KR0129924Y1

KR0129924Y1 - 반도체 식각장치

Info

Publication number: KR0129924Y1
Application number: KR2019920008094U
Authority: KR
Inventors: 염용주
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR930026515U

Abstract

본 고안은 반도체 식각장치에 있어서, 식각용액통에 소정의 반도체 기판을 담구어 소정의 식각 공정을 끝낸 후 오염된 식각용액을 순환시켜 정화 한 후 배출할 때 필터 주변에 밸브와 ∩자관을 형성시켜 필터 주변의 식각용액을 배출되지 않도록 하여 BOE의 결석을 방지하여 필터의 수명과 식각용액의 수명을 4배이상 향상시키기 때문에 에칭 산포도를 향상시키는 효과를 갖는다.

따라서 더욱 신뢰성 있는 반도체 식각장치를 제공한다.

Description

반도체 식각장치

제1도 (a)는 종래의 반도체 식각장치의 개략도.

제1도 (b)는 제1도의 A부 상세도.

제2도는 본 고안에 따른 반도체 식각장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11a : 식각액 주입통 11b : 식각액 수위 검출통

11 : 식각용액통 12 : 순환펌프

13 : 댐퍼 14 : 필터

15 : 식각액 순환관 16a,16b : 누수감지센서

AV₁-AV₁₀: 밸브

본 고안은 반도체 식각장치에 관한 것으로서, 특히 식각용액과 화학필터의 수명을 연장시킬 수 있는 습식 식각장치에 관한 것이다.

제1도 (a)는 종래의 반도체 식각장치의 개략도로서, 식각액 주입통(1a) 및 식각액 검출통(1b)을 양측에 구비한 식각용액통(1)과, 식각액 수위 검출통(1b)의 식각용액을 파이프를 통해 순환시키기 위한 순환펌프(2)와, 순환펌프(2)에서 나오는 식각용액의 맥동을 완화시키기 위한 댐퍼(damper)(3)와, 댐퍼(3)에서 나오는 식각용액을 정화하여 식각액 수위 검출통(1b)에 주입시키는 필터(4)와, 식각용액통(1)과 필터(4)를 통해 연결된 식각액의 전송관(9) 사이에서 식각용액의 배출을 조절하기 위한 제1밸브(AV₁)와, 제1밸브(AV₁)와 식각용액통(1)사이의 식각액 전송관(9)과 함께 연결된 식각액 배출관(9a)에 구비된 배출 제어용 제2밸브(AV₂)로 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 종래의 반도체 식각장치의 동작설명은 다음과 같다.

먼저, NH₄F : HF가 20 : 1의 비율로 혼합된 식각액(이하에서 BOE라 한다)을 식각액 주입통(1a)을 통해 주입하면 이 BOE가 식각용액통(1)을 채우면서 함께 연결된 식각액 수위 검출통(1b)을 채우기 시작한다.

이 식각용액통(1)의 밑바닥에는 제1도(b)와 같이 식각액 수위를 알 수 있는 최저 레벨 검출용 센서(5)가 구비되어 있으며, 식각액 수위 검출통(1b)안에도 로우레벨 검출용 센서(6)와, 식각액 정지레벨 검출용 센서(7)와, 오버레벨 검출용 센서(8)가 높이에 따라 적절히 위치하고 있다.

이후, 식각액은 식각액 수위 검출통(1b)의 식각액 정지레벨 검출용 센서(7)가 작동될 때까지 식각액 수위 검출통(1b)을 채우고 정지된다.

그러면 장비의 사용자는 원하는 반도체를 식각용액통(1)에 담가 소정의 식각 공정을 실시하게 된다.

이후 사용자는 순환펌프(2)를 가동하여 오염된 식각액 수위 검출통(1b)을 통하여 식각액을 식각액 전송관(9)을 통해 흐르게 하며, 댐퍼(3)는 이 전송관(9)을 통해 흐르는 식각액의 맥동성분을 제거시키며, 또한 필터(4)는 댐퍼(3)를 통해 맥동성분이 제거된 식각액을 정화시켜 다시 식각액 수위 검출통(1b)을 통해 식각용액통(1)에 공급한다.

이와 같은 순서로 계속 식각액을 정화하며 또한 식각액의 온도를 제어하면서 공정을 진행한다.

이후 식각액의 오염정도가 심할 때 두개의 밸브(AV₁, AV₂)를 동시에 오픈(OPEN)한 상태에서 순환펌프(2)를 가동시키면 식각액은 식각액 배출관(9a)을 통하여 새로운 배출된다.

이어, 식각액의 배출이 완료되면 순환펌프(2)는 작동을 멈추게 되고 밸브(AV₁, AV₂)가 닫히게 된다.

그 후, 식각액 공급 신호를 받으면 식각액은 다시 공급되며, 상기한 과정을 되풀이하여 식각공정을 진행할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 종래 반도체 식각장치에 쓰인 BOE는 공기 중에 노출되면 결석화되어 용해되지 않는 특성을 갖고 있기 때문에 식각액이 완전히 드레인 될 경우, 필터의 멤브레인(Membrane)에 붙은 BOE가 공기에 노출되어 다음과 같은 문제점을 나타내게 된다.

첫째로 필터 멤브레인의 조기 망손으로 인해, 필터의 수명을 짧게 하고 이에 따라 필터의 정화능력을 떨어뜨려 식각용액의 오염도를 더욱 가중시킨다.

둘째로 식각용액의 순환량이 적기 때문에 순환 펌프에 역압이 걸리기 쉽다.

셋째로, 원하는 반도체 기판을 식각할 때, 식각률의 균일도가 떨어지고, 식각 공정중 반도체 기판에도 불규칙적으로 오염물질이 영향을 미치게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 이와 같은 종래의 단점을 해소시키기 위해 식각용액의 순환경로를 향상시켜 식각용액을 배출시킨 경우에도 필터 부근은 식각용액을 그대로 유지하는 반도체 식각장비를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따르면 식각용액통, 식각액 수위검출통 및 필터에 서로 연결된 식각액 전송관의 구조가 식각액을 모두 배출시킬 경우에도 필터부근에는 식각액이 남아 있도록 구성되었기에 필터가 공기에 유출되는 것을 방지한다.

이하에서 제2도를 참고로 본 고안의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안에 따른 반도체 식각장치의 투영도로서, 식각액 주입통(11a) 및 식각액 수위검출통(11b)이 양측에 구비된 식각용액통(11)과, 식각액 수위검출통(11b)의 식각용액을 순환시키기 위한 순환펌프(12)와, 순환펌프(12)에서 나오는 식각용액의 맥동을 완화시키기 위한 댐퍼(13)와, 이 댐퍼(13)에서 나오는 식각용액을 정화하여 식각액 수위검출통(11b)에 주입되는 필터(14)와, 상기 식각용액통(11)과 식각액 수위 검출통(11b) 및 필터(14)의 서로간 식각용액을 순환 및 배출시키는 식각액 순환관(15)과, 상기 필터(14)로부터 분기된 순환관 상에 각각 설치되어 식각용액의 배수시, 식각액이 필터 주변의 관로상에 잔류하도록하여 상기 필터(14)가 공기에 노출되지 않도록 하는 밸브(AV₃, AV₄, AV₁₀)와, 상기 순환관(15)으로부터 분기되어 상기 밸브(AV₃, AV₄, AV₁₀)의 오프시 식각액을 배출시키도록 밸브(AV₃) 전단에서 분기되는 분기관(17a)(17b)과, 상기 분기관(17a)(17b) 상에 설치되어 관로를 제어하는 밸브(AV₅, AV₇, AV₈, AV₉)와, 상기 분기관(17a)의 소정 부분 및 배출관(19)의 소정 부분에 설치되어 누수상태를 감지하여 사용자에게 알리기 위한 누수감지센서(16a,16b)로 구성된 것이다.

이상의 구성에 따른 본 고안의 동작 설명은 다음과 같다.

제1도의 종래 기술에서와 같이 식각용액통(11)에 식각용액을 주입하고, 원하는 반도체 기판을 식각용액통(11)에 소정 시간 담아두어 원하는 식각공정을 실시하는 것은 종래의 기술과 동일하다.

단, 식각용액통(11)에 탈 이온수(Deionized Water)를 첨가시켜 식각용액의 특성을 더욱 향상시킨다.

때문에 여기서는 식각용액의 식각 공정을 통해 오염된 후 필터(14)를 통해 정화되는 과정과, 식각용액을 배출시킬 때 필터(14)가 공기에 노출되지 않도록 하는 작용에 관하여 중점적으로 설명한다.

식각공정이 끝난 후 순환펌프(12)를 가동시켜 식각액 수위 검출통(11b)에 있는 식각액을 유출시키고 댐퍼(13)를 통해 맥동성분을 제거한 후 필터(14)를 통해 정화하여 다시 식각액 수위 검출통(11b)에 유입시켜 식각용액에 포함된 불순물을 제거하고 또한 온도를 제어할 수 있다.

이 때, 오픈되는 밸브는 AV₁, AV₃, AV₄, AV₆, AV₁₀이며 AV₂, AV₅, AV₇, AV₈, AV₉는 닫혀진 상태가 된다.

이 후, 식각용액을 바꾸어야 할 필요가 있을 때는 식각용액을 배출시키게 되는데 이때 필터(14)에 분기되어 연결된 식각액 순환관(15)의 필터에 가장 가까이 위치한 밸브들(AV₃, AV₄, AV₁₀)은 닫혀있어 필터(14)가 공기 중에 노출되지 않도록 하고, AV₁, AV₂, AV₅, AV₆, AV₇, AV₈, AV₉는 개방한 상태에서 배출시키게 된다.

이렇게 하여 식각용액의 완전 배수가 끝나면 순환펌프(12)를 가동시킨 상태에서 AV₃, AV₄, AV₇, AV₈, AV₁₀만을 오픈 시키고 나머지 밸브(AV₁, AV₂, AV₅, AV₆, AV₉)는 닫아서 필터(14) 주변에 있던 오염된 식각용액도 배출시킨다.

이때, 분기관(17a)에 설치된 밸브(AV₇-AV₉)사이에는 ∩자형 트랩(UT)이 있기 때문에 오염된 식각용액이 순환관으로 흘러들어 깨끗한 식각용액을 오염시키지 못한다.

이때, 식각용액은 제1도(b)에 보인 식각액 정지레벨 검출용 센서(7)이하로 되면 다시 보충된다.

또한, 이어서 식각용액통(11)을 세척하고자 할 때에는 탈이온수를 공급후, AV₁, AV₃, AV₄, AV₆, AV₁₀는 개방되고, AV₂, AV₅, AV₇, AV₈, AV₉는 닫혀진 상태에서 배관계통을 통해 식각액을 일정시간 동안 순환시킨 다음, 밸브중 AV₃, AV₄, AV₅, AV₇, AV₈만을 오픈시키고 나머지는 닫은 상태에서 일정시간 식각용액을 배출하면 된다.

이 때, 식각용액통(11)에 있는 식각액이 완전히 배출되지 않도록 하며, 다시 식각액을 보충한 다음 일정시간 순환 및 배출시키는 과정을 정해진 횟수만큼 되풀이 한다.

한편, 누수현상이 있을 때는, 두 개의 누수감지센서(16a, 16b)가 식각액 순환관(15)의 누수현상을 감지하여 사용자에게 알려주며 밸브의 숫자나 누수감지센서의 숫자는 사용자가 원하는 만큼 사용할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 식각액의 순환, 식각액의 배출, 필터 세정, 배쓰 세정은 각각의 동작이 순차적으로 또는 독립적으로 수행될 수 있다.

이상과 같은 설명에 따르면 본 고안은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째로, 필터의 멤브레인이 공기에 유출되지 않으므로 BOE에 결석이 생기지 않아 필터의 수명이 4배이상 길어진다.

둘째로, 필터의 수명과 정화능력이 향상되기 때문에 식각용액의 수명이 길어지며 또한 식각용액에 불규칙한 오염물질(PARTICLE)을 현저히 억제한다.

셋째로, 필터 및 식각용액통만을 세척할 수 있는 식각액 순환관계를 갖게 된다.

넷째로, 식각용액의 청결로 인해 식각률의 균일도가 향상된다.

Claims

식각액 주입통(11a) 및 식각액 수위검출통(11b)이 양측에 구비된 식각용액통(11)과, 상기 식각액 수위검출통(11b)의 식각용액을 설정된 순환 경로를 따라 순환시키기 위한 순환펌프(12)와, 상기 순환펌프(12)에서 나오는 식각용액의 맥동을 완화시키기 위한 댐퍼(13)와, 상기 댐퍼(13)에서 나오는 식각용액을 정화하여 상기 식각액 수위 검출통(11b)에 주입시키기 위한 필터(14)와, 상기 식각용액통(11)과 식각액 수위 검출통(11b) 및 필터(14)의 서로간 식각용액을 순환 및 배출시키는 식각액 순환관(15)과, 상기 필터(14)로부터 분기된 순환관 상에 각각 설치되어 식각용액의 배수시, 식각액이 필터 주변의 관로상에 잔류하도록하여 상기 필터(14)가 공기에 노출되지 않도록 하는 복수개의 밸브(AV₃, AV₄, AV₁₀)와, 상기 순환관(15)으로부터 분기되어 상기 밸브(AV₃, AV₄, AV₁₀)의 오프시 식각액을 배출시키도록 밸브(AV₃) 전단에서 분기되는 분기관(17a)(17b)과, 상기 분기관(17a)(17b) 상에 설치되어 분기관의 관로를 개폐하는 복수개의 밸브(AV₅, AV₇, AV₈, AV₉)와, 상기 분기관(17a) 및 배출관(19)의 소정 부분에 구비되어 누수상태를 감지하여 사용자에게 알리기 위한 누수감지센서( 16a,16b)가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 식각장치.