KR20010036507A

KR20010036507A - 반도체 제조공정에 사용되는 웨이퍼 습식 에칭장치

Info

Publication number: KR20010036507A
Application number: KR1019990043538A
Authority: KR
Inventors: 김태균
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2001-05-07

Abstract

반도체 제조공정에 사용되는 웨이퍼 습식 에칭장치가 개시되어 있다. 상기 습식 에칭장치는 웨이퍼를 처리하기 위한 가공 챔버를 구비한다. 상기 가공 챔버의 상부에는 상기 가공 챔버 내로 BOE 용액을 공급하기 위한 BOE 용액 공급라인이 설치되어 있다. 상기 가공 챔버의 저부에는 상기 가공 챔버의 온도를 제어하는 열교환기가 설치되며, 상기 가공 챔버의 일 측부에는 상기 가공챔버 내로 웨이퍼를 가이드하는 로봇이 설치된다. 상기 로봇은 상기 웨이퍼가 상기 가공 챔버 내에서 BOE 용액에 침수되어 있는 동안 상기 웨이퍼를 계속적으로 파지하도록 되어 있다. 가공챔버 내에 웨이퍼 가이드를 설치할 필요가 없으며, 따라서, 웨이퍼 가이드의 세팅 불량이나 손상에 의해 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제조 공정 및 원가가 절감될 수 있으며, 처리가 완료된 웨이퍼를 가공 챔버로부터 신속하게 이송시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

반도체 제조공정에 사용되는 웨이퍼 습식 에칭장치 {WET ETCHING APPARATUS FOR A WAFER USED IN A SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에 사용되는 웨이퍼 습식 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 처리 시스템은 웨이퍼를 가공하기 위한 가공 챔버를 구비한다. 상기 가공 챔버로 이송된 웨이퍼는 통상적으로 리소그래피, 화학 또는 물리적 증착 및 플라즈마 에칭 등과 같은 일련의 반도체 공정을 거쳐 반도체 소자 또는 반도체 칩으로 제조된다.

상기 반도체 공정 중에 에칭 공정은 웨이퍼의 표면층을 소정의 패턴으로 식각하기 위한 공정이다. 상기 에칭 공정은 플라즈마 등을 이용하여 수행하는 건식 에칭(DRY ETCHING)과 액체, 기체 등을 이용하여 수행하는 습식 에칭 공정으로 분류된다.

도1에는 종래 반도체 제조공정에 사용되는 습식 에칭장치(200)가 도시되어 있다.

도1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래 습식 에칭장치(200)는 가공될 웨이퍼(110)가 내장되는 가공 챔버(100)를 구비한다. 상기 가공 챔버(100) 내에는 웨이퍼(110)를 지지하기 위한 한 쌍의 웨이퍼 가이드(120, 125)가 설치되어 있다.

상기 가공 챔버(100)의 상부에는 BOE(buffered oxide etching) 용액 공급라인(130)이 설치되며, 상기 BOE 용액 공급라인(130)의 소정 위치에는 니들 밸브(132)와 제1 에어밸브(134)가 제공되어 있다. 또한, 상기 가공 챔버(100)에 공급된 BOE 용액의 온도를 검출하기 위한 온도 감지장치(190)가 상기 가공 챔버(100)의 상부 소정위치에 설치된다. 상기 BOE 용액은 LAL500 화학제를 포함한다.

상기 가공 챔버(100)의 하부에는 BOE 용액 배출라인(170)이 설치되어 있다. 상기 BOE 용액 배출라인(170)의 소정위치에는 다수개의 제2 에어밸브(180)가 제공되어 있다.

한편, 상기 가공 챔버(100)는 열교환기(150)에 연결되어 그 온도를 제어받는다. 상기 열교환기(150)는 상기 가공 챔버(100)의 하부 일측에 설치되며, 냉각수 공급라인(140) 및 냉각수 배출라인(160)이 상기 열교환기(150)를 통과하여 상기 열교환기(150)의 온도를 제어한다. 상기 냉각수 공급라인(140) 및 냉각수 배출라인(160)에는 제1 및 제2 볼 밸브(142, 144)가 각각 설치되어 있다.

그러나, 상기 구성을 갖고 있는 종래 웨이퍼 습식 에칭장치(200)는 가공챔버(100) 내에서 웨이퍼(110)를 정렬시키는 구조를 가지고 있기 때문에 가공챔버(100) 내에 웨이퍼 가이드(120, 125)를 설치해야만 한다는 문제가 있다.

또한, 상기 웨이퍼 가이드(120, 125)에 상기 웨이퍼(110)가 부정확하게 정렬될 경우 웨이퍼(110)에 결함이 발생될 수 있다는 단점이 있으며, 상기 가공 챔버(100) 내에는 독성이 강한 LAL500 화학제가 충전되어 있기 때문에 가공 완료 후 상기 웨이퍼(110)를 빨리 빼내지 않으면 웨이퍼(110)가 손상될 수 있다. 그러나, 상기 구조에서는 웨이퍼(110)의 신속한 배출이 어려울 뿐만 아니라 로봇이 웨이퍼(110)를 정확하게 파지하지 못하게될 경우가 생기게 된다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼가 로봇에 파지된 상태로 BOE 용액에 침수되므로써, 웨이퍼 가이드가 필요치 않으며, 웨이퍼의 신속한 배출이 가능한 웨이퍼 습식 에칭장치를 제공하는 것이다.

도1은 종래 웨이퍼 습식 식각장치의 개략도이다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 습식 식각장치의 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

21웨이퍼 230 : BOE 용액 공급라인

232 : 니들 밸브 234 : 제1 에어밸브

240 : 냉각수 공급라인 250 : 열교환기

260 : 냉각수 배출라인 270 : BOE 용액 배출라인

280 : 제2 에어밸브 300 : 가공 챔버

500 : 습식 에칭장치 510 : 로봇

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼를 처리하기 위한 가공 챔버, 상기 가공 챔버 내로 BOE 용액을 공급하기 위한 BOE 용액 공급라인, 상기 가공 챔버의 저부에 배치되어 상기 가공 챔버의 온도를 제어하는 열교환기, 및 상기 가공챔버 내로 웨이퍼를 가이드하며, 상기 웨이퍼가 상기 가공 챔버 내에서 BOE 용액에 침수되어 있는 동안 상기 웨이퍼를 계속적으로 파지하는 로봇을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식 에칭장치를 제공한다.

상기 열교환기에는 냉각수 공급라인 및 냉각수 배출라인이 통과된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 습식 에칭장치(500)가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 에칭장치(500)는 도1에 도시된 종래 웨이퍼 습식 에칭장치(200)와 매우 유사한 구조를 가지고 있다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 에칭장치(500)는 가공될 웨이퍼(210)가 내장되는 가공 챔버(300)를 구비한다. 종래 습식 에칭장치(200)와는 달리, 본 발명의 습식 에칭장치(500)의 가공 챔버(300) 내에는 웨이퍼(210)를 지지하기 위한 웨이퍼 가이드가 설치되지 않는다.

상기 웨이퍼(210)는 웨이퍼 가이드에 의해 지지되는 것이 아닌, 로봇(510)의 아암에 파지된 상태로 상기 가공 챔버(300) 내에 침수되며, 따라서, 상기 웨이퍼(210)가 상기 가공 챔버(300) 내에 안정적으로 배치될 수 있음은 물론 처리가 완료된 웨이퍼(210)의 신속한 배출이 가능해 진다.

상기 가공 챔버(300)의 상부에는 BOE(buffered oxide etching) 용액 공급라인(230)이 설치되며, 상기 BOE 용액 공급라인(230)의 소정 위치에는 니들 밸브(232)와 제1 에어밸브(234)가 제공되어 있다. 또한, 상기 가공 챔버(300)에 공급된 BOE 용액의 온도를 검출하기 위한 온도 감지장치(290)가 상기 가공 챔버(300)의 상부 소정위치에 설치된다. 상기 BOE 용액은 LAL500 화학제를 포함한다.

상기 가공 챔버(300)의 하부에는 BOE 용액 배출라인(270)이 설치되어 있다. 상기 BOE 용액 배출라인(270)의 소정위치에는 다수개의 제2 에어밸브(280)가 제공되어 있다.

한편, 상기 가공 챔버(300)는 열교환기(250)에 연결되어 그 온도를 제어받는다. 상기 열교환기(250)는 상기 가공 챔버(300)의 하부 일측에 설치되며, 냉각수 공급라인(240) 및 냉각수 배출라인(260)이 상기 열교환기(250)를 통과하여 상기 열교환기(250)의 온도를 제어한다. 상기 냉각수 공급라인(240) 및 냉각수 배출라인(260)에는 제1 및 제2 볼 밸브(242, 244)가 각각 설치되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 에칭장치(500)는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 웨이퍼 습식 에칭공정이 개시되면, 상기 BOE 용액 공급라인(230)을 통해 상기 가공 챔버(300) 내부로 BOE 용액이 공급된다. 상기 BOE 용액의 온도는 상기 가공 챔버(300)의 상부에 배치되어 있는 온도 감지장치(290)에 의해 검출된다.

이어서, 상기 로봇(510)이 작동하여, 상기 웨이퍼(210)를 상기 가공 챔버(300) 내의 BOE 용액 내에 침수 시킨다. 이때, 상기 로봇(510)은 계속적으로 웨이퍼(210)를 잡고 있는 상태를 유지한다. LAL500 화학제를 사용하는 경우에는 대부분 20-70초 정도의 짧은 시간동안 상기 웨이퍼(210)를 침수시키는 방식을 취하고 있기 때문에, 로봇(510)이 상기 가공 챔버(300) 내에서 웨이퍼(210)를 잡고 있어도 로봇(510)의 이동 시간에는 전혀 영향을 주지않는다.

한편, 상기 공정이 진행되는 동안, 상기 가공 챔버(300) 내의 온도가 설정치 이상으로 상승되었을 경우에는, 상기 가공 챔버(300)의 하부에 설치되어 있는 냉각수 공급라인(140)을 통해 냉각수가 공급되어 상기 열교환기(150)의 온도를 제어하므로써, 상기 가공 챔버(300)의 온도를 저하시킨다.

상기 웨이퍼(210)에 대한 처리가 완료되면, 상기 로봇(510)은 웨이퍼(210)를 파지한 상태로 상기 가공 챔버(300)로부터 빠져 나와 상기 웨이퍼(210)를 다음 공정 스테이지로 이송시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 에칭장치는 로봇이 웨이퍼를 계속 잡고 있는 방식이므로, 가공챔버 내의 웨이퍼 가이드에 웨이퍼를 유입시키는 과정에서 척부위에서 발생할 수 있는 에러로 인한 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 에칭장치는 웨이퍼 가이드가 필요치 않으므로. 웨이퍼 가이드의 세팅 불량이나 손상에 의해 웨이퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 제조 공정 및 원가가 절감될 수 있다는 효과가 있다.

아울러, 상기 로봇이 계속적으로 웨이퍼를 파지하고 있으므로 처리가 완료된 웨이퍼를 신속하게 이송시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 개량이나 변형이 가능하고, 이러한 개량이나 변형 또한 본 발명에 속한다는 것은 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims

웨이퍼를 처리하기 위한 가공 챔버;

상기 가공 챔버 내로 BOE 용액을 공급하기 위한 BOE 용액 공급라인;

상기 가공 챔버의 저부에 배치되어 상기 가공 챔버의 온도를 제어하는 열교환기; 및

상기 가공챔버 내로 웨이퍼를 가이드하며, 상기 웨이퍼가 상기 가공 챔버 내에서 BOE 용액에 침수되어 있는 동안 상기 웨이퍼를 계속적으로 파지하는 로봇을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식 에칭장치.