DE2743011A1

DE2743011A1 - Anordnung zum aufbringen einer lichtempfindlichen lackschicht auf eine halbleiterscheibe

Info

Publication number: DE2743011A1
Application number: DE19772743011
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Binder; Elisabeth Suhr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2743011C2

Description

Anordnung zum Aufbringen einer lichtempfindlichen Lackschicht
auf eine Halbleiterscheibe Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aufbringen einer lichtempfindlichen Lackschicht auf eine Halbleiterscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Anordnung ist aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin" Vol. 16, No. 6, Nov. 1973, Seite 1730, bekannt. Die Anhebung des partiellen Lö.sungsmitteldampfdruckes im Inneren des Schleudergefäßes erfolgt dabei zu dem Zweck, die Verdampfungsgeschwindigkeit des in dem Lackmaterial enthaltenen Lösungsmittels pro Zeiteinheit und Flächeneinheit zu verringern. Dadurch wird die Oberflächenspannung in der auf der Halbleiterschicht befindlichen Lackschicht während der Drehbewegung des Tellers klein gehalten, so daß Dickenschwankungen der Lackschicht, die insbesondere in Form von radialen Streifen auftreten, vermieden werden.
Derartige Dickenschwankungen fUhren beim selektiven Belichten der auf der Halbleiterschicht aufgebrachten, als Photomaske bei der Herstellung von Strukturen integrierter elektrischer Schaltungen verwendeten Lackschicht zu Schwankungen in der Breite von linienförmigen Strukturen, was insbesondere dann stark ausgeprägt ist, wenn die Belichtung mit Lichtwellen einer einzigen Wellenlänge erfolgt.
Bei den herkömmlichen Anordnungen wird die Anhebung des partiellen Lösungsmitteldampfdruckes durch zusätzliches Einbringen von Lösungsmitteldämpfen in das Schleudergefäß bewirkt, was jedoch einen beachtlichen apparativen Aufwand erfordert, wie z. B. aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 18, No. 5, Okt.
1975, Seite 1320, hervorgeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln eine wirksame, die Dickenschwankungen der Lackschicht weitgehend vermeidende, einen erhöhten partiellen Lösungsmitteldampfdruck aufweisende Atmosphäre im Inneren des Schleudergefäßes vorzusehen.
Das wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung nach den Merkmalen des kennzeichneten Teiles des Patentanspruches 1 erreicht.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die Einstellung der Spaltbreite zwischen dem Dekkel und dem Schleudergefäß, d. h. auf mechanischem Wege, eine optimale Einstellung des Lösungsmitteldampfdruckes oberhalb der aufgebrachten Lackschicht erreicht wird. Man kann dabei eine Einstellung wählen, die einer vorgegebenen Dauer der Rotationsphase des Tellers angepaßt ist, wobei die Spaltbreite mit abnehmender Dauer der Rotationsphase zunimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Bei der dargestellten Anordnung ist eine mit einer lichtempfindlichen Lackschicht zu überziehende Halbleiterscheibe 1 lösbar mit einem Teller 2 verbunden, beispielsweise durch ein in herkömmlicher Weise an ihrer Unterseite erzeugtes Vakuum. Der Teller 2 ist mittels einer vertikalen Achse 3 drehbar gelagert, wobei die bei der Drehbewegung auftretenden Fliehkräfte dazu dienen, das auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe zunächst deponierte Lackmaterial so zu verteilen, daß sich über der ganzen Oberfläche der Halbleiterscheibe 1 eine Lackschicht möglichst gleichmäßiger Dicke bildet. Ein den Teller 2 umgebendes, zylinderförmiges Schleudergefäß 4, das mit einem Deckel 5 versehen ist, weist eine mit seinem Bodenteil 6 verbundene, ringförmige Kanalzone 7 auf, die die bei der Drehbewegung des Tellers 2 von der Oberfläche der Halbleiterscheibe 1 abgeschleuderten Lackreste 8 aufnimmt.
Das Bodenteil 6 weist eine zweite ringförmige Kanalzone 9 auf, die durch eine ringförmige Zwischenwand 10 von der Kanalzone 7 getrennt ist. Somit liegt die Kanalzone 9 konzentrisch zu der Kanalzone 7 und ist innerhalb der letzteren angeordnet. Die Höhe der Zwischenwand 10 ist dabei so gewählt, daß keine abgeschleuderten Lackteilchen in die Kanalzone 9 gelangen können. FUllt man nun in die Kanalzone 9 flüssigen Lack oder Lösungsmittel 11 ein, so steigt der partielle Dampfdruck des in dem Lackmaterial enthaltenen Lösungsmittels innerhalb des Schleudergefäßes 4, 5 durch die zusätzliche Verdampfung aus der Kanalzone 9 auf einen Wert, der höher ist, als derjenige, der sich bei der Verdampfung des Lösungsmittels aus der auf der Halbleiterschicht 1 deponierten bzw. auf dieser verteilten Lackmenge allein ergeben wUrde.
Das fUhrt dazu, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit des in dieser Lackschicht enthaltenen Lösungsmittels pro Zeiteinheit und Flächeneinheit abnimmt. Die sich somit ergebende niedrige Abdampfrate des Lösungsmittels aus der Lackschicht auf der Halbleiterschicht 1 verhindert dabei ein zu schnelles Antrocknen der Lackoberfläche und damit eine Streifenbildung in der Lackschicht, die bei sonst unveränderten Bedingungen bei einer normalen Abdampfrate auftreten wUrde.
Der Deckel 5 ist bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel gegenüber dem oberen Rand des Schleudergefäßes 4 in einem solchen Abstand gehalten, daß zwischen beiden Teilen ein ringförmiger Spalt der Breite A entsteht. Das wird durch mindestens drei Abstandsschrauben erreicht, von denen zwei, nämlich 12 und 13 gezeigt sind, die in Gewindebohrungen einer flanschartigen Randzone 14 des Deckels 5 gehalten werden und sich mit ihren Enden auf einem flanschartigen Ansatz 15 der Wandung des Schleudergefäßes 4 abstützen. Durch eine entsprechende Einstellung der Abstandsschrau- ben, die mittels Muttern 16, 17 gegen eine unerwünschte Verstellung gesichert werden, gelingt es, die Spaltbreite A so zu bemessen, daß ein gewünschter Wert der Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels bzw. des partiellen Lösungsmitteldrucks im Inneren des Schleudergefäßes erreicht wird.
Bei praktischen Versuchen wurde z. B. festgestellt, daß bei Verwendung eines bestimmten Photolacks eine Spaltbreite A von etwa 1 mm eine solche Verdampfungsgeschwindigkeit ergab, daß trotz einer relativ kurzen Schleuderzeit von etwa 10 sec keine nennenswerten Dickenschwankungen der Lackschicht auftraten. Diese Zahlenwerte sollen jedoch nur zur Erläuterung der Erfindung dienen und begrenzen den Einstellbereich der Spaltbreite, der Abdampfrate des Lösungsmittels und der Schleuderzeit in keiner Weise.
3 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Aufbringen einer lichtempfindlichen Lackschicht auf eine Halbleiterscheibe, bei der die mit einer vorgegebenen Lackmenge oberflächenseitig belegte Halbleiterscheibe auf einem drehbar gelagerten Teller gehalten wird, der zur gleichmäßigen Verteilung der Lackmenge mittels der bei der Drehung auftretenden Fliehkräfte dient und von einem zylinderförmigen, mit einem Dekkel versehenen Schleudergefäß umgeben ist, dessen Bodenteil eine die weggeschleuderten Lackteile aufnehmende, ringförmige Kanalzone aufweist, und bei der der partielle Dampfdruck des im Lackmaterial enthaltenen Lösungsmittels gegenüber dem durch die Verdampfung des Lösungsmittels aus der Lackschicht gegebenen Wert erhöht ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Schleudergefäß (4) ein offener Behälter (9) vorgesehen ist, der flüssiges Lackmaterial oder Lösungsmittel (11) enthält, und daß zwischen dem Deckel (5) und dem Rand des Schleudergefäßes (4) ein Spalt einstellbarer Breite (A) besteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) eine flanschartige Randzone (14) aufweist, die in ihrem Abstand zu einem flanschartigen Ansatz (15) der Wandung des Schleudergefäßes (4) mittels in der Randzone (14) oder dem Ansatz (15) gehaltener Abstandschrauben (12, 13) einstellbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (9) aus einer zweiten ringförmigen Kanalzone des Bodenteils (6) besteht, die konzentrisch zur ersten (7) und innerhalb derselben angeordnet ist.