KR20230103862A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 레이저 유닛을 포함하고, 상기 레이저 유닛은 광을 출사하는 발진부 및 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 광의 프로파일과 변경된 프로파일을 갖는 조정 광을 조사하는 회절부를 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 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 가열하여 기판을 처리하는 장치 및 기판을 처리하는 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 마스크에 처리액을 공급하고, 처리액이 공급된 마스크에 형성된 앵커 패턴을 레이저 광을 이용하여 가열한다. 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각이 수반되기 위해서는 앵커 패턴이 형성된 특정 영역에 레이저 광이 정밀하게 조사되어야 한다. 이를 위해서는, 앵커 패턴에 조사되는 레이저 광의 프로파일(profile)이 공정 요구 조건에 따라 정확히 세팅되어야 한다. 프로파일이란, 앵커 패턴으로 조사되는 레이저 광의 세기, 광의 직경, 또는 레이저 광의 분포도(초점산포) 등을 포함하는 개념이다.

가열 처리되는 마스크와 레이저 광이 조사되는 헤드 간의 공정 거리(Working Distance)가 다양한 원인에 의해 변경될 수 있다. 공정 거리가 변경되는 경우, 마스크로 조사되는 레이저 광의 프로파일이 변경된다. 이로 인해, 앵커 패턴에 레이저 광이 정밀하게 조사되기 어렵게 되고, 세밀한 선폭 보정 공정을 수행할 수 없어 공정 불량을 야기하고, 공정의 균일성을 저해한다.

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

또한, 본 발명은 기판의 특정 영역에 대한 선택적 식각을 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판의 특정 영역에 대한 균일한 식각을 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판으로 조사되는 레이저 광의 프로파일을 유연하게 변경시킬 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.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 레이저 유닛을 포함하고, 상기 레이저 유닛은 광을 출사하는 발진부 및 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 광의 프로파일과 변경된 프로파일을 갖는 조정 광을 조사하는 회절부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 회절부는 상기 발진부로부터 출사되는 상기 광의 경로 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고, 상기 장치는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 레이저 유닛은 상기 광의 직경을 변경시키는 익스팬더를 더 포함하고, 상기 익스팬더는 상기 발진부와 상기 회절부 사이에 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 프로파일은 광의 직경 또는 광의 산포를 더 포함하고, 상기 익스팬더는 복수 개의 렌즈들을 포함하되, 상기 제어기는 상기 광 경로 상에서 상기 복수 개의 렌즈들 사이의 거리를 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 레이저 유닛은 상기 지지 유닛에 상기 조정 광을 촬상하는 촬상 부재를 더 포함하고, 상부에서 바라볼 때, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광의 조사 방향 및 상기 촬상 부재의 촬상 방향은 동축을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 셀들을 가지는 마스크를 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성된 마스크를 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 마스크를 가열하는 레이저 유닛을 포함하되, 상기 레이저 유닛은 광을 출사하는 발진부, 상기 광의 직경을 변경시키는 익스팬더 및 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 상기 광의 프로파일과 변경된 프로파일을 갖는 조정 광을 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 조사하는 회절부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기, 광의 직경 또는 광의 산포를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 회절부는 상기 발진부로부터 출사되는 상기 광의 경로 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 익스팬더는 상기 발진부와 상기 회절부 사이에 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고, 상기 장치는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 익스팬더는 복수 개의 렌즈들을 포함하되, 상기 제어기는 상기 광 경로 상에서 상기 복수 개의 렌즈들 사이의 거리를 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 레이저 유닛은 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광을 촬상하는 촬상 부재를 더 포함하고, 상부에서 바라볼 때, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광의 조사 방향 및 상기 촬상 부재의 촬상 방향은 동축을 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 레이저 유닛은 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴에 상기 조정 광을 조사할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하고, 액이 공급된 기판에 프로파일이 조정된 조정 광을 조사하여 기판을 처리하되, 기판에 조사되는 상기 조정 광은 발진부로부터 출사되는 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 제공되고, 상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기, 광의 직경 또는 광의 산포를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 광을 상기 광 다발로 분리하는 회절부는 상기 발진부로부터 출사된 상기 광의 경로 상에서 이동할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고, 상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 발진부와 상기 회절부 사이에서 상기 광의 직경을 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 기판은 복수의 셀들을 가지는 마스크로 제공되고, 상기 마스크에는 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성되되, 상기 조정 광은 상기 제2패턴에 조사될 수 있다.

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

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 특정 영역에 대한 선택적 식각을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 특정 영역에 대한 균일한 식각을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판으로 조사되는 레이저 광의 프로파일을 유연하게 변경시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 조사된 광의 전 영역 중 일부 영역의 단위 면적당 광의 세기를 변경시켜 기판의 특정 영역에 대한 선택적 식각을 수행할 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 일 실시예에 따른 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 레이저 유닛을 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6의 일 실시예에 따른 익스팬더와 회절부를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 일 실시예에 따른 회절부를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛에서 광 경로를 따라 이동하는 기준 프로파일을 갖는 광의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 6의 일 실시예에 따른 익스팬더에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일을 변경하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12와 도 13은 도 6의 일 실시예에 따른 회절부에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일을 변경하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 도 12의 프로파일이 변경된 광과 도 13의 프로파일이 변경된 광을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 15는 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛에서 광의 프로파일이 변경되는 일 실시예에 대한 비교 도면이다.

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.

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.

이하에서는, 도 2 내지 도 15를 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.

인덱스 모듈(10)은 기판(M)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(C)와 처리 모듈(20) 사이에서 기판(M)을 반송한다. 예컨대, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 완료된 기판(M)을 용기(C)로 반송한다. 예컨대, 인덱스 모듈(20)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 예정된 기판(M)을 용기(C)에서 처리 모듈(20)로 반송한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 상부에서 바라볼 때, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향과 수직한 방향으로 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 인덱스 모듈(10)의 길이 방향을 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)의 반송 공간에는 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 가진다.

인덱스 핸드(122)에는 기판(M)이 놓인다. 인덱스 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 수직한 방향을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 핸드(122)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들 각각은 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들은 서로 간에 독립적으로 전진 및 후진 이동하게 제공될 수 있다.

인덱스 레일(124)은 인덱스 프레임(14)의 반송 공간에 제공된다. 인덱스 레일(124)은 그 길이 방향이 인덱스 프레임(14)의 길이 방향과 평행하게 제공된다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124) 상에서 직선 이동 가능하게 제공된다. 즉, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124) 상에서 전진 및 후진 이동할 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)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록, 후술하는 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 버퍼 공간을 제공한다. 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 상하 방향으로 이격될 수 있다.

버퍼 유닛(200)은 전면(Front Face)과 후면(Rear Face)이 개방된다. 전면은 인덱스 프레임(14)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 버퍼 유닛(200)과 액 처리 챔버(400) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)의 길이 방향은 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향과 평행한 방향으로 제공될 수 있다. 반송 프레임(300)의 양 측에는 액 처리 챔버(400)들이 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 측에 제공된 액 처리 챔버(400)들은 반송 프레임(300)의 길이 방향 및 상하 방향을 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)과 액 처리 챔버(400) 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, 수직한 방향을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 복수 개의 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. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324) 상에서 이동 가능하게 제공된다.

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. 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. 예컨대, 기판(M)은 사각의 형상을 가질 수 있다. 기판(M) 상에는 기준 마크(AK), 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)이 형성될 수 있다.

기준 마크(AK)는 기판(M) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 모서리 영역 각각에 복수 개 형성될 수 있다. 기준 마크(AK)는 소위 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 부재(700)는 기준 마크(AK)를 촬영하여 이에 대한 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 제어기(30)에 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 이상 형성될 수 있다. 예컨대, 셀(CE)은 복수 개 형성될 수 있다. 복수의 셀(CE)들 각각에는 복수의 패턴들이 형성될 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들은 하나의 패턴 그룹으로 정의될 수 있다. 각각의 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. 셀(CE)이 복수 개 제공되는 경우, 제1패턴(P1)은 복수 개 제공될 수 있다.

예컨대, 복수 개의 셀(CE)들 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 소위 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 노광 공정에 참여하는 패턴일 수 있다.

제2패턴(P2)은 기판(M) 상에 형성된 셀(CE)들의 외부에 형성될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수의 셀(CE)들이 제공된 영역의 바깥 영역에 위치할 수 있다. 제2패턴(P2)은 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 제2패턴(P2)들은 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 배열될 수 있다. 선택적으로, 복수의 제2패턴(P2)들은 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)을 수행하는 것을 예로 들어 설명한다.

액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 전 처리가 수행된 기판(M)일 수 있다. 액 처리 챔버(400)에 반입되는 기판(M) 상에 형성된 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 일 실시예에 따른 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 그리고 레이저 유닛(450)을 포함할 수 있다.

하우징(410)은 내부 공간(412)을 가진다. 내부 공간(412)에는 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 그리고 레이저 유닛(450)이 제공된다. 하우징(410)에는 기판(M)이 반출입하는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 하우징(410)의 내벽면은 액 공급 유닛(440)이 공급하는 액에 대해 내부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다.

하우징(410)의 바닥면에는 배기 홀(414)이 형성된다. 배기 홀(414)은 감압 부재(미도시)와 연결될 수 있다. 예컨대, 감압 부재(미도시)는 펌프로 제공될 수 있다. 배기 홀(414)은 내부 공간(412)의 분위기를 배기한다. 또한, 배기 홀(414)은 내부 공간(412)에 발생되는 불순물(Byproduct)을 내부 공간(412)의 외부로 배출한다.

지지 유닛(420) 내부 공간(412)에서 기판(M)을 지지한다. 또한, 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 후술하는 처리 공간(431)에서 기판(M)을 지지하고 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 몸체(421), 지지 핀(422), 지지 축(426), 그리고 구동기(427)를 포함할 수 있다.

몸체(421)는 대체로 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.

지지 핀(422)은 기판(M)을 지지한다. 지지 핀(422)은 기판(M)을 지지하여 기판(M)의 하면과 몸체(421)의 상면을 서로 이격시킬 수 있다. 지지 핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 지지 핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 기판(M)의 모서리 영역과 대응하는 부분이 아래로 만입된 형상을 가질 수 있다.

지지 핀(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 회전될 때, 기판(M)은 제2면에 의해 측 방향으로의 움직임이 제한될 수 있다.

지지 핀(422)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(422)은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역의 개수에 대응하는 수로 제공될 수 있다. 예컨대, 지지 핀(422)은 4개 제공될 수 있다.

지지 축(426)은 몸체(421)와 결합한다. 지지 축(426)은 몸체(421)의 하부에 위치한다. 지지 축(426)은 구동기(427)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 지지 축(426)은 구동기(427)에 의해 회전될 수 있다. 구동기(427)는 모터일 수 있다. 구동기(427)가 지지 축(426)을 회전시키면, 지지 축(426)에 결합된 몸체(421)는 회전될 수 있다. 기판(M)은 지지 핀(422)을 매개로 몸체(421)의 회전과 함께 회전될 수 있다.

지지 축(426)은 중공 축일 수 있다. 또한, 구동기(427)는 중공 모터일 수 있다. 중공 축 내부에는 도시되지 않은 유체 공급 라인이 형성되어 기판(M)의 하부로 유체를 공급할 수 있다. 기판(M)의 하부로 공급되는 유체는 케미칼, 린스액, 또는 비활성 가스일 수 있다. 다만, 상술한 예와 달리, 지지 축(426)의 내부에는 유체 공급 라인(미도시)이 제공되지 않을 수도 있다.

처리 용기(430)는 처리 공간(431)을 가진다. 처리 용기(430)는 기판(M)이 처리되는 처리 공간(431)을 가진다. 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 액이 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 레이저 유닛(450)으로 비산되는 것을 방지할 수 있다.

처리 용기(430)의 바닥면에는 상부에서 바라볼 때, 지지 축(426)이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 처리 용기(430)의 바닥면에는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 액을 외부로 배출할 수 있는 배출 홀(434)이 형성될 수 있다. 처리 용기(430)의 측면은 바닥면으로부터 위 방향으로 연장될 수 있다. 처리 용기(430)의 상단은 경사지게 형성될 수 있다. 예컨대, 처리 용기(430)의 상단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 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 상하로 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 상하로 이동시킬 수 있는 구동 장치일 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)에 대한 액 처리 또는 가열 처리가 수행되는 동안에 처리 용기(430)를 위 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 처리 용기(430)의 상단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상단보다 상대적으로 높게 위치할 수 있다. 기판(M)이 내부 공간(412)으로 반입되는 경우와 기판(M)이 내부 공간(412)으로부터 반출되는 경우에, 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다.

액 공급 유닛(440)은 기판(M) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(440)이 기판(M)에 공급하는 액은 처리액으로 제공될 수 있다. 예컨대, 처리액은 식각액 또는 린스액으로 제공될 수 있다. 식각액은 케미칼 일 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.

액 공급 유닛(440)은 노즐(441), 고정 몸체(442), 회전 축(443), 그리고 회전 구동기(444)를 포함할 수 있다.

노즐(441)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 액을 공급할 수 있다. 노즐(441)의 일단은 고정 몸체(442)에 결합되고, 노즐(441)의 타단은 고정 몸체(442)로부터 기판(M)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 노즐(441)의 타단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 절곡되어 연장될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(441)은 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c)을 포함할 수 있다. 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c)은 서로 다른 종류의 액을 기판(M)에 공급할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 어느 하나는 상술한 처리액 중 케미칼을 공급할 수 있다. 또한, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 다른 하나는 상술한 처리액 중 린스액을 공급할 수 있다. 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 또 다른 하나는 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 어느 하나가 공급하는 케미칼과 상이한 종류의 케미칼을 공급할 수 있다.

고정 몸체(442)는 노즐(441)을 고정 지지할 수 있다. 고정 몸체(442)는 회전 축(443)과 결합될 수 있다. 회전 축(443)의 일단은 고정 몸체(442)와 결합되고, 회전 축(443)의 타단은 회전 구동기(444)와 결합된다. 회전 구동기(444)는 회전 축(443)을 회전시킨다. 회전 축(443)은 상하 방향의 길이 방향을 가질 수 있다. 회전 축(443)은 상하 방향 축을 기준으로 회전될 수 있다. 회전 구동기(444)가 회전 축(443)을 회전시키면, 고정 몸체(442)는 상하 방향 축을 기준으로 회전될 수 있다. 이에, 노즐(441a, 441b, 441c)들의 토출구는 기판(M)으로 액을 공급하는 위치인 액 공급 위치, 그리고 기판(M)으로 액을 공급하지 않는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.

도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 레이저 유닛을 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 유닛에 대해 상세히 설명한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 이하에서는 이해의 편의를 위해, 조사 부재(500)에 포함되는 구성들(520, 540, 560)이 배치된 방향을 제1방향(X)이라 정의한다. 또한, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 정의하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 정의한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 유닛(450)은 내부 공간(412)에 위치한다. 레이저 유닛(450)은 기판(M)을 가열한다. 레이저 유닛(450)은 액이 공급된 기판(M)을 가열할 수 있다. 예컨대, 레이저 유닛(450)은 액 공급 유닛(440)에 의해 기판(M) 상에 액이 공급된 이후, 액막이 형성된 기판(M)에 광을 조사하여 기판(M)의 특정 영역을 가열할 수 있다. 예컨대, 레이저 유닛(450)은 기판(M)의 특정 영역에 형성된 제2패턴(P2)으로 광을 조사할 수 있다. 예컨대, 레이저 유닛(450)이 기판(M)에 조사하는 광은 레이저일 수 있다. 광이 조사된 기판(M)의 특정 영역의 온도는 상승할 수 있다. 이에, 광이 조사된 영역의 제2패턴(P2)에 대한 액에 의한 식각 정도는 커질 수 있다. 또한, 레이저 유닛(450)은 기판(M)에 조사되는 광의 이미지를 획득할 수 있다.

레이저 유닛(450)은 하우징(460), 이동 부재(470), 헤드 부재(480), 조사 부재(500), 하부 반사판(600), 촬상 부재(700), 조명 부재(800), 그리고 상부 반사 부재(900)를 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(460)은 내부에 설치 공간을 제공한다. 하우징(460)의 설치 공간은 외부로부터 밀폐된 환경을 제공할 수 있다. 하우징(460)의 설치 공간에는 헤드 부재(480)의 일 부분, 조사 부재(500), 촬상 부재(700), 그리고 조명 부재(800)가 위치할 수 있다. 하우징(460)의 설치 공간에 위치한 조사 부재(500), 촬상 부재(700), 그리고 조명 부재(800)는 공정 과정 중에 발생되는 불순물(Byproduct) 또는 비산되는 액으로부터 보호된다. 하우징(460)에 의해 헤드 부재(480), 조사 부재(500), 촬상 부재(700), 그리고 조명 부재(800)는 각각 모듈화 되어 제공될 수 있다.

하우징(460)의 하부에는 개구가 형성될 수 있다. 하우징(460)의 개구에는 후술하는 헤드 부재(480)가 삽입될 수 있다. 예컨대, 하우징(460)의 개구에는 헤드 부재(480)의 경통이 삽입될 수 있다. 하우징(460)의 개구에 헤드 부재(480)가 삽입됨으로써, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(460)의 하단으로부터 헤드 부재(480)의 경통 일부가 돌출되게 위치할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 이동 부재(470)는 하우징(460)과 결합한다. 이동 부재(470)는 하우징(460)을 이동시킨다. 이동 부재(470)가 하우징(460)을 이동시킴으로써, 헤드 부재(480)를 이동시킬 수 있다. 이동 부재(470)는 구동기(472)와 샤프트(474)를 포함할 수 있다.

구동기(472)는 모터일 수 있다. 구동기(472)는 샤프트(474)와 연결될 수 있다. 구동기(472)는 샤프트(474)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 구동기(472)는 샤프트(474)를 회전시킬 수 있다. 비록 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 구동기(472)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 구동기 중 어느 하나는 샤프트(474)를 회전시키는 회전 모터로 제공되고, 복수의 구동기 중 다른 하나는 샤프트(474)를 상하 방향으로 이동시키는 리니어 모터로 제공될 수 있다.

샤프트(474)는 하우징(460)과 결합된다. 샤프트(474)가 구동기(472)에 의해 회전함에 따라 하우징(460)도 회전된다. 이에, 후술하는 헤드 부재(480)도 수평면 상에서 위치가 변경될 수 있다. 또한, 샤프트(474)가 구동기(472)에 의해 상하 방향으로 이동됨에 따라 하우징(460)도 상하 방향으로 이동된다. 이에, 후술하는 헤드 부재(480)도 수평면 상에서 그 높이가 변경될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 헤드 부재(480)는 경통과 대물 렌즈로 구성될 수 있다. 헤드 부재(480)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 광을 조사할 수 있다. 헤드 부재(480)는 후술하는 조사 부재(500)로부터 전달받은 광을 기판(M)으로 조사할 수 있다. 헤드 부재(480)로부터 기판(M)으로 조사된 광은 기판(M)에 형성된 일부 영역을 가열할 수 있다. 예컨대, 기판(M)으로 조사된 광은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다.

상부에서 바라볼 때, 헤드 부재(480)의 중심은 호(arc)를 그리며 이동될 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 헤드 부재(480)의 중심은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심을 지나도록 이동될 수 있다. 헤드 부재(480)는 이동 부재(470)에 의해 기판(M)으로 광을 조사하여 기판(M)을 가열하는 조사 위치와, 기판(M)에 대한 가열 처리를 수행하지 않고 대기하는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.

일 예에 따르면, 조사 위치는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)의 상부일 수 있다. 대기 위치는 처리 용기(430)의 바깥쪽에 제공될 수 있다. 또한, 대기 위치에는 도시되지 않은 홈 포트가 제공되고, 홈 포트(미도시)에서는 레이저 유닛(450)에 포함되는 구성들에 대한 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.

다시 도 6과 도 7을 참조하면, 조사 부재(500)는 헤드 부재(480)에 광을 전달할 수 있다. 예컨대, 조사 부재(500)가 헤드 부재(480)에 전달하는 광은 레이저 일 수 있다. 조사 부재(500)는 발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)를 포함할 수 있다. 일 예에 다르면, 발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)는 제1방향(X)으로 배치될 수 있다.

발진부(520)는 광을 출사한다. 예컨대, 발진부(520)는 레이저를 출사할 수 있다. 발진부(520)는 제1방향(X)으로 광을 출사할 수 있다. 즉, 발진부(520)에서 출사되는 광의 경로는 제1방향(X)을 향할 수 있다. 발진부(520)에서 출사되는 광의 출력은 변경될 수 있다.

발진부(520)에는 틸팅 부재(522)가 설치될 수 있다. 틸팅 부재(522)는 발진부(520)에서 출사하는 광의 출사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 예컨대, 틸팅 부재(522)는 모터로 제공될 수 있다. 틸팅 부재(522)는 일 축을 기준으로 발진부(520)를 회전시킬 수 있다. 틸팅 부재(522)는 발진부(520)를 회전시켜 발진부(520)로부터 출사되는 광의 출사 방향을 틸팅 시킬 수 있다.

익스팬더(540)는 발진부(520)와 후술하는 회절부(560) 사이에 배치된다. 익스팬더(540)는 발진부(520)에서 출사된 광을 전달받는다. 익스팬더(540)는 발진부(520)로부터 전달받은 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 익스팬더(540)는 가변 BET(Beam Expander Telescope)로 제공될 수 있다. 프로파일이란, 광의 세기, 광의 직경, 광의 형상, 광의 초점산포, 광의 비대칭성 등의 광이 가지는 특성을 의미할 수 있다. 예컨대, 익스팬더(540)는 발진부(520)에서 출사된 광의 직경 및/또는 발산각을 조정하여 초점산포 등의 프로파일을 변경시킬 수 있다.

익스팬더(540)는 발진부(520)에서 출사된 광을 후술하는 회절부(560)로 전달한다. 예컨대, 익스팬더(540)는 프로파일이 변경된 광을 회절부(560)로 전달할 수 있다. 또한, 익스팬더(540)는 프로파일이 변경되지 않은 광을 회절부(560)로 전달할 수 있다. 익스팬더(540)가 발진부(520)에서 출사된 광의 프로파일을 변경시키는 상세한 메커니즘은 후술한다.

발진부(520)에서 출사된 광은 익스팬더(540)를 거쳐 회절부(560)에 전달된다. 회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 광을 전달받는다. 예컨대, 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경되지 않은 광을 전달받을 수 있다. 또한, 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경된 광을 전달받을 수 있다.

회절부(560)는 전달받은 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다. 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경되지 않은 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경되지 않은 광을 복수 개의 광 다발로 분리시킬 수 있다. 또한, 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경된 광의 프로파일을 재차 변경시킬 수 있다. 예컨대, 회절부(560)는 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경된 광을 복수 개의 광 다발로 분리시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 회절부(560)는 회절 소자(Diffractive Optical Element, DOE)로 제공될 수 있다. 또한, 회절부(560)는 광을 투과시키는 회절 소자로 제공될 수 있다.

회절부(560)는 전달받은 광을 복수 개의 광 다발로 분리시켜 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 단위 면적당 조사되는 광 다발의 수를 변경시킬 수 있다. 즉, 회절부(560)는 기준 광에 포함되는 광 다발을 분리시켜 기판(M) 상에 단위 면적당 조사되는 광의 세기를 변경시킬 수 있다. 회절부(560)에 전달된 광의 프로파일이 변경되는 메커니즘에 대한 상세한 설명은 후술한다.

하부 반사판(600)은 발진부(520)에서 출사된 광의 경로 상에 위치한다. 일 예에 따르면, 하부 반사판(600)은 측면에서 바라볼 때, 발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)와 대응되는 높이에 위치할 수 있다. 또한, 하부 반사판(600)은 상부에서 바라볼 때, 헤드 부재(480)와 대응되는 위치에 제공될 수 있다.

하부 반사판(600)은 발진부(520)로부터 출사된 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 하부 반사판(600)은 수평 방향으로 조사되는 광의 조사 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 하부 반사판(600)은 광 경로인 제1방향(X)으로 조사되는 광의 조사 방향을 제3방향(Z)으로 변경시킬 수 있다. 제3방향(Z)으로 조사 방향이 변경된 광은 헤드 부재(480)에 전달될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 발진부(520)에서 출사된 광은 익스팬더(540)와 회절부(560)를 순차적으로 거쳐 하부 반사판(600)에 전달될 수 있다. 하부 반사판(600)에 전달되는 광은 프로파일이 변경되지 않은 광일 수 있다. 또한, 하부 반사판(600)에 전달되는 광은 프로파일이 변경된 광일 수 있다.

이하에서는, 이해의 편의를 위해 하부 반사판(600)과 헤드 부재(480)를 거쳐 기판(M) 상에 전달되는 광이 프로파일이 변경된 광일 경우, 이를 조정 광이라 정의한다. 예컨대, 조정 광은 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경된 광일 수 있다. 또한, 조정 광은 회절부(560)에서 프로파일이 변경된 광일 수 있다. 또한, 조정 광은 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경되고, 변경된 프로파일을 갖는 광이 회절부(560)에서 재차 그 프로파일이 변경된 광일 수 있다.

하부 반사판(600)에 전달된 광은 헤드 부재(480)에 전달되어 기판(M)으로 조사될 수 있다. 예컨대, 발진부(520)로부터 출사된 광은 익스팬더(540), 회절부(560), 하부 반사판(600), 그리고 헤드 부재(480)를 순차적으로 거쳐 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)으로 조사될 수 있다.

또한, 하부 반사판(600)은 상부에서 바라볼 때, 후술하는 상부 반사판(960)과 중첩되게 위치할 수 있다. 하부 반사판(600)은 상부 반사판(960)보다 하부에 배치될 수 있다. 하부 반사판(600)은 상부 반사판(960)과 같은 각도로 틸팅될 수 있다.

촬상 부재(700)는 기판(M)에 조사된 광을 촬상하여 이에 대한 이미지를 획득한다. 또한, 촬상 부재(700)는 홈 포트(미도시)에 조사된 광을 촬상하여 이에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 촬상 부재(700)가 획득하는 이미지는 영상 및/또는 사진일 수 있다. 촬상 부재(700)는 획득한 이미지를 제어기(30)에 전송할 수 있다. 제어기(30)는 이미지를 분석하여 기판(M) 및/또는 홈 포트(미도시)에 조사된 광의 프로파일을 모니터링하고 분석할 수 있다.

촬상 부재(700)는 대상 물체를 촬상하여 대상 물체에 대한 이미지를 획득한다. 촬상 부재(700)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 조사된 광의 이미지를 획득한다. 예컨대, 촬상 부재(700)는 기판(M) 상에 광이 조사되는 지점을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 기판(M)으로 조사된 광은 프로파일이 변경되지 않은 광일 수 있다. 또한, 기판(M)으로 조사된 광은 프로파일이 변경된 광일 수 있다. 또한, 촬상 부재(700)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 촬상 부재(700)는 홈 포트(미도시)에 조사된 광의 이미지를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 촬상 부재(700)는 카메라일 수 있다. 촬상 부재(700)가 이미지를 획득하기 위해 촬상하는 방향은 후술하는 상부 반사판(960)을 향하는 방향일 수 있다.

조명 부재(800)는 촬상 부재(700)가 이미지를 용이하게 획득할 수 있도록 빛을 제공할 수 있다. 조명 부재(800)가 제공한 빛은 후술하는 제1반사판(920)을 향해 제공될 수 있다. 또한, 조명 부재(800)가 제공한 빛은 제1반사판(920)과 후술하는 제2반사판(940)을 차례대로 거쳐 상부 반사판(960)을 향할 수 있다.

상부 반사 부재(900)는 제1반사판(920), 제2반사판(940), 그리고 상부 반사판(960)을 포함할 수 있다.

제1반사판(920)과 제2반사판(940)은 조명 부재(800)의 빛의 조사 방향을 변경시킨다. 제1반사판(920)과 제2반사판(940)은 서로 대응되는 높이에 설치될 수 있다. 제1반사판(920)은 조명 부재(800)에서 조사된 빛을 제2반사판(940)을 향해 반사시킬 수 있다. 예컨대, 제1반사판(920)은 조명 부재(800)에서 조사된 제1방향(X)의 빛을 제2방향(Y)을 향하도록 변경시킬 수 있다. 제2반사판(940)은 제1반사판(920)에서 반사된 빛을 상부 반사판(960)으로 재차 반사시킬 수 있다. 예컨대, 제2반사판(940)은 제1반사판(920)에서 반사된 제2방향(Y)의 빛을 상부 반사판(960)을 향하는 제1방향(X)으로 변경시킬 수 있다.

상부 반사판(960)은 촬상 부재(700)의 촬상 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사판(960)은 수평 방향인 촬상 부재(700)의 촬상 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사판(960)은 촬상 부재(700)의 촬상 방향을 헤드 부재(480)를 향하도록 변경시킬 수 있다.

또한, 상부 반사판(960)은 조명 부재(800)에서 조사된 빛의 조사 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사판(960)은 제1반사판(920)과 제2반사판(940)을 순차적으로 거쳐 전달되는 빛의 조사 방향을 수평 방향에서 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사판(960)은 조명 부재(800)로부터 조사된 빛의 조사 방향을 헤드 부재(480)를 향하도록 변경시킬 수 있다.

상부 반사판(960)과 하부 반사판(600)은 상부에서 바라볼 때, 중첩되게 위치할 수 있다. 상부 반사판(960)은 하부 반사판(600)보다 상부에 배치될 수 있다. 상부 반사판(960)과 하부 반사판(600)은 같은 각도로 틸팅될 수 있다. 상부 반사판(960)과 하부 반사판(600)은 조사 부재(500)로부터 조사되는 광의 조사 방향, 촬상 부재(700)의 촬상 방향, 그리고 조명 부재(800)가 제공하는 빛의 조사 방향이 서로 동 축을 가지도록 할 수 있다. 상술한 촬상 부재(700), 조명 부재(800), 제1반사판(920), 그리고 제2반사판(940)은 하우징(460)의 설치 공간에서 모듈화되어 제공될 수 있다.

도 8은 도 6의 일 실시예에 따른 익스팬더와 회절부를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8의 일 실시예에 따른 회절부를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 익스팬더(540)와 회절부(560)에 대해 상세히 설명한다.

발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)는 제1방향(X)으로 배치될 수 있다. 또한, 발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)는 순차적으로 배치될 수 있다. 발진부(520), 익스팬더(540), 그리고 회절부(560)는 서로 조합되어 광 경로를 형성할 수 있다. 발진부(520)로부터 출사되는 광은 익스팬더(540)에 전달되고, 익스팬더(540)에 전달된 광은 회절부(560)에 전달될 수 있다. 회절부(560)에 전달된 광은 하부 반사판(600)과 도 6에 도시된 헤드 부재(480)를 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 조사될 수 있다.

익스팬더(540)는 발진부(520)로부터 전달받은 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 익스팬더(540)는 발진부(520)로부터 전달받은 광의 직경, 또는 광의 발산각 등을 변경시킬 수 있다. 익스팬더(540)는 복수 개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 익스팬더(540)는 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 포함할 수 있다.

제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)는 광의 경로 상에 위치한다. 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)는 발진부(520)로부터 회절부(560)를 향하는 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 발진부(520)에서 출사된 광은 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 순차적으로 거쳐 회절부(560)에 전달될 수 있다. 발진부(520)에서 출사된 광은 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 거치는 과정에서 그 프로파일이 변경될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544)는 이동 가능하게 제공될 수 있다. 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544)는 수평 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 예컨대, 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544)는 제1방향(X)으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 제3렌즈(546)는 그 위치가 고정되게 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1렌즈(542)와 제3렌즈(546)는 볼록 렌즈로 제공될 수 있다. 또한, 제2렌즈(544)는 오목 렌즈로 제공될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546) 각각은 오목 및/또는 볼록 렌즈 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 또한, 상술한 예에서는 익스팬더(540)가 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 익스팬더(540)는 4이상의 정수 개의 렌즈를 포함할 수 있다.

회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 광을 전달받는다. 회절부(560)가 전달받는 광은 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경된 광일 수 있다. 또한, 회절부(560)가 전달받는 광은 익스팬더(540)에서 프로파일이 변경되지 않은 광일 수 있다. 회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 전달받은 광을 복수 개의 광 다발로 분리시킬 수 있다.

회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 전달받은 광의 프로파일을 변경시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 전달받은 광의 단위 면적당 광 다발의 수를 변경시킬 수 있다. 이에, 회절부(560)는 익스팬더(540)로부터 전달받은 광의 단위 면적당 광의 세기를 변경시킬 수 있다.

회절부(560)는 바디(562)와 회절 플레이트(564)를 포함할 수 있다. 바디(562)는 입사되는 광의 경로를 변경시키지 않는 소재로 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 바디(562)는 미러일 수 있다. 바디(562)에는 회절 플레이트(564)가 삽입될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이 정면에서 바라볼 때, 바디(562)의 중앙 부분에는 회절 플레이트(564)가 삽입될 수 있다. 바디(562)는 이동 가능하게 제공될 수 있다. 바디(562)는 수평 방향 및 수직 방향으로 이동할 수 있다. 예컨대, 바디(562)는 제1방향(X), 제2방향(Y), 그리고 제3방향(Z)으로 이동할 수 있다.

회절 플레이트(564)는 바디(562)에 삽입될 수 있다. 예컨대, 회절 플레이트(564)는 정면에서 바라볼 때, 바디(562)의 중앙 부분에 삽입될 수 있다. 회절 플레이트(564)는 익스팬더(540)로부터 전달되는 광을 광 다발로 분리시키는 회절 소자일 수 있다. 또한, 회절 플레이트(564)의 표면에는 광을 회절시키는 복수 개의 돌기들이 형성될 수 있다. 회절 플레이트(564)는 정면에서 바라볼 때, 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 회절 플레이트(564)는 후술하는 기준 프로파일을 가지는 광의 직경과 대응되는 직경을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 회절 플레이트(564)는 다양한 형상을 가질 수 있다.

이하에서는 도 10 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 유닛(450)에서 기판(M) 상으로 광을 조사하는 메커니즘에 대해 상세히 설명한다. 레이저 유닛(450)이 기판(M) 상으로 광을 조사하는 메커니즘은 제어기(30)에 의해 수행될 수 있다. 제어기(30)는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)에 포함되는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 액 처리 챔버(400)에 포함되는 구성들을 제어할 수 있다.

도 10은 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛에서 광 경로를 따라 이동하는 기준 프로파일을 갖는 광의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 익스팬더(540)에 포함되는 구성들(542, 544, 546) 및 회절부(560)에 포함되는 구성들(562, 564) 각각이 기준 위치에 위치된 경우, 익스팬더(540)와 회절부(560)에서는 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일이 변경되지 않을 수 있다.

예컨대, 회절부(560)의 기준 위치란, 바디(562)를 상하 방향(예컨대, 제3방향(Z))으로 이동시켜 광 경로 상에 회절 플레이트(564)가 제공되지 않는 위치를 의미할 수 있다. 회절부(560)의 기준 위치란, 바디(562)를 상하 방향으로 이동시켜 회절 플레이트(564)가 익스팬더(540)로부터 전달되는 광의 외측 영역에 배치되는 위치를 의미할 수 있다.

익스팬더(540)에 포함되는 구성들(542, 544, 546) 및 회절부(560)에 포함되는 구성들(562, 564) 각각이 기준 위치에 위치된 경우, 발진부(520)에서 출사된 광은 기준 출력, 기준 형상, 기준 초점산포 등의 기준 프로파일을 가지고 하부 반사판(600) 및 헤드 부재(480)를 순차적으로 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 조사될 수 있다. 기준 프로파일에 대한 데이터는 제어기(30)에 미리 저장된 값일 수 있다.

일 예에 따르면, 기준 프로파일을 가지는 광(L1)은 플랫-탑(Flat-Top) 형상을 가질 수 있다. 또한, 기준 프로파일을 가지는 광(L1)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 또한, 기준 프로파일을 가지는 광(L1)은 기판(M) 상에 조사되는 단위 면적의 세기가 모두 균일하게 제공될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 바디(562)는 모두 기준 위치에 배치된다. 발진부(520)로부터 출사된 광은 제1렌즈(542)로 전달된다. 제1렌즈(542)로 전달된 광은 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)로 전달된다. 제3렌즈(546)로 전달된 광은 회절 플레이트(564)로 전달된다. 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544)가 기준 위치에 위치할 때, 제3렌즈(546)를 통과한 광은 회절 플레이트(564)의 바깥 영역으로 전달될 수 있다. 바디(562)에 전달된 광은 하부 반사판(600)으로 전달되고, 하부 반사판(600)으로 전달된 광은 도 6에 도시된 헤드 부재(480)를 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 조사될 수 있다. 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 제3렌즈(546), 회절부(560), 그리고 하부 반사판(600)으로 전달된 광은 모두 기준 프로파일을 가지는 광(L1)일 수 있다.

도 11은 도 6의 일 실시예에 따른 익스팬더에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일을 변경하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 11을 참조하여, 익스팬더에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일이 변경되는 메커니즘에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예에서는, 회절부(560)가 기준 위치에 위치되고, 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544) 중 제2렌즈(544)가 이동되는 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544)가 모두 이동하여 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일을 변경할 수 있다. 또한, 제1렌즈(542)와 제2렌즈(544) 중 제1렌즈(542)가 이동하여 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일을 변경할 수 있다.

제2렌즈(544)는 기준 위치에서 수평 방향(예컨대, 제1방향(X))으로 이동할 수 있다. 예컨대, 제2렌즈(544)는 기준 위치에서 제1렌즈(542)를 향하는 방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2렌즈(544)에 전달되는 광은 제2렌즈(544)에서 그 프로파일이 변경된다. 예컨대, 제2렌즈(544)에 전달되는 광은 그 발산각이 커지도록 프로파일이 변경될 수 있다. 제2렌즈(544)에서 그 프로파일이 변경된 광은 조정 광(L2)이라 정의될 수 있다. 조정 광(L2)은 제3렌즈(546), 회절부(560), 하부 반사판(600), 그리고 도 6에 도시된 헤드 부재(480)를 순차적으로 거쳐 기판(M) 상에 조사될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(M)에 조사되는 조정 광(L2)은 기준 프로파일을 갖는 광(L1)과 비교할 때, 상대적으로 그 직경이 축소된 광일 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 익스팬더(540)는 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일을 변경할 수 있다. 예컨대, 익스팬더(540)는 광의 직경을 확장 또는 축소하여 프로파일을 변경할 수 있다. 또한, 익스팬더(540)는 광의 발산각을 변경시켜 기판(M)에 조사되는 광의 스폿(Spot)의 크기를 조정하여 프로파일을 변경할 수 있다. 이에, 기판(M)에 조사되는 광의 중심 부분 또는 가장자리 부분의 초점산포를 변경시킬 수 있다.

도 12와 도 13은 도 6의 일 실시예에 따른 회절부에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일을 변경하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는, 회절부에서 기준 프로파일을 갖는 광의 프로파일이 변경되는 메커니즘에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예에서는, 익스팬더(540)에 포함되는 구성들(542, 544)이 기준 위치에 위치하고, 회절부(560)가 이동되는 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 익스팬더(540)에 포함되는 구성들(542, 544) 및 회절부(560)가 모두 이동하여 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일을 변경할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 회절부(560)는 상하 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 회절부(560)는 제1방향(X), 제2방향(Y), 그리고 제3방향(Z)으로 이동할 수 있다. 예컨대, 바디(562)는 제3방향(Z)으로 이동하여 회절 플레이트(564)를 광 경로 상에 위치시킬 수 있다. 발진부(520)로부터 출사된 광은 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 거쳐 회절 플레이트(564)로 전달될 수 있다. 회절 플레이트(564)로 전달되는 광은 기준 프로파일을 갖는 광(L1)일 수 있다. 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 통과한 기준 프로파일을 갖는 광(L1)은 회절 플레이트(564)에 모두 전달될 수 있다.

회절 플레이트(564)에 전달된 기준 프로파일을 갖는 광(L1)은 광 다발로 분리될 수 있다. 회절 플레이트(564)에 전달된 기준 프로파일을 갖는 광(L1)은 광 다발로 분리되어 변경된 프로파일을 갖는 조정 광(L3)으로 그 프로파일이 변경될 수 있다. 예컨대, 회절 플레이트(564)로 전달된 광이 회절 플레이트(564)에 형성된 돌기에 충돌하면서 광 다발로 분리될 수 있다. 회절 플레이트(564)에서는 전달된 광의 단위 면적당 광 다발의 수를 변경시킬 수 있다. 즉, 회절 플레이트(564)에서는 전달된 광의 단위 면적당 광의 세기를 변경시킬 수 있다.

도 14는 도 12의 C1 부분을 확대한 모습을 정면에서 바라본 도면이다. 도 14와 같이, 회절 플레이트(564)를 모두 통과하여 그 프로파일이 변경된 조정 광(L3)은 전 영역(A)에서 단위 면적당 광 다발의 수가 증가할 수 있다. 또한, 회절 플레이트(564)를 모두 통과하여 그 프로파일이 변경된 조정 광(L3)은 전 영역(A)에서 단위 면적당 광의 세기가 증가할 수 있다. 회절 플레이트(564)에서 그 프로파일이 변경된 조정 광(L3)은 하부 반사판(600)에 전달되고, 하부 반사판(600)에 전달된 프로파일이 변경된 조정 광(L3)은 헤드 부재(480)를 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 조사될 수 있다. 이에, 기판(M)에 조사되는 조정 광(L3)은 전 영역(A)에서 단위 면적당 세기가 커질 수 있다.

도 14는 도 13의 C2 부분을 확대한 모습을 정면에서 바라본 도면이다. 도 13과 도 14를 참조하면, 발진부(520)와 익스팬더(540)는 서로 조합되어 광이 이동되는 경로인 광 경로를 형성할 수 있다. 광 경로는 제1영역(A1)과 제2영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1영역(A1)과 제2영역(A2)은 서로 상이한 영역일 수 있다. 이하에서는, 이해의 편의를 위해, 제1영역(A1)은 광 경로 중 상부 영역으로 정의되고, 제2영역(A2)은 광 경로 중 하부 영역으로 정의될 수 있다.

회절 플레이트(564)로 전달되는 광은 기준 프로파일을 갖는 광(L1)일 수 있다. 제1렌즈(542), 제2렌즈(544), 그리고 제3렌즈(546)를 통과한 기준 프로파일을 갖는 광(L1) 중 어느 일부는 회절 플레이트(564)에 전달되고, 다른 일부는 바디(562)에 전달될 수 있다. 또한, 다른 일부는 회절 플레이트(564)의 바깥 영역에 전달될 수 있다.

예컨대, 바디(562)는 제3방향(Z)으로 이동할 수 있다. 바디(562)는 제3방향(Z)으로 이동하여 정면에서 바라볼 때, 광 경로 중 일부 영역(예컨대, 제1영역(A1))과 회절 플레이트(564)가 서로 매칭되게 할 수 있다. 예컨대, 도 13과 같이, 발진부(520)와 익스팬더(540)가 서로 조합되어 형성하는 광의 경로 중에서 제1영역(A1)만이 회절 플레이트(564)에 전달되도록 바디(562)가 제3방향(Z)으로 이동할 수 있다.

광 경로 중 제1영역(A1)에 제공된 기준 프로파일은 갖는 광(L1)은 회절 플레이트(564)를 통과하여 그 프로파일이 변경될 수 있다. 프로파일이 변경된 조정 광(L4)은 하부 반사판(600)과 도 6에 도시된 헤드 부재(480)를 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 조사될 수 있다. 또한, 광 경로 중 제2영역(A2)에 제공된 기준 프로파일은 갖는 광(L1)은 바디(562)를 통과하므로, 그 프로파일이 변경되지 않은 채로 하부 반사판(600)에 전달될 수 있다. 하부 반사판(600)으로 전달된 기준 프로파일을 갖는 광(L1)은 도 6에 도시된 헤드 부재(480)를 거쳐 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 조사될 수 있다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1영역(A1)에 제공된 광(L4)은 회절 플레이트(564)에서 그 프로파일이 변경되어 단위 면적당 광의 세기가 제2영역(A2)에 제공된 광(L1)의 세기보다 상대적으로 클 수 있다. 이에, 기판(M) 상으로 조사되는 광의 단위 면적당 세기는 비대칭성을 가질 수 있다.

상술한 실시예에서는 광 경로가 제1영역과 제2영역으로 구분되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 광 경로는 복수 개의 서로 중첩되지 않는 영역으로 구분될 수 있다.

도 15는 도 6의 일 실시예에 따른 레이저 유닛에서 광의 프로파일이 변경되는 일 실시예에 대한 비교 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 익스팬더(540) 및/또는 회절부(560)에서 프로파일이 변경된 조정 광이 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 조사될 수 있다.

예컨대, 도 15와 같이, 익스팬더(540)에서 광의 직경 또는 광의 발산각을 변경시켜 기판(M) 상에 조사되는 광의 스폿(Spot)의 크기를 변경하거나, 기판(M) 상에 조사되는 광의 직경을 변경시킬 수 있다. 이에, 기판(M) 상에 조사되는 광의 중앙 영역 및 가장자리 영역에서의 초점산포를 조절할 수 있다.

또한, 회절부(560)에서 기판(M) 상에 조사되는 광의 단위 면적당 세기를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 도 15와 같이, 기판(M) 상에 조사되는 광의 전 영역 중 상부 영역에 조사되는 광의 대한 단위 면적당 세기를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 기판(M) 상에 조사되는 광의 전 영역 중 좌측 영역에 조사되는 광의 대한 단위 면적당 세기를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 이에, 광의 집중이 필요한 특정 영역에 대해 단위 면적당 세기가 조절된 광을 선택적으로 조사할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 유닛(450)은 기판(M) 상에 형성된 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)에 광을 조사할 수 있다. 예컨대, 레이저 유닛(450)은 제2패턴(P2)에 광을 조사함으로써, 제1패턴(P1)의 선폭을 제1폭(예컨대, 69nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화시키고, 제2패턴(P2)의 선폭을 제2폭(예컨대, 68.5nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화시킨다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 유닛(450)은 기판(M) 상의 일부 영역에 대한 식각을 수행함으로써, 기판(M) 상에 형성된 패턴의 선폭 편차를 최소화해야 한다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 익스팬더(540)와 회절부(560)는 특정 패턴 또는 일부 영역에 대한 효율적인 식각을 수행하도록 발진부(520)로부터 출사되는 광의 프로파일을 효율적으로 변경시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 제2패턴(P2)들은 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 배열될 수 있으므로, 다양한 제2패턴(P2)들의 형상에 맞추어 제2패턴(P2)에 조사되는 광의 프로파일을 유연하게 변경시킬 수 있다.

또한, 헤드 부재(480)와 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 사이의 공정 거리(Working Distance)가 변경되더라도, 기판(M) 상에 조사되는 광의 프로파일을 적절하게 변경시킬 수 있다. 이에, 공정 요구 조건에 맞는 프로파일을 가지는 광을 특정 패턴에 균일하게 조사할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에서는 이해의 편의를 위해 익스팬더(540)에서만 광의 프로파일을 변경하고, 회절부(560)에서만 광의 프로파일을 변경하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 발진부(520)로부터 출사된 광의 프로파일을 익스팬더(540)에서 변경하고, 익스팬더(540)로부터 변경된 프로파일을 갖는 광을 회절부(560)에서 전달받고, 회절부(560)에서 변경된 프로파일을 갖는 광의 프로파일을 재차 변경시킬 수 있음은 물론이다.

액 처리 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정이 노광 공정 용 마스크 제작 과정 중 선폭 보정 공정을 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼 또는 글라스로 제공될 수 있다. 또한, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 공정은 마스크 제작 과정 중 선폭 보정 공정을 제외한 어느 하나의 공정일 수 있다. 또한, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 공정은 노광 공정 외에 세정 공정, 또는 포토 공정 등의 액을 사용하는 다양한 공정을 포함할 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.

또한, 도 2를 참조하여 설명한 처리 모듈(20)은 건조 챔버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 건조 챔버(미도시)는 도 2에 도시된 반송 프레임(300)의 측부에 배치될 수 있다. 건조 챔버(미도시)는 액 처리 챔버에서 액 처리가 완료된 기판(M)을 건조하는 건조 공정을 수행할 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
액 처리 챔버 : 400
지지 유닛 : 420
처리 용기 : 430
액 공급 유닛 : 440
레이저 유닛 : 450
헤드 부재 : 480
조사 부재 : 500
발진부 : 520
익스팬더 : 540
제1렌즈 : 542
제2렌즈 : 544
회절부 : 560
바디 : 562
회절 플레이트 : 564
하부 반사판 : 600
촬상 부재 : 700
조명 부재 : 800
상부 반사 부재 : 900
기준 프로파일을 갖는 광 : L1
조정 광 : L2, L3
제1영역 : A1
제2영역 : A2

Claims (20)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   기판을 지지하는 지지 유닛;
   상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛; 및
   상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 레이저 유닛을 포함하고,
   상기 레이저 유닛은,
   광을 출사하는 발진부; 및
   상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 광의 프로파일과 변경된 프로파일을 갖는 조정 광을 조사하는 회절부를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기를 포함하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회절부는,
   상기 발진부로부터 출사되는 상기 광의 경로 상에서 이동 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고,
   상기 장치는 제어기를 더 포함하고,
   상기 제어기는,
   상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 레이저 유닛은,
   상기 광의 직경을 변경시키는 익스팬더를 더 포함하고,
   상기 익스팬더는 상기 발진부와 상기 회절부 사이에 제공되는 기판 처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 프로파일은 광의 직경 또는 광의 산포를 더 포함하고,
   상기 익스팬더는 복수 개의 렌즈들을 포함하되,
   상기 제어기는,
   상기 광 경로 상에서 상기 복수 개의 렌즈들 사이의 거리를 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 레이저 유닛은,
   상기 지지 유닛에 상기 조정 광을 촬상하는 촬상 부재를 더 포함하고,
   상부에서 바라볼 때, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광의 조사 방향 및 상기 촬상 부재의 촬상 방향은 동축을 가지는 기판 처리 장치.
8. 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 지지하는 지지 유닛;
   상기 지지 유닛에 지지된 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛; 및
   상기 지지 유닛에 지지된 마스크를 가열하는 레이저 유닛을 포함하되,
   상기 레이저 유닛은,
   광을 출사하는 발진부;
   상기 광의 직경을 변경시키는 익스팬더; 및
   상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 상기 광의 프로파일과 변경된 프로파일을 갖는 조정 광을 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 조사하는 회절부를 포함하는 기판 처리 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기, 광의 직경 또는 광의 산포를 포함하는 기판 처리 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 회절부는,
    상기 발진부로부터 출사되는 상기 광의 경로 상에서 이동 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 익스팬더는 상기 발진부와 상기 회절부 사이에 제공되는 기판 처리 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고,
    상기 장치는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 익스팬더는 복수 개의 렌즈들을 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 광 경로 상에서 상기 복수 개의 렌즈들 사이의 거리를 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 장치.
14. 제8항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광을 촬상하는 촬상 부재를 더 포함하고,
    상부에서 바라볼 때, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 조사되는 상기 조정 광의 조사 방향 및 상기 촬상 부재의 촬상 방향은 동축을 가지는 기판 처리 장치.
15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴에 상기 조정 광을 조사하는 기판 처리 장치.
16. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    지지 유닛에 지지된 기판으로 액을 공급하고, 액이 공급된 기판에 프로파일이 조정된 조정 광을 조사하여 기판을 처리하되,
    기판에 조사되는 상기 조정 광은 발진부로부터 출사되는 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여 제공되고,
    상기 프로파일은 단위 면적당 광의 세기, 광의 직경 또는 광의 산포를 포함하는 기판 처리 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 광을 상기 광 다발로 분리하는 회절부는 상기 발진부로부터 출사된 상기 광의 경로 상에서 이동하는 기판 처리 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 광 경로는 제1영역과 상기 제1영역과 상이한 제2영역을 포함하고,
    상기 회절부를 상기 제1영역을 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 발진부로부터 출사된 상기 광 중 상기 제1영역으로 입사되는 상기 광을 복수 개의 광 다발로 분리하여, 상기 회절부를 통과한 상기 제1영역에서의 광의 단위 면적당 세기가 상기 제2영역에서의 상기 광의 단위 면적당 세기보다 크도록 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 발진부와 상기 회절부 사이에서 상기 광의 직경을 변경시켜 상기 광의 프로파일을 변경시키는 기판 처리 방법.
20. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 셀들을 가지는 마스크로 제공되고, 상기 마스크에는 상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성되되, 상기 조정 광은 상기 제2패턴에 조사되는 기판 처리 방법.
    

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