KR100466295B1 - 기판 가장자리 식각 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치로, 웨이퍼의 가장자리를 식각하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 노즐은 웨이퍼의 플랫존을 식각하기 위해 이동될 수 있다.

따라서, 본 발명인 웨이퍼 가장자리 식각 방법은 종래와 달리 노치타입웨이퍼와 플랫존을 가지는 웨이퍼의 가장자리를 모두 식각할 수 있으며, 웨이퍼의 가장자리의 식각폭을 쉽고 정밀하게 조절할 수 있다.

Description

기판 가장자리 식각 방법{Method for etching an edge face of a substrate}

본 발명은 반도체제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플랫존(flat zone)을 가지는 기판의 가장자리를 식각(etching)하는 방법에 관한 것이다.

통상, 반도체소자의 제조공정에서 반도체기판으로 사용되는 웨이퍼 (wafer) 상에 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 복수의 막질이 형성된다. 상기한 막질 위에는 포토레지스트막이 코팅되고, 노광공정에 의해 포토마스크에 그려진 패턴은 상기 포토레지스트막으로 전사된다. 이후, 식각공정에 의해서 웨이퍼상에는 원하는 패턴이 형성된다.

그러나 웨이퍼의 가장자리에 형성된 막질중 식각되지 않고 남아 있는 막질은 후속공정에서 파티클(particle)로 작용되어 웨이퍼의 불량을 초래할 수 있다. 결과적으로 수율(yield)이 저하되므로, 가장자리의 막질은 모두 제거되어야 한다. 상기 막질을 제거하기 위해 웨이퍼의 가장자리 식각은 웨이퍼 안쪽의 식각과는 별도로 행해진다.

종래에 웨이퍼의 가장자리를 식각할 때, 식각되지 않는 부분(즉, 패턴부가 포함되는 일정 면적)을 보호용 액 또는 마스크로 보호하였다. 이후에 웨이퍼가 전면 식각된 후, 보호용 액 또는 마스크는 제거되었다. 그러나 상기 방법은 보호용 액 또는 마스크로 패턴부가 형성된 부분을 보호하고, 후에 이를 제거해야 하므로 작업시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

또 다른 방법으로, 웨이퍼는 회전되고, 노즐(nozzle)은 웨이퍼의 원형부 가장자리에 고정되어 웨이퍼 가장자리에 식각액을 분사하는 방식을 사용하였다. 이 때 웨이퍼 척(chuck) 중앙부 또는 별도의 노즐에서 가스가 분출되고, 분출된 가스량에 따라 식각액이 침투하는 영역을 조절하는 방식으로, 웨이퍼가 식각되는 폭을조절하였다. 그러나 이러한 방법은 노치(notch)타입 웨이퍼에는 적용 가능하나, 플랫존 (flat zone)을 가지는 웨이퍼의 경우에, 웨이퍼의 플랫존부를 식각할 수 없다. 또한 척 중앙부 또는 별도의 노즐에서 가스를 분출하는 방법은 식각폭을 정확히 조절하기 힘들다.

본 발명은 플랫존을 가지는 기판의 가장자리를 식각할 때, 상기 기판의 곡선부뿐만 아니라 플랫존도 식각할 수 있는 기판의 가장자리를 식각하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 식각폭을 쉽고 정밀하게 조절할 수 있는 기판의 가장자리를 식각하는 방법을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명의 웨이퍼와 노즐을 보여주는 개략단면도;

도 2는 본 발명에서 웨이퍼의 가장자리를 식각하는 방법에 따라 순차적으로 처리된 웨이퍼의 상태를 보여주는 도면;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼의 직선부 식각시 노즐의 이송거리를 설정하는 것을 보여주는 도면; 그리고

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼의 가장자리를 식각하는 순서를 보여주는 플로차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼 12 : 곡선부

14 : 직선부(플랫존) 16 : 직선부 중점

20 : 노즐 22 : 노즐의 분사구

30 : 척

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 노즐의 분사구가 기판의 중심과 상기 기판의 플랫존의 일단을 연결한 직선 위에 위치되도록 상기 기판이 회전되는 단계, 상기 기판은 회전되고, 상기 노즐은 이동되어 상기 플랫존을 식각하는 단계, 그리고 상기 기판은 회전되고, 상기 노즐은 고정되어 상기 곡선부를 식각하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 플랫존을 식각하는 단계에서, 상기 노즐은 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 수평이동된다.

바람직하게는 상기 플랫존을 식각하는 단계에서, 상기 노즐은 상기 노즐을 이동시킬 거리를 결정하는 설정값에 따라 수평이동되고, 상기 곡선부를 식각하는단계에서, 상기 노즐은 상기 플랫존 식각이 끝나는 상기 플랫존 타단 위에 고정된다.

바람직하게는 상기 설정값은 함수 Z에 의해 설정되며, 상기 함수 Z는 다음과 같다. 상기 기판의 중심을 지나고 상기 기판에 수직한 직선으로부터 상기 노즐의 분사구까지의 거리를 L₀, 상기 기판의 중심에서부터 상기 플랫존의 중점까지의 거리를 L₁, 상기 기판의 중심에서 상기 플랫존의 중점까지의 선분과 상기 노즐의 분사구에 해당되는 점을 상기 기판이 놓여진 평면으로 수직이동한 점에서 상기 기판의 중심을 이은 선분에 의해 이루어지는 각도를 θ라 할 때, 함수 Z는 다음과 같다.

Z = L₀- L₁/cosθ

바람직하게는, 상기 곡선부를 식각하기 전에, 상기 노즐은 상기 곡선부의 식각폭을 조절하기 위해 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 수평이동된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도 1은 본 발명에서의 웨이퍼 가장자리 식각 방법을 보여주는 개략단면도이고, 도 2는 본 발명에서 웨이퍼의 가장자리을 식각하는 방법에 따라 순차적으로처리된 웨이퍼의 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 플랫존을 식각할 때 노즐을 이동시킬 거리를 결정하는 함수 Z를 산정하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼의 가장자리를 식각하는 순서를 보여주는 플로차트이다

도 1에서 보는 바와 같이 노즐(20)의 분사구(22)는 웨이퍼(10)로부터 소정거리 이격되어 상기 웨이퍼(10)의 상부에 위치된다. 상기 노즐(20)은 분사구(22)를 통해 아래에 있는 상기 웨이퍼(10)로 식각액을 분사하는 구조로 되어있다. 상기 웨이퍼(10)는 웨이퍼 척(30)에 고정되며, 모터에 의해 샤프트(32)가 회전됨에 따라 웨이퍼 척(30)과 함께 일정한 속도로 회전하게 된다. 본 발명에서 상기 노즐(20)은 상기 웨이퍼(10)가 회전되는 동안에 도 1에서 도시한 바와 같이 A방향으로 상기 노즐(20)이 수평이동될 수 있다. A방향은 상기 웨이퍼(10)의 중심을 향하는 방향이며, 상기 노즐(20)의 이동은 제어부(50)에서 노즐구동부(40)를 제어함으로써 이루어진다.

도 2와 도 4를 참조하여 상기 웨이퍼(10)의 플랫존(14)과 곡선부(12)를 식각하는 방법을 상세히 설명한다.

플랫존(14)을 가지는 상기 웨이퍼(10)는 플랫존(14)으로 알려진 직선부(14)와 곡선부(12)로 이루어진 가장자리를 가진다. 처음에 상기 웨이퍼(10)는 도 2(1)에서 보는 바와 같이 상기 노즐(20)의 분사구(22)가 상기 웨이퍼(10)의 중심과 상기 직선부(14)의 중점을 연결한 직선위에 위치되도록 웨이퍼 척(30)에 놓인다.

도 2(2)에서 보는 바와 같이, 상기 노즐(20)의 분사구(22)가 상기웨이퍼(10)의 중심과 상기 웨이퍼(10)의 직선부(14)의 일단(17)을 연결한 직선 위에 위치되도록 상기 웨이퍼(10)는 반시계방향으로 회전되고, 상기 노즐(20)은 상기 웨이퍼(10)의 중심을 향하는 방향으로 소정거리 수평이동된다.(스텝 S10)

도 2(2)(3)에서 보는 바와 같이 상기 노즐(20)은 상기 노즐(20)의 이동거리를 결정하기 위한 설정값에 따라 수평이동되면서 식각액을 상기 웨이퍼(10)의 가장자리에 분사하고, 상기 웨이퍼(10)는 상기 직선부(14)의 식각이 끝날 때까지 시계방향으로 일정한 속도로 회전된다. (스텝 S20)

상기 노즐(20)의 이동거리를 결정하는 설정값은 함수 Z에 의해 설정되며, 상기 함수 Z를 구하는 방법은 도 3을 참조하여 설명한다.

상기 웨이퍼(10)의 중심을 지나고 상기 웨이퍼(10)에 수직한 직선으로부터 상기 노즐(20)의 분사구(22)까지의 거리를 L₀로 나타내고, 상기 웨이퍼(10)의 중심에서부터 상기 직선부(14)의 중점(16)까지의 거리를 L₁으로 나타낸다. 또한 상기 웨이퍼(10)의 중심에서 상기 직선부(14)의 중점(16)까지의 선분과 상기 노즐(20)의 분사구(22)에 해당되는 점을 상기 웨이퍼(10)가 놓여진 평면으로 수직이동한 점에서 상기 웨이퍼(10)의 중심을 이은 선분에 의해 이루어지는 각도를 θ로 나타낸다.

이 때 상기 노즐(20)이 이동되어야 할 거리(Z)는 다음식과 같다.

Z = L₀- L₁/cosθ

상기 직선부(14)를 식각할 때 상기 노즐(20)은 상기한 식에 의해 상기 함수 Z가 양수이면 웨이퍼의 중심 방향으로, 상기 함수 Z가 음수이면 상기 방향과 반대방향으로 수평이동된다.

즉, 상기 노즐(20)은 상기 직선부(14)의 일단(17)에서 상기 직선부(14)의 중심(16)까지는 도 2(2)에서 보는 바와 같이 웨이퍼(10)의 중심을 향하는 방향으로 수평이동되고, 상기 직선부(14)의 중심(16)에서 상기 직선부(14)의 타단(18)까지는 도 2(3)에서 보는 바와 같이 웨이퍼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 수평이동된다.

상기 방법에 의해 상기 직선부(14)의 가장자리는 일정한 식각폭으로 식각될 수 있다.

상기 직선부(14)의 식각이 끝나면 상기 곡선부(12)의 식각을 시작한다.

도 2(4)에서 보는 바와 같이 상기 곡선부(12) 식각을 시작하는 상기 노즐(20)의 위치는 상기 직선부 식각이 끝난 상기 직선부 타단(18)위이다. 즉, 상기 직선부(14) 식각을 끝마친 상기 노즐(20)은 이동되지 않고 상기 직선부 타단(18) 위에 소정거리 이격되어서 고정된다.

도 2(4)(5)에서 보는 바와 같이 상기 곡선부(12) 식각은 상기 웨이퍼(10)가 시계방향으로 계속 회전되어 상기 직선부(14) 식각이 시작되는 위치까지 행해진다.(스텝 S30)

상기의 실시예에서는 상기 직선부(14)를 먼저 식각하고, 후에 상기 곡선부(12)를 식각하는 방법으로 설명하였으나, 순서를 바꿔서 상기 곡선부(12)를 먼저 식각하고, 후에 상기 직선부(14)를 식각할 수도 있는 것은 당연하다.

웨이퍼(10)의 종류나 크기에 따라 상기 웨이퍼의 가장자리의 식각폭이 다를수도 있다. 본 발명에서 상기 노즐(20)은 상기 곡선부(12)의 식각을 시작하기 전에 상기 웨이퍼(10)의 중심을 향하는 방향으로 수평이동될 수 있다. 따라서 상기 노즐(20)의 위치를 조절함으로써 상기 웨이퍼(10)의 식각폭을 조절할 수 있다.

따라서 본 발명인 기판 가장자리 식각 방법에 의하면, 플랫존을 가지는 웨이퍼의 곡선부 뿐만 아니라 플랫존의 식각도 가능하다. 또한, 노즐의 이동에 의하여 식각폭을 쉽고 정밀하게 조절할 수 있다.

Claims (5)

1. 직선부와 곡선부로 이루어진 기판의 가장자리를 식각하는 방법에 있어서;

   노즐의 분사구가 상기 기판의 중심과 상기 직선부의 중심을 연결한 직선위에 위치되도록 상기 기판이 척 상에 놓여지는 단계와;

   상기 노즐의 분사구가 상기 기판의 중심과 상기 직선부의 일단을 연결한 직선 상에 위치되도록 기판이 회전되고, 상기 노즐의 분사구가 상기 직선부의 일단 상에 위치되도록 상기 노즐이 수평이동되는 단계와;

   상기 기판은 회전되고, 상기 노즐은 설정값에 따라 상기 기판의 반경방향으로 수평이동되면서 상기 직선부를 식각하는 단계와; 그리고

   상기 노즐의 분사구가 상기 직선부의 타단 상에 위치되면, 상기 노즐은 고정되고 상기 기판은 계속적으로 회전되면서 상기 곡선부를 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가장자리 식각 방법.
2. 직선부와 곡선부로 이루어진 기판의 가장자리를 식각하는 방법에 있어서;

   노즐의 분사구가 상기 기판의 중심과 상기 직선부의 중심을 연결한 직선위에 위치되도록 상기 기판이 척 상에 놓여지는 단계와;

   상기 노즐의 분사구가 상기 기판의 중심과 상기 직선부의 일단을 연결한 직선 상에 위치되도록 기판이 회전되고, 상기 노즐의 분사구가 상기 직선부의 일단 상에 위치되도록 상기 노즐이 수평이동되는 단계와;

   상기 노즐은 고정되고 상기 기판은 회전되면서 상기 곡선부를 식각하는 단계와; 그리고

   상기 노즐의 분사구가 상기 직선부의 타단 상에 위치되면, 상기 기판은 회전되고, 상기 노즐은 설정값에 따라 상기 기판의 반경방향으로 수평이동되면서 상기 직선부를 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가장자리 식각 방법.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 설정값은 함수 Z에 의해 설정되고, 상기 함수 Z는,

   상기 기판의 중심을 지나고 상기 기판에 수직한 직선으로부터 상기 노즐의 분사구까지의 거리를 L₀, 상기 기판의 중심에서부터 상기 플랫존의 중점까지의 거리를 L₁, 상기 기판의 중심에서 상기 플랫존의 중점까지의 선분과 상기 노즐의 분사구에 해당되는 점을 상기 기판이 놓여진 평면으로 수직이동한 점에서 상기 기판의 중심을 이은 선분에 의해 이루어지는 각도를 θ라 할 때,

   Z = L₀- L₁/cosθ인 것을 특징으로 하는 기판 가장자리 식각 방법.
5. 삭제