KR20030054732A - Wafer etching device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼 에칭장치에 관한 것으로, 특히 화학용액에 기체를 배출시켜 다수의 기체배출구로 발생되는 기체의 양을 동일하게 하는 기체량 조절수단을 설치하여 웨이퍼를 균일하게 에칭 하도록 하는 웨이퍼 에칭장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer etching apparatus, and more particularly to a wafer etching apparatus for discharging gas into a chemical solution so as to equalize the amount of gas generated by a plurality of gas outlets so as to uniformly etch the wafer. It is about.
반도체용 웨이퍼 제조공정은 여러 가지 일련의 공정으로 이루어진다.The semiconductor wafer manufacturing process consists of a series of processes.
이들 공정 중, 에칭공정과 세척공정에서는 화학약품이 녹아 용해된 화학용액이 담긴 수조에 웨이퍼를 담근 상태에서 이루어진다.Among these processes, the etching process and the cleaning process are performed while the wafer is immersed in a bath containing a chemical solution in which chemicals are dissolved and dissolved.
도1은 종래에 있어서 기체가 분출되어 기포를 발생하며 웨이퍼를 에칭 하는 웨이퍼 에칭장치의 개략도이고, 도2는 종래에 있어서 기체가 분출되는 파이프의 단면도를 나타내었다.Fig. 1 is a schematic view of a wafer etching apparatus in which gas is blown out to generate bubbles in the prior art, and the wafer is etched. Fig. 2 is a sectional view of a pipe in which gas is blown in the related art.
도1 내지 도2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.Briefly described with reference to Figures 1 to 2 as follows.
수조(14)의 내부에 화학약품이 용해된 화학용액(12)이 담궈져있고, 수조(14)의 저면에는 구경이 일정하며 일정의 길이로 형성된 파이프(20)가 설치되어 있다.The chemical solution 12 in which the chemical is dissolved is immersed in the inside of the water tank 14, and a pipe 20 formed with a constant length and having a constant length is installed at the bottom of the water tank 14.
파이프(20)는 기체호스(50)가 연결되어 있어 그 기체호스(50)로 외부의 기체를 파이프(20)에 공급하게 된다.Pipe 20 is a gas hose 50 is connected to supply the external gas to the pipe 20 to the gas hose (50).
통상적으로 이 기체는 질소를 사용한다.Typically this gas uses nitrogen.
또한, 파이프(20)의 표면에는 상방향으로 다수개의 기체배출구(22)가 형성되어 있으며 파이프(20)의 길이방향으로도 다수 형성되어 있다.In addition, a plurality of gas outlets 22 are formed on the surface of the pipe 20 in the upward direction, and a plurality of the gas outlets 22 are also formed in the longitudinal direction of the pipe 20.
기체호스(50)를 통해 기체가 파이프(20)로 강제 유입되면 파이프(20) 표면에 형성된 기체배출구(22)를 통해 배출된다.When gas is forced into the pipe 20 through the gas hose 50, the gas is discharged through the gas outlet 22 formed on the surface of the pipe 20.
배출되는 기체는 수조(14)의 화학용액(12)과 만나 기포(16)가 형성되고 이 기포(16)로 웨이퍼(10)를 에칭 하게 된다.The discharged gas meets the chemical solution 12 of the water tank 14 to form bubbles 16, and the bubbles 16 are used to etch the wafer 10.
도1에 도시한 바와 같이, 다수의 웨이퍼(10)는 캐리어(18)에 수직으로 세워져 있고, 각 웨이퍼(10) 사이로 기체가 배출되며 이 기체는 화학용액(12)과 만나기포(16)가 발생되고 이 기포(16)로 웨이퍼(10)는 에칭되게 된다.As shown in FIG. 1, a plurality of wafers 10 are erected perpendicular to the carrier 18, and gas is discharged between the wafers 10, and the gas meets the chemical solution 12 and bubbles 16 Generated and the wafer 16 is etched.
그러나, 동일한 구경인 파이프의 한 쪽으로 유입되는 기체는 파이프의 길이방향으로 형성된 기체배출구를 통해 일정량 외부로 배출되게 되는데 기체가 유입되는 쪽의 첫 번째 기체배출구에서 배출되는 기체의 양이 파이프의 길이방향으로 형성된 마지막의 기체배출구에서 배출되는 기체의 양보다 현저히 많기 때문에 웨이퍼가 균일하게 에칭되지 않는 문제점이 있다.However, the gas flowing into one side of the pipe having the same diameter is discharged outward through a gas outlet formed in the longitudinal direction of the pipe. There is a problem that the wafer is not uniformly etched because it is significantly greater than the amount of gas discharged from the last gas outlet formed by the.
그리고, 기체가 기체배출구를 순차적으로 지나면서 파이프의 내부에 잔존하는 양이 줄어들어 마지막의 기체배출구에서는 배출될 기체가 거의 없어 웨이퍼가 에칭되지 않는 문제점이 있다.In addition, the amount of gas remaining in the inside of the pipe decreases as the gas passes through the gas outlet sequentially, so that there is almost no gas to be discharged from the last gas outlet so that the wafer is not etched.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 파이프에서 기체가 유입되는 곳에서 기체배출구를 통해 배출되는 기체량과 그 반대쪽에서 기체가 유출되는 곳의 기체배출구를 통해 배출되는 기체량이 같도록 파이프 내부에 기체량 조절수단을 설치하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, the amount of gas discharged through the gas outlet in the place where the gas flows in the place where the gas is introduced from the pipe and the amount of gas discharged through the gas outlet at the opposite side The purpose is to provide a gas amount adjusting means inside the pipe so as to be the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 웨이퍼 에칭장치는 길이방향으로 기체배출구가 다수 형성되고 일측으로 기체가 유입되는 파이프와, 파이프가 내부에 설치되어 기체배출구로 배출되는 기포에 의해 유동하며 웨이퍼를 에칭하도록 화학용액이 담긴 수조를 포함하여 이루어진 웨이퍼 에칭장치에 있어서, 기체배출구 각각에 배출되는 기체의 양을 동일하게 하는 기체량 조절수단이 파이프에 구비되어 있다.Wafer etching apparatus of the present invention for achieving the above object is a plurality of gas outlets are formed in the longitudinal direction and the gas flows to one side, and the pipe is installed therein flows by air bubbles discharged to the gas outlet and etching the wafer In the wafer etching apparatus comprising a water bath containing a chemical solution, the pipe is provided with gas amount adjusting means for equalizing the amount of gas discharged to each of the gas outlets.
기체량 조절수단은 파이프의 내부에 설치되는 원뿔봉으로 하되, 원뿔봉의 직경이작은 쪽을 기체가 유입되는 방향을 향하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.Gas amount adjusting means is a conical rod that is installed in the inside of the pipe, characterized in that the diameter of the conical rod is provided to face the direction in which the gas flows.
도1은 종래의 웨이퍼 에칭장치를 도시한 정면도.1 is a front view showing a conventional wafer etching apparatus.
도2는 도1의 Ⅰ-Ⅰ'를 절단한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1; FIG.
도3은 본 발명인 기체량 조절수단이 장치된 파이프의 단면도.Figure 3 is a sectional view of a pipe equipped with the present invention gas amount adjusting means.
도4a는 도3의 Ⅲ-Ⅲ'지점의 단면확대도.4A is an enlarged cross-sectional view of III-III 'point of FIG.
도4b는 도3의 Ⅳ-Ⅳ'지점의 단면확대도.4B is an enlarged cross-sectional view of IV-IV 'point in FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 웨이퍼 12 : 화학용액10 wafer 12 chemical solution
14 : 수조 16 : 기포14: tank 16: bubble
20,30 : 파이프 22,32 : 기체배출구20,30: pipe 22,32: gas outlet
40 : 원뿔봉 50 : 기체호스40: conical rod 50: gas hose
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the present invention will be described in more detail.
도3은 본 발명에 따라 파이프 내부에 기체량 조절수단이 설치된 단면도이고, 도4a는 파이프로 기체가 유입되는 쪽의 기체 흐름 통로의 면적(A1)을 보인 도3의 Ⅲ-Ⅲ' 지점의 확대된 측단면도이고, 도4b는 파이프로 기체가 유출되는 쪽의 기체 흐름 통로의 면적(A2)을 보인 도3의 Ⅳ-Ⅳ' 지점의 확대된 측단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view in which the gas amount adjusting means is installed in the pipe according to the present invention, and FIG. 4A is an enlarged view of the III-III 'point of FIG. 3 showing the area A1 of the gas flow passage on the side where gas is introduced into the pipe. Figure 4b is an enlarged side cross-sectional view of point IV-IV 'of Fig. 3 showing the area A2 of the gas flow passage on the side where gas flows out into the pipe.
이하, 본 발명의 구성에서 종래와 동일한 구성물은 종래의 구성물로 대체한다.Hereinafter, in the configuration of the present invention, the same components as the conventional ones are replaced with conventional components.
도3 내지 도4b에 도시한 바와 같이 본 발명인 웨이퍼 에칭장치는 화학용액(12)이 담긴 수조(14)와, 수조(14)내에서 캐리어(18)에 하나이상 수직으로 세워진 웨이퍼(10)와, 수조(14)의 저면에 설치된 파이프(30)와, 파이프(30)의 일면에 연결되어 외부의 기체(GAS)를 주입하는 기체호스(50)와, 파이프(30)의 표면에 길이방향과 세로방향으로 다수 형성된 기체배출구(32)와, 파이프(30)의 내부에 설치된 기체량 조절수단으로 구성된다.As shown in Figs. 3 to 4B, the wafer etching apparatus of the present invention includes a water tank 14 containing a chemical solution 12, and a wafer 10 standing at least one perpendicular to the carrier 18 in the water tank 14; The pipe 30 is installed at the bottom of the water tank 14, the gas hose 50 is connected to one surface of the pipe 30 to inject external gas (GAS), and the length of the pipe 30 in the longitudinal direction and It is composed of a plurality of gas outlet 32 formed in the longitudinal direction, and the gas amount adjusting means installed in the pipe (30).
기체배출구(32)는 파이프(30)에서 상방향으로 형성되어 있는데 일 열로 일정각도를 이루며 네 개가 형성되어 있는 것이 일반적이다.Gas outlet 32 is formed in the pipe 30 in an upward direction, it is common that four are formed at a predetermined angle in a row.
기체배출구(32)는 파이프(30)의 길이방향으로도 일정거리를 유지하며 형성되어 있고, 파이프(30)의 기체호스(50)와 연결된 측면의 반대쪽 측면은 기체량 조절수단에 의해 밀폐되어 있어 기체의 측면방출을 막는다.The gas outlet 32 is formed to maintain a constant distance in the longitudinal direction of the pipe 30, the side opposite to the side connected to the gas hose 50 of the pipe 30 is sealed by the gas amount adjusting means Prevents side release of gases.
파이프(30)의 반대쪽 측면이 밀폐되어 있지 않다면 기체는 기체배출구(32)보다 파이프(30)의 반대쪽 측면으로 더 많이 빠져나가 웨이퍼(10)의 에칭에 효과가 없게된다.If the opposite side of the pipe 30 is not sealed, the gas escapes more to the opposite side of the pipe 30 than the gas outlet 32, which is ineffective for etching the wafer 10.
파이프(30)와 연결된 기체호스(50)로 유입되는 기체는 통상 질소를 사용한다.The gas flowing into the gas hose 50 connected to the pipe 30 usually uses nitrogen.
이때, 파이프(30)의 동일한 열에 형성된 네 곳의 기체배출구(32)로 기체가 분출되게 되는데 네 곳의 기체배출구(32)로 배출되는 기체의 압력이 다를 수 있고, 다르게 되면 파이프(30)가 회전을 하게 된다.At this time, the gas is ejected to the four gas outlets 32 formed in the same row of the pipe 30, the pressure of the gas discharged to the four gas outlets 32 may be different, if the pipe 30 is different It turns.
그래서 파이프(30)를 수조에 고정하여야 안전하다.Therefore, it is safe to fix the pipe 30 to the tank.
기체량 조절수단은 파이프(30)의 내부에 별도로 설치된 원뿔봉(40)을 지칭한다.The gas amount adjusting means refers to the conical rod 40 installed separately in the pipe 30.
도3에 도시한 바와 같이, 원뿔봉(40)의 형상은 일단과 타단의 단면적이 다르도록 한다.As shown in Fig. 3, the shape of the conical rod 40 is such that the cross-sectional area of one end and the other end is different.
파이프(30)의 Ⅲ-Ⅲ'지점은 제1지점이라 하고, Ⅳ-Ⅳ'지점은 제2지점이라 하자.The point III-III 'of the pipe 30 is referred to as the first point, and the point IV-IV' is referred to as the second point.
제1지점은 파이프(30)로 기체가 유입되는 곳으로 파이프(30)에서 기체배출구(32)가 처음 형성된 지점이고, 제2지점은 기체배출구(32)가 마지막으로 형성된 지점이다.The first point is where the gas is introduced into the pipe 30 and the gas outlet 32 is first formed in the pipe 30, and the second point is the point where the gas outlet 32 is finally formed.
제1지점에서 원뿔봉(40)의 외면과 파이프(30)의 내면 사이의 단면적(A1)은 제2지점에서 원뿔봉(40)의 외면과 파이프(30)의 내면 사이의 단면적(A2)보다 크도록 원뿔봉(40)의 측면적이 작은 쪽이 기체의 유입구 쪽을 향하게 설치한다.The cross-sectional area A1 between the outer surface of the conical rod 40 and the inner surface of the pipe 30 at the first point is greater than the cross-sectional area A2 between the outer surface of the conical rod 40 and the inner surface of the pipe 30 at the second point. It is installed so that the side of the conical rod 40 has a larger side toward the inlet side of the gas.
원뿔봉(40)을 파이프(30) 내부에 고정하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명에서는 원뿔봉(40)의 직경이 상대적으로 큰 끝단이 파이프(30)의 내경과 같게 하여 원뿔봉(40)을 파이프(30)에 고정하는 방법이 바람직하다.There may be a number of ways to fix the conical rod 40 to the inside of the pipe 30, in the present invention, the end of the conical rod 40 relatively large diameter is the same as the inner diameter of the pipe 30 The method of fixing 40 to the pipe 30 is preferable.
기체량(Q)은 단면적(A)과 속도(V)의 곱에 비례한다는 원리를 이용하면, 파이프로유입되는 기체량(Q)은 일정하기 때문에 제2지점의 기체의 속도(V2)는 제1지점의 기체의 속도(V1)보다 빠르게 된다.Using the principle that the gas quantity Q is proportional to the product of the cross-sectional area A and the velocity V, the velocity V2 of the gas at the second point is determined as the quantity of gas Q introduced into the pipe is constant. It is faster than the gas velocity V1 at point 1.
본 발명에서 기체는 파이프(30)와 원뿔봉(40) 사이로 지나면서 기체배출구(32)를 통해 분출된다.In the present invention, the gas is ejected through the gas outlet 32 while passing between the pipe 30 and the conical rod 40.
도4a 내지 도4b에서는, 파이프(30)의 제1지점에서의 단면적(A1)이 제2지점에서의 단면적(A2)보다 크다는 것을 보여주고 있다.4A to 4B show that the cross-sectional area A1 at the first point of the pipe 30 is larger than the cross-sectional area A2 at the second point.
이런 구조의 원뿔봉(40)을 파이프(30)의 내부에 별도로 설치한 이유는 다음과 같다.The conical rod 40 of this structure is separately installed in the pipe 30 as follows.
즉, 제1지점의 단면적(A1)이 제2지점의 단면적(A2)보다 크면 상술한 원리에 의해 제2지점의 속도(V2)가 제1지점의 속도(V1)보다 빠르게 되어 두 지점의 압력을 동일하게 하기 위해서 이다.That is, when the cross-sectional area A1 of the first point is larger than the cross-sectional area A2 of the second point, the speed V2 of the second point becomes faster than the speed V1 of the first point according to the above-described principle. To equalize.
파이프(30)의 내부에 원뿔봉(40)을 설치하지 않는다면 파이프(30)의 길이와 기체배출구(32)로 기체가 단계적으로 배출되는 것을 고려할 때 파이프(30)의 Ⅲ-Ⅲ'지점인 제1지점의 압력이 파이프(30)의 Ⅳ-Ⅳ'지점인 제2지점의 압력보다 높은 것은 당연하다.If the conical rod 40 is not installed inside the pipe 30, the length of the pipe 30 and the third stage III-III 'of the pipe 30 are taken into consideration when the gas is gradually discharged to the gas outlet 32. Naturally, the pressure at one point is higher than the pressure at the second point, which is the IV-IV 'point of the pipe 30.
파이프의 기체배출구 때문에 제1지점의 기체량이 제2지점이 기체량보다 많게 되고 제1지점의 압력 또한 제2지점의 압력보다 높게 된다.Due to the gas outlet of the pipe, the amount of gas at the first point becomes higher than the amount of gas at the second point, and the pressure at the first point is also higher than the pressure at the second point.
본 발명에서처럼, 파이프의 내부에 원뿔봉이 설치되면 제1지점에서 제2지점으로 갈 수로 기체의 속도는 빨라지게 되어 제1지점을 통과하는 기체량(Q1)과 제2지점을 통과하는 기체량(Q2)은 동일하게 되어 두 지점간의 압력도 동일하게 된다.As in the present invention, when a cone rod is installed in the inside of the pipe, the speed of the gas is increased by going from the first point to the second point, so that the gas amount Q1 passing through the first point and the amount of gas passing through the second point ( Q2) becomes the same so that the pressure between the two points is the same.
제2지점의 단면적(A2)이 제1지점의 단면적(A1)보다 작으면 기체가 제1지점에서 제2지점으로 가는 동안에 기체배출구(32)로 배출되는 기체의 손실은 보전될 수 있다.If the cross-sectional area A2 of the second point is smaller than the cross-sectional area A1 of the first point, the loss of the gas discharged to the gas outlet 32 can be preserved while the gas is going from the first point to the second point.
즉, 압력(P)은 단위 면적(A)당 받는 힘(기체량)(Q)과 같다는 원리를 이용하게 된다.That is, the principle that the pressure P is equal to the force (gas quantity) Q per unit area A is used.
제1지점과 제2지점 사이에 형성된 기체배출구(32) 때문에 제1지점의 기체량(Q1)보다는 제2지점의 기체량(Q2)이 적은 것은 당연하다.It is natural that the gas amount Q2 at the second point is smaller than the gas amount Q1 at the first point because of the gas outlet 32 formed between the first point and the second point.
상술한 원리를 적용할 때, 제1지점의 압력(P1)과 제2지점의 압력(P2)을 같게 하려면 제2지점의 단면적(A2)이 제1지점의 단면적(A1)보다 적게 하여 제1지점의 기체량(Q1)에 대한 제2지점의 기체량(Q2)이 손실을 보전하도록 하여야 한다.When the above-described principle is applied, the cross-sectional area A2 of the second point is smaller than the cross-sectional area A1 of the first point so that the pressure P1 of the first point and the pressure P2 of the second point are the same. The gas quantity Q2 of the second point to the gas quantity Q1 of the point must be made to compensate for the loss.
그래서, 원뿔봉(40)을 파이프(30)의 내부에 설치하게 된다.Thus, the conical rod 40 is installed inside the pipe 30.
본 발명에 따라, 파이프(30)의 길이방향으로 형성된 기체배출구(32)에서 배출되는 기체의 압력은 모두 동일하며 기체배출구(32)로 배출되는 기체는 화학용액(12)을 기포화하고 기포상태의 화학용액(12)은 압력에 의해 웨이퍼(10)의 전체를 골고루 에칭하기 때문에 웨이퍼(10)의 에칭 정도는 동일하게 된다.According to the present invention, the pressures of the gas discharged from the gas discharge port 32 formed in the longitudinal direction of the pipe 30 are all the same, and the gas discharged from the gas discharge port 32 bubbles the chemical solution 12 and bubbles. Since the chemical solution 12 of the etching solution evenly etches the entire wafer 10 under pressure, the etching degree of the wafer 10 is the same.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 웨이퍼 에칭장치는 다수 형성된 모든 기체배출구로 배출되는 기포의 압력을 동일하게 함으로 해서 기포 상태의 화학용액이 웨이퍼를 고르게 에칭할 수 있는 효과가 있다.As described above, the wafer etching apparatus of the present invention has the effect that the chemical solution in the bubble state can etch the wafer evenly by equalizing the pressure of the bubbles discharged to all the gas outlets formed in plural.
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