KR20230103872A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20230103872A
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윤현
박영호
김태희
정인기
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 회전시키고 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 광학 모듈을 포함하되, 상기 지지 유닛은 상기 지지 유닛의 중심과 일치하는 기준점이 표시된 그리드를 가지는 티칭 부재를 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, 마스크에 형성된 앵커 패턴을 레이저로 가열한다. 앵커 패턴을 정밀하게 타겟팅하여 가열하기 위해서는 레이저 조사 영역의 중심이 정밀하게 세팅되어야 한다. 미리 세팅된 레이저 조사 영역의 중심을 기준으로 레이저를 조사하는 광학 모듈이 이동한다. 예컨대, 미리 세팅된 레이저의 조사 영역의 중심으로부터 처리가 예정된 마스크에 형성된 앵커 패턴까지의 거리를 계산하고, 이를 근거로 광학 모듈이 해당 위치로 이동하고 레이저를 조사한다. 미리 세팅된 레이저 조사 영역의 중심이 마스크의 중심으로부터 이탈된 상태인 경우, 광학 모듈이 앵커 패턴이 존재하는 영역으로 이동하여 레이저를 조사할 때, 실제 마스크에 형성된 앵커 패턴의 위치와 상이한 위치로 이동하여 해당 위치에서 레이저를 조사할 수 있다. 이 경우, 실제 앵커 패턴에는 레이저가 조사되지 못하므로, 앵커 패턴을 정밀하게 식각하기 어렵다.
본 발명은 기판을 정밀하게 식각할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 특정 영역을 정밀하게 가열할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 또한, 본 발명은 기판의 특정 영역에 레이저를 정밀하게 조사하기 위해 레이저의 조사 영역의 중심을 정밀하게 티칭할 수 있는 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 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 회전시키고 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 광학 모듈을 포함하되, 상기 지지 유닛은 상기 지지 유닛의 중심과 일치하는 기준점이 표시된 그리드를 가지는 티칭 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 부재의 상면은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면보다 아래에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 모듈은 헤드 노즐을 통해 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 레이저를 조사하는 레이저 유닛 및 상기 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하여 이미지를 획득하는 촬상 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 조사 방향과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 방향은 서로 동축을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 지지 유닛 및 상기 광학 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 티칭 부재의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 티칭 부재를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되, 상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 그리드 수의 변동에 근거하여 상기 헤드 노즐의 중심을 상기 기준점으로 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 많은 위치에서 상기 그리드의 수가 상대적으로 적은 위치로 상기 헤드 노즐을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 되면 상기 헤드 노즐의 이동을 정지시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 기판을 지지하는 지지 핀을 더 포함하고, 상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 중심을 포함하는 중앙 영역에 배치되고, 상기 지지 핀은 상기 지지 유닛의 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 상부(upper portion)부터 탈착 가능할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 상부(upper portion)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 헤드 노즐의 중심, 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 중심, 그리고 상기 촬상 유닛의 촬상 영역의 중심은 서로 일치할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 처리 공간에서 기판을 처리하는 처리 단계와, 상기 처리 단계 이전 또는 이후에 광학 모듈의 헤드 노즐을 통해 조사되는 레이저의 중심을 조정하는 티칭 단계를 수행하고, 위에서 바라볼 때 상기 광학 모듈의 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심은 상기 레이저의 중심과 대응되되, 상기 티칭 단계에서는, 위에서 바라볼 때 상기 촬상 영역의 중심을 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛의 중심과 대응되도록 상기 헤드 노즐을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛의 상부에는 상기 지지 유닛의 중심과 대응되는 기준점이 표시된 그리드가 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 단계는 상기 처리 공간에서 기판을 반출한 상태에서 수행되고, 상기 촬상 영역의 중심과 상기 기준점이 대응되도록 상기 헤드 노즐을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 단계는 상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 그리드의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 그리드를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되, 상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 그리드 수의 변동에 근거하여 상기 촬상 영역의 중심을 상기 기준점으로 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 티칭 단계는 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 많은 위치에서 상기 그리드의 수가 상대적으로 적은 위치로 상기 헤드 노즐을 이동시키되, 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 되면 상기 헤드 노즐의 이동을 정지시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리 단계는 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 처리 단계와, 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 레이저를 조사하는 가열 단계를 포함하고, 상기 티칭 단계는 상기 액 처리 단계의 이전 또는 상기 가열 단계의 이후에 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판은 복수의 셀들을 가지는 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 상기 복수의 셀들 내에 형성된 제1패턴과, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 형성되고 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 포함하고, 상기 가열 단계에서는, 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴에 상기 레이저를 조사할 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 지지하는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 마스크를 가열하는 광학 모듈을 포함하되, 상기 지지 유닛은 상기 마스크를 지지하는 지지 핀 및 상기 지지 유닛의 중심과 일치하는 기준점이 표시된 그리드를 가지는 티칭 부재를 포함하고, 상기 광학 모듈은 헤드 노즐, 상기 헤드 노즐을 통해 마스크로 레이저를 조사하는 레이저 유닛 및 상기 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 유닛을 포함하고, 상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 중심을 포함하는 중앙 영역에 배치되고, 상기 지지 핀은 상기 지지 유닛의 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 배치되고, 상기 티칭 부재의 상면은 상기 지지 유닛에 지지된 마스크의 하면보다 아래에 위치하고, 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 조사 방향과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 방향은 서로 동축을 가지고, 위에서 바라볼 때 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 중심과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심은 서로 대응될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 지지 유닛과 상기 광학 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 티칭 부재의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 티칭 부재를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되, 상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 될 때까지 상기 헤드 노즐을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 정밀하게 식각할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 특정 영역을 정밀하게 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 또한, 본 발명은 기판의 특정 영역에 레이저를 정밀하게 조사하기 위해 레이저의 조사 영역의 중심을 정밀하게 티칭할 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 챔버에서 처리되는 기판을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 지지 유닛에 기판이 지지된 상태에서, 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 지지 유닛에 기판이 지지되지 않은 상태에서, 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4의 일 실시예에 따른 광학 모듈을 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4의 일 실시예에 따른 광학 모듈을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4의 다른 실시예에 따른 지지 유닛과 티칭 부재를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 티칭 부재의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 12는 도 11의 티칭 단계의 순서를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 13은 도 11의 티칭 단계에서 헤드 노즐을 그리드의 상측으로 이동시킨 모습을 위에서 바라본 도면이다.
도 14는 도 13의 그리드의 상측으로 이동한 헤드 노즐을 통해 획득한 그리드의 이미지 중 설정 영역에서의 이미지를 시간의 순서에 따라 보여주는 도면이다.
도 15는 도 11의 티칭 단계에서 촬상 영역의 중심이 그리드의 기준점으로 이동한 모습을 위에서 바라본 도면이다.
도 16은 도 15의 헤드 노즐을 통해 획득한 그리드의 이미지 중 설정 영역에서의 이미지를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 도 11의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 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.
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 17을 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 장치(1)는 인덱스 모듈(10, Index Module), 처리 모듈(20, Treating Module), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 위에서 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(2)이라 정의하고, 위에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 정의하고, 제1방향(2) 및 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(M)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(F)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(F)로 반송한다. 예컨대, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 예정된 기판(M)을 용기(F)에서 처리 모듈(20)로 반송한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(4)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(F)가 안착된다. 로드 포트(12)는 인덱스 프레임(14)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대편에 배치될 수 있다. 로드 포트(12)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 로드 포트(12)들은 제2방향(4)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(F)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(F)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 가진다. 인덱스 프레임(14)의 반송 공간에는 인덱스 로봇(120)과 인덱스 레일(124)이 배치된다. 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 방향(예컨대, 제3방향(6))을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 이동할 수 있다. 인덱스 프레임(14)의 반송 공간에는 복수 개의 인덱스 핸드(122)가 배치될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들 각각은 상하 방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들은 서로 간에 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
인덱스 레일(124)은 인덱스 프레임(14)의 반송 공간에 배치된다. 인덱스 레일(124)은 제2방향(4)과 평행한 길이 방향을 가질 수 있다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124)을 따라 직선 이동할 수 있다. 즉, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124)을 따라 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 후술하는 챔버(400)에 포함되는 구성들을 제어할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 프레임(300), 그리고 챔버(400)를 포함할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 버퍼 공간을 가진다. 버퍼 공간은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(M)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(M)이 일시적으로 머무는 공간으로 기능한다. 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 설치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 복수 개의 슬롯(미도시)들이 설치될 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 면일 수 있다. 후면은 반송 프레임(300)과 마주보는 면일 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다. 후술하는 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200)과 챔버(400) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)은 제1방향(2)과 수평한 길이 방향을 가질 수 있다. 반송 프레임(300)의 측방에는 챔버(400)들이 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 챔버(400)는 제2방향(4)으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 챔버(400)들은 반송 프레임(300)의 양 옆에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측면에 배치된 챔버(400)들은 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)의 배열을 가질 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 챔버(400) 간에 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 기판(M)이 놓이는 핸드(322)를 포함한다. 핸드(322)에는 기판(M)이 놓일 수 있다. 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))을 축으로 한 회전, 그리고 축 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 이동할 수 있다. 반송 로봇(320)은 복수 개의 핸드(322)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 핸드(322)들은 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 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 방향과 수평한 방향으로 형성될 수 있다. 예컨대, 반송 레일(324)은 제1방향(2)과 수평한 길이 방향을 가질 수 있다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324)을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다.
도 3은 도 2의 챔버에서 처리되는 기판을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)에 대해 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 챔버(400)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 그리고 포토 마스크 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크(Photo Mask)일 수 있다. 일 실시예에 의한 기판(M)은 사각의 형상을 가질 수 있다. 기판(M)에는 기준 마크(AK), 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)이 형성될 수 있다.
기판(M)에는 적어도 하나 이상의 기준 마크(AK)가 형성될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 모서리 수와 대응되는 수로, 기판(M)의 모서리 영역에 형성될 수 있다. 기준 마크(AK)는 기판(M)을 정렬할 때 사용될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 후술하는 지지 유닛(420)에 지지되는 과정에서 틀어짐이 발생했는지 여부를 판단하는 데 사용될 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 위치 정보를 도출하는 데 사용되는 마크일 수 있다. 예컨대, 후술하는 촬상 유닛(700)은 기준 마크(AK)를 촬상하여 기준 마크(AK)를 포함하는 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 제어기(30)에 전송할 수 있다. 제어기(30)는 기준 마크(AK)를 포함하는 이미지를 분석하여 기판(M)의 정확한 위치, 기판의 틀어짐 여부 등을 검출할 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 반송 로봇(320)이 기판(M)을 반송할 때 기판(M)의 위치 정보를 도출하는데 사용될 수 있다. 이에, 기준 마크(AK)는 소위 얼라인 키(Align Key)로 정의될 수 있다.
기판(M)에는 셀(CE)이 형성될 수 있다. 셀(CE)은 기판(M)에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 복수의 셀(CE)들 각각에는 복수의 패턴들이 형성될 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴은 노광 패턴(EP)과 제1패턴(P1)을 포함할 수 있다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들(예컨대, 제1패턴(P1)과 노광 패턴(EP))은 하나의 패턴 그룹(Pattern Group)으로 정의될 수 있다.
노광 패턴(EP)은 기판(M)에 실제 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있다. 제1패턴(P1)은 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 셀(CE)이 기판(M)에 복수 개 형성된 경우, 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)도 복수 개일 수 있다. 예컨대, 복수 개의 셀(CE)들 각각에는 제1패턴(P1)이 각각 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀(CE)에 복수 개의 제1패턴(P1)들이 형성될 수 있다.
제1패턴(P1)은 각각의 노광 패턴(EP)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다. 제1패턴(P1)은 소위 모니터링 패턴(Monitoring Pattern)으로 정의될 수 있다. 복수 개의 제1패턴(P1)들의 선폭의 평균 값은 선폭 모니터링 매크로(Critical Dimension Monitoring Macro;CDMM)로 정의될 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 양불을 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)에 형성된 셀(CE)들의 외부에 형성될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수의 셀(CE)들이 형성된 영역의 바깥 영역에 형성될 수 있다. 제2패턴(P2)은 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor Pattern)이라 정의될 수 있다. 제2패턴(P2)은 적어도 하나 이상의 수로 형성될 수 있다. 제2패턴(P2)은 기판(M)에 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 제2패턴(P2)들은 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 배열될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)들은 기판(M)에 5개 형성되고, 5개의 제2패턴(P2)들은 2열과 3행의 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 양불을 추정할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 제2패턴(P2)은 실제 노광 공정에는 참여하지 않는 검사용 패턴일 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)은 노광 장치의 공정 조건을 세팅하는 패턴일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(400)에 대해 상세히 설명한다. 또한, 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정은 노광 공정용 마스크 제작 공정 중 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction)인 것을 예로 들어 설명한다.
챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 전 처리가 수행된 기판(M)일 수 있다. 챔버(400)에 반입되는 기판(M)에 형성된 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭은 서로 다를 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 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 지지 유닛에 기판이 지지된 상태에서, 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6은 도 4의 지지 유닛에 기판이 지지되지 않은 상태에서, 챔버를 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 광학 모듈(450)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 대체로 육면체의 형상을 가질 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 광학 모듈(450)이 위치할 수 있다.
하우징(410)에는 기판(M)이 반출입하는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구(미도시)는 도시되지 않은 도어 어셈블리에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 하우징(410)의 내벽면은 후술하는 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 연결된다. 예컨대, 감압 부재(미도시)는 펌프일 수 있다. 배기 홀(414)은 내부 공간(412)의 분위기를 배기한다. 또한, 배기 홀(414)은 내부 공간(412)에서 발생하는 파티클 등의 불순물(Byproduct)을 내부 공간(412)의 외부로 배출한다.
지지 유닛(420)은 내부 공간(412)에 위치한다. 지지 유닛(420)은 기판(M)을 지지한다. 또한, 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 몸체(421), 지지 핀(422), 지지 축(423), 구동기(424), 그리고 티칭 부재(425)를 포함할 수 있다.
몸체(421)는 대체로 판 형상을 가질 수 있다. 몸체(421)는 일정한 두께를 가지는 판 형상일 수 있다. 몸체(421)는 위에서 바라볼 때, 대체로 원형의 상부면을 가질 수 있다. 몸체(421)의 상부면은 기판(M)의 상면 및 하면보다 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 위에서 바라볼 때, 몸체(421)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 몸체(421)의 가장자리 영역이란, 몸체(421)의 중심을 포함하는 중앙 영역을 감싸는 영역으로 정의될 수 있다. 지지 유닛(420)은 복수 개의 지지 핀(422)을 포함할 수 있다. 예컨대, 지지 핀(422)은 4개일 수 있다. 복수 개의 지지 핀(422)들 각각은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역 각각에 배치될 수 있다.
지지 핀(422)은 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 지지 핀(422)은 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 하단을 지지할 수 있다. 또한, 제2면은 기판(M)의 모서리 영역의 측단과 마주할 수 있다. 이에, 제2면은 기판(M)이 회전할 때, 기판(M)이 측방으로 이탈하는 것을 제한할 수 있다.
지지 축(423)은 상하 방향의 길이 방향을 가진다. 지지 축(423)은 몸체(421)와 결합한다. 지지 축(423)은 몸체(421)의 아래에 위치한다. 지지 축(423)은 구동기(424)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 지지 축(423)은 구동기(424)에 의해 회전할 수 있다. 구동기(424)는 모터일 수 있다. 구동기(424)가 지지 축(423)을 회전시키면, 지지 축(423)에 결합된 몸체(421)는 회전할 수 있다. 이에, 기판(M)은 지지 핀(422)을 매개로 몸체(421)의 회전과 함께 회전할 수 있다.
티칭 부재(425)는 후술하는 헤드 노즐(480)을 통해 조사되는 레이저의 조사 영역의 중심 위치를 티칭할 수 있다. 또한, 티칭 부재(425)는 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심 위치를 티칭할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 티칭 부재(425)는 바디(426)와 그리드(427)를 포함할 수 있다. 바디(426)는 몸체(421)에 결합될 수 있다. 바디(426)는 몸체(421)의 상부(Upper Portion)에 결합될 수 있다. 바디(426)는 위에서 바라볼 때, 몸체(421)의 중심을 포함하는 중앙 영역에 배치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 바디(426)와 몸체(421)는 일체로 형성될 수 있다. 바디(426)의 상면에는 그리드(427)가 구비될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 바디(426)는 대체로 원통 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 바디(426)는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
그리드(427)는 바디(426)의 상면에 위치할 수 있다. 그리드(427)는 격자 형식의 무늬가 새겨진 플레이트일 수 있다. 그리드(427)의 중심에는 기준점(C)이 표시될 수 있다. 기준점(C)은 위에서 바라볼 때, 몸체(421)의 중심과 중첩되게 위치할 수 있다. 또한, 지지 핀(422)에 기판(M)이 안착된 상태에서, 기준점(C)은 기판(M)의 중심과 중첩될 수 있다. 즉, 기준점(C)과 몸체(421)의 중심과 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심은 위에서 바라볼 때, 서로 중첩될 수 있다. 그리드(427)와 바디(426)는 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 그리드(427)의 상단과 바디(426)의 상단은 그 높이가 서로 동일할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지 핀(422)에 기판(M)이 안착된 상태에서, 기판(M)과 그리드(427)는 서로 이격될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 지지 핀(422)에 기판(M)이 안착된 상태에서, 기판(M)의 하면은 그리드(427)의 상면보다 위에 위치할 수 있다. 즉, 그리드(427)와 바디(426)는 지지 핀(422)에 기판(M)이 안착될 때, 기판(M)과 간섭지 않는 위치에 배치될 수 있다.
처리 용기(430)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 상부가 개방된 처리 용기(430)의 내부 공간은 처리 공간(431)으로 기능한다. 예컨대, 처리 공간(431)은 기판(M)을 액 처리 및/또는 열 처리하는 공간일 수 있다. 처리 용기(430)는 기판(M)으로 공급하는 액이 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 광학 모듈(450)로 비산되는 것을 방지할 수 있다.
처리 용기(430)의 바닥면에는 지지 축(423)이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 개구와 지지 축(423)은 위에서 바라볼 때, 서로 중첩될 수 있다. 또한, 처리 용기(430)의 바닥면에는 액 공급 유닛(440)이 공급하는 액을 외부로 배출하는 배출 홀(434)이 형성될 수 있다. 배출 홀(434)을 통해 배출된 액은 도시되지 않은 외부의 재생 시스템에 전달될 수 있다. 처리 용기(430)의 측면은 처리 용기(430)의 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 상하 방향(예컨대, 제3방향(6))으로 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)을 액 처리 또는 가열 처리하는 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. 이 경우, 처리 용기(430)의 상단은 지지 유닛(420)의 상단보다 상대적으로 낮게 위치할 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 기판(M)에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(440)이 기판(M)에 공급하는 액은 처리액일 수 있다. 예컨대, 처리액은 식각액 또는 린스액일 수 있다. 식각액은 케미칼일 수 있다. 식각액은 기판(M)에 형성된 패턴을 식각할 수 있다. 식각액은 에천트(Etchant)로 불릴 수 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 공급한다. 노즐(441)의 일단은 고정 몸체(442)에 결합되고, 노즐(441)의 타단은 고정 몸체(442)로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 노즐(441)의 타단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 절곡되어 연장될 수 있다.
도 5와 도 6에 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 기판(M)에 서로 다른 종류의 액을 공급할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 어느 하나는 상술한 처리액 중 케미칼을 기판(M)에 공급할 수 있다. 또한, 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c) 중 다른 하나는 상술한 처리액 중 린스액을 기판(M)에 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 케미칼 또는 상이한 조성을 가지는 케미칼을 공급할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고정 몸체(442)는 노즐(441)을 고정 지지한다. 고정 몸체(442)는 회전 축(443)과 결합한다. 회전 축(443)의 일단은 고정 몸체(442)와 결합하고, 회전 축(443)의 타단은 회전 구동기(444)와 결합한다. 회전 축(443)은 상하 방향(예컨대, 제3방향(6))의 길이 방향을 가진다. 회전 구동기(444)는 회전 축(443)을 회전시킨다. 회전 구동기(444)는 회전 축(443)을 회전시키면, 회전 축(443)에 결합된 고정 몸체(442)는 상하 방향의 축을 기준으로 회전할 수 있다. 이에, 노즐(441)의 토출구는 액 공급 위치와 대기 위치 사이에서 이동할 수 있다. 액 공급 위치란, 액 공급 유닛(440)이 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 액을 공급하는 위치일 수 있다. 대기 위치란, 액 공급 유닛(440)이 기판(M)으로 액을 공급하지 않고 대기하는 위치일 수 있다. 예컨대, 대기 위치란, 처리 용기(430)의 바깥 영역에 포함되는 위치일 수 있다. 노즐(441)이 대기 위치에는 노즐(441)들이 대기할 수 있는 도시되지 않은 홈 포트가 구비될 수 있다.
도 7은 도 4의 일 실시예에 따른 광학 모듈을 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8은 도 4의 일 실시예에 따른 광학 모듈을 위에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 모듈에 대해 상세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학 모듈(450)은 내부 공간(412)에 위치한다. 광학 모듈(450)은 기판(M)을 가열한다. 광학 모듈(450)은 액이 공급된 기판(M)을 가열할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 광학 모듈(450)은 액이 잔류하는 기판(M) 전 영역 중 특정 패턴이 형성된 영역에 레이저를 조사할 수 있다. 예컨대, 광학 모듈(450)은 도 3에 도시된 제2패턴(P2)에 레이저를 조사하여 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다. 레이저가 조사된 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 온도는 상승할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)이 형성된 영역은 기판(M) 상의 그 밖의 영역보다 상대적으로 액에 의한 식각 정도가 커질 수 있다.
또한, 광학 모듈(450)은 레이저가 조사되는 영역을 촬상할 수 있다. 예컨대, 광학 모듈(450)은 후술하는 레이저 유닛(500)으로부터 조사된 레이저를 포함하는 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
광학 모듈(450)은 하우징(460), 이동 유닛(470), 헤드 노즐(480), 레이저 유닛(500), 하부 반사판(600), 촬상 유닛(700), 조명 유닛(800), 그리고 상부 반사 부재(900)를 포함할 수 있다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(460)은 내부에 설치 공간을 가진다. 하우징(460)의 설치 공간은 외부로부터 밀폐된 환경을 가질 수 있다. 하우징(460)의 설치 공간에는 헤드 노즐(480)의 일 부분, 레이저 유닛(500), 촬상 유닛(700), 그리고 조명 유닛(800)이 위치할 수 있다. 하우징(460)은 공정 과정 중에 발생하는 불순물 또는 비산되는 액으로부터 레이저 유닛(500), 촬상 유닛(700), 그리고 조명 유닛(800)을 보호한다. 헤드 노즐(480), 레이저 유닛(500), 촬상 유닛(700), 그리고 조명 유닛(800)은 하우징(460)에 의해 모듈화 될 수 있다.
하우징(460)의 하부에는 개구가 형성될 수 있다. 하우징(460)에 형성된 개구에는 후술하는 헤드 노즐(480)이 삽입될 수 있다. 하우징(460)의 개구에 헤드 노즐(480)이 삽입됨으로써, 도 4과 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(460)의 하단으로부터 헤드 노즐(480)의 하부(Lower Portion)가 돌출될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이동 유닛(470)은 하우징(460)에 결합한다. 이동 유닛(470)은 하우징(460)을 이동시킨다. 이동 유닛(470)은 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 수직 및 수평 이동시킬 수 있다. 또한, 구동기(472)는 샤프트(474)를 제3방향(6)을 축으로 한 회전 이동시킬 수 있다. 비록 도시되지 않았으나, 일 실시예에 의한 이동 유닛(470)은 복수 개의 구동기를 포함할 수 있다. 복수 개의 구동기 중 어느 하나는 샤프트(474)를 회전시키는 회전 모터일 수 있고, 복수 개의 구동기 중 다른 하나는 샤프트(474)를 수평 방향으로 이동시키는 리니어 모터일 수 있고, 복수 개의 구동기 중 또 다른 하나는 샤프트(474)를 수직 방향으로 이동시키는 리니어 모터일 수 있다.
샤프트(474)는 하우징(460)과 결합한다. 샤프트(474)가 구동기(472)에 의해 수평 방향으로 이동하거나 회전 이동함으로써, 하우징(460)에 형성된 개구에 삽입된 헤드 노즐(480)도 수평면 상에서 그 위치가 변경될 수 있다. 또한, 샤프트(474)가 수직 방향으로 이동함으로써, 헤드 노즐(480)은 수평면 상에서 그 높이가 변경될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 헤드 노즐(480)은 대물 렌즈와 경통을 구비할 수 있다. 후술하는 레이저 유닛(500)은 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체로 레이저를 조사할 수 있다. 헤드 노즐(480)을 통해 조사된 레이저는 위에서 바라볼 때, 플랫-탑(Flat-Top) 형상을 가질 수 있다.
또한, 후술하는 촬상 유닛(700)은 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 촬상 유닛(700)은 대상 물체에 레이저가 조사된 영역을 촬상하고, 레이저를 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 후술하는 조명 유닛(800)으로부터 전달되는 조명은 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체에 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 대상 물체는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)일 수 있다. 또한, 대상 물체는 그리드(427)일 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 헤드 노즐(480)은 이동 유닛(470)에 의해 공정 위치, 티칭 위치, 그리고 대기 위치 간에 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 공정 위치는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)의 상측일 수 있다. 예컨대, 공정 위치는 위에서 바라볼 때, 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심과 헤드 노즐(480)의 중심이 서로 중첩되는 위치일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 티칭 위치는 티칭 부재(425)의 상측일 수 있다. 예컨대, 티칭 위치는 위에서 바라볼 때, 그리드(427)와 헤드 노즐(480)이 서로 중첩되는 위치일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 대기 위치는 처리 용기(430)의 바깥 영역일 수 있다. 대기 위치에는 도시되지 않은 홈 포트가 배치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 대기 위치에서는 광학 모듈(450)의 상태를 조정하는 유지 보수 작업이 수행될 수 있다.
도 7에 도시된 레이저 유닛(500)은 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체에 레이저를 조사한다. 예컨대, 헤드 노즐(480)이 공정 위치에 위치할 때, 레이저 유닛(500)은 헤드 노즐(480)을 통해 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 레이저를 조사한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 유닛(500)은 발진부(520)와 익스팬더(540)를 포함할 수 있다. 발진부(520)는 레이저를 발진시킨다. 발진부(520)는 익스팬더(540)를 향해 레이저를 발진시킬 수 있다. 발진부(520)에서 발진되는 레이저의 출력은 공정 요구 조건에 따라 조정될 수 있다.
발진부(520)에는 틸팅 부재(522)가 설치될 수 있다. 틸팅 부재(522)는 발진부(520)에서 발진시키는 레이저의 발진 방향을 변경시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 틸팅 부재(522)는 모터일 수 있다. 틸팅 부재(522)는 일 축을 기준으로 발진부(520)를 회전시킬 수 있다.
익스팬더(540)는 도시되지 않은 복수 개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 익스팬더(540)는 복수 개의 렌즈들 간의 사이 간격을 변경시켜 발진부(520)에서 발진된 레이저의 발산각을 변경시킬 수 있다. 이에, 익스팬더(540)는 발진부(520)에서 발진된 레이저의 직경을 변경할 수 있다. 예컨대, 익스팬더(540)는 발진부(520)에서 발진된 레이저의 직경을 확장하거나 축소할 수 있다. 익스팬더(540)에서 레이저의 직경을 변경시킴으로써, 레이저가 가지는 프로파일이 변경될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 익스팬더(540)는 가변 BET(Beam Expander Telescope)로 제공될 수 있다. 익스팬더(540)에서 직경이 변경된 레이저는 하부 반사판(600)으로 전달된다.
도 7에 도시된 하부 반사판(600)은 발진부(520)에서 발진된 레이저의 이동 경로 상에 위치한다. 일 실시예에 의하면, 하부 반사판(600)은 측면에서 바라볼 때, 발진부(520) 및 익스팬더(540)와 대응되는 높이에 위치할 수 있다. 또한, 하부 반사판(600)은 위에서 바라볼 때, 헤드 노즐(480)과 중첩되게 위치할 수 있다. 또한, 하부 반사판(600)은 위에서 바라볼 때, 후술하는 상부 반사판(960)과 중첩되게 위치할 수 있다. 하부 반사판(600)은 상부 반사판(960)보다 아래에 배치될 수 있다. 하부 반사판(600)은 상부 반사판(960)과 같은 각도로 틸팅될 수 있다.
하부 반사판(600)은 발진부(520)로부터 발진된 레이저의 이동 경로를 변경시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 하부 반사판(600)은 수평 방향으로 이동하는 레이저의 이동 경로를 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 하부 반사판(600)에 의해 수직 아래 방향으로 이동 경로가 변경된 레이저는 헤드 노즐(480)에 전달될 수 있다. 예컨대, 발진부(520)로부터 발진된 레이저는 익스팬더(540), 하부 반사판(600), 그리고 헤드 노즐(480)을 순차적으로 통과하여 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)으로 조사될 수 있다.
도 7과 도 8에 도시된 촬상 유닛(700)은 대상 물체에 조사된 레이저를 촬상할 수 있다. 촬상 유닛(700)은 레이저가 조사된 영역을 촬상할 수 있다. 촬상 유닛(700)은 레이저가 조사된 영역을 포함하는 대상 물체의 이미지를 획득할 수 있다. 전술한 바와 같이, 대상 물체는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 또는 그리드(427)일 수 있다.
촬상 유닛(700)은 카메라 모듈일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(700)은 초점이 자동 조정되는 카메라 모듈일 수 있다. 또한, 촬상 유닛(700)은 가시광선 또는 원적외선을 조사하는 카메라 모듈일 수 있다. 촬상 유닛(700)이 획득하는 이미지는 영상 및/또는 사진일 수 있다. 촬상 유닛(700)의 촬상 방향은 상부 반사판(960)을 향할 수 있다. 촬상 유닛(700)의 촬상 방향은 상부 반사판(960)에 의해 수평 방향에서 수직 아래 방향으로 변경될 수 있다. 예컨대, 촬상 유닛(700)의 촬상 방향은 상부 반사판(960)에 의해 헤드 노즐(480)을 향하는 방향으로 변경될 수 있다. 이에, 촬상 유닛(700)은 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체를 촬상하여 대상 물체의 이미지를 획득할 수 있다.
도 8에 도시된 조명 유닛(800)은 촬상 유닛(700)이 대상 물체에 대한 이미지를 용이하게 획득할 수 있도록, 대상 물체에 조명을 전달한다. 조명 유닛(800)이 전달한 조명은 후술하는 제1반사판(920)을 향할 수 있다. 제1반사판(920)으로 전달된 조명은 후술하는 제2반사판(940)과 상부 반사판(960)을 차례대로 거쳐 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체에 전달될 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 서로 대응되는 높이에 설치될 수 있다. 제1반사판(920)은 조명 유닛(800)이 전달한 조명의 방향을 변경시킨다. 제1반사판(920)은 전달받은 조명을 제2반사판(940)을 향하는 방향으로 반사할 수 있다. 제2반사판(940)은 제1반사판(920)이 전달한 조명의 방향을 변경시킨다. 제2반사판(940)은 제1반사판(920)으로부터 전달받은 조명을 상부 반사판(960)을 향하는 방향으로 반사한다.
상부 반사판(960)과 하부 반사판(600)은 위에서 바라볼 때, 중첩되게 배치될 수 있다. 상부 반사판(960)은 하부 반사판(600)보다 위에 배치될 수 있다. 상부 반사판(960)과 하부 반사판(600)은 상술한 바와 같이 같은 각도로 틸팅될 수 있다.
상부 반사판(960)은 촬상 유닛(700)의 촬상 방향과 조명 유닛(800)의 조명 전달 방향을 헤드 노즐(480)을 향하는 방향으로 변경시킬 수 있다. 이에, 촬상 유닛(700)의 촬상 방향과 조명 유닛(800)의 조명 방향은, 하부 반사판(600)에 의해 헤드 노즐(480)을 향하는 방향으로 그 이동 경로가 변경된 레이저의 조사 방향과 서로 동축을 가질 수 있다. 즉, 헤드 노즐(480)을 통해 레이저 유닛(500)이 대상 물체에 레이저를 조사하는 방향, 헤드 노즐(480)을 통해 촬상 유닛(700)이 대상 물체를 촬상하는 촬상 방향, 그리고 헤드 노즐(480)을 통해 조명 유닛(800)이 대상 물체에 조명을 전달하는 방향은 위에서 바라볼 때, 서로 중첩될 수 있다.
상술한 예와 달리, 반송 프레임(300)의 측방에는 건조 챔버(미도시)들이 더 배치될 수 있다. 건조 챔버(미도시)에서는 챔버(400)에서 액 처리 및/또는 가열 처리가 완료된 기판을 건조할 수 있다. 챔버(400)는 건조 챔버(미도시)보다 상대적으로 버퍼 유닛(200)과 인접한 반송 프레임(300)의 측부에 배치될 수 있다.
이하에서는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버의 변형 실시예에 대해 설명한다. 이하에서 설명한 일 실시예에 의한 챔버는 추가적으로 설명하는 경우 외에는 상술한 챔버의 구성과 대부분 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 9는 도 4의 다른 실시예에 따른 지지 유닛과 티칭 부재를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9의 티칭 부재의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 몸체(421)의 중심을 포함하는 중앙 영역에는 홈이 형성될 수 있다. 예컨대, 몸체(421)의 중앙 영역의 상면은 몸체(421)의 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역의 상면보다 높이가 낮게 단차질 수 있다. 몸체(421)의 중앙 영역에는 후술하는 티칭 부재(490)가 삽입될 수 있다. 몸체(421)의 가장자리 영역에는 지지 핀(422)이 배치될 수 있다.
도 9와 도 10을 참조하면, 티칭 부재(490)는 바디(492)와 그리드(494)를 포함할 수 있다. 바디(492)는 몸체(421)에 형성된 홈과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 바디(492)는 몸체(421)에 형성된 홈에 삽입될 수 있다. 바디(492)는 몸체(421)로부터 탈착될 수 있다. 바디(492)에는 도시되지 않은 고정 지그가 설치될 수 있다. 고정 지그는 바디(492)를 몸체(421)에 고정시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 바디(492)가 몸체(421)에 형성된 홈에 삽입된 이후, 바디(492)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 몸체(421)에 고정될 수 있다.
바디(492)의 상면으로부터 하면까지의 높이는 몸체(421)의 중앙 영역에 형성된 홈의 높이보다 클 수 있다. 또한, 바디(492)가 몸체(421)의 홈에 삽입된 상태에서, 바디(492)의 상부(Upper Portion)는 몸체(421)의 가장자리 영역의 상면으로부터 위 방향으로 돌출될 수 있다. 또한, 바디(492)가 몸체(421)의 홈에 삽입된 상태에서, 바디(492)의 상단은 지지 핀(422)의 상단보다 아래에 위치할 수 있다. 또한, 바디(492)가 몸체(421)의 홈에 삽입되고 기판(M)이 지지 핀(422)에 안착된 상태에서, 바디(492)의 상단은 기판(M)의 하면보다 아래에 위치할 수 있다.
그리드(494)는 바디(492)의 상면에 위치할 수 있다. 그리드(494)의 상단과 바디(492)의 상단은 그 높이가 서로 동일할 수 있다. 이에, 바디(492)가 몸체(421)의 홈에 삽입된 상태에서, 그리드(494)의 상단은 지지 핀(422)의 상단보다 아래에 위치할 수 있다. 또한, 바디(492)가 몸체(421)의 홈에 삽입되고 기판(M)이 지지 핀(422)에 안착된 상태에서, 그리드(494)의 상단은 기판(M)의 하면보다 아래에 위치할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 전술한 일 실시예에 따른 챔버(400)에서 수행될 수 있다. 또한, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록, 챔버(400)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다.
이하에서는, 이해의 편의를 위해 티칭 부재가 지지 유닛에 결합된 실시예를 예로 들어 설명하나, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 지지 유닛과 티칭 부재에서도 이와 동일 또는 유사한 메커니즘을 수행할 수 있음은 물론이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 티칭 단계(S10)와 처리 단계(S20)를 포함할 수 있다. 티칭 단계(S10)는 처리 단계(S20)가 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 예컨대, 티칭 단계(S10)는 챔버(400)의 내부 공간(412)으로 기판(M)이 반입되기 이전에 수행될 수 있다.
티칭 단계(S10)는 헤드 노즐(480)을 통해 조사되는 레이저의 중심 위치를 티칭할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이 헤드 노즐(480)의 중심과, 헤드 노즐(480)을 통해 조사되는 레이저의 중심과, 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심은 위에서 바라볼 때 서로 동일할 수 있다. 이에, 티칭 단계(S10)에서는 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심 위치를 티칭함으로써, 헤드 노즐(480)을 통해 대상 물체로 조사되는 레이저의 조사 중심 위치를 티칭할 수 있다.
도 12는 도 11의 티칭 단계의 순서를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 13은 도 11의 티칭 단계에서 헤드 노즐을 그리드의 상측으로 이동시킨 모습을 위에서 바라본 도면이다.
도 12와 도 13을 참조하면, 티칭 단계(S10)에서는 헤드 노즐(480)을 지지 유닛(420)의 중심을 포함하는 중앙 영역의 상측으로 이동시킨다. 전술한 바와 같이, 지지 유닛(420)의 중앙 영역에는 티칭 부재(425)가 위치한다. 이에, 티칭 단계(S10)에서는 헤드 노즐(480)을 티칭 부재(425)의 상측으로 이동시킨다. 일 실시예에 의하면, 티칭 단계(S10)에서는 헤드 노즐(480)을 그리드(427)의 상측으로 이동시킨다.
헤드 노즐(480)이 그리드(427)의 상측에 위치하면, 도 4에 도시된 지지 유닛(420)은 회전한다. 헤드 노즐(480)이 그리드(427)의 상측에 위치하면, 촬상 유닛(700)은 회전하는 그리드(427)를 촬상한다. 촬상 유닛(700)은 회전하는 그리드(427)를 촬상하여 그리드(427)에 대한 이미지를 획득한다. 일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(700)이 획득한 그리드(427)의 이미지는 영상일 수 있다. 촬상 유닛(700)은 획득한 이미지를 제어기(30)에 전송한다.
제어기(30)는 헤드 노즐의 중심과 그리드(427)에 표시된 기준점(C)이 서로 일치하는지 여부를 확인한다. 제어기(30)는 촬상 유닛(700)이 촬상하는 촬상 영역의 중심과 기준점(C)이 서로 일치하는지 여부를 확인함으로써, 레이저의 조사 중심과 헤드 노즐의 중심이 기준점(C)과 서로 일치하는지 여부를 확인할 수 있다. 이하에서는, 제어기(30)가 촬상 영역의 중심과 기준점(C)이 서로 일치하는지 여부를 확인하는 메커니즘에 대해 상세히 설명한다.
도 14는 도 13의 그리드의 상측으로 이동한 헤드 노즐을 통해 획득한 그리드의 이미지 중 설정 영역에서의 이미지를 시간의 순서에 따라 보여주는 도면이다.
도 13과 도 14를 참조하면, 제어기(30)는 촬상 유닛(700)으로부터 전달받은 그리드(427)의 이미지의 전 영역(A) 중에서, 설정 영역(AA)을 설정할 수 있다. 설정 영역(AA)이란, 이미지의 전 영역(A) 중에서 중심(MC)이 되는 지점을 포함한 영역을 의미할 수 있다. 이미지의 전 영역(A) 중에서 중심(MC)이 되는 지점은 촬상 유닛(700)이 촬상하는 촬상 영역의 중심과 일치할 수 있다. 또한, 설정 영역(AA)은, 그리드(427)에 표시된 기준점(C)과 대응되는 면적을 가질 수 있다. 예컨대, 중심(MC)과 그리드(427)에 표시된 기준점(C)이 동일한 축 상에 위치한다 가정할 때, 위에서 바라보면 설정 영역(AA)과 기준점(C)은 서로 중첩될 수 있다.
제어기(30)는 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수를 산출할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수를 산출할 수 있다. 설정 시간이란, 후술하는 처리 단계(S20)를 수행하는 과정에서, 도 4 등에 도시된 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)이 1회전하는 데 소요되는 시간으로 정의될 수 있다. 다만, 상술한 설명 시간의 정의는 예시를 위할 뿐이고 이에 한정되는 것은 아니다.
제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수를 산출하고, 산출된 그리드 수의 변동값을 계산한다. 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, 제어기(30)는 제1시점(T1)에서 획득한 이미지 중 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 유무와, 제2시점(T2)에서 획득한 이미지 중 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 유무를 판정한다. 제2시점(T2)은 제1시점(T1)으로부터 매우 짧은 시간이 경과된 시점일 수 있다.
도 14와 같이, 제어기(30)가 획득한 이미지는 회전하는 그리드(427)에 대한 이미지이므로, 제어기(30)는 제1시점(T1)에서 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드가 존재하는 것으로 판정하고, 제2시점(T2)에서 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드가 존재하지 않는 것으로 판정할 수 있다. 이에, 제어기(30)는 제1시점(T1)에서 제2시점(T2)으로 시간이 경과함에 따라, 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수는 1이라 산출할 수 있다. 제어기(30)는 이와 같은 메커니즘을 설정 시간 동안 반복 수행할 수 있다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 촬상 유닛(700)이 그리드(427)를 촬상하여 획득한 이미지의 중심(MC)이 그리드(427)의 최외곽 부근에 위치한 경우, 제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역을 통과하는 그리드의 수가 64인 산출할 수 있다.
제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수가 0에 해당하지 않는 경우, 헤드 노즐(480)을 이동시킬 수 있다. 제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수가 보다 적어지는 위치로 헤드 노즐(480)을 이동시킬 수 있다. 이에, 제어기(30)는 도 13과 같이 그리드(427)의 최외곽 부근에 위치한 헤드 노즐(480)을 그리드(427)의 중심을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 제어기(30)가 산출하는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수는 그리드(427)의 가장자리 영역보다 그리드(427)의 중앙 영역이 더 적음은 당연하다. 즉, 제어기(30)는 헤드 노즐(480)을 기준점(C)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 15는 도 11의 티칭 단계에서 촬상 영역의 중심이 그리드의 기준점으로 이동한 모습을 위에서 바라본 도면이다. 도 16은 도 15의 헤드 노즐을 통해 획득한 그리드의 이미지 중 설정 영역에서의 이미지를 개략적으로 보여주는 도면이다.
제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수가 0이 될 때까지 헤드 노즐(480)을 이동시킬 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 촬상 유닛(700)이 촬상하는 촬상 영역의 중심과 기준점(C)이 서로 일치하는 경우, 도 16에 도시된 바와 같이, 제어기(30)가 획득한 이미지로부터 산출되는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수는 0이 될 수 있다. 제어기(30)는 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수가 0이 되면, 헤드 노즐(480)의 이동을 정지시키고 티칭 단계(S10)를 종료한다.
다시 도 11을 참조하면, 처리 단계(S20)는 액 처리 단계(S22), 가열 단계(S24), 그리고 린스 단계(S26)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 액 처리 단계(S22)와 가열 단계(S24)를 포함하여 식각 단계로 불릴 수 있다. 식각 단계에서는 기판(M)에 형성된 패턴을 식각할 수 있다. 예컨대, 도 3의 기판(M)에 형성된 제1패턴(P1)의 선폭과 제2패턴(P2)의 선폭이 서로 일치하도록 기판(M)에 형성된 특정 패턴(예컨대, 제2패턴(P2))에 대한 식각을 수행할 수 있다. 식각 단계는 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭의 차이를 보정하는 선폭 보정 공정을 의미할 수 있다.
액 처리 단계(S22)에서는 액 공급 유닛(440)이 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 에천트(Etchant)인 케미칼을 공급할 수 있다. 액 처리 단계(S22)에서는 회전이 정지된 기판(M)에 케미칼을 공급할 수 있다. 회전이 정지된 기판(M)에 케미칼을 공급하는 경우, 기판(M)에 공급되는 케미칼은 퍼들(Puddle)을 형성할 수 있을 정도의 양으로 공급될 수 있다. 예컨대, 액 처리 단계(S22)에서 회전이 정지된 기판(M)에 케미칼을 공급하는 경우, 공급되는 케미칼의 양은 기판(M)의 상면 전체를 덮되, 케미칼이 기판(M)으로부터 흘러내리지 않거나 또는 흘러내리더라도 그 양이 크지 않을 정도로 공급될 수 있다. 필요에 따라서는 노즐(441)이 그 위치를 변경하면서 기판(M)의 상면 전체에 케미칼을 공급할 수도 있다.
기판(M)에 케미칼을 공급하여 액 처리 단계(S22)를 완료한 이후, 제어기(30)는 광학 모듈(450)을 공정 위치로 이동시킬 수 있다. 공정 위치는 제어기(30)에 미리 저장될 수 있다. 예컨대, 기판(M)마다 제2패턴(P2)이 형성되는 영역은 상이할 수 있다. 이에, 전 처리가 완료된 기판(M)을 챔버(400)에서 처리하고자 내부 공간(412)으로 반입할 때, 제어기(30)는 전 처리가 완료되어 반입되는 기판(M)의 중심으로부터 기판(M)에 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심까지의 위치 좌표를 저장할 수 있다.
제어기(30)는 티칭 단계(S10)에서 기준점(C)에 그 중심이 일치된 헤드 노즐(480)을 이동시킨다. 기준점(C)은 상술한 바와 같이, 위에서 바라볼 때 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심과 일치할 수 있다. 이에, 제어기(30)는 저장된 위치 좌표를 이용하여 헤드 노즐(480)의 중심을 기준점(C)으로부터 기판(M)에 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심의 상측으로 이동시킬 수 있다.
가열 단계(S24)는 위에서 바라볼 때, 헤드 노즐(480)의 중심이 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심과 대응되면 시작된다. 가열 단계(S24)는 기판(M)에 레이저를 조사하여 기판(M)을 가열한다. 일 실시예에 의하면, 가열 단계(S24)는 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)에 레이저를 조사하여 기판(M)을 가열할 수 있다.
레이저가 조사된 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 온도는 상승할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)이 형성된 영역에서 이미 공급된 케미칼에 의한 식각률은 증가할 수 있다. 이에 따라, 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, 가열 단계(S24)에서는 기판(M)의 일부 영역에 대한 식각 능력을 향상시켜, 기판(M) 상에 형성된 패턴의 선폭 편차를 최소화할 수 있다.
제2패턴(P2)으로 레이저를 정밀하게 조사하기 위해서 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심의 상측에 헤드 노즐(480)의 중심이 위치해야 한다. 티칭 단계(S10)에서 촬상 영역의 중심은 기준점(C)으로 조정된다. 이에, 헤드 노즐(480)의 중심도 기준점(C)으로 조정된다. 또한, 헤드 노즐(480)을 통해 조사되는 레이저의 조사 중심도 기준점(C)으로 조정된다. 기준점(C)은 위에서 바라볼 때, 기판(M)의 중심과 대응된다. 기판(M)에 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심에 대한 좌표는 기판(M)의 중심을 기준으로 산출된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 티칭 단계(S10)에서 헤드 노즐(480)의 중심을 기준점(C)으로 정확히 티칭함으로써, 헤드 노즐(480)의 중심이 제2패턴(P2)이 형성된 영역의 중심의 상측으로 정확히 이동할 수 있다. 이에, 가열 단계(S24)에서 제2패턴(P2)이 형성된 영역에 레이저를 조사하여 제2패턴(P2)을 일괄적으로 정밀하게 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 티칭 단계(S10)에서 촬상 영역의 중심을 조정함으로써 레이저의 조사 중심도 함께 조정할 수 있으므로, 보다 효율적으로 레이저가 대상 물체에 조사되는 위치를 조정할 수 있다.
가열 단계(S24)가 완료된 이후 린스 단계(S26)가 수행될 수 있다. 가열 단계(S24)가 완료된 이후, 광학 모듈(450)은 공정 위치에서 대기 위치로 이동할 수 있다. 린스 단계(S26)에서 액 공급 유닛(440)은 회전하는 기판(M)으로 린스액을 공급할 수 있다. 린스 단계(S26)에서는 기판(M)에 린스액을 공급하여 기판(M) 상에 부착된 불순물(Byproduct)을 제거할 수 있다. 또한, 필요에 따라 기판(M)에 잔류하는 린스액을 건조시키기 위해, 지지 유닛(420)은 기판(M)을 고속으로 회전시켜 기판(M)에 잔류하는 린스액을 제거할 수 있다.
상술한 예에서는 제어기(30)가 설정 시간 동안 설정 영역(AA)을 통과하는 그리드의 수를 산출하고, 산출된 그리드 수를 이용하여 촬상 유닛(700)의 촬상 영역의 중심 위치를 변경시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제어기(30)는 촬상 유닛(700)이 획득한 이미지에서 그리드(427)가 회전함에 따라 변화하는 그리드의 방사상의 형태로부터 촬상 유닛(700)의 촬상 영역의 중심 위치를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 전달받은 이미지를 이용하여 그리드의 방사상 형태의 변화가 많은 곳에서 적은 곳으로 헤드 노즐(480)을 이동시킬 수 있다. 바람직하게는, 제어기(30)는 그리드의 방사상 형태의 변화가 최소가 되는 위치까지 헤드 노즐(480)을 이동시킬 수 있다. 그리드의 방사상 형태의 변화가 최소가 되는 위치는 촬상 영역의 중심과 기준점(C)이 일치하는 지점일 수 있다.
도 17은 도 11의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다. 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 처리 단계(S30)와 티칭 단계(S40)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 처리 단계(S30)는 도 11 이하를 참조하여 설명한 처리 단계(S20)와 대부분 동일 또는 유사하고, 티칭 단계(S40)는 도 11 이하를 참조하여 설명한 티칭 단계(S10)와 대부분 동일 또는 유사하다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 티칭 단계(S40)는 처리 단계(S30)가 완료된 이후에 수행될 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
티칭 부재 : 425
그리드 : 427
처리 용기 : 430
액 공급 유닛 : 440
레이저 유닛 : 450
헤드 노즐 : 480
이미지의 전 영역 : A
설정 영역 : AA
이미지의 전 영역의 중심 : MC

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 회전시키고 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 광학 모듈을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지 유닛의 중심과 일치하는 기준점이 표시된 그리드를 가지는 티칭 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 티칭 부재의 상면은 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면보다 아래에 위치하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 모듈은,
    헤드 노즐을 통해 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 레이저를 조사하는 레이저 유닛; 및
    상기 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하여 이미지를 획득하는 촬상 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 조사 방향과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 방향은 서로 동축을 가지는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 지지 유닛 및 상기 광학 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 티칭 부재의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 티칭 부재를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되,
    상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 그리드 수의 변동에 근거하여 상기 헤드 노즐의 중심을 상기 기준점으로 이동시키는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 많은 위치에서 상기 그리드의 수가 상대적으로 적은 위치로 상기 헤드 노즐을 이동시키는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 되면 상기 헤드 노즐의 이동을 정지시키는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 기판을 지지하는 지지 핀을 더 포함하고,
    상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 중심을 포함하는 중앙 영역에 배치되고,
    상기 지지 핀은 상기 지지 유닛의 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 배치되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 상부(upper portion)부터 탈착 가능한 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 상부(upper portion)에 결합되는 기판 처리 장치.
  11. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 헤드 노즐의 중심, 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 중심, 그리고 상기 촬상 유닛의 촬상 영역의 중심은 서로 일치하는 기판 처리 장치.
  12. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    처리 공간에서 기판을 처리하는 처리 단계와, 상기 처리 단계 이전 또는 이후에 광학 모듈의 헤드 노즐을 통해 조사되는 레이저의 중심을 조정하는 티칭 단계를 수행하고,
    위에서 바라볼 때 상기 광학 모듈의 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심은 상기 레이저의 중심과 대응되되,
    상기 티칭 단계에서는,
    위에서 바라볼 때 상기 촬상 영역의 중심을 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛의 중심과 대응되도록 상기 헤드 노즐을 이동시키는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지지 유닛의 상부에는 상기 지지 유닛의 중심과 대응되는 기준점이 표시된 그리드가 위치하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 티칭 단계는,
    상기 처리 공간에서 기판을 반출한 상태에서 수행되고, 상기 촬상 영역의 중심과 상기 기준점이 대응되도록 상기 헤드 노즐을 이동시키는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 티칭 단계는,
    상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 그리드의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 그리드를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되,
    상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 그리드 수의 변동에 근거하여 상기 촬상 영역의 중심을 상기 기준점으로 이동시키는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 티칭 단계는,
    상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 많은 위치에서 상기 그리드의 수가 상대적으로 적은 위치로 상기 헤드 노즐을 이동시키되,
    상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 되면 상기 헤드 노즐의 이동을 정지시키는 기판 처리 방법.
  17. 제12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계는,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 처리 단계와, 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 레이저를 조사하는 가열 단계를 포함하고,
    상기 티칭 단계는 상기 액 처리 단계의 이전 또는 상기 가열 단계의 이후에 수행되는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 셀들을 가지는 마스크를 포함하고,
    상기 마스크는 상기 복수의 셀들 내에 형성된 제1패턴과, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 형성되고 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 포함하고,
    상기 가열 단계에서는, 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴에 상기 레이저를 조사하는 기판 처리 방법.
  19. 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 광학 모듈을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    상기 마스크를 지지하는 지지 핀; 및
    상기 지지 유닛의 중심과 일치하는 기준점이 표시된 그리드를 가지는 티칭 부재를 포함하고,
    상기 광학 모듈은,
    헤드 노즐;
    상기 헤드 노즐을 통해 마스크로 레이저를 조사하는 레이저 유닛; 및
    상기 헤드 노즐을 통해 대상 물체를 촬상하는 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 티칭 부재는 상기 지지 유닛의 중심을 포함하는 중앙 영역에 배치되고,
    상기 지지 핀은 상기 지지 유닛의 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 배치되고,
    상기 티칭 부재의 상면은 상기 지지 유닛에 지지된 마스크의 하면보다 아래에 위치하고,
    상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 조사 방향과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 방향은 서로 동축을 가지고, 위에서 바라볼 때 상기 헤드 노즐을 통해 조사되는 상기 레이저의 중심과 상기 헤드 노즐을 통해 상기 대상 물체를 촬상하는 촬상 영역의 중심은 서로 대응되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 장치는 상기 지지 유닛과 상기 광학 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 헤드 노즐을 일정한 속도로 회전하는 상기 티칭 부재의 상측으로 이동시키고, 회전하는 상기 티칭 부재를 촬상하여 상기 그리드를 포함하는 영상을 획득하되,
    상기 영상의 전 영역 중 상기 영상의 중심을 포함한 설정 영역을 설정 시간 동안 통과하는 상기 그리드의 수를 산출하고, 상기 설정 시간 동안 상기 설정 영역을 통과하는 상기 그리드의 수가 0이 될 때까지 상기 헤드 노즐을 이동시키는 기판 처리 장치.
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