KR100285246B1 - 습식식각제어장치 - Google Patents

Abstract

식각액을 담고 식각 공정을 실시하는 식각조와, 압력센서의 회로 패턴이 형성되고 상기 식각조의 식각액 속에 놓여지는 웨이퍼와, 상기 식각조 내에서 웨이퍼를 수평 방향으로 안착시키고 소정의 구동신호에 따라 왕복 직선 이동하는 지그와, 상기 지그와 연결되어 지그를 좌우로 직선 운동시키는 구동수단, 및 상기 구동수단에 동력원을 제공하고 기설정된 프로그램에 따라 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비함으로써, 웨이퍼를 수평 상태로 식각액속에 침수시킨 후 웨이퍼를 좌우 방향으로 흔들어 식각면의 전면에서 발생하는 수소가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있고, 그로 인해 식각면의 식각 작업에 활성화를 꾀해 식각면의 표면조도를 높일 수 있는 습식식각 제어 장치를 제공한다.

Description

습식식각 제어 장치

본 발명은 압력센서의 식각 장치에 관한 것으로서, 특히 압력센서의 제조 공정 중 웨이퍼 습식식각시 웨이퍼 표면에서 발생하는 수소가스를 효과적으로 제거하기 위한 습식식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 압력센서는 실리콘 다이어프램(diaphragm)의 변형에 의해 실리콘의 저항치가 변하는 것을 이용하여 압력을 측정하는 소자로서, 압력센서의 감도를 높이기 위해서는 실리콘 다이어프램의 두께는 얇은 쪽이 좋으나, 얇게 하면 강도에 대한 문제가 있으므로 두께 0.5∼1mm의 실리콘 웨이퍼를 지지부로 남겨서 기계적 또는 약품에 의해 식각하고 감압부를 수 미크론의 두께로 하고 있다.

상기와 같은 압력센서의 제조는, 식각면의 두께로 인하여 장시간 동안 웨이퍼의 식각 공정을 진행해야 하므로 건식식각 보다는 습식식각법을 주로 이용하여야 하는데, 이때 웨이퍼 표면에서 발생하는 수소가스의 효과적인 제거법이 정립되지 않아 식각시 낮은 표면조도로 인해 실제 소자의 적용에는 그리 만족할 만한 수준이 되지 못하였다.

종래의 압력센서의 식각 방법은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 식각액(1)이 담긴 식각조(3)에 웨이퍼(5)를 수직으로 침수시킨 후 웨이퍼(5)를 회전 또는 상하/좌우로 동작시켜 압력센서의 회로 패턴이 새겨진 웨이퍼(5)를 식각하게 된다.

상기 도 1과 같이 웨이퍼(5)를 식각조(3)에 수직으로 침수(dipping)시킨 후 모터(7)와 롤러 기어(9)를 이용하여 웨이퍼(5)를 일정 방향으로 회전시키며 식각하는 방법은, 실제 식각액(1)으로 사용되는 액과의 마찰로 식각조(3)에서 웨이퍼(5)가 잘 회전하지 않고 액 내에서 원형 롤러장치(9)가 원할하게 웨이퍼(5)를 잡고 회전시키지 못하므로 식각면에서 발생되는 수소기포를 완전하게 제거하거나 식각면의 균일성을 기대하기가 어려웠다.

또한, 도 2와 같이 웨이퍼를 지그(8)에 장착한 후 식각조(3)에 수직으로 침수시킨 후 지그(8)를 상하/좌우로 움직이면서 식각하는 방법은, 지그(8)를 상하로 흔들 때 웨이퍼 상/하 간의 수소가스의 밀도와 액온도의 차이로 인해 웨이퍼 전면에 걸친 식각 균일도가 급격히 떨어지는 문제점을 안고 있어, 상/하간의 수소가스 밀도와 액온도 차이 뿐만 아니라 상/하,좌/우에서 발생되는 수소가스의 제거보다는 액내부에서 더 흡착되는 경우를 관찰할 수 있었다.

따라서, 종래에는 정확한 식각율이나 식각 균일도 제어를 예측하기가 어려워지고, 수율의 향상과 부품 신뢰성의 향상을 기대하기가 어려웠다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 웨이퍼를 지그에 장착시킨 후 식각액 속에 수평으로 침수시키고 그 상태에서 지그를 왕복 직선 운동시킴으로써, 상기 지그에 안착된 웨이퍼의 식각면에서 발생하는 수소가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 습식식각 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 식각액을 담고 식각 공정을 실시하는 식각조; 압력센서의 회로 패턴이 형성되고 상기 식각조의 식각액 속에 놓여지는 웨이퍼; 상기 식각조 내에서 웨이퍼를 수평 방향으로 안착시키고 소정의 구동신호에 따라 왕복 직선 이동하는 지그; 상기 지그와 연결되어 지그를 좌우로 직선 운동시키는 구동수단; 및 상기 구동수단에 동력원을 제공하고 기설정된 프로그램에 따라 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 웨이퍼 식각 장치를 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 식각제어 장치를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 식각액 13 : 식각조 15 : 웨이퍼

21 : 지그의 베이스 23 : 고정수단 25 : 지그의 지지대

27 : 기울기 조정수단 31 : 실린더 33 : 피스톤

40 : 제어수단

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 식각제어 장치를 나타낸 도면으로서, 도 3a는 정면도이고, 도 3b는 측면도이다.

본 발명의 구성은, 식각액(11)을 담고 식각 공정을 실시하는 식각조(13)와, 압력센서의 회로 패턴이 형성되고 상기 식각조(13)의 식각액(11) 속에 놓여지는 웨이퍼(15)와, 상기 식각조(13) 내에서 웨이퍼(15)를 안착시키고 소정의 구동신호에 따라 왕복 직선 이동하는 지그(21∼27)와, 상기 지그와 연결되어 지그를 왕복 직선으로 운동시키는 구동수단(31, 33)과, 상기 구동수단(31, 33)에 동력원을 제공하고 기설정된 프로그램에 따라 구동수단(31)의 작동을 제어하는 제어수단(40)으로 구성되어 있다.

한편, 상기 지그(21∼27)는, 웨이퍼를 안착시킬 수 있는 베이스(21)와, 상기 베이스에 놓인 웨이퍼를 베이스에 고정시키기 위한 고정수단(23)과, 상기 구동수단의 구동축(35)과 연결되는 지지대(25)로 구성되어 있고, 상기 지지대(25)는 지그 베이스(21)의 기울기를 조절할 수 있는 관절형으로 구현하여 식각면의 식각 침적물을 식각조(13) 바닥으로 흘려보낼 수 있도록 기울기 조정수단(27)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 구동수단(31, 33)은 유압 또는 공기의 출입에 따라 피스톤(33)이 왕복 직선운동하여 지그(21)를 좌우 또는 전후로 구동시키는 실린더 장치(31)로 구현할 수 있다.

즉, 웨이퍼(15)의 식각면이 위로 향하도록 하여 지그의 베이스(21)에 안착시키고 고정수단(23)을 이용하여 웨이퍼(15)를 지그의 베이스(21)에 고정시킨 후 식각조(13)에 침수시킨다.

상기 지그의 베이스(21)를 지면에 대하여 수평으로 유지한 채, 제어수단(40)은 구동수단의 실린더(31)로 공급되는 공기 또는 유압의 출입을 제어하여 구동수단이 소정의 왕복 직선운동의 동력을 발생하도록 제어하고, 상기 실린더(31)로 제공되는 공기(또는 유압)의 출입에 따라 피스톤(33)의 구동축(35)과 연결된 지그의 지지대(25)는 좌우 또는 전후 방향으로 왕복 직선운동을 하여 웨이퍼(15)를 좌우 또는 전후 방향으로 흔들게 된다.

상기와 같이 웨이퍼(15)를 식각액에 수평 방향으로 향하도록 침수시킴으로써 식각면에 닿는 식각액의 온도구배를 일정하게 유지할 수 있고, 지그를 좌우 또는 전후 방향으로 작동시킴으로써 웨이퍼의 식각면에서 발생되는 수소가스를 빠른 시간내에 식각액 위로 제거할 수 있다.

또한, 상기 지그의 지지대(25)에 설치된 기울기 조정수단(27)을 조작하면, 지그 베이스(21)의 기울기를 임의로 조절할 수 있고, 식각시에 식각되는 웨이퍼(15)의 침적물을 식각조(13) 바닥으로 흘려보낼 수 있다.

본 발명은 상술한 일실시예에 한정되지 않고 본 발명의 취지에서 크게 벗어나지 않은 범위에서 그 응용이 가능하다. 예를 들면, 구동수단을 실린더 장치에 제한하지 않고, 솔레노이드와 스프링 장치를 이용하여 전류 흐름에 따라 지그를 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 장치 등으로 구현할 수 있는 등 각종 다양한 방법의 도입도 가능하다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에서는, 웨이퍼를 수평 상태로 식각액속에 침수시킨 후 웨이퍼를 좌우로 흔듦으로써, 식각면의 전면에서 발생하는 수소가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있고, 그로 인해 식각면의 식각 작업에 활성화를 꾀해 식각면의 표면조도를 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 식각액을 담고 식각 공정을 실시하는 식각조;

   상기 식각조 내에서 웨이퍼를 수평 방향으로 안착시키고 소정의 구동신호에 따라 왕복 직선 이동하는 지그;

   상기 지그와 연결되어 지그를 좌우로 직선 운동시키는 구동수단; 및

   상기 구동수단에 동력원을 제공하고 기설정된 프로그램에 따라 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 습식식각 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지그는,

   웨이퍼를 안착시킬 수 있는 베이스, 상기 베이스에 놓인 웨이퍼를 베이스에 고정시키는 고정수단, 상기 구동수단의 구동축과 연결되는 지지대, 및 상기 지지대에 설치되어 상기 베이스의 기울기를 조절할 수 있는 기울기 조정수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 습식식각 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단은,

   유압 또는 공기압의 출입에 따라 피스톤이 작동하여 지그를 좌우로 직선 운동시키는 실린더 장치로 구성하는 것을 특징으로 하는 습식식각 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단은,

   전류 제어에 따라 작동되어 지그를 좌우로 직선 운동시키는 솔레노이드 장치로 구성되는 것을 특징으로 습식식각 제어 장치.