KR0137937Y1

KR0137937Y1 - 반도체 웨이퍼 식각장치

Info

Publication number: KR0137937Y1
Application number: KR2019950025791U
Authority: KR
Inventors: 오동민
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR970015296U

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 식각장치에 관한 것으로, 종래에 히터가 베스의 내부에 설치되어 있어 히터가 파손시 웨이퍼를 오염시키는 문제점 등이 있었으나, 본 고안에서는 가열수단(16)을 베스(10)의 외부에 설치하여 종래의 히터(2) 파손에 의한 웨이퍼(W)의 오염을 방지하는 효과가 있으며, 상기 가열수단(16)을 베스(10)의 외측과 하부에 설치하여 베스(10)에 수납되어 있는 인산을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.

또한, 메가 소닉(17)을 설치하여 발생되는 초음파에 의해 인산이 균일하게 유동하는 효과가 있으며, 진공 챔버(20)의 내부에서 식각공정을 진행하여 인산의 끓는점에 빠르게 도달할 수 있도록 함으로써 시간단축의 효과 등이 있다.

Description

반도체 웨이퍼 식각장치

제1도는 종래의 반도체 웨이퍼 식각장치의 구성을 보인 개략구성도.

제2도는 본 고안 반도체 웨이퍼 식각장치의 구성을 보인 개략구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 베스 16 : 가열수단

17 : 메가 소닉 18 : 버퍼층

19 : 덮개 20 : 진공챔버

본 고안은 반도체 웨이퍼 식각장치에 관한 것으로, 특히 가열수단을 베스의 외부에 설치하여 베스(BATH)의 내부에 히터(HEATER)를 설치시 발생하는 히터 파손에 의한 웨이퍼의 오염을 방지하는데 적합한 반도체 웨이퍼 식각장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 제조공정 중 웨이퍼에 형성된 질화막(SiN₄)을 제거하는 식각공정을 실시하게 되는데, 이때 질화막 제거(NITRIDE STRIP)는 주로 인산(H₃PO₄)을 사용하여 160℃∼165℃의 고온에서 소정시간동안 진행하게 된다.

상기와 같이 인산을 이용한 식각공정시에는 인산이 물속에서 3단계로 해리하게 되며, 3개의 중화점(PH:4.6, PH:9.5, PH:14)을 가져서 제1에서 제3 인산염까지 생성되어 수용성, 불용성 염들이 생성되는데, 이로 인하여 웨이퍼의 오염이 발생할 뿐만아니라 점도가 높아 세척할 때 어려움이 많기 때문에 상당한 주의가 요구된다.

질화막의 식각율은 질화막 자체의 성질을 고려치 않은 경우 일반적으로 인산의 온도와 농도의 영향을 받게 되는데, 인산의 수분이 감소하면 인산의 농도가 증가하여 끓는점이 높아져서 질화막의 식각율이 떨어지는 반면 산화막(SiO₂)의 식각율은 높아진다.

상기와 같이 인산을 이용하여 웨이퍼에 형성되어 있는 질화막을 식각하고, 그 인산의 농도를 유지하기 위하여 탈이온수를 공급하는 전형적인 식각장치를 제1도에 도시하였는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 반도체 웨이퍼 식각장치의 구성을 보인 개략구성도로써, 도시된 바와 같이, 베스(1)의 내부에는 히터(2)가 설치되어 있고, 그 히터(2)의 상부에 웨이퍼(W)를 적치하기 위한 록킹부(3)가 설치되어 있으며, 상기 베스(1)의 내부 일측에는 인산 공급라인(4)과 탈이온수 공급라인(5)이 설치되어 있고 타측에는 인산 감지레벨(6)과 탈이온수 감지레벨(7)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 베스(1)의 상부에는 덮개(8)가 복개가능하도록 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래 반도체 웨이퍼 식각장치를 이용하여 웨이퍼를 식각하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인산 공급라인(4)을 통하여 베스(1)의 내부에 인산을 공급하고, 그 공급되는 인산이 일정레벨에 도달하여 인산 감지레벨(6)에 감지되면 인산의 공급을 멈춘다.

그런 다음, 히터(2)가 가열되어 일정온도(160℃∼165℃)에 도달하면 탈이온수 공급라인(5)를 통하여 탈이온수를 계속 공급하여주고, 인산의 끓는점을 유지하기 위하여 계속적인 열공급을 하게 되는데, 이때 덮개(8)는 인산 및 수분의 증발을 억제하여 준다.

상기와 같은 상태에서 덮개(8)를 열고 웨이퍼(W)를 록킹부(3)에 적치한 후, 덮개(8)를 다시 닫고 웨이퍼의 식각공정을 진행하게 된다. 그리고 베스(1)의 내부에 수납되어 있는 인산의 끓는점을 유지하기 위하여 히터(2)에 의해 열이 계속 공급되고, 인산의 일정 농도를 유지하기 위하여 탈이온수 공급라인(5)를 통하여 탈이온수가 계속 공급된다. 이와 같이 소정시간 식각공정을 진행하고 공정이 끝나면 덮개(8)를 열고 웨이퍼(W)를 베스(1)의 밖으로 꺼낸다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 식각장치는 인산을 가열시키는 히터(2)가 베스(1)의 내측에 설치되어 있어 히터(2) 파손시 웨이퍼(W)를 오염시키는 문제점이 있었다. 그리고, 히터(2)가 베스(1)의 내측 하부에 설치되어 있어 인산의 온도를 상승시키는데 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 주목적은 상기와 같은 여러 문제점을 갖지 않는 반도체 웨이퍼 식각장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 히터 파손시 웨이퍼가 오염되지 않도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 식각장치를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은 인산의 온도를 상승시키는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 식각장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 상측이 개방되어 덮개로 복개가능하게 설치되어 있으며, 웨이퍼를 식각하기 위한 일정양의 식각액을 수납할 수 있도록 되어 있는 베스와, 그 베스의 외측에 설치되어 식각액을 가열하기 위한 가열수단과, 그 가열수단의 하측에 설치되어 식각액을 균일하게 유동시키기 위한 초음파발생장치인 메가 소닉과, 그 메가 소닉과 상기 가열수단 사이에 설치되어 메가 소닉에서 발생되는 초음파에 의한 웨이퍼의 손상을 차단하기 위한 버퍼층과, 상기 베스, 가열수단, 버퍼층, 메가 소닉을 감싸도록 설치되는 진공 챔버를 구비하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되어 있는 본 고안의 반도체 웨이퍼 식각장치를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안 반도체 웨이퍼 식각장치의 구성을 보인 개략구성도로써, 도시된 바와 같이, 본 고안의 반도체 웨이퍼 식각장치는 베스(10)의 내부에 웨이퍼(W)를 적치하는 록킹부(11)가 설치되어 있고, 그 베스(10)의 내부 일측에 인산 공급라인(12)과 탈이온수 공급라인(13)이 설치되어 있으며 타측은 인산 감지레벨(14)과 탈이온수 감지레벨(15)이 설치되어 있을뿐 아니라, 상기 베스(10)의 외측에는 가열수단(16)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 가열수단(16)의 하부에 인산의 균일한 유동을 위하여 초음파 발생장치인 메가 소닉(17)이 설치되고, 상기 가열수단(16)의 외측에 메가 소닉(17)에서 발생되는 초음파에 의한 웨이퍼(W)의 손상을 방지하기 위한 버퍼층(18)이 설치되며, 상기 베스(10), 가열수단(16), 버퍼층(18)의 상부를 복개하는 덮개(19)가 베스(10)의 상부에 설치된다.

또한, 상기 베스(10)에 수납되는 인산의 온도를 상승시키는데 소요되는 시간을 단축시키기 위하여 상기 베스(10), 가열수단(16), 버퍼층(18), 메가 소닉(17)을 포함하는 장치는 상부의 도어(20a)와 하부의 배기구(20b)를 구비한 진공 챔버(20)의 내부에 설치되어 있다.

상기 베스(10)의 외측에 설치되는 가열수단(16)은 일반적으로 사용하는 히터 등을 사용할 수 있으며, 베스(10)의 하부와 측면에 설치되어 베스(10)의 내부에 수납되어 있는 인산을 균일하게 가열하도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 고안 반도체 웨이퍼 식각장치를 이용하여 웨이퍼를 식각하는 동작을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

진공 챔버(20)가 작동하여 진공이 유지되는 상태에서 베스(10)의 내부에는 종래와 같이 인산과 탈이온수가 공급되어 식각공정을 진행할 수 있는 준비상태가 되며 베스(10)의 내부에서 이루어 지는 식각공정은 종래와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 종래에는 히터(2)가 베스(1)의 내부에 설치되어 있어 히터(2) 파손시 웨이퍼(W)를 오염시키는 문제점이 있었으나, 본 고안에서는 가열수단(16)이 베스(10)의 외부 즉, 외측과 하부에 설치되어 있어 히터의 파손에 의한 웨이퍼(W)를 오염시키는 것이 방지되며, 베스(10)의 내부에 수납되어 있는 인산을 균일하게 가열하는 것이다.

그리고, 가열수단(16)의 하부에 설치되어 있는 메가 소닉(17)에서는 초음파를 발생하여 베스(10)에 수납되어 있는 인산이 균일하게 유동할 수 있도록 하며, 상기 버퍼층(18)에 액체인 물 등을 채워서 메가 소닉(17)에서 발생되는 초음파에 의한 웨이퍼(W)의 손상이 방지되도록 하였다.

또한, 상기 진공 챔버(20)는 압력이 낮은 상태에서 끓는점이 낮아진다는 점을 이용하여 진공상태를 계속 유지하여 압력이 낮은 상태에서 끓는점에 빠르게 도달할 수 있도록 하였으며, 이와 같은 상태에서는 온도조절이 용이한 효과도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안의 반도체 웨이퍼 식각장치는 인산을 이용하여 웨이퍼를 식각하는 식각장치의 베스 외부에 가열수단을 설치하여 종래와 같이 베스의 내부에 히터가 설치되어 있어 히터 파손시 웨이퍼가 오염되는 것이 방지되는 효과가 있으며, 가열수단이 베스의 외측과 하부에 설치되어 있어 빠른 시간내에 인산을 균일하게 가열시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 메가 소닉을 설치하여 인산이 균일하게 유동할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 진공 챔버를 설치하여 진공상태에서 공정을 진행하기 때문에 인산의 끓는점까지 도달하는 시간이 단축되고, 또한 온도제어가 용이한 효과 등이 있다.

Claims

상측이 개방되어 덮개로 복개가능하게 설치되어 있으며, 웨이퍼를 식각하기 위한 일정양의 식각액을 수납할 수 있도록 되어 있는 베스와, 그 베스의 외측에 설치되어 식각액을 가열하기 위한 가열수단과, 그 가열수단의 하측에 설치되어 식각액을 균일하게 유동시키기 위한 초음파발생장치인 메가 소닉과, 그 메가 소닉과 상기 가열수단 사이에 설치되어 메가 소닉에서 발생되는 초음파에 의한 웨이퍼의 손상을 차단하기 위한 버퍼층과, 상기 베스, 가열수단, 버퍼층, 메가 소닉을 감싸도록 설치되는 진공 챔버를 구비하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장치.