KR20020058562A - Wet etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조장비에서의 습식 식각 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 식각 균일성을 개선하고, 웨이퍼 양면을 동시에 식각할 수 있으며, 웨이퍼와의 접촉을 최소화하여 오염을 최대한 방지할 수 있도록 한 습식 식각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wet etching apparatus in a semiconductor manufacturing equipment, and in particular, to improve the etching uniformity of the wafer, and to simultaneously etch both sides of the wafer, the wet to minimize the contact with the wafer to minimize contamination It relates to an etching apparatus.
반도체장치를 제조함에 있어 포토레지스트의 사용 및 노광에 의하여 웨이퍼 상에 형성된 프토레지스트의 구멍을 식각공정을 통해 웨이퍼를 선택적으로 식각하고, 이온주입이나 에피택샬층의 형성 등 후속공정들에 의하여 적절한 전기적 특성을 갖는 물리적인 소자를 형성하는 기술의 적용이 필수적이다.In manufacturing a semiconductor device, the wafer is selectively etched through the etching process of the hole of the photoresist formed on the wafer by the use and exposure of the photoresist, and suitable electrical treatment is performed by subsequent processes such as ion implantation or epitaxial layer formation. The application of techniques to form physical devices with properties is essential.
식각공정은 크게 습식식각(wet etching), 플라즈마 식각(plasma etching), 이온빔 밀링(ion beam milling) 및 반응성 이온 식각(reactive ion etching) 등으로 대별될 수 있으며, 거의 모든 식각공정들은 습식 식각(etching chamber)내에서 진행된다.Etching processes can be roughly classified into wet etching, plasma etching, ion beam milling, and reactive ion etching. Almost all etching processes are wet etching. in the chamber).
이들 중 습식식각은 가장 경제적이고 생산성 있는 식각방법으로서, 막질 제거의 정확성은 식각액의 온도와 식각시간 및 식각액의 조성에 좌우된다.Among these, wet etching is the most economical and productive etching method, and the accuracy of removing the membrane depends on the temperature, the etching time, and the composition of the etching solution.
통상 식각액의 온도는 실온으로 유지될 수 있으나, 식각속도의 향상 및 식각효율의 증대를 위하여 통상 일정한 온도로 가열될 수 있으며, 또한 식각액을 항상 깨끗하게 유지하기 위하여 식각액을 펌프와 필터를 사용하여 순환, 여과시켜 사용하고 있다.In general, the temperature of the etchant may be maintained at room temperature, but in order to improve the etching rate and increase the etching efficiency, the etchant may be heated to a constant temperature, and the etching solution may be circulated using a pump and a filter to keep the etchant always clean. It is used by filtration.
한편, 종래 기술에 따른 습식 식각 공정은 웨이퍼 반송장치를 이용하여 웨이퍼를 챔버내의 척에 위치시키고, 웨이퍼의 일면에 화학용액을 분사하여 식각하도록 하였다.Meanwhile, in the wet etching process according to the related art, a wafer is placed on a chuck in a chamber using a wafer transfer device, and a chemical solution is sprayed on one surface of the wafer to etch the wafer.
그러나, 웨이퍼가 대 구경화됨에 따라 화학용액이 골고루 분사되지 못하고, 이에 따라 웨이퍼의 균일성(uniformity)에 불균일이 발생되고, 일면만을 처리하는 등 생산효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, as the wafer is largely sized, the chemical solution is not evenly sprayed, and thus, unevenness occurs in the uniformity of the wafer, and there is a problem in that the production efficiency is reduced, such as only one surface.
또한, 웨이퍼가 척에 안착될 시, 그 척과의 접촉이 증가되면 오염발생이 증가할 수 있는 문제점이 있었다.In addition, when the wafer is seated on the chuck, there is a problem that contamination may increase if the contact with the chuck is increased.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 웨이퍼의 식각 균일성을 개선하고, 웨이퍼 양면을 동시에 식각할 수 있으며, 웨이퍼와의 접촉을 최소화하여 오염을 최대한 방지할 수 있도록 한 습식 식각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and can improve the etching uniformity of the wafer, simultaneously etch both sides of the wafer, and minimize contact with the wafer to minimize contamination. Its purpose is to provide a wet etching device.
도 1 은 본 발명에 의한 습식 식각 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the wet etching apparatus according to the present invention.
도 2 는 본 발명의 요부인 웨이퍼 척을 도시한 평면도.2 is a plan view showing a wafer chuck which is a main part of the present invention;
도 3 은 웨이퍼가 척의 단부에 장착되는 상태를 설명하기 위한 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view for explaining a state in which a wafer is mounted at an end of a chuck.
도 4 는 본 발명에 의한 습식 식각 장치를 구성하는 노즐 장치가 웨이퍼에 화학용액을 분사하는 동작을 개략적으로 설명하기 위한 단면도.4 is a cross-sectional view schematically illustrating an operation of spraying a chemical solution on a wafer by a nozzle device constituting the wet etching apparatus according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 스핀너20: 웨이퍼10: spinner 20: wafer
30: 척31: 암30: Chuck 31: Cancer
32: 클램프40, 50: 화학용액 분사 장치32: clamp 40, 50: chemical solution injection device
41, 51: 유입관42, 52: 노즐부41, 51: inlet pipe 42, 52: nozzle part
43, 53: 노즐43, 53: nozzle
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 습식 식각 장치는, 구동수단에 의해 회전하는 스핀너; 상기 스핀너의 단부에 장차되며, 웨이퍼가 안착되는 척; 및 상기 웨이퍼의 상부 및 하부에 위치되어 그 웨이퍼의 양면으로 화학용액을 분사하는 화학용액 분사 수단을 포함한다.Wet etching apparatus for achieving the object of the present invention, the spinner is rotated by the drive means; A chuck mounted at an end of the spinner, on which a wafer is seated; And chemical solution spraying means positioned on top and bottom of the wafer to inject chemical solution onto both sides of the wafer.
상기 척은 상기 스핀너의 단부에서 상방향으로 소정각도를 갖고 복수개로 연장되는 암 및 상기 웨이퍼가 안착되는 상기 암의 단부에 형성되어 웨이퍼가 안착될 시, 견고하게 장착될 수 있도록 결합된 꺽쇄 타입의 클램프를 포함한다.The chuck is formed of an arm having a plurality of angles extending upwards from an end of the spinner and formed at an end of the arm on which the wafer is seated so as to be firmly mounted when the wafer is seated. It includes a clamp.
상기 암은 8개로 형성된다.The arm is formed of eight.
상기 화학용액 분사 수단은 상기 웨이퍼의 상부측에 설치되고, 화학용액이 유입되는 제1유입관과, 상기 제1유입관을 통해 유입된 화학용액을 웨이퍼의 상면에 분사시키는 복수개의 노즐을 갖는 노즐부를 포함하는 제1 분사 수단 및 상기 웨이퍼의 하부측에 설치되고, 화학용액이 유입되는 제2유입관과, 상기 제2유입관을 통해 유입된 화학용액을 웨이퍼의 배면에 분사시키는 복수개의 노즐을 갖는 노즐부를 포함하는 제2 분사 수단를 포함한다.The chemical solution injection means is installed on the upper side of the wafer, the nozzle having a first inlet pipe through which the chemical solution flows, and a plurality of nozzles for injecting the chemical solution introduced through the first inlet pipe to the upper surface of the wafer A plurality of nozzles installed on the lower side of the wafer, the first injecting means including a portion and a second inlet pipe through which the chemical solution flows, and a plurality of nozzles for injecting the chemical solution introduced through the second inlet pipe to the back surface of the wafer; And a second injection means including a nozzle portion having.
상기 제1 및 제2 분사 수단의 노즐은 그 노즐구멍 크기가 중심부로부터 바깥쪽으로 갈수록 작아진다.The nozzles of the first and second injection means become smaller as the nozzle hole size goes from the center outward.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 의한 습식 식각 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 본 발명에 의한 습식 식각 장치는, 구동수단에 의해 회전하는 스핀너(spinner)(10)와; 상기 스핀너(10)의 단부에 장착되며, 블래드 타입(blade type) 또는 암(arm)과 같은 웨이퍼 반송장치에 의해 운반되어 온 웨이퍼(wafer)(20)가 안착되는 척(chuck)(30)과; 상기 웨이퍼(20)의 상부에 설치되어 그 웨이퍼(20)의 상면에 화학용액을 분사하는 제1 화학용액 분사 수단(40)과; 상기 웨이퍼(20)의 하부에 설치되어 그 웨이퍼(20)의 배면에 화학용액을 분사하는제2 화학용액 분사 수단(50)을 포함한다.1 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the wet etching apparatus according to the present invention, wherein the wet etching apparatus according to the present invention includes a spinner 10 which is rotated by a driving means; A chuck 30 mounted at an end of the spinner 10 and on which a wafer 20 carried by a wafer transfer device such as a blade type or an arm is seated. )and; First chemical solution spraying means (40) installed on the wafer (20) to inject a chemical solution onto the upper surface of the wafer (20); And a second chemical solution spraying means 50 disposed below the wafer 20 to inject a chemical solution onto the back surface of the wafer 20.
도 2 는 본 발명에 의한 웨이퍼 척을 도시한 평면도이고, 도 3 은 웨이퍼가 척의 단부에 장착되는 상태를 설명하기 위한 부분 단면도로서, 상기 스핀너(10)의 단부에서 상방향으로 소정각도를 갖고 반경방향으로 연장되는 암(arm)(31)과; 상기 암(31)의 일단부, 즉 웨이퍼(20)가 안착되는 단부에 형성되어 웨이퍼가 안착될 시, 견고하게 장착될 수 있도록 결합된 꺽쇄 타입의 클램프(clamp)(32)를 포함한다.2 is a plan view illustrating a wafer chuck according to the present invention, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a wafer is mounted at an end of the chuck, and has a predetermined angle upward from an end of the spinner 10. An arm 31 extending radially; A clamp 32 is formed at one end of the arm 31, that is, at an end at which the wafer 20 is seated and coupled to be firmly mounted when the wafer is seated.
여기에서, 상기 암(31)은 웨이퍼(20)의 안정도를 고려하여 바람직하게 8방향으로 연장된다.Here, the arm 31 preferably extends in eight directions in consideration of the stability of the wafer 20.
또한, 상기 클램프(32)는 상기 웨이퍼(20)가 척에 안착될 시, 도 3 과 같이 그 웨이퍼(20)의 사이드부만 접촉하게 되어 상기 웨이퍼(20)의 오염을 최소화하기 위한 것이다.In addition, when the wafer 32 is seated on the chuck, the clamp 32 contacts only the side portion of the wafer 20 as shown in FIG. 3 to minimize contamination of the wafer 20.
상기 제1 화학용액 분사 수단(40)은 화학용액이 유입되는 유입관(41)과; 상기 유입관(41)을 통해 유입된 화학용액을 웨이퍼(20)의 상면에 분사시키는 복수개의 노즐(43)를 갖는 노즐부(42)를 포함한다.The first chemical solution injection means 40 includes an inlet pipe 41 through which the chemical solution is introduced; And a nozzle unit 42 having a plurality of nozzles 43 for spraying the chemical solution introduced through the inlet pipe 41 on the upper surface of the wafer 20.
여기에서, 상기 노즐부(42)에 형성되는 노즐(43)은 그 중심부의 노즐 구멍을 크게하고, 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 그 노즐 구멍의 크기가 작아지도록 형성한다. 이는 척(30)에 장착된 웨이퍼(20)가 회전함에 따라 원심력이 발생되고, 이로 인해 화학용액 흐름이 중심부로부터 바깥쪽으로 흐르기 때문에 화학용액 흐름을 고려하여 웨이퍼의 대 구경화에 따른 웨이퍼의 식각 균일성을 양호하게 하기 위함이다.Here, the nozzle 43 formed in the nozzle part 42 is formed so that the nozzle hole of the center part is enlarged and the size of the nozzle hole becomes small from the center outward. This is because the centrifugal force is generated as the wafer 20 mounted on the chuck 30 rotates. As a result, the chemical solution flows outward from the center, so that the etching uniformity of the wafer due to the large diameter of the wafer is considered in consideration of the chemical solution flow. This is to improve the sex.
한편, 제2 화학용액 분사 수단(50)은, 상기한 제1 화학용액 분사 수단(40)과 유사하게, 화학용액이 유입되는 유입관(51)과; 상기 유입관(51)을 통해 유입된 화학용액을 웨이퍼(20)의 배면에 분사시키는 복수개의 노즐(53)를 갖는 노즐부(52)를 포함한다.On the other hand, the second chemical solution injection means (50), similar to the first chemical solution injection means 40, the inlet pipe 51 through which the chemical solution is introduced; And a nozzle unit 52 having a plurality of nozzles 53 for spraying the chemical solution introduced through the inlet pipe 51 on the back surface of the wafer 20.
여기에서, 상기 노즐부(52)에 형성되는 노즐(53)은 그 중심부의 노즐 구멍을 크게하고, 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 그 노즐 구멍의 크기가 작아지도록 형성한다. 이는 척(30)에 장착된 웨이퍼(20)가 회전함에 따라 원심력이 발생되고, 이로 인해 화학용액 흐름이 중심부로부터 바깥쪽으로 흐르기 때문에 화학용액 흐름을 고려하여 웨이퍼의 대 구경화에 따른 웨이퍼의 식각 균일성을 양호하게 하기 위함이다.Here, the nozzle 53 formed in the nozzle part 52 is formed so that the nozzle hole of the center part is enlarged and the size of the nozzle hole becomes small from the center to the outer side. This is because the centrifugal force is generated as the wafer 20 mounted on the chuck 30 rotates. As a result, the chemical solution flows outward from the center, so that the etching uniformity of the wafer due to the large diameter of the wafer is considered in consideration of the chemical solution flow. This is to improve the sex.
그리고, 상기 제2 화학용액 분사 수단(50)을 설치하는 방법에 있어서는, 그 일 예로, 상기 유입관(51)이 상기 스핀너(10)내를 통과하여 그 일단부에 노즐부(52)가 결합되도록 장착되되, 상기 유입관(51)과 스핀너(10)사이에는 볼 베어링을 설치하여 상기 스핀너(10)가 회전가능하게 지지되고, 오링(O-ring) 부재와 같은 밀폐부재를 이용하여 유입관(51)과 스핀너(10) 사이를 실링하므로써 화학용액이 새는 것을 방지한다. 이와 같은 제2 화학용액 분사 수단(50)의 설치방법을 간략하게 설명하였지만, 이외 웨이퍼의 배면에 설치될 수 있는 여러 설치 방법이 있을 수 있으며, 챔버의 구성에 따라 설치방법을 달리 할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.In the method of installing the second chemical solution injection means 50, for example, the inlet pipe 51 passes through the spinner 10 and the nozzle portion 52 is disposed at one end thereof. It is mounted to be coupled, the ball bearing is installed between the inlet pipe 51 and the spinner 10, the spinner 10 is rotatably supported, using a sealing member such as an O-ring member By sealing between the inlet pipe 51 and the spinner 10 to prevent leakage of the chemical solution. Although the installation method of the second chemical solution injection means 50 has been briefly described, there may be various installation methods that may be installed on the back surface of the wafer, and the installation method may vary depending on the configuration of the chamber. Description is omitted.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 습식 식각 장치의 동작을 도 4 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the wet etching apparatus according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 4.
도 4 는 본 발명에 의한 습식 식각 장치를 구성하는 양면 노즐 장치가 웨이퍼에 화학용액을 분사하는 동작을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically illustrating an operation of spraying a chemical solution on a wafer by a double-sided nozzle device constituting the wet etching device according to the present invention.
습식 식각을 실시하기 위하여, 웨이퍼 반송장치(미도시)를 이용하여 웨이퍼(20)를 머케니컬 척(30)에 로딩시키고, 상기 척(30)의 클램프(32)는 웨이퍼(20)를 상기 척(30)상에 견고하게 장착시킨다.In order to perform wet etching, the wafer 20 is loaded into the mechanical chuck 30 using a wafer transfer device (not shown), and the clamp 32 of the chuck 30 causes the wafer 20 to be lifted. It is firmly mounted on the chuck 30.
이 때, 상기 웨이퍼(20)는 그 사이드부만이 클램프(32)와 접촉하게 되어 오염될 가능성이 매우 낮아지게 된다.At this time, the wafer 20 has only a side portion in contact with the clamp 32, so that the possibility of contamination becomes very low.
계속해서, 상기와 같이 웨이퍼(20)가 척(30)에 장착되면, 스핀너(10)가 50 내지 2만 rpm(rotation per minute)의 속도로 회전하게 된다.Subsequently, when the wafer 20 is mounted on the chuck 30 as described above, the spinner 10 rotates at a speed of 50 to 20,000 rpm (rotation per minute).
상기 스핀너(10)가 회전되면, 제1 및 제2 화학용액 분사 수단(40, 50)은 화학용액을 웨이퍼(20)의 상하면으로 분사한다. 이 때, 웨이퍼(20)에 원심력이 작용하여 화학용액 흐름이 중심으로부터 바깥쪽으로 흐르나, 제1 및 제2 화학용액 분사 수단(40, 50)의 노즐(43, 53) 구멍의 크기가 중심부로부터 바깥쪽으로 갈수록 작아지도록 형성되어 있기 때문에 웨이퍼(20)상에 균일한 화학용액이 작용되고, 이로 인해 웨이퍼(20)의 식각 균일성이 양호하게 된다.When the spinner 10 is rotated, the first and second chemical solution spraying means 40 and 50 spray the chemical solution onto the upper and lower surfaces of the wafer 20. At this time, the centrifugal force acts on the wafer 20 so that the chemical solution flows outward from the center, but the sizes of the holes 43 and 53 of the first and second chemical solution injection means 40 and 50 are outside from the center. Since it is formed to be smaller toward the side, a uniform chemical solution acts on the wafer 20, which results in a good etching uniformity of the wafer 20.
이상의 설명에서는 웨이퍼 반송장치라든지 웨이퍼를 척에 안착시키기 위해 동작하는 진공펌프 등은 종래와 동일 구성 및 동작하므로 구체적인 설명은 생략하였다.In the above description, the wafer transfer device or the vacuum pump operating to mount the wafer on the chuck has the same configuration and operation as in the prior art, and thus, a detailed description thereof is omitted.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 식각 장치는 웨이퍼의 식각 균일성을 개선하고, 웨이퍼 양면을 동시에 식각할 수 있으며, 웨이퍼와의 접촉을 최소화하여 오염을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the wet etching apparatus according to the present invention may improve the etching uniformity of the wafer, simultaneously etch both surfaces of the wafer, and minimize the contact with the wafer to prevent contamination as much as possible.
Claims (5)
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| KR1020000086672A KR20020058562A (en) | 2000-12-30 | 2000-12-30 | Wet etching apparatus |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429096B1 (en) * | 2001-04-28 | 2004-04-28 | 주식회사 라셈텍 | A Wafer Cleaning Device |
| KR100675628B1 (en) * | 2002-10-16 | 2007-02-01 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Apparatus and method for etching isolating film |
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2000
- 2000-12-30 KR KR1020000086672A patent/KR20020058562A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100429096B1 (en) * | 2001-04-28 | 2004-04-28 | 주식회사 라셈텍 | A Wafer Cleaning Device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |