KR20230100178A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20230100178A
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김광섭
오승언
강신화
류상현
박영호
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는 상기 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛; 및 상기 처리액이 공급된 상기 기판 상의 타겟 위치로 레이저를 조사하는 가열 유닛; 및 제어기를 포함하고, 상기 가열 유닛은, 상기 레이저가 조사되는 조사 단부를 포함하는 바디; 상기 바디에 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동기를 포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 샤프트의 축을 중심으로 스윙 이동되고, 상기 제어기는 상기 가열 유닛을 회전 각도와 상기 지지 유닛의 회전 각도를 조절하여 상기 가열 유닛의 상기 조사 단부를 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명의 실시예는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해 웨이퍼와 같은 기판에는 사진, 식각, 애싱, 이온 주입, 그리고 박막 증착 등의 다양한 공정들이 수행된다. 각각의 공정에는 다양한 처리액, 처리 가스들이 사용된다. 또한, 기판을 처리하는데 사용되는 처리액을 기판으로부터 제거하기 위해 기판에 건조 공정이 수행된다.
웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 사진 공정은 노광 공정을 포함한다. 노광 공정은 웨이퍼 상에 부착된 반도체 집적 재료를 원하는 패턴으로 깍아 내기 위한 사전 작업이다. 노광 공정은 식각을 위한 패턴을 형성, 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 빛 및 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 원하는 형상으로, 그리고 정밀하게 형성되었는지를 확인하기 위해 작업자는 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 검사 장비를 이용하여 형성된 패턴을 검사한다. 그러나, 하나의 마스크에는 많은 수의 패턴이 형성되어 있다. 즉, 하나의 마스크를 검사하기 위해 많은 수의 패턴을 모두 검사하기에는 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 앵커 패턴의 검사를 통해 마스크에 형성된 패턴들의 양불을 추정할 수 있다. 또한, 작업자는 모니터링 패턴의 검사를 통해 하나의 패턴 그룹이 포함하는 패턴들의 양불을 추정할 수 있다.
이와 같이, 마스크에 형성된 모니터링 패턴 및 앵커 패턴을 통해 작업자는 마스크 검사에 소요되는 시간을 효과적으로 단축할 수 있다. 그러나, 이러한 마스크 검사의 정확도를 높이기 위해서는 모니터링 패턴 및 앵커 패턴의 선폭이 서로 동일한 것이 바람직하다.
모니터링 패턴의 선폭과 앵커 패턴의 선폭을 서로 동일하게 하게 위해 식각을 수행하게 되면 패턴에 과 식각이 발생될 수 있다. 예컨대, 모니터링 패턴의 선폭에 대한 식각 레이트와, 앵커 패턴에 대한 식각 레이트에 차이는 여러 번 발생될 수 있고, 그러한 차이를 줄이기 위해 모니터링 패턴 및/또는 앵커 패턴을 반복 식각하는 과정에서 모니터링 패턴의 선폭, 그리고 앵커 패턴의 선폭에 과 식각이 발생할 수 있다. 이와 같은 과 식각 발생을 최소화하기 위해 식각 공정을 정밀하게 수행하는 경우 식각 공정에 많은 시간이 소요된다. 이에, 마스크에 형성된 패턴들의 선폭을 정밀하게 보정하기 위한 선폭 보정 공정이 추가로 수행된다.
도 1은 마스크 제작 공정 중 마지막 단계인 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. 그리고, 도 1을 참조하면 알 수 있듯이, 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.
선폭 보정 공정에서는 제1선폭(CDP1) 및 제2선폭(CDP2)은 목표하는 선폭이 되도록 기판 상으로 식각 약액을 공급한다. 그러나, 식각 약액이 기판 상에 균일하게 공급되면, 제1선폭(CDP1) 및 제2선폭(CDP2) 중 어느 하나가 목표하는 선폭에 도달할 수 있더라도, 제1선폭(CDP1) 및 제2선폭(CDP2) 중 다른 하나는 목표하는 선폭에 도달하기 어렵다. 또한, 제1선폭(CDP1)과 제2선폭(CDP2) 사이의 편차는 줄어들지 않는다.
본 발명의 실시예는 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 기판 상에 형성된 패턴의 선폭을 균일하게 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 레이저가 기판 상에 원하는 타겟 위치로 정확하게 이동될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 레이저가 타겟 위치로 정확하게 조사될 수 있도록 하기 위하여 스윙 이동되는 레이저와 회전되는 기판 지지 유닛을 이용하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 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.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는 상기 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛; 및 상기 처리액이 공급된 상기 기판 상의 타겟 위치로 레이저를 조사하는 가열 유닛; 및 제어기를 포함하고, 상기 가열 유닛은, 상기 레이저가 조사되는 조사 단부를 포함하는 바디; 상기 바디에 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동기를 포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 샤프트의 축을 중심으로 스윙 이동되고, 상기 제어기는 상기 가열 유닛을 회전 각도와 상기 지지 유닛의 회전 각도를 조절하여 상기 가열 유닛의 상기 조사 단부를 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.
상기 타겟 위치는 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치되지 않을 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 실제 타겟 위치를 포함하고, 상기 제어기는 상기 이상적인 타겟 위치와 상기 실제 타겟 위치 사이의 오차값을 산출하고, 상기 제어기는 산출된 상기 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계산할 수 있다.
상기 제어기는 상기 지지 유닛의 중심과 계산된 상기 실제 타겟 위치의 좌표 사이의 거리를 반지름으로 갖는 가상의 제1원을 도출하고, 상기 제어기는 상기 가상의 제1원의 제1회전 궤적을 계산할 수 있다.
상기 제어기는 상기 가열 유닛의 상기 바디의 길이를 반지름으로 갖는 가상의 제2원을 도출하고, 상기 제어기는 상기 가상의 제2원의 제2회전 궤적을 계산할 수 있다.
상기 제어기는 상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점을 최종 이동 위치로 결정할 수 있다.
상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점이 복수로 제공되는 경우, 상기 가열 유닛의 회전 각도가 작은 지점이 상기 최종 이동 위치로 결정될 수 있다.
상기 제어기는 가열 유닛의 상기 조사 단부가 상기 최종 이동 위치로 이동하기 위한 제1회전 각도를 계산하고, 상기 제어기는 상기 가열 유닛을 상기 제1회전 각도만큼 스윙 이동시킬 수 있다.
상기 제어기는 상기 기판 상에 형성된 상기 실제 타겟 위치가 상기 최종 이동 위치로 이동되기 위하여 상기 지지 유닛이 회전되어야 할 제2회전 각도를 계산하고, 상기 제어기는 상기 지지 유닛을 상기 제2회전 각도만큼 회전시킬 수 있다.
상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하고, 상기 제2회전 각도는 상기 지지 유닛이 회전되는 방향에 따라 최소값을 가지는 각도로 결정될 수 있다.
상기 기판에는 제1패턴과, 상기 제2패턴과 상이한 위치에 형성되는 제2패턴이 형성되고, 상기 타겟 위치는 상기 제2패턴의 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 방법을 개시한다. 기판 처리 방법은 지지 유닛에 지지된 기판 상에 형성된 타겟 위치와, 레이저를 조사하는 가열 유닛의 조사 단부를 정렬하는 정렬 단계와; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 상기 가열 유닛이 상기 레이저를 조사하여 상기 기판을 처리하는 처리 단계를 포함하되, 상기 정렬 단계에서는, 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 타겟 위치가 실제로 위치되는 실제 타겟 위치가 일치하지 않는 경우, 상기 이상적인 타겟 위치와 상기 실제 타겟 위치 사이의 오차값을 보정하여 정렬을 수행할 수 있다.
상기 정렬 단계에서는, 상기 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계산할 수 있다.
상기 정렬 단계에서는, 상기 지지 유닛의 중심과 상기 실제 타겟 위치의 좌표 사이의 거리를 반지름으로 갖는 가상의 제1원이 가지는 제1회전 궤적과, 상기 가열 유닛의 길이를 반지름으로 갖는 가상의 제2원이 가지는 제2회전 궤적을 계산하고, 상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점을 최종 이동 위치로 결정할 수 있다.
상기 지지 유닛은 상기 실제 타겟 위치가 상기 최종 이동 위치로 이동되도록 회전할 수 있다.
상기 가열 유닛은 상기 조사 단부가 상기 최종 이동 위치로 이동되도록 스윙 이동할 수 있다.
상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되되, 상기 지지 유닛은 제1회전 각도만큼 회전되고, 상기 제1회전 각도는 상기 지지 유닛의 회전 방향에 따라 최소값을 가지는 각도일 수 있다.
상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점이 복수로 제공되는 경우, 상기 가열 유닛의 회전 각도가 작은 지점이 상기 최종 이동 위치일 수 있다.
상기 기판은 서로 상이한 위치에 형성되는 제1패턴과 제2패턴이 형성되고, 상기 타겟 위치는 상기 제2패턴의 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 방법을 개시한다. 기판 처리 방법은 지지 유닛에 지지된 기판 상에 형성된 타겟 위치와, 레이저를 조사하는 가열 유닛의 조사 단부를 정렬하는 정렬 단계와; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 상기 가열 유닛이 상기 레이저를 조사하여 상기 기판을 처리하는 처리 단계를 포함하고, 상기 타겟 위치는 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 타겟 위치가 실제로 위치되는 실제 타겟 위치가 일치하지 않는 경우 상기 타겟 위치가 위치되는 실제 타겟 위치를 포함하고, 상기 정렬 단계는, 상기 실제 타겟 위치와 상기 이상적인 타겟 위치 사이의 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계단하는 단계와; 상기 실제 타겟 위치와 상기 지지 유닛의 중심 사이의 거리를 반지름으로 갖는 제1회전 궤적을 계산하는 단계와; 상기 가열 유닛의 길이를 반지름으로 갖는 제2회전 궤적을 계산하는 단계와; 상기 제1회전 궤적와 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점인 최종 이동 위치의 좌표를 도출하는 단계와; 상기 가열 유닛의 상기 조사 단부와 상기 실제 타겟 위치 각각을 상기 최종 이동 위치로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가열 유닛은, 상기 조사 단부를 포함하는 바디; 상기 바디에 결합되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동기를 포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 샤프트의 축을 중심으로 스윙 이동되어 사이 조사 단부를 상기 최종 이동 위치로 이동시키고, 상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되어 상기 실제 타겟 위치를 상기 최종 이동 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 형성된 패턴의 선폭을 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 레이저가 기판 상에 원하는 타겟 위치로 정확하게 이동될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 레이저가 타겟 위치로 정확하게 조사될 수 있도록 하기 위하여 스윙 이동되는 레이저와 회전되는 기판 지지 유닛을 이용하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 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 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 가열 유닛의 바디, 레이저 모듈, 이미지 모듈 및 광학 모듈의 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 이미지 모듈을 상부에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 4의 액 처리 챔버가 가지는 오차 확인 유닛, 그리고 지지 유닛을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 오차 확인 유닛을 상부에서 바라본 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 11은 도 10의 공정 준비 단계에서 기판 처리 장치가 레이저의 조사 위치와 미리 설정된 타겟 위치 사이의 오차를 확인하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 위치 정보 획득 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 10의 액 처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 14는 도 10의 가열 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 15는 도 10의 린스 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 16은 도 10의 정렬 단계에서 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2) 간에 오차가 보정되는 과정을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다.
도 17은 실제 타겟 위치와 이상적인 타겟 위치가 상이한 경우의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 18은 도 16의 실제 타겟 위치의 좌표 계산 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19는 도 16의 실제 타겟 위치의 회전 궤적 계산 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20은 도 16의 가열 유닛의 회전 궤적 계산 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 21은 도 16의 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 22는 도 16의 최종 이동 위치로 가열 유닛을 이동시키는 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 23은 도 16의 최종 이동 위치로 실제 타겟 위치를 이동시키는 단계가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 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 명세서 상에 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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 23을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 상부에서 바라볼 때, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(X)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 모두 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(CR)로부터 기판(M)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(M)을 용기(CR)로 수납할 수 있다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(Y)으로 제공될 수 있다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 포함할 수 있다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대편에 위치될 수 있다. 기판(M)들이 수납된 용기(CR)는 로드포트(12)에 놓일 수 있다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다.
용기(CR)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(CR)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공될 수 있다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(Y)으로 제공된 가이드 레일(124)이 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(124) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(M)이 놓이는 핸드(122)를 포함할 수 있다. 핸드(122)는 전진 이동, 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 복수의 핸드(122) 각각은 서로 독립적으로 이동될 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 있다. 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 머무르는 공간을 제공할 수 있다. 반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200)과 액 처리 챔버(400) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공할 수 있다. 액 처리 챔버(400)는 기판(M) 상에 액을 공급하여 기판(M)을 액 처리하는 액처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(20)은 건조 챔버를 더 포함할 수 있으며, 건조 챔버는 액 처리가 완료된 기판(M)을 건조하는 건조 공정을 수행할 수 있다.
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)은 내부에 복수의 기판(M)들을 저장할 수 있다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 기판(M)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공될 수 있다. 슬롯(미도시)은 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(Z)을 따라 이격될 수 있다. 이에 따라, 버퍼 유닛(200)에 저장되는 복수의 기판(M)들은 서로 간에 제3방향(Z)을 따라 이격되어 적층될 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 전면(Front Face)과 후면(Rear Face)이 개방될 수 있다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 대향하는 면이고, 후면은 반송 프레임(300)과 대향하는 면일 수 있다. 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)가 배치될 수 있다. 처리 모듈(20)이 건조 챔버를 포함하는 경우, 반송 프레임(300)의 일 측에는 액 처리 챔버(400)가 배치되고, 반송 프레임(300)의 타 측에는 건조 챔버가 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버는 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 챔버는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측 또는 양 측 각각에서 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)의 타 측에서 건조 챔버들은 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 포함할 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(M)을 반송할 수 있다. 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200)과 액 처리 챔버(400)간에 기판(M)을 반송할 수 있다. 또한, 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400) 그리고 건조 챔버 간에 기판(M)을 반송할 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(M)이 놓이는 반송 핸드(322)를 포함할 수 있다. 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 제공될 수 있다. 복수의 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 놓일 수 있다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)은 반송 레일(324) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
이하에서는 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 포토 마스크 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 예컨대, 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. 일 예로, 기준 마크(AK)는 제1 내지 제4기준 마크를 포함할 수 있다. 기준 마크(AK)는 얼라인 키(Align Key)라 호칭할 수 있다. 기준 마크(AK)는 기판(M)의 정렬시 사용되는 마크일 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 위치 정보를 도출하는데 이용되는 마크일 수 있다. 예컨대, 후술하는 이미지 모듈(470)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 수도 있다.
기판(M) 상에는 셀(CE)이 형성될 수 있다. 셀(CE)은 적어도 하나 이상의 셀(CE)을 포함할 수 있다. 셀(CE)은 복수 개가 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), 그리고 제1패턴(P1)을 포함할 수 있다. 노광 패턴(EP)은 기판(M) 상에 실제 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 또한, 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. 또한, 하나의 셀(CE)에 복수의 제1패턴(P1)이 형성될 수도 있다. 제1패턴(P1)은 각 노광 패턴(EP)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다. 제1패턴(P1)은 모니터링 패턴이라 불릴 수도 있다. 또한, 제1패턴(P1)은 선폭 모니터링 매크로(Critical Dimension Monitoring Macro)라 불릴 수도 있다.
작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 제1패턴(P1)을 검사하는 경우, 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불 여부를 추정할 수 있다. 또한, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴일 수 있다. 또한, 제1패턴(P1)은 실제 노광 공정에 참여하는 노광 패턴(EP)들 중 어느 하나의 패턴일 수도 있다. 또한, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴이면서, 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. 또한, 제2패턴(P2)은 검사용 패턴일 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)은 실제 노광 공정에는 참여하지 않는 검사용 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor Pattern)이라 불릴 수도 있다.
이하에서는, 액 처리 챔버(400)에 제공되는 기판 처리 장치에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에서는, 액 처리 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정이 노광 공정 용 마스크 제작 과정 중 마지막 단계인 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. 예컨대, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭으로 형성될 수 있다. 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭으로 형성될 수 있다. 제1폭은 제2폭보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1폭은 69nm이고, 제2폭은 68.5nm일 수 있다.
도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다. 도 4, 그리고 도 5를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 바울(430), 액 공급 유닛(440), 가열 유닛(450) 및 오차 확인 유닛(490)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 내부 공간(412)을 가질 수 있다. 하우징(410)은 바울(430)이 제공되는 내부 공간(412)을 가질 수 있다. 하우징(410)은 액 공급 유닛(440), 그리고 가열 유닛(450)이 제공되는 내부 공간(412)을 가질 수 있다. 하우징(410)에는 기판(M)이 반입 및 반출될 수 있는 반출입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반출입구는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 또한, 하우징(410)의 내벽면은 액 공급 유닛(440)이 공급하는 케미칼에 대하여 내 부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다. 하우징(410)의 바닥면에는 배기홀(414)이 형성될 수 있다. 배기홀(414)은 내부 공간(412)을 배기할 수 있는 펌프와 같은 배기 부재와 연결될 수 있다. 이에, 내부 공간(412)에서 발생될 수 있는 흄(Fume)은 배기홀(414)을 통해 외부로 배기될 수 있다.
지지 유닛(420)은 후술하는 바울(430)이 가지는 처리 공간(431)에서 기판(M)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(420)은 기판(M)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킬 수 있다.
지지 유닛(420)은 척(422), 지지축(424), 구동 부재(425), 그리고 지지핀(426)을 포함할 수 있다. 척(422)에는 지지핀(426)이 설치될 수 있다. 척(422)은 일정 두께를 가지는 판 형상을 가질 수 있다. 척(422)의 하부에는 지지축(424)이 결합될 수 있다. 지지축(424)은 중공 축일 수 있다. 또한, 지지축(424)은 구동 부재(425)에 의해 회전될 수 있다. 구동 부재(425)는 중공 모터일 수 있다. 구동 부재(425)가 지지축(424)을 회전시키면, 지지축(424)과 결합된 척(422)은 회전될 수 있다. 척(422)에 설치된 지지핀(426)에 놓인 기판(M)은 척(422)의 회전과 함께 회전될 수 있다.
지지핀(426)은 기판(M)을 지지할 수 있다. 지지핀(426)은 복수의 지지핀(426)을 포함할 수 있다. 복수의 지지핀(426)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원 형상으로 배치될 수 있다. 지지핀(426)은 상부에서 바라볼 때 기판(M)의 모서리 영역과 대응하는 부분이 아래 방향으로 만입된 형상을 가질 수 있다. 지지핀(426)은 기판(M)의 모서리 영역의 하부를 지지하는 제1면과, 기판(M)이 회전되는 경우 기판(M)의 측 방향으로의 움직임을 제한할 수 있도록 기판(M)의 모서리 영역의 측부와 마주하는 제2면을 포함할 수 있다. 지지핀(426)은 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 지지핀(426)은 복수 개가 제공될 수 있다. 지지핀(426)은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역의 개수에 대응하는 수로 제공될 수 있다. 지지핀(426)은 기판(M)을 지지하여 기판(M)의 하면과 척(422)의 상면을 이격시킬 수 있다.
바울(430)은 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 바울(430)은 처리 공간(431)을 가지고, 기판(M)은 처리 공간(431) 내에서 액 처리 및 가열 처리될 수 있다. 바울(430)은 기판(M)으로 공급되는 처리액이 비산되어 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 가열 유닛(450)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
바울(430)은 바닥부(433), 수직부(434), 그리고 경사부(435)를 포함할 수 있다. 바닥부(433)에는 상부에서 바라볼 때, 지지축(424)이 삽입될 수 있는 홀이 형성될 수 있다. 수직부(434)는 바닥부(433)로부터 제3방향(Z)을 따라 연장될 수 있다. 경사부(435)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 경사부(435)는 수직부(434)로부터 위 방향으로 경사지게 연장될 수 있다. 경사부(435)는 수직부(434)로부터 기판(M)을 향하는 방향 상향 경사지게 연장될 수 있다. 바닥부(433)에는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 처리액을 외부로 배출할 수 있는 배출홀(432)이 형성될 수 있다. 또한, 바울(430)은 승강 부재(436)와 결합되어 제3방향(Z)을 따라 그 위치가 변경될 수 있다. 승강 부재(436)는 바울(430)을 상하 방향으로 이동시키는 구동 장치일 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)에 대한 액 처리 및/또는 가열 처리가 수행되는 동안에는 바울(430)을 위 방향으로 이동시키고, 기판(M)이 내부 공간(412)에 반입 또는 기판(M)이 내부 공간(412)으로부터 반출되는 경우에는 바울(430)을 아래 방향으로 이동시킬 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 처리 액을 공급할 수 있다. 처리액은 식각액 또는 린스액일 수 있다. 식각액은 케미칼일 수 있다. 식각액은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 식각할 수 있다. 식각액은 에천트(Etchant)로 불릴 수도 있다. 린스액은 기판(M)을 세정할 수 있다. 린스액은 공지된 약액으로 제공될 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 노즐(441), 고정 몸체(442), 회전축(443), 그리고 회전 부재(444)를 포함할 수 있다.
노즐(411)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 처리 액을 공급할 수 있다. 노즐(411)의 일단은 고정 몸체(442)에 결합되고, 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 케미칼(C)을 공급할 수 있다. 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 다른 하나는 상술한 처리액 중 린스액(R)을 공급할 수 있다. 또한, 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 또 다른 하나는 제1노즐(411a), 제2노즐(411b), 그리고 제3노즐(411c) 중 어느 하나가 공급하는 케미칼(C)과 상이한 종류의 케미칼(C)을 공급할 수 있다.
고정 몸체(442)는 노즐(441)을 지지할 수 있다. 고정 몸체(442)는 노즐(441)을 고정할 수 있다. 고정 몸체(442)는 회전 부재(444)에 의해 제3방향(Z)을 기준으로 회전되는 회전축(443)과 결합될 수 있다. 회전 부재(444)가 회전축(443)을 회전시키면, 고정 몸체(442)는 제3방향(Z)을 축으로 회전될 수 있다. 이에, 노즐(441)의 토출구는 기판(M)으로 처리액을 공급하는 위치인 액 공급 위치와, 기판(M)으로 처리액을 공급하지 않는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.
가열 유닛(450)은 기판(M)을 가열할 수 있다. 가열 유닛(450)은 기판(M)의 일부 영역을 가열할 수 있다. 가열 유닛(450)은 케미칼(C)이 공급되어 액막이 형성된 기판(M)을 가열할 수 있다. 가열 유닛(450)은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 가열할 수 있다. 가열 유닛(450)은 기판(M) 상에 형성된 패턴 중 일부의 패턴을 가열할 수 있다. 가열 유닛(450)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나를 가열할 수 있다. 예컨대, 가열 유닛(450)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다.
가열 유닛(450)은 바디(451), 구동기(453), 샤프트(454), 이동 부재(455), 레이저 모듈(460), 이미지 모듈(470), 그리고 광학 모듈(480)을 포함할 수 있다.
바디(451)는 내부에 설치 공간을 가지는 용기일 수 있다. 바디(451)에는 후술하는 레이저 모듈(460), 이미지 모듈(470), 그리고 광학 모듈(480)이 설치될 수 있다. 또한, 바디(451)는 조사 단부(452)를 포함할 수 있다. 후술하는 레이저 모듈(460)이 조사하는 레이저(L)는 조사 단부(452)를 통해 기판(M)으로 조사될 수 있다. 또한, 후술하는 조명 부재(472)가 조사하는 빛은 조사 단부(452)를 통해 제공될 수 있다. 또한, 후술하는 이미지 획득 부재(471)의 이미지 촬상은 조사 단부(452)를 통해 이루어질 수 있다.
구동기(453)는 모터일 수 있다. 구동기(453)는 샤프트(454)와 연결될 수 있다. 또한, 샤프트(454)는 바디(451)와 연결될 수 있다. 샤프트(454)는 이동 부재(455)를 매개로 바디(451)와 연결될 수 있다. 구동기(453)는 샤프트(454)를 회전시킬 수 있다. 샤프트(454)가 회전되면 바디(451)는 회전될 수 있다. 이에, 바디(451)의 조사 단부(452)도 그 위치가 변경될 수 있다. 예컨대, 조사 단부(452)는 제3방향(Z)을 회전축으로하여 그 위치가 변경될 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(452)의 중심은 샤프트(454)를 중심으로 호를 그리며 이동될 수 있다. 즉, 가열 유닛(450)은 샤프트(454)의 중심축을 기준으로 스윙 이동될 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(452)는 그 중심이 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심을 지나도록 이동될 수 있다. 조사 단부(452)는 기판(M)으로 레이저(L)를 조사하는 가열 위치와, 기판(M)에 대한 가열을 수행하지 않는 경우 대기하는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다. 또한, 구동기(453)는 샤프트(454)를 위/아래 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 구동기(453)는 조사 단부(452)의 위치를 위/아래 방향으로 변경할 수 있다. 또한, 구동기(453)는 복수로 제공되어, 어느 하나는 샤프트(454)를 회전시키는 회전 모터로 제공될 수 있고, 다른 하나는 샤프트(454)를 위/아래 방향으로 이동시키는 리니어 모터로 제공될 수 있다.
샤프트(454)와 바디(451) 사이에는 이동 부재(455)가 제공될 수 있다. 이동 부재(455)는 LM 가이드일 수 있다. 이동 부재(455)는 바디(451)를 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동 부재(455)는 바디(451)를 제1방향(X) 및/또는 제2방향(Y)을 따라 이동시킬 수 있다. 이동 부재(455) 및 구동기(453)에 의해 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
도 6은 도 4의 가열 유닛의 바디, 레이저 모듈, 이미지 모듈 및 광학 모듈의 모습을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 이미지 모듈을 상부에서 바라본 도면이다.
도 6, 그리고 도 7을 참조하면, 바디(451)에는 레이저 조사부(461), 빔 익스팬더(462), 그리고 틸팅 부재(463)가 설치될 수 있다. 또한, 바디(451)에는 이미지 모듈(470)이 설치될 수 있다. 또한, 바디(451)에는 광학 모듈(480)이 설치될 수 있다.
레이저 모듈(460)은 레이저 조사부(461), 빔 익스팬더(462), 그리고 틸팅 부재(463)를 포함할 수 있다. 레이저 조사부(461)는 레이저(L)를 조사할 수 있다. 레이저 조사부(461)는 직진성을 가지는 레이저(L)를 조사할 수 있다. 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)는 빔 익스팬더(462)에서 형상, 프로파일 등이 조정될 수 있다. 예컨대, 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)는 빔 익스팬더(462)에서 그 직경이 변경될 수 있다. 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)는 빔 익스팬더(462)에서 그 직경이 확장 또는 축소될 수 있다.
틸팅 부재(463)는 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 예컨대, 틸팅 부재(463)는 레이저 조사부(461)를 일 축을 기준으로 회전시켜 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 부재(463)는 모터를 포함할 수 있다.
이미지 모듈(470)은 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)를 모니터링할 수 있다. 이미지 모듈(470)은 이미지 획득 부재(471), 조명 부재(472), 제1반사판(473), 그리고 제2반사판(474)을 포함할 수 있다. 이미지 획득 부재(471)는 기판(M) 및/또는 후술하는 오차 확인 유닛(490)의 좌표계(491)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 획득 부재(471)는 카메라일 수 있다. 이미지 획득 부재(471)는 비전(Vision)일 수 있다. 이미지 획득 부재(471)는 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)가 조사되는 지점을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다.
조명 부재(472)는 이미지 획득 부재(471)의 이미지 획득이 용이하게 수행될 수 있도록 빛을 제공할 수 있다. 조명 부재(472)가 제공하는 빛은 제1반사 판(473)과 제2반사 판(474)을 따라 차례로 반사될 수 있다.
광학 모듈(480)은 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)의 조사 방향, 이미지 획득 부재(471)가 이미지를 획득하는 촬상 방향, 그리고 조명 부재(472)가 제공하는 빛의 조사 방향이 상부에서 바라볼 때, 동축을 가지도록 할 수 있다. 광학 모듈(480)에 의해 레이저(L)가 조사되는 영역에 조명 부재(472)가 빛을 전달할 수 있다. 또한, 레이저(L)가 조사되는 영역 대한 영상/사진 등의 이미지를 이미지 획득 부재(471)가 실시간으로 획득할 수 있다. 광학 모듈(480)은 제1반사 부재(481), 제2반사 부재(482), 그리고 렌즈(483)를 포함할 수 있다.
제1반사 부재(481)는 레이저 조사부(461)가 조사하는 레이저(L)의 조사 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 제1반사 부재(481)는 수평 방향으로 조사되는 레이저(L)의 조사 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 또한, 제1반사 부재(481)에 의해 굴절된 레이저(L)는 렌즈(483)와 조사 단부(452)를 순차적으로 통과하여 피처리물인 기판(M)에 전달될 수 있다.
제2반사 부재(482)는 이미지 획득 부재(471)의 촬상 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 제2반사 부재(482)는 수평 방향인 이미지 획득 부재(471)의 촬상 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 또한, 제2반사 부재(482)는 제1반사 판(473) 및 제2반사 판(474)을 순차적으로 거쳐 전달되는 조명 부재(472)의 빛의 조사 방향을 수평 방향에서 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다.
또한, 제1반사 부재(481)와 제2반사 부재(482)는 상부에서 바라볼 때 같은 위치에 제공될 수 있다. 또한, 제2반사 부재(482)는 제1반사 부재(481)보다 상부에 배치될 수 있다. 또한, 제1반사 부재(481)와 제2반사 부재(482)는 같은 각도로 틸팅되어 있을 수 있다.
도 8은 도 4의 액 처리 챔버가 가지는 오차 확인 유닛, 그리고 지지 유닛을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 오차 확인 유닛을 상부에서 바라본 도면이다.
도 8, 그리고 도 9를 참조하면, 오차 확인 유닛(490)은 레이저(L)의 조사 위치와 미리 설정된 타겟 위치(TP) 사이에 오차가 발생하는지를 확인할 수 있다. 예컨대, 오차 확인 유닛(490)은 내부 공간(412)에 제공될 수 있다. 또한, 오차 확인 유닛(490)은 조사 단부(452)가 상술한 대기 위치에 있을 때, 그 조사 단부(452)의 아래 영역에 설치될 수 있다. 오차 확인 유닛(490)은 좌표계(491), 플레이트(492), 그리고 지지 프레임(493)을 포함할 수 있다.
좌표계(491)는 글로벌 좌표계로 불릴 수도 있다. 좌표계(491)에는 미리 설정된 타겟 위치(TP)가 표시되어 있을 수 있다. 또한, 좌표계(491)는 타겟 위치(TP)와 레이저(L)가 조사되는 조사 위치 사이의 오차를 확인할 수 있도록 눈금을 포함할 수 있다. 또한, 좌표계(491)는 플레이트(492) 상에 설치될 수 있다. 플레이트(492)는 지지 프레임(493)에 의해 지지될 수 있다. 플레이트(492) 및 지지 프레임(493)에 의해 결정되는 좌표계(491)의 높이는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이일 수 있다. 예컨대, 하우징(410)의 바닥면으로부터 좌표계(491)의 상면까지의 높이는 하우징(410)의 바닥면으로부터 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면까지의 높이와 같을 수 있다. 이는, 오차 확인 유닛(490)을 이용하여 오차를 확인할 때에 조사 단부(452)의 높이와, 기판(M)을 가열할 때의 조사 단부(452)의 높이를 서로 일치시키기 위함이다. 레이저 조사 부(461)가 조사하는 레이저(L)의 조사 방향이 제3방향(Z)에 대하여 약간의 틀어짐이라도 발생하는 경우, 조사 단부(452)의 높이에 따라 레이저(L)의 조사 위치는 달라질 수 있기 때문에 좌표계(491)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이에 제공될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 상술한 액 처리 챔버(400)가 수행할 수 있다. 또한, 상술한 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 가지는 구성들이 수행할 수 있도록, 지지 유닛(420), 승강 부재(436), 액 공급 유닛(440), 그리고 가열 유닛(450) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 공정 준비 단계(S20), 위치 정보 획득 단계(S30), 정렬 단계(S40), 식각 단계(S50), 린스 단계(S60), 그리고 기판 반출 단계(S70)를 포함할 수 있다.
기판 반입 단계(S10)에는 하우징(410)에 형성된 반출입구를 도어가 개방할 수 있다. 또한, 기판 반입 단계(S10)에는 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 바울(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(L)의 조사 위치에 오차가 발생하는지를 확인할 수 있다. 예컨대, 공정 준비 단계(S20)에는 레이저 모듈(470)이 오차 확인 유닛(490)의 좌표계(491)로 테스트 용 레이저(L)를 조사할 수 있다. 레이저 모듈(470)이 조사하는 테스트 용 레이저(L)가 도 11에 도시된 바와 같이 좌표계(491)에 표시된 미리 설정된 타겟 위치(TP)와 일치하는 경우, 레이저 조사부(461)에 틀어짐이 발생되지 않은 것으로 판단하고, 하기 위치 정보 획득 단계(S30)를 수행할 수 있다. 또한, 공정 준비 단계(S20)에는 레이저(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)에는 기판(M)의 위치를 확인할 수 있다. 위치 정보 획득 단계(S30)에는 기판(M)에 형성된 패턴들의 위치 정보를 획득할 수 있다. 즉, 위치 정보 획득 단계(S30)에는 케미칼(C) 그리고 린스 액(R)이 공급될 기판(M)의 위치, 레이저(L)가 조사될 타겟 위치(TP)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 타겟 위치(TP)는 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나의 패턴의 위치일 수 있다. 일 예로, 타겟 위치(TP)는 제2패턴(P2)의 위치일 수 있다. 위치 정보 획득 단계(S30)에서 획득되는 위치 정보는 기판(M)의 중심에 관한 좌표, 타겟 위치(TP)의 좌표 정보일 수 있다. 예를 들어, 타겟 위치(TP)의 좌표 정보는 제1패턴(P1)의 좌표 정보와 제2패턴(P2)의 좌표 정보 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 타겟 위치(TP)의 좌표 정보는 제2패턴(P2)의 좌표 정보일 수 있다.
위치 정보 획득 단계(S30)는 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)를 대기 위치와 가열 위치 사이에서 이동시키고, 지지 유닛(420)이 기판(M)을 일 방향으로 회전시켜 수행될 수 있다. 조사 단부(452)가 이동되고, 기판(M)이 일 방향으로 회전되면 특정 시점에는 도 12에 도시된 바와 같이 조사 단부(452)가 기준 마크(AK)가 서로 일치할 수 있다. 이때, 이미지 모듈(470)은 기준 마크(AK)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 모듈(470)이 획득한 이미지를 통해 제어기(30)는 기준 마크(AK)에 대한 좌표 값을 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 좌표 값, 그리고 상술한 미리 기억된 데이터에 근거하여 기판(M)의 중심점, 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.
정렬 단계(S40)에서는 위치 정보 획득 단계(S30)에서 획득된 타겟 위치(TP)에 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)를 정렬시킬 수 있다. 정렬 단계(S40)에서는 타겟 위치(TP)와 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)가 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 정렬 단계(S40)에서는 타겟 위치(TP)의 위에 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)가 위치될 수 있다. 정렬 단계(S40)에서는 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)가 기판(M) 상의 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나의 패턴 위에 위치될 수 있다. 일 예로, 정렬 단계(S40)에서는 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)가 기판(M) 상의 제2패턴(P2)의 위에 위치될 수 있다.
정렬 단계(S40)에서는 가열 유닛(450)을 스윙 이동시키고, 기판(M)이 놓인 지지 유닛(420)을 일 방향으로 회전시킬 수 있다. 즉, 타겟 위치(TP)와 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)의 상하 방향 정렬은 가열 유닛(450)의 조사 단부(452) 스윙 이동시키고, 지지 유닛(420)이 기판(M)을 일 방향으로 회전시켜 수행될 수 있다.
도 17을 참조하면, 기판(M)이 반송 로봇(320)에 의해 지지 유닛(420) 상에 안착되는 과정에서 기판(M)이 정 위치(기판(M)의 중심과 지지 유닛(420)의 중심(A)이 일치되는 위치)에 놓이지 못하고 틀어지게 되는 경우가 있다. 이 경우, 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2)에 차이가 발생되고, 위치 차이를 보정하기 위한 오차 보정이 필요하다. 또한, 기판(M)이 지지 유닛(420)에 정 위치에 이상적으로 안착되는 경우에도, 기구적인 공차나 제어 운용에 따른 오차 등으로 인하여 지지 유닛(420)의 중심(A)에 대하여 소정 각도로 회전된 상태로 안착되는 경우가 있다. 이 경우에 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2)에 차이가 발생되고, 위치 차이를 보정하기 위한 오차 보정이 필요하다. 정렬 단계(S40)에서는 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2) 사이에 오차가 발생되는 경우, 오차의 보정이 수행될 수 있다.
실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2)는 지지 유닛(420)의 중심(A)을 기준으로 한 좌표로 표현될 수 있다. 또한, 이상적인 타겟 위치(TP2)는 기판(M)의 중심과 지지 유닛(420)의 중심(A)이 일치되도록 기판(M)이 지지 유닛(420)에 안착되었을 때, 지지 유닛(420)의 중심(A)을 기준으로 한 좌표로 표현될 수 있다. 지지 유닛(420)의 중심(A)이란 지지 유닛(420)의 회전 중심을 의미할 수 있다.
이하에서는, 도 16 내지 도 23을 참조하며 본 발명의 실시예에 따른 정렬 단계에서 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2) 간에 오차가 보정되는 과정을 상세히 설명한다.
도 16은 정렬 단계에서 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2) 간에 오차가 보정되는 과정을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다. 도 16을 참조하면, 정렬 단계(S40)는 실제 타겟 위치의 좌표 계산 단계(S401), 실제 타겟 위치의 회전 궤적 계산 단계(S402), 가열 유닛의 회전 궤적 계산 단계(S403), 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계(S404), 최종 이동 위치로 가열 유닛을 이동시키는 단계(S405), 최종 이동 위치로 실제 타겟 위치를 이동시키는 단계(S406)를 포함할 수 있다.
도 18은 도 16의 실제 타겟 위치의 좌표 계산 단계(S401)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2)는 지지 유닛(420)의 중심(A)을 (0,0)으로 하는 좌표계 상에서의 좌표일 수 있다. 이상적인 타겟 위치(TP2)는 제어기(30)에 미리 입력된 좌표일 수 있다. 도 18을 참조할 때, 실제 타겟 위치(TP1)의 좌표를
Figure pat00001
로 표시하고, 이상적인 타겟 위치(TP2)의 좌표
Figure pat00002
로 표시할 수 있다. 실제 타겟 위치의 좌표 계산 단계(S401)에서는 실제 타겟 위치(TP1)의 좌표를 계산할 수 있다. 실제 타겟 위치의 좌표는 이상적인 타겟 위치(TP2)의 좌표에 오차 보상 값(
Figure pat00003
)을 적용하여 계산될 수 있다. 실제 타겟 위치(TP1)의 좌표는 이미지 획득 부재(471)에 의해 계산될 수 있다. 오차 보상 값(
Figure pat00004
)은 이미지 획득 부재(471)에 의해 계산될 수 있다.
도 19는 도 16의 실제 타겟 위치의 회전 궤적 계산 단계(S402)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 19를 참조하면, 실제 타겟 위치의 회전 궤적 계산 단계(S402)에서는 계산된 실제 타겟 위치(TP1)의 좌표
Figure pat00005
와 지지 유닛(420)의 중심(A) 사이의 거리(RT)를 반지름으로 하는 가상의 원을 도출할 수 있다. 거리(RT)를 반지름으로 하는 원은 실제 타겟 위치(TP1)가 지지 유닛(420)의 중심(A)을 기준으로 회전하는 회전 궤적일 수 있다.
도 20은 도 16의 가열 유닛의 회전 궤적 계산 단계(S403)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 20을 참조하면, 가열 유닛의 회전 궤적 계산 단계(S403)에서는 가열 유닛(420)의 바디(451)의 제1방향(X)으로의 길이(RN)를 반지름으로 하는 가상의 원을 도출할 수 있다. 길이(RN)은 샤프트(454)의 중심축과 조사 단부(452)의 중심축 사이의 길이일 수 있다. 길이(RN)를 반지름으로 갖는 원은 가열 유닛(420)의 조사 단부(425)가 샤프트(454)를 축으로 스윙 이동 또는 회전하는 회전 궤적일 수 있다.
이하에서는, 계산된 실제 타겟 위치(TP1)의 좌표
Figure pat00006
와 지지 유닛(420)의 중심(A) 사이의 거리(RT)를 반지름으로 하는 회전 궤적을 제1회전 궤적(C1)으로 호칭하고, 가열 유닛(420)의 바디(451)의 제1방향(X)으로의 길이(RN)를 반지름으로 하는 회전 궤적을 제2회전 궤적(C2)이라 호칭한다.
도 21은 도 16의 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계(S404)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계(S404)에서는 제1회전 궤적(C1)와 제2회전 궤적(C2)이 만나는 지점을 찾을 수 있다. 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계(S404)는 제1회전 궤적(C1)과 제2회전 궤적(C2)이 만나는 지점의 좌표
Figure pat00007
를 계산할 수 있다. 제1회전 궤적(C1)과 제2회전 궤적(C2)이 만나는 지점의 좌표
Figure pat00008
는 이미지 획득 부재(471)에 의해 수행될 수 있다. 최종 이동 위치의 좌표 도출 단계(S404)에서는 제1회전 궤적(C1)과 제2회전 궤적(C2)이 만나는 지점의 좌표
Figure pat00009
를 최종 이동 위치(P)로 결정할 수 있다. 도 21을 참조하면, 제1회전 궤적과 제2회전 궤적은 복수의 지점에서 만날 수 있다. 이 경우, 조사 단부(452)의 회전 각도가 작은 지점을 최종 이동 위치(P)로 결정할 수 있다.
도 22는 도 16의 최종 이동 위치로 가열 유닛을 이동시키는 단계(S405)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 최종 이동 위치로 가열 유닛을 이동시키는 단계(S405)에서는 조사 단부(452)가 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00010
로 이동될 수 있다. 제어기(30) 또는 이미지 획득 부재(471)는 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)가 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00011
로 이동되기 위한 각도(
Figure pat00012
)를 계산할 수 있다. 조사 단부(452)가 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00013
로 이동되기 위한 각도(
Figure pat00014
)가 계산되면, 가열 유닛(450)은 스윙 이동되어 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00015
로 이동될 수 있다.
도 23은 도 16의 최종 이동 위치로 실제 타겟 위치를 이동시키는 단계(S406)가 수행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 최종 이동 위치로 실제 타겟 위치를 이동시키는 단계(S406)에서는 지지 유닛(420)을 회전시켜 실제 타겟 위치(TP1)를 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00016
로 이동시킬 수 있다. 제어기(30) 또는 이미지 획득 부재(471)는 실제 타겟 위치(TP1)를 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00017
로 이동시키기 위한 회전 각도(
Figure pat00018
)를 계산할 수 있다. 이때, 지지 유닛(420)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 제공되며, 회전 각도(
Figure pat00019
)는 최소값을 가지는 각도가 선택될 수 있다. 일 예로 도 23을 참조하면, 회전 각도(
Figure pat00020
)는 지지 유닛(420)이 시계 방향으로 회전될 때의 각도일 수 있다. 실제 타겟 위치(TP1)가 최종 이동 위치(P)의 좌표
Figure pat00021
로 이동됨에 따라 실제 타겟 위치(TP1)와 조사 단부(452)가 상하 방향으로 정렬된다. 이에 따라, 조사 단부(452)를 통해 레이저(L)가 실제 타겟 위치(TP1)로 정확하게 조사될 수 있다.
식각 단계(S50)에는 기판(M) 상에 형성된 패턴에 대한 식각을 수행할 수 있다. 식각 단계(S50)에는 제1패턴(P1)의 선폭과 제2패턴(P2)의 선폭이 서로 일치하도록 기판(M) 상에 형성된 패턴에 대한 식각을 수행할 수 있다. 식각 단계(S50)는, 상술한 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭 차이를 보정하는 선폭 보정 공정일 수 있다. 식각 단계(S50)는 액 처리 단계(S51) 및 가열 단계(S52)를 포함할 수 있다.
액 처리 단계(S51)는 기판(M)으로 액 공급 유닛(440)이 도 13에 도시된 바와 같이 기판(M)으로 에천트(Etchant)인 케미칼(C)을 공급하는 단계일 수 있다. 액 처리 단계(S51)에는 지지 유닛(420)이 기판(M)을 회전시키지 않을 수 있다. 후술하는 가열 단계(S52)에서 특정 패턴으로 레이저(L)를 정확하게 조사하기 위해서는, 기판(M) 위치가 틀어지는 것을 최소화해야 하는데, 기판(M)을 회전시키는 경우 기판(M)의 위치가 틀어질 수 있기 때문이다. 또한, 액 처리 단계(S41)에 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상에 공급된 케미칼(C)이 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 정도로 공급될 수 있다. 예컨대, 액 처리 단계(S51)에서 공급되는 케미칼(C)의 양은 기판(M) 상면 전체를 덮되, 케미칼(C)이 기판(M)으로부터 흘러내리지 않거나 또는 흘러내리더라도 그 양이 크지 않은 정도로 공급될 수 있다. 필요에 따라서는, 노즐(441)이 그 위치를 변경하면서 기판(M)의 상면 전체에 식각 액을 공급할 수도 있다.
가열 단계(S52)에는 기판(M)으로 레이저(L)를 조사하여 기판(M)을 가열할 수 있다. 가열 단계(S52)에는 도 14에 도시된 바와 같이 가열 모듈(460)이 케미칼(C)이 공급되어 액막이 형성된 기판(M)으로 레이저(L)를 조사하여 기판(M)을 가열할 수 있다. 가열 단계(S52)에는 기판(M)의 특정 영역으로 레이저(L)를 조사할 수 있다. 레이저(L)가 조사된 특정 영역의 온도는 높아질 수 있다. 이에, 레이저(L)가 조사된 영역의 케미칼(C)에 의한 식각 정도는 커질 수 있다. 또한, 가열 단계(S42)에는, 레이저(L)가 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나에 조사될 수 있다. 예컨대, 레이저(L)는 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)에만 조사될 수 있다. 이에, 케미칼(C)의 제2패턴(P2)에 대한 식각 능력은 향상된다. 이에, 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.
린스 단계(S60)에는 식각 단계(S50)에서 발생하는 공정 부산물을 기판(M)으로부터 제거할 수 있다. 린스 단계(S60)에는 도 15에 도시된 바와 같이 회전하는 기판(M)으로 린스 액(R)을 공급하여 기판(M) 상에 형성된 공정 부산물을 제거할 수 있다. 필요에 따라 기판(M) 상에 잔류하는 린스 액(R)을 건조시키기 위해 지지 유닛(420)은 기판(M)을 고속으로 회전시켜 기판(M)에 잔류하는 린스 액(R)을 제거할 수 있다.
기판 반출 단계(S70)에는 처리가 완료된 기판(M)을 내부 공간(412)으로부터 반출할 수 있다. 기판 반출 단계(S70)에는 하우징(410)에 형성된 반출입구를 도어가 개방할 수 있다. 또한, 기판 반출 단계(S70)에는 반송 로봇(320)이 기판(M)을 지지 유닛(420)으로부터 언로딩하고, 언로딩된 기판(M)을 내부 공간(412)으로부터 반출할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 스윙 이동되는 가열 유닛(450)과 회전되는 지지 유닛(420)을 이용하는 스윙 스테이지(Swing Stage) 장치에서 레이저(L)가 정확한 타겟 위치(TP)에 조사되도록 가열 유닛(450)과 지지 유닛(420)을 운용하는 방법을 제시한다. 스윙 스테이지에서는 가열 유닛(450)의 스윙 궤적이 제한적이기 때문에 기판(M) 상의 모든 위치로 이동될 수 없는 문제가 있다. 때문에 실제 타겟 위치(TP1)와 이상적인 타겟 위치(TP2) 사이에 오차가 발생되는 경우 가열 유닛(450)의 이동만으로는 정확한 위치로 레이저(L)를 조사할 수 없는 문제가 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 의하면 가열 유닛(450)의 스윙 이동과 지지 유닛(420)의 회전 이동을 모두 이용하여 기판(M)상의 모든 위치, 특히 타겟 위치로 가열 유닛(450)의 조사 단부(452)를 이동시킬 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 조사 단부(452)를 통해 조사되는 레이저(L)가 정확한 타겟 위치로 조사될 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.

Claims (20)

  1. 레이저가 조사되는 조사 단부를 포함하는 바디;
    상기 바디에 결합되는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동기를 포함하고,
    상기 가열 유닛은 상기 샤프트의 축을 중심으로 스윙 이동되고,
    상기 제어기는 상기 가열 유닛을 회전 각도와 상기 지지 유닛의 회전 각도를 조절하여 상기 가열 유닛의 상기 조사 단부를 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 이동시키는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 위치는 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치되지 않을 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 실제 타겟 위치를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 이상적인 타겟 위치와 상기 실제 타겟 위치 사이의 오차값을 산출하고,
    상기 제어기는 산출된 상기 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계산하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 지지 유닛의 중심과 계산된 상기 실제 타겟 위치의 좌표 사이의 거리를 반지름으로 갖는 가상의 제1원을 도출하고,
    상기 제어기는 상기 가상의 제1원의 제1회전 궤적을 계산하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 가열 유닛의 상기 바디의 길이를 반지름으로 갖는 가상의 제2원을 도출하고,
    상기 제어기는 상기 가상의 제2원의 제2회전 궤적을 계산하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점을 최종 이동 위치로 결정하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점이 복수로 제공되는 경우, 상기 가열 유닛의 회전 각도가 작은 지점이 상기 최종 이동 위치로 결정되는 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 가열 유닛의 상기 조사 단부가 상기 최종 이동 위치로 이동하기 위한 제1회전 각도를 계산하고,
    상기 제어기는 상기 가열 유닛을 상기 제1회전 각도만큼 스윙 이동시키는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판 상에 형성된 상기 실제 타겟 위치가 상기 최종 이동 위치로 이동되기 위하여 상기 지지 유닛이 회전되어야 할 제2회전 각도를 계산하고,
    상기 제어기는 상기 지지 유닛을 상기 제2회전 각도만큼 회전시키는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하고,
    상기 제2회전 각도는 상기 지지 유닛이 회전되는 방향에 따라 최소값을 가지는 각도로 결정되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판에는 제1패턴과, 상기 제2패턴과 상이한 위치에 형성되는 제2패턴이 형성되고,
    상기 타겟 위치는 상기 제2패턴의 위치인 기판 처리 장치.
  11. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    지지 유닛에 지지된 기판 상에 형성된 타겟 위치와, 레이저를 조사하는 가열 유닛의 조사 단부를 정렬하는 정렬 단계와;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 상기 가열 유닛이 상기 레이저를 조사하여 상기 기판을 처리하는 처리 단계를 포함하되,
    상기 정렬 단계에서는,
    상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 타겟 위치가 실제로 위치되는 실제 타겟 위치가 일치하지 않는 경우, 상기 이상적인 타겟 위치와 상기 실제 타겟 위치 사이의 오차값을 보정하여 정렬을 수행하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정렬 단계에서는,
    상기 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계산하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정렬 단계에서는,
    상기 지지 유닛의 중심과 상기 실제 타겟 위치의 좌표 사이의 거리를 반지름으로 갖는 가상의 제1원이 가지는 제1회전 궤적과, 상기 가열 유닛의 길이를 반지름으로 갖는 가상의 제2원이 가지는 제2회전 궤적을 계산하고,
    상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점을 최종 이동 위치로 결정하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 실제 타겟 위치가 상기 최종 이동 위치로 이동되도록 회전하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 조사 단부가 상기 최종 이동 위치로 이동되도록 스윙 이동하는 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되되,
    상기 지지 유닛은 제1회전 각도만큼 회전되고,
    상기 제1회전 각도는 상기 지지 유닛의 회전 방향에 따라 최소값을 가지는 각도인 기판 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1회전 궤적과 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점이 복수로 제공되는 경우, 상기 가열 유닛의 회전 각도가 작은 지점이 상기 최종 이동 위치인 기판 처리 방법.
  18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 서로 상이한 위치에 형성되는 제1패턴과 제2패턴이 형성되고,
    상기 타겟 위치는 상기 제2패턴의 위치인 기판 처리 방법.
  19. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    지지 유닛에 지지된 기판 상에 형성된 타겟 위치와, 레이저를 조사하는 가열 유닛의 조사 단부를 정렬하는 정렬 단계와;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상의 상기 타겟 위치로 상기 가열 유닛이 상기 레이저를 조사하여 상기 기판을 처리하는 처리 단계를 포함하고,
    상기 타겟 위치는 상기 기판의 중심이 상기 지지 유닛의 중심과 일치될 때의 상기 타겟 위치가 위치되는 이상적인 타겟 위치와, 상기 타겟 위치가 실제로 위치되는 실제 타겟 위치가 일치하지 않는 경우 상기 타겟 위치가 위치되는 실제 타겟 위치를 포함하고,
    상기 정렬 단계는,
    상기 실제 타겟 위치와 상기 이상적인 타겟 위치 사이의 오차값을 상기 실제 타겟 위치에 적용하여 상기 실제 타겟 위치의 좌표를 계단하는 단계와;
    상기 실제 타겟 위치와 상기 지지 유닛의 중심 사이의 거리를 반지름으로 갖는 제1회전 궤적을 계산하는 단계와;
    상기 가열 유닛의 길이를 반지름으로 갖는 제2회전 궤적을 계산하는 단계와;
    상기 제1회전 궤적와 상기 제2회전 궤적이 만나는 지점인 최종 이동 위치의 좌표를 도출하는 단계와;
    상기 가열 유닛의 상기 조사 단부와 상기 실제 타겟 위치 각각을 상기 최종 이동 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가열 유닛은,
    상기 조사 단부를 포함하는 바디;
    상기 바디에 결합되는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동기를 포함하고,
    상기 가열 유닛은 상기 샤프트의 축을 중심으로 스윙 이동되어 사이 조사 단부를 상기 최종 이동 위치로 이동시키고,
    상기 지지 유닛은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되어 상기 실제 타겟 위치를 상기 최종 이동 위치로 이동시키는 기판 처리 방법.
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