solvent partial pressure of the processing chamber 7 and thus arranged therein semiconductor or template substrate surfaces directly supplied.

Durch das Zumischen von Trägergasanteilen in den lösungsmittelstrom sind definierte Abdampfraten des Iiösungsmittels vom Beschichtungswerkstoff zu erzielen und somit ist der ^ilmbildungsprozeß definiert zu beeinflussen. Das Strömen des Lösungsmittelgas-Trägergasgemisches ermöglicht weiterhin eine schnelle Änderung des Lösungsmitte lpartialdruckes des den Halbleiter- oder Schablonensubstraten zugeführten Gasgemisches. Durch die Steuerung der Strömungsmenge des Gesamtgasstromes ist die Veränderungsgeschwindigkeit des Iiösungsmittelpartialdruckes des strömenden Gasgemisches variierbar und somit wird die Ausbildung der Filmschicht hinsichtlich einer exakten Oberfläche wesentlich beeinflußt. Dadurch ist es möglich, das Auflösungsvermögen bei den nachfolgenden Strukturiemngsvorgän- gQn sowie die Justiergenauigkeit bei gleichzeitiger Verminderung von Abbildungsfehlern zu erhöhen.By mixing carrier gas fractions into the solvent stream, it is possible to achieve defined evaporation rates of the solvent from the coating material, and thus the film formation process is to be influenced in a defined manner. The flow of the solvent gas-carrier gas mixture further allows a rapid change in the Lösungsmitte lpartialdruckes the semiconductor or template substrates supplied gas mixture. By controlling the flow rate of the total gas flow, the rate of change of the solvent partial pressure of the flowing gas mixture is variable, and thus the formation of the film layer with respect to an exact surface is significantly affected. As a result, it is possible to increase the resolving power in the subsequent patterning processes as well as the adjustment accuracy while at the same time reducing aberrations.

Claims

Srfindungsansprueh

, ^ experienced for coating of hold) conductor and stencil substrates, in which the surface of the same by spraying, spraying or Schwallauftrag in the static or moving state is provided with a light or radiation sensitive masking layer, characterized in that in a suitable device ( 2) generated solvent atmosphere with defined proportions of a carrier gas and after passage through a homogenizer (δ) with the radiation-sensitive medium directly to the semiconductor or stencil substrate surface is supplied.

2. The method according to item 1, characterized in that the partial pressure of the solvent in the solvent gas carrier gas mixture by the supply of the carrier gas from lull to the saturation vapor pressure of the solvent and the total amount of the medium by Jestwert- or program timing (5) is controlled.

3. The method according to item 1, characterized in that a ^ iI-terkorper (6) is used as a homogenizing means for the G-asphase.

4. The method according to item 1, characterized in that preferably thermostated nitrogen is added as the carrier gas.

- Hierau 1 page drawing -