KR20200125810A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버, 챔버 내부에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 기판 상에 형성된 박막의 두께를 측정하는 박막 측정 유닛, 박막 측정 유닛에서 측정되는 박막의 두께에 기초하여 기판 상의 박막을 제거하는 레이저 유닛 및 박막 측정 유닛 및 레이저 유닛을 각각 기판의 단부에 정렬하고, 박막 측정 유닛 및 레이저 유닛 사이의 각도 차이를 보상하여, 박막의 두께에 기초한 박막 제거를 수행하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 에지 영역 상의 박막을 제거하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 박막 중 불필요한 영역을 제거하는 공정으로, 박막에 대한 높은 선택비 및 고 식각률이 요구된다.
일반적으로 기판의 식각 공정 또는 세정 공정은 크게 케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계가 순차적으로 수행된다. 케미칼 처리 단계에는 기판 상에 형성된 박막을 식각 처리하거나 기판 상의 이물을 제거 하기 위한 케미칼을 기판으로 공급하고, 린스 처리 단계에는 기판 상에 순수와 같은 린스액이 공급된다.
종래에는 기판의 에지 영역 상에 형성된 박막을 식각 처리하기 위하여 박막 두께 측정 센서로 기판 에지 영역 상의 박막의 두께를 측정한 후 레이저 또는 케미칼을 처리하였으나, 작업자가 박막 두께 측정 센서 및 레이저 등의 위치를 지그로 직접 조작하였으므로, 작업 효율이 감소하고 오차가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 자동으로 박막 측정 센서 및 레이저 노즐을 기판의 단부에 정렬하고 박막 측정 센서와 레이저 노즐의 위치 차이를 보상하여, 박막 두께에 기초한 박막 제거를 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 기판 상에 형성된 박막의 두께를 측정하는 박막 측정 유닛, 상기 박막 측정 유닛에서 측정된 상기 박막의 두께에 기초하여 상기 기판 상의 박막을 제거하는 레이저 유닛 및 상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛을 각각 기판의 단부에 정렬하고, 상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛 사이의 각도 차이를 보상하여, 상기 박막의 두께에 기초한 박막 제거를 수행하는 제어 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 레이저 유닛은, 레이저를 조사하는 레이저 부재, 상기 레이저가 조사되는 영역을 촬상하는 촬상 부재 및 상기 촬상 부재의 촬상 방향 및 상기 레이저의 조사 방향을 동축으로 변경하는 반사 부재를 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 촬상 부재에서 촬상된 영상을 이용하여 상기 레이저가 상기 기판의 단부에 조사되도록 상기 레이저 유닛을 정렬할 수 있다.
여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 촬상 부재에서 촬상된 영상에서 기설정된 기준점에 상기 기판의 단부가 접하도록 상기 레이저 유닛을 정렬할 수 있다.
또한, 상기 박막 측정 유닛은, 기판에 광을 조사하는 조사 부재 및 기판에서 반사되는 광을 수광하여 기판에 형성된 박막의 두께를 측정하는 수광 부재를 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 박막 측정 유닛을 상기 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 상기 기판에서 반사되는 광량을 측정하여 상기 박막 측정 유닛을 정렬할 수 있다.
여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 기판에서 반사되는 광량이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 상기 기판의 단부로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은, 상기 촬상 부재에서 촬상된 영상을 이용하여 제1 노치 위치를 검출하고, 상기 박막 측정 유닛에서 측정된 박막의 두께를 이용하여 제2 노치 위치를 검출한 후, 상기 제1 노치 위치 및 상기 제2 노치 위치의 각도 차이를 이용하여 상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛 사이의 각도 차이를 보상할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 본 발명의 기판 처리 장치에서 기판 상에 형성된 박막을 제거하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 레이저 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계, 상기 레이저 유닛에서 제1 노치 위치를 검출하는 단계, 상기 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계, 상기 박막 측정 유닛에서 제2 노치 위치를 검출하는 단계, 상기 제1 노치 위치 및 상기 제2 노치 위치의 각도 차이를 이용하여 상기 레이저 유닛 및 상기 박막 측정 유닛 사이의 각도 차이를 보상하는 단계 및 상기 박막 측정 유닛에서 측정되는 박막 두께에 기초하여 상기 레이저 유닛에 의해 상기 기판 상의 박막을 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 레이저 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계는, 상기 촬상 부재에서 촬상된 영상에서 기설정된 기준점에 상기 기판의 단부가 접하도록 상기 레이저 유닛을 정렬할 수 있다.
또한, 상기 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계는, 상기 박막 측정 유닛을 상기 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 상기 기판에서 반사되는 광량을 측정하는 단계 및 상기 기판에서 반사되는 광량이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 상기 기판의 단부로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 자동으로 박막 측정 센서 및 레이저 노즐을 기판의 단부에 정렬하고 박막 측정 센서와 레이저 노즐의 위치 차이를 보상할 수 있으며, 이에 따라 박막 식각 공정의 오차를 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 박막 두께에 기초한 박막 제거를 수행하여 기판의 에지 영역의 박막 두께를 균일하게 처리할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 측정 유닛의 이동에 따른 광량을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 회전에 따른 박막 측정 유닛에서 측정되는 박막의 두께를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 회전에 따른 기판의 단부와 기준점 사이의 거리를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 측정 유닛과 레이저 유닛에서 각각 측정된 노치 위치의 각도 차이를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 나타내는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 가진다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260a, 260b)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버(260a, 260b)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260a, 260b)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버(260a, 260b)들이 제공된다. 공정 챔버(260a, 260b)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260a, 260b)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260a, 260b)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260a, 260b)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260a, 260b)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260a, 260b)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260a, 260b)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260a, 260b)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260a, 260b)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260a, 260b)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260a, 260b) 간에, 그리고 공정 챔버(260a, 260b)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260a, 260b)는, 세정 처리 챔버(260a)와 에지 처리 챔버(260b)를 포함할 수 있다. 세정 처리 챔버(260a)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 처리 챔버(260a)는 회전하는 기판(W)의 중심 영역에 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 처리 챔버(260a)는 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 세정 처리 챔버(260a)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 세정 처리 챔버(260a)는 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 세정 처리 챔버(260a)는 서로 동일한 구조를 가지고, 서로 상이한 그룹에 속하는 세정 처리 챔버(260a)는 서로 상이한 구조를 가질 수 있다.
에지 처리 챔버(260b)는 기판(W)의 에지 영역을 처리할 수 있다. 에지 처리 챔버(260b)는 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 에지 처리 챔버(260b)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 에지 처리 챔버(260b)는 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 에지 처리 챔버(260b)는 서로 동일한 구조를 가지고, 서로 상이한 그룹에 속하는 에지 처리 챔버(260b)는 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 에지 처리 챔버(260b)에는 기판(W)의 에지 영역에 대한 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 지지 유닛(310), 처리 용기(320), 승강 유닛(330), 박막 측정 유닛(340), 레이저 유닛(350), 그리고 배출 유닛(400)을 포함할 수 있다.
지지 유닛(310)은 기판(W)을 지지 및 회전 시킨다. 지지 유닛(310)은 지지 플레이트(312) 및 회전 구동 부재(313)를 포함한다. 지지 플레이트(312)는 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(312)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 지지 플레이트(312)는 기판(W)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 지지 플레이트(312)의 지지면에는 흡착홀(316)이 형성되며, 흡착홀(316)에는 음압이 제공될 수 있다. 기판(W)은 음압에 의해 지지면에 진공 흡착될 수 있다.
회전 구동 부재(313)는 지지 플레이트(312)를 회전시킨다. 회전 구동 부재(313)는 회전축(314) 및 구동기(315)를 포함한다. 회전축(314)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(314)은 지지 플레이트(312)의 저면에 결합된다. 구동기(315)는 회전축(314)에 회전력을 전달한다. 회전축(314)은 구동기(315)로부터 제공된 회전력에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 플레이트(312)는 회전축(314)과 함께 회전 가능하다. 회전축(314)은 구동기(315)에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동기(315)는 모터일 수 있다.
처리 용기(320)는 내부에 처리 공간(322)을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(320)는 지지 유닛(310)을 감싸도록 제공될 수 있다. 처리 용기(320)는 바닥부(324), 측면부(326), 그리고 상면부(328)를 포함한다. 바닥부(324)는 중공을 가지는 원판 형상으로 제공된다.
바닥부(324)에는 회수 라인(325)이 형성된다. 회수 라인(325)은 처리 공간(322)을 통해 회수된 처리액을 외부의 액 재생 시스템(미도시)으로 제공할 수 있다. 측면부(326)는 중공을 가지는 원통 형상으로 제공된다. 측면부(326)는 바닥부(324)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측면부(326)는 바닥부(324)로부터 위로 연장된다. 상면부(328)는 측면부(326)의 상단으로부터 연장된다. 상면부(328)는 지지 유닛(310)에 가까워질수록 상향 경사진 방향을 향한다.
승강 유닛(330)은 지지 유닛(310)과 처리 용기(320) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(330)은 처리 용기(320)를 승강 이동시킨다. 승강 유닛(330)은 브라켓(332), 이동축(334), 그리고 구동 부재(336)를 포함한다. 구동 부재(336)는 모터 일 수 있다. 브라켓(332)은 처리 용기(320)의 측면부(326)에 고정 결합된다. 이동축(334)은 브라켓(332)을 지지한다. 이동축(334)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 구동 부재(336)는 이동축(334)을 상하 방향으로 이동시킨다. 이에 따라 브라켓(332)과 처리 용기(320)는 상하 방향으로 이동 가능하다.
박막 측정 유닛(340)은 기판 상에 형성된 박막의 두께를 측정한다. 박막 측정 유닛(340)은 기판에 광을 조사하는 조사 부재(341) 및 기판에서 반사되는 광을 수광하여 기판에 형성된 박막의 두께를 측정하는 수광 부재(342)를 포함할 수 있다. 수광 부재(342)는 기판에서 반사되는 광의 광량을 측정할 수 있다.
레이저 유닛(350)은 박막 측정 유닛(340)에서 측정되는 박막의 두께에 기초하여 기판의 에지 영역의 박막을 제거할 수 있다. 도 3을 참조하면, 레이저 유닛(350)은 레이저 부재(351), 촬상 부재(352) 및 반사 부재(353)를 포함할 수 있다. 레이저 부재(351)는 레이저를 조사할 수 있다. 촬상 부재(352)는 레이저가 조사되는 영역을 촬상할 수 있다. 반사 부재(353)는 레이저 부재(351)에서 조사되는 레이저의 조사 방향 및 촬상 부재(352)의 촬상 방향을 동축으로 변경할 수 있다. 구체적으로, 레이저 부재(351)는 반사 부재(353)를 향하여 레이저를 조사하고, 레이저는 반사 부재(353)에서 반사되어 특정 방향으로 조사된다. 또한, 레이저가 조사되는 위치에서 반사되는 광은 반사 부재(353)를 통하여 촬상 부재(352)로 이동하며, 이에 따라, 촬상 부재(352)의 촬상 방향과 레이저 부재(351)의 레이저 조사 방향이 동축으로 구성될 수 있다.
반사 부재(353)는 복수의 제1 반사부(354-1, 354-2) 및 제2 반사부(355)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 반사부(354-1, 354-2)는 레이저 및 반사광을 모두 반사하여 레이저 및 반사광의 이동 방향을 변경시킬 수 있다. 제2 반사부(355)는 특정 파장의 광을 투과시키고 특정 파장의 광은 반사시키는 빔 스플리터(beam splitter)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사부(355)는 레이저는 투과시키고 반사광은 반사시켜 레이저의 조사 방향과 촬상 부재(352)의 촬상 방향을 용이하게 동축으로 구성할 수 있도록 한다. 반사 부재(353)의 하부에는 조명 부재(356)가 제공될 수 있다. 조명 부재(356)는 레이저가 조사되는 영역에 광을 조사하여 해당 영역에서 반사되는 반사광이 촬상 부재(352)에 제공되어, 촬상 부재(352)가 레이저 조사 영역을 촬상할 수 있도록 한다. 조명 부재(356)는 발광 다이오드(LED)로 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 조명 부재(356)는 중앙에 광을 집적시키는 렌즈가 배치되고 렌즈의 주변으로 복수의 발광 다이오드가 배치되는 형태로 제공될 수 있다.
제어 유닛(360)은 박막 측정 유닛(340) 및 레이저 유닛(350)을 각각 기판의 단부에 정렬할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제어 유닛(360)은 박막 측정 유닛(340)을 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 기판에서 반사되는 광량을 측정하여 박막 측정 유닛(340)을 정렬할 수 있다. 즉, 박막 측정 유닛(340)이 기판의 외측에 있는 경우, 박막 측정 유닛(340)의 수광 부재(342)에서 측정되는 반사광의 광량은 0 또는 상대적으로 작은 값일 수 있다. 박막 측정 유닛(340)이 기판의 중심을 향하여 이동할수록 수광 부재(342)에서 측정되는 기판의 반사광의 광량을 점차 증가하며, 박막 측정 유닛(340)이 기판의 단부에 위치한 시점부터 수광 부재(342)에서 측정되는 반사광은 일정 범위에서 유지된다. 따라서, 제어 유닛(360)은 박막 측정 유닛(340)을 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하여 이동시키면서 박막 측정 유닛(340)에서 측정되는 기판의 반사광이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 기판의 단부로 판단할 수 있다. 또한, 제어 유닛(360)은 박막 측정 유닛(340)을 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하여 이동시키면서 측정된 기판의 반사광이 증가 후 일정 범위에서 유지되는 영역의 시점을 기판의 단부로 판단할 수도 있다. 제어 유닛(360)은 기판의 단부가 검출되면 박막 측정 유닛(340)을 기판의 단부에 정렬시킬 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 제어 유닛(360)은 기판을 회전시키면서 박막 측정 유닛(340)에 의해 측정되는 박막의 두께를 이용하여 기판의 노치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 기판을 회전시키면서 노치를 제외한 영역에서는 일정 범위의 박막 두께가 측정되나 노치에서는 박막 두께가 0 또는 상대적으로 작은 값일 수 있다. 따라서, 제어 유닛(360)은 기판을 회전시키면서 박막 측정 유닛(340)에서 측정되는 박막의 두께가 기설정된 값 미만인 경우 해당 지점을 제2 노치 위치로 검출할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제어 유닛(360)은 레이저 유닛(350)의 촬상 부재(352)에서 촬상되는 영상을 이용하여 레이저가 기판의 단부에 조사되도록 레이저 유닛(350)을 정렬할 수 있다. 구체적으로, 제어 유닛(360)은 촬상 부재(352)에서 촬상된 영상에서 기설정된 기준점에 기판의 단부가 접하도록 레이저 유닛(350)을 정렬할 수 있다. 여기서, 기준점은 영상의 중앙 지점일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어 유닛(360)은 레이저 유닛(350)의 기울기를 변경하거나 레이저 유닛(350)을 이동시켜 레이저 유닛(350)을 정렬할 수 있다. 또한, 제어 유닛(360)은 레이저 유닛(350)의 반사 부재(352)를 제어하여 레이저 유닛(350)을 정렬할 수도 있다. 이후, 제어 유닛(360)은 촬상 부재(352)에서 촬상된 영상에서 기판의 단부와 기설정된 기준점 사이의 거리를 측정하여 기판의 노치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 제어 유닛(360)은 기판을 회전시키면서 촬상 부재(352)에 의해 획득되는 기판의 단부를 포함하는 영상을 이용하여 기판의 단부와 기설정된 기준점 사이의 거리를 측정하고, 측정된 기판의 단부와 기설정된 기준점 사이의 거리가 기설정된 값 이상인 영역을 제1 노치 위치로 검출할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어 유닛(360)은 레이저 유닛(350)에서 검출된 제1 노치 위치 및 박막 측정 유닛(340)에서 검출된 제2 노치 위치를 이용하여, 레이저 유닛(350) 및 박막 측정 유닛(340) 사이의 각도 차이를 보상할 수 있다. 예를 들어, 제1 노치 위치 및 제2 노치 위치의 각도 차이가 180도인 경우, 레이저 유닛(350) 및 박막 측정 유닛(340) 사이의 각도 차이도 180인 것으로 판단할 수 있다. 즉, 박막 측정 유닛(340)에서 측정되는 박막 두께는 레이저 유닛(350)에서 레이저를 조사하는 위치와 180도 차이가 있는 것이므로, 레이저 유닛(350) 및 박막 측정 유닛(340)을 180도 차이만큼 보상할 수 있다. 이에 따라, 박막 측정 유닛(340)에서 측정되는 박막 두께에 대응되는 위치를 레이저 유닛(350)에 의해 레이저를 조사하여 기판의 에지 영역 상의 박막을 균일하게 식각할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 우선, 레이저 유닛을 기판의 단부에 정렬하고(S810), 레이저 유닛에서 제1 노치 위치를 검출한다(S820). 구체적으로, 촬상 부재에서 촬상된 영상에서 기설정된 기준점에 기판의 단부가 접하도록 레이저 유닛을 정렬할 수 있다.
이어서, 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬하고(S830), 박막 측정 유닛에서 제2 노치 위치를 검출한다(S840). 구체적으로, 박막 측정 유닛을 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 기판에서 반사되는 광량을 측정하고, 측정된 광량이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 기판의 단부로 판단하여 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬시킬 수 있다.
이어서, 제1 노치 위치 및 제2 노치 위치의 각도 차이를 이용하여 레이저 유닛 및 박막 측정 유닛 사이의 각도 차이를 보상한다(S850).
이어서, 박막 측정 유닛에서 측정되는 박막 두께에 기초하여 기판 상의 박막을 제거한다(S860).
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 자동으로 박막 측정 센서 및 레이저 노즐을 기판의 단부에 정렬하고 박막 측정 센서와 레이저 노즐의 위치 차이를 보상할 수 있으며, 이에 따라 박막 식각 공정의 오차를 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 기판 처리 설비 300: 기판 처리 장치
310: 지지 유닛 340: 박막 측정 유닛
350: 레이저 유닛 360: 제어 유닛

Claims (9)

  1. 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 기판 상에 형성된 박막의 두께를 측정하는 박막 측정 유닛;
    상기 박막 측정 유닛에서 측정되는 상기 박막의 두께에 기초하여 상기 기판 상의 박막을 제거하는 레이저 유닛; 및
    상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛을 각각 기판의 단부에 정렬하고, 상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛 사이의 각도 차이를 보상하여, 상기 박막의 두께에 기초한 박막 제거를 수행하는 제어 유닛;을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    레이저를 조사하는 레이저 부재;
    상기 레이저가 조사되는 영역을 촬상하는 촬상 부재; 및
    상기 촬상 부재의 촬상 방향 및 상기 레이저의 조사 방향을 동축으로 변경하는 반사 부재;를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 촬상 부재에서 촬상된 영상을 이용하여 상기 레이저가 상기 기판의 단부에 조사되도록 상기 레이저 유닛을 정렬하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 촬상 부재에서 촬상된 영상에서 기설정된 기준점에 상기 기판의 단부가 접하도록 상기 레이저 유닛을 정렬하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박막 측정 유닛은,
    기판에 광을 조사하는 조사 부재; 및
    기판에서 반사되는 광을 수광하여 기판에 형성된 박막의 두께를 측정하는 수광 부재;를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 박막 측정 유닛을 상기 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 상기 기판에서 반사되는 광량을 측정하여 상기 박막 측정 유닛을 정렬하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 기판에서 반사되는 광량이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 상기 기판의 단부로 판단하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 촬상 부재에서 촬상된 영상을 이용하여 제1 노치 위치를 검출하고, 상기 박막 측정 유닛에서 측정된 박막의 두께를 이용하여 제2 노치 위치를 검출한 후, 상기 제1 노치 위치 및 상기 제2 노치 위치의 각도 차이를 이용하여 상기 박막 측정 유닛 및 상기 레이저 유닛 사이의 각도 차이를 보상하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항의 기판 처리 장치에서 기판 상에 형성된 박막을 제거하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 레이저 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계;
    상기 레이저 유닛에서 제1 노치 위치를 검출하는 단계;
    상기 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계;
    상기 박막 측정 유닛에서 제2 노치 위치를 검출하는 단계;
    상기 제1 노치 위치 및 상기 제2 노치 위치의 각도 차이를 이용하여 상기 레이저 유닛 및 상기 박막 측정 유닛 사이의 각도 차이를 보상하는 단계; 및
    상기 박막 측정 유닛에서 측정되는 박막 두께에 기초하여 상기 레이저 유닛에 의해 상기 기판 상의 박막을 제거하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계는,
    상기 레이저 유닛에서 획득되는 영상에서 기설정된 기준점에 상기 기판의 단부가 접하도록 상기 레이저 유닛을 정렬하는 기판 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 박막 측정 유닛을 기판의 단부에 정렬하는 단계는,
    상기 박막 측정 유닛을 상기 기판의 외측에서 기판의 중심을 향하는 방향으로 이동시키면서 상기 기판에서 반사되는 광량을 측정하는 단계; 및
    상기 기판에서 반사되는 광량이 기설정된 값 이상인 경우 해당 지점을 상기 기판의 단부로 판단하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.


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