KR100790727B1 - 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 소정의 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼를 식각하는 케미컬의 종류가 새롭게 바뀌는 경우, 이에 맞추어, 케미컬의 온도를 탄력적으로 변환·셋팅(Setting)할 수 있는 일련의 모듈환경을 구축하고, 이를 통해, 내부 배쓰로 순환·공급되는 케미컬들이 항상 자신에게 가장 적합한 온도를 효율적으로 유지할 수 있도록 유도함으로써, 예측하지 못한 케미컬의 성분 변화를 미리 차단시킨다.
이러한 본 발명의 실시에 의해, 케미컬의 온도조절 메카니즘이 종래의 고정형 온도조절 메카니즘에서, 가변형 온도조절 메카니즘으로 개선되고, 이에 따라, 케미컬의 불필요한 성분변화가 차단되는 경우, 해당 케미컬을 기반으로 형성되는 반도체 레이어는 그 기능이 대폭 향상될 수 있게 되며, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 정상적으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 펌프와 연결된 종래의 케미컬 공급관을 보강 튜브 내장형 구조로 변환하고, 이를 통해, 케미컬 공급관의 진동 내성을 극대화시킴으로써, 해당 케미컬 공급관이 펌프의 진동권 내에서도, 일련의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 유도한다.
이러한 본 발명의 실시에 의해, 케미컬 공급관의 손상이 방지되는 경우, 케미컬 및 온도조절 수의 혼합에 따른 케미컬의 불필요한 성분 변화는 미리 차단될 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 습식 식각설비는 "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등과 같은 문제점을 전혀 일으키지 않게 된다.

Description

습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling a temperature of a chemical for a wet-etching equipment}
도 1은 종래의 기술에 따른 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치를 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치를 개념적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 방법을 순차적으로 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치를 개념적으로 도시한 예시도.
본 발명은 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 온도/유량 콘트롤러, 히터 조절부, 보강 튜브 등과 같은 모듈의 작용을 통해, 가변형 온도조절 메카니즘, 케미컬 공급관 보강 메카니즘 등을 자연스럽게 구현하고, 이를 토대로 하여, 예컨대, "케미컬의 성분변화", "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등과 같은 설비의 고질적인 문제점을 미리 차단시킬 수 있도록 하는 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 이러한 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치를 이용한 케미컬 온도조절 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 제조관련 공정기술이 급격한 발전을 이루면서, 반도체 디바이스의 집적도 또한 점차 높아지는 추세에 있다.
이와 같이, 반도체 디바이스의 집적도가 높아지면서, 반도체 웨이퍼에 여러 종류의 반도체 박막을 다층으로 적층하는 기술 또한 급격한 발전을 이루고 있으며, 이에 맞물려, 반도체 박막을 미세하게 식각·가공하는 기술 또한 빠른 발전을 거듭하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 식각설비, 예컨대, 습식 식각설비(1) 체제 하에서, 공정대상 웨이퍼(4)는 내부 배쓰(2:Inner-bath) 내에 채워진 식각용 케미컬(C), 예컨대, HF 내에 담겨진 후, 이 케미컬(C)의 작용에 의해 자신에게 필요한 일련의 식각·가공절차를 수행 받게 된다. 이 경우, 내부 배쓰(2)에 채워진 케미컬(C)은 외부 배쓰(3:Outer-bath) 측으로 오버-플로우(Over-flow)된 후, 펌프(5), 댐퍼(6:Damper), 필터(7) 등의 추가 구성요소들을 차례로 거쳐 해당 내부 배쓰(2)로 다시 공급되는 일련의 순환구조를 형성하게 된다.
이때, 펌프(5)는 내부 배쓰(2)로부터 외부 배쓰(3)로 오버-플로우된 케미컬(C)을 외부로 펌핑하는 역할을 수행하며, 댐퍼(6)는 펌프(5)의 작용에 의한 진동의 발생을 완충시켜, 주변 기구물 등의 물리적인 손상을 방지시키는 역할을 수 행하고, 필터(7)는 내부 배쓰(2)측으로 순환되는 케미컬(C)을 필터링하여, 해당 케미컬(C)의 순도를 일정 수준 이상으로 유지시키는 역할을 수행한다.
이러한 종래의 체제 하에서, 통상, 앞서 언급한 식각용 케미컬(C)은 주위의 온도 변환에 민감하게 반응하는 특성을 갖고 있기 때문에, 항상, 일정한 온도를 유지시켜 주어야 하며, 만약, 이러한 온도가 유지되지 못하는 경우, 해당 케미컬(C)은 소정의 성분 변화를 일으켜, 정상적인 기능을 수행할 수 없게 된다.
이를 방지하기 위하여, 종래 에서는 도면에 도시된 바와 같이, 댐퍼(6) 및 필터(7) 사이에 항온 수 재킷(12:Constant temperature water jacket), 항온 수 공급 툴(11) 등의 조합으로 이루어지는 케미컬 온도조절 장치(10)를 구비하고, 이를 통해, 내부 배쓰(2)로 순환·공급되는 케미컬(C)이 주위의 온도 변화와 무관하게 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 조절하고 있다.
이때, 항온 수 공급 툴(11)은 항온 수 재킷(12)의 내부로 특정 온도를 갖는 항온 수(W)를 지속적으로 공급함으로써, 펌프, 댐퍼(6) 및 필터(7)를 거쳐, 내부 배쓰(2)로 순환·공급되는 케미컬(C)이 주위의 온도 변화와 무관하게 항상 일정한 온도, 예컨대, 23℃ 정도의 온도를 유지할 수 있도록 조절하는 역할을 수행하며, 항온 수 재킷(12)은 항온 수 공급 툴(11)로부터 공급된 항온 수(W)의 저장공간을 확정·제공함으로써, 자신의 내부를 관통하는 공급관(8)을 흐르는 케미컬(C)의 온도가 항온 수(W)와의 물리적인 간접 접촉에 의해 실질적으로 조절될 수 있도록 유도하는 역할을 수행한다.
이러한 구성을 갖는 종래의 케미컬 온도조절 장치(10)에서, 앞서 언급한 바 와 같이, 항온 수 공급 툴(11)은 항온 수 재킷(12)의 내부로 특정 고정온도를 갖는 항온 수(W)를 지속적으로 공급하는 방식을 취하여, 케미컬(C)의 온도를 조절하게 된다. 그러나, 이처럼, 케미컬(C)의 온도조절 메카니즘이 고정형 온도조절 메카니즘을 취하는 경우, 습식 식각설비(1)는 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼(4)를 식각하는 케미컬(C)의 종류가 새롭게 바뀐다 하더라도, 자신에게 유입되는 모든 케미컬들이 각자의 개별 특성과 무관하게, 단지, 특정 고정온도, 예컨대, 23℃만을 지속적으로 유지할 수밖에 없게 되는 문제점을 감수할 수밖에 없게 된다.
즉, 종래의 케미컬 온도조절 장치(10) 체제 하에서, 습식 식각설비(1)는 공정조건 변화에 의해, 식각용 케미컬이 "23℃의 온도를 필요로 하는 케미컬 A"에서, "35℃의 온도를 필요로 하는 케미컬 B", "50℃의 온도를 필요로 하는 케미컬 C" 등으로 교체된다 하더라도, 이 케미컬 B, 케미컬 C 등을 적합한 온도로 조절 받을 수 없는 문제점을 감수할 수밖에 없는 것이다.
이 경우, 케미컬 B, 케미컬 C 등은 온도의 부적합으로 인해, 불필요한 성분 변화를 어쩔 수 없이 겪을 수밖에 없게 되며, 이 여파로, 케미컬 B, 케미컬 C 등을 기반으로 형성되는 반도체 레이어 역시, 자신에게 부여된 정상적인 기능을 수행할 수 없게 되고, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 없게 된다.
한편, 종래의 케미컬 온도조절 장치(10)에서, 앞서 언급한 바와 같이, 내부 배쓰(2)로부터 외부 배쓰(3)로 오버-플로우된 케미컬(C)은 펌프(5)의 펑핑 작용에 의해 펌핑되어 일련의 순환구조를 형성하게 된다. 그러나, 이 경우, 펌프(5)는 자 신의 펌핑작용에 의해, 일정 크기의 진동이 외부로 출력되는 문제점을 야기할 수밖에 없게 되며, 이러한 진동은 댐퍼(6)가 배치되어 있음에도 불구하고, 항온 수 재킷(12)의 내부를 관통하는 공급관(8)측에 일련의 악영향을 미칠 수밖에 없게 되고, 결국, 해당 공급관(8)은 불가피하게 펌프(5)의 진동권내에 무방비 상태로 놓일 수밖에 없게 된다.
이 상황에서, 별도의 조치가 취해지지 않으면, 공급관(8)은 펌프(5)의 진동에 따라, 불규칙적으로 유동되어, 항온 수 재킷(12)의 내벽과 반복·충돌함으로써, 자신의 일부에 미세한 균열(Cr)을 발생시킬 수밖에 없게 되며, 결국, 습식 식각설비(1)는 공급관(8)을 흐르는 케미컬(C)과, 항온 수 재킷(12) 내부의 항온 수(W)가 이 균열을 매개로 불필요하게 혼합되는 문제점을 감수할 수밖에 없게 된다.
이처럼, 공급관(8)을 흐르는 케미컬(C)과, 항온 수 재킷(12) 내부의 항온 수(W)가 불필요하게 섞이는 경우, 케미컬(C)은 항온 수(W)와의 혼합으로 인한 화학적인 변화로 인해, 그 자체 특성이 크게 훼손 될 수밖에 없게 되며, 결국, 습식 식각설비(1)는 웨이퍼(4)의 식각률이 대폭 저하되는 심각한 문제점을 감수할 수밖에 없게 된다.
더욱이, 케미컬(C)과 항온 수(W)가 불필요하게 섞이는 경우, 습식 식각설비(1)의 내부 배쓰(2)에는 항온 수(W)의 영향으로 인해, 다량의 케미컬 흄(Chemical Fume)이 불가피하게 발생될 수밖에 없게 되며, 결국, 습식 식각설비(1)는 별다른 고장 원인 없이도, 자주 다운(Down)되는 심각한 문제점을 야기할 수밖에 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 소정의 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼를 식각하는 케미컬의 종류가 새롭게 바뀌는 경우, 이에 맞추어, 케미컬의 온도를 탄력적으로 변환·셋팅(Setting)할 수 있는 일련의 모듈환경을 구축하고, 이를 통해, 내부 배쓰로 순환·공급되는 케미컬들이 항상 자신에게 가장 적합한 온도를 효율적으로 유지할 수 있도록 유도함으로써, 예측하지 못한 케미컬의 성분 변화를 미리 차단시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 케미컬의 온도조절 메카니즘을 고정형 온도조절 메카니즘에서, 가변형 온도조절 메카니즘으로 변경하여, 케미컬의 성분 변화를 차단하고, 이를 통해, 해당 케미컬을 기반으로 형성되는 반도체 레이어의 기능향상을 유도함으로써, 최종 형성되는 반도체 소자의 품질을 일정 수준 이상으로 향상시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 펌프와 연결된 종래의 케미컬 공급관을 보강 튜브 내장형 구조로 변환하고, 이를 통해, 케미컬 공급관의 진동 내성을 극대화시킴으로써, 해당 케미컬 공급관이 펌프의 진동권 내에서도, 일련의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 유도하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 케미컬 공급관의 손상 방지를 통해, 케미컬 및 항온 수(온도조절 수)의 혼합에 따른 케미컬의 불필요한 성분 변화를 미리 차단시킴으로써, "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "설비의 잦은 고장" 등과 같은 종래의 문제점을 미리 차단시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 케미컬 공급관을 통해 순환·공급되는 케미컬을 이용하여 반도체 웨이퍼를 습식 식각하는 습식 식각설비의 일부에 설치되는 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치를 개시한다.
이때, 본 발명의 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치는 케미컬 공급관을 밀착·삽입한 상태에서 고정·설치되고, 이 케미컬 공급관과 물리적으로 간접 접촉되는 온도조절 수 플로우 라인(Flow-line of a temperature control water)을 정의하며, 온도조절 수 플로우 라인을 흐르는 온도조절 수를 선택적으로 히팅하는 히터를 내장한 상태로, 서로 연통 되는 다수의 보강 튜브들과, 이 보강 튜브들 내에 내장된 히티와 전기적으로 연결되며, 히터의 발열량을 선택적으로 조절하는 히터 조절부와, 다수의 밸브들이 장착된 입·출력라인을 통해, 온도조절 수 플로우 라인과 연통 되며, 외부로부터 공급된 온도조절 수를 입·출력라인을 매개로 하여, 온도조절 수 플로우 라인으로 선택 출력하는 온도조절 수 공급부와, 습식 식각설비를 총괄·제어하는 메인 제어유닛과 신호 연결된 상태에서, 앞의 히터 조절부 및 밸브들과 전기적으로 교신하며, 메인 제어유닛의 제어에 따라, 히텅 온도 조절부 및 밸브들을 콘트롤하여, 히터의 발열량 및 온도조절 수의 공급유량을 선택적으로 제어하는 온도/유량 콘트롤러의 조합으로 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 습식 식각설비용 케미컬 온 도조절 장치 및 방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명을 채용한 습식 식각설비, 예컨대, 배치타입(Batch type) 습식 식각설비(1) 체제 하에서, 공정대상 반도체 웨이퍼(4)는 내부 배쓰(2) 내에 채워진 식각용 케미컬(C), 예컨대, HF 내에 담겨진 후, 이 케미컬(C)의 작용에 의해 자신에게 필요한 일련의 식각·가공절차를 수행 받게 된다.
이 경우, 내부 배쓰(2)에 채워진 케미컬(C)은 외부 배쓰(3) 측으로 오버-플로우된 후, 펌프(5), 댐퍼(6), 필터(7) 등의 추가 구성요소들을 차례로 거쳐 해당 내부 배쓰(2)로 다시 공급되는 일련의 순환구조를 형성하게 된다.
이때, 펌프(5)는 내부 배쓰(2)로부터 외부 배쓰(3)로 오버-플로우된 케미컬(C)을 외부로 펌핑하는 역할을 수행하며, 댐퍼(6)는 펌프(5)의 작용에 의한 진동의 발생을 완충시켜, 주변 기구물 등의 물리적인 손상을 방지시키는 역할을 수행하고, 필터(7)는 내부 배쓰(2)측으로 순환되는 케미컬(C)을 필터링하여, 해당 케미컬(C)의 순도를 일정 수준 이상으로 유지시키는 역할을 수행한다. 이 경우, 필터(7) 및 내부 배쓰(2) 사이에 배치된 밸브(9)는 상황에 따라, 선택적으로 온/오프됨으로써, 필요에 따라, 케미컬(C)이 외부로 손쉽게 드레인될 수 있도록 가이드 하는 역할을 수행한다.
이러한 습식 식각설비(1) 체제 하에서, 도면에 도시된 바와 같이, 댐퍼(6) 및 필터(7) 사이에는 일련의 공급관(9a)을 통해, 순환·공급되는 식각용 케미컬(C)의 온도를 조절하는 본 발명 고유의 케미컬 온도조절 장치(20)가 개재된다.
이때, 본 발명 고유의 케미컬 온도조절 장치(20)는 크게, 함체(21), 보강 튜 브들(22), 히터 조절부(23), 온도조절 수 공급부(25), 온도/유량 콘트롤러(24), 온도센서(26) 등의 조합으로 이루어진다.
여기서, 보강 튜브들(22)은 케미컬 공급관(9a)을 밀착·삽입한 상태에서, 함체(21) 내부에 고정·설치되고, 이 케미컬 공급관(9a)의 외주면에 케미컬 공급관(9a)과 물리적으로 간접 접촉되는 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 정의하는 구조를 취한다. 이 경우, 각 보강 튜브들(22)의 외주면에는 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 흐르는 온도조절 수(Tw)를 선택적으로 히팅하는 히터(22a)가 예컨대, 코일 형태로 감겨져 내장되며, 각 보강 튜브(22)들은 연결 라인(22c)을 매개로 하여, 서로 연통 되는 구조를 이룬다.
이때, 앞의 히터 조절부(23)는 각 보강 튜브(22)들 내에 내장된 히터(22a)와 전기적으로 일대일 연결된 상태에서, 각 히터(22a)의 발열량을 선택적으로 조절하는 역할을 수행하며, 온도조절 수 공급부(25)는 다수의 밸브들(27,28,29)이 장착된 입·출력라인(25a,25b)을 통해, 온도조절 수 플로우 라인(22b)과 연통된 상태에서, 외부로부터 공급된 온도조절 수(Tw)를 앞의 입·출력라인(25a,25b)을 매개로 하여, 온도조절 수 플로우 라인(22b)으로 선택 출력하는 역할을 수행한다. 이 경우, 온도조절 수(Tw)로는 예컨대, 초순수(De ionized water)가 사용될 수 있으며, 출력라인(25b)에 배치된 밸브(28)는 상황에 따라, 선택적으로 온/오프 됨으로써, 필요에 따라, 온도조절 수(Tw)가 외부로 손쉽게 드레인될 수 있도록 가이드 하는 역할을 수행한다.
이와 함께, 온도/유량 콘트롤러(24)는 앞의 습식 식각설비(1)를 총괄·제어 하는 메인 제어유닛(Mu)과 신호 연결된 상태에서, 히터 조절부(23) 및 밸브들(27,28,29)과 전기적으로 교신하며, 이 상황에서, 메인 제어유닛(Mu)의 제어에 따라, 히터 조절부(23) 및 밸브들(27,28,29)을 콘트롤하여, 히터(22a)의 발열량 및 온도조절 수(Tw)의 공급유량을 선택적으로 제어하는 역할을 수행한다.
이외에, 온도센서들(26)은 앞서 언급한 보강 튜브(22)의 일부에 장착된 상태에서, 케미컬 공급관(9a) 내부의 온도를 센싱한 후, 그 센싱 결과를 상술한 온도/유량 콘트롤러(24)로 전송하는 역할을 수행한다.
이러한 구성을 취하는 본 발명의 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치(20) 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 케미컬(C)의 흐름로를 제공하는 케미컬 공급관(9a)의 일부는 함체(21)를 기반으로 견고하게 고정·설치된 보강 튜브들(22)의 내부에 밀착·삽입된 구조를 형성한다. 물론, 이러한 케미컬 공급관(9a)의 배치구조는 본 발명 고유의 구성으로써, 종래의 케미컬 공급관은 이러한 구조를 전혀 취하지 않았다.
앞서 언급한 바와 같이, 종래의 경우, 케미컬 공급관은 별도의 보강 구조물 없이, 단지, 항온수 재킷의 내부를 관통하는 취약한 구조를 형성하였기 때문에, 펌프의 펌핑작용에 의해, 일정 크기의 진동이 자신에게 전달되는 경우, 펌프의 진동에 따라, 불규칙적으로 유동되어, 항온수 재킷의 내벽과 반복·충돌함으로써, 자신의 일부에 미세한 균열을 발생시킬 수밖에 없었으며, 결국, 습식 식각설비는 공급관을 흐르는 케미컬과, 항온수 재킷 내부의 항온수가 이 균열을 매개로 불필요하게 혼합되는 문제점을 감수할 수밖에 없었고, 그 결과, "케미컬의 식각률 저하", "케 미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등과 같은 다양한 문제점을 야기할 수밖에 없었다.
그러나, 본 발명의 경우, 케미컬 공급관(9a)은 함체(21)를 기반으로 견고하게 고정·설치된 보강 튜브들(22)의 내부에 밀착·삽입된 구조를 취하기 때문에, 펌프(5)의 펌핑작용에 의해, 일정 크기의 진동이 자신에게 전달된다 하더라도, 일련의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 습식 식각설비(1)는 케미컬(C) 및 온도조절 수(Tw)가 불필요하게 섞이는 문제점을 손쉽게 피할 수 있게 되고, 그 결과, "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등과 같은 종래의 문제점을 전혀 일으키지 않게 된다.
한편, 본 발명의 체제 하에서, 내부 배쓰(2)에 채워진 케미컬(C)은 외부 배쓰(3) 측으로 오버-플로우된 후, 펌프(5)의 펌핑작용에 의해, 보강 튜브(22) 내부에 삽입된 케미컬 공급관(9a)으로 흘러들어, 내부 배쓰(2)로 다시 공급되는 일련의 순환구조를 형성하게 된다.
이때, 상술한 바와 같이, 온도조절 수 공급부(25)는 입·출력라인(25a,25b)을 매개로 하여, 외부로부터 공급된 온도조절 수(Tw)를 케미컬 공급관(9a)의 외주면을 감싸는 온도조절 수 플로우 라인(22b)으로 선택 출력하는 절차를 진행하게 되며, 이 상황에서, 히터 조절부(23)는 각 보강 튜브들(22) 내에 내장된 히터(22a)의 발열량을 선택적으로 조절하여, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 일정 속도로 플로우 되는 온도조절 수(Tw)를 히팅하는 절차를 진행하게 된다.
결국, 이러한 온도조절 수 공급부(25) 및 히터 조절부(23)의 연동 관계 하에 서, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 일정 속도로 플로우 되는 온도조절 수(Tw)는 히터(22a)의 작용에 의해 그 온도가 자연스럽게 변화될 수 있게 되며, 이 여파로, 케미컬 공급관(9a)을 흐르면서, 온도조절 수(Tw)와 물리적으로 간접 접촉되는 케미컬(C) 역시, 그 온도가 온도조절 수(Tw)의 온도변화에 맞추어, 자연스럽게 변화될 수 있게 된다.
이때, 만약, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 플로우 되는 온도조절 수(Tw)의 유속이 너무 빠른 경우, 온도조절 수(Tw) 및 케미컬(C) 사이의 간접적인 순간접촉 시간이 너무 짧아지게 됨으로써, 케미컬(C)이 온도조절 수(Tw)의 온도변화 영향을 제대로 받지 못하는 심각한 문제점이 야기될 수도 있다.
이러한 문제점의 발생을 감안하여, 앞의 온도/유량 콘트롤러(24)는 예컨대, 입력라인(25a)에 구비된 밸브(27) 및 출력라인(25b)에 구비된 밸브(29)를 선택적으로 조절하여, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 플로우되는 온도조절 수(Tw)의 유속/유량을 적절히 콘트롤하고, 이를 통해, 온도조절 수(Tw) 및 케미컬(C)이 서로간의 간접적인 순간접촉 시간을 충분히 유지할 수 있도록 함으로써, 케미컬(C)의 온도가 온도조절 수(Tw)의 온도변화에 맞추어 자연스럽게 변화될 수 있도록 유도한다.
이러한 기반환경이 갖추어진 상황에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 온도/유량 콘트롤러(24)는 우선, 온도센서(26)를 활용하여, 보강 튜브들(22)에 삽입된 케미컬 공급관(9a) 내부의 온도를 체크하는 절차를 진행한다(단계 S1).
이러한 절차 내에서, 온도센서들(26)은 각 보강 튜브들(22)에 삽입된 케미컬 공급관들(9a) 내부의 온도를 센싱한 후, 그 센싱 결과를 온도/유량 콘트롤러(24)로 전송하는 과정을 진행한다.
상술한 절차가 모두 완료되고, 케미컬 공급관(9a) 내부의 센싱온도가 확보되면, 온도/유량 콘트롤러(24)는 그 즉시, 해당 센싱온도를 습식 식각설비(1)를 총괄·제어하는 메인 제어유닛(Mu)으로 통지하는 절차를 진행한다(단계 S2).
이러한 센싱온도 통지 완료상황 하에서, 온도/유량 콘트롤러(24)는 앞의 메인 제어유닛(Mu)으로부터 일련의 커맨드 메시지가 전송되었는가의 여부를 판단한다(단계 S3).
이때, 메인 제어유닛(Mu)으로부터 별도의 커멘드 메시지가 전송되지 않은 것으로 판단되면, 온도/유량 콘트롤러(24)는 그 즉시, 플로우를 단계 S4로 진행하여, 일련의 대기상태를 유지한다.
그러나, 메인 제어유닛(Mu)으로부터 일련의 커맨드 메시지가 전송된 것으로 판단되면, 온도/유량 콘트롤러(24)는 그 즉시, 해당 커맨드 메시지가 케미컬 공급관 내부의 온도를 변경하기 위한 일련의 온도변경 요청 커맨드인가의 여부를 판단한다(단계 S5).
이때, 해당 커맨드 메시지가 일련의 온도변경 요청 커맨드인 것으로 판단되는 경우, 온도/유량 콘트롤러(24)는 그 즉시, 히터 조절부(23)를 활용하여, 히터(22a)의 발열량을 온도변경 요청 커맨드에 기록된 값으로 조절하고, 이를 통해, 케미컬 공급관(9a) 내부의 온도를 변경하는 절차를 진행한다(단계 S6).
이러한 절차 내에서, 히터 조절부(23)는 각 보강 튜브들(22) 내에 내장된 히 터(22a)의 발열량을 온도/유량 콘트롤러(24)의 제어값에 따라 선택적으로 조절하는 과정을 진행한다.
결국, 상술한 과정이 모두 완료되면, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 일정 속도로 플로우 되는 온도조절 수(Tw)는 히터(22a)의 작용에 의해 그 온도가 자연스럽게 변화될 수 있게 되며, 이 여파로, 케미컬 공급관(9a)을 흐르면서, 온도조절 수와 물리적으로 간접 접촉되는 케미컬(C) 역시, 그 온도가 온도조절 수의 온도변화에 맞추어, 자연스럽게 변화될 수 있게 되고, 그 결과, 습식 식각설비(1)는 내부 배쓰(2)로 순환·유입되는 케미컬(C)의 온도가 자신의 특성에 따라, 적절하게 조절되는 효과를 손쉽게 획득할 수 있게 된다.
종래의 경우, 케미컬의 온도를 조절하는 방식으로, 고정형 온도조절 메카니즘이 채택되었기 때문에, 습식 식각설비는 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼를 식각하는 케미컬의 종류가 새롭게 바뀌었다 하더라도, 이 새로운 케미컬을 적합한 온도로 조절 받을 수 없는 문제점을 감수할 수밖에 없었다. 이 경우, 새로운 케미컬은 온도의 부적합으로 인해, 불필요한 성분 변화를 어쩔 수 없이 겪을 수밖에 없었으며, 이 여파로, 케미컬을 기반으로 형성되는 반도체 레이어 역시, 자신에게 부여된 정상적인 기능을 수행할 수 없었고, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 없었다.
그러나, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이, 온도/유량 콘트롤러(24), 히터 조절부(23) 등의 작용에 따라, 케미컬 온도조절 메카니즘을 종래의 고정형 온도조절 메카니즘에서, "케미컬의 종류변경에 맞추어, 해당 케미컬의 온도를 탄력적으로 변환·셋팅할 수 있는 가변형 온도조절 메카니즘"으로 개선할 수 있기 때문에, 본 발명의 체제 하에서, 습식 식각설비(1)는 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼를 식각하는 케미컬(C)의 종류가 새롭게 바뀐다 하더라도, 별다른 문제점 없이, 이 새로운 케미컬을 적합한 온도로 조절 받을 수 있게 되며, 결국, 본 발명이 구현되는 경우, 각 케미컬(C)은 온도 부적합으로 인한 성분 변화를 일으키지 않게 되고, 그 결과, 최종 형성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 케미컬 온도조절 장치(20)는 상술한 배치타입 습식 식각설비(1) 뿐만 아니라, 싱글타입 습식 식각 설비(30)에서도, 유용한 효과를 발휘한다.
이때, 케미컬 공급유닛(31)에 저장되어 있던 케미컬(C)은 펌프(33)의 펌핑작용에 의해 댐퍼(34), 필터(35) 등을 경유한 후, 보강 튜브(22) 내부에 삽입된 케미컬 공급관(9a)으로 흘러들어, 케미컬 공급유닛(31)으로 다시 출력되는 일련의 순환구조를 형성하게 된다. 이 경우, 보강 튜브(22) 및 케미컬 공급유닛(31) 사이에 배치된 밸브(36)는 상황에 따라, 선택적으로 온/오프됨으로써, 케미컬(C)이 필요에 따라, 외부로 손쉽게 드레인될 수 있도록 가이드 하는 역할을 수행한다.
여기서, 앞서 언급한 경우와 마찬가지로, 온도조절 수 공급부(25)는 입·출력라인(25a,25b)을 매개로 하여, 외부로부터 공급된 온도조절 수(Tw)를 케미컬 공급관(9a)의 외주면을 감싸는 온도조절 수 플로우 라인(22b)으로 선택 출력하는 절차를 진행하게 되며, 이 상황에서, 히터 조절부(23)는 각 보강 튜브(22)들 내에 내장된 히터(22a)의 발열량을 선택적으로 조절하여, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 일정 속도로 플로우 되는 온도조절 수(Tw)를 히팅하는 절차를 진행하게 된다.
결국, 이러한 온도조절 수 공급부(25) 및 히터 조절부(23)의 연동 관계 하에서, 온도조절 수 플로우 라인(22b)을 따라 일정 속도로 플로우 되는 온도조절 수(Tw)는 히터(22a)의 작용에 의해 그 온도가 자연스럽게 변화될 수 있게 되며, 이 여파로, 케미컬 공급관(9a)을 흐르면서, 온도조절 수(Tw)와 물리적으로 간접 접촉되는 케미컬(C) 역시, 그 온도가 온도조절 수의 온도변화에 맞추어, 자연스럽게 변화될 수 있게 된다.
추후, 케미컬 공급유닛(31)은 본 발명의 케미컬 온도조절 장치(20)를 통해, 온도가 조절된 케미컬(C)을 케미컬 분사유닛(37)으로 출력한 다음, 이 케미컬 분사유닛(37)을 통해, 케미컬(C)을 스테이지(32)에 놓여진 공정대상 반도체 웨이퍼(4)에 분사하는 절차를 신속하게 진행하게 되며, 결국, 해당 공정대상 반도체 웨이퍼(4)는 이 케미컬(C)의 작용에 의해 자신에게 필요한 일련의 식각·가공절차를 안정적으로 수행 받게 된다.
물론, 이러한 본 발명의 다른 실시예에서도, 온도/유량 콘트롤러(24), 히터 조절부(23), 보강 튜브(22) 등의 작용에 의해, 일련의 가변형 온도조절 메카니즘, 케미컬 공급관 보강 메카니즘 등이 자연스럽게 구현되기 때문에, 싱글 타입 습식 식각설비(30)는 "케미컬의 성분변화", "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등의 문제점을 전혀 일으키지 않게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 소정의 공정조건 변화에 의해, 웨이퍼를 식각하는 케미컬의 종류가 새롭게 바뀌는 경우, 이에 맞추어, 케미컬의 온도를 탄력적으로 변환·셋팅(Setting)할 수 있는 일련의 모듈환경을 구축하고, 이를 통해, 내부 배쓰로 순환·공급되는 케미컬들이 항상 자신에게 가장 적합한 온도를 효율적으로 유지할 수 있도록 유도함으로써, 예측하지 못한 케미컬의 성분 변화를 미리 차단시킨다.
이러한 본 발명의 실시에 의해, 케미컬의 온도조절 메카니즘이 종래의 고정형 온도조절 메카니즘에서, 가변형 온도조절 메카니즘으로 개선되고, 이에 따라, 케미컬의 불필요한 성분변화가 차단되는 경우, 해당 케미컬을 기반으로 형성되는 반도체 레이어는 그 기능이 대폭 향상될 수 있게 되며, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 정상적으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 펌프와 연결된 종래의 케미컬 공급관을 보강 튜브 내장형 구조로 변환하고, 이를 통해, 케미컬 공급관의 진동 내성을 극대화시킴으로써, 해당 케미컬 공급관이 펌프의 진동권 내에서도, 일련의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 유도한다.
이러한 본 발명의 실시에 의해, 케미컬 공급관의 손상이 방지되는 경우, 케미컬 및 온도조절 수의 혼합에 따른 케미컬의 불필요한 성분 변화는 미리 차단될 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 습식 식각설비는 "케미컬의 식각률 저하", "케미컬 흄의 발생", "잦은 고장" 등과 같은 문제점을 전혀 일으키지 않게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 케미컬 공급관을 통해 순환·공급되는 케미컬을 이용하여 반도체 웨이퍼를 습식 식각하는 습식 식각설비의 일부에 설치되며,
    상기 케미컬 공급관을 밀착·삽입한 상태에서 고정·설치되고, 상기 케미컬 공급관과 물리적으로 간접 접촉되는 온도조절 수 플로우 라인(Flow-line of a temperature control water)을 정의하며, 상기 온도조절 수 플로우 라인을 흐르는 온도조절 수를 선택적으로 히팅하는 히터를 내장한 상태로, 서로 연통 되는 다수의 보강 튜브들과;
    상기 보강 튜브들 내에 내장된 히터와 전기적으로 연결되며, 상기 히터의 발열량을 선택적으로 조절하는 히터 조절부와;
    다수의 밸브들이 장착된 입·출력라인을 통해, 상기 온도조절 수 플로우 라인과 연통 되며, 외부로부터 공급된 상기 온도조절 수를 상기 입·출력라인을 매개로 하여, 상기 온도조절 수 플로우 라인으로 선택 출력하는 온도조절 수 공급부와;
    상기 습식 식각설비를 총괄·제어하는 메인 제어유닛과 신호 연결된 상태에서, 상기 히터 조절부 및 밸브들과 전기적으로 교신하며, 상기 메인 제어유닛의 제어에 따라, 상기 히터온도 조절부 및 밸브들을 콘트롤하여, 상기 히터의 발열량 및 상기 온도조절 수의 공급유량을 선택적으로 제어하는 온도/유량 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 튜브의 일부에 장착되며, 상기 케미컬 공급관 내부의 온도를 센싱하여, 상기 온도/유량 콘트롤러로 전송하는 온도센서들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 장치.
  3. 습식 식각설비의 동작을 총괄·제어하는 메인 제어유닛과 일련의 신호연결관계를 형성하는 온도 콘트롤러에 의해 진행되며,
    히터가 장착된 보강 튜브들에 삽입된 케미컬 공급관 내부의 온도를 센싱한 후, 상기 센싱 온도를 상기 메인 제어유닛으로 통지하는 단계와;
    상기 메인 제어유닛으로부터 상기 공급관 내부의 온도를 변경하기 위한 일련의 온도변경 요청 커맨드가 출력되었는가의 여부를 판단하는 단계와;
    상기 메인 제어유닛으로부터 상기 온도변경 요청 커맨드가 출력된 경우, 상기 히터의 발열량을 상기 온도변경 요청 커맨드에 기록된 값으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각설비용 케미컬 온도조절 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100660935B1 (ko) * 2005-06-02 2006-12-26 곽성재 에칭용액 가열장치의 히터봉
KR100948680B1 (ko) * 2007-11-23 2010-03-18 세메스 주식회사 열평형 순환 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06132272A (ja) * 1992-10-16 1994-05-13 Fuji Electric Co Ltd ウエット洗浄装置の薬液回収システム
KR960025312U (ko) * 1994-12-01 1996-07-22 엘지반도체주식회사 반도체 제조용 세척조의 온도 및 유량 자동제어장치
KR19980022573A (ko) * 1996-09-23 1998-07-06 김광호 반도체 습식 식각장치의 냉각수 절수 시스템 및 방법
KR19990080624A (ko) * 1998-04-20 1999-11-15 윤종용 반도체장치 제조용 케미컬 순환공급장치 및 이의 구동방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06132272A (ja) * 1992-10-16 1994-05-13 Fuji Electric Co Ltd ウエット洗浄装置の薬液回収システム
KR960025312U (ko) * 1994-12-01 1996-07-22 엘지반도체주식회사 반도체 제조용 세척조의 온도 및 유량 자동제어장치
KR19980022573A (ko) * 1996-09-23 1998-07-06 김광호 반도체 습식 식각장치의 냉각수 절수 시스템 및 방법
KR19990080624A (ko) * 1998-04-20 1999-11-15 윤종용 반도체장치 제조용 케미컬 순환공급장치 및 이의 구동방법

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