DE19842902B4

DE19842902B4 - Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und zugehöriges Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE19842902B4
Application number: DE19842902A
Authority: DE
Inventors: Woung-Kwan An; Dong-ho Suwon Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2018-09-19
Also published as: US6033135A; JPH11195601A; GB2332757B; GB2332757A; KR19990053806A; CN1221128A; CN1125376C; KR100271764B1; GB9817723D0; JP3573626B2; DE19842902A1; TW408368B

Abstract

Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit:
einem Behälter zur Aufnahme eines Entwicklers mit einer an seiner Oberseite angebrachten Öffnung als Durchlass für einen Wafer und einer Auslassöffnung des Entwicklers an seiner Unterseite;
einer Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch Ansaugen der Rückseite der durch die Öffnung nach unten weisenden strukturierten Oberfläche des Wafers;
eine Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, um die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler einzutauchen;
eine Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen von Spülmittel in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers aufzusprühen;
eine Reinigungsmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen;
eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas zu entfernen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und ein zugehöriges Steuerungsverfahren. Sie betrifft insbesondere ein Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und ein zugehöriges Steuerungsverfahren zur einfachen Beseitigung der auf einem Wafer bei der Entwicklung entstehenden Nebenprodukte und zum Reinigen eines Behälters.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden üblicherweise zahlreiche Verfahrensschritte, wie zum Beispiel ein photolithographischer Verfahrensschritt, ein Ätzschritt, ein Verfahrensschritt zur Bildung dünner Filme oder dünner Schichten, usw., wiederholt durchgeführt. Durch photolithographische Verfahren werden auf den Wafern unterschiedliche Strukturen ausgebildet.
Bei einem photolithographischen Verfahren, wird ganz allgemein ausgedrückt, ein auf einem Wafer gleichmäßig abgeschiedenes Fotoresist belichtet, wobei der Wafer mit Licht, wie zum Beispiel UV-Licht, bestrahlt wird. Bei einem anschließenden Entwicklungsvorgang wird dann entweder der belichtete Teil oder der unbelichtete Teil des Photoresists entfernt.
1 zeigt ein herkömmliches photolithograhpisches Entwicklungsverfahren der oben beschriebenen Art. Der zu belichtende Wafer ist auf einer Schleudereinspannvorrichtung 2 angebracht, auf der er durch einen von der Unterseite der Schleudereinspannvorrichtung 2 aus anliegenden Unterdruck angesaugt und fixiert wird.
Auf den Wafer wird nun eine bestimmte Menge eines Entwicklers aufgebracht und man läßt die Schleudereinspannvorrichtung 2 zwei- oder dreimal mit geringer Geschwindigkeit rotieren, so daß sich der Entwickler gleichmäßig über den Wafer verteilt. Auf dem Wafer wird eine bestimmte Struktur ausgebildet, wenn der belichtete Teil eines positiven Photoresists mit dem Entwickler reagiert oder der unbelichtete Teil eines negativen Photoresists mit dem Entwickler reagiert und gelöst wird bzw. in Lösung geht.
Nach einer bestimmten Zeit wird ein Spülmittel auf den Wafer aufgesprüht, um die bei dem oben genannten Lösevorgang bzw. der Auflösung entstandenen Nebenprodukte (a) zu entfernen. Nun läßt man die Schleudereinspannvorrichtung 2 mit hoher Geschwindigkeit rotieren, um die auf der Waferoberfläche verbliebene Lösung und restliches Wasser zu entfernen und den Entwicklungsvorgang abzuschließen.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren tritt jedoch das Problem auf, daß die Nebenprodukte (a) in den Ecken oder Winkeln der Struktur und auf einigen Bereichen des Wafers verbleiben, da der Entwicklungsvorgang auf dem Wafer so erfolgt, daß seine Vorderseite mit der aufgebrachten Struktur nach oben weist und die Nebenprodukte (a) durch eine schnelle Rotation des Wafers entfernt werden.
Bei dem nächsten Ätzvorgang treten daher durch die nicht vollständig entfernten Nebenprodukte (a) Funktionsstörungen auf, und es werden minderwertige Wafer erzeugt.

US 4 655 162 beschreibt eine Vorrichtung zum Entwickeln von photoresist beschichteten Halbleitersubstraten, umfassend einen Behälter zur Aufnahme des Entwicklers, eine Wafer-Transportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter und eine Entwickler- und Reinigungsmittel-Versorgungseinrichtung. Über das Entfernen von im Behälter verbliebener Reinigungslösung ist nichts ausgesagt.

US 5 689 749 beschreibt eine Vorrichtung zum Entwickeln von photoresist beschichteten Halbleitersubstraten, umfassend einen Behälter zum Aufnehmen eines Entwicklers mit einer Öffnung zum Einführen/Entnehmen eines Wafers, eine Wafer-Transporteinrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter und eine Entwickler- und Reinigungsmittel-Versorgungseinrichtung. Auch hier fehlt es an einer Aussage über das Entfernen von im Behälter verbliebener Reinigungslösung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Schaffung eines Entwicklungssystems zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und eines zugehörigen Steuerungsverfahrens zum vollständigen Entfernen der bei dem Entwicklungsvorgang entstehenden Nebenprodukte, um Funktionsstörungen oder ein Versagen bei dem folgenden Verfahrensschritt zu verhindern und dadurch im wesentlichen eines oder mehrere der auf die Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik zurückzuführenden Probleme zu lösen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Entwicklungssystems zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und eines zugehörigen Steuerungsverfahrens zum vollständigen Entfernen der in einem waschbaren Container verbliebenen Nebenprodukte.

Zum Erreichen dieser und anderer Vorteile umfaßt ein erfindungsgemäßes Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, so wie es hier ausführlich beschrieben wird: einen Behälter zur Aufnahme eines Entwicklers, der an seiner Oberseite eine Öffnung zum Hindurchführen eines Wafers und an seiner Unterseite eine Auslaßöffnung umfaßt; eine Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch Ansaugen der Rückseite des mit seiner strukturierten Oberfläche des durch die Öffnung nach unten weisenden Wafers; eine Entwicklerversorgungs- oder Zuführungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge an der Unterseite des Behälters zum Eintauchen der strukturierten Waferoberfläche in den Entwickler; eine Spülmittelversorgungs- oder Zuführungseinrichtung zum Zuführen eines Spülmittels in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers aufzusprühen; eine Versorgungs- oder Zuführungseinrichtung für eine Reinigungslösung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen; und eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas, sog. compressed pressure, zu entfernen.

Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter auf seiner Oberseite vorzugsweise eine Abdeckung oder einen Deckel aus einem halbdurchlässigen Material mit einer Öffnung, die groß genug ist, um einen Wafer hindurchführen zu können. Der Behälter ist so gestaltet, daß die Bewegungsachse der den Wafer haltenden Schleudereinspannvorrichtung durch die Mitte des Behälters führt. Der Boden des Behälters ist in der Mitte konkav ausgebildet, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht.

Der konkave Teil des Behälters umfaßt eine mit einem Abflußrohr verbundene Abfluß- oder Auslaßöffnung zum selektiven Abfließenlassen des Entwicklers und des Spülmittels und ein in der Abflußöffnung angebrachtes hydraulisch betätigtes Ventil zum Öffnen/Schließen der Abflußöffnung. Um den konkaven Teil erstreckt sich eine schräg ausgebildete Nut, deren beide Oberflächen nach unten geneigt sind. An dem Boden der schräg ausgebildeten Nut ist eine Auslaßöffnung so ausgebildet, daß Entwickler und Spülmittel, die in die schräg ausgebildete Nut eingeströmt sind, durch die Auslaßöffnung in ein Abflußrohr strömen.

Zusätzlich hierzu umfaßt die Entwicklerversorgungseinrichtung: eine im unteren Teil oder im Boden des Behälters angebrachte Einlaßöffnung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht; einen mit der Einlaßöffnung und der Entwicklerversorgungsleitung verbundenen Entwicklervorratsbehälter; und eine Pumpe zum Zuführen des sich in dem Entwicklervorratsbehälter befindenden Entwicklers in den Behälter durch Pumpen mit konstanter Pumprate.

Die Spülmittelversorgungseinrichtung umfaßt: mehrere Sprühöffnungen zum Aufsprühen des Spülmittels auf die strukturierte Oberfläche des Wafers; eine Spülmittelversorgungsquelle zum Zuführen des Spülmittels zu den Sprühöffnungen über eine Spülmittelversorgungsleitung; und ein in der Spülmittelversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Spülmittelversorgungsleitung.

Die Sprühöffnungen sind an der Oberseite eines quadratisch geformten Spülmittelsprüharms ausgebildet, der durch einen Motor so angetrieben wird, daß er selektiv Zugang zu der Unterseite der strukturierten Oberfläche des Wafers erhält, um das Spülmittel aufzusprühen. Der Sprüharm wird schrittweise angetrieben, wobei er mit dem Motor verbunden ist. Zur Aufnahme des Spülmittels ist er zudem auch mit der Spülmittelversorgungsleitung verbunden.

Zusätzlich hierzu umfaßt die Versorgungseinrichtung für Reinigungslösung vorzugsweise: mehrere Sprühdüsen, die an der Oberseite des Behälters so angebracht sind, daß die Reinigungslösung in Richtung auf den Boden des Behälters gesprüht wird; eine Versorgungsquelle für die Reinigungslösung zum Zuführen der Reinigungslösung zu den Sprühdüsen über eine Versorgungsleitung für die Reinigungslösung; und ein in der Versorgungsleitung angeordnetes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Versorgungsleitung.

Zusätzlich hierzu umfaßt die Gasversorgungseinrichtung: mehrere an dem Behälter angebrachte Ventilationsöffnungen zum Entfernen der in dem Behälter verbliebenen Reinigungslösung durch Druckgas; eine Gasversorgungsquelle zum Zuführen von Gas zu den Ventilationsöffnungen über eine Ventilationsleitung; und ein in der Ventilationsleitung angeordnetes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Ventilationsleitung.

Zusätzlich hierzu sind die Ventilationsöffnungen an der Oberseite eines quadratischen Ventilationsarmes ausgebildet, der durch einen Motor so angetrieben wird, daß er selektiv Zugang zu dem konkaven Teil des Behälters hat und hierbei Gas versprüht. Der Sprüharm wird entsprechend dem konkaven Teil des Behälters schrittweise angetrieben, wobei er in vertikaler Richtung mit einem drehbar mit dem Motor verbundenen Rotationsrohr verbunden ist. Zur Aufnahme von Gas ist er zudem mit der Ventilationsleitung verbunden.

Die Gasversorgungseinrichtung umfaßt: ein an dem Behälter angebrachtes Adsorptionsrohr zur Adsorption von in dem Behälter verbliebenen Nebenprodukten und Feuchtigkeit usw. durch einen niedrigen Druck oder einen Unterdruck im Rohr; und eine an dem Adsorptionsrohr angebrachte Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.

Die Entwicklerversorgungseinrichtung, die Spülmittelversorgungseinrichtung und die Gasversorgungseinrichtung sind alle in einem Rohr integriert und zusammen befestigt. Das Rohr durchdringt den Behälter. Bei dem Rohr handelt es sich vorzugsweise um ein gelagertes Rotationsrohr mit einer Laufrolle an einem Ende, das durch die über einen Antriebsriemen von dem Motor übertragene Rotationskraft rotiert.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt ein Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit: einem Behälter mit einem Entwickler, der eine Öffnung und eine Auslaßöffnung umfaßt; einem Wafertransportteil zum Einführen/Entnehmen eines Wafers in/aus dem Behälter; einer Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters; einer Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Spülmittels in den Behälter; einer Versorgungseinrichtung für eine Reinigungslösung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen; und einer Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen eines Gases in den Behälter, um die Reinigungslösung zu entfernen, wobei das Steuerungsverfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

a) Zuführen eines Entwicklers in den Behälter durch die Entwicklerversorgungseinrichtung;
b) Entwickeln des Wafers durch Eintauchen der strukturierten Waferoberfläche in den sich in dem Behälter befindenden Entwickler durch Absenken des Wafers, wobei die strukturierte Waferoberfläche nach unten gerichtet ist;
c) Abspülen des Wafers durch nach oben Sprühen des Spülmittels auf die strukturierte Waferoberfläche unter Verwendung der Spülmittelversorgungseinrichtung nachdem der Wafer auf eine bestimmte Höhe angehoben wurde; und
d) Reinigen des Behälters durch Einsprühen einer Reinigungslösung in den Behälter unter Verwendung der Versorgungseinrichtung für die Reinigungslösung nachdem der Wafer aus dem Behälter entnommen wurde;
e) Zuführen von Gas in den Behälter durch die Gasversorgungseinrichtung, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung zu entfernen.

Es sei bemerkt, daß sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung lediglich beispielhaft sind und zur näheren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Reinigungsverfahrens;

2 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;

3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;

4 in einem vergrößertem Maßstab einen entlang der Linie A-A in 2 verlaufenden Schnitt durch das Entwicklungssystem;

5 in einem vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch die Schleudereinspannvorrichtung des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;

6 in einem vergrößerten Maßstab eine Vorderansicht des Waferausrichtungsteil des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;

7 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie B-B in 6 verlaufenden Schnitt;

8 und 9 ausführliche Schnittdarstellungen des Umdreh-Antriebsteils und des vertikalen Antriebsteils des erfindungsgemäßen Entwicklungssystemes zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Anordnung und des Betriebszustandes;

10 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie C-C in 8 verlaufenden Schnitt;

11 in einem vergrößerten Maßstab einen entlang der Linie D-D in 8 verlaufenden Schnitt;

Die 12 bis 14 in einem vergrößerten Maßstab Schnittansichten zur Veranschaulichung des Entwicklungsverfahrens durch Darstellung des Entwicklerversorgungsteils und des Spülmittelversorgungsteils des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems;

15 eine perspektivische Ansicht des Dreh- oder Rotationsrohres gemäß 12.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der zugehörigen Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch durch andere Ausführungsformen realisiert werden, wobei sie nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Die Ausführungsbeispiele wurden so gewählt, daß die Offenbarung genau und vollständig ist, und daß sich für Fachleute auf diesem Gebiet der Erfindungsgedanke offenbart.
Das in den 2 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Entwicklungssystem umfaßt eine Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einem daran befestigten Wafer und einen Waferausrichtungsteil 20 zum Ausrichten des Wafers, so daß der Rotationsmittelpunkt des Wafers mit dem Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10 übereinstimmt, bevor der Wafer auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt wird.
Die Schleudereinspannvorrichtung 10 ist auf einem Antriebsmotor 11 drehbar angebracht, der sie langsam oder schnell rotieren läßt. Als Antriebsmotor 11 wird vorzugsweise ein Schrittschaltmotor verwendet, der eine einfache Steuerung der Drehgeschwindigkeit ermöglicht.
5 zeigt anhand einer ausführlichen Darstellung die Gestaltung oder die Struktur der Schleudereinspannvorrichtung 10. Die Schleudereinspannvorrichtung 10 umfaßt eine durch den Antriebsmotor 11 angetriebene Rotationsachse 12, auf der eine runde Ansaugplatte 13 befestigt ist, die zusammen mit der Rotationsachse 12 rotiert.
Die Rotationsachse 12 umfaßt einen Vakuumkanal 12a, der mit einer (nicht dargestellten) äußeren Vakuumleitung verbunden ist. Die Ansaugplatte 13 umfaßt mehrere Ansaugöffnungen 13b, die von der Ansaugoberfläche 13a aus mit dem Vakuumkanal 12a der Rotationsachse 12 verbunden sind. Ein Wafer wird durch einen Unterdruck in den Ansaugöffnungen 13b angesaugt und so an der Ansaugoberfläche 13a sicher gehalten. Zusätzlich hierzu ist die Außenseite der Rotationsachse 12 mit einem Vorsprung 14 zum Befestigen der Schleudereinspannvorrichtung 10 an einem nachstehend noch beschriebenen vertikalen Antriebsteil 60 versehen. An dem Vorsprung 14 ist ein Gehäuse 15 befestigt, das die Oberseite der Ansaugplatte 13 abdeckt.
Die Schleudereinspannvorrichtung 10 kann daher frei rotieren, wobei sie vom dem Vorsprung 14, dem Gehäuse 15 und Lagern 14a, 15a gehalten wird.
Zusätzlich hierzu ist die Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einer Einrichtung zur Vermeidung oder Verhinderung von Verunreinigungen des Wafers versehen, durch die ein inertes Gas gegen die Kante der Rückseite des durch Unterdruck angesaugten Wafers gesprüht wird, um zu verhindern, daß bei dem oben beschriebenen Entwicklungsvorgang Entwickler auf die Rückseite des Wafers gelangt.
Die Einrichtung zur Verhinderung von Verunreinigungen des Wafers ist so gestaltet, daß eine Abdeckung 16 in einem geringen Abstand von dem Gehäuse 15 angeordnet ist. Zwischen der Abdeckung 16 und dem Gehäuse 15 ist ein Abstandshalter 17 ausgebildet, der nur an seiner unteren Seite eine Öffnung 18 umfaßt. Über der Abdeckung 16 ist eine Gasversorgungsleitung 19 zum Zuführen von Gas, wie zum Beispiel Stickstoff usw., angebracht. Die Gasversorgungsleitung 19 erstreckt sich durch den Abstandshalter 17, so daß inertes Gas durch die Öffnung 18 an der Unterseite ausströmt oder versprüht wird. Die Öffnung 18 ist in Umfangsrichtung entlang der Kante der Adsorptionsplatte 13 ausgebildet, so daß das inerte Gas gleichmäßig entlang der Kante der Rückseite des Wafers ausströmt oder versprüht wird.
Wie in den 2 bis 6 dargestellt ist, ist der Waferausrichtungsteil 20 entlang eines vertikalen Rahmens 21 und eines Führungsstabes 23 über dem vertikalen Rahmen 21 beweglich angebracht, wobei er folgende Teile umfaßt: zwei Finger 22 zum Ausrichten und Halten des Rotationsmittelpunktes des Wafers; eine an dem vertikalen Rahmen 21 angebrachte Kolbenstange (rod cylinder) 24 für beide Richtungen zur Betätigung der Finger 22 mittels Luftdruck; und eine Wafertransporteinrichtung zum Transportieren des Wafers, wobei der Rotationsmittelpunkt des durch die Finger 22 ausgerichteten Wafers mit dem Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10 übereinstimmt.
Die Finger 22 umfassen eine Halterung 22a, an der der Wafer angebracht ist, und eine Führungsfläche 22b zum Ausrichten des Rotationsmittelpunktes des Wafers, wobei die Führungsfläche 22b vorzugsweise so geneigt ist, daß die Kante des Wafers bei der Wafermontage gegen die Halterung 22a gerichtet ist. Die Finger 22 sind beweglich entlang des an dem vertikalen Rahmen 21 befestigten Führungsstabes 23 angebracht. Wenn der Wafer bei geöffneten Fingern 22 auf der Halterung 22a angeordnet wird, so wie dies in 6 in Durchsicht dargestellt ist, werden die Finger 22 durch die Kolbenstange 24 für beide Richtungen in die durch durchgezogene Linien dargestellte Stellung bewegt, so daß der Rotationsmittelpunkt des Wafers automatisch ausgerichtet und ohne Rütteln sicher befestigt wird.
Der vertikale Rahmen 21 mit den sich in horizontaler Richtung erstreckenden Fingern 22 wird durch die Wafertransportvorrichtung so bewegt, daß der durch die Finger 22 festgehaltene Wafer auf die Schleudereinspannvorrichtung 10 transportiert wird. Die Wafertransporteinrichtung umfaßt eine Kugelspindel 26, die durch Befestigungsteile 25a, 25b drehbar gehalten wird. Ein an dem vertikalen Rahmen 21 befestigtes Kugellager 27 wird durch die Kugelspindel 26 so geführt, daß sich das Kugellager 27 entsprechend der Drehung der Kugelspindel 26 in Längsrichtung der Kugelspindel 26 gerade bewegt.
Zusätzlich hierzu wird die Kugelspindel 26 in einer Richtung oder in umgekehrter Richtung durch einen Antriebsmotor 30 gedreht, dessen Antriebskraft durch zwei Laufrollen 28a, 28b und einen Riemen 29 übertragen wird. Der Antriebsmotor 30 wird durch die genau vorbestimmte Bewegungslänge oder den Bewegungsabstand so gesteuert, daß der durch die Finger 22 ausgerichtete Drehmittelpunkt des Wafers mit dem Drehmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 22 übereinstimmt.
Wie in den 6 und 7 dargestellt ist, wird der vertikale Rahmen 21 durch zwei Führungsschienen 31a, 31b gerade entlang der Kugelspindel 26 geführt, wobei die Führungsschienen 31a, 31b so an einem Tisch 40 befestigt sind, daß sie auf beiden Seiten der Kugelspindel 26 ausgerichtet sind. Durch die Führungsschienen geführte Führungsteile 32a, 32b sind an dem Boden des vertikalen Rahmens 21 befestigt.
Zusätzlich hierzu sind die Führungsschienen 31a, 31b und die Führungsteile 32a, 32b miteinander gekoppelt, wobei die Kopplung im Querschnitt durch eine dreieckige Form gekennzeichnet ist, so daß bei der Bewegung des vertikalen Rahmens 21 keine Abweichungen oder ein Rütteln auftreten können.
Zusätzlich hierzu umfaßt das in den 2, 8 und 9 dargestellte erfindungsgemäße Entwicklungssystem ein Umdreh-Antriebsteil 50 und ein Antriebsteil 60 für eine Vertikalbewegung, wobei das Antriebsteil 50 dazu dient, den Wafer, der auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt und von dem Waferausrichtungsteil 20 aus bewegt wird, so zu drehen, daß die strukturierte Oberfläche des Wafers nach oben oder nach unten gerichtet ist, während das Antriebsteil 60 für eine Vertikalbewegung der Schleudereinspannvorrichtung 10 mit dem daran befestigten Wafer sorgt.
Das Umdreh-Antriebsteil 50 umfaßt einen an dem Tisch 40 befestigten Rahmen 51 und eine an dem befestigten Rahmen 51 angebrachte Antriebseinrichtung zum Drehen einer Antriebsachse um einen bestimmten Winkel in einer bestimmten Richtung oder in umgekehrter Richtung.
Als Antriebseinrichtung wird vorzugsweise ein durch Luftdruck angetriebener Drehzylinder 53 verwendet, wobei der Drehwinkel der Antriebsachse 52 durch den Drehzylinder 53 in einer bestimmten Richtung/Umkehrrichtung 180° beträgt.
Zusätzlich hierzu ist an der Drehachse 52 eine Nabe 54 angebracht, die in einem Lager 55 des Befestigungsrahmens 51 drehbar gelagert ist. Das vertikale Antriebsteil 60 ist an der Nabe 54 befestigt.
Das vertikale Antriebsteil 60 umfaßt: einen an der Nabe 54 des Umdrehantriebsteils 50 befestigten Umdrehrahmen 61; eine in Längsrichtung des Umdrehrahmens 61 beweglich angebrachte Gleitplatte 62; und eine Transportvorrichtung zum Bewegen der Gleitplatte 62 in vertikaler Richtung. Der Vorsprung 14 der Schleudereinspannvorrichtung 10 und der Antriebsmotor 11 sind an der Gleitplatte 62 durch Haltebügel 62a, 62b, befestigt.
Die Transportvorrichtung für die Gleitplatte 62 ist in Längsrichtung des Umdrehrahmens 61 angebracht. Sie umfaßt eine Kugelspindel 63, deren beide Enden drehbar in einem Lager gelagert sind. An einem Ende der Gleitplatte 62 ist ein Kugellager 64 angebracht, das durch die Kugelspindel 63 so geführt wird, daß es sich entsprechend der Drehung der Kugelspindel 63 in Längsrichtung der Kugelspindel 63 bewegt.
Zusätzlich hierzu ist die in 10 dargestellte Kugelspindel 63 so gestaltet, daß sie durch einen Antriebsmotor 67 in eine Richtung oder in umgekehrter Richtung drehbar ist, wobei die Antriebskraft über zwei Laufräder 65a, 65b und einen Riemen 66 übertragen wird. Als Antriebsmotor wird vorzugsweise ein Schrittschaltmotor verwendet, da er eine einfache Steuerung der Drehgeschwindigkeit ermöglicht. In dieser Verfahrensstufe wird der Bewegungsabstand oder die Bewegungslänge auf vorbestimmte Art und Weise genau gesteuert, so daß die strukturierte Oberfläche des auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 angebrachten Wafers in Kontakt mit dem Entwickler in dem Behälter 70 gelangt.
Die Schiebeplatte 62 ist so geführt, daß sie mit dem Umdrehrahmen 61 gekoppelt ist, damit sie in Übereinstimmung mit der Kugelspindel 63 genau in gerader Linie bewegbar ist. Wie in 11 dargestellt ist, ist auf beiden Endseiten des Umdrehrahmens 61 Seite an Seite mit der Kugelspindel 63 jeweils eine Führungsschienennut 68 ausgebildet. Mit der Führungsschienennut 68 ist ein Führungsvorsprung 69 gekoppelt, der an den beiden Endseiten der Vorderseite der Gleitplatte 62 ausgebildet ist.
Die Führungsschienennut 68 und der Führungsvorsprung 69 sind miteinander gekoppelt, wobei die Kopplung vorzugsweise durch Ausbildung einer Dreiecksform erfolgt, um eine Abweichung oder ein Rütteln der Schiebeplatte 62 zu verhindern.
Wie in den 2, 12 und 15 dargestellt ist, ist auf dem Tisch 40 zusätzlich hierzu ein Behälter 70 mit einer bestimmten Menge an Entwickler angebracht. In dem Tisch 40 befindet sich ein Entwicklerversorgungsteil 80 zum Zuführen des Entwicklers in den Behälter 70 mit einer konstanten Mengenrate. Zudem befindet sich in dem Tisch 40 ein Spülmittelversorgungsteil 90 zum Zuführen von Spülmittel, das auf die strukturierte Oberfläche des Wafers gesprüht wird.
An der Oberseite des Behälters 70 ist eine aus einem halbtransparenten Material bestehende Behälterabdeckung 95 mit einer Öffnung angebracht, die so bemessen ist, daß ein Wafer hindurchgeführt werden kann. Die Behältermitte ist auf der Bewegungsachse der Schleudereinspannvorrichtung 10 angeordnet.
In der Mitte des Behälterbodens ist zusätzlich hierzu ein kegelförmiger konkaver Bereich oder Teil 70a zur Aufnahme des Entwicklers und zum Eintauchen des Wafers in den Entwickler ausgebildet. Um den konkaven Bereich 70a erstreckt sich eine schräg ausgebildete Nut 70b, so daß die in die schräg ausgebildete Nut 70b geleiteten Nebenprodukte durch eine offene Auslaßöffnung oder einen Abfluß 70c in eine Abflußleitung 74 ausströmen können.
Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter 70 an der Unterseite des konkaven Bereiches 70a einen mit der Abflußleitung 74 verbundenen Auslaß oder eine Abflußöffnung 72, so daß der Entwickler und das Spülmittel selektiv abfließen können. In der Abflußöffnung 72 ist ein Ventil 75 zum selektiven Öffnen/Schließen der Abflußöffnung 72 angeordnet, das durch einen hydraulischen Druck betrieben wird.
Zusätzlich hierzu umfaßt der Behälter 70 eine an dem konkaven Bereich 70a angebrachte Entwicklereinlaßöffnung 71, die mit dem Entwicklerversorgungsteil 80 verbunden ist.
Das bedeutet, daß die Entwicklereinlaßöffnung 71 an dem Rotationsrohr 79 angebracht ist. Die Öffnung der Entwicklereinlaßöffnung 71 ist hierbei so angebracht, daß sie sich über dem konkaven Bereich 70a befindet, wenn der Spülmittelsprüharm 73 über der schräg ausgebildeten Nut 70b wartet. Die Entwicklereinlaßöffnung 71 ist durch eine Entwicklervorratsleitung 81 eines Entwicklerversorgungsteils 80 mit einem Entwicklervorratsbehälter 82 verbunden, so wie dies in den 2, 12 und 14 dargestellt ist. An dem Entwicklervorratsbehälter 82 ist eine Pumpe 83 installiert, so daß in den Behälter 70 eine bestimmte Entwicklermenge zugeführt wird.
Der Spülmittelsprüharm 73 umfaßt an seiner Oberseite Sprühöffnungen zum Besprühen des sich drehenden Wafers mit Spülmittel. Der Sprüharm wird durch einen Motor 77 angetrieben, wobei er zum Versprühen des Spülmittels selektiv dicht an die Unterseite der strukturierten Waferoberfläche gebracht wird. Der Spülmittelsprüharm 73 ist in vertikaler Richtung mit dem Rotationsrohr 79 verbunden, das mit dem Motor 77 verbunden ist und unter schrittweiser Steuerung des horizontalen Antriebswinkels rotiert. Der Spülmittelsprüharm 73 ist zur Aufnahme des Spülmittels mit einem Spülmittelversorgungsteil 90 verbunden.
Zusätzlich hierzu ist der Spülmittelsprüharm 73 über eine Spülmittelversorgungsleitung 91 des Spülmittelversorgungsteils 90 mit einem Spülmittelverteiler 92 verbunden, der zur Zuführung des Spülmittels von außen wiederum mit einer (nicht dargestellten) äußeren Spülmittelversorgungsquelle verbunden ist. Als Spülmittel wird entionisiertes Wasser verwendet.
Zusätzlich hierzu befindet sich an einer Seite des Tisches 40 ein Steuerteil 41 zur Steuerung der oben genannten Antriebsteile.
Das erfindungsgemäße Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen umfaßt: eine an der Oberseite des Behälters 70 angebrachte Sprühdüse 93 zum selektiven Besprühen der gesamten Innenseite des Behälters 70 mit einer Reinigungslösung, die über eine Reinigungslösungsversorgungsleitung 94 zugeführt wird; und eine Ventilationseinrichtung, um die in dem Behälter 70 verbliebene Reinigungslösung durch Einleitung oder Versprühen von Druckgas abzuleiten.
Die Ventilationseinrichtung umfaßt: Eine Ventilationsöffnung zum Ableiten der in dem konkaven Bereich 70a verbliebenen Reinigungslösung und zum Abfließenlassen der Reinigungslösung in der Auslaßöffnung 72 und der offenen Auslaßöffnung 70c; einen Ventilationsarm 96, der in vertikaler Richtung mit dem Rotationsrohr 79, das durch den Motor gedreht wird, verbunden ist und bei seiner Bewegung entlang der gesamten Oberfläche des konkaven Bereiches 70a und bei seiner selektiven Annäherung Gas versprüht, wobei der horizontale Antriebswinkel schrittweise gesteuert wird; und ein an der schräg ausgebildeten Nut 70b angebrachtes Adsorptionsrohr 70d, das mit einer Gasadsorptionsleitung 97 verbunden ist und zur Adsorption der in dem Behälter 70 verbliebenen Nebenprodukte und der restlichen Feuchtigkeit aufgrund eines in dem Rohr herrschenden Unterdruckes dient.
An dem Ventilationsarm sind mehrere Ventilationsöffnungen zur Bildung des Gasstromes ausgebildet, die unterschiedlich geformt sein können. Die Öffnungen sind beispielsweise jeweils als schmale Schlitze ausgebildet.
Die Öffnung des Adsorptionsrohres 70d ist vorzugsweise zwischen dem konkavem Bereich 70a und der schräg ausgebildeten Nut 70b so hoch angebracht, daß sie durch den ausströmenden Entwickler nicht beeinträchtigt wird.
Der Ventilationsarm 96 ist über das Rotationsrohr 79 mit der Ventilationsleitung 76 verbunden.
Wie in den Zeichnungen nicht zu erkennen ist, wird das Gas durch eine Gaspumpe über die Ventilationsleitung 76 dem Ventilationsarm 96 zugeführt.
Das Rotationsrohr 79 überträgt die Rotationskraft des an der Unterseite des Behälters 70 angebrachten Motors 77 auf einen Riemen 78, um vertikal angetrieben zu werden. An dem behälterseitigen Ende des Rotationsrohres 79 sind der Spülmittelsprüharm 73, der Ventilationsarm 96 und die Entwicklereinlaßöffnung 71 angebracht. Am anderen Ende des Rotationsrohres 79 ist eine Querverbindungsleitung angebracht, die durch die Drehung des Rotationsrohres 79 nicht beeinflußt wird. Die Ventilationsleitung 76, die Spülmittelversorgungsleitung 91 und die Entwicklerversorgungsleitung 81 sind miteinander verbunden.
Als Motor 77 ist ein Schrittschaltmotor, ein Getriebemotor (Gear DE Motor) ein Drehmotor (Rotary Motor) usw. verwendbar.
Zusätzlich hierzu ist der Abschnitt des Spülmittelarms über dem Radius des Wafers ausgebildet. Wie in 15 dargestellt ist, ist der Abschnitt des Ventilationsarmes über dem Durchmesser des konkaven Bereiches ausgebildet, um das Gas über der gesamten Oberfläche des konkaven Bereiches versprühen zu können. Die Entwicklereinlaßöffnung ist so ausgebildet, daß sie gegen den konkaven Bereich geneigt ist, so daß der Entwickler in den konkaven Bereich geleitet wird, während das Rotationsrohr über dem konkaven Bereich in Bereitschaft ist. Das Rotationsrohr ist in dem Behälter gelagert.
Die Sprühdüse 93 und der Motor 77 werden durch das Steuerteil 41 gesteuert.
Nachstehend wird die Betriebsweise und die Steuerung des erfindungsgemäßen Entwicklungssystems zur Herstellung von Halbleiterbauelementen beschrieben.
Wenn der Wafer zuerst bei dem Ausrichtungsschritt des Rotationsmittelpunktes des belichteten Wafers und bei der Zuführung des Wafers zu der Schleudereinspannvorrichtung 10, so wie dies in den 2, 6 und 7 dargestellt ist, auf der Halterung 22a angeordnet wird, wobei die Finger 22 des Waferausrichtungsteils offen sind, so wie dies mit punktierter Linie dargestellt ist, werden die Finger 22 der durch Luftdruck betätigten Kolbenstange 24 für beide Richtungen betätigt. Die Finger 22 werden hierdurch entlang des Führungsstabs 23 bewegt, so daß der Wafer gehalten und der Rotationsmittelpunkt des Wafers automatisch ausgerichtet wird.
Beim Drehen der Kugelspindel 26 über zwei Laufräder 28a, 28b und den Riemen 29 durch den Antriebsmotor 30 des Waferausrichtungsteils 20, wird das Kugellager durch die Kugelspindel 26 geführt und die Führungsteile 32a, 32b des vertikalen Rahmens 21 werden durch die beiden Führungsschienen 31a, 31b so geführt, daß der vertikale Rahmen 21 in horizontaler Richtung gerade in die durch punktierte Linien dargestellte Stelllung bewegt und auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 angeordnet wird.
Da der Antrieb des Antriebsmotors 30 durch ein voreingestelltes Programm genau gesteuert wird, stimmt der Rotationsmittelpunkt des Wafers mit dem Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung 10 entlang der Bewegungsstrecke des Wafers überein.
Nach dem Anordnen des Wafers auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 werden die Finger 22 wieder geöffnet, wobei sie durch die Kolbenstange 24 für beide Richtungen betätigt werden. Die Rückseite des Wafers wird von der Schleudereinspannvorrichtung 10 angesaugt, so daß der Wafer sicher an der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigt ist.
Beim Betätigen des Umdrehantriebsteils 50 zum Nachuntenrichten der strukturierten Oberfläche des auf der Schleudereinspannvorrichtung 10 befestigten Wafers, so wie dies in 8 dargestellt ist, wird der Drehzylinder 53 des Umdrehantriebsteils 50 betätigt, wobei die strukturierte Oberfläche des Wafers nach oben weist, um die Antriebsachse 52 um 180° zu drehen. Der Umdrehrahmen 61 des vertikalen Antriebsteils 60 und die Schiebeplatte 62 werden hierbei um 180° gedreht, wobei die an der Schiebeplatte 62 befestigte Schleudereinspannvorrichtung 10 und der Antriebsmotor 11, so wie dies in 9 dargestellt ist, um 180° gedreht werden. Die strukturierte Oberfläche des Wafers wird hierdurch nach unten gerichtet, so daß sie an der Oberseite des Behälters 70 angeordnet ist.
Bei dem Verfahrensschritt des teilweisen Auflösens des belichteten Photoresists nach dem Abscheiden auf dem Wafer und der Bildung einer Struktur, wenn der Wafer auf dem Behälter 70 angeordnet ist, so wie dies in den 2 und 12 dargestellt ist, wird die Pumpe 83 des Entwicklerversorgungsteils 80 betätigt, so daß der in dem Entwicklervorratsbehälter 82 gespeicherte Entwickler herausgepumpt wird. Der herausgepumpte Entwickler wird nun über die Entwicklerversorgungsleitung 81 und die mit der Entwicklerversorgungsleitung 81 verbundene Entwicklereinlaßöffnung 71 in den konkaven Bereich 70a des Behälters 70 eingeleitet. In diesem Verfahrensstadium wird die durch die Pumpe 83 gepumpte und gelieferte Entwicklermenge so festgelegt, daß für die Entwicklung eines Wafers eine konstante Entwicklermenge zugeführt wird.
Wie in den 9 und 11 dargestellt ist, wird das Kugellager 64 durch die Kugelspindel 63 geführt, während der Führungsvorsprung 69 der Schiebeplatte 62 auf den beiden Führungsschienen 68 geführt wird, wenn die Kugelspindel 63 über die zwei Laufräder 65a, 65b und den Riemen 66 durch den Antriebsmotor 67 des vertikalen Antriebsteils 60 gedreht wird. Die Schiebeplatte 62 wird gerade nach unten bewegt, so wie dies in 12 dargestellt ist, so daß die strukturierte Oberfläche des Wafers den sich in dem konkaven Bereich 70a des Behälters 70 befindenden Entwickler berührt.
Da die Bewegungsstrecke des Wafers so gesteuert wird, daß nur die strukturierte Oberfläche des Wafers und nicht der ganze Wafer eingetaucht ist, wird der Antrieb des Antriebsmotors 67 bei dieser Verfahrensstufe durch ein vorher festgelegtes Programm gesteuert. Der Entwickler darf hierbei nicht über die Rückseite des Wafers fließen, selbst wenn die Rückseite des Wafers sich auf der gleichen horizontalen Ebene befindet wie die Oberfläche des Entwicklers.
Wenn die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eingetaucht ist, wird der Antriebsmotor 11 so betätigt, daß die Schleudereinspannvorrichtung 10 mit einer geringer Geschwindigkeit von etwa 10–300 Upm rotiert, wobei der Entwicklungsvorgang für etwa 5–30 Sekunden erfolgt. Da in der Schleudereinspannvorrichtung 10 inertes Gas zugeführt wird, das an dem unteren Rand des Wafers über die Öffnung 18 zwischen dem Gehäuse 15 und der Unterseite der Abdeckung 16 austritt oder versprüht wird, wird bei dem Entwicklungsvorgang, so wie dies in 5 dargestellt ist, ein Fließen des Entwicklers über die Rückseite des Wafers aufgrund der Rotation der Schleudereinspannvorrichtung 10 und eine dadurch hervorgerufene Verunreinigung verhindert.
Wie in 14 dargestellt ist, wird das Spülmittel durch die Sprühdüse 93 über die gesamte Oberfläche des Behälters 70 gesprüht, so daß die Nebenprodukte (a) vollständig entfernt werden. Während der Ventilationsarm 96 über den konkaven Bereich 70a bewegt wird, besprüht er den konkaven Bereich 70a mit Gas, so daß das in dem konkaven Bereich 70a verbliebene Spülmittel zu der Auslaßöffnung 72 und der offenen Auslaßöffnung 70c geleitet wird, durch die es ausströmt.
Bei dem Verfahrensschritt des Entfernens der Feuchtigkeit von dem Wafer wird nun das Aufsprühen des Spülmittels gestoppt und man läßt die Schleudereinspannvorrichtung 10 für etwa 30–90 Sekunden mit hoher Geschwindigkeit von etwa 6000–7000 Upm rotieren. Bei diesem Feuchtigkeitsentfernungsvorgang wird die Feuchtigkeit auf dem Wafer durch die hohe Drehgeschwindigkeit und die Zentrierkraft entfernt. Da die strukturierte Oberfläche des Wafers nach unten gerichtet ist, strömen hierbei insbesondere auch die in den Ecken oder Winkeln verbliebenen Nebenprodukte (a) einfach nach unten. Das Verfahren zur Beseitigung der Nebenprodukte ist bei feinen Strukturen sehr effizient.
Zusätzlich hierzu wird die Feuchtigkeit von dem in dem Behälter 70 angebrachten Adsorptionsrohr 70d adsorbiert, um die Feuchtigkeit in dem Behälter 70 vollständig zu entfernen.
Nach dem Entwicklungsvorgang, dem Spülen und dem Entfernen der Feuchtigkeit wird der Wafer in umgekehrter Richtung wie oben entnommen, d.h., daß die Schleudereinspannvorrichtung 10 und der Wafer nach oben bewegt werden und der Wafer aus dem Behälter 70 entnommen wird, wenn der Antriebsmotor 67 des vertikalen Antriebsteils 60 in umgekehrter Richtung betrieben wird, so wie dies in 9 dargestellt ist. Nun wird der Umdrehrahmen 61 durch den Drehzylinder 53 des Umdrehantriebsteils 50 um 180° gedreht und der Wafer wird, so wie das in 8 dargestellt ist, auf den Fingern 22 des Waferausrichtungsteils 20 angeordnet, wobei die strukturierte Oberfläche des Wafers gleichzeitig nach oben gerichtet wird.
Wenn die Finger 22 in diesem Verfahrensstadium den Wafer durch Betätigung der Kolbenstange 24 für beide Richtungen halten, wird der an der Schleudereinspannvorrichtung 10 anliegende Unterdruck abgeschaltet, so daß der Wafer freigegeben wird. Nun wird der vertikale Rahmen 21 durch Betätigung des Antriebsmotors 30 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, so daß der Entwicklungsvorgang beendet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungssystem wird der oben beschriebene Vorgang durch das an dem Tisch 40 angebrachte Steuerteil wiederholt durchgeführt, wobei durch Voreinstellung des Betriebszustandes jedes der Antriebsteile auch eine automatische Steuerung möglich ist.
Der Entwicklungsvorgang ist erfindungsgemäß einfach so durchführbar, daß die in den Ecken oder Winkeln der strukturierten Waferoberfläche verbliebenen Nebenprodukte vollständig entfernt werden. Der Entwicklungsvorgang wird hierbei so durchgeführt, daß die strukturierte Waferoberfläche nach unten gerichtet ist. Hierdurch werden durch Nebenprodukte verursachte Funktionsstörungen bei den folgenden Verfahrensschritten verhindert, so daß die Ausbeute erhöht und die Produktivität verbessert wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben wurde, sei bemerkt, daß auch zahlreiche Veränderungen und Abänderungen durchgeführt oder Substitutionen vorgenommen werden können, die von dem Erfindungsgedanken erfaßt und in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche fallen.

Claims

Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit: einem Behälter zur Aufnahme eines Entwicklers mit einer an seiner Oberseite angebrachten Öffnung als Durchlass für einen Wafer und einer Auslassöffnung des Entwicklers an seiner Unterseite; einer Wafertransportvorrichtung zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch Ansaugen der Rückseite der durch die Öffnung nach unten weisenden strukturierten Oberfläche des Wafers; eine Entwicklerversorgungseinrichtung zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, um die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler einzutauchen; eine Spülmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen von Spülmittel in den Behälter, um das Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers aufzusprühen; eine Reinigungsmittelversorgungseinrichtung zum Zuführen einer Reinigungslösung in den Behälter, um den in dem Behälter verbliebenen Entwickler und restliches Spülmittel zu entfernen; eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas in den Behälter, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung durch Druckgas zu entfernen.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei der Behälter auf seiner Oberseite einen aus einem halbtransparenten Material bestehenden Deckel mit einer Öffnung umfasst, die ausreichend groß bemessen ist, um einen Wafer hindurchführen zu können.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei der Behälter so gestaltet ist, dass die Bewegungsachse der Einspannvorrichtung, an der der Wafer befestigt ist, durch den Behältermittelpunkt verläuft, und dass der Boden oder der untere Teil des Behälters konkav ausgebildet ist, so dass die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 3, wobei der konkave Teil trichterförmig ausgebildet ist und einen tiefliegenden Mittelpunkt besitzt.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei der konkave Teil des Behälters eine mit einer Abflussleitung verbundene Abflussöffnung zum selektiven Ablassen des Entwicklers und des Spülmittels aufweist, wobei in der Abflussöffnung ein hydraulisch betriebenes Ventil zum Öffnen/Schließen der Abflussöffnung angebracht ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 3, wobei sich um den konkaven Teil eine schräg ausgebildete Nut erstreckt, deren beide Oberflächen nach unten geneigt sind und wobei an dem Boden der schräg ausgebildeten Nut eine Abflussöffnung ausgebildet ist, so dass der in die schräg ausgebildete Nut eingeströmte Entwickler und das Spülmittel durch die Abflussöffnung in eine Abflussleitung abfließen können.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 6, wobei die Abflussöffnung als offene Abflussöffnung ausgebildet ist, so dass der Entwickler und das Spülmittel aufgrund der Gravitationskraft auf natürlichem Wege ausströmen können.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei die Wafertransportvorrichtung folgende Bauteile umfasst: eine an dem Behälter angebrachte Schleudereinspannvorrichtung, an der die Rückseite des zu entwickelnden Wafers befestigt ist; einen Antriebsmotor zum Drehen der Schleudereinspannvorrichtung; ein vertikales Antriebsteil zum Einführen/Entnehmen des Wafers in/aus dem Behälter durch eine Vertikalbewegung der Schleudereinspannvorrichtung; und ein Umdrehantriebsteil zum selektiven Umdrehen des Wafers, so dass die strukturierte Oberfläche des Wafers durch Drehen der Schleudereinspannvorrichtung und des vertikalen Antriebsteils um einen bestimmten Winkel nach oben oder nach unten gerichtet wird.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 8, wobei die Schleudereinspannvorrichtung folgende Bauteile umfasst: eine Drehachse mit einem darin ausgebildeten Vakuumkanal, die durch den Antriebsmotor gedreht wird; eine auf der Drehachse befestigte Ansaugplatte, die mit der Drehachse rotiert und mehrere Ansaugöffnungen umfasst, die mit dem Vakuumkanal der Drehachse verbunden sind, um den Wafer durch einen Unterdruck anzusaugen; ein an dem vertikalen Antriebsteil befestigten Vorsprung zur Lagerung der sich drehenden Rotationsachse; und ein an dem Vorsprung befestigtes Gehäuse, das die Oberseite der Ansaugplatte abdeckt.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 9, wobei die Schleudereinspannvorrichtung eine Einrichtung zur Verhinderung einer Verunreinigung des Wafers umfasst, durch die ein inertes Gas auf die umlaufenden Kanten des durch einen Unterdruck an der Ansaugplatte befestigten Wafers strömt.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zur Vermeidung einer Verunreinigung des Wafers folgende Teile umfasst: eine Abdeckung, die in einem geringen Abstand zu dem Gehäuse der Schleudereinspannvorrichtung angeordnet ist, wodurch ein an der Unterseite offener Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung ausgebildet wird; eine Gasversorgungsleitung, die an der Abdeckung angebracht ist und die in den Zwischenraum mündet.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei die Entwicklerversorgungseinrichtung folgende Bauteile umfasst: ein am Boden oder im unteren Teil des Behälters angebrachter Entwicklerzufluss zum Zuführen einer bestimmten Entwicklermenge in den unteren Teil des Behälters, so dass die strukturierte Oberfläche des Wafers in den Entwickler eintaucht; ein mit dem Entwicklerzufluss und einer Entwicklerversorgungsleitung verbundener Entwicklervorratsbehälter; und eine Pumpe zum Zuführen des Entwicklers in dem Entwicklervorratsbehälter in den Behälter durch Pumpen mit einer konstanten Pumprate.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei die Spülmittelversorgungseinrichtung folgende Bauteile umfasst: mehrere Sprühöffnungen zum Besprühen der strukturierten Oberfläche des Wafers mit Spülmittel; eine Spülmittelversorgungsquelle zum Zuführen des Spülmittels zu den Sprühöffnungen über eine Spülmittelversorgungsleitung; und ein in der Spülmittelversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Spülmittelversorgungsleitung.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 13, wobei die Spülmittelversorgungseinrichtung einen an der Spülmittelversorgungsleitung angebrachten Verteiler zur Aufnahme des Spülmittels von der Spülmittelversorgungsquelle und zum Weiterleiten des Spülmittels zu den einzelnen Sprühöffnungen mit gleichem Sprühdruck umfasst.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 13, wobei die Sprühöffnungen an der Oberseite eines quadratischen Spülmittelsprüharms ausgebildet sind, der so durch einen Motor angetrieben wird, dass er selektiv Zugang zu der Unterseite der strukturierten Waferoberfläche zum Besprühen mit Spülmittel erhält, wobei der Sprüharm schrittweise angetrieben wird und in vertikaler Richtung mit einem drehbar mit dem Motor verbundenen Drehrohr verbunden ist, und wobei der Sprüharm zur Aufnahme von Spülmittel mit der Spülmittelversorgungsleitung verbunden ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 13 oder 15, wobei die Sprühöffnungen mehrere feine Durchbohrungen sind.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 15, wobei der Spülmittelsprüharm länger ist, als der Abstand von dem Rotationsmittelpunkt des Wafers zu seiner peripheren Rotationskante.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 15, wobei der Motor und das Drehrohr über zwei Riemen und Laufräder miteinander verbunden sind.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei die Reinigungslösungsversorgungseinrichtung folgende Bauteile umfasst: mehrere Sprühdüsen, die an der Oberseite des Behälters so angebracht sind, dass die Sprühlösung gegen den Boden des Behälters gesprüht wird; eine Reinigungslösungsversorgungsquelle zum Zuführen der Reinigungslösung zu den Sprühdüsen über eine Reinigungslösungsversorgungsleitung; und ein in der Reinigungslösungsversorgungsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Reinigungslösungsversorgungsleitung.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 19, wobei an der Behälterabdeckung mehrere Sprühdüsen angebracht sind, die jeweils einen großen Sprühwinkel besitzen, so dass die Reinigungslösung über die gesamte Bodenfläche des Behälters gesprüht wird.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei die Gasversorgungseinrichtung folgende Bauteile umfasst: mehrere an dem Behälter angebrachte Ventilationsöffnungen zum Entfernen der in dem Behälter verbliebenen Reinigungslösung durch Druckgas; eine Gasversorgungsquelle zum Zuführen von Gas zu den Ventilationsöffnungen über eine Ventilationsleitung; und ein in der Ventilationsleitung angebrachtes Ventil zum selektiven Öffnen/Schließen der Ventilationsleitung.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 21, wobei die Ventilationsöffnungen an der Oberseite eines quadratischen Ventilationsarmes ausgebildet sind, der durch einen Motor so angetrieben wird, dass er zum Versprühen von Gas einen selektiven Zugang zu dem konkaven Teil des Behälters erhält, wobei der Ventilationsarm entsprechend der konkaven Form des Behälters schrittweise angetrieben wird und in vertikaler Richtung mit einem drehbar mit dem Motor verbundenen Drehrohr verbunden ist und wobei der Ventilationsarm zur Aufnahme von Gas mit der Ventilationsleitung verbunden ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Ventilationsöffnungen mehrere feine Durchbohrungen sind.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 22, wobei der Ventilationsarm länger ist als der Durchmesser des konkaven Teils des Behälters.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 22, wobei der Motor und das Drehrohr über zwei Riemen und Laufrollen miteinander verbunden sind.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 21, wobei die Gasversorgungsquelle eine Gaspumpe zum Komprimieren des Gases und zur Beibehaltung eines Zustandes hoher Dichte ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 21, wobei die Gasversorgungseinrichtung folgende Bauteile umfasst: ein an dem Behälter angebrachtes Adsorptionsrohr zur Adsorption von in dem Behälter verbliebenen Nebenprodukten und Feuchtigkeit usw. durch einen Unterdruck in dem Rohr; und eine an dem Adsorptionsrohr angebrachte Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei das Spülmittel und die Reinigungslösung deionisiertes Wasser sind.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, wobei das Gas ein inertes Gas ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklerversorgungseinrichtung, die Spülmittelversorgungseinrichtung und die Gasversorgungseinrichtung durch ein gemeinsames Rohr mit dem Behälter in leitender Verbindung stehen.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 30, wobei das Rohr ein drehbar gelagertes Rohr mit einem Laufrad an einem Ende ist, das sich aufgrund einer Rotationskraft dreht, die über einem Riemen von dem Motor aus übertragen wird.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 31, wobei der Motor ein Schrittschaltmotor ist.
Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach Anspruch 1 mit einer Waferausrichtungseinrichtung zum Ausrichten des Wafers, so dass der Rotationsmittelpunkt der Schleudereinspannvorrichtung und der Rotationsmittelpunkt des Wafers übereinstimmen.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem zur Herstellung von Halbleiterbauelementen gemäß den Ansprüchen 1 bis 33, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Zuführen eines Entwicklers in den Behälter unter Verwendung der Entwicklerversorgungseinrichtung; b) Entwickeln des Wafers durch Eintauchen der strukturierten Waferoberfläche in den sich in dem Behälter befindenden Entwickler, wobei der Wafer so abgesenkt wird, dass seine strukturierte Oberfläche nach unten gerichtet ist; c) Spülen des Wafers durch nach oben Sprühen des Spülmittel auf die strukturierte Oberfläche des Wafers unter Verwendung der Spülmittelversorgungseinrichtung, nachdem der Wafer auf eine bestimmte Höhe angehoben wurde; d) Reinigen des Behälters durch Einsprühen einer Reinigungslösung in den Behälter unter Verwendung der Reinigungslösungsversorgungseinrichtung nach dem Herausnehmen des Wafers aus dem Behälter; und e) Einleiten von Gas in den Behälter unter Verwendung der Gasversorgungseinrichtung, um die in dem Behälter verbliebene Reinigungslösung zu entfernen.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt b so durchgeführt wird, dass man den in den sich in dem Behälter befindenden Entwickler eingetauchten Wafer mit einer geringen Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeitspanne rotieren lässt, so dass der Wafer mit dem Entwickler reagiert.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt d so durchgeführt wird, dass das Spülmittel auf den Wafer gesprüht wird und man den Wafer mit einer hohen Geschwindigkeit rotieren lässt, um das Spülmittel auf dem Wafer durch die auftretende Zentrifugalkraft zu entfernen.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt d dadurch gekennzeichnet ist, dass die im Behälter verbliebenen Nebenprodukte und Feuchtigkeit an einem im Behälter angebrachten Adsorptionsrohr adsorbiert und aus dem Behälter entfernt werden.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die verbliebene Reinigungslösung durch Einleiten von Druckgas aus dem Behälter entfernt wird.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34 mit folgenden zusätzlichen Verfahrensschritten: a) Ansaugen des Wafers durch den Wafertransportteil vor der Durchführung des Verfahrensschrittes b, wobei die strukturierte Oberfläche des Wafers nach oben gerichtet ist; und b) Umdrehen des Wafers um 180°, so dass die strukturierte Oberfläche des auf der Wafertransportvorrichtung befestigten Wafers nach unten weist.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt b dadurch gekennzeichnet ist, dass der Entwickler nicht an die Rückseite des Wafers gelangt.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt b so durchgeführt wird, dass man den Wafer für 5–30 Sekunden mit einer geringen Geschwindigkeit von 10–300 Upm rotieren lässt.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt c so durchgeführt wird, dass man den Wafer für 5–30 Sekunden mit einer geringen Geschwindigkeit von 10–300 Upm rotieren lässt.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 36, wobei die Feuchtigkeit auf dem Wafer dadurch beseitigt wird, dass man den Wafer für 30–90 Sekunden mit einer hohen Geschwindigkeit von 6000–7000 Upm rotieren lässt.
Steuerungsverfahren für das Entwicklungssystem nach Anspruch 34, wobei der Verfahrensschritt a so durchgeführt wird, dass der Behälter eine Entwicklermenge zum Entwickeln eines Wafers enthält, und dass der Entwickler durch den Entwicklerversorgungsteil mit konstanter Menge zugeführt wird.