KR20200144164A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 회전하는 상기 기판으로 펄스 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 막질을 제거하되, 제거하고자 하는 상기 막질의 두께를 측정하고, 측정된 상기 막질의 두께 값에 근거하여 상기 펄스 레이저의 펄스 에너지를 선택할 수 있다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{Substrate processing method and substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판, 예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 플랫 패널 디스플레이 제조에 사용되는 것과 같은 유리 패널의 처리시 도포, 사진, 증착, 애싱, 식각, 그리고 이온 주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 기판에 대한 처리 공정이 수행되면서, 기판의 표면에는 경화된 박막이 코팅 또는 증착된다. 그리고, 기판의 기판의 가장자리, 즉, 기판의 에지(Edge)에서 생산 수율을 높이기 위하여 에지 비드 제거(Edge Bead Removal) 공정이 요구된다. 에지 비드 제거(Edge Bead Removal)공정은 기판의 에지 영역에서 원하지 않는 박막과 부착된 부산물 폴리머를 제거한다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치에서 에지 비드 제거 공정을 수행하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치(1)는 회전 척(2), 그리고 노즐(4)을 가진다. 회전 척(2)은 기판(W)을 지지 및 회전 시킨다. 노즐(4)은 기판(W)의 에지 영역에 케미칼(C)을 분사한다. 노즐(4)은 기판(W)의 상부 및 하부에 각각 제공되어 기판(W)의 상면 및 저면에 케미칼(C)을 분사한다. 분사된 케미칼(C)은 기판(W)의 에지 영역 상에 제공된 박막(F)을 제거한다. 그러나, 케미칼(C)을 분사하여 에지 비드 제거 공정을 수행하는 경우, 기판(W)의 에지 영역에서의 박막(F) 제거가 적절하게 수행되지 않는다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(W)의 에지 영역에서의 박막(F)은 기판(W)의 반경 방향으로 갈수록 하향 경사지게 제거될 수 있다. 이는, 기판(W)이 회전되는 상태에서 액상의 케미칼(C)이 공급되기 때문이다. 기판(W)의 에지 영역에서의 박막(F) 제거가 적절하게 수행되지 못하면 생산 공정의 수율을 떨어뜨린다. 또한, 공정 후 기판(W)의 표면에 핀 마크(Pin Mark)가 생성되어 추가적으로 오염될 위험이 있다.
본 발명은 기판 상의 막질 제거 효율이 높은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 펄스 레이저를 기판 상의 막질에 조사하여 막질 제거 효율을 높일 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 펄스 레이저를 기판 상의 막질에 조사하여 막질 제거 영역을 미세화 할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상의 막질의 두께 값에 따라 막질이 완전히 제거될 수 있도록 하여 기판 처리 효율을 높일 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상의 막질을 제거하면서, 오버 에치(Over etch)로 기판이 손상되거나, 언더 에치(Under etch)로 막질이 적절히 제거되지 않는 것을 최소화 할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 회전하는 상기 기판으로 펄스 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 막질을 제거하되, 제거하고자 하는 상기 막질의 두께를 측정하고, 측정된 상기 막질의 두께 값에 근거하여 상기 펄스 레이저의 펄스 에너지를 선택할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질의 두께 값에 따라 상기 막질이 완전히 제거되는 융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 펄스 에너지는 상기 융발 에너지에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질은, 제1막, 그리고 상기 제1막과 상이한 막질인 제2막을 포함하고, 상기 제1막과 상기 제2막은 서로 적층되며, 상기 제1막 제거시 상기 제1막의 두께 값에 따라 상기 제1막이 완전히 제거되는 제1융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택하고, 상기 제2막 제거시 상기 제2막의 두께 값에 따라 상기 제2막이 완전히 제거되는 제2융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1막 제거시 상기 제1융발 에너지에 대응하는 상기 펄스 에너지를 선택하고, 상기 제2막 제거시 상기 제2융발 에너지에 대응하는 상기 펄스 에너지를 선택할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 펄스 레이저의 출력 및/또는 반복률을 제어하여 상기 펄스 에너지를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 펄스 레이저가 조사되는 영역은 상기 기판의 에지 영역일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질의 두께를 측정하는 영역은 상기 기판의 에지 영역일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사는 순차적으로 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사는 동시에 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 내부 공간을 가지는 하우징과; 상기 내부 공간에서 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판 상의 막질을 제거하는 펄스 레이저를 조사하는 레이저 유닛과; 기판 상의 막질의 두께를 측정하는 측정 유닛과; 상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 기판 상의 막질을 제거하기 위한 처리 조건이 기록된 레시피 기억부와; 상기 처리 조건을 독출하고, 독출된 처리 조건에 근거하여 상기 펄스 레이저의 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하는 실행부를 포함하고, 상기 실행부는, 상기 측정 유닛이 측정한 상기 막질의 두께 값에 따라 상기 처리 조건을 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부로부터 독출된 상기 처리 조건에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 실행부는, 상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 막질의 두께 값에 따라 상기 막질이 완전히 제거되는 융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부에서 독출된 상기 융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 실행부는, 상기 펄스 에너지가 상기 융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 막질은, 제1막, 그리고 상기 제1막과 상이한 막질인 제2막을 포함하고, 상기 제1막과 상기 제2막은 서로 적층되며, 상기 실행부는, 상기 제1막 제거시 상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 제1막의 두께 값에 따라 상기 제1막이 완전히 제거되는 제1융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부가 독출한 상기 제1융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하고, 상기 제2막 제거시 상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 제2막의 두께 값에 따라 상기 제2막이 완전히 제거되는 제2융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부가 독출한 상기 제2융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 실행부는, 상기 제1막 제거시 상기 펄스 에너지가 상기 제1융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력하고, 상기 제2막 제거시 상기 펄스 에너지가 상기 제2융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 실행부는, 상기 펄스 레이저의 출력 및/또는 반복률을 제어하는 제어 신호를 출력하여 상기 펄스 에너지를 조절 할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 펄스 레이저가 기판의 에지 영역에 조사되도록 상기 레이저 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 막질의 두께를 측정하는 영역이 기판의 에지 영역이 되도록 상기 측정 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사가 순차적으로 수행되도록 상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사가 동시에 수행되도록 상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 레이저 유닛은, 상기 펄스 레이저를 조사하는 레이저 광원과; 기판의 에지 영역을 촬상하여, 상기 펄스 레이저의 조사 위치와 설정 위치 사이의 오프셋(Offset) 값을 측정하는 비전 부재와; 상기 오프셋 값에 기초하여 상기 조사 위치를 변경하는 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면 막질 제거 효율을 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면 복수의 단위 펄스 레이저를 기판 상의 막질에 조사하여 막질 제거 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면 막질 제거 영역을 미세화하고, 막질 제거 영역을 다양하게 변형할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 상의 막질의 두께 값에 따라 막질이 완전히 제거될 수 있도록 하여 기판 처리 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 상의 막질을 제거하면서, 오버 에치(Over etch)로 기판이 손상되거나, 언더 에치(Under etch)로 막질이 적절히 제거되지 않는 것을 최소화 할 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 일반적인 기판 처리 장치에서 에지 비드 제거 공정을 수행하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 'A'영역을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5은 도 4의 측정 유닛이 기판 상의 막질의 두께를 측정하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 레이저 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 레이저 유닛이 기판의 에지 영역을 촬상하는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4의 제어기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 처리 조건의 일 예를 도시하는 표이다.
도 10은 펄스 레이저의 펄스 에너지에 따라 기판 상의 막질이 제거되는 깊이가 변화되는 관계를 보여주는 표이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 12와 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면들이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면들이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면이다.
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 실시예를 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.
이하, 도 3 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 3을 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), 액 처리 챔버(260), 그리고 레이저 처리 챔버(280)를 포함한다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 액 처리 챔버(260)들과 레이저 처리 챔버(280)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 액 처리 챔버(260)들과 레이저 처리 챔버(260)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 액 처리 챔버(260)들이 제공된다. 액 처리 챔버 (260)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 액 처리 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 액 처리 챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 액 처리 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 액 처리 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 액 처리 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 액 처리 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 또한 레이저 처리 챔버(280)는 액 처리 챔버(260)와 유사한 방식으로 이송 챔버(240)의 타측에 배치될 수 있다. 상술한 바와 달리, 액 처리 챔버(260)와 레이저 처리 챔버(280)의 배치는 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 액 처리 챔버(260)들과 레이저 처리 챔버(280)들은 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 액 처리 챔버(260)와 레이저 처리 챔버(280)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 액 처리 챔버(260) 간에, 버퍼 유닛(220)과 레이저 처리 챔버(280) 간에, 액 처리 챔버(260)들 간에, 레이저 처리 챔버(280)들 간에, 그리고 액 처리 챔버(260)와 레이저 처리 챔버(280) 간에 기판(W)을 반송한다. 즉, 이송 챔버(240)는 기판을 반송하는 반송 유닛으로 제공된다. 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.
액 처리 챔버(260)는 기판(W)에 대해 처리액을 공급하여 액 처리하는 공정을 수행한다. 처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제일 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 케미칼은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다. 린스액은 순수(H20)일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA) 액일 수 있다.
액 처리 챔버(260)는 세정 공정을 수행할 수 있다. 액 처리 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 액 처리 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 액 처리 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 액 처리 챔버(260) 내에 기판 처리 장치들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 액 처리 챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 또한, 액 처리 챔버(260)는 사진, 애싱, 그리고 식각 등의 다양한 공정을 수행할 수도 있다.
레이저 처리 챔버(280)는 기판(W)에 레이저를 조사하여 기판을 처리하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 레이저 처리 챔버(280)에는 기판 처리 장치(300)가 제공될 수 있다. 기판 처리 장치(300)는 기판(W) 상에 레이저를 조사할 수 있다. 기판 처리 장치(300)는 기판(W)의 에지 영역에 레이저를 조사할 수 있다. 기판 처리 장치(300)는 기판(W)의 에지 영역에 레이저를 조사하여, 기판(W) 상의 막질을 제거하는 공정을 수행할 수 있다.
이하에는, 레이저 처리 챔버(280)에 제공되는 기판 처리 장치(300)에 대하여 상세히 설명한다. 도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 하우징(310), 지지 유닛(320), 측정 유닛(330), 레이저 유닛(400), 그리고 제어기(600)를 포함할 수 있다.
하우징(310)은 내부 공간(312)을 가진다. 내부 공간(312)은 기판(W)이 처리되는 공간으로 제공될 수 있다. 하우징(310)의 일측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구에는 도어(미도시)가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다. 도어는 기판 처리 공정이 진행되면, 개구를 차단하여 하우징(310)의 내부 공간(312)을 밀폐한다. 하우징(310)의 바닥면에는 배기구(314)가 형성된다. 배기구(314)는 배기 라인(316)과 연결된다. 이에, 내부 공간(312)에서 기판(W)이 처리되면서 발생되는 부산물을 기판 처리 장치(300)의 외부로 배기할 수 있다. 또한, 하우징(310)에는 내부 공간(312)으로 가스를 공급하는 가스 공급 라인(미도시)이 연결될 수 있다. 가스는 질소 등의 비활성 가스일 수 있다. 가스 공급 라인이 공급하는 가스는 내부 공간(312)에 기류를 제공할 수 있다. 내부 공간(312)에 제공되는 기류는 기판(W)이 처리되면서 발생되는 부산물을 더욱 효율적으로 배기할 수 있게 한다.
지지 유닛(320)은 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 지지 유닛(320)은 지지판(322), 그리고 회전축(326)을 포함할 수 있다. 지지판(322)은 기판을 지지한다. 지지판(322)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지판(322)은 상면이 저면보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(322)의 상면 및 저면을 잇는 측면은 중심축에 가까워질수록 하향 경사진 방향을 향할 수 있다. 지지판(322)의 상면은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 제공된다. 안착면은 기판(W)보다 작은 면적을 가진다. 일 예에 의하면, 안착면의 직경은 기판(W)의 반경보다 작을 수 있다. 안착면은 기판(W)의 중심 영역을 지지한다. 안착면에는 복수의 흡착홀(323)들이 형성된다. 흡착홀(323)은 안착면에 놓인 기판(W)을 감압하여 기판을 흡착시키는 홀 일 수 있다. 흡착홀(323)에는 진공 부재(325)가 연결된다. 진공 부재(325)는 흡착홀(323)을 감압하는 펌프일 수 있다. 그러나, 진공 부재(325)는 펌프인 것에 한정되는 것이 아니고, 흡착홀(323)에 감압을 제공하는 공지의 기재 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
회전축(326)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하는 통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(326)은 지지판(322)의 저면에 결합된다. 구동기(미도시)는 회전축(326)에 회전력을 전달한다. 회전축(326)은 구동기로부터 제공된 회전력에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지판(322)은 회전축(326)과 함께 회전 가능하다. 회전축(326)은 구동기에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동기는 모터일 수 있다. 그러나, 구동기는 모터인 것에 한정되는 것이 아니고, 회전축(326)에 회전력을 제공하는 공지의 기재 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 막질의 두께를 측정할 수 있다. 예컨대, 측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 에지 영역에 제공되는 막질(F)의 두께를 측정할 수 있다. 측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 막질(F)의 두께를 측정하고, 측정된 막질(F)의 두께 값을 후술하는 제어기(600)로 전달할 수 있다. 측정 유닛(330)은 지지 유닛(320)에 지지되는 기판(W)의 상부에 배치될 수 있다. 일 예로, 측정 유닛(330)은 지지 유닛(320)에 지지되는 기판(W)의 에지 영역 상부에 배치될 수 있다. 또한, 측정 유닛(330)이 제공되는 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 측정 유닛(330)은 수평 방향 및/또는 수직 방향으로 다양하게 위치가 변경될 수 있다.
도 5은 도 4의 측정 유닛이 기판 상의 막질의 두께를 측정하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 측정 유닛(330)은 기판(W)의 에지 영역 상부에 배치될 수 있다. 측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 에지 영역에 설정된 파장을 가지는 광을 조사할 수 있다. 측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 에지 영역에 조사된 광이 반사되는 정도에 근거하여 기판(W) 상의 막질(F)의 두께 값을 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(330)이 기판(W) 상의 에지 영역의 두께를 측정할 때 지지 유닛(320)은 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 이에, 측정 유닛(330)의 위치를 변경시키지 않더라도 기판(W)의 에지 영역 전체의 두께 값을 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(330)은 막질(F)의 두께 값과 더불어 막질(F)의 종류도 측정할 수 있다.
상술한 예에서는, 측정 유닛(330)이 설정된 파장을 가지는 광을 조사하여 기판(W) 상의 막질(F)의 두께 값을 측정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 측정 유닛(330)은 기판(W) 상의 막질(F)의 두께를 측정하는 공지의 기재 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
도 6은 도 4의 레이저 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 레이저 유닛(400)은 지지 유닛(320)에 지지된 기판(W) 상에 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 유닛(400)은 기판(W) 상에 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 레이저 유닛(400)은 기판(W) 상의 에지 영역에 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 유닛(400)이 조사하는 펄스 레이저는 기판(W)의 에지 영역에 제공된 막질(F)을 제거할 수 있다. 레이저 유닛(400)은 레이저 광원(410), 조절부(420), 그리고 비전 부재(430)를 포함할 수 있다.
레이저 광원(410)은 펄스 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 광원(410)은 기판(W)으로 조사되는 레이저(L)의 소스(Source)일 수 있다. 또한, 레이저 광원(410)은 펄스 레이저(L)의 파장을 다양하게 변경할 수 있다. 예컨대, 레이저 광원(410)은 펄스 레이저(L)가 150nm 내지 1200nm 범위의 파장을 가지도록 펄스 레이저(L) 파장을 변경할 수 있다. 펄스 레이저(L)가 150nm 이하의 파장을 가지는 경우 기판(W) 상의 막질(F) 뿐 아니라 기판(W)까지 식각되고, 1200nm 이상의 파장을 가지는 경우 기판(W) 상의 막질(F)이 제거되지 않기 때문이다.
또한, 레이저 광원(410)이 조사하는 펄스 레이저는 극 초단 펄스 레이저일 수 있다. 예컨대, 펄스 레이저는 그 펄스 폭이 수십 ns ~ 수백 fs인 레이저 일 수 있다. 극 초단 펄스 레이저가 비열-비접촉식 공정으로 기판(W) 상의 막질에 조사되면 막질에 즉각적인 융발(ablation) 현상이 발생될 수 있다. 이에, 기판(W)의 에지 영역에서 불필요한 부분에서의 막질 제거가 가능하다.
또한, 레이저 광원(410)은 펄스 레이저(L)의 형상을 변경할 수 있다. 예컨대, 레이저 광원(410)은 펄스 레이저(L)가 원 형상을 가지도록 변경할 수 있다. 또한, 레이저 광원(410)은 레이저 광원(410)에서 조사되는 펄스 레이저(L)가 사각 형상을 가지도록 변경할 수 있다. 사각 형상은 정사각형, 또는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 또한, 레이저 광원(410)은 펄스 레이저(L)가 모서리 부분이 라운드(Round)진 사각 형상을 가지도록 변경할 수 있다.
조절부(420)는 레이저 광원(410)에서 조사하는 펄스 레이저(L)의 조사 위치를 변경할 수 있다. 조절부(420)는 후술하는 비전 부재(430)가 측정하는 오프셋(Offset) 값에 근거하여 펄스 레이저(L)의 조사 위치를 변경할 수 있다. 조절부(420)는 바디(421), 광 반사부(422), 광 스플리터(423), 구동 기재(424), 그리고 조명부(425)를 포함할 수 있다.
바디(421) 내부에는 광 반사부(422)가 제공될 수 있다. 광 반사부(442)는 레이저 광원(410)에서 조사되는 펄스 레이저의 조사 방향을 변경할 수 있다. 예컨대, 광 반사부(422)는 레이저 광원(410)에서 조사되는 펄스 레이저의 조사 방향과 비전 부재(430)의 촬상 방향을 동축으로 변경할 수 있다. 또한, 광 반사부(422)는 복수로 제공되어 펄스 레이저의 조사 방향을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 예컨대, 광 반사부(422)는 제1광 반사부(422-1)와 제2광 반사부(422)를 포함할 수 있다. 제1광 반사부(422-1)는 레이저 광원(410)에서 조사되는 펄스 레이저를 전달 받을 수 있다. 제1광 반사부(422-1)가 전달받은 펄스 레이저는, 제1광 반사부(422-1)에 의해 반사되어 제2광 반사부(422-2)로 전달될 수 있다. 제2광 반사부(422-2)가 전달받은 펄스 레이저는, 제2광 반사부(422-2)에 의해 반사되어 기판(W) 상의 에지 영역으로 전달될 수 있다.
광 스플리터(423)는 특정 파장의 광을 투과시키고 다른 파장의 광은 반사시킬 수 있다. 일 예로, 광 스플리터(423)는 레이저 광원(410)에서 조사되는 펄스 레이저를 투과시켜 광 반사부(422)로 전달할 수 있다.
바디(421)의 하부에는 조명부(425)가 제공될 수 있다. 조명부(425)는 기판(W)의 에지 영역에 광(B)을 조사할 수 있다. 조명부(425)는 발광 다이오드(LED)로 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 광(B)을 조사하는 다양한 공지의 기재로 변형될 수 있다. 또한, 조명부(425)의 중앙에는 광(B)을 집적시키기 위한 렌즈(426)가 배치될 수 있다. 조명부(425)는 링 형상으로 제공되어, 렌즈(426)의 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다.
조명부(425)에서 조사하는 광(B)은 기판(W)과 충돌하여 반사될 수 있다. 기판(W)으로부터 반사된 광(B)은 광 반사부(422)로 전달될 수 있다. 광 반사부(422)로 전달된 광(B)은 광 스플리터(423)로 전달될 수 있다. 조명부(425)에서 조사하는 광(B)은 광 스플리터(423)에서 반사시키는 파장을 가질 수 있다. 이에, 광 스플리터(423)로 전달된 광은 비전 부재(430)로 전달될 수 있다.
도 7은 도 6의 레이저 유닛이 기판의 에지 영역을 촬상하는 영상(V)의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 비전 부재(430)는 조명부(425)에서 조사된 광(B)을 수광할 수 있다. 상술한 바와 같이, 조명부(425)에서 조사한 광(B)은, 광 반사부(422), 광 스플리터(423)에 순차적으로 전달될 수 있다. 광 스플리터(423)에 전달된 광(B)은 비전 부재(430)로 전달될 수 있다. 이에, 비전 부재(430)는 기판(W)의 에지 영역을 촬상할 수 있다. 또한, 비전 부재(430)는 조사 위치(P1)와 설정 위치(P2) 사이의 오프셋(Offset) 값을 측정할 수 있다. 조사 위치(P1)는 레이저 광원(410)이 조사한 펄스 레이저(L)가 조사될 위치이고, 설정 위치(P2)는 펄스 레이저(L)의 조사가 요구되는 위치를 의미한다. 즉, 비전 부재(430)는 조사 위치(P1)와 설정 위치(P2) 사이의 오프셋(Offset) 값을 측정하고, 측정된 오프셋(Offset) 값을 제어기(600)로 전달할 수 있다. 오프셋(Offset) 값이 제어기(600)로 전달되면, 제어기(600)는 구동 기재(424)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 제어 신호를 전달 받은 구동 기재(424)는 바디(421)의 위치를 이동시킬 수 있다. 또한, 제어 신호를 전달 받은 구동 기재(424)는 바디(421)의 기울기를 변화시킬 수 있다. 이에, 조사 위치(P1)와 설정 위치(P2)를 일치시킬 수 있다. 조사 위치(P1)와 설정 위치(P2)가 일치되면, 레이저 유닛(400)은 기판(W) 상으로 펄스 레이저(L)를 조사할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제어기(600)는 기판 처리 설비(10)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 액 처리 챔버(260)들 간에, 레이저 처리 챔버(280)들 간에, 액 처리 챔버(260)와 레이저 처리 챔버(280) 간에 기판(W)이 반송되는 것을 제어할 수 있다. 또한 제어기(600)는 기판 처리 장치(300)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 지지 유닛(320), 측정 유닛(330), 그리고 레이저 유닛(400)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 펄스 레이저가 기판 상의 에지 영역에 조사되도록 레이저 유닛(400)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 측정 유닛(330)이 기판의 에지 영역에 제공되는 막질의 두께를 측정하도록 측정 유닛(330)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 후술하는 막질 제거 방법 또는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(300)를 제어할 수 있다.
도 8은 도 4의 제어기(600)의 구성을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 제어기(600)는 레시피 기억부(610), 그리고 실행부(620)를 포함할 수 있다.
레시피 기억부(610)에는 도 9에 도시된 바와 같이 기판(W) 상의 막질(F)을 제거하기 위한 처리 조건이 기록되어 있을 수 있다. 예컨대, 레시피 기억부(610)에 기록된 처리 조건은 막질(F)의 종류, 그리고 막질(F)의 두께 값에 따른 융발 에너지의 크기 일 수 있다. 여기서, 융발 에너지는 막질(F)의 종류, 그리고 막질(F)의 두께 값에 따라 막질(F)이 완전히 제거되는데 요구되는 에너지를 의미할 수 있다. 일 예로, 기판(W) 상에 제공된 막질이 제1막(F1)이고 제1막(F1)의 두께가 제1두께(D1)인 경우, 제1막(F1)이 완전히 제거되는데 요구되는 융발 에너지는 제1-1융발 에너지(E11)일 수 있다. 또 다른 예로, 기판(W) 상에 제공된 막질이 제2막(F2)이고 제2막(F2)의 두께가 제3두께(D3)인 경우 제2막(F2)이 완전히 제거되는데 요구되는 융발에너지는 제2-3융발에너지(E23)일 수 있다. 또한, 레시피 기억부(610)에 기록된 융발 에너지 값은 다수의 실험에 기초하여 미리 레시피 기억부(610)에 기록된 처리 조건일 수 있다.
실행부(620)는 제어 신호를 출력할 수 있다. 실행부(620)가 출력하는 제어 신호는 기판 처리 장치(300)의 구성들을 제어할 수 있다. 또한, 실행부(620)는 레시피 기억부(610)에 기록된 처리 조건을 독출하고, 독출된 처리 조건에 근거하여 기판 처리 장치(300)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
이하에서는 실행부(620)가 제어 신호를 출력하는 일 예를 설명한다. 측정 유닛(330)이 기판(W) 상의 막질(F)의 종류, 막질(F)의 두께 값을 측정하면, 측정 값을 제어기(600)로 전달할 수 있다. 측정 유닛(330)이 측정한 측정 값이 제어기(600)로 전달되면, 실행부(620)는 레시피 기억부(610)에 기록된 처리 조건 중 적절한 처리 조건을 독출할 수 있다. 그리고, 실행부(620)는 처리 조건에 대응하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 일 예로, 측정 유닛(330)이 막질(F)의 종류를 제1막(F1)으로 측정하고, 제1막(F1)의 두께를 제1두께(D1)로 측정한 경우, 실행부(620)는 레시피 기억부(610)에 기록된 융발 에너지들 중 제1-1융발 에너지(E11)를 독출할 수 있다. 이후, 실행부(620)는 레이저 유닛(400)이 조사하는 펄스 레이저가 제1-1융발 에너지(E11)에 대응하는 펄스 에너지를 가지도록 레이저 유닛(400)을 제어할 수 있다. 실행부(620)가 제어 신호를 출력하는 것은 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)의 종류, 그리고 막질(F)의 두께에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
이하에는 실행부(620)가 출력하는 제어 신호에 의해 펄스 에너지를 제어하는 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 10은 펄스 레이저의 펄스 에너지에 따라 기판 상의 막질이 제거되는 깊이가 변화되는 관계를 보여주는 표이다. 도 10을 참조하면, 기판(W)으로 조사되는 펄스 레이저의 펄스 에너지가 커질 수록, 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)이 식각 되는 깊이가 커진다. 즉, 제거하고자 하는 막질(F)의 두께가 클수록 기판(W) 상에 조사되는 펄스 레이저의 펄스 에너지를 크게 해야한다.
펄스 에너지, 펄스 레이저의 출력, 그리고 단위 펄스 간의 반복률의 관계는 다음과 같다.
Figure pat00001
즉, 실행부(620)는 기판(W) 상에서 제거하고자 하는 막질(F)의 두께가 클수록, 펄스 에너지를 크게하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 예컨대, 펄스 레이저의 펄스 에너지를 크게 하고자 하는 경우, 실행부(620)는 펄스 레이저의 출력을 크게하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 펄스 레이저의 펄스 에너지를 크게 하고자 하는 경우, 펄스 레이저의 반복률을 작게하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 실행부(620)는 펄스 레이저의 출력 및 반복률을 제어하는 제어 신호를 출력하여 펄스 레이저의 펄스 에너지를 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판을 처리하는 방법에 대하여 상세히 설명한다. 기판을 처리하는 방법은 기판(W) 상의 에지 영역에 복수의 단위 펄스 레이저를 조사하여 기판(W) 상의 막질을 제거하는 방법일 수 있다. 기판(W) 상의 막질은 증착 공정으로 형성된 막질일 수 있다. 예컨대, 기판(W) 상의 막질은 TiN, SiN, SiO2, 텅스텐, 옥사이드 등일 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 막질을 제거하는 방법인 것에 한정되는 것은 아니고 레이저를 기판(W)에 조사하여 기판을 처리하는 다양한 처리 방법에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이고, 도 12와 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면들이다. 도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 막질 두께 측정 단계(S10), 레시피 독출 단계(S20), 그리고 레이저 조사 단계(S30)를 포함할 수 있다. 막질 두께 측정 단계(S10), 레시피 독출 단계(S20), 그리고 레이저 조사 단계(S30)는 순차적으로 수행될 수 있다.
막질 두께 측정 단계(S10)는 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)의 두께를 측정하는 단계이다. 예컨대, 막질 두께 측정 단계(S10)는 도 12에 도시된 바와 같이 측정 유닛(330)이 기판(W)의 에지 영역 상부에 위치될 수 있다. 두께 측정 단계(S10)에는 측정 유닛(330)이 기판(W) 상에 설정 파장을 가지는 광을 조사하여, 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)의 두께를 측정할 수 있다. 또한, 두께 측정 단계(S10)에는 지지 유닛(320)이 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 또한, 두께 측정 단계(S10)에는 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)의 종류도 검출할 수 있다.
레시피 독출 단계(S20)는 막질 두께 측정 단계(S10)에서 측정된 측정 값에 근거하여, 기판(W)을 처리하는데 적절한 처리 조건을 독출하는 단계이다. 예컨대, 레시피 독출 단계(S20)에는 막질 두께 측정 단계(S10)에서 측정한 막질(F)의 두께 값에 따라 막질(F)이 완전히 제거되는 융발 에너지에 대한 조건을 독출할 수 있다.
레이저 조사 단계(S30)는 레시피 독출 단계(S20)에서 독출된 처리 조건에 근거하여, 기판(W)으로 펄스 레이저를 조사하는 단계이다. 레이저 조사 단계(S30)에서는 레시피 독출 단계(S20)에서 독출한 융발 에너지에 근거하여 펄스 레이저의 펄스 에너지를 선택할 수 있다. 예컨대, 레이저 조사 단계(S30)에서는 레시피 독출 단계(S20)에서 독출한 융발 에너지에 대응하는 펄스 에너지를 선택할 수 있다. 또한, 레이저 조사 단계(S30)는 도 13에 도시된 바와 같이 레이저 유닛(400)이 기판(W)의 에지 영역 상부에 위치될 수 있다. 또한, 레이저 조사 단계(S30)에서는 기판(W)의 에지 영역에 레이저가 조사되는 동안, 지지 유닛(320)이 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 또한, 레이저 조사 단계(S30)에서는 기판(W)의 반경 방향을 따라 펄스 레이저(L)의 조사 위치를 변경할 수 있다. 이에, 기판(W)에서 막질(F)이 제거되는 가장자리 영역을 확장하거나 축소하는 등 변경할 수 있다.
일반적으로 기판의 가장자리 영역에 케미칼 등의 약액을 분사하여 막질을 제거하는 경우 막질 제거가 적절하게 이루어지 지지 못한다. 일 예로, 기판 상의 막질은 기판의 반경 방향을 따라 하향 경사지게 제거될 수 있다. 이는 막질을 제거하는 약액의 불균일한 선택비로 인한 것이다. 이와 같이 막질의 제거가 적절히 수행되지 못하는 경우 반도체 소자의 생산 수율을 떨어뜨린다. 또한, 기판 표면에 핀 마크(Pin Mark)등이 형성되어 추가적인 오염 가능성을 발생시킨다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)에 대하여 펄스 레이저를 조사하여 기판(W) 상의 막질을 제거한다. 이에 기판(W) 상의 막질의 즉각적인 융발이 발생하여 균일하고 높은 선택비로 막질을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 펄스 레이저를 이용하여 기판(W) 상의 막질을 제거하므로, 기판(W)에서 막질이 제거되는 영역을 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 기판(W)에서 막질이 제거되는 영역을 더욱 미세화 할 수 있다. 막질이 제거되는 영역을 다양하게 변경할 수 있고, 더욱 미세화하는 것은 최근 기판 에지에서 막질이 제거되는 영역을 축소하고자 하는 최근 추세에도 부합한다.
또한, 펄스 레이저를 조사하여 기판(W) 상의 막질(F)을 제거하는 경우, 오버 에치(Over Etch) 또는 언더 에치(Under Etch) 현상이 발생될 수 있다. 오버 에치(Over Etch) 현상은 막질(F)과 더불어 기판(W)이 식각되어 기판(W)이 손상되는 현상이다. 오버 에치(Over Etch) 현상은 펄스 레이저의 펄스 에너지가 융발 에너지를 초과하여 기판(W)으로 조사될 때 발생한다. 언더 에치(Under Etch) 현상은 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)이 완전히 제거되지 못하고, 기판(W) 상에 잔류하는 현상이다. 언더 에치(Under Etch) 현상은 펄스 레이저의 펄스 에너지가 융발 에너지보다 작은 크기로 기판(W)으로 조사될 때 발생한다. 즉, 오버 에치(Over Etch) 또는 언더 에치(Under Etch) 현상은 기판(W)을 손상시키거나, 기판(W) 처리 효율을 떨어뜨린다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)의 두께를 측정하고, 측정 값에 근거하여 펄스 레이저의 펄스 에너지를 선택한다. 즉, 펄스 에너지가 융발 에너지에 대응하는 에너지로 기판(W) 상에 조사되므로 오버 에치(Over Etch) 또는 언더 에치(Under Etch) 현상이 발생되는 것을 최소화 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시 예와 차이점을 중심으로 설명하고, 동일 또는 유사한 사항에 대하여는 설명을 생략한다. 도 14 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면들이다. 도 14 내지 도 16을 참조하면, 기판(W) 상에 제공되는 막질(F)은 제1막(F1), 그리고 제2막(F2)을 포함할 수 있다. 제1막(F1)과 제2막(F2)은 서로 상이한 막질일 수 있다. 또한, 제1막(F1)과 제2막(F2)은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 측정 유닛(330)은 기판(W)의 에지 영역에 광을 조사하여, 제1막(F1), 그리고 제2막(F2)의 두께 값을 측정할 수 있다. 또한, 측정 유닛(330)은 제1막(F1), 그리고 제2막(F2)의 종류를 검출할 수 있다. 측정 유닛(330)이 제1막(F1), 그리고 제2막(F2)에 대한 정보를 측정 또는 검출하면, 측정 유닛(330)은 측정 또는 검출한 정보를 제어기(600)로 전달할 수 있다. 제1막(F1) 제거시 제어기(600)는, 레이저 유닛(400)이 조사하는 펄스 레이저(L1)가 제1융발 에너지에 대응하는 펄스 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 제1융발 에너지는 제1막(F1)의 두께 값에 따라 제1막(F1)이 완전히 제거되는데 요구되는 에너지를 의미한다. 또한, 제2막(F2) 제거시 제어기(600)는, 레이저 유닛(400)이 조사하는 펄스 레이저(L2)가 제2융발 에너지에 대응하는 펄스 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 제2융발 에너지는 제2막(F2)의 두께 값에 따라 제2막(F2)이 완전히 제거되는데 요구되는 에너지를 의미한다. 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 기판(W) 상에 다양한 종류의 막질(F)이 제공되더라도, 각각의 막질(F)을 제거하는데 적절한 펄스 레이저를 조사할 수 있으므로 기판 처리 효율을 더욱 높일 수 있다.
상술한 예에서는, 막질 두께 측정 단계(S10), 레시피 독출 단계(S20), 그리고 레이저 조사 단계(S30)가 순차적으로 수행되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같이 막질 두께 측정 단계(S10), 레시피 독출 단계(S20), 그리고 레이저 조사 단계(S30)는 동시에 수행될 수 있다.
상술한 예에서는, 측정 유닛(330), 레이저 유닛(400)이 레이저 처리 챔버(280)에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 측정 유닛(330)과 레이저 유닛(400)은 액 처리 챔버(260)에 제공될 수 있다. 이 경우, 액 처리 챔버(260)에서는 기판(W)에 대한 액 처리와 레이저 처리를 함께 수행할 수 있어 기판 처리 설비(10)의 풋 프린드(Foot-print)를 최소화 할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
300 : 기판 처리 장치
310 : 하우징
320 : 지지 유닛
400 : 레이저 유닛
410 : 레이저 광원
420 : 조절부
430 : 비전 부재
S10 : 막질 두께 측정 단계
S20 : 레시피 독출 단계
S30 : 레이저 조사 단계

Claims (21)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 상기 기판으로 펄스 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 막질을 제거하되,
    제거하고자 하는 상기 막질의 두께를 측정하고, 측정된 상기 막질의 두께 값에 근거하여 상기 펄스 레이저의 펄스 에너지를 선택하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 막질의 두께 값에 따라 상기 막질이 완전히 제거되는 융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펄스 에너지는 상기 융발 에너지에 대응하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 막질은,
    제1막, 그리고 상기 제1막과 상이한 막질인 제2막을 포함하고,
    상기 제1막과 상기 제2막은 서로 적층되며,
    상기 제1막 제거시 상기 제1막의 두께 값에 따라 상기 제1막이 완전히 제거되는 제1융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택하고,
    상기 제2막 제거시 상기 제2막의 두께 값에 따라 상기 제2막이 완전히 제거되는 제2융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 선택하는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1막 제거시 상기 제1융발 에너지에 대응하는 상기 펄스 에너지를 선택하고,
    상기 제2막 제거시 상기 제2융발 에너지에 대응하는 상기 펄스 에너지를 선택하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저의 출력 및/또는 반복률을 제어하여 상기 펄스 에너지를 조절하는 기판 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저가 조사되는 영역은 상기 기판의 에지 영역인 기판 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막질의 두께를 측정하는 영역은 상기 기판의 에지 영역인 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사는 순차적으로 수행되는 기판 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사는 동시에 수행되는 기판 처리 방법.
  11. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 하우징과;
    상기 내부 공간에서 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판 상의 막질을 제거하는 펄스 레이저를 조사하는 레이저 유닛과;
    기판 상의 막질의 두께를 측정하는 측정 유닛과;
    상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    기판 상의 막질을 제거하기 위한 처리 조건이 기록된 레시피 기억부와;
    상기 처리 조건을 독출하고, 독출된 처리 조건에 근거하여 상기 펄스 레이저의 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하는 실행부를 포함하고,
    상기 실행부는,
    상기 측정 유닛이 측정한 상기 막질의 두께 값에 따라 상기 처리 조건을 상기 레시피 기억부로부터 독출하고,
    상기 레시피 기억부로부터 독출된 상기 처리 조건에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 실행부는,
    상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 막질의 두께 값에 따라 상기 막질이 완전히 제거되는 융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고,
    상기 레시피 기억부에서 독출된 상기 융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 실행부는,
    상기 펄스 에너지가 상기 융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력하는 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 막질은,
    제1막, 그리고 상기 제1막과 상이한 막질인 제2막을 포함하고,
    상기 제1막과 상기 제2막은 서로 적층되며,
    상기 실행부는,
    상기 제1막 제거시 상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 제1막의 두께 값에 따라 상기 제1막이 완전히 제거되는 제1융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부가 독출한 상기 제1융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 제2막 제거시 상기 처리 조건 중 상기 측정 유닛이 측정한 상기 제2막의 두께 값에 따라 상기 제2막이 완전히 제거되는 제2융발 에너지를 상기 레시피 기억부로부터 독출하고, 상기 레시피 기억부가 독출한 상기 제2융발 에너지에 근거하여 상기 펄스 에너지를 제어하는 제어 신호를 출력하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 실행부는,
    상기 제1막 제거시 상기 펄스 에너지가 상기 제1융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력하고,
    상기 제2막 제거시 상기 펄스 에너지가 상기 제2융발 에너지에 대응하는 에너지를 가지도록 제어 신호를 출력하는 기판 처리 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실행부는,
    상기 펄스 레이저의 출력 및/또는 반복률을 제어하는 제어 신호를 출력하여 상기 펄스 에너지를 조절하는 기판 처리 장치.
  17. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 펄스 레이저가 기판의 에지 영역에 조사되도록 상기 레이저 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  18. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 막질의 두께를 측정하는 영역이 기판의 에지 영역이 되도록 상기 측정 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  19. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사가 순차적으로 수행되도록 상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  20. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 막질의 두께 측정과 상기 펄스 레이저의 조사가 동시에 수행되도록 상기 레이저 유닛과 상기 측정 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  21. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 펄스 레이저를 조사하는 레이저 광원과;
    기판의 에지 영역을 촬상하여, 상기 펄스 레이저의 조사 위치와 설정 위치 사이의 오프셋(Offset) 값을 측정하는 비전 부재와;
    상기 오프셋 값에 기초하여 상기 조사 위치를 변경하는 조절부를 포함하는 기판 처리 장치.
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