KR20240049903A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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이상건
박영호
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류상현
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 기판을 세정하는 전 처리 단계; 기판에 에천트(Etchant)를 공급하고, 에천트가 공급된 기판을 가열하여 식각하는 식각 단계; 및 상기 식각 단계가 수행된 기판을 후 처리하는 후 처리 단계를 포함하되, 상기 전 처리 단계, 상기 식각 단계, 그리고 상기 후 처리 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되고, 상기 전 처리 단계가 완료된 기판은, 건조된 상태로 상기 식각 단계가 수행되는 챔버로 반송되고, 상기 식각 단계가 완료된 기판은, 액이 웨팅(wetting) 된 상태로 상기 후 처리 단계를 수행하는 챔버로 반송될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING 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 식각 하는 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 식각 할 때, 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각이 수반되어야 한다.
앵커 패턴을 정밀하게 식각 하기 위해서는, 마스크 상에 파티클 등의 이물질이 부착되지 않는 것이 전제된다. 이에, 앵커 패턴을 식각 하기 이전에, 마스크 상에 부착된 이물질 등을 마스크로부터 제거해야 한다. 또한, 앵커 패턴을 타겟팅 하여 식각 하는 과정에서 다량의 공정 불순물이 발생한다. 발생된 공정 불순물 등은 마스크 상에 부착되어 후속 공정에서 처리의 불량을 야기하는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 기판을 정밀하게 식각 할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 있는 이물질 등을 기판으로부터 선제적으로 제거하여 기판의 특정 영역을 정밀하게 식각 할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 특정 영역을 식각 한 이후, 후속 공정에서 기판의 처리 불량을 최소화할 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 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 기판을 세정하는 전 처리 단계; 기판에 에천트(Etchant)를 공급하고, 에천트가 공급된 기판을 가열하여 식각하는 식각 단계; 및 상기 식각 단계가 수행된 기판을 후 처리하는 후 처리 단계를 포함하되, 상기 전 처리 단계, 상기 식각 단계, 그리고 상기 후 처리 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되고, 상기 전 처리 단계가 완료된 기판은, 건조된 상태로 상기 식각 단계가 수행되는 챔버로 반송되고, 상기 식각 단계가 완료된 기판은, 액이 웨팅(wetting) 된 상태로 상기 후 처리 단계를 수행하는 챔버로 반송될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 식각 단계에서는, 기판에 상기 에천트가 잔류한 상태에서 기판의 특정 영역에 레이저를 국부적으로 조사하여 상기 특정 영역을 식각한 이후, 기판에 린스액을 공급하여 기판에 잔류하는 상기 에천트를 치환할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전 처리 단계는, 기판에 제1처리액을 공급하여 기판을 친수화시키는 친수화 단계; 및 기판에 제2처리액을 공급하여 상기 친수화 단계에서 기판으로부터 발생한 처리 잔여물을 제거하는 제거 단계; 및 기판을 건조하는 건조 단계를 포함하고, 상기 친수화 단계, 상기 제거 단계, 그리고 상기 건조 단계는 각각 다른 챔버에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 후 처리 단계에서는, 기판에 상기 제2처리액을 공급하고 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하여, 기판으로부터 상기 린스액과 상기 식각 단계에서 발생한 식각 잔여물을 제거할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 후 처리 단계에서는, 기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후 상기 린스액을 공급하여 상기 제2처리액을 상기 린스액으로 치환하고, 상기 린스액을 공급한 이후, 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 친수화 단계에서는, 기판에 상기 제1처리액을 공급한 이후, 상기 린스액을 공급하여 상기 제1처리액을 상기 린스액으로 치환하고, 상기 제거 단계에서는, 기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 린스액을 공급하여 상기 제2처리액을 상기 린스액으로 치환하되, 상기 친수화 단계가 수행된 챔버에서 상기 제거 단계가 수행되는 챔버로, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 반송할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제거 단계가 수행된 챔버에서 상기 건조 단계가 수행되는 챔버로, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 반송할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제거 단계에서, 기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 제2처리액이 잔류하는 기판에 초음파를 인가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 식각 단계에서는, 기판에 상기 린스액을 공급한 이후, 기판에 상기 제2처리액을 공급하고 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하고, 상기 린스액을 재차 공급하여 상기 제2처리액을 치환하고, 상기 후 처리 단계에서는, 상기 린스액이 잔류한 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1처리액, 상기 제2처리액, 그리고 상기 린스액은 각각 회전하는 기판에 공급되고, 상기 제1처리액은 산(acid)을 포함하고, 상기 제2처리액은 과산화수소(H2O2)를 포함하고, 상기 린스액은 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 기판 상에 형성된 복수의 패턴들의 위치 정보를 확인하는 패턴 정보 확인 단계; 기판에 에천트를 공급하는 에천트 공급 단계; 기판에 상기 에천트가 잔류한 상태에서, 상기 복수의 패턴들 중 특정 패턴을 가열하는 가열 단계; 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계; 및 상기 린스액이 공급된 기판을 별도의 챔버로 반송하여 기판에 액을 공급하고, 상기 액이 잔류하는 기판에 초음파를 인가하는 후 처리 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 패턴 정보 확인 단계에서는, 기판이 건조된 상태에서, 기판 상에 형성된 상기 특정 패턴의 위치 정보를 확인할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 방법은, 상기 패턴 정보 확인 단계를 수행하기 이전에 수행되는 전 처리 단계를 더 포함하고, 상기 전 처리 단계는, 기판에 제1처리액을 공급하여 기판을 친수화시키고, 기판에 제2처리액을 공급하여 상기 제1처리액을 공급하는 과정에서 발생한 처리 잔여물을 기판으로부터 제거할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전 처리 단계에서는, 상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하고, 회전하는 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전 처리 단계 중 상기 제1처리액을 공급하는 단계, 상기 제2처리액을 공급하는 단계, 그리고 상기 유기 용제를 공급하는 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되고, 상기 패턴 정보 확인 단계, 에천트 공급 단계, 가열 단계, 그리고 린스액 공급 단계는 동일한 챔버에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가열 단계에서는, 상기 특정 패턴으로 레이저를 조사할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판은 마스크이고, 상기 마스크는, 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고, 상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고, 상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되, 상기 특정 패턴은, 상기 제2패턴일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 마스크는, 상기 마스크의 모서리에 형성된 기준 마크를 더 가지고, 상기 패턴 정보 확인 단계에서는, 상기 기준 마크의 위치 정보를 확인하고, 상기 기준 마크의 위치 정보를 기준으로 상기 제2패턴의 위치 정보를 확인할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 후 처리 단계는, 상기 액이 잔류한 기판에 상기 초음파를 인가한 이후, 기판에 상기 린스액과 유기 용제를 순차적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 기판에 제1처리액과 린스액을 공급하여 기판을 친수화시키는 제1챔버; 기판에 제2처리액과 상기 린스액을 공급하여 기판에 잔류하는 잔여물을 제거하는 제2챔버; 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시키는 제3챔버; 기판 상의 특정 영역을 식각하는 제4챔버; 기판에 적어도 하나의 액을 공급하는 제5챔버; 및 상기 제1챔버 내지 상기 제5챔버 간에 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하되, 상기 제4챔버는, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 제2처리액을 공급하는 처리액 공급부; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급부; 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상기 특정 영역에 레이저를 조사하는 레이저 유닛; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상기 특정 영역에 대한 위치 정보를 확인하는 촬상 유닛을 포함하고, 상기 반송 로봇은, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제1챔버에서 상기 제2챔버로 반송하고, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제2챔버에서 상기 제3챔버로 반송하고, 건조된 상태의 기판을 상기 제3챔버에서 상기 제4챔버로 반송하고, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제4챔버에서 상기 제5챔버로 반송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 특정 영역을 정밀하게 식각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 공정마다 별도의 챔버에서 기판을 처리하여 각 공정이 요구하는 최적의 환경에서 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 공정을 수행한 이후 기판 상에 형성된 패턴들이 도괴(倒壞)되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 있는 이물질 등을 기판으로부터 선제적으로 제거하여, 최적의 상태에 있는 기판의 특정 영역을 정밀하게 식각 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 특정 영역을 식각 한 이후, 기판 상에 있는 식각 잔여물을 후속적으로 제거하여, 후속 공정에서 최적의 상태에 있는 기판을 처리할 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 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 기판을 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제2챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제3챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제4챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제4챔버를 위에서 바라본 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 광학 모듈을 측면에서 바라본 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 광학 모듈을 위에서 바라본 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 제5챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 13은 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 반송되는 과정을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 친수화 단계를 수행하는 제1챔버의 모습을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
도 16 내지 도 18은 일 실시예에 따른 제거 단계를 수행하는 제2챔버의 모습을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
도 19는 일 실시예에 따른 건조 단계를 수행하는 제3챔버의 모습을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
도 20 내지 도 22는 일 실시예에 따른 식각 단계를 수행하는 제4챔버의 모습을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 23 내지 도 26은 일 실시예에 따른 후 처리 단계를 수행하는 제5챔버의 모습을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 27은 다른 실시예에 따른 제4챔버를 위에서 바라본 도면이다.
도 28은 다른 실시예에 따른 제5챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 29는 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.
도 2는 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 기판을 위에서 바라본 도면이다.
기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10, Index module), 처리 모듈(20, Treating module), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 의하면, 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 정의한다. 또한, 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. 예컨대, 제3방향(6)은 지면에 대해 수직한 방향일 수 있다.
인덱스 모듈(10)은 기판(M)을 반송한다. 보다 구체적으로, 인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(F)와 처리 모듈(20) 사이에서, 기판(M)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 제2방향(4)과 평행한 길이 방향을 가진다.
인덱스 모듈(10)은 로드 포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 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 개 구비될 수 있다. 복수의 로드 포트(12)들은 제2방향(4)을 따라 일렬로 배치된다. 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 인덱스 모듈(10)과 후술하는 버퍼 유닛(200) 간에 기판(M)을 반송한다. 인덱스 로봇(120)은 복수의 인덱스 핸드(122)를 가진다. 인덱스 핸드(122)에는 기판(M)이 놓인다. 인덱스 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(6)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(6)을 따라 이동할 수 있다. 복수의 인덱스 핸드(122)들 각각은, 상하 방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 인덱스 핸드(122)들은 각각 독립적으로 이동할 수 있다.
인덱스 레일(124)은 제2방향(4)과 평행한 길이 방향을 가진다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124)을 따라 전진 및 후진 이동한다.
제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 포함되는 구성들을 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.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 프레임(300), 그리고 챔버들(400, 500, 600, 700, 800)을 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 머무르는 공간으로 기능한다.
버퍼 유닛(200)은 인덱스 프레임(14)과 반송 프레임(300) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(200)은 반송 프레임(300)의 일 측에 위치한다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 기판(M)이 놓이는 복수의 슬롯(미도시)들이 설치된다. 복수의 슬롯(미도시)들은 서로 간에 상하 방향으로 이격된다.
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 접근하고, 후술하는 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200)과 챔버들(400 내지 800) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)은 제1방향(2)과 수평한 길이 방향을 가진다. 반송 프레임(300)의 측방에는 챔버들(400 내지 800)이 배치된다. 반송 프레임(300)과 챔버들(400 내지 800) 은 제2방향(4)으로 배치된다. 일 실시예에 의하면, 챔버들(400 내지 800)은 반송 프레임(300)의 양 측면에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측면과 타 측면에 배치된 챔버들은 각각 제1방향(2)과 제3방향(6)을 따라 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. 보다 구체적으로, 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200)과 챔버들(400 내지 800) 간에 기판(M)을 반송한다. 또한, 반송 로봇(320)은 챔버들(400 내지 800) 간에 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 기판(M)이 놓이는 복수의 핸드(322)를 가진다. 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(6)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(6)을 따라 이동할 수 있다. 복수의 핸드(322)들은 상하 방향으로 이격되게 배치되고, 서로 독립적으로 이동할 수 있다.
반송 레일(324)은 반송 프레임(300) 내에 위치하고, 반송 프레임(300)의 길이 방향과 수평한 방향으로 형성된다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324)을 따라 전진 및 후진할 수 있다.
챔버들(400 내지 800)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 그리고 포토 마스크 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 일 실시예에 의한 챔버들(400 내지 800)에서 처리되는 기판은 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. 보다 구체적으로, 기준 마크(AK)는 후술하는 제4지지 유닛(720, 도 7 참조)에 기판(M)이 지지되는 과정에서, 기판(M)에 틀어짐이 발생했는지 여부를 판단하는 데 사용될 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 위치 정보를 확인하는 데 사용되는 마크일 수 있다. 보다 구체적으로, 기준 마크(AK)는 기판(M) 상에 형성된 복수의 패턴들에 대한 위치 정보를 확인하는 데 사용되는 마크일 수 있다. 이에, 기준 마크(AK)는 소위 얼라인 키(Align Key)로 정의될 수 있다.
기판(M)에는 적어도 하나 이상의 셀(CE)이 형성될 수 있다. 복수의 셀(CE)들 각각에는 복수의 패턴들이 형성된다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들은, 노광 패턴(EP)과 제1패턴(P1)을 포함한다. 각각의 셀(CE)에 형성된 패턴들은 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. 기판(M)에 셀(CE)이 복수 개 형성된 경우, 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)도 복수 개일 수 있다. 즉, 복수 개의 셀(CE)들 각각에는, 제1패턴(P1)들이 각각 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀(CE)에는 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 형성된다. 즉, 복수의 셀(CE)들이 형성된 영역의 바깥 영역에는 제2패턴(P2)이 형성된다. 제2패턴(P2)은 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor pattern)으로 정의될 수 있다. 제2패턴(P2)은 셀(CE)들 외부에 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.
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.
전술한 바와 같이, 챔버들(400 내지 800)은 반송 프레임(300)의 측면에 배치된다. 챔버들(400 내지 800)은 기판(M)을 처리할 수 있다. 일 실시예에 의한 챔버들(400 내지 800)은, 제1챔버(400), 제2챔버(500), 제3챔버(600), 제4챔버(700), 그리고 제5챔버(900)를 포함할 수 있다.
제1챔버(400)와 제2챔버(500)는, 제3챔버(600), 제4챔버(700), 그리고 제5챔버(900)보다 상대적으로 버퍼 유닛(200)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제3챔버(600)와 제4챔버(700)는 제5챔버(900)보다 상대적으로 버퍼 유닛(200)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제1챔버(400)와 제2챔버(500)는 반송 프레임(300)을 기준으로, 서로 마주보게 배치될 수 있다. 또한, 제3챔버(600)와 제4챔버(700)는 반송 프레임(300)을 기준으로, 서로 마주보게 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1챔버(400), 제2챔버(500), 제3챔버(600), 제4챔버(700), 그리고 제5챔버(900)의 배치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
제1챔버(400)에서는 기판(M)이 친수화 처리될 수 있다. 제1챔버(400)는 제1하우징(410), 제1컵체(420), 제1지지 유닛(430), 그리고 제1액 공급 유닛(440)을 포함할 수 있다.
제1하우징(410)은 대체로 직육면체 형상을 가질 수 있다. 제1하우징(410)은 내부에 공간을 가진다. 제1하우징(410)의 내부에는 제1컵체(420)와 제1지지 유닛(430), 그리고 제1액 공급 유닛(440)이 배치된다. 제1하우징(410)의 측벽에는 기판(M)이 출입되는 출입구(미도시)가 형성된다. 또한, 제1하우징(410)의 바닥에는 제1배기 라인(412)이 연결될 수 있다. 제1배기 라인(412)에는 도시되지 않은 펌프가 설치되어, 제1하우징(410)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
제1컵체(420)는 상부(upper portion)가 개방된 컵 형상을 가진다. 제1컵체 (420)는 후술하는 제1바디(431)와 제1지지 축(435)의 외측을 감쌀 수 있다. 제1컵체(420)는 대체로 링 형상을 가진다. 또한, 제1컵체(420)의 바닥에는 제1회수 라인(422)이 연결된다. 제1회수 라인(422)은 제1컵체(420)로 모인 액을 회수할 수 있다. 제1회수 라인(422)에 의해 회수된 액은, 도시되지 않은 재생 시스템으로 전달되어 재사용될 수 있다. 또한, 제1컵체(420)는 제1컵 구동기(425)와 결합한다. 제1컵 구동기(425)는 제1컵체(420)를 승강시킨다. 일 실시예에 의하면, 제1컵 구동기(425)는 모터일 수 있다.
제1지지 유닛(430)은 기판(M)을 지지하고 회전시킨다. 제1지지 유닛(430)은 제1바디(431), 제1지지 축(435), 그리고 제1축 구동기(437)를 포함할 수 있다.
제1바디(431)의 상면은, 위에서 바라볼 때 대체로 원 형상을 가진다. 제1바디(431)의 상면은 기판(M)보다 큰 직경을 가진다. 제1바디(431)의 상단에는 제1지지 핀(433)이 배치된다. 제1지지 핀(433)은 제1바디(431)의 상면으로부터 위 방향으로 돌출된다. 예컨대, 제1지지 핀(433)은 4개일 수 있다. 복수 개의 제1지지 핀(433)들 각각은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역 각각에 배치될 수 있다.
제1지지 핀(433)은 제1면과 제2면을 가질 수 있다. 예컨대, 제1면은 기판(M)의 모서리 영역의 하단을 지지하고, 제2면은 기판(M)의 모서리 영역의 측단을 지지할 수 있다. 이에, 제2면은 기판(M)이 회전할 때, 기판(M)의 측방으로 이탈하는 것을 제한할 수 있다.
제1지지 축(435)은 제3방향(6)과 평행한 길이 방향을 가진다. 제1지지 축(435)은 제1컵체(420)의 바닥에 형성된 홈에 삽입될 수 있다. 제1지지 축(435)의 일단은 제1바디(431)의 하단에 결합하고, 타단은 제1축 구동기(437)와 결합한다. 제1축 구동기(437)는 제3방향(6)을 축으로 하여 제1지지 축(435)을 회전시킨다. 이에, 제1바디(431)와 기판(M)도 함께 회전한다. 또한, 제1축 구동기(437)는 제1바디(431)를 제3방향(6)으로 승강시킬 수 있다.
제1액 공급 유닛(440)은 제1지지 유닛(430)에 지지된 기판(M)에 액을 공급한다. 일 실시예에 의한 제1액 공급 유닛(440)이 기판(M)에 공급하는 액은, 제1처리액과 린스액을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의한 제1처리액은, SPM (Sulfuric Peroxide Mixture) 액을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, SPM 액은, 산(acid)과 과산화수소수(H2O2)가 혼합된 액일 수 있다. 제1처리액은, 전 처리 과정에서, 소수화된 기판(M)의 표면을 친수화 시킬 수 있다. 일 실시예에 의한 린스액은, 탈이온수(DIW)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 의한 린스액은, 탈이온수에 이산화탄소(CO2)를 첨가한 탈이온 이산화탄소수 일 수 있다. 제1액 공급 유닛(440)이 공급하는 린스액은, 기판(M)으로 공급된 제1처리액을 치환할 수 있다.
제1액 공급 유닛(440)은 제1-1노즐(442), 제1-2노즐(444), 그리고 제1노즐 아암(446)을 포함할 수 있다.
제1-1노즐(442)은 기판(M)으로 제1처리액을 공급한다. 도 4에 도시된 바와 달리, 제1-1노즐(442)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 제1-1노즐(442)들은 조성 비율이 다른 제1처리액을 기판(M)으로 공급할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1-1노즐(442)은 단수로 구비될 수 있다. 제1-2노즐(444)은 기판(M)으로 린스액을 공급한다. 제1노즐 아암(446)은 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444)을 지지한다. 제1노즐 아암(446)의 일단에는 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444)이 설치된다. 제1노즐 아암(446)은 제1아암 구동기(448)와 결합하여 그 위치가 변경될 수 있다. 이에, 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444)도 함께 그 위치가 변경될 수 있다.
예컨대, 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444)은 액 공급 위치와, 대기 위치 간에 이동할 수 있다. 액 공급 위치란, 위에서 바라볼 때, 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444) 중 적어도 어느 하나가, 기판(M)과 중첩되는 위치를 의미할 수 있다. 대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제1-1노즐(442)과 제1-2노즐(444) 모두 기판(M)과 중첩되지 않는 위치를 의미할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제2챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
제2챔버(500)에서는, 기판(M) 상에 잔류하는 잔여물을 제거할 수 있다. 예컨대, 제2챔버(500)에서는, 기판(M) 상에 잔류하는 유기물을 제거할 수 있다. 제2챔버(500)는 제2하우징(510), 제2컵체(520), 제2지지 유닛(530), 그리고 제2액 공급 유닛(540), 그리고 제1초음파 인가 유닛(550)을 포함할 수 있다.
제2하우징(510), 제2하우징(510)의 바닥에 설치된 제2배기 라인(512), 제2컵체(520), 그리고 제2지지 유닛(530)에 포함되는 구성과 각 구성들의 구조는, 도 4를 참조하여 설명한 제1하우징(410), 제1배기 라인(412), 제1컵체(420), 그리고 제1지지 유닛(430)에 포함되는 구성들의 구조와 대부분 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
제2액 공급 유닛(540)은, 제2지지 유닛(530)에 지지된 기판(M)에 액을 공급한다. 일 실시예에 의한 제2액 공급 유닛(540)이 기판(M)에 공급하는 액은, 제2처리액과 린스액을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의한 제2처리액은, SC-1(Standard Clean 1) 액을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, SC-1 액은, 수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2), 그리고 탈이온수(DIW)의 혼합액 일 수 있다. 제2처리액은, 기판(M) 상에 잔류하는 잔여물, 특히 유기물을 제거할 수 있다. 일 실시예에 의한, 린스액은 탈이온수(DIW) 또는 탈이온 이산화탄소수 일 수 있다. 제2액 공급 유닛(540)이 공급하는 린스액은, 기판(M)으로 공급된 제2처리액을 치환할 수 있다.
제2액 공급 유닛(540)은 제2-1노즐(542)과 제2-2노즐(544)을 포함할 수 있다. 제2-1노즐(542)은 기판(M)으로 제2처리액을 공급한다. 제2-1노즐(542)은 적어도 하나 이상의 개수로 구비될 수 있다. 제2-1노즐(542)이 복수 개로 구비되는 경우, 각각의 제2-1노즐(542)들은 서로 다른 조성 비율을 가지는 제2처리액을 기판(M)으로 공급할 수 있다. 제2-2노즐(544)은 기판(M)으로 린스액을 공급한다. 제2-1노즐(542)과 제2-2노즐(544)은 제2노즐 아암(546)의 일단에 설치된다. 제2노즐 아암(546)은 제2아암 구동기(548)와 결합하여 그 위치가 변경된다. 제2-1노즐(542)과 제2-2노즐(544)은 제2아암 구동기(548)에 의해 대기 위치와 액 공급 위치 간에 이동할 수 있다.
대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제2-1노즐(542)과 제2-2노즐(544) 모두가 제2지지 유닛(530)에 지지된 기판(M)과 중첩하지 않는 위치를 의미할 수 있다. 또한, 액 공급 위치란, 위에서 바라볼 때, 제2-1노즐(542)과 제2-2노즐(544) 중 적어도 어느 하나가 제2지지 유닛(530)에 지지된 기판(M)과 중첩하는 위치를 의미할 수 있다.
제1초음파 인가 유닛(550)은, 제2하우징(510)의 내부에 배치된다. 제1초음파 인가 유닛(550)은 제2액 공급 유닛(540)과 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 제1초음파 인가 유닛(550)은 기판(M)에 잔류하는 액에 초음파를 인가한다. 보다 구체적으로, 제1초음파 인가 유닛(550)은 기판(M)에 잔류하는 제2처리액에 진동 에너지를 인가할 수 있다.
일 실시예에 의한 제1초음파 인가 유닛(550)은 제1커버(551), 제1초음파 노즐(552), 제1커버 암(554), 제1구동기(555, 556)를 포함할 수 있다.
제1커버(551)는 대체로 원통 형상을 가질 수 있다. 제1커버(551)의 내부에는 전기 에너지를 진동 에너지로 변환하는 제1변환기(미도시, Transducer)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 의한 제1변환기(미도시)는, 압전 변환기(piezoelectric transducer)일 수 있다. 제1변환기(미도시)로 인가되는 전기 에너지는 외부의 소스로부터 공급받을 수 있다. 제1변환기(미도시)와 외부의 소스는, 후술하는 제1커버 로드(553)와 제1커버 암(554)의 내부에 배치된 전선(미도시)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 외부의 소스는 제1변환기(미도시)로 인가되는 전기 에너지의 크기를 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 제1변환기(미도시)가 변환하는 진동 에너지(주파수)의 크기가 변경될 수 있다.
제1커버(551)의 하단에는 제1초음파 노즐(552)이 결합된다. 제1초음파 노즐(552)은 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 제1초음파 노즐(552)은 그 상단에서 하단으로 갈수록, 직경이 증가하는 형상을 가질 수 있다. 다만, 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 제1커버(551)와 제1초음파 노즐(552)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
제1변환기(미도시)로부터 변환된 진동 에너지는 제1초음파 노즐(552)로 전달된다. 제1초음파 노즐(552)의 단면적은 상단에서 하단으로 갈수록 점차 증가하므로, 기판(M)으로 인가되는 진동 에너지가 넓게 분산된다.
커버 로드(553)는 제1커버(551)의 상단에 결합된다. 제1커버 로드(553)는 상하의 길이 방향을 가질 수 있다. 제1커버(551)는 커버 로드(553)를 매개로, 제1커버 암(554)에 결합된다. 제1커버 암(554)은 제1회전 구동기(555)와 결합한다. 또한, 제1커버 암(554)은 제1수직 구동기(556)와 결합한다.
제1회전 구동기(555)는 지면에 대해 수평한 방향에 대해 제1커버 암(554)의 위치를 변경시킨다. 보다 구체적으로, 제1회전 구동기(555)는 지면에 대해 수직한 방향을 회전 축으로 하여, 제1커버 암(554)을 회전시킨다. 또한, 제1수직 구동기(556)는 지면에 대해 수직한 방향에 대해 제1커버 암(554)의 위치를 변경시킨다. 이에, 제1초음파 노즐(552)은 수직 방향 또는 수평 방향으로 이동할 수 있다.
예컨대, 제1초음파 노즐(552)은 초음파 인가 위치와, 대기 위치 간에 이동할 수 있다. 초음파 인가 위치란, 위에서 바라볼 때, 제1초음파 노즐(552)이 제2지지 유닛(530)에 지지된 기판(M)과 중첩되는 위치일 수 있다. 대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제1초음파 노즐(552)이 기판(M)과 중첩되지 않는 위치일 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 제3챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
제3챔버(600)는 기판(M)을 건조할 수 있다. 보다 구체적으로, 제3챔버(600)는 기판(M)에 잔류하는 액을 제거하여, 기판(M)을 건조할 수 있다. 제3챔버(600)는 제3하우징(610), 제3컵체(620), 제3지지 유닛(630), 그리고 제3액 공급 유닛(640)을 포함할 수 있다.
제3하우징(610), 제3하우징(610)의 바닥에 설치된 제3배기 라인(612), 제3컵체(620), 그리고 제3지지 유닛(630)에 포함되는 구성들과 각 구성들의 구조는, 도 4를 참조하여 설명한 제1하우징(410), 제1배기 라인(412), 제1컵체(420), 그리고 제1지지 유닛(430)에 포함되는 구성들의 구조와 대부분 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
제3액 공급 유닛(640)은 제3-1노즐(642), 제3노즐 아암(646), 그리고 제3아암 구동기(648)를 포함할 수 있다.
제3-1노즐(642)은 기판(M)에 액을 공급한다. 보다 구체적으로, 제3-1노즐(642)은 제3지지 유닛(630)에 지지된 기판(M)에 유기 용제를 공급한다. 일 실시예에 의한 유기 용제는, IPA(Isopropyl alcohol)를 포함할 수 있다. 기판(M)으로 공급된 유기 용제는, 기판(M)을 건조시킬 수 있다.
제3-1노즐(642)은 제3노즐 아암(646)의 일단에 설치된다. 제3노즐 아암(646)은 제3아암 구동기(648)와 결합한다. 제3아암 구동기(648)는 제3노즐 아암(646)의 위치를 변경시키고, 이에 따라 제3-1노즐(642)의 위치도 변경된다. 예컨대, 제3-1노즐(642)은 대기 위치와 액 공급 위치 간에 이동할 수 있다.
대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제3-1노즐(642)이 제3지지 유닛(630)에 지지된 기판(M)과 중첩하지 않는 위치를 의미할 수 있다. 또한, 액 공급 위치란, 위에서 바라볼 때, 제3-1노즐(642)이 제3지지 유닛(630)에 지지된 기판(M)과 중첩하는 위치를 의미할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제4챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 제4챔버를 위에서 바라본 도면이다. 도 9는 일 실시예에 따른 광학 모듈을 측면에서 바라본 단면도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 광학 모듈을 위에서 바라본 단면도이다.
제4챔버(700)에서는, 기판(M)을 식각할 수 있다. 보다 구체적으로, 제4챔버(700)에서는, 기판(M) 상에 형성된 복수의 패턴들 중 특정 패턴을 식각할 수 있다.
제4챔버(700)는, 제4하우징(710), 제4컵체(720), 제4지지 유닛(730), 제4액 공급 유닛(740), 그리고 광학 모듈(750)을 포함할 수 있다.
제4하우징(710)은, 대체로 육면체 형상을 가질 수 있다. 제4하우징(710)은 내부에 공간을 가진다. 제4하우징(710)의 내부에는 제4컵체(720), 제4지지 유닛(730), 제4액 공급 유닛(740), 그리고 광학 모듈(750)이 배치된다.
제4하우징(710)의 일 측벽에는 기판(M)이 출입하는 출입구(미도시)가 형성된다. 출입구(미도시)는 도시되지 않은 도어 어셈블리에 의해 선택적으로 개폐된다. 제4하우징(710)의 내벽면은 후술하는 에천트(Etchant)에 대해 내부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다. 제4하우징(710)의 바닥에는 제4배기 라인(712)이 연결된다. 제4배기 라인(712)에는 도시되지 않은 펌프가 설치되어 제4하우징(710)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
제4컵체(720)는, 상부(upper portion)가 개방된 원통 형상을 가진다. 제4컵체(720)는 대체로 링 형상을 가진다. 제4컵체(720)는 후술하는 제4바디(731)와 제4지지 축(735)을 감싸도록 배치된다. 제4컵체(720)의 상부(upper portion)는, 아래에서 위로 갈수록 상향 경사지게 형성될 수 있다. 제4컵체(720)의 내부는, 기판(M)에 대해 액 처리 및/또는 열 처리하는 공간으로 기능한다. 제4컵체(720)는 기판(M)으로 공급하는 액이 제4하우징(710)의 내벽면, 제4액 공급 유닛(740), 그리고 광학 모듈(750)로 비산되는 것을 방지한다.
제4컵체(720)의 바닥 중앙부에는, 개구가 형성될 수 있다. 후술하는 제4지지 축(735)은 제4컵체(720)에 형성된 개구에 삽입될 수 있다. 또한, 제4컵체(720)의 바닥에는 제4회수 라인(722)이 연결된다. 제4액 공급 유닛(740)이 공급한 액은, 제4회수 라인(722)을 통해 외부의 재생 시스템(미도시)으로 회수된다. 또한, 제4컵체(720)는 제4컵 구동기(725)와 결합한다. 제4컵 구동기(725)는 제4컵체(720)를 상하 방향으로 이동시킨다.
제4지지 유닛(730)은, 기판(M)을 지지하고 회전시킨다. 제4지지 유닛(730)은 제4바디(731), 제4지지 핀(733), 제4지지 축(735), 그리고 제4축 구동기(737)를 포함할 수 있다. 제4바디(731), 제4지지 핀(733), 제4지지 축(735), 그리고 제4축 구동기(737)의 구조는 도 4를 참조하여 설명한 제1바디(431), 제1지지 핀(433), 제1지지 축(435), 그리고 제1축 구동기(437)와 대부분 동일 또는 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
제4액 공급 유닛(740)은 기판(M)에 액을 공급한다. 제4액 공급 유닛(740)이 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)에 공급하는 액은, 에천트(Etchant)와 린스액을 포함할 수 있다. 에천트는 기판(M) 상에 형성된 패턴들을 식각하는 식각액일 수 있다. 예컨대, 에천트는, 암모니아, 물, 그리고 첨가제가 혼합된 혼합액과 과산화수소를 포함하는 액일 수 있다. 또한, 린스액은 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수일 수 있다.
제4액 공급 유닛(740)은 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)을 포함할 수 있다. 제4-1노즐(741)은 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)으로 에천트를 공급한다. 제4-2노즐(742)은 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)으로 린스액을 공급한다. 이에, 제4-1노즐(741)은 처리액 공급부로 호칭될 수 있으며, 제4-2노즐(742)은 린스액 공급부로 호칭될 수 있다.
제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)의 일단은 각각 고정 몸체(744)에 결합되고, 타단은 각각 고정 몸체(744)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 일 실시예에 의하면, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)의 타단은 각각 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 경사지게 연장될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 달리, 제4-1노즐(741)은 복수 개 구비될 수 있다. 제4-1노즐(741)이 복수 개 구비되는 경우, 각각의 제4-1노즐(741)들에서 기판(M)으로 공급되는 에천트들은 서로 다른 조성비를 가질 수 있다.
고정 몸체(744)는 제3방향(6)과 평행한 길이 방향을 가지는 회전 축(745)과 결합한다. 회전 축(745)의 일단은 고정 몸체(744)에 결합되고, 타단은 회전 구동기(746)에 결합된다. 회전 구동기(746)는 제3방향(6)을 축으로 하여 회전 축(745)을 회전시킨다. 이에, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)도 수평면 상에서 회전 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)은 액 공급 위치와 대기 위치 간에 이동한다. 예컨대, 액 공급 위치란, 위에서 바라볼 때, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)들 중 적어도 어느 하나가 기판(M)과 중첩되는 위치를 의미할 수 있다. 또한, 대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)들 모두가 기판(M)과 중첩되지 않는 위치를 의미할 수 있다. 대기 위치에는 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)이 대기하는 홈 포트(미도시)가 배치될 수 있다.
광학 모듈(750)은 기판(M)을 가열한다. 보다 구체적으로, 광학 모듈(750)은 기판(M)의 특정 영역을 가열한다. 이에 대한 상세한 메커니즘은 후술한다.
광학 모듈(750)은 광학 커버(760), 헤드 노즐(770), 이동 유닛(780), 레이저 유닛(810), 촬상 유닛(830), 그리고 조명 유닛(840)을 포함할 수 있다.
광학 커버(760)는 내부에 설치 공간을 가진다. 광학 커버(760)의 설치 공간은 외부로부터 밀폐된 환경을 가진다. 광학 커버(760)의 내부에는, 헤드 노즐(770)의 일 부분, 레이저 유닛(810), 촬상 유닛(830), 그리고 조명 유닛(840)이 배치된다. 헤드 노즐(770), 레이저 유닛(810), 촬상 유닛(830), 그리고 조명 유닛(840)은 광학 커버(760)에 의해 모듈화 된다.
광학 커버(760)의 하부(lower portion)에는 개구가 형성된다. 광학 커버(760)에 형성된 개구에는 후술하는 헤드 노즐(770)의 일부가 삽입된다. 이에, 헤드 노즐(770)은 광학 커버(760)의 하단으로부터 아래로 일 부분이 돌출되게 위치할 수 있다. 헤드 노즐(770)은 대물 렌즈와 경통으로 이루어질 수 있다. 후술하는 레이저 유닛(810)은 헤드 노즐(770)을 통해 기판(M)으로 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 후술하는 촬상 유닛(830)은 헤드 노즐(770)을 통해 기판(M)의 이미지를 획득할 수 있다.
이동 유닛(780)은 광학 커버(760)에 결합한다. 이동 유닛(780)은 광학 커버(760)를 이동시킨다. 이동 유닛(780)은 샤프트 구동기(782)와 샤프트(784)를 포함할 수 있다. 샤프트(784)의 일단은 광학 커버(760)의 하단에 결합하고, 샤프트(784)의 타단은 샤프트 구동기(782)에 연결될 수 있다. 샤프트(784)는 제3방향(6)과 평행한 길이 방향을 가진다. 샤프트 구동기(782)는 모터일 수 있다. 샤프트 구동기(782)는 제3방향(6)을 축 방향으로 하여, 샤프트(784)를 회전시킬 수 있다. 또한, 샤프트 구동기(782)는 복수 개의 모터로 구성될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 모터 중 어느 하나는 샤프트(784)를 회전시키고, 다른 하나는 샤프트(784)를 제3방향(6)으로 승강시키고, 또 다른 하나는 도시되지 않은 가이드 레일 상에 장착되어, 제1방향(2) 또는 제2방향(4)으로 전진 및 후진할 수 있다. 상술한 샤프트 구동기(782)에 의해, 광학 커버(760)의 위치가 변경되고, 헤드 노즐(770)의 위치도 변경된다.
이에, 광학 모듈(750)은 대기 위치와 공정 위치 간에 이동할 수 있다. 예컨대, 대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 헤드 노즐(770)이 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)과 중첩되지 않는 위치일 수 있다. 헤드 노즐(770)이 대기 위치에 위치할 때, 헤드 노즐(770)의 하측에는 대기 포트(미도시)가 위치할 수 있다. 대기 포트(미도시)에서는, 광학 모듈(750)의 상태를 조정하거나 점검하는 유지 보수 작업이 수행될 수 있다. 또한, 공정 위치란, 헤드 노즐(770)이 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)과 중첩되는 위치일 수 있다. 보다 구체적으로, 공정 위치란, 헤드 노즐(770)이 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)과 중첩되는 위치일 수 있다.
레이저 유닛(810)은 기판(M)에 레이저를 조사한다. 레이저 유닛(810)은 기판(M)의 특정 영역에 레이저를 조사하여 특정 영역을 가열한다. 일 실시예에 의한 특정 영역이란, 제2패턴(P2)일 수 있다.
레이저 유닛(810)은 발진부(812)와 익스팬더(816)를 포함한다. 발진부(812)는 레이저를 발진시킨다. 발진부(812)는 익스팬더(816)를 향해 레이저를 발진시킨다. 발진부(812)에서 발진되는 레이저의 출력은 공정 요구 조건에 따라 조정될 수 있다. 또한, 발진부(812)에는 틸팅 부재(814)가 설치된다. 틸팅 부재(814)는 발진부(812)가 배치된 각도를 조정하여 발진부(812)로부터 발진되는 레이저의 발진 방향을 변경시킬 수 있다.
익스팬더(816)는 도시되지 않은 복수의 렌즈들로 구성될 수 있다. 익스팬더(816)는 복수의 렌즈들 간의 사이 간격을 조정하여, 발진부(812)에서 발진된 레이저의 발산각을 변경시킨다. 이에, 익스팬더(816)는 레이저의 직경을 확장하거나 축소하여 레이저의 프로파일(Profile)을 조정할 수 있다. 일 실시예에 의한 익스팬더(816)는 가변 BET(Beam Expander Telescope)일 수 있다. 익스팬더(816)에서 소정의 프로파일로 조정된 레이저는 하부 반사판(820)으로 전달된다.
하부 반사판(820)은 발진부(812)에서 발진된 레이저의 이동 경로 상에 위치한다. 또한, 하부 반사판(820)은, 위에서 바라볼 때 헤드 노즐(770)과 중첩되게 위치한다. 하부 반사판(820)은 발진부(812)에서 발진된 레이저가 헤드 노즐(770)로 전달되도록, 일정 각도 틸팅될 수 있다. 이에, 발진부(812)에서 발진된 레이저는 익스팬더(816), 하부 반사판(820), 그리고 헤드 노즐(770)을 순차적으로 거쳐 제2패턴(P2)으로 조사된다.
촬상 유닛(830)은 기판(M)을 촬상하여, 기판(M)의 이미지를 획득한다. 일 실시예에 의한 이미지는 사진 또는 영상일 수 있다. 촬상 유닛(830)은 카메라 모듈일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(830)은 초점이 자동 조정되는 카메라 모듈일 수 있다. 조명 유닛(840)은 촬상 유닛(830)이 기판(M)의 이미지를 보다 용이하게 획득할 수 있도록, 기판(M)에 조명을 제공한다.
상부 반사부(850)는 제1반사판(852), 제2반사판(854), 그리고 상부 반사판(860)을 포함할 수 있다.
제1반사판(852)과 제2반사판(854)은 서로 대응되는 높이에 설치된다. 제1반사판(852)은 조명 유닛(840)이 제공한 조명의 방향을 변경시킨다. 예컨대, 제1반사판(852)은 제2반사판(854)을 향하는 방향으로 조명을 반사한다. 제2반사판(854)은 상부 반사판(860)으로 조명을 재차 반사한다.
상부 반사판(860)은 위에서 바라볼 때, 하부 반사판(820)과 중첩되게 배치된다. 또한, 상부 반사판(860)은 하부 반사판(820)보다 상측에 배치된다. 또한, 상부 반사판(860)은 하부 반사판(820)과 같은 각도로 틸팅 될 수 있다. 이에, 촬상 유닛(830)은, 상부 반사판(860)과 헤드 노즐(770)을 매개로 기판(M)의 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 조명 유닛(840)은 제1반사판(852), 제2반사판(854), 상부 반사판(860), 그리고 헤드 노즐(770)을 매개로 기판(M)에 조명을 제공할 수 있다. 즉, 기판(M)으로 조사되는 레이저의 조사 방향, 기판(M)을 촬상하는 촬상 방향, 그리고 기판(M)에 제공되는 조명 방향은 서로 동 축을 가질 수 있다.
상술한 예와 달리, 제4액 공급 유닛(740)은 도 4에 도시된 제1액 공급 유닛(440)과 유사한 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 제4-1노즐(741)과 제4-2노즐(742)은 노즐 아암의 하단에 결합되고, 노즐 아암은 아암 구동기에 의해 그 위치가 변경될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 제5챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
제5챔버(900)에서는, 제4챔버(700)에서 기판(M)이 처리되는 과정에서 발생한 처리 잔여물을 제거할 수 있다. 제5챔버(900)는 제5하우징(910), 제5컵체(920), 제5지지 유닛(930), 제5액 공급 유닛(940), 그리고 제2초음파 인가 유닛(950)을 포함할 수 있다.
제5하우징(910), 제5배기 라인(912), 제5컵체(920), 그리고 제5지지 유닛(930)에 포함되는 구성들과 각 구성들의 구조는, 도 4를 참조하여 설명한 제1하우징(410), 제1배기 라인(412), 제1컵체(420), 그리고 제1지지 유닛(430)에 포함되는 구성들의 구조와 대부분 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 제2초음파 인가 유닛(950)에 포함되는 구성들과, 각 구성들의 구조는 도 5를 참조하여 설명한 제1초음파 인가 유닛(550)에 포함되는 구성들의 구조와 대부분 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
제5액 공급 유닛(940)은 제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 제5-3노즐(943), 제5노즐 아암(946), 그리고 제5아암 구동기(948)를 포함할 수 있다.
제5-1노즐(941)은 기판(M)에 제2처리액을 공급한다. 제5-1노즐(941)이 기판(M)으로 공급하는 제2처리액은, 상술한 제2-1노즐(542)이 공급하는 제2처리액과 동일하다. 즉, 제5-1노즐(941)은 기판(M)으로 SC-1 액을 공급할 수 있다. 또한, 제5-2노즐(942)은 기판(M)에 린스액을 공급한다. 제5-2노즐(942)이 공급하는 린스액은 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수를 포함할 수 있다. 제5-3노즐(943)은 기판(M)에 유기 용제를 공급할 수 있다. 제5-3노즐(943)이 공급하는 유기 용제는 IPA를 포함할 수 있다.
제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 그리고 제5-3노즐(943)은 각각 제5노즐 아암(946)의 일단에 결합한다. 제5노즐 아암(946)은 제5아암 구동기(948)에 결합되어 그 위치가 변경된다. 이에, 제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 그리고 제5-3노즐(943)도 함께 위치가 변경된다. 제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 그리고 제5-3노즐(943)은 액 공급 위치와 대기 위치 간에 이동한다. 예컨대, 액 공급 위치란, 위에서 바라볼 때, 제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 그리고 제5-3노즐(943)들 중 적어도 어느 하나가 기판(M)과 중첩되는 위치를 의미할 수 있다. 또한, 대기 위치란, 위에서 바라볼 때, 제5-1노즐(941), 제5-2노즐(942), 그리고 제5-3노즐(943)들 모두가 기판(M)과 중첩되지 않는 위치를 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1)에 의해 수행될 수 있다. 이에, 이하에서는, 도 1 내지 도 11에 도시된 참조 부호를 그대로 인용하여 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은, 상술한 제어기(30)가 기판 처리 장치(1)가 가지는 구성들을 제어하여 수행될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다. 도 13은 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 반송되는 과정을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 14 내지 도 26은 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의해서 기판이 처리되는 모습을 시계열의 순서대로 보여주는 도면들이다.
일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 전 처리 단계(S10), 식각 단계(S20), 그리고 후 처리 단계(S30)를 포함할 수 있다. 전 처리 단계(S10), 식각 단계(S20), 그리고 후 처리 단계(S30)는 순차적으로 수행될 수 있다.
전 처리 단계(S10)는 기판(M)을 세정한다. 전 처리 단계(S10)에서는, 후술하는 식각 단계(S20)에서 기판(M)의 특정 영역에 대한 식각이 원활하게 수행될 수 있도록, 기판(M)을 선제적으로 세정한다. 전 처리 단계(S10)는 친수화 단계(S120), 제거 단계(S140), 그리고 건조 단계(S160)를 포함할 수 있다. 친수화 단계(S120), 제거 단계(S140), 그리고 건조 단계(S160)는 순차적으로 수행될 수 있다.
친수화 단계(S120)를 수행하기 위해서, 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200)에 보관된 기판(M)을 제1챔버(400)로 반송한다(T1, 제1반송). 버퍼 유닛(200)에 보관된 기판(M)은 소정의 처리가 기 수행된 기판(M)일 수 있다. 소정의 처리가 기 수행된 기판(M)의 표면은 소수화된 상태일 수 있다. 제1챔버(400)로 기판(M)이 반송되어, 제1지지 유닛(430)에 기판(M)이 지지되면, 친수화 단계(S120)가 수행된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 친수화 단계(S120)에서, 제1-1노즐(442)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제1-1노즐(442)이 액 공급 위치로 이동이 완료되면, 제1-1노즐(442)은 제1지지 유닛(430)에 지지되어 회전하는 기판(M)에 제1처리액(C1)을 공급한다. 제1처리액(C1)은 회전하는 기판(M)의 원심력에 의해, 기판(M)의 상면 전 영역에 공급될 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 실시예에 의한 제1처리액은 SPM 액을 포함할 수 있다. 기판(M)으로 공급된 제1처리액(C1)은, 소수화 된 기판(M)의 표면을 친수화시켜 후속하는 처리 단계에서 기판(M)과 액 간의 반응성을 향상시킨다.
도 15에 도시된 바와 같이, 기판(M)의 전 영역에 제1처리액(C1)을 균일하게 공급한 이후, 기판(M)에 린스액(R)을 공급한다. 제1-2노즐(444)은 액 공급 위치에서 회전하는 기판(M)에 린스액(R)을 공급한다. 일 실시예에 의한 린스액은 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수 일 수 있다. 린스액(R)은, 기판(M)에 기 공급된 제1처리액을 치환하여 기판(M)을 세정한다. 린스액(R)이 공정 조건에 만족되는 양만큼 기판(M)에 공급되면, 제1-2노즐(444)은 린스액(R)의 공급을 중단하고, 제1지지 유닛(430)은 기판(M)의 회전을 정지한다.
반송 로봇(320)은, 제거 단계(S140)를 수행하기 위해서, 제1챔버(400)에서 제2챔버(500)로 기판(M)을 반송한다(T2, 제2반송). 보다 구체적으로, 친수화 단계(S120)가 완료된 기판(M)은 상면에 린스액이 웨팅(Wetting) 된 상태로, 제1챔버(400)에서 제2챔버(500)로 반송된다. 일 실시예에 의하면, 린스액이 웨팅 된 상태로 별도의 챔버로 반송하므로, 건조된 상태의 기판과는 달리, 기판(M) 상에 형성된 패턴들이 도괴(倒壞)되는 것을 최소화할 수 있다.
제2챔버(500)로 린스액이 웨팅 된 상태의 기판(M)이 반송되어, 제2지지 유닛(530)에 기판(M)이 지지되면, 제거 단계(S140)가 수행된다. 제거 단계(S140)는 기판(M)에 잔류하는 처리 잔여물(유기물)을 제거할 수 있다. 보다 구체적으로, 제거 단계(S140)는 친수화 단계(S120)를 수행하는 과정에서 발생한 처리 잔여물을 기판(M)으로부터 제거할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 기판(M)이 제2지지 유닛(530)에 지지되면, 제2-1노즐(542)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제2지지 유닛(530)에는 린스액(R)이 웨팅 된 상태의 기판(M)이 지지될 수 있다. 제2-1노즐(542)이 액 공급 위치에 위치하면, 제2-1노즐(542)은 회전하는 기판(M)에 제2처리액(C2)을 공급한다. 전술한 바와 같이, 제2처리액(C2)은 SC-1 액을 포함할 수 있다. 기판(M)에 공급된 제2처리액(C2)은, 기판(M)에 잔류하는 처리 잔여물을 기판(M)으로부터 제거할 수 있다. 특히, 제2처리액(C2)은 기판(M)에 잔류하는 유기물을 기판(M)으로부터 효율적으로 제거할 수 있다. 제2-1노즐(542)은 기판(M)에 제2처리액(C2)의 공급을 중단하고, 액 공급 위치에서, 대기 위치로 이동한다.
이어서, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1초음파 노즐(552)은 대기 위치에서 초음파 인가 위치로 이동한다. 제1초음파 노즐(552)이 초음파 인가 위치로 이동이 완료되면, 제1초음파 인가 유닛(550)은 제2처리액(C2)이 잔류하는 기판(M)으로 초음파(U, 또는 진동 에너지)를 인가한다.
제1초음파 인가 유닛(550)이 기판(M)으로 초음파(U)를 인가하는 동안, 제1초음파 노즐(552)은 그 위치가 변경될 수 있다. 이에, 기판(M)의 전 영역에 초음파(U)가 균일하게 인가될 수 있다. 또한, 제1초음파 인가 유닛(550)은 기판(M)에 초음파(U)를 인가하는 과정에서, 초음파(U)의 주파수를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 기판(M)에 낮은 주파수의 초음파(U)를 인가함으로써, 캐비테이션(Cavitation)의 강도를 강화시켜 기판(M) 상에 잔류하는 큰 입자의 처리 잔여물을 제거할 수 있다. 또한, 기판(M)에 높은 주파수의 초음파(U)를 인가함으로써, 캐비테이션의 강도를 약화시켜 캐비테이션의 밀도를 높일 수 있다. 캐비테이션의 밀도가 높아지면, 기판(M)에 인가되는 초음파(U)의 침투력이 향상되므로, 기판(M) 상에 잔류하는 미세한 입자의 처리 잔여물을 제거할 수 있다. 이에, 제1초음파 인가 유닛(550)이 기판(M)으로 초음파(U)를 인가함으로써, 기판(M)에 잔류하는 처리 잔여물을 효율적으로 제거할 수 있다. 기판(M)의 전 영역에 초음파(U)가 인가되면, 제1초음파 노즐(552)은 초음파 인가 위치에서 대기 위치로 이동한다.
이어서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제2-2노즐(544)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제2-2노즐(544)은 기판(M)에 린스액(R)을 공급한다. 기판(M)에 공급되는 린스액(R)은 기판(M)에 잔류한 제2처리액을 치환하여 기판(M)을 세정한다. 또한, 기판(M)으로 공급되는 린스액(R)에 의해, 제2처리액과 초음파에 의해 발생한 기판(M) 상의 처리 잔여물은 기판(M)으로부터 제거될 수 있다. 린스액(R)이 공정 조건에 만족되는 양만큼 기판(M)에 공급되면, 제2-2노즐(544)은 린스액(R)의 공급을 중단하고, 제2지지 유닛(530)은 기판(M)의 회전을 정지한다. 또한, 노즐들(542, 544)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다.
반송 로봇(320)은, 제2챔버(500)에서 제3챔버(600)로 기판(M)을 반송한다(T3, 제3반송). 제2챔버(500)에서 제거 단계(S140)가 완료된 기판(M)은, 상면에 린스액이 웨팅(Wetting) 된 상태로 제3챔버(600)로 반송된다. 이에, 기판(M) 상에 형성된 패턴들이 도괴되는 것을 최소화할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제3챔버(600)로 린스액(R)이 웨팅 된 상태의 기판(M)이 반송되어, 제3지지 유닛(630)에 기판(M)이 지지되면, 건조 단계(S160)가 수행된다. 건조 단계(S160)는 기판(M)을 건조한다. 보다 구체적으로, 제3-1노즐(642)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제3-1노즐(642)이 액 공급 위치로 이동이 완료되면, 제3-1노즐(642)은 회전하는 기판(M)에 유기 용제(I)를 공급하여 기판(M)을 건조시킨다. 일 실시예에 의하면, 유기 용제는 IPA일 수 있다.
반송 로봇(320)은 건조된 상태의 기판(M)을 제3챔버(600)에서 제4챔버(700)로 반송한다(T4, 제4반송). 제4챔버(700)로 기판(M)이 반송되면, 식각 단계(S20)가 수행된다.
식각 단계(S20)는 기판(M)의 특정 영역을 식각한다. 보다 구체적으로, 식각 단계(S20)는, 노광 공정용 마스크 제작 공정 중 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction)일 수 있다. 제4챔버(700)에 반입된 기판(M)에 형성된 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭은 각각 다를 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1패턴(P1)의 선폭은 제2패턴(P2)의 선폭보다 상대적으로 클 수 있다. 예컨대, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1선폭(예컨대, 69nm)일 수 있고, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2선폭(예컨대, 68.5nm)일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 식각 단계(S20)는, 기판(M) 상에 형성된 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)을 국부적으로 식각한다.
식각 단계(S20)는 패턴 정보 확인 단계(S220), 에천트 공급 단계(S240), 가열 단계(S260), 그리고 린스액 공급 단계(S280)를 포함할 수 있다. 패턴 정보 확인 단계(S220), 에천트 공급 단계(S240), 가열 단계(S260), 그리고 린스액 공급 단계(S280)는 순차적으로 수행될 수 있다. 또한, 패턴 정보 확인 단계(S220), 에천트 공급 단계(S240), 가열 단계(S260), 그리고 린스액 공급 단계(S280)는 모두 제4챔버(700)에서 수행될 수 있다.
패턴 정보 확인 단계(S220)는 기판(M)에 형성된 복수의 패턴들의 위치 정보를 확인한다. 보다 상세하게는, 패턴 정보 확인 단계(S220)는 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 위치 정보, 제1패턴(P1)의 위치 정보, 및/또는 제2패턴(P2)의 위치 정보를 확인할 수 있다. 또한, 패턴 정보 확인 단계(S220)는 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)의 틀어짐 여부를 확인할 수 있다. 또한, 기판(M)이 제4지지 유닛(730)의 정 위치에 지지되어 있는지 여부 등을 확인할 수 있다.
기판(M)이 제4지지 유닛(730)에 지지되면, 광학 모듈(750)은 대기 위치에서, 공정 위치로 이동한다. 광학 모듈(750)이 공정 위치에 위치하면, 촬상 유닛(830)은 기판(M)의 이미지를 획득한다. 일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(830)은 기판(M) 상에 형성된 기준 마크(AK, 도 3 참조)를 포함하는 기판(M)의 이미지를 획득한다. 촬상 유닛(830)이 획득한 기판(M)의 이미지로부터, 기판(M)의 위치 정보 및 기판(M)에 형성된 복수의 패턴들의 위치 정보를 확인할 수 있다. 현재 처리되는 기판(M)에 형성된 복수의 패턴들의 위치 정보, 그리고 기판(M)의 가로 및 세로의 길이(기판의 크기) 등의 정보는 제어기(30)에 미리 기억되어 있을 수 있다. 즉, 제어기(30)에 미리 기억된 위치 정보를 근거로, 기준 마크(AK)로부터 각각의 패턴들이 형성된 위치를 확인(또는 특정)할 수 있다. 이에, 확인된 패턴들의 위치를 근거로, 국부적인 가열이 필요한 제2패턴(P2)이 형성된 위치를 특정할 수 있다. 기판(M)에 형성된 패턴들에 대한 위치 정보에 대한 확인이 완료되면, 광학 모듈(750)은 공정 위치에서, 대기 위치로 이동한다.
기판(M)에 액이 잔류하는 경우, 촬상 유닛(830)이 획득한 기판(M)의 이미지에 왜곡이 발생할 수 있다. 이에, 상술한 패턴 정보 확인 단계(S220)는 건조 단계(S160)에서 기판(M)을 건조시킨 이후에 후속하여 수행된다.
이어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 제4-1노즐(741)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제4-1노즐(741)이 액 공급 위치에 위치하면, 에천트 공급 단계(S240)가 수행된다. 제4-1노즐(741)은 기판(M)으로 에천트(E)를 공급한다. 일 실시예에 의하면, 제4-1노즐(741)이 기판(M)으로 에천트(E)를 공급하는 동안, 제4지지 유닛(730)은 회전할 수 있다. 이와 달리, 제4-1노즐(741)이 기판(M)으로 에천트(E)를 공급하는 동안, 제4지지 유닛(730)은 정지할 수 있다. 이 경우, 제4-1노즐(741)은 기판(M)에 소량의 에천트(E)를 공급할 수 있다. 여기서, 소량이란, 기판(M)의 상면에 퍼들(Puddle)을 형성하되, 에천트(E)가 기판(M)의 바깥으로 흘러내리지 않을 정도의 양을 의미할 수 있다. 공정 조건에 만족하는 에천트(E)가 기판(M)에 공급되면, 제4-1노즐(741)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다.
이어서, 도 21에 도시된 바와 같이, 광학 모듈(750)은 대기 위치에서 다시 공정 위치로 이동한다. 광학 모듈(750)이 공정 위치에 위치하면, 가열 단계(S260)가 수행된다. 레이저 유닛(810)은 에천트가 잔류한 기판(M)에 레이저(L)를 조사한다. 보다 구체적으로, 위에서 바라볼 때, 헤드 노즐(770)이 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)과 중첩되면, 레이저 유닛(810)은 제2패턴(P2)을 향해 레이저(L)를 조사한다. 레이저(L)가 조사된 제2패턴(P2)이 형성된 영역은 국부적으로 가열된다. 이에, 제2패턴(P2)이 형성된 영역은, 기판(M) 상의 그 밖의 영역보다 상대적으로 에천트에 의한 식각 정도가 커질 수 있다.
제2패턴(P2)에 국부적으로 조사된 레이저(L)에 의해, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1선폭(예컨대, 69nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화할 수 있다. 또한, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2선폭(예컨대, 68.5nm)에서 목표 선폭(예컨대, 70nm)으로 변화할 수 있다. 즉, 식각 단계(S240)에서는 기판(M)의 특정 영역에 대한 식각 능력을 향상시켜, 기판(M) 상에 형성된 패턴들의 선폭 편차를 최소화할 수 있다. 기판(M) 상에 형성된 패턴들의 선폭의 편차가 최소화된 경우, 광학 모듈(750)은 공정 위치에서 대기 위치로 다시 이동한다.
이어서, 도 22에 도시된 바와 같이, 제4-2노즐(742)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제4-2노즐(742)이 액 공급 위치에 위치하면, 린스액 공급 단계(S280)가 수행된다. 제4-2노즐(742)은 회전하는 기판(M)에 린스액(R)을 공급한다. 기판(M)으로 공급되는 린스액(R)은 전술한 에천트 공급 단계(S240)에서 공급한 에천트를 치환하여 기판(M)을 세정한다. 또한, 기판(M)으로 공급되는 린스액(R)은, 전술한 가열 단계(S260)에서 제2패턴(P2)을 국부적으로 가열할 때 발생한 식각 불순물을 기판(M)으로부터 제거한다. 린스액(R)이 공정 조건에 만족되는 양만큼 기판(M)에 공급되면, 제4-2노즐(742)은 린스액(R)의 공급을 중단하고, 제4지지 유닛(730)은 기판(M)의 회전을 정지한다. 또한, 노즐들(741, 742)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다.
반송 로봇(320)은, 제4챔버(700)에서 제5챔버(900)로 기판(M)을 반송한다(T5, 제5반송). 기판(M)은 린스액이 웨팅 된 상태로 제5챔버(900)로 반송된다. 식각 단계(S20)에서 패턴들의 선폭 편차를 최소화시킨 기판에 리닝(Leaning) 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
제5챔버(900)로 기판(M)이 반송되면, 후 처리 단계(S30)가 수행된다. 후 처리 단계(S30)는 기판(M)을 후 처리한다. 보다 구체적으로, 후 처리 단계(S30)는, 식각 단계(S20)를 수행하는 과정에서 발생한 식각 잔여물을 기판(M)으로부터 제거하여 기판(M)을 세정한다. 후 처리 단계(S30)는 제2처리액 공급 단계(S320), 초음파 인가 단계(S340), 린스액 공급 단계(S360), 그리고 유기 용제 공급 단계(S380)를 포함할 수 있다. 제2처리액 공급 단계(S320), 초음파 인가 단계(S340), 린스액 공급 단계(S360), 그리고 유기 용제 공급 단계(S380)는 제5챔버(900)에서 순차적으로 수행될 수 있다.
제2처리액 공급 단계(S320)는 린스액이 웨팅 된 기판(M) 상에 제2처리액을 공급한다. 보다 구체적으로, 도 23에 도시된 바와 같이, 제5-1노즐(941)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제5-1노즐(941)이 액 공급 위치에 위치하면, 제5-1노즐(941)은 회전하는 기판(M)에 제2처리액(C2)을 공급한다. 일 실시예에 의하면, 제2처리액(C2)은 SC-1 액을 포함할 수 있다. 상술한 식각 단계(S20)를 수행하는 과정에서, 제2패턴(P2)이 식각되어 발생된 식각 잔여물은, 제2처리액(C2)에 의해 기판(M)으로부터 제거될 수 있다. 공정 조건에 만족하는 양의 제2처리액(C2)이 기판(M)에 공급되면, 제5-1노즐(941)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 이동한다.
이어서, 초음파 인가 단계(S340)는 제2처리액이 잔류한 기판(M)에 초음파(또는 진동 에너지)를 인가한다. 보다 구체적으로, 도 24에 도시된 바와 같이, 제2초음파 노즐(952)은 대기 위치에서 초음파 인가 위치로 이동한다. 제2초음파 노즐(952)이 초음파 인가 위치에 위치하면, 제2초음파 인가 유닛(950)은 제2처리액(C2)이 잔류하는 기판(M)으로 초음파(U)를 인가한다. 제2초음파 인가 유닛(950)이 기판(M)에 초음파(U)를 인가함으로써, 기판(M)에 잔류하는 식각 잔여물이 효율적으로 제거될 수 있다. 제2초음파 인가 유닛(950)이 기판(M)으로 초음파(U)를 인가하는 동안, 제2초음파 노즐(952)의 위치는 계속적으로 변경될 수 있다. 또한, 기판(M)에 초음파(U)를 인가하는 과정에서, 제2초음파 노즐(952)은 기판(M)에 인가되는 초음파(U)의 주파수를 변경시킬 수 있다. 기판(M)의 전 영역에 초음파(U)가 인가되면, 제2초음파 노즐(952)은 초음파 인가 위치에서 대기 위치로 이동한다.
이어서, 린스액 공급 단계(S360)는 기판(M)에 린스액을 공급한다. 보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 제5-2노즐(942)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 이동한다. 제5-2노즐(942)은 회전하는 기판(M)에 린스액(R)을 공급한다. 일 실시예에 의한 린스액(R)은, 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수일 수 있다. 기판(M)으로 공급된 린스액(R)은, 기판(M) 상에 잔류하는 나머지 식각 잔여물과 제2처리액을 기판(M)으로부터 제거할 수 있다.
이어서, 유기 용제 공급 단계(S380)는 기판(M)에 유기 용제를 공급한다. 보다 구체적으로, 도 26에 도시된 바와 같이, 제5-3노즐(943)은 회전하는 기판(M)에 유기 용제(I)를 공급한다. 일 실시예에 의한 유기 용제(I)는 IPA 액을 포함할 수 있다. 기판(M)은, 제5-3노즐(943)이 공급하는 유기 용제(I)에 의해 건조될 수 있다. 공정 조건에 만족되는 양의 유기 용제(I)가 기판(M)에 공급되면, 제5-3노즐(943)은 대기 위치로 이동하고, 기판(M)은 제5챔버(900)로부터 반출되어 소정의 처리가 종료된다.
동일한 챔버에서 서로 다른 종류의 액을 시간의 간격을 두고 기판(M)에 공급하는 경우, 선행하는 액이 기판(M)과 인접한 부품들에 되튀거나, 내부에 그 잔여물이 부유할 수 있다. 이 경우, 후행하는 액이 기판(M)에 공급될 때 선행하는 액에 의해 그 조성에 변경이 생기거나, 기판(M)에 서로 다른 액이 중복 작용하여 기판(M) 처리에 불량을 야기한다.
상술한 실시예에 따르면, 제1챔버(400), 제2챔버(500), 제3챔버(600), 제4챔버(700), 그리고 제5챔버(900)에서는 서로 다른 액을 사용하여 기판(M)을 처리한다. 서로 다른 액을 사용할 때, 각각 별도의 챔버에서 서로 다른 액을 기판(M)에 공급할 수 있다. 이에, 각각의 액에 적합한 내부 환경이 조성될 수 있으므로, 기판(M) 처리의 수율을 향상시킬 수 있다. 특히, 제4챔버(700)에서는 패턴 간의 수 nm 단위의 선폭 편차를 최소화하는 소위 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction)을 수행한다. 이에, 기판(M)이 선폭 보정 공정을 수행하기에 적합한 최적의 상태(기판 상에 유기물 등의 잔여물이 제거된 상태)로, 제4챔버(700)에서 제2패턴(P2)을 국부적으로, 그리고 미세하게 식각하는 식각 단계를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따르면, 린스액을 웨팅한 상태의 기판(M)을, 제1챔버(400)에서 제2챔버(500)로 반송하므로, 친수화된 기판(M)에 패턴 도괴가 발생하는 것을 예방할 수 있다. 또한, 린스액을 웨팅한 상태의 기판(M)을 제2챔버(500)에서 제3챔버(600)로 반송하므로, 처리 잔여물(예컨대, 유기물)이 제거된 기판(M)의 패턴들이 도괴되는 것을 예방할 수 있다.
또한, 건조된 상태의 기판(M)이 제4챔버(700)로 반송되므로, 제4챔버(700)에서 기판(M)에 대한 왜곡 없는 이미지를 획득할 수 있다. 이에, 패턴 정보 확인 단계(S220)에서, 제2패턴(P2)의 정확한 위치를 확인할 수 있다. 또한, 패턴 정보 확인 단계(S220)에서, 기판(M)의 틀어짐, 정 위치 지지 여부 등을 정확히 확인하여 후속하는 가열 단계(S260)에서 제2패턴(P2)으로 레이저가 정확하게 조사될 수 있다.
또한, 식각 단계(S20)가 수행된 이후, 린스액을 웨팅한 상태의 기판(M)을 제5챔버(900)로 반송하므로, 선폭의 편차가 최소화된 기판(M)에 패턴 도괴가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
도 27은 다른 실시예에 따른 제4챔버를 위에서 바라본 도면이다. 도 28은 다른 실시예에 따른 제5챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
이하에서는, 도 27과 도 28을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 제4챔버와 제5챔버에 대해 설명한다.
도 27을 참조하면, 제4챔버(700)는, 제4하우징(710), 제4컵체(720), 제4지지 유닛(730), 제4액 공급 유닛(740), 그리고 광학 모듈(750), 그리고 제3초음파 인가 유닛(870)을 포함할 수 있다. 제4하우징(710), 제4컵체(720), 제4지지 유닛(730), 그리고 광학 모듈(750)은 상술한 예와 대부분 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
제4액 공급 유닛(740)은 제4-3노즐(743)을 더 포함할 수 있다. 제4-3노즐(743)은 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)에 제2처리액을 공급한다. 일 실시예에 의한, 제2처리액은 SC-1 액을 포함할 수 있다.
제3초음파 인가 유닛(870)은 제4지지 유닛(730)에 지지된 기판(M)에 초음파(또는 진동 에너지)를 인가한다. 제3초음파 인가 유닛(870)은 제4하우징(710) 내에 배치된다. 제3초음파 인가 유닛(870)은 제4액 공급 유닛(740) 및 광학 모듈(750)과 서로 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 제3초음파 인가 유닛(870)은 제3커버(871), 제3초음파 노즐(872), 제3커버 암(874), 그리고 제3구동기(875)를 포함한다. 제3커버(871), 제3초음파 노즐(872), 제3커버 암(874), 그리고 제3구동기(875)는 각각 도 5를 참조하여 설명한 제1커버(551), 제1초음파 노즐(552), 제1커버 암(554), 제1구동기(555, 556)의 구조와 대부분 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 28을 참조하면, 제5액 공급 유닛(940)은 단일의 노즐만을 가질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제5액 공급 유닛(940)은 제5-1노즐(941)만을 가질 수 있다. 제5-1노즐(941)은 제5지지 유닛(930)에 지지된 기판(M)에 유기 용제를 공급할 수 있다. 일 실시예에 의한, 유기 용제는 IPA 액을 포함할 수 있다.
도 29는 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
이하에서 설명하는 기판 처리 방법 중 일부는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 제1챔버, 제2챔버, 그리고 제3챔버에서 수행되고, 다른 일부는 도 27 및 도 28을 참조하여 설명한 제4챔버와 제5챔버에서 수행된다. 이에 도 1 내지 도 6, 도 27, 및 도 28에 도시된 참조 부호는 아래에서 동일하게 인용한다.
일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 전 처리 단계(S10), 식각 단계(S40), 그리고 후 처리 단계(S50)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의한 식각 단계(S40)는 패턴 정보 확인 단계(S410), 에천트 공급 단계(S420), 가열 단계(S430), 린스액 공급 단계(S440), 제2처리액 공급 단계(S450), 초음파 인가 단계(S460), 그리고 린스액 공급 단계(S470)를 포함할 수 있다. 식각 단계(S40)의 각 단계들은 시계열의 순서대로 수행될 수 있다.
전 처리 단계(S10), 패턴 정보 확인 단계(S410), 에천트 공급 단계(S420), 가열 단계(S430), 린스액 공급 단계(S440)는 상술한 일 실시예에 따른 기판 처리 방법과 동일 또는 유사한 메커니즘으로 수행되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
기판(M)에 린스액의 공급이 완료되어 린스액 공급 단계(S440)가 완료되면, 제2처리액 공급 단계(S450)가 수행된다. 제4-3노즐(743)은 액 공급 위치에서, 회전하는 기판(M)에 제2처리액을 공급한다. 이에, 전 단계인 에천트 공급 단계(S420)와 가열 단계(S430)에서 발생한 식각 잔여물을 기판(M)으로부터 제거할 수 있다.
제2처리액이 기판(M)의 전 영역에 공급되면, 초음파 인가 단계(S460)가 수행된다. 이 때, 제4-3노즐(743)은 액 공급 위치에서 대기 위치로 재차 이동하고, 제3초음파 노즐(872)은 대기 위치에서 초음파 인가 위치로 이동한다. 제3초음파 인가 유닛(870)은 제2처리액이 잔류하는 기판에 초음파를 인가한다. 초음파를 인가하는 과정에서, 제3초음파 노즐(872)의 위치는 변경될 수 있고, 기판(M)으로 인가되는 초음파의 주파수도 변경될 수 있다. 인가되는 초음파에 의한 효과는 상술한 바와 같다.
기판(M)의 전 영역에 초음파가 인가되면, 린스액 공급 단계(S450)가 수행된다. 이 때, 제3초음파 노즐(872)은 초음파 인가 위치에서 대기 위치로 이동하고, 제4-2노즐(742)은 대기 위치에서 액 공급 위치로 다시 이동한다. 제4-2노즐(742)은 회전하는 기판(M)으로 린스액을 공급한다. 기판(M)으로 공급되는 린스액은, 전 단계인 제2처리액 공급 단계(S450)와 초음파 인가 단계(S460)를 수행하는 과정에서 발생한 잔여물을 기판(M)으로부터 제거하여, 기판(M)을 세정한다.
린스액 공급 단계(S450)가 완료되면, 제4-2노즐(742)은 대기 위치로 이동하고, 기판(M)은 제4챔버(700)에서 제5챔버(900)로 반송된다. 제5챔버(900)로 반송되는 기판은, 그 상면에 린스액이 웨팅 된 상태일 수 있다. 제5챔버(900)로 기판(M)이 반송되면, 후 처리 단계(S50)가 수행된다. 후 처리 단계(S50)에서는, 제5-1노즐(941)이 기판(M)에 유기 용제를 공급하여 기판(M)을 건조시킨다.
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
제1챔버: 400
제2챔버: 500
제3챔버: 600
제4챔버: 700
제5챔버: 900

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    기판을 세정하는 전 처리 단계;
    기판에 에천트(Etchant)를 공급하고, 에천트가 공급된 기판을 가열하여 식각하는 식각 단계; 및
    상기 식각 단계가 수행된 기판을 후 처리하는 후 처리 단계를 포함하되,
    상기 전 처리 단계, 상기 식각 단계, 그리고 상기 후 처리 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되고,
    상기 전 처리 단계가 완료된 기판은, 건조된 상태로 상기 식각 단계가 수행되는 챔버로 반송되고,
    상기 식각 단계가 완료된 기판은, 액이 웨팅(wetting) 된 상태로 상기 후 처리 단계를 수행하는 챔버로 반송되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식각 단계에서는,
    기판에 상기 에천트가 잔류한 상태에서 기판의 특정 영역에 레이저를 국부적으로 조사하여 상기 특정 영역을 식각한 이후, 기판에 린스액을 공급하여 기판에 잔류하는 상기 에천트를 치환하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전 처리 단계는,
    기판에 제1처리액을 공급하여 기판을 친수화시키는 친수화 단계; 및
    기판에 제2처리액을 공급하여 상기 친수화 단계에서 기판으로부터 발생한 처리 잔여물을 제거하는 제거 단계; 및
    기판을 건조하는 건조 단계를 포함하고,
    상기 친수화 단계, 상기 제거 단계, 그리고 상기 건조 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 후 처리 단계에서는,
    기판에 상기 제2처리액을 공급하고 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하여, 기판으로부터 상기 린스액과 상기 식각 단계에서 발생한 식각 잔여물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후 처리 단계에서는,
    기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후 상기 린스액을 공급하여 상기 제2처리액을 상기 린스액으로 치환하고,
    상기 린스액을 공급한 이후, 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조하는 기판 처리 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 친수화 단계에서는, 기판에 상기 제1처리액을 공급한 이후, 상기 린스액을 공급하여 상기 제1처리액을 상기 린스액으로 치환하고,
    상기 제거 단계에서는, 기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 린스액을 공급하여 상기 제2처리액을 상기 린스액으로 치환하되,
    상기 친수화 단계가 수행된 챔버에서 상기 제거 단계가 수행되는 챔버로, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제거 단계가 수행된 챔버에서 상기 건조 단계가 수행되는 챔버로, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제거 단계에서,
    기판에 상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 제2처리액이 잔류하는 기판에 초음파를 인가하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 식각 단계에서는,
    기판에 상기 린스액을 공급한 이후, 기판에 상기 제2처리액을 공급하고 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하고, 상기 린스액을 재차 공급하여 상기 제2처리액을 치환하고,
    상기 후 처리 단계에서는,
    상기 린스액이 잔류한 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1처리액, 상기 제2처리액, 그리고 상기 린스액은 각각 회전하는 기판에 공급되고,
    상기 제1처리액은 산(acid)을 포함하고,
    상기 제2처리액은 과산화수소(H2O2)를 포함하고,
    상기 린스액은 탈이온수 또는 탈이온 이산화탄소수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    기판 상에 형성된 복수의 패턴들의 위치 정보를 확인하는 패턴 정보 확인 단계;
    기판에 에천트를 공급하는 에천트 공급 단계;
    기판에 상기 에천트가 잔류한 상태에서, 상기 복수의 패턴들 중 특정 패턴을 가열하는 가열 단계;
    기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계; 및
    상기 린스액이 공급된 기판을 별도의 챔버로 반송하여 기판에 액을 공급하고, 상기 액이 잔류하는 기판에 초음파를 인가하는 후 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 패턴 정보 확인 단계에서는,
    기판이 건조된 상태에서, 기판 상에 형성된 상기 특정 패턴의 위치 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 패턴 정보 확인 단계를 수행하기 이전에 수행되는 전 처리 단계를 더 포함하고,
    상기 전 처리 단계는,
    기판에 제1처리액을 공급하여 기판을 친수화시키고, 기판에 제2처리액을 공급하여 상기 제1처리액을 공급하는 과정에서 발생한 처리 잔여물을 기판으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전 처리 단계에서는,
    상기 제2처리액을 공급한 이후, 상기 제2처리액이 잔류한 기판에 초음파를 인가하고, 회전하는 기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전 처리 단계 중 상기 제1처리액을 공급하는 단계, 상기 제2처리액을 공급하는 단계, 그리고 상기 유기 용제를 공급하는 단계는 각각 다른 챔버에서 수행되고,
    상기 패턴 정보 확인 단계, 에천트 공급 단계, 가열 단계, 그리고 린스액 공급 단계는 동일한 챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 가열 단계에서는,
    상기 특정 패턴으로 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 기판은 마스크이고,
    상기 마스크는, 제1패턴과 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴을 가지고,
    상기 제1패턴은 상기 마스크에 형성된 복수의 셀들 내부에 형성되고, 상기 제2패턴은 상기 복수의 셀들 외부에 형성되되,
    상기 특정 패턴은, 상기 제2패턴인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 마스크의 모서리에 형성된 기준 마크를 더 가지고,
    상기 패턴 정보 확인 단계에서는, 상기 기준 마크의 위치 정보를 확인하고, 상기 기준 마크의 위치 정보를 기준으로 상기 제2패턴의 위치 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 후 처리 단계는,
    상기 액이 잔류한 기판에 상기 초음파를 인가한 이후, 기판에 상기 린스액과 유기 용제를 순차적으로 공급하는 기판 처리 방법.
  20. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판에 제1처리액과 린스액을 공급하여 기판을 친수화시키는 제1챔버;
    기판에 제2처리액과 상기 린스액을 공급하여 기판에 잔류하는 잔여물을 제거하는 제2챔버;
    기판에 유기 용제를 공급하여 기판을 건조시키는 제3챔버;
    기판 상의 특정 영역을 식각하는 제4챔버;
    기판에 적어도 하나의 액을 공급하는 제5챔버; 및
    상기 제1챔버 내지 상기 제5챔버 간에 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하되,
    상기 제4챔버는,
    기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 제2처리액을 공급하는 처리액 공급부;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급부;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상기 특정 영역에 레이저를 조사하는 레이저 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상기 특정 영역에 대한 위치 정보를 확인하는 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 반송 로봇은,
    상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제1챔버에서 상기 제2챔버로 반송하고, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제2챔버에서 상기 제3챔버로 반송하고, 건조된 상태의 기판을 상기 제3챔버에서 상기 제4챔버로 반송하고, 상기 린스액이 웨팅 된 상태의 기판을 상기 제4챔버에서 상기 제5챔버로 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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