DD291648A5 - ARRANGEMENT FOR SELF-ADJUSTING FINISHING DISTANCE - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung von mit Lack beschichteten scheibenfoermigen Substraten, insbesondere im Fotolithografieprozesz in der Halbleitertechnik. Erfindungsgemaesz ist in einer Substratrotationsstation ueber einem Substrat ein Reflektionsspiegel angeordnet, welcher von einer Belichtungsquelle angestrahlt wird. Dabei wird auf die Substratoberflaeche der Rueckseitensubstratrand projiziert. Die dadurch entpolymerisierte Lackschicht wird anschlieszend selbstjustierend gestrippt. Fig. 1{Halbleitertechnik; Fotolithografieprozesz; Substratrotationsstation; Randlackentfernung}The invention relates to an arrangement for self-aligning rim lacquer removal of lacquer-coated disk-shaped substrates, in particular in the photolithography process in semiconductor technology. According to the invention, a reflection mirror, which is illuminated by an exposure source, is arranged above a substrate in a substrate rotation station. In this case, the substrate surface is projected onto the substrate surface. The resulting depolymerized lacquer layer is then self-aligned stripped. Fig. 1 {semiconductor technology; Fotolithografieprozesz; Substrate rotating station; Edge paint removal}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

D^;e Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung von mit Lack beschichteten scheibenförmigen Substraten, insbesondere im Fotolithografieprozeß in der Halbleitertechnik.D ^; The present invention relates to an arrangement for self-aligning rim lacquer removal of lacquer-coated disk-shaped substrates, in particular in the photolithographic process in semiconductor technology.

Charakteristik zum bekannten Stand der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Mit der Zunahme der Integrationsdichte in der Halbleitertechnik ist eine ständige Defektminimierung erforderlich. Bei Transport- und mechanischen Justiervorgängen in den Anlagen, in den Scheibenmagazinen aber auch während thermischer Prozesse ist eine hohe Defektgeneration zu erwarten, wenn die mechanisch beanspruchten Gebiete lackbehaftet sind, beziehungsweise eine zerklüftete Lackkante an den Substraträndern vorliegt. Um diesen Nachteil zu eleminieren wird überwiegend die Methode der Substratrandfreispülung mit organischen Lösungsmitteln angewandt. Dabei wird nach dem Belacken der Substratrand mittels Spülstrahl aus einer versetzt zur Substratebene angeordnete Düse von Lack freigespült. Die Methode unterteilt sich in die Rückseitenrandfreispüiung und in die Oberseitenrandfreispülung.With the increase in the integration density in semiconductor technology, a permanent defect minimization is required. During transport and mechanical adjustment processes in the systems, in the disk magazines but also during thermal processes, a high generation of defects is to be expected if the mechanically stressed areas are covered with paint, or if there is a fissured edge of paint on the substrate edges. In order to eliminate this disadvantage, the method of substrate sand rinsing with organic solvents is predominantly used. In this case, after the coating of the substrate edge by means of rinsing jet from a staggered to the substrate plane nozzle of paint is flushed. The method is divided into the back edge release and the top edge rinse.

Bei der Rückseitenrandfreispüiung erfolgt eine sichere Freispülung der Substratscheibenkante. Durch den Übergriff des Lösungsmittels von der Rück- auf die Oberseite entsteht auf der Oberseite eine zerklüftete Lackkante, welche die Defektgeneration beim Transport begünstigt. Insbesondere die Substratgeometrie und die Rotationsgeschwindigkeit beeinflussen die Lackrandbreite, welche dadurch nicht definiert einstellbar ist.In the Rückseitenrandfreispiiung there is a safe flushing of the substrate wafer edge. As a result of the attack of the solvent from the back to the top, a fissured lacquer edge is formed on the upper side, which favors the defect generation during transport. In particular, the substrate geometry and the rotational speed influence the paint edge width, which is thereby not defined adjustable.

Um eine saubere Lackkante zu erzielen, wird eine Oberseitenrandfreispülung zumeist in Kombination mit der Rückseitenrandfreispüiung angewandt. Die Genauigkeit des damit erzielten lackfreien Randes Ist begrenzt, wodurch die Defektgeneration erhöht beziehungsweise der nutzbare Substratdurchmesser verringert wird. Das ist auf die Toleranzen des Substratdurchmessers, der Substratzentrierung im Freispülprozeß und der Spülstrahlpositionierung zurückzuführen. Das aufgeführte Anordnungsprinzip ist mit dem Anordnungsprinzip konventioneller Schwallbeschichtungsanlagen (DE-PS 2743011) vergleichbar.To achieve a clean paint edge, a top edge rinse is usually used in combination with the back edge rollover. The accuracy of the resulting paint-free edge is limited, whereby the defect generation is increased or the usable substrate diameter is reduced. This is due to the tolerances of the substrate diameter, the substrate centering in the purging process and the Spülstrahlpositionierung. The listed arrangement principle is comparable to the arrangement principle of conventional surge coating systems (DE-PS 2743011).

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung zu schaffen, welche die Defektgeneration verringert und die Ausbeute erhöht.The aim of the invention is to provide an arrangement for self-adjusting edge paint removal, which reduces the defect generation and increases the yield.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur selbst;-(stierenden Randlackentfernung zu schaffen, welche substratkantenparallol den Lack entfernt.The invention has for its object to provide an arrangement for self ;-( stierenden edge paint removal, which substrate edge parallel removes the paint.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in der Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung eines mit Lack beschichteten scheibenförmigen Substrates dadurch gelöst, daß in einer Substratrotationsstation ein Reflexionsspiegel parallel mit einem Abstand a über einem Substrat, welches auf einem Substratteller lagert, angeordnet ist und seitlich zu der Substrataußenkante eine Belichtungsquelle derart zu dem Reflexionsspiegel ausgerichtet ist, daß das von der Belichtungsquelle emittierte parallele Licht mit einem Lichteinfallswinkel α bei tan α = b /2a auf die zu belichtende Lackschicht mit der Randbreite b einfällt und der auf die Lackschicht der Substratoberfläche projizierte Rückseitensubstratrand die Randlackbreite b begrenzt.According to the invention, the object is achieved in the arrangement for self-aligning marginal paint removal of a lacquer-coated disc-shaped substrate in that a reflection mirror is arranged in parallel with a distance a over a substrate which is supported on a substrate plate in a substrate rotation station and an exposure source in the side of the substrate outer edge is aligned with the reflection mirror, that the light emitted by the exposure source parallel light with a light incidence angle α at tan α = b / 2a incident on the lacquer layer to be exposed with the edge width b and the projected onto the lacquer layer of the substrate surface rear side edge bounds the edge lacquer width b.

Außerdem ist es möglich, daß die Belichtungsquelle so ausgerichtet ist, daß dieselbe die Substrataußenkantontangenie senkrecht anstrahlt.In addition, it is possible that the exposure source is aligned so that it perpendicularly irradiates the Substrataußenkantontangenie.

In der weiteren Auslegung ist zwischen der Belichtungsquelle und dem Reflexionsspiegel zumindest ein Umlenkspiegel angeordnet. *In the further design, at least one deflecting mirror is arranged between the exposure source and the reflection mirror. *

Weiterhin ist es möglich die Belichtungsquelle oberhalb beziehungsweise unterhalb der Substratebene anzuordnen. Vorteilhaft ist, daß durch die Substratkantenparallele Lackentfernung die Defektgeneration verringert und die Ausbeute erhöht wird. Für die Nachfolgeprozesse wird die maximal mögliche Substfatfläche zur Verfügung gestellt, da die Toleranzen der selbstjustierenden Randlackentfernung auf ein Minimum reduziert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß bei der Verwendung von Negativlack als Substratbeschichtungsmaterial der 'andlack in einer genau einstellbaren Breite bestehen bleibt und die im Zentrum des Substrates befindliche nicht polymere Lack^hicht entfernt wird.Furthermore, it is possible to arrange the exposure source above or below the substrate plane. It is advantageous that the defect generation is reduced by the substrate edge-parallel paint removal and the yield is increased. For the subsequent processes, the maximum possible surface area is provided, as the tolerances of the self-aligning edge coating removal are reduced to a minimum. Furthermore, it is advantageous that when using negative resist as a substrate coating material, the 'andlack remains in a precisely adjustable width and the non-polymeric coating material located in the center of the substrate is removed.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung soll an Hand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigenThe arrangement for self-aligning edge paint removal will be explained in more detail with reference to the following example. In the accompanying drawing show

Fig. 1: Anordnung mit Reflexionsspiegel Fig.2: Anordnung mit Umlenkspiegel.Fig. 1: Arrangement with reflecting mirror Fig.2: Arrangement with deflecting mirror.

In einer Substratrotationsstation ist ein Reflexionsspiegel 2 (Figur 1) part.'lel mit einem Abstand a über einem Substrat 1, welches auf einem Substratteller lagert, angeordnet. Seitlich zu der Substrataußenkante und unterhalb der Substratebene ist eine Belichtungsquelle 3 montiert. Dabei ist die Belichtungsquelle 3 zu dem Reflexionsspiegel 2 so ausgerichtet, daß das von der Quelle emittierte parallele Licht mit einem Lichteinfaliswinkel α auf die zu belichtende Randlackbreite b bei b = tan α 2 a einfällt und der Substratrückseitenrand bei minimaler Elongation gerade noch bestrahlt wird. Die Belichtungsquelle 3 wird so dimensioniert, daß der Mindestdurchmesser der für die Belichtung einzusetzenden Belichtungsquelle 3 aus 1 = (s + b) cos α ermittelt wird. Dabei ist s die maximal zu erwartende Substratrandamplitude bei Substratrotation und berechnet sich aus der Differenz von e_mix - n_mi„, der Differenz aus der maximalen Elongation und der minimalen Elongation. Hierbei ist die Elongation der augenblickliche Abstand von dem Substratrand zu dem Mittelpunkt des Substrattellers. Die Elongation wird für die Stelle dor Verbindungslinie zwischen Belichtungsquelle und dem Mittelpunkt des Substrattellers der Substratrotationsstation bestimmt. Die Funktion der Anordnung soll nachfolgend dargestellt werden. Die Belichtung des Lackes mit einer Randbreite b erfolgt in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 510nm des Lichtes. Dabei passiert das von der Belichtungsquelle 3 auf den Reflexionsspiegel 2 emittierte Licht die Außentangente des scheibenförmigen Substrates 1 senktrecht und schräg von außen und fällt unter einem Lichteinfallswinkel α auf die SuDstratoberfläche ein. Wichtig ist, daß bei der Belichtung nur das von der Rückseite des Substratrandes nicht abgeschattete Licht von dem Reflexionsspiegel 2 auf den Substratrand der Oberseite reflektiert wird. Durch die genannte Abschattung wird mit dem Reflexionsspiegel 2 der Rückseitensubstratrand auf die Substratoberfläche projiziert, so daß der projizierte Substratrand eine kantenparallele selbstjustierende Belichtung mit der Randbreite b in dem Positivlack ermöglicht. Anschließend wird der entpolymerisierte Randlack in einem Entwicklungsprozeß selbstjustierend gestrippt.In a substrate rotation station, a reflection mirror 2 (FIG. 1) is disposed at a distance a above a substrate 1 which is mounted on a substrate plate. An exposure source 3 is mounted laterally to the substrate outer edge and below the substrate plane. In this case, the exposure source 3 is aligned to the reflection mirror 2 so that the light emitted by the source parallel light with a Lichteinfaliswinkel α to the exposed edge coat width b at b = tan α 2 a is incident and the substrate back edge with minimal elongation just barely irradiated. The exposure source 3 is dimensioned such that the minimum diameter of the exposure source 3 to be used for the exposure is determined from 1 = (s + b) cos α. Here s is the maximum expected substrate edge amplitude for substrate rotation and is calculated from the difference of e _mix - n _m i ", the difference between the maximum elongation and the minimum elongation. Here, the elongation is the instantaneous distance from the substrate edge to the center of the substrate plate. The elongation is determined for the location of the connection line between the exposure source and the center of the substrate plate of the substrate rotation station. The function of the arrangement will be shown below. The exposure of the paint with a border width b takes place in a wavelength range from 350 nm to 510 nm of the light. In this case, the light emitted by the exposure source 3 onto the reflection mirror 2 passes through the outer tangent of the disk-shaped substrate 1 in a straight-line and oblique manner from the outside and falls onto the surface of the SuDstrat at a light incidence angle α. It is important that during exposure only the light not shaded by the back of the substrate edge is reflected by the reflection mirror 2 onto the substrate edge of the top side. By means of said shading, the rear side substrate edge is projected onto the substrate surface with the reflection mirror 2, so that the projected substrate edge enables edge-parallel self-aligning exposure with the edge width b in the positive lacquer. Subsequently, the depolymerized edge coating is self-aligned stripped in a development process.

Die Einstellung der Randbreite b ist mittels des Abstandes des Reflexionsspiegels 2 über dem Substrat 1 beziehungsweise mit der Änderung des Lichteinfallswinkels α möglich.The adjustment of the edge width b is possible by means of the distance of the reflection mirror 2 above the substrate 1 or with the change of the light incidence angle α.

in einer anderen Ausführung wird das von der Belichtungsquelle 3 emittierte Licht auf einen Umlenkspiegel 4 (Figur 2) gestrahlt, von diesem auf einen Reflexionsspiegel 2 und von dem letzteren auf den zu belichtenden Substratrand reflektiert. Vorteilhafterweise ist zur Regulierung der Belichtung und der ProjeXion eine vor die Belichtungsquelle 3 installierte Spaltblende möglich, deren Spaltweite 1' dem Mindestdurchmesser 1 entspricht. Die Spaltblende ist dabei senkrecht zur Außenkantentangente des Substrates 1 ausgerichtet.In another embodiment, the light emitted by the exposure source 3 is irradiated onto a deflection mirror 4 (FIG. 2), reflected by the latter onto a reflection mirror 2 and from the latter onto the substrate edge to be exposed. Advantageously, in order to regulate the exposure and the projection, a slit diaphragm installed in front of the exposure source 3 is possible whose gap width corresponds to the minimum diameter 1 '. The slit diaphragm is aligned perpendicular to the outer edge tangent of the substrate 1.

Claims (4)

1. Anordnung zur selbstjustierenden Randlackentfernung eines mit Lack beschichteten scheibenförmigen Substrates, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Substratrotationsstation ein Reflexionsspiegel (2) parallel mit einem Abstand a über einem Substrat (T), welches auf einem Substratteller lagert, angeordnet ist und seitlich zu der Substraaußenkante eine Belichtungsquelle (3) derart zu dem Reflexionsspiegel (2) ausgerichtet ist, daß das von der Belichtungsquelle (3) emittierte parallele Licht mit einem Lichteinfallswinkel bei auf die zu belichtende Lackschicht mit der Randbreite b e.nfällt und der auf die Lackschicht der Substratoberfläche projizierte Rückseitensubstntrand die Randlackbreite b begrenzt.1. An arrangement for self-aligning edge paint removal of a lacquer-coated disc-shaped substrate, characterized in that in a Substratototation station, a reflection mirror (2) parallel to a distance a above a substrate (T), which is supported on a substrate plate, and arranged laterally to the Substraaußenkante an exposure source (3) is aligned with the reflection mirror (2) such that the parallel light emitted from the exposure source (3) falls with a light incidence angle to the resist layer to be exposed with the edge width and which projects onto the resist layer of the substrate surface Back side edge limits the marginal paint width b. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsquelle (3) so ausgerichtet ist, daß dieselbe die Substrataußenkantentangente senkrecht anstrahlt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the exposure source (3) is aligned so that it illuminates the Substrataußenkantentangente perpendicular. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Belichtungsquelle (3) und dem Reflexionsspiegel (2) zumindest ein Umlenkspiegel (4) angeordnet ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that between the exposure source (3) and the reflection mirror (2) at least one deflecting mirror (4) is arranged. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicimct, daß die Belichtungsquelle (3) oberhalb beziehungsweise unterhalb der Substratebene angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 1, characterized gekennzeicimct that the exposure source (3) is arranged above or below the substrate plane.