DE19842902A1 - Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und zugehöriges Steuerungsverfahren - Google Patents
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und zugehöriges SteuerungsverfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entwicklungssystem zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen und ein zugehöriges Steuerungsverfahren. Sie betrifft
insbesondere ein Entwicklungssystem zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen und ein zugehöriges Steuerungsverfahren zur
einfachen Beseitigung der auf einem Wafer bei der Entwicklung entstehenden
Nebenprodukte und zum Reinigen eines Behälters.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden üblicherweise
zahlreiche Verfahrensschritte, wie zum Beispiel ein photolithographischer
Verfahrensschritt, ein Ätzschritt, ein Verfahrensschritt zur Bildung dünner Filme
oder dünner Schichten, usw., wiederholt durchgeführt. Durch
photolithographische Verfahren werden auf den Wafern unterschiedliche
Strukturen ausgebildet.
Bei einem photolithographischen Verfahren, wird ganz allgemein ausgedrückt,
ein auf einem Wafer gleichmäßig abgeschiedenes Fotoresist belichtet, wobei
der Wafer mit Licht, wie zum Beispiel UV-Licht, bestrahlt wird. Bei einem
anschließenden Entwicklungsvorgang wird dann entweder der belichtete Teil
oder der unbelichtete Teil des Photoresists entfernt.
Fig. 1 zeigt ein herkömmliches photolithograhpisches Entwicklungsverfahren
der oben beschriebenen Art. Der zu belichtende Wafer ist auf einer
Schleudereinspannvorrichtung 2 angebracht, auf der er durch einen von der
Unterseite der Schleudereinspannvorrichtung 2 aus anliegenden Unterdruck
adsorbiert bzw. angesaugt und fixiert wird.
Auf den Wafer wird nun eine bestimmte Menge eines Entwicklers aufgebracht
und man läßt die Schleudereinspannvorrichtung 2 zwei- oder dreimal mit
geringer Geschwindigkeit rotieren, so daß sich der Entwickler gleichmäßig
über den Wafer verteilt. Auf dem Wafer wird eine bestimmte Struktur
ausgebildet, wenn der belichtete Teil eines positiven Photoresists mit dem
Entwickler reagiert oder der unbelichtete Teil eines negativen Photoresists mit
dem Entwickler reagiert und gelöst wird bzw. in Lösung geht.
Nach einer bestimmten Zeit wird ein Spülmittel auf den Wafer aufgesprüht,
um die bei dem oben genannten Lösevorgang bzw. der Auflösung
entstandenen Nebenprodukte (a) zu entfernen. Nun läßt man die
Schleudereinspannvorrichtung 2 mit hoher Geschwindigkeit rotieren, um die
auf der Waferoberfläche verbliebene Lösung und restliches Wasser zu
entfernen und den Entwicklungsvorgang abzuschließen.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren tritt jedoch das
Problem auf, daß die Nebenprodukte (a) in den Ecken oder Winkeln der
Struktur und auf einigen Bereichen des Wafers verbleiben, da der
Entwicklungsvorgang auf dem Wafer so erfolgt, daß seine Vorderseite mit der
aufgebrachten Struktur nach oben weist und die Nebenprodukte (a) durch
eine schnelle Rotation des Wafers entfernt werden.
Bei dem nächsten Ätzvorgang treten daher durch die nicht vollständig
entfernten Nebenprodukte (a) Funktionsstörungen auf, und es werden
minderwertige Wafer erzeugt.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Schaffung eines Entwicklungssystems
zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und eines zugehörigen
Steuerungsverfahrens zum vollständigen Entfernen der bei dem
Entwicklungsvorgang entstehenden Nebenprodukte, um Funktionsstörungen
oder ein Versagen bei dem folgenden Verfahrensschritt zu verhindern und
dadurch im wesentlichen eines oder mehrere der auf die Beschränkungen
und Nachteile des Standes der Technik zurückzuführenden Probleme zu
lösen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
eines Entwicklungssystems zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und
eines zugehörigen Steuerungsverfahrens zum vollständigen Entfernen der in
einem waschbaren Container verbliebenen Nebenprodukte.
Zum Erreichen dieser und anderer Vorteile umfaßt ein erfindungsgemäßes
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, so wie es
hier ausführlich beschrieben wird: einen Behälter zur Aufnahme eines
Entwicklers, der an seiner Oberseite eine Öffnung zum Hindurchführen eines
Wafers und an seiner Unterseite eine Auslaßöffnung umfaßt; eine
Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem
Behälter durch Ansaugen der Rückseite des mit seiner strukturierten
Oberfläche des durch die Öffnung nach unten weisenden Wafers; eine
Entwicklerversorgungs- oder Zuführungseinrichtung zum Zuführen einer
bestimmten Entwicklermenge an der Unterseite des Behälters zum Eintauchen
der strukturierten Waferoberfläche in den Entwickler; eine
Spülmittelversorgungs- oder Zuführungseinrichtung zum Zuführen eines
Spülmittels in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche
des Wafers aufzusprühen; eine Versorgungs- oder Zuführungseinrichtung für
eine Reinigungslösung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter,
um in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu
entfernen; und eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas, um
die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas, sog.
compressed pressure, zu entfernen.
Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter auf seiner Oberseite vorzugsweise eine
Abdeckung oder einen Deckel aus einem halbdurchlässigen Material mit einer
Öffnung, die groß genug ist, um einen Wafer hindurchführen zu können. Der
Behälter ist so gestaltet, daß die Bewegungsachse der den Wafer haltenden
Schleudereinspannvorrichtung durch die Mitte des Behälters führt. Der Boden
des Behälters ist in der Mitte konkav ausgebildet, so daß die strukturierte
Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht.
Der konkave Teil des Behälters umfaßt eine mit einem Abflußrohr verbundene
Abfluß- oder Auslaßöffnung zum selektiven Abfließenlassen des Entwicklers
und des Spülmittels und ein in der Abflußöffnung angebrachtes hydraulisch
betätigtes Ventil zum Öffnen/Schließen der Abflußöffnung. Um den konkaven
Teil erstreckt sich eine schräg ausgebildete Nut, deren beide Oberflächen
nach unten geneigt sind. An dem Boden der schräg ausgebildeten Nut ist
eine Auslaßöffnung so ausgebildet, daß Entwickler und Spülmittel, die in die
schräg ausgebildete Nut eingeströmt sind, durch die Auslaßöffnung in ein
Abflußrohr strömen.
Zusätzlich hierzu umfaßt die Entwicklerversorgungseinrichtung: eine im
unteren Teil oder im Boden des Behälters angebrachte Einlaßöffnung zum
Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des
Behälters, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler
eintaucht; einen mit der Einlaßöffnung und der Entwicklerversorgungsleitung
verbundenen Entwicklervorratsbehälter; und eine Pumpe zum Zuführen des
sich in dem Entwicklervorratsbehälter befindenden Entwicklers in den Behälter
durch Pumpen mit konstanter Pumprate.
Die Spülmittelversorgungseinrichtung umfaßt: mehrere Sprühöffnungen zum
Aufsprühen des Spülmittels auf die strukturierte Oberfläche des Wafers; eine
Spülmittelversorgungsquelle zum Zuführen des Spülmittels zu den
Sprühöffnungen über eine Spülmittelversorgungsleitung; und ein in der
Spülmittelversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven
Öffnen/Schließen der Spülmittelversorgungsleitung.
Die Sprühöffnungen sind an der Oberseite eines quadratisch geformten
Spülmittelsprüharms ausgebildet, der durch einen Motor so angetrieben wird,
daß er selektiv Zugang zu der Unterseite der strukturierten Oberfläche des
Wafers erhält, um das Spülmittel aufzusprühen. Der Sprüharm wird
schrittweise angetrieben, wobei er mit dem Motor verbunden ist. Zur
Aufnahme des Spülmittels ist er zudem auch mit der
Spülmittelversorgungsleitung verbunden.
Zusätzlich hierzu umfaßt die Versorgungseinrichtung für Reinigungslösung
vorzugsweise: mehrere Sprühdüsen, die an der Oberseite des Behälters so
angebracht sind, daß die Reinigungslösung in Richtung auf den Boden des
Behälters gesprüht wird; eine Versorgungsquelle für die Reinigungslösung
zum Zuführen der Reinigungslösung zu den Sprühdüsen über eine
Versorgungsleitung für die Reinigungslösung; und ein in der
Versorgungsleitung angeordnetes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der
Versorgungsleitung.
Zusätzlich hierzu umfaßt die Gasversorgungseinrichtung: mehrere an dem
Behälter angebrachte Ventilationsöffnungen zum Entfernen der in dem
Behälter verbliebenen Reinigungslösung durch Druckgas; eine
Gasversorgungsquelle zum Zuführen von Gas zu den Ventilationsöffnungen
über eine Ventilationsleitung; und ein in der Ventilationsleitung angeordnetes
Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Ventilationsleitung.
Zusätzlich hierzu sind die Ventilationsöffnungen an der Oberseite eines
quadratischen Ventilationsarmes ausgebildet, der durch einen Motor so
angetrieben wird, daß er selektiv Zugang zu dem konkaven Teil des Behälters
hat und hierbei Gas versprüht. Der Sprüharm wird entsprechend dem
konkaven Teil des Behälters schrittweise angetrieben, wobei er in vertikaler
Richtung mit einem drehbar mit dem Motor verbundenen Rotationsrohr
verbunden ist. Zur Aufnahme von Gas ist er zudem mit der Ventilationsleitung
verbunden.
Die Gasversorgungseinrichtung umfaßt: ein an dem Behälter angebrachtes
Adsorptionsrohr zur Adsorption von in dem Behälter verbliebenen
Nebenprodukten und Feuchtigkeit usw. durch einen niedrigen Druck oder
einen Unterdruck im Rohr; und eine an dem Adsorptionsrohr angebrachte
Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.
Die Entwicklerversorgungseinrichtung, die Spülmittelversorgungseinrichtung
und die Gasversorgungseinrichtung sind alle in einem Rohr integriert und
zusammen befestigt. Das Rohr durchdringt den Behälter. Bei dem Rohr
handelt es sich vorzugsweise um ein gelagertes Rotationsrohr mit einer
Laufrolle an einem Ende, das durch die über einen Antriebsriemen von dem
Motor übertragene Rotationskraft rotiert.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt ein Steuerungsverfahren
für das Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit:
einem Behälter mit einem Entwickler, der eine Öffnung und eine
Auslaßöffnung umfaßt; einem Wafertransportteil zum Einführen/Entnehmen
eines Wafers in/aus dem Behälter; einer Entwicklerversorgungseinrichtung
zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des
Behälters; einer Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen eines
Spülmittels in den Behälter; einer Versorgungseinrichtung für eine
Reinigungslösung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um
den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu
entfernen; und einer Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Gases in
den Behälter, um die Reinigungslösung zu entfernen, wobei das
Steuerungsverfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
- a) Zuführen eines Entwicklers in den Behälter durch die Entwicklerversorgungseinrichtung;
- b) Entwickeln des Wafers durch Eintauchen der strukturierten Waferoberfläche in den sich in dem Behälter befindenden Entwickler durch Absenken des Wafers, wobei die strukturierte Waferoberfläche nach unten gerichtet ist;
- c) Abspülen des Wafers durch nach oben Sprühen des Spülmittels auf die strukturierte Waferoberfläche unter Verwendung der Spülmittelversorgungseinrichtung nachdem der Wafer auf eine bestimmte Höhe angehoben wurde; und Reinigen des Behälters durch Einsprühen einer Reinigungslösung in den Behälter unter Verwendung der Versorgungseinrichtung für die Reinigungslösung nachdem der Wafer aus dem Behälter entnommen wurde;
- e) Zuführen von Gas in den Behälter durch die Gasversorgungseinrichtung, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung zu entfernen.
Es sei bemerkt, daß sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die
nachfolgende ausführliche Beschreibung lediglich beispielhaft sind und zur
näheren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen
Reinigungsverfahrens;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des
erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;
Fig. 3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;
Fig. 4 in einem vergrößertem Maßstab einen entlang der Linie A-A in Fig. 2
verlaufenden Schnitt durch das Entwicklungssystem;
Fig. 5 in einem vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch die
Schleudereinspannvorrichtung des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;
Fig. 6 in einem vergrößerten Maßstab eine Vorderansicht des
Waferausrichtungsteil des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;
Fig. 7 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie B-B in Fig. 6
verlaufenden Schnitt;
Fig. 8 und 9 ausführliche Schnittdarstellungen des Umdreh-Antriebsteils
und des vertikalen Antriebsteils des erfindungsgemäßen
Entwicklungssystemes zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen
Anordnung und des Betriebszustandes;
Fig. 10 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie C-C in Fig. 8
verlaufenden Schnitt;
Fig. 11 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie D-D in Fig. 8
verlaufenden Schnitt
Die Fig. 12 bis 14 in einem vergrößerten Maßstab Schnittansichten zur
Veranschaulichung des Entwicklungsverfahrens durch Darstellung des
Entwicklerversorgungsteils und des Spülmittelversorgungsteils des
erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht des Dreh- oder Rotationsrohres gemäß
Fig. 12.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der zugehörigen
Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Die vorliegende
Erfindung kann jedoch auch durch andere Ausführungsformen realisiert
werden, wobei sie nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt ist. Die Ausführungsbeispiele wurden so gewählt, daß die
Offenbarung genau und vollständig ist, und daß sich für Fachleute auf diesem
Gebiet der Erfindungsgedanke offenbart.
Das in den Fig. 2 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße
Entwicklungssystem umfaßt eine Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einem
daran befestigten Wafer und einen Waferausrichtungsteil 20 zum Ausrichten
des Wafers, so daß der Rotationsmittelpunkt des Wafers mit dem
Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10 übereinstimmt,
bevor der Wafer auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt wird.
Die Schleudereinspannvorrichtung 10 ist auf einem Antriebsmotor 11 drehbar
angebracht, der sie langsam oder schnell rotieren läßt. Als Antriebsmotor 11
wird vorzugsweise ein Schrittschaltmotor verwendet, der eine einfache
Steuerung der Drehgeschwindigkeit ermöglicht.
Fig. 5 zeigt anhand einer ausführlichen Darstellung die Gestaltung oder die
Struktur der Schleudereinspannvorrichtung 10. Die
Schleudereinspannvorrichtung 10 umfaßt eine durch den Antriebsmotor 11
angetriebene Rotationsachse 12, auf der eine runde Adsorptions- oder
Ansaugplatte 13 befestigt ist, die zusammen mit der Rotationsachse 12 rotiert.
Die Rotationsachse 12 umfaßt einen Vakuumkanal 12a, der mit einer (nicht
dargestellten) äußeren Vakuumleitung verbunden ist. Die Adsorptions- oder
Ansaugplatte 13 umfaßt mehrere Adsorptions- oder Ansaugöffnungen 13b, die
von der Adsorptions- oder Ansaugoberfläche 13a aus mit dem Vakuumkanal
12a der Rotationsachse 12 verbunden sind. Ein Wafer wird durch einen
Unterdruck in den Adsorptionsöffnungen 13b angesaugt und so an der
Adsorptionsoberfläche 13a sicher gehalten. Zusätzlich hierzu ist die
Außenseite der Rotationsachse 12 mit einem Vorsprung 14 zum Befestigen
der Schleudereinspannvorrichtung 10 an einem nachstehend noch
beschriebenen vertikalen Antriebsteil 60 versehen. An dem Vorsprung 14 ist
ein Gehäuse 15 befestigt, das die Oberseite der Adsorptionsplatte 13
abdeckt.
Die Schleudereinspannvorrichtung 10 kann daher frei rotieren, wobei sie vom
dem Vorsprung 14, dem Gehäuse 15 und Lagern 14a, 15a gehalten wird.
Zusätzlich hierzu ist die Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einer
Einrichtung zur Vermeidung oder Verhinderung von Verunreinigungen des
Wafers versehen, durch die ein inertes Gas gegen die Kante der Rückseite
des durch Unterdruck angesaugten Wafers gesprüht wird, um zu verhindern,
daß bei dem oben beschriebenen Entwicklungsvorgang Entwickler auf die
Rückseite des Wafers gelangt.
Die Einrichtung zur Verhinderung von Verunreinigungen des Wafers ist so
gestaltet, daß eine Abdeckung 16 in einem geringen Abstand von dem
Gehäuse 15 angeordnet ist. Zwischen der Abdeckung 16 und dem Gehäuse
15 ist ein Abstandshalter 17 ausgebildet, der nur an seiner unteren Seite eine
Öffnung 18 umfaßt. Über der Abdeckung 16 ist eine Gasversorgungsleitung
19 zum Zuführen von Gas, wie zum Beispiel Stickstoff usw., angebracht. Die
Gasversorgungsleitung 19 erstreckt sich durch den Abstandshalter 17, so daß
inertes Gas durch die Öffnung 18 an der Unterseite ausströmt oder versprüht
wird. Die Öffnung 18 ist in Umfangsrichtung entlang der Kante der
Adsorptionsplatte 13 ausgebildet, so daß das inerte Gas gleichmäßig entlang
der Kante der Rückseite des Wafers ausströmt oder versprüht wird.
Wie in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, ist der Waferausrichtungsteil 20
entlang eines vertikalen Rahmens 21 und eines Führungsstabes 23 über dem
vertikalen Rahmen 21 beweglich angebracht, wobei er folgende Teile umfaßt:
zwei Finger 22 zum Ausrichten und Halten des Rotationsmittelpunktes des
Wafers; eine an dem vertikalen Rahmen 21 angebrachte Kolbenstange (rod
cylinder) 24 für beide Richtungen zur Betätigung der Finger 22 mittels
Luftdruck; und eine Wafertransporteinrichtung zum Transportieren des Wafers,
wobei der Rotationsmittelpunkt des durch die Finger 22 ausgerichteten
Wafers mit dem Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10
übereinstimmt.
Die Finger 22 umfassen eine Halterung 22a, an der der Wafer angebracht ist,
und eine Führungsfläche 22b zum Ausrichten des Rotationsmittelpunktes des
Wafers, wobei die Führungsfläche 22b vorzugsweise so geneigt ist, daß die
Kante des Wafers bei der Wafermontage gegen die Halterung 22a gerichtet
ist. Die Finger 22 sind beweglich entlang des an dem vertikalen Rahmen 21
befestigten Führungsstabes 23 angebracht. Wenn der Wafer bei geöffneten
Fingern 22 auf der Halterung 22a angeordnet wird, so wie dies in Fig. 6 in
Durchsicht dargestellt ist, werden die Finger 22 durch die Kolbenstange 24 für
beide Richtungen in die durch durchgezogene Linien dargestellte Stellung
bewegt, so daß der Rotationsmittelpunkt des Wafers automatisch ausgerichtet
und ohne Rütteln sicher befestigt wird.
Der vertikale Rahmen 21 mit den sich in horizontaler Richtung erstreckenden
Fingern 22 wird durch die Wafertransportvorrichtung so bewegt, daß der
durch die Finger 22 festgehaltene Wafer auf die
Schleudereinspannvorrichtung 10 transportiert wird. Die
Wafertransporteinrichtung umfaßt eine Kugelspindel 26, die durch
Befestigungsteile 25a, 25b drehbar gehalten wird. Ein an dem vertikalen
Rahmen 21 befestigtes Kugellager 27 wird durch die Kugelspindel 26 so
geführt, daß sich das Kugellager 27 entsprechend der Drehung der
Kugelspindel 26 in Längsrichtung der Kugelspindel 26 gerade bewegt.
Zusätzlich hierzu wird die Kugelspindel 26 in einer Richtung oder in
umgekehrter Richtung durch einen Antriebsmotor 30 gedreht, dessen
Antriebskraft durch zwei Laufrollen 28a, 28b und einen Riemen 29 übertragen
wird. Der Antriebsmotor 30 wird durch die genau vorbestimmte
Bewegungslänge oder den Bewegungsabstand so gesteuert, daß der durch
die Finger 22 ausgerichtete Drehmittelpunkt des Wafers mit dem
Drehmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 22 übereinstimmt.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wird der vertikale Rahmen 21 durch
zwei Führungsschienen 31a, 31b gerade entlang der Kugelspindel 26 geführt,
wobei die Führungsschienen 31a, 31b so an einem Tisch 40 befestigt sind,
daß sie auf beiden Seiten der Kugelspindel 26 ausgerichtet sind. Durch die
Führungsschienen geführte Führungsteile 32a, 32b sind an dem Boden des
vertikalen Rahmens 21 befestigt.
Zusätzlich hierzu sind die Führungsschienen 31a, 31b und die Führungsteile
32a, 32b miteinander gekoppelt, wobei die Kopplung im Querschnitt durch
eine dreieckige Form gekennzeichnet ist, so daß bei der Bewegung des
vertikalen Rahmens 21 keine Abweichungen oder ein Rütteln auftreten
können.
Zusätzlich hierzu umfaßt das in den Fig. 2, 8 und 9 dargestellte
erfindungsgemäße Entwicklungssystem ein Umdreh-Antriebsteil 50 und ein
Antriebsteil 60 für eine Vertikalbewegung, wobei das Antriebsteil 50 dazu
dient, den Wafer, der auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt und
von dem Waferausrichtungsteil 20 aus bewegt wird, so zu drehen, daß die
strukturierte Oberfläche des Wafers nach oben oder nach unten gerichtet ist
während das Antriebsteil 60 für eine Vertikalbewegung der
Schleudereinspannvorrichtung 10 mit dem daran befestigten Wafer sorgt.
Das Umdreh-Antriebsteil 50 umfaßt einen an dem Tisch 40 befestigten
Rahmen 51 und eine an dem befestigten Rahmen 51 angebrachte
Antriebseinrichtung zum Drehen einer Antriebsachse um einen bestimmten
Winkel in einer bestimmten Richtung oder in umgekehrter Richtung.
Als Antriebseinrichtung wird vorzugsweise ein durch Luftdruck angetriebener
Drehzylinder 53 verwendet, wobei der Drehwinkel der Antriebsachse 52 durch
den Drehzylinder 53 in einer bestimmten Richtung/Umkehrrichtung 180°
beträgt.
Zusätzlich hierzu ist an der Drehachse 52 eine Nabe 54 angebracht, die in
einem Lager 55 des Befestigungsrahmens 51 drehbar gelagert ist. Das
vertikale Antriebsteil 60 ist an der Nabe 54 befestigt.
Das vertikale Antriebsteil 60 umfaßt: einen an der Nabe 54 des
Umdrehantriebsteils 50 befestigten Umdrehrahmen 61; eine in Längsrichtung
des Umdrehrahmens 61 beweglich angebrachte Gleitplatte 62; und eine
Transportvorrichtung zum Bewegen der Gleitplatte 62 in vertikaler Richtung.
Der Vorsprung 14 der Schleudereinspannvorrichtung 10 und der
Antriebsmotor 11 sind an der Gleitplatte 62 durch Haltebügel 62a, 62b,
befestigt.
Die Transportvorrichtung für die Gleitplatte 62 ist in Längsrichtung des
Umdrehrahmens 61 angebracht. Sie umfaßt eine Kugelspindel 63, deren
beide Enden drehbar in einem Lager gelagert sind. An einem Ende der
Gleitplatte 62 ist ein Kugellager 64 angebracht, das durch die Kugelspindel 63
so geführt wird, daß es sich entsprechend der Drehung der Kugelspindel 63
in Längsrichtung der Kugelspindel 63 bewegt.
Zusätzlich hierzu ist die in Fig. 10 dargestellte Kugelspindel 63 so gestaltet,
daß sie durch einen Antriebsmotor 67 in eine Richtung oder in umgekehrter
Richtung drehbar ist, wobei die Antriebskraft über zwei Laufräder 65a, 65b
und einen Riemen 66 übertragen wird. Als Antriebsmotor wird vorzugsweise
ein Schrittschaltmotor verwendet, da er eine einfache Steuerung der
Drehgeschwindigkeit ermöglicht. In dieser Verfahrensstufe wird der
Bewegungsabstand oder die Bewegungslänge auf vorbestimmte Art und
Weise genau gesteuert, so daß die strukturierte Oberfläche des auf der
Schleudereinspannvorrichtung 10 angebrachten Wafers in Kontakt mit dem
Entwickler in dem Behälter 70 gelangt.
Die Schiebeplatte 62 ist so geführt, daß sie mit dem Umdrehrahmen 61
gekoppelt ist, damit sie in Übereinstimmung mit der Kugelspindel 63 genau in
gerader Linie bewegbar ist. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist auf beiden
Endseiten des Umdrehrahmens 61 Seite an Seite mit der Kugelspindel 63
jeweils eine Führungsschienennut 68 ausgebildet. Mit der
Führungsschienennut 68 ist ein Führungsvorsprung 69 gekoppelt, der an den
beiden Endseiten der Vorderseite der Gleitplatte 62 ausgebildet ist.
Die Führungsschienennut 68 und der Führungsvorsprung 69 sind miteinander
gekoppelt, wobei die Kopplung vorzugsweise durch Ausbildung einer
Dreiecksform erfolgt, um eine Abweichung oder ein Rütteln der Schiebeplatte
62 zu verhindern.
Wie in den Fig. 2, 12 und 15 dargestellt ist, ist auf dem Tisch 40 zusätzlich
hierzu ein Behälter 70 mit einer bestimmten Menge an Entwickler angebracht.
In dem Tisch 40 befindet sich ein Entwicklerversorgungsteil 80 zum Zuführen
des Entwicklers in den Behälter 70 mit einer konstanten Mengenrate. Zudem
befindet sich in dem Tisch 40 ein Spülmittelversorgungsteil 90 zum Zuführen
von Spülmittel, das auf die strukturierte Oberfläche des Wafers gesprüht wird.
An der Oberseite des Behälters 70 ist eine aus einem halbtransparenten
Material bestehende Behälterabdeckung 95 mit einer Öffnung angebracht, die
so bemessen ist, daß ein Wafer hindurchgeführt werden kann. Die
Behältermitte ist auf der Bewegungsachse der Schleudereinspannvorrichtung
10 angeordnet.
In der Mitte des Behälterbodens ist zusätzlich hierzu ein kegelförmiger
konkaver Bereich oder Teil 70a zur Aufnahme des Entwicklers und zum
Eintauchen des Wafers in den Entwickler ausgebildet. Um den konkaven
Bereich 70a erstreckt sich eine schräg ausgebildete Nut 70b, so daß die in
die schräg ausgebildete Nut 70b geleiteten Nebenprodukte durch eine offene
Auslaßöffnung oder einen Abfluß 70c in eine Abflußleitung 74 ausströmen
können.
Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter 70 an der Unterseite des konkaven
Bereiches 70a einen mit der Abflußleitung 74 verbundenen Auslaß oder eine
Abflußöffnung 72, so daß der Entwickler und das Spülmittel selektiv abfließen
können. In der Abflußöffnung 72 ist ein Ventil 75 zum selektiven
Öffnen/Schließen der Abflußöffnung 72 angeordnet, das durch einen
hydraulischen Druck betrieben wird.
Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter 70 eine an dem konkaven Bereich 70a
angebrachte Entwicklereinlaßöffnung 71, die mit dem
Entwicklerversorgungsteil 80 verbunden ist.
Das bedeutet, daß die Entwicklereinlaßöffnung 71 an dem Rotationsrohr 79
angebracht ist. Die Öffnung der Entwicklereinlaßöffnung 71 ist hierbei so
angebracht, daß sie sich über dem konkaven Bereich 70a befindet, wenn der
Spülmittelsprüharm 73 über der schräg ausgebildeten Nut 70b wartet. Die
Entwicklereinlaßöffnung 71 ist durch eine Entwicklervorratsleitung 81 eines
Entwicklerversorgungsteils 80 mit einem Entwicklervorratsbehälter 82
verbunden, so wie dies in den Fig. 2, 12 und 14 dargestellt ist. An dem
Entwicklervorratsbehälter 82 ist eine Pumpe 83 installiert, so daß in den
Behälter 70 eine bestimmte Entwicklermenge zugeführt wird.
Der Spülmittelsprüharm 73 umfaßt an seiner Oberseite Sprühöffnungen zum
Besprühen des sich drehenden Wafers mit Spülmittel. Der Sprüharm wird
durch einen Motor 77 angetrieben, wobei er zum Versprühen des Spülmittels
selektiv dicht an die Unterseite der strukturierten Waferoberfläche gebracht
wird. Der Spülmittelsprüharm 73 ist in vertikaler Richtung mit dem
Rotationsrohr 79 verbunden, das mit dem Motor 77 verbunden ist und unter
schrittweiser Steuerung des horizontalen Antriebswinkels rotiert. Der
Spülmittelsprüharm 73 ist zur Aufnahme des Spülmittels mit einem
Spülmittelversorgungsteil 90 verbunden.
Zusätzlich hierzu ist der Spülmittelsprüharm 73 über eine
Spülmittelversorgungsleitung 91 des Spülmittelversorgungsteils 90 mit einem
Spülmittelverteiler 92 verbunden, der zur Zuführung des Spülmittels von
außen wiederum mit einer (nicht dargestellten) äußeren
Spülmittelversorgungsquelle verbunden ist. Als Spülmittel wird entionisiertes
Wasser verwendet.
Zusätzlich hierzu befindet sich an einer Seite des Tisches 40 ein Steuerteil 41
zur Steuerung der oben genannten Antriebsteile.
Das erfindungsgemäße Entwicklungssystem zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen umfaßt: eine an der Oberseite des Behälters 70
angebrachte Sprühdüse 93 zum selektiven Besprühen der gesamten
Innenseite des Behälters 70 mit einer Reinigungslösung, die über eine
Reinigungslösungsversorgungsleitung 94 zugeführt wird; und eine
Ventilationseinrichtung, um die in dem Behälter 70 verbliebene
Reinigungslösung durch Einleitung oder Versprühen von Druckgas abzuleiten.
Die Ventilationseinrichtung umfaßt: Eine Ventilationsöffnung zum Ableiten der
in dem konkaven Bereich 70a verbliebenen Reinigungslösung und zum
Abfließenlassen der Reinigungslösung in der Auslaßöffnung 72 und der
offenen Auslaßöffnung 70c; einen Ventilationsarm 96, der in vertikaler
Richtung mit dem Rotationsrohr 79, das durch den Motor gedreht wird,
verbunden ist und bei seiner Bewegung entlang der gesamten Oberfläche
des konkaven Bereiches 70a und bei seiner selektiven Annäherung Gas
versprüht, wobei der horizontale Antriebswinkel schrittweise gesteuert wird;
und ein an der schräg ausgebildeten Nut 70b angebrachtes Adsorptionsrohr
70d, das mit einer Gasadsorptionsleitung 97 verbunden ist und zur Adsorption
der in dem Behälter 70 verbliebenen Nebenprodukte und der restlichen
Feuchtigkeit aufgrund eines in dem Rohr herrschenden Unterdruckes dient.
An dem Ventilationsarm sind mehrere Ventilationsöffnungen zur Bildung des
Gasstromes ausgebildet, die unterschiedlich geformt sein können. Die
Öffnungen sind beispielsweise jeweils als schmale Schlitze ausgebildet.
Die Öffnung des Adsorptionsrohres 70d ist vorzugsweise zwischen dem
konkavem Bereich 70a und der schräg ausgebildeten Nut 70b so hoch
angebracht, daß sie durch den ausströmenden Entwickler nicht beeinträchtigt
wird.
Der Ventilationsarm 96 ist über das Rotationsrohr 79 mit der
Ventilationsleitung 76 verbunden.
Wie in den Zeichnungen nicht zu erkennen ist, wird das Gas durch eine
Gaspumpe über die Ventilationsleitung 76 dem Ventilationsarm 96 zugeführt.
Das Rotationsrohr 79 überträgt die Rotationskraft des an der Unterseite des
Behälters 70 angebrachten Motors 77 auf einen Riemen 78, um vertikal
angetrieben zu werden. An dem behälterseitigen Ende des Rotationsrohres 79
sind der Spülmittelsprüharm 73, der Ventilationsarm 96 und die
Entwicklereinlaßöffnung 71 angebracht. Am anderen Ende des
Rotationsrohres 79 ist eine Querverbindungsleitung angebracht, die durch die
Drehung des Rotationsrohres 79 nicht beeinflußt wird. Die Ventilationsleitung
76, die Spülmittelversorgungsleitung 91 und die Entwicklerversorgungsleitung
81 sind miteinander verbunden.
Als Motor 77 ist ein Schrittschaltmotor, ein Getriebemotor (Gear DE Motor) ein
Drehmotor (Rotary Motor) usw. verwendbar.
Zusätzlich hierzu ist der Abschnitt des Spülmittelarms über dem Radius des
Wafers ausgebildet. Wie in Fig. 15 dargestellt ist, ist der Abschnitt des
Ventilationsarmes über dem Durchmesser des konkaven Bereiches
ausgebildet, um das Gas über der gesamten Oberfläche des konkaven
Bereiches versprühen zu können. Die Entwicklereinlaßöffnung ist so
ausgebildet, daß sie gegen den konkaven Bereich geneigt ist, so daß der
Entwickler in den konkaven Bereich geleitet wird, während das Rotationsrohr
über dem konkaven Bereich in Bereitschaft ist. Das Rotationsrohr ist in dem
Behälter gelagert.
Die Sprühdüse 93 und der Motor 77 werden durch das Steuerteil 41
gesteuert.
Nachstehend wird die Betriebsweise und die Steuerung des
erfindungsgemäßen Entwicklungssystems zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen beschrieben.
Wenn der Wafer zuerst bei dem Ausrichtungsschritt des
Rotationsmittelpunktes des belichteten Wafers und bei der Zuführung des
Wafers zu der Schleudereinspannvorrichtung 10, so wie dies in den Fig.
2, 6 und 7 dargestellt ist, auf der Halterung 22a angeordnet wird, wobei die
Finger 22 des Waferausrichtungsteils offen sind, so wie dies mit punktierter
Linie dargestellt ist, werden die Finger 22 der durch Luftdruck betätigten
Kolbenstange 24 für beide Richtungen betätigt. Die Finger 22 werden
hierdurch entlang des Führungsstabs 23 bewegt, so daß der Wafer gehalten
und der Rotationsmittelpunkt des Wafers automatisch ausgerichtet wird.
Beim Drehen der Kugelspindel 26 über zwei Laufräder 28a, 28b und den
Riemen 29 durch den Antriebsmotor 30 des Waferausrichtungsteils 20, wird
das Kugellager durch die Kugelspindel 26 geführt und die Führungsteile 32a,
32b des vertikalen Rahmens 21 werden durch die beiden Führungsschienen
31a, 31b so geführt, daß der vertikale Rahmen 21 in horizontaler Richtung
gerade in die durch punktierte Linien dargestellte Stellung bewegt und auf
der Schleudereinspannvorrichtung 10 angeordnet wird.
Da der Antrieb des Antriebsmotors 30 durch ein voreingestelltes Programm
genau gesteuert wird, stimmt der Rotationsmittelpunkt des Wafers mit dem
Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10 entlang der
Bewegungsstrecke des Wafers überein.
Nach dem Anordnen des Wafers auf der Schleudereinspannvorrichtung 10
werden die Finger 22 wieder geöffnet, wobei sie durch die Kolbenstange 24
für beide Richtungen betätigt werden. Die Rückseite des Wafers wird von der
Schleudereinspannvorrichtung 10 adsorbiert oder angesaugt, so daß der
Wafer sicher an der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt ist.
Beim Betätigen des Umdrehantriebsteils 50 zum Nachuntenrichten der
strukturierten Oberfläche des auf der Schleudereinspannvorrichtung 10
befestigten Wafers, so wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, wird der Drehzylinder
53 des Umdrehantriebsteils 50 betätigt, wobei die strukturierte Oberfläche des
Wafers nach oben weist, um die Antriebsachse 52 um 180° zu drehen. Der
Umdrehrahmen 61 des vertikalen Antriebsteils 60 und die Schiebeplatte 62
werden hierbei um 180° gedreht, wobei die an der Schiebeplatte 62 befestigte
Schleudereinspannvorrichtung 10 und der Antriebsmotor 11, so wie dies in
Fig. 9 dargestellt ist, um 180° gedreht werden. Die strukturierte Oberfläche
des Wafers wird hierdurch nach unten gerichtet, so daß sie an der Oberseite
des Behälters 70 angeordnet ist.
Bei dem Verfahrensschritt des teilweisen Auflösens des belichteten
Photoresists nach dem Abscheiden auf dem Wafer und der Bildung einer
Struktur, wenn der Wafer auf dem Behälter 70 angeordnet ist, so wie dies in
den Fig. 2 und 12 dargestellt ist, wird die Pumpe 83 des
Entwicklerversorgungsteils 80 betätigt, so daß der in dem
Entwicklervorratsbehälter 82 gespeicherte Entwickler herausgepumpt wird.
Der herausgepumpte Entwickler wird nun über die
Entwicklerversorgungsleitung 81 und die mit der Entwicklerversorgungsleitung
81 verbundene Entwicklereinlaßöffnung 71 in den konkaven Bereich 70a des
Behälters 70 eingeleitet. In diesem Verfahrensstadium wird die durch die
Pumpe 83 gepumpte und gelieferte Entwicklermenge so festgelegt, daß für
die Entwicklung eines Wafers eine konstante Entwicklermenge zugeführt wird.
Wie in den Fig. 9 und 11 dargestellt ist, wird das Kugellager 64 durch die
Kugelspindel 63 geführt, während der Führungsvorsprung 69 der
Schiebeplatte 62 auf den beiden Führungsschienen 68 geführt wird, wenn die
Kugelspindel 63 über die zwei Laufräder 65a, 65b und den Riemen 66 durch
den Antriebsmotor 67 des vertikalen Antriebsteils 60 gedreht wird. Die
Schiebeplatte 62 wird gerade nach unten bewegt, so wie dies in Fig. 12
dargestellt ist, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers den sich in dem
konkaven Bereich 70a des Behälters 70 befindenden Entwickler berührt.
Da die Bewegungsstrecke des Wafers so gesteuert wird, daß nur die
strukturierte Oberfläche des Wafers und nicht der ganze Wafer eingetaucht ist,
wird der Antrieb des Antriebsmotors 67 bei dieser Verfahrensstufe durch ein
vorher festgelegtes Programm gesteuert. Der Entwickler darf hierbei nicht
über die Rückseite des Wafers fließen, selbst wenn die Rückseite des Wafers
sich auf der gleichen horizontalen Ebene befindet wie die Oberfläche des
Entwicklers.
Wenn die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eingetaucht
ist, wird der Antriebsmotor 11 so betätigt, daß die
Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einer geringer Geschwindigkeit von
etwa 10-300 Upm rotiert, wobei der Entwicklungsvorgang für etwa 5-30
Sekunden erfolgt. Da in der Schleudereinspannvorrichtung 10 inertes Gas
zugeführt wird, das an dem unteren Rand des Wafers über die Öffnung 18
zwischen dem Gehäuse 15 und der Unterseite der Abdeckung 16 austritt oder
versprüht wird, wird bei dem Entwicklungsvorgang, so wie dies in Fig. 5
dargestellt ist, ein Fließen des Entwicklers über die Rückseite des Wafers
aufgrund der Rotation der Schleudereinspannvorrichtung 10 und eine
dadurch hervorgerufene Verunreinigung verhindert.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, wird das Spülmittel durch die Sprühdüse 93
über die gesamte Oberfläche des Behälters 70 gesprüht, so daß die
Nebenprodukte (a) vollständig entfernt werden. Während der Ventilationsarm
96 über den konkaven Bereich 70a bewegt wird, besprüht er den konkaven
Bereich 70a mit Gas, so daß das in dem konkaven Bereich 70a verbliebene
Spülmittel zu der Auslaßöffnung 72 und der offenen Auslaßöffnung 70c
geleitet wird, durch die es ausströmt.
Bei dem Verfahrensschritt des Entfernens der Feuchtigkeit von dem Wafer
wird nun das Aufsprühen des Spülmittels gestoppt und man läßt die
Schleudereinspannvorrichtung 10 für etwa 30-90 Sekunden mit hoher
Geschwindigkeit von etwa 6000-7000 Upm rotieren. Bei diesem
Feuchtigkeitsentfernungsvorgang wird die Feuchtigkeit auf dem Wafer durch
die hohe Drehgeschwindigkeit und die Zentrierkraft entfernt. Da die
strukturierte Oberfläche des Wafers nach unten gerichtet ist, strömen hierbei
insbesondere auch die in den Ecken oder Winkeln verbliebenen
Nebenprodukte (a) einfach nach unten. Das Verfahren zur Beseitigung der
Nebenprodukte ist bei feinen Strukturen sehr effizient.
Zusätzlich hierzu wird die Feuchtigkeit von dem in dem Behälter 70
angebrachten Adsorptionsrohr 70d adsorbiert, um die Feuchtigkeit in dem
Behälter 70 vollständig zu entfernen.
Nach dem Entwicklungsvorgang, dem Spülen und dem Entfernen der
Feuchtigkeit wird der Wafer in umgekehrter Richtung wie oben entnommen,
d. h., daß die Schleudereinspannvorrichtung 10 und der Wafer nach oben
bewegt werden und der Wafer aus dem Behälter 70 entnommen wird, wenn
der Antriebsmotor 67 des vertikalen Antriebsteils 60 in umgekehrter Richtung
betrieben wird, so wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Nun wird der
Umdrehrahmen 61 durch den Drehzylinder 53 des Umdrehantriebsteils 50 um
180° gedreht und der Wafer wird, so wie das in Fig. 8 dargestellt ist, auf den
Fingern 22 des Waferausrichtungsteils 20 angeordnet, wobei die strukturierte
Oberfläche des Wafers gleichzeitig nach oben gerichtet wird.
Wenn die Finger 22 in diesem Verfahrensstadium den Wafer durch Betätigung
der Kolbenstange 24 für beide Richtungen halten, wird der an der
Schleudereinspannvorrichtung 10 anliegende Unterdruck abgeschaltet, so daß
der Wafer freigegeben wird. Nun wird der vertikale Rahmen 21 durch
Betätigung des Antriebsmotors 30 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt,
so daß der Entwicklungsvorgang beendet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungssystem wird der oben
beschriebene Vorgang durch das an dem Tisch 40 angebrachte Steuerteil
wiederholt durchgeführt, wobei durch Voreinstellung des Betriebszustandes
jedes der Antriebsteile auch eine automatische Steuerung möglich ist.
Der Entwicklungsvorgang ist erfindungsgemäß einfach so durchführbar, daß
die in den Ecken oder Winkeln der strukturierten Waferoberfläche
verbliebenen Nebenprodukte vollständig entfernt werden. Der
Entwicklungsvorgang wird hierbei so durchgeführt, daß die strukturierte
Waferoberfläche nach unten gerichtet ist. Hierdurch werden durch
Nebenprodukte verursachte Funktionsstörungen bei den folgenden
Verfahrensschritten verhindert, so daß die Ausbeute erhöht und die
Produktivität verbessert wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben wurde, sei
bemerkt, daß auch zahlreiche Veränderungen und Abänderungen
durchgeführt oder Substitutionen vorgenommen werden können, die von dem
Erfindungsgedanken erfaßt und in den Schutzbereich der zugehörigen
Ansprüche fallen.
Claims (44)
1. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit:
einem Behälter zur Aufnahme eines Entwicklers mit einer an seiner Oberseite angebrachten Öffnung als Durchlaß für einen Wafer und einer Auslaßöffnung an seiner Unterseite;
einer Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch Adsorption oder Ansaugen der Rückseite der durch die Öffnung nach unten weisenden strukturierten Oberfläche des Wafers;
eine Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, um die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler einzutauchen;
eine Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen von Spülmittel in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers aufzusprühen;
eine Reinigungsmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen;
eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas zu entfernen.
einem Behälter zur Aufnahme eines Entwicklers mit einer an seiner Oberseite angebrachten Öffnung als Durchlaß für einen Wafer und einer Auslaßöffnung an seiner Unterseite;
einer Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch Adsorption oder Ansaugen der Rückseite der durch die Öffnung nach unten weisenden strukturierten Oberfläche des Wafers;
eine Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, um die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler einzutauchen;
eine Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen von Spülmittel in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers aufzusprühen;
eine Reinigungsmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen;
eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas zu entfernen.
2. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei der Behälter auf seiner Oberseite einen aus einem
halbtransparenten Material bestehenden Deckel mit einer Öffnung
umfaßt, die ausreichend groß bemessen ist, um einen Wafer
hindurchführen zu können.
3. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei der Behälter so gestaltet ist, daß die
Bewegungsachse der Einspannvorrichtung, an der der Wafer befestigt
ist, durch den Behältermittelpunkt verläuft, und daß der Boden oder der
untere Teil des Behälters konkav ausgebildet ist, so daß die
strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht.
4. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 3, wobei der konkave Teil trichterförmig ausgebildet ist und
einen tiefliegenden Mittelpunkt besitzt.
5. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei der konkave Teil des Behälters eine mit einer
Abflußleitung verbundene Abflußöffnung zum selektiven Ablassen des
Entwicklers und des Spülmittels aufweist, wobei in der Abflußöffnung
ein hydraulisch betriebenes Ventil zum Öffnen/Schließen der
Abflußöffnung angebracht ist.
6. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 3, wobei sich um den konkaven Teil eine schräg
ausgebildete Nut erstreckt, deren beide Oberflächen nach unten
geneigt sind und wobei an dem Boden der schräg ausgebildeten Nut
eine Abflußöffnung ausgebildet ist, so daß der in die schräg
ausgebildete Nut eingeströmte Entwickler und das Spülmittel durch die
Abflußöffnung in eine Abflußleitung abfließen können.
7. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 6, wobei die Abflußöffnung als offene Abflußöffnung
ausgebildet ist, so daß der Entwickler und das Spülmittel aufgrund der
Gravitationskraft auf natürlichem Wege ausströmen können.
8. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Wafertransportvorrichtung folgende Bauteile
umfaßt:
eine an dem Behälter angebrachte Schleudereinspannvorrichtung, an der die Rückseite des zu entwickelnden Wafers befestigt ist;
einen Antriebsmotor zum Drehen der Schleudereinspannvorrichtung;
ein vertikales Antriebsteil zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch eine Vertikalbewegung der Schleudereinspannvorrichtung; und
ein Umdrehantriebsteil zum selektiven Umdrehen des Wafers, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers durch Drehen der Schleudereinspannvorrichtung und des vertikalen Antriebsteils um einen bestimmten Winkel nach oben oder nach unten gerichtet wird.
eine an dem Behälter angebrachte Schleudereinspannvorrichtung, an der die Rückseite des zu entwickelnden Wafers befestigt ist;
einen Antriebsmotor zum Drehen der Schleudereinspannvorrichtung;
ein vertikales Antriebsteil zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch eine Vertikalbewegung der Schleudereinspannvorrichtung; und
ein Umdrehantriebsteil zum selektiven Umdrehen des Wafers, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers durch Drehen der Schleudereinspannvorrichtung und des vertikalen Antriebsteils um einen bestimmten Winkel nach oben oder nach unten gerichtet wird.
9. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 8, wobei die Schleudereinspannvorrichtung folgende Bauteile
umfaßt:
eine Drehachse mit einem darin ausgebildeten Vakuumkanal, die durch den Antriebsmotor gedreht wird;
eine auf der Drehachse befestigte Adsorptions- oder Ansaugplatte, die mit der Drehachse rotiert und mehrere Adsorptions- oder Ansaugöffnungen umfaßt, die mit dem Vakuumkanal der Drehachse verbunden sind, um den Wafer durch einen Unterdruck anzusaugen oder zu adsorbieren;
ein an dem vertikalen Antriebsteil befestigten Vorsprung zur Lagerung der sich drehenden Rotationsachse; und
ein an dem Vorsprung befestigtes Gehäuse, das die Oberseite der Adsorptionsplatte abdeckt.
eine Drehachse mit einem darin ausgebildeten Vakuumkanal, die durch den Antriebsmotor gedreht wird;
eine auf der Drehachse befestigte Adsorptions- oder Ansaugplatte, die mit der Drehachse rotiert und mehrere Adsorptions- oder Ansaugöffnungen umfaßt, die mit dem Vakuumkanal der Drehachse verbunden sind, um den Wafer durch einen Unterdruck anzusaugen oder zu adsorbieren;
ein an dem vertikalen Antriebsteil befestigten Vorsprung zur Lagerung der sich drehenden Rotationsachse; und
ein an dem Vorsprung befestigtes Gehäuse, das die Oberseite der Adsorptionsplatte abdeckt.
10. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 9, wobei die Schleudereinspannvorrichtung eine Einrichtung
zur Verhinderung einer Verunreinigung des Wafers umfaßt, durch die
ein inertes Gas auf die umlaufenden Kanten des durch einen
Unterdruck an der Adsorptionsplatte befestigten Wafers strömt.
11. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 10, wobei die Einrichtung zur Vermeidung einer
Verunreinigung des Wafers folgende Teile umfaßt:
ein Abstand steil, das an seiner Unterseite offen ausgebildet ist und einen Deckel oder eine Abdeckung umfaßt, die in einem geringen Abstand zu dem Gehäuse angeordnet ist;
eine in dem Abstandsteil angebrachte Gasversorgungsleitung zum Zuführen eines inerten Gases, das durch die Öffnung auf der Unterseite ausströmen kann.
ein Abstand steil, das an seiner Unterseite offen ausgebildet ist und einen Deckel oder eine Abdeckung umfaßt, die in einem geringen Abstand zu dem Gehäuse angeordnet ist;
eine in dem Abstandsteil angebrachte Gasversorgungsleitung zum Zuführen eines inerten Gases, das durch die Öffnung auf der Unterseite ausströmen kann.
12. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Entwicklerversorgungseinrichtung folgende
Bauteile umfaßt:
ein am Boden oder im unteren Teil des Behälters angebrachter Entwicklerzufluß zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht;
ein mit dem Entwicklerzufluß und einer Entwicklerversorgungsleitung verbundener Entwicklervorratsbehälter; und
eine Pumpe zum Zuführen des Entwicklers in dem Entwicklervorratsbehälter in den Behälter durch Pumpen mit einer konstanten Pumprate.
ein am Boden oder im unteren Teil des Behälters angebrachter Entwicklerzufluß zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht;
ein mit dem Entwicklerzufluß und einer Entwicklerversorgungsleitung verbundener Entwicklervorratsbehälter; und
eine Pumpe zum Zuführen des Entwicklers in dem Entwicklervorratsbehälter in den Behälter durch Pumpen mit einer konstanten Pumprate.
13. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Spülmittelversorgungseinrichtung folgende
Bauteile umfaßt:
mehrere Sprühöffnungen zum Besprühen der strukturierten Oberfläche des Wafers mit Spülmittel;
eine Spülmittelversorgungsquelle zum Zuführen des Spülmittels zu den Sprühöffnungen über eine Spülmittelversorgungsleitung; und
ein in der Spülmittelversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Spülmittelversorgungsleitung.
mehrere Sprühöffnungen zum Besprühen der strukturierten Oberfläche des Wafers mit Spülmittel;
eine Spülmittelversorgungsquelle zum Zuführen des Spülmittels zu den Sprühöffnungen über eine Spülmittelversorgungsleitung; und
ein in der Spülmittelversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Spülmittelversorgungsleitung.
14. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 13, wobei die Spülmittelversorgungseinrichtung einen an der
Spülmittelversorgungsleitung angebrachten Verteiler zur Aufnahme des
Spülmittels von der Spülmittelversorgungsquelle und zum Weiterleiten
des Spülmittels zu den einzelnen Sprühöffnungen mit gleichem
Sprühdruck umfaßt.
15. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 13, wobei die Sprühöffnungen an der Oberseite eines
quadratischen Spülmittelsprüharms ausgebildet sind, der so durch
einen Motor angetrieben wird, daß er selektiv Zugang zu der Unterseite
der strukturierten Waferoberfläche zum Besprühen mit Spülmittel erhält,
wobei der Sprüharm schrittweise angetrieben wird und in vertikaler
Richtung mit einem drehbar mit dem Motor verbundenen Drehrohr
verbunden ist, und wobei der Sprüharm zur Aufnahme von Spülmittel
mit der Spülmittelversorgungsleitung verbunden ist.
16. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 13 oder 15, wobei die Sprühöffnungen mehrere feine
Durchbohrungen sind.
17. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 15, wobei der Spülmittelsprüharm länger ist, als der Abstand
von dem Rotationsmittelpunkt des Wafers zu seiner peripheren
Rotationskante.
18. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 15, wobei der Motor und das Drehrohr über zwei Riemen
und Laufräder miteinander verbunden sind.
19. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Reinigungslösungsversorgungseinrichtung
folgende Bauteile umfaßt:
mehrere Sprühdüsen, die an der Oberseite des Behälters so angebracht sind, daß die Sprühlösung gegen den Boden des Behälters gesprüht wird;
eine Reinigungslösungsversorgungsquelle zum Zuführen der Reinigungslösung zu den Sprühdüsen über eine Reinigungslösungsversorgungsleitung; und
ein in der Reinigungslösungsversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Reinigungslösungsversorgungsleitung.
mehrere Sprühdüsen, die an der Oberseite des Behälters so angebracht sind, daß die Sprühlösung gegen den Boden des Behälters gesprüht wird;
eine Reinigungslösungsversorgungsquelle zum Zuführen der Reinigungslösung zu den Sprühdüsen über eine Reinigungslösungsversorgungsleitung; und
ein in der Reinigungslösungsversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Reinigungslösungsversorgungsleitung.
20. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 19, wobei an der Behälterabdeckung mehrere Sprühdüsen
angebracht sind, die jeweils einen großen Sprühwinkel besitzen, so daß
die Reinigungslösung über die gesamte Bodenfläche des Behälters
gesprüht wird.
21. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Gasversorgungseinrichtung folgende Bauteile
umfaßt:
mehrere an dem Behälter angebrachte Ventilationsöffnungen zum Entfernen der in dem Behälter verbliebenen Reinigungslösung durch Druckgas;
eine Gasversorgungsquelle zum Zuführen von Gas zu den Ventilationsöffnungen über eine Ventilationsleitung; und
ein in der Ventilationsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Ventilationsleitung.
mehrere an dem Behälter angebrachte Ventilationsöffnungen zum Entfernen der in dem Behälter verbliebenen Reinigungslösung durch Druckgas;
eine Gasversorgungsquelle zum Zuführen von Gas zu den Ventilationsöffnungen über eine Ventilationsleitung; und
ein in der Ventilationsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Ventilationsleitung.
22. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 21, wobei die Ventilationsöffnungen an der Oberseite eines
quadratischen Ventilationsarmes ausgebildet sind, der durch einen
Motor so angetrieben wird, daß er zum Versprühen von Gas einen
selektiven Zugang zu dem konkaven Teil des Behälters erhält, wobei
der Ventilationsarm entsprechend der konkaven Form des Behälters
schrittweise angetrieben wird und in vertikaler Richtung mit einem
drehbar mit dem Motor verbundenen Drehrohr verbunden ist und
wobei der Ventilationsarm zur Aufnahme von Gas mit der
Ventilationsleitung verbunden ist.
23. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 21 oder 22, wobei die Ventilationsöffnungen mehrere feine
Durchbohrungen sind.
24. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 22, wobei der Ventilationsarm länger ist als der Durchmesser
des konkaven Teils des Behälters.
25. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 22, wobei der Motor und das Drehrohr über zwei Riemen
und Laufrollen miteinander verbunden sind.
26. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 21, wobei die Gasversorgungsquelle eine Gaspumpe zum
Komprimieren des Gases und zur Beibehaltung eines Zustandes hoher
Dichte ist.
27. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 21, wobei die Gasversorgungseinrichtung folgende Bauteile
umfaßt:
ein an dem Behälter angebrachtes Adsorptionsrohr zur Adsorption von in dem Behälter verbliebenen Nebenprodukten und Feuchtigkeit usw. durch einen Unterdruck in dem Rohr; und
eine an dem Adsorptionsrohr angebrachte Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.
ein an dem Behälter angebrachtes Adsorptionsrohr zur Adsorption von in dem Behälter verbliebenen Nebenprodukten und Feuchtigkeit usw. durch einen Unterdruck in dem Rohr; und
eine an dem Adsorptionsrohr angebrachte Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.
28. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei das Spülmittel und die Reinigungslösung
deionisiertes Wasser sind.
29. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei das Gas ein inertes Gas ist.
30. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1, wobei die Entwicklerversorgungseinrichtung, die
Spülmittelversorgungseinrichtung und die Gasversorgungseinrichtung
alle in einem durch den Behälter hindurchgeführten Rohr integriert und
zusammen befestigt sind.
31. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 30, wobei das Rohr ein drehbar gelagertes Rohr mit einem
Laufrad an einem Ende ist, das sich aufgrund einer Rotationskraft
dreht, die über einem Riemen von dem Motor aus übertragen wird.
32. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 31, wobei der Motor ein Schrittschaltmotor ist.
33. Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach
Anspruch 1 mit einer Waferausrichtungseinrichtung zum Ausrichten des
Wafers, so daß der Rotationsmittelpunkt der
Schleudereinspannvorrichtung und der Rotationsmittelpunkt des Wafers
übereinstimmen.
34. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem zur Herstellung von
Halbleiterbauelementen mit:
einem einen Entwickler enthaltenden Behälter mit einer Öffnung und einer Auslaßöffnung;
einem Wafertransportteil zum Einführen/Entnehmen eines Wafers in/aus dem Behälter;
einer Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters;
einer Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Spülmittels in den Behälter;
einer Reinigungslösungszuführungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen; und
einer Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die Reinigungslösung zu entfernen, wobei das Steuerverfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
einem einen Entwickler enthaltenden Behälter mit einer Öffnung und einer Auslaßöffnung;
einem Wafertransportteil zum Einführen/Entnehmen eines Wafers in/aus dem Behälter;
einer Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters;
einer Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Spülmittels in den Behälter;
einer Reinigungslösungszuführungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen; und
einer Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die Reinigungslösung zu entfernen, wobei das Steuerverfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
- a) Zuführen eines Entwicklers in den Behälter unter Verwendung der Entwicklerversorgungseinrichtung;
- b) Entwickeln des Wafers durch Eintauchen der strukturierten Waferoberfläche in den sich in dem Behälter befindenden Entwickler, wobei der Wafer so abgesenkt wird, daß seine strukturierte Oberfläche nach unten gerichtet ist;
- c) Spülen des Wafers durch nach oben Sprühen des Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers unter Verwendung der Spülmittelversorgungseinrichtung, nachdem der Wafer auf eine bestimmte Höhe angehoben wurde;
- d) Reinigen des Behälters durch Einsprühen einer Reinigungslösung in den Behälter unter Verwendung der Reinigungslösungsversorgungseinrichtung nach dem Herausnehmen des Wafers aus dem Behälter; und
- e) Einleiten von Gas in den Behälter unter Verwendung der Gasversorgungseinrichtung, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung zu entfernen.
35. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt b so durchgeführt wird, daß man den in
den sich in dem Behälter befindenden Entwickler eingetauchten Wafer
mit einer geringen Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeitspanne
rotieren läßt, so daß der Wafer mit dem Entwickler reagiert.
36. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt d so durchgeführt wird, daß das Spülmittel
auf den Wafer gesprüht wird und man den Wafer mit einer hohen
Geschwindigkeit rotieren läßt, um das Spülmittel auf dem Wafer durch
die auftretende Zentrifugalkraft zu entfernen.
37. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt d dadurch gekennzeichnet ist, daß das
Reaktionsgas oder die Feuchtigkeit in dem Behälter adsorbiert und aus
dem Behälter abgeleitet wird.
38. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt e dadurch gekennzeichnet ist, daß die in
dem Behälter verbliebene Reinigungslösung mit Gas besprüht wird, um
sie aus dem Behälter abzuleiten.
39. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34 mit
folgenden zusätzlichen Verfahrensschritten:
- a) Adsorbieren oder Ansaugen des Wafers durch den Wafertransportteil vor der Durchführung des Verfahrensschrittes b, wobei die strukturierte Oberfläche des Wafers nach oben gerichtet ist; und
- b) Umdrehen des Wafers um 180°, so daß die strukturierte Oberfläche des auf der Wafertransportvorrichtung befestigten Wafers nach unten weist.
40. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt b dadurch gekennzeichnet ist, daß auf die
periphere Kante des Wafers ein inertes Gas gesprüht wird, so daß der
Entwickler nicht an der Rückseite des Wafers ausströmt.
41. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt b so durchgeführt wird, daß man den Wafer
für 5-30 Sekunden mit einer geringen Geschwindigkeit von 10-300
Upm rotieren läßt.
42. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt c so durchgeführt wird, daß man den Wafer
für 5-30 Sekunden mit einer geringen Geschwindigkeit von 10-300
Upm rotieren läßt.
43. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 36,
wobei die Feuchtigkeit auf dem Wafer dadurch beseitigt wird, daß man
den Wafer für 30-90 Sekunden mit einer hohen Geschwindigkeit von
6000-7000 Upm rotieren läßt.
44. Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34,
wobei der Verfahrensschritt a so durchgeführt wird, daß der Behälter
eine Entwicklermenge zum Entwickeln eines Wafers enthält, und daß
der Entwickler durch den Entwicklerversorgungsteil mit konstanter
Menge zugeführt wird.
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