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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterbearbeitung
und betrifft insbesondere ein System und ein Verfahren zur optimalen Entwicklung
einer Photolackmaterialschicht auf einer Scheibe.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
der Halbleiterindustrie gibt es ein ständiges Bestreben nach höheren Bauteilpackungsdichten.
Um diese höheren
Packungsdichten zu erreichen, gab und gibt es Bestrebungen, die
Bauteilabmessungen (beispielsweise auf einen Bereich unter 1 μm) auf Halbleiterscheiben
zu verringern. Um eine derartige hohe Bauteilpackungsdichte zu ermöglichen,
sind zunehmend kleinere Strukturgrößen erforderlich. Dies beinhaltet
die Breite und den Abstand von Verbindungsleitungen, den Abstand
und den Durchmesser von Kontaktlöchern
und die Oberflächengeometrie,
etwa Ecken und Kanten diverser Strukturelemente.
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Das
Erfordernis kleiner Strukturelemente mit einem geringen Abstand
zwischen benachbarten Strukturelementen erfordert photolithographische Prozesse
mit hoher Auflösung.
Im Allgemeinen bezeichnet die Lithographie Prozesse zum Übertragen von
Muster zwischen diversen Medien. Es wird eine Technik für die Herstellung
integrierter Schaltungen verwendet, in der eine Siliziumstruktur
gleichmäßig mit
einem strahlungsempfindlichen Film, d. h. dem Lack, beschichtet
wird, und eine Belichtungsquelle (etwa ein Strahl mit optischem
Licht, Röntgenstrahlen
oder Elektronen) belichtet ausgewählte Bereiche der Oberfläche über eine
dazwischen angeordnete Schablone, d. h., die Maske, für ein spezielles
Muster. Die lithographische Beschichtung ist im Allgemeinen eine
strahlungsempfindliche Beschichtung, die zum Erhalten eines projizierten
Bildes des betrachteten Musters geeignet ist. Sobald das Bild projiziert wird,
wird es als latentes Bild in der Beschichtung gebildet. Das projizierte
Bild kann ein negatives oder ein positives Bild des interessierenden
Musters sein. Die Belichtung der Beschichtung über eine Photomaske bewirkt,
dass der Bildbereich mehr oder weniger lösbar (abhängig von der Beschichtung)
in einer speziellen Entwicklerlösung
wird. Die löslicheren
Bereiche werden in dem Entwicklungsprozess entfernt, um das Musterbild
in der Beschichtung als ein weniger lösbares Polymer zurückzulassen.
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Auf
Grund der äußerst feinen
Strukturen, die auf dem Photolackmaterial belichtet werden, ist
die Dickengleichförmigkeit
des Photolackmaterials ein wesentlicher Faktor beim Erreichen gewünschter
kritischer Abmessungen. Das Photolackmaterial sollte so aufgebracht
werden, dass eine gleichförmige
Dicke beibehalten wird, um die Gleichförmigkeit und die Qualität der Photolackmaterialschicht
sicherzustellen. Die Dicke der Photolackmaterialschicht liegt typischerweise
im Bereich von ungefähr
0,1 bis 2,0 μm. Eine
gute Lackdickenkontrolle ist äußerst wünschenswert,
und typischerweise sollten Schwankungen in der Dicke weniger als ±10 bis
20 Angstrom über
die Scheibe hinweg betragen. Sehr geringe Fluktuationen in der Dicke
des Photolackmaterials können
deutlich das Endergebnis nach dem Belichten des Photolackmaterials
mit Strahlung und nach dem Entfernen der belichteten Bereiche beeinflussen.
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Das
Aufbringen des Lacks auf die Scheibe wird typischerweise unter Anwendung
eines Aufschleuderbeschichtungsgerätes erreicht. Das Aufschleuderbeschichtungsgerät ist im
Wesentlichen ein Vakuumsubstrathalter, der durch einen Motor gedreht wird.
Die Scheibe wird mit Vakuum auf der Schleuderhalterung festgehalten.
Typischerweise führt
eine Düse
eine vorbestimmte Menge an Lack am Mittelpunkt der Scheibe zu. Die
Scheibe wird dann beschleunigt und mit einer gewissen Geschwindigkeit
in Drehung versetzt, und die Zentrifugalkräfte, die auf den Lack ausgeübt werden,
bewirken ein Verteilen des Lacks über die gesamte Oberfläche der
Scheibe hinweg. Die Lackdicke, die bei dem Aufschleuderbeschichtungsvorgang
erreicht wird, hängt
von der Viskosität
des Lackmaterials, der Drehgeschwindigkeit, der Temperatur des Lacks
und der Temperatur der Scheibe ab.
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Nachdem
der Lack aufgeschleudert ist und selektiv belichtet ist, um ein
vorbestimmtes Muster zu definieren, werden die belichteten oder
die nicht belichteten Bereiche durch Aufbringen eines Entwicklermaterials
entfernt. Das Entwicklermaterial wird ebenso auf die Scheibe aufgeschleudert,
indem das Entwicklermaterial auf den Lack aufgebracht und dieses
dann aufgeschleudert wird, bis die Zentrifugalkräfte das Entwicklermaterial über die
Beschichtung aus Lack verteilen. Da die Oberfläche der Photolackmaterialschicht
auf dem Halbleiter äußerst hydrophob
ist, kann die Oberfläche
das Entwicklermaterial anfangs beim Aufspritzen des Entwicklermaterials aus
der Entwicklerzuführdüse abstoßen, so
dass eine turbulente Strömung
des Entwicklermaterials auf der Oberfläche des Lacks erzeugt wird,
wodurch Bläschen
gebildet werden. Die zwischen der Photolackmaterialschicht und dem
Entwicklermaterial erzeugten Bläschen
sind ein Grund für
Defekte in dem Lackmuster. Da ferner der Entwickler entlang einem Mittelpunkt
eines Photolacks aufgeschleudert wird, wird der Entwickler nicht
stets gleichförmig über das Photolackmaterial
hinweg aufgebracht. Diese ungleichförmige Verteilung des Entwicklers
kann zu Halbleiterdefekten führen.
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Des
weiteren kann eine nicht gleichförmige Verteilung
des Entwicklers Probleme hinsichtlich der Steuerung der kritischen
Abmessung (CD) hervorrufen. Insbesondere bedeutet die nicht gleichförmige Verteilung
von Entwickler über
den Photolack hinweg, dass Substrate (typischerweise Scheiben oder Masken)
Stellen mit einer unterschiedlichen Steuerung der CD besitzen. Diese
Unterschiede müssen berücksichtigt
werden, wenn versucht wird, die CD-Steuerung zu optimieren, wodurch
die Steuerungsqualität
für die
CD in gewissen Bereichen des Substrats beeinträchtigt wird.
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Nachdem
die Photolackmaterialschicht entwickelt ist, werden belichtete oder
nicht belichtete Bereiche durch Spülen oder Abwaschen mit einem Waschlösungsmaterial
entfernt. Jedes mal, wenn eine Photolackmaterialschicht zu entwickeln
ist, bewegt sich eine Entwicklerdüse zu dem Mittelpunkt der Photolackmaterialschicht
und bringt das Entwicklermaterial auf. Die Entwicklerdüse bewegt
sich dann zu der Ruheposition und es wird eine Waschlösungsdüse über die
Scheibe bewegt, um die entwickelten Bereiche zu spülen und
um das Entwicklermaterial von der Photolackmaterialschicht abzuspülen. Diese
konstante Bewegung der unterschiedlichen Düsen nimmt nicht nur sehr viel
Zeit in Anspruch, sondern kann auch zu mechanischen Problemen und
zu einer erhöhten
Wartungsanfälligkeit
führen.
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Eine
Entwicklerdüse
und ein System zum Aufbringen einer Waschlösung gemäß dem Stand der Technik sind
in den 1a bis 1b gezeigt. Eine
Entwicklerdüse
mit mehreren Spitzen 10 ist mit einem Dreharm 12 gekoppelt,
der von einer Ruheposition zu einer Betriebsposition schwenkt. In
der Betriebsposition bringt die Düse mit mehreren Spitzen 10 ein
Entwicklermaterial 26 auf eine Lacksschicht 24 auf,
die auf einer Scheibe 22 angeordnet ist. Die Scheibe 22 wird
mittels Vakuum auf einer rotierenden Halterung 22 gehalten,
die von einer Welle 18 angetrieben wird, die mit einem
Motor 16 verbunden ist. Das Entwicklermaterial strömt vom Mittelpunkt
der Photolackmaterialschicht 24 nach außen, wobei die gesamte obere
Fläche
der Photolackmaterialschicht 24 bedeckt wird. Eine Waschlösungsdüse 28 ist
mit einem Arm 32 gekoppelt und bewegt sich von einer Betriebsposition
zu einer Ruheposition. Die Waschlösungsdüse führt ein Waschlösungsmaterial 30 zu, um
den entwickelten Photolack und das Entwicklermaterial von der Photomaterialschicht 24 abzuspü len. Wie
in 1a gezeigt ist, ist die Waschlösungsdüse 28 typischerweise
in der Betriebsposition deutlich weiter weg von der Photolackmaterialschicht
angeordnet als die Entwicklerdüse,
wenn diese sich in der Betriebsposition befindet, wodurch eine Spritzwirkung
auftritt, die Teilchen verstreuen und Defekte hervorrufen kann.
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Angesichts
dieser Problematik besteht ein Bedarf für ein System/Verfahren zum
Verteilen einer gleichförmigen
Schicht aus Entwicklermaterial über einer
Photolackmaterialschicht, die auf einer Scheibe gebildet ist. Es
besteht ferner ein Bedarf für
ein System/Verfahren, das ein Spülen
ermöglicht,
um damit ein Zurückspritzen
während
des Spülens
des entwickelten Photolackmaterials und des Entwicklermaterials
von einer Photolackmaterialschicht zu verhindern.
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Überblick über die
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Aufbringen
eines Entwicklers auf eine Photolackmaterialschicht bereit, die
auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Das Entwicklersystem
und das Verfahren verwenden eine Entwicklerplatte mit mehreren Öffnungen
zum Verteilen des Entwicklermaterials. Vorzugsweise besitzt die Entwicklerplatte
eine Unterseite mit einer Form, die ähnlich zu jener der Scheibe
ist. Die Entwicklerplatte ist über
der Scheibe angeordnet und umgibt die Oberseite der Scheibe im Wesentlichen
und/oder vollständig
während
des Aufbringens des Entwicklers. Es ist ein kleiner Spalt zwischen
der Scheibe und der Unterseite der Entwicklerplatte gebildet. Der kleine
Spalt ist als ein Spalt definiert, der eine Größe von 0,5 bis 5 mm besitzt.
Die Scheibe und die Entwicklerplatte bilden ein paralleles Plattenpaar,
so dass der Spalt klein genug gemacht werden kann, so dass der Entwickler
rasch den Spalt auffüllt.
Die Entwicklerplatte wird in sehr geringern Abstand in Bezug auf
die Scheibe angeordnet, so dass der Entwickler zwischen den beiden
Platten gehalten wird, wodurch der Entwickler gleichförmig auf
der Scheibe verteilt wird. Vorzugsweise werden die Entwicklerplatte
und die Scheibe in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit
oder Frequenz gedreht, so dass der Grad an Einwirkung auf eine radiale
Einwirkung festgelegt werden kann. Alternativ können die Entwicklerplatte und
die Scheibe in der gleichen Richtung bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten
und Frequenzen gedreht werden, um damit die Verteilungseinwirkung
auf den Entwickler zu erhöhen.
Ferner können die
Entwicklerplatte und die Scheibe in unter schiedlichen Richtungen
bei gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit und Frequenz
gedreht werden, um die mechanische Einwirkung auf den Entwickler
zu erhöhen.
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Ferner
ermöglicht
die Nähe
der Entwicklerplatte zu der Scheibe während des Aufbringens und die
Größe der mehreren Öffnungen
in der Entwicklerplatte ein verbesserte Lokalisierung im Hinblick
auf die Entwicklung der Photolackmaterialschicht. Da ein sehr geringer
Oberflächenbereich
der Photolackmaterialschicht freiliegt, kann eine Verdampfungsrate
im Hinblick auf eine konventionelle Entwicklung minimiert werden,
wodurch die Temperatursteuerung verbessert wird. Weitere Verbesserungen
in der Temperatursteuerung können
erreicht werden, indem die Entwicklerplatte erwärmt wird. In einem Aspekt der Erfindung
ist die Entwicklerplatte auch mit einer Wasch- oder Spüllösungszufuhr
zum Waschen oder Spülen
des entwickelten Photolacks in der Scheibe versehen. Die Entwicklerplatte
kann separate Öffnungen
und Zufuhrmechanismen zum Zuführen
der Waschlösung
aufweisen, um den Entwickler von der Waschlösung zu trennen. Da die Scheibe
während des
durch Schleudern bewirkten Spülens
bedeckt ist, können
Rückspritzer
minimiert werden.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Bereitstellen
einer Differenzspannung an der Entwicklerplatte und einer Scheibe
oder einer Scheibenhalterung (beispielsweise einer Scheibenaufnahme).
Die Differenzspannung bewirkt, dass das Photolackmaterial eine negative
Ladung erhält. Während des
Entwicklungsprozesses werden belichtete oder nicht belichtete Bereiche
des Photolacks entwickelt. Ein elektrisches Feld, das durch die
Differenzspannung hervorgerufen wird, ermöglicht den Abtransport negativ
geladener entwickelter Harzmaterialien aus den kleinen Bereichen
und Hohlräumen, so
dass nicht entwickelte Bereiche des Photolackharzes, die entwickelt
werden sollen, der Einwirkung des Entwicklermaterials ausgesetzt
werden können.
Daher kann eine verbesserte Entwicklung der gesamten Photolackschicht
erreicht werden.
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Ein
Aspekt der verbesserten Lokalisierung im Hinblick auf die Entwicklung
der Photolackmaterialschicht ergibt eine bessere CD-Steuerung. Eine verbesserte
CD-Steuerung wird erreicht, indem die vorliegende Erfindung angewendet
wird, da der Entwickler relativ gleichmäßig über die Photolackoberfläche verteilt
wird. D. h., es wird im Wesentlichen die gleiche CD-Steuerung an
diversen Positionen über die
Photolackoberfläche
hinweg erreicht.
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Zum
Erreichen der vorhergehenden und weiterer Ziele umfasst die Erfindung
somit die Merkmale, wie sie hierin nachfolgend vollständig beschrieben sind
und insbesondere in den Patentansprüchen hervorgehoben sind. Die
folgende Beschreibung und die angefügten Zeichnungen zeigen detailliert
gewisse anschauliche Ausführungsformen
der Erfindung. Diese Ausführungsformen
sind jedoch nur für
einige der diversen Möglichkeiten
gekennzeichnet, in denen die Prinzipien der Erfindung angewendet
werden können.
Andere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung gehen
aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor,
wenn diese mit bezug zu den Zeichnungen studiert wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt eine Vorderansicht eines Entwicklermaterials
und eines Systems zum Aufbringen einer Waschlösung gemäß dem Stand der Technik;
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1b zeigt
eine Draufsicht des Systems zum Aufbringen des Entwicklermaterials
und der Waschlösung,
wie es in 1a gezeigt ist, gemäß dem Stand
der Technik;
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2a zeigt
eine Ansicht von unten eines Entwicklersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2b zeigt
eine Seitenansicht des Entwicklersystems aus 2a gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3a zeigt
eine Ansicht von unten des Entwicklersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3b zeigt
eine Seitenansicht des Entwicklersystems aus 3a gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine repräsentative
schematische Blockansicht eines Heiz- und Überwachungssystems gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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5a zeigt
eine Vorderansicht einer Entwicklerplatte und einer Scheibe in der
gleichen Richtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5b zeigt
eine Vorderansicht einer Entwicklerplatte und einer Scheibe, die
sich in entgegengesetzter Richtung gemäß der vorliegenden Erfindung
drehen;
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6a zeigt
eine Vorderansicht einer Differenzspannung, die an einer Entwicklerplatte
und einer Scheibe angelegt wird, die sich in der gleichen Richtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung drehen;
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6b zeigt
eine Draufsicht einer Entwicklerplatte und einer Scheibe mit einem
elektrischen Feld dazwischen gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
ein Flussdiagramm, in der ein spezieller Ablauf zum Ausführen eines
Entwicklungsprozesses gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist;
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8 ist
ein Flussdiagramm, in der ein weiterer spezieller Verfahrensablauf
zum Ausführen
eines Entwicklungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt ist; und
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9 ist
ein Flussdiagramm, in der ein spezielles Verfahren zum Ausführen eines
Entwicklungsprozesses während
der Anwesenheit eines elektrischen Feldes zwischen der Entwicklerplatte
und der Photolackmaterialschicht gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt ist.
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Art bzw. Arten zum Ausführen der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr mit Bezug zu den Zeichnungen
beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Elemente bezeichnen.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug zu einem System und einem
Verfahren zum Aufbringen eines Entwicklers auf eine Photolackmaterialschicht,
die auf einem Halbleitersubstrat aufgebracht ist, beschrieben. Das
System und das Verfahren verwenden eine Entwicklerplatte mit mehreren Öffnungen
zum Verteilen von Entwicklermaterial. Die Entwicklerplatte ist in
unmittelbarer Nähe
zu der Photolackmaterialschicht während des Aufbringens angeordnet,
und die Entwicklerplatte und das Substrat bilden ein paralleles
Plattenpaar. Die Entwicklerplatte bleibt mit dem Photolackmaterial
während
des Entwicklungsprozesses gekoppelt, wodurch eine Vergeudung von
Entwicklermaterial vermieden und die Entwicklungseffizienz maximiert
wird. Somit ist weniger Entwicklermaterial erforderlich, um eine
Photolackmaterialschicht zu entwickeln. Es wird eine Differenzspannung über der
Entwicklerplatte und der Scheibe angelegt, um damit den Entwicklungsprozess
zu verbessern. Es sollte beachtet werden, dass die Beschreibung
dieser Ausführungsformen
lediglich anschaulich ist und dass diese nicht einschränkend zu
sehen ist.
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2a und 2b zeigen
ein Entwicklerabscheidesystem bzw. ein System zum Aufbringen von Entwicklermaterial 40.
Das Entwicklerabscheidesystem 40 umfasst ein Entwicklerzufuhrsystem 43,
mehrere Zufuhrdüsenanordnungen 45 und
eine parallele Entwicklerplatte 41. Die Parallelentwicklerplatte 41 enthält mehrere Öffnungen 47,
die sich durchgängig erstrecken,
um einen Entwickler auf ein Photolackmaterial 42 aufzubringen,
das auf eine Scheibe 44 aufgeschleudert ist. Die Scheibe 44 wird
auf einer drehbaren Halterung 46 durch Vakuum gehalten.
Die Scheibe 44 wird mittels einer Welle 48, die
von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird, in Drehung versetzt,
so dass ein Photolackmaterial auf die Scheibe 44 aufgebracht
werden kann, um damit einen gleichförmigen Film oder eine gleichförmige Schicht aus
Photolackmaterial 42 über
der Scheibe 44 zu bilden. Nachdem das Photolackmaterial
ausgebacken und/oder getrocknet ist, werden geeignete photolithographische
Verfahren (beispielsweise Belichtung, Entwicklung) ausgeführt, um
eine strukturierte Photolackmaterialschicht zu bilden.
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Die
Entwicklerplatte 41 bildet während des Aufbringen des Entwicklermaterials
ein paralleles Plattenpaar mit der Scheibe 44. Das Entwicklerzufuhrsystem 43 kann
mit eine Zufuhr aus konzentriertem Entwickler (nicht gezeigt) versehen
sein und kann mit einer Zufuhr für
Wasser (nicht gezeigt) ausgestattet sein, um eine Änderung
der Konzentration des Entwicklermaterials zu ermöglichen. Die Zufuhrdüsen versorgen
die Entwicklerplatte 41 mit einer Menge an Entwicklermaterial
zum Aufbringen auf die strukturierte Photolackmaterialschicht 42.
Die Entwicklerplatte 41 kann eine Ein/Aus-Verschlussplatte (nicht
gezeigt) oder dergleichen darin aufweisen, um das Aufbringen des
Entwicklermaterials zu steuern. Die Ein/Aus-Verschlussplatte ermöglicht, dass der Entwickler über die
Entwicklerplatte 41 hinweg gleichmäßig verteilt wird, bevor der
Entwickler auf die Photolackmaterialschicht 42 aufgebracht
wird. Die Entwicklerplatte 41 ist in unmittelbarer Nähe zu der Scheibe 44 angeordnet,
so dass der Entwickler zwischen den beiden Platten (d. h. der Entwicklerplatte 41 und
der Scheibe 44) in Position gehalten wird, wodurch das
Entwicklermaterial gleichförmig ü ber die Scheibe
hinweg verteilt wird. Typischerweise wird ein Spalt 50 zwischen
der Entwicklerplatte 41 und der Scheibe 44 mit
ungefähr
0,5 bis 5 mm gebildet. In einem weiteren Aspekte der Erfindung beträgt der Spalt 50 ungefähr 1 bis
3 mm. Vorzugsweise hat der Spalt 50 eine Weite von 2 mm.
Da die Entwicklerschicht stagnierend ist, tritt ein geringes Maß an Spritzer
auf und eine gleichförmigere
Entwicklung der Scheibe wird erreicht. Ferner bieten die Nähe der Entwicklerplatte 41 zu
der Scheibe 44 während
des Aufbringens und die Größe der mehrerer Öffnungen eine
bessere Lokalisierung im Hinblick auf das Entwickeln der Photolackmaterialschicht.
In dieser Hinsicht ist eine verbesserte CD-Steuerung möglich; und insbesondere
ist die CD-Steuerung gleichförmig über die
Scheibe hinweg.
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3a und 3b zeigen
ein alternatives Entwicklerabscheidesystem 60. Das Entwicklerabscheidesystem 60 umfasst
ein Entwicklerzufuhrsystem 63, eine einzelne zentrale Entwicklerzufuhrdüse 65,
eine Waschlösungszufuhrdüse 65' und eine Parallelentwicklerplatte 61.
Die Parallelentwicklerplatte 61 enthält mehrere Öffnungen 67, die sich
durchgängig
erstrecken, um ein Entwicklermaterial auf ein Photolackmaterial 62 aufzubringen,
das auf eine Scheibe 64 aufgeschleudert ist. Die Entwicklerplatte 61 umfasst
ferner mehrere Öffnungen 67' zum Aufbringen
einer Waschlösung
auf das Photolackmaterial 62, nachdem das Material durch
das Entwicklermaterial entwickelt ist. Die Entwickleröffnungen 67 und
die Waschlösungsöffnungen 67' sind voneinander
durch eine Reihe von Kammern (nicht gezeigt) getrennt.
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Die
Entwicklerplatte 61 bildet ein paralleles Plattenpaar mit
der Scheibe 64 während
des Aufbringens des Entwicklermaterials und/oder der Waschlösung. Das
Entwicklerzufuhrsystem 63 ist mit einer Zufuhr für konzentrierten
Entwickler (nicht gezeigt) und einer Zufuhr für Wasser (nicht gezeigt) versehen, um
eine Änderung
der Konzentration des Entwicklermaterials zu ermöglichen. Die Düsen versehen
die Entwicklerplatte 61 mit einem Volumen an Entwicklermaterial
zum Aufbringen auf die strukturierte Photolackmaterialschicht 62.
Die Entwicklerplatte 61 ist in unmittelbarer Nähe zu der
Scheibe 64 angeordnet, so dass der Entwickler zwischen
den beiden Platten (d. h. der Entwicklerplatte 61 und der
Scheibe 64) in Position gehalten wird, um damit das Entwicklermaterial
gleichförmig über die
Scheibe hinweg zu verteilen. Vorzugsweise beträgt eine Breite eines Spalts 69 zwischen
der Entwicklerplatte 61 und der Scheibe 64 ungefähr 2 mm.
Die Verwendung einer einzelnen zentralen Düse ermöglicht eine einfachere Implementierung
von Heizlampen oder dergleichen, um die Entwicklerplatte 61 aufzuheizen.
Die Waschlösungsdüse 65' ist mit einer
Zufuhr für die
Waschlösung
(nicht gezeigt) versehen. Rückspritzeffekte
werden auf Grund des geringen Abstands der Platte 61 zu
dem Photolackmaterial 62 verhindert.
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Es
sei zunächst
auf 4 verwiesen; hier ist ein System 70 gezeigt,
um im Wesentlichen gleichförmig
die Entwicklerplatte 61 aufzuheizen. Das System 70 umfasst
mehrere Heizlampen 86, die selektiv von dem System 70 so
gesteuert werden, dass ein gleichförmiges Erwärmen der Entwicklerplatte 61 möglich ist.
Mindestens eine Glasfaser 88 führt Strahlung auf einen Bereich
der Entwicklerplatte 61 zu. Strahlung, die von der Entwicklerplatte 61 reflektiert
wird, wird von einem Temperaturmesssystem 80 verarbeitet,
um mindestens einen Parameter zu messen, der die Temperatur der
Entwicklerplatte 61 kennzeichnet. Die reflektierte Strahlung
wird in Bezug auf die einfallende Strahlung beim Messen der Temperatur
verarbeitet.
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Das
Messsystem 80 kann ein Interferometriesystem oder Spektrometersystem
aufweisen. Es ist zu beachten, dass ein beliebiges geeignetes Interferometriesystem
und/oder Spektrometriesystem verwendet werden kann, um die vorliegende
Erfindung zu verwirklichen, und derartige Systeme sollen innerhalb
des Schutzbereichs der angefügten
Patentansprüche
liegen. Interferometriesysteme und Spektrometriesysteme sind im
Stand der Technik bekannt, und daher wird diesbezüglich der
Kürze halber
keine weitere Erläuterung
angegeben.
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Eine
Lichtquelle 84 mit monochromatischer Strahlung, etwa ein
Laser, liefert eine Strahlung zu der mindestens einen Glasfaser 88 über das
Messsystem 80. Vorzugsweise ist die Strahlungsquelle 84 ein
frequenzstabilisierter Laser, wobei jedoch zu beachten ist, dass
eine beliebige Laserquelle oder eine andere Strahlungsquelle (beispielsweise
eine Laserdiode oder ein Heliumneon-(He/Ne) Gaslaser) ebenso geeignet
sind, um die vorliegende Erfindung zu verwirklichen.
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Ein
Prozessor 72 empfängt
die von dem Messsystem 80 gemessenen Daten und bestimmt die
Temperatur der Entwicklerplatte 61. Der Prozessor 72 ist
funktionsmäßig mit
dem System 70 verbunden und ist so programmiert, um die
diversen Komponenten innerhalb des Entwicklersystems 70 zu steuern
und zu betreiben, um damit die diversen hierin beschriebenen Funktionen
auszuführen.
Die Art, in der der Prozessor 72 programmiert werden kann,
um die erfindungsgemäßen Funktionen
auszuführen,
ist für
den Fachmann auf der Grundlage der hierin bereitgestellten Beschreibung
nachvollziehbar.
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Ein
Speicher 74 ist, der funktionsmäßig mit dem Prozessor 72 verbunden
ist, ist ferner ebenso in dem System 70 enthalten und dient
dazu, Programmcodierungen zu speichern, die von dem Prozessor 72 ausgeführt werden,
um die Betriebsfunktionen des Systems 70 auszuführen, wie
sie hierin beschrieben sind. Der Speicher 74 umfasst Nur-Lese-Speicher (ROM)
und Speichern mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Der ROM enthält zusätzlich zu
anderen Codierungen das grundlegende Eingabe/Ausgabe-System (BIOS), das
die grundlegenden Hardwarefunktionen des Systems 70 steuert.
Der RAM ist der Hauptspeicher, in welchem das Betriebssystem und
die Anwenderprogramme eingeladen werden. Der Speicher 74 dient auch
als ein Speichermedium zum temporären Zwischenspeichern von Informationen,
etwa der Entwicklerplattentemperatur, von Temperaturtabellen, Interferometrieinformationen,
Spektrometrieinformationen und anderen Daten, die beim Ausführen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können. Für Massendatenspeicherungen
kann der Speicher 74 eine Festplatte (beispielsweise eine
10 Gigabyte-Festplatte) aufweisen.
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Eine
Leistungsversorgung 82 stellt die Betriebsleistung für das System 70 bereit.
Es kann eine beliebige geeignete Leistungsversorgung (beispielsweise
eine Batterie, Netzanschluss) verwendet werden, um die vorliegende
Erfindung auszuführen.
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Der
Prozessor 72 ist ferner mit einem Volumen- und Mischsteuerungssystem 78 verbunden. Das
Volumen- und Mischsteuerungssystem 74 ist funktionsmäßig mit
der Entwicklerdüse 65 verbunden,
die Entwicklermaterial auf das Photolackmaterial 62 aufbringt
und ist verbunden mit der Waschlösungsdüse 65', um den entwickelten
Photolack von der Photolackmaterialschicht 62 abzuspülen. Es
sollte beachtet werden, dass obwohl eine einzelne Düse 65 dargestellt
ist, das Entwicklerabscheidesystem 70 auch mehrere ähnliche
Düsen zum
Zuführen
von Entwicklermaterial und/oder eines Spülmaterials zu der Entwicklerplatte 61 aufweisen
kann. Das Volumen- und Mischsteuerungssystem 74 kann zwischen der
Zufuhr eines Entwicklermaterials oder eines Spülmaterials zum Spülen des
Entwicklers von der entwickelten Photolackmaterialschicht 62 auswählen. Das
Volumen- und Mischsteuerungssystem 74 kann ferner die Menge
des Entwicklers und/oder des Spülmaterials,
das der Entwicklerplatte 61 zugeführt wird, steuern.
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5a zeigt
einen speziellen Aspekt der Erfindung im Hinblick auf das Bewegen
der Entwicklerplatte 61 und der Scheibe 64 während des
Aufbringens von Entwicklermaterial auf der Photolackschicht 62.
Eine Menge an Entwicklermaterial (nicht gezeigt) wird einer Speiseleitung 115 zugeführt, die
in einer Entwicklerdrehwelle 110 angeordnet ist. In einem
Aspekt der Erfindung versetzt die Entwicklerdrehwelle die Entwicklerplatte 61 in
Drehung entsprechend der gleichen Richtung und der gleichen Frequenz
oder Geschwindigkeit, mit der die Welle 68 die Scheibe 64 in
Drehung versetzt. Dies erhöht
die Steuerbarkeit und begrenzt die mechanische Einwirkung auf den
Entwickler und das Photolackmaterial auf im Wesentlichen die radiale
Richtung. Alternativ zeigt 5b ein
Beispiel, in der die mechanische Einwirkung auf den Entwickler und
das Photolackmaterial vergrößert wird,
indem die Entwicklerplatte 61 in der entgegengesetzten
Richtung in Bezug auf die Scheibe 64 gedreht wird.
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Obwohl
die Entwicklerplatte 61 im Hinblick auf eine kreisförmige Oberfläche gezeigt
ist, die die gesamte Oberfläche
der Scheibe 64 abdeckt, ist zu beachten, dass die Größe und die
Form der Oberfläche
nicht darauf eingeschränkt
ist, und es können
diverse Formen und Größen eingesetzt
werden, solange die Entwicklerplatte im Wesentlichen die Scheibe 64 abdeckt
und solange der Spalt zwischen der Entwicklerplatte 61 und
der Scheibe 64 klein bleibt. Obwohl die Entwicklerplatte 61 als
eine Entwicklerplatte 61 mit mehreren gleichförmig verteilten Öffnungen gezeigt
ist, die sich hindurcherstrecken (beispielsweise eine sprühkopfartige
Struktur), können
eine Vielzahl von Lochmustern eingesetzt werden. Beispielsweise
kann ein Lochmuster, das einer Spirale mit größeren Löchern in der Mitte der Entwicklerplatte
entspricht, eingesetzt werden, wenn die Entwicklerplatte stationär bleibt
und die Scheibe während
des Aufbringens des Entwicklermaterials rotiert. Andere Lochmuster
können
auf der Grundlage der Art und der Dichte des Entwickler- und/oder
Lackmusters verwendet werden.
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6a zeigt
einen speziellen Aspekt der Erfindung im Hinblick auf das Verbessern
des Entwicklungsprozesses durch Bereitstellen einer Differenzspannung
an der Entwicklerplatte 61 und der Scheibe 64 während des
Aufbringens von Entwicklermaterial auf die Photolackschicht 62.
Eine Spannungsquelle 116 besitzt einen positiven Anschluss,
der mit der Entwicklerplatte 61 verbunden ist, und einen
negativen Anschluss, der mit der Scheibe 64 verbunden ist. Vor
dem Entwicklungsprozess bewirkt das Spannungspotential an der Entwickerplatte 61 und
der Scheibe 64, dass die Photolackschicht 62 eine
negative Ladung hält.
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Andere
Mechanismen können
ebenso vorgesehen werden, um die Photolackschicht negativ zu laden.
Es wird eine Menge an Entwicklermaterial (nicht gezeigt) einer Speiseleitung 115,
die in einer Entwicklerdrehwelle 110 angeordnet ist, zugeführt. Die
Entwicklerdrehwelle versetzt die Entwicklerplatte 61 in
Drehung, wenn die Welle 68 die Scheibe 64 in Drehung
versetzt. Dies führt
zu einer guten Steuerung und einer Beschränkung der mechanischen Einwirkung
auf den Entwickler und das Photolackmaterial im Wesentlichen in
radialer Richtung. Wie in 6b gezeigt
ist, ist ein elektrisches Feld zwischen der Entwicklerplatte 61 und
der Scheibe 62 durch die Differenzspannung zwischen den
Platten entstanden. Das elektrische Feld 118 ermöglicht den
Transport der entwickelten Bereiche des Photolackmaterials beispielsweise
während
des Aufschleuderns, so dass unentwickelte Bereiche, die entwickelt
werden sollen (beispielsweise belichtete oder nicht belichtete Bereiche),
weiterhin der Einwirkung des Entwicklers ausgesetzt werden können.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das einen speziellen Ablauf zum Ausführen des
Entwicklungsprozesses gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Im Schritt 120 wird die Entwicklerplatte 61 auf
eine gewünschte
Temperatur aufgewärmt.
Im Schritt 130 werden die Entwicklerplatte 61 und
die Platte 64 in der gleichen Richtung mit der gleichen
Drehgeschwindigkeit in Drehung versetzt und das Entwicklermaterial
wird aufgebracht. Im Schritt 140 wartet der Prozess, bis
das Entwicklermaterial die Photolackmaterialschicht 62 beschichtet
hat, und die Entwicklerplatte und die Scheibe 62 werden
angehalten. Im Schritt 150 wird gewartet, bis das Entwicklermaterial
die Photolackmaterialschicht 62 entwickelt. Die Scheibe
wird dann mit einer Waschlösung
gespült, bis
die Scheibe vollständig
im Schritt 160 gespült
ist. Im Schritt 170 wird die Entwicklerplatte 61 von
der Oberseite der Scheibe 64 wegbewegt und die Scheibe 64 geht
zum nächsten
Prozess weiter.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das einen weiteren Verfahrensablauf zum Ausführen des
Entwicklungsprozesses gemäß der vorliegenden
Erfindung beschreibt. Im Schritt 220 wird die Entwicklerplatte 61 auf
eine gewünschte
Temperatur aufgeheizt. Im Schritt 230 werden die Entwicklerplatte 61 und
die Scheibe 64 in unterschiedlichen Richtungen mit der gleichen
Drehgeschwindigkeit in Drehung versetzt und das Entwicklermaterial
wird aufgebracht. Im Schritt 240 wird gewartet, bis das
Entwicklermaterial die Photolackmaterialschicht 62 beschichtet
und die Entwicklerplatte und die Scheibe 62 werden angehalten.
Im Schritt 250 wird gewartet, bis das Entwicklermaterial
die Photolackmaterialschicht 62 entwickelt hat. Die Scheibe
wird dann mit einer Waschlösung gespült, bis
die Scheibe vollständig
im Schritt 260 gespült
ist. Im Schritt 270 wird die Entwicklerplatte 61 von
der Oberseite der Scheibe 64 wegbewegt und die Scheibe 64 geht
zum nächsten
Prozess weiter.
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9 ist
ein Flussdiagramm, das ein weiteres Verfahren zum Ausführen des
Entwicklungsprozesses durch Anwenden einer Differenzspannung an der
Entwicklerplatte und der Scheibe gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. Im Schritt 320 wird eine Spannungsdifferenz an der
Entwicklerplatte 61 und der Scheibe 64 hervorgerufen,
wodurch eine negativ geladene Photolackschicht bei Vorhandensein
eines elektrischen Feldes erzeugt wird. Im Schritt 330 werden
die Entwicklerplatte 61 und die Scheibe 64 in Drehung
versetzt, wobei Entwicklermaterial aufgebracht wird. Im Schritt 340 wird
gewartet, bis das Entwicklermaterial die Photolackmaterialschicht 62 beschichtet
und entwickelt hat und ebenso bis der negativ geladene entwickelte
Photolack abtransportiert ist. Im Schritt 350 wird die
Drehung der Entwicklerplatte 61 und der Scheibe 64 beendet.
Die Scheibe wird dann mit einer Waschlösung gespült, bis der verbleibende entwickelte
Photolack im Schritt 360 entfernt ist.
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Im
Schritt 370 wird die Entwicklerplatte 61 von der
Oberseite der Scheibe 64 wegbewegt und die Scheibe 64 geht
zum nächsten
Prozess weiter.