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KR20230100185A - 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Publication number
KR20230100185A
KR20230100185A KR1020210189873A KR20210189873A KR20230100185A KR 20230100185 A KR20230100185 A KR 20230100185A KR 1020210189873 A KR1020210189873 A KR 1020210189873A KR 20210189873 A KR20210189873 A KR 20210189873A KR 20230100185 A KR20230100185 A KR 20230100185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
substrate
irradiation
laser
cover
Prior art date
Application number
KR1020210189873A
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English (en)
Inventor
손원식
윤현
최기훈
양효원
김태희
정인기
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
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Priority to US17/864,506 priority patent/US20230205100A1/en
Priority to CN202210917317.6A priority patent/CN116364576A/zh
Priority to JP2022186019A priority patent/JP7442601B2/ja
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 처리 공간에서 상기 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 광을 조사하는 조사 모듈을 포함하되, 상기 조사 모듈은 수용 공간을 가지는 하우징, 상기 수용 공간 내에 위치하고, 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛 및 상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부를 냉각하는 냉각 유닛을 포함할 수 있다.

Description

조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{IRRADIATING MODULE, AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE SAME}
본 발명은 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 광을 조사하는 조사 모듈을 가지는 기판 처리 장치에 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 패턴이 정밀하게 식각되기 위해서는 앵커 패턴에 조사되는 빛의 각도와 출력이 정밀하게 조절되어야 한다. 앵커 패턴에 빛이 조사되는 조사기에 공정 과정에서 발생하는 파티클이나 처리액의 액적이 부착되는 경우, 앵커 패턴에 조사되는 빛의 각도가 틀어지고, 빛의 조사 경로가 변경된다. 이에, 앵커 패턴에 조사되는 빛의 프로파일이 변경될 수 있다. 이로 인해, 앵커 패턴에 대한 정밀한 식각을 수행할 수 없다. 또한, 조사기에 부착된 파티클 또는 액적은 조사기의 부식을 야기하고, 조사기의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 또한, 앵커 패턴에 빛을 조사하는 조사기는 공정 진행 중에 발열된다. 조사기의 온도가 상승되는 상태로 방치하는 경우 열로 인한 조사기의 손상이 발생한다. 이는 유지 보수 비용의 증가와 유지 보수 기간 동안에는 기판에 대한 공정을 수행할 수 없어 기판 처리의 효율이 떨어진다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 대해 정밀한 식각을 수행할 수 있는 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 조사 모듈을 효율적으로 냉각하고, 동시에 공정 과정에서 발생하는 파티클 등에 의해 조사 모듈이 손상되는 것을 최소화할 수 있는 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 가열할 때 기판에 형성된 액막의 손상을 최소화할 수 있는 조사 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 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 처리 공간에서 상기 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 광을 조사하는 조사 모듈을 포함하되, 상기 조사 모듈은 수용 공간을 가지는 하우징, 상기 수용 공간 내에 위치하고, 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛 및 상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부를 냉각하는 냉각 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 더 포함하되, 상기 커버의 바닥면에는 상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 개구는 상기 바닥면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 라운드지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커버의 측면에는 하나 또는 복수의 측홀이 더 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 냉각 유닛은 내부에 냉각 유체가 유동하는 유로가 형성된 플레이트를 포함하고, 상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 유동될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유로의 일단은 상기 조사 단부의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하우징의 하단에는 상기 유로의 일단과 연결되는 퍼지 포트가 형성되고, 상기 커버의 측면에는 상기 냉각 유체를 상기 내부 공간으로 공급하는 공급 포트가 형성되되, 상기 장치는 상기 커버의 측면에 결합하여 상기 퍼지 포트와 상기 공급 포트를 연결하고, 내부에 상기 냉각 유체가 유동하는 유동 공간을 가지는 유동 커버를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공급 포트는 정면에서 바라볼 때, 상기 조사 단부의 중심축으로부터 이격된 위치에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 레이저 유닛에서 조사하는 상기 레이저 광을 촬상하는 촬상 유닛을 더 포함하고, 상기 촬상 유닛은 상기 수용 공간에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 레이저 유닛은 상기 레이저 조사부가 조사하는 상기 레이저 광의 특성을 제어하는 빔 익스팬더를 더 포함하고, 상기 촬상 유닛은 상기 레이저 유닛이 조사하는 상기 레이저 광 및/또는 상기 기판의 이미지를 촬상하는 이미지 유닛 및 상기 이미지 유닛이 상기 이미지를 획득할 수 있도록 빛을 제공하는 조명 유닛을 포함하되, 상부에서 바라볼 때, 상기 레이저 광의 조사 방향, 상기 이미지 유닛의 촬상 방향, 그리고 상기 빛의 조사 방향은 동축을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 기판에 광을 조사하는 조사 모듈을 제공한다. 조사 모듈은 수용 공간을 가지는 하우징, 상기 수용 공간 내에 위치하고 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 기판으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛 및 상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부와 열 교환하는 냉각 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모듈은 내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 더 포함하되, 상기 커버의 저면에는 상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 냉각 유닛은 상기 레이저 조사부와 열교환하는 냉각 유체가 유동하는 유로 및 내부에 상기 유로가 배치되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 상기 레이저 조사부와 접촉될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 개구는 상기 바닥면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 곡률지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커버의 측면에는 적어도 하나 이상의 측홀이 더 형성될 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 지지하고 회전시키는 지지 유닛, 상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 광을 조사하는 조사 모듈을 포함하되, 상기 조사 모듈은 수용 공간을 가지는 하우징, 상기 수용 공간 내에 위치하고 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛, 상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부와 열교환하는 냉각 유체가 유동하는 유로를 가지지는 냉각 유닛 및 내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 포함하고, 상기 커버의 바닥면에는 상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 개구는 상기 바닥면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 라운드지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커버의 측면에는 하나 또는 복수의 측홀이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 대해 정밀한 식각을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 조사 모듈을 효율적으로 냉각하고, 동시에 공정 과정에서 발생하는 파티클 등에 의해 조사 모듈이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 가열할 때 기판에 형성된 액막의 손상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 모니터링 패턴의 선폭 및 앵커 패턴의 선폭에 관한 정규 분포를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 조사 모듈을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6의 조사 모듈 내부에서 냉각 유체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4의 홈 포트의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 홈 포트와 검측 부재를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 A 부분을 확대하여 커버의 내부 공간에서 냉각 유체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13의 커버에 대한 사시도이다.
도 15는 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 16은 도 15의 커버와 유동 커버를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 도 15의 조사 모듈 내부에서 냉각 유체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 18은 도 15의 커버와 유동 커버의 다른 실시예를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 도 2 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10, Index Module), 처리 모듈(20, Treating Module), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상부에서 바라볼 때 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치될 수 있다.
이하에서는, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(X)이라 정의하고, 정면에서 바라볼 때, 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 정의하고, 제1방향(X)과 제2방향(Y)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 정의한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(M)이 수납된 용기(C)로부터 기판(M)을 처리하는 처리 모듈(20)로 기판(M)을 반송한다. 또한, 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 소정의 처리가 완료된 기판(M)을 용기(C)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(Y)으로 형성될 수 있다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 가질 수 있다.
로드 포트(12)에는 기판(M)이 수납된 용기(C)가 안착된다. 로드 포트(12)는 인덱스 프레임(14)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치할 수 있다. 로드 포트(12)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 로드 포트(12)들은 제2방향(Y)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 로드 포트(12)의 개수는 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
용기(C)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)은 기판(M)을 반송하는 반송 공간을 제공한다. 인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)과 인덱스 레일(124)이 제공된다. 인덱스 로봇(120)은 기판(M)을 반송한다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 모듈(10)과 후술하는 버퍼 유닛(200) 간에 기판(M)을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 인덱스 핸드(122)를 포함한다. 인덱스 핸드(122)에는 기판(M)이 놓일 수 있다. 인덱스 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들 각각은 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 복수 개의 인덱스 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
인덱스 레일(124)은 인덱스 프레임(14) 내에 제공된다. 인덱스 레일(124)은 그 길이 방향이 제2방향(Y)을 따라 제공된다. 인덱스 레일(124)에는 인덱스 로봇(120)이 놓이고, 인덱스 로봇(120)은 인덱스 레일(124) 상에서 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다.
제어기(30)는 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)에 제공되는 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), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500)를 포함할 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(M)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(M)이 일시적으로 머무는 공간을 제공한다. 반송 프레임(300)은 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(M)을 반송하는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(M) 상에 액을 공급하여 기판(M)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 건조 챔버(500)는 액 처리가 완료된 기판(M)을 건조하는 건조 공정을 수행한다.
버퍼 유닛(200)은 인덱스 프레임(14)과 반송 프레임(300) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 프레임(300)의 일단에 위치할 수 있다. 버퍼 유닛(200)의 내부에는 기판(M)이 놓이는 슬롯(220)이 제공된다. 슬롯(220)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 슬롯(220)들은 서로 간에 제3방향(Z)을 따라 이격될 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 전면(Front Face)과 후면(Rear Face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 프레임(300)과 마주는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 후술하는 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
반송 프레임(300)은 그 길이 방향이 제1방향(X)으로 제공될 수 있다. 반송 프레임(300)의 양 측에는 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)가 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 반송 프레임(300)의 측부에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 액 처리 챔버(400)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)과 건조 챔버(500)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 프레임(300)의 양 측에 배치될 수 있다. 반송 프레임(300)의 일 측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(X) 및 제3방향(Z)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)의 배열로 제공될 수 있다.
반송 프레임(300)은 반송 로봇(320)과 반송 레일(324)을 가진다. 반송 로봇(320)은 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(M)을 반송한다. 반송 로봇(320)은 기판(M)이 놓이는 반송 핸드(322)를 포함한다. 반송 핸드(322)에는 기판(M)이 놓일 수 있다. 반송 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
반송 레일(324)은 반송 프레임(300) 내에서 반송 프레임(300)의 길이 방향을 따라 제공될 수 있다. 일 예로, 반송 레일(324)의 길이 방향은 제1방향(X)을 따라 제공될 수 있다. 반송 레일(324)에는 반송 로봇(320)이 놓이고, 반송 로봇(320)은 반송 레일(324) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버에서 처리되는 기판을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)에 대해 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 피처리물은 웨이퍼, 글라스, 그리고 포토 마스크 중 어느 하나의 기판일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 의한 액 처리 챔버(400)에서 처리되는 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크(Photo Mask)일 수 있다.
기판(M)은 사각의 형상을 가질 수 있다. 기판(M)은 노광 공정시 사용되는 ‘틀’인 포토 마스크일 수 있다. 기판(M) 상에는 기준 마크(AK), 제1패턴(P1), 그리고 제2패턴(P2)이 형성될 수 있다.
기준 마크(AK)는 기판(M) 상에 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다. 예컨대, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 모서리 영역 각각에 복수 개가 형성될 수 있다. 기준 마크(AK)는 얼라인 키(Align Key)라 불리는 기판(M) 정렬시 사용되는 마크일 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M)의 위치 정보를 도출하는데 이용되는 마크일 수 있다. 예컨대, 후술하는 촬상 유닛(4550)은 기준 마크(AK)를 촬영하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 기준 마크(AK)를 포함하는 이미지를 분석하여 기판(M)의 정확한 위치를 검출할 수 있다. 또한, 기준 마크(AK)는 기판(M) 반송시 기판(M)의 위치를 파악하는데 사용될 수 있다.
기판(M) 상에는 셀(CE)이 형성될 수 있다. 셀(CE)은 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 셀(CE)은 복수 개 형성될 수 있다. 복수의 셀(CE)들 각각에는 복수의 패턴이 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 복수로 제공되는 경우 제1패턴(P1)은 복수로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수 개의 셀(CE) 각각에는 제1패턴(P1)이 각각 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 셀(CE)에 복수의 제1패턴(P1)이 형성될 수도 있다. 제1패턴(P1)은 각각의 노광 패턴(EP)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다. 제1패턴(P1)은 모니터링 패턴이라 불릴 수 있다. 복수 개의 제1패턴(P1)들의 선폭의 평균 값은 선폭 모니터링 매크로(Critical Dimension Monitoring Macro;CDMM)라 불릴 수 있다.
작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 제1패턴(P1)을 검사하는 경우, 어느 하나의 셀(CE)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불 여부를 추정할 수 있다. 이에, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 상술한 예와 달리, 제1패턴(P1)은 실제 노광 공정에 참여하는 노광 패턴(EP)들 중 어느 하나의 패턴일 수 있다. 선택적으로, 제1패턴(P1)은 검사용 패턴이고, 동시에 실제 노광에 참여하는 노광 패턴일 수도 있다.
제2패턴(P2)은 기판(M) 상에 형성된 셀(CE)들의 외부에 형성될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수의 셀(CE)들이 제공된 영역의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 제2패턴(P2)은 기판(M) 전체에 형성된 노광 패턴(EP)들을 대표하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 예컨대, 제2패턴(P2)은 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 제2패턴(P2)들은 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 배치될 수 있다. 선택적으로, 제2패턴(P2)은 각 제1패턴(P1)들의 일부가 합쳐진 형상을 가질 수 있다.
작업자가 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 제2패턴(P2)을 검사하는 경우, 하나의 기판(M)에 형성된 노광 패턴(EP)들의 형상의 양불 여부를 추정할 수 있다. 이에, 제2패턴(P2)은 검사용 패턴으로 기능할 수 있다. 제2패턴(P2)은 실제 노광 공정에는 참여하지 않는 검사용 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 노광 장치의 공정 조건을 세팅하는 패턴일 수 있다. 제2패턴(P2)은 앵커 패턴(Anchor Pattern)이라 불릴 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 액 처리 챔버(400)에 대해 상세히 설명한다. 또한, 이하에서는, 액 처리 챔버(400)에서 수행되는 처리 공정이 노광 공정 용 마스크 제작 과정 중 선폭 보정 공정(FCC, Fine Critical Dimension Correction)인 것을 예로 들어 설명한다.
액 처리 챔버(400)에 반입되어 처리되는 기판(M)은 전 처리가 수행된 기판(M)일 수 있다. 액 처리 챔버(400)에 반입되는 기판(M)의 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 선폭은 서로 상이할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1패턴(P1)의 선폭은 제2패턴(P2)의 선폭보다 상대적으로 클 수 있다. 예컨대, 제1패턴(P1)의 선폭은 제1폭(예컨대, 69nm)을 가지고, 제2패턴(P2)의 선폭은 제2폭(예컨대, 68.5nm)을 가질 수 있다.
도 4는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 액 처리 챔버를 상부에서 바라본 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 조사 모듈(450), 그리고 홈 포트(490)를 포함할 수 있다.
하우징(410)은 내부에 공간을 가진다. 하우징(410)의 내부 공간에는 지지 유닛(420), 처리 용기(430), 액 공급 유닛(440), 조사 모듈(450), 그리고 홈 포트(490)가 제공될 수 있다. 하우징(410)에는 기판(M)이 반출입 될 수 있는 반출입구(미도시)가 형성될 수 있다. 하우징(410)의 내벽면은 액 공급 유닛(440)이 공급하는 케미칼에 대해 내부식성이 높은 소재로 코팅될 수 있다.
하우징(410)의 바닥면에는 배기 홀(414)이 형성될 수 있다. 배기 홀(414)은 하우징(410)의 내부 공간의 분위기를 배기할 수 있는 펌프와 같은 배기 부재(미도시)와 연결될 수 있다. 하우징(410)의 내부의 공간에서 발생될 수 있는 흄(Fume) 등은 배기 홀(414)을 통해 하우징(410)의 외부로 배기될 수 있다.
지지 유닛(420)은 기판(M)을 지지한다. 지지 유닛(420)은 후술하는 처리 용기(430)가 제공하는 처리 공간에서 기판(M)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(420)은 기판(M)을 회전시킨다. 지지 유닛(420)은 몸체(421), 지지핀(422), 지지축(426), 그리고 구동 부재(427)를 포함할 수 있다.
몸체(421)는 판 형상으로 제공될 수 있다. 몸체(421)는 일정한 두께를 가지는 판 형상을 가질 수 있다. 몸체(421)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가질 수 있다. 몸체(421)의 상부면은 기판(M)보다 상대적으로 큰 면적을 가질 수 있다. 몸체(421)에는 지지핀(422)이 결합될 수 있다.
지지핀(422)은 기판(M)을 지지한다. 지지핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 지지핀(422)은 상부에서 바라볼 때, 기판(M)의 모서리 영역과 대응하는 부분이 아래로 만입된 형상을 가질 수 있다. 지지핀(422)은 제1면과 제2면을 가질 수 있다. 예컨대, 제1면은 기판(M)의 모서리 영역의 하부를 지지할 수 있다. 제2면은 기판(M)의 모서리 영역의 측부와 마주할 수 있다. 이에, 기판(M)이 회전되는 경우, 기판(M)은 제2면에 의해 측 방향으로의 움직임이 제한될 수 있다.
지지핀(422)은 적어도 하나 이상으로 제공된다. 예컨대, 지지핀(422)은 복수 개 제공될 수 있다. 지지핀(422)은 사각의 형상을 가지는 기판(M)의 모서리 영역의 개수에 대응하는 수로 제공될 수 있다. 지지핀(422)은 기판(M)을 지지하여 기판(M)의 하면과 몸체(421)의 상면을 서로 이격시킬 수 있다.
지지축(426)은 몸체(421)와 결합한다. 지지축(426)은 몸체(421)의 하부에 위치한다. 지지축(426)은 중공 축일 수 있다. 중공 축 내부에는 유체 공급 라인(428)이 형성될 수 있다. 유체 공급 라인(428)은 기판(M)의 하부로 처리 유체 또는/및 처리 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 처리 유체는 케미칼 또는 린스액을 포함할 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 린스 액은 순수일 수 있다. 예컨대, 처리 가스는 비활성 가스일 수 있다. 처리 가스는 기판(M)의 하부를 건조시킬 수 있다. 다만, 상술한 예와 달리 지지축(426) 내부에 유체 공급 라인(428)이 제공되지 않을 수도 있다.
지지축(426)은 구동 부재(427)에 의해 회전될 수 있다. 구동 부재(427)는 중공 모터일 수 있다. 구동 부재(427)가 지지축(426)을 회전시키면, 지지축(426)에 결합된 몸체(421)가 회전할 수 있다. 기판(M)은 지지핀(422)을 매개로 몸체(421)의 회전과 함께 회전될 수 있다.
처리 용기(430)는 처리 공간을 가진다. 처리 용기(430)는 기판(M)이 처리되는 처리 공간을 가진다. 일 예에 의하면, 처리 용기(430)는 상부가 개방된 처리 공간을 가질 수 있다. 처리 용기(430)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 기판(M)은 처리 공간 내에서 액 처리 및 가열 처리될 수 있다. 처리 용기(430)는 기판(M)으로 공급되는 처리액이 하우징(410), 액 공급 유닛(440), 그리고 조사 모듈(450)로 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 처리액을 외부로 배출할 수 있는 배출 홀(434)이 형성될 수 있다. 배출홀(434)을 통해 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다. 처리 용기(430)의 측면은 바닥면으로부터 제3방향(Z)을 따라 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 향하는 방향으로 향할수록 지면에 대해 상향 경사지게 연장될 수 있다.
처리 용기(430)는 승강 부재(436)와 결합한다. 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 제3방향(Z)을 따라 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 처리 용기(430)를 상하 방향으로 이동시키는 구동 장치일 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)에 대한 액 처리 및/또는 가열 처리가 수행되는 동안에 처리 용기(430)를 위 방향으로 이동시킬 수 있다. 승강 부재(436)는 기판(M)이 내부 공간(412)에 반입되는 경우와 기판(M)이 내부 공간(412)으로부터 반출되는 경우에 처리 용기(430)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 기판(M) 상에 액을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(440)은 기판(M)을 액 처리하는 처리액을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(440)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다. 일 예로, 액 공급 유닛(440)은 복수의 셀(CE)들 내에 형성된 제1패턴(P1)과 셀들(CE)이 형성된 영역의 외부에 제2패턴(P2)이 형성된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다.
처리액은 식각액 또는 린스액으로 제공될 수 있다. 식각액은 케미칼일 수 있다. 식각액은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 식각 할 수 있다. 식각액은 에천트(Etchant)로 불릴 수도 있다. 에천트는 암모니아, 물, 그리고 첨가제가 혼합된 혼합액과 과산화수소를 포함하는 액일 수 있다. 린스액은 기판(M)을 세정할 수 있다. 린스액은 공지된 약액으로 제공될 수 있다.
액 공급 유닛(440)은 노즐(441), 고정 몸체(442), 회전 축(443), 그리고 회전 부재(444)를 포함할 수 있다. 노즐(441)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)으로 처리액을 공급할 수 있다. 노즐(441)의 일단은 고정 몸체(442)에 연결되고, 노즐(441)의 타단은 고정 몸체(442)로부터 기판(M)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 노즐(441)은 고정 몸체(442)로부터 제1방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 노즐(441)의 타단은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)을 향하는 방향으로 일정 각도 절곡되어 연장될 수 있다.
노즐(441)은 제1노즐(441a), 제2노즐(441b), 그리고 제3노즐(441c)을 포함할 수 있다. 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 부재(444)에 의해 제3방향(Z)을 기준으로 회전되는 회전축(443)과 연결될 수 있다. 회전 부재(444)가 회전축(443)을 회전시키면, 고정 몸체(442)는 제3방향(Z)을 축으로 회전될 수 있다. 이에, 노즐(441)의 토출구는 기판(M)으로 처리액을 공급하는 위치인 액 공급 위치, 그리고 기판(M)으로 처리 액을 공급하지 않는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 조사 모듈에 대해 상세히 설명한다. 도 6은 도 4의 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 조사 모듈을 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 조사 모듈(450)은 기판(M)에 대해 가열 처리를 수행할 수 있다. 조사 모듈(450)은 처리액이 공급된 기판(M)을 가열할 수 있다. 조사 모듈(450)은 기판(M)에 대해 광을 조사하여 처리액이 공급된 기판(M)을 가열할 수 있다. 예컨대, 조사 모듈(450)은 액 공급 유닛(440)에 의해 기판(M) 상에 액이 공급된 이후, 액막이 형성된 기판(M)에 레이저 광을 조사하여 기판(M)의 특정 영역을 가열할 수 있다.
조사 모듈(450)은 하우징(4510), 커버(4520), 이동 유닛(4530), 레이저 유닛(4540), 촬상 유닛(4550), 그리고 냉각 유닛(4560)을 포함할 수 있다.
하우징(4510)은 내부에 수용 공간을 갖는다. 하우징(4510)의 수용 공간에는 레이저 유닛(4540), 촬상 유닛(4550), 그리고 냉각 유닛(4560)이 위치할 수 있다. 일 예로, 하우징(4510)의 수용 공간에는 레이저 유닛(4540), 카메라 유닛(4552), 조명 유닛(4554), 그리고 냉각 유닛(4560)이 위치할 수 있다. 하우징(4510)은 수용 공간에 위치한 레이저 유닛(4540), 촬상 유닛(4550), 그리고 냉각 유닛(4560)을 공정 과정 중에 발생하는 파티클, 흄(Fume), 또는 비산되는 액으로부터 보호한다.
하우징(4510)의 하부에는 통공이 형성될 수 있다. 하우징(4510)의 통공에는 후술하는 조사 단부(4545)가 삽입될 수 있다. 하우징(4510)의 통공에 조사 단부(4545)가 삽입됨으로써, 하우징(4510)의 하단으로부터 조사 단부(4545)의 일단이 돌출되게 위치할 수 있다.
하우징(4510)의 하부에는 후술하는 커버(4520)가 결합될 수 있다. 하우징(4510)의 하부에 결합된 커버(4520)의 중심은 상부에서 바라볼 때, 하우징(4510)의 통공의 중심과 일치할 수 있다. 이에, 돌출된 조사 단부(4545)의 일단은 후술하는 커버(4520)의 내부 공간에 위치할 수 있다.
커버(4520)는 하우징(4510)의 하단에 위치한다. 커버(4520)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 조사 단부(4545)와 대응되는 위치에서, 하우징(4510)의 하단으로부터 아래 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 커버(4520)는 대채로 원통 형상을 가질 수 있다. 커버(4520)는 내부 공간을 갖는다. 커버(4520)의 내부 공간에는 조사 단부(4545)의 일단에 위치할 수 있다. 예컨대, 커버(4520)의 내부 공간에는 경통(4537)의 일부가 위치될 수 있다. 커버(4520)는 하우징(4510)과 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하우징(4510)과 커버(4520)는 각각 형성되고, 물리적 또는 화학적 방법으로 결합될 수 있다.
커버(4520)의 바닥면에는 개구(4522)가 형성된다. 개구(4522)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 조사 단부(4545)로부터 조사되는 레이저 광(L)과 대응되는 위치에 형성된다. 또한, 개구(4522)는 조사 단부(4545)로부터 조사되는 레이저 광(L), 후술하는 카메라 유닛(4552)의 이미지 촬상, 그리고 후술하는 조명 유닛(4554)의 빛에 간섭을 일으키지 않는 직경을 가질 수 있다.
이동 유닛(4530)은 하우징(4510)을 이동시킨다. 이동 유닛(4530)은 하우징(4510)을 이동시킴으로써, 후술하는 조사 단부(4545)를 이동시킬 수 있다. 이동 유닛(4530)은 구동기(4532), 샤프트(4534), 그리고 이동 부재(4536)를 포함할 수 있다.
구동기(4532)는 모터일 수 있다. 구동기(4532)는 샤프트(4534)와 연결될 수 있다. 구동기(4532)는 샤프트(4534)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동기(4532)는 샤프트(4534)를 회전시킬 수 있다. 일 예로, 구동기(4532)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 구동기(4532) 중 어느 하나는 샤프트(4534)를 회전시키는 회전 모터로 제공되고, 복수의 구동기(4532) 중 다른 하나는 샤프트(4534)를 상하 방향으로 이동시키는 리니어 모터로 제공될 수도 있다.
샤프트(4534)는 중공의 로드로 제공될 수 있다. 샤프트(4534)의 내부 공간에는 후술하는 공급 유로(4564)가 위치할 수 있다. 샤프트(4534)는 하우징(4510)과 연결될 수 있다. 샤프트(4534)는 후술하는 이동 부재(4536)를 매개로 하우징(4510)과 연결될 수 있다. 샤프트(4534)가 회전함에 따라 하우징(4510)도 회전할 수 있다. 이에, 후술하는 조사 단부(4545)도 그 위치가 변경될 수 있다. 예컨대, 조사 단부(4545)는 제3방향(Z)으로 그 위치가 변경될 수 있다. 또한, 조사 단부(4545)는 제3방향(Z)을 회전 축으로 그 위치가 변경될 수 있다.
상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4545)의 중심은 샤프트(4534)의 중심으로 호(Arc)를 그리며 이동할 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4545)의 중심은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 중심을 지나도록 이동될 수 있다. 조사 단부(4545)는 이동 유닛(4530)에 의해 기판(M)으로 레이저 광(L)을 조사하는 조사 위치와, 기판(M)에 대한 가열 처리를 수행하지 않고 대기하는 위치인 대기 위치 사이에서 이동될 수 있다.
일 예에 의하면, 조사 위치는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)의 상부일 수 있다. 조사 위치는 상부에서 바라볼 때, 기판(M) 상에 형성된 제2패턴(P2)이 형성된 영역과 대응되는 위치일 수 있다. 대기 위치에는 후술하는 홈 포트(490)가 위치한다.
이동 부재(4536)는 하우징(4510)과 샤프트(4534) 사이에 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이동 부재(4536)는 LM 가이드일 수 있다. 이동 부재(4536)는 하우징(4510)을 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동 부재(4536)는 하우징(4510)을 제1방향(X) 및/또는 제2방향(Y)을 따라 이동시킬 수 있다. 구동기(4532)와 이동 부재(4536)에 의해 조사 단부(4545)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
레이저 유닛(4540)은 기판(M)을 열 처리할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 기판(M)을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 기판(M)의 일부 영역을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 기판(M)의 특정 영역을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 케미칼이 공급되어 액막이 형성된 기판(M)을 가열할 수 있다. 또한, 레이저 유닛(4540)은 기판(M) 상에 형성된 패턴을 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 어느 하나를 가열할 수 있다. 레이저 유닛(4540)은 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 레이저 유닛(4530)은 레이저 광(L)을 조사하여 제2패턴(P2)을 가열할 수 있다.
레이저 유닛(4540)은 레이저 조사부(4541), 빔 익스팬더(4542), 틸팅 부재(4543), 하부 반사 부재(4544), 그리고 렌즈 부재(4545)를 포함할 수 있다. 레이저 조사부(4541)는 레이저 광(L)을 조사한다. 레이저 조사부(4541)는 직진성을 가지는 레이저 광(L)을 조사할 수 있다. 레이저 조사부(4541)로부터 조사된 레이저 광(L)은 후술하는 하부 반사 부재(4544)와 렌즈 부재(4545)를 차례대로 거쳐 기판(M)으로 조사될 수 있다. 일 예로, 레이저 조사부(4541)로부터 조사된 레이저 광(L)은 하부 반사 부재(4544)와 렌즈 부재(4545)를 차례대로 거쳐 기판(M)에 형성된 제2패턴(P2)으로 조사될 수 있다.
빔 익스팬더(4542)는 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)의 특성을 조정할 수 있다. 빔 익스팬더(4542)는 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)의 프로파일을 조정할 수 있다. 예컨대, 빔 익스팬더(4542)는 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)의 형상을 변경할 수 있다. 또한, 빔 익스팬더(4542)는 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)의 직경을 확장 또는 축소할 수 있다.
틸팅 부재(4543)는 레이저 조사부(4541)가 조사하는 레이저 광(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 부재(4543)는 레이저 조사부(4541)를 일 축 기준을로 회전시킬 수 있다. 틸팅 부재(4543)는 레이저 조사부(4541)를 회전시켜 레이저 조사부(4541)로부터 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 부재(4543)는 모터를 포함할 수 있다.
하부 반사 부재(4544)는 레이저 조사부(4541)에서 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 하부 반사 부재(4544)는 수평 방향으로 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 하부 반사 부재(4544)는 레이저 광(L)의 조사 방향을 후술하는 조사 단부(4545)를 향하는 방향으로 변경시킬 수 있다. 하부 반사 부재(4544)에 의해 그 조사 방향이 변경된 레이저 광(L)은 후술하는 조사 단부(4545)를 통해 피처리물인 기판(M) 또는 홈 포트(490)에 제공된 검측 부재(491)로 나아간다.
하부 반사 부재(4544)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 상부 반사 부재(4558)와 중첩되게 위치할 수 있다. 하부 반사 부재(4544)는 상부 반사 부재(4558)보다 하부에 배치될 수 있다. 하부 반사 부재(4544)는 상부 반사 부재(4558)와 같은 각도로 틸팅 될 수 있다.
렌즈 부재(4545)는 렌즈(4546)와 경통(4547)으로 이루어질 수 있다. 일 예에 의하면, 렌즈(4546)는 대물 렌즈로 제공될 수 있다. 경통(4547)은 렌즈(4546)의 하단에 설치될 수 있다. 경통(4547)은 대체로 원통 형상을 가질 수 있다. 경통(4547)은 하우징(4510)의 하단에 형성된 통공으로 삽입될 수 있다. 경통(4547)의 일단은 하우징(4510)의 하단으로부터 돌출되게 위치할 수 있다. 하우징(4510)의 하단으로부터 돌출된 경통(4547)의 일부는 커버(4520)의 수용 공간에 위치될 수 있다.
렌즈 부재(4545)는 레이저 광(L)이 기판(M)으로 조사되는 조사 단부(4545)로 기능할 수 있다. 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)은 하부 반사 부재(4544)를 거쳐 조사 단부(4545)를 통해 기판(M)으로 조사될 수 있다. 또한, 후술하는 카메라 유닛(4552)의 이미지 촬상은 조사 단부(4545)를 통해 이루어질 수 있다. 또한, 후술하는 조명 유닛(4554)이 조사하는 빛은 조사 단부(4545)를 통해 이루어질 수 있다.
촬상 유닛(4550)은 레이저 유닛(4540)에서 조사하는 레이저 광(L)을 촬상할 수 있다. 촬상 유닛(4550)은 레이저 광(L)이 조사되는 영역에 대한 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득할 수 있다. 촬상 유닛(4550)은 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)을 모니터링 할 수 있다. 일 예로, 촬상 유닛(4550)은 기판(M)으로 조사된 레이저 광(L)의 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득하고, 이에 대한 데이터를 제어기(30)로 전송할 수 있다. 또한, 촬상 유닛(4550)은 후술하는 검측 부재(491)에 조사된 레이저 광(L)의 영상 및/또는 사진 등의 이미지를 획득하고, 이에 대한 데이터를 제어기(30)에 전송할 수 있다.
촬상 유닛(4550)은 카메라 유닛(4552), 조명 유닛(4554), 그리고 상부 반사 부재(4558)를 포함할 수 있다.
카메라 유닛(4552)은 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)의 이미지를 획득한다. 예컨대, 카메라 유닛(4552)은 레이저 조사부(4541)에서 조사된 레이저 광(L)이 조사되는 지점을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 카메라 유닛(4552)은 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 이미지를 획득한다. 또한, 카메라 유닛(4552)은 후술하는 검측 부재(491)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 카메라 유닛(4552)은 카메라일 수 있다. 카메라 유닛(4552)은 후술하는 상부 반사 부재(4558)를 향하는 방향으로 촬상할 수 있다. 카메라 유닛(4552)이 획득한 사진 및/또는 영상은 제어기(30)로 전송될 수 있다.
조명 유닛(4554)은 카메라 유닛(4552)이 이미지를 용이하게 획득할 수 있도록 빛을 제공한다. 조명 유닛(4554)은 조명 부재(4555), 제1반사판(4556), 그리고 제2반사판(4557)을 포함할 수 있다.
조명 부재(4555)는 광을 조사한다. 조명 부재(4555)는 빛을 제공한다. 조명 부재(4555)가 제공하는 빛은 제1반사판(4556)과 제2반사판(4557)을 따라 차례로 반사될 수 있다. 조명 부재(4555)는 제1반사판(4556)을 향해 빛을 조사한다. 제1반사판(4556)에서 반사된 빛은 제2반사판(4557)을 향해 나아간다. 제2반사판(4557)에서 반사된 빛은 후술하는 상부 반사 부재(4558)를 향하는 방향으로 나아갈 수 있다.
상부 반사 부재(4558)는 카메라 유닛(4552)의 촬상 방향을 변경시킬 수 있다. 상부 반사 부재(4558)는 수평 방향인 카메라 유닛(4552)의 촬상 방향을 수직 아래 방향으로 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상부 반사 부재(4558)는 카메라 유닛(4552)의 촬상 방향을 조사 단부(4545)를 향하도록 변경시킬 수 있다. 상부 반사 부재(4558)는 조명 부재(4555)로부터 조사된 빛이 제1반사판(4556)과 제2반사판(4557)을 순차적으로 거쳐 조사 단부(4545)를 향하도록 변경시킬 수 있다.
상부 반사 부재(4558)와 하부 반사 부재(4544)는 상부에서 바라볼 때, 중첩되게 위치할 수 있다. 상부 반사 부재(4558)는 하부 반사 부재(4544)보다 위에 배치될 수 있다. 상부 반사 부재(4558)와 하부 반사 부재(4544)는 같은 각도로 틸팅될 수 있다. 상부 반사 부재(4558)와 하부 반사 부재(4544)는 상부에서 바라볼 때, 레이저 조사부(4541)가 조사하는 레이저 광(L)의 조사 방향, 카메라 유닛(4552)이 이미지를 획득하는 촬상 방향, 그리고 조명 유닛(4554)이 제공하는 빛의 조사 방향이 동 축이 되도록 제공될 수 있다.
냉각 유닛(4560)은 하우징(4510) 내에 위치한다. 냉각 유닛(4560)은 하우징(4510)의 수용 공간에 위치한다. 냉각 유닛(4560)은 레이저 유닛(4540)과 열 교환할 수 있다. 일 예로, 냉각 유닛(4560)은 레이저 유닛(4540)을 냉각시킬 수 있다. 냉각 유닛(4560)은 플레이트(4562), 공급 유로(4564), 그리고 배출 유로(4566)를 포함할 수 있다.
플레이트(4562)는 레이저 유닛(4540)의 하부에 결합될 수 있다. 플레이트(4562)의 상단과 레이저 조사부(4541)의 하단은 서로 면접할 수 있다. 일 예에 따르면, 플레이트(4562)는 내부에 유로(미도시)를 가지는 히트 싱크(Heat Sink)로 제공될 수 있다. 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)에는 냉각 유체가 유동한다. 냉각 유체는 도시되지 않은 냉각 유체 공급원으로부터 공급된다. 냉각 공급원(미도시)은 냉각 유체를 저장 및/또는 공급하는 소스로 기능한다. 냉각 유체는 냉각 유체 공급원(미도시)으로부터 공급되어 후술하는 공급 유로(4564)를 통해 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)로 유동할 수 있다. 냉각 유체는 불활성 기체로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각 유체는 냉각수로 제공될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 냉각 유체로 냉각 기체가 제공되는 것을 예로 들어 설명한다.
플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)에서 유동하는 냉각 기체는 레이저 유닛(4540)에서 발생되는 열을 흡수할 수 있다. 이에, 냉각 기체는 레이저 유닛(4540)과 열 교환을 수행하여 레이저 유닛(4540)을 냉각할 수 있다.
공급 유로(4564)는 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)로 냉각 기체를 공급할 수 있다. 공급 유로(4564)는 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시) 및 냉각 유체 공급원(미도시)과 연결될 수 있다. 공급 유로(4564)의 일단은 하우징(4510)의 내부에서, 플레이트(4562)의 유로(미도시)의 일단과 연결될 수 있다. 공급 유로(4564)의 타단은 하우징(4510)의 외부에 위치하는 냉각 유체 공급원(미도시)과 연결될 수 있다. 공급 유로(4564)는 하우징(4510)의 바닥면을 관통하여 중공의 샤프트(4534)의 내부로 연장될 수 있다.
배출 유로(4566)는 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)를 통과한 냉각 기체를 배출시키는 경로를 제공한다. 배출 유로(4566)는 하우징(4510)의 수용 공간에 위치할 수 있다. 배출 유로(4566)의 일단은 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)의 타단과 연결될 수 있다. 배출 유로(4566)의 타단은 하우징(4510)의 하단에 형성된 통공과 인접한 영역에 위치할 수 있다. 배출 유로(4566)의 타단은 조사 단부(4545)의 외측면과 하우징(4510)의 내측면 사이에 위치할 수 있다. 배출 유로(4566)의 타단은 조사 단부(4545)와 하우징(4510)의 하단에 형성된 통공이 형성한 사이 공간과 인접한 영역에 위치할 수 있다. 일 예로, 배출 유로(4566)의 타단은 렌즈(4546)의 하면과 하우징(4510)의 바닥면 사이에 위치할 수 있다.
도 8은 도 6의 조사 모듈 내부에서 냉각 기체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 배출 유로(4566)의 타단으로부터 배출되는 냉각 기체는 조사 단부(4545)를 향할 수 있다. 배출 유로(4566)로부터 배출되는 냉각 기체는 커버(4520)의 내부 공간으로 유동한다. 커버(4520)의 내부 공간으로 유입된 냉각 기체는 커버(4520)의 내측면과 조사 단부(4545)의 외측면의 사이 공간으로 유동한다. 냉각 기체는 커버(4520)의 내부 공간을 거쳐 개구(4522)를 통해 커버(4520)의 외부로 배출된다.
일반적으로 기판(M)에 대해 열 처리 공정을 수행하는 경우, 기판(M)과 조사 모듈(450) 간의 거리는 매우 근접하게 위치한다. 일 예로, 기판(M)과 매우 인접한 위치에서 기판(M)에 대한 가열 처리를 수행할 때, 기판(M)에 형성된 액막이 기판(M)으로부터 조사 모듈(450)로 부착될 수 있다. 또한, 공정 과정 중에 기판(M)으로부터 발생된 흄(Fume) 등의 파티클이 조사 모듈(450)에 부착될 수 있다. 특히, 각종 광이 조사되는 조사 단부(4545)에 액 또는/및 파티클이 부착되는 경우, 조사 모듈(450)에서 조사되는 레이저 광(L) 등의 경로 또는/및 프로파일이 변경된다. 이는 기판(M)에 대한 정밀한 식각 공정을 수행하기 어렵게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조사 모듈(450)은 레이저 광(L)을 조사하는 레이저 유닛(4540)과 이미지를 촬상하는 카메라 유닛(4552), 그리고 조명 유닛(4554)을 하우징(4510)으로 감싸도록 제공함으로써, 레이저 유닛(4540)과 이미지를 촬상하는 카메라 유닛(4552), 그리고 조명 유닛(4554)을 공정 과정 중에 되튀기는 액 또는/및 공정 과정 중에 발생하는 파티클로부터 1차적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버(4520)는 레이저 광(L), 이미지 촬상, 그리고 빛의 조사가 이루어지는 조사 단부(4545)를 되튀기는 액 및/또는 파티클로부터 2차적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 유닛(4560)은 레이저 유닛(4540)과 열 교환을 통해 레이저 유닛(4540)이 레이저 광(L)을 조사하는 과정에서 발생되는 열로 인한 레이저 유닛(4540)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이와 동시에, 냉각 유닛(4560)이 레이저 유닛(4540)을 냉각시키는 데 사용한 냉각 기체를 커버(4520)의 내부 공간으로 공급하여, 개구(4522)를 통해 되튀기는 액 및/또는 파티클이 커버(4520)의 내부 공간으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 유닛(4560)은 레이저 유닛(4540)을 냉각시킴에 더하여, 개구(4522)를 통해 공정 부산물과 기판(M)으로부터 되튀기는 액적의 유입을 방지하여, 조사단부(4545)를 포함한 조사 모듈(450)에 제공되는 구성들을 효율적으로 보호할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 홈 포트(490)는 하우징(410)의 내부의 공간에 위치한다. 홈 포트(490)는 조사 단부(4545)가 이동 유닛(4530)에 의해 대기 위치에 있을 때, 조사 단부(4545)의 아래 영역에 설치될 수 있다. 즉, 홈 포트(490)는 레이저 유닛(4540)이 대기하는 대기 위치를 제공한다.
도 9는 도 4의 홈 포트의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9의 홈 포트와 검측 부재를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9와 도 10을 참조하면, 홈 포트(490)는 검측 부재(491), 바디(492), 그리고 지지 프레임(493)을 포함할 수 있다. 검측 부재(491)는 후술하는 바디(492)의 상단에 위치할 수 있다. 일 예로, 검측 부재(491)는 조사 단부(4545)가 대기 위치에 있을 때, 조사 단부(4545)의 아래 영역에 위치할 수 있다.
검측 부재(491)는 레이저 유닛(4540)으로부터 조사되는 레이저 광(L)의 특성을 검측한다. 예컨대, 검측 부재(491)는 레이저 유닛(4540)으로부터 조사되는 레이저 광(L)의 특성 중 레이저 광(L)의 직경, 선명도, 원형비, 그라디언트(Gradient), 및/또는 중심의 위치 데이터 등을 검측할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 촬상 유닛(4550)은 검측 부재(491) 및 검측 부재(491)로 조사된 레이저 광(L)에 대한 사진 및/또는 영상을 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 전송된 레이저 광(L)의 데이터를 근거로 빔 익스팬더(4542) 또는 이동 유닛(4530)을 제어하여 레이저 광(L)의 특성을 변경시킬 수 있다.
검측 부재(491)는 글로벌 좌표계로 정의될 수 있다. 검측 부재(491)에는 미리 설정된 기준 위치가 표시되어 있을 수 있다. 검측 부재(491)에는 기준 위치와 레이저 광(L)이 검측 부재(491)로 조사되는 실제 조사 위치 사이의 오차를 확인할 수 있도록 눈금이 표시될 수 있다.
바디(492)의 상면에는 검측 부재(491)가 결합될 수 있다. 바디(492)는 지지 프레임(493)에 의해 지지될 수 있다. 지지 프레임(493)은 도시되지 않은 승강 부재에 의해 상하 이동할 수 있다. 바디(492) 및 지지 프레임(493)에 의해 결정되는 검측 부재(491)의 높이는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이로 세팅될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(410)의 바닥면으로부터 검측 부재(491)의 상면까지의 높이는, 하우징(410)의 바닥면으로부터 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)의 상면까지의 높이와 같을 수 있다.
이는 검측 부재(491)를 이용하여 레이저 광(L)의 특성을 검측할 때의 조사 단부(4545)의 높이와 기판(M)을 가열할 때의 조사 단부(4545)의 높이를 서로 일치시키기 위함이다. 또한, 조사 단부(4545)에서 조사되는 레이저 광(L)의 조사 방향이 제3방향(Z)에 대해 약간의 틀어짐이라도 발생되는 경우, 조사 단부(4545)의 높이에 따라 레이저 광(L)의 조사 위치는 달라질 수 있기에 검측 부재(491)는 지지 유닛(420)에 지지된 기판(M)과 같은 높이에 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조사 모듈에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 조사 모듈에 대한 실시예는 전술한 조사 모듈에 대한 실시예와 대부분 유사하게 제공된다. 이에, 이하에서 설명하는 다른 실시예에 따른 조사 모듈에 대한 설명 중 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 일 실시예에 따른 조사 모듈에 대한 설명과 유사한 것으로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 11은 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 커버(4520)의 바닥면에는 개구(4522)가 형성된다. 개구(4522)의 위치나 크기는 전술한 조사 모듈(450)에 제공되는 커버(4520)와 유사하다. 개구(4522)의 측면은 곡률지게 형성될 수 있다. 개구(4522)는 커버(4520)의 바닥면의 상단으로부터 하단으로 갈수록 곡률지게 형성될 수 있다. 정면에서 바라볼 때, 개구(4522)의 상단은 그 하단보다 개구(4522)의 중심에 가깝게 형성될 수 있다.
도 12는 도 11의 A 부분을 확대하여 커버의 내부 공간에서 냉각 유체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 커버(4520)의 내부 공간으로 유입된 냉각 유체는 개구(4522)를 향해 유동한다. 예컨대, 냉각 유체는 냉각 기체로 제공될 수 있다. 냉각 기체가 개구(4522)를 통과할 때, 곡률지게 형성된 개구(4522)의 측면을 따라 유동할 수 있다. 냉각 기체는 소위 코안나 효과(Coanda Effect)에 의해 곡률지게 형성된 개구(4522)의 측벽을 따라 개구(4522)의 중심으로부터 멀어지는 방향을 향해 유동한다.
일반적으로, 조사 모듈(450)로부터 액막이 형성된 기판(M)으로 레이저 광(L)을 조사할 때에는 조사 단부(4545)와 기판(M) 사이의 거리가 매우 좁게 형성된다. 이에, 기판(M)에 토출된 액 또는 기판(M)에 형성된 액막이 조사되는 레이저 광(L)에 의해 조사 모듈(450)로 되튈 수 있다. 또한, 조사 모듈(450)이 레이저 광(L)을 기판(M)과 인접한 거리에서 기판(M)에 조사할 때, 기판(M)에 형성된 액막을 손상시킬 수 있다. 이는 기판(M)에 대한 식각 불균일을 야기한다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 조사 단부(4545)를 감싸는 커버(4520)의 하단에 형성된 개구(4522)의 측면이 곡률지게 형성됨으로써, 커버(4520)의 내부 공간으로 공급된 냉각 기체는 개구(4522)의 측면을 따라 측 방향으로 빠져나갈 수 있다. 커버(4520)의 내부 공간으로부터 개구(4522)로 빠져나가는 냉각 기체가 기판(M)에 형성된 액막 또는/및 기판(M)에 토출된 액에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다. 이에, 기판(M)에 형성된 액막에 손상을 최소화하면서 기판(M)으로부터 되튀는 액 또는/및 공정 과정 중에 발생하는 파티클로부터 조사 모듈(450)을 보호할 수 있다.
도 13은 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 14는 도 13의 커버에 대한 사시도이다. 도 13과 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버(4520)에는 개구(4522)와 측홀(4524)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 커버(4520)에 형성되는 개구(4522)는 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한 개구(4522) 또는 도 11 내지 도 12를 참조하여 설명한 개구(4522)와 유사하게 제공된다.
일 실시예에 따른 커버(4520)의 측면에는 측홀(4524)이 형성될 수 있다. 측홀(4524)은 커버(4520)의 측면을 관통할 수 있다. 측홀(4524)은 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 측홀(4524)은 복수 개 형성될 수 있다. 복수의 측홀(4524)들은 커버(4520)의 측면에서, 커버(4520)의 둘레 방향을 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다. 선택적으로, 비록 도시되지 않았으나 측홀(4524)은 커버(4520)의 둘레 방향을 따라, 그리고 커버(4520)의 상하 방향을 따라 서로 이격되게 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커버(4520)의 내부 공간으로 공급된 냉각 기체 중 어느 일부는 커버(4520)의 측면에 형성된 측홀(4524)로 빠져나갈 수 있다. 또한, 커버(4520)의 내부 공간으로 공급된 냉각 기체 중 다른 일부는 커버(4520)의 바닥면에 형성된 개구(4522)로 빠져나갈 수 있다. 즉, 개구(4522)를 통해 빠져나가는 냉각 기체의 양을 분산시킬 수 있다. 이에, 커버(4520)의 내부 공간으로부터 개구(4522)로 빠져나가는 냉각 기체가 기판(M)에 형성된 액막 또는/및 기판(M)에 토출된 액에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
도 15는 도 4의 다른 실시예에 따른 조사 모듈을 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 16은 도 15의 커버와 유동 커버를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 15와 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조사 모듈(450)은 하우징(4510), 커버(4520), 이동 유닛(4530), 레이저 유닛(4540), 촬상 유닛(4550), 냉각 유닛(4560), 그리고 유동 커버(4570)를 포함할 수 있다.
하우징(4510)의 바닥면에는 퍼지 포트(4512)가 형성될 수 있다. 퍼지 포트(4512)는 후술하는 유동 커버(4570)의 유동 공간과 연통될 수 있다. 퍼지 포트(4512)에는 후술하는 배출 유로(4566)가 연결될 수 있다. 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)를 통과한 냉각 유체는 배출 유로(4566)와 퍼지 포트(4512)를 거쳐 유동 커버(4570)의 유동 공간으로 공급될 수 있다.
커버(4520)의 측면에는 공급 포트(4526)가 형성될 수 있다. 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같이 공급 포트(4526)는 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4545)의 중심 축을 기준으로, 조사 단부(4545)의 중심 축과 대응되는 커버(4520)의 일 측면에 형성될 수 있다. 커버(4520)에 측홀(4524)이 형성되는 경우, 공급 포트(4526)는 측홀(4524)과 서로 중첩되지 않는 위치에 배치될 수 있다.
공급 포트(4526)는 후술하는 유동 커버(4570)의 내부에 형성된 유동 공간과 연통될 수 있다. 이에, 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)를 통과한 냉각 유체는 배출 유로(4566), 퍼지 포트(4512), 유동 커버(4570)의 유동 공간, 그리고 공급 포트(4526)를 순차적으로 통과하여 커버(4520)의 내부 공간으로 유입될 수 있다.
냉각 유닛(4560)의 배출 유로(4566)는 하우징(4510)의 수용 공간에 위치한다. 배출 유로(4566)의 일단은 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로의 타단(미도시)과 연결되고, 배출 유로(4566)의 타단은 하우징(4510)의 바닥면에 형성된 퍼지 포트(4512)와 연결될 수 있다.
유동 커버(4570)는 커버(4520)와 하우징(4510)을 서로 연결할 수 있다. 유동 커버(4570)는 커버(4520)의 측면에 결합할 수 있다. 커버(4520)에 측홀(4524)이 형성되는 경우, 유동 커버(4570)는 측홀(4524)과 서로 중첩되지 않는 위치에서 커버(4520)의 측면에 결합될 수 있다. 유동 커버(4570)는 하우징(4510)의 하단에 위치한다. 유동 커버(4570)는 퍼지 포트(4512)와 공급 포트(4526)를 각각 연결할 수 있다. 유동 커버(4570)의 내부에는 유동 공간이 형성된다. 유동 공간은 냉각 유체가 유동하는 공간으로 기능한다. 유동 공간은 퍼지 포트(4512) 및 공급 포트(4526)와 각각 연통될 수 있다.
도 17은 도 15의 조사 모듈 내부에서 냉각 유체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 17을 참조하면, 플레이트(4562)의 내부에 형성된 유로(미도시)를 유동하며 레이저 유닛(4540)과 열 교환을 수행한 냉각 유체는 배출 유로(4566)로 배출된다. 유동 커버(4570)의 유동 공간에는 퍼지 포트(4512)와 연결된 배출 유로(4566)로부터 공급된 냉각 유체가 유동한다. 퍼지 포트(4512)로부터 공급된 냉각 유체는 유동 커버(4570)의 유동 공간을 거쳐 공급 포트(4526)로 공급된다. 공급 포트(4526)로 공급된 냉각 유체는 커버(4520)의 내부 공간으로 공급된다. 내부 공간으로 유입된 냉각 유체는 커버(4520)의 하단에 형성된 개구(4522)를 통해 조사 모듈(450)의 외부로 빠져나간다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동 커버(4570)의 유동 공간을 통해 커버(4520)의 측면으로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 커버(4520)의 내부 공간으로 냉각 유체가 원활히 전달될 수 있다. 이에, 커버(4520)의 하단에 형성된 개구(4522)로부터 유입되는 액 및/또는 파티클을 효율적으로 차단할 수 있다.
도 18은 도 15의 커버와 유동 커버의 다른 실시예를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 18을 참조하면, 커버(4520)의 일 측면에 형성된 공급 포트(4526)는 상부에서 바라볼 때, 조사 단부(4545)의 중심 축을 기준으로, 조사 단부(4545)의 중심 축으로부터 이격되게 위치될 수 있다. 공급 포트(4526)가 조사 단부(4545)의 중심 축으로부터 이격되게 설치됨으로써, 커버(4520)의 내부 공간으로 공급된 냉각 유체는 내부 공간에서 회전하며 유동할 수 있다. 즉, 공급 포트(4526)로부터 공급된 냉각 유체는 커버(4520)의 내부 공간에서 회전류를 형성할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 커버(4520)의 내부 공간으로 냉각 유체를 공급하는 공급 포트(4526)가 커버(4520)의 일 측면에 설치되더라도, 커버(4520)의 내부 공간 내에서 회전류를 일으키며 유동하며, 커버(4520)의 내부 공간 내에서 나선 방향으로 균일하게 유동할 수 있다. 이에, 공정 과정 중에 발생하는 액 및/또는 파티클이 커버(4520)의 내부 공간으로 유입되는 것을 효율적으로 예방할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 노광 패턴을 모니터링 하는 모니터링 패턴인 제1패턴(P1)과 기판을 처리하는 조건 세팅용 패턴인 제2패턴(P2)을 가지는 기판(M)에서 제2패턴(P2)의 식각률을 향상시키는 것을 예로 들어 설명하였다. 다만, 이와 달리 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2)의 기능은 상술한 본 발명의 실시예와 상이할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의할 때, 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 하나의 패턴만 제공되고, 제1패턴(P1)과 제2패턴(P2) 중 제공된 하나의 패턴의 식각률을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의할 때, 포토 마스크 이외의 웨이퍼 또는 글라스 등의 기판에서 특정 영역의 식각률을 향상시킬 때에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
기판 : M
기준 마크 : AK
셀 : CE
노광 패턴 : EP
제1패턴 : P1
제2패턴 : P2
지지 유닛 : 420
처리 용기 : 430
액 공급 유닛 : 440
조사 모듈 : 450
하우징 : 4510
커버 : 4520
이동 유닛 : 4530
레이저 유닛 : 4540
촬상 유닛 : 4550
카메라 유닛 : 4552
조명 유닛 : 4554
냉각 유닛 : 4560

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간에서 상기 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 광을 조사하는 조사 모듈을 포함하되,
    상기 조사 모듈은,
    수용 공간을 가지는 하우징;
    상기 수용 공간 내에 위치하고, 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛; 및
    상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부를 냉각하는 냉각 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 더 포함하되,
    상기 커버의 바닥면에는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성된 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개구는,
    상기 바닥면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 라운드지게 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 커버의 측면에는,
    하나 또는 복수의 측홀이 더 형성된 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은,
    내부에 냉각 유체가 유동하는 유로가 형성된 플레이트를 포함하고,
    상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 유동되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유로의 일단은 상기 조사 단부의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 위치하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 하단에는 상기 유로의 일단과 연결되는 퍼지 포트가 형성되고,
    상기 커버의 측면에는 상기 냉각 유체를 상기 내부 공간으로 공급하는 공급 포트가 형성되되,
    상기 장치는,
    상기 커버의 측면에 결합하여 상기 퍼지 포트와 상기 공급 포트를 연결하고, 내부에 상기 냉각 유체가 유동하는 유동 공간을 가지는 유동 커버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공급 포트는,
    정면에서 바라볼 때, 상기 조사 단부의 중심축으로부터 이격된 위치에 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 레이저 유닛에서 조사하는 상기 레이저 광을 촬상하는 촬상 유닛을 더 포함하고,
    상기 촬상 유닛은 상기 수용 공간에 배치되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 레이저 조사부가 조사하는 상기 레이저 광의 특성을 제어하는 빔 익스팬더를 더 포함하고,
    상기 촬상 유닛은,
    상기 레이저 유닛이 조사하는 상기 레이저 광 및/또는 상기 기판의 이미지를 촬상하는 이미지 유닛; 및
    상기 이미지 유닛이 상기 이미지를 획득할 수 있도록 빛을 제공하는 조명 유닛을 포함하되,
    상부에서 바라볼 때, 상기 레이저 광의 조사 방향, 상기 이미지 유닛의 촬상 방향, 그리고 상기 빛의 조사 방향은 동축을 가지는 기판 처리 장치.
  11. 기판에 광을 조사하는 조사 모듈에 있어서,
    수용 공간을 가지는 하우징;
    상기 수용 공간 내에 위치하고 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 기판으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛; 및
    상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부와 열 교환하는 냉각 유닛을 포함하는 조사 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모듈은,
    내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 더 포함하되,
    상기 커버의 저면에는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성된 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은,
    상기 레이저 조사부와 열교환하는 냉각 유체가 유동하는 유로; 및
    내부에 상기 유로가 배치되는 플레이트를 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 레이저 조사부와 접촉되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 공급되는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 개구는,
    상기 저면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 곡률지게 형성되는 기판 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 커버의 측면에는,
    적어도 하나 이상의 측홀이 더 형성된 기판 처리 장치.
  17. 복수의 셀들을 가지는 마스크를 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 복수의 셀들 내에 제1패턴이 형성되고, 상기 셀들이 형성된 영역의 외부에 상기 제1패턴과 상이한 제2패턴이 형성된 마스크를 지지하고 회전시키는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 마스크로 액을 공급하는 액 공급 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 광을 조사하는 조사 모듈을 포함하되,
    상기 조사 모듈은,
    수용 공간을 가지는 하우징;
    상기 수용 공간 내에 위치하고 레이저 광을 조사하는 레이저 조사부와, 일단이 상기 하우징으로부터 돌출되게 위치하고, 상기 레이저 조사부로부터 조사된 상기 레이저 광을 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 중 상기 제2패턴으로 조사하는 조사 단부를 포함하는 레이저 유닛;
    상기 수용 공간 내에 위치하고, 상기 레이저 조사부와 열교환하는 냉각 유체가 유동하는 유로를 가지지는 냉각 유닛; 및
    내부 공간을 가지고, 상기 하우징으로부터 돌출된 상기 조사 단부의 일단이 상기 내부 공간에 위치하도록 형성된 커버를 포함하고,
    상기 커버의 바닥면에는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 조사 단부로부터 조사되는 상기 레이저 광과 중첩되는 위치에 개구가 형성된 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유로를 통과한 상기 냉각 유체는 상기 내부 공간으로 공급되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 개구는,
    상기 바닥면의 상단으로부터 상기 바닥면의 하단으로 갈수록 라운드지게 형성되는 기판 처리 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 커버의 측면에는,
    하나 또는 복수의 측홀이 더 형성된 기판 처리 장치.
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