KR20070027277A - 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법 - Google Patents

기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070027277A
KR20070027277A KR1020050082701A KR20050082701A KR20070027277A KR 20070027277 A KR20070027277 A KR 20070027277A KR 1020050082701 A KR1020050082701 A KR 1020050082701A KR 20050082701 A KR20050082701 A KR 20050082701A KR 20070027277 A KR20070027277 A KR 20070027277A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
etching
substrate
wafer
etching liquid
Prior art date
Application number
KR1020050082701A
Other languages
English (en)
Inventor
최충식
배정용
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020050082701A priority Critical patent/KR20070027277A/ko
Publication of KR20070027277A publication Critical patent/KR20070027277A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02019—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

본 발명은 기판의 가장자리를 에칭하는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 에칭액을 제공할 수 있는 노즐과, 상기 노즐을 이동할 수 있는 노즐 이동부를 가진다. 상기 노즐은 상기 기판의 외측 상부에서 미리 에칭액을 분출하며, 분출된 에칭액이 공정조건을 만족하면 상기 노즐은 상기 노즐 이동부에 의하여 상기 기판의 내측 상부까지 이동한다. 상기 노즐 상에는 분출된 에칭액이 공정조건, 예컨대 공정 온도나 공정 유속과의 일치 여부를 판단하기 위하여 온도 센서 또는 유속 센서가 설치된다.
가장자리 에칭, 노즐, 노즐 이동부, 온도 센서, 유속 센서

Description

기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법{apparatus and method for etching an edge of a substrate}
도 1은 종래의 에칭 장치를 개략적으로 나타내는 정면도;
도 2는 본 발명에 따른 에칭 장치를 개략적으로 나타내는 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 기판 지지부의 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 보호 커버의 사시도;
도 5는 본 발명에 따른 보호 커버의 상부면이 개방된 상태에서 보호 커버를나타내는 평면도;
도 6은 본 발명에 따른 보호 커버 이동부의 정면도;
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 에칭 장치의 작동 상태를 나타내는 도면;
도 8은 본 발명에 따른 에칭 방법을 나타내는 흐름도;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에칭 방법을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 100 : 에칭 장치 10, 110 : 기판 지지부
20 : 에칭액 분사 유닛 120 : 볼(bowl)
200 : 보호 커버 310 : 노즐
320 : 노즐 이동부 322 : 노즐 암
400 : 보호 커버 이동부
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판의 가장자리를 에칭하는 에칭 장치 및 에칭 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정에서 반도체 기판으로 사용되는 웨이퍼(wafer) 상에는 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 복수의 막질이 형성된다. 상기한 막질 위에는 포토레지스트막이 코팅되고, 노광 공정에 의해 포토마스크에 그려진 패턴은 포토레지스트막으로 전사된다. 이후, 에칭 공정에 의해서 웨이퍼 상에는 원하는 패턴이 형성된다.
이러한 공정들을 수행하기 위해서는 웨이퍼의 가장자리를 척이나 튀져(tweezer)로 고정하게 된다. 따라서, 척이나 튀져(tweezer)와 접촉하는 웨이퍼의 가장자리에는 각종 막질이나 포토레지스트와 같은 감광액이 잔존하게 된다. 이 상태에서 웨이퍼의 가장자리가 파지된 채로 다른 공정으로 이송하게 되면, 웨이퍼 가장자리의 막질 등이 떨어져 비산하게 된다. 이들 막질은 파티클로 작용하게 되어 수율(yield)을 저하시키므로, 웨이퍼 가장자리부의 막질이나 감광막을 제거하는 에칭공정이 수행된다.
일반적으로 웨이퍼 가장자리를 에칭하기 위해서 패턴이 형성된 웨이퍼의 상부면중 에칭하고자 하는 웨이퍼 가장자리를 제외한 부분을 보호용 액 또는 마스크 로 보호한 후 웨이퍼 전체에 에칭액을 분사하거나, 웨이퍼를 에칭액이 채워진 배쓰에 담그는 방법이 사용된다. 그러나 이러한 방법은 보호용 액 또는 마스크로 패턴부가 형성된 부분을 보호하는 과정과, 에칭 후에 이들을 다시 제거하는 과정을 가지므로 작업시간이 오래 걸리고, 에칭액이 다량 소모되는 문제가 있다.
도 1은 에칭액을 분사하여 웨이퍼(W)의 가장자리를 에칭하는 종래의 에칭 장치(1)를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 지지부(10)는 고정척(12)과 고정척(12)의 하부에 연결된 지지축(14), 그리고 구동부(16)를 구비한다. 고정척(12) 상에는 웨이퍼(W)가 안착되며, 안착된 웨이퍼(W)는 고정척(12)에 의하여 고정된다. 또한, 지지축(14)은 지지축(14)의 하부에 위치한 구동부(16)에 의하여 회전하며, 지지축(14)에 의하여 지지축(14)의 상단에 위치한 고정척(12) 및 웨이퍼(W)도 함께 회전한다.
회전하는 웨이퍼(W)의 측면에는 에칭액 분사 유닛(20)이 위치한다. 에칭액 분사 유닛(20)은 하우징(22)과 노즐(24)을 구비한다.
하우징(22)은 웨이퍼(W)와 평행한 두 개의 평판 부분과, 두 개의 평판을 상호 연결하며 웨이퍼(W)와 수직한 평판 부분을 구비한다. 웨이퍼(W)와 평행한 두 개의 평판 부분 중 웨이퍼(W)의 양면과 마주하는 부분에는 노즐(24)이 위치한다. 노즐(24)은 웨이퍼(W)에 대하여 에칭액을 분사한다.
노즐(24)에서 분사된 에칭액은 하우징(22) 상에 형성된 복수의 진공 흡입구(26)를 통하여 배출된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 진공 흡입구(26) 중 일부는 웨이퍼(W)와 수직한 평판에 형성되며, 일부는 웨이퍼(W)와 평행한 평판 중 웨이퍼(W) 의 하부에 위치한 평판에 형성된다.
이하, 상술한 에칭 장치(1)의 작동을 상세히 설명한다.
웨이퍼(W)가 이송 로봇(도시안됨)에 의하여 고정척(12)에 안착하면 고정척(12)은 웨이퍼(W)를 고정한다. 웨이퍼(W)가 고정되면 이동부(도시안됨)를 이용하여 에칭액 분사 유닛(20)을 웨이퍼(W)의 측면으로 이동하며, 에칭액 분사 유닛(20)의 이동에 의하여 웨이퍼(W)는 에칭액 분사 유닛(20)의 평행한 두 개의 평판 사이에 위치한다.
다음으로, 웨이퍼(W)는 구동부(16)에 의하여 회전하며, 회전하는 웨이퍼(W)의 상하에 위치한 노즐(24)은 웨이퍼(W) 가장자리에 에칭액을 분사한다. 분사된 에칭액은 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 측면과 웨이퍼(W)의 하부에 위치한 진공 흡입구(26)를 통하여 각각 배출된다.
상기한 바와 같이, 에칭 공정(etching process)은 웨이퍼(W) 상에 원하는 패턴을 형성하기 위하여 이루어진다. 이 때, 에칭 공정을 수행하는 웨이퍼(W) 전체 표면에 대하여 에칭 공정이 균일하게 일어나기 위해서는 에칭액의 상태, 예컨대 온도나 유속은 일정하게 유지되어야 한다.
상기한 종래의 에칭 장치(1)는 노즐(24)이 웨이퍼(W)의 상하에 위치하도록 이동부에 의하여 노즐(24)을 이동한 상태에서, 노즐(24)은 에칭액을 분사하기 시작한다.
이 때, 노즐(24)이 에칭액을 분사하는 초기 단계에서 에칭액은 일정한 온도와 일정한 유속을 유지할 수 없다. 왜냐하면, 에칭액 탱크(도시안됨)로부터 노즐 (24)을 향하여 흐르는 초기의 에칭액은 노즐(24)에 이르는 파이프(도시안됨) 내에서 냉각될 수 있으며, 파이프 내에 잔존하는 에어나 이물질 등에 의하여 압력 강하(pressure drop)가 발생할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 초기에 노즐(24)에서 분사된 에칭액은 비정상상태(unsteady state)로써 시간에 따라 온도 또는 유속이 변한다. 따라서, 균일한 온도나 균일한 유속을 갖지 못하므로, 웨이퍼(W) 표면에 대하여 균일한 에칭 공정을 수행하는 것이 곤란하다.
본 발명의 목적은 웨이퍼에 대하여 정상 상태(steady state)에 있는 에칭액을 분사할 수 있는 에칭장치 및 에칭방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼에 대하여 에칭 공정을 균일하게 수행할 수 있는 에칭장치 및 에칭방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 기판의 가장자리에 에칭액을 분사하는 장치는 상기 기판이 안착되는 지지판과, 상기 기판의 상부에서 상기 기판으로 에칭액을 제공할 수 있는 노즐과, 끝단에 상기 노즐이 연결되는 노즐 암과, 상기 노즐 암을 통하여 상기 노즐을 제1위치에서 제2위치로 이동할 수 있는 노즐 이동부를 포함하되, 상기 제1위치는 안착한 상기 기판의 외측 상부이며, 상기 제2위치는 안착한 상기 기판의 내측 상부이다.
상기 제1위치에서 상기 노즐은 상기 기판의 외부로 하향 경사지도록 설치할 수 있다.
상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서와, 상기 온도 센서로부터 받은 신호에 따라 상기 노즐 이동부를 제어하는 제어기를 더 구비할 수 있다.
상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 분출속도를 측정할 수 있는 유속 센서와, 상기 유속 센서로부터 받은 신호에 따라 상기 노즐 이동부를 작동할 수 있는 제어기를 더 구비할 수 있다.
기판의 가장자리에 에칭액을 분사하는 방법은 기판 지지부 상에 기판을 안착하는 단계와, 노즐을 제1위치로 이동하는 단계와, 상기 노즐로부터 에칭액을 분사하는 단계와, 상기 에칭액이 공정 조건을 만족하면 상기 노즐을 제2위치로 이동하는 단계를 포함하되, 상기 제1위치는 안착한 상기 기판의 외측 상부이며, 상기 제2위치는 안착한 상기 기판의 내측 상부이다.
상기 공정 조건은 상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 온도를 포함하며, 상기 에칭 방법은 상기 제1위치에 위치한 상기 노즐로부터 에칭액을 분사한 이후에 분사된 상기 에칭액의 온도를 측정하는 단계와, 측정된 상기 온도가 공정 온도를 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 공정 조건은 상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 유속을 포함하며, 상기 에칭 방법은 상기 제1위치에 위치한 상기 노즐로부터 에칭액을 분사한 이후에 분사된 상기 에칭액의 유속을 측정하는 단계와, 측정된 상기 온도가 공정 유속을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
또한, 이하에서는 에칭액을 사용한 웨이퍼 에칭장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으므로, 다른 종류의 약액이 사용될 수 있으며, 웨이퍼 이외의 기판 처리 장치에도 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 에칭 장치(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 에칭 장치(100)는 볼(bowl)(120), 기판지지부(substrate supporter)(110), 에칭액 공급부(etchant supply part)(300), 보호 커버(shielding cover)(200), 그리고 보호 커버 이동부(shielding cover moving part)(400)를 포함한다.
기판 지지부(110)는 공정이 진행되는 웨이퍼(W)와 같은 반도체 기판이 장착되는 곳으로, 기판 지지부(110)의 단면을 보여주는 도 3을 참조하면, 기판 지지부(110)는 지지척(chuck)(130), 척킹 핀(chucking pin)(132), 지지핀(134), 그리고 척 회전부(chuck rotating part)(140)를 구비한다. 지지척(130)은 웨이퍼(W)가 놓 여지는 부분으로 원형의 상부면을 가진다. 지지척(130)의 가장자리에는 복수의 척킹 핀(132)들이 균등한 간격으로 상부로 돌출되도록 설치되며, 그 안쪽에는 복수의 지지핀(134)들이 균등한 간격으로 상부로 돌출되도록 설치된다. 웨이퍼(W)는 공정 진행 중에 지지핀(134) 상에 놓이의(130)을 회전시키는 부분이다. 척 회전부(140)는 지지척(130)을 지지하는 지지대(142)와 지지대(142)를 회전시키는 구동부(144)를 가진다. 구동부(144)로는 모터가 사용될 수 있다. 기판 지지부(110)에는 웨이퍼(W)의 하부면을 에칭하는 에칭액 공급부(150)가 형성될 수 있다. 지지척(130)의 상부면 중앙에는 에칭액이 토출되는 공급구(152)가 형성되고, 지지척(110)의 내부 및 지지대(142)의 내부에는 에칭액의 이동통로인 이동로(220)가 형성될 수 있다. 기판 지지부(110)의 외측면에는 기판 지지부(110)로부터 일정거리 이격되어 기판 지지부(110)를 감싸도록 배치된 볼(120)(bowl)이 배치된다. 볼(120)은 공정 중에 에칭액이 외부로 튀는 것을 방지한다.
보호 커버(200)는 웨이퍼(W)의 상부면 중 비에칭영역인 중앙부로 에칭액이 유입되는 것을 방지한다. 도 4는 본 발명에 따른 보호 커버(200)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 보호 커버(200)는 몸체(housing)(220), 보호부(shielder)(260), 그리고 가스 분사구(gas injector)(280)를 구비한다. 공정 진행 중 보호 커버의 보호부(260)는 웨이퍼(W)의 상부면으로부터 소정간격 이격된 상태로 위치된다. 이는 보호 커버(200)가 웨이퍼(W)의 상부면과 접촉되어 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다. 보호 커버(200)의 보호부(260)는 공정 진행시 웨이퍼(W)의 상부면과 마주보도록 위치되는 부분으로, 보호부(260)의 중앙에는 가 스 분사구(280)가 형성되며, 가스 분사구(280)를 통해 웨이퍼(W)와 보호부(260) 사이의 공간으로 질소와 같은 비활성가스가 공급된다. 질소 가스는 웨이퍼(W)의 가장자리로 분사된 에칭액이 상술한 공간 내로 유입되는 것을 방지한다.
보호부(260)는 돌출부(262), 수평부(264), 경사부(266), 그리고 커버부(268)를 구비한다. 돌출부(262)는 환형의 링 형상이며, 웨이퍼(W)의 상부면 중 에칭영역과 비에칭영역의 경계부와 대향되도록 위치된다. 수평부(264)는 돌출부(262) 내에 수평하게 형성된 부분이다. 웨이퍼(W)와 보호부(260) 사이로 분사되는 질소가스가 돌출부(262)와 수평부(264) 사이에서 와류를 발생하지 않고 돌출부(262)의 바깥쪽으로 원활하게 이동되도록 수평부(264)와 돌출부(262) 사이에는 경사진 경사부(266)가 배치된다. 돌출부(262)의 바깥쪽에는 커버부(268)가 위치되며, 커버부(268)는 노즐(310)로부터 웨이퍼 가장자리로 분사된 에칭액이 위로 튀는 것을 방지한다. 커버부(268)에는 노즐(310)의 분사구의 끝단부가 삽입되는 홈(269)이 형성될 수 있다.
몸체(220)는 보호부(260)의 상부면으로부터 상부로 돌출된 부분으로 중공원통의 형상을 가진다. 몸체(220)의 하부면은 상술한 보호부(260)의 상부면 상에 장착되고, 몸체(220)의 내부에는 웨이퍼(W) 상에 에칭액을 공급하는 에칭액 공급부(300)가 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 보호 커버(200)의 상부면이 개방된 상태에서 보호 커버를 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 에칭액 공급부(300)는 노즐(310), 노즐 암(322), 그리고 노즐 이동부(320)를 가진다. 노즐(310)은 그 분사구가 웨이퍼(W) 가장자리를 향하도록 웨이퍼(W) 가장자리 상부에 위치된다. 노즐(310)은 그 분사구가 웨이퍼(W)의 중심에서 멀어지는 방향을 향하도록, 그리고 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 소정 각도 기울어진 상태로 위치된다. 이는 노즐(310)로부터 분사되는 에칭액이 웨이퍼(W) 바깥쪽을 향해 흐르도록 하기 위한 것이다. 노즐 암(322)은 그 일단이 몸체(220)의 외부에 노출되도록 몸체(220)의 측벽에 형성된 관통구를 통해 삽입된다. 노즐(310)은 아래를 향하도록 노즐 암(322)의 일단에 장착된다. 노즐(310)은 에칭액과 반응하는 것을 방지하기 위하여 수지 계열의 재질을 사용하여 제작될 수 있다.
노즐(310)은 웨이퍼(W)의 에칭폭을 조절하기 위해 수평방향으로 이동하며, 이를 위해 몸체(220)의 내부에는 노즐 암(310)을 이동하는 노즐 이동부(320)가 설치된다. 노즐 이동부(320)는 구동부(324), 풀리(326), 브래킷(327), 가이드 레일(328), 그리고 벨트(329)를 가진다. 구동부(324)는 몸체(220)의 내부 일측에 위치되고, 풀리(326)는 구동부(324)와 마주보는 곳에 위치된다. 구동부(324)와 풀리(326)는 벨트(329)에 의해 연결되며, 구동부에 의해 벨트(329)는 일정거리씩 이동된다. 벨트(329)의 양측면에는 각각 벨트(329)와 평행하게 놓인 가이드 레일(328)들이 위치되며, 각각의 가이드 레일(328) 상에는 노즐 암(322)의 타단이 결합되는 브래킷(327)이 설치된다. 브래킷(327)의 일측은 벨트(329)와 결합되어 벨트(329)와 함께 이동된다. 구동부(324)는 노즐(310)을 소정 간격으로 정확하게 이동시킬 수 있는 스테핑 모터(stepping motor)를 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 에칭액을 분사하는 노즐(310)이 2개 설치되는 것으로 도시하였다. 각각의 노즐 (310)에는 공정에 소요되는 시간을 단축하기 위해 동일한 종류의 에칭액이 동시에 공급될 수 있다. 이와 달리 각각의 노즐(310)에는 서로 상이한 종류의 에칭액이 순차적으로 공급될 수 있다. 이는 복수의 에칭액이 사용되는 경우, 하나의 노즐(310)에는 한 종류의 에칭액만 분사하도록 하여 에칭에 소요되는 시간을 단축하기 위한 것이다.
공정이 진행되기 전에는 보호커버(200)는 기판 지지부(110)의 상부로 상당거리 승강된 상태로 위치된다. 웨이퍼(W)가 기판 지지부(110)에 놓여지면 보호 커버(200)는 웨이퍼(W)와 설정된 거리만큼 이격되도록 하강된다. 보호 커버(200)의 이동은 보호 커버 이동부(400)에 의해 이루어진다. 보호 커버 이동부(400)의 정면도인 도 6을 참조하면, 보호커버 이동부(400)는 지지대(410), 이송봉(420), 이송봉 가이드(430), 그리고 구동부(440)를 가진다. 지지대(410)는 보호 커버(200)를 지지하는 부분으로, 수평으로 위치한다. 지지대(410)의 일단은 보호 커버(200)의 상부면과 결합되며, 지지대(410)의 타단은 그 아래에 수직하게 배치된 이송봉(420)과 연결된다. 이송봉(420)은 지지대(410)를 상하로 이동시키기 위한 것으로 서보모터와 같은 구동부(440)에 의해 구동된다. 이송봉 가이드(430)는 이송봉(420)의 수직이동을 안내하기 위한 부분으로 중앙에 이송봉(420)이 삽입되는 통로가 형성된다.
도 7a는 노즐(31)이 제1위치에 있을 때 본 발명에 따른 에칭 장치(100)의 작동 상태를 나타내며, 도 7b는 노즐(31)이 제2위치에 있을 때 본 발명에 따른 에칭 장치(100)의 작동 상태를 나타낸다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 지지척(130) 상에 위치한 지지핀 (134) 위에 안착한다. 안착한 웨이퍼(W)는 척킹 핀(132)에 의하여 고정된다.
웨이퍼(W)의 상부에는 보호 커버(200)가 위치하며, 보호 커버(200)의 하단은 지지핀(134) 상에 안착한 웨이퍼(W)와 일정한 간격(d2)을 유지한다. 보호 커버(200)는 상기한 바와 같이 노즐(310)로부터 웨이퍼(W) 가장자리로 분사된 에칭액이 비에칭영역으로 튀는 것을 방지하는 동시에, 보호 커버(200)의 분사구로부터 비활성가스를 분사하여 웨이퍼(W)의 가장자리로 분사된 에칭액이 비에칭영역 내로 침투하는 것을 방지한다. 이를 위해서 보호 커버(200)의 하단과 웨이퍼(W)의 상부면이 이루는 간격(d2)은 약 1㎜ 내지 1.75㎜인 것이 바람직하다. 상기한 간격(d2)이 1㎜ 미만인 경우에는 비활성가스가 유출되는 통로가 지나치게 좁기 때문에, 통로 내에서 비활성가스의 유속이 상대적으로 증가하며, 베르누이의 효과(Bernoulli effect)에 의하여 압력이 낮아진다. 따라서, 낮은 압력으로 비에칭영역 내로 침투하는 에칭액을 원활하게 방어할 수 없다. 상기한 간격(d2)이 1.75㎜ 이상인 경우에는 비활성가스가 유출되는 통로가 지나치게 넓기 때문에 방어해야 하는 면적이 넓으므로, 에칭액이 비에칭영역 내로 튀거나 또는 침투하는 것을 방어하기 곤란하다.
보호 커버(200)의 하단 중 최외곽 부분은 웨이퍼(W)와 일정한 간격(d1)을 유지한다. 상기한 간격(d1)은 본 공정에서 작업자가 에칭하고자 하는 부분으로써 대체적으로 약 0.5㎜ 내지 3㎜에 해당한다. 따라서, 에칭하고자 하는 범위에 따라 상기 간격(d1)을 조절할 수 있다.
보호 커버(200) 내에는 노즐 이동부(320)가 설치되며, 노즐 이동부(320)에는 노즐 암(320)이 연결된다. 상기한 바와 같이 노즐 이동부(320)는 노즐 암(320)을 통하여 노즐(310)을 수평 이동한다.
노즐(310)은 웨이퍼(W)와 수직한 직선을 기준으로 일정한 각도(θ)를 유지한다. 노즐(310)의 각도(θ)는 웨이퍼(W)의 가장자리에 대하여 에칭 공정을 원활하게 수행하기 위한 것이다. 노즐(310)의 각도(θ)는 바람직하게는 약 15°내지 45°인 것이 바람직하다. 노즐(310)의 각도(θ)가 약 15°미만인 경우에는 분사된 약액이 비에칭영역으로 튀기 쉽고, 분사된 약액이 도포되는 면적이 좁다. 노즐(310)의 각도(θ)가 약 45°이상인 경우에는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 압력을 가하기 곤란하다는 단점이 있다. 따라서, 노즐은 상기한 각도(θ)를 유지하는 것이 바람직하다.
노즐(310)의 끝단에는 센서(330)가 부착된다. 센서(330)는 노즐(310)에서 분사되기 직전의 에칭액의 상태를 감지하기 위한 것이다. 상기한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 향하여 분사되는 에칭액의 온도 내지 유속은 에칭률(etching rate)에 많은 영향을 미치며, 에칭액에 따라 온도 내지 유속은 변화한다. 따라서, 분사되는 에칭액의 온도 내지 유속을 감지하는 과정이 필요하다. 센서(330)로는 에칭액의 온도를 감지하기 위한 온도 센서 또는 에칭액의 유속을 감지하기 위한 유속 센서가 사용될 수 있으며, 양자는 선택적으로 또는 병행하여 사용될 수 있다.
센서(330)는 제어기(500)와 전기적으로 연결되며, 제어기(500)는 노즐 이동부(320)와 전기적으로 연결된다. 제어기(500)는 센서(330)로부터 감지된 신호를 통 하여 노즐 이동부(320)를 작동하기 위한 것이며, 노즐 이동부(320)에 의하여 노즐(310)은 수평으로 이동할 수 있다.
웨이퍼(W)의 가장자리에 대한 에칭이 진행되기 전 노즐(310)은 제1위치에 놓인다. 제1위치는 안착한 웨이퍼(W)의 외측 상부를 의미한다.
제1위치에 위치한 노즐(310)의 끝단은 웨이퍼(W)의 가장자리와 볼(120) 사이를 향한다. 제1위치에 위치한 노즐(310)은 에칭액을 분사하기 시작하며, 분사된 에칭액은 웨이퍼(W)의 가장자리와 볼(120) 사이의 공간을 향한다. 제1위치에서 에칭액을 분사하는 것은 초기에 노즐(310)로부터 분사되는 에칭액은 비정상 상태(unsteady state)에서 온도나 유속이 시간에 따라 변하므로 균일한 에칭이 곤란하다. 따라서, 제1위치에서 에칭액을 분사함으로써 분사되는 에칭액이 비정상 상태에서 정상 상태(steady state)에 이르도록 하기 위함이다.
노즐(310)로부터 분사되는 에칭액이 정상 상태에 도달하였는지 여부는 노즐(310)의 끝단에 장착한 센서(330)를 통하여 온도를 감지함으로써 알 수 있으므로, 감지된 신호는 제어기(500)로 입력된다. 에칭액이 정상 상태에 도달하였다고 판단될 때에는 노즐 이동부(320)를 통하여 노즐(310)을 제2위치로 이동한다. 제2위치는 안착한 상기 기판의 내측 상부를 의미한다. 상기한 바와 같이 노즐(310)이 이동하는 거리는 웨이퍼(W)에서 에칭하고자 하는 부분에 따라 달라질 수 있다.
노즐(310)이 이동함에 따라 웨이퍼(W)의 가장자리에는 정상 상태에 도달한 에칭액이 분사되며, 에칭 공정을 수행한다. 또한, 보호 커버(200)의 분사구는 비활성가스를 분사함으로써 에칭액이 비에칭영역으로 침투하는 것을 방지한다.
본 장치에는 별도의 히터(도시안됨)나 별도의 펌프(도시안됨)가 더 구비될 수 있다. 에칭액이 에칭액 탱크(도시안됨)로부터 노즐(310)까지 도달하는 동안 주변에 열을 빼앗길 수 있으며 압력 강하(pressure drop)가 발생하는 것을 보완하기 위하여 에칭액이 노즐(310)로부터 분사되기 전에 별도의 히터를 통하여 가열하거나 또는 별도의 펌프를 통하여 가압할 수 있다. 또한, 에칭액에 따라 공정에 적합한 온도나 유속이 달라질 수 있으므로, 상기한 히터나 상기한 펌프를 통하여 에칭액을 가열 또는 가압할 수 있으며, 상기한 히터 또는 펌프는 센서(330) 및 제어기(500)에 의하여 피드백 방식으로 작동할 수 있다.
도 8은 발명에 따른 에칭 방법을 나타내는 흐름도이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에칭 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 에칭 장치 및 에칭 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 웨이퍼(W)는 기판 지지부(110) 상에 안착한다(S11). 웨이퍼(W)는 지지핀(134) 위에 놓이며, 척킹 핀(132)에 의하여 고정된다. 웨이퍼(W)가 고정되면, 보호 커버 이동부(400)에 의하여 보호 커버(200)는 안착한 웨이퍼(W) 상부에 위치한다. 이 때, 보호 커버(200)는 웨이퍼(W)와 일정한 간격(d1, d2)을 유지하여야 한다.
다음으로, 노즐 이동부(320)에 의하여 노즐(310)이 제1위치로 이동한다(S12). 제1위치는 상기한 바와 같이 웨이퍼(W)의 외측 상부를 의미한다.
제1위치에 위치한 노즐(310)은 에칭액을 분사한다(S13). 에칭액이 분사되면, 노즐(310)의 끝단에 위치한 센서(330)는 분사되는 에칭액의 온도를 측정한다(S14).
센서(330)에 의하여 측정된 온도는 제어기(500)에 입력되며, 제어기(500)는 측정된 온도와 에칭 공정을 수행하기에 적당한 에칭액의 공정 온도가 서로 일치하는지 여부를 판단한다(S15).
측정 온도와 공정 온도가 서로 일치하는 경우에는 노즐 이동부(320)에 의하여 노즐(310)을 제2위치로 이동하며(S16), 노즐(310)이 이동함에 따라 웨이퍼(W)의 가장자리에 대한 에칭 공정이 시작된다.
본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다.
웨이퍼(W)가 기판 지지부(110) 상에 안착하면(S21), 보호 커버(200)가 웨이퍼(W)의 상부에 위치한다. 다음으로, 노즐 이동부(320)에 의하여 노즐(310)이 제1위치로 이동하며(S22), 제1위치에 위치한 노즐(310)은 에칭액을 분사한다(S23).
다음으로, 노즐(310)의 끝단에 위치한 센서(330)는 분사되는 에칭액의 유속을 측정한다(S24). 센서(330)에 의하여 측정된 유속은 제어기(500)에 입력되며, 제어기(500)는 측정된 유속과 에칭 공정을 수행하기에 적당한 에칭액의 유속이 서로 일치하는지 여부를 판단한다(S25).
측정 유속과 공정 유속이 서로 일치하는 경우에는 노즐 이동부(320)에 의하여 노즐(310)을 제2위치로 이동하며(S26), 노즐(310)이 이동함에 따라 웨이퍼(W)의 가장자리에 대한 에칭 공정이 시작된다.
상기한 실시예들은 각각 공정 온도 또는 공정 유속을 만족시키기 위하여 온도 센서 또는 유속 센서를 장착하고 있다. 그러나, 분사되는 에칭액의 온도 및 유 속 모두가 공정 온도 및 공정 유속과 각각 일치하도록 하기 위하여 두 개의 센서가 동시에 설치될 수 있으며, 제어기(500)는 측정 온도 및 측정 유속이 공정 온도 및 공정 유속과 완전하게 일치하는 경우에 노즐 이동부(320)를 작동하도록 할 수 있다.
에칭 공정이 완료되면 노즐(310)은 에칭액 분사를 중단하며, 보호 커버(200)는 보호 커버 이동부(400)에 의하여 제자리로 복귀한다.
본 발명에 의하면, 정상 상태(steady state)에 있는 에칭액을 이용하여 기판을 처리할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판에 대하여 공정을 균일하게 수행할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판의 가장자리에 에칭액을 분사하는 장치에 있어서,
    상기 기판이 안착되는 지지판과;
    상기 기판의 상부에서 상기 기판으로 에칭액을 제공할 수 있는 노즐과;
    끝단에 상기 노즐이 연결되는 노즐 암과;
    상기 노즐 암을 통하여 상기 노즐을 제1위치에서 제2위치로 이동할 수 있는 노즐 이동부를 포함하되,
    상기 제1위치는 안착한 상기 기판의 외측 상부이며,
    상기 제2위치는 안착한 상기 기판의 가장자리 상부인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1위치에서 상기 노즐은 상기 기판의 외부로 하향 경사지도록 설치하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서와;
    상기 온도 센서로부터 받은 신호에 따라 상기 노즐 이동부를 제어하는 제어 기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 분출속도를 측정할 수 있는 유속 센서와;
    상기 유속 센서로부터 받은 신호에 따라 상기 노즐 이동부를 작동할 수 있는 제어기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  5. 기판의 가장자리에 에칭액을 분사하는 방법에 있어서,
    기판 지지부 상에 기판을 안착하는 단계와;
    노즐을 제1위치로 이동하는 단계와;
    상기 노즐로부터 에칭액을 분사하는 단계와;
    상기 에칭액이 공정 조건을 만족하면 상기 노즐을 제2위치로 이동하는 단계를 포함하되,
    상기 제1위치는 안착한 상기 기판의 외측 상부이며,
    상기 제2위치는 안착한 상기 기판의 가장자리 상부인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공정 조건은 상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 온도를 포함하며,
    상기 에칭 방법은,
    상기 제1위치에 위치한 상기 노즐로부터 에칭액을 분사한 이후에,
    분사된 상기 에칭액의 온도를 측정하는 단계와;
    측정된 상기 온도가 공정 온도를 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 공정 조건은 상기 노즐로부터 분사되는 에칭액의 유속을 포함하며,
    상기 에칭 방법은,
    상기 제1위치에 위치한 상기 노즐로부터 에칭액을 분사한 이후에,
    분사된 상기 에칭액의 유속을 측정하는 단계와;
    측정된 상기 온도가 공정 유속을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
KR1020050082701A 2005-09-06 2005-09-06 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법 KR20070027277A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082701A KR20070027277A (ko) 2005-09-06 2005-09-06 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082701A KR20070027277A (ko) 2005-09-06 2005-09-06 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070027277A true KR20070027277A (ko) 2007-03-09

Family

ID=38100573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050082701A KR20070027277A (ko) 2005-09-06 2005-09-06 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070027277A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101425721B1 (ko) * 2012-10-18 2014-08-01 풍원정밀(주) 박판금속가공품의 제조방법, 이에 따라 제조되는 박판금속가공품
CN117038430A (zh) * 2023-08-14 2023-11-10 深圳远荣半导体设备有限公司 一种晶圆边缘倾斜表面的制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101425721B1 (ko) * 2012-10-18 2014-08-01 풍원정밀(주) 박판금속가공품의 제조방법, 이에 따라 제조되는 박판금속가공품
CN117038430A (zh) * 2023-08-14 2023-11-10 深圳远荣半导体设备有限公司 一种晶圆边缘倾斜表面的制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5608943A (en) Apparatus for removing process liquid
KR100706666B1 (ko) 기판을 처리하는 장치 및 방법, 그리고 이에 사용되는분사헤드
US9355872B2 (en) Substrate treatment apparatus and substrate treatment method
KR20150088828A (ko) 기판 지지 장치
US20080105377A1 (en) Thin film removing device and thin film removing method
KR100466297B1 (ko) 반도체 제조 장치
JP2003347271A (ja) 半導体製造装置及び半導体製造方法
KR101870653B1 (ko) 기판 처리 장치
KR100680439B1 (ko) 막 형성 장치
KR100749544B1 (ko) 기판세정장치 및 기판세정방법
KR20070027277A (ko) 기판의 가장자리 에칭 장치 및 방법
KR101036603B1 (ko) 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치
KR100809275B1 (ko) 웨이퍼 마운트 장비의 웨이퍼 워피지 방지 장치
KR100840730B1 (ko) 도포장치
TW201834103A (zh) 基板處理裝置以及基板處理方法
KR100629919B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20080015647A (ko) 매엽식 반도체 에칭 장비
KR100558926B1 (ko) 반도체 소자 제조 장치
JP2017118049A (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR101053145B1 (ko) 지지부재 및 상기 지지부재를 구비하는 기판 처리 장치
KR20060046548A (ko) 에칭 장치 및 에칭 방법
JPS6165435A (ja) 基板表面処理方法および装置
JP7466589B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
KR20050023969A (ko) 기판의 가장자리 식각 장치 및 방법
US11817330B2 (en) Method for processing substrate

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination