KR0160387B1 - Supplementary supplying method and its apparatus of diw in the semiconductor etching process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식각속도가 상승되고 웨이퍼간의 식각 균일도가 향상되도록 한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치에 관한 것으로, 케미컬 혼합조에 DIW를 추가로 공급하기 위한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법은 상기 DIW를 가열하여 온도를 높이는 단계; 상기 가열된 DIW를 케미컬 혼합조에 고루 분산되도록 분사시키는 단계; 를 포함하여 된 것이고, DIW 추가 공급장치는 상기 DIW를 추가 공급하기 위한 공급튜브에 다수개의 작은구멍이 형성되고, 상기 다수개의 작은 구멍을 통해 DIW가 분사되도록 구성된 것이다.The present invention relates to a method for additionally supplying DIW in a semiconductor etching process and an apparatus for improving etching uniformity between wafers, and an apparatus thereof. The method for additionally supplying DIW in a semiconductor etching process for additionally supplying DIW to a chemical mixing tank is provided. Heating the DIW to increase the temperature; Spraying the heated DIW to be evenly dispersed in the chemical mixing tank; The DIW additional supply device is configured to have a plurality of small holes formed in the supply tube for the additional supply of the DIW, the DIW is injected through the plurality of small holes.

따라서 추가 공급되는 DIW와 케미컬이 전체적으로 균일하게 혼합되어지고, 혼합시 액의 방폭현상 및 케미컬의 온도 하강현상이 방지되며, 기포에 의해 DIW와 케미컬이 고르게 혼합됨과 동시에 혼합속도가 가속됨으로써 전체 식각속도가 상승되고 웨이퍼간의 식각균일도가 향상되는 효과가 있다.Therefore, additionally supplied DIW and chemicals are uniformly mixed as a whole, and explosion-proofing of the liquid and temperature drop of chemicals are prevented when mixing, and the mixing speed is accelerated at the same time as DIW and chemicals are mixed evenly by bubbles, and thus the overall etching speed is increased. Is increased and the etching uniformity between wafers is improved.

Description

반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치DIW additional supply method of semiconductor etching process and its device

제1도는 종래의 DIW 추가 공급장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a conventional DIW additional supply device.

제2도는 본 발명에 따른 DIW 추가 공급장치를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing an additional DIW supply device according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 DIW 추가 공급장치에서 공급노즐을 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a supply nozzle in the DIW additional supply device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 11 : 공급튜브 2, 12 : 케미컬 혼합조1, 11: supply tube 2, 12: chemical mixing tank

13 : DIW 공급라인 14 : 가열조13: DIW supply line 14: heating bath

15 : 히터 16 : 온도센서15 heater 16 temperature sensor

17 : 불활성가스 공급라인17: inert gas supply line

본 발명은 반도체 식각공정의 DIW(De-ionized Water : 순수(純水)) 추가 공급방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식각속도가 상승되고 웨이퍼간의 식각 균일도가 향상되도록 한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of additionally supplying DIW (De-ionized Water) in a semiconductor etching process and a device thereof, and more particularly, to a semiconductor etching process in which an etching speed is increased and etching uniformity between wafers is improved. The present invention relates to a method for additional supply of DIW and its apparatus.

반도체 제조 공정중 웰(Well) 형성과 엑티브(Active) 영역형성시 마스크(Mask) 막질로 사용하는 질화막(Nitride Film)은 그 역할을 마친 후 인산 케미컬(Chemical)을 사용하여 스트립(Strip) 된다. 인산 케미컬은 150℃ 이상의 고온을 유지하여야만 효과적으로 질화막질의 제거가 가능한데, 질화막질과 하부 산화막질과의 높은 선택비를 유지 하여야만 하부 산화막이 과도하게 식각되어 기판에 손상을 주는 문제가 발생치 않는다.During the semiconductor manufacturing process, the nitride film used as the mask film quality during the formation of the well and the active region is stripped by using phosphate chemical. Phosphoric acid chemicals can be effectively removed only by maintaining a high temperature of more than 150 ℃, the high oxide ratio of the nitride and the lower oxide film to maintain a high selectivity of the lower oxide is not excessively etched to damage the substrate does not occur.

이렇게 질화막질은 빠른 시간에 효과적으로 식각해 내면서 하부 산화막과의 높은 선택비를 유지하기 위하여는 일정한 액온도의 유지와 DIW의 추가공급으로 인산 케미컬의 순도를 일정하게 유지시켜 주어야 한다.In order to maintain the high selectivity with the lower oxide film while efficiently etching the nitride film efficiently, the purity of the phosphate chemical should be maintained by maintaining a constant liquid temperature and supplying DIW.

종래의 DIW 추가 공급장치는 제1도에 도시된 바와 같이 정상(Normal)상태의 온도가 낮은 DIW가 공급튜브(1)를 통하여 자유낙하 방식으로 케미컬 혼합조(2)내에 공급되기 때문에 DIW가 특정지역에 집중적으로 공급되어 케미컬이 쉽게 섞이지 않고, 온도가 높은 케미컬에 온도가 낮은 DIW가 공급되는 것이므로 액의 방폭현상과 온도가 하강하는 현상이 발생하게 되었다.In the conventional DIW additional supply device, as shown in FIG. 1, the DIW is specified because the low temperature DIW in the normal state is supplied into the chemical mixing tank 2 in a free-falling manner through the supply tube 1. Since it is concentrated in the region, chemicals are not easily mixed, and low temperature DIW is supplied to high temperature chemicals. Thus, explosion-proof phenomena and temperature drop occur.

이로 인해 전체 식각속도가 늦어지며, 웨이퍼내의 식각균일도 차이가 심해지는 문제점이 있었다.Because of this, the overall etching rate is slow, there is a problem that the difference in etching uniformity in the wafer.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, DIW의 추가 공급시 온도가 높은 DIW를 케미컬 혼합조내에 고루 분산되도록 공급하여 DIW와 케미컬의 혼합이 균일하게 이루어지고, 액의 방폭현상과 온도 하강현상을 방지함으로써 전체 식각속도를 상승시키고 웨이퍼간의 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object is to supply a DIW with a high temperature at the time of additional supply of DIW to be dispersed evenly in the chemical mixing tank, the mixing of the DIW and the chemical is made uniform, The present invention provides a method and apparatus for additionally supplying DIW of a semiconductor etching process that can increase the overall etching rate and improve the etching uniformity between wafers by preventing explosion and temperature drop.

상기의 목적은 케미컬 혼합조에 DIW를 추가로 공급하기 위한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법에 있어서, 상기 DIW를 가열하여 온도를 높이는 단계; 상기 가열된 DIW를 케미컬 혼합조에 고루 분산되도록 분사시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 식각공정의 DIW추가 공급방법에 의해 달성될 수 있다.The above object is a further DIW supply method of the semiconductor etching process for additionally supplying DIW to the chemical mixing tank, heating the DIW to increase the temperature; Spraying the heated DIW to be evenly dispersed in the chemical mixing tank; It can be achieved by the DIW additional supply method of the semiconductor etching process comprising a.

이때 상기 DIW와 함께 불활성 가스를 공급하여 DIW의 공급시 기포를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to further include the step of generating bubbles in the supply of DIW by supplying an inert gas with the DIW.

또한 상기의 목적은 케미컬 혼합조에 DIW를 추가로 공급하기 위한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치에 있어서, 상기 DIW를 추가 공급하기 위한 공급튜브에 다수개의 작은 구멍이 형성되고, 상기 다수개의 작은 구멍을 통해 DIW가 분사되도록 구성됨을 특징으로 하는 반도체 식각 공정의 DIW 추가 공급장치에 의해 달성될 수 있다.In addition, in the DIW additional supply device of the semiconductor etching process for additionally supplying DIW to the chemical mixing tank, a plurality of small holes are formed in the supply tube for additionally supplying the DIW, and the plurality of small holes It can be achieved by the DIW additional supply of the semiconductor etching process, characterized in that configured to be injected through the DIW.

이때 상기 공급튜브는 DIW가 케미컬 혼합조 전체에 고루 공급되어지도록 가지형태로 분할하여 적어도 두 개 이상으로 구성하고, 상기 DIW는 가열수단으로 가열하여 온도가 높은 상태로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the feed tube is divided into branches so that the DIW is evenly supplied to the entire chemical mixing tank is composed of at least two, and the DIW is preferably heated to a high temperature by heating with a heating means.

이하, 본 발명에 따른 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of additionally supplying DIW and a device thereof in a semiconductor etching process according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

케미컬 혼합조에 DIW를 추가로 공급함에 있어 본 발명의 DIW 추가 공급방법은 DIW를 가열하여 온도를 높이는 단계와, 상기 가열된 DIW를 케미컬 혼합조에 고루 분산되도록 분사시키는 단계와, 상기 DIW와 함께 불활성 가스를 공급하여 DIW의 공급시 기포를 발생시키는 단계로 이루어진다.In further supplying the DIW to the chemical mixing tank, the additional DIW supply method of the present invention includes heating the DIW to increase the temperature, injecting the heated DIW to be uniformly dispersed in the chemical mixing tank, and inert gas together with the DIW. Supplying the step consists of generating bubbles in the supply of DIW.

상기 DIW 가열단계에서는 DIW의 온도를 혼합조내의 케미컬 온도와 가깝게 가열하는 것이 좋은데, 이렇게 하면 DIW와 케미컬이 혼합될 때 온도 차이에 의해 발생하는 액의 방폭현상과 온도 하강현상을 방지할 수 있게 된다.In the DIW heating step, it is preferable to heat the temperature of the DIW to be close to the chemical temperature in the mixing tank. This prevents the explosion and the temperature drop of the liquid caused by the temperature difference when the DIW and the chemical are mixed. .

또한 DIW 분사단계에서는 DIW가 케미컬 혼합조 전체에 걸쳐 균일하게 분사되도록 함으로써 추가 공급되는 DIW와 케미컬의 균일한 혼합이 이루어지도록 하며, DIW가 아래에서 위로 분사되도록 하여 혼합조내에 고르게 이동시킴으로써 전체 식각속도를 단축시키게 된다.In addition, in the DIW spraying step, the DIW is uniformly sprayed over the entire chemical mixing tank to uniformly mix the additionally supplied DIW and the chemical, and the DIW is sprayed from the bottom upward to move the entire etching rate evenly in the mixing tank. Will shorten.

그리고 기포 발생단계에서는 DIW의 공급과 동시에 DIW 공급라인에 불활성가스를 공급하여 DIW가 분사될 때 케미컬에 기포가 발생되도록 하는 것으로, 이는 DIW의 이동을 더욱 빠르게 하여 케미컬과의 혼합속도를 가속시키게 되고, 이로써 전체 식각속도를 상승시키게 되고, 웨이퍼간의 식각 균일도를 향상시키게 된다. 이때 상기 불활성가스는 N2를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the bubble generation stage, bubbles are generated in the chemical when DIW is injected by supplying inert gas to the DIW supply line at the same time as the DIW supply, which accelerates the mixing speed with the chemical by moving the DIW more quickly. As a result, the overall etching rate is increased, and the etching uniformity between wafers is improved. At this time, it is preferable to use N 2 as the inert gas.

상기와 같은 방법을 수행하기 위한 DIW 추가 공급장치는 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 상기 DIW를 추가 공급하기 위한 공급튜브(11)에 다수개의 작은 구멍(11a)이 형성되고, 상기 다수개의 작은 구멍(11a)을 통해 DIW가 케미컬 혼합조(12)내에 분사되도록 되어 있다.In the DIW additional supply device for performing the above method, a plurality of small holes 11a are formed in the supply tube 11 for additionally supplying the DIW as shown in FIGS. 2 and 3. DIW is injected into the chemical mixing tank 12 through the plurality of small holes 11a.

상기와 같은 공급튜브(1)는 케미컬 혼합조(12)의 전체에 걸쳐 DIW를 균일하게 분사할 수 있도록 가지형태로 여러개가 분할형성된 것으로, 각각의 공급튜브에도 다수개의 작은 구멍이 형성되어 있고, 상기 다수개의 작은 구멍은 DIW가 아래에서 위로 분사될 수 있도록 공급튜브(11)의 상측에 형성된다.The supply tube 1 as described above is divided into a plurality of branches so as to uniformly spray the DIW throughout the chemical mixing tank 12, a plurality of small holes are also formed in each supply tube, The plurality of small holes are formed on the upper side of the feed tube 11 so that the DIW can be injected from the bottom up.

또한 본 발명은 케미컬 혼합조(12)에 공급되는 DIW를 가열하기 위한 가열수단이 DIW 공급라인(13)상에 구비되어 있다. 상기 가열수단은 DIW를 수용할 수 있는 가열조(14)와, 상기 가열조(14)내의 DIW를 가열할 수 있는 히터(15)와, 상기 가열조(14)내의 DIW 온도를 검출하기 위한 온도센서(16)로 이루어지고, 상기 DIW의 가열온도는 케미컬의 온도와 동일하게 하는 것이 좋다.In the present invention, the heating means for heating the DIW supplied to the chemical mixing tank 12 is provided on the DIW supply line (13). The heating means includes a heating tank 14 capable of accommodating DIW, a heater 15 capable of heating the DIW in the heating tank 14, and a temperature for detecting the DIW temperature in the heating tank 14. It is made of a sensor 16, the heating temperature of the DIW is preferably equal to the temperature of the chemical.

그리고 DIW의 가열조(14)와 케미컬 혼합조(12) 사이의 DIW 공급라인(13)에는 불활성가스 공급라인(17)이 연결되어 있고, 이는 DIW와 함께 불활성가스가 공급되도록 하여 DIW가 케미컬 혼합조(12)에 공급될 때 기포를 발생하면서 공급될 수 있도록 구성된 것이다.In addition, an inert gas supply line 17 is connected to the DIW supply line 13 between the heating tank 14 and the chemical mixing tank 12 of the DIW, which allows the inert gas to be supplied together with the DIW so that the DIW is chemically mixed. When supplied to the tank 12 is configured to be supplied while generating bubbles.

이러한 구성의 본 발명은 다수개의 작은 구멍(11a)이 형성되고, 여러 갈래로 분할된 공급튜브(11)에 의해 DIW가 아래에서 위로 분사되면서 공급되는 것이므로 케미컬 혼합조(12) 전체에 걸쳐 DIW가 고루 분사되어 케미컬과의 혼합속도가 가속됨과 동시에 균일한 혼합이 이루어지게 되는 것이다.In the present invention having a plurality of small holes (11a) is formed, the DIW is supplied while being sprayed from the bottom up by the feed tube 11 divided into several branches so that the DIW throughout the chemical mixing tank 12 It is sprayed evenly and the mixing speed with the chemical is accelerated and uniform mixing is achieved.

또한 DIW 공급라인(13)상에 설치된 가열조(14)에서 히터(15)에 의해 DIW가 케미컬과 같은 온도로 가열되어 공급되는 것이므로 DIW와 케미컬의 혼합시 액의 방폭현상이 방지되고, 케미컬의 온도가 하강하는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the DIW is heated and supplied by the heater 15 in the heating tank 14 installed on the DIW supply line 13, the explosion-proof phenomenon of the liquid is prevented when mixing the DIW and the chemical, It is possible to prevent the temperature from falling.

한편, 본 발명은 DIW의 공급시 불활성가스 공급라인(17)을 통해 불활성가스가 함께 공급되어지는 것으로, 이는 공급튜브(11)를 통한 DIW의 분사시 기포를 발생시켜 DIW의 이동속도를 더욱 가속화시키게 되고, 이로써 DIW와 케미컬의 혼합이 전체적으로 균일하게 이루어지는 시간을 더욱 단축시키게 된다.On the other hand, the present invention is that the inert gas is supplied together through the inert gas supply line 17 when supplying the DIW, which generates bubbles during the injection of the DIW through the supply tube 11 to further accelerate the moving speed of the DIW This further shortens the time that the mixing of DIW and chemical is uniform throughout.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법 및 그 장치에 의하면, 추가 공급되는 DIW와 케미컬이 전체적으로 균일하게 혼합되어지고, 혼합시 액의 방폭현상 및 케미컬의 온도 하강현상이 방지되며, 기포에 의해 DIW와 케미컬이 고르게 혼합됨과 동시에 혼합 속도가 가속됨으로써 전체 식각속도가 상승되고 웨이퍼간의 식각균일도가 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the DIW additional supply method and apparatus of the semiconductor etching process according to the present invention, the additionally supplied DIW and the chemical are mixed uniformly as a whole, and the explosion-proof phenomenon of the liquid and the temperature drop phenomenon of the chemical during the mixing are prevented. In addition, the DIW and the chemical are evenly mixed by the bubbles and the mixing speed is accelerated, thereby increasing the overall etching speed and improving the etching uniformity between wafers.

본 발명은 이상에서 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양한 변형이나 수정이 가능함은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 이러한 변형이나 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described above, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit and scope of the present invention, and such modifications or modifications are included in the appended claims. Belonging is natural.

Claims (10)

케미컬 혼합조에 DIW를 추가로 공급하기 위한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법에 있어서, 상기 DIW를 가열하여 온도를 높이는 단계; 및 상기 가열된 DIW를 케미컬 혼합조에 고루 분산되도록 분사시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법.An additional DIW supply method of a semiconductor etching process for additionally supplying DIW to a chemical mixing tank, the method comprising: heating the DIW to increase a temperature; And spraying the heated DIW to be evenly dispersed in the chemical mixing tank. DIW additional supply method of a semiconductor etching process comprising a. 제1항에 있어서, 상기 DIW와 함께 불활성 가스를 공급하여 DIW의 공급시 기포를 발생시키는 단계를 더 포함하여 됨을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법.The method of claim 1, further comprising generating bubbles when the DIW is supplied by supplying an inert gas together with the DIW. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 DIW 가열단계에서 DIW를 혼합조내의 케미컬과 동일한 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the DIW is heated at the same temperature as the chemical in the mixing tank in the DIW heating step. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 DIW 공급단계에서 DIW가 아래에서 위로 분사되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the DIW is injected from the bottom up in the DIW supply step. 제2항에 있어서, 상기 불활성가스는 N2인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급방법.The method of claim 2, wherein the inert gas is N 2 . 케미컬 혼합조에 DIW 공급라인으로부터 공급되는 DIW를 추가로 공급하기 위한 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치에 있어서, 상기 DIW를 추가 공급하기 위한 공급튜브에 다수개의 작은 구멍이 형성되고, 상기 다수개의 작은 구멍을 통해 DIW가 분사되도록 구성됨을 특징으로 하는 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치.In the DIW additional supply device of the semiconductor etching process for additionally supplying DIW supplied from the DIW supply line to the chemical mixing tank, a plurality of small holes are formed in the supply tube for additional supply of the DIW, and the plurality of small holes DIW additional supply device of the semiconductor etching process, characterized in that configured to be injected through the DIW. 제6항에 있어서, 상기 공급튜브는 DIW가 케미컬 혼합조 전체에 고루 공급되어지도록 가지형태로 분할되어 적어도 두 개 이상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치.The apparatus of claim 6, wherein the supply tube is divided into branches so that the DIW is evenly supplied to the entire chemical mixing tank. 제6항에 있어서, 상기 DIW 공급라인상에 DIW를 가열하기 위한 가열수단이 더 부가됨을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치.The apparatus of claim 6, wherein a heating means for heating the DIW is further added on the DIW supply line. 제8항에 있어서, 상기 가열수단은 DIW를 수용하기 위한 가열조와, 상기 가열조내의 DIW를 가열하는 히터로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the heating means comprises a heating bath for receiving the DIW and a heater for heating the DIW in the heating bath. 제6항 또는 제8항에 있어서, 상기 DIW 공급라인상에 불활성가스 공급라인이 연결된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 식각공정의 DIW 추가 공급장치.The apparatus of claim 6, wherein an inert gas supply line is connected to the DIW supply line.
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