KR20020015491A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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구교욱
한재선
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Abstract

본 발명은 세정/식각액을 이용하여 웨이퍼 상의 유기물, 무기물, 금속 이온, 표면 피막, 기타 미립자 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 본 장치는 웨이퍼 보우트가 위치되고, 세정/식각액이 수용되는 베스 및 베스 내부로 세정/식각액을 공급하기 위하여 베스 내에 설치되는 공급수단을 포함한다. 여기서 공급 수단은 베스 하단에 웨이퍼 보우트의 길이 방향으로 설치되고, 다수의 분사공들이 형성된 "H"자형의 분배관 및 베스의 바닥 코너에 설치되는 와류 방지 블록을 갖는다.

Description

반도체 제조 장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 약액을 이용하여 웨이퍼 상의 유기물, 무기물, 금속 이온, 표면 피막, 기타 미립자 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 제조 공정에서는, 웨이퍼 상의 미립자 금속 불순물, 유기 오염물, 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거하기 위하여 습식 세정 공정을 수행한다. 이러한 습식 세정 공정에서 세정조 내에 웨이퍼를 담그는(dip) 것으로 배치(batch) 타입의 세정 방식이 주로 사용되고 있다.
세정조에서 수행되는 세정 공정은 단일 약액 또는 일정한 조성비로 공급된 약액을 이용하여 웨이퍼의 표면을 물리적 또는 화학적으로 세정(식각)하는 공정과, 초순수를 이용하여 웨이퍼 표면에 묻은 약액들을 세정하는 공정으로 진행된다.
종래 습식 세정 장치가 개략적으로 도시된 도 1을 참조하면, 종래 습식 세정 장치(10)는 바텀 중앙에 주입구(14)가 형성된 베스(bath;12)를 갖으며, 베스(12)의 바텀으로부터 이격된 위치에는 가로 세로 일정한 간격으로 홀(18)들이 형성된 안내판(16)이 설치된다. 상기 베스 내부에는 상기 안내판(16)에 의한 버퍼 공간(20)이 형성된다. 세정액(이하, "초순수"라함)은 바텀 중앙의 주입구(14)로부터 상기 버퍼 공간(20)으로 공급되고, 상기 안내판(16)의 홀(18)들을 통해 베스(12)의 세정 공간(22)으로 분사된다.
그러나, 이러한 종래 습식 세정 장치(10)는 안내판(16)의 중앙 부분의 홀을 통과하는 세정액과 가장자리 부분의 홀을 통과하는 세정액의 유속이 서로 상이하기 때문에, 세정 공간내의 유속 분포가 불균일해지고 와류도 발생하게 된다. 특히, 와류는 사각 구조로 이루어진 베스(12)의 세정 공간 각진 부위(x)에서 가장 심하게발생하게 된다. 와류가 발생하면 웨이퍼(210)를 세정한 세정액이 베스(12) 밖으로 오버 플로워 되지 못하고 세정 공간(22) 바닥의 각진 부위에서 계속 정체되면서 웨이퍼를 재 오염시키는 문제를 유발시킨다. 그리고, 이러한 와류는 결국 약액조의 경우 식각율을 저하시키고, 세정조의 경우에는 세정효과를 저하시키는 주요 원인으로 작용하게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 와류 발생을 최소화하고, 웨이퍼의 공정 균일성을 개선할 수 있는 새로운 형태의 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 습식 세정 장치를 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 세정 장치를 보여주는 도면;
도 3은 도 2에 도시된 약액 공급 수단의 단면도;
도 4는 습식 세정 장치의 평면도;
도 5는 도 4에 표시된 a-a선 단면도;
도 6은 도 4에 표시된 b-b선 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : 베스 120 : 공급 수단
122 : 분배관 124a : 제 1 관
124b : 제 2 관 126 : 연결관
128 : 분사공 130 : 와류 방지 블록
200 : 웨이퍼 보우트 210 : 웨이퍼
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 세정/식각액을 이용하여 웨이퍼 상의 유기물, 무기물, 금속 이온, 표면 피막 및 기타 미립자 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 반도체 제조 장치는 웨이퍼 보우트가 위치되고, 세정/식각액이 수용되는 베스 및 베스 내부로 세정/식각액을 공급하기 위하여 상기 베스 내에 설치되는 공급수단을 포함한다. 여기서 상기 공급 수단은 상기 베스 하단에 웨이퍼 보우트의 길이 방향으로 설치되고, 다수의 분사공들이 형성된 "H"자형의 분배관 및 상기 베스의 바닥 코너에 설치되는 와류 방지 블록을 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 분배관은 직경이 중앙에서 가장자리로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 분배관은 하단이 중앙에서 가장자리로 상향 경사질 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 분사공들은 웨이퍼 보우트에 홀딩된 웨이퍼들의 간격과 동일한 간격으로 상기 분배관의 상단에 형성되며, 이 분사공은 웨이퍼들 사이에 위치될 수 있다. 이 분사공은 웨이퍼의 면방향으로 길게 형성된 장공으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 와류 방지 블록은 분배관과 평행한 베스의 바닥 코너에 서로 대응되게 설치되며, 상기 웨이퍼 보우트와 마주보는 면은 상단에서 하단으로 내향 경사질 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 베스 내에서 와류 발생을 최소화하고, 웨이퍼 내에서의 공정 균일성을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 첨부된 도면 도 2 내지 도 6에 의거하여 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 세정 장치를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 공급 수단의 단면도이다. 도 4는 습식 세정 장치의 평면도이다. 도 5는 도 4에 표시된 a-a선 단면도이다. 도 6은 도 4에 표시된 b-b선 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 습식 세정 장치(100)는 세정하기 위한 웨이퍼(210)들이 홀딩된 웨이퍼 보우트(200)가 수용되는 베스(110)와, 상기 베스 내부로 세정액(이하, 초순수라 함)을 공급하기 위한 공급 수단(120)을 구비한다.
상기 공급 수단(120)은 상기 베스(110)의 바닥에 설치된다. 상기 공급수단(120)은 분배관(122)과 와류 방지 블록 그리고 제 1 및 제 2 측면판(140a,140b)으로 이루어진다.
상기 분배관(122)은 "H"자형으로, 베스 하단에 웨이퍼 보우트(200)의 길이 방향으로 설치되는 제 1 및 제 2 관(124a,124b)과, 상기 제 1 및 제 2 관(124a,124b)을 잇는 연결관(126)으로 이루어진다. 상기 연결관(126)은 외부의 초순수 공급관(220)과 접속된다. 상기 제 1 및 제 2 관(124a,124b)의 양단은 상기 제 1 및 제 2 측면판(140a,140b)에 고정된다.
상기 제 1 및 제 2 관(124a,124b)의 상단에는 다수의 분사공(128)들이 형성되어 있다. 이 분사공(128)들은 웨이퍼 보우트(200)에 홀딩된 웨이퍼(210)들간의 간격과 동일한 간격으로 형성되며, 이 분사공(128)들은 웨이퍼(210)들 사이에 위치된다.(도 4참조) 결국, 초순수가 웨이퍼 보우트(200)에 조밀하게 홀딩된 웨이퍼들 사이로 정확히 분출됨으로써, 보다 안정적이고 균일한 초순수의 흐름을 얻을 수 있는 것이다. 예컨대, 상기 분사공(128)은 초순수가 웨이퍼 전면에 고루 퍼져나갈 수 있도록 웨이퍼의 면방향으로 길게 형성된 장공으로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분배관(122)의 제 1 및 제 2 관(124a,124b)은 직경이 중앙에서 가장자리로 갈수록 점점 작아지도록, 하단이 중앙에서 가장자리로 상향 경사지게 형성된다. 이러한 제 1 및 제 2 관(124a,124b)의 구조는 중앙과 양측 가장자리 부근의 초순수 분사압력 차이를 최소화하여, 초순수가 웨이퍼 보우트(200)에 홀딩된 웨이퍼들 전체에(위치에 상관없이) 균일하게 분출되도록 한다. 결국, 웨이퍼 보우트(200)의 중앙에 위치한 웨이퍼들과 양측 말단에 위치한 웨이퍼들간의 세정 균일화를 이룰 수 있는 것이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 와류 방지 블록(130)은 상기 베스(110)의 바닥 코너부근에서 발생하는 와류를 막기 위한 것으로, 상기 분배관(122)의 제 1 및 제 2 관(124a,124b)과 평행한 베스(110)의 바닥 코너에 서로 대응되게 설치된다. 상기 와류 방지 블록(130)은 상단에서 하단으로 내향 경사진 경사면(132)을 갖는다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 습식 세정 장치(100)는, 웨이퍼(210)들을 웨이퍼 보우트(200)에 수납된 상태로 상기 베스(110)에 담겨지면, 초순수는 초순수 공급관(220)을 통해 분배관(122)으로 공급되고, 상기 분배관(122)으로 공급된 초순수는 상기 분배관의 제 1 관과 제 2 관(124a,124b)의 상단에 조밀하게 형성된 분사공(128)들을 통해 웨이퍼(210)들 사이로 분사된다. 이렇게 상기 분사공(128)들을 통해 분사되는 초순수는 일정한 유량과 일정한 압력을 유지한 상태로 웨이퍼(210)들 사이를 통과하면서 웨이퍼를 세정하게 된다. 한편, 상기 베스(110)는 바닥 코너에 와류 방지 블록(130)이 설치되어 있기 때문에, 베스의 바닥 코너에 발생되는 와류현상을 막을 수 있다.
예컨대, 상기 베스(110)는 습식식각 공정의 약액조(chemical bath) 또는 수세조(DI wafer bath)로 이해할 수 있으며, 본 발명의 공급 수단은 반도체 제조를 위한 다른 공정조에도 용이하게 적용할 수 있는 것입니다.
본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 세정/식각액을 이용하여 웨이퍼 상의 유기물, 무기물, 금속 이온, 표면 피막 및 기타 미립자 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 장치에 적용하여 실시할 수 있는 것이다.
이상에서, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 초순수가 균일한 유량과 일정한 압력으로 웨이퍼 보우트에 홀딩된 웨이퍼들 사이로 분사되어, 보다 안정적이고 균일한 초순수의 흐름을 얻음으로써 웨이퍼의 공정 균일성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 베스의 바닥 코너에 발생되는 와류현상을 막을 수 있다.

Claims (5)

  1. 세정/식각액을 이용하여 웨이퍼 상의 유기물, 무기물, 금속 이온, 표면 피막 및 기타 미립자 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 반도체 제조 장치에 있어서,
    웨이퍼 보우트가 위치되고, 세정/식각액이 수용되는 베스 및;
    베스 내부로 세정/식각액을 공급하기 위하여 상기 베스 내에 설치되는 공급수단을 포함하되;
    상기 공급 수단은
    상기 베스 하단에 웨이퍼 보우트의 길이 방향으로 설치되고, 다수의 분사공들이 형성된 "H"자형의 분배관 및;
    상기 베스의 바닥 코너에 설치되는 와류 방지 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배관은 하단이 중앙에서 가장자리로 상향 경사지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사공들은 웨이퍼 보우트에 홀딩된 웨이퍼들의 간격과 동일한 간격으로 상기 분배관의 상단에 형성되되;
    상기 분사공은 웨이퍼들 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  4. 제 1 또는 제 3항에 있어서,
    상기 분배관의 분사공은 웨이퍼의 면방향으로 길게 형성된 장공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류 방지 블록은 분배관과 평행한 베스의 바닥 코너에 서로 대응되게 설치되며, 상기 웨이퍼 보우트와 마주보는 면은 상단에서 하단으로 내향 경사지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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