KR101963149B1 - 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법 - Google Patents

기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법에 관한 것으로, 본 발명은 정전척에 전원을 공급하지 않고 대기하는 단계; 상기 정전척에 기판을 흡착하기 위한 전압을 세팅하는 단계; 상기 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계; 상기 정전척에 세팅된 전압을 설정된 초기시간 동안 공급한 후 그 공급된 전압을 설정된 체크시간 동안 오프(off)시키는 단계; 상기 체크시간 동안의 잔류전압과 제1 기준전압을 비교하여 상기 정전척에 기판이 부착되었는지를 판단하는 단계; 상기 정전척에 기판이 부착된 것으로 판단되면 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계; 상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정을 진행하는 단계; 상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정이 완료되면 정전척에 공급되는 전압을 오프(off)시켜 정전척으로부터 기판을 분리시키는 단계:를 포함한다. 본 발명에 따르면, 챔버 내부에 구비된 정전척에 기판이 로딩되어 있는지에 대한 여부를 쉽고 간단하게 감지한다.

Description

기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법{METHOD FOR SENSING A SUBSTRATE ON ELECTRO STATIC CHUCK OF THIN LAYER DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법에 관한 것이다.
최근에는 플라즈마표시장치(plasma display panel:PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device:LCD), 유기발광다이오드(organic light emitting diode:OLED) 표시장치와 같은 평판표시장치가 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 가지며 기존의 브라운관을 빠르게 대체하고 있다.
이와 같은 평판표시장치를 제조하는 제조공정에는 기판 표면에 소정물질의 박막을 형성하는 박막증착(deposition)공정, 박막의 선택된 일부를 노출시키는 포토리소그라피(photo-lithography)공정, 박막의 노출된 부분을 제거해서 목적하는 형태로 패터닝(patterning)하는 건식 또는 습식식각(etching) 공정이 수 차례 반복되면서 진행된다. 이와 같은 공정들 중 박막증착공정을 비롯한 건식식각공정 등은 통상 밀폐된 공정챔버(process chamber) 내에서 진행되고, 각각의 공정챔버 내에는 기판을 고정시키기 위한 척(chuck)이 구비된다. 척은 기판 고정원리에 따라 기계식, 진공식, 정전식 등으로 구분되며, 정전기력을 이용하여 기판을 흡착하는 정전척(ESC;Electro Static Chuck)은 기판과의 물리적 접촉을 최소화하면서도 강하고 균일한 고정력을 발휘할 수 있어 주로 사용되고 있다.
일반적으로, 기판증착장비의 챔버 내부에 구비되는 정전척은 정전척의 부착면인 상면이 위로 향하도록 설치되고 그 정전척의 부착면에 기판에 흡착된다. 이와 같은 상태에서 챔버에 주입된 공정 가스가 플라즈마 공급원에 의해 플라즈마 상태가 되면서 정전척에 흡착된 기판에 증착된다. 그러나, 이와 같이 정전척이 챔버의 하부에 위치하여 그 정전척의 상면에 기판을 흡착한 상태에서 증착이 이루어지는 하향식 증착일 경우 잔류 가스 및 파티클이 충분히 빠져나가지 못하고 공정시간이 길어지면서 챔버 내부에 부산물이 자중에 의해 기판에 쌓이게 되어 성능 및 품질의 저하를 유발시키게 된다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여, 챔버의 상부에 정전척을 설치하되, 정전척의 부착면이 아래로 향하도록 설치하고 그 정전척의 부착면에 기판을 흡착하여 증착 공정을 진행한다. 이와 같은 상향식 증착은 증착 공정 중 발생되는 파우더 및 이물질이 기판에 쌓이는 것을 최소화한다.
한편, 하향식 증착을 하는 구성을 갖는 챔버 또는 상향식 증착을 하는 구성을 갖는 챔버에서 기판들을 연속적으로 증착할 때 한 장의 기판에 증착이 완료된 후 증착할 새로운 기판을 정전척에 흡착한 후 챔버 내부에서 증착이 진행된다.
그러나, 챔버 내부에서 반복적으로 기판들에 정전척에 로딩/언로딩되면서 증착이 진행되는 과정에서 기판의 파손이나 불량으로 정전척에 기판이 흡착되지 않은 상태에서 증착 공정이 진행될 경우 증착 소스인 유기물, 무기물, 플라즈마에 의해 정전척 및 기구물에 오염이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 챔버 내부에 구비된 정전척에 기판이 로딩되어 있는지에 대한 여부를 감지하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 챔버 내부에 구비된 정전척에 기판이 부착된(로딩된) 상태를 쉽고 간편하게 감지할 수 있는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 정전척에 전원을 공급하지 않고 대기하는 단계; 상기 정전척에 기판을 흡착하기 위한 전압을 세팅하는 단계; 상기 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계; 상기 정전척에 세팅된 전압을 설정된 초기시간 동안 공급한 후 그 공급된 전압을 설정된 체크시간 동안 오프(off)시키는 단계; 상기 체크시간 동안의 잔류전압과 제1 기준전압을 비교하여 상기 정전척에 기판이 부착되었는지를 판단하는 단계; 상기 정전척에 기판이 부착된 것으로 판단되면 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계; 상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정을 진행하는 단계; 상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정이 완료되면 정전척에 공급되는 전압을 오프(off)시켜 정전척으로부터 기판을 분리시키는 단계:를 포함하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법이 제공된다.
상기 체크시간은 0.5 ~ 1.5초인 것이 바람직하다.
상기 체크시간 동안의 잔류전압과 제1 기준전압의 차가 45 ~ 55 볼트이면 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단하고 45볼트 미만이면 정전척에 기판이 부착된 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않는 것이 바람직하다.
상기 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않고 알람을 발생시킬 수도 있다.
상기 정전척에 공급되는 전압을 오프시킨 다음 설정된 확인시간 동안의 잔류전압을 체크하여 기판의 분리 여부를 판단하고, 상기 정전척에 기판이 분리된 것으로 판단되면 잔류전류를 소거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 확인시간은 1.5 ~ 2.5초인 것이 바람직하다.
본 발명은 정전척에 기판을 부착할 수 있는 세팅 전압을 정전척에 온(on)한 상태에서 정전척에 기판을 부착하는 작동을 진행한 후 정전척에 공급되는 세팅 전압을 설정된 체크시간 동안 중단시킨(오프시킨) 상태에서 잔류전압과 기준전압을 비교하여 정전척에 기판이 실제로 부착되어 있는지를 확인한 후 기판에 처리공정을 진행하게 된다. 이로 인하여, 정전척에 기판이 부착되지 않은 상태로 기판 처리 공정이 진행되는 것을 방지하여 정전척 및 기구물이 유기물, 무기물, 플라즈마에 의해 오염되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 정전척에 기판을 부착할 수 있는 세팅 전압을 정전척에 온(on)한 상태에서 정전척에 기판을 부착하는 작동을 진행한 후 정전척에 공급되는 세팅 전압을 설정된 체크시간 동안 중단시켜 잔류전압과 기준전압을 비교하여 정전척에 기판이 실제로 부착되어 있는지를 확인하게 되므로 정전척에 기판이 부착되었는지에 대한 여부를 육안으로 확인하지 않고도 쉽고 간편하게 감지할 수 있게 된다.
도 1은 기판증착장비의 일예를 개략적으로 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예에 따라 정전척에 전압을 공급하는 과정을 도시한 블록도,
도 4는 정전척에 기판이 로딩된 상태와 로딩되지 않은 상태에서 각각 정전척에 세팅전압(1800V)을 공급한 후 중단시킨 상태에서 잔류전압 값을 각각 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 기판증착장비의 일예를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예를 도시한 순서도이다. 도 3은 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예에 따라 정전척에 전압을 공급하는 과정을 도시한 블록도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판증착장비의 일예로, 챔버(10)의 상부에 정전척(20)이 연결수단(30)에 의해 설치되되, 정전척(20)의 부착면이 아래로 향하도록 설치되며, 그 정전척(20)의 부착면에 기판(또는 글라스패널)이 부착되거나 떨어지게 된다. 정전척(20)에 고전압을 공급하는 전원부(40)가 연결되고 그 전원부(40)에 전원부(40)를 제어하는 제어부(50)가 연결된다. 챔버(10)의 하부에 챔버 내부로 플라즈마를 형성하기 위한 전기장을 형성하는 유도코일(60)이 구비되고, 챔버(10)의 일측에 반응가스인 처리가스가 유출입되는 가스공급관이 연결된다. 챔버(10)의 일측에 챔버(100 내부로 기판(또는 글라스패널)을 공급하고 배출시키는 장치(미도시)가 구비된다. 전원부의 일예로, 전압부는 상용전원을 직류전원으로 변환시키는 AC/DC 컨버터와, 그 AC/DC 컨버터에서 변환된 DC전원을 DC고전압으로 변환시키는 DC고전압모듈과, 그 DC고전압모듈에서 변환된 DC고전압을 필터링하여 정전척에 공급하는 RF필터를 포함한다. 한편, 전원부(40)에는 정전시 정전척(20)에 전원을 공급할 수 있도록 전원을 저장하는 보조배터리를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 기판증착장비는 전원부(40)의 전원이 제어부(500에 의해 제어되어 정전척(20)에 공급된다. 정전척(20)에 공급되는 전원에 의해 정전척(20)에 발생되는 정전기력에 의해 기판이 정전척(20)에 부착(로딩)된다. 전원부(40)에 공급되는 상용전원이 정전될 경우 전원부(400의 보조배터리에 축전된 전원이 정전척(20)에 공급된다.
본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예는, 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 먼저 정전척(20)에 전원을 공급하지 않고 대기하는 단계(S1)가 진행된다(도 3의 1번에 해당됨).
이어, 정전척(20)에 기판을 흡착하기 위한 전압을 세팅하는 단계(S2)가 진행된다. 세팅 전압의 일예로, 정전척(20)에 부착되는 기판은 글라스패널이고 그 글라스패널을 부착하기 위한 세팅전압은 1800V인 것이 바람직하다.
정전척(20)에 공급할 전압을 세팅한 후 정전척(20)에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계(S3)가 진행된다. 정전척(20)에 고전압을 공급함에 따라 정전척(20)에 정전력이 발생된다. 이와 같이, 정전척(20)에 고전압을 공급하여 정전척(20)에 정전력을 발생시킨 상태에서 정전척(20)의 부착면에 기판을 부착시킨다(도 3의 3번 구간에 해당됨).
정전척(20)에 세팅된 전압을 설정된 초기시간 동안 공급한 후 그 공급된 전압을 설정된 체크시간 동안 오프시키는 단계(S4)가 진행된다. 체크시간은 0.5 ~ 1.5초인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1초이다.
정전척(20)에 공급된 전력을 체크시간 동안 공급을 중단시킨 후 잔류전압과 제1 기준전압을 비교하여 정전척(20)에 기판이 부착되었는지를 판단하는 단계(S5)가 진행된다. 체크시간 후의 잔류전압과 제1 기준전압의 차가 45 ~ 55 볼트이면 정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단하고 45볼트 미만이면 정전척(20)에 기판이 부착된 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 제1 기준전압은 정전척(20)에 세팅 전압을 공급하여 정전척(20)에 글라스패널을 부착시킨 후 그 공급된 전압을 중단시키고 시간에 따른 잔류 전압을 측정한 값이다. 도 4는 정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 상태에서 정전척(20)에 글라스패널을 부착하기 위한 세팅 전압을 1800V로 공급하고 이어 그 공급된 전압을 중단시키고 시간에 따른 잔류 전압을 측정한 값과, 정전척(20)에 세팅 전압을 1800V로 공급하여 정전척(20)에 글라스패널을 부착시키고 그 공급된 전압을 중단시킨 후 시간에 따른 잔류 전압을 측정한 값을 비교한 그래프이다. 도 4에서 나타난 바와 같이, 기판이 정전척(20)에 부착된 상태에서 공급된 세팅 전압을 중단시킨 후 시간의 경과에 따른 잔류전압값과 기판이 정전척(20)에 부착되지 않은 상태에서 공급된 세팅전압을 중단시킨 후 시간의 경과에 따른 잔류전압값은 0.8초에서 1초 사이에 45 ~50 볼트의 차이가 발생된다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 정전척(20)에 세팅된 전압을 공급한 상태에서 그 공급된 전압을 중단시킨 후 1초 경과에 따른 잔류 전압과 제1 기준전압을 비교하여 그 차이가 45 ~ 50 볼트이면 정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단하고 그 이하이면 정전척(20)에 기판이 부착된 것으로 판단한다.
정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않는다. 한편, 정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않고 알람을 발생시킬 수도 있다.
정전척(20)에 기판이 부착된 것으로 판단되면 세팅된 전압을 온하여 세팅된 전압을 지속적으로 공급하는 단계(S6)가 진행된다.
정전척(20)에 세팅 전압을 공급한 후 정전척(20)에 부착된 기판에 처리공정을 진행하는 단계(S7)가 진행된다.
정전척(20)에 부착된 기판에 처리공정이 완료되면 정전척(20)에 공급되는 전압을 오프시켜 정전척(20)으로부터 기판을 분리시키는 단계(S8)가 진행된다.
이어, 정전척(20)에 공급되는 전압을 오프시킨 다음 설정된 확인시간 동안의 잔류전압을 체크하여 기판의 분리 여부를 판단하고, 정전척(20)에 기판이 분리된 것으로 판단되면 잔류전류를 소거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 확인시간은 1.5 ~ 2.5초인 것이 바람직하다. 기판의 분리 여부는 확인시간 동안의 잔류전압과 정전척(20)에 기판이 부착된 상태에서 공급된 전압을 중단시켰을 때의 잔류 전압을 비교하여 정전척(20)에 기판이 부착되었는지의 여부를 판단한다.
정전척(20)에 기판이 분리된 것이 확인되면 처리 공정이 완료된 기판을 챔버에서 빼내고 새로운 기판을 챔버 내부로 유입시킨다.
이하, 본 발명에 따른 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법의 일실시예의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명은 정전척(20)에 기판을 부착할 수 있는 세팅 전압을 정전척(20)에 온(on)한 상태에서 정전척(20)에 기판을 부착하는 작동을 진행한 후 정전척(20)에 공급되는 세팅 전압을 설정된 체크시간 동안 중단시킨(오프시킨) 상태에서 잔류전압과 기준전압을 비교하여 정전척(20)에 기판이 실제로 부착되어 있는지를 확인한 후 기판에 처리공정을 진행하게 된다. 이로 인하여, 정전척(20)에 기판이 부착되지 않은 상태로 기판 처리 공정이 진행되는 것을 방지하여 정전척(20) 및 기구물이 유기물, 무기물, 플라즈마에 의해 오염되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명은 정전척(20)에 기판을 부착할 수 있는 세팅 전압을 정전척(20)에 온(on)한 상태에서 정전척(20)에 기판을 부착하는 작동을 진행한 후 정전척(20)에 공급되는 세팅 전압을 설정된 체크시간 동안 중단시켜 잔류전압과 기준전압을 비교하여 정전척(20)에 기판이 실제로 부착되어 있는지를 확인하게 되므로 정전척(20)에 기판이 부착되었는지에 대한 여부를 육안으로 확인하지 않고도 쉽고 간편하게 감지할 수 있게 된다.
10; 챔버 20; 정전척

Claims (7)

  1. 정전척에 전원을 공급하지 않고 대기하는 단계;
    상기 정전척에 기판을 흡착하기 위한 전압을 세팅하는 단계;
    상기 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계;
    상기 정전척에 세팅된 전압을 설정된 초기시간 동안 공급한 후 그 공급된 전압을 설정된 체크시간 동안 오프(off)시키는 단계;
    상기 체크시간 동안의 잔류전압과 제1 기준전압을 비교하여 상기 정전척에 기판이 부착되었는지를 판단하는 단계;
    상기 정전척에 기판이 부착된 것으로 판단되면 정전척에 세팅된 전압을 온(on)하여 공급하는 단계;
    상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정을 진행하는 단계;
    상기 정전척에 부착된 기판에 처리공정이 완료되면 정전척에 공급되는 전압을 오프(off)시켜 정전척으로부터 기판을 분리시키는 단계:를 포함하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 체크시간은 0.5 ~ 1.5초인 것을 특징으로 하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 체크시간 동안의 잔류전압과 제1 기준전압의 차가 45 ~ 55 볼트이면 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단하고 45볼트 미만이면 정전척에 기판이 부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않는 것을 특징으로 하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 정전척에 기판이 부착되지 않은 것으로 판단되면 세팅된 전압을 공급하지 않고 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 정전척에 공급되는 전압을 오프시킨 다음 설정된 확인시간 동안의 잔류전압을 체크하여 기판의 분리 여부를 판단하고, 상기 정전척에 기판이 분리된 것으로 판단되면 잔류전류를 소거하는 단계를 더 포함하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착유무 감지방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 확인시간은 1.5 ~ 2.5초인 것을 특징으로 하는 기판증착장비의 정전척 기판 흡착 유무 감지방법.
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