CN113614901A - 蚀刻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明关于蚀刻装置,其包括蚀刻腔室、开闭蚀刻腔室的开闭单元及选择性地约束开闭单元的锁定单元。
Description
技术领域
本发明关于一种能够提高蚀刻性能的蚀刻装置。
背景技术
氮化硅膜在半导体制程中用作代表性的绝缘膜,氮化硅膜具有与硅氧化膜、多晶硅膜、硅物件体表面等接触的结构,通过CVD(Chemical vapor deposition,化学气相沉积)制程而沉积,其通过干法蚀刻装置及湿法蚀刻装置而去除。
干法蚀刻装置的干法蚀刻主要加入氟类气体和惰性气体等,在真空状态下进行,用于执行干法蚀刻的装备价格昂贵,因而在商业应用方面存在界限。因此,利用磷酸的湿法蚀刻比干法蚀刻应用更广泛。
湿法蚀刻装置的湿法蚀刻是通过蚀刻液的化学反应而选择性地在物件体(基板等)中蚀刻期望的物件层,可以根据要求的特性或蚀刻度等,简便地混合组成具有与此相符的配比的蚀刻液而进行作业,提供比干法蚀刻进一步提高的作业相容性,一次可以处理大量的物件体,装置的价格低廉。
这种湿法蚀刻装置由能够开闭并在内部放置物件体的蚀刻腔室、用于向蚀刻腔室供应蚀刻液的蚀刻液供应部、用于向蚀刻腔室供应清洗液的清洗液供应部、用于使蚀刻腔室开闭的驱动部等构成。
可是,以往的湿法蚀刻装置在蚀刻制程时,在蚀刻腔室的内部维持在加压气氛的情况下,高压力作用于蚀刻腔室,因而要求坚固的封闭结构,以便蚀刻腔室的封闭状态不变。
另外,以往的湿法蚀刻装置在进行蚀刻时,蚀刻液的一部分气化,物件体的温度会因气化热而下降,由于蚀刻液的气化,蚀刻液的浓度控制困难,因而发生损失,因此,为了既定地维持蚀刻液的浓度,现在正在使大量的去离子水及蚀刻液投入蚀刻槽来执行物件体的蚀刻,因大量去离子水及蚀刻液的投入导致经济上的损失加大。
作为与本发明相关的现有文献,有韩国授权专利第10-0691479号(2007年2月28日),在该现有文献中公开了一种大面积基板的蚀刻装置。
发明内容
解决的技术问题
本发明提供一种能够提高蚀刻性能的蚀刻装置。
技术方案
本发明的蚀刻装置特征在于,包括蚀刻腔室、开闭该蚀刻腔室的开闭单元及选择性地约束该开闭单元的锁定单元。
另外,该锁定单元可以在约束该开闭单元移动的约束位置与解除约束的解除位置之间移动。
另外,该开闭单元可以具备:腔室开闭部,该腔室开闭部选择性地打开该蚀刻腔室;及开闭驱动部,该开闭驱动部使该腔室开闭部驱动。
另外,可以还具备:引导该腔室开闭部的移动的第一引导部。
另外,可以还具备:将该蚀刻腔室维持在加压气氛的加压维持部。
另外,该加压维持部可以具备:加压部,该加压部使该蚀刻腔室维持在设置的压力;及排气部,该排气部使该蚀刻腔室内部的气体排出到外部。
另外,该锁定单元可以约束该开闭单元,使得加压气氛的该蚀刻腔室封闭,当解除加压气氛时,可以解除该开闭单元的约束。
另外,可以还具备:第一约束部,该第一约束部配备于该开闭单元;及第二约束部,该第二约束部配备于该锁定单元,与该第一约束部联动,约束该开闭单元的移动。
另外,可以还具备:引导该第二约束部的移动的第二引导部。
另外,该加压维持部可以将该腔室单元内的压力维持在0.1帕至10帕。
可以还具备:向该蚀刻腔室供应蚀刻液的蚀刻液供应部。
另外,该蚀刻液可以选择性地使用氢氟酸(HF)、硝酸(NHO3)、双氧水(H2O2)、异丙醇(IPA)、氨水(NH4OH)、水(H2O)、磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)中至少一种或一种以上的混合物。
发明效果
本发明一个实施例的蚀刻装置在蚀刻腔室封闭位置被约束,因而在将蚀刻腔室维持在加压气氛时,可以防止蚀刻腔室因高压力而打开。
而且,使蚀刻时蚀刻腔室的内部维持在加压气氛,从而可以防止气化现象,可以既定地维持蚀刻液的浓度,可以提高蚀刻选择比。
另外,由于蚀刻液的浓度保持既定,因而不要求用于维持蚀刻液浓度的另外的去离子水及蚀刻液的追加投入,可以提高制品回收率,可以实现减少蚀刻液消耗量等,在经济方面可以极大节省费用。
而且,在物件体浸于蚀刻液的状态下实现蚀刻,因而可以较厚地形成蚀刻液的液膜,可以提高蚀刻性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的立体图。
图2是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室打开状态的主视图。
图3是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的主视图。
图4是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室打开状态的侧视图。
图5是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的侧视图。
图6是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的主视剖面图。
图7是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室和第一喷嘴及第二喷嘴的立体图。
图8是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室和第一喷嘴及第二喷嘴的仰视图。
图9是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第一喷嘴和第二喷嘴的立体图。
图10是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的蚀刻液供应部和冲洗液供应部及清洗液供应部间的连接结构的构成图。
图11是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的蚀刻液供应部和冲洗液供应部、清洗液供应部及加压存储部间的连接结构的构成图。
图12是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的主视剖面图。
图13是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的第二腔室打开后供应物件体的过程的主视剖面图。
图14是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的托架的立体图。
图15是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的升降部的立体图。
图16是用于显示本发明实施例的蚀刻装置的运转的框图。
图17是用于显示本发明实施例的蚀刻装置中的蚀刻过程的框图。
具体实施方式
下面参照附图,详细说明本发明的较佳实施例。
如果参照后面与附图一同详细叙述的实施例,本发明的优点及特征以及达成其的方法将会明确。
但是,本发明并非限定于以下公开的实施例,可以以互不相同的多样形态体现,不过,本实施例提供用于使本发明的公开更完整,向本发明所属技术领域的具有通常知识者完整地告知发明的范畴,本发明只由权利要求书的范畴所定义。
另外,在说明本发明方面,当判断认为相关习知技术等可能混淆本发明要旨时,省略与其相关的详细说明。
图1是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的立体图,图2是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室打开状态的主视图,图3是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的主视图。另外,图4是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室打开状态的侧视图,图5是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的侧视图,图6是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室封闭状态的主视剖面图。
图7是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室和第一喷嘴及第二喷嘴的立体图,图8是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第二腔室和第一喷嘴及第二喷嘴的仰视图,图9是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的第一喷嘴和第二喷嘴的立体图。
图10是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的蚀刻液供应部和冲洗液供应部及清洗液供应部间的连接结构的构成图,图11是用于显示本发明一个实施例的蚀刻装置的蚀刻液供应部和冲洗液供应部、清洗液供应部及加压存储部间的连接结构的构成图,图12是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的主视剖面图。
图13是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的第二腔室打开后供应物件体的过程的主视剖面图,图14是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的托架的立体图,图15是用于显示本发明另一实施例的蚀刻装置的升降部的立体图。
如果参照图1至15,本发明一个实施例的蚀刻装置包括蚀刻腔室100、开闭单元200及锁定单元300。
蚀刻腔室100能开闭地配备,可以选择性地向内部的压力室101供应高温的蚀刻液(磷酸:H3PO4等)L1和常温的冲洗液(磷酸:H3PO4等)L2及清洗液(水等)L3。压力室101可以通过后述的加压部800而保持在加压气氛。
在本发明一个实施例的蚀刻装置中,蚀刻液L1及冲洗液L2并不限定,可以使用多样的种类。本发明一个实施例的蚀刻液L1及冲洗液L2可以选择性地使用HF、NHO3、H2O2、IPA、NH4OH、H2O、H3PO4、H2SO4中至少一者或一者以上的混合物。
蚀刻腔室100可以具备第一腔室110及在第一腔室110的上部能开闭地配备的第二腔室120。在第一腔室110与第二腔室120之间,形成有既定面积的压力室101,在第一腔室110的下部,可以上下贯通有第一连结部111,以便后述的旋转轴420结合,可以上下贯通有第二连结部112,以便后述的升降销530结合。
另外,在第一腔室110的上部可以向下部凹陷地形成有容纳部123,在容纳部123的上部,可以配置有用于安放物件体W的托架401、402,在容纳部123的底面,可以形成有沿边缘向下倾斜地形成的倾斜部124。
倾斜部124可以具有使落于上部的蚀刻液L1和冲洗液L2及清洗液L3能够移动到边缘的角度,在第一腔室110的下部可以形成有用于使容纳部123中容纳的蚀刻液L1和冲洗液L2及清洗液L3排出到外部的排出部125,排出部125可以与外部的存储部(图上未示出)连接。
第二腔室120可以在第一腔室110的上部结合及分离而开闭压力室101,形成有蚀刻液投入口121,以便与第一腔室110结合时,蚀刻液L1供应到压力室101内部。蚀刻液投入口121可以在第二腔室120的侧部水准地贯通,连接压力室101与外部,蚀刻液供应部600可以通过连接部610而连接于蚀刻液投入口121。
蚀刻液供应部600可以透过蚀刻液投入口121,以高温状态供应蚀刻液L1,第二腔室120通过开闭单元200,可以配备得能升降到下部的封闭位置和上部的打开位置。
本发明一个实施例的蚀刻液供应部600可以使供应到压力室101内部的蚀刻液L1回圈到外部后,透过蚀刻液投入口121重新供应。蚀刻液供应部600可以以存储腔室、加热器、阀门及泵等而进行配备,在蚀刻液供应部600还可以具备用于调节蚀刻液L1的温度的温度控制部。
蚀刻液供应部600可以供应蚀刻液L1和冲洗液L2,可以构成另外的冲洗液供应部650。此时,冲洗液供应部650可以透过蚀刻液投入口121或另外的冲洗液投入口,向压力室101投入冲洗液L2。
存储腔室可以以既定压力存储蚀刻液L1,可以通过连接部610而与蚀刻液投入口121连接,加热器可以安装于存储腔室,将蚀刻液L1加热到设置温度。阀门可以安装于连接部610,使开闭状态可变,泵可以以连接于连接部610的状态,传递抽吸压力。
另外,第二腔室120可以形成有清洗液投入口122,以便从外部供应清洗液(标准清洁液1(SC1)、氢氟酸稀释溶液(DHF)、异丙醇(IPA)、去离子水(DIW)等)L3。通过连接部710,在清洗液投入口122可以还连接有清洗液供应部700。清洗液投入口122可以在第二腔室120的侧部水准地贯通,连接压力室101与外部。
在本发明一个实施例的蚀刻腔室100,可以具备用于对压力室101的内部加压的加压部800及用于使压力室101的内部压力排出到外部的排气部900。
加压部800可以在使第一腔室110和第二腔室120封闭的状态下,向压力室101供应经压缩的气体(氮气(N2)等),使压力室101维持在设置压力。加压部800可以向压力室101的内部供应经压缩的气体,在加压部800也可以电气连接有用于测量压力室101的内部压力的感知部(图上未示出)。
排气部900可以使压力室101的气体排出到外部,使得与蚀刻液供应部600的存储腔室发生压力差异,或在打开第二腔室120之前,使压力室101维持在大气压状态。
开闭单元200用于开闭蚀刻腔室100,开闭单元200可以具备选择性地打开蚀刻腔室100的腔室开闭部210,及使腔室开闭部210驱动的开闭驱动部220。
腔室开闭部210能升降地配备,腔室开闭部210的上端连接于第二腔室120,开闭驱动部220与腔室开闭部210连接并传递升降驱动力。
其中,腔室开闭部210可以竖直地具有长度,腔室开闭部210的上端可以连接于第二腔室120的侧部,腔室开闭部210可以分别配置于第二腔室120的两侧。
开闭驱动部220可以使用空压(pneumatic)或液压缸(Cylinder)等。此时,在开闭驱动部220的下部,能出没地配备有连杆,开闭驱动部220的连杆的下端水准地连接于腔室开闭部210的下端。
另外,在腔室开闭部210的侧面,凹陷地形成有第一约束部211,以便后述的第二约束部320挂接或解除挂接,第一约束部211可以沿着腔室开闭部210的四周连续形成。这种腔室开闭部210通过开闭驱动部220的驱动力而与第二腔室120一同上升到打开位置或下降到封闭位置。
另外,第一约束部211的入口部位可以以上下方向的宽度向打开方向越来越逐渐增加的方式倾斜地形成,由于第一约束部211的入口部位宽阔地形成,因而当后述第二约束部320的前端插入时可以防止干涉。
另外,在腔室开闭部210的一侧,可以还配备有用于引导上下方向移动的第一引导部230。第一引导部230可以沿上下方向具有长度,在第一引导部230的一侧,第一轨道231可以沿上下方向形成。即,在腔室开闭部210与第一引导部230结合的状态下上下滑动移动,因而腔室开闭部210可以无游动地升降。
另外,在腔室开闭部210的一侧可以配备有连接部,以便能够沿着第一引导部230的第一轨道231而滑动移动,腔室开闭部210的连接部可以与第一轨道231以凸凹方式能滑动移动地结合。
锁定单元300用于选择性地约束开闭单元200,锁定单元300可以在约束开闭单元200移动的约束位置与解除约束的解除位置之间移动。
锁定单元300用于约束开闭单元200,使得加压气氛的蚀刻腔室100封闭,在解除加压气氛时,且解除开闭单元200的约束,锁定单元300可以具备锁定驱动部310及与第一约束部211联动而约束开闭单元200移动的第二约束部320。
锁定驱动部310可以使用空压或液压缸(Cylinder)等。此时,在腔室开闭部210的一侧能出没地安装有连杆,锁定驱动部310的连杆可以在前端连接有第二约束部320。
如图5所示,腔室开闭部210可以与第二腔室120一同下降到约束位置,第二约束部320通过锁定驱动部310的驱动力而向一侧前进,挂接位于第一约束部211。此时,第二约束部320的前端可以插入于第一约束部211,第一约束部211可以通过第二约束部320而沿上下方向挂接配置。
在第二约束部320的前端可以凹陷地形成有把持槽321,以便在插入于第一约束部211时,包围第一约束部211的侧面。把持槽321可以具有与第一约束部211对应的形状。
另外,在锁定单元300的一侧,可以还具备用于引导第二约束部320移动的第二引导部330。第二引导部330可以向两侧具有长度,在第二引导部330的一侧,第二轨道331可以沿两侧形成。即,第二约束部320在与第二引导部330结合的状态下向两侧滑动移动,因而第二约束部320可以无游动地移动。
另外,在第二约束部320的一侧可以以能沿第二引导部330的第二轨道331滑动移动的方式配备有连接部,第二约束部320的连接部可以与第二轨道331以凸凹方式能滑动移动地结合。
另外,第一腔室110和开闭单元200及锁定单元300可以安装于底座部10。第一腔室110可以水准地固定于底座部10,腔室开闭部210可以透过底座部10而竖直地贯通结合,第一约束部211可以在底座部10的下部升降到约束位置和解除约束的解除位置。
另外,开闭驱动部220可以竖直地结合于底座部10的下部,开闭驱动部220的连杆可以向下部出没,开闭驱动部220的连杆与腔室开闭部210的下端可以在侧方连接。
另外,锁定驱动部310可以水准地结合于底座部10的下部,第二约束部320可以在底座部10的下部,与第一约束部211挂接或解除挂接,第二引导部330可以以水准地结合于底座部10下部的状态引导第二约束部320。
另一方面,本发明一个实施例的蚀刻装置如图10和11所示,可以包括蚀刻腔室100、蚀刻液供应部600、冲洗液供应部650、清洗液供应部700及第一加压维持部810。
蚀刻液供应部600可以以高温向蚀刻腔室100供应蚀刻液L1,蚀刻液供应部600在蚀刻液L1的温度为设置温度以下时,终止蚀刻液L1向蚀刻腔室100的供应,将蚀刻液L1加热到设置温度。
其中,蚀刻液供应部600可以包括存储腔室620、抽吸部630及温度维持部640。存储腔室620存储有蚀刻液L1,抽吸部630配备于后述的供应管线部21,使蚀刻液L1移动,温度维持部640将存储腔室620存储的蚀刻液L1维持在设置温度。
温度维持部640可以具备:加热器641,该加热器641配备于存储腔室620;及温度控制部642,该温度控制部642感知蚀刻液L1的温度,控制加热器641的驱动,以便蚀刻液L1维持在设置温度。加热器641将存储腔室620容纳的蚀刻液L1加热到设置温度,抽吸部630可以以连接于供应管线部21的状态传递抽吸压力。
而且,可以具备:供应管线部21,该供应管线部21连接蚀刻液供应部600与蚀刻腔室100;回圈管线部30,该回圈管线部30连接供应管线部21与蚀刻液供应部600;及回收管线部40,该回收管线部40将蚀刻腔室100排出的蚀刻液L1供应到蚀刻液供应部600。
另外,可以包括选择性地开闭供应管线部21的供应开闭部22、选择性地开闭回圈管线部30的回圈开闭部31及选择性地开闭回收管线部40的回收开闭部41。
冲洗液供应部650向蚀刻腔室100供应冲洗液L2,可以具备连接冲洗液供应部650与蚀刻腔室100的冲洗液管线部70及选择性地开闭冲洗液管线部70的冲洗开闭部71。
清洗液供应部700向蚀刻腔室100供应清洗液L3,可以还具备连接清洗液供应部700与蚀刻腔室100的清洗液管线部80及选择性地开闭清洗液管线部80的清洗开闭部81。
第一加压维持部810使蚀刻腔室100与蚀刻液供应部600中至少任意一个维持在加压气氛。此时,一个第一加压维持部810可以统合控制蚀刻腔室100与蚀刻液供应部600,或第一加压维持部810分别连接于蚀刻腔室100与蚀刻液供应部600,独立地进行控制。
另外,可以还具备:加压存储部126,该加压存储部126容纳从蚀刻腔室100排出的冲洗液L2与清洗液L3中至少任意一种;及第二加压维持部820,该第二加压维持部820将加压存储部126维持在加压气氛。
另一方面,本发明一个实施例的蚀刻装置如图10所示,可以还具备:排出管线部60,该排出管线部60将蚀刻腔室100排出的冲洗液L2与清洗液L3中的任意一种排出到外部;及排出开闭部61,该排出开闭部61选择性地开闭排出管线部60。
即,透过蚀刻腔室100的排出口排出到外部的冲洗液L2与清洗液L3中的任意一种,可以在打开排出开闭部61后,透过排出管线部60排出到外部。
另一方面,本发明另一实施例的蚀刻装置如图11所示,可以还具备连接蚀刻腔室100与加压存储部126的加压排出管线部50及选择性地开闭加压排出管线部50的加压开闭部51。
即,透过蚀刻腔室100的排出口排出到外部的冲洗液L2与清洗液L3中的任意一种,可以在打开加压开闭部51后,透过加压排出管线部50存储于加压存储部126,在使加压存储部126的压力排出到外部的状态下,可以使加压存储部126存储的冲洗液L2与清洗液L3中的任意一种排出到外部。
如果说明蚀刻液供应部600的蚀刻液L1供应过程,则打开供应开闭部22与回收开闭部41,透过供应管线部21,向蚀刻腔室100的投入口供应高温的蚀刻液L1,使从蚀刻腔室100的排出口排出的蚀刻液L1,透过回收管线部40移动到蚀刻液供应部600的存储腔室620。
与此同时,封闭回圈开闭部31、冲洗开闭部71和清洗开闭部81,封闭排出开闭部61或加压开闭部51。此时,回圈管线部30、冲洗液管线部70及清洗液管线部80封闭,排出管线部60或加压排出管线部50封闭。
在此过程中,蚀刻液供应部600在蚀刻液L1的温度为设置温度以下时,终止蚀刻液L1向蚀刻腔室100的供应,将蚀刻液L1加热到设置温度。
在蚀刻液L1的温度为设置温度以下时,打开回圈开闭部31,使蚀刻液L1沿着回圈管线部30回圈,使供应开闭部22与回收开闭部41封闭。
在该状态下,蚀刻液L1只透过连接供应开闭部22与存储腔室620的供应管线部21的一部分区间和回圈管线部30进行连续地回圈,蚀刻液L1通过加热器641而加热至达到设置温度时为止。
然后,当蚀刻液L1的温度达到设置温度时,打开供应开闭部22和回收开闭部41,透过供应管线部21,向蚀刻腔室100的投入口供应高温的蚀刻液L1,使透过蚀刻腔室100的排出口排出的蚀刻液L1,透过回收管线部40移动到蚀刻液供应部600的存储腔室620。
即,在蚀刻液供应部600的蚀刻液L1供应过程中,当蚀刻液L1的温度下降到设置温度以下时,终止蚀刻过程,进行使蚀刻液L1回圈而加热到设置温度的过程,由此,可以使蚀刻液L1维持在适合制程的温度。
如果说明冲洗液供应部650的冲洗液L2供应过程,则打开冲洗开闭部71,透过冲洗液管线部70,向蚀刻腔室100的投入口供应常温的冲洗液L2,打开排出开闭部61或加压开闭部51。
与此同时,封闭供应开闭部22、回收开闭部41、回圈开闭部31及清洗开闭部81。此时,供应管线部21、回收管线部40、回圈管线部30及清洗液管线部80封闭。
在此过程中,透过蚀刻腔室100的排出口排出到外部的冲洗液L2,可以透过排出管线部60排出到外部,或透过加压排出管线部50存储于加压存储部126。
如果说明清洗液供应部700的清洗液L3供应过程,则打开清洗开闭部81,透过清洗液管线部80,向蚀刻腔室100的投入口供应清洗液L3,打开排出开闭部61或加压开闭部51。
与此同时,封闭供应开闭部22、回收开闭部41、回圈开闭部31及清洗开闭部81。此时,供应管线部21、回收管线部40、回圈管线部30及清洗液管线部80封闭。
在此过程中,透过蚀刻腔室100的排出口排出到外部的清洗液L3,可以透过排出管线部60排出到外部,或透过加压排出管线部50存储于加压存储部126。
另一方面,本发明另一实施例的蚀刻装置可以包括第一喷嘴130及第二喷嘴140。第一喷嘴130用于向安放于压力室101的物件体W上部,向下喷射高温的蚀刻液L1或常温的冲洗液L2,第一喷嘴130的一端透过蚀刻腔室100的侧部,以第一角度插入于压力室101。
其中,第一喷嘴130可以向插入方向具有既定长度,第一喷嘴130的长度方向侧一端可以透过第二腔室120的蚀刻液投入口121插入而位于压力室101的内部,相反的一端可以露出于第二腔室120的外部。
第一喷嘴130在物件体W的蚀刻或冲洗时,从蚀刻液供应部600得到蚀刻液L1或冲洗液L2的供应,在第一喷嘴130的内部,用于使蚀刻液L1或冲洗液L2移动的流路沿长度方向形成,在第一喷嘴130的下部形成有第一吐出口131,以便蚀刻液L1或冲洗液L2向下部喷射。
此时,第一喷嘴130的长度方向侧一端位于安放在后述托架401、402的物件体W的中心部W1,第一吐出口131可以在第一喷嘴130的下部排列一个,或沿长度方向,以隔开状态排列多个。第一喷嘴130的长度方向侧一端可以水准地位于压力室101的内部,隔开位于后述托架401、402的上部,但第一喷嘴130的安装角度可以根据需要而多样地设置。
第二喷嘴140用于在清洗物件体W时,向安放于压力室101的物件体W的上部向下喷射清洗液L3,第二喷嘴140的一端透过蚀刻腔室100的侧部,按第二角度插入于压力室101。第二喷嘴140可以沿插入方向具有既定长度,第二喷嘴140的长度方向侧一端可以透过第二腔室120的清洗液投入口122插入,位于压力室101的内部,相反的一端可以露出于第二腔室120的外部。
另外,第二喷嘴140在清洗物件体W时,从清洗液供应部700得到清洗液L3的供应,在第二喷嘴140的内部,用于使清洗液L3移动的流路沿长度方向形成,在第二喷嘴140的下部形成有第二吐出口141,以便清洗液L3向下部喷射。
第二喷嘴140的长度方向侧一端位于安放在后述托架401、402的物件体W的中心部W1,第二吐出口141可以在第二喷嘴140的下部排列一个,或沿长度方向,以隔开状态排列多个。第二喷嘴140的长度方向侧一端可以水准地位于压力室101的内部,隔开位于后述托架401、402的上部,但第二喷嘴140的安装角度可以根据需要而多样地设置。
这种第一喷嘴130在蚀刻物件体W时,可以将蚀刻液L1喷射至物件体W的中心部和边缘,在冲洗物件体W时,可以将冲洗液L2喷射至物件体W的中心部和边缘,第二喷嘴140在清洗物件体W时,可以将清洗液L3喷射至物件体W的中心部W1和边缘。
第一喷嘴130和第二喷嘴140的长度方向侧一端向物件体W的中心部W1延长,第一喷嘴130和第二喷嘴140越向物件体W的中心部W1延长,相互间的距离越近。此时,插入于蚀刻液投入口121的第一喷嘴130的供应方向侧一端和插入于清洗液投入口122的第二喷嘴140的供应方向侧一端,以宽间隔隔开配置,位于物件体W中心部W1的第一喷嘴130的喷射方向侧一端与位于物件体W的中心部W1的第二喷嘴140的喷射方向侧一端,以相对较窄的间隔隔开配置。
本发明一个实施例的蚀刻装置如图4和6所示,可以在第一腔室110的容纳部123内配备有托架401。托架401可以在容纳部123的内部,以竖直旋转中心为基准而能旋转地配置,在托架401的上部,可以安装有用于支撑物件体W的支撑销411。
另外,托架401可以具有圆盘形状,在托架401的下部,形成竖直旋转中心的旋转轴420可以竖直地凸出,旋转轴420可以透过第一腔室110的第一连结部111而竖直地贯通结合。
另外,旋转驱动部440可以以机械方式连接于旋转轴420,托架401可以通过从旋转驱动部440传递到旋转轴420的旋转力而旋转。
就本发明一个实施例的托架401而言,可以使用在使物件体W安放于支撑销411后,利用卡盘(图上未示出)使物件体W固定(卡紧)的构成(图上未示出)。
另一方面,在第一连结部111可以还配备有以贴紧状态包围旋转轴420的旋转方向的环状的第一密封构件(图上未示出),第一密封构件可以使用聚四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)等材料。
在第一密封构件的内周面可以凸出有第一肋部(图上未示出),第一肋部可以沿第一密封构件的内周面连续地形成。第一肋部倾斜地向上部或下部凸出,可以倾斜地贴紧旋转轴420的半径方向(旋转方向),第一肋部可以沿第一密封构件的上下方向排列一个以上。
这种第一密封构件由于第一肋部紧密地贴紧旋转轴420的外面,因而可以确保对第一连结部111与旋转轴420之间的气密性能。
另外,在第一连结部111可以结合有能旋转地支撑旋转轴420的半径方向的轴承(图上未示出),轴承可以位于第一密封构件的上部和下部,在轴承与第一密封构件之间,可以结合有包围旋转轴420的半径方向的垫圈构件(图上未示出)。
本发明一个实施例的蚀刻装置如图12至15所示,可以在第一腔室110的容纳部123内配备有托架402。托架402可以具有圆盘形状,在托架402的下部,形成竖直旋转中心的旋转轴420可以竖直地凸出,旋转轴420可以透过第一腔室110的第一连结部111而竖直地贯通结合。旋转驱动部440可以以机械方式连接于旋转轴420,托架402可以通过从旋转驱动部440传递到旋转轴420的旋转力而旋转。
另一方面,在第一连结部111可以还配备有以贴紧状态包围旋转轴420的旋转方向的环状的第一密封构件(图上未示出),第一密封构件可以使用聚四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)等材料。在第一密封构件的内周面可以凸出有第一肋部(图上未示出),第一肋部可以沿第一密封构件的内周面连续地形成。
第一肋部倾斜地向上部或下部凸出,可以倾斜地贴紧旋转轴420的半径方向(旋转方向),第一肋部可以沿第一密封构件的上下方向排列一个以上。这种第一密封构件由于第一肋部紧密地贴紧旋转轴420的外面,因而可以确保对第一连结部111与旋转轴420之间的气密性能。
另外,在第一连结部111可以结合有能旋转地支撑旋转轴420的半径方向的轴承(图上未示出),轴承可以位于第一密封构件的上部和下部,在轴承与第一密封构件之间,可以结合有包围旋转轴420的半径方向的垫圈构件(图上未示出)。
另一方面,本发明另一实施例的托架402可以使用与前述托架401的放置方式(卡紧)不同的放置方式。本发明一个实施例的托架402如图12至14所示,可以使用在上部安放蚀刻物件体W的蚀刻性能提高部412。
蚀刻性能提高部412凹陷地形成,以便物件体W以插入的状态安放,浸于蚀刻液L1中。蚀刻性能提高部412可以具备:安放面412a,该安放面412a沿边缘形成,以便物件体W安放;及凸出部412b,该凸出部412b沿安放面412a的边缘形成,在物件体W的上部容纳蚀刻液L1。
安放面412a可以沿托架402的内周面连续形成,凸出部412b的上端高于安放面412a,凸出部412b可以沿安放面412a的边缘连续形成。
另外,在托架402上,通道430可以上下贯通,以便空气上下透过,通道430使空气上下透过,因而将物件体W的边缘安放于安放面412a时,可以防止物件体W因浮力而上升。
另外,在压力室101的内部,可以还具备用于使物件体W在压力室101的内部升降的升降部500。升降部500在上升时,使物件体W位于托架402的上部,在下降时,使物件体W安放于蚀刻性能提高部412。
升降部500可以具备:主体510,该主体510能在托架402的下部升降;及支撑销520,该支撑销520从主体510向上部凸出,能透过通道430而升降,支撑物件体W的下部。
在主体510的下部可以竖直地凸出有升降销530,升降销530可以透过第一腔室110的第二连结部112而竖直地贯通结合,升降驱动部540可以以机械方式连接于升降销530。
在第二连结部112,可以还具备以贴紧状态包围升降销530的宽度方向的环状的第二密封构件(图上未示出),第二密封构件可以使用聚四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)等材料。
在第二密封构件的内周面可以凸出有第二肋部(图上未示出),第二肋部可以沿第二密封构件的内周面连续形成。第二肋部可以向上部或下部倾斜地凸出,倾斜地贴紧升降销530的宽度方向,第二肋部可以沿第二密封构件的上下方向排列一个以上。这种第二密封构件由于第二肋部紧密地贴紧升降销530的外面,因而可以确保第二连结部112与升降销530之间的气密性能。
另一方面,在第二连结部112可以结合有能旋转地支撑升降销530的宽度方向的轴承(图上未示出),轴承可以位于第二密封构件的上部和下部,在轴承与第二密封构件之间,可以结合有包围升降销530的宽度方向的垫圈构件(图上未示出)。
另一方面,前述的升降驱动部540和旋转驱动部440可以通过控制部(图上未示出)而控制驱动,可以根据控制部的驱动控制,控制旋转驱动部440的旋转速度等以及升降驱动部540的升降定时及速度等。
下面参照图16和17,说明本发明一个实施例的蚀刻装置的运转,对于与前述构成相同的构成,不再反复说明。
本发明一个实施例的蚀刻装置如图16所示,可以包括载入步骤S100、加压步骤S200、蚀刻步骤S300、冲洗步骤S400、清洗步骤S500、干燥步骤S600、减压步骤S700及卸载步骤S800。
载入步骤S100是使物件体W安放于托架401、402的上部的过程。载入步骤S100在使第二腔室120打开后,使物件体W安放于托架401、402的上部。
本发明一个实施例的载入步骤S100可以使第二腔室120打开,使物件体W安放于托架401的支撑销411。
另一方面,本发明另一实施例的载入步骤S100可以包括上升步骤S110、供应步骤S120及下降步骤S130。
上升步骤S110是使升降驱动部540驱动而使升降部500上升到物件体W支撑位置的过程。上升步骤S110是升降销530通过升降驱动部540的升降驱动力而在第二连结部112的内部上升,支撑销520的上端透过通道430而位于托架402的上部。
物件体供应步骤S120是透过打开的压力室101而投入物件体W并使物件体W安放于支撑销520上端的过程,安放于支撑销520上端的物件体W隔开位于托架402的上部。
下降步骤S130是使升降部500下降,使物件体W安放于托架402的过程。在下降步骤S130中,物件体W水准地安放于托架402的蚀刻性能提高部412。
此时,支撑销520的上端透过通道430而位于安放面412a的下部,物件体W的边缘安放于安放面412a,安放于安放面412a的物件体W的上面处在低于凸出部412b上端的位置。
加压步骤S200使第二腔室120结合于第一腔室110,使压力室101封闭后,驱动加压部800而向压力室101供应气体(N2等),将压力室101加压为设置压力。
蚀刻步骤S300使蚀刻液供应部600驱动,透过第一喷嘴130的第一吐出口131喷射高温的蚀刻液L1,驱动旋转驱动部440而使托架401、402旋转(10~500rpm等)。
本发明一个实施例的蚀刻步骤S300可以向安放于托架401的支撑销411的物件体W喷射蚀刻液L1,当向与托架401一同旋转的物件体W喷射蚀刻液L1时,蚀刻液L1通过离心力而可以透过物件体W的边缘脱落到外部并容纳于容纳部123。
另一方面,本发明另一实施例的蚀刻步骤S300可以向安放于托架402的蚀刻性能提高部412的物件体W喷射蚀刻液L1,物件体W可以以浸于凸出部412b内部容纳的蚀刻液L1中的状态实现蚀刻。
向与托架402一同旋转的对象物W喷射蚀刻液L1时,蚀刻液L1通过离心力而可以透过物件物W的边缘脱落到外部并容纳于容纳部123。
高温的蚀刻液L1容易因大气而失去温度,当向物件体W上部喷射的蚀刻液L1因离心力而向边缘展开时,物件体W的中心侧和边缘侧的蚀刻液L1因热损失而导致温度差增大,物件体W的边缘侧会比中心侧相对无法实现蚀刻。
即,物件体W在浸于凸出部412b内容纳的蚀刻液L1的状态下实现蚀刻,因而可以减小蚀刻液L1的温度偏差,由此,可以均一地蚀刻物件体W的表面。
另外,在蚀刻步骤S300中,容纳部123中容纳的蚀刻液L1可以透过排出部125移动到外部的蚀刻液供应部600,或可以移动到另外的存储部(图上未示出),蚀刻液供应部600可以将蚀刻液L1透过蚀刻液投入口121以高温(175℃等)状态供应,可以使供应到压力室101内部的蚀刻液L1回圈,透过蚀刻液投入口121重新供应。
此时,透过蚀刻液投入口121供应到压力室101的蚀刻液L1可以通过蚀刻液供应部600而维持在设置温度,蚀刻液供应部600可以调节蚀刻液L1的温度而获得期望的蚀刻率和选择比。
冲洗步骤S400是用于向蚀刻腔室100内供应冲洗液L2来洗涤物件体W的过程。冲洗步骤S400驱动蚀刻液供应部600,透过第二喷嘴140的第二吐出口141来喷射常温的冲洗液(磷酸:H3PO4等)L2,冷却物件体W既定时间,去除物件体W存留的副产物和蚀刻液L1。
另外,冲洗步骤S400可以透过蚀刻液投入口121或另外的投入口(图上未示出)来供应冲洗液L2,在冲洗步骤S400中,可以将压力室101维持在加压气氛,或使压力室101的内部压力排出到外部,使压力室101维持在大气压状态。在冲洗步骤S400中,容纳部123容纳的冲洗液L2可以透过排出部125而排出到外部的存储部(加压箱、泄放箱等,图上未示出)。
蚀刻步骤S300和冲洗步骤S400以蚀刻液L1供应方向与冲洗液L2的供应方向不同的方式供应蚀刻液L1和冲洗液L2,越向物件体W中心部W1,蚀刻液L1和冲洗液L2的喷射位置越靠近。
清洗步骤S500在透过第二腔室120的清洗液投入口122供应清洗液(水等)L3的同时,托架401、402可以通过旋转驱动部440旋转力的传递而旋转。在清洗步骤S500中,容纳部123容纳的清洗液L3可以透过排出部125而排出到存储部(加压箱、泄放箱等,图上未示出)。
干燥步骤S600是使物件体W干燥的过程。干燥步骤S600的干燥方式可以根据需要而多样地应用,在干燥步骤S600中,托架401、402可以通过旋转驱动部440旋转力的传递而旋转。
在干燥步骤S600和清洗步骤S500中,可以使压力室101维持在加压气氛,或使压力室101的内部压力排放到外部,在大气压状态下实施清洗及干燥。例如可以以驱动排气部900或打开第二腔室120的方式来排出压力室101的内部压力。
减压步骤S700是使压力室101的内部压力排出到外部的过程。减压步骤700驱动排气部900而使压力室101的压力排出到外部,通过排气部900压力的排出,压力室101转换为大气压状态。
卸载步骤S800是使物件体W排出到外部的过程。本发明一个实施例的卸载步骤S800可以在打开第二腔室120后,使安放于托架401的支撑销411的物件体W排出到外部。
另一方面,本发明另一实施例的卸载步骤S800可以在使第二腔室120打开后,使升降部500上升,使物件体W排出到压力室101的外部。
本发明一个实施例的蚀刻装置在蚀刻腔室100封闭的位置被约束,因而在将蚀刻腔室100的压力室101维持在加压气氛时,可以防止蚀刻腔室100因高压力而打开。
而且,蚀刻时,蚀刻腔室100的内部维持在加压气氛,从而可以防止气化现象,可以既定地维持蚀刻液L1的浓度,可以提高蚀刻选择比。
另外,蚀刻液L1的浓度维持既定,因而不要求追加投入用于维持蚀刻液L1浓度的另外的去离子水及蚀刻液,可以提高制品回收率,可以达成减少蚀刻液L1消耗量等,在经济方面可以极大节省费用,物件体W在浸于蚀刻液L1的状态下实现蚀刻,因而可以更厚地形成蚀刻液L1的液膜,可以提高蚀刻性能。
以上就本发明的蚀刻装置的具体实施例进行了说明,在不超出本发明范围的限度内,可以进行多种变形实施,这是不言而喻的。
因此,本发明的范围不得局限于说明的实施例确定,应根据后述的权利要求书以及与权利要求书等同的范围确定。
即,前述实施例在所有方面应理解为只是示例而非限定,与详细说明相比,本发明的范围由后述的权利要求书所代表,从权利要求书的意义及范围以及其等价概念汇出的所有变更或变形的形态应解释为包括于本发明的范围。
Claims (12)
1.一种蚀刻装置,其包括:
一蚀刻腔室;
一开闭单元,该开闭单元开闭该蚀刻腔室;及
一锁定单元,该锁定单元选择性地约束该开闭单元。
2.根据权利要求1所述的蚀刻装置,其中该锁定单元在约束该开闭单元移动的一约束位置与解除约束的一解除位置之间移动。
3.根据权利要求1所述的蚀刻装置,其中该开闭单元包括:
一腔室开闭部,该腔室开闭部选择性地打开该蚀刻腔室;及
一开闭驱动部,该开闭驱动部使该腔室开闭部驱动。
4.根据权利要求3所述的蚀刻装置,其进一步包括:
一引导该腔室开闭部的移动的一第一引导部。
5.根据权利要求1所述的蚀刻装置,其进一步包括:
将该蚀刻腔室系维持在加压气氛的一加压维持部。
6.根据权利要求5所述的蚀刻装置,其中该加压维持部包括:
一加压部,该加压部使该蚀刻腔室维持在设置的压力;及
一排气部,该排气部使该蚀刻腔室内部的气体排出到外部。
7.根据权利要求1所述的蚀刻装置,其中该锁定单元约束该开闭单元,使得加压气氛的该蚀刻腔室封闭,当解除加压气时,解除该开闭单元的约束。
8.根据权利要求5所述的蚀刻装置,其进一步包括:
一第一约束部,该第一约束部配备于该开闭单元;及
一第二约束部,该第二约束部配备于该锁定单元,与该第一约束部联动,约束该开闭单元的移动。
9.根据权利要求8所述的蚀刻装置,其进一步包括:
引导该第二约束部的移动的一第二引导部。
10.根据权利要求5所述的蚀刻装置,其中该加压维持部将该腔室单元内的压力维持在0.1帕至10帕。
11.根据权利要求5所述的蚀刻装置,其进一步包括:
向该蚀刻腔室供应蚀刻液的一蚀刻液供应部。
12.根据权利要求1所述的蚀刻装置,其中该蚀刻液选择性地使用HF、NHO3、H2O2、IPA、NH4OH、H2O、H3PO4、H2SO4中至少一种或一种以上的混合物。
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