KR20230080770A

KR20230080770A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20230080770A
Application number: KR1020210168235A
Authority: KR
Inventors: 최기훈; 정인기; 양효원; 류상현; 박영호; 김태희
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-06-07
Also published as: CN116414008A; US20230168586A1

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 후처리를 수행하는 후처리 유닛 및 상기 기판 상에 공급된 액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 모니터링 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR PROCESSING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 사진 공정은 노광 공정을 포함한다. 노광 공정은 웨이퍼 상에 부착된 반도체 집적 재료를 원하는 패턴으로 깎아 내기 위한 사전 작업이다. 노광 공정은 식각을 위한 패턴을 형성, 그리고 이온 주입을 위한 패턴의 형성 등 다양한 목적을 가질 수 있다. 노광 공정은 일종의 ‘틀’인 마스크(Mask)를 이용하여, 웨이퍼 상에 빛으로 패턴을 그려 넣는다. 웨이퍼 상의 반도체 집적 재료, 예컨대 웨이퍼 상의 레지스트에 빛이 노출되면, 빛과 마스크에 의해서 패턴에 맞게 레지스트의 화학적 성질이 변화한다. 패턴에 맞게 화학적 성질이 변화한 레지스트에 현상액이 공급되면 웨이퍼 상에는 패턴이 형성된다.

노광 공정을 정밀하게 수행하기 위해서는 마스크에 형성된 패턴이 정밀하게 제작되어야 한다. 패턴이 요구되는 공정 조건에 만족하게 형성되었는지 여부를 확인해야 한다. 하나의 마스크에는 많은 수의 패턴이 형성되어 있다. 이에, 작업자가 하나의 마스크를 검사하기 위해 많은 수의 패턴을 모두 검사하는 것은 많은 시간이 소요된다. 이에, 복수의 패턴을 포함하는 하나의 패턴 그룹을 대표할 수 있는 모니터링 패턴을 마스크에 형성한다. 또한, 복수의 패턴 그룹을 대표할 수 있는 앵커 패턴을 마스크에 형성한다. 작업자는 모니터링 패턴의 검사를 통해 하나의 패턴 그룹이 포함하는 패턴들의 양불을 추정할 수 있다. 또한, 작업자는 앵커 패턴의 검사를 통해 마스크에 형성된 패턴들의 양불을 추정할 수 있다.

또한, 마스크의 검사 정확도를 높이기 위해서는 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭이 서로 동일한 것이 바람직하다. 마스크에 형성된 패턴들의 선폭을 정밀하게 보정하기 위한 선폭 보정 공정이 추가로 수행된다.

도 1은 마스크 제작 공정 중 선폭 보정 공정이 수행되기 전 마스크의 모니터링 패턴의 제1선폭(CDP1) 및 앵커 패턴의 제2선폭(CDP2)에 관한 정규 분포를 보여준다. 또한, 제1선폭(CDP1) 및 제2선폭(CDP2)은 목표하는 선폭보다 작은 크기를 가진다. 선폭 보정 공정이 수행되기 전 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭(CD : Critical Dimension)에 의도적으로 편차를 둔다. 그리고, 선폭 보정 공정에서 앵커 패턴을 추가 식각 함으로써, 이 둘 패턴의 선폭을 동일하게 한다. 앵커 패턴을 추가적으로 식각하는 과정에서 앵커 패턴이 모니터링 패턴보다 과식각되는 경우, 모니터링 패턴과 앵커 패턴의 선폭의 차이가 발생하여 마스크에 형성된 패턴들의 선폭을 정밀하게 보정할 수 없다. 앵커 패턴을 추가적으로 식각할 때, 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각이 수반되어야 한다.

앵커 패턴에 대한 식각을 수행하는 공정에서는 웨이퍼에 처리액을 공급하고, 처리액이 공급된 웨이퍼에 형성된 앵커 패턴을 레이저 광을 이용하여 가열한다. 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각이 수반되기 위해서는 웨이퍼 상에 공급된 처리액이 균일한 액막을 형성해야 한다. 웨이퍼에 형성된 액막은 일정 두께 이상으로 형성되어야 한다. 예컨대, 웨이퍼에 형성된 액막은 웨이퍼에 형성된 패턴들의 높이보다 높게 형성되어야 한다.

웨이퍼의 영역 중 일정 두께 미만의 액막이 형성된 영역에 대한 레이저 광을 조사하여 가열 처리하는 경우, 액막이 존재하지 않는 부분에도 가열 처리가 진행되어 웨이퍼에 형성된 패턴의 손상을 발생시킨다. 또한, 웨이퍼 상에 일정 두께 이상으로 균일한 액막이 형성되었더라도, 액막으로 진동이 전달되는 경우 액막 내에 경계면이 형성되어 액막이 깨질 위험이 있다. 이에, 액막이 균일하게 형성되지 못해 액막이 형성된 웨이퍼로 레이저 광을 조사할 때, 레이저 광의 굴절각의 변화가 야기되어 식각 정밀도를 떨어뜨린다.

본 발명은 기판에 대한 정밀한 식각을 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판에 형성된 액막의 상태를 모니터링 할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판에 균일한 액막을 형성할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛이 감지하는 상기 액막의 상태에 따라, 상기 기판 처리 장치의 구동을 정지시키는 대기 명령, 또는 기판 상에 액을 공급하는 보액 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시키는 제어기를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 액막의 표면에서 상기 액의 유동을 감지하여, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 진동을 검출하는 비전 부재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 비전 부재는 상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하고, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 깨짐을 더 검출할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 비전 부재가 상기 액막의 진동을 검출하면, 상기 지지 유닛의 회전과 상기 액 공급 유닛의 상기 액 공급을 설정 시간 동안 중지하도록 상기 지지 유닛과 상기 액 공급 유닛에 상기 대기 명령 신호를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 비전 부재가 상기 액막의 경계면을 검출하면, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 설정 시간 동안 상기 액을 공급하도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면으로부터 설정 높이까지 상기 액을 공급하고, 상기 모니터링 유닛은 상기 설정 높이와 대응되는 높이에 배치되어, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 두께를 검출하는 상부 광 센서 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면과 상기 설정 높이의 사이에 배치되어, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 형성 유무를 검출하는 하부 광 센서를 포함하되, 상기 제어기는 상기 상부 광 센서가 검출한 상기 액막의 두께가 상기 설정 높이보다 아래에 있는 경우, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 상기 액을 공급하여 상기 설정 높이까지 상기 액막의 두께가 형성되도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 지지 유닛의 내부에 설치되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 공급된 상기 액의 무게를 감지하는 무게 측정 부재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 후처리 유닛은 상기 액이 공급된 기판을 가열하는 가열 유닛일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가열 유닛은 상기 액이 공급된 기판으로 레이저 광을 조사하는 조사 모듈일 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 셀들을 가지는 마스크를 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성된 마스크를 지지하고 회전시키는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛, 상기 액이 공급된 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 레이저 광을 조사하는 조사 모듈, 상기 마스크 상에 공급된 액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 모니터링 유닛 및 제어기를 포함하되, 상기 모니터링 유닛은 상기 액막의 표면에서 상기 액의 유동을 감지하여, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 진동을 검출하는 비전 부재를 포함하고, 상기 제어기는 상기 모니터링 유닛이 감지하는 상기 액막의 상태에 따라, 상기 기판 처리 장치의 구동을 정지시키는 대기 명령, 또는 상기 마스크 상에 액을 공급하는 보액 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 비전 부재는 상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하고, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 깨짐을 더 검출하고, 상기 제어기는 상기 비전 부재가 상기 액막의 경계면을 검출하면, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 설정 시간 동안 상기 액을 공급하도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 기판으로 처리액을 공급하는 액 처리 단계, 기판 상에 공급된 상기 처리액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 액막 검사 단계 및 상기 액막 검사 단계 이후, 상기 액막이 형성된 기판에 대해 후처리를 수행하는 후처리 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액막 검사 단계에서는 상기 액막의 표면에서 상기 처리액의 유동을 감지하여 상기 액막의 진동을 검출하고, 상기 액막의 진동이 검출되면 기판으로 상기 처리액의 공급을 설정 시간 동안 중지할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액막 검사 단계에서는 상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하여 상기 액막의 깨짐을 검출하고, 상기 액막의 깨짐이 검출되면 기판으로 상기 처리액을 설정 시간 동안 더 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액막 검사 단계에서는 상기 액막을 형성할 수 있는 최소 두께와 대응되는 높이에 설치된 하부 광 센서로부터 상기 액막의 형성 유무를 검출할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액 처리 단계는 상기 처리액을 기판의 상면으로부터 설정 높이까지 공급하고, 상기 액막 검사 단계에서는 상기 설정 높이와 대응되는 높이에 설치된 상부 광 센서로부터 상기 설정 높이까지 공급된 상기 처리액이 형성한 상기 액막의 두께를 검출하고, 상기 검출된 상기 액막의 두께가 상기 설정 높이보다 아래에 위치하면, 기판으로 상기 처리액을 설정 시간 동안 더 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 액막 검사 단계에서는 기판으로 공급된 상기 처리액의 무게를 측정하고, 측정된 상기 처리액의 무게로부터 상기 액막의 상태를 검측할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 기판은 복수의 셀들을 가지고, 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성되되, 상기 후처리 단계에서는 상기 처리액이 공급된 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 레이저 광을 조사할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 대한 정밀한 식각을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 형성된 액막의 상태를 모니터링 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 균일한 액막을 형성할 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 모니터링 패턴의 선폭 및 앵커 패턴의 선폭에 관한 정규 분포를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 후처리 유닛을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 후처리 유닛을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4의 홈 포트의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 홈 포트와 검측 부재를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 11은 도 10의 위치 정보 획득 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 액 처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 10의 액막 검사 단계의 일 실시예를 보여주는 플로우 차트이다.
도 14는 도 13의 액막 검사 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 15는 도 10의 후처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 16은 도 10의 린스 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 17은 도 10의 액막 검사 단계의 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다.
도 18은 도 2의 액 처리 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 19는 도 18의 액 처리 챔버에서 액막 검사 단계를 수행하는 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다.
도 20은 도 19의 액막 검사 단계에서 액막의 두께를 판정하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 21은 도 19의 액막 검사 단계에서 액막의 두께가 비정상 상태에 있는 것으로 판정하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 22는 도 21에서 액막의 두께가 비정상 상태에 있는 것으로 판정되어 보액 명령을 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 23은 도 2의 액 처리 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 24는 도 23의 액 처리 챔버에서 액막 검사 단계를 수행하는 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 도 2 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10, Index Module), 처리 모듈(20, Treating Module), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상부에서 바라볼 때 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치될 수 있다.

이하에서는, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(X)이라 정의하고, 정면에서 바라볼 때, 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 정의하고, 제1방향(X)과 제2방향(Y)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 정의한다.

인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(C)로부터 기판(M)을 처리하는 처리 모듈(20)로 기판(M)을 반송한다. 또한, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 완료된 기판(M)을 용기(C)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(Y)으로 형성될 수 있다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 가질 수 있다.

로드 포트(12)에는 기판(M)이 수납된 용기(C)가 안착된다. 로드 포트(12)는 인덱스 프레임(14)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치할 수 있다. 로드 포트(12)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 로드 포트(12)들은 제2방향(Y)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 로드 포트(12)의 개수는 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.

용기(C)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(12)에 놓일 수 있다.

인덱스 프레임(14)은 기판(M)을 반송하는 반송 공간을 제공한다. 인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)과 인덱스 레일(124)이 제공된다. 인덱스 로봇(120)은 기판(M)을 반송한다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 모듈(10)과 후술하는 버퍼 유닛(200) 간에 기판(M)을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 핸드(122)를 포함한다. 인덱스 핸드(122)에는 기판(M)이 놓일 수 있다. 인덱스 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들 각각은 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.

인덱스 레일(124)은 인덱스 프레임(14) 내에 제공된다. 인덱스 레일(124)은 그 길이 방향이 제2방향(Y)을 따라 제공된다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124) 상에서 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다.

제어기(30)는 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.

제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 액 처리 챔버(400)에 제공되는 구성들을 제어할 수 있다.

처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 프레임(300), 그리고 액 처리 챔버(400)를 포함할 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(M)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(M)이 일시적으로 머무는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(M) 상에 액을 공급하여 기판(M)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 건조 챔버(500)는 액 처리가 완료된 기판(M)을 건조하는 건조 공정을 수행한다.

버퍼 유닛(200)은 인덱스 프레임(14)과 반송 프레임(300) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 프레임(300)의 일단에 위치할 수 있다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 기판(M)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(Z)을 따라 이격될 수 있다.

버퍼 유닛(200)은 전면(Front Face)과 후면(Rear Face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 프레임(300)과 마주는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 후술하는 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.

반송 프레임(300)은 그 길이 방향이 제1방향(X)으로 제공될 수 있다. 반송 프레임(300)의 양 측에는 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)가 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 반송 프레임(300)의 측부에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 액 처리 챔버(400)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 건조 챔버(500)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 프레임(300)의 양 측에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(X) 및 제3방향(Z)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)의 배열로 제공될 수 있다.

반송 프레임(300)은 반송 로봇(320)과 반송 레일(324)을 가진다. 반송 로봇(320)은 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 기판(M)이 놓이는 반송 핸드(322)를 포함한다. 반송 핸드(322)에는 기판(M)이 놓일 수 있다. 반송 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.

반송 레일(324)은 반송 프레임(300) 내에서 반송 프레임(300)의 길이 방향을 따라 제공될 수 있다. 일 예로, 반송 레일(324)의 길이 방향은 제1방향(X)을 따라 제공될 수 있다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)에 대하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 그리고 포토 마스크 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 의한 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크(Photo Mask)일 수 있다.

기판(M)은 사각의 형상을 가질 수 있다. 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크일 수 있다. 기판(M) 상에는 적어도 하나 이상의 기준 마크(AK)가 표시되어 있을 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 모서리 영역 각각에 복수 개가 형성될 수 있다. 기준 마크(AK)는 얼라인 키(Align Key)라 불리는 기판(M) 정렬시 사용되는 마크일 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 위치 정보를 도출하는데 이용되는 마크일 수 있다. 예컨대, 후술하는 촬상 유닛(4540)은 기준 마크(AK)를 촬영하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 기준 마크(AK)를 포함하는 이미지를 분석하여 기판(M)의 정확한 위치를 검출할 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M) 반송시 기판(M)의 위치를 파악하는데 사용될 수 있다.

기판(M) 상에는 셀(CE)이 형성될 수 있다. 셀(CE)은 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 셀(CE)은 복수 개 형성될 수 있다. 각각의 셀(CE)에는 복수의 패턴이 형성될 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들은 하나의 패턴 그룹으로 정의될 수 있다. 셀(CE)에 형성되는 패턴은 노광 패턴(EP)과 제1패턴(P1)을 포함할 수 있다.

노광 패턴(EP)은 기판(M) 상에 실제 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 제1패턴(P1)은 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 또한, 셀(CE)이 복수로 제공되는 경우 제1패턴(P1)은 복수로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수 개의 셀(CE) 각각에는 제1패턴(P1)이 각각 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀(CE)에 복수의 제1패턴(P1)이 형성될 수도 있다. 제1패턴(P1)은 각각의 노광 패턴(EP)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다. 제1패턴(P1)은 모니터링 패턴이라 불릴 수 있다. 복수 개의 제1패턴(P1)들의 선폭의 평균 값은 선폭 모니터링 매크로(Critical Dimension Monitoring Macro;CDMM)라 불릴 수 있다.

작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)을 검사하는 경우, 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불 여부를 추정할 수 있다. 이에, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 상술한 예와 달리, 제1패턴(P1)은 실제 노광 공정에 참여하는 노광 패턴(EP)들 중 어느 하나의 패턴일 수 있다. 선택적으로, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴이고, 동시에 실제 노광에 참여하는 노광 패턴일 수도 있다.

제2패턴(P2)은 기판(M) 전체에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 각 제1패턴(P1)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다.

작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 제2패턴(P2)을 검사하는 경우, 하나의 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불 여부를 추정할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 제2패턴(P2)은 실제 노광 공정에는 참여하지 않는 검사용 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 노광 장치의 공정 조건을 세팅하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor Pattern)이라 불릴 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 액 처리 챔버(400)에 대해 상세히 설명한다. 또한, 이하에서는, 액 처리 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정이 노광 공정 용 마스크 제작 과정 중 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction) 공정을 수행하는 것을 예로 들어 설명한다.

액 처리 챔버(400)에 반입되어 처리되는 기판(M)은 전 처리가 수행된 기판(M)일 수 있다. 액 처리 챔버(400)에 반입되는 기판(M)의 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭은 서로 상이할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1패턴(P1)의 선폭은 제2패턴(P2)의 선폭보다 상대적으로 클 수 있다. 예컨대, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭(예컨대, 69nm)을 가지고, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭(예컨대, 68.5nm)을 가질 수 있다.

도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 후처리 유닛(450), 모니터링 유닛(460), 그리고 홈 포트(490)를 포함할 수 있다.

하우징(410)은 내부 공간을 가진다. 내부 공간에는 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 후처리 유닛(450), 모니터링 유닛(460), 그리고 홈 포트(490)가 제공될 수 있다. 하우징(410)에는 기판(M)이 반출입 될 수 있는 반출입구(미도시)가 형성될 수 있다. 하우징(410)의 내벽면은 액 공급 유닛(440)이 공급하는 케미칼에 대해 내부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다.

하우징(410)의 바닥면에는 배기 홀(414)이 형성될 수 있다. 배기 홀(414)은 내부 공간를 배기할 수 있는 펌프와 같은 배기 부재와 연결될 수 있다. 내부 공간에서 발생될 수 있는 흄(Fume) 등은 배기 홀(414)을 통해 하우징(410)의 외부로 배기될 수 있다.

지지 유닛(420)은 기판(M)을 지지한다. 지지 유닛(420)은 후술하는 처리 용기(430)가 제공하는 처리 공간에서 기판(M)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 몸체(421), 지지핀(422), 지지축(426), 그리고 구동 부재(427)를 포함할 수 있다.

몸체(421)는 판 형상으로 제공될 수 있다. 몸체(421)는 일정한 두께를 가지는 판 형상을 가질 수 있다. 몸체(421)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가질 수 있다. 몸체(421)의 상부면은 기판(M)보다 상대적으로 큰 면적을 가질 수 있다. 몸체(421)에는 지지핀(422)이 결합될 수 있다.

지지핀(422)은 기판(M)을 지지한다. 지지핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 지지핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 기판(M)의 모서리 영역과 대응하는 부분이 아래로 만입된 형상을 가질 수 있다. 지지핀(422)은 제1면과 제2면을 가질 수 있다. 예컨대, 제1면은 기판(M)의 모서리 영역의 하부를 지지할 수 있다. 제2면은 기판(M)의 모서리 영역의 측부와 마주할 수 있다. 이에, 기판(M)이 회전되는 경우, 기판(M)은 제2면에 의해 측 방향으로의 움직임이 제한될 수 있다.

지지핀(422)은 적어도 하나 이상으로 제공된다. 예컨대, 지지핀(422)은 복수 개 제공될 수 있다. 지지핀(422)은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역의 개수에 대응하는 수로 제공될 수 있다. 지지핀(422)은 기판(M)을 지지하여 기판(M)의 하면과 몸체(421)의 상면을 서로 이격시킬 수 있다.

지지축(426)은 몸체(421)와 결합한다. 지지축(426)은 몸체(421)의 하부에 위치한다. 지지축(426)은 중공 축일 수 있다. 중공 축 내부에는 유체 공급 라인(428)이 형성될 수 있다. 유체 공급 라인(428)은 기판(M)의 하부로 처리 유체 또는/및 처리 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 처리 유체는 케미칼 또는 린스액을 포함할 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 린스 액은 순수일 수 있다. 예컨대, 처리 가스는 비활성 가스일 수 있다. 처리 가스는 기판(M)의 하부를 건조시킬 수 있다. 다만, 상술한 예와 달리, 지지축(426) 내부에 유체 공급 라인(428)이 제공되지 않을 수도 있다.

지지축(426)은 구동 부재(427)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 지지축(426)은 구동 부재(427)에 의해 회전될 수 있다. 구동 부재(427)는 중공 모터일 수 있다. 구동 부재(427)가 지지축(426)을 회전시키면, 지지축(426)에 결합된 몸체(421)가 회전할 수 있다. 기판(M)은 지지핀(422)을 매개로 몸체(421)의 회전과 함께 회전될 수 있다.

처리 용기(430)는 처리 공간을 가진다. 처리 용기(430)는 기판(M)이 처리되는 처리 공간을 가진다. 일 예에 의하면, 처리 용기(430)는 상부가 개방된 처리 공간을 가질 수 있다. 처리 용기(430)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 기판(M)은 처리 공간 내에서 액 처리 및 가열 처리될 수 있다. 처리 용기(430)는 기판(M)으로 공급되는 처리액이 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 후처리 유닛(450)으로 비산되는 것을 방지할 수 있다.

처리 용기(430)는 바닥부(433), 수직부(434), 그리고 경사부(435)를 포함할 수 있다. 바닥부(433)에는 상부에서 바라볼 때, 지지 축(426)이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 바닥부(433)에는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 처리액을 외부로 배출할 수 있는 배출 홀(434)이 형성될 수 있다. 수직부(434)는 바닥부(433)로부터 제3방향(Z)을 따라 위 방향으로 연장될 수 있다. 경사부(435)는 수직부(434)로부터 경사지게 연장될 수 있다. 예컨대, 경사부(435)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 향할수록 지면에 대해 상향 경사지게 연장될 수 있다.

처리 용기(430)는 승강 부재(436)와 결합한다. 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 제3방향(Z)을 따라 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 상하 방향으로 이동시키는 구동 장치일 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)에 대한 액 처리 및/또는 후처리가 수행되는 동안에 처리 용기(430)를 위 방향으로 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 후술하는 모니터링 유닛(460)이 기판(M)에 대한 액막 상태를 검사하는 동안에 처리 용기(430)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 승강 부재(436)는 기판(M)이 내부 공간(412)에 반입되는 경우와 기판(M)이 내부 공간(412)으로부터 반출되는 경우에 처리 용기(430)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다.

액 공급 유닛(440)은 기판(M) 상에 액을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(440)은 기판(M)을 액 처리하는 처리액을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다. 일 예로, 액 공급 유닛(440)은 복수의 셀(CE)들 내에 형성된 제1패턴(P1)과 셀들(CE)이 형성된 영역의 외부에 제2패턴(P2)이 형성된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다.

처리액은 식각액 또는 린스액으로 제공될 수 있다. 식각액은 케미칼일 수 있다. 식각액은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 식각 할 수 있다. 식각액은 에천트(Etchant)로 불릴 수도 있다. 에천트는 암모니아, 물, 그리고 첨가제가 혼합된 혼합액과 과산화수소를 포함하는 액일 수 있다. 린스액은 기판(M)을 세정할 수 있다. 린스액은 공지된 약액으로 제공될 수 있다.

도 5를 참조하면, 액 공급 유닛(440)은 노즐(441), 고정 몸체(442), 회전 축(443), 그리고 회전 부재(444)를 포함할 수 있다. 노즐(411)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다. 노즐(411)의 일단은 고정 몸체(442)에 연결되고, 노즐(411)의 타단은 고정 몸체(442)로부터 기판(M)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 노즐(411)은 고정 몸체(442)로부터 제1방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 노즐(411)의 타단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 절곡되어 연장될 수 있다.

노즐(411)은 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c)을 포함할 수 있다. 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 어느 하나는 상술한 처리액 중 케미칼을 공급할 수 있다. 또한, 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 다른 하나는 상술한 처리액 중 린스액을 공급할 수 있다. 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 또 다른 하나는 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 어느 하나가 공급하는 케미칼과 상이한 종류의 케미칼을 공급할 수 있다.

몸체(442)는 노즐(441)을 고정 지지할 수 있다. 몸체(442)는 회전 부재(444)에 의해 제3방향(Z)을 기준으로 회전되는 회전축(443)과 연결될 수 있다. 회전 부재(444)가 회전축(443)을 회전시키면, 몸체(442)는 제3방향(Z)을 축으로 회전될 수 있다. 이에, 노즐(441)의 토출구는 기판(M)으로 처리액을 공급하는 위치인 액 공급 위치, 그리고 기판(M)으로 처리 액을 공급하지 않는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.

도 6은 도 4의 후처리 유닛을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 후처리 유닛을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 후처리 유닛(450)은 기판(M)에 대해 후처리를 수행할 수 있다. 후처리 유닛(450)은 처리액이 공급된 기판(M)을 후처리 할 수 있다. 예컨대, 후처리 유닛(450)은 액 공급 유닛(440)에 의해 기판(M) 상에 액이 공급된 이후, 액막이 형성된 기판(M)에 대해 후처리를 수행할 수 있다. 후처리 유닛(450)이 수행하는 후처리는 가열 처리일 수 있다. 예컨대, 후처리 유닛(450)이 수행하는 후처리는 액막이 형성된 기판(M)에 레이저 광을 조사하여 기판(M)의 특정 영역에 대한 가열 처리일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리 유닛(450)은 기판(M)을 가열하는 가열 유닛일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 유닛은 레이저 광을 조사하는 조사 모듈일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리 유닛(450)이 조사 모듈인 경우를 예로 들어 설명한다.

조사 모듈(450)은 기판(M)에 대해 가열 처리를 수행할 수 있다. 조사 모듈(450)은 기판(M)에 대해 광을 조사할 수 있다. 예컨대, 또한, 조사 모듈(450)은 기판(M)을 가열 처리하는 이미지 또는/및 영상을 촬상 할 수 있다. 조사 모듈(450)은 하우징(4510), 이동 유닛(4520), 레이저 유닛(4530), 그리고 촬상 유닛(4540)을 포함할 수 있다.

하우징(4510)은 내부에 설치 공간을 갖는다. 하우징(4510)의 설치 공간에는 레이저 유닛(4530)과 촬상 유닛(4540)이 위치할 수 있다. 일 예로, 하우징(4510)의 설치 공간에는 레이저 유닛(4530), 카메라 유닛(4542), 그리고 조명 유닛(4544)이 위치할 수 있다. 하우징(4510)은 레이저 유닛(4530)과 촬상 유닛(4540)을 공정 과정 중에 발생하는 파티클, 흄(Fume), 또는 비산되는 액적으로부터 보호한다.

하우징(4510)의 하부에는 개구가 형성될 수 있다. 하우징(4510)의 개구에는 후술하는 조사 단부(4535)가 삽입될 수 있다. 하우징(4510)의 개구에 조사 단부(4535)가 삽입됨으로써, 하우징(4510)의 하단으로부터 조사 단부(4535)의 일단이 돌출되게 위치할 수 있다. 예컨대, 하우징(4510)의 하단으로부터 후술하는 경통(4537)의 일부가 돌출될 수 있다.

이동 유닛(4520)은 하우징(4510)을 이동시킨다. 이동 유닛(4520)은 하우징(4510)을 이동시킴으로써, 후술하는 조사 단부(4535)를 이동시킬 수 있다. 이동 유닛(4520)은 구동기(4522), 샤프트(4524), 그리고 이동 부재(4526)를 포함할 수 있다.

구동기(4522)는 모터일 수 있다. 구동기(4522)는 샤프트(4524)와 연결될 수 있다. 구동기(4522)는 샤프트(4524)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동기(4522)는 샤프트(4524)를 회전시킬 수 있다. 일 예로, 구동기(4522)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 구동기(4522) 중 어느 하나는 샤프트(4524)를 회전시키는 회전 모터로 제공되고, 복수의 구동기(4522) 중 다른 하나는 샤프트(4524)를 상하 방향으로 이동시키는 리니어 모터로 제공될 수도 있다.

샤프트(4524)는 하우징(4510)과 연결될 수 있다. 샤프트(4524)는 이동 부재(4526)를 매개로 하우징(4510)과 연결될 수 있다. 샤프트(4524)가 회전함에 따라 하우징(4510)도 회전할 수 있다. 이에, 후술하는 조사 단부(4535)도 그 위치가 변경될 수 있다. 예컨대, 조사 단부(4535)는 제3방향(Z)으로 그 위치가 변경될 수 있다. 또한, 조사 단부(4535)는 제3방향(Z)을 회전 축으로 그 위치가 변경될 수 있다.

상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4535)의 중심은 샤프트(4524)의 중심으로 호(arc)를 그리며 이동할 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4535)의 중심은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심을 지나도록 이동될 수 있다. 조사 단부(4535)는 이동 유닛(4520)에 의해 기판(M)으로 레이저 광(L)을 조사하는 공정 위치와, 기판(M)에 대한 가열 처리를 수행하지 않고 대기하는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다. 대기 위치에는 후술하는 홈 포트(490)가 위치한다.

이동 부재(4526)는 하우징(4510)과 샤프트(4524) 사이에 제공될 수 있다. 이동 부재(4526)는 LM 가이드일 수 있다. 이동 부재(4526)는 하우징(4510)을 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동 부재(4526)는 하우징(4510)을 제1방향(X) 및/또는 제2방향(Y)을 따라 이동시킬 수 있다. 구동기(4522)와 이동 부재(4526)에 의해 조사 단부(4535)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.

레이저 유닛(4530)은 기판(M)을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 지지 유닛에 지지된 기판(M)을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 기판(M)의 일부 영역을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 기판(M)의 특정 영역을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 케미칼이 공급되어 액막이 형성된 기판(M)을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나를 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4530)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 레이저 유닛(4530)은 레이저 광(L)을 조사하여 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다.

레이저 유닛(4530)은 레이저 조사부(4531), 빔 익스팬더(4532), 그리고 틸팅 부재(4533), 하부 반사 부재(4534), 그리고 렌즈 부재(4535)를 포함할 수 있다. 레이저 조사부(4531)는 레이저 광(L)을 조사한다. 레이저 조사부(4531)는 직진성을 가지는 레이저 광(L)을 조사할 수 있다. 레이저 조사부(4531)로부터 조사된 레이저 광(L)은 후술하는 하부 반사 부재(4534)와 렌즈 부재(4535)를 차례대로 거쳐 기판(M)으로 조사될 수 있다. 일 예로, 레이저 조사부(4531)로부터 조사된 레이저 광(L)은 하부 반사 부재(4534)와 렌즈 부재(4535)를 차례대로 거쳐 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)으로 조사될 수 있다.

빔 익스팬더(4532)는 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)의 특성을 제어할 수 있다. 빔 익스팬더(4532)는 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)의 형상을 조정할 수 있다. 또한, 빔 익스팬더(4532)는 레이저 조사부(4531)로부터 조사된 레이저 광(L)의 프로파일을 조정할 수 있다. 예컨대, 레이저 조사부(4531)로부터 조사된 레이저 광(L)은 빔 익스팬더(4532)에서 직경이 변경될 수 있다. 레이저 조사부(4531)가 조사한 레이저 광(L)은 빔 익스팬더(4532)에서 그 직경이 확장 또는 축소될 수 있다.

틸팅 부재(4533)는 레이저 조사부(4531)가 조사하는 레이저 광(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 부재(4533)는 레이저 조사부(4531)를 일 축 기준으로 회전시킬 수 있다. 틸팅 부재(4533)는 레이저 조사부(4531)를 회전시켜 레이저 조사부(4531)로부터 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 부재(4533)는 모터를 포함할 수 있다.

하부 반사 부재(4534)는 레이저 조사부(4531)에서 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 하부 반사 부재(4534)는 수평 방향으로 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 하부 반사 부재(4534)는 레이저 광(L)의 조사 방향을 후술하는 조사 단부(4535)를 향하는 방향으로 변경시킬 수 있다. 하부 반사 부재(4534)에 의해 굴절된 레이저 광(L)은 후술하는 렌즈 부재(4535)를 통해 피처리물인 기판(M) 또는 후술하는 홈 포트(490)에 제공된 검측 부재(491)로 나아간다.

하부 반사 부재(4534)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 상부 반사 부재(4548)와 중첩되게 위치할 수 있다. 하부 반사 부재(4534)는 상부 반사 부재(4548)보다 하부에 배치될 수 있다. 하부 반사 부재(4534)는 상부 반사 부재(4548)와 같은 각도로 틸팅 될 수 있다.

렌즈 부재(4535)는 렌즈(4536)와 경통(4537)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 렌즈(4536)는 대물 렌즈일 수 있다. 경통(4537)은 렌즈 하단에 설치될 수 있다. 경통(4537)은 대체로 원통 형상을 가질 수 있다. 경통(4537)은 하우징(4510)의 하단에 형성된 개구로 삽입될 수 있다. 경통(4537)의 일단은 하우징(4510)의 하단으로부터 돌출되게 위치할 수 있다.

렌즈 부재(4535)는 레이저 광(L)이 기판(M)으로 조사되는 조사 단부(4535)로 기능할 수 있다. 레이저 유닛(4530)이 조사하는 레이저 광(L)은 조사 단부(4535)를 통해 기판(M)으로 조사될 수 있다. 카메라 유닛(4542)의 이미지 촬상은 조사 단부(4535)를 통해 제공될 수 있다. 조명 모듈(4544)이 조사하는 빛은 조사 단부(4535)를 통해 제공될 수 있다.

촬상 유닛(4540)은 레이저 유닛(4530)에서 조사하는 레이저 광(L)을 촬상할 수 있다. 촬상 유닛(4540)은 레이저 모듈(4330)에서 레이저 광(L)이 조사되는 영역에 대한 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득할 수 있다. 촬상 유닛(4540)은 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)을 모니터링 할 수 있다. 촬상 유닛(4540)은 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)의 이미지 또는/및 영상을 획득할 수 있다. 일 예로, 촬상 유닛(4540)은 기판(M)으로 조사된 레이저 광(L)의 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득하고, 이에 대한 데이터를 제어기(30)로 전송할 수 있다. 또한, 촬상 유닛(4540)은 후술하는 검측 부재(491)에 조사된 레이저 광(L)의 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득하고, 이에 대한 데이터를 제어기(30)로 전송할 수 있다.

촬상 유닛(4540)은 레이저 광(L)의 정보를 모니터링 할 수 있다. 예컨대, 촬상 유닛(4540)은 레이저 광(L)의 직경 정보를 모니터링 할 수 있다. 또한, 촬상 유닛(4540)은 레이저 광(L)의 중심 정보를 모니터링 할 수 있다. 또한, 촬상 유닛(4540)은 레이저 광(L)의 프로파일 정보를 모니터링 할 수 있다. 촬상 유닛(4540)은 카메라 유닛(4542), 조명 유닛(4544), 그리고 상부 반사 부재(4548)를 포함할 수 있다.

카메라 유닛(4542)은 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)의 이미지를 획득한다. 예컨대, 카메라 유닛(4542)은 레이저 조사부(4531)에서 조사된 레이저 광(L)이 조사되는 지점을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 카메라 유닛(4542)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 이미지를 획득한다.

카메라 유닛(4542)은 카메라일 수 있다. 카메라 유닛(4542)이 이미지를 획득하기 위해 촬상하는 방향은 후술하는 상부 반사 부재(4548)를 향할 수 있다. 카메라 유닛(4542)은 획득한 사진 및/또는 영상을 제어기(30)로 전송할 수 있다.

조명 유닛(4544)은 카메라 유닛(4542)이 이미지를 용이하게 획득할 수 있도록 빛을 제공할 수 있다. 조명 유닛(4544)은 조명 부재(4545), 제1반사판(4546), 그리고 제2반사판(4547)을 포함할 수 있다. 조명 부재(4545)는 광을 조사한다. 조명 부재(4545)는 빛을 제공한다. 조명 부재(4545)가 제공하는 빛은 제1반사판(4546)과 제2반사판(4547)을 따라 차례로 반사될 수 있다. 조명 부재(4545)가 제공한 빛은 제2반사판(4547)으로부터 반사되어 후술하는 상부 반사 부재(4548)를 향하는 방향으로 조사될 수 있다.

상부 반사 부재(4548)는 카메라 유닛(4542)의 촬상 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사 부재(4548)는 수평 방향인 카메라 유닛(4542)의 촬상 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사 부재(4548)는 카메라 유닛(4542)의 촬상 방향을 조사 단부(4535)를 향하도록 변경시킬 수 있다. 상부 반사 부재(4548)는 제1반사판(4546)과 제2반사판(4547)을 순차적으로 거쳐 전달되는 조명 부재(4545)의 빛의 조사 방향을 수평 방향에서 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사 부재(4548)는 조명 유닛(4544)의 빛의 조사 방향을 조사 단부(4535)를 향하도록 변경시킬 수 있다.

상부 반사 부재(4548)와 하부 반사 부재(4534)는 상부에서 바라볼 때, 중첩되게 위치할 수 있다. 상부 반사 부재(4548)는 하부 반사 부재(4534)보다 상부에 배치될 수 있다. 상부 반사 부재(4548)와 하부 반사 부재(4534)는 같은 각도로 틸팅 될 수 있다. 상부 반사 부재(4548)와 하부 반사 부재(4534)는 레이저 조사부(4531)가 조사하는 레이저 광(L)의 조사 방향, 카메라 유닛(4542)이 이미지를 획득하는 촬상 방향, 그리고 조명 유닛(4544)이 제공하는 빛의 조사 방향이 상부에서 바라볼 때, 동 축을 가지도록 할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)이 감지하는 기판(M)의 액막(CC)의 상태는 제어기(30)에 전달될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 유닛(460)은 비전 부재(4620)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비전 부재(4620)는 카메라일 수 있다.

비전 부재(4620)는 하우징(410)의 내부 공간(412)에 배치된다. 일 예로, 비전 부재(4620)는 하우징(410)의 측벽에 설치될 수 있다. 비전 부재(4620)는 지지 유닛(420)보다 높은 위치에서, 하우징(410)의 측벽에 설치될 수 있다. 비전 부재(4620)는 액 공급 유닛(440) 및 후처리 유닛(450)과 간섭을 최소화할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 비전 부재(4620)는 하우징(410)의 측벽에 설치되어 하향 경사진 방향으로 촬영 대상물인 기판(M)을 촬영할 수 있다. 또한, 비전 부재(4620)는 하우징(410)의 일 측벽에서 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 모니터링하기 위한 화각을 보존할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.

비전 부재(4620)는 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 상태를 감지할 수 있다. 비전 부재(4620)는 액 공급 유닛(440)으로부터 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)이 형성하는 액막(CC)의 상태를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전 부재(4620)는 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 표면을 촬상할 수 있다. 비전 부재(4620)는 촬상된 액막(CC)의 표면으로부터 액막(CC)을 이루는 케미칼(C)의 유동을 감지할 수 있다. 비전 부재(4620)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)에서의 케미칼(C)의 유동으로부터 액막(CC)의 진동을 검출할 수 있다. 예컨대, 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 상대적으로 증가하는 경우, 기판(M)에 진동이 인가되어, 액막(CC)에 진동이 발생한 것으로 검출할 수 있다. 이와 반대로, 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 상대적으로 감소하는 경우, 기판(M) 및 액막(CC)이 안정 상태인 것으로 검출할 수 있다. 모니터링 유닛(460)이 감지한 액막의 상태에 따라, 제어기(30)가 기판 처리 장치(1)를 제어하는 매커니즘에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 8은 도 4의 검측 부재의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8의 검측 부재를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 홈 포트(490)는 하우징(410)의 내부 공간에 위치한다. 홈 포트(490)는 조사 단부(4535)가 이동 유닛(4520)에 의해 대기 위치에 있을 때, 조사 단부(4535)의 아래 영역에 설치될 수 있다. 즉, 홈 포트(490)는 레이저 유닛(4530)이 대기하는 대기 위치를 제공한다. 홈 포트(490)는 검측 부재(491), 플레이트(492), 그리고 지지 프레임(493)을 포함할 수 있다.

검측 부재(491)는 홈 포트(490)에 제공된다. 검측 부재(491)는 후술하는 플레이트(492)의 상단에 위치할 수 있다. 일 예로, 검측 부재(491)는 조사 단부(4535)가 대기 위치에 있을 때, 조사 단부(4535)의 아래 영역에 위치할 수 있다.

검측 부재(491)는 레이저 유닛(4530)으로부터 조사되는 레이저 광(L)의 특성을 검측한다. 예컨대, 검측 부재(491)는 레이저 유닛(4530)으로부터 조사되는 레이저 광(L)의 특성 중 레이저 광(L)의 선명도, 레이저 광(L)의 원형비, 레이저 광(L)의 그라디언트(Gradient), 및/또는 레이저 광(L)의 중심 위치 데이터 등을 검측할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(4540)은 검측 부재(491)와 검측 부재(491)로 조사된 레이저 광(L)에 대한 사진 및/또는 영상을 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 전송된 레이저 광(L)의 데이터들을 근거로 레이저 광(L)의 특성을 변경시킬 수 있다.

검측 부재(491)는 글로벌 좌표계로 정의될 수 있다. 검측 부재(491)에는 미리 설정된 기준 위치가 표시되어 있을 수 있다. 검측 부재(491)에는 기준 위치와 레이저 광(L)이 조사되는 조사 위치 사이의 오차를 확인할 수 있도록 눈금이 표시되어 있을 수 있다.

플레이트(492)의 상면에는 검측 부재(491)가 결합될 수 있다. 플레이트(492)는 지지 프레임(493)에 의해 지지될 수 있다. 지지 프레임(493)은 도시되지 않은 승강 부재에 의해 상하 이동할 수 있다. 플레이트(492) 및 지지 프레임(493)에 의해 결정되는 검측 부재(491)의 높이는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이로 세팅될 수 있다. 하우징(410)의 바닥면으로부터 검측 부재(491)의 상면까지의 높이는, 하우징(410)의 바닥면으로부터 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면까지의 높이와 같을 수 있다. 이는 검측 부재(491)를 이용하여 레이저 광(L)의 특성을 검측할 때의 조사 단부(4535)의 높이와 기판(M)을 가열할 때의 조사 단부(4535)의 높이를 서로 일치시키기 위함이다. 또한, 레이저 조사부(4531)가 조사하는 레이저 광(L)의 조사 방향이 제3방향(Z)에 대하여 약간의 틀어짐이라도 발생하는 경우, 조사 단부(4535)의 높이에 따라 레이저 광(L)의 조사 위치는 달라질 수 있기 때문에 검측 부재(491)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이에 제공될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 액 처리 챔버(400)가 수행할 수 있다. 또한, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 액 처리 챔버(400)가 수행할 수 있도록, 액 처리 챔버(400)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 액 처리 챔버(400)가 수행할 수 있도록, 지지 유닛(420), 승강 부재(436), 액 공급 유닛(440), 그리고 모니터링 유닛(460) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다. 도 11은 도 10의 위치 정보 획득 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 공정 준비 단계(S20), 위치 정보 획득 단계(S30), 식각 단계(S40), 린스 단계(S50), 그리고 기판 반출 단계(S60)를 포함할 수 있다.

기판 반입 단계(S10)는 기판(M)을 하우징(410)의 내부 공간(412)으로 반입한다. 예컨대, 기판 반입 단계(S10)에서는 하우징(410)에 형성된 반출입구(미도시)를 도어(미도시)가 개방할 수 있다. 기판 반입 단계(S10)에서는 반송 로봇(320)이 지지 유닛(420)에 기판(M)을 안착시킬 수 있다. 반송 로봇(320)이 지지 유닛(420)에 기판(M)을 안착시키는 동안 승강 부재(436)는 처리 용기(430)의 위치를 하강시킬 수 있다.

공정 준비 단계(S20)는 기판(M)의 반입이 완료된 이후 수행될 수 있다. 공정 준비 단계(S20)에는 기판(M)으로 조사되는 레이저 광(L)의 조사 위치에 오차가 발생하는지를 확인할 수 있다. 예컨대, 공정 준비 단계(S20)에는 레이저 유닛(4530)이 검측 부재(491)의 좌표계로 테스트용 레이저 광(L)을 조사할 수 있다. 레이저 유닛(4530)으로부터 조사되는 테스트용 레이저 광(L)이 검측 부재(491)의 좌표계에 표시된 미리 설정된 타겟 위치와 일치하는 위치에 조사되는 경우, 레이저 조사부(4531)에 틀어짐이 발생되지 않은 것으로 판단하고, 후술할 위치 정보 획득 단계(S30)를 수행할 수 있다. 또한, 공정 준비 단계(S20)에는 레이저 광(L)의 조사 위치에 오차가 발생하는 지를 확인하는 것뿐만 아니라, 액 처리 챔버(400)가 가지는 구성들을 초기 상태로 되돌릴 수 있다.

위치 정보 획득 단계(S30)는 조사 모듈(450)의 조사 단부(4535)를 대기 위치와 기판(M)에 레이저 광(L)을 조사하여 가열하는 공정 위치 사이에서 이동시키고, 지지 유닛(420)이 기판(M)을 일 방향으로 회전시켜 수행될 수 있다. 조사 단부(4535)가 이동되고 기판(M)이 일 방향으로 회전하면, 특정 시점에서는 도 11과 같이 조사 단부(4535)와 기준 마크(AK)는 서로 일치될 수 있다. 이 때, 촬상 유닛(4540)은 기준 마크(AK)에 대한 사진 및/또는 영상 데이터를 획득할 수 있다. 촬상 유닛(4540)이 획득한 사진 및/또는 영상 데이터를 통해 제어기(30)는 기준 마크(AK)에 대한 좌표값을 획득할 수 있다. 또한, 제어기(30)에는 기판(M)의 좌우 폭, 기판(M)의 중심점에 대한 좌표 데이터, 기판(M) 내에서의 제1패턴(P1), 제2패턴(P2), 그리고 노광 패턴(EP)의 위치에 대한 좌표 데이터가 미리 기억되어 있을 수 있다. 제어기(30)는 획득된 기준 마크(AK)에 대한 좌표값, 그리고 전술한 미리 기억된 데이터들에 근거하여 기판(M)의 중심점, 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.

식각 단계(S40)는 기판(M) 상에 형성된 패턴에 대한 식각 공정을 수행할 수 있다. 식각 단계(S40)에서는 제1패턴(P1)의 선폭과 제2패턴(P2)의 선폭이 서로 일치하도록 기판(M) 상에 형성된 패턴에 대한 식각을 수행할 수 있다. 예컨대, 식각 단계(S40)는 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭의 차이를 보정하는 선폭 보정 공정일 수 있다. 식각 단계(S40)는 액 처리 단계(S41), 액막 검사 단계(S42), 그리고 가열 단계(S43)를 포함할 수 있다.

도 12는 도 10의 액 처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 액 처리 단계(S41)는 액 공급 유닛(440)이 기판(M)으로 애천트(Etchant)인 케미칼(C)을 공급하는 단계일 수 있다. 액 처리 단계(S41)는 지지 유닛(420)이 기판(M)을 회전시키지 않을 수 있다. 후술하는 가열 단계(S43)에서 특정 패턴으로 레이저 광(L)을 정확하게 조사하기 위해서 기판(M)의 위치가 틀어지는 것을 최소화하기 위함이다.

액 처리 단계(S41)에서 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 양으로 공급될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액 처리 단계(S41)에서는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 케미칼(C)을 공급할 수 있다. 예컨대, 액 처리 단계(S41)에서 공급되는 케미칼(C)은 기판(M)의 상면 전체를 덮되, 케미칼(C)이 기판(M)으로부터 흘러내리지 않거나, 또는 흘러내리더라도 그 양이 크지 않을 정도로 공급될 수 있다. 필요에 따라서 노즐(441)이 그 위치를 변경하면서 기판(M)의 상면 전체에 케미칼(C)을 공급할 수 있다.

상술한 실시예에서는 액 처리 단계(S41)에서 기판(M)을 회전시키지 않고, 기판(M) 상에 케미칼(C)을 공급하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 액 처리 단계(S41)에서도 기판(M)을 회전시키면서 기판(M) 상에 케미칼(C)을 공급할 수도 있다.

도 13은 도 10의 액막 검사 단계의 일 실시예를 보여주는 플로우 차트이다. 도 14는 도 13의 액막 검사 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 13과 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 검사 단계에 대해 상세히 설명한다.

액막 검사 단계(S42)는 액 처리 단계(S41)에서 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)이 형성하는 액막(CC)의 상태를 검사한다. 액막 검사 단계(S42)는 액 처리 단계(S41)가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 선택적으로, 액막 검사 단계(S42)는 액 처리 단계(S41)가 수행되는 도중에도 수행될 수 있다. 또한, 액막 검사 단계(S42)는 식각 단계(S40)가 이루어지는 동안에 수행될 수도 있다.

액막 검사 단계(S42)는 모니터링 유닛(460)을 이용하여 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 상태를 검사한다. 일 실시예에 따르면, 액막 검사 단계(S42)에서는 비전 부재(4620)가 촬영하는 기판(M)의 표면을 기준으로, 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 상태를 검출할 수 있다.

액막 검사 단계(S42)는 기판(M)의 표면을 촬상하여 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 표면을 유동하는 케미칼(C)을 감지할 수 있다. 액막 검사 단계(S42)에서는 액막(CC)의 표면을 유동하는 케미칼(C)의 양을 감지하여 기판(M) 및/또는 액막(CC) 진동 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 감지되지 않는 경우, 기판(M) 및 액막(CC)에 진동이 발생하지 않은 것으로 판정할 수 있다. 또한, 비전 부재(4620)에서 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 감지되었으나, 이에 의한 진동 수치가 한계 범위를 초과하지 않는 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후술하는 후 처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후술하는 후처리 단계(S43)가 진행된다.

상술한 바와 달리, 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 감지되는 경우, 기판(M)에 진동이 인가되어 액막(CC)에 진동이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 감지되는 경우, 케미칼(C)의 유동량을 검출하고 이를 진동 수치로 변환할 수 있다.

제어기(30)는 기판(M) 및 액막(CC)에 발생하는 진동에 대한 한계 범위를 기록해 놓을 수 있다. 비전 부재(4620)에 의해 검출된 액막(CC)에 발생한 진동 수치가 한계 수치를 초과하는 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)의 구동을 정지시키는 대기 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어기(30)는 기 설정 시간 동안 대기 명령을 유지하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 기 설정 시간은 최대 5분일 수 있다. 예컨대, 대기 명령은 지지 유닛(420)이 회전하지 않고, 액 공급 유닛(440)이 기판(M)으로 케미칼(C)을 공급하지 않는 상태일 수 있다.

기 설정 시간이 경과한 이후, 비전 부재(4620)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 표면을 촬상한다. 비전 부재(4620)가 촬상한 기판(M)의 표면 상태에 근거하여, 액막(CC)의 표면을 유동하는 케미칼(C)을 감지할 수 있다. 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 재차 감지되는 경우, 기판(M)에 진동이 인가되어 액막(CC)에 진동이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 비전 부재(4620)는 케미칼(C)의 유동량을 검출하고, 이를 진동 수치로 변환할 수 있다. 비전 부재(4620)에 의해 검출된 진동 수치가 한계 범위를 다시 초과하는 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 대해 알람(Alarm) 신호를 발생시키고, 인터락(Interlock)한다.

이와 반대로 기 설정 시간이 경과한 이후, 비전 부재(4620)는 액막(CC) 내에서 케미칼(C)의 유동이 감지되지 않는 경우, 기판(M)에 인가되는 진동이 제거된 것으로 판정할 수 있다. 이에, 비전 부재(4620)는 액막(CC)에 발생된 진동 상태가 해소된 것으로 판정할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후술하는 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후술하는 후처리 단계(S43)가 진행된다.

도 15는 도 10의 후처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 15를 참조하면, 가열 단계(S43)는 기판(M)으로 레이저 광(L)을 조사하여 기판(M)을 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 단계(S43)에서는 조사 모듈(450)이 액막이 형성된 기판(M) 상으로 레이저 광(L)을 조사하여 기판(M)을 가열할 수 있다. 가열 단계(S43)에서는 기판(M)의 특정 영역으로 레이저 광(L)을 조사할 수 있다. 레이저 광(L)이 조사된 기판(M)의 특정 영역의 온도는 상승할 수 있다. 이에, 레이저 광(L)이 조사된 영역의 케미칼(C)에 의한 식각 정도는 커질 수 있다.

가열 단계(S43)에서는 레이저 광(L)이 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나에 조사될 수 있다. 예컨대, 레이저 광(L)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)에만 조사될 수 있다. 이에, 케미칼(C)의 제2패턴(P2)에 대한 식각 능력이 향상된다. 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭(예컨대, 69nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화될 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭(예컨대, 68.5nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화될 수 있다. 즉, 기판(M)의 일부 영역에 대한 식각 능력을 향상시켜, 기판(M) 상에 형성된 패턴의 선폭 편차를 최소화할 수 있다.

도 16은 도 10의 린스 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 16을 참조하면, 린스 단계(S50)는 식각 단계(S40)에서 발생하는 공정 부산물을 기판(M)으로부터 제거한다. 린스 단계(S50)에서는 회전하는 기판(M)으로 린스액(R)을 공급할 수 있다. 기판(M)에 린스액(R)을 공급하여 기판(M) 상에 형성된 공정 부산물을 제거할 수 있다. 또한, 필요에 따라 기판(M) 상에 잔류하는 린스액(R)을 건조시키기 위해 지지 유닛(420)은 기판(M)을 고속으로 회전시켜 기판(M) 상에 잔류하는 린스액(R)을 제거할 수 있다.

기판 반출 단계(S60)는 처리가 완료된 기판(M)을 내부 공간(412)으로부터 반출할 수 있다. 기판 반출 단계(S60)에서는 하우징(410)에 형성된 반출입구(미도시)를 도어(미도시)가 개방할 수 있다. 또한, 기판 반출 단계(S60)에서는 반송 로봇(320)이 기판(M)을 지지 유닛(420)으로부터 언로딩하고, 언로딩 된 기판(M)을 내부 공간(412)으로부터 반출할 수 있다.

액막(CC)이 형성된 기판(M)에 레이저 광을 이용하여 기판(M)에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))을 가열하는 경우, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 형상이 중요하다. 구체적으로, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 표면 형상에 따라 기판(M)에 형성된 패턴으로 입사되는 레이저 광(L)의 굴절각이 결정된다. 이에, 기판(M)의 효면에 형성된 액막(CC)의 형상이 균일하게 형성되는 것이 특정 패턴을 미세하게 식각하는 것에 있어 매우 중요한 요인으로 작용한다. 기판(M)으로 전달되는 진동에 의해 기판(M)의 표면에 형성되는 액막(CC)의 균일도가 변경될 수 있다. 예컨대, 기판(M)을 지지하는 지지 유닛(420)이 흔들리는 경우, 이에 따라 지지 유닛(420)으로부터 기판(M)으로 전달되는 진동의 크기는 커진다. 이 경우, 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)에도 진동이 전달되어 액막(CC)의 표면 형상을 변경시킨다. 결과적으로, 액막(CC)에 전달되는 진동은 액막(CC)이 형성된 기판(M)으로 레이저 광(L)을 조사시킬 때, 특정 패턴에 대한 정밀한 식각이 어렵게 한다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전 부재(4620)를 이용하여 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 표면에서 유동하는 케미칼(C)의 상태로부터, 기판(M)에 형성된 액막(CC)에 인가되는 진동의 크기 및/또는 진동 발생 여부를 검출할 수 있다. 액막(CC)에 인가되는 진동의 크기로부터 액막(CC)이 진동하는 상태에서 기판(M)을 향해 레이저 광(L)을 조사하는 후처리 단계(S43)를 수행되지 않도록 방지할 수 있다. 이에, 균일도가 낮은 액막(CC)이 형성된 기판(M)의 특정 패턴 영역에 대해 레이저 광(L)이 조사되는 것을 방지하여 기판(M)의 특정 패턴에 대한 정밀한 식각을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 균일도가 양호한 상태에서 기판(M)에 대한 후처리를 진행함으로써 특정 패턴에 대해 레이저 광(L)을 조사할 때, 특정 패턴만을 정밀하게 타겟팅하여 레이저 광(L)을 조사할 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예들은 추가적으로 설명하는 경우를 제외하고, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법과 대부분 유사하게 제공된다. 이에, 이하에서는 설명의 편의를 위해 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 17은 도 10의 액막 검사 단계의 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다. 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 부재(4620)는 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 상태를 감지할 수 있다. 비전 부재(4620)는 액 공급 유닛(440)으로부터 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)이 형성하는 액막(CC)의 상태를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전 부재(4620)는 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 표면을 촬상할 수 있다. 비전 부재(4620)는 촬상된 액막(CC)의 표면으로부터 액막(CC)의 경계면 발생 여부를 감지할 수 있다. 비전 부재(4620)는 액막(CC)의 경계면 발생 유무로부터 액막(CC)에 깨짐 상태를 검출할 수 있다.

예컨대, 비전 부재(4620)는 액막(CC)의 표면에서 경계면이 감지되지 않는 경우, 액막(CC)에 깨짐이 발생하지 않는 것으로 판정할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

상술한 바와 달리, 비전 부재(4620)는 액막(CC)에서 경계면이 감지되는 경우, 액막(CC)에 깨짐이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 비전 부재(4620)는 제어기(30)에 액막(CC)이 깨짐 상태에 있다는 데이터 신호를 전달할 수 있다. 액막(CC)이 깨짐 상태에 있다고 판정되는 경우, 제어기(30)는 기판(M)에 대해 케미칼(C)을 공급하는 보액 명령을 수행하도록 액 공급 유닛(440)에 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

보액 명령에 해당하는 제어 신호를 수신한 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 설정 시간 동안 케미칼(C)을 더 공급할 수 있다. 예컨대, 설정 시간은 최대 5분일 수 있다. 액 공급 유닛(440)이 보액 명령을 수행하는 동안, 기판(M)에 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 양으로 공급될 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 케미칼(C)을 공급할 수 있다.

기 설정 시간이 경과한 이후, 비전 부재(4620)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 표면을 다시 촬상한다. 비전 부재(4620)가 촬상한 기판(M)의 표면 상태에 근거하여, 비전 부재(4620)는 액막(CC)의 표면에서의 경계면 발생 유무를 다시 감지한다. 비전 부재(4620)는 액막(CC)의 표면에서 경계면이 다시 발생하는 것으로 감지된 경우, 기판(M)에 깨짐이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 대해 알람(Alarm) 신호를 발생시키고, 인터락(Interlock)한다.

이와 반대로 기 설정 시간이 경과한 이후, 비전 부재(4620)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 표면을 다시 촬상하고, 이에 근거한 액막(CC)의 표면에서의 경계면이 발생하지 않은 것으로 감지된 경우, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 깨짐 상태가 해소된 것으로 판정할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전 부재(4620)를 이용하여 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 표면에서 유동하는 케미칼(C)의 상태로부터, 액막(CC)의 경계면 형성 유무를 감지할 수 있다. 이에 따라, 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 깨짐 상태 여부를 검출할 수 있다. 액막(CC)의 깨짐이 발생한 영역으로 레이저 광(L)이 조사되어 레이저 광(L)이 굴절되어 의도치 않은 영역이 식각되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 균일도가 낮은 액막(CC)이 형성된 기판(M)의 특정 패턴 영역에 대해 레이저 광(L)이 조사되는 것을 방지하여 기판(M)의 특정 패턴에 대한 정밀한 식각을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 균일도가 양호한 상태에서 기판(M)에 대한 후처리를 진행함으로써 특정 패턴에 대해 레이저 광(L)을 조사할 때, 특정 패턴만을 정밀하게 타겟팅하여 레이저 광(L)을 조사할 수 있다.

도 18은 도 2의 액 처리 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액 처리 챔버는 상술한 액 처리 챔버에 대한 구성 중 모니터링 유닛(460)을 제외하고 모두 유사하게 제공된다. 이에, 중복되는 구성에 대해서는 설명의 편의를 위해 그 설명을 생략한다.

도 18을 참조하면, 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)이 감지하는 기판(M)의 액막(CC)의 상태는 제어기(30)에 전달될 수 있다. 일 실시예에 따른 모니터링 유닛(460)은 액막(CC)의 상태 중 액막(CC)의 형성 유무 및/또는 액막(CC)의 두께를 검출할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 상부 광 센서(4642)와 하부 광 센서(4644)를 포함할 수 있다.

상부 광 센서(4642)는 액막(CC)의 두께를 검출할 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 한 쌍으로 제공될 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 광을 조사하는 제1발광부(4642a)와 광을 수용하는 제1수광부(4642b)로 구성될 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 하우징(410)의 측벽에 설치될 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 후술하는 하부 광 센서(4644)보다 위에 배치될 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 하우징(410)의 측벽 중 설정 높이(H)에 대응되는 위치에 설치될 수 있다. 설정 높이(H)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 케미칼(C)이 공급되어 형성된 액막(CC)의 높이일 수 있다. 상부 광 센서(4642)에 의해 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께를 검출하는 경우, 처리 용기(430)는 승강 부재(436)에 의해 하강한 상태일 수 있다.

하부 광 센서(4644)는 액막(CC)의 형성 유무를 검출할 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 한 쌍으로 제공될 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 광을 조사하는 제2발광부(4644a)와 광을 수용하는 제2수광부(4644b)로 구성될 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 하우징(410)의 측벽에 설치될 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 상부 광 센서(4642)보다 아래에 배치될 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 하우징(410)의 측벽 중 기판(M)의 상면과 설정 높이(H) 사이에 설치될 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 정면에서 바라볼 때, 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면과 인접한 높이에 설치될 수 있다. 하부 광 센서(4644)에 의해 기판(M)의 액막(CC) 형성 유무를 검출하는 경우, 처리 용기(430)는 승강 부재(436)에 의해 하강한 상태일 수 있다. 일 예로, 제2발광부(4644a)와 제2수광부(4644b)를 연결한 가상의 직선은 정면에서 바라볼 때, 처리 용기(430)의 상단보다 위에 위치할 수 있다. 또한, 제2발광부(4644a)와 제2수광부(4644b)를 연결한 가상의 직선은 기판(M)의 상면보다 위에 위치할 수 있다.

도 19는 도 18의 액 처리 챔버에서 액막 검사 단계를 수행하는 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다. 도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 광 센서(4644)는 액막(CC)의 형성 여부를 확인할 수 있다. 하부 광 센서(4644)에 의해 액막(CC)의 형성 여부를 검출하기 이전에, 제어기(30)는 승강 부재(436)를 제어하여 처리 용기(430)를 하강 이동시킬 수 있다. 하부 광 센서(4644)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면과 인접한 높이에 배치됨으로써, 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 액막(CC)을 형성하였는지 여부에 대해 검출할 수 있다. 예컨대, 제2발광부(4644a)는 제2수광부(4644b)를 향해 광을 조사한다. 이 경우, 처리 용기(430)의 상단은 제2발광부(4644a)와 제2수광부(4644b)를 이은 가상의 직선보다 아래에 위치한다. 일 예로, 처리 용기(430)가 승강 부재(436)에 의해 하강 이동한 이후, 처리 용기(430)의 상단은 기판(M)의 상면보다 아래에 위치할 수 있다.

제2수광부(4644b)에 광이 수광되지 않는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M) 상에 액막(CC)이 형성된 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(30)는 후술하는 상부 광 센서(4642)에 의한 액막 부족 여부를 확인하는 단계를 수행하도록 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

제2수광부(4644b)에 광이 수광되는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M) 상에 액막(CC)이 형성되지 않은 것으로 판정할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 제어기(30)에 액막(CC)이 형성되지 않은 상태에 있다는 데이터 신호를 전달할 수 있다. 액막(CC)이 형성되지 않은 상태에 있다고 판정되는 경우, 제어기(30)는 기판(M)에 대해 케미칼(C)을 공급하는 보액 명령을 수행하도록 액 공급 유닛(440)에 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

보액 명령에 해당하는 제어 신호를 수신한 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 설정 시간 동안 케미칼(C)을 재차 공급할 수 있다. 예컨대, 설정 시간은 최대 5분일 수 있다. 액 공급 유닛(440)이 보액 명령을 수행하는 동안, 기판(M)에 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 양으로 공급될 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 케미칼(C)을 공급할 수 있다.

기 설정 시간이 경과한 이후, 제2발광부(4644a)는 제2수광부(4644b)를 향해 다시 광을 조사한다. 제2발광부(4644a)로부터 조사된 광이 제2수광부(4644b)에 수광되는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 액막(CC)이 형성되지 않은 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 대해 알람 신호를 발생시키고 인터락 한다. 이에, 작업자는 액 공급 유닛(440)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 기판 처리 장치(1)에 대한 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.

이와 달리, 기 설정 시간이 경과한 이후 제2발광부(4644a)로부터 조사된 광이 제2수광부(4644b)에 수광되지 않는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 액막(CC)이 형성된 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후술하는 액막 부족 여부 확인 단계를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 후술하는 상부 광 센서(4642)에 의한 액막 부족 여부 확인 단계가 진행된다.

도 20은 도 19의 액막 검사 단계에서 액막의 두께를 판정하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 21은 도 19의 액막 검사 단계에서 액막의 두께가 비정상 상태에 있는 것으로 판정하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 22는 도 21에서 액막의 두께가 비정상 상태에 있는 것으로 판정되어 보액 명령을 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 20 내지 도 22를 참조하여, 상부 광 센서(4642)가 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 적정 두께를 검출하는 매커니즘에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상부 광 센서(4642)는 액막(CC)의 두께를 검출할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 액막(CC)이 형성된 경우, 설정 높이(H)를 액막(CC)의 적정 두께로 판단할 수 있다. 상부 광 센서(4642)는 정면에서 바라볼 때, 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)로부터 수평하게 이은 가상의 직선과 대응되는 높이에서, 하우징(410)의 측벽에 설치될 수 있다. 이에, 상부 광 센서(4642)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 공급된 케미칼(C)이 이루는 액막(CC)의 두께를 검출할 수 있다. 즉, 상부 광 센서(4642)는 액막(CC)의 적정 두께를 검출할 수 있다. 상부 광 센서(4642)가 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 적정 두께를 검출하기 이전에, 제어기(30)는 승강 부재(436)를 제어하여 처리 용기(430)를 하강 이동시킬 수 있다. 이에, 처리 용기(430)의 상단은 설정 높이(H)보다 아래에 위치할 수 있다.

도 20과 같이, 제1발광부(4642a)는 제1수광부(4642b)를 향해 광을 조사한다. 제1수광부(4642b)에 광이 수광되지 않는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께로 형성된 것으로 판정할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 양호하다는 데이터 신호를 제어기(30)에 전달할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

상술한 바와 달리 도 21과 같이, 제1수광부(4642b)에 광이 수광되는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께를 만족하지 않는 것으로 판정할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 제어기(30)에 액막(CC)의 두께 상태가 양호하지 않은 상태라는 데이터 신호를 전달할 수 있다. 액막(CC)의 두께 상태가 양호하지 않은 상태에 있다고 판정되는 경우, 제어기(30)는 기판(M)에 대해 케미칼(C)을 공급하는 보액 명령을 수행하도록 액 공급 유닛(440)에 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

도 22와 같이, 보액 명령에 해당하는 제어 신호를 수신한 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 설정 시간 동안 케미칼(C)을 재차 공급할 수 있다. 예컨대, 설정 시간은 최대 5분일 수 있다. 액 공급 유닛(440)이 보액 명령을 수행하는 동안, 기판(M)에 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 양으로 공급될 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면으로부터 설정 높이(H)까지 케미칼(C)을 공급할 수 있다.

기 설정 시간이 경과한 이후, 제1발광부(4642a)는 제1수광부(4642b)를 향해 다시 광을 조사한다. 제1발광부(4642a)로부터 조사된 광이 제1수광부(4642b)에 수광되는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께로 형성되지 않은 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 대해 알람 신호를 발생시키고 인터락 한다. 이에, 작업자는 액 공급 유닛(440)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 기판 처리 장치(1)에 대한 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.

이와 달리, 기 설정 시간이 경과한 이후 제1발광부(4642a)로부터 조사된 광이 제1수광부(4642b)에 수광되지 않는 경우, 모니터링 유닛(460)은 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께로 형성된 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

액막(CC)이 형성된 기판(M)으로 레이저 광(L) 등을 조사하여 기판(M)에 형성된 특정 패턴을 가열하는 동안, 액막(CC)이 레이저 광(L) 등에 의해 기화될 수 있다. 이 경우, 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 점진적으로 감소하고, 이러한 액막의 두께 감소는 레이저 광(L)에 의해 기판(M)의 특정 패턴으로 전달되는 에너지의 양을 증가시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대한 에천트(Etchant)의 식각 특성이 달라질 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모니터링 유닛(460)을 이용하여 지지 유닛(420)에 공급된 케미칼(C)이 이루는 액막(CC)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 일 실시예에 따른 하부 광 센서(4644)는 기판(M)에 공급된 케미칼(C)이 액막(CC)을 형성하였는지 여부에 대해 정확히 검출할 수 있다. 이에, 기판(M)에 액막(CC)이 형성되지 않은 상태로 기판(M)에 대한 가열 처리를 수행함으로써 기판(M)에 형성된 패턴의 손상을 사전에 미리 예방할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 상부 광 센서(4642)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)이 후처리를 하기에 적합한 두께로 형성되었는지 여부에 대해 정확히 검출할 수 있다. 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 요구되는 두께를 정확하게 검출하고, 액막(CC)이 적정 두께에 이르지 못한 경우 보액 작업을 수행할 수 있다. 이에, 기판(M)에 대한 후처리를 진행할 때, 레이저 광(L)에 의한 기화를 고려하여 액막(CC)의 적정 두께를 형성함으로써, 에천트의 식각 특성이 달라지는 것을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 특정 패턴에 대해 레이저 광(L)을 조사하는 후처리를 진행할 때, 특정 패턴만을 정밀하게 타겟팅하여 레이저 광(L)을 조사할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에서는 하부 광 센서(4644)에 의한 액막(CC)의 형성 여부에 대해 검출하고, 이후에 상부 광 센서(4642)에 의한 액막(CC)의 두께를 검출하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 하부 광 센서(4644)에 의한 액막(CC)의 형성 유무 검출 및 상부 광 센서(4642)에 의한 액막(CC)의 설정 두께 검출은 동시에 수행될 수 있다.

도 23은 도 2의 액 처리 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액 처리 챔버는 상술한 액 처리 챔버에 대한 구성 중 모니터링 유닛(460)을 제외하고 모두 유사하게 제공된다. 이에, 중복되는 구성에 대해서는 설명의 편의를 위해 그 설명을 생략한다.

도 23을 참조하면, 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 모니터링 유닛(460)이 감지하는 기판(M)의 액막(CC)의 상태는 제어기(30)에 전달될 수 있다. 일 실시예에 따른 모니터링 유닛(460)은 액막(CC)의 상태 중 액막(CC)의 무게를 검출할 수 있다. 모니터링 유닛(460)에 의해 검출된 액막(CC)의 무게를 근거로, 액막(CC)의 적정 두께를 검출할 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 모니터링 유닛(460)은 무게를 측정하는 무게 측정 부재(4660)로 제공될 수 있다.

무게 측정 부재(4660)는 지지 유닛(420)에 설치될 수 있다. 무게 측정 부재(4660)는 몸체(421)의 내부에 설치될 수 있다. 무게 측정 부재(4660)는 몸체(421)의 내부에서 지지핀(422)의 일단과 연결될 수 있다. 무게 측정 부재(4660)는 지지핀(422)과 연결되어 지지핀(422)으로부터 전달되는 기판(M) 및/또는 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)의 무게를 측정할 수 있다. 예컨대, 무게 측정 부재(4660)는 기판(M)으로 케미칼(C)이 공급되는 경우, 기판(M)의 무게와 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)의 무게를 합한 총 무게를 측정할 수 있다.

도 24는 도 23의 액 처리 챔버에서 액막 검사 단계를 수행하는 다른 실시예를 보여주는 플로우 차트이다. 도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 측정 부재(4660)는 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)의 무게를 측정할 수 있다. 예컨대, 무게 측정 부재(4660)는 액 처리 단계(S42)에서 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)의 무게와 기판(M)의 무게를 합한 무게를 측정할 수 있다. 무게 측정 부재(4660)는 측정된 합산 무게에 대한 데이터를 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 케미칼(C) 등의 물질이 공급되지 않은 순수한 기판(M)의 무게 데이터를 기억 및/또는 저장할 수 있다. 또한, 제어기(30)는 후처리 단계(S43)를 수행하기에 적합한 케미칼(C)의 무게 데이터를 기억 및/또는 저장할 수 있다.

제어기(30)는 무게 측정 부재(4660)로부터 전송받은 합산 무게에서 기 저장된 기판(M)의 순수 무게값을 제외한다. 이에, 제어기(30)는 기판(M)에 공급된 케미칼(C)의 무게를 측정할 수 있다.

제어기(30)는 측정된 케미칼(C)의 무게가 기 설정된 케미칼(C)의 무게와 대응되는 경우, 기판(M) 상으로 공급된 케미칼(C)의 양이 적정 범위 내에 있는 것으로 판단할 수 있다. 이에, 제어기(30)는 기판(M) 상에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께 범위 내로 형성된 것으로 추정할 수 있다. 이에, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

이와 달리, 제어기(30)는 측정된 케미칼(C)의 무게가 기 설정된 케미칼(C)의 무게보다 낮은 경우, 기판(M) 상으로 공급된 케미칼(C)의 양이 부족한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어기(30)는 공급된 케미칼(C)의 양이 부족한 것으로 판단되면 기판(M)에 형성된 액막(CC)이 적정 두께에 이르지 못한 것으로 판단할 수 있다.

제어기(30)는 기판(M)으로 공급된 케미칼(C)의 무게가 부족한 것으로 판단되는 경우, 기판(M)에 대해 케미칼(C)을 공급하는 보액 명령을 수행하도록 액 공급 유닛(440)에 제어 신호를 발생시킬 수 있다.

기 설정 시간이 경과한 이후, 무게 측정 부재(4660)는 케미칼(C)의 무게를 다시 측정한다. 무게 측정 부재(4660)에 의해 측정된 케미칼(C)의 무게에 근거하여, 제어기(30)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께에 부합하는지 여부를 재차 검출한다. 제어기(30)는 액막(C)의 두께가 적정 두께에 부합하지 못한다고 판정되는 경우에는 기판 처리 장치(1)에 대해 알람 신호를 발생시키고 인터락 한다.

이에 반해, 기 설정 시간이 경과한 이후, 무게 측정 부재(4660)에 의해 측정된 무게가 기 설정된 케미칼(C)의 무게와 대응되는 경우, 제어기(30)는 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 두께가 적정 두께 범위 내에 있다고 판정할 수 있다. 이에, 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)가 후처리 단계(S43)를 수행하도록 진행 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기판(M)에 대해 후처리 단계(S43)가 진행된다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 기판(M)에 형성된 액막(CC)이 후처리를 하기에 적합한 두께로 형성되었는지 여부에 대해 정확히 검출할 수 있다. 기판(M)에 형성된 액막(CC)의 요구되는 두께를 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)의 무게를 이용하여 추정하고, 액막(CC)이 적정 두께에 이르지 못한 경우 보액 작업을 수행할 수 있다. 이에, 기판(M)에 대한 후처리를 진행할 때, 레이저 광(L)에 의한 기화를 고려하여 액막(CC)의 적정 두께를 형성함으로써, 에천트의 식각 특성이 달라지는 것을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 특정 패턴에 대해 레이저 광(L)을 조사하는 후처리를 진행할 때, 특정 패턴만을 정밀하게 타겟팅하여 레이저 광(L)을 조사할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에서는 노광 패턴을 모니터링 하는 모니터링 패턴인 제1패턴(P1)과 기판을 처리하는 조건 세팅용 패턴인 제2패턴(P2)을 가지는 기판(M)에서 제2패턴(P2)의 식각률을 향상시키는 것을 예로 들어 설명하였다. 다만, 이와 달리 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 기능은 상술한 본 발명의 실시예와 상이할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의할 때, 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 하나의 패턴만 제공되고, 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제공된 하나의 패턴의 식각률을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의할 때, 포토 마스크 이외의 웨이퍼 또는 글라스 등의 기판에서 특정 영역의 식각률을 향상시킬 때에도 동일하게 적용될 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.

기판 : M
기준 마크 : AK
셀 : CE
노광 패턴 : EP
제1패턴 : P1
제2패턴 : P2
하우징 : 410
지지 유닛 : 420
처리 용기 : 430
액 공급 유닛 : 440
후처리 유닛 : 450
모니터링 유닛 : 460
비전 부재 : 4620
상부 광 센서 : 4642
하부 광 센서 : 4644
무게 측정 부재 : 4660
홈 포트 : 490
검측 부재 : 491

Claims

기판을 처리하는 장치에 있어서,
처리 공간을 가지는 하우징;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛;
상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛;
상기 지지 유닛에 지지된 기판에 후처리를 수행하는 후처리 유닛; 및
상기 기판 상에 공급된 액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 모니터링 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 유닛이 감지하는 상기 액막의 상태에 따라, 상기 기판 처리 장치의 구동을 정지시키는 대기 명령, 또는 기판 상에 액을 공급하는 보액 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시키는 제어기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은,
상기 액막의 표면에서 상기 액의 유동을 감지하여, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 진동을 검출하는 비전 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 비전 부재는,
상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하고, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 깨짐을 더 검출하는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 비전 부재가 상기 액막의 진동을 검출하면, 상기 지지 유닛의 회전과 상기 액 공급 유닛의 상기 액 공급을 설정 시간 동안 중지하도록 상기 지지 유닛과 상기 액 공급 유닛에 상기 대기 명령 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 비전 부재가 상기 액막의 경계면을 검출하면, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 설정 시간 동안 상기 액을 공급하도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 액 공급 유닛은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면으로부터 설정 높이까지 상기 액을 공급하고,
상기 모니터링 유닛은,
상기 설정 높이와 대응되는 높이에 배치되어, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 두께를 검출하는 상부 광 센서; 및
상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면과 상기 설정 높이의 사이에 배치되어, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 형성 유무를 검출하는 하부 광 센서를 포함하되,
상기 제어기는,
상기 상부 광 센서가 검출한 상기 액막의 두께가 상기 설정 높이보다 아래에 있는 경우, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 상기 액을 공급하여 상기 설정 높이까지 상기 액막의 두께가 형성되도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 모니터링 유닛은,
상기 지지 유닛의 내부에 설치되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 공급된 상기 액의 무게를 감지하는 무게 측정 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후처리 유닛은,
상기 액이 공급된 기판을 가열하는 가열 유닛인 기판 처리 장치.
제9항에 있어서,
상기 가열 유닛은,
상기 액이 공급된 기판으로 레이저 광을 조사하는 조사 모듈인 기판 처리 장치.
복수의 셀들을 가지는 마스크를 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성된 마스크를 지지하고 회전시키는 지지 유닛;
상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛;
상기 액이 공급된 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 레이저 광을 조사하는 조사 모듈; 및
상기 마스크 상에 공급된 액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 모니터링 유닛; 및
제어기를 포함하되,
상기 모니터링 유닛은,
상기 액막의 표면에서 상기 액의 유동을 감지하여, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 진동을 검출하는 비전 부재를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 모니터링 유닛이 감지하는 상기 액막의 상태에 따라, 상기 기판 처리 장치의 구동을 정지시키는 대기 명령, 또는 상기 마스크 상에 액을 공급하는 보액 명령을 수행하는 제어 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 비전 부재가 상기 액막의 진동을 검출하면, 상기 지지 유닛의 회전과 상기 액 공급 유닛의 상기 액 공급을 설정 시간 동안 중지하도록 상기 지지 유닛과 상기 액 공급 유닛에 상기 대기 명령 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 비전 부재는,
상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하고, 상기 액막의 상태 중 상기 액막의 깨짐을 더 검출하고,
상기 제어기는,
상기 비전 부재가 상기 액막의 경계면을 검출하면, 상기 액 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 설정 시간 동안 상기 액을 공급하도록 상기 액 공급 유닛에 상기 보액 명령 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 방법에 있어서,
기판으로 처리액을 공급하는 액 처리 단계;
기판 상에 공급된 상기 처리액이 형성하는 액막의 상태를 검사하는 액막 검사 단계; 및
상기 액막 검사 단계 이후, 상기 액막이 형성된 기판에 대해 후처리를 수행하는 후처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 액막 검사 단계에서는,
상기 액막의 표면에서 상기 처리액의 유동을 감지하여 상기 액막의 진동을 검출하고, 상기 액막의 진동이 검출되면 기판으로 상기 처리액의 공급을 설정 시간 동안 중지하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 액막 검사 단계에서는,
상기 액막의 표면에서 상기 액막의 경계면 발생 유무를 감지하여 상기 액막의 깨짐을 검출하고, 상기 액막의 깨짐이 검출되면 기판으로 상기 처리액을 설정 시간 동안 더 공급하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 액막 검사 단계에서는,
상기 액막을 형성할 수 있는 최소 두께와 대응되는 높이에 설치된 하부 광 센서로부터 상기 액막의 형성 유무를 검출하는 기판 처리 방법.
제17항에 있어서,
상기 액 처리 단계는 상기 처리액을 기판의 상면으로부터 설정 높이까지 공급하고,
상기 액막 검사 단계에서는,
상기 설정 높이와 대응되는 높이에 설치된 상부 광 센서로부터 상기 설정 높이까지 공급된 상기 처리액이 형성한 상기 액막의 두께를 검출하고, 상기 검출된 상기 액막의 두께가 상기 설정 높이보다 아래에 위치하면, 기판으로 상기 처리액을 설정 시간 동안 더 공급하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 액막 검사 단계에서는,
기판으로 공급된 상기 처리액의 무게를 측정하고, 측정된 상기 처리액의 무게로부터 상기 액막의 상태를 검측하는 기판 처리 방법.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은,
복수의 셀들을 가지고, 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성되되,
상기 후처리 단계에서는,
상기 처리액이 공급된 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 레이저 광을 조사하는 기판 처리 방법.