DE19536474A1

DE19536474A1 - Cleaning of coated workpieces

Info

Publication number: DE19536474A1
Application number: DE19536474A
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl Ing Aigner; Hilmar Dipl Ing Demuschewski; Georg Meyer; Hans-Siegfried Steuber; Gerd Dipl Phys Unger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2015-09-30
Also published as: DE19536474C2

Abstract

The cleaning process for a coated workpiece, which is structured by blasting, cleans an edge zone of the workpiece from particles which can be detached. The edge zone is subjected to the same blasting as used for structuring. To produce a photo mask, a photo blank is used of a quartz substrate with a sputtered chrome layer. The edges are cleaned by an electron beam instrument or pattern generator. The intensity used at the edge zone is higher than used at the semiconductor zone.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren für ein beschichtetes Werkstück, welches einer Strukturierung mittels Strahlung unterzogen wird.The invention relates to a cleaning method for a coated workpiece, which is structured by means of Radiation is subjected.

Als Werkstücke dieser Art werden bei der Herstellung von Fotomasken sogenannte Fotoblanks verwendet, die im wesent lichen eine polierte Quarzglasplatte aufweisen. Diese Quarz glasplatte ist üblicherweise mit einer dünnen Chromschicht von ca. 100 nm Dicke und weiterhin mit einem Fotolack von ca. 400 nm Dicke beschichtet.Workpieces of this type are used in the production of So-called photo masks are used, which essentially Lichen have a polished quartz glass plate. This quartz Glass plate is usually with a thin layer of chrome 100 nm thick and with a photoresist of approx. 400 nm thickness coated.

Dabei tritt das Problem auf, daß das aufgesputterte Chrom im Bereich der Ränder bzw. der Kanten des Blanksubstrats nicht vollständig und dauerhaft haftet, sondern daß sich beim Ent fernen des Lacks nach der Strukturierung und bei der Endrei nigung immer wieder kleine Chromteilchen, sog. Chromflitter, ablösen. Diese Chromflitter setzen sich in den strukturierten Bereichen an den Kanten der Strukturen fest. Dieses Problem wird insbesondere beobachtet bei der Verwendung von Blanks mit einer Dicke von 6,35 mm und bei der Herstellung von Foto masken mit großer Strukturdichte, wie z. B. bei der Herstel lung von 4 und 16 Megabit Speicherbausteinen. Bei diesen Fotomasken sind besonders viele Strukturkanten vorhanden, an denen sich die Chromflitter festsetzen können.The problem arises that the sputtered chrome in Area of the edges or edges of the blank substrate is not fully and permanently liable, but that the Ent removal of the varnish after structuring and at the final three small chrome particles, so-called chrome flakes, replace. These chrome tinsel sit in the structured Areas stuck to the edges of the structures. This problem is particularly observed when using blanks with a thickness of 6.35 mm and in the production of photo Masks with a high structure density, such as B. in the manufacture 4 and 16 megabit memory chips. With these Photo masks have a particularly large number of textured edges to which the chrome tinsel can stick.

Üblicherweise werden solche auftretenden Chromflitter in einer Reparaturanlage mit einem Laserstrahl verdampft und da durch entfernt. Dies ist zum einen mit einem erheblichen Auf wand verbunden und zum anderen mit dem Risiko, daß bei der Reparatur durch Fehlpositionierung des Laserstrahls andere Strukturen beschädigt werden. Darüber hinaus wird ab z. B. 50 Chromflittern die Maske nicht mehr repariert, sondern eine Neufertigung vorgenommen.Such chrome flakes usually occur in a repair system evaporated with a laser beam and there through removed. On the one hand, this is with a significant increase wall connected and on the other hand with the risk that the Repair by mispositioning the laser beam others Structures are damaged. In addition, from z. B. 50 Chrome tinsel no longer repairs the mask, but one Made new.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem auf besonders zuverlässige Weise eine Defektreduzierung erreicht wird.The invention has for its object a method of to create the kind mentioned above, with which in particular reliable way a defect reduction is achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This problem is solved with the characteristic Features of claim 1. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung werden der Rand bzw. die Kanten des Werkstücks, die in Zusammenhang mit der Struk turierung nicht bearbeitet werden, mit der gleichen Strahlung beaufschlagt, die auch bei der Strukturierung verwendet wird. Dadurch wird der Rand bzw. die Kanten des Werkstücks von sich evtl. ablösenden Teilchen gereinigt und eine unkontrollierte Ablösung einzelner Teilchen verhindert, so daß sich keine Teilchen in der Struktur festsetzen und zu Defekten führen können. Mit diesem Verfahren wurde in einem Testlauf die durchschnittliche Fehlerrate von 24 auf 2 gesenkt.According to the basic idea of the invention, the edge or the Edges of the workpiece related to the structure turation cannot be processed with the same radiation applied, which is also used in the structuring. This removes the edge or edges of the workpiece any detachable particles cleaned and an uncontrolled Detachment of individual particles prevented, so that none Fix particles in the structure and lead to defects can. With this procedure, the Average error rate reduced from 24 to 2.

Bevorzugt wird dieses Verfahren bei der Herstellung einer Fotomaske angewendet, wobei ein Fotoblank verwendet wird, das aus einem Quarzsubstrat mit einer aufgesputterten Chrom schicht besteht. Darauf befindet sich eine Lackmaske, die strukturiert wird. Da es jetzt speziell im Randbereich zur Ablösung von Chrompartikeln kommen kann, wird erfindungsgemäß in diesem Bereich ebenfalls eine Bestrahlung durchgeführt, um die Chrompartikel kontrolliert abzuätzen. Ebenso gut ist das Verfahren jedoch auch in der Waferstrukturierung in ver gleichbarer Weise einsetzbar, da auch dort nach Schichtauf bringung die Gefahr der Partikelablösung im Randbereich besteht.This method is preferred in the production of a Photomask applied, using a photo blank, the from a quartz substrate with a sputtered chrome layer exists. There is a paint mask on it is structured. Since it is now especially in the edge area Detachment of chrome particles can occur according to the invention in this area also irradiation was carried out in order to to etch off the chrome particles in a controlled manner. It is just as good However, processes also in wafer structuring in ver can be used in the same way, since there too after shift bring the risk of particle detachment in the edge area consists.

Das sich möglicherweise im Bereich der Ränder und Kanten ab lösende Material wird mit dem gleichen Verfahren abgeätzt, das auch bei der Strukturierung angewandt wird. Dies kann bei der Fotomaskenherstellung ein Elektronenstrahl oder auch ein anderer Patterngenerator, wie z. B. ein Laserschreiber oder ein Stepper sein. Dabei wird der Randbereich mit einer höhe ren Intensität als der eigentlich zu strukturierende Bereich bearbeitet. Dies geschieht zum einen, um sicherzugehen, daß das Material wirklich vollständig entfernt wird. Zum anderen werden auf diese Weise auch Randbereiche zuverlässig gerei nigt, welche bei vielen Beschichtungsverfahren besonders dick beschichtet werden. Dies ist beispielsweise bei dem Auf schleuderprozeß des Lacks der Fall, wobei dann das Rand pattern mit einer 4-fach höheren Dosis als normal bestrahlt wird.That may differ in the area of the edges and edges solvent material is etched off using the same process, that is also used in structuring. This can happen with an electron beam or an electron beam other pattern generator, such as B. a laser recorder or to be a stepper. The edge area is with a height intensity than the area actually to be structured processed. On the one hand, this is done to ensure that the material is really completely removed. On the other hand this way, even peripheral areas are reliably cleaned which is particularly thick in many coating processes be coated. This is the case, for example the process of spinning the lacquer, the edge then irradiated with a dose 4 times higher than normal becomes.

Bei der Reinigung von Fotoblanks trifft der Elektronenstrahl im Randbereich auf nichtleitende Materialien, so daß dort Aufladungen entstehen können. Aus diesem Grund wird die Rei nigung der Kanten bevorzugt erst nach der Strukturierung der übrigen Fläche durchgeführt, um Lageungenauigkeiten durch Aufladung und daraus resultierende Ablenkungen zu vermeiden. Andererseits ist es günstig, die Reinigung der Kanten vor anderen Arbeitsschritten im Randbereich, insbesondere der Entlackung, durchzuführen, da sonst bei diesen Schritten bereits Partikel abgelöst werden können, die zu Defekten auf der Halbleiterstruktur führen können.The electron beam strikes when cleaning photo blanks in the edge area on non-conductive materials, so that there Charges can arise. For this reason, the Rei cleaning of the edges preferably only after structuring the remaining area carried out due to positional inaccuracies Avoid charging and resulting distractions. On the other hand, it is beneficial to clean the edges before other work steps in the marginal area, in particular the Paint stripping, otherwise carry out these steps Particles can already be detached that lead to defects can lead to the semiconductor structure.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Patterngenerator verwendet. Er weist an zwei Kanten defi nierte Anlagebereiche für das zu bestrahlende Werkstück auf. Die Bestrahlung der Randbereiche wird hierbei bevorzugt mit unterschiedlichen Breiten durchgeführt. Im Bereich der defi nierten Anlage kann die Breite genau angepaßt werden, während in den nicht definiert anliegenden Randbereichen unter Be rücksichtigung von Meßtoleranzen vorsorglich eine größere Randfläche mit dem Strahl beaufschlagt wird.In a preferred development of the invention, a Pattern generator used. It has defi on two edges system areas for the workpiece to be irradiated. The irradiation of the edge areas is preferred with different widths. In the area of defi nated system, the width can be adjusted precisely while in the undefined border areas under Be taking measurement tolerances into account a larger one as a precaution Edge surface is exposed to the beam.

Im folgenden wir die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:In the following we the invention using one in the drawing illustrated embodiment further explained. in the some show the schematic representations in:

Fig. 1 einen Teil eines seitlichen Querschnitts durch ein Fotoblank; und Fig. 1 shows a part of a lateral cross-section through a photo Blank; and

Fig. 2 ein Pattern zur Randbestrahlung. Fig. 2 shows a pattern for marginal radiation.

In Fig. 1 ist ein Fotoblank 1 dargestellt, welches im we sentlichen aus einem Quarzsubstrat besteht. Auf dem Fotoblank 1 ist eine Chromschicht 2 mit einer Dicke von ungefähr 100 nm aufgebracht, die auch im Bereich der Phase 3 und der Kante 4 des Fotoblanks 1 aufgebracht ist. Der Bereich der Phase 3 und der Kante 4 wird zusammenfassend auch als Randbereich be zeichnet. Das Fotoblank 1 wird weiterhin mit einem Fotolack 5 mit einer Dicke von ca. 400 nm beschichtet. Im Randbereich ist die Beschichtung mit Chrom und Fotolack undefiniert, da speziell Chrom in diesem Randbereich nur schlecht haftet. Er findungsgemäß wird im Laufe des üblichen Maskenprozesses, also nach dem Entwickeln, dem Ofenprozeß, dem Plasma-Descumming, dem Ätzprozeß und der Auswertung als zusätzlicher Schritt eine Bestrahlung des Randbereichs vorgenommen, um in diesem Bereich das nur undefiniert haftende Material zu ent fernen. Danach wird der Maskenprozeß in üblicher Weise mit der Entlackung, der Reinigung und der optischen Kontrolle fortgeführt.In Fig. 1, a photo blank 1 is shown, which consists essentially of a quartz substrate. In the photo Blank 1 is a chromium layer 2 having a thickness of about 100 nm is applied, which is applied the photosensor blanks 1 in the area of Phase 3 and the edge. 4 The area of phase 3 and edge 4 is also referred to collectively as the edge area. The photoblank 1 is further coated with a photoresist 5 with a thickness of approximately 400 nm. In the edge area, the coating with chrome and photoresist is undefined, since chrome in particular adheres poorly to this edge area. According to the invention, in the course of the usual mask process, that is to say after the development, the furnace process, the plasma descumming, the etching process and the evaluation, an irradiation of the edge region is carried out as an additional step in order to remove the undefined adhesive material in this region. Then the mask process is continued in the usual way with the stripping, cleaning and optical control.

Ein Randbestrahlungspattern 6 ist in Fig. 2 dargestellt. Dieser Randbestrahlungspattern 6 ist größenmäßig für ein 6-Zoll-Blank ausgelegt. Das Patternaußenmaß ist mit 154 mm Länge größer als das Fotoblank 1.An edge radiation pattern 6 is shown in FIG. 2. The size of this marginal radiation pattern 6 is designed for a 6-inch blank. The outside dimension of the pattern is 154 mm longer than the photo blank 1 .

Das Fotoblank wird links und unten in dem Randbestrahlungs pattern 6 definiert angelegt, so daß in diesen Bereichen a ein bezüglich der Breite genau festgelegter Randbereich anders bestrahlt wird als in dem oben und rechts nicht definiert anliegenden Randbereich.The photo blank is applied to the left and below in the edge irradiation pattern 6 in a defined manner, so that in these areas a an edge area which is precisely defined with respect to its width is irradiated differently than in the edge area not defined above and right.

Zum Ausgleich von eventuell vorhandenen Meßtoleranzen des Fotoblank 6 beaufschlagt die Bestrahlung an diesen Seiten b einen breiteren Randbereich b. Es ist somit sichergestellt, daß der Randbereich des Werkstücks in jedem Fall vom Strahl erfaßt wird.In order to compensate for any measuring tolerances of the photo blank 6, the radiation impinges a wider edge area b on these sides b. It is thus ensured that the edge area of the workpiece is in any case gripped by the beam.

Innerhalb der zentrale Fläche 7 wird mittels Strahlung die gewünschten Struktur ausgebildet. Der um diese Fläche 7 liegende Randbereich wird anschließend zur Reinigung - wie vorstehend beschrieben - mit der gleichen Strahlung beauf schlagt, die jedoch eine höhere Intensität als bei der Struk turierung aufweist. Besonders gute Ergebnisse werden mit einer etwa vierfach hohen Dosis erzielt.The desired structure is formed within the central surface 7 by means of radiation. The edge region lying around this surface 7 is then subjected to cleaning - as described above - with the same radiation, but which has a higher intensity than in the structuring. Particularly good results are achieved with an approximately four-fold dose.

Claims

1. Cleaning method for a coated workpiece, which is subjected to structuring by means of radiation, characterized in that an edge region of the workpiece is cleaned of particles which may be loosening there, by applying the same radiation to the edge region that is used in the structuring .

2. The method according to claim 1, characterized, that a photo blank is used to produce a photo mask which consists essentially of a quartz substrate there is a sputtered chrome layer.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the work technique for structuring and removal in Edge area with a higher intensity than on the structuring surface is carried out.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the edges of the workpiece with an electron beam recorder or pattern generator can be cleaned.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the cleaning of the edge area after structuring the remaining area is carried out.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the cleaning of the edge area before other work steps ten in the edge area, especially the paint stripping becomes.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the workpiece is defined on at least one side an attack is made, that on this side the edge area to be cleaned with a The width of the radiation is applied and not applied placed pages with a larger width to compensate for Measurement tolerances of the workpiece is applied.