(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハが安着され、ウェハより直径が小さい回転板と、
前記回転板に安着されたウェハにエッチング液を噴射する噴射ノズルと、
前記回転板を回転駆動させる駆動部と、を含み、
前記回転板は、前記噴射ノズルからエッチング液が噴射される間、振動することができるように、前記噴射ノズルと連動されている水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  ｖｉｂｒａｔｏｒ）で構成されている枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項２】
前記回転板を領域別に加熱する加熱手段をさらに含み、
前記加熱手段は、前記噴射ノズルからエッチング液が噴射される間、加熱動作するように、前記噴射ノズルと連動されている請求項１に記載の枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、
前記回転板の上に区画された領域を有する熱供給基板と、
前記熱供給基板の領域別に電力を伝達する複数個の電線と、
前記電線から電力を供給する電源供給部と、を含む請求項２に記載の枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項４】
前記熱供給基板は前記回転板の中心から円周方向に分けられ、前記回転板の中心から円周方向に行くほど低い温度で作動する複数個の熱供給領域を含む請求項３に記載の枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項５】
ウェハが安着される回転板と、
前記回転板に安着されたウェハにエッチング液を噴射する噴射ノズルと、
前記回転板を回転駆動させる駆動部と、
前記回転板の上に具備され、前記回転板を領域別に加熱する熱供給基板と、
前記駆動部に具備され、前記回転板を振動させるオシレータと、を含み、
前記回転板は、前記噴射ノズルからエッチング液が噴射される間、振動することができるように、前記噴射ノズルと連動されている水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  ｖｉｂｒａｔｏｒ）で構成されている枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項６】
前記熱供給基板は前記回転板の中心から円周方向に分けられ、前記回転板の中心から円周方向に行くほど低い温度で作動する複数個の熱供給領域を含む請求項５に記載の枚葉式ウェハエッチング装置。
【請求項７】
前記オシレータは前記噴射ノズルと熱供給基板と連動される請求項５に記載の枚葉式ウェハエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転板によって回転するウェハがノズルを介して噴射されるエッチング液によって一枚ずつエッチングされる枚葉式ウェハエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウェハエッチング工程はウェハの機械的な加工中に伴う損傷を除去するために行われる。
【０００３】
最近、半導体業界で半導体素子の高集積化及びパターンの微細化と共にウェハの大きさの大口径化が行われている。このように直径が大きいウェハをエッチングするために、バッチ式（Ｂａｔｃｈ）エッチング装置が次第に巨大化されるだけでなくエッチング液の消費量も増加している。よって、直径が大きいウェハを効果的にエッチングするために一枚ずつ処理する枚葉式エッチング装置が広く使用されている。
【０００４】
従来の枚葉式ウェハエッチング装置は韓国特許出願第２００８−００１９３６６号、韓国特許出願第２００８−７０１９０３７号及び韓国特許出願第２００９−０００２２１４号に開示されており、回転板にウェハを真空吸入して固定させ、回転板が回転されることでウェハの前面又は背面にエッチング液ノズルからエッチング液が供給されるようにする。この際、エッチング液ノズルが移動器具によって移動され、回転板が回転されることでウェハの表面に落とされたエッチング液が遠心力によってウェハの表面全体に広がるように行われる。
【０００５】
このように、従来の枚葉式ウェハエッチング装置はウェハ全体にエッチング液が覆われてウェハ表面全体でエッチング行われる。よって、エッチング反応副産物であるガスがウェハの表面に大量に吸着されるだけでなく、このようなガスが新しく供給されるエッチング液がウェハの表面と反応することを妨げて平坦度を悪化させる問題点がある。
【０００６】
一方、エッチング反応によるエッチング程度は温度に急激な影響を受ける。しかし、従来の枚葉式ウェハエッチング装置は供給されたエッチング液がウェハの中心から遠心力によってウェハの円周方向に移動し、エッチング液とウェハ表面の反応が反復されるほどエッチング液の温度が高くなることでウェハの円周方向に行くほど過度にエッチングされるため同じく平坦度を悪化させる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために案出されたものであり、エッチング液とウェハ表面間の反応副産物であるガスを除去する枚葉式ウェハエッチング装置を提供することにその目的がある。
【０００８】
また、本発明はウェハ表面の位置に関係なくエッチング液とウェハ表面の反応温度を均一に維持する枚葉式ウェハエッチング装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はウェハが安着され、ウェハより直径が小さい回転板と、前記回転板に安着されたウェハにエッチング液を噴射する噴射ノズルと、前記回転板を回転駆動させる駆動部と、前記噴射ノズルからエッチング液が噴射される間に前記回転板を振動させる振動手段と、を含む枚葉式ウェハエッチング装置を提供する。
【００１０】
また、本発明において、前記噴射ノズルからエッチング液が噴射される間に前記回転板を領域別に加熱する加熱手段を更に含む。
【００１１】
好ましくは、前記加熱手段は前記回転板の上に区画された領域を有する熱供給基板と、前記熱供給基板の領域別に電力を伝達する複数個の電線と、前記電線に電力を供給する電源供給部を含む。
【００１２】
更に好ましくは、前記熱供給基板は前記回転板の中心から円周方向に分けられ、前記回転板の中心から円周方向に行くほど低い温度で作動する複数個の熱供給領域を含む。
【００１３】
また、本発明において、前記振動手段は前記駆動部に具備されたオシレータ（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。
【００１４】
また、本発明において、前記振動手段は前記回転板とウェハとの間に具備された水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  ｖｉｂｒａｔｏｒ）であるか、前記振動手段はウェハが載せられる回転板が水晶振動子である。
【００１５】
一方、本発明はウェハが安着される回転板と、前記回転板に安着されたウェハにエッチング液を噴射する噴射ノズルと、前記回転板を回転駆動させる駆動部と、前記回転板の上に具備され、前記回転板を領域別に加熱する熱供給基板と、前記駆動部に具備され、前記回転板を振動させるオシレータと、を含む枚葉式ウェハエッチング装置を提供する。
【００１６】
また、本発明において、前記熱供給基板は前記回転板の中心から円周方向に分けられ、前記回転板の中心から円周方向に行くほど低い温度で作動する複数個の熱供給領域を含む。
【００１７】
また、本発明において、前記オシレータは前記噴射ノズルと熱供給基板と連動される。
【００１８】
一方、本発明はウェハが安着され、ウェハより直径が小さい回転板と、前記回転板に安着されたウェハにエッチング液を噴射する噴射ノズルと、前記回転板を回転駆動させる駆動部と、前記回転板の上に具備され、前記回転板を領域別に加熱する熱供給基板と、前記熱供給基板の上に具備され、前記回転板を振動させる振動子と、を含む枚葉式ウェハエッチング装置を提供する。
【００１９】
また、本発明において、前記熱供給基板は前記回転板の中心から円周方向に分けられ、前記回転板の中心から円周方向に行くほど低い温度で作動する複数個の熱供給領域を含む。
【００２０】
また、本発明において、前記振動子は前記噴射ノズルと熱供給基板と連動される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による枚葉式ウェハエッチング装置は、ウェハが乗せられる回転板を振動させる振動手段が具備されるためエッチング反応副産物であるガスが生じてもウェハを振動させてガスを排出させるだけでなく、ウェハ表面にガスが吸着されることを防止することができ、持続的にエッチング液が供給されてもウェハ表面と反応が円滑に行われるようにして平坦度を上げることができる利点がある。
【００２２】
また、本発明による枚葉式ウェハエッチング装置は、ウェハが載せられる回転板を領域別に加熱する加熱手段が具備されるため、エッチング液がウェハの中心から円周方向に移動されながらエッチングされることでウェハの中心から円周方向に行くほどエッチング液の温度が上がってもウェハの円周から中心方向に行くほど高い温度に加熱して反応温度を均一に維持することができるので、ウェハの位置に関係なくエッチング程度を均一に維持するだけでなく平坦度を上げることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例を示す図である。
【図２】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例を示す図である。
【図３】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の加熱手段の一例を示す図である。
【図４】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例が作動する過程中のガス排出現象を示す図である。
【図５】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第２実施例を示す図である。
【図６】本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第３実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本実施例について添付した図面を参照して詳細に説明する。但し、本実施例が開示する事項から本実施例が有する発明の思想の範囲が決められるはずであり、本実施例が有する発明の思想は提案される実施例に対して構成要素の追加、削除、変更などの実施変形を含むといえる。
【００２５】
図１乃至図２は、本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例を示す図である。図３は、本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の加熱手段の一例を示す図である。
【００２６】
本発明の実施例による枚葉式ウェハエッチング装置の一例は、図１乃至図２に示したようにウェハ１が乗せられる回転板１１０と、前記回転板１１０を回転させる駆動部１２０と、前記回転板１１０に載せられたウェハ１の表面にエッチング液を噴射する噴射手段１３０と、前記回転板１１０を加熱する加熱手段１４０と、前記回転板１１０を振動させる振動子１５０を含む。
【００２７】
前記回転板１１０は円板状であって、ウェハを真空吸着しやすいだけでなくウェハの上に落とされたエッチング液が飛散しやすいように前記回転板１１０の直径はウェハの直径より小さく構成される。また、前記回転板１１０には上面中心に前記振動子１５０が載せられる安着溝１１１が具備される。この際、前記回転板１１０にはウェハ１を真空によって固定するように真空力を作る真空提供部１１２が連結され、前記真空提供部１１２とウェハの中心の間を連通する真空経路１１２ｈが具備される。もちろん、ウェハ１の直径に応じてウェハが前記回転板１１０の上に載せられるか前記回転板１１０の安着溝１１１に安着されてもよい。
【００２８】
前記駆動部１２０は前記回転板１１０の下面の中心に連結した回転軸１２１と、前記回転軸１２１に動力を提供するモータ１２２と、前記回転軸１２１とモータ１２２との間に動力を伝達するプーリー及びベルト１２３などを含む。この際、前記モータ１２２と回転軸１２１は直接連結されてもよいが、前記回転軸１２１を介して前記真空経路１２２ｈと真空提供部１２２以外にも後述する加熱手段１４０が具備されるため、前記モータ１２２と回転軸１２１は別途のプーリー及びベルト１２３を介して動力が伝達される方式で連結されることが好ましい。
【００２９】
前記噴射手段１３０は噴射ノズル１３１と、移動器具１３２と、エッチング液提供部１３３と、ガイド１３４ａ，１３４ｂを含む。
【００３０】
詳しくは、前記噴射ノズル１３１は前記回転板１１０の中心上側に所定間隔をおいて位置し、エッチング液をウェハ１の表面の中心から噴射するように構成される。この際、前記噴射ノズル１３１は噴射角度を調節するか、ウェハ１から高低を調節するか、エッチング液の噴射又は非噴射を調節する別途の制御部を含むことにより制御される。もちろん、前記噴射ノズル１３１はエッチング液以外にもリンス液を噴射するように構成されてもよく、同じく噴射角度、ウェハからの高低、リンス液の噴射又は非噴射などを調節するように構成される。
【００３１】
また、前記移動器具１３２は前記エッチング液提供部１３３に貯蔵されたエッチング液を前記噴射ノズル１３１に噴射するように連通し、前記噴射ノズル１３１をウェハ１の表面の上で移動可能に調節し、別途の制御部を含むことにより制御される。
【００３２】
また、前記エッチング液提供部１３３は前記回転板１１０と離れるように具備され、ウェハ１の種類に応じて異なるエッチング液が貯蔵されるように構成される。
【００３３】
また、前記ガイド１３４ａ，１３４ｂは前記回転板１１０の周りに複数個が具備され、前記回転板１１０の上でウェハ１が回転することでウェハ１の表面に噴射されたエッチング液が遠心力によって周辺に飛散することを防止する。
【００３４】
前記加熱手段１４０は熱伝達効率が高い伝導方式でウェハ１を加熱し、ウェハ１の領域別に異なる温度で加熱するように構成し、熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅと、電線１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅと、電源供給部１４３を含む。
【００３５】
前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは円周方向に区画された領域を有する多数個のリング板状の熱供給領域として構成される。この際、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは同じ電力が供給されても円周方向から中心に行くほど高い温度でウェハが加熱されるように異なる抵抗を有する材質で構成される。もちろん、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは領域別に前記電線１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅと一つずつ連結され、前記電源供給部１４３から電力を入力される。一方、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅが同じ抵抗を有する材質で形成される場合、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅの領域別に温度を制御するように前記電源供給部１４３から前記電線１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅに供給される電力、即ち、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅの領域別に供給される電力を調節するように構成することが好ましい。
【００３６】
前記振動子１５０は円板状であって、ウェハ１と前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅとの間に具備されるように前記回転板１１０に安着され、電力を印加する別途の電源供給部（図示せず）が連結される。この際、前記振動子１５０はエッチング工程が行われる間にエッチング液とウェハ１の表面との反応によって生成されるガスを排出するためにウェハ１を振動させる役割をする。よって、前記振動子１５０はエッチング工程が行われる間に振動を発生するように作動されることが好ましく、前記噴射ノズル１３１からエッチング液が噴射される間や前記加熱手段１４０が作動する間に振動するように制御することが好ましい。
【００３７】
前記振動子１５０は水晶、サファイアなどの多様な材料で製作されるが、水晶振動子が適用される。このような水晶振動子１５０は水晶をその結晶軸に対して特定の方向に切断して製作した薄い片の両面に導体電極を連結したものであって、電圧がかけられることで電歪効果によって変形力が加えられて振動が起こるように作動する。ところで、エッチング工程環境でエッチング液とウェハ１の表面との反応によって温度変化が発生するが、前記水晶振動子１５０は温度変化に対して安定しているためエッチング工程環境で使用されることが好ましい。
【００３８】
一方、前記のように構成された枚葉式ウェハエッチング装置の一例が作動する過程を説明すると以下のようである。
【００３９】
まず、前記真空提供部１１２が作動すると前記真空経路１１２ｈを介して真空状態が維持され、前記真空経路１１２ｈと相接するウェハ１が前記振動子１５０に吸着される。
【００４０】
次に、前記モータ１１２が作動すると前記ベルト１２３によって動力が伝達されることで前記回転軸１２１及び回転板１１０が回転されてウェハ１が回転する。また、前記エッチング液提供部１３３が作動すると前記噴射ノズル１３１を介してエッチング液がウェハ１の表面に噴射されながらエッチング工程が行われる。この際、エッチング液とウェハ１の表面とが反応しながらエッチングが行われ、ウェハ１が回転することでエッチング液も同じく中心から円周方向に移動しながらエッチング反応が行われ、エッチング反応が行われるほどエッチング液の温度が高くなる。
【００４１】
このようにエッチング工程が行われる間に前記電源供給部１４３が作動すると前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは領域別に異なる温度で加熱され、円周方向より中心に行くほど高い温度で加熱される。よって、エッチング液は中心から円周方向に行くほど高い温度を維持するが、前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは円周から中心方向に行くほど高い温度を維持するためウェハ１はエッチング液と前記熱供給基板１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅによって全体的に均一な温度にエッチング反応が行われるようにし、ウェハ１全体にわたって均一な平坦度を維持する。
【００４２】
図４は、本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例が作動する過程中のガス排出現象を示す図である。
【００４３】
上記のようにエッチング工程が行われる間、図４に示したようにエッチング反応副産物としてガスが発生してエッチング液が残存するかウェハ１の表面に付着したりする。この際、前記振動子１５０が作動するとエッチング反応で発生したガス３が振動によって動きながらエッチング液２から脱出するかウェハ１の表面から離れるようになる。よって、ウェハ１に残存するガスを取り除くことができるため新しく供給されたエッチング液２がウェハ１表面と反応するようにして平坦度を上げることができる。
【００４４】
一方、前記枚葉式ウェハエッチング装置の一例において、図１に示したように加熱手段１４０が具備される場合には加熱手段１４０を装着するために回転板１１０が具備されることが好ましい。しかし、加熱手段１４０を省略するように構成してもよく、加熱手段１４０が省略される場合には回転板１１０が具備されなくてもよく、図６に示したように振動子２１０自体にウェハ１が乗せられるだけでなく回転の際に振動子２１０が真空吸着する回転板の役割を代わりにするように構成することが好ましい。
【００４５】
図５は、本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第２実施例を示す図である。
【００４６】
本発明による枚葉式ウェハエッチング装置の第２実施例は、図５に示したようにウェハ１が安着される回転板１１０と、前記回転板１１０を回転させる駆動部１２０と、前記回転板１１０の上に載せられたウェハ１の表面にエッチング液を噴射する噴射手段１３０と、前記回転板１１０の上に載せられたウェハ１を領域別に直接加熱する加熱手段１４０と、前記駆動部１２０を振動させるオシレータ１６０を含むように構成される。この際、前記回転板１１０と、駆動部１２０と、噴射ノズル１３０と、加熱手段１４０は前記枚葉式ウェハエッチング装置の第１実施例と同じく構成されるため詳細な説明は省略する。
【００４７】
前記オシレータ１６０は前記回転軸１２１を直接的に振動させるように前記回転軸１２１の下部に連結される。もちろん、前記オシレータ１６０は前記回転軸１２１を間接的に振動させるように前記回転軸１２１に駆動力を提供するモータ１２２及びベルト１２３に連結されてもよい。この際、前記オシレータ１６０は一種の回転力を上下方向の動作に変換させる器具であって、多様に構成されることができるためその構成は限定されない。
【００４８】
特に、前記回転軸１２１の回転中心が傾斜した状態又は変更される状態で振動されると、エッチング液がウェハ１の表面に噴射される際に噴射角度、噴射高度などに影響を及ぼす可能性があるためウェハ１の品質を保証することができない。よって、前記オシレータ１６０はウェハ１のエッチング品質を保証するために前記回転軸１２１の中心が垂直した状態を維持しながら上下方向にのみ振動させることが好ましい。この際、前記オシレータ１６０の同じくエッチング工程が行われる間に振動するように制御されるが、前記噴射ノズル１３１又は加熱手段１４０と連動されるように作動する。
【００４９】
上記のように構成された枚葉式ウェハエッチング装置の第２実施例も前記第１実施例と同じく作動するため詳細な説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本実施例はエッチング液によってウェハを一枚ずつ効果的にエッチングすることができるため、その産業上の利用可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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