NL8403459A - Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van een laag van fotogevoelig materiaal op een halfgeleiderschijf. - Google Patents

Description

* -V

f ·» PHN 11.211 1 N.V. Philips» Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van een laag van fotoge-voelig materiaal op een halfgeleiderschijf"

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een laag van fotogevoelig materiaal op een schijf van halfgeleidermateriaal, waarbij het fotogevoelig materiaal in vloeibare vorm op de schijf wordt aangebracht en de schijf vervolgens wordt gero-5 teerd ter verkrijging van de gewenste dikte van de laag en waarbij aan de rand van de schijf aanwezig fotogevoelig materiaal wordt verwijderd met behulp van een op deze rand gerichte straal van een, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze alsmede op 10 een halfgeleiderschijf verkregen met behulp van deze werkwijze.

Het aanbrengen van een fotogevoelige laag (photoresist) op een halfgeleiderschijf (wafer) ten behoeve van de vervaardiging van mi- cro-electronische schakelingen geschiedt in het algemeen met speciaal voor dit doel ontworpen machines, die een roteerbare, in snelheid re-15 gelbare, horizontaal opgestelde tafel bevatten. De halfgeleiderschijf wordt op deze tafel geplaatst, en hierop vastgehouden, b.v. met behulp van vacuum. Een gedoseerde hoeveelheid vloeibaar fotogevoelig materiaal wordt op de halfgeleiderschijf aangebracht. Door rotatie van de tafel ondervindt de fotogevoelige laag een centrifugale werking en bij een 20 bepaalde omwentelingssnelheid wordt de gewenste uiteindelijke dikte van de fotogevoelige laag bereikt.

Bij dit proces treedt evenwel aan de rand van de halfgeleiderschijf een ongewenst effect op; aan de rand wordt het vertikale gedeelte van de schij f ook met fotogevoelig materiaal bedekt. Dit over de 25 rand hangende fotogevoelige materiaal breekt gemakkelijk af (het is zeer broos) en veroorzaakt daarbij zowel in de transportmiddelen als in de verdere verwerkingsapparatuur van de halfgeleiderschijf een ongewenste vervuiling, terwijl juist ter verkrijging van een gunstige opbrengst een uiterst grote reinheid gewenst is.

Om dit ongewenste effect te vermijden, verwijdert men het overhangende fotogevoelige materiaal met behulp van een geschikt vloeibaar organisch oplosmiddel, zoals b.v. aceton. Daarbij wordt een straal 3 « 0 ^ >\ £ π vï i w v) W 7 30 PHN 11.211 2 .

S -5 van het oplosmiddel op de rand van de roterende halfgeleiderschijf gericht. Door spetteren wordt vaak een gedeelte van het aktieve oppervlak van de halfgeleiderschijf door het oplosmiddel geraakt, waardoor de opbrengst negatief wordt beïnvloed.

5 De uitvinding heeft tot doel een werkwijze te verschaffen, waarbij het over de rand van de halfgeleiderschijf uitstekend fotoge-voelig materiaal effektief wordt verwijderd, terwijl er geen negatieve beïnvloeding van de opbrengst plaatsvindt. Om dit doer te bereiken heeft de werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat de straal van ^ de, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof eerst wordt gericht op een plaats buiten de schijf van halfgeleidend materiaal, dat daarna de vloeistofstraal naar de rand van de schijf wordt gericht en dat vervolgens de vloeistofstraal weer naar een plaats buiten de schijf wordt gericht.

15

Verrassenderwijze is gebleken, dat met de werkwijze volgens de uitvinding het ongewenst spetteren van het oplosmiddel voor de foto-gevoelige laag niet meer optreedt en dat daardoor de opbrengst van geschikte halfgeleiderr-eenheden uitermate positief wordt beïnvloed. Het gunstige effekt van de werkwijze volgens de uitvinding wordt waar- 20 schijnlijk verkregen, doordat wordt vermeden dat bij inschakelen het oplosmiddel rechtstreeks op de halfgeleiderschijf wordt gericht, zodat geen spetter-effekt behoeft op te treden en de opbrengst sterk wordt verhoogd.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor 25 het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Een dergelijke inrichting die een roteerbare tafel bevat en die tevens middelen heeft om een schijf van halfgeleidermateriaal op de tafel vast te houden en die een toevoerinrichting bevat voor een vloeistof die geschikt is om fotogevoelig materiaal op te lossen, heeft het kenmerk, dat de 30 toevoerinrichting een buisvormig deel bevat met een uitstroommondstuk voor de, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof en dat het buisvormig deel met het uitstroommondstuk ten opzichte van de roteerbare tafel zijdelings verplaatsbaar is aangebracht, met behulp van middelen die zodanig werken dat een uit het uitstroommondstuk komende 35 vloeistofstraal buiten de rand, vervolgens naar de rand en daarna weer buiten de rand van de halfgeleiderschijf is gericht.

Bij een gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens 9403459 PHN 11.211 3 f * de uitvinding is het buisvormig deel met het uitstroommondstuk zwenk-baar opgesteld en zijn bewegingsmiddelen aanwezig, om het buisvormig deel te zwenken vanuit de positie waarin de vloeistofstraal buiten de rand van de halfgeleiderschijf is gericht naar een positie waarbij de 5 vloeistofstraal naar de rand en vervolgens weer buiten de rand is gericht.

De uitvinding zal aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht . De tekening toont in 10 Fig. 1 zeer schematisch, een inrichting voor het aanbrengen van fotogevoelig materiaal op een halfgeleiderschijf en voor het verwijderen van over de rand hangend materiaal, terwijl in

Fig. 2 dezelfde inrichting is weergegeven met een andere positie van de toevoerinrichting voor oplosvloeistof; 15 Fig. 3 toont een gedeelte van een halfgeleidersubstraat met over de rand hangend fotogevoelig materiaal.

De Figuren 1 en 2 tonen zeer schematisch een inrichting voor het aanbrengen van een laag fotogevoelig materiaal (photoresist) op een halfgeleiderschijf (wafer). De inrichting bevat een tafel 1 die roteer-20 baar is om een as 2, waarvan de aandrijving niet is weergegeven. Op tafel 1 is een schijf 3 uit halfgeleidend materiaal geplaatst. De schijf wordt op tafel 1 vastgehouden in op zichzelf bekende wijze, b.v. met behulp van vacuum.

Door een buis 4 wordt een gedoseerde hoeveelheid fotogevoe-25 lig materiaal in vloeibare vorm op de halfgeleiderschijf 3 aangebracht. Door rotatie om as 2 wordt op het fotogevoelige materiaal een centrifugale kracht uitgeoefend; de dikte van de uiteindelijk te verkrijgen laag wordt mede bepaald door het toerental waarmee as 2 en dus ook aan schijf 3 roteert.

30 De uiteindelijke vorm van de laag fotogevoelig materiaal 5 is in Fig. 3 sterk vergroot weergegeven. Behalve op de bovenzijde van schijf 3 bevindt zich ook een hoeveelheid van het fotogevoelige materiaal aan de omtreksrand van schijf 3 en bij het vertikale gedeelte 6 van de schijf. Dit deel van het fotogevoelige materiaal is aangeduid met 35 het verwijzingscijfer 7. Vanwege zijn brosheid kan het materiaal 7 bij transport en bij verdere bewerking van de halfgeleiderschijf 3 gemakkelijk afbreken. Afgebroken delen verontreinigen verdere bewerkingsappa- a λ - '1 o 's# ί — ή- n j; 's i PHN -11.211 4 ratuur, heetgeen uitermate nadelig kan inwerken op de kwaliteit van de te vervaardigen halfgeleiderinrichtingen.

Het is bekend om een organische vloeistof zoals aceton, rechtstreeks op de omtreksrand van de, met fotogevoelig materiaal be-5 dekte halfgeleiderschijf 6 te spuiten om het fotogevoelige materiaal 7 op te lossen en zodoende verontreinigingen te voorkomen.

Aanvraagster heeft gevonden dat het vrijwel zeker is, dat * voornamelijk bij het inschakelen van de straal van het oplosmiddel die gericht is op de halfgeleiderschijf spetters van het oplosmiddel ook een verder gedeelte van de halfgeleiderschijf raken en daarbij d'efekten veroorzaken in de fotogevoelige laag, hetgeen tot gevolg heeft, dat de opbrengst van gunstig werkende halfgeleiderinrichtingen nadelig wordt beïnvloed. De uitvinding voorkomt deze nadelige werking,

In Fig. 1 en 2 is schematisch een deel van de toevoerinrieh-15 ting 8 voor het oplosmiddel van de fotogevoelige laag weergegeven. Deze toevoerinrichting bevat een buisvormig deel 9, dat zwenkbaar is om een scharnier 10. Het buisvormige deel 9 heeft een uitstroommondstuk 11.

Een bewegingsmechanisme voor het zwenken van buisvormig deel 9 is in de tekening bij wijze van voorbeeld weergegeven als een excenterschijf 12, 20 die draaibaar is om een as 13. Door rotatie van de excenterschijf 12 kan buis 9 bewegen tussen de posities weergegeven in Fig. 1 en Fig. 2.

Volgens de uitvinding wordt bij het verwijderen van de om-trekrand 7 van fotogevoelig materiaal in eerste instantie het uitstroommondstuk 11 in de positie van Fig. 2 geplaatst en in die 25 positie wordt de toevoer van oplosvloeistof ingeschakeld en raakt de vloeistofstraal de halfgeleiderschijf 3 niet. Bij het inschakelen wordt dus spetteren van vloeistof over het oppervlak van de halfgeleiderschijf vermeden. Na het inschakelen van de vloeistofstraal wordt het mondstuk 11 van de buis 9 naar de rand van schijf 3 gericht. 30

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is buis 9 zwenkbaar om scharnier 10 en wordt de zwenkbeweging geregeld met behulp van een excenterschijf 12, die om een as 13 draaibaar is. In de positie van Fig. 1 is de vloeistofstraal gericht op de rand van schijf 1. Daarbij is gebleken dat geen spetteren van vloeistof over de halfgeleiderschijf 3 35 plaatsvindt, waardoor een nadelige beïnvloeding van de opbrengst wordt vermeden. Na het oplossen van het over de rand van de schijf hangend gedeelte van het fotogevoelige materiaal wordt de buis 9 weer in de 55 A 0 3 £ 5§ a ΡΗΜ 11.211 5 ί - positie van Fig. 2 gebracht en wordt de vloeistofstraal uitgeschakeld.

Het zal duidelijk zijn dat de wijze van bewegen van het mondstuk 11 en de buis 9 ten opzichte van de schijf 3 ook op andere wijze kan geschieden; de zwenkbare buis en de aandrijving met behulp van een g excenterschijf zijn slechts bij wijze van voorbeeld getoond.

·* 10 15 20 25 30 3^0? *->· ? 3 35

Claims (3)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een laag van fotogevoelig materiaal op een schijf van halfgeleidermateriaal, waarbij het fotogevoelig materiaal in vloeibare vorm op de schijf wordt aangebracht en de schijf vervolgens wordt geroteerd ter verkrijging van de gewenste dikte 5 van de laag en waarbij aan de rand van de schijf aanwezig fotogevoelig materiaal wordt verwijderd met behulp van een op deze rand gerichte straal van een, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof, met het kenmerk, dat de straal van de, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof eerst wordt gericht op een plaats buiten de schijf van 10 halfgeleidend materiaal, dat daarna de vloeistofstraal naar de rand van de schijf wordt gericht en dat vervolgens de vloeistofstraal weer naar een plaats buiten de schijf wordt gericht.

2. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens con-clusle 1, waarbij de inrichting een roteerbare tafel bevat, middelen om een schijf van halfgeleidermateriaal op de tafel vast te houden en waarbij een toevoerinrichting aanwezig is voor een vloeistof die geschikt is om fotogevoelig materiaal op te lossen, met het kenmerk, dat de toevoerinrichting een buisvormig deel bevat met een uitstroom- ^ mondstuk voor de, het fotogevoelig materiaal oplossende vloeistof en dat het buisvormig deel met het uitstroommondstuk ten opzichte van de roteerbare tafel zijdelings verplaatsbaar is aangebracht, met behulp van middelen die zodanig werken dat een uit het uitstroommondstuk komende vloeistofstraal buiten de rand, vervolgens naar de rand en daarna weer buiten de rand van de halfgeleiderschijf is gericht. 25 *

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het buisvormig deel met het uitstroommondstuk zwenkbaar is opgesteld en dat bewegingsmiddelen aanwezig zijn om het buisvormig deel te zwenken vanuit de positie waarin de vloeistofstraal buiten de rand van de halfgeleiderschijf is gericht naar een positie waarbij de vloeistofstraal 30 naar de rand en vervolgens weer buiten de rand is gericht. 8403459 35