KR20010028592A

KR20010028592A - A over flow type bath for wafer wet process

Info

Publication number: KR20010028592A
Application number: KR1019990040914A
Authority: KR
Inventors: 홍동관
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06

Abstract

PURPOSE: An overflow bath for wet-processing a wafer is provided to make treatment liquid flow easily in an overflow bath, and to prevent irregular surface treatment by eliminating a flow horizontal to a wafer surface. CONSTITUTION: At least a part of a portion formed in a direction vertical to a surface of a wafer at a circumference of an inlet of a receptacle is made low, and every portion formed in a direction horizontal to the surface of the wafer is made high. A plurality of V-shaped grooves(23) are formed in every low portions.

Description

Overflow bath for wafer wet processing {A over flow type bath for wafer wet process}

본 발명은 웨이퍼 습식처리에 사용되는 오버 플로우 액조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 습식 식각이나 세정시 처리액이 액조 위로 넘쳐 흐르는 방식으로 사용되는 오버 플로우 액조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overflow tank used for wet processing of wafers, and more particularly, to an overflow tank used in a manner in which a processing liquid flows over a bath during wet etching or cleaning.

반도체장치는 반도체 기판상에 여러 물질막으로 전기 전자 소자를 형성하고 결선하여 이루어진 복잡하고 고도로 정밀한 장치이다. 따라서 이들 반도체장치를 형성하기 위해서는 여러 가지의 복잡 다단한 공정을 거치게 된다. 그리고, 대부분의 처리가 화학반응을 이용하는 것이므로 온도나 압력 등의 공정조건을 엄밀하게 맞추어야 할 필요가 있다.A semiconductor device is a complex and highly precise device formed by forming and connecting electrical and electronic devices with various material films on a semiconductor substrate. Therefore, in order to form these semiconductor devices, various complicated and complicated processes are required. In addition, since most of the treatments use chemical reactions, it is necessary to precisely adjust process conditions such as temperature and pressure.

반도체장치 제조공정에서 많이 사용되는 공정 가운데 식각 공정과 세정 공정이 있는데, 그 상당 부분은 웨이퍼 표면에 액상의 물질들, 즉, 처리액들이 닿아 이루어지는 습식 처리 공정이다. 웨이퍼 표면을 액상의 물질로 처리를 하는 방법도 처리액을 웨이퍼 표면에 분사하여 처리하는 방법과 처리액을 담고 있는 용기에 웨이퍼를 담그는 방식 등이 이루어질 수 있다. 웨이퍼에 처리액들을 분사하는 경우에는 별 문제가 없을 것이나, 처리액들을 담고 있는 용기, 즉 액조에 웨이퍼를 담그는 방식의 처리에서는 처리액이 웨이퍼와 상대적으로 활발히 움직이는 경우가 아니라면 공정 반응이 시간이 감에 따라 활발하게 이루어지지 못하는 경향이 있다.Among the processes commonly used in the semiconductor device manufacturing process, there are an etching process and a cleaning process, and a large part of the process is a wet process in which liquid substances, that is, treatment liquids, come into contact with the wafer surface. The method of treating the wafer surface with a liquid material may also be performed by spraying the processing liquid onto the wafer surface and dipping the wafer into a container containing the processing liquid. In the case of spraying the processing liquids on the wafer, there will be no problem. However, in the processing of the container containing the processing liquids, that is, the method of immersing the wafer in the liquid tank, the process reaction may take time unless the processing liquid moves relatively actively with the wafer. There is a tendency to not be active.

이 경향은 마이크로 로딩 효과(micro loading effect)로 불리는 현상과 동일 혹은 유사한 것이다. 즉, 웨이퍼 표면에 있는 물질들에 의해 일단 반응이 일어난 다음, 그 반응결과물이 웨이퍼 표면 주위에 잔류하고, 새로 반응을 일으킬 물질들이 웨이퍼 표면과 새로 접촉하는 것을 방해하기 때문에 웨이퍼 표면에서 공정 반응을 일으킬 물질들의 농도는 낮아지고 공정 반응은 점차 서서히 일어나는 것이다. 이는 식각 공정뿐 아니라 희석에 의한 세정 공정에서도 적용될 수 있다.This tendency is the same as or similar to a phenomenon called the micro loading effect. That is, once a reaction has been caused by the materials on the wafer surface, the reaction product remains around the wafer surface and causes process reactions on the wafer surface because it prevents new reacting materials from making new contact with the wafer surface. The concentration of the substances is lowered and the process reactions gradually take place. This can be applied not only to the etching process but also to the cleaning process by dilution.

따라서 이러한 공정 속도의 저하를 막기 위해 액조 내에 담긴 웨이퍼를 흔들어 주거나, 액조 내에서 액상 물질들의 흐름을 만들어 끊임없이 웨이퍼 표면에 에천트 물질이나 희석용 용매가 닿도록 하는 방법을 많이 사용하고 있다. 그 가운데 하나가 용기에 웨이퍼를 담그고 처리액을 계속 공급하면서 처리액 일부가 용기를 넘쳐 흐르도록 하는 오버 플로우(over flow) 방법이다. 이 방법에도 오버 플로우된 처리액이 여과 필터를 거쳐 다시 용기 내에 투입되는 순환 방식(circulation type)이 있고, 넘치는 처리액이 그대로 폐기, 배출되는 단순 오버 플로우 방식도 있다.Therefore, in order to prevent such a decrease in the processing speed, many methods of shaking the wafer contained in the liquid tank or making a flow of liquid materials in the liquid tank continuously contact the etchant material or the dilution solvent on the wafer surface. One of them is an overflow method in which a portion of the processing liquid flows over the container while dipping the wafer into the container and continuously supplying the processing liquid. This method also has a circulation type in which the overflowed processing liquid is introduced into the container again through a filtration filter, and there is also a simple overflow method in which the overflowed processing liquid is discarded and discharged as it is.

현재 오버 플로우 방법에 사용되는 액조(11)는 웨이퍼 캐리어와 같이 대략 직육면체의 공간 구성을 가지고, 웨이퍼(10)가 수직으로 적재될 수 있도록 대향하는 두 변에 다수의 슬롯(slot)을 형성하여 사용하고 있으며, 용기의 윗부분인 입구 모든 둘레 부분에서 처리액이 오버 플로우되도록 이루어진 것이다. 즉, 용기 입구의 모든 둘레 부분의 레벨이 동일한 것이다. 다만, 오버 플로우되는 흐름을 원할하게 하기 위해 둘레 곳곳에 v자형 홈(13)을 형성하여 사용하고 있다. 도1은 이러한 종래의 오버 플로우 액조의 평면과 정면을 나타내는 도면이며, 화살표는 오버 플로우되는 처리액의 흐름을 나타내고 있다.The liquid tank 11 used in the current overflow method has a space configuration of a substantially rectangular parallelepiped like a wafer carrier, and forms a plurality of slots on two opposite sides so that the wafer 10 can be vertically stacked. And, the processing liquid is made to overflow in all the circumferential portion of the upper portion of the container. That is, the levels of all the peripheral portions of the container inlet are the same. However, in order to smooth the flow that overflows, v-shaped grooves 13 are formed and used around the perimeter. Fig. 1 is a view showing the plane and the front of such a conventional overflow liquid tank, and the arrow shows the flow of the processing liquid overflowed.

그러나, 이러한 오버 플로우 방식에 사용되는 액조에서 웨이퍼는 액조에 형성된 슬롯에 의해 일정 방향으로 나란히 적재되므로 액조의 입구 둘레의 모든 부분으로 처리액이 흘러 넘칠 경우에는 웨이퍼 면과 수직되는 방향으로 흐르는 오버 플로우액의 경우 웨이퍼의 저항에 의해 웨이퍼 주변부에서 와류를 형성하기도 하고 전체적으로 흐름의 속도가 느려진다. 따라서 웨이퍼 표면에 대해 처리액을 교체시키는 효과도 크지 못하고, 웨이퍼 표면에 대한 처리의 정도도 일정하게 이루어지지 못하는 문제가 있었다. 도2는 이상의 문제를 나타내는 웨이퍼(10) 배열과 용기에서 오버 플로우되는 처리액의 유속을 표현한 개념도이다. 표면에 다른 막이 적층된 부분이 반도체장치가 형성되는 가공면이 된다.However, in the liquid tank used in such an overflow method, since the wafers are stacked side by side in a predetermined direction by slots formed in the liquid tank, the overflow flows in a direction perpendicular to the wafer surface when the processing liquid flows to all parts around the inlet of the liquid tank. In the case of liquids, vortices are formed around the wafer due to the resistance of the wafer, and the overall flow speed is slowed down. Therefore, the effect of replacing the processing liquid on the wafer surface is not great, there is a problem that the degree of processing on the wafer surface is also not made constant. 2 is a conceptual diagram representing the flow rate of the processing liquid overflowed from the container and the arrangement of the wafer 10 showing the above problem. The part where another film is laminated on the surface becomes a processed surface on which a semiconductor device is formed.

본 발명에서는 종래의 경우에서 웨이퍼가 오버 플로우 액조에서 슬롯에 따라 일정 방향으로 배열되고, 오버 플로우되는 처리액의 흐름은 사방으로 이루어져, 웨이퍼면과 수직으로 흐르는 처리액의 웨이퍼에 대한 영향이 일정치 않게 되고, 이로 인한 웨이퍼 표면에서의 불균일성이 생기는 것을 막기 위해 새로운 오버 플로우 방식에 맞는 웨이퍼 습식처리용 오버 플로우 액조를 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, in the conventional case, the wafers are arranged in a predetermined direction along the slots in the overflow tank, and the flow of the processing liquid overflows in all directions, so that the influence of the processing liquid flowing perpendicular to the wafer surface on the wafer is constant. It is an object of the present invention to provide an overflow liquid tank for wafer wet processing for a new overflow method in order to prevent the occurrence of non-uniformity on the wafer surface.

도1은 종래의 오버 플로우 액조의 평면과 정면을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the plane and the front of a conventional overflow liquid tank.

도2는 종래의 오버 플로우 액조에서 웨이퍼 배열과 오버 플로우되는 처리액의 유속 및 와류를 표현한 개념도이다.2 is a conceptual diagram representing the flow rate and vortex of the processing liquid overflowed with the wafer array in the conventional overflow liquid tank.

도3은 본 발명의 오버 플로우 액조의 일 예를 나타내는 개략적인 사시도이다.3 is a schematic perspective view showing an example of an overflow liquid tank of the present invention.

도4는 본 발명에서 웨이퍼 배열과 오버 플로우액의 방향과 유속을 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the direction and flow velocity of the wafer arrangement and the overflow liquid in the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

10: 웨이퍼 (wafer) 11,21: 액조10: wafer 11, 21: liquid bath

13,23: v자형 홈13,23: v-shaped groove

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오버 플로우 액조는 용기 입구 둘레부분에서 웨이퍼면과 수직방향으로 형성되는 부분의 적어도 한쪽은 낮게 이루어지고, 웨이퍼면과 수평방향으로 형성되는 부분은 모두 높게 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the overflow liquid tank of the present invention for achieving the above object, at least one of the portions formed in the direction perpendicular to the wafer surface at the periphery of the container is made low, and the portions formed in the wafer surface and the horizontal direction are all made high. It is done.

본 발명에서 액조의 입구가 개략적으로 직사각형의 형태를 이루고 있다면 웨이퍼면과 수평으로 형성되는 변 쪽으로는 처리액의 흐름이 없으므로, 웨이퍼 주변부에서 와류가 일어나고 그로 인하여 웨이퍼 면에 대한 불규칙적인 처리가 이루어지는 문제가 없어진다. 한편, 웨이퍼면과 수직으로 형성되는 변 쪽으로는 처리액의 오버 플로우 유속이 빨라져도 웨이퍼의 저항이 없으므로 불규칙적인 영향은 없게 된다. 바람직하게는 대향하는 양 변 쪽으로 흐름이 이루어지게 되나, 한 쪽은 레벨이 높게 형성되고 한쪽으로만 오버 플로우가 형성될 수도 있을 것이다.In the present invention, if the inlet of the liquid tank has a substantially rectangular shape, there is no flow of the processing liquid toward the side formed horizontally with the wafer surface, so that a vortex occurs at the periphery of the wafer, thereby causing irregular processing on the wafer surface. Disappears. On the other hand, there is no resistance of the wafer even if the overflow flow velocity of the processing liquid is increased toward the side formed perpendicular to the wafer surface, so that there is no irregular effect. Preferably, the flow is directed to opposite sides, but one side may be formed at a high level and only one side may overflow.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명의 오버 플로우 액조의 일 예를 나타내는 개략적인 사시도이다. 액조(21)의 입구에서 앞뒤쪽은 주변이 높게 형성되어 오버 플로우가 이루어지지 않게 되고, 좌우 측면으로는 주변이 낮게 형성되어 오버 플로우가 빠르게 이루어진다. 그리고, 종래와 마찬가지로 오버 플로우액의 흐름을 원할하게 하기 위해 좌우 측면에는 위쪽으로 다수의 v자형 홈(23)을 형성하였다. 화살표는 오버 플로우액의 흐름을 나타내고 있다.3 is a schematic perspective view showing an example of an overflow liquid tank of the present invention. At the inlet of the liquid tank 21, the front and rear are formed so that the periphery is not high, and the periphery is formed at the left and right sides so that the overflow is quick. As in the prior art, a plurality of v-shaped grooves 23 are formed on the left and right sides upward to smooth the flow of the overflow liquid. Arrows indicate the flow of overflow liquid.

도4는 본 발명에서 웨이퍼 배열과 오버 플로우액의 방향과 유속을 나타내는 개념도이다. 종래의 경우를 나타내는 도2에 비해 화살표가 길게 되어 유속이 빨라짐을 나타내고 있으며, 웨이퍼(10) 면이 향하는 방향의 좌우측으로는 동일한 정도의 흐름을 나타내고 있다. 유속이 빠를 경우 웨이퍼 면과 닿고 있는 처리액을 빠르게 교체하는 효과가 있으므로 오버 플로우되는 처리액의 양이 같은 경우에도 웨이퍼와 처리액을 상대적으로 유동시키는 효율을 높일 수 있다. 표면에 다른 막이 에피택시된 부분이 반도체장치가 형성되는 가공면, 웨이퍼면이 된다.4 is a conceptual diagram showing the direction and flow velocity of the wafer arrangement and the overflow liquid in the present invention. Compared with FIG. 2 showing the conventional case, the arrow is longer and the flow velocity is faster, and the flow of the same degree is shown on the left and right sides of the wafer 10 facing direction. If the flow rate is high, the process liquid that is in contact with the wafer surface can be replaced quickly, so that the efficiency of relatively flowing the wafer and the process liquid can be increased even when the amount of the processing liquid overflowed is the same. The portion where the other film is epitaxy on the surface becomes the processed surface and wafer surface on which the semiconductor device is formed.

본 발명에 따르면 오버 플로우 액조에서 웨이퍼 표면에 대한 처리액의 흐름을 원할히 할 수 있으며, 웨이퍼면과 수직 방향인 흐름을 없애서 와류에 의한 불규칙적인 표면처리가 이루어지는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to smoothly flow the processing liquid to the wafer surface in the overflow tank, and to prevent the irregular surface treatment due to the vortex by eliminating the flow perpendicular to the wafer surface.

Claims

At least one of the portions formed in the direction perpendicular to the wafer surface at the container inlet periphery is made low, and the portions formed in the wafer surface and the horizontal direction are all made high.

The method of claim 1,

An overflow liquid tank for wafer wet processing, wherein all of the portions formed in the direction perpendicular to the wafer surface among the peripheral portions are made low.

The method according to claim 1 or 2,

And a plurality of v-shaped grooves are formed in all of the lower portions.