KR200238123Y1 - 반도체의웨트스테이션 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체의 웨트 스테이션에 관한 것으로, 종래에는 케미칼액으로 식각공정을 진행한 후 웨이퍼 표면에 묻어있는 잔여 케미칼액을 완전히 제거하기 위해 초순수(DI water)를 이용하여 세정하였기 때문에 많은 양의 케미칼이 소요되어 환경오염에 심각한 영향을 미치고, 초순수의 소모량도 많이 드므로 반도체의 원가 상승의 요인이 될 뿐 아니라 장치의 구조가 복잡하고 전체적인 크기가 큰 문제점이 있었던바, 본 고안의 반도체의 웨트 스테이션은 웨이퍼(2)가 투입되는 밀폐용기(10)와, 이 밀폐용기(10)의 일측에 설치되어 웨이퍼(2)를 식각시키도록 식각증기를 밀폐용기(10) 내로 유입시키는 식각증기 방출장치(20)와, 웨이퍼(2)의 표면에 잔류하는 식각증기를 제거하도록 가스를 공급하는 가스공급부(30)와, 웨이퍼(2)가 출입할 수 있도록 밀폐용기(10)의 일측에 설치되는 도어(11)와, 밀폐용기(10) 내에서 반응을 마친 증기가 배기되도록 밀폐용기(10)의 일측에 설치되는 배기구(12)와, 상기 배기구(12)에 설치되어 배기구(12)를 통해 배기되는 식각증기의 양을 조절하는 댐퍼(미도시)를 포함하여 구성됨으로써, 식각액 대신 식각증기를 이용하여 웨이퍼를 식각하므로 케미칼의 사용량이 줄어들고, 건식식각이므로 초순수의 세정이나 건조장치가 필요없어 전체적인 장치의 크기를 줄일 수 있게 한 것이다.

Description

반도체의 웨트 스테이션{WET STATION FOR SEMICONDUCTOR}

본 고안은 반도체의 제조공정에서 웨이퍼의 세정, 산화막 식각 등에 이용되는 반도체의 웨트 스테이션에 관한 것이다.

일반적으로 반도체의 웨트 스테이션 장치는 웨이퍼의 식각이나 세정을 위한 공정을 수행하는 장치로서, 3∼5개의 베스(bath)와 웨이퍼 건조 장치로 구성되고, 웨이퍼가 담긴 케리어(carrier)가 암(arm)에 의해 해당되는 공정으로 운반되어 주어진 공정을 진행하는 것이다.

종래의 반도체의 웨트 스테이션 장치 중 식각장치를 도 1에 도시한 바, 이를 참조로 설명하면 다음과 같다.

종래의 식각장치는 식각액으로 사용되는 케미칼(chemical) 혼합액이 담겨지는 베스(1)와, 이 베스(1)에 웨이퍼(2)가 투입되면 넘치는 케미칼 혼합액을 받아 다시 베스(1)로 유입시키도록 펌핑해주는 펌프(3)로 구성된다.

상기 펌프(3)와 베스(1) 사이에는 상기 펌프(3)에서 올려지는 케미칼 혼합액을 여과시키도록 필터(4)가 설치되어 있다.

또한, 케미칼 처리후 웨이퍼(2) 표면에 묻어있는 잔여 케미칼액을 완전히 제거하기 위해 종래에는 초순수(DIwater)를 공급하여 웨이퍼(2)를 세정하기 위한 오버플로우(overflow) 베스(미도시)가 여러개 나열되어 있다.

상기 오버플로우 베스 다음에는 세정된 웨이퍼(2)를 건조시키기 위한 건조장치(미도시)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구성을 가진 종래의 반도체 웨트 스테이션의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼(2)를 케미칼 혼합액이 담긴 베스(1)에 침적시켜서 일정시간동안 방치하면 원하는 웨이퍼(2)의 세정 및 산화막 식각 등이 이루어진다.

방치시간이 완료되면 침적된 웨이퍼(2)를 베스(1)에서 꺼내어 웨이퍼(2) 표면에 잔류하는 케미칼 혼합액을 없애기 위해 초순수가 공급되는 오버플로우 베스로 투입한 후 세정공정을 진행한다.

이후, 세정된 웨이퍼(2)를 건조장치에 투여하여 건조시킨다.

상기와 같은 종래의 반도체의 웨트 스테이션은 케미칼액을 일정시간동안 계속적으로 펌핑해주어야 하므로 많은 양의 케미칼이 소요되어 환경오염에 심각한 영향을 미치고, 케미칼을 세정하기 위해 많은 양의 초순수를 사용해야 하므로 반도체의 원가 상승의 요인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 장치의 구조가 복잡하고 전체적인 크기가 큰 문제점이 있었던바, 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 초음파를 이용하여 케미칼을 기체상태로 변화시켜 웨이퍼의 세정 및 식각 공정을 수행할 수 있는 반도체의 웨트 스테이션을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 반도체의 식각장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

도 2는 본 고안의 반도체의 웨트 스테이션 장치를 개략적으로 도시한 종단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2; 웨이퍼 10; 밀폐용기

11; 도어 12; 배기구

20; 식각증기 방출장치 21; 케미칼용기

22; 초음파 발진기 23; 증기 방출구

30; 가스공급부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 웨이퍼가 투입되는 밀폐용기와, 이 밀폐용기의 일측에 설치되어 식각액이 담겨지는 식각액 용기와, 이 식각액을 기체상태로 변화시키도록 초음파를 발생하는 초음파 발진기와, 상기 기체상태로 변화된 식각증기를 상기 밀폐용기 내로 주입하도록 상기 밀폐용기와 연통되게 설치되는 증기 방출구로 구성되어 상기 웨이퍼를 식각시키기 위한 식각증기를 상기 밀폐용기 내로 유입시키는 식각증기 방출장치와, 상기 웨이퍼의 표면에 잔류하는 식각증기를 제거하도록 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 웨이퍼가 출입할 수 있도록 상기 밀폐용기의 일측에 설치되는 도어와, 상기 밀폐용기 내에서 반응을 마친 증기가 배기되도록 상기 밀폐용기의 일측에 설치되는 배기구와, 상기 배기구에 설치되어 배기구를 통해 배기되는 식각증기의 양을 조절하는 댐퍼를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체의 웨트 스테이션을 제공한다.

또한, 상기 가스로는 질소를 사용하고, 상기 초음파 발진기에는 상기 식각증기의 온도를 조절할 수 있도록 히터가 설치되며, 상기 밀폐용기 내의 온도를 조절할 수 있도록 가열장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 반도체의 웨트 스테이션을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 반도체의 웨트 스테이션은 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)가 투입되는 밀폐용기(10)가 설치되어있고, 이 밀폐용기(10)의 상측에는 투입된 웨이퍼(2)를 식각시키도록 케미칼증기를 상기 밀폐용기(10) 내로 유입시키는 식각증기 방출장치(20)가 설치되고, 상기 웨이퍼(2)의 표면에 잔류하는 케미칼증기를 제거하도록 가스를 공급하는 가스공급부(30)가 상기 밀폐용기(10)의 상단 일측에 설치되고, 상기 웨이퍼(2)가 출입할 수 있도록 상기 밀폐용기(10)의 일측에 도어(door)(11)가 설치되고, 상기 밀폐용기(10) 내에서 반응을 마친 증기가 배기되도록 상기 밀폐용기(10)의 하단에는 배기구(12)가 설치되어 있다.

상기 식각증기 방출장치(20)는 식각액으로 사용되는 케미칼액이 담겨지는 케미칼용기(21)와, 이 케미칼액을 기체상태로 변화시키도록 초음파를 발생하는 초음파 발진기(22)와, 상기 케미칼증기를 상기 밀폐용기(10) 내로 주입하도록 상기 밀폐용기(10)와 연통되게 설치되는 증기 방출구(23)로 구성된다.

상기 밀폐용기(10)의 하단에 설치된 배기구(12)는 회전축을 중심으로 회전함으로써 밀폐용기(10)를 개폐시키며, 상기 배기구(12)에는 배기되는 식각증기의 양을 조절하도록 댐퍼(damper)(미도시)가 설치되어 있다.

상기 배기구(12)의 개폐정도를 이용하여 밀폐용기(10) 내의 압력이 고압에서 저압까지 조절가능하게 된다.

상기 가스로는 질소를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 반도체의 웨트 스테이션의 동작 및 이에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼(2)가 상기 밀폐용기(10) 내부로 투입되면 상기 초음파 발진기(22)가 가동하여 케미칼액을 증기로만들고, 이때 만들어진 케미칼증기는 상기 증기 방출구(23)을 통하여 밀폐용기(10) 내부로 공급된다.

이때, 밀폐용기(10)의 내부에 케미칼증기가 일정량이 유지되도록 상기 배기구(12)를 회전시켜 케미칼증기의 배기량을 조절한다.

본 고안의 웨트 스테이션은 케미칼증기가 밀폐용기(10) 내부에 골고루 퍼져 있게 되므로 웨이퍼(2)의 균일한 식각 특성을 갖게 된다.

식각이 완료된 후 상기 배기구(12)를 이용하여 밀폐용기(10) 내부의 케미칼증기를 짧은 시간에 완전히 방출시킨 후 상기 가스공급부(30)에서 질소를 공급하여 웨이퍼(2) 표면에 잔류되어 있는 케미칼증기 성분을 제거한다.

이때, 상기 질소를 충분히 공급하여 케미칼증기 성분을 완전히 제거하도록 한다.

또한, 케미칼증기를 제거하는 효율을 높이기 위해서 질소의 온도를 높여 공급할 수 있으며, 질소에 다른 성분의 증기 또는 가스를 혼합시켜 사용할 수도 있다.

이상의 과정을 거친 후 상기 도어(11)를 통해 웨이퍼(2)를 밀폐용기(10) 밖으로 빼내면 웨이퍼(2)의 식각공정이 완료된다.

따라서, 별도의 초순수를 이용한 세정공정이나 건조장치를 이용한 건조공정이 생략가능하다.

본 고안의 다른 실시예로서, 상기 초음파 발진기(22)에 케미칼증기의 온도를 조절할 수 있는 히터(미도시)를 설치하면 웨이퍼(2)의 식각효율을 높일 수 있다.

또한, 웨이퍼의 식각효율을 높이기 위한 방법으로 상기 밀폐용기(10) 내의 온도를 조절할 수 있는 가열장치(미도시)를 밀폐용기(10) 외부에 설치하거나, 밀폐용기(10)의 일측면에 투명한 재질의 창을 내어 할로겐 램프를 이 창에 조사시켜서 밀폐용기(10) 내부의 온도를 높이는 방법을 사용할 수 있다.

본 고안의 반도체의 웨트 스테이션에 의하면 케미칼액을 증기로 변화시켜 웨이퍼를 식각하기 때문에 케미칼 사용량이 종래 기술에 비해 절감되어 환경오염을 줄일 수 있을 뿐 아니라 건식식각이므로 초순수 세정장치나 건조장치가 필요없어 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 공정특성이 우수하여 웨이퍼의 균일한 식각률을 유지할 수 있고, 밀폐용기 내에서 식각공정이 진행되므로 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 웨이퍼가 투입되는 밀폐용기와, 이 밀폐용기의 일측에 설치되어 식각액이 담겨지는 식각액 용기와, 이 식각액을 기체상태로 변화시키도록 초음파를 발생하는 초음파 발진기와, 상기 기체상태로 변화된 식각증기를 상기 밀폐용기 내로 주입하도록 상기 밀폐용기와 연통되게 설치되는 증기 방출구로 구성되어 상기 웨이퍼를 식각시키기 위한 식각증기를 상기 밀폐용기 내로 유입시키는 식각증기 방출장치와, 상기 웨이퍼의 표면에 잔류하는 식각증기를 제거하도록 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 웨이퍼가 출입할 수 있도록 상기 밀폐용기의 일측에 설치되는 도어와, 상기 밀폐용기 내에서 반응을 마친 증기가 배기되도록 상기 밀폐용기의 일측에 설치되는 배기구와, 상기 배기구에 설치되어 배기구를 통해 배기되는 식각증기의 양을 조절하는 댐퍼를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체의 웨트 스테이션.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스로는 질소를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체의 웨트 스테이션.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파 발진기에는 상기 식각증기의 온도를 조절할 수 있도록 히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체의 웨트 스테이션.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 밀폐용기 내의 온도를 조절할 수 있도록 가열장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체의 웨트 스테이션.