KR20220021554A - 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
진단 알고리즘을 통해 온도 센서의 정상 작동 여부를 실시간으로 모니터링하며, 온도 센서가 이상 작동하는 경우 히터를 제어하여 기판에 대한 공정 온도를 일정하게 유지시키는 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 상기 히터 제어 장치는, 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부; 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 공정에 이용되는 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 나눌 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체 소자를 제조하기 위해 일반적으로 팹(FAB)으로 정의되는 공간에 설치될 수 있다.
전공정은 웨이퍼(Wafer) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 전공정은 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 포토 공정(Photo-Lithography Process), 웨이퍼 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 웨이퍼 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.
후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 웨이퍼 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 웨이퍼 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn-In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.
종래 BCM(Bake Control Module) 히터의 경우, 목표 온도 설정값과 베이크 히터(Bake Heater)에 적용된 온도 센서의 측정값 간 차이값을 피드백 받아 출력량을 PID(Proportional Integral Derivation) 제어할 수 있다.
그런데, 온도 센서가 열화되었거나 온도 센서에 고장이 발생한 경우, 온도 센서의 측정값이 부정확해질 수 있다. 따라서 제어기에 오류가 있는 온도 데이터가 제공되어, 기판에 대한 공정 온도 균일도가 틀어지는 공정 에러 현상이 발생할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 진단 알고리즘을 통해 온도 센서의 정상 작동 여부를 실시간으로 모니터링하며, 온도 센서가 이상 작동하는 경우 히터를 제어하여 기판에 대한 공정 온도를 일정하게 유지시키는 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 히터 제어 장치의 일 면(aspect)은, 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및 상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함한다.
상기 히팅 제어부는 상기 온도 측정부의 열화에 대하여 진단하며, 열화에 따른 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 히팅 제어부는 상기 가열 플레이트의 표면 온도에 대한 제1 이미지, 복수 개의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량, 및 상기 가열 플레이트의 영역별 냉각 속도 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 히팅 제어부는 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차에 상응하는 상기 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 히팅 제어부는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 제1 이미지와 기준 이미지 간 비교 결과를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 기준 이미지는 딥 러닝을 기반으로 학습을 통해 생성될 수 있다.
상기 히팅 제어부는 상기 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 각각의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 히팅 제어부는 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어할 수 있다.
상기 가열 플레이트는 제1 영역, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역 및 상기 제2 영역을 둘러싸는 제3 영역을 포함하며, 상기 온도 측정부는, 상기 제1 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제1 온도 측정 센서, 상기 제2 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제2 온도 측정 센서, 및 상기 제3 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제3 온도 측정 센서를 포함하고, 상기 플레이트 히팅부는, 상기 제1 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제1 히팅 부재, 상기 제2 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제2 히팅 부재, 및 상기 제3 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제3 히팅 부재를 포함할 수 있다.
상기 플레이트 히팅부는 상기 온도 측정부에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 일 면은, 하우징; 상기 하우징 내의 일측에 설치되며, 기판을 가열하는 가열 유닛; 상기 하우징 내의 타측에 설치되며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛; 상기 기판을 상기 가열 유닛과 상기 냉각 유닛 중 어느 하나의 유닛으로 이송시키는 반송 유닛; 및 상기 가열 유닛과 연결되는 히터 제어 장치를 포함하며, 상기 히터 제어 장치는, 상기 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및 상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함한다.
상기 기판 처리 시스템은 포토 공정에서 상기 기판을 처리할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 다른 면은, 하우징; 상기 하우징 내의 일측에 설치되며, 기판을 가열하는 가열 유닛; 상기 하우징 내의 타측에 설치되며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛; 상기 기판을 상기 가열 유닛과 상기 냉각 유닛 중 어느 하나의 유닛으로 이송시키는 반송 유닛; 및 상기 가열 유닛과 연결되는 히터 제어 장치를 포함하며, 상기 히터 제어 장치는, 상기 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및 상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함하고, 상기 히팅 제어부는 상기 온도 측정부의 열화에 대하여 진단하며, 열화에 따른 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 온도 측정부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 플레이트 히팅부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 온도 측정부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 플레이트 히팅부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 기판을 처리하는 데에 이용되는 히터를 제어하는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 장치를 이용하여 기판을 처리하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 히터 제어 장치는 진단 알고리즘을 통해 온도 센서의 정상 작동 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 본 발명은 이를 통해 온도 센서가 열화되거나 온도 센서에 고장이 발생하여 온도 센서의 측정값이 부정확해지더라도 이를 보정하여 줄 수 있다.
본 발명에 따른 히터 제어 장치는 온도 센서가 이상 작동하는 경우 히터를 제어하여 온도 저하에 따른 문제를 보상하여 줄 수 있다. 본 발명은 이를 통해 기판에 대한 공정 온도를 일정하게 유지시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 기판 처리 시스템(100)은 하우징(110), 가열 유닛(120), 냉각 유닛(130), 반송 유닛(140) 및 히터 제어 장치(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer))을 처리하는 것이다. 기판 처리 시스템(100)은 예를 들어, 기판을 열 처리할 수 있으며, 이 경우 기판 처리 시스템(100)은 베이크 챔버(Bake Chamber)로 구현될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 기판을 열 처리하는 경우, 기판에 대해 포토 공정(Photo-Lithography Process)을 수행할 때에 기판을 열 처리할 수 있다. 기판 처리 시스템(100)은 예를 들어, 도포 공정(Photo-Resist Coating Process)을 수행하기 전 또는 그 후(즉, 기판 상에 감광액(PR; Photo-Resist)을 도포하기 전 또는 그 후)에 기판을 열 처리할 수 있다. 또한, 기판 처리 시스템(100)은 노광 공정(Exposure Process)을 수행하기 전 또는 그 후에 기판을 열 처리할 수 있으며, 현상 공정(Development Process)을 수행하기 전에 기판을 열 처리할 수도 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 시스템(100)은 기판에 대해 식각 공정(Etching Process), 세정 공정(Cleaning Process) 등을 수행할 때에 기판을 열 처리하는 것도 가능하다.
하우징(110)은 기판에 대한 열 처리가 가능하도록 그 내부에 가열 유닛(120), 냉각 유닛(130), 반송 유닛(140) 등이 설치될 수 있다. 하우징(110)은 그 측벽에 기판이 출입되는 반입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반입구는 하우징(110)에 적어도 하나 제공될 수 있다. 반입구는 항상 개방되어 있을 수 있으며, 개폐 가능하도록 하우징(110)의 측벽에 도어(미도시)가 제공되는 것도 가능하다.
하우징(110)의 내부는 가열 영역(210), 냉각 영역(220) 및 버퍼 영역(230)으로 구분될 수 있다. 여기서, 가열 영역(210)은 가열 유닛(120)이 배치되는 영역을 말하고, 냉각 영역(220)은 냉각 유닛(130)이 배치되는 영역을 말한다. 가열 영역(210)은 가열 유닛(120)의 폭과 동일하게 제공되거나, 가열 유닛(120)의 폭보다 넓게 제공될 수 있다. 마찬가지로, 냉각 영역(220)은 냉각 유닛(130)의 폭과 동일하게 제공되거나, 냉각 유닛(130)의 폭보다 넓게 제공될 수 있다.
버퍼 영역(230)은 반송 플레이트(141)가 원위치 상태일 때 배치되는 영역을 말한다. 버퍼 영역(230)은 가열 영역(210)과 냉각 영역(220) 사이에 제공될 수 있다. 버퍼 영역(230)이 이와 같이 제공되면, 가열 유닛(120)과 냉각 유닛(130)이 충분히 이격되어 상호 간에 열적 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 버퍼 영역(230)은 가열 영역(210) 및 냉각 영역(220)의 경우와 마찬가지로 반송 플레이트(141)의 폭과 동일하게 제공되거나, 반송 플레이트(141)의 폭보다 넓게 제공될 수 있다.
하우징(110)의 내부에서 가열 영역(210), 냉각 영역(220) 및 버퍼 영역(230) 상에 가열 유닛(120), 냉각 유닛(130) 및 반송 유닛(140)이 각각 배치되는 경우, 제1 방향(10)으로 냉각 유닛(130), 반송 유닛(140) 및 가열 유닛(120)의 순서로 배치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 방향(10)으로 가열 유닛(120), 반송 유닛(140) 및 냉각 유닛(130)의 순서로 배치되는 것도 가능하다.
가열 유닛(120)은 기판을 가열하는 것이다. 이러한 가열 유닛(120)은 기판을 가열하는 도중에 가스를 공급하여 포토 레지스트의 기판 부착률을 향상시킬 수 있다. 가열 유닛(120)은 헥사메틸디실란(exaethyliilane) 가스를 이용할 수 있다.
가열 유닛(120)은 가열 플레이트(Hot Plate; 121), 커버(122) 및 구동기(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
가열 플레이트(121)는 기판에 열을 가하는 것이다. 가열 플레이트(121)는 이를 위해 몸체부(121a), 근접 핀(Proximity Pin; 121b) 및 히터(Heater; 121c)를 포함하여 구성될 수 있다.
몸체부(121a)는 기판에 열을 가할 때에 기판을 지지하는 것이다. 이러한 몸체부(121a)는 기판과 동일한 직경을 가지도록 형성되거나, 기판보다 더 큰 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
몸체부(121a)는 내열성(Heat Resistance)이 우수한 금속을 소재로 하여 제조되거나, 내화성(Fire Resistance)이 우수한 금속을 소재로 하여 제조될 수 있다. 몸체부(121a)는 예를 들어, 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AIN) 등 세라믹(Ceramics)을 소재로 하여 제조될 수 있다.
몸체부(121a)는 상하 방향으로 관통하여 형성되는 복수개의 진공 홀(Vacuum Hole)(미도시)을 구비할 수 있다. 진공 홀은 진공 압력을 형성하여 기판에 열을 가할 때에 기판을 고정시키는 역할을 할 수 있다.
근접 핀(121b)은 기판에 열을 가할 때에 기판의 튕김을 방지하기 위해 몸체부(121a) 상에 돌출되어 형성되는 것이다. 이러한 근접 핀(121b)은 몸체부(121a)의 상부에 복수 개 형성될 수 있으며, 기판이 몸체부(121a)의 상부에 직접 접촉하지 않도록 몸체부(121a)의 상부에서 기판을 지지하는 역할을 할 수 있다.
근접 핀(121b)은 몸체부(121a)와 동일한 금속을 소재로 하여 제조될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 근접 핀(121b)은 내열성이나 내화성이 우수한 금속을 소재로 하여 제조된다면 몸체부(121a)와 다른 금속을 소재로 하여 제조되는 것도 가능하다.
히터(121c)는 몸체부(121a) 상에 위치하는 기판에 열을 가하기 위한 것이다. 이러한 히터(121c)는 몸체부(121a)의 내부에 복수 개 설치될 수 있다. 히터(121c)는 전류가 인가되는 발열 저항체로 구현될 수 있으나, 본 실시예에서 히터(121c)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
커버(122)는 가열 플레이트(121)가 기판을 가열할 때에 가열 플레이트(121)의 상부를 덮도록 형성되는 것이다. 이러한 커버(122)는 구동기(123)의 제어에 따라 제3 방향(30)으로 이동하여 가열 플레이트(121)의 상부를 개폐할 수 있다.
구동기(123)는 커버(122)를 제3 방향(30)으로 이동시키는 것이다. 구동기(123)는 기판에 대한 열 처리를 위해 기판이 가열 플레이트(121)의 상부에 안착되면, 커버(122)가 가열 플레이트(121)의 상부를 완전히 덮을 수 있도록 커버(122)를 하우징(110)의 하부 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 구동기(123)는 기판에 대한 열 처리가 종료되면, 반송 유닛(140)이 기판을 냉각 유닛(130)으로 이송시킬 수 있도록 커버(122)를 하우징(110)의 상부 방향으로 이동시켜 가열 플레이트(121)의 상부를 노출시킬 수 있다.
냉각 유닛(130)은 가열 유닛(120)에 의해 가열된 기판을 냉각시키는 것이다. 냉각 유닛(130)은 이를 위해 냉각 플레이트(Cooling Plate; 131) 및 냉각 부재(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
가열 유닛(120)을 통해 기판에 고온의 열을 가하면, 기판이 휘어지는 현상(Warpage)가 발생할 수 있다. 냉각 유닛(130)은 가열 유닛(120)에 의해 가열된 기판을 적절한 온도까지 냉각시킴으로써, 기판을 원래 상태로 복구시킬 수 있다.
냉각 부재(132)는 냉각 플레이트(131)의 내부에 형성되는 것이다. 이러한 냉각 부재(132)는 냉각 유체가 흐르는 유로로 냉각 플레이트(131)의 내부에 제공될 수 있다.
반송 유닛(140)은 기판을 가열 유닛(120)이나 냉각 유닛(130)으로 이송시키는 것이다. 이러한 반송 유닛(140)은 기판을 가열 유닛(120)이나 냉각 유닛(130)으로 이송시키기 위해 핸드에 반송 플레이트(141)가 결합될 수 있으며, 가이드 레일(142)을 따라 반송 플레이트(141)를 가열 유닛(120)이나 냉각 유닛(130)으로 이동시킬 수 있다.
반송 플레이트(141)는 원판 형태의 것으로서, 기판에 대응하는 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 반송 플레이트(141)는 그 가장자리에 노치(143)가 복수 개 형성될 수 있으며, 일면에 슬릿 형상의 가이드 홈(144)이 복수 개 형성될 수 있다.
가이드 홈(144)은 반송 플레이트(141)의 단부에서 반송 플레이트(141)의 중심 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이때 복수 개의 가이드 홈(144)은 동일한 방향을 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다. 가이드 홈(144)은 반송 플레이트(141)와 가열 유닛(120) 사이에 기판의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(141)와 리프트 핀이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
기판의 가열은 기판이 가열 플레이트(121) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판의 냉각은 기판이 놓인 반송 플레이트(141)가 냉각 플레이트(131)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각 플레이트(131)와 기판 사이에 열 전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(141)는 열 전달 효율이 우수한 소재(예를 들어, 금속)로 제조될 수 있다.
한편, 반송 유닛(140)은 하우징(110)의 반입구를 통해 외부의 기판 전달 로봇(미도시)으로부터 기판을 전달받을 수 있다.
히터 제어 장치(300)는 히터(121c)를 제어하는 것이다. 이러한 히터 제어 장치(300)는 온도 센서의 정상 작동 여부를 모니터링하며, 그 모니터링 결과에 따라 히터(121c)를 제어할 수 있다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 히터 제어 장치(300)를 자세하게 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 따르면, 히터 제어 장치(300)는 온도 측정부(310), 플레이트 히팅부(320) 및 히팅 제어부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
온도 측정부(310)는 가열 플레이트(121)의 몸체부(121a) 온도를 측정하는 것이다. 온도 측정부(310)는 이를 위해 온도 측정용 센서로 구현될 수 있다. 온도 측정부(310)는 예를 들어, 저항 온도 센서(RTD; Resistance Temperature Detector)로 구현될 수 있다.
온도 측정부(310)는 몸체부(121a) 온도 측정을 위해 몸체부(121a) 상이나 몸체부(121a) 내에 설치될 수 있다. 이러한 온도 측정부(310)는 몸체부(121a)의 각 영역에 대한 온도를 정밀하게 측정하기 위해 복수 개 설치될 수 있다.
몸체부(121a)는 복수 개의 영역으로 구분될 수 있다. 몸체부(121a)는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 중앙에 배치되는 제1 영역(410), 제1 영역(410)을 둘러싸도록 그 외측에 배치되는 제2 영역(420) 및 제2 영역(420)을 둘러싸도록 그 외측에 배치되는 제3 영역(430)으로 구분될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 온도 측정부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
온도 측정부(310)는 몸체부(121a)가 복수 개의 영역으로 구분되는 경우, 각 영역에 적어도 하나 설치될 수 있다. 온도 측정부(310)는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 영역(410), 제2 영역(420) 및 제3 영역(430)에 각각 한 개씩 설치될 수 있다.
이하에서는 제1 영역(410), 제2 영역(420) 및 제3 영역(430)에 각각 설치되는 온도 측정부(310)를 제1 온도 측정 센서(311), 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)로 정의하기로 한다.
한편, 온도 측정부(310)는 몸체부(121a) 상이나 몸체부(121a) 내에 랜덤으로 배치되는 것도 가능하다.
다시 도 3을 참조하여 설명한다.
플레이트 히팅부(320)는 가열 플레이트(121)의 몸체부(121a)를 가열하는 것이다. 플레이트 히팅부(320)는 이를 위해 히터(Heater)로 구현될 수 있다.
플레이트 히팅부(320)는 몸체부(121a)를 가열하기 위해 몸체부(121a) 내에 설치될 수 있다. 이러한 플레이트 히팅부(320)는 몸체부(121a)의 각 영역을 차별적으로 가열할 수 있도록 복수 개 설치될 수 있다.
플레이트 히팅부(320)는 몸체부(121a)가 복수 개의 영역으로 구분되는 경우, 각 영역에 적어도 하나 설치될 수 있다. 플레이트 히팅부(320)는 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 영역(410), 제2 영역(420) 및 제3 영역(430)에 띠(Band or Belt) 형상으로 각각 한 개씩 설치될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 플레이트 히팅부의 설치 형태를 도시한 예시도이다.
이하에서는 제1 영역(410), 제2 영역(420) 및 제3 영역(430)에 각각 설치되는 플레이트 히팅부(320)를 제1 히팅 부재(321), 제2 히팅 부재(322) 및 제3 히팅 부재(323)로 정의하기로 한다.
한편, 플레이트 히팅부(320)는 온도 측정부(310)에 대응하는 위치에 설치될 수 있으며(즉, 플레이트 히팅부(320)는 온도 측정부(310)가 설치되는 위치마다 설치될 수 있으며), 온도 측정부(310)에 대응하는 개수만큼 설치될 수도 있다.
다시 도 3을 참조하여 설명한다.
히팅 제어부(330)는 플레이트 히팅부(320)를 제어하는 것이다. 이러한 히팅 제어부(330)는 온도 측정부(310)의 정상 작동 여부를 토대로 플레이트 히팅부(320)를 제어할 수 있다.
히팅 제어부(330)는 상기의 기능을 수행하기 위해 연산 기능, 제어 기능, 저장 기능 등을 갖춘 프로세서가 탑재된 장치로 구현될 수 있다. 히팅 제어부(330)는 예를 들어, 컴퓨터나 서버 등으로 구현될 수 있다.
히팅 제어부(330)는 진단 알고리즘을 이용하여 온도 측정부(310)의 열화나 고장을 감지할 수 있다. 이하에서는 이에 대해 자세하게 설명한다.
히팅 제어부(330)는 몸체부(121a)의 표면 온도와 관련된 이미지 및 기준 이미지 간 비교 결과를 토대로 온도 측정부(310)의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
기준 이미지는 딥 러닝(Deep Learning)을 기반으로 하는 이미지 학습을 통해 생성될 수 있다. 기준 이미지는 예를 들어, CNN(Convolutional Neural Network) 모델을 기반으로 하는 이미지 학습을 통해 생성될 수 있다.
기준 이미지(510)는 몸체부(121a)에서의 각 온도 측정부(310)의 온도 측정 결과를 반영하여 생성될 수 있다. 기준 이미지(510)는 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 생성될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
몸체부(121a)의 제1 영역(410), 제2 영역(420) 및 제3 영역(430)에 각각 제1 온도 측정 센서(311), 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)가 설치되는 경우, 제1 온도 측정 센서(311), 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과가 모두 100℃이면, 기준 이미지(510)는 우측 상위의 이미지와 같이 생성될 수 있다.
반면, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 90℃인 경우, 기준 이미지(510)는 우측 중위의 이미지와 같이 생성될 수 있다.
또한, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 80℃인 경우, 기준 이미지(510)는 우측 하위의 이미지와 같이 생성될 수 있다.
우측 중위의 이미지나 우측 하위의 이미지를 참조하면, 제1 온도 측정 센서(311)가 제2 온도 측정 센서(312)나 제3 온도 측정 센서(313)에 비해 낮은 온도를 측정하고 있으며, 이로부터 제1 온도 측정 센서(311)가 열화되었거나 고장이 발생하였음을 인식할 수 있다.
이와 같이 딥 러닝을 통한 이미지 학습을 이용하면, 몸체부(121)에 설치되는 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)가 정상적으로 작동하여 온도를 측정하고 있는 것인지 여부를 판단하는 데에 기여하는 기준 이미지를 생성할 수 있다. 그러면, 히팅 제어부(330)는 몸체부(121a)를 촬영하여 얻은 이미지와 기준 이미지를 비교하여 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화나 고장을 감지할 수 있으며, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화 정도 등을 판단할 수 있다.
히팅 제어부(330)는 플레이트 히팅부(320)에 대한 피드백 제어시 그 출력량을 파라미터화하여 온도 측정부(310)의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과가 제2 온도 측정 센서(312)의 온도 측정 결과 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과와 동일한 경우(예를 들어, 제1 온도 측정 센서(311), 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과가 모두 100℃인 경우), 제1 히팅 부재(321)에 대한 히팅 제어부(330)의 피드백 제어량은 도 7의 제1 곡선(520)과 같이 나타낼 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
반면, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과가 제2 온도 측정 센서(312)의 온도 측정 결과 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과와 서로 다른 경우(예를 들어, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 90℃인 경우), 제1 히팅 부재(321)에 대한 히팅 제어부(330)의 피드백 제어량은 도 7의 제2 곡선(530)과 같이 나타낼 수 있으며, 제1 곡선(520)의 경우보다 증가할 수 있다.
또한, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 80℃인 경우, 제1 히팅 부재(321)에 대한 히팅 제어부(330)의 피드백 제어량은 도 7의 제3 곡선(540)과 같이 나타낼 수 있으며, 제1 곡선(520) 및 제2 곡선(530)의 경우보다 증가할 수 있다.
이와 같이 각각의 히팅 부재(321, 322, 323)에 대한 히팅 제어부(330)의 피드백 제어량을 모니터링하면, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화나 고장을 감지할 수 있으며, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화 정도 등을 판단할 수 있다.
히팅 제어부(330)는 가열 플레이트(121)의 몸체부(121a)의 영역별 냉각 속도 프로파일을 토대로 온도 측정부(310)의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
몸체부(121a) 상에 기판을 로딩시키거나 언로딩시키는 경우, 또는 몸체부(121a)에 대한 유지 보수(PM; Preventive Maintenance) 시에 몸체부(121a)를 냉각시킬 수 있다. 그런데, 과열된 상태에서는 더 많은 열이 전달될 수 있으므로, 웨이퍼 로딩/언로딩 시, 또는 PM 시에 냉각 속도 프로파일을 물리 모델 기반으로 하여 진단 알고리즘을 구현할 수 있다. 즉, 몸체부(121a)의 각 영역(410, 420, 430)에 대한 냉각 속도를 모니터링하여, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
몸체부(121a)의 각 영역(410, 420, 430)에 대한 냉각 속도는 시간 경과에 따른 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 온도 측정 결과를 토대로 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과가 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과와 동일하게 100℃인 경우, 제1 영역(410)에 대한 냉각 속도 곡선은 도 8의 제4 곡선(550)과 같이 나타낼 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 장치를 구성하는 히팅 제어부의 진단 알고리즘을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
또한, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 90℃인 경우, 제1 영역(410)에 대한 냉각 속도 곡선은 도 8의 제5 곡선(560)과 같이 나타낼 수 있으며, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 80℃인 경우, 제1 영역(410)에 대한 냉각 속도 곡선은 도 8의 제6 곡선(570)과 같이 나타낼 수 있다.
이와 같이 몸체부(121a)의 각 영역(410, 420, 430)에 대한 냉각 속도를 모니터링하면, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화나 고장을 감지할 수 있으며, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)의 열화 정도 등을 판단할 수 있다.
이상, 도 6 내지 도 8을 참조하여 히팅 제어부(330)가 온도 측정부(310)에 대해 정상 작동 여부를 판단하는 방법에 대하여 설명하였다. 히팅 제어부(330)는 상기의 방법을 통해 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)가 정상 작동하는지 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)가 얼마나 열화되어 있는지 그 정도까지 판단할 수 있다.
히팅 제어부(330)는 상기의 기능 외에 각각의 온도 측정 센서(311, 312, 313)가 열화되어 있는 정도를 토대로 몸체부(121a)의 각 영역(410, 420, 430)에 대해 온도를 보상하는 기능도 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 90℃인 경우, 히팅 제어부(330)는 제1 영역(410)의 온도를 10℃ 상승시키기 위해 제1 히팅 부재(321)에 그에 상응하는 피드백 제어량을 증가시킬 수 있다.
또한, 제2 온도 측정 센서(312) 및 제3 온도 측정 센서(313)의 온도 측정 결과는 100℃이나, 제1 온도 측정 센서(311)의 온도 측정 결과는 80℃인 경우, 히팅 제어부(330)는 제1 영역(410)의 온도를 20℃ 상승시키기 위해 제1 히팅 부재(321)에 그에 상응하는 피드백 제어량을 증가시킬 수 있다.
히터 제어 장치(300)는 고장 예지 진단이 가능한 스마트 BCM(Smart Bake Control Module)이다. 이러한 히터 제어 장치(300)는 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 온도 측정부(310)의 열화나 고장 감지가 가능한 알고리즘 적용을 통해 가열 플레이트(121)의 현재 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있고, 모니터링 결과에 따라 몸체부(121a)의 각 영역(410, 420, 430)에서 온도가 균일해지도록 각 영역(410, 420, 430)의 온도를 보정하여 플레이트 히팅부(320)의 수명 및 기판의 수율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
히터 제어 장치(300)는 플레이트 히팅부(320)를 직접적으로 제어하여 가열 플레이트(121)의 각 영역(410, 420, 430)에 대해 온도를 보상할 수 있다. 히터 제어 장치(300)는 이와 같은 기능을 통해 기판의 온도도 간접적으로 보상하여 줄 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 기판 처리 시스템
110: 하우징
120: 가열 유닛 121: 가열 플레이트
121a: 몸체부 121b: 근접 핀
121c: 히터 122: 커버
123: 구동기 130: 냉각 유닛
131: 냉각 플레이트 132: 냉각 부재
140: 반송 유닛 141: 반송 플레이트
142: 가이드 레일 143: 노치
144: 가이드 홈 210: 가열 영역
220: 냉각 영역 230: 버퍼 영역
300: 히터 제어 장치 310: 온도 측정부
311: 제1 온도 측정 센서 312: 제2 온도 측정 센서
313: 제3 온도 측정 센서 320: 플레이트 히팅부
321: 제1 히팅 부재 322: 제2 히팅 부재
323: 제3 히팅 부재 330: 히팅 제어부
410: 제1 영역 420: 제2 영역
430: 제3 영역 510: 기준 이미지
120: 가열 유닛 121: 가열 플레이트
121a: 몸체부 121b: 근접 핀
121c: 히터 122: 커버
123: 구동기 130: 냉각 유닛
131: 냉각 플레이트 132: 냉각 부재
140: 반송 유닛 141: 반송 플레이트
142: 가이드 레일 143: 노치
144: 가이드 홈 210: 가열 영역
220: 냉각 영역 230: 버퍼 영역
300: 히터 제어 장치 310: 온도 측정부
311: 제1 온도 측정 센서 312: 제2 온도 측정 센서
313: 제3 온도 측정 센서 320: 플레이트 히팅부
321: 제1 히팅 부재 322: 제2 히팅 부재
323: 제3 히팅 부재 330: 히팅 제어부
410: 제1 영역 420: 제2 영역
430: 제3 영역 510: 기준 이미지
Claims (20)
- 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부;
상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및
상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함하는 히터 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 온도 측정부의 열화에 대하여 진단하며, 열화에 따른 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 가열 플레이트의 표면 온도에 대한 제1 이미지, 복수 개의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량, 및 상기 가열 플레이트의 영역별 냉각 속도 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차에 상응하는 상기 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 제1 이미지와 기준 이미지 간 비교 결과를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 기준 이미지는 딥 러닝을 기반으로 학습을 통해 생성되는 히터 제어 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 각각의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히터 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 플레이트는 제1 영역, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역 및 상기 제2 영역을 둘러싸는 제3 영역을 포함하며,
상기 온도 측정부는,
상기 제1 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제1 온도 측정 센서,
상기 제2 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제2 온도 측정 센서, 및
상기 제3 영역 내에 저항 온도 센서 형태로 설치되는 제3 온도 측정 센서를 포함하고,
상기 플레이트 히팅부는,
상기 제1 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제1 히팅 부재,
상기 제2 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제2 히팅 부재, 및
상기 제3 영역 내에 띠 형상으로 설치되는 제3 히팅 부재를 포함하는 히터 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트 히팅부는 상기 온도 측정부에 대응하는 위치에 설치되는 히터 제어 장치. - 하우징;
상기 하우징 내의 일측에 설치되며, 기판을 가열하는 가열 유닛;
상기 하우징 내의 타측에 설치되며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛;
상기 기판을 상기 가열 유닛과 상기 냉각 유닛 중 어느 하나의 유닛으로 이송시키는 반송 유닛; 및
상기 가열 유닛과 연결되는 히터 제어 장치를 포함하며,
상기 히터 제어 장치는,
상기 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부;
상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및
상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 기판 처리 시스템은 포토 공정에서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 온도 측정부의 열화에 대하여 진단하며, 열화에 따른 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 가열 플레이트의 표면 온도에 대한 제1 이미지, 복수 개의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량, 및 상기 가열 플레이트의 영역별 냉각 속도 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차에 상응하는 상기 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 제1 이미지와 기준 이미지 간 비교 결과를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 기준 이미지는 딥 러닝을 기반으로 학습을 통해 생성되는 기판 처리 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 피드백 제어량을 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 각각의 플레이트 히팅부에 대한 피드백 제어량을 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 히팅 제어부는 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 경우, 상기 영역별 냉각 속도를 기초로 복수 개의 온도 측정부 중에서 측정 오류가 있는 온도 측정부를 검출하고, 상기 측정 오류가 있는 온도 측정부의 측정 오차를 계산하며, 상기 측정 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템. - 하우징;
상기 하우징 내의 일측에 설치되며, 기판을 가열하는 가열 유닛;
상기 하우징 내의 타측에 설치되며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛;
상기 기판을 상기 가열 유닛과 상기 냉각 유닛 중 어느 하나의 유닛으로 이송시키는 반송 유닛; 및
상기 가열 유닛과 연결되는 히터 제어 장치를 포함하며,
상기 히터 제어 장치는,
상기 기판을 가열하는 가열 플레이트의 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 각각의 영역에 대해 온도를 측정하는 온도 측정부;
상기 복수 개의 영역에 각각 설치되며, 상기 각각의 영역을 가열하는 플레이트 히팅부; 및
상기 각각의 영역에 대한 온도를 기초로 상기 복수 개의 영역의 온도가 균일해지도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 히팅 제어부를 포함하고,
상기 히팅 제어부는 상기 온도 측정부의 열화에 대하여 진단하며, 열화에 따른 오차가 보상되도록 상기 플레이트 히팅부를 제어하는 기판 처리 시스템.
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| KR1020200102227A KR102602807B1 (ko) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200102227A KR102602807B1 (ko) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR102602807B1 KR102602807B1 (ko) | 2023-11-15 |
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| KR20150144211A (ko) | 2014-06-16 | 2015-12-24 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판처리장치 및 기판처리장치의 온도제어방법 |
| KR20180024385A (ko) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 삼성전자주식회사 | 기판 처리 장치의 이상 진단 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 |
| KR20180055216A (ko) * | 2016-11-16 | 2018-05-25 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치의 온도 제어 장치 및 그의 온도 센서 불량 검출 방법 |
| JP2019061960A (ja) * | 2014-10-31 | 2019-04-18 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | ヒーターシステムに対する熱動的応答感知の方法 |
| KR20190053341A (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
-
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- 2020-08-14 KR KR1020200102227A patent/KR102602807B1/ko active IP Right Grant
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