DE2701106A1 - Verfahren und vorrichtung zum planparallelen ausrichten einer halbleiterscheibe zu einer fotoschablone - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone in einer Positionier- und Belichtungsvorrichtung, welche nach dem Kontakt- oder Abstandverfahren arbeitet. Die Erfindung betrifft desweiteren eine Einrichtung zur DurohfUhrung des Verfahrens·

Es ist üblich, bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen durch Belichten mittels einer Schablone bestimmte Muster im lichtempfindlichen Lack, der sich auf einer Halbleiterscheibe befindet, zu erzeugen· Diese Lackschichten dienen dann als Ätzmaske für Oxidbeziehungsweise Metallschichten· Die Belichtung des Lackes erfolgt vorwiegend durch die Kontaktkopie, daß heißt, die Schablone und die zu belichtende Halbleiterscheibe werden während der Belichtung in engen Kontakt gebracht« Vor der Belichtung werden Fotoschablone und Halbleiterscheibe zueinander positioniert, wobei sie in geringem, gleichmäßigen Abstand voneinander bewegt werden müssen. Dazu muß die Halbleiterscheibe zur Fotoschablone ausgerichtet werden, um eine gleichzeitige Scharfstellung von zwei Schablonen- und Scheibenpunkten durch das Justiermikroskop zu ermöglichen· Besonders hoch sind die Anforderungen an das planparallele Aus-

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richten von Schablone und Halbleiterscheibe bei der neuerdings eingesetzten Abstandekopie, wobei auch während der Belichtung ein geringer und sehr gleichmäßiger Abstand von Fotoschablone und Halbleiterscheibe eingehalten werden muß· Das Ausrichten von Schablone und Scheibe erfolgt im allgemeinen dadurch, daß die Scheibe in engen Kontakt zur Schablone gebracht wird,zum Beispiel durch mechanisches Andrücken oder durch Vakuumdruck·

Nachteilig bei dieser Handhabung ist, daß es beim Ausrichten der Scheibe an der Schablone zu Verletzungen der Lackschicht auf der Scheibe und Fotoemulsionsschicht kommt· Das führt zu einem hohen Verbrauch an Schablonen und zu einem Ausbeuteabfall bei der Herstellung mikroelektronischer Bauelemente· Es wurde auch schon vorgeschlagen, außerhalb der Scheibe einen Abstandsring anzuordnen, dessen Dicke größer ist als die Scheibendicke· Dadurch kommt die Schablone nur mit diesem Abstandsring, nicht aber mit der Scheibe in Berührung·

Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß Scheibendickenschwankungen und die Heiligkeit der Scheiben zuunterschiedlichen Abständen von Schablone und Scheibe führen, so daß eine Positionierung oder eine Beschichtung mit einem bestimmten, gleichmäßigen Abstand bei den erfahrungsgemäß schwankenden Scheibendicken praktisch undurchführbar ist·

Weiterhin wurde vorgeschlagen, den Basisvorsprung eines Normals gegen die Scheibe zu drücken, wobei sich ein Abstand zwischen Schablone und Scheibe einstellt, der gleich der Dicke des Basisvorsprunges des Normals ist·

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Dieses Verfahren ist mit größeren technischen Aufwand verbunden und bedeutet gleichzeitig eine Verlängerung der Taktzeit, da ein zusätzlicher Arbeitsgang für das Ein- und Ausschwenken des Normals erforderlich ist·

Zweck der Erfindung ist es, die Verletzungen von Fotoschablone und Halbleiterscheibe bei der Kontakt- und Abstandskopie auf ein Mindestmaß zu beschränken, um eine Einsparung von Fotoschablonen und eine Ausbeutesteigerung beziehungsweise eine Kosteneinsparung zu erzielen«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches ein planparalleles Ausrichten der Halbleiterscheibe zurFotoschablone bei weitgehend reduzierter Berührungsfläche zwischen Halbleiterscheibe und Fotoschablone gestattet·

Die Erfindung soll des weiteren eine Einrichtung zur Durchfiüirung des Verfahrens einschließen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rand der Halbleiterscheibe konzentrisch verbogen, danach an die Fotoschablone angedrückt und planparallel ausgerichtet wird·

Gegebenenfalls ist die Halbleiterscheibe in ihrer Lage unmittelbar nach dem Verbiegen noch zu arretieren·

Bezüglich der Einrichtung vdrd die Aufgabe, ausgehend von einem absenkbaren Aufspanntisch, dessen plane Auflagefläche mittels einer Kugelkalottenlagerung schwenkbar ist, dadurch gelöst, daß konzentrisch zum Aufspanntisch ein relativ zu diesen, längs der gemeinsamen Symmetrieachse, verschiebbarer Außenring angeordnet ist·

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Dabei wird vorteilhafterweise die gemeinsame Berührungsfläche zwischen Aufspanntisch und Außenring stufenförmig gesetzt und in ihrem kreisringförmigen Teil,über einen Kanal mit Vakuum oder einem gasförmigen Medium beaufschlagt, je nachdem, ob der Außenring gegenüber dem Aufspanntisch angehoben oder abgesenkt werden soll. Zweckmäßig ist es auch, auf der Auflagefläche des Aus-Benringes eine Dichtung konzentrisch anzuordnen· Weiterhin sei bemerkt, daß der Außenring in einer definierten Lage mittels zweier Anschläge arretierbar ist.

Durch die Erfindung werden die zum Kontakt kommenden Berührungsflächen von Fotoschablone und Halbleiterscheibe reduziert, die Verschmutzunge- und Beschädigungsgefahr vermindert und die Ausbeute sowie die Qualität der Halbleiterstrukturen erhöht· Damit werden letztendlich auch die Kosten für die Herstellung von Halbleiterbauelementen gesenkt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen rotationssymmetrischen Schnitt der Einrichtung zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone

Fig. 2: einen rotationssymmetrischen Schnitt der Einrichtung zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone nach dem Ausrichten.

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Diese Einrichtung stellt eine Punktionsgruppe innerhalb einer Positionierungs- und Belichtungsvorrichtung dar· Sie besteht grundsätzlich aus einem Aufspanntisch 1, auf dessen Aufspannfläche 2 eine Halbleiterscheibe 3 mittels Vakuum ansaugbar ist· Der Aufspanntisch 1 ist mit Hilfe einer Kugelkalottenlagerung 6 in O-Richtung (Kugelkoordinaten) schwenkbar· Die Kugelkalottenlagerung 6 innerhalb einer Tischaufnahme 9 besteht aus einer Halbkugel 7 und einer Kugelpfanne 8· Desweiteren befindet sich gegenüber der Aufspannfläche 2 eine Halterung 4 für eine nahezu planparallelliegende Fotoschablone 5· Zusätzlich zu diesen an sich bekannten Elementen ist erfindungsgemäß ein Außenring 10 konzentrisch zum Aufspanntisch 1 angeordnet· Dieser ist längs der gemeinsamen Symmetrieachse relativ zum Auflagetisch 1 verschiebbar ·₍ Die gemeinsame Berührungsfläche 12, die die Funktion der Führung übernimmt, ist stufenförmig abgesetzt, so daß der Aufspanntisch 1 eine pilzförmige und der Außenring 10 eine schalenförmige Gestalt annimmt· Der bei der Verschiebung sich bildende freie Raum 13 im Bereich der Kreisringfläche 14 ist durch einen Kanal mit Vakuum oder Druckluft beaufschlagbar.

Die Wirkungsweise und die Verfahrensschritte werden nachfolgend beschrieben:

Beim Auflegen der Halbleiterscheibe 3 befindet sich die Auflagefläche 16 des Außenringes 10 unterhalb der Aufspannfläche 2· Beim Ausrichten wird die Auflagefläche 16 des Außenringes 10 mit Hilfe von Unterdruck, der über den Kanal 15 im Raum 13 erzeugt wird, um einen bestimmten Betrag über die Aufspannfläche 2 angehoben·

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Dabei ist die Halbleiterscheibe 3 auf dem Aufspanntisch 1 auf der Aufspannfläche 2 über die Leitung 11 angesaugt und leicht konzentrisch am Rand verbogen· In dieser Lage wird durch Evakuierung des Raumes 20 über die Leitung 19 die Halbkugel 7 und somit der Aufspanntisch 1 in der Kugelpfanne 8 arretiert· Nach erfolgtem Ausrichten der Halbleiterscheibe 2 an der Fotoschablone 5 wird die Auflagefläche 16 des Außenringes 10 durch Belüften des Raumes 13 wieder abgesenkt. Dadurch geht die Halbleiterscheibe 3 wieder in ihre ebene Ausgangslage zurück und befindet sich im Positionierabstand von der Fotoschablone 5· Nach der Positionierung kann durch Bewegung der gesamten Tiechaufnahme 9 der Abstand für die Belichtung eingestellt werden· Durch Hochfahren der Tischaufnahme 9, Belüften des Raumes 13 durch die Leitung 15 und Evakuierung des Raumes 17 zwischen Fotoschablone 5 und Halbleiterscheibe 3 kann auch die übliche Kontaktkopie durchgeführt werden·

In einer weiteren Variante befindet sich auf der Auflagefläche 16 des Außenringes 10 eine Gummidichtung 18, die bei der Kontaktkopie gegen die Fotoschablone abdichtet· Für die Positionierung wird der Außenring 10 so weit abgesenkt, daß die Gummidichtung 18 die Fotoschablone 5 nicht berührt· Außerdem erleichtert das weite Absenken des Außenringes 10 die Entnahme der Halbleiterscheibe 3 vom Aufspanntisch 1· Alle Stellungen sind mittels einer Klemmeinrichtung arretierbar·

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Claims (5)

Patentansprüche :

1. Verfahren zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone durch Kontanktieren in einer Positionier- und Belichtungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Halbleiterscheibe konzentrisch verbogen, danach die Halbleiterscheibe an die Fotoschablone angedrückt und planparallel ausgerichtet wird·

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe in ihrer Lage unmittelbar nach dem Verbiegen arretiert wird·

3· Einrichtung zum planparallelen Ausrichten einer Halbleiterscheibe zu einer Fotoschablone in einer Positionier- und Belichtungsvorrichtung, bestehend aus einem absenkbaren Aufspanntisch, dessen plane Auflagefläche mittels einer Kugelkalottenlagerung schwenkbar ist sowie einer gegenüber der Auflagefläche des Aufspanntisehes angeordneten Halterung für die Fotoschablone, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zum Aufspanntisch (1) ein relativ zu diesem, längs der gemeinsamen Symmetrieachse, verschiebbarer Außenring (10) angeordnet ist«

4· Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Berührungsfläche (12) des Aufspanntisches (1) und des Außenringes (10) stufenförmig abgesetzt und in ihrem kreisringförmigen Teil (14) über einen Kanal (15) mit Vakuum oder einem gasförmigen Medium beaufschlagbar ist·

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ORIGINAL INSPECTED

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Auflagefläche (16) des Aussenringes (10) eine Dichtung (18) konzentrisch angeordnet ist·

6· Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (10) mittels zweier
Anschläge (21; 22) in definierter Lage arretierbar ist.

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