KR20120040466A - 습식 식각장치 및 이를 이용한 습식 식각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 습식 식각장치는, 습식 식각공정을 위한 밀폐된 공간을 확보하는 통체부; 상기 통체부 내의 지지대에 설치되어, 웨이퍼를 진공흡착하여 회전시키는 진공척을 구비한 진공척부; 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼를 식각하도록 상기 웨이퍼에 식각용액을 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 식각용액 분사부; 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼 상의 잔존하는 식각용액을 제거하도록 상기 웨이퍼에 에어를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 에어 분사부; 및 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 에어가 분사된 웨이퍼를 세정하도록 상기 웨이퍼에 세정수를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 세정수 분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

습식 식각장치 및 이를 이용한 습식 식각방법{wet etching apparatus and wet etching method using the same}

본 발명은, 스프레이(spray)법을 이용한 습식 식각에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오버에칭(over etching)이나 언더컷(under cut) 현상을 개선하여 식각특성을 높이도록 한 습식 식각장치 및 이를 이용한 습식 식각방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정의 하나인 식각공정은, 크게 습식 식각공정과 건식 식각공정으로 구분된다. 건식 식각공정, 예를 들어 반응성 이온 식각(reactive ion etching)은, 습식 식각공정보다 훨씬 우수한 식각특성을 구현할 수 있다. 하지만, 반응성 이온 식각장치는, 고가이며, 한 번 구동하는데 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 웨이퍼 하나를 식각하는 데에도 많은 시간이 소요된다. 반응성 이온 식각장치가 고가이기 때문에, 대학교의 연구소 또는 중소업체의 연구소에서는, 정상적인 반응성 이온 식각공정을 한 번 진행하기 위하여, 반응성 이온 식각공정을 외주업체에 의뢰하고 있는 실정이다. 또한, 반응성 이온 식각장치의 복잡한 조작법으로 인하여 반응성 이온 식각장치의 조작에 많은 어려움이 있다. 더욱이, 웨이퍼(wafer) 지지대에 대한 웨이퍼의 탈, 부착이 어렵다.

습식 식각공정, 예를 들어 침적(deeping)법을 이용한 식각장치에서는, 식각 패턴의 선폭을 줄이는데 한계가 있고, 정확한 데이터의 구현이 어려우며, 식각 완료까지 많은 시간이 소요된다. 또한, 인체에 치명적인 고온의 식각용액을 개방된 공간에서 사용하므로 식각용액에 노출되기 쉬운 작업자의 인체가 치명적인 손상을 받기 쉽다. 또한, 웨이퍼를 식각용액에 침적하고 나서 식각용액으로부터 빼내는 방식이므로 웨이퍼 지지대에 대한 웨이퍼의 탈, 부착이 쉽지 않다. 또한, 식각 중에 또는 식각 완료 후에 웨이퍼의 세정을 위하여 별도의 장치로 웨이퍼를 이송하는 과정에서 식각용액에 의해 주변 환경의 오염되거나, 식각용액에 대해 작업자 인체가 노출되어 식각용액의 접촉이나 흡입과 같은 사고가 발생하기 쉬지만, 이를 해결하기 위한 장비들이 고가이기 때문에 실제적으로 이러한 장비들을 운영하지 못하는 실정에 있다. 또한, 식각용액의 처리가 용이하지 않을 뿐 아니라 식각용액의 재사용도 용이하지 않다.

더욱이, 침적법이나 단순 스프레이법을 이용한 습식 식각장치의 경우, 웨이퍼의 식각 중이거나 식각완료 후에 웨이퍼 상의 잔존하는 식각용액으로 인하여 오버에칭이나 언더컷 현상이 다발한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 상에 적층된 식각대상막(3)의 일부분을, 식각용액(미도시)에 의해 그 상부에 위치한 감광막(5)의 개구부(7)를 통하여 식각하는 중이거나 식각 완료한 후에는, 웨이퍼(1) 상의 잔존하는 식각용액 때문에 웨이퍼(1)의 오버에칭(a)이나 식각대상막(3)의 언더컷(b)이 자주 발생한다. 또한, 식각 완료 후에 웨이퍼(1)를 신속하게 세정수로 세정하지 못하였을 경우, 오버에칭이나 언더컷 현상이 더욱 심화된다.

따라서 본 발명의 목적은, 습식 식각장치를 이용하면서도 오버에칭 현상이나 언더컷 현상을 방지하여 양호한 식각특성을 얻도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 식각 완료된 후에 진공척 상의 웨이퍼를 그대로 둔 채 세정수로 세정함으로써 웨이퍼의 세정을 위한 외부 이송의 과정을 생략하여 식각공정을 단순화하고 나아가 식각공정의 시간을 단축하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 식각 완료된 웨이퍼의 세정을 위한 외부 이송의 과정을 생략함으로써 식각용액에 의한 주변 환경의 오염과, 식각용액에 대한 작업자 인체의 노출을 최소화하여 식각공정의 안전성을 높이는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 식각용액을 재사용을 통하여 원가절감을 이루는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 습식 식각장치는, 습식 식각공정을 위한 밀폐된 공간을 확보하는 통체부; 상기 통체부 내의 지지대에 설치되어, 웨이퍼를 진공흡착하여 회전시키는 진공척을 구비한 진공척부; 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼를 식각하도록 상기 웨이퍼에 식각용액을 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 식각용액 분사부; 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼 상의 잔존하는 식각용액을 제거하도록 상기 웨이퍼에 에어를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 에어 분사부; 및 상기 통체부 내에 배치되어, 상기 에어가 분사된 웨이퍼를 세정하도록 상기 웨이퍼에 세정수를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 세정수 분사부를 포함하며, 상기 식각용액 분사부의 노즐에서 식각용액이 분사되고 그 다음에 상기 에어 분사부의 노즐에서 에어가 분사되는 과정을 반복적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 통체부 내에서 발생된 분진 상태의 입자를 필터링하여 제거하는 분진 필터링부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 통체부의 배수홀을 통하여 배수된 식각용액을 재사용/폐기하기 위한 재사용/폐기 밸브부를 더 포함하며, 상기 재사용/폐기 밸브부는, 상기 식각용액을 상기 식각용액 분사부에 연결된 식각용액 공급부로 순환시키는 순환모드와, 상기 세정수와 식각용액의 혼합액을 폐기용액 저장부로 폐기하는 폐기모드 중 어느 하나로 작동한다.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 습식 식각방법은, 진공척 상에 진공흡착된 웨이퍼를 회전시키는 단계; 상기 웨이퍼를 식각하도록, 식각용액 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 식각용액을 분사하는 단계; 상기 웨이퍼 상의 식각용액을 제거하도록, 에어 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 에어를 분사하는 단계; 및 상기 에어가 분사된 웨이퍼를 세정하도록, 세정수 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 세정수를 분사하는 단계를 포함하며, 상기 식각용액을 분사하는 단계와 상기 에어를 분사하는 단계를 반복 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 오버에칭 현상이나 언더컷 현상을 억제하여 식각특성을 높이는 효과가 있다. 웨이퍼의 세정을 위한 외부 이송의 과정을 생략하여 식각공정을 단순화하고 나아가 식각공정의 시간을 단축할 뿐 아니라 식각용액에 의한 주변 환경의 오염과, 식각용액에 대한 작업자 인체의 노출을 최소화하여 식각공정의 안전성을 높인다. 또한, 식각용액을 재사용을 통하여 원가절감이 가능하다.

도 1은, 종래 기술의 습식 식각법을 이용한 식각한 웨이퍼의 단면도로서, 오버에칭이나 언더컷 현상을 예시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 습식 식각장치의 구조를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 3은, 도 2의 A-A선에 따른 습식 식각장치의 요부 구조를 나타낸 부분단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 습식 식각방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 5는, 본 발명에 따른 습식 식각방법에 의해 식각된 웨이퍼에서 오버에칭 및 언더컷이 발생하지 않은 예를 나타낸 예시도이다.

이하, 본 발명에 따른 습식 식각장치 및 이를 이용한 습식 식각방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는, 본 발명에 따른 습식 식각장치의 구조를 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 3은, 도 2의 A-A선에 따른 습식 식각장치의 요부 구조를 나타낸 부분단면도이다. 설명의 편의상 도 2 및 도 3을 연관하여 본 발명을 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 습식 식각장치(100)는, 스프레이 방식의 식각장치로, 통체부(10), 진공척부(20), 식각용액 분사부(30), 에어 분사부(40), 세정수 분사부(50), 식각용액 공급부(60), 에어 공급부(70), 세정수 공급부(80), 재사용/폐기 밸브부(110), 폐기용액 저장부(120), 분진필터링부(130)를 포함하여 구성된다. 식각용액 공급부(60), 에어 공급부(70), 세정수 공급부(80)는 도면에 서로 멀리 이격하여 배치된 것처럼 도시되어 있지만, 실제로는 습식 식각장치(100)의 크기를 줄이기 위하여 서로 인접하여 배치된다.

여기서, 통체부(10)는 예를 들어 스프레이방식의 습식 식각공정용 사각통체로서, 식각용액의 외부노출을 방지하기 위하여 예를 들어 2중으로 밀폐된다. 통체부(10)는, 지지대(11), 측벽부(12) 및 뚜껑부(15)를 구비한다. 지지대(11)는, 진공척부(20) 등과 같은 중량이 무거운 지지대상물을 지지하기에 충분한 강성을 가진 평판이고, 식각용액에 대한 내화학성을 가진 재질, 예를 들어 투명한 피브이씨(PVC) 재질로 이루어진다. 지지대(11)의 상면 주변부에는 복수개의 배수홀(13)이 배열된다. 배수홀(13)은, 예를 들어 원형을 이루며, 지지대(11)의 상면에서부터 지지대(11)의 하면까지 수직 관통한다.

뚜껑부(15)는, 측벽부(12)의 일부분에 예를 들어 힌지(미도시)에 의해 개폐 가능하도록 체결되어 통체부(10) 내의 밀폐된 공간을 보장한다. 뚜껑부(15) 및 측벽부(12)는, 바람직하게는 웨이퍼(W)의 패턴형상이나 공정진행상태를 육안으로 확인하기 위한 재질, 예를 들어 투명한 피브이씨(PVC) 재질로 이루어진다.

또한, 진공척부(20)는, 지지대(11)의 상면 중심부를 관통하여 설치된다. 진공척부(20)는, 점선으로 표시된 웨이퍼(W)를 진공흡착방식에 의해 고정하여 수평으로 지지하며, 웨이퍼(W)보다 약간 작은 크기를 가진 원형의 진공척(21)을 구비한다. 진공척부(20)는, 웨이퍼(W)를 진공흡착방식으로 고정하므로 웨이퍼의 탈, 부착 용이성을 높여준다.

또한, 수직축부(23)는, 지지대(11)를 수직으로 관통하며, 진공척(21)의 하면 중심부에 체결된다. 모터부(25)는, 진공척(21)을 일방향, 예를 들어 시계방향으로 수평 회전하기 위하여, 수직축부(23)를 동일한 방향, 즉 시계방향으로 회전하도록 수직축부(23)의 하측 일부분에 체결된다.

또한, 상기 진공척(21)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 진공흡착하기 위한 복수개의 진공흡입구(미도시)가 배열되고, 진공척(21)의 내부에는 상기 복수개의 진공흡입구와 연통된 진공흡입통로(미도시)가 형성된다. 진공척부(20)의 진공흡입통로는, 수직축부(23) 내부의 진공배관(미도시)을 통하여 진공펌프(미도시)에 연결된다. 진공척부(20)의 진공척(21), 진공펌프 등은 공지된 구조를 가지므로 설명의 단순함을 위하여, 이에 대한 추가적인 설명을 생략하기로 한다.

또한, 커버부(22)는, 지지대(11)와 진공척(21) 사이의 수직축부(23)를 커버하도록, 수직축부(23)를 가운데 두고 끼워져 지지대(11) 상에 설치되며, 진공척(21)보다 큰 크기를 가진 원형 상부면을 가진다. 바람직하게는, 커버부(22)의 상부면은, 식각용액이나 세정수가 용이하게 흘러내려가도록, 그 중심부에서 가장자리부로 갈수록 하향 경사진다. 한편, 커버부(22) 내의 수직축부(23)의 일부분에는, 식각용액에 의한 손상으로부터 모터부(25)를 보호하기 위하여, 브라켓(bracket)(미도시)과 내화학성 오링(O ring)(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 식각용액 분사부(30)는, 식각용액 펌프(미도시)와, 복수개, 예를 들어 2개의 식각용액 공급관(31)을 구비한다. 각각의 식각용액 공급관(31)은, 진공척(21)의 상부를 지나가도록 진공척(21)의 중심부를 가운데 두고 이격하여 배치된다. 각각의 식각용액 공급관(31)에는, 복수개, 예를 들어 3개의 노즐(nozzle)(33)이 식각용액 공급관(31)의 길이방향을 따라 이격 간격을 두고 설치된다. 각각의 노즐(33)은, 식각용액 공급부(60)의 식각용액 펌프로부터 공급되는 식각용액조(63)의 식각용액을 웨이퍼(W)의 대응하는 일부분을 예를 들어 2~5초 동안 부채꼴형 일자상태로 균일하게 고압 분사한다. 식각용액 공급관(31)의 일측단은, 측벽부(12), 예를 들어 후측벽부를 관통하는 식각용액 공급부(60)의 식각용액 공급관(61)과 각각 연통하고, 식각용액 공급관(31)의 타측부는 막혀 있다. 식각용액조(63)에는 도면도 도시되지 않았지만, 식각용액을 가열하기 위한 가열부와, 식각용액의 온도를 조절하기 위한 온도조절부가 설치되어 있다.

또한, 에어 분사부(40)는, 에어콤프레서(air compressor)(미도시)와, 복수개, 예를 들어 2개의 에어 공급관(41)을 구비한다. 각각의 에어 공급관(41)은, 진공척(21)의 상부를 지나가도록 진공척(21)의 중심부를 가운데 두고 이격하여 배치된다. 에어 공급관(41)에는, 복수개, 예를 들어 3개의 노즐(43)이 에어 공급관(41)의 길이방향을 따라 이격 간격을 두고 설치된다. 각각의 노즐(43)은, 에어 공급부(70)의 에어콤프레서로부터 공급되는 에어를 웨이퍼(W)의 중심부를 향하여 예를 들어 2~5초 동안 균일하게 고압 분사한다. 에어 공급관(41)의 일측단은, 측벽부(12), 예를 들어 후측벽부를 관통하는 에어 공급부(70)의 에어 공급관(71)과 각각 연통하며, 에어 공급관(41)의 타측부는 막혀 있다.

한편, 식각용액 분사부(30)의 노즐(33)에서 2~5초 동안 식각용액이 분사된 후 에어 분사부(40)의 노즐(43)에서 2~5초 동안 에어가 분사되고, 또 다시 식각용액 분사부(30)의 노즐(33)에서 2~5초 동안 식각용액이 분사된 후 에어 분사부(40)의 노즐(43)에서 2~5초 동안 에어가 분사되는 과정을 반복 진행하는 방식에 따라 웨이퍼(W)의 습식 식각이 진행된다. 웨이퍼(W)의 식각이 진행되는 동안에 웨이퍼(W)의 식각된 부분에 발생한 턱부에 식각용액이 잔존하여 웨이퍼(W)의 언더컷을 유발시키므로 에어 분사부(40)는, 에어를 분사하여 상기 턱부의 잔존하는 식각용액을 거의 완전하게 제거함으로써 웨이퍼(W)의 언더컷 현상을 방지할 수가 있다. 또한, 에어 분사부(40)는, 세정수 분사부(50)에서 분사된 웨이퍼(W) 상의 세정수를 에어분사에 의해 제거한다.

세정수 분사부(50)는, 세정수 펌프(미도시)와, 예를 들어 1개의 세정수 공급관(51)을 구비한다. 세정수 공급관(51)은, 진공척(21)의 상부를 지나가도록 진공척(21)의 중심부까지 연장하여 배치되며, 식각용액 공급관(31)과 에어 공급관(41)보다 높은 지점에 위치한다. 세정수 공급관(51)의 선단부에는, 예를 들어 복수개의 노즐(53)이 설치된다. 각각의 노즐(53)은, 세정수 공급부(80)의 세정수 펌프로부터 공급되는 세정수를, 웨이퍼(W)와 통체부(10) 내의 전체 부분을 향하여 예를 들어 10~20초 동안 균일하게 고압 분사한다. 세정수로는, 순수(deionized water) 또는 특정한 세정액을 사용하여도 좋다. 세정수 공급관(51)의 일측단은, 측벽부(12), 예를 들어 후측벽부를 관통하는 세정수 공급부(80)의 세정수 공급관(81)과 연통한다. 세정수 분사부(50)가 통체부(10) 내에 배치되어 있으므로 웨이퍼를 식각한 후에 세정공정을 신속하게 진행하지 않으면 웨이퍼 상의 잔존하는 식각용액으로 인하여 웨이퍼의 오버에칭이 발생하는 종래의 습식 식각장치의 문제점을 해소하였을 뿐 아니라, 세정공정을 위하여 웨이퍼를 이송하는 작업자의 실수에 따른 식각용액 접촉사고를 방지할 수 있다.

또한, 재사용/폐기 밸브부(110)는, 예를 들어 Y형 밸브를 구비한다. 재사용/폐기 밸브부(110)는, 배수홀(13)과 배수관(17)을 통하여 배수된 식각용액을 재사용하기 위하여, 배수관(17)을 통과한 식각용액을 식각용액 회수관(65)을 통하여 식각용액 공급부(60)의 식각용액조(63)로 순환시키는 순환모드로 제어될 수 있다. 따라서 상기 식각용액의 재사용이 가능하므로 원가절감 효과가 있다. 또한, 재사용/폐기 밸브부(110)는, 배수홀(13)과 배수관(17)을 통하여 배수된 세정수 또는 식각용액과 세정수의 혼합액을 폐기용액 저장부(120)로 보내는 폐기모드로 제어될 수 있다.

또한, 분진필터링부(130)는, 모터부(25) 아래에 설치되며, 통체부(10) 내의 공기를 정화하기 위한 배관(131), 진공펌프(미도시) 및 필터(미도시)를 구비한다. 배관(31)의 일측부는, 진공척부(20)의 양측부 아래의 지지대(11)에 각각 형성된 진공흡입구와 연통한다. 진공펌프가, 통체부(10) 내에서 떠다니는 분진상태의 입자를 배관(131)을 통하여 진공펌핑하여 배출하고, 필터가 상기 입자를 필터링하여 제거한다. 따라서 투명한 통체부(10) 내의 식각작업상황을 확인하는 시야를 확보할 수 있고, 작업자의 식각용액 흡입이나 주변의 공기오염을 방지할 수 있다. 또한 통체부(10) 내의 습도를 조절할 수가 있다.

한편, 상기 각 부의 가동시간, 웨이퍼 회전수, 식각용액분사강도, 에어분사강도, 세정수분사강도, 펌핑파워 등의 데이터를 식각공정에 적합하도록 제어하기 위하여, 제어부(미도시)가 상기 각 부를 종합적으로 제어한다. 물론, 도면에 도시하지 않았지만, 식각공정의 데이터를 입력하는 데이터입력스위치, 가동스위치 등의 각종 스위치를 터치스크린방식의 스위치로 구성하거나, 이러한 데이터를 표시하는 표시부를 예를 들어 디스플레이부로 구성하는 것도 가능하다. 이에 대한 부분은, 본 발명의 요지와 상관성이 적으므로 설명의 편의상 설명을 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 습식 식각장치를 이용한 습식 식각방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는, 본 발명에 따른 습식 식각방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 5는, 본 발명에 따른 습식 식각방법에 의해 식각된 웨이퍼에서 오버에칭 및 언더컷이 발생하지 않은 예를 나타낸 예시도이다.

먼저, 도 2에 본 발명의 습식 식각장치(100)의 통체부(10)의 뚜껑부(15)를 개방한 후, 웨이퍼(W)를 진공척부(20)의 진공척(21)에 올려놓는다. 그 다음에, 진공척부(20)의 진공펌프(미도시)를 가동시키기 위하여, 습식 식각장치(100)의 해당하는 스위치, 예를 들어 터치스크린방식의 가동스위치를 턴온(turn on) 상태로 전환한다. 이에 따라, 진공척부(20)의 진공펌프(미도시)가 가동하여 웨이퍼(W)가 진공척(21)에 진공흡착된다. 이후, 뚜껑부(15)를 닫음으로써 통체부(10) 내의 밀폐된 공간을 확보한다.

이어서, 각각의 스위치, 예를 들어 터치스크린방식의 스위치 또는 조작부를 이용하여 습식 식각장치(100)의 진공척부(20), 식각용액 분사부(30), 에어 분사부(40), 세정수 분사부(50), 식각용액 공급부(60), 에어 공급부(70), 세정수 공급부(80), 재사용/폐기 밸브부(110), 폐기용액 저장부(120), 분진필터링부(130) 등에 대해 웨이퍼(W)의 습식 식각을 위한 설정값을 각각 설정한다.

이러한 상태에서, 단계(S10)에서, 습식 식각장치(100)의 가동스위치(미도시), 예를 들어 터치스크린방식의 가동스위치를 턴온 상태로 전환하여 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 즉, 상기 가동스위치를 턴온 상태로 전환함에 따라 진공척부(20)의 모터부(25)가 수직축부(23)를 일방향, 예를 들어 시계방향으로 수평 회전하고, 이와 동시에 진공척(21)이 시계방향으로 수평 회전하고 웨이퍼(W)도 시계방향으로 수평 회전한다. 이때, 시간이 경과함에 따라 모터부(25)의 분당 회전수(RPM)가 점차 증가하여 설정값에 도달한 후 일정하고 안정적으로 유지된다. 물론, 모터부(25)의 분당 회전수(RPM)가 설정값에 도달하기 전까지는 습식 식각장치(100)의 나머지 각 부가 실행되지 않아야 한다.

단계(S20)에서, 모터부(25)의 회전수(RPM)가 일정하고 안정적으로 유지되고 나면, 식각용액 공급부(60)의 펌프(미도시)를 가동하기 위한 설정시간, 예를 들어 2~6초 동안 가동시킴으로써 식각용액 공급부(60)의 식각용액조(63) 내의 식각용액이 식각용액 공급관(61)과 식각용액 분사부(30)의 식각용액 공급관(31)을 거쳐 복수개, 예를 들어 3개의 노즐(33)로 공급된다. 이에 따라, 식각용액이 각각의 노즐(33)에서 웨이퍼(W)의 해당하는 부분을 향하여 부채꼴형으로 균일하게 분포하며 일자로 고압 분사됨으로써 웨이퍼(W) 상의 식각대상막(미도시)이 식각되기 시작한다. 이때, 재사용/폐기 밸브부(110)가 순환모드로 제어됨으로써 배수홀(13)과 배수관(17)을 거쳐 배수된 식각용액이 식각용액 회수관(65)을 거쳐 식각용액 공급관(60)의 식각용액조(63)로 순환된다. 따라서 웨이퍼를 식각하는데 사용한 식각용액을 다시 사용하는 것이 가능하므로 원가절감 효과가 있다.

이와 동시에, 분진필터링부(130)의 진공펌프(미도시)가 가동함으로써 상기 밀폐공간 내의 분진상태의 입자가 배관(131)을 거쳐 흡입된 후에 분진필터링부(130)의 필터(미도시)에 의해 필터링된다. 따라서 통체부(10) 내의 밀폐된 공간의 공기가 정화되고, 통체부(10) 내의 습도 또한 조절된다.

이후, 식각용액 공급부(60)의 펌프가동 설정시간이 경과하면, 모터부(25)의 회전수(RPM)가 계속 유지되는 상태에서 식각용액 공급부(60)의 펌프의 가동이 중단됨으로써 노즐(33)에서 식각용액이 분사되지 않는다.

단계(S30)에서, 이어서, 에어 공급부(70)의 에어콤프레서(미도시)를 가동 설정시간, 예를 들어 2~6초 동안 가동시킴으로써 에어가 에어 공급부(70)에서 에어 공급관(71)과 에어 공급관(41)을 거쳐 복수개, 예를 들어 3개의 노즐(43)로 공급된다. 이에 따라, 각각의 노즐(43)에서 에어가 웨이퍼(W)를 향하여 분사된다. 이때, 웨이퍼(W)가 계속 회전하고 있는 상태에서 에어가 분사되므로 웨이퍼(W) 상의 잔존하는 식각용액이 제거된다.

따라서 웨이퍼(W)의 식각이 진행되는 동안에 웨이퍼(W)의 식각된 부분에 발생한 턱부에 식각용액이 잔존하여 웨이퍼(W)의 언더컷을 유발시키므로 노즐(43)에서 에어를 분사하여 상기 턱부의 잔존하는 식각용액을 거의 완전하게 제거하므로 웨이퍼(W)의 언더컷 현상을 방지할 수가 있다.

이후, 에어 공급부(70)의 에어콤프레서의 가동 설정시간이 경과하면, 모터부(25)의 회전수(RPM)가 계속 유지되는 상태에서 에어 공급부(70)의 에어콤프레서의 가동이 중단됨으로써 노즐(43)에서 에어가 분사되지 않는다.

단계(S40)에서, 그리고 나서 식각용액분사와 에어분사 각각의 총 설정시간이 경과하는지 판단한다.

이때, 식각용액분사와 에어분사 각각의 총 설정시간이 경과하지 않았으면, 단계(S20)의 식각용액분사과정과 단계(S30)의 에어분사과정을 순차적으로 반복 진행한다.

반면에, 식각용액분사와 에어분사 각각의 총 설정시간이 경과하였으면, 단계(S50)에서, 세정수 분사과정을 진행한다.

즉, 세정수 공급부(80)의 펌프(미도시)를 가동하기 위한 설정시간, 예를 들어 10~20초 동안 가동시킴으로써 세정수 공급부(80)의 세정수조(미도시) 내의 세정수가 세정수 공급관(81)과 세정수 분사부(50)의 세정수 공급관(51)을 거쳐 노즐(53)로 공급된다. 이에 따라, 세정수가 예를 들어 반구형 노즐(53)에서 웨이퍼(W) 및 통체부(10) 내의 모든 영역을 향하여 고압 분사되므로 웨이퍼(W) 상의 잔존하는 식각용액이 제거될 뿐 아니라 지지대(11), 측벽부(13)의 내측면, 식각용액 공급관(31), 에어 공급관(41)세정수 공급관(51), 뚜껑부(15)의 내측면을 포함하여 통체부(10) 내의 모든 영역 상의 식각용액이 제거된다.

따라서 본 발명은, 도 5에 도시된 바와 같이 감광막(5)의 개구부 아래의 웨이퍼(1)의 오버에칭이나 식각대상막(3)의 언더컷을 방지하므로 양호한 식각특성을 얻을 수가 있다.

또한, 상기 가동스위치(미도시)가 턴온된 후에는, 진공척(21) 상의 웨이퍼(W)를 인출할 때까지 뚜겅부(15)에 의해 밀폐된 공간 내에서 식각용액분사, 에어분사, 세정수분사를 진행하므로 작업자 인체와 식각용액의 접촉을 최소화하여 작업 안정성을 높일 뿐 아니라 차후의 공정을 진행하기 위한 환경을 조성할 수 있다.

이때, 재사용/폐기 밸브부(110)가 폐기모드로 제어됨으로써 배수홀(13)과 배수관(17)을 거쳐 배수되는 세정수 또는 세정수와 식각용액의 혼합액이 폐수관(67)을 거쳐 폐기용액 저장부(120)로 유입된다.

단계(S60)에서, 이후, 세정수 분사과정이 완료되면, 에어 공급부(70)의 에어콤프레서(미도시)를 가동 설정시간, 예를 들어 10~20초 동안 가동시킴으로써 에어가 에어 공급관(71)과 에어 공급관(41)을 거쳐 노즐(43)로 공급된다. 이에 따라, 각각의 노즐(43)에서 에어가 웨이퍼(W)를 향하여 고압 분사되므로 웨이퍼(W)와 통체부(10) 내의 각 부가 충분히 건조된다.

단계(S70)에서, 그 다음에, 세정수의 건조과정이 완료되면, 모터부(25)의 회전 설정시간이 종료할 때까지 분당 회전수가 점차 감소한다. 최종적으로 모터부(25)의 분당 회전수가 제로(0)가 된다. 이에 따라 웨이퍼(W)가 더 이상 회전하지 않는다. 따라서 본 발명의 습식 식각공정이 종료된다.

Claims (4)

1. 습식 식각공정을 위한 밀폐된 공간을 확보하는 통체부;
   상기 통체부 내의 지지대에 설치되어, 웨이퍼를 진공흡착하여 회전시키는 진공척을 구비한 진공척부;
   상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼를 식각하도록 상기 웨이퍼에 식각용액을 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 식각용액 분사부;
   상기 통체부 내에 배치되어, 상기 웨이퍼 상의 잔존하는 식각용액을 제거하도록 상기 웨이퍼에 에어를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 에어 분사부; 및
   상기 통체부 내에 배치되어, 상기 에어가 분사된 웨이퍼를 세정하도록 상기 웨이퍼에 세정수를 분사하는 복수개의 노즐을 구비한 세정수 분사부를 포함하며,
   상기 식각용액 분사부의 노즐에서 식각용액이 분사되고 그 다음에 상기 에어 분사부의 노즐에서 에어가 분사되는 과정을 반복적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 습식 식각장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 통체부 내에서 발생된 분진 상태의 입자를 필터링하여 제거하는 분진필터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통체부의 배수홀을 통하여 배수된 식각용액을 재사용/폐기하기 위한 재사용/폐기 밸브부를 더 포함하며,
   상기 재사용/폐기 밸브부는, 상기 식각용액을 상기 식각용액 분사부에 연결된 식각용액 공급부로 순환시키는 순환모드와, 상기 세정수와 식각용액의 혼합액을 폐기용액 저장부로 폐기하는 폐기모드 중 어느 하나로 작동하는 것을 특징으로 하는 습식 식각장치.
   
4. 진공척 상에 진공흡착된 웨이퍼를 회전시키는 단계;
   상기 웨이퍼를 식각하도록, 식각용액 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 식각용액을 분사하는 단계;
   상기 웨이퍼 상의 식각용액을 제거하도록, 에어 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 에어를 분사하는 단계; 및
   상기 에어가 분사된 웨이퍼를 세정하도록, 세정수 분사부에 의해 상기 웨이퍼에 세정수를 분사하는 단계를 포함하며,
   상기 식각용액을 분사하는 단계와 상기 에어를 분사하는 단계를 반복 진행하는 것을 특징으로 하는 습식 식각방법.

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