KR102596608B1 - 기판 스피닝 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 스피닝 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 원형 디스크 형상의 기판을 지지하면서 회전시키는 기판 스피닝 장치는, 기판의 가장자리를 지지하는 기판지지부와, 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지부와, 하중감지부에서 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 위치제어부를 포함하는 것에 의하여, 기판의 스핀 회전 오류를 방지하고, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 스피닝 장치 및 그 제어방법{SUBSTRATE SPINNING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEROF}
본 발명은 기판 스피닝 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판의 스핀 회전 오류를 방지하고, 안정성을 향상시킬 수 있는 기판 스프닝 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
웨이퍼 등의 기판에 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등의 많은 공정을 통해 반도체 소자가 제조된다. 그리고, 상기 공정을 행한 이후에는 기판 상에 잔류하는 불필요한 박막, 입자 등의 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.
특히, 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판은 표면에 많은 이물질이 잔류하므로 이물질을 제거하기 위하여 여러 단계의 세정 공정이 행해지며, 이 가운데 기판의 상면과 하면을 동시에 세정할 수 있는 방안이 모색되고 있다.
예를 들어, 원형 디스크 형상의 기판(W)의 상면과 하면을 세정 브러쉬(99)로 동시에 접촉 세정하는 브러쉬 세정 장치에 사용되는 기판 스피닝 장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉, 기판 스피닝 장치(1)는 원형 디스크 형상의 기판(W)이 공급되면, 한 쌍(A1, A2)의 구동 지지체(10, 20)를 고정하고 있는 지지대(미도시) 중 어느 하나가 이동하여, 기판(W)을 구동 지지체(10, 20)의 접촉지지체(15,25)에 수용한 상태에서, 접촉지지체(15)를 회전 구동하여 기판(W)을 수평 회전시킨다.
기판이 수평 회전됨과 동시에 기판의 표면에 회전하면서 접촉하는 브러쉬(99)에 세정액 및 약액 등을 공급하면서 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다.
일반적으로 기판 스피닝 장치(1)의 구동 지지체(10, 20)는 3개 이상으로 형성되며, 구동 지지체(10, 20) 중 일부는 기판(W)을 회전 구동하는 구동 지지체(10)이고, 나머지 다른 일부는 기판(W)의 회전수를 측정하는 아이들러 지지체(20)로 제공될 수 있다.
구동 지지체(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 구동 모터(M)에 의하여 회전 구동되고 상,하측에 베어링(12b)에 의해 회전 지지되는 구동 회전축(12)과, 구동 회전축(12)의 둘레를 감싸는 중공 하우징(13)과, 구동 회전축(12)의 상단부에 결합되어 기판(W)을 지지하는 접촉 지지체(15)로 구성된다.
접촉 지지체(15)는 구동 회전축(12)에 결합되어 구동 회전축(12)과 함께 회전한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 지지체(15)는 다수의 지지체(15a, 15b, 15b)로 분할 형성될 수 있으며, 연결 볼트(77x, 78x, 79x)로 결합될 수 있다. 경우에 따라서는, 접촉 지지체가 단 하나의 몸체로 제공되는 것도 가능하다. 접촉 지지체(15)에 기판(W)의 가장자리가 접촉한 상태로 유지되며, 접촉 지지체(15)가 회전 구동됨에 따라, 접촉 지지체(15)와 접촉하고 있는 기판(W)도 함께 회전 구동된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 아이들러 지지체(20)도 상,하측에 베어링(22b)에 의해 회전 지지되는 구동 회전축(22)과, 구동 회전축(22)의 둘레를 감싸는 중공 하우징(23)과, 구동 회전축(22)의 상단부에 결합되어 기판(W)을 지지하는 접촉 지지체(25)로 구성된다. 그리고, 구동 모터가 연결되는 대신에 회전수를 감지하는 엔코더 등의 센서(S)가 구동 회전축(22)에 연결 설치되어, 아이들러 접촉 지지체(25)와 함께 회전하는 구동 회전축(22)의 회전수를 측정하여 기판(W)의 회전수를 감지한다.
한편, 기존 스피닝 장치(1)에서는 기판(W)이 구동 지지체(10) 및 아이들러 지지체(20)에 접촉(그립)된 상태로 회전해야 하기 때문에, 구동 지지체(10) 및 아이들러 지지체(20)와 기판(W)의 접촉 상태가 안정적으로 유지될 수 있어야 한다.
그런데, 기판(W)의 처리 공정 중에, 기판(W)이 구동 지지체(10) 및 아이들러 지지체(20)에 적정한 하중으로 접촉하지 않으면, 기판(W)의 스핀 회전 오류가 발생되는 문제점이 있다. 다시 말해서 기판(W)이 미리 설정된 기준값보다 큰 하중으로 지지체(예를 들어, 구동 지지체)에 접촉되거나, 기판(W)이 기준값보다 작은 하중으로 지지체에 접촉되면, 지지체에 의한 기판(W)의 회전(또는 기판에 의한 지지체의 회전)이 정상적으로 수행되기 어려운 문제점이 있다.
특히, 기판(W)의 표면에 브러쉬(99)가 회전 접촉함에 따른 마찰력에 의해 기판(W)이 기준값보다 큰 하중으로 지지체에 접촉(꽉 끼이도록 접촉)하게 되면, 지지체에 의한 기판(W)이 회전이 정상적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 지지체를 회전시키는 구동모터에 과부하가 발생되어 구동모터가 손상되는 문제점이 있다.
더욱이, 구동 지지체(10)와 기판(W)이 비정상적인 접촉 상태로 회전하게 되면, 구동 지지체(10)에 의한 구동력이 기판(W)으로 정확하게 전달될 수 없기 때문에 기판(W)이 의도된 회전수로 정확하게 회전하기 어렵고, 아이들러 지지체(20)가 기판(W)과 정확하게 접촉하지 못하는 경우에는 기판(W)의 회전수를 검출할 수 없기 때문에 기판(W)의 세정량을 정확하게 산출할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 지지체를 회전시키는 구동모터의 부하값을 측정하여 지지체에 대한 기판의 끼임 여부(과도한 접촉 하중으로 접촉된 여부)를 감지하는 것도 가능하다. 그러나, 스피닝 장치에는 서로 다른 수많은 종류의 구동모터가 사용되고, 구동모터의 부하값은 모터의 종류 및 용량에 따라 서로 다르게 때문에, 구동모터마다 다른 부하값을 이용하여 기판과 지지체의 비정상적인 접촉 여부를 감지하는데는 많은 어려움과 번거로움이 따르는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 기판의 스핀 회전 오류를 방지하고, 기판의 회전 안정성을 높이기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 기판지지부에 대한 기판의 스핀 회전 오류를 방지할 수 있으며, 기판의 회전 조건을 정확히 제어할 수 있는 기판 스피닝 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어함으로써, 기판의 스핀 회전 오류를 방지할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판과 기판지지부의 접촉 압력을 균일하게 제어할 수 있으며, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 정확한 회전 제어를 통해, 과도하지도 않고 부족하지도 않은 적절한 세정량으로 세정 공정을 제어하여 세정의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 원형 디스크 형상의 기판을 지지하면서 회전시키는 기판 스피닝 장치는, 기판의 가장자리를 지지하는 기판지지부와, 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지부와, 하중감지부에서 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 위치제어부를 포함한다.
이는, 기판과 기판지지부가 비정상적으로 접촉함에 따른 기판의 스핀 회전 오류를 방지하기 위함이다.
즉, 본 발명은 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하고, 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판과 기판지지부가 기준범위 내의 조건에서 정상적으로 접촉될 수 있게 함으로써, 기판과 기판지지부와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 미연에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 기판지지부의 위치를 제어하기 때문에, 기판지지부(예를 들어, 구동지지체)를 회전시키는 구동모터의 종류 및 용량에 따라 각 구동모터의 부하값을 일일히 저장 및 관리해야 하는 번거로움 없이, 기판에 의해 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 구동모터의 종류에 상관없이 기판과 기판지지부의 비정상 접촉에 의한 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 기판의 표면에 세정브러쉬가 접촉하는 동안 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중에 따라, 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 세정브러쉬가 기판에 표면에 접촉하는 동안 세정브러쉬의 회전력 및 마찰력에 의해 기판이 기판지지부에 비정상적으로 접촉(예를 들어, 꽉 끼이도록 접촉)되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 기판지지부가 이동 가능하게 결합되는 베이스부를 포함하며, 하중감지부의 일단은 베이스부에 연결되고, 타단은 기판지지부에 연결되되, 하중감지부는 수평하중에 의해 베이스부에 대해 기판지지부가 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성된다.
이와 같이, 기판에 작용하는 하중(예를 들어, 세정브러쉬가 접촉함에 따른 하중)을 베이스부에 대한 기판지지부의 이동을 통해 감지하여 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판과 기판지지부와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 가동지지부가 베이스부에 이동 가능하게 결합된다 함은, 베이스부에 대해 기판지지부가 직선 이동하거나, 베이스부에 대해 기판지지부가 회전 이동하거나, 베이스부에 대해 기판지지부가 직선 이동 및 회전 이동을 함께 수행하는 것을 모두 포함하는 개념으로 이해된다.
일 예로, 베이스부에 대해 기판지지부를 직선 이동 가능하게 연결하는 직선연결부가 장착될 수 있으며, 하중감지부는 베이스부에 대해 기판지지부가 직선 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성된다.
다른 일 예로, 베이스부에 대해 기판지지부를 회전 이동 가능하게 연결하는 회전연결부가 장착될 수 있으며, 하중감지부는 베이스부에 대해 기판지지부가 회전 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성된다.
바람직하게, 회전연결부와 하중감지부 사이의 제1거리는, 회전연결부와 기판 사이의 제2거리보다 작게 형성될 수 있고, 기판지지부에 가해지는 수평하중은 회전연결부를 중심으로 회전하는 기판지지부에 의해 증폭되어 하중감지부에서 감지된다. 이와 같이, 제1거리를 제2거리보다 작게함으로써, 베이스부에 대한 기판지지부의 회전 이동시 하중감지부에는 기판지지부에 가해지는 수평하중보다 증폭된 모멘트(증폭된 수평하중)가 감지되도록 하는 것에 의하여, 세정브러쉬의 마찰력 변화를 보다 민감하게 감지하고, 기판지지부의 샤프트의 모멘트로 인한 응력 간섭 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
하중감지부로서는 기판지지부에 가해지는 수평하중을 정밀하게 측정할 수 있는 로드셀이 사용된다. 로드셀에 하중에 가해지면 로드셀의 변형량(압축 또는 늘어나는 양)을 전기신호로 검출함으로써 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있다.
기판지지부는 기판의 가장자리를 지지 가능한 다양한 구조로 제공된다. 바람직하게, 기판지지부는, 기판의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치되는 고정지지부와, 고정지지부를 마주하는 기판의 가장자리 다른 일측을 지지하며 기판에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동지지부를 포함하고, 하중감지부는 기판으로부터 가동지지부에 가해지는 수평하중을 감지한다.
이와 같이, 가동지지부가 고정지지부에 대해 상대 이동하고, 하중감지부가 가동지지부에 가해지는 수평하중을 감지하도록 하는 것에 의하여, 설비의 추가 및 변경없이 가동지지부를 기판지지부로 이용하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 기판지지부를 구성하는 가동지지부는 기판이 출입되기 위한 출입 경로를 제공할 수 있도록 이미 이동 가능한 구조로 제공되기 때문에, 기판에 의해 가해지는 수평하중을 감지하고 위치를 제어하기 위하여, 가동지지부를 이동 가능한 구조로 변경하거나 별도의 이동 가능한 장비를 추가할 필요가 없다.
그리고, 가동지지부는, 기판의 가장자리를 지지하는 제1가동지지체와, 제1가동지지체로부터 이격되게 배치되어 기판의 다른 가장자리를 지지하는 제2가동지지체와, 제2가동지지체에 일체로 연결되며 하중감지부가 연결되는 공용지지부를 포함하고, 공용지지부에 의해 제1가동지지체와 제2가동지지체가 동시에 이동하도록 하는 것에 의하여, 구조를 간소화하고 장비를 보다 소형으로 제작할 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한, 하중감지부에서 감지된 수평하중이 기설정된 설정범위와 다르면 경보신호를 발생시키는 경보발생부를 구비하는 것에 의하여, 기판과 기판지지대의 비정상적인 접촉 여부를 작업자에게 신속하게 인지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 분야에 따르면, 기판 스피닝 장치의 제어방법은, 기판을 기판지지부에 지지시키는 기판지지단계와, 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지단계와, 하중감지단계에서 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 위치제어단계를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하고, 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판과 기판지지부가 기준범위 내의 조건에서 정상적으로 접촉될 수 있게 함으로써, 기판과 기판지지부와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 미연에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 기판지지부의 위치를 제어하기 때문에, 기판지지부(예를 들어, 구동지지체)를 회전시키는 구동모터의 종류 및 용량에 따라 각 구동모터의 부하값을 일일히 저장 및 관리해야 하는 번거로움 없이, 기판에 의해 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 구동모터의 종류에 상관없이 기판과 기판지지부의 비정상 접촉에 의한 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 하중감지단계에서는 기판의 표면에 세정브러쉬가 접촉하는 동안 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하고, 수평하중에 따라 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 세정브러쉬가 기판에 표면에 접촉하는 동안 세정브러쉬의 회전력 및 마찰력에 의해 기판이 기판지지부에 비정상적으로 접촉(예를 들어, 꽉 끼이도록 접촉)되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 기판지지부는 베이스부에 대해 이동 가능하게 결합되고, 하중감지단계에서는 수평하중에 의해 베이스부에 대해 기판지지부가 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성된다.
이와 같이, 하중감지단계에서 기판에 작용하는 하중(예를 들어, 세정브러쉬가 접촉함에 따른 하중)을 베이스부에 대한 기판지지부의 이동을 통해 감지하여 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판과 기판지지부와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
일 예로, 하중감지단계에서는 베이스부에 대해 기판지지부가 직선 이동함에 따른 이동하중을 감지할 수 있다.
다른 일 예로, 하중감지단계에서는 베이스부에 대해 기판지지부가 회전 이동함에 따른 이동하중을 감지할 수 있다.
바람직하게, 하중감지단계에서는 기판지지부에 가해지는 수평하중을 증폭하여 감지한다. 예를 들어, 하중감지단계에서 수평하중의 증폭은 베이스부와 기판지지부를 회전 가능하게 연결하는 회전연결부의 위치를 조절하는 것에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로, 회전연결부와 하중감지부 사이의 제1거리를, 회전연결부와 기판 사이의 제2거리보다 작게 형성하는 것에 의하여, 베이스부에 대한 기판지지부의 회전 이동시 하중감지부에는 기판지지부에 가해지는 수평하중보다 증폭된 모멘트(증폭된 수평하중)가 감지될 수 있게 함으로써, 세정브러쉬의 마찰력 변화를 보다 민감하게 감지하고, 기판지지부의 샤프트의 모멘트로 인한 응력 간섭 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 하중감지단계에서 감지된 수평하중이 기설정된 설정범위와 다르면 경보신호를 발생시키는 경보발생부단계를 포함하는 것에 의하여, 기판과 기판지지대의 비정상적인 접촉 여부를 작업자에게 신속하게 인지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 스핀 회전 오류를 방지하고, 안정성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하고, 감지된 결과에 따라 기판에 대한 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판과 기판지지부가 기준범위 내의 조건에서 정상적으로 접촉될 수 있게 함으로써, 기판과 기판지지부와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 미연에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 기판지지부의 위치를 제어하기 때문에, 기판지지부(예를 들어, 구동지지체)를 회전시키는 구동모터의 종류 및 용량에 따라 각 구동모터의 부하값을 일일히 저장 및 관리해야 하는 번거로움 없이, 기판에 의해 기판지지부에 가해지는 수평하중을 측정하여 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 구동모터의 종류에 상관없이 기판과 기판지지부의 비정상 접촉에 의한 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명에 따르면 기판의 표면에 세정브러쉬가 접촉하는 동안 기판으로부터 기판지지부에 가해지는 수평하중에 따라, 기판지지부의 위치를 제어하는 것에 의하여, 세정브러쉬가 기판에 표면에 접촉하는 동안 세정브러쉬의 회전력 및 마찰력에 의해 기판이 기판지지부에 비정상적으로 접촉(예를 들어, 꽉 끼이도록 접촉)되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판과 기판지지부의 접촉 압력을 균일하게 제어할 수 있으며, 기판의 회전 조건을 정확히 제어하여 안정성 및 신뢰성을 향상시키기는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판의 정확한 회전 제어를 통해, 과도하지도 않고 부족하지도 않은 적절한 세정량으로 세정 공정을 제어하여 세정의 신뢰성을 확보하고, 기판의 세정 상태를 균일하고 일관되게 제어하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 스피닝 장치의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 기판이 안착된 상태를 도시한 평면도,
도 3은 도 1의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 구동 지지체의 종단면도,
도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도,
도 5는 도 1의 감지 지지체의 종단면도,
도 6은 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치를 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 도 6의 기판 스피닝 장치의 구조 및 작동구조를 설명하기 위한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 스피닝 장치를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 6의 기판 스피닝 장치의 구조 및 작동구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 원형 디스크 형태의 기판(W)을 스핀 회전시키는 기판 스피닝 장치(10)는, 기판(W)의 가장자리를 지지하는 기판지지부(200)와, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지부(400)와, 하중감지부(400)에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대한 기판지지부(200)의 위치를 제어하는 위치제어부(500)를 포함한다.
기판지지부(200)는 기판(W)의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치된다. 여기서, 기판지지부(200)가 기판(W)의 가장자리 일측을 지지한다 함은, 기판(W)의 가장자리 일측이 기판지지부(200)에 직접 맞닿도록 접촉되며 지지되는 상태로 이해될 수 있다.
기판지지부(200)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 기판(W)의 가장자리를 지지 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 기판지지부(200)는 기판(W)의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치되는 고정지지부(210)와, 고정지지부(210)를 마주하는 기판(W)의 가장자리 다른 일측을 지지하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동지지부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 고정지지부(210)는 기판(W)의 가장자리를 지지하는 제1고정지지체(220)와, 제1고정지지체(220)로부터 이격되게 배치되어 기판(W)의 다른 가장자리를 지지하는 제2고정지지체(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 고정지지부가 단 하나의 고정지지체로 구성되거나 3개 이상의 고정지지체를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
제1고정지지체(220) 및 제2고정지지체(230)는 기둥 형태로 직립 설치되어 회전하는 회전축(도 9의 252 참조)과, 회전축의 선단에 결합되어 기판(W)의 가장자리가 직접 접촉되는 접촉체(도 9의 254 참조)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 접촉체는 복수개의 접촉 지지체로 분할 형성될 수 있으며, 연결 볼트에 의해 단일 몸체 형태로 결합될 수 있다. 경우에 따라서는, 접촉체가 단 하나의 접촉 지지체로 제공되는 것이 가능하며, 접촉 지지체의 개수 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 제1고정지지체(220)와 제2고정지지체(230)는 기판(W)을 회전 구동시키기 위한 구동 지지체로 사용되거나, 기판(W)의 회전에 의해 아이들(idle) 회전하는 아이들러 지지체로서 사용될 수 있다. 이하에서는 고정지지부(210)를 구성하는 제1고정지지체(220) 및 제2고정지지체(230)가 모두 기판(W)을 회전 구동시키기 위한 구동 지지체로 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 제1고정지지체 및 제2고정지지체) 중 어느 하나가 구동 지지체로 사용되고 나머지 다른 하나가 아이들 지지체로서 사용될 수 있다. 다르게는 제1고정지지체 및 제2고정지지체가 모두 아이들 지지체로 사용되는 것도 가능하다.
제1고정지지체(220)와 제2고정지지체(230)가 구동 지지체로 사용되는 경우, 제1고정지지체(220) 및 제2고정지지체(230)의 회전축은 각각 구동 모터에 의해 회전 구동될 수 있고, 각 접촉체는 회전축과 함께 회전할 수 있다. 각 접촉체가 회전함에 따라 각 접촉체에 접촉된 상태로 지지되는 기판(W)이 함께 회전할 수 있다.
가동지지부(240)는 고정지지부(210)를 마주하는 기판(W)의 가장자리 다른 일측을 지지하되, 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되며, 기판(W)에 대한 가동지지부(240)의 이동에 대응하여 가동지지부(240)에 의한 기판(W)의 지지 위치(grip position)가 선택적으로 조절될 수 있다.
가동지지부(240)는 기판(W)의 일측이 고정지지부(210)에 의해 지지된 상태에서 기판(W)의 반대측을 지지하기 위해 제공되며, 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향을 따라 이동함으로써 기판(W)의 지지 위치를 조절할 수 있도록 구성된다. 여기서, 가동지지부(240)가 기판(W)의 가장자리 다른 일측을 지지한다 함은, 기판(W)의 가장자리 다른 일측이 가동지지부(240)에 직접 맞닿도록 접촉되며 지지되는 상태를 말한다.
참고로, 본 발명에서 가동지지부(240)가 고정지지부(210)를 마주하도록 기판(W)의 반대측을 지지한다 함은, 가동지지부(240)에 의해 지지되는 기판(W)의 지지 위치가 고정지지부(210)에 의해 지지되는 기판(W)의 지지 위치와 동일한 수평선 상에 배치되거나 인접한 다른 수평선 상에 배치되는 경우를 모두 포함한다.
가동지지부(240)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 기판(W)의 가장자리를 지지 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 가동지지부(240)는 제1고정지지체(220)를 마주하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되어 기판(W)의 가장자리를 지지하는 제1가동지지체(250)와, 제2고정지지체(230)를 마주하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되어 기판(W)의 가장자리를 지지하는 제2가동지지체(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 가동지지부가 3개 이상의 가동지지체를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
제1가동지지체(250)와 제2가동지지체(260)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 제1가동지지체(250)와 제2가동지지체(260)는 통상의 실린더, 솔레노이드, 모터 등을 이용하여 직선 이동하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1가동지지체 및 제2가동지지체가 일 지점을 기준으로 회전하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.
바람직하게, 제1가동지지체(250)와 제2가동지지체(260)는 공용지지부(270)에 의해 일체로 연결될 수 있으며, 단일 구동원(280)으로 공용지지부(270)를 이동시킴에 따라 제1가동지지체(250)와 제2가동지지체(260)가 동시에 이동되도록 하는 것에 의하여, 구조를 간소화하고 장비를 보다 소형으로 제작할 수 있는 유리한 효과가 있다. 경우에 따라서는 제1가동지지체와 제2가동지지체가 각각 별도의 구동원에 의해 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.
제1가동지지체(250) 및 제2가동지지체(260)는 기둥 형태로 직립 설치되어 회전하는 회전축(도 9의 252 참조)과, 회전축의 선단에 결합되어 기판(W)의 가장자리가 직접 접촉되는 접촉체(도 9의 254 참조)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 제1가동지지체(250) 및 제2가동지지체(260)의 접촉체(도 9의 254 참조)는 복수개의 접촉 지지체(254a,254b,254c)로 분할 형성될 수 있으며, 연결 볼트에 의해 단일 몸체 형태로 결합될 수 있다. 경우에 따라서는, 접촉체가 단 하나의 접촉 지지체로 제공되는 것이 가능하며, 접촉 지지체의 개수 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 제1가동지지체(250) 및 제2가동지지체(260)는 기판(W)을 회전 구동시키기 위한 구동 지지체로 사용되거나, 기판(W)의 회전에 의해 아이들(idle) 회전하는 아이들러 지지체로서 사용될 수 있다. 일 예로, 가동지지부(240)를 구성하는 제1가동지지체(250) 및 제2가동지지체(260) 중, 제1가동지지체(250)는 기판(W)을 회전 구동시키기 위한 구동 지지체로 사용될 수 있고, 제2가동지지체(260)는 기판(W)에 의해 아이들 회전하는 아이들러 지지체로 사용될 수 있다.
제1가동지지체(250)가 기판(W)을 회전 구동시키기 위한 구동 지지체로 사용되는 경우, 제1가동지지체(250)의 회전축(252)은 각각 구동 모터에 의해 회전 구동될 수 있고, 제1가동지지체(250)의 접촉체(254)는 회전축(312)과 함께 회전할 수 있다. 제1가동지지체(250)의 접촉체(254)가 회전함에 따라 접촉체(254)에 접촉된 상태로 지지되는 기판(W)이 함께 회전할 수 있다. 제2가동지지체(260)가 아이들러 지지체로 사용되는 경우, 제2가동지지체(260)에는 구동 모터가 연결되는 대신에 회전수를 감지하는 엔코더와 같은 센서가 회전축에 연결 설치되어, 제2가동지지체(260)의 접촉체와 함께 회전하는 회전축의 회전수를 측정하여 기판(W)의 회전수를 감지할 수 있다.
하중감지부(400)는 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하도록 마련된다.
여기서, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중이라 함은, 기판(W)이 기판지지부(200)를 가압하는 압력 또는 기판지지부(200)가 기판(W)을 지지하는 지지 압력(grip pressure)으로 이해될 수 있다.
일 예로, 하중감지부(400)는 기판(W)의 표면에 세정브러쉬(300)가 접촉하는 동안 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 세정브러쉬가 기판(W)에 접촉하고 있지 않은 상태에서 하중감지부가 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하는 것도 가능하다.
하중감지부(400)로서는 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있는 다양한 감지수단이 사용될 수 있다. 바람직하게 하중감지부(400)로서는 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 정밀하게 측정할 수 있는 로드셀이 사용될 수 있다. 로드셀에 하중에 가해지면 로드셀의 변형량(압축 또는 늘어나는 양)을 전기신호로 검출함으로써 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 기판지지부(200)의 가동지지부(240)는 베이스부(100)에 이동 가능하게 결합될 수 있고, 하중감지부(400)의 일단은 베이스부(100)에 연장 형성된 연장블록(110)에 연결되고 타단은 기판지지부(200)에 연결될 수 있으며, 하중감지부(400)는 수평하중에 의해 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 이동함에 따른 이동하중(예를 들어, 인장력)을 감지함으로써, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있다.
여기서, 가동지지부(240)가 베이스부(100)에 이동 가능하게 결합된다 함은, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 직선 이동하거나, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 회전 이동하거나, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 직선 이동 및 회전 이동을 함께 수행하는 것을 모두 포함하는 개념으로 이해된다.
일 예로, 베이스부(100)와 기판지지부(200)의 사이에는, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)를 직선 이동 가능하게 연결하는 직선연결부(120)가 장착될 수 있으며, 하중감지부(400)는 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 직선 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성될 수 있다.
직선연결부(120)로서는 통상의 리니어 가이드(LM guide)가 사용될 수 있으며, 직선연결부(120)의 종류 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 이와 같은 구조에 의해, 기판지지부(200)에 수평하중이 작용함에 따라 기판지지부(200)는 베이스부(100)에 대해 직선 이동할 수 있다.
위치제어부(500)는 하중감지부(400)에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대한 기판지지부(200)의 위치를 제어하도록 구성된다.
일 예로, 위치제어부(500)는 하중감지부(400)에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 접근 또는 이격시키도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 위치제어부(500)는 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중(기판지지부에 의한 이동하중)이 미리 설정된 기준범위와 다르면 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 접근 또는 이격시킬 수 있다. 예를 들어, 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중이 미리 설정된 기준범위보다 크면, 다시 말해서 기판(W)이 기준범위보다 큰 수평하중으로 기판지지부(200)에 접촉(꽉 끼이도록 접촉)하게 되면, 위치제어부(500)는 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 이격시킴으로써, 기판(W)이 기준범위 조건으로 기판지지부(200)에 접촉될 수 있게 한다. 반대로, 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중이 미리 설정된 기준범위보다 작으면, 다시 말해서 기판(W)이 기준범위보다 작은 수평하중으로 기판지지부(200)에 접촉(슬립이 발생하도록 접촉)하게 되면, 위치제어부(500)는 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 접근시킴으로써, 기판(W)이 기준범위 조건으로 기판지지부(200)에 접촉될 수 있게 한다.
이와 같이, 본 발명은 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중에 따라 기판지지부(200)의 위치를 제어하는 것에 의하여, 기판(W)과 기판지지부(200)가 기준범위 내의 조건에서 정상적으로 접촉될 수 있게 함으로써, 기판(W)과 기판지지부(200)와의 비정상적인 접촉에 의한 스핀 회전 오류를 미연에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 측정하여 기판지지부(200)의 위치를 제어하기 때문에, 기판지지부(예를 들어, 구동지지체)를 회전시키는 구동모터의 종류 및 용량에 따라 각 구동모터의 부하값을 일일히 저장 및 관리해야 하는 번거로움 없이, 기판(W)에 의해 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 측정하여 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 구동모터의 종류에 상관없이 기판(W)과 기판지지부(200)의 비정상 접촉에 의한 구동모터의 과부하 여부를 간단하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 스피닝 장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 베이스부(100)와 기판지지부(200)의 사이에는, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)를 회전 이동 가능하게 연결하는 회전연결부(130)가 장착될 수 있으며, 하중감지부(400)는 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 회전 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성될 수 있다.
회전연결부(130)로서는 통상의 힌지(hinge), 샤프트 등이 사용될 수 있으며, 회전연결부(130)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 구조에 의해, 기판지지부(200)에 수평하중이 작용함에 따라 기판지지부(200)는 베이스부(100)에 대해 회전 이동할 수 있다.
베이스부(100)와 기판지지부(200)를 회전 가능하게 연결하는 회전연결부(130)의 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게, 회전연결부(130)와 하중감지부(400) 사이의 제1거리(H1)는, 회전연결부(130)와 기판(W) 사이의 제2거리(H2)보다 작게(H1〈 H2) 형성될 수 있고, 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중(F1)은 회전연결부(130)를 중심으로 회전하는 기판지지부(200)에 의해 증폭되어 하중감지부(400)에서 감지될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 10을 참조하면, F1×H2 = F2'×H1이기 때문에, 하중감지부(400)에서 감지되는 모멘트(F2')는 다음 식과 같이 산출될 수 있다.
[수학식 1]
F2'=(F1×H2)/H1
여기서, 수학식 [1]의 F1은 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중이고, H2는 제2거리이며, H1은 제1거리이다.
이와 같이, 제1거리(H1)를 제2거리(H2)보다 작게 함으로써, 베이스부(100)에 대한 기판지지부(200)의 회전 이동시 하중감지부(400)에는 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중(F1)보다 증폭된 모멘트(증폭된 수평하중)(F2')가 감지되도록 하는 것에 의하여, 세정브러쉬(300)의 마찰력 변화를 보다 민감하게 감지할 수 있고, 기판지지부(200)의 샤프트의 모멘트로 인한 응력 간섭 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치는, 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중이 기설정된 설정범위와 다르면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(600)를 포함할 수 있다. 아울러, 하중감지부(400)에 의해 감지된 수평하중이 이상이 없는 것으로(설정범위 내에 있는 것으로) 감지되면, 기판(W) 스피닝 공정이 정상적으로 수행될 수 있다.
여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 작업자에게 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중의 이상 발생 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 제어방법을 설명하기 위한 블록도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 제어방법은, 기판(W)을 기판지지부(200)에 지지시키는 기판지지단계(S10)와, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지단계(S20)와, 하중감지단계에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대한 기판지지부(200)의 위치를 제어하는 위치제어단계(S30)를 포함한다.
단계 1:
먼저, 기판(W)을 기판지지부(200)에 지지시킨다.(S10)
기판지지단계(S10)에서 기판(W)은 기판지지부(200)에 의해 가장자리 일측에 지지될 수 있다.
일 예로, 기판지지부(200)는 기판(W)의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치되는 고정지지부(210)와, 고정지지부(210)를 마주하는 기판(W)의 가장자리 다른 일측을 지지하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동지지부(240)를 포함하여 구성될 수 있으며, 기판(W)의 일측은 고정지지부(210)에 지지될 수 있고, 기판(W)의 다른 일측은 가동지지부(240)에 의해 지지될 수 있다.
단계 2:
다음, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지한다.(S20)
하중감지단계(S20)에서는 하중감지부(400)를 이용하여 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있다.
일 예로, 하중감지단계(S20)에서는 기판(W)의 표면에 세정브러쉬(300)가 접촉하는 동안 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하도록 구성될 수 있다. 물론, 세정브러쉬(300)가 기판(W)에 접촉하고 있지 않은 상태에서 하중감지부(400)가 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지하는 것도 가능하다.
참고로, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중이라 함은, 기판(W)이 기판지지부(200)를 가압하는 압력 또는 기판지지부(200)가 기판(W)을 지지하는 지지 압력(grip pressure)으로 정의된다.
보다 구체적으로, 기판지지부(200)는 베이스부(100)에 대해 이동 가능하게 결합되며, 하중감지단계(S20)에서는, 일단은 베이스부(100)에 연결되고 타단은 기판지지부(200)에 연결되는 하중감지부(예를 들어, 로드셀)(400)를 이용하여, 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 이동함에 따른 이동하중을 감지함으로써, 기판(W)으로부터 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 감지할 수 있다.
일 예로, 하중감지단계(S20)에서는 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 직선 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성될 수 있다.(도 7 참조)
다른 일 예로, 하중감지단계(S20)에서는 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 회전 이동함에 따른 이동하중을 감지하도록 구성될 수 있다.(도 9 및 도 10 참조)
바람직하게, 하중감지단계(S20)에서는 베이스부(100)에 대해 기판지지부(200)가 회전 이동함에 따른 이동하중을 감지하되, 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중을 증폭하여 감지하는 것에 의하여, 세정브러쉬(300)의 마찰력 변화를 보다 민감하게 감지할 수 있고, 기판지지부(200)의 샤프트의 모멘트로 인한 응력 간섭 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, 하중감지단계(S20)에서 수평하중의 증폭은 베이스부(100)와 기판지지부(200)를 회전 가능하게 연결하는 회전연결부(130)의 위치를 조절하는 것에 의해 구현될 수 있다. 즉, 도 10과 같이, 회전연결부(130)와 하중감지부(400) 사이의 제1거리(H1)를, 회전연결부(130)와 기판(W) 사이의 제2거리(H2)보다 작게(H1〈 H2) 형성하는 것에 의하여, 베이스부(100)에 대한 기판지지부(200)의 회전 이동시 하중감지부(400)에는 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중(F1)보다 증폭된 모멘트(증폭된 수평하중)(F2')가 감지될 수 있다.
단계 3:
다음, 하중감지단계(S20)에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대한 기판지지부(200)의 위치를 제어한다.(S30)
즉, 위치제어단계(S30)에서는 하중감지부(400)에서 감지된 결과에 따라 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 접근 또는 이격시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 위치제어단계(S30)에서는 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중(기판지지부에 의한 이동하중)과 미리 설정된 기준범위을 비교하고, 감지된 수평하중이 미리 설정된 기준범위와 다르면 기판(W)에 대해 기판지지부(200)의 위치를 이동(접근 또는 이격)(S34)시킬 수 있다. 예를 들어, 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중이 미리 설정된 기준범위보다 크면, 다시 말해서 기판(W)이 기준범위보다 큰 수평하중으로 기판지지부(200)에 접촉(꽉 끼이도록 접촉)하게 되면, 위치제어단계(S30)에서는 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 이격시킴으로써, 기판(W)이 기준범위 조건으로 기판지지부(200)에 접촉될 수 있게 한다. 반대로, 하중감지부(400)에서 감지된 수평하중이 미리 설정된 기준범위보다 작으면, 다시 말해서 기판(W)이 기준범위보다 작은 수평하중으로 기판지지부(200)에 접촉(슬립이 발생하도록 접촉)하게 되면, 위치제어단계(S30)에서는 기판(W)에 대해 기판지지부(200)를 접근시킴으로써, 기판(W)이 기준범위 조건으로 기판지지부(200)에 접촉될 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 제어방법은, 하중감지단계(S30)에서 감지된 수평하중이 기설정된 설정범위와 다르면 경보신호를 발생시키는 경보발생단계(S32)를 포함할 수 있다.
여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 작업자에게 기판지지부(200)에 가해지는 수평하중의 이상 발생 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.
한편, 하중감지부(400)에 의해 감지된 수평하중이 이상이 없는 것으로(설정범위 내에 있는 것으로) 감지되면, 기판(W) 스피닝 공정(기판(W) 세정 공정)이 정상적으로 수행(S36)될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 기판 스피닝 장치 100 : 베이스부
200 : 기판지지부 210 : 고정지지부
220 : 제1고정지지체 230 : 제2고정지지체
240 : 가동지지부 250 : 제1가동지지체
260 : 제2가동지지체 270 : 공용지지부
300 : 세정브러쉬 400 : 하중감지부
500 : 위치제어부 600 : 경보발생부

Claims (19)

  1. 기판의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치되는 고정지지부와; 상기 고정지지부를 마주하는 상기 기판의 가장자리 다른 일측을 지지하며 상기 기판에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동지지부를 포함하는 기판 지지부와;
    상기 기판으로부터 상기 가동지지부에 가해지는 수평하중을 감지하는 하중감지부와;
    상기 하중감지부에서 감지된 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 기판지지부의 위치를 제어하는 위치제어부를;
    포함하되, 상기 가동 지지부는, 상기 기판의 가장자리를 지지하는 제1가동지지체와, 상기 제1가동지지체로부터 이격되게 배치되어 상기 기판의 다른 가장자리를 지지하는 제2가동지지체와, 상기 제2가동지지체에 일체로 연결되며 상기 하중 감지부가 연결되는 공용 지지부를 포함하고, 상기 하중 감지부는 상기 공용지지부에 연결되어 상기 수평하중을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하중감지부는, 상기 기판의 표면에 세정브러쉬가 접촉하는 동안 상기 기판으로부터 상기 기판지지부에 가해지는 수평하중을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하중감지부의 일단은 베이스부에 연결되고, 타단은 상기 기판지지부에 연결되되,
    상기 하중감지부는 상기 수평하중에 의해 상기 베이스부에 대해 상기 기판지지부가 이동함에 따른 이동하중을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
  4. 삭제
  5. 기판의 가장자리를 지지하는 기판지지부와;
    상기 기판지지부가 이동 가능하게 결합되는 베이스부와;
    상기 베이스부에 대해 상기 기판지지부를 회전 이동 가능하게 연결하는 회전연결부와;
    일단은 상기 베이스부에 연결되고 타단은 상기 기판지지부에 연결되어, 상기 기판으로부터 상기 기판지지부에 가해지는 수평하중에 의해 상기 베이스부에 대해 상기 기판지지부가 회전 이동함에 따른 이동 하중을 감지하는 하중 감지부와;
    상기 하중감지부에서 감지된 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 기판지지부의 위치를 제어하는 위치제어부를;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전연결부와 상기 하중감지부 사이의 제1거리는, 상기 회전연결부와 상기 기판 사이의 제2거리보다 작게 형성되며,
    상기 기판지지부에 가해지는 상기 수평하중은 상기 회전연결부를 중심으로 회전하는 상기 기판지지부에 의해 증폭되어 상기 하중감지부에서 감지되는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
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