DE2009307B2

DE2009307B2 - Verfahren und Vorrichtung zum parallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe gegenüber einer Maske

Info

Publication number: DE2009307B2
Application number: DE19702009307
Authority: DE
Inventors: Gerhart Dipl.-Ing. X 6900 Jena Dornheim; Kurt Koch; Paul Sauerbrei
Original assignee: VEB ELEKTROMAT X 8080 DRESDEN
Current assignee: VEB ELEKTROMAT X 8080 DRESDEN
Priority date: 1969-05-05
Filing date: 1970-02-27
Publication date: 1973-11-29
Also published as: FR2042416B1; DD80779A1; DE2009307C3; SU398067A3; GB1286793A; PL69869B1; FR2042416A1; DE2009307A1

Description

Justier- und Belichtungsvorrichtung einschließen, die Fig. 3 die Richtplatte in Arbeitsstellung über der

mit einer geeigneten Einrichtung für die vorteilhafte Aufnahme für eine Halbleiterscheibe im Schnitt dar-

Durchführung des Verfahrens ausgerüstet ist. gestellt,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge- F i g. 4 eine Fotomaske in Arbeitsstellung,
löst, daß die Parallelität zwischen Halbleiterscheibe 5 Gemäß dem Verfahren wird die Parallelität zwi- und Maske durch Ausrichten der Halbleiterscheibe sehen einer Halbleiterscheibe 1 und einer Fotogegen eine als Vergleichsebene ausgebildete Rieht- maske 2 durch Ausrichten der Halbleiterscheibe 1 geplatte hergestellt, die Halbleiterscheibe in der paral- gen eine als Vergleichsebene ausgebildete Richtlelen Lage arretiert und schließlich die Maske dann platte 3 hergestellt,
gegen die Richtplatte ausgetauscht wird. io Die Halbleiterscheibe 1 wird nach dem parallelen

Um ein Absenken der Halbleiterscheibe nach dem Ausrichten zur Richtplatte 3 in dieser Stellung arre-

parallelen Ausrichten zur Richtplatte zu vermeiden, tiert und die Fotomaske 2 gegen die Richtplatte 3

wird die Fotomaske unmittelbar um den notwendi- ausgetauscht. Die Fotomaske 2 wird dabei unmittel-

gen Manipulierabstand höher als die Richtplatte über bar um den Manipulierabstand α höher als die Richt-

die parallel ausgerichtete Halbleiterscheibe gebracht. 15 platte 3 parallel über die Halbleiterscheibe 1 ge-

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die bracht. Eine an sich bekannte Justier- und Beiich-Lebensdauer der empfindlichen Fotomasken um ein tungsvorrichtung ist mit einer geeigneten Einrichtung Vielfaches erhöht, da beim parallelen Ausrichten der für die vorteilhafte Durchführung des Verfahrens Halbleiterscheibe zur Fotomaske, in der Vorberei- ausgerüstet. Die Justier- und Belichtungsvorrichtung tung des Kontaktbelichtungsverfahrens, die Foto- ao besteht im wesentlichen aus einem Mikroskop A und maske nicht mehr beschädigt wird. einer Belichtungseinrichtung B, welche beide wech-

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens seiweise über eine Aufnahmeeinrichtung C für die besteht aus einer an sich bekannten Justier- und Be- Fotomaske 2 geschwenkt werden können. In dem lichtungsvorrichtung, mit für solche Vorrichtungen mil D bezeichneten Gehäuse ist ein sogenannter typischen Mitteln, wie Mikroskop, Belichtungsein- 35 Kreuztisch mit einer kardanisch gelagerten gegen die richtung, und mit einer Aufnahmeeinrichtung für eine Fotomaske 1 verschiebbaren und arretierbaren AufFotomaske und einer kardanisch gelagerten gegen nähme 5 für die Halbleiterscheibe 1 untergebracht,
die Fotomaske verschiebbaren und arretierbaren Die Einrichtung zur vorteilhaften Durchführung Aufnahme für wenigstens eine Halbleiterscheibe. Zur des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus der Schonung der Fotomaske ist deren Aufnahmeeinrich- 30 Aufnahmeeinrichtung C, die aus jeweils einem Mästung erfindungsgemaß mit einer Richtplatte ausge- kenwagen 11 und Richtplattenwagen 12 besteht, stattet, die sich in einer horizontalen Ebene neben Diese beiden werden in der nachfolgenden Beschreider Fotomaske befindet. Die Aufnahmeeinrichtung bung nur noch mit Wagen 11; 12 bezeichnet; die ist zur wechselwpisen Zuführung von Richtplatte und Wagen 11; 12 sind durch zwei Blattfedern 4 mitein-Fotomaske verschieb- oder verschwenkbar über der 35 ander verbunden. Mittels an den Wagen 11; 12 anAufnahme für die Halbleiterscheibe angeordnet. Zur geordneten Kugellagern6 sind die Wagenil; 12 auf sicheren und schnellen Zuordnung der Richtplatte einem als gemeinsame Auflage dienenden Tisch 7 bzw. der Fotomaske über der Aufnahme für die verschiebbar gelagert. Beiderseits der Aufnahme 5 Halbleiterscheibe besteht die Aufnahmeeinrichtung für die Halbleiterscheibe 1 sind nach Maßgabe des aus jeweils einem Masken- und Richtplattenwagen, 40 Abstandes der an jedem der Wagen 11; 12 befestigdie miteinander verbunden und auf einem als ge- ten Kugellager 6 prismatische Ausnehmungen 8 in meinsame Auflage dienenden Tisch mittels zugeord- den Tisch 7 eingearbeitet. Ferner sind beiderseits der neter Kugellager verschiebbar angeordnet sind. Zur Aufnahme 5 mit durch Saugluft beaufschlagbaren exakten reproduzierbaren Raststellung jeweils eines Kanälen versehene Auflageträger 9 angeordnet, die Wagens über der Aufnahme für die Halbleiter- 45 zur Fixierung der Fotomaske 2 bzw. der Richtscheibe, sind auf dem Tisch beiderseits der Auf- platte 3 über der Aufnahme 5 dienen,
nähme für die Halbleiterscheibe nach Maßgabe des Die Richtplatte 3 weist einen Ansatz 10 auf, durch Abstandes der an jedem der Wagen befestigten Ku- den der Manipulierabstand α gegenüber der Fotogellager prismatische Ausnehmungen eingearbeitet. maske 2 erzielt wird.

Ferner sind neben der Aufnahme für die Halbleiter- 5° Am Wagen 11 sind Stellschrauben 13; 14 vorgese-

scheibe mit durch Saugluft beaufschlagbaren Kanälen hen, die zur exakten Fixierung der auswechselbaren

versehene Auflageträger angeordnet, die ein sicheres Fotomasken 2 dienen.

Fixieren der Richtplatte bzw. der Fotomaske in ihrer Der Tisch 7 ist etwa in seiner Mitte mit einem

Arbeitsstellung ermöglichen. Durchbruch 15 versehen, der zur Durchführung der

Um ein nochmaliges Absenken der Aufnahme für 55 Aufnahme 5 mit Halbleiterscheibe 1 gegen die Richt-

die Halbleiterscheibe nach dem parallelen Ausrich- platte 3 bzw. Fotomaske 2 dient,

ten zur Richtplatte zu vermeiden, ist die Richtplatte Die Wirkungsweise ist folgende: Eine Halbleiter-

mit einem den Manipulierabstand entsprechenden scheibe 1 wird auf die Aufnahme 5 gelegt und dort fi-

Ansatz versehen, so daß die Fotomaske in ihrer Ar- xiert. Danach wird durch Verschieben der Aufnah-

beitsstellung sich unmittelbar um diesen Betrag über 60 meeinrichtung C der Wagen 12 in Arbeitsstellung ge-

der Halbleiterscheibe befindet. bracht. Hierbei rasten die Kugellager 6 des Wagens

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüh- 12 in die Ausnehmungen 8 ein, und die Richtplatte 3

rungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeich- kommt auf die Auflageträger 9 zur Auflage. Mittels

nung zeigt Saugluftbeaufschlagung wird die Richtplatte 3 in die-

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ju- 65 ser Stellung fixiert. Das parallele Ausrichten der

stier- und Belichtungsvorrichtung, Halbleiterscheibe 1 erfolgt nunmehr durch die Auf-

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Auf- wärtsbewegung der Aufnahme 5 bis die Halbleiternahmeeinrichtung C, scheibe 1 an dem Ansatz 10 der Richtplatte 3 zur

Anlage kommt. In dieser Stellung wird die Aufnahme 5 fixiert und der Wagen 11 wird durch Verschieben gegen den Wagen 12 ausgetauscht und dann in gleicher Weise fixiert. Da sich die Fotomaske 2 unmittelbar um den notwendigen Manipulierabstand α über der parallel ausgerichteten Halbleiterscheibe 1 befindet, kann mit dem Justieren des Musters der Halbleiterscheibe 1 zum Muster der Fotomaske 2 begonnen werden. Nach erfolgtem Justieren wird nach dem bekannten Kontaktbelichtungsverfahren das Muster der Fotomaske 2 auf die Halbleiterscheibe 1 aufgebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine „ ... Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Patentansprüche: parallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe mit einer abstandsweise über dieser angeordneten Maske,

1. Verfahren zum parallelen Ausrichten einer 5 vorzugsweise zum Zwecke des gegenseitigen. Justie-Halbleiterscheibe mit einer abstandsweise über rens von auf der Maske aufgebrachten Mustern auf dieser angeordneten Maske, vorzugsweise zum zugeordnete Muster der Halbleiterscheibe zur Vorbe-Zwecke des gegenseitigen Justierens von auf der reituag des Kontaktbelichtungsverfahrens.

Maske aufgebrachten Mustern auf zugeordnete Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen,

Muster der Halbleiterscheibe zur Vorbereitung io wie z.B. bei Planartransistoren oder integrierten

des Kontaktbelichtungsverfahrens, dadurch Festkörperschaltungen, hat sich vorwiegend die PIa-

gekennzeichnet, daß die Parallelität zwi- nartechnologie durchgesetzt, die mit derMaskierungs-

schen Halbleiterscheibe und Maske durch Aus- technik verbunden ist. Das auf der Oberfläche der

richten der Halbleiterscheibe gegen eine als Ver- Halbleiterscheibe benötigte Muster wird mit Hilfe

gleichsebene ausgebildete Richtplatte hergestellt, 15 von Masken hergestellt, die normalerweise durch

die Halbleiterscheibe in der parallelen Lage arre- Kontaktdruck unter Verwendung von ultraviolettem

tiert und schließlich die Maske dann gegen die Licht zum Belichten des auf der Halbleiterscheibe

Richtplatte ausgetauscht wird. aufgetragenen Fotolacks erzeugt werden. Als Mas-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ken werden fotografische Glasplatten verwendet, kennzeichnet, daß die Fotomaske um einen not- 20 die das erforderliche Muster in ihrer Emulsion entwendigen Manipulierabstand (α) höher als die halten.

Richtplatte über die parallel ausgerichtete Halb- Bei einem bekannten Verfahren nach der USA.-

leiterscheibe gebracht wird. Patentschrift 3 192 844 zum parallelen Ausrichten

3. Justier- und Belichtungsvorrichtung, insbe- einer Halbleiterscheibe mit einer abstandsweise über sondere zur Durchführung des Verfahrens nach 25 dieser angeordneten Maske wird die Halbleiter-Anspruch 1, mit für solche Vorrichtungen typi- scheibe gegen die Maske gedrückt, in dieser paralleschen Mitteln, wie z. B. Mikroskop, Auflicht- und len Stellung fixiert und dann parallel zur Maske um Belichtungseinrichtung, und mit einer Aufnahme- den notwendigen Manipulierabstand wieder abgeeinrichtung für eine Fotomaske und einer karda- senkt. In dieser parallelen Stellung wird das Muster nisch gelagerten gegen die Fotomaske verschieb- 30 der Halbleiterscheibe zum Muster der Maske baren und arretierbaren Aufnahme für wenig- justiert und danach die Halbleiterscheibe zum stens eine Halbleiterscheibe, dadurch gekenn- Zwecke der Kontaktbelichtung wieder an die Maske zeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (C) für gedrückt.

die Fotomaske (2) eine Richtplatte (3) enthält, Zur Durchführung des bekannten Verfahrens sind

die sich in einer horizontalen Ebene neben der 35 sogenannte Justier- und Belichtungsvorrichtungen Fotomaske (2) befindet, und daß die Aufnahme- bekannt. Diese Vorrichtungen besitzen im wesentlieinrichtung (C) zur wechselweisen Zuführung chen ein Mikroskop, eine Belichtungseinrichtung und von Richtplatte (3) und Fotomaske (2) verschieb- eine Aufnahmeeinrichtung für eine Fotomaske und oder verschwenkbar über der Aufnahme (5) für eine kardanisch gelagerte, gegen die Fotomaske sodie Halbleiterscheibe (1) angeordnet ist. 40 wie in den kartesischen Koordinaten verschiebbare

4. Justier- und Belichtungsvorrichtung nach und arretierbare Aufnahme für eine Halbleiter-Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibe. Hierbei wird die Auf- und Abbewegung der Aufnahmeeinrichtung (C) aus jeweils einem Mas- Aufnahme für die Halbleiterscheibe zur Fotomaske ken- und Richtplattenwagen (11; 12) besteht, die manuell oder mechanisch durchgeführt,
miteinander verbunden und auf einem als ge- 45 In der Praxis werden trotz sorgfältigster Behandmeinsame Auflage dienendem Tisch (7) mittels lung die Masken so stark verkratzt, daß sie nach zugeordneter Kugellager (6) verschiebbar an- durchschnittlich zehn Belichtungen durch neue Masgeordnet sind. ken ersetzt werden müssen. Die stärkste Beschädi-

5. Justier- und Belichtungsvorrichtung nach gung der hochwertigen und teuren Fotomasken entAnspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß 50 steht bei dem Andrücken der Halbleiterscheibe gegen auf dem Tisch 7 beiderseits der Aufnahme (5) die Fotomaske zum Zwecke des parallelen Ausrichnach Maßgabe des Abstandes der an jedem der tens, der Halbleiterscheibe zur Fotomaske. Die hier-Wagen (11; 12) befestigten Kugellager (6) pris- bei auftretenden seitlichen Relativbewegungen zwimatische Ausnehmungen (8) eingearbeitet sind. sehen der Halbleiterscheibe und der Fotomaske füh-

6. Justier- und Belichtungsvorrichtung nach 55 ren zu einem relativ großen Abrieb der Emulsion an Anspruch 3 und 4, aadurch gekennzeichnet, daß der Fotomaske. Beim nochmaligen Aneinanderdrükneben der Aufnahme (5) mit durch Saugluft be- ken der bereits parallel zueinander ausgerichteten aufschlagbaren Kanälen versehene Auflageträger Flächen der Halbleiterscheibe und der Fotomaske (9) angeordnet sind. zum Zwecke der Kontaktbelichtung tritt eine weit ge-

7. Justier- und Belichtungsvorrichtung nach 60 ringere Beschädigung der Fotomaske ein, da hierbei Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß keine seitlichen Relativbewegungen mehr auftreten,
die Richtplatte (3) einen den Manipulierabstand Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein («) entsprechenden Ansatz (10) aufweist. Verfahren zum parallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe mit einer abstandsweise über dieser an-

65 geordneten Maske zu schaffen, bei welchem eine direkte Berührung von Halbleiterscheibe und Maske vermieden wird.
Die Erfindung soll ferner eine an sich bekannte