KR20150074325A - Control apparatus for substrate deposition apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판증착장치의 제어장치와 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 온도를 측정하는 장치를 이용한 기판증착장치의 제어장치와 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a control apparatus for a substrate deposition apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a control apparatus for a substrate deposition apparatus using an apparatus for measuring a substrate temperature and a control method thereof.
발광표시소자 등을 제조하기 위해서는 AlN, GaAs, GaN, InP 와 같은 막이 증착되어야 한다. 이들 막의 증착은 화학 기상 증착법(CVD)이나 분자선 에피택시법(MBE), 금속유기물 화학기상증착법(MOCVD) 등이 사용된다. 이 증착방법들은 진공 상태에서 챔버 내부에 기판을 설치하고, 기판 상에 공정가스를 공급하여 기판의 표면에 결정층이 증착되도록 한다.In order to manufacture a light emitting display device, a film such as AlN, GaAs, GaN, or InP must be deposited. These films are deposited by chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or the like. In these deposition methods, a substrate is placed inside the chamber in a vacuum state, and a process gas is supplied onto the substrate so that a crystal layer is deposited on the surface of the substrate.
이러한 증착방법을 이용한 증착시에 챔버 내의 기판의 온도를 고온 상태로 유지하여야 한다, 따라서 기판증착장치에는 기판을 가열하는 히터가 설치되고, 챔버 내의 기판의 온도를 측정하는 모니터링 장치가 함께 설치된다. 그리고 이 모니터링 장치를 이용하여 히터의 가열 온도를 제어할 수 있도록 하고 있다.The substrate deposition apparatus is provided with a heater for heating the substrate, and a monitoring apparatus for measuring the temperature of the substrate in the chamber is installed together with the substrate deposition apparatus. The monitoring device is used to control the heating temperature of the heater.
기판의 온도를 모니터링 하는 장치로는 열에 의하여 기판의 표면에서 발생하는 적외선을 감시하는 파이로미터(pyrometer)가 사용된다. 파이로미터는 챔버에 설치된 창의 외측에 설치되고, 파이로미터의 온도 측정은 기판의 표면이나 성막 중의 반도체층의 표면에서 발생되는 적외선이 유리창을 투과하면 이 적외선을 감지하여 온도를 측정한다. As a device for monitoring the temperature of the substrate, a pyrometer which monitors infrared rays generated from the surface of the substrate by heat is used. The pyrometer is installed on the outside of the window installed in the chamber. The temperature of the pyrometer is measured by detecting the infrared ray when the infrared ray generated from the surface of the substrate or the semiconductor layer during film formation passes through the window.
한편, 상술된 바와 같은 증착방법은 복수의 기판에 균일한 막 두께를 형성하기 위하여 기판을 지지하는 서셉터가 회전구동되면서 성막 공정이 진행된다. 따라서 서셉터의 회전속도 및 서셉터의 평탄도 유지는 기판에 형성되는 막의 품질을 결정하는 중요한 요인으로 작용할 수 있다. On the other hand, in the above-described deposition method, the deposition process proceeds while the susceptor supporting the substrate is driven to rotate to form a uniform film thickness on a plurality of substrates. Therefore, the rotational speed of the susceptor and the maintenance of the flatness of the susceptor can serve as important factors for determining the quality of the film formed on the substrate.
따라서 기판의 성막 공정 중에는 서셉터의 구동상태를 관찰하고 필요한 경우 서셉터의 구동을 제어하고 공정 관리를 위한 조작이 이루어져야 한다. Therefore, during the film forming process of the substrate, the driving state of the susceptor should be observed, operation of the susceptor should be controlled and process control should be performed if necessary.
종래의 경우 기판의 온도 감지와 서셉터의 회전구동 상태의 감지는 별도의 장치를 이용하여 수행하였다. 그런데 이러한 기판의 온도 감지를 위한 파이로미터와 별도의 서셉터 구동상태를 감지하기 위한 감지 장치는 매우 고가의 부품으로 기판증착장치의 제조비용을 상승시키는 문제점이 있다.
Conventionally, temperature sensing of the substrate and detection of the rotational driving state of the susceptor were performed using a separate device. However, the sensing device for detecting the susceptor driving state separately from the pyrometer for sensing the temperature of the substrate has a problem that the manufacturing cost of the substrate deposition apparatus is increased due to a very expensive component.
본 발명의 목적은 기판의 온도를 감지하는 온도 감지부에서 감지된 온도를 이용하여 서셉터의 구동상태를 함께 측정하고 판단할 수 있도록 하는 기판증착장치의 제어장치와 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control apparatus and method for a substrate deposition apparatus that can measure and determine a driving state of a susceptor by using a temperature sensed by a temperature sensing unit for sensing a temperature of the substrate .
본 발명에 따른 기판증착장치의 제어장치는 챔버 내부에 배치되는 서셉터의 온도를 감지하는 온도 감지부, 상기 온도 감지부에 의해 감지된 상기 서셉터의 온도를 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출하는 파형 도출부 및 상기 서셉터의 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 회전구동 상태를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.The controller of the substrate depositing apparatus according to the present invention includes a temperature sensing unit for sensing a temperature of a susceptor disposed in a chamber, a temperature sensor for sensing a temperature of the susceptor sensed by the temperature sensing unit, And a determination unit for determining a rotational driving state of the susceptor according to a temperature waveform of the susceptor.
상기 온도 감지부는 상기 서셉터에 지지되는 기판의 온도를 함께 감지하며, 상기 기판증착장치의 제어장치는 상기 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 온도에 대응되는 서셉터영역과 상기 기판의 온도에 대응되는 기판영역으로 분리하는 영역 분리부를 더 포함할 수 있다.Wherein the temperature sensing unit senses the temperature of the substrate supported by the susceptor at the same time, and the controller of the substrate deposition apparatus controls the temperature of the susceptor in accordance with the temperature waveform, And may further include a region dividing portion for dividing the substrate into the substrate region.
상기 영역 분리부는 전체 온도 파형 중, 상대적으로 높은 온도 파형의 영역을 상기 서셉터영역으로 분리하고 상기 서셉터영역보다 낮은 온도 파형의 영역을 상기 기판영역으로 분리할 수 있다.The region separator may separate a region having a relatively high temperature waveform into the susceptor region and a region having a lower temperature waveform than the susceptor region into the substrate region.
상기 기판증착장치의 제어장치는 상기 기판영역 또는 서셉터영역의 개수를 바탕으로 상기 서셉터의 1회전 주기를 검출하는 회전주기 검출부 및 상기 회전주기 검출부에 의해 검출되는 상기 서셉터의 1회전 주기를 이용하여 상기 서셉터의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부를 더 포함할 수 있다.Wherein the controller of the substrate deposition apparatus includes a rotation period detection unit for detecting one rotation period of the susceptor based on the number of the substrate regions or the susceptor regions and a rotation period detection unit for detecting one rotation period of the susceptor detected by the rotation period detection unit And a rotation speed detector for detecting the rotation speed of the susceptor.
상기 기판증착장치의 제어장치는 상기 서셉터의 1회전 주기에 해당되는 상기 서셉터영역의 파고를 비교하는 파고 비교부를 더 포함하며, 상기 판단부는 상기 서셉터의 1회전 주기 내의 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교 결과에 따라 상기 서셉터의 와블링(wobbling) 여부를 판단할 수 있다.The controller of the substrate deposition apparatus may further include a peaks / valleys comparison unit for comparing peaks of the susceptor region corresponding to one rotation cycle of the susceptor, wherein the determination unit determines whether the susceptor region within one rotation period of the susceptor Whether or not the susceptor is wobbling can be determined according to the comparison result of the height of the wave.
한편, 본 발명에 따른 기판증착장치의 제어방법은 챔버 내부의 서셉터에 기판이 안착되어 상기 서셉터가 회전되며 상기 챔버 내부로 공정가스가 공급되어 상기 기판에 대한 증착처리가 개시되는 공정 개시단계, 온도 감지부에 의해 상기 서셉터의 온도가 감지되는 온도 감지단계, 상기 온도 감지부에 의해 감지된 상기 서셉터의 온도가 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출되는 파형 도출단계 및 상기 서셉터의 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 회전 구동상태가 판단되는 서셉터 구동상태 판단단계를 포함할 수 있다.The control method of a substrate deposition apparatus according to the present invention is characterized in that a substrate is placed on a susceptor in a chamber, the susceptor is rotated, and a process gas is supplied into the chamber to start a deposition process on the substrate A temperature sensing step of sensing a temperature of the susceptor by a temperature sensing unit, a waveform deriving step of deriving a temperature waveform of a change amount of the susceptor sensed by the temperature sensing unit with time, And determining a susceptor driving state of the susceptor based on the temperature waveform of the susceptor.
상기 온도 감지부는 상기 기판의 온도를 함께 감지하며, 상기 기판증착장치의 제어방법은 전체 온도 파형 중, 상기 온도 파형 중, 상대적으로 높은 온도 파형의 영역을 상기 서셉터영역으로 분리하고 상기 서셉터영역보다 낮은 온도 파형의 영역을 상기 기판영역으로 분리하는 영역 분리단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the temperature sensing unit senses the temperature of the substrate together, and the control method of the substrate deposition apparatus separates a region of a temperature waveform of the entire temperature waveform and a relatively high temperature waveform into the susceptor region, And separating a region of a lower temperature waveform into the substrate region.
상기 기판증착장치의 제어방법은 상기 기판영역 또는 상기 서셉터영역의 개수를 바탕으로 상기 서셉터의 1회전 주기를 검출할 수 있다.The control method of the substrate deposition apparatus may detect one rotation cycle of the susceptor based on the number of the substrate regions or the susceptor regions.
상기 기판증착장치의 제어방법은 상기 서셉터의 1회전 주기를 이용하여 상기 서셉터의 회전속도를 검출할 수 있다.The control method of the substrate deposition apparatus can detect the rotational speed of the susceptor using one rotation cycle of the susceptor.
상기 기판증착장치의 제어방법은 상기 서셉터의 1회전 주기에 해당되는 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교할 수 있다.The control method of the substrate deposition apparatus can compare the height of the wave of the susceptor region corresponding to one rotation cycle of the susceptor.
상기 기판증착장치의 제어방법은 상기 서셉터의 1회전 주기 내의 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교 결과에 따라 상기 서셉터의 와블링(wobbling) 여부를 판단할 수 있다.The control method of the substrate deposition apparatus may determine whether the susceptor is wobbling according to a comparison result of a height of a wave of the susceptor region within one rotation cycle of the susceptor.
상기 기판증착장치의 제어방법은 상기 서셉터의 1회전 주기 내의 상기 서셉터영역의 파동의 높이의 비교결과 상기 서셉터영역의 파동의 높이가 점차 낮아지거나, 점차 높아지면 상기 서셉터의 와블링이 발생된 것으로 판단할 수 있다.The control method of the substrate deposition apparatus may further include a step of controlling the substrate deposition apparatus such that the height of the wave of the susceptor region is gradually lowered as a result of a comparison of the height of the wave of the susceptor region within one rotation cycle of the susceptor, It can be judged that it has occurred.
본 발명에 따른 기판증착장치의 제어장치와 그 제어방법은 기판증착장치에서 기판의 온도를 감지하는 파이로미터와 같은 온도감지장치를 이용하여 기판과 서셉터의 온도를 감지하고, 감지된 온도로부터 서셉터의 전반적인 구동상태를 판단할 수 있도록 함으로써 기판증착장치의 제조원가를 절감하고, 구성을 단순화 할 수 있는 효과가 있다.A control apparatus and a control method thereof for a substrate deposition apparatus according to the present invention detect a temperature of a substrate and a susceptor by using a temperature sensing apparatus such as a pyrometer which senses a temperature of a substrate in a substrate deposition apparatus, It is possible to determine the overall driving state of the susceptor, thereby reducing the manufacturing cost of the substrate deposition apparatus and simplifying the configuration.
도 1은 본 실시예에 따른 기판증착장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 기판증착장치의 제어장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 기판증착장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 기판이 지지된 서셉터의 구동상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 서셉터의 구동상태가 양호한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 서셉터의 구동상태가 양호한 온도 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7은 서셉터에 와블링이 발생된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 서셉터에 와블링이 발생된 상태의 온도 파형을 나타낸 그래프이다. 1 is a view showing a substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
2 is a view showing a control apparatus of the substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
3 is a flowchart for explaining a control method of the substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
4 is a plan view schematically showing a driving state of a susceptor on which a substrate is supported.
5 is a view for explaining a state in which the driving state of the susceptor is favorable.
6 is a graph showing a temperature waveform in which the driving state of the susceptor is favorable.
7 is a view for explaining a state where W and B are generated in the susceptor.
8 is a graph showing a temperature waveform in a state where W and B are generated in the susceptor.
이하에서는 본 발명에 따른 기판증착장치의 제어장치와 그 제어방법에 대한 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a control apparatus and a control method thereof for a substrate deposition apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, To be fully informed.
이하 본 실시예에 따른 기판증착장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a substrate deposition apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 실시예에 따른 기판증착장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판증착장치는 챔버(110), 가스공급부(120), 서셉터(130) 및 온도 감지부(210)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a substrate deposition apparatus according to an embodiment of the present invention may include a
챔버(110)의 내부에는 기판에 증착 처리가 수행되는 공간이 형성될 수 있다. Inside the
가스공급부(120)는 챔버(110)의 상부에 배치될 수 있다. 가스공급부(120)는 챔버(110) 내부를 개폐시키는 리드(Lid)와 일체형으로 이루어질 수 있다. 가스공급부(120)는 공정가스를 챔버(110) 내부로 분사한다. 가스공급부(120)는 제 1공정가스유로(121), 제 2공정가스유로(122), 퍼지가스유로(123) 및 냉각유로(124)를 포함하는 샤워헤드(Shower Head)의 형태로 마련될 수 있다. The
제 1공정가스유로(121)와 제 2공정가스유로(122)는 서로 독립된 유로를 가질 수 있다. 이는 제 1공정가스와 제 2공정가스가 섞이지 않도록 하기 위한 구성이다. 퍼지가스유로(123)는 가스공급부(120)의 테두리부에 형성될 수 있다. 퍼지가스는 챔버(110) 내부로 공급된 공정가스들이 챔버(110)의 내벽으로 향하는 것을 방지하여 챔버(110) 내벽에 파티클이 증착되지 않도록 한다. 냉각유로(124)는 제 1공정가스유로(121)와 제 2공정가스유로(122)의 하측에 배치될 수 있다. 따라서 제 1공정가스와 제 2공정가스는 냉각유로(124)를 가로질러 챔버(110)의 내부로 공급될 수 있다. 냉각유로(124)에는 냉매가 흐르므로, 가스공급부(120)의 하부면은 냉각될 수 있다. 이는 가스공급부(120)의 하부면에서 공정가스의 반응이 일어나는 것을 방지하기 위한 구성이다. The first process
서셉터(130)는 가스공급부(120)의 하측에 배치된다. 서셉터(130)의 상부면에는 다수개의 포켓(131)이 형성될 수 있다. 다수개의 포켓(131)의 내측에는 기판(10)이 각각 안착될 수 있다. 기판(10)은 질화갈륨(gallium nitride), 사파이어(sapphire) 등 에피텍셜(epitaxial) 공정이 수행 가능한 것일 수 있다. 서셉터(130)의 하부에는 회전축이 설치될 수 있다. 챔버(110)의 외부로 연장되는 서셉터(130)의 회전축의 하단에는 모터가 연결될수 있다. 따라서 서셉터(130)는 공정 수행 중에 모터와 회전축에 의해 회전될 수 있다.The
서셉터(130)에는 기판(10)의 온도를 조절하기 위해 서셉터(130)를 가열하는 히터(heater)(133)가 설치될 수 있다. 히터(133)는 서셉터(130)의 영역 별로 개별 온도가 제어 가능하도록 복수개로 설치될 수 있다. 각 히터(133)는 서셉터(130)에 안착된 기판(10)을 600℃ ~ 1,300℃ 로 가열할 수 있다. 히터(133)는 텅스텐 히터(tungsten heater) 또는 RF 히터(radio frequency heater) 등이 사용될 수 있다.The
서셉터(130)의 측방에는 챔버(110)의 바닥까지 연장되는 격벽(132)이 배치될 수 있다. 격벽(132)과 챔버(110)의 내벽 사이에는 'J' 형태의 라이너(Liner)(140)가 설치될 수 있다. 라이너(140)는 챔버(110) 내부에 와류가 발생되는 것을 방지한다. 따라서 챔버(110) 내부의 폐가스는 원활하게 배출되고, 챔버(110)의 내벽과 격벽(132)에 파티클(particle)이 증착되는 것이 방지될 수 있다. 이러한 라이너(140)는 쿼츠(quartz)로 제작될 수 있다. 본 실시예에서 사용자는 라이너(140)의 사용 여부를 선택할 수 있다.A
챔버(110)의 하부에는 공정 후 남은 폐가스 및 파티클이 배출되는 배기홀(111)이 형성될 수 있다. 따라서 공정 후 남은 폐가스 및 파티클은 라이너(140)에 의해 가이드되어 배기홀(111)로 배출될 수 있다. 그리고 배기홀(111)에는 펌프(pump)(미도시)와 배기가스의 정화를 위한 가스 스크러버(gas scrubber)(미도시) 등이 설치될 수 있다.In the lower portion of the
한편, 온도 감지부(210)는 챔버(110)의 외부 상측에 배치될 수 있다. 온도 감지부(210)는 챔버(110) 내의 기판(10)과 서셉터(130)의 온도를 측정한다. 온도 감지부(210)로는 광학적으로 온도를 감지하는 비접촉식 온도계가 사용될 수 있다. 이에 따라 온도 감지부(210)가 공정 공간 밖에서 기판(10) 또는 서셉터(130)의 온도를 측정할 수 있도록, 가스공급부(120)에는 감지포트(211)가 설치될 수 있다.
On the other hand, the
도 2는 본 실시예에 따른 기판증착장치의 제어장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a control apparatus of the substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판증착장치의 제어장치는 파형 도출부(220), 영역 분리부(230), 회전주기 검출부(240), 회전속도 검출부(250), 파고 비교부(260) 및 판단부(270)를 포함할 수 있다. 2, the controller of the substrate deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a waveform derivation unit 220, a
파형 도출부(220)는 온도 감지부(210)에 의해 감지된 온도를 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출할 수 있다. 즉, 온도 감지부(210)는 서셉터(130)를 향해 소정 파장의 광을 조사하고, 서셉터(130)가 회전됨에 따라 서셉터(130)와 기판(10)으로부터 반사되는 광이 연속적으로 온도 감지부(210)에 감지될 수 있다. 이와 같이 파형 도출부(220)는 온도 감지부(210)에 감지되는 서셉터(130)와 기판(10)의 온도를 섭씨 등과 같은 단위로 수치적으로 산출하고, 산출 결과를 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출할 수 있다. The waveform derivation unit 220 can derive the temperature sensed by the
영역 분리부(230)는 파형 도출부(220)에 의해 도출된 온도 파형을 서셉터영역과 기판영역을 분리할 수 있다. 즉, 영역 분리부(230)는 상대적으로 높은 온도 파형의 영역을 서셉터영역으로 분리하고, 서셉터영역 보다 낮은 온도 파형의 영역을 기판영역으로분리한다. 그리고 영역 분리부(230)는 소정 온도 범위로 서셉터영역과 기판영역을 구분하여 식별할 수 있도록 하거나, 또는 소정 회전 각도단위로 서셉터영역과 기판영역을 분리할 수 있다. 이와 같이 영역 분리부(230)는 서셉터영역의 온도와 기판영역의 온도를 정확하게 구분할 수 있도록 한다. The
회전주기 검출부(240)는 서셉터(130)에 지지되는 기판(10)의 개수 또는 서셉터(130)에 형성된 포켓(131)의 개수에 따른 서셉터(130)의 1회전 주기를 검출할 수 있다. 예를 들어, 서셉터(130)에 포켓(131)이 6개 형성되고 각 포켓(131)에 기판(10)이 지지된다면, 온도 파형에서 기판영역 또는 서셉터영역은 각각 6개로 나타날 수 있다. 따라서 회전주기 검출부(240)는 기판영역 또는 서셉터영역이 각각 6개로 나타나는 온도 파형의 구간을 서셉터(130)의 1회전 주기로 검출할 수 있다.The rotation
회전속도 검출부(250)는 회전주기 검출부(240)에 의해 검출되는 서셉터(130)의 1회전 주기를 바탕으로 서셉터(130)의 회전속도를 검출할 수 있다. The
파고 비교부(260)는 서셉터(130)의 1회전 주기에 해당되는 서셉터영역들의 높이를 비교할 수 있다. 즉, 상술된 예와 같이 서셉터(130)에 6개의 포켓(131)이 형성되고 각 포켓(131)에 기판(10)이 지지된다면, 서셉터(130)의 1회전 주기 내에는 6개의 서셉터영역이 나타날 수 있다. 파고 비교부(260)는 6개의 서셉터영역의 높이를 비교할 수 있다. The
판단부(270)는 회전속도 검출부(250)에 의해 검출된 서셉터(130)의 회전속도와, 파고 비교부(260)에 의해 비교된 서셉터(130)의 1회전 주기 내의 서셉터영역들의 높이 비교 결과를 이용하여 서셉터(130)의 구동상태를 판단할 수 있다. The
즉, 판단부(260)는 회전속도 검출부(250)에 의해 검출된 서셉터의 회전속도가 기설정된 회전속도에 비해 빠르거나, 느린 것을 판단할 수 있다. 그리고 판단부(270)는 파고 비교부(260)에 의해 비교된 서셉터(130)의 1회전 주기 내의 서셉터영역들의 높이 비교 결과, 서셉터영역들이 점차 높아지거나, 점차 낮아지면 서셉터(130)의 와블링이 발생되는 것으로 판단할 수 있다.
That is, the
이하에서는 본 실시예에 따른 기판증착장치의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a control method of the substrate deposition apparatus according to the present embodiment will be described.
도 3은 본 실시예에 따른 기판증착장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart for explaining a control method of the substrate deposition apparatus according to the present embodiment.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기판증착장치의 제어방법은 공정 개시단계(S11), 온도 감지단계(S13), 파형 도출단계(S15), 영역 분리단계(S17) 및 기판 표면상태 판단단계(S19)를 포함할 수 있다. 3, the control method of the substrate deposition apparatus according to the embodiment of the present invention includes a process starting step S11, a temperature sensing step S13, a waveform deriving step S15, a region separation step S17, And a surface state determination step S19.
공정 개시단계(S11)는 챔버(110) 내부의 서셉터(130)에 기판이 안착되어 기판(10)이 가열되고 서셉터(130)가 회전되며 챔버(110) 내부로 공정가스가 공급되어 기판(10)에 대한 증착처리가 개시되는 단계이다. 온도 감지단계(S13)는 서셉터(130)의 상측에 배치되는 온도 감지부(210)에 의해 서셉터(130)의 온도와 기판(10)의 온도가 감지되는 단계이다. 파형 도출단계(S15)는 온도 감지부(210)에 의해 감지된 온도가 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출되는 단계이다. 영역 분리단계(S17)는 온도 파형에 따라 서셉터(130)의 온도에 대응되는 서셉터영역과 기판(10)의 온도에 대응되는 기판영역으로 분리되는 단계이다. 서셉터 구동상태 판단단계(S19)는 서셉터영역의 온도 파형에 따라 서셉터(130)의 구동상태가 판단되는 단계이다.
In the process start step S11, the substrate is placed on the
도 4는 기판이 지지된 서셉터의 구동상태를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 5는 서셉터의 구동상태가 양호한 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 서셉터의 구동상태가 양호한 온도 파형을 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a plan view schematically showing the driving state of the susceptor in which the substrate is supported, FIG. 5 is a view for explaining a state in which the susceptor is in a favorable driving state, and FIG. Fig.
이하에서는 설명과 이해의 편의를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 6개의 포켓(131)이 형성되고 각 포켓(131)에 기판(10)이 수용되는 예를 들어 설명하도록 한다. Hereinafter, for convenience of explanation and understanding, an example will be described in which six
도 4 및 도 6을 참조하면, 6개의 포켓(131)에는 각각 기판(10)이 수용되고, 서셉터의 회전에 따라 온도 감지부(210)에는 6개의 기판(10)에 대한 온도, 각 포켓(131) 사이의 서셉터(130) 표면에 대한 온도가 감지될 수 있다. 파형 도출부(220)는 측정된 온도들을 도 6에 도시된 바와 같은 온도 파형으로 도출한다. 그리고 영역 분리부(230)는 상대적으로 높은 온도의 영역을 서셉터영역(B)으로 분리하고 서셉터영역(B)보다 낮은 온도의 영역을 기판영역(A)으로 분리한다. 4 and 6, the
이때, 서셉터(130)가 1회전 되면 6개의 서셉터영역(B)과 6개의 기판영역(A)이 나타날 수 있다. 회전주기 검출부(240)는 최초로 검출된 서셉터영역(B) 또는 기판영역(A)으로부터 6개의 서셉터영역(B)와 6개의 기판영역(A)을 포함하는 구간까지를 서셉터가 1회전된 것으로 검출한다. 회전속도 검출부(250)는 서셉터(130)의 1회전 주기를 바탕으로 서셉터(130)의 회전속도를 검출할 수 있다. At this time, six susceptor regions B and six substrate regions A may appear when the
판단부(270)는 회전속도 검출부(250)에 의해 검출되는 서셉터(130)의 회전속도를 기 설정된 회전속도와 비교하여 서셉터(130)의 회전속도의 정상 유무를 판단한다. The
이와 함께 서셉터(130)가 평탄한 자세로 정상적으로 회전된다면 도 6에 도시된 바와 같이 6개의 서셉터영역(B)이 거의 균일한 높이로 나타날 수 있다. 따라서 판단부(270)는 서셉터(130)가 평탄하게 정상적으로 회전구동 되는 것으로 판단할 수 있다.
In addition, if the
도 7은 서셉터에 와블링이 발생된 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 서셉터에 와블링이 발생된 상태의 온도 파형을 나타낸 그래프이다. Fig. 7 is a view for explaining a state in which W and bling are generated in a susceptor, and Fig. 8 is a graph showing a temperature waveform in a state where W and Bling are generated in a susceptor.
도 7 및 도 8을 참조하면, 서셉터(130)에 와블링이 발생되면, 서셉터(130)의 표면이 기울어질 수 있다. 따라서 서셉터(130)의 경사도에 따라 서셉터(130)으로부터 반사되는 광의 반사각도가 변동될 수 있다. 즉, 서셉터(130)에서 반사되는 광이 온도 감지부(210)로 도달되는 거리, 도달되는 시간 등이 변동되어 온도 감지부(210)에 감지되는 광의 광세기, 또는 광량이 점차 감소, 또는 증가될 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 8, when W and B are generated in the
이와 같이 서셉터영역(A)의 온도 파형이 시간이 경과됨에 따라 점차 낮아지거나 점차 낮아지는 것으로 나타나면, 판단부(270)는 서셉터(130)에 와블링이 발생된 것으로 판단하고, 도시되지 않은 제어부는 공정을 중단시킬 수 있다.
If the temperature waveform of the susceptor region A gradually decreases or gradually decreases as time elapses, the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
A : 기판영역
B : 서셉터영역
10 : 기판
110 : 챔버
120 : 가스공급부
121 : 제 1공정가스유로
122 : 제 2공정가스유로
123 : 퍼지가스유로
124 : 냉각유로
130 : 서셉터
131 : 포켓
132 : 격벽
140 : 라이너
210 : 온도 감지부
211 : 감지포트
220 : 파형 도출부
230 : 영역 분리부
240 : 회전주기 검출부
250 : 회전속도 검출부
260 : 파고 비교부
270 : 판단부A: substrate region B: susceptor region
10: substrate
110: chamber 120: gas supply part
121: First process gas flow path 122: Second process gas flow path
123: purge gas flow path 124: cooling flow path
130: susceptor 131: pocket
132: partition wall 140: liner
210: temperature sensing unit 211: sensing port
220: waveform derivation unit 230: region separation unit
240: rotation period detection unit 250: rotation speed detection unit
260: Peak comparison unit 270:
Claims (12)
상기 온도 감지부에 의해 감지된 상기 서셉터의 온도를 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출하는 파형 도출부;및
상기 서셉터의 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 회전구동 상태를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어장치.
A temperature sensing unit for sensing a temperature of the susceptor disposed inside the chamber;
A waveform derivation unit for deriving a temperature of the susceptor sensed by the temperature sensing unit as a temperature waveform of a variation over time;
And a determiner for determining a rotational driving state of the susceptor according to a temperature waveform of the susceptor.
상기 온도 감지부는 상기 서셉터에 지지되는 기판의 온도를 함께 감지하며,
상기 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 온도에 대응되는 서셉터영역과 상기 기판의 온도에 대응되는 기판영역으로 분리하는 영역 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어장치.
The method according to claim 1,
The temperature sensing unit senses the temperature of the substrate supported by the susceptor,
Further comprising a region separator for separating the substrate into a susceptor region corresponding to the temperature of the susceptor and a substrate region corresponding to the temperature of the substrate according to the temperature waveform.
상기 영역 분리부는 전체 온도 파형 중, 상대적으로 높은 온도 파형의 영역을 상기 서셉터영역으로 분리하고 상기 서셉터영역보다 낮은 온도 파형의 영역을 상기 기판영역으로 분리하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the region separator separates a region of a relatively high temperature waveform into the susceptor region and separates a region of a temperature waveform lower than the susceptor region into the substrate region, Device.
상기 기판영역 또는 서셉터영역의 개수를 바탕으로 상기 서셉터의 1회전 주기를 검출하는 회전주기 검출부;및
상기 회전주기 검출부에 의해 검출되는 상기 서셉터의 1회전 주기를 이용하여 상기 서셉터의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어장치.
3. The method of claim 2,
A rotation cycle detector for detecting one rotation cycle of the susceptor based on the number of the substrate regions or the susceptor regions;
And a rotation speed detector for detecting a rotation speed of the susceptor using one rotation period of the susceptor detected by the rotation period detector.
상기 서셉터의 1회전 주기에 해당되는 상기 서셉터영역의 파고를 비교하는 파고 비교부를 더 포함하며,
상기 판단부는 상기 서셉터의 1회전 주기 내의 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교 결과에 따라 상기 서셉터의 와블링(wobbling) 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어장치.
5. The method of claim 4,
And a wave comparing section for comparing the wave height of the susceptor region corresponding to one rotation cycle of the susceptor,
Wherein the judging unit judges whether the susceptor is wobbled according to a comparison result of a height of a wave of the susceptor area within one rotation cycle of the susceptor.
온도 감지부에 의해 상기 서셉터의 온도가 감지되는 온도 감지단계;
상기 온도 감지부에 의해 감지된 상기 서셉터의 온도가 시간 경과에 따른 변화량의 온도 파형으로 도출되는 파형 도출단계;
상기 서셉터의 온도 파형에 따라 상기 서셉터의 회전 구동상태가 판단되는 서셉터 구동상태 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
A process start step in which a substrate is placed on a susceptor inside the chamber, the susceptor is rotated, and a process gas is supplied into the chamber to start the deposition process on the substrate;
A temperature sensing step of sensing a temperature of the susceptor by a temperature sensing unit;
A waveform derivation step of deriving the temperature of the susceptor sensed by the temperature sensing unit as a temperature waveform of a variation over time;
And determining a susceptor driving state of the susceptor based on a temperature waveform of the susceptor.
상기 온도 감지부는 상기 기판의 온도를 함께 감지하며,
전체 온도 파형 중, 상기 온도 파형 중, 상대적으로 높은 온도 파형의 영역을 서셉터영역으로 분리하고 상기 서셉터영역보다 낮은 온도 파형의 영역을 기판영역으로 분리하는 영역 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
The method according to claim 6,
The temperature sensing unit senses the temperature of the substrate together,
And separating a region having a relatively high temperature waveform into a susceptor region and separating a region having a temperature waveform lower than the susceptor region into a substrate region in the entire temperature waveform, Wherein the substrate is a substrate.
상기 기판영역 또는 상기 서셉터영역의 개수를 바탕으로 상기 서셉터의 1회전 주기를 검출하는 것을 특지으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the one rotation period of the susceptor is detected based on the number of the substrate regions or the susceptor regions.
상기 서셉터의 1회전 주기를 이용하여 상기 서셉터의 회전속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the rotating speed of the susceptor is detected using one rotation cycle of the susceptor.
상기 서셉터의 1회전 주기에 해당되는 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
9. The method of claim 8,
And comparing a height of a wave of the susceptor region corresponding to one rotation cycle of the susceptor.
상기 서셉터의 1회전 주기 내의 상기 서셉터영역의 파동의 높이를 비교 결과에 따라 상기 서셉터의 와블링(wobbling) 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기판증착장치의 제어방법.
11. The method of claim 10,
Wherein a determination is made as to whether or not the susceptor is wobbled according to a comparison result of a height of a wave of the susceptor region within one rotation cycle of the susceptor.
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