KR20060011154A - 습식 식각 설비 - Google Patents

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Abstract

습식 식각 설비가 개시되어 있다. 습식 식각 설비는 습식 식각 공정이 진행되는 습식 식각 챔버, 습식 식각 챔버에 한 종류 이상의 케미컬을 공급하기 위한 케미컬 공급부 및 케미컬로부터 발생되는 가스와 반응하여 가스를 흡착하는 촉매제를 구비하며 촉매제의 배출에 의하여 가스를 배출하는 가스 흡착부를 포함한다. 가스 흡착부는 촉매제 공급부로부터 공급되는 촉매제가 흐를수 있도록 설치되는 수로부를 포함한다. 따라서, 케미컬로부터 발생되는 가스의 제거 능력을 향상시켜 습식 식각 설비 및 다른 금속 물질들의 부식을 방지한다.

Description

습식 식각 설비{WET ETCHING EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 식각 설비를 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 습식 식각 설비의 시간에 따른 NO3의 농도 변화를 측정한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 습식 식각 설비 200 : 습식 식각 챔버
300 : 케미컬 공급부 400 : 가스 흡착부
410 : 촉매제 공급부 420 : 수로부
420 : 촉매제 배출부 500 : 배기부
본 발명은 습식 식각 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케미컬을 이용하여 식각 공정을 진행하는 습식 식각 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제품은 매우 정밀한 반도체 소자 제조 공정을 통하여 제작된 박막 트랜지스터, 박막 저항, 박막 다이오드, 박막 커패시턴스 등의 집합체이 다. 반도체 제품은 단위 면적에 많은 정보를 저장하거나, 저장된 데이터를 매우 빠른 속도로 처리하는 역할을 한다. 따라서, 반도체 제품은 컴퓨터, 정보 통신, 우주 항공 산업, 영상 표시장치의 하나인 액정표시장치에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
이와 같은 반도체 제품은 매우 복잡하고 정밀한 박막 가공 공정을 통해 제작된다. 반도체 제품을 제조하기 위한 박막 가공 공정은 기판에 박막을 형성하는 박막 증착 공정, 박막 중 원하는 부분을 제외한 나머지 부분을 제거하여 박막 패턴을 형성하는 사진 공정 및 식각 공정 등을 필요로 한다.
반도체 웨이퍼 또는 LCD 기판에 형성된 박막을 식각하기 위한 식각 공정은 가스를 이용한 플라즈마(또는 건식) 식각, 케미컬을 이용한 습식 식각, 이온 빔을 이용한 이온 빔 식각, 및 상기 플라즈마 식각과 이온 빔 식각을 결합한 반응성 이온 식각 등이 있다.
이러한 다양한 식각 방법 중에서 습식 식각 방법은 특정 박막만을 선택적으로 식각하는 액체 상태의 케미컬을 사용하여 박막의 식각을 수행한다.
그러나, 습식 식각 공정에 사용되는 케미컬로부터 발생되는 가스는 공기 중의 수소 이온(H+)과 반응하여 산성을 띠게되며, 이러한 산성 가스는 습식 식각 설비 및 공장 내의 금속 물질을 부식시키는 문제점을 발생시킨다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 케미컬로부터 발생되는 가스를 제거하여 습식 식각 설비 및 금속 물질의 부식을 방지할 수 있는 습식 식각 설비를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 습식 식각 설비는 습식 식각 챔버, 케미컬 공급부 및 가스 흡착부를 포함한다.
상기 습식 식각 챔버는 습식 식각을 진행하기 위한 공간을 제공한다.
사익 케미컬 공급부는 상기 습식 식각 챔버에 한 종류 이상의 케미컬을 제공한다.
상기 가스 흡착부는 상기 케미컬로부터 발생된 가스와 반응하여 상기 가스를 흡착하는 촉매제를 구비하며, 상기 촉매제의 배출에 의하여 상기 가스를 배출시킨다.
상기 습식 식각 설비는 상기 촉매제와 반응하지 않고 잔존하는 상기 가스를 배기하기 위한 배기부를 더 포함할 수 있다.
이러한 습식 식각 설비에 따르면, 식각을 위한 케미컬로부터 발생되는 가스를 용이하게 제거하여 습식 식각 설비 및 다른 금속 물질의 부식을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 식각 설비를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 식각 설비(100)는 습식 식각 챔버(200), 케미컬 공급부(300) 및 가스 흡착부(400)를 포함한다.
습식 식각 챔버(200)는 습식 식각 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 습식 식각 챔버(200)에서는 식각하고자 하는 박막이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼나 LCD 기판을 케미컬 공급부(300)로부터 공급되는 케미컬을 이용하여 식각 공정을 진행한다.
케미컬 공급부(300)는 습식 식각 챔버(200)에 한 종류 이상의 케미컬을 공급한다. 이를 위해, 케미컬 공급부(300)는 케미컬을 저장하고 있는 하나 이상의 저장 탱크(310), 저장 탱크(310)와 습식 식각 챔버(200)를 연결하는 연결 배관(320) 및 연결 배관(320)에 연결되어 연결 배관(320)을 개폐하기 위한 밸브(330)로 이루어진다.
각각의 저장 탱크(310)에는 서로 다른 종류의 케미컬이 저장되어 있다. 예를 들어, 각각의 저장 탱크(310)에는 질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(HSO) 등의 케미컬이 서로 다른 저장 탱크(310)에 저장되어 있다. 저장 탱크(310)의 개수는 습식 식각 설비(100)에서 필요로하는 케미컬의 종류에 따라 결정된다. 저장 탱크(310)에 저장되어 있는 케미컬은 밸브(330)의 작동에 따라 연결 배관(320)을 통해 습식 식각 챔버(200)에 공급된다.
습식 식각 설비(100)의 내외부에는 케미컬들로부터 발생되는 가스가 존재하게 된다. 상기 가스는 질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(HSO) 등이 수소 이온(H+)과 분 리되어 NO3-, Cl-, SO- 등의 이온 상태로 공기 중에 존재하게 된다. 이러한 가스는 공기 중의 수소 이온(H+)과 재결합되어 산성을 띄게 되며, 습식 식각 설비(100) 및 공장 내의 금속 물질에 고착되어 금속 물질들을 부식시킨다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 식각 설비(100)는 케미컬들로부터 발생되는 가스를 제거하기 위한 가스 흡착부(400)를 포함한다.
가스 흡착부(400)는 케미컬들로부터 발생된 가스와 반응하여 가스를 용해시키는 촉매제를 공급하며, 촉매제의 배출에 의하여 가스를 배출한다. 이를 위해, 가스 흡착부(400)는 촉매제 공급부(410), 수로부(420) 및 배출부(430)로 이루어진다.
촉매제 공급부(410)는 이온 상태로 존재하는 가스를 흡착하기 위한 촉매제를 수로부(420)로 공급한다. 본 실시예에서, 촉매제는 물(H2O)로 이루어진다. 이온 상태로 존재하는 가스는 촉매제인 물과 반응하여 용해된다. 이때, 기체의 용해도는 온도에 반비례하므로, 물의 온도는 낮을수록 바람직하다. 한편, 촉매제는 케미컬들로부터 발생되는 가스와 반응하여 가스를 흡착할수만 있다면 물이 아닌 다른 물질로 이루어질 수 있다.
수로부(420)는 촉매제 공급부(410)로부터 공급되는 촉매제가 흐를 수 있는 통로를 제공한다. 수로부(420)는 흘러가는 촉매제가 공기 중에 노출될 수 있도록 일부가 개방되어 진다. 촉매제는 수로부(420)를 통과하는 과정에 공기 중에 존재하는 가스와 반응하여 흡착한다. 이때, 촉매제는 가스와의 반응성을 향상시키기 위하여 정체되어 있는 것보다는 일정한 속도로 흐르는 것이 바람직하다. 일 예로, 수로 부(420)는 촉매제 공급부(410)로부터 공급되는 촉매제가 흐를 수 있도록 습식 식각 설비(100)의 바닥을 기준으로 일정 각도로 기울어지도록 설치된다. 한편, 수로부(420)의 형상은 촉매제가 공기에 노출되면서 흘러 나갈수만 있다면 다양한 형태로의 변형이 가능하다.
배출부(430)는 수로부(420)를 경유한 촉매제를 습식 식각 설비(100)의 외부로 배출시킨다.
본 실시예에서, 습식 식각 설비(100)는 배기부(500)를 더 포함할 수 있다. 배기부(500)는 가스 흡착부(400)를 통해 제거되지 않고 잔존하는 가스를 배기시킨다. 즉, 배기부(500)는 케미컬들로부터 발생된 가스 중에서 촉매제와 반응하지 않고 공기 중에 잔존하는 가스를 강제로 배기시킨다. 일 예로, 배기부(500)는 공장 내에 설치되는 공조 시스템에 연결되며, 공조 시스템의 배기에 의하여 가스는 강제로 배기된다.
<표 1>은 본 발명에 따른 습식 식각 설비(100) 내부의 NO3 농도를 측정한 측정 데이터이다.
배기부 가스 흡착부 배기 증설 NO3 농도 제거력
비교예 Ｏ Ｘ Ｘ 90 ppb 10 %
실시예 1 Ｏ Ｏ Ｘ 37 ppb 63 %
실시예 2 Ｏ Ｏ Ｏ 4 ppb 96 %

<표 1>을 참조하면, 비교예는 가스 흡착부(400)의 설치 없이 하나의 배기부 (500)만을 가동 했을 때의 NO3의 농도를 측정한 측정 데이터이다. 배기부(500)만을 가동한 경우, NO3의 농도는 약 90 ppb로, 가동 전의 약 100 ppb에 비하여 약 10 % 정도가 제거되었음을 알 수 있다.
실시예 1은 배기부(500)와 가스 흡착부(400)를 동시에 가동 했을 때의 NO3의 농도를 측정한 측정 데이터이다. 배기부(500)와 가스 흡착부(400)를 동시에 가동한 경우, NO3의 농도는 약 37 ppb로, 가동 전에 비하여 약 63 % 정도가 제거되었음을 알 수 있다. 비교예와 실시예 1을 비교하여 보면, 배기부(500)만으로는 가스의 제거에 한계가 있으며, 가스 흡착부(400)를 통해 가스의 제거 능력을 향상시킬 수 있다.
실시예 2는 실시예 1에 비하여 별도의 배기 수단을 증설한 경우에 대한 측정 데이터이다. 실시에 2에서 측정된 NO3의 농도는 약 4 ppb로, 약 96 % 정도의 NO3가 제거되었음을 알 수 있다. 이처럼, 가스 흡착부(400)를 통해 제거되지 않고 남아 있는 잔존 가스를 별도의 배기 수단을 통해 추가로 배기시킴으로써, 가스의 제거 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 습식 식각 설비의 시간에 따른 NO3의 농도 변화를 측정한 그래프이다. 본 그래프는 가스 흡착부와 별도의 배기 수단을 가동한 후, 24시간 동안의 NO3의 농도를 측정한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 가스 흡착부(400)와 별도의 배기 수단을 가동하기 전에는 NO3의 농도가 약 90 ppb 정도의 수준으로 검출되었으나, 가스 흡착부(400)와 별도의 배기 수단을 가동한 후 시간이 지남에 따라 NO3의 농도는 점차적으로 감소된다. 가스 흡착부(400)와 배기 수단의 가동 이후 약 12시간이 경과할 때까지는 NO3의 농도가 급격히 감소되어 NO3의 농도가 약 10 ppb 이하로 떨어지며, 12시간 이후에도 시간이 경과할수록 NO3의 농도는 계속해서 감소되어 대부분의 NO3가 제거됨을 알 수 있다.
한편, 습식 식각 설비(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 로딩 장치(600) 및 기판 언로딩 장치(700)를 더 포함할 수 있다. 기판 로딩 장치(600)는 식각될 박막이 형성되어 있는 웨이퍼 또는 LCD 기판을 습식 식각 챔버(200)로 로딩하는 장치이며, 기판 언로딩 장치(700)는 습식 식각 챔버(200)로부터 박막의 식각이 종료된 웨이퍼 또는 LCD 기판을 언로딩하는 장치이다.
이와 같은 습식 식각 설비에 따르면, 습식 식각을 위한 케미컬들로부터 발생되는 가스의 제거 능력을 향상시키기 위한 가스 흡착부를 설치하여 습식 식각 설비 및 다른 금속 물질들의 부식을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 습식 식각 공정이 진행되는 습식 식각 챔버;
    상기 습식 식각 챔버에 한 종류 이상의 케미컬을 제공하기 위한 케미컬 공급부; 및
    상기 케미컬로부터 발생된 가스와 반응하여 상기 가스를 흡착하는 촉매제를 구비하며, 상기 촉매제의 배출에 의하여 상기 가스를 배출하는 가스 흡착부를 포함하는 습식 식각 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매제는 물(H2O)인 것을 특징으로 하는 습식 식각 설비.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가스 흡착부는
    상기 촉매제를 공급하는 촉매제 공급부; 및
    상기 촉매제 공급부로부터 공급되는 상기 촉매제가 흐를수 있도록 설치되는 수로부; 및
    상기 수로부를 경유한 상기 촉매제를 배출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 설비.
  4. 제1항에 있어서, 상기 촉매제와 반응하지 않고 잔존하는 상기 가스를 배기하기 위한 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 설비.
  5. 제1항에 있어서, 상기 케미컬 공급부는
    상기 케미컬을 저장하는 하나 이상의 저장 탱크;
    상기 저장 탱크와 상기 습식 식각 챔버를 연결하는 연결 배관; 및
    상기 연결 배관을 개폐하기 위한 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 설비.
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KR101246923B1 (ko) * 2006-04-24 2013-03-25 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 배출가스 처리유닛

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