DE4016089C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur simultanen Entla­ dung und Entstaubung flächiger Substrate insbesondere in der Fotomikrolithographie bei Horizontaldurchlaufanlagen, bei der in einer vom Substrat zu durchlaufenden Saugkammer, eine die gesamte Breite der Saugkammer einnehmende, mit einer Hochspan­ nung beaufschlagte Ionisierungselektrode vorgesehen ist, die mit Ausblaslöchern versehen ist, über die Preßluft austritt und über eine Absaugvorrichtung senkrecht zur Substratoberfläche abgeführt wird.

In der Mikrofotolithographie, z. B. zur Herstellung von Leiter­ platten, bewirken kleinste Verunreinigungen Störungen des Pro­ zesses, insbesondere führen Verunreinigungen in der auf ein Substrat aufgebrachten Fotoresistschicht, z. B. zu Ätzfehlern und damit zu unbrauchbaren Leiterplatten. Die Unbrauchbarkeit kann z. B. durch Unterbrechungen entstehen, die durch Abplatzen des Resistes oder durch zu geringe Belichtung des sich an Ver­ unreinigungen anhäufenden Resists, hier insbesondere bei nega­ tiv arbeitenden Flüssigresisten, verursacht werden. Auch bei positiven Resisten können Rückstände, die an Verunreinigungen angelagert sind, zu einer nicht ausreichenden Belichtung des Resists führen. Unterbrechungen entstehen auch dann, wenn die Resiste, z. B. Fest- und Flüssigresiste, mangelhaft haften, oder wenn Benetzungsfehler in einer Flüssigresistschicht auftreten.

Bisher wurden derartige Verunreinigungen durch eine Kombination von Bürsten mit gleichzeitigem Absaugen zu beseitigen versucht. Derartige, das Substrat berührende Verfahren besitzen aber meh­ rere Nachteile. So werden die Verunreinigungen häufig nur ver­ schleppt. Lose aufliegende Staubteilchen können durch die Bür­ ste noch fester aufgedrückt werden. Das Substrat wird durch die Bürste flächig kontaminiert, aber selbst geringste Verunreini­ gungen können zu Benetzungsfehlern führen, so z. B. Verschlep­ pung von Fett, Ölen und dergleichen. Neben dem Nachteil des Kontaktes mit der in vorhergehenden Verfahrensschritten spe­ ziell gereinigten und vorbehandelten Oberfläche, sind die bis­ her eingesetzten Absaugvorrichtungen auch nicht in der Lage, durch gezielte Strömungsführung die Verunreinigungen an der Stelle, an der sie gelöst wurden, etwa durch hohe örtliche Luftgeschwindigkeiten abzutransportieren. Die Entfernung der Partikel durch ein einfaches Erhöhen der Absaugleistung führt häufig deshalb nicht zum Ziel, da dies bei konventioneller Geo­ metrie zum Ansaugen des gesamten Substrats führt.

Aus der US-Patentschrift 40 26 701 ist bereits eine Vorrich­ tung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächiger Sub­ strate bekannt, bei der das Substrat an einer Ionisierungselek­ trode vorbeigeführt wird. Diese Ionisierungselektrode weist zu­ gleich Schlitze auf, wobei im Mittelschlitz Preßluft auf das Substrat geblasen und in den zwei Seitenschlitzen diese Preß­ luft wieder abgesaugt wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Preßluftstrom vom Ausblasschlitz zum Absaug­ schlitz hin ein ganzes Stück parallel zur Substratoberfläche verläuft, wodurch eine Laminarströmung entsteht, durch die die Strömungsgeschwindigkeit der Preßluft vermindert und dadurch die Effektivität bezüglich der Entstaubung verringert wird.

Eine weitere Vorrichtung zum elektrostatischen Entladen von laufenden Materialbahnen und deren gleichzeitiger Entstaubung wird in der deutschen Offenlegungsschrift 17 86 277 beschrie­ ben. Bei dieser Anordnung ist ein Saugkasten vorgesehen, bei dem sich mindestens an der Einlaufseite des zu entstaubenden Gutes eine Ionisationselektrode befindet, die sich über die ge­ samte Breite der Bahn erstreckt und im geringem Abstand zur Bahn über und/oder unter dieser angeordnet ist. Durch diese Ionisationselektrode wird zudem die in den Saugkasten einlau­ fende, zu entstaubende Bahn, mit ionisiertem Gas, vorzugsweise Luft, beaufschlagt. Dabei wird sowohl die Bahn als auch der an der Oberfläche anhaftende Staub elektrisch neutralisiert, so daß die Staubteilchen durch die Saugwirkung des Sauggerätes mit dem Gas bzw. der Luft aus dem Saugkasten abgeführt werden kön­ nen. Die Öffnung des Saugkastens ist bei dieser Anordnung nicht verstellbar, so daß stets der durch das Absaugen der Luft ent­ stehende Sog in voller Höhe auf das jeweils durchlaufende Teil­ stück der Bahn einwirkt. Werden anstelle einer zusammenhängen­ den Bahn mehrere Einzelsubstrate auf einer solchen Bahn beför­ dert, so besteht jedoch die Gefahr, daß der Sog in keinem gün­ stigen Verhältnis zum Gewicht des jeweiligen Substrates steht, wodurch dieses an die Saugkastenöffnung angesaugt werden kann. Zudem wird das ionisierte Gas schräg zur Bahn eingeblasen, was ebenfalls die Effektivität der Entstaubung vermindert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum berührungslosen hocheffektiven Entstauben von Substraten in der Fotomikrolithographie, insbesondere bei der Herstellung von elektrischen Leiterplatten zu schaffen, die zudem ein Ansaugen des Substrats an die Saugkammeröffnung verhindert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Vorrichtung gemäß der Er­ findung derart ausgebildet, daß die Bodenfläche der Saugkammer kleiner als die Substratoberfläche ist, daß die Preßluft senk­ recht zur Substratoberfläche austritt, und daß die Saugkammer aus einem kubischen Raum besteht, dessen eine Seitenwand nach innen schräg verstellbar ist.

Der Absaugstutzen kann sich auf der Oberseite der Absaugkammer befinden.

Die Ionisierungselektrode ist vorteilhafterweise in zwei Koor­ dinatenrichtungen verstellbar angeordnet. Einen besonders gün­ stigen Schleuseneffekt erzielt man dann, wenn der Druck P1 in der Absaugkammer kleiner ist als die Drücke P3 und P2 in den Einlauf- und Beschichtungszonen des Substrats und der Druck P2 in der Beschichtungszone größer ist als der Druck P3 in der Einlaufzone des Substrats.

Durch diese Maßnahmen werden durch statische Aufladung an der Substratoberfläche haftende Partikel entladen und durch das scharfe Anblasen der Substratoberfläche diese Partikel strö­ mungsmechanisch gelöst.

Ein Wiederansetzen dieser Partikel wird durch das sofortige Ab­ führen mit Hilfe einer Absaugung verhindert, so daß dadurch eine Rekontamination der Substratoberfläche ausgeschlossen bleibt. Die Strömung erfolgt gleichmäßig über die ganze Breite durch isostatischen Druck in der Absaugkammer und damit über die Breite konstanter Strömungsgeschwindigkeit. Durch die Geo­ metrie liegt eine gerichtete Strömung mit hoher Geschwindigkeit in einem genau abgegrenzten Bereich vor. Die Strömung trifft senkrecht auf der Substratoberfläche auf und wird senkrecht zur Oberfläche abgeführt. Die Strecke paralleler Strömung wird durch die genannte Ausbildung sehr minimal gehalten. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche eine kurze Wirbelschicht aus, die in der Lage ist, selbst größere Partikel aufzunehmen. Zudem ergibt sich eine gute Sogwirkung, ohne daß das Substrat selbst angesaugt wird, da die mit Unterdruck beaufschlagte Fläche klein ist gegenüber der Gesamtsubstratfläche bzw. die Kraft auf das Substrat kleiner als die Gewichtskraft. Die Vorrichtung ga­ rantiert eine leichte Justierbarkeit der relevanten Parameter, wie Absaugleistung, Spaltbreiten, Abstand, Ionisier-Blas-Elek­ trode. Die Vorrichtung ist damit sehr gut geeignet für Be­ schichtungsdurchlaufanlagen, bei denen durch ein sorgfältig ab­ gestimmtes System von Differenzdrücken zwischen den einzelnen Zonen (Reinigung, Beschichtung, Trocknung usw.) die Staubfrei­ heit im sensibelsten Bereich (Beschichtung) garantiert wird.

Ein zusätzlicher positiver Effekt durch die Schleusenwirkung ist neben der Entstaubung die Verhinderung des Austritts von Lösemitteldunst aus der Beschichtungskammer in die Umgebung über die Einlauföffnung, so daß eine diskontuierlich arbeitende Schleuse entfallen kann.

Anhand des Ausführungsbeispieles nach der Fig. 1 wird die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Entstaubungsvorrichtung mit kubischer Saugkammer. Das Substrat 2 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, über ein Transportband 1 der Saugkammer 3, die sich oberhalb des Transportbandes 1 befindet, zugeführt. Die Einlauf- und Aus­ lauföffnungen sind dabei möglichst klein gehalten. In der Saugkammer selbst liegt die Ionisierungselektrode 9, die mit einer Hochspannung 14 von z. B. 5 KV beaufschlagt wird. An der Unterseite der Ionisierungselektrode erkennt man die Elektroden 17, die in einer Doppelreihe am Rande der Elektrode in Längs­ richtung aufgereiht sind. Die Ionisierungselektrode hat außer­ dem Austrittsöffnungen 18, durch die Preßluft 13 geblasen wird, die an der Unterseite der Ionisierungselektrode senkrecht auf die Oberfläche des Substrats 2 auftrifft und dadurch auf der Oberfläche haftende Staubpartikel, die durch die Ionisierungs­ spannung entladen worden sind, strömungsmechanisch löst und die dann über den Absaugstutzen 7 an der Oberseite 5 der kubischen Saugkammer abgesaugt werden. Die eine Seitenwand 6 der Saugkam­ mer 3 ist dabei schwenkbar ausgebildet, so daß eine maximale Sogwirkung eingestellt werden kann. Ebenso kann über Verstell­ vorrichtungen 15 die Ionisierungselektrode 9 in zwei Koordina­ tenrichtungen so verändert werden, daß ein optimales Ablösen der Staubpartikel erfolgt. Durch das Aufeinanderabstimmen der Abmessungen der Ein- und Auslauföffnungen kann die Strömung 10 zusätzlich beeinflußt werden und verhindert werden, daß Löse­ mitteldunst aus der Beschichtungskammer, z. B. in die Umgebung der Einlauföffnung gelangt. Dabei gilt für den Druck P2 in der Beschichtungszone 11, daß er größer sein soll wie der Druck P1 in der Saugkammer und zugleich größer sein soll als der Druck P3 in der Einlaufzone 2. Außerdem soll der Druck P3 in der Ein­ laufzone auch größer sein als der Druck P1 in der Saugkammer. Günstige Verhältnisse erhält man dann, wenn P2-P1 ungefähr 0,5 . . . 5 mbar und P3-P1 ungefähr 0,5 . . . 5 mbar beträgt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächi­ ger Substrate insbesondere in der Fotomikrolithographie bei Ho­ rizontaldurchlaufanlagen, bei der in einer vom Substrat zu durchlaufenden Saugkammer, eine die gesamte Breite der Saugkam­ mer (3) einnehmende, mit einer Hochspannung (14) beaufschlagte Ionisierungselektrode (9) vorgesehen ist, die mit Ausblaslö­ chern (18) versehen ist, über die Preßluft (13) austritt und über eine Absaugvorrichtung senkrecht zur Substratoberfläche abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Saugkammer kleiner als die Substrat­ oberfläche ist, daß die Preßluft senkrecht zur Substratoberflä­ che austritt, und daß die Saugkammer (3) aus einem kubischen Raum besteht, dessen eine Seitenwand (6) nach innen schräg ver­ stellbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächi­ ger Substrate in der Fotomikrolithographie bei Horizontaldurch­ laufanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich ein Absaugstutzen (7) an der Ober­ seite (5) der Saugkammer (3) befindet.

3. Vorrichtung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächi­ ger Substrate in der Fotomikrolithographie bei Horizontaldurch­ laufanlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ionisie­ rungselektrode (9) in zwei Koordinatenrichtungen verstellbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächi­ ger Substrate in der Fotomikrolithographie bei Horizontaldurch­ laufanlagen nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck P1 in der Absaugkammer (3) kleiner ist als die Drücke P3 und P2 an der Einlaufzone (12) und der Beschichtungszone (11) des Substrats (2).

5. Vorrichtung zur simultanen Entladung und Entstaubung flächi­ ger Substrate in der Fotomikrolithographie bei Horizontaldurch­ laufanlagen nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druck P2 in der Beschichtungszone (11) größer ist als der Druck P3 in der Einlaufzone des Sub­ strats (2).