DE102005060456A1 - Plastic film fabricating method for fabricating semiconductor components, involves filling fluid in area separated by film, so that pressure difference caused by filling presses film on wafer, where plastic coating is formed on film - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft allgemein die Beschichtung von Wafern, insbesondere Wafer für die Fabrikation von Halbleiter-Bauelementen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung von Kunststoffschichten auf Wafern.The This invention relates generally to the coating of wafers, in particular Wafers for the fabrication of semiconductor devices. In particular, it concerns the invention the production of plastic layers on wafers.
Wafer müssen im Verlauf des Herstellungsprozesses unter Umständen mehrmals mit Kunststoffschichten versehen werden. Unter anderem werden Photoresist-Schichten verwendet, um Masken für die Herstellung der Halbleiter-Elemente auf dem Wafer zu fertigen.wafer have to In the course of the manufacturing process may be several times with plastic layers be provided. Inter alia, photoresist layers are used around masks for manufacture the fabrication of the semiconductor elements on the wafer.
Um Kunststoffschichten aufzutragen, wird verbreitet Spin-Coating als Beschichtungstechnik eingesetzt. Weiterhin ist auch Sprühbeschichtung bekannt. Beide Techniken stoßen jedoch schnell an ihre Grenzen, wenn die Wafer Topographien aufweisen. Unter Topographien werden Strukturen mit einer auch in der Höhe strukturierten Oberfläche verstanden. Sind derartige Strukturen auf einem Wafer vorhanden, so werden bei den vorgenannten Beschichtungsverfahren keine gleichmäßigen Schichtdicken mehr erzielt. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren ist die benötigte Trocken- oder Setzzeit. Diese verlängert und verteuert den Produktionsprozeß entsprechend. Insbesondere bei nachfolgenden Behandlungsschritten im Vakuum, wie etwa das Aufsputtern von Beschichtungen ist eine gute Trocknung und Aushärtung notwendig, da es anderenfalls zur Blasenbildung kommen kann.Around Applying plastic layers, spin coating is widely used as a coating technique. Furthermore, also spray coating known. Both techniques come up against each other however, quickly reach their limits when the wafers have topographies. Under Topographies become structures with a structure also structured in height surface Understood. If such structures are present on a wafer, Thus, in the aforementioned coating method no uniform layer thicknesses more achieved. Another disadvantage of these methods is the required drying or set time. This extended and makes the production process more expensive. Especially at subsequent treatment steps in a vacuum, such as sputtering Coatings require good drying and curing otherwise it may cause blistering.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beschichtung von Wafern hinsichtlich der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Gleichmäßigkeit aufgebrachter Kunststoffschichten zu verbessern. Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Of the The invention is therefore based on the object, the coating of Wafers in terms of processing speed and uniformity to improve applied plastic layers. This task will already in the most surprising simple manner solved by the subject of the independent claims. advantageous Embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.
Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschichten auf Wafern vor, bei welchem in einer Kammer ein Wafer und eine Folie über der zu beschichtenden Seite des Wafers angeordnet wird, welche einen Bereich der Kammer von dem Bereich der Kammer, in welcher der Wafer angeordnet ist, abtrennt, und bei welchem die Umgebung des Wafers evakuiert und im durch die Folie abgetrennten Bereich anschließend ein Fluid eingefüllt wird, so dass der durch das Einfüllen des Fluids bewirkte Druckunterschied die Folie auf den Wafer aufpresst und mit der auf den Wafer aufgepressten Folie eine Kunststoffbeschichtung geschaffen wird.Accordingly, see the invention a method for the production of plastic layers on wafers, in which in a chamber a wafer and a foil over the is arranged to be coated side of the wafer, which a Area of the chamber from the area of the chamber in which the wafer is arranged, disconnects, and where the environment of the wafer evacuated and then in the separated by the film area Filled with fluid will, so that by filling the fluid caused pressure difference presses the film onto the wafer and with the film pressed onto the wafer a plastic coating is created.
Eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffschichten auf Wafern, die insbesondere zur Durchführung des vorstehend definierten Verfahrens geeignet ist, umfasst eine luftdichte Kammer mit einer Haltevorrichtung für einen Wafer und eine Folienhaltevorrichtung, mit welcher eine Kunststofffolie über der zu beschichtenden Seite des Wafers anordenbar ist, so dass ein Bereich der Kammer durch die Folie von der Umgebung des Wafers abgetrennt wird, sowie eine an die Kammer angeschlossene Evakuierungseinrichtung zur zumindest teilweisen Evakuierung der Umgebung eines auf der Haltevorrichtung gehalterten Wafers und eine Fluidzuführeinrichtung zur Zuführung eines Fluids in den durch die Folie abgetrennten Bereich zur Erzeugung des Anpressdrucks. Für die Haltevorrichtung für den Wafer kann ein geeignetes Futter verwendet werden, wie es in der Halbleiterindustrie zur Fertigung von Halbleiter-Bauelementen üblicherweise verwendet wird.A corresponding device for the production of plastic layers on wafers, in particular for carrying out the above defined Method is suitable, comprises an airtight chamber with a Holding device for a wafer and a film holding device with which a plastic film over the to be coated side of the wafer can be arranged, leaving an area the chamber separated by the film from the environment of the wafer and an evacuation device connected to the chamber for at least partially evacuating the environment of a on the holding device held wafers and a fluid supply device for supplying a Fluids in the separated by the film area to produce the Contact pressure. For the holding device for the wafer can be used as a suitable feed, as in the semiconductor industry for the manufacture of semiconductor devices usually is used.
Mit der Anordnung der Folie über der Waferoberfläche ist im Sinne der Erfindung keine bestimmte Raumrichtung ausgezeichnet. Vielmehr wird im Sinne der Erfindung damit zum Ausdruck gebracht, dass die Folie gegenüberliegend zu der zu beschichtenden Oberfläche angeordnet wird.With the arrangement of the film over the wafer surface For the purposes of the invention, no particular spatial direction is excellent. Rather, it is expressed in terms of the invention, that the film is opposite to the surface to be coated is arranged.
Mit der Erfindung läßt sich ein beschichteter Wafer herstellen, welcher auf zumindest einer Seite mit einer Beschichtung in Form einer insbesondere blasenfrei mit der Waferoberfläche verbundenen, oder auf diesem angeordneten Folie versehen ist.With the invention can be make a coated wafer, which on at least one Side with a coating in the form of a particular bubble-free with the wafer surface connected, or provided on this film is provided.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der so beschichtete Wafer, beispielsweise nach der Entnahme aus der Kammer sofort weiterverarbeitet werden kann. Demgegenüber sind bei Beschichtung mit flüssigen Lacken, wie etwa mit üblichen Photoresist-Lacken gewisse Mindestzeiten für die Trocknung und Härtung einzuhalten.The Invention is characterized in that the wafer coated in this way, For example, after removal from the chamber immediately further processed can be. In contrast, are when coated with liquid Paints, as with usual Photoresist paints must meet certain minimum drying and curing times.
Um eine Druckdifferenz beim Einfüllen des Fluids in die Kammer herzustellen, ist es zweckmäßig, wenn die Folie so in der Kammer über dem Wafer angeordnet wird, dass die Kammer in zwei zueinander luftdicht abgetrennte Bereiche geteilt wird. Um dies zu erreichen, wird eine entsprechend eingerichtete Folienhaltevorrichtung verwendet. Damit kann das Fluid beim Einfüllen nicht an der Folie vorbei in den Bereich der Kammer strömen, in welchem der Wafer angeordnet ist.Around a pressure difference during filling of the fluid into the chamber, it is expedient if the film over in the chamber the wafer is arranged, that the chamber in two mutually airtight separated areas is shared. To achieve this, one will used appropriately designed film holding device. In order to can the fluid during filling do not flow past the foil into the area of the chamber, in which the wafer is arranged.
Um die Folie mit dem Wafer zu verbinden, ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Folie selbstklebend ist und beim Aufpressen mit der Waferoberfläche verklebt. Alternativ oder zusätzlich kann die Waferoberfläche oder die Folie vor dem Aufpressen auch mit einem Kleber versehen werden, welcher durch das Aufpressen die Waferoberfläche mit der Folie verklebt.Around It is also advantageous to bond the film to the wafer. if the film is self-adhesive and glued to the wafer surface during pressing. Alternatively or in addition can the wafer surface or the film also provided with an adhesive before pressing which, by pressing the wafer surface with glued to the film.
Vielfältige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich weiterhin, wenn eine Folie mit einem photostrukturierbaren Kunststoff aufgebracht wird. Eine solche Folie kann dann wie ein herkömmlich durch Schleuder- oder Sprühbeschichtung aufgebrachter Photoresist-Lack nach dem Aufbringen auf dem Wafer photostrukturiert werden. Auf diese Weise können Masken aufgebracht werden, welche sich auch Topographien auf dem Wafer gut anpassen. Insbesondere erlaubt die Erfindung damit auch, Masken mit einer bisher nicht gekannten Geschwindigkeit herzustellen, da eine Trocknung entfallen kann. Da die Herstellung von elektronischen Halbleiterelementen oder von gewünschten Topographien auf Halbleiter-Wafern oft mehrere Maskierungsschritte erfordert, kann mittels der Erfindung eine signifikante Beschleunigung des Herstellungsprozesses insgesamt erreicht, werden.Various trainings The invention also results when a film with a photostructurable plastic is applied. Such a foil can then be like a conventional one by spin coating or spray coating applied photoresist paint after application to the wafer be photostructured. In this way masks can be applied, which also adapt well to topographies on the wafer. In particular allowed the invention with it, masks with a previously unknown Speed to produce, since drying can be omitted. As the production of electronic semiconductor elements or of desired Topographies on semiconductor wafers often require multiple masking steps requires, by means of the invention a significant acceleration achieved in the manufacturing process as a whole.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird nicht nur die Umgebung des Wafers, sondern auch der durch die Folie abgetrennte Bereich vor dem Einfüllen des Fluids evakuiert. Dazu weist die Evakuierungseinrichtung zwei Anschlüsse zur Kammer auf, von denen einer in den durch die Folie abtrennbaren Bereich und der andere in den Bereich mit der Haltevorrichtung mündet. Damit wird eine Druckdifferenz durch in dem mit der Folie gegenüber dem Wafer abgetrennten Bereich vorhandenem Gas vermieden.In Particularly preferred embodiment of the invention is not only the environment of the wafer, but also separated by the film Area before filling evacuated of the fluid. For this purpose, the evacuation device has two Connections to Chamber on, one of which in the separable through the film Area and the other in the area with the holding device opens. In order to is a pressure difference in that with the film over the Wafer separated area existing gas avoided.
Eine einfache Möglichkeit, die Folie über dem Wafer anzuordnen und einen Bereich der Kammer abzuteilen, ist, eine Folienhaltevorrichtung vorzusehen, welche einen Halterahmen umfasst. Im Halterahmen kann dann die Folie befestigt und in der Kammer unter luftdichter Abteilung der Kammer in zwei Bereiche angeordnet werden.A easy way the foil over the To arrange wafers and divide an area of the chamber is one To provide film holding device, which comprises a holding frame. In the holding frame can then attached the film and in the chamber below airtight compartment of the chamber can be arranged in two areas.
Bereits unter Normaldruck stehendes Fluid bewirkt eine Anpressung mit einem dem Atmosphärendruck entsprechenden Anpressdruck. Um eine gute Verbindung der Folie mit dem Wafer zu erreichen, kann es aber zweckmäßig sein, wenn die Folie mittels einer entsprechend ausgebildeten Fluidzuführeinrichtung mit einem unter Überdruck stehenden Fluid auf die Waferoberfläche aufgepresst wird.Already Under normal pressure fluid causes a contact with a the atmospheric pressure corresponding contact pressure. To make a good connection of the film with reach the wafer, but it may be useful if the film by means of a correspondingly formed fluid supply with an under pressure standing fluid is pressed onto the wafer surface.
Bevorzugt werden gasförmige Fluids für die Anpressung, wobei insbesondere Luft aufgrund der einfachen Handhabbarkeit geeignet ist. Unter Umständen kann jedoch auch ein anderes Gas, wie etwa ein Inertgas verwendet werden, sofern beispielsweise Elemente der Anordnung empfindlich auf Wasser oder Sauerstoff reagieren.Prefers become gaseous Fluids for the contact pressure, in particular air due to the ease of handling suitable is. In certain circumstances however, it may also use another gas, such as an inert gas if, for example, elements of the arrangement are sensitive react to water or oxygen.
Die Folie kann zusätzlich oder neben einer Funktion als Photomaske auch andere Funktionalitäten erfüllen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dient die Folie als Träger für weitere Schichten. Demgemäß wird bei dieser Weiterbildung der Erfindung auf die Folie eine weitere Schicht auf der dem Wafer abgewandten Seite, beziehungsweise der Seite, welche nach dem Aufpressen die Außenseite der Folie bildet, aufgebracht. Eine solche Schicht kann eine Photoresist-Schicht sein, die nach dem Aufbringen photolithographisch strukturiert wird.The Foil may additionally or fulfill other functionalities in addition to a function as a photomask. According to one Further development of the invention, the film serves as a carrier for more Layers. Accordingly, at this development of the invention on the film another layer on the side facing away from the wafer, or the side, which forms the outside of the film after pressing, applied. Such a layer may be a photoresist layer, which is structured photolithographically after application.
Insbesondere kann die weitere Schicht bereits vor dem Aufpressen der Folie auf den Wafer auf der Folie aufgebracht werden. Damit wird vermieden, dass sich bei einer nachträglichen Beschichtung der Folie auf dem Wafer eine ungleichmäßige Schicht ausbildet. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn der Wafer topographische Strukturen aufweist.Especially The further layer can be applied even before the film is pressed on the wafer are applied to the foil. This avoids that at a later Coating the film on the wafer forms an uneven layer. This is advantageous, for example, when the wafer is topographical Has structures.
Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung dient die Folie als Träger, um eine Beschichtung auf die Waferoberfläche aufzubringen. In diesem Fall wird die Folie mit einem Beschichtungsmaterial versehen und die Folie mit der mit dem Beschichtungsmaterial versehenen Seite auf den Wafer auf gepresst, so dass das Beschichtungsmaterial eine Beschichtung, im allgemeinen auch hier eine Kunststoffbeschichtung auf der Waferoberfläche bildet. Demgemäß deckt die Folie nach dem Aufpressen eine Beschichtung mit dem Beschichtungsmaterial, insbesondere eine Kunststoffbeschichtung auf dem Wafer ab.According to one more Further development of the invention, the film serves as a carrier to apply a coating to the wafer surface. In this Case, the film is provided with a coating material and the film with the side provided with the coating material pressed onto the wafer, leaving the coating material a Coating, generally also here a plastic coating on the wafer surface forms. Accordingly, covers the film after pressing a coating with the coating material, in particular a plastic coating on the wafer.
Bei diesem Verfahren ist es im allgemeinen von Vorteil, wenn das Beschichtungsmaterial in höchstens teilverfestigtem Zustand mit der Folie aufgepresst und das Beschichtungsmaterial erst während oder nach dem Aufpressen zu einer Beschichtung verfestigt wird. Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial in flüssiger Form auf die Folie aufgebracht werden. Das Beschichtungsmaterial verteilt sich dann aufgrund des gleichmäßigen Anpressdrucks beim Aufpressen der Folie und bildet einen Film zwischen Wafer und Folie. Dieser Film kann dann ausgehärtet werden.at This method is generally advantageous when the coating material in at most partially solidified state with the film pressed and the coating material only during or solidified after being pressed into a coating. For example, the coating material may be in liquid form be applied to the film. The coating material distributed then due to the even contact pressure when pressing the film and forms a film between wafer and Foil. This film can then be cured.
Die Folie kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sie eine Abdeckung für einen darunterliegenden Film auf dem Wafer bildet, nach dem Ausbilden einer Beschichtung mit dem Beschichtungsmaterial auch entfernt werden. Unter anderem ist es möglich, auf diese Weise einen Wafer mit topographischen Strukturen gleichmäßig mit dem Beschichtungsmaterial zu versehen. Das Beschichtungsmaterial kann in Weiterbildung der Erfindung einen Photoresist umfassen, der anschließend nach Ausbildung der Beschichtung photolithographisch strukturiert wird.The Film can in this embodiment of the Invention in which it provides a cover for an underlying film on the wafer, after forming a coating with the coating material are also removed. Among other things it is possible in this way a wafer with topographic structures evenly with to provide the coating material. The coating material may comprise a photoresist in the invention, the following after formation of the coating photolithographically structured becomes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche oder ähnliche Teile. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals in the figures same or similar parts. Show it:
In
An
die Kammer ist eine Evakuierungseinrichtung angeschlossen, mit welcher über die
Leitungen
An
die Leitung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird im folgenden genauer anhand der
Anschließend wird
die Umgebung
Nachdem
die Kammer beidseitig der Folie
Wie
anhand der
Ebenso
kann eine solche Beschichtung aber als Maske für weitere Strukturierungsschritte
dienen, etwa als Ätzmaske
für den
Wafer oder als Maske für eine
gezielte Dotierung von Halbleiter-Wafern. Ebenso kann eine solche
strukturierte Kunststoffbeschichtung auch als Maske für die strukturierte
Abscheidung weiterer Schichten im Lift-off-Verfahren dienen. Dabei werden auf der
Seite
Anhand
von
Nach
dem Aufpressen analog zu
Die
Schicht
In
diesem Fall kann die Beschichtung
Ebenfalls
möglich
ist aber auch, dass das Beschichtungsmaterial in höchstens
teilverfestigtem Zustand mit der Folie aufgepresst und das Beschichtungsmaterial
während
oder nach dem Aufpressen zur Beschichtung
Beide
Ausführungsbeispiele
der
Es
ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern vielmehr in vielfältiger
Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzelnen
beispielhaften Ausführungsformen
auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise ist es selbstverständlich möglich, die
Ausführungsbeispiele
der
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DE200510060456 DE102005060456A1 (en) | 2005-12-17 | 2005-12-17 | Plastic film fabricating method for fabricating semiconductor components, involves filling fluid in area separated by film, so that pressure difference caused by filling presses film on wafer, where plastic coating is formed on film |
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