KR960002997B1 - 액욕조중에서 습식화학식 표면처리를 할때 디스크형상 가공품, 특히 반도체 웨이퍼를 지지하는 매가진 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액욕조중에서 습식화학식 표면처리를 할때 디스크형상 가공품, 특히 반도체 웨이퍼를 지지하는 매가진

제1도는 인서트(insert)와 하우징을 구성하는 이 발명의 에칭매가진(etching magazine)의 한 실시예를 나타낸 부분 사시도.

제2도는 제1도의 인서트의 II-II 평면의 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 통공(passage hole)

3 : 단면커버리드(end-face closure lid) 4 : 삽입수단(스핀틀:spindle)

5 : 인서트(insert)

6 : 디스크형상가공품(disk-type workpiece)

7 : 안내지주(guide strut) 8 : 간격지주(spacing strut)

8' : 다른 간격지주 8 : " : 간격지주

9 : 주안내지주(main guide strut)

10 : 부안내지주(subsidiary guide) 11 : 다른부안내지주

12 : 안내지주조립체(guide strut assembly)

13 : 결합지점(linking point) 14 : 곡절부(kink)

이 발명은 욕조액 유입ㆍ유출용 구멍 및 액욕조내에 삽입하는 수단을 가진 하우징과, 그 하우징에 삽입할수 있고, 피처리가공품을 밀접하게 인접시켜 평면적으로 대치하여 지지하는 인서트(insert)을 구성시켜 디스크형성가공품, 특히 반도체 웨이퍼를 액욕조내에서 습식 표면처리를 할때 지지하는 매가진에 관한 것이다.

로드형상 가공품을 톱질하여 일반적으로 제조하는 실리콘반도체. 게르마늄반도체, 갈륨아르세니드와 인듐포스피드 또는 석영루빈, 스피넬(spinel) 또는 가네트, 예로서 갈튬 가돌리늄가네트의 산화물 등의 화합물반도체로 구성한 디스크형상기재, 특히 단결정 및 다결정반도체 기판(substrates)은 제조프로세스에서 특히 전자부품을 계속 가공하기 전에, 예로서 그 표면에서 파괴결정영역을 제거하거나, 또는 특히 산화, 산화막 제거 또는 친수성처리(hydrophilization)에 의해 그 표면을 화학적으로 변화시키도록 하는 서로 다른 여러가지의 에칭처리와 세정처리를 하는 것은 공지되어 있다.

이와같은 처리공정에서 그 세정용액과 에칭용액은 반응을 할때 그 웨이퍼의 표면전체에 걸쳐 균일하게 또 균질상태로 분산시키는 것이 중요하다. 동시에 위 세정 및 에칭조작은 예로서 에칭깊이가 불균일하게 되는 것을 방지하기위하여 웨이퍼표면 전체에 걸쳐 동일속도로 처리할 필요가 있다.

이와같이 함으로써, 사용한 반도체 웨이퍼에 대하여 전자부품 제조업자로부터 요구되는 바와같이 예로서 평탄성(flatness)변화가 가급적 적게, 표면평행성(surface parallelism)이 높은 청정표면을 얻을수 있다.

세정액 및 에칭액을 사용하여 이와같은 균일한 표면처리를 달성하기 위하여 각종의 여러가지 장치가 종래에는 특허문헌 독일공개공보 DE-A-3306331 및 DE-A-220859에서 공지되었다.

이와같이, 이들 특허문헌에서 기술된 장치의 구조변형중 하나는 에칭기판을 한 표면에서 흡인헤드(suction head)로 지지시킴과 동시에, 에칭표면에 대하여 유로를 구성한 웨이퍼(wafers)를 회전시킴으로서 그 용액의 완전혼합이 달성된다. 그러나, 이 경우 웨이퍼표면중의 한 표면의 가공만이 가능하다.

또, 두 표면을 가공하도록 하기 이하여 특허문헌, 독일공개특허공보 DE-A-220859에 기재된 배치에서는 웨이퍼가 케이지(cage)에 유사한 에칭바스킷(etching basket)내에서 거의 평행하게 서로 규칙적이며 균일한 간격으로 자유롭게 운동할 수 있게 지지되어, 그 에칭바스킷에 대하여 에칭웨이퍼는 상대운동이 가능하다.

이 경우, 그 에칭바스킷의 회전에 의해 그 용액의 완전 혼합이 되고, 동시에 그 에칭바스킷에 대한 그 웨이퍼가 상대운동을 이것에 의해 그 에칭바스킷의 로드상에서 그 웨이퍼의 재치지점이 계속 변화한다.

그러나, 이 실시예에서는 그 처리액의 완전 혼합을 높이기 위하여, 자유롭게 이동할 수 있고, 또 그 에칭바스킷과 가공하는 웨이퍼에 대하여 상대운동을 하는 원활이나 비원형으로 형성한 간격디스크(spacing disk)를 부가할 필요가 있다.

그러나, 이와같은 상태에서는 동일한 그 간격디스크가 가공되는 웨이퍼의 웨이퍼 표면상에 직접 재치될 경우, 웨이퍼가 기계적으로 손상되고, 간격디스크 또는 에칭바스킷의 재료에 오염(contanination)되거나, 또는 에칭액의 피착이 규측하게 되는 위험성이 현저하게 높아진다.

특허문헌 독일공개특허공보 DE-A-3306331에서 기재되어 있는 바와같이, 그 처리용액의 완전혼합을 웨이퍼 자신에 의해 또는 그 웨이퍼의 에지(edge)에 있는 지지로드에 의해서만이 행할때 이 에지영역에서는 완전혼합이 강력하며, 또 제거율이 더커져 그 웨이퍼의 단면적이 렌즈형상으로 된다. 링형상 두께부는 또 자주 확인할 수 있으며, 이것은 그 웨이퍼에지 또는 그 웨이퍼의 내부에서 더 강격한 제거에 의해 발생한다.

따라서, 반도체 웨이퍼를 제조할때, 특히 적합하지 않는 웨이퍼 지지장치에 의해 종래의 에칭방법은 웨이퍼형상 칫수의 열화와 결부되어 있다.

이와같은 결점은 기판의 직경이 증가함에 따라 증대되며, 특히 부품 제조에서 점점 필요로 하는 직경 >100mm의 경우 그 결점이 나타난다.

따라서, 이 발명의 목적은 불균질 반응패턴을 발생함이 없이 욕조액으로 양면의 균일처리가 가능한 웨이퍼 욕조액처리를 하는 지지장치를 제공하는데 있다.

특히, 가장 평편하게 평면을 평행하게 하는 표면을 가진 웨이퍼의 제조가 가능하도록 에칭처리를 할때 품질열화를 가급적 적에 유지시킬 필요가 있다.

이 발명의 목적은

(a) 한 평면내에 적어도 2개의 안내지주(guide struts) (7)를 구성하는 안내지주 조립체(guide strutassemblies)(12)를 병렬 비치하고,

(b) 하우징 원통 내면에 정확하게 끼워지도록 배치된 적어도 3개의 간격지주(spacing struts)(8)를 가지며, 그 간격지주가 하우징에 대향한 외단(outerend)에서 안내지주의 안내지주조립체 평면의 적어도 3개평면을 평면적으로 대치하여 고정하고, 안내지주 평면 사이의 갭(gap)이 그 에칭 디스크형상 가공품을 수용하도록 할 수 있고, 적어도 하나의 주안내지주(main guide strut)(9)가 2개의 간격지주를 결합하며, 또 적어도 하나의 부안내지주(10)가 하나의 안내지주를 간격지주와 결합하여 다수의 안내지주가 절곡(fold)되거나 구부러지며(bend),

(c) 그 안내지주가 결합지점(linking point)(13)에서 3방향 이하로 분기하고,

(d) 그 안내지주의 결합지점이 원통형상 하우징의 길이방향축상에 위치되지 않으며(없으며),

(e) 인서트(Inesrt)의 직경이 지지된 디스크 형상 가공품의 직경의 1.1~1.9배 이며,

(f) 적어도 2개의 간격지주 사이에서 외접하는 원호에 대한 할선(割線:secant)의 길이가 지지되는 디스크형상 가공품의 직경보다 더 크거나 같고, 적어도 2개의 간격지주 사이에서 외접하는 원호에 대한 할선의 길이가 지지물체의 반경보다 더 짧으며,

(g) 그 디스크형상 가공품을 지지하는 2개의 안내지주 평면 사이의 내측순수폭(inner clear distance)이 적어도 이들 가공품 두께의 2배인 인서트(insert)에 의해 달성된다.

이 발명을 제1도 및 제2도에 나타낸 실시예에 따라 더 구체적으로 아래에 설명한다.

제1도에서 매가진(magazine)은 디스크형상 가공품, 예로서 가장 순수한 반도체 웨이퍼, 특히 실리콘웨이퍼를 욕조에, 특히 에칭용액을 포함한 욕조내에 지지하며, 삽입하여 운동시키는데 바람직하다.

그 매가진은 액체를 통과시키는 통공(2)와 단면 커버리드(end-face closure lid)(3)과 액욕조내의 삽입수단(4), 예로서 스핀들(spindle)을 가진 원통형상의 하우징(1)과, 그 디스크형상 가공품(6)을 원통형상의 하우징(1)내에서 그 하우징원통의 축선에 수직으로 밀접하게 인접하고 평면적으로 대치하여 지지하는 인서트(insert)(5)로 구성되어 있다. 디스크형상 가공품(6)으로 특히 원형웨이퍼가 가공된다.

주변(periphary)에서 부분적으로 평편하게 한 거의 원형의 웨이퍼를 가공할 수도 있다. 주변에서 수개지점을 부분적으로 평편하게 한 이와같은 웨이퍼는 반도체기술에 있어서, 도핑도(doping) 및 결정배열(crystal orientatoin)을 나타내기 위하여 통상적으로 이용된다. 그러나 이 방법은 역시 다른 형상의 웨이퍼, 예로서 부분적으로만 원형, 타원형 또는 다각형상 웨이퍼의 가공에도 포함되었다.

그 인서트(5)는 안내지주(guide struts)(7)와 간격지주(8)로 구성되고, 이들의 간격지주는 안내지주의 말단과 접속되어 있고, 특히 바람직한 실시예에서는 모두 그 하우장원통의 축선에서 등거리로 그 원통형상 케이싱상 배치되어 있다. 하우징 직경은 웨이퍼 직경 1.1~1.9배가 바람직한 것으로 확인되었다.

제2도는 바람직한 인서트(5)의 실시예의 횡단면도를 나타내며, 그 인서트에는 적어도 하나의 주안내지주(9)가 두개의 간격지주(8)를 결합하고 있다. 그러나, 두개 이상의 주안내지주를 가진 실시예를 생각할 수도있다. 적어도 하나의 부안내지주(10)는 주안내지주(9)를 또 다른 간격지주(8')와 결합한다.

그 구조원리에 따라 각 부안내지주(10)에서 또 다른 부안내지주(11)를 간격지주(8")에 형성할 수 있다. 한 평면상에 위치되고, 한 웨이퍼면을 한쪽면으로 안내하도록 하는 주안내지주와 부안내지주의 전체를 안내지주 조립체(12)로 하여 아래에서 구체적으로 설명한다.

결합지점(13)에서 접속한 주안내지주와 부안내지주의 수는 간격지주의 수와 동일하며 기본적으로 상한(upper limit)이 없으나, 웨이퍼표면의 접속점의 수를 감소시키기 위하여 바람작하게는 가급적 낮은 수로 유지시켜야 한다.

적어도 하나의 주안내지주와 하나의 부안내지주가 필요하다. 그 안내지주의 동일한 말단이 1개 간격지주에 의해 결합되고, 하나의 주안내지주와 하나의 부안내지주를 구비한 실시예에서는 3개의 간격지주가 필요하다. 바람직한 실시예에서는 하나의 주안내지주와, 그 주안내지주를 간격지주에 결합하고 두개의 부안내지주와, 다른 부안내지주를 간격지주에 결합하는 두개의 부안내지주를 구비한다.

일반적으로, 간격지주의 수는 주안내지주와 부안내지주의 수의 총합수 +1과 동일하며, 따라서 이 실시예에서는 6개의 간격지주를 가진다.

인서트(5)를 그 하우징(1)내에 삽입할때 디스크형상 가공품이 그 인서트에서 떨어지는 것을 방지하기 위하여 간격지주(8)의 적어도 2개는 그 간격이 웨이퍼직경보다 작도록, 바람지하게는 웨이퍼의 반경에 거의 일치하도록 배치되어 있다.

이것은 특히 간격지주, 예로서 3개의 간격지주를 가진 인서트의 경우 중요하다. 특히, 다수의 간격지주, 예로서 9-10개의 간격지주를 갖고 있을때 각 두개의 간격지주 사이의 갭(gap)중 적어도 하나를 큰 크기로 선택하여 그 웨이퍼를 삽입할 수 있다.

즉, 원형디스크형상 본체의 직경보다 더 크도록, 또는 편평한 웨이퍼 또는 서로 다른 원주형상을 가진 웨이퍼의 최소폭보다 더 크도록 선택한다. 제2도의 실시예에서는 웨이퍼 직경보다 더 작은 갭4개와 웨이퍼 직경보다 더 큰 갭 2개가 있다.

그 인서트는 그 하우징(1)내에 정확하게 끼워지게 밀어넣을 수 있는 구조로 구성하는 것이 바람직하다. 즉 가급적 최소의 공차(tolerance)와 일정한 유극(play)만으로 하며 끼워지게 밀어넣을 수 있는 구조로 할 수 있다. 그러나, 그 하우징에 대하여 인서트의 상대운동이 불가능한 칫수로 설계되어 있다.

따라서, 그 하우징(1) 원통의 축선과 간격지주(8)의 거리는 그 하우징의 반경보다 약간 더 작게 선정할 뿐이다. 즉 일반적으로 그 하우징의 반경보다 4mm까지 더 작은 거리로 선정된다.

그 인서트는 그 다음으로 동일평면상에서 그 하우징에 밀어넣을 수 있고, 그 간격지주는 그 하우징(1)내에서 그 인서트(5)를 지지하도록 하는 역할을 한다. 실시예에서는 그 인서트를 하우징내로 안내하며, 예로서 안내지주(guide studs)에 의해 알맞은 소정위치에서 지지시킬 수 있다.

그 안내지주조립체(12)는 그 수가 디스크형상 가공품(6)의 수에 따라 기본적으로 임의로, 바람직하게는 10-20개이며, 간격지주에 의해 평면 평행으로 서로 일정한 거리에서 결합되어 있고, 각 2개의 안내지주 조립체 사이의 갭은 각각의 경우 디스크형상 가공품을 수용하는데 이용할 수 있다.

그 안내지주 조립체의 상호거리(내부순수폭 : Clear distance)는 적어도 그 웨이퍼 두께의 2배이나 바람직하게는 특히 5~30mm의 거리가 바람직한 것으로 판명되었다. 그 매가진에 예정한 웨이퍼의 수는 주로 에칭할때 발생한 열, 사용욕조의 크기(칫수) 및 작업자의 작동편의성(operational convenience)등 여러가지의 요인에 의해 결정된다.

그 간격지주(8)는 여러가지 방법으로 안내지주 조립체(12)와 결합시킬 수 있다. 바람직하게는 가급적 작은 리세스(recess)을 형성하도록 하는 결합기술을 선정한다. 이것에 의해 액체작용 매질의 배출을 방해한다. 예로서, 용접, 나사식 체착 또는 클램핑리벳(clamping rivets)의 사용이 바람직한 것으로 판명되었다.

안내지주의 형상에 대해서는 절곡패턴(folded pattern) 또는 만곡패턴(bent pattern)이 직선패턴보다 바람직한 것으로 판명되었다. 그러나, 직선패턴이 배제되는 것은 아니다.

각 지주를 1회 절곡하면 이 경우 처리액의 충분한 배출을 행할 수 있으므로 특히 바람직하다. 그 매가진이 회전중에 있어도 웨이퍼표면의 불균일한 습윤(wetting)을 방지하기 위하여 전부 또는 적어도 다수의 곡절부(kink)(14)가 그 하우징 원통의 축선에서 여러가지의 다양한 거리에 있는 실시예가 선정되는 것이 바람직하다.

특히, 주안내지주로서 바람직하게는 거의 중앙에서 1회 65~125°, 바람직하게는 90°로 곡절되고, 그 하우징 원통의 직경과 거의 일치하는 길이를 가진 로드(rod)를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.

그 부안내지주는 주안내지주 보다 더 짧은 것이 바람직하며, 일반적으로 그 곡절부 중심에서 벗어나 편심 배치되어 있다.

그 곡절각은 90°보다 더 큰 것이 바람직하며, 100~160°가 바람직하다. 그 주안내지주와 부안내지주의 결합은 가급적 소수의 리세스로 행할 수 있으며, 그 안내지주 조립체 일체(one piece)로 주조(casting)을 하거나, 또는 한장의 판재(plate)에서 밀링(milling) 또는 톱질작업(sawing)을 하는 것이 바람직하다. 그 안내지주 상호간의 결합지점(linking points)(13)은 균질 웨이퍼가공에서 불규칙성(irregularities)을 피하기 위하여 그 원통형 하우징의 중심으로부터 여러가지의 다양한 거리에서 배치되며, 특히 각 결합지점(13)에서 그 지주는 3방향으로만 분기된다.

그 안내지주와 간격지주의 횡단면은 임으로 선택할 수 있으며, 예로서 장방형, 원형, 타원형 또는 정방형으로 할 수 있다.

그러나, 배출특성(drainage properties)의 향상이란면에서 특히 각(角)를 둥글게 한 장방형 단면이 더 바람직한 것으로 판명되었으며, 각각의 경우 각(角)중 하나는 웨이퍼 표면쪽으로 향하나, 2개의 각(角)은 안내지주 조립체의 평면상에 위치가 정해진다. 또, 그 안내지주를 원뿔형으로 구성하면, 이것에 의해 액체매질의 적하(滴下)도 촉진되므로 바람직하다.

특히, 그 원뿐의 수렴단(converging end)이 결합지점(13)쪽으로 향하게 배치하는 것이 바람직하다. 특히, 그 지주 직경의 0.1~1.0배가 테이퍼링(tapering) 정도로서 바람직한 것으로 판명되었다.

그 인서트와 하우징 재료로서, 세정액와 에칭액(etchants)에 대하여 저항력이 있고, 사용하는 반도체 재료에 대하여 오염작용(contaminating action)이 없는 재료가 바람직한 것으로 판명되었다.

따라서, 특히 폴리플루오로에틸렌(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(FEP),에틸렌-테트라플루오로에틸렌 코폴리머(ETFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE), 폴리비닐리덴 디 플루오로리드(PVDF), 폴리크롤로트리플루오로에틸렌(PCTFE)등 합성수지의 사용이 바람직하다.

하나 또는 그 이상의 인서트(5)를 수용하는데 있어, 예로서 원통형상의 하우징(1)이 적합하며, 이것은 예로서 세탁기의 드럼과 같이 외피면에는 다수의 액체통공(2)을 구비하며, 그 통공의 직경은 웨이퍼직경의 미소부분과 동일하다. 이 통공은 원형이 바람직하다.

그 하우징(1)의 적어도 한쪽 단면은 이탈제거할 수 있는 단면 커버리드(lid)(3)로서 구성되어 그 인서트(5)의 출입을 가능하게 한다.

그 리드(lid)(3)는 그 하우징(1)에 끼워넣거나(plugging) 또는 나사식체착(screwing)을 할 수 있으나, 가급적 적은 리세스로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 플러그 접속이 바람직하다.

실시예에서는, 그 하우징 내면은 인서트의 안내가 용이하다. 이것은 그 하우징 축선과 평행한 2개의 레일 또는2개의 스터드(stud)에 행할 수 있고, 그 사이에 인서트를 삽입할때 간격지주를 밀어넣는다.

그 하우징을 액욕조내에 현수하여 이동시키며, 특히 회전시키기 위하여 양단면은 이분야의 기술자에 의해 공지되고 통상의 에칭시스템에 적합한 수단(4), 예로서 스핀들(spindle) 또는 기어림(gear rim)을 가진다. 액체, 예로서 세정제, 산화제 또는 에칭액의 선택은 이 발명의 적용에 의해 한정되어 있지 않다.

세정액으로 사용되는 것은 특별한 정제수 또는 계면활성제와 세정제로서 사용되는 다른물질의 수용액이 있다.

이와같은 세정조작은 예로서 특허문헌 독일공개특허공보 DE-A-2526052에 기재되어 있다. 에칭액으로 사용되는 것은 예로서 불화수소산과 질산의 혼합물등 에칭조작을 더 조절할 목적에서 첨가제를 포함하는 산수용액과, 알카리액을 들 수 있다.

특히, 과산화수소 또는 오존을 포함하는 용액도 사용된다. 이 발명의 적용에 있어서, 세정프로세스, 산화프로세스 및 에칭프로세스를 수용할때 온도 및 입력범위 및 지속시간등 주지의 통상의 조건을 유지할 수 있다.

매가진을 사용하기 위해서는 주로 안내지주 조립체의 수에 의해 결정된 수의 디스크형상 가공품이 인서트에 설정된다. 그 인서트를, 한쪽단부를 폐쇄시킨 하우징내에 밀어넣고 그 하우징의 개구단면은 정면측의 리드(lid)로 시일링(sealing)(폐쇄)을 한다.

그 인서트를 밀어넣은 하우징은 지지하는 삽입수단(holding device)(4)에 의하여 시판용 에칭시스템의 컨베이어장치(conveyor)에 부착시켜 세정 또는 에칭욕조(etching bath)에 넣어, 그 욕조는 선택적으로 가열 시키거나 또는 시일링(sealing)후에 가압할 수 있다. 그 세정액 또는 에칭액에 의한 기판 표면의 균일한 처리는 예로서 고상/액상 경계면에서의 질량이동속도(mass transfer rate)을 전 기판표면상에서 가급적 균일 하게 하여, 즉 용해입자를 그 기판표면에서 가급적 신속하게 제거시켜, 그 결과 그 사용용액을 신속하게 그리고 균일하게 새 용액으로 대치하고, 그 기판을 그 용액에 도입하는 지지장치가 가급적 단시간에 그 표면 부분을 균일하게 커버하여 에칭조작에서는 불규칙성이 발생되지 않도록 할때 달성할 수 있다.

따라서, 그 지지장치에 현수된 매가진은 그 세정용액 또는 에칭용액에 완전히 침지하여 그 매가진을 이동시키며, 바람직하게는 특히 회전방향을 변화시키면서 회전시킨다.

이때, 하우징 내부에 있는 용액은 통공(2)을 통하여 예비 세정욕조 또는 에칭욕조에서의 새용액과 연속해서 항상 대치시킨다.

이 하우징 내부에서 하우징이 운동을 할때 안내지주는 그 용액의 연속적인 층변경과, 완전한 교반을 확보하여 웨이펴 원주면이 균일하게 세정된다.

이운동에 의해 웨이퍼는 안내지주와 간격지주에 대한 상대위치가 변화되며, 이것에 의해 웨이퍼의 접촉점이 계속해서 변화하며, 또 동시에 웨이퍼 표면 전체에 처리액의 교환이 일정하게 유지된다.

그 안내지주의 결합지점을 하우징과 원통의 축선에서 여러가지의 다양한 거리에 있으므로, 이들의 지점은 회전시에 그 웨이퍼표면상에서 여러가지의 다양한 다른 지점과 항상 접촉하며, 이것에 의해 경험에 의하면 링형상 요철을 생성하는 웨이퍼의 습윤 얼룩이 역시 방지된다.

그 안내지주 조립체 사이의 내측 순수폭(clear distance)은 그 웨이퍼 두께의 수배(數倍)가 되므로, 그 웨이퍼는 보통 그 매가진내에서 경사되기도 하며, 다만 그 단부(edge)가 접촉면으로 작동한다.

소정의 처리시간후에 그 매가진은 컨베이어 장치에 의해 그 욕조에서 인양((lifting)을 한다. 이때 이조작에서 세정액 또는 에칭액은 통공(2)을 통하여 그 매가진의 하우징에서 나간다.

동시에 그 안내지주의 곡절부와 바람직하게는 원뿔형 형상에 의해 용액의 액적형성(drop formation)의 향상과 더 신속한 배출이 확보된다.

위에서 설명한 과정은 매가진 하우징을 개방시킴이 없이 가장 다양한 여러가지의 세정욕조와 에칭욕조를 사용하여 임의의 회수를 반복할 수 있다.

디스크형상 가공품을 지지하는 이 발명에 의한 장치의 잇점은 지지에 필요한 접촉표면을 가능한 작게 유지시키며 그 웨이퍼의 단부(edge)에서 국재화(localization)가 될 뿐만 아니라, 그 처리과정중에서도 가능한 자주 교환시켜 반도체 웨이퍼의 큰 부분이 가능한 균일하게 장시간 그 용액과 접촉되게 하는데 있다.

그 반도체 재료와의 접촉은 최소로 한정되거나 안내지주의 형상에 의해 전표면에 걸쳐 분포되어 있어 국부적으로 다른 에칭률이 발생되지 않는다. 평단성(flatness)과 평행도(parallelism)의 오차가 생기는 것은, 회전할 수 있는 원통형 반응바스킷(reaction basket)의 체임버(chamber)내에서의 흐름조건과 물질교환(mass transfer)이 특수 형성을 한 안내지주의 도입에 의해 향상되어 거의 배제시킬 수 있다.

이것에 의해, 용액의 층변경은 웨이퍼단부 대역(zone)에서 하우징 내부의 전용적으로 확대된다. 또 그 운동을 할때 용액은 하우징 외측에서 항상 교환할 수 있다.

또, 바람직하게 절곡시켜 다각형으로 구성한 안내지주는 그 매가진을 욕조에서 이탈제거시킨후 처리액을 용이하게 배출시키며, 잔류용액에 의한 웨이퍼의 가공을 방지한다.

반도체 웨이퍼, 특히 실리콘웨이퍼를 예로서 산화물과 첨가제 함유 HF의 혼합물을 함유한 산성 매질중에서 에칭할때 이 발명을 적용하면 종래의 매가진의 경우 자주 관찰되는 웨이퍼의 형상칫수의 열화를 현저하게 감소시킬 수 있다. 예로서, 사전에 에칭할때 관찰되는 평탄성과 평행도의 오차를 현저하게 감소시킬 수 있다. 예컨대 통총두께변화(total thickness variation)(TTV)가 향상된다.

즉, 종래에 5~10㎛ 범위내 있었던 웨이퍼전면의 최고두께치와 차이의 절대치를 1㎛미만으로 향상시켰다.

Claims (12)

1. 디스크형상 가공품(disc-type workpiece)(6), 특히 반도체 웨이퍼를 액욕조(liquid bath)내에서 습식 화학적 표면처리(wet-chemical surface treatment)를 할때 지지하고, 액체의 유입 및 유출용 통공(passage hole)(2)과 그 액욕조내에 삽입하는 삽입수단(means)(4)을 가진 원통형상의 하우징(1)과 그 원통형상의 하우징(1)내에 삽입시켜 그 가공품(6)을 그 하우징(1)내에 직접 밀접하게 인접하고 평면적으로 서로 대치하여 지지할 수 있는 인서트(insert)(5)를 구성하는 매가진(magazine)에 있어서, 그 인서트(5)가

   (a) 적어도 3개의 평행한 안내지주 조립체(guide strut assembly)(12)는 각각 한 평내에서 구성되고, 적어도 2개의 안내지주(guide strut)(7), 즉 주안내지주(9)와 그 주안내지주에 결합된 부안내지주(10)를 각각 구성하며,

   (b) 적어도 3개의 간격지주(spacing strut)는 하우징(1) 내면에 정확하게 끼워지도록 배치되고, 그 하우징(1)에 대향한 외단 (outer end)에서 적어도 3개의 안내지주 조립체(12)를 고정하여, 그 안내지주 조립체(12)의 평면 사이의 갭(gap)이 그 디스크형상 가공품(6)을 수용하여 지지하도록 하며, 하나의 안내지주 조립체(12)에 대하여 적어도 하나의 주안내지주(9)가 2개의 간격지주를 결함하고 적어도 하나의 보조안내지주(10)가 그 주안내지주를 또다른 간격지주에 결합하여 다수의 안내지주가 절곡(fold)되거나 구부러지게 형성하고(bend),

   (c) 그 안내지주가 결합지점(linking point)(13)에서 3방향 이하로 분기하며(diverging),

   (d) 그 안내지주의 결합지점은(13)은 그 하우징(1)의 길이 방향축상에 위치되지 않으며,

   (e) 그 인서트(5)의 직경은 지지된 디스크형상 가공품(6) 직경의 1.1~1.9배이고,

   (f) 적어도 2개의 간격지주 사이에 인접한간격지주의 간격은 지지되는 디스크형상 가공품(6)의 직경보다 크거나 같으며, 적어도 2개의 간격지주 사이에 인접한 간격지주의 간격은 지지되는 디스크형상 가공품(6)의 반경보다 더 짧고,

   (g) 2개의 안내지주 조립체(12) 평면사이의 내측 순수폭(inner clear distance)은 지지되는 디스크형상 가공품(6) 두께의 적어도 2배임을 특징으로 하는 매가진.
2. 제1항에 있어서, 그 하우징(1)과 그 인서트(5)는 그 액욕조의 액에 저항력 있는 재료로 제조됨을 특징으로 하는 매가진.
3. 제1항에 있어서, 그 하우징(1)과 그 인서트(5)는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로 프로필렌코폴리머(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 코폴리머(ETFE), 에틸렌클로로트리 플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE), 폴리클로로트리 플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비닐리덴 디플루오리드(PVDF), 폴리플루오로에틸렌(PFA) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 구성되는 그룹에서 선택한 재료로 제조함을 특징으로 하는 매가진.
4. 제1항에 있어서. 그 안내지주와 간격지주는 용접(welding) 또는 나사식체결(screwing)에 의해 서로 고정시킴을 특징으로 하는 매가진.
5. 제1항에 있어서, 그 안내지주는 각을 둥굴게 형성한 (rounded) 4각형 단면을 가지며, 적어도 하나의 그 둥굴게 형성한 각은 그 가공품(6)의 표면방향으로 향하도록 함을 특징으로 하는 매가진.
6. 제1항에 있어서, 그 간격지주는 6개이고, 그 안내지주는 1개이며, 그 부안내지주는 4개임을 특징으로 하는 매가진.
7. 제1항에 있어서, 각 안내지주는 각도 70~160°의 곡절부(kink)를 가지며, 그 곡절부는 안내지주가 간격지주에 의해 고정시킨 지점(fixing point)에서 여러가지의 다양한 거리(varying distance)에 있고, 그 주안내지주의 곡절각도(kink angle)는 90°보다 더 크게 형성함을 특징으로 하는 매가진.
8. 제7항에 있어서, 그 주안내지주의 곡절부는 그 안내지주(7)의 중앙에 배치함을 특징으로 하는 매가진.
9. 제1항에 있어서, 그 안내지주(7)의 결합지점(13)은 각 간격지주와 안내지주의 결합지점에서 여러가지의 다양한 거리에 있음을 특징으로 하는 매가진.
10. 제1항에 있어서, 그 부안내지주는 원뿔형상으로 선단이 가늘게 형성됨을 특징으로 하는 매가진.
11. 반도체 웨이퍼를 액(liguids)으로 처리하는데 쓰이는 제1항 내지 제10항중 어느 한 항에 의한 매가진의 사용.
12. 반도체 웨이퍼의 에칭처리에 쓰이는 제1항 내지 제10항중 어느 한항에 의한 매가진의 사용.