KR20030046221A - 최종 린스 배스를 포함한 습식 식각 장비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 린스하는 F/R 공정을 진행하기 위하여 해당하는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 로딩부, 가장 자리에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하기 위한 린스액을 유입하는 주변 유입홀, 및 상기 웨이퍼 로딩부의 하단에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하는 로딩부 유입홀을 구비한 F/R 배스를 포함하는 습식 식각 장비에 있어서 각각의 상부를 테이퍼 처리한 상기 로딩부 유입홀 및 상기 주변 유입홀 및 상기 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀에 인접하는 다른 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀은 서로 지그재그 방식으로 배열된 유입홀을 구비함을 특징으로 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비를 제공하며 상기 본 발명에 의한 습식 식각 장비는 F/R 공정에서 상기 린스액의 자연스런 업플로우를 형성하여 상기 F/R 공정을 안전하고 수행하고 또한, 높은 비저항값을 유지하도록 한다.

Description

최종 린스 배스를 포함한 습식 식각 장비{WET ETCH EQUIPMENT INCLUDING FINAL RINSE BATH}
본 발명은 습식 식각 반도체 장비에 관한 것으로, 특히 최종 린스(FINAL RINSE, 이하 F/R이라 칭한다) 배스(BATH)에서의 펀치 플레이트(PUNCH PLATE)의 유입홀(HOLE)에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 칩을 형성하기 위하여, 반도체 기판인 웨이퍼에 막을 성장 또는 증착하는 박막 성장 공정 및 박막 증착 공정, 반도체 기판에 임의 공정의 반도체 회로가 디자인되어 있는 포토마스크(Photo Mask)를 이용하여 사진을 찍고 현상하는 포토(Photo) 공정, 포토 공정 후에 반도체 소자을 형성하기 위하여 필요한 부분만을 남기고 나머지 부분을 제거하는 에칭(Etching) 공정 및 반도체 소자의 특성을 지니도록 필요한 불순물을 주입하는 임플랜팅(Implanting) 공정 등을 거친다. 이러한 각각의 공정들은 최적의 상태에서 해당 공정을 진행하기 위하여 여러 가지 물리적 및 화학적 조건이 주어진다. 예를 들어 습식 식각의 경우, 불필요한 막질 또는 포토레지스트(Photoresist)를 제거하거나, 또는 건식 식각 후에 원하는 패턴을 좀 더 확장하거나 불순물을 제거하기 위하여 제거하고자 하는 막질, 포토레지스트, 및 불순물을 제거할 수 있는 에천트(Echant)를 사용하여 상기 습식 식각 공정을 진행한다. 이때, 습식 식각후에 남아 있는 에천트 또는 불순물을 제거하기위하여 F/R 공정을 추가로 진행한다. 이때, 상기 습식 식각된 웨이퍼를 배스의 웨이퍼 로딩부에 안착하여 상기 배스의 하단부에 위치한 유입홀로부터 린스액이 상승하여 상기 웨이퍼를 린스한다. 상기 F/R 공정 진행후에 상기 배스에 대한 비저항 값을 측정하여 원하는 소정의 값을 얻으면 공정을 완료하고 웨이퍼를 배스에서 추출하여 다른 공정을 진행하기 위하여 이송한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 F/R 공정에서는 상기 배스(100)내로 분당 35 ℓ(35 lpm)의 유량 및 0.3 MPa의 압력으로 상기 린스액을 유입한다. 이때, 기존의 펀치 플레이트의 경우 유입홀(102)의 직경이 너무 작아 충분한 린스가 이루어지지 않을 경우가 종종 발생한다. 이는 웨이퍼가 대구경화되면서 웨이퍼를 충분히 린스하기 위하여 더 많은 린스액이 필요함에 따라 당연하다. 또한 상기 유입홀(102)이 단면상으로 보면 실린더형으로 형성되어 많은 양의 린스액을 상기 배스(100)로 유입하면 상기 유입홀(102)의 구경이 작아 상기 유입되는 린스액의 유속이 빨라지고 따라서 배스(100)내의 상기 웨이퍼에 손상을 주는 경우도 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기 웨이퍼에 대한 원활한 린스를 수행하기 위하여 유입홀의 크기 및 형상을 조절한 상기 F/R 배스의 펀치 플레이트를 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 습식 식각 장비에 있어서 유입홀의 크기 및 형상을 조절한 F/R 배스의 펀치 플레이트를 제공한다.
도 1은 종래의 최종 린스 배스의 웨이퍼 로딩부을 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래의 F/R 배스의 펀치 플레이트의 유입홀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 F/R 배스의 웨이퍼 로딩부를 나타낸 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 F/R 배스의 펀치 플레이트의주변에 위치한 주변 유입홀 및 웨이퍼 로딩부에 위치한 로딩부 유입홀의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 기존의 배스 및 본 발명의 일 실시예에 의한 배스에서의 린스액의 업플로우의 차이를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 F/R 배스 적용 시점에서의 비저항값의 변화를 나타낸 데이터이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : F/R 배스
101 : 웨이퍼 로딩부102 : 유입홀
300 : F/R 배스301 : 웨이퍼 로딩부
302 : 주변 유입홀303 : 로딩부 유입홀
상기 목적을 달성하기 위하여 반도체 웨이퍼를 린스하는 F/R 공정을 진행하기 위하여 해당하는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 로딩부, 가장 자리에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하기 위한 린스액을 유입하는 주변 유입홀, 및 상기 웨이퍼 로딩부의 하단에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하는 로딩부 유입홀을 구비한 F/R 배스를 포함하는 습식 식각 장비에 있어서 각각의 상부를 테이퍼 처리한 상기 로딩부 유입홀 및 상기 주변 유입홀, 및 상기 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀에 인접하는 다른 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀은 서로 지그재그 방식으로 배열된 유입홀을 구비함을 특징으로 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비를 제공한다.
또한, 상기 로딩부 유입홀은 상기 주변 유입홀보다 1.5 배에서 3.5배 사이의 배수로 직경을 크게 형성한다.
또한, 상기 테이퍼 처리되는 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀의 테이퍼 각도는 30°에서 60°사이이다.
또한, 상기 각각의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀 사이의 간격은 각각의 유입홀의 중심으로부터 횡축으로는 16 ~ 20 mm 사이이고 종축으로는 6.0 ~ 10 mm 사이이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 습식 식각 장비의 F/R 배스(300)는 F/R 공정을 진행하기 위하여 해당하는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 로딩부(301),상기 배스의 가장 자리에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하기 위한 린스액을 유입하는 주변 유입홀(302), 상기 배스의 웨이퍼 로딩부에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하는 로딩부 유입홀(303)을 포함한다.
상기 배스(300)는 분당 35 ℓ(35 lpm)의 유량 및 0.3 MPa의 압력으로 상기 린스액을 유입하므로 상기 유입되는 린스액의 유속을 늦추어 자연스런 업플로우(upflow)가 형성되도록 상기 로딩부 유입홀(303) 및 주변 유입홀(302)의 직경은 기존의 유입홀(102, 도 1 및 도 2 참조)의 직경인 약 1.0 mm의 두 배 이상으로 확장한다. 즉, 상기 로딩부 유입홀(303)의 직경은 4.0 mm 정도이고 상기 주변 유입홀(302)의 직경은 2.0 mm 이고 상기 각각의 유입홀 사이의 간격은 각각의 유입홀의 중심으로부터 횡축으로는 16.35 mm 이고 종축으로는 6.35 mm이고 두 열의 유입홀은 도 3에 나타난 바와 같이 지그재그 방식으로 배열된다.
상기 로딩부 유입홀(303)의 직경은 상기 주변 유입홀(302)의 직경보다 두 배로 크며 이는 상기 배스내에서 린스액이 웨이퍼 로딩부(301)로 더 많이 흐르게 하여 린스 효과를 높이고 또한 자연스럽게 상기 린스액이 상기 배스의 상단으로 배출되도록 한다.
또한, 도 4a 및 도 4b에 나타난 바와 같이, 상기 로딩부 유입홀(303) 및 주변 유입홀(302)의 유출부(305 및 307)는 약 45°의 각도로 테이퍼 처리가 되어 부채꼴 형상을 하고 있으며 이는 상기 린스액의 유출 속도를 늦추어 상기 배스(300)내에서 상기 린스액이 자연스런 업플로우를 형성하는 작용을 더욱 증가한다.
도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이, 기존의 배스(100, 도 5a)의 경우에는상기 펀치 플레이트에 위치한 유입홀(102)의 크기가 모두 같으므로 상기와 같이 웨이퍼 로딩부에서 업플로우만을 형성한다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의한 배스(300, 도 5b)의 경우에는 주변 유입홀(302)의 직경의 크기가 로딩부 유입홀(303)의 직경의 크기보다 작으므로 상기 웨이퍼 로딩부에서 업플로우되는 상기 린승액의 흐름은 도 5b에 나타난 바와 같이 상기 배스(300)의 주변으로 흘러 상기 배스(300)에 로딩되는 웨이퍼에 대한 린스 효과를 증가시킨다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 주변 유입홀 및 로딩부 유입홀을 구비한 배스(300)를 포함한 습식 식각 장비는 전체적으로 상기 린스액의 유입 후 업플로우를 자연스럽게 형성함으로써 상기 린스 공정을 안전하게 수행하도록 하며, 따라서 그 결과로 도 6에 나타난 바와 같이 비저항 값(MΩ)을 증가시킨다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀을 구비한 배스를 포함한 습식 식각 장비는 F/R 공정에서 상기 린스액의 자연스런 업플로우를 형성하여 상기 F/R 공정을 안전하고 수행하고 또한, 높은 비저항값을 유지하도록 한다.

Claims (4)

  1. 반도체 웨이퍼를 린스하는 F/R 공정을 진행하기 위하여 해당하는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 로딩부, 가장 자리에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하기 위한 린스액을 유입하는 주변 유입홀, 및 상기 웨이퍼 로딩부의 하단에 위치하여 상기 웨이퍼를 린스하는 로딩부 유입홀을 구비한 F/R 배스를 포함하는 습식 식각 장비에 있어서
    각각의 상부를 테이퍼 처리한 상기 로딩부 유입홀 및 상기 주변 유입홀; 및
    상기 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀에 인접하는 다른 한 열의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀은 서로 지그재그 방식으로 배열된 유입홀을 구비함을 특징으로 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 로딩부 유입홀은 상기 주변 유입홀보다 1.5 배에서 3.5배 사이의 배수로 직경을 크게 형성함을 특징을 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 테이퍼 처리되는 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀의 테이퍼 각도는 30°에서 60°사이임을 특징으로 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 로딩부 유입홀 및 주변 유입홀 사이의 간격은 각각의 유입홀의 중심으로부터 횡축으로는 16 ~ 20 mm 사이이고 종축으로는 6.0 ~ 10 mm 사이임을 특징으로 하는 F/R 배스를 포함한 습식 식각 장비.
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