KR20080012779A - 기판 검지 기구 및 그것을 이용한 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20080012779A
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가츠토시 히구치
시게오 이시타
신지 이치카와
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명의 과제는 기판을 반송가능하게 지지했을 때에 있어서의 지지 상태의 이상의 유무를 정확하게 또한 간단하게 검지할 수 있는 기판 검지 기구를 제공하는 것이다. 반송가능한 높이 위치에서 기판(G)을 지지하는 승강 핀(130)과, 승강 핀(130)이 기판(G)을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 기판 검출 광센서(141)와, 승강 핀(130)이 기판(G)을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판(G)의 유무를 검출하는 공간 검출 광센서(142)를 갖고, 기판 검출 광센서(141)가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 공간 검출 광센서(142)가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 기판 검출 광센서(141)가 기판이 없는 것을 검출할거나, 또는 공간 검출 광센서(142)가 기판이 있는 것을 검출했을 경우에 기판의 탑재 상태가 이상이라고 판단한다.

Description

기판 검지 기구 및 그것을 이용한 기판 처리 장치{SUBSTRATE DETECTING MECHANISM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은, 액정 표시 장치(LCD) 등의 평판 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판을 반송하기 위해 탑재하고 있는 상태에서 기판을 검지하는 기판 검지 기구 및 그것을 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
액정 모니터(LCD)로 대표되는 평판 디스플레이(FPD)의 제조 과정에 있어서는, 진공하에서 유리 기판에 에칭, 애싱, 성막 등의 소정의 처리를 실시하는 진공 처리 장치를 복수 구비한, 이른바 멀티챔버 타입의 진공 처리 시스템이 사용되고 있다.
이러한 진공 처리 시스템은, 기판을 반송하는 반송 장치가 마련된 반송실과, 그 주위에 마련된 복수의 프로세스 챔버를 갖고 있고, 반송실내의 반송 아암에 의해, 피처리 기판이 각 프로세스 챔버내에 반입되는 동시에, 처리완료의 기판이 각 진공 처리 장치의 프로세스 챔버로부터 반출된다. 그리고, 반송실에는, 로드록실 이 접속되어 있어, 대기측의 기판의 반입출에 있어서, 프로세스 챔버 및 반송실을 진공 상태로 유지한 채, 복수의 기판을 처리가능하게 되어 있다. 이러한 멀티챔버 타입의 처리 시스템이 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있다.
이러한 처리 시스템에 있어서는, 유리 기판을 프로세스 챔버에 반입할 때에는, 반송실내의 반송 아암에 의해 프로세스 챔버내의 기판 탑재대의 상방으로 유리 기판을 반송하고, 기판 탑재대로부터 승강 핀을 돌출시킴으로써 승강 핀상에 유리 기판을 탑재한 후, 반송 아암을 반송실내로 퇴피시킨다. 그 후 승강 핀을 하강시켜서 유리 기판을 기판 탑재대에 탑재한다. 또 유리 기판을 프로세스 챔버로부터 반출할 때에는, 탑재대상의 유리 기판을 승강 핀에 의해 상승시키고, 반송실내의 반송 아암에 주고받는다.
이 경우에, 승강 핀에 유리 기판을 주고받은 상태에서 유리 기판이 어긋나거나 깨지는 경우가 있지만, 종래에는 이러한 유리 기판의 어긋남이나 균열을 검지하고 있지 않아서, 어긋남이나 균열이 생기고 있어도 반송 동작이 속행되고, 그에 따라 장치내에 손상이 발생하거나, 깨지지 않은 상태로 있던 유리 기판이 깨어지거나, 단순한 균열밖에 생기지 않은 유리 기판이 복잡하게 깨어지는 등의 2차 파손이 발생하는 일이 있었다.
이러한 유리 기판의 2차 파손을 방지하기 위해서는, 승강 핀에 의해 유리 기판을 들어올린 상태에서 기판의 상태를 검지하는 기술이 요구된다. 기판의 상태를 검지하는 기술로서는 광센서를 이용한 것이 일반적이고, 특허문헌 2에는 탑재대인 플레이트 표면에 평행하게 발광부로부터 광을 발하고, 수광부에 수광량이 소정값보 다도 낮아졌을 때에, 기판의 탑재 이상이 발생했다고 간주하는 기술이 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개 특허 제 1999-340208 호 공보
[특허문헌 2] 일본 공개 특허 제 2002-353292 호 공보
그러나, 상기 특허문헌 2의 기술에서는, 탑재대에 탑재되었을 때의 탑재 이상을 검출할 수는 있지만, 유리 기판은 얇아, 큰 휘어짐이 발생한 상태에서 승강 핀에 지지되어 있는 일도 있으므로, 이 기술을 적용해도 반드시 정확하게 유리 기판의 상태를 파악할 수 없다. 또한, 이러한 종류의 검지는 간단한 것이 요구된다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판을 반송가능하게 지지했을 때에 있어서의 기판의 지지 상태의 이상의 유무를 정확하게 또한 간단하게 검지할 수 있는 기판 검지 기구 및 그것을 사용한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에서는, 반송가능한 상태로 지지된 기판의 지지 상태를 검지하는 기판 검지 기구로서, 반송가능한 높이 위치에서 기판을 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 1 센서와, 상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 2 센서와, 상기 제 1 센서가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 제 2 센서가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 상기 제 1 센서가 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 상기 제 2 센서가 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 검지 기구를 제공한다.
또, 본 발명의 제 2 관점에서는, 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기내에서 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 탑재대의 상방의 소정의 높이 위치에서 기판을 반송가능한 상태로 지지하는 지지 부재와, 탑재대상의 기판에 처리를 실시하는 처리 기구와, 상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 1 센서와, 상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 2 센서와, 상기 제 1 센서가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 상기 제 2 센서가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 정상이라고 판단하고, 상기 제 1 센서가 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 상기 제 2 센서가 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 연산부와, 상기 연산부가 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단했을 때에, 적어도 기판의 반송을 정지하는 지령을 내리는 사령부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제 1 관점 및 상기 제 2 관점에 있어서, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서로서는, 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광센서를 이용할 수 있다.
또, 상기 제 1 관점 및 상기 제 2 관점에 있어서, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서를 2개씩 갖고, 상기 연산부는, 2개의 상기 제 1 센서의 양쪽이 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 2개의 상기 제 2 센서의 양쪽이 기판이 없는 것을 검출 했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 2 개의 상기 제 1 센서의 적어도 한쪽이 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 2개의 상기 제 2 센서의 적어도 한쪽이 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 관점 및 상기 제 2 관점에 있어서, 상기 지지 부재는, 기판을 탑재하는 탑재대에 대하여 승강가능하게 마련된 복수의 승강 핀이며, 상기 승강 핀이 상기 탑재대로부터 돌출한 위치에서 기판을 반송가능한 상태로 지지하도록 구성할 수 있다.
상기 제 2 관점에 있어서, 상기 사령부는 상기 연산부가 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단했을 때에 경보를 발하는 지령을 내리도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반송가능한 높이 위치에서 지지 부재에 의해 기판을 지지하고, 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 1 센서와, 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 2 센서를 마련하고, 제 1 센서가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 제 2 센서가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 제 1 센서가 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 제 2 센서가 기판이 있는 것을 검출했을 때에 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하므로, 비교적 간단한 구성이면서, 기판을 반송가 능하게 지지했을 때에 있어서의 기판의 지지 상태의 이상의 유무를 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 이렇게 하여 반송전의 기판의 지지 상태를 검지할 수 있으므로, 기판의 지지 상태에 이상이 있는 것을 검지한 시점에서 적어도 반송 장치를 정지할 수 있어, 기판의 2차 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 형태에 대해서 설명한다. 여기에서는, 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시형태인, FPD용의 유리 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭을 실행하는 플라즈마 에칭 장치를 탑재한 멀티챔버 타입의 플라즈마 에칭 시스템을 예로 들어서 설명한다. 여기에서, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 전기 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 형광 표시관(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.
도 1은 멀티챔버 타입의 플라즈마 에칭 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 그 내부를 개략적으로 도시하는 수평 단면도이다.
이 플라즈마 에칭 시스템(1)은 그 중앙부에 반송실(20)과 로드록실(30)이 연이어 마련되어 있다. 반송실(20)의 주위에는, 3개의 플라즈마 에칭 장치(10)가 접속되어 있다.
반송실(20)과 로드록실(30) 사이, 반송실(20)과 각 플라즈마 에칭 장치(10) 사이, 및 로드록실(30)과 외측의 대기 분위기를 연통하는 개구부에는, 이들 사이를 기밀하게 밀봉하고, 또한 개폐가능하게 구성된 게이트 밸브(22)가 각각 개재되어 있다.
로드록실(30)의 외측에는, 2개의 카세트 인덱서(41)가 마련되어 있고, 그 위에 각각 유리 기판(G)을 수용하는 카세트(40)가 탑재되어 있다. 이들 카세트(40)는 예컨대 그 한쪽에 미처리 기판을 수용하고, 다른쪽에 처리완료 기판을 수용할 수 있다. 이것들 카세트(40)는 승강 기구(42)에 의해 승강 가능하게 되어 있다.
이들 2개의 카세트(40) 사이에는, 지지대(44)상에 반송 기구(43)가 마련되어 있고, 이 반송 기구(43)는 상하 2단으로 마련된 픽(45, 46), 및 이들을 일체적으로 진출 퇴피 및 회전가능하게 지지하는 베이스(47)를 구비하고 있다.
반송실(20)은, 진공 처리실과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지하는 것이 가능하고, 그내에는 도 2에 도시하는 바와 같이 반송 장치(50)가 배치되어 있다. 그리고, 이 반송 장치(50)에 의해, 로드록실(30) 및 3개의 플라즈마 에칭 장치(10) 사이에서 유리 기판(G)이 반송된다. 반송 장치(50)는 선회가능하고 상하 이동가능한 베이스(51)상에 기판 반송 아암(52)이 전후 이동가능하게 마련되어 있다.
로드록실(30)은 각 플라즈마 에칭 장치(10) 및 반송실(20)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지되는 것이 가능하다. 또한, 로드록실(30)은 대기 분위기에 있는 카세트(40)와 감압 분위기의 플라즈마 에칭 장치(10) 사이에서 유리 기판(G)의 수수를 실행하기 위한 것이고, 대기 분위기와 감압 분위기를 반복하는 관계상, 그 내부 용적이 극히 작게 구성되어 있다. 더욱이, 로드록실(30)은 기판 수 용부(31)가 상하 2단으로 마련되어 있고(도 2에서는 상단만 도시함), 각 기판 수용부(31)내에는 유리 기판(G)을 지지하기 위한 버퍼(32)와 유리 기판(G)의 위치맞춤을 실행하는 포지셔너(positioner)(33)가 마련되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 시스템(1)의 각 구성부는 마이크로프로세서를 구비한 프로세스 콘트롤러(60)에 의해 제어되는 구성으로 되어 있다. 이 프로세스 콘트롤러(60)에는, 공정 관리자가 플라즈마 에칭 시스템(1)을 관리하기 위한 명령의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 플라즈마 에칭 시스템(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(61)가 접속되어 있다. 또한, 프로세스 콘트롤러(60)에는, 플라즈마 에칭 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러(60)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피(recipe)가 저장된 기억부(62)가 접속되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(61)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(62)로부터 호출해서 프로세스 콘트롤러(60)에 실행시킴으로써, 프로세스 콘트롤러(60)의 제어하에서 플라즈마 에칭 시스템(1)에서의 원하는 처리가 실행된다. 상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체, 예컨대 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크(flexible disk), 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다.
다음에, 플라즈마 에칭 장치(10)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은 플라즈마 에칭 장치(10)의 도 2에 있어서의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 4는 그 수평 단면도이며, 도 5는 그 측면도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(10)는, 예컨대 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통(角筒) 형상으로 성형된 챔버(102)를 갖고 있다.
이 챔버(102)내의 바닥부에는 피처리 기판인 유리 기판(G)을 탑재하기 위한 기판 탑재대인 서셉터(104)가 마련되어 있다. 이 서셉터(104)에는, 그 위로의 유리 기판(G)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 실행하기 위한 승강 핀(130)이 승강가능하게 관통 삽입되어 있다. 이 승강 핀(130)은 유리 기판(G)을 반송할 때에는, 서셉터(104)의 상방의 반송 위치까지 상승되고, 그 이외의 때에는 서셉터(104)내로 하강된 상태로 된다. 서셉터(104)는 절연 부재(107)를 거쳐서 챔버(102)의 바닥부에 지지되어 있고, 금속제의 기재(105)와 기재(105)의 주연부에 마련된 절연 부재(106)를 갖고 있다.
서셉터(104)의 기재(105)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(123)이 접속되어 있고, 이 급전선(123)에는 정합기(124) 및 고주파 전원(125)이 접속되어 있다. 고주파 전원(125)으로부터는 예컨대 13.56MHz의 고주파 전력이 서셉터(104)에 공급된다.
상기 서셉터(104)의 상방에는, 이 서셉터(104)와 평행하게 대향해서 상부 전극으로서 기능하는 샤워헤드(111)가 마련되어 있다. 샤워헤드(111)는 챔버(102)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 내부 공간(112)을 갖는 동시에, 서셉터(104)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(113)이 형성되어 있다. 이 샤워헤드(111)는 접지되어 있고, 서셉터(104)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워헤드(111)의 상면에는 가스 도입구(114)가 마련되고, 이 가스 도입구(114)에는, 처리 가스 공급관(115)이 접속되어 있고, 이 처리 가스 공급관(115)에는, 밸브(116) 및 매스플로우 콘트롤러(117)를 거쳐서 처리 가스 공급원(118)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(118)으로부터는, 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는, 할로겐계의 가스, O2 가스, Ar 가스 등 통상 이 분야에서 사용되는 가스를 이용할 수 있다.
상기 챔버(102)의 바닥부에는 배기관(119)이 형성되어 있고, 이 배기관(119)에는 배기 장치(120)가 접속되어 있다. 배기 장치(120)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고, 이로써 챔버(102)내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인가능하도록 구성되어 있다. 또한, 챔버(102)의 측벽에는 기판 반입출구(121)(도 4 참조)가 마련되어 있고, 이 기판 반입출구(121)가 전술한 게이트 밸브(22)에 의해 개폐가능하게 되어 있다. 그리고, 이 게이트 밸브(22)를 개방한 상태에서 반송실(20)내의 반송 장치(50)에 의해 유리 기판(G)이 반입출되도록 되어 있다.
챔버(102)의 기판 반입출구(121)가 형성된 측벽과 직교하는 한쌍의 측벽(102a)에는, 각각 반입출구측 및 그 반대측에 창(140a 및 140b)이 마련되어 있다. 2개씩의 창(140a)끼리 및 창(140b)끼리는 각각 대향하여 마련되고, 이들은 모두 승강 핀(130)의 바로 내측 부분에서 또한 서셉터(104)의 상방의 동일 높이 위치에 마련되어 있다. 창(140a 및 140b)의 한쪽측에는, 승강 핀(130)이 상승한 상태 에서의 유리 기판(G)에 대응하는 위치에 기판 검출 광센서(141)가 마련되고, 그 아래에는, 공간 검출 광센서(142)가 마련되어 있다. 또한, 창(140a 및 140b)의 다른쪽측에는, 이들 광센서(141 및 142)의 광을 반사하는 반사 미러(143, 144)가 마련되어 있다. 광센서(141 및 142)는 모두 발광 소자 및 수광 소자를 갖고 있고, 발광 소자로부터 방출된 광이 반사 미러(143 또는 144)에서 반사해서 그 반사광을 수광 소자에서 검출하도록 되어 있다. 그리고, 이들 광센서(141 및 142)에 의해, 반송 위치로 상승된 승강 핀(130)상의 유리 기판(G)의 상태를 검출한다. 창(140a, 140b)에는 석영으로 이루어지는 광투과 부재(145)가 장착되어 있고, 또 광센서(141, 142)는 장착 지그(146)에 의해 창(140a, 140b)에 장착되어 있다. 또, 광센서(141 및 142)의 광으로서는 직경이 큰 적외선을 바람직하게 사용할 수 있지만, 이것에 한정하지는 않는다.
또, 플라즈마 에칭 장치(10)는 그 각 구성부를 제어하는 장치 제어부(150)를 구비하고 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 장치 제어부(150)는 상기 프로세스 콘트롤러(60)에 접속되어 있고, 그 지령에 근거해서 각 구성부의 제어를 실행하도록 되어 있다. 또한, 장치 제어부(150)에는 상기 광센서(141 및 142)의 검출 신호가 입력되도록 되어 있고, 장치 제어부(150)는 그 검출 신호에 근거해서 유리 기판(G)의 상태를 판단하는 연산부(151)와, 이 연산부(151)가 유리 기판(G)의 탑재 상태에 이상이 있다고 판단했을 경우에, 경보 장치(153)에 지령을 내려서 경보를 발하는 동시에 프로세스 콘트롤러(60)를 거쳐서 반송실(20)의 반송 장치(50)의 동작을 정지시키고, 더욱이 플라즈마 에칭 장치(10)의 각 구성부에 동작을 정지시키 는 지령을 내리는 지령부(152)를 갖고 있다. 또, 유리 기판(G)의 2차 파손을 방지하는 관점에서는, 적어도 반송 장치(50)의 동작을 정지하면 좋다.
다음에, 이렇게 구성되는 플라즈마 에칭 시스템(1)에 있어서의 처리 동작에 대해서 설명한다. 우선, 반송 기구(43)의 2매의 픽(45, 46)을 진퇴 구동시켜서, 미처리 기판을 수용한 한쪽의 카세트(40)로부터 2장의 유리 기판(G)을 로드록실(30)의 2단의 기판 수용부(31)로 반입한다.
픽(45, 46)이 퇴피한 후, 로드록실(30)의 대기측의 게이트 밸브(22)를 폐쇄한다. 그 후, 로드록실(30)내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 진공 흡인 종료후, 포지셔너(33)에 의해 기판을 가압함으로써 유리 기판(G)의 위치맞춤을 실행한다.
이상과 같이 위치맞춤된 후, 반송실(20)과 로드록실(30) 사이의 게이트 밸브(22)를 개방하여, 반송실(20)내의 반송 장치(50)에 의해 로드록실(30)의 기판 수용부(31)에 수용된 유리 기판(G)을 수취하고, 플라즈마 에칭 장치(10)로 반입한다.
구체적으로는, 반송 장치(50)의 기판 반송 아암(52)상에 유리 기판(G)을 탑재한 상태에서, 반송실(20)로부터 플라즈마 에칭 장치(10)의 챔버(102)내에 유리 기판(G)을 반입한다. 다음에, 승강 핀(130)을 반송 위치로 상승시키고, 기판 반송 아암(52)으로부터 유리 기판(G)을 승강 핀(130)상에 주고받는다. 그 후, 기판 반송 아암(52)을 반송실(20)로 퇴피시킨 후, 승강 핀(130)을 강하시켜서 서셉터(104)상에 유리 기판(G)을 탑재한다.
그 후, 게이트 밸브(22)를 폐쇄하고, 배기 장치(120)에 의해, 챔버(102)내를 소정의 진공도까지 진공 흡인한다. 그리고, 밸브(116)를 개방하여, 처리 가스 공급원(118)으로부터 처리 가스를, 매스플로우 콘트롤러(117)에 의해 그 유량을 조정하면서, 처리 가스 공급관(115), 가스 도입구(114)를 통해서 샤워헤드(111)의 내부 공간(112)에 도입하고, 더욱이 토출 구멍(113)을 통해서 기판(G)에 대하여 균일하게 토출하여, 배기량을 조절하면서 챔버(102)내를 소정 압력으로 제어한다.
이 상태에서 처리 가스 공급원(118)으로부터 소정의 처리 가스를 챔버(102)내로 도입하는 동시에, 고주파 전원(125)으로부터 고주파 전력을 서셉터(104)에 인가하여, 하부 전극으로서의 서셉터(104)와 상부 전극으로서의 샤워헤드(111) 사이에 고주파 전계를 발생시켜서, 처리 가스의 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마에 의해 유리 기판(G)에 에칭 처리를 실시한다.
이렇게 하여 에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(125)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 처리 가스 도입을 정지한 후, 챔버(102)내의 압력을 소정의 압력으로 조정하고, 승강 핀(130)에 의해 유리 기판(G)을 반송 위치까지 상승시킨다. 이 상태에서 게이트 밸브(22)를 개방해서 반송 장치(50)의 기판 반송 아암(52)을 챔버(102)내에 삽입하여, 승강 핀(130)상에 있는 유리 기판(G)을 기판 반송 아암(52)에 주고받는다. 그리고, 유리 기판(G)을 기판 반입출구(121)를 거쳐서 챔버(102)내로부터 반송실(20)로 반출한다.
챔버(102)로부터 반출된 유리 기판(G)은 반송 장치(50)의 기판 반송 아암(52)에 탑재된 상태로 로드록실(30)로 반송되어, 반송 기구(43)에 의해 카세트(40)에 수용된다. 이때, 원래의 카세트(40)로 되돌려도 좋고, 다른쪽의 카세 트(40)에 수용하도록 해도 좋다.
이상과 같은 일련의 동작을 카세트(40)에 수용된 유리 기판(G)의 장수만큼 반복하여, 처리가 종료한다.
이때의 처리는, 종래에 자동적으로 실행되고, 유리 기판(G)에 반송 이상을 검지하는 수단이 마련되어 있지 않기 때문에, 반송 이상이 있어도 유리 기판(G)의 반송 및 처리가 속행되고 있었다. 특히, 승강 핀(130)에 유리 기판(G)을 주고받은 상태에서 유리 기판(G)이 어긋나거나 깨지면, 그 후 반송 동작이 속행되는 것에 의해, 장치내에 손상이 발생하거나, 깨지지 않은 상태로 있던 유리 기판이 깨지거나, 단순한 균열밖에 생기지 않은 유리 기판이 복잡하게 깨지는 등의 2차 파손이 발생한다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 반송 위치로 상승시킨 상태의 승강 핀(130)상에 유리 기판(G)을 탑재시킨 상태에서, 유리 기판(G)의 탑재 상태를 검지하여, 그 이상의 유무를 판단함으로써, 이러한 문제를 회피하도록 한다.
다음에, 이러한 유리 기판(G)의 탑재 상태의 검지를 포함한 동작 시퀀스를 도 7의 흐름도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 우선, 기판 반송 아암(52)에 의해 반송 위치에 있는 승강 핀(130)상에 탑재한다(단계 1). 다음에, 반송 장치(50)의 기판 반송 아암(52)을 챔버(102)로부터 퇴피시키고(단계 2), 기판 검출 광센서(141) 및 공간 검출 광센서(142)에 의한 검출을 실행한다(단계 3).
이 단계 2에 있어서의 검출 결과에 근거하여, 장치 제어부(150)가 유리 기판(G)이 승강 핀(130)상에 정상적으로 탑재되어 있는지 유무를 판단한다(단계 4). 이러한 경우의 판단은, 2개의 기판 검출 광센서(141)의 수광 소자가 수광하지 않고, 2개의 공간 검출 광센서(142)의 수광 소자가 수광하는 상태를 정상이라고 판단하고, 어느 한쪽 또는 양쪽의 기판 검출 광센서(141)의 수광 소자가 수광하는 상태, 및 어느 한쪽 또는 양쪽의 공간 검출 광센서(142)의 수광 소자가 수광하지 않는 상태의 적어도 한쪽이 있는 경우에는 이상이라고 판단한다.
즉, 유리 기판(G)이 승강 핀(130)상에 정상적으로 탑재되어 있을 경우에는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판 검출 광센서(141)에서는 발광한 광을 유리 기판(G)이 차단하기 때문에 수광하지 않고(기판 검출 광센서: OK), 그 아래의 공간 부분에는 아무것도 존재하지 않으므로 공간 검출 광센서(142)에서는 발광한 광을 수광한다(공간 검출 광센서: OK). 이에 대하여, 적어도 어느 한쪽 또는 양쪽의 기판 검출 광센서(141)에서 발광한 광을 수광할 경우에는, 유리 기판(G)에서 차광되지 않고 있는 것을 나타내고 있어, 유리 기판(G)의 탑재 상태가 이상이라고 판단된다. 예를 들면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 유리 기판(G)이 한쪽의 승강 핀(130)으로부터 벗어난 경우에는, 벗어난 측의 기판 검출 광센서(141)가 차광되지 않는 것(기판 검출 센서: NG)으로부터 이상이라고 판단된다.
단, 양쪽의 기판 검출 광센서(141)가 유리 기판(G)에 의해 차광되어 있어도, 탑재 상태가 이상인 경우가 존재한다. 예를 들면, 도 1O에 도시하는 바와 같이, 기판 검출 광센서(141)의 발광 방향에 직교하는 방향으로 깨졌을 경우에는, 유리 기판(G)의 탑재 상태가 실제로는 이상인 것임에도 불구하고, 2개의 기판 검출 광센서(141)로부터 발광된 광이 모두 유리 기판(G)에 의해 차광되어, 기판 검출 광센 서(141)는 OK 상태이다. 따라서, 기판 검출 광센서(141)만을 마련하고 있는 것에서는 유리 기판(G)의 탑재 상태가 정상인지 이상인지를 정확하게 판단할 수는 없다. 그러나, 본 실시형태에서는 기판 검출 광센서(141) 이외에 그 아래에 공간 검출 광센서(142)를 마련하고 있어, 깨진 유리 기판(G)이 공간 검출 광센서(142)로부터 발광된 광도 차광하므로(공간 검출 센서: NG), 이로써 유리 기판(G)의 탑재 상태가 이상이라고 판단할 수 있다. 도 11은 광센서(141 및 142)로부터 발광된 광의 방향을 따른 방향에서 유리 기판(G)이 깨졌을 경우이지만, 이 경우에는, 기판 검출 광센서(141)의 적어도 한쪽이 발광한 광은 차광되지 않고, 공간 검출 광센서(142)의 적어도 한쪽이 발광된 광이 차광되기 때문에, 기판 검출 광센서(141)도 공간 검출 광센서(142)도 모두 NG이다.
단계 4에 있어서 유리 기판(G)의 탑재 상태가 이상이라고 판단되었을 경우에는, 반송 장치(50)의 정지 및 플라즈마 에칭 장치(10)의 동작을 정지하는 동시에, 경보를 발한다(단계 5).
한편, 단계 4에 있어서 유리 기판(G)의 탑재 상태가 정상이라고 판단되었을 경우에는, 승강 핀(130)을 하강시켜서 유리 기판(G)을 서셉터(104)상에 탑재한다(단계 6). 그리고, 그 상태에서 유리 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 실행한다(단계 7).
플라즈마 에칭 처리가 종료한 후, 승강 핀(130)을 상승시켜서 유리 기판(G)을 반송 위치로 상승시킨다(단계 8). 다음에, 반송 아암(52)이 삽입되기 전에, 기판 검출 광센서(141) 및 공간 검출 광센서(142)에 의한 검출을 실행한다(단계 9). 이 단계 9에 있어서의 검출 결과에 근거하여, 장치 콘트롤러(150)가 유리 기판(G)이 승강 핀(130)상에 정상적으로 탑재되어 있는지 유무를 단계 4와 동일한 기준으로 판단한다(단계 10).
단계 10에 있어서 유리 기판(G)의 탑재 상태가 이상이라고 판단되었을 경우에는, 상기 단계 5로 이행하여, 반송 장치(50) 및 플라즈마 에칭 장치(10)의 동작을 정지시키고, 더욱이 경보를 발한다.
한편, 단계 10에 있어서 유리 기판(G)의 탑재 상태가 정상이라고 판단되었을 경우에는, 반송 장치(50)의 기판 반송 아암(52)을 유리 기판(G) 아래에 삽입하고(단계 11), 기판 반송 아암(52)상에 유리 기판(G)을 탑재하여, 챔버(102)로부터 반출한다(단계 12). 이로써 일련의 동작이 종료한다.
이와 같이, 기판 검출 광센서(141)와 공간 검출 광센서(142)를 마련하여 유리 기판(G)의 승강 핀(130)상의 탑재 상태를 검지하므로, 비교적 간단한 구성이면서, 유리 기판(G)의 탑재 상태의 이상의 유무를 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 탑재 상태에 이상이 있는 것을 검지한 시점에서 반송 장치(50) 및 플라즈마 에칭 장치(10)의 동작을 정지하고, 또한 경보를 발한다라는 대책을 채용할 수 있어, 유리 기판(G)의 2차 파손을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 광센서를 준비하는 것뿐인 매우 간단한 설비에 의해 유리 기판(G)의 탑재 상태의 이상을 검지할 수 있다. 또한, 기판 검출 광센서(141) 이외에 공간 검출 광센서(142)를 마련함으로써, 유리 기판(G)의 탑재 상태의 이상의 유무를 매우 정확하게 검지할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 승강 핀상에 탑재된 기판의 탑재 상태를 검지한 예를 나타냈지만, 반송가능하게 지지되어 있는 기판을 검지하는 것이면 이것에 한정하지 않는다. 또한, 상기 실시형태에서는, 기판 검출 광센서 및 공간 검출 광센서로서, 발광 소자 및 수광 소자를 동일한 위치에 마련하고, 반사 미러로 반사시키는 타입의 것을 사용했지만, 발광 소자와 수광 소자를 대향하여 마련하는 타입의 것이어도 좋다. 더욱이, 광센서에 한하지 않고 다른 센서이어도 좋고, 센서의 수도 상기 실시형태에 한정하지 않는다. 공간 검출 센서는 기판이 존재하지 않는 것을 검출하기 위한 것이므로 반드시 고정적으로 마련할 필요는 없고, 수평방향으로 주사하도록 해도 좋다. 더욱더, 상기 실시형태에서는 플라즈마 에칭 장치에 본 발명을 적용한 예에 대해서 나타냈지만, 이것에 한하지 않고, 다른 기판 처리 장치에 적용할 수도 있고, 더욱이 상기 로드록실(30) 등의 예비 진공실에 있어서의 기판의 탑재 상태의 기판 검지에 적용할 수도 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 기판으로서 FPD용 유리 기판을 이용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등의 다른 기판이어도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 승강 핀 등의 지지 부재를 이용하여 기판을 탑재대로부터 상승시킨 상태에서 반송 장치에 의해 기판을 반송할 경우의 전반에 적용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시형태인 플라즈마 에칭 장치를 탑재한 멀티챔버 타입의 플라즈마 에칭 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 시스템의 내부를 개략적으로 도시하는 수평 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 도 2에 있어서의 A-A선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 수평 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 측면도,
도 6은 플라즈마 에칭 장치의 장치 제어부를 도시하는 블럭도,
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 유리 기판의 탑재 상태의 검지를 포함한 동작 시퀀스를 설명하기 위한 흐름도,
도 8은 기판의 탑재 상태가 정상이라고 판단된 상태를 설명하기 위한 모식도,
도 9는 기판의 탑재 상태가 이상이라고 판단된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도,
도 10은 기판의 탑재 상태가 이상이라고 판단된 상태의 다른 예를 설명하기 위한 모식도,
도 11은 기판의 탑재 상태가 이상이라고 판단된 상태의 또 다른 예를 설명하기 위한 모식도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 플라즈마 에칭 시스템 10 : 플라즈마 에칭 장치
20 : 반송실 22 : 게이트 밸브
30 : 로드록실 50 : 반송 장치
52 : 기판 반송 아암 60 : 프로세스 콘트롤러
102 : 챔버 104 : 서셉터
130 : 승강 핀 140a, 140b : 창
141 : 기판 검출 광센서(제 1 센서) 142 : 공간 검출 광센서(제 2 센서)
150 : 장치 제어부 151 : 연산부
152 : 지령부 153 : 경보 장치
G : 유리 기판

Claims (9)

  1. 반송가능한 상태로 지지된 기판의 지지 상태를 검지하는 기판 검지 기구에 있어서,
    반송가능한 높이 위치에서 기판을 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 1 센서와,
    상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 2 센서와,
    상기 제 1 센서가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 상기 제 2 센서가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 상기 제 1 센서가 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 상기 제 2 센서가 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 검지 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광센서인 것을 특징으로 하는
    기판 검지 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서를 2개씩 갖고, 상기 연산부는, 2개의 상기 제 1 센서의 양쪽이 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 2개의 상기 제 2 센서의 양쪽이 기판이 없는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 2개의 상기 제 1 센서의 적어도 한쪽이 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 2개의 상기 제 2 센서의 적어도 한쪽이 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 것을 특징으로 하는
    기판 검지 기구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 기판을 탑재하는 탑재대에 대하여 승강가능하게 마련된 복수의 승강 핀이며, 상기 승강 핀이 상기 탑재대로부터 돌출한 위치에서 기판을 반송가능한 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는
    기판 검지 기구.
  5. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에서 기판을 탑재하는 탑재대와,
    상기 탑재대의 상방의 소정의 높이 위치에서 기판을 반송가능한 상태로 지지 하는 지지 부재와,
    상기 탑재대상의 기판에 처리를 실시하는 처리 기구와,
    상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 1 센서와,
    상기 지지 부재가 기판을 지지하는 높이 위치보다도 하방 위치에 있어서의 기판의 유무를 검출하는 제 2 센서와,
    상기 제 1 센서가 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 상기 제 2 센서가 기판이 없는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 상기 제 1 센서가 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 상기 제 2 센서가 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 연산부와,
    상기 연산부가 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단했을 때에, 적어도 기판의 반송을 정지하는 지령을 내리는 사령부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 발광 소자와 수광 소자를 갖는 광센서인 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서를 2개씩 갖고, 상기 연산부는, 2개의 상기 제 1 센서의 양쪽이 기판이 있는 것을 검출하고, 또한 2개의 상기 제 2 센서의 양쪽이 기판이 없는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 정상이라고 판단하고, 2개의 상기 제 1 센서의 적어도 한쪽이 기판이 없는 것을 검출하거나, 또는 2개의 상기 제 2 센서의 적어도 한쪽이 기판이 있는 것을 검출했을 때에 상기 지지 부재에 있어서의 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 탑재대에 대하여 승강가능하게 마련된 복수의 승강 핀이며, 상기 승강 핀이 상기 탑재대로부터 돌출한 위치에서 기판을 반송가능한 상태로 지지하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  9. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사령부는 상기 연산부가 기판의 지지 상태가 이상이라고 판단했을 때에 경보를 발하는 지령을 내리는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
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