KR20190068397A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판의 로딩위치로 기판 지지대를 회전 구동 시 기판 안착부의 위치 및 기판 지지대의 결합 이상 문제를 실시간으로 감지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 복수의 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버와, 상기 내부 공간에 상기 공정 챔버의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치되고, 복수의 상기 기판이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되도록 복수의 기판 안착부가 형성되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대와 결합되며 상기 기판 지지대를 회전 구동시키는 구동축과, 상기 구동축과 연결되며 상기 구동축을 회전시키고 회전에 따른 회전량을 엔코더 신호로 출력하는 엔코더를 포함하는 구동모터와, 상기 기판 지지대의 상방에 설치되어 상기 기판 지지대 상면까지의 거리를 측정하여 거리 신호로 출력하는 변위센서 및 상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate processing apparatus and substrate processing method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판의 로딩위치로 기판 지지대를 회전 구동 시 기판 안착부의 위치 및 기판 지지대의 결합 이상 문제를 실시간으로 감지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자나 디스플레이 소자 혹은 태양전지를 제조하기 위해서는 진공 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 각종 공정이 수행된다. 예컨대, 챔버 내에 기판을 로딩하고 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 이때, 기판은 챔버 내에 설치된 기판 지지대에 지지되며, 기판 지지대와 대향되도록 기판 지지대의 상부에 설치되는 샤워 헤드를 통해 공정 가스를 기판으로 분사할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치에서, 기판 지지대는 챔버의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치되고 복수개의 기판 안착부가 형성되어 동시에 복수개의 기판을 처리할 수 있으며, 기판 이송 로봇을 이용하여 기판 지지대의 복수개의 기판 안착부 중 어느 하나로 기판을 로딩 및 언로딩 시킬 수 있다. 이때, 기판 지지대의 회전 구동 시 기판 지지대의 상방에 설치된 변위센서를 이용하여, 기판의 틀어짐 및 뒤틀림(Warpage)을 감지할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 기판 처리 장치는, 기판 지지대의 회전 구동 시 변위센서를 이용하여 기판의 틀어짐 및 뒤틀림은 감지할 수 있지만, 기판 지지대의 결합 문제 또는 기판 지지대를 회전 구동시키는 구동모터의 문제로 인한 기판 안착부의 위치 이상은 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판 지지대의 회전 구동 시 구동모터의 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호를 이용하여 구동모터의 이상 유무를 감지하고, 변위센서를 통해 측정된 기판 지지대의 거리 신호와 기준 거리 신호를 비교하여 기판 지지대의 결합 이상 유무를 감지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 복수의 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 내부 공간에 상기 공정 챔버의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치되고, 복수의 상기 기판이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되도록 복수의 기판 안착부가 형성되는 기판 지지대; 상기 기판 지지대와 결합되며 상기 기판 지지대를 회전 구동시키는 구동축; 상기 구동축과 연결되며 상기 구동축을 회전시키고 회전에 따른 회전량을 엔코더 신호로 출력하는 엔코더를 포함하는 구동모터; 상기 기판 지지대의 상방에 설치되어 상기 기판 지지대 상면까지의 거리를 측정하여 거리 신호로 출력하는 변위센서; 및 상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 기판 안착부가 상기 기판의 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 엔코더로부터 상기 엔코더 신호를 인가받아 상기 구동모터의 목표 회전량과 비교하여 상기 구동모터의 이상 유무를 판단하고, 상기 변위센서로부터 상기 거리 신호를 인가받아 기준 거리 신호와 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판단할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치한 후, 상기 엔코더로부터 인가 받은 상기 엔코더 신호로 계산된 상기 구동모터의 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 상기 구동 모터의 이상 여부를 1차 판별할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 1차 판별에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하는 정상 상태인 경우, 상기 변위센서로부터 인가 받은 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호를 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 여부를 2차 판별할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호가 일치하지 않을 경우, 상기 기판 지지대의 결합 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 1차 판별에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않는 이상 상태인 경우, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 상기 구동모터를 정방향 또는 역방향으로 추가 회전 구동하여 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정한 후에도 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 상기 구동모터에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 기판 처리 방법은, 상기 기판 안착부가 상기 기판의 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 기판 지지대를 회전 구동시키고 회전에 따른 회전량을 상기 엔코더 신호로 출력하는 상기 기판 지지대의 회전 구동 단계; 상기 기판 지지대가 회전 구동 시 상기 변위센서가 상기 기판 지지대의 상기 기판 안착부가 해당되는 위치의 거리 변화를 감지하여 상기 거리 신호를 출력하는 단계; 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치에 위치하면 상기 기판 지지대의 회전 구동을 정지하는 단계; 상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판별하는 단계; 및 상기 로딩위치에 위치한 상기 기판 안착부에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법에서, 상기 판별하는 단계는, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치한 후, 상기 엔코더로부터 인가 받은 상기 엔코더 신호로 계산된 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 상기 구동 모터의 이상 여부를 판별하는 1차 판별 단계;를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 방법에서, 상기 판별하는 단계는, 상기 1차 판별 단계에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하는 정상 상태인 경우, 상기 변위센서로부터 인가 받은 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호를 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 여부를 판별하는 2차 판별 단계;
상기 기판 처리 방법의 상기 2차 판별 단계에서, 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호가 일치하지 않을 경우, 상기 기판 지지대의 결합 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 상기 1차 판별 단계에서, 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않는 이상 상태인 경우, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 상기 구동모터를 정방향 또는 역방향으로 추가 회전 구동하여 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정할 수 있다.
상기 기판 처리 방법의 상기 1차 판별 단계에서, 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정한 후에도 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 상기 구동모터에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 방법에 따르면, 기판 지지대의 회전 구동 시 구동모터의 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호를 이용하여 구동모터의 이상 유무를 감지하고, 변위센서를 통해 측정된 기판 지지대의 거리 신호와 기준 거리 신호를 비교하여 기판 지지대의 결합 이상 유무를 감지할 수 있다.
이에 따라, 기판 지지대의 회전 구동 시 실시간으로 기판 안착부의 위치를 감지함으로써, 로딩위치에서 기판의 로딩 또는 언로딩 시 틀어지는 문제를 사전에 방지하고, 구동모터의 이상 문제 및 기판 지지대의 이상 문제를 실시간으로 모니터링하여 이로 인한 기판의 불량 발생이나 사고 발생을 미연에 방지하는 효과를 가질 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치에서 기판 지지대를 회전 구동 시, 로딩위치에서의 기판 안착부별 기준 엔코더 펄스와 구동모터의 엔코더로부터 측정된 제 1 펄스 신호를 비교하는 예를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1의 기판 처리 장치에서 기판 지지대를 회전 구동 시, 기준 높이 신호와 변위센서로 측정된 제 2 펄스 신호를 비교하는 예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 1의 기판 처리 장치(100)에서 기판 지지대(20)를 회전 구동 시, 로딩위치에서의 기판 안착부(21)별 기준 엔코더 신호(SP-2)와 구동모터(M)의 엔코더로부터 측정된 엔코더 신호(P1)를 비교하는 예를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 1의 기판 처리 장치(100)에서 기판 지지대(20)를 회전 구동 시, 기준 거리 신호(SP-1)와 변위센서(30)로 측정된 거리 신호(P2)를 비교하는 예를 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 크게, 공정 챔버(10)와, 기판 지지대(20)와, 구동축(A)과, 구동모터(M)와, 변위센서(30) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)는, 복수의 기판(S)을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 공정 챔버(10)는, 내부에 원형 형상으로 형성되는 상기 내부 공간이 형성되어, 상기 내부 공간에 설치된 기판 지지대(20)에 지지되는 기판(S) 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 이때, 공정 챔버(10)의 측면에는 기판(S)들을 상기 내부 공간으로 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 게이트(G)가 형성될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 지지대(20)는, 상기 내부 공간에 공정 챔버(10)의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치되고, 복수의 기판(S)이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되도록 복수의 기판 안착부(21)가 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 기판 지지대(20)는, 기판(S)을 지지할 수 있는 서셉터나 테이블 등의 기판지지 구조체로서, 기판(S)이 안착되어 가열될 수 있는 기판 안착부(21)가 상기 중심축을 기준으로 방사선상에 복수개가 등각 배치되는 배치 타입(Batch type)일 수 있다. 이때, 기판 안착부(21)는, 그 상면에 안착되는 기판(S)을 일정온도로 가열시킬 수 있고, 또는 공정 가스를 플라즈마화 하기 위한 하부 전극으로의 기능을 할 수도 있다.
또한, 구동축(A)은, 기판 지지대(20)와 결합되며 기판 지지대(20)를 회전 구동시킬 수 있다. 이때, 구동축(A)과 연결되어 구동축(A)을 회전시키는 구동모터(M)에 설치된 엔코더가 구동모터(M)의 회전량에 따라 엔코더 신호(P1)를 펄스(Pulse) 신호의 형태로 출력할 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 장치(100)는, 엔코더 신호(P1)를 이용하여 기판 지지대(20)를 회전 구동 시키는 구동모터(M)의 정확한 실제 회전량을 파악하여, 기판 지지대(20)의 회전 각도를 정확하게 산출할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 변위센서(30)는, 기판 지지대(20)의 상방에 설치되고, 기판 지지대(20)가 회전 구동 시 기판 지지대(20)의 상면까지의 거리를 측정하여 거리 정보를 포함하는 거리 신호(P2)로 출력할 수 있다.
더욱 구체적으로, 변위센서(30)는, 변위센서(30)로부터 떨어져 있는 대상물까지의 거리측정이 가능한 센서로서, 레이저 변위센서 및 공초점 변위센서 등과 같은 비접촉식 변위센서가 사용될 수 있다. 이에 따라, 변위센서(30)는, 기판 지지대(20)의 상방에 기판 안착부(21)와 대응되는 위치에 설치되어, 기판 지지대(20)가 기준 위치로부터 회전 구동 시 변위센서(30)가 기판 지지대(20)의 상면까지의 거리를 측정하는 감지 경로(SR) 상에서, 기판 안착부(21)가 진입되어 기판 지지대(20)의 상면의 높이가 낮아지는 부분인 기판 안착부(21)의 제 1 부분(21a) 및 기판 안착부(21)가 완전히 통과되어 기판 지지대(20)의 상면의 높이가 높아지는 부분인 제 2 부분(21b)의 거리 변화를 감지함으로써, 거리의 변화 정보를 펄스 신호의 형태인 거리 신호(P2)로 출력할 수 있다.
이때, 제어부(미도시)는, 기판 안착부(21)가 기판(S)의 로딩위치로 위치할 수 있도록 구동모터(M)를 제어하여 기판 지지대(20)를 회전 구동 시, 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 엔코더 신호(P1)를 인가받고, 변위센서(30)로부터 거리 신호(P2)를 인가 받을 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부는, 엔코더 신호(P1)를 상기 구동모터의 목표 회전량과 비교하고, 거리 신호(P2)를 기준 거리 신호(SP-1)와 비교하여, 구동모터(M) 또는 기판 지지대(20)의 결합상태 이상유무를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는, 기판 지지대(20)가 회전 구동 시, 변위센서(30)가 기판 지지대(20)의 상면까지의 거리 변화를 감지하는 감지 경로(SR) 상에서 감지되는 기판 안착부(21)의 양단부인 제 1 부분(21a)과 제 2 부분(21b)의 거리값(D1)을 펄스폭으로 하는 펄스 신호의 형태로 기준 거리 신호(SP-1)를 사전에 저장할 수 있다.
예컨대, 상기 제어부는, 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 위치한 후, 상기 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호(P1)로 계산된 구동모터(M)의 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 상기 구동 모터의 이상 여부 및/또는 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로부터 틀어짐 여부를 1차로 판별할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부는, 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록, 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 구동모터를 정방향(CW) 또는 역방향(CCW)으로 추가 회전 구동하여 기판 지지대(20)의 회전 위치를 보정할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 기판 지지대(20)의 회전 위치를 보정한 후에도 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 구동모터(M)에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
더불어, 상기 제어부는, 다른 방법을 통해서도 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로부터 틀어짐 여부를 1차로 판별하고, 틀어짐 시 이를 보정할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 기판 안착부(21)의 제 1 부분(21a)과 제 2 부분(21b)의 거리값(D1)을 펄스폭으로 하는 기준 거리 신호(SP-1) 및 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭의 중간 지점(IP)을 기준으로 정렬된 엔코더 신호(P1)의 기준 위치인 기준 엔코더 신호(SP-2)를 포함하는 기준 신호(SP)를 사전에 저장할 수 있다.
더욱 구체적으로, 틀어짐 및 결합 이상이 없는 정상 상태의 기판 지지대(20)가 기준 위치로부터 회전 구동 시, 변위센서(30)가 기판 안착부(21)의 제 1 부분(21a) 및 제 2 부분(21b)의 거리 변화 감지에 따라 펄스 신호 형태로 출력된 거리 변화 신호를 기준 거리 신호(SP-1)로서 상기 제어부에 사전에 저장할 수 있다.
이때, 틀어짐 및 결합 이상이 없는 정상 상태의 기판 지지대(20)가 기준 위치로부터 회전 구동 시, 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 출력된 펄스 신호 형태의 엔코더 신호(P1)를 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭(D1)의 중간 지점(IP)을 기준으로 정렬하고 이를 기준 엔코더 신호(SP-2)로서 상기 제어부에 사전에 저장할 수 있다. 더욱 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭(D1)의 중간 지점(IP) 일 때의 기준 엔코더 신호(SP-2)의 위치가, 기준 엔코더 신호(SP-2)의 펄스파의 상승 엣지(RE)와 일치하여, 기준 엔코더 신호(SP-2)는, 펄스파의 상승 엣지(RE)가 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭의 중간 지점(IP)과 일치한 위치로 정렬될 수 있다.
여기서, 기판 지지대(20)의 상기 기준 위치는, 사용자가 사전에 수동으로 기판 지지대(20)의 위치를 설정하거나, 기판 지지대(20)의 상기 기준 위치가 되는 공정 챔버(10)의 일측에 별도의 위치 센서를 설치하여, 기판 지지대(20)의 기준 위치 설정 시 기판 지지대(20)를 1바퀴 이상 회전시켜 상기 위치 센서가 감지되는 위치를 상기 기준 위치로 설정할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부는, 사전에 기준 신호(SP)를 산출하여 저장함에 따라, 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)를 비교하여 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로부터 틀어짐 여부를 1차로 판별 시 부가적으로 판단하여 판별의 정확도를 더욱 증가시킬 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)로부터 편차(Offset)가 발생하여, 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)가 일치하지 않을 경우 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 정위치할 수 있도록, 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)의 상기 편차만큼 구동모터(M)를 펄스 제어하여 기판 지지대(20)를 정방향(CW) 또는 역방향(CCW)으로 추가 회전 구동하여 기판 지지대(20)의 회전위치를 보정할 수 있다.
이때, 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)의 상기 편차만큼 구동모터(M)를 펄스 제어하여 기판 지지대(20)의 회전위치를 보정한 후에도 엔코더 신호(P1)와 기준 엔코더 신호(SP-2)가 일치하지 않을 경우, 상기 제어부는, 구동모터(M)에 이상이 있는 것으로 판별하고 사용자가 알 수 있도록 알람신호를 발생시킬 수 있다.
상술한 실시예의 1차 판별에서 이상이 검출되지 않을 경우, 즉 구동 모터(M)가 정상 상태인 경우, 상기 제어부는, 변위센서(30)로부터 인가 받은 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)를 비교하여 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로부터 틀어짐 여부를 2차로 판별할 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, (a)의 기준 거리 신호(SP-1)와 (b)의 거리 신호(P2)와 같이 거리 신호(P2)가 기준 거리 신호(SP-1)로부터 편차(S)가 발생하거나, (a)의 기준 거리 신호(SP-1)와 (C)의 거리 신호(P2)와 같이 거리 신호(P2)의 펄스폭(D2)과 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭(D1)의 차이가 발생하여, 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)가 일치하지 않을 경우, 기판 지지대(20)의 결합 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 상술한 바와 같이, 기준 거리 신호(SP-1)로부터 거리 신호(P2)의 편차(S)가 발생하거나, 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스폭(D1)과 거리 신호(P2)의 펄스폭(D2)의 차이가 발생할 경우에는, 상기 제어부는 기판 지지대(20)의 편심된 상태로 결합된 것으로 판단하고 알람신호를 발생시킬 수 있다. 이외에도, 기준 거리 신호(SP-1)의 펄스 높이와 거리 신호(P2)의 펄스 높이가 상이할 경우에는, 상기 제어부는 기판 지지대(20)가 기울어진 상태로 결합된 것으로 판단하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 1차 판별을 통해 기판 지지대(20)를 회전 구동시키는 구동모터(M)에 이상이 없는 것으로 판단된 상태에서, 2차 판별에서 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)가 일치하지 않을 경우, 구동모터(M)는 정상적으로 동작했음에도 불구하고 기판 지지대(20)의 회전 구동에 오차가 발생한 것으로 판단될 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부는, 기판 지지대(20)의 조립상태 불량에 따른 기판 지지대(20)의 편심 회전 구동 이나 조립 공차 발생으로 인해 기판 지지대(20)가 기울어진 상태에서 구동된 구동 오차로 판단하고, 기판 지지대(20)의 조립 상태 점검 알람신호를 발생시킬 수 있다.
이와는 반대로, 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)를 비교한 2차 판별에서도 이상이 검출되지 않을 경우, 상기 제어부는, 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 정확하게 정렬된 것으로 판단하고, 기판(S)의 로딩 또는 언로딩 공정을 진행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시, 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 인가 받은 상기 엔코더 신호를 이용하여 계산된 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 구동모터(M)의 이상 유무를 감지하고, 변위센서(30)를 통해 측정된 기판 지지대(20) 상면까지의 거리 변화 신호인 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)를 비교하여 기판 지지대(20)의 결합 상태 이상 유무를 감지할 수 있다.
그러므로, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시 실시간으로 기판 안착부(21)의 위치를 감지함으로써, 상기 로딩위치에서 기판(S)의 로딩 또는 언로딩 시 틀어지는 문제를 사전에 방지하고, 구동모터(M)의 이상 문제 및 기판 지지대(20)의 이상 문제를 실시간으로 모니터링하여 이로 인한 기판(S)의 불량 발생이나 사고 발생을 미연에 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)의 기판 처리 방법은, 기판 안착부(21)가 기판(S)의 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 기판 지지대(20)를 회전 구동시키고 회전에 따른 회전량을 엔코더 신호(P1)로 출력하는 기판 지지대(20)의 회전 구동 단계(S10)와, 기판 지지대(20)가 회전 구동 시 변위센서(30)가 기판 지지대(20)의 기판 안착부(21)가 해당되는 위치의 거리 변화를 감지하여 거리 신호를 출력하는 단계(S20)와, 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치에 위치하면 기판 지지대(20)의 회전 구동을 정지하는 단계(S30)와, 기판 지지대(20)를 회전 구동 시 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판별하는 단계 및 상기 로딩위치에 위치한 기판 안착부(21)에 기판(S)을 로딩 또는 언로딩하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 기판 지지대(20)를 회전 구동하는 단계(S10)에서, 복수의기판 안착부(21) 중 어느 하나가 기판(S)의 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록, 구동모터(M)를 구동하여 구동축(A)을 회전 구동시킴으로써 기판 지지대(20)를 기준 위치로부터 회전 구동할 수 있다.
이어서, 거리 신호(P2)를 출력하는 단계(S20)에서, 기판 지지대(20)가 상기 기준 위치로부터 회전 구동 시, 변위센서(30)가 기판 안착부(21)의 제 1 부분(21a) 및 제 2 부분(21b)의 거리 변화를 감지함에 따라, 변위센서(30)가 거리 변화 신호를 펄스 신호 형태의 거리 신호(P2)로 출력할 수 있다. 또한, 기판 지지대(20)의 회전 구동을 정지하는 단계(S30)에서, 기판 지지대(20)의 회전 구동 중 기판(S)을 로딩 또는 언로딩할 해당 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치에 도달하면 구동모터(M)의 구동을 중지시켜 기판 지지대(20)의 회전 구동을 정지시킬 수 있다.
이어서, 상기 판별하는 단계의 1차 판별 단계(S40)에서, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호(P1)로 계산된 구동모터(M)의 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 보정 단계(S41)에서, 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록, 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 구동모터(M)를 제어함으로써, 기판 지지대(20)를 정방향 또는 역방향으로 추가 회전 구동하여 기판 지지대(20)의 회전위치를 보정할 수 있다.
이때, 기판 지지대(20)의 회전위치를 보정한 후에도 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 구동모터(M)에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생(S42)시키고, 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치할 경우, 2차 판별 단계(S50)로 진행할 수 있다.
이어서, 2차 판별 단계(S50)에서, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시 변위센서(30)에서 출력된 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)가 일치하지 않을 경우, 기판 지지대(20)의 조립 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생(S51)시킬 수 있다. 이와는 반대로, 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)가 일치 할 경우, 상기 제어부는, 기판 안착부(21)가 상기 로딩위치로 정확하게 정렬된 것으로 판단하고, 상기 로딩위치에 위치한 기판 안착부(21)에 기판(S)을 로딩 또는 언로딩하는 단계(S60)를 진행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시, 구동모터(M)의 상기 엔코더로부터 인가 받은 엔코더 신호(P1)를 이용하여 계산된 구동모터(M)의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 구동모터(M)의 이상 유무를 감지하고, 변위센서(30)를 통해 측정된 기판 지지대(20) 상면까지의 거리 변화 신호인 거리 신호(P2)와 기준 거리 신호(SP-1)를 비교하여 기판 지지대(20)의 결합 상태 이상 유무를 감지할 수 있다.
그러므로, 기판 지지대(20)의 회전 구동 시 실시간으로 기판 안착부(21)의 위치를 감지함으로써, 상기 로딩위치에서 기판(S)의 로딩 또는 언로딩 시 틀어지는 문제를 사전에 방지하고, 구동모터(M)의 이상 문제 및 기판 지지대(20)의 이상 문제를 실시간으로 모니터링하여 이로 인한 기판(S)의 불량 발생이나 사고 발생을 미연에 방지하는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 공정 챔버
20: 기판 지지대
30: 변위센서
S: 기판
A: 구동축
M: 구동모터
P1: 엔코더 신호
P2: 거리 신호
SP: 기준 신호
100: 기판 처리 장치

Claims (13)

  1. 복수의 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버;
    상기 내부 공간에 상기 공정 챔버의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치되고, 복수의 상기 기판이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되도록 복수의 기판 안착부가 형성되는 기판 지지대;
    상기 기판 지지대와 결합되며 상기 기판 지지대를 회전 구동시키는 구동축;
    상기 구동축과 연결되며 상기 구동축을 회전시키고 회전에 따른 회전량을 엔코더 신호로 출력하는 엔코더를 포함하는 구동모터;
    상기 기판 지지대의 상방에 설치되어 상기 기판 지지대 상면까지의 거리를 측정하여 거리 신호로 출력하는 변위센서; 및
    상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판단하는 제어부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기판 안착부가 상기 기판의 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 엔코더로부터 상기 엔코더 신호를 인가받아 상기 구동모터의 목표 회전량과 비교하여 상기 구동모터의 이상 유무를 판단하고, 상기 변위센서로부터 상기 거리 신호를 인가받아 기준 거리 신호와 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판단하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치한 후, 상기 엔코더로부터 인가 받은 상기 엔코더 신호로 계산된 상기 구동모터의 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 상기 구동 모터의 이상 여부를 1차 판별하는, 기판 처리 장치
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1차 판별에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하는 정상 상태인 경우, 상기 변위센서로부터 인가 받은 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호를 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 여부를 2차 판별하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호가 일치하지 않을 경우, 상기 기판 지지대의 결합 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1차 판별에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않는 이상 상태인 경우, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 상기 구동모터를 정방향 또는 역방향으로 추가 회전 구동하여 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정한 후에도 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 상기 구동모터에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 기판 처리 장치를 이용한 것으로서,
    상기 기판 안착부가 상기 기판의 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 기판 지지대를 회전 구동시키고 회전에 따른 회전량을 상기 엔코더 신호로 출력하는 상기 기판 지지대의 회전 구동 단계;
    상기 기판 지지대가 회전 구동 시 상기 변위센서가 상기 기판 지지대의 상기 기판 안착부가 해당되는 위치의 거리 변화를 감지하여 상기 거리 신호를 출력하는 단계;
    상기 기판 안착부가 상기 로딩위치에 위치하면 상기 기판 지지대의 회전 구동을 정지하는 단계;
    상기 기판 지지대의 회전 구동 시, 상기 구동모터의 회전량에 대한 상기 엔코더 신호와 상기 변위센서로부터 측정된 상기 거리 신호를 이용하여, 상기 구동모터의 이상 유무 또는 상기 기판 지지대의 결합 이상 유무를 판별하는 단계; 및
    상기 로딩위치에 위치한 상기 기판 안착부에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계;
    를 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치한 후, 상기 엔코더로부터 인가 받은 상기 엔코더 신호로 계산된 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량을 비교하여 상기 구동 모터의 이상 여부를 판별하는 1차 판별 단계;
    를 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 1차 판별 단계에서 상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하는 정상 상태인 경우, 상기 변위센서로부터 인가 받은 상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호를 비교하여 상기 기판 지지대의 결합 이상 여부를 판별하는 2차 판별 단계;
    를 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 2차 판별 단계에서,
    상기 거리 신호와 상기 기준 거리 신호가 일치하지 않을 경우, 상기 기판 지지대의 결합 상태에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 1차 판별 단계에서,
    상기 구동 모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않는 이상 상태인 경우, 상기 기판 안착부가 상기 로딩위치로 위치할 수 있도록 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량의 차이만큼 상기 구동모터를 정방향 또는 역방향으로 추가 회전 구동하여 상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정하는, 기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 판별 단계에서,
    상기 기판 지지대의 회전 위치를 보정한 후에도 상기 구동모터의 상기 실제 회전량과 상기 목표 회전량이 일치하지 않을 경우, 상기 구동모터에 이상이 있는 것으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 방법.
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