KR100258411B1 - 베이커 유니트의 제어장치 - Google Patents

Abstract

개시된 제어장치는 하나의 제어기로 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 제어할 수 있도록 하고, 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 시간 분할에 의한 동시 제어방식을 수행하여 반도체 웨이퍼 스피너 장비의 다중 베이커 유니트의 제어가 가능하게 하는 것이다.

본 발명은 여러 대의 프로세스 조리 해석기로부터 입력되는 여러 개의 조리 데이터를 멀티 타스킹 제어방식에 따라 해석하여 복수의 베이커 유니트를 제어하는 것으로서 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버가 외부 입력 디바이스로부터 입력 데이터를 입력하고, 리얼타임 오퍼레이팅 시스템이 실시간으로 데이터를 처리하면서 여러 개의 작업을 동시에 처리하며, 명령어 해석기로부터 추출된 명령어와 입력 디바이스를 메시지 전송기가 메시지 형태로 전달하며, 메시지 전송기에 의해 받아 들여진 프로세스 조리 데이터를 조리 해석기가 해석하고, 해당되는 조리 명령을 실행하며, 조리 해석기에 의해 해석된 조리 데이터를 실행 서버가 실행하여 동시 다중 제어한다.

Description

베이커 유니트의 제어장치

본 발명은 복수의 베이커 유니트(baker unit)를 갖는 웨이퍼 스피너(wafer spinner) 장비에서 베이커 유니트들을 동시에 다중으로 제어하는 베이커 유니트의 제어장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정의 발전과 산업용 컴퓨터의 발전은 반도체의 생산 효율의 향상과 더불어 고집적, 고정밀 그리고 고속 제어의 생산 라인의 구축을 가능하게 하였다.

이러한 현상에 따라 단순한 싱글 타스크(single task) 제어방식에 의한 장비의 제어방식은 보다 복잡하고, 동시 다발적인 제어방식을 갖는 장비 제어기의 출현이 요구되고 있다.

반도체의 생산력 강화와 제조 원가의 절감을 위하여 멀티 타스크(multi task) 제어방식을 이용한 반도체 웨이퍼의 제조 장비는 단위 생산효율을 극대화하기 위하여 반드시 필요한 것이다.

웨이퍼 스피너 장비를 제어하는 제어기의 베이킹 시스템(baking system)은 최대 30개의 단위 베이커 유니트들을 동시에 제어해야 되는 시스템으로서 일반적으로 3개 이상의 베이커 제어기가 독립적으로 구비되어야 한다.

즉, 종래의 스피너 장비의 베이커 유니트의 제어는 3개 이상의 단위 제어기를 사용한 것으로서 장비 제어기와 핫 플레이트(Hot Plate : 이하, "HP"라고 약칭함) 제어기 및 쿨 플레이트(Cool Plate : 이하, "CP"라고 약칭함) 제어기가 1 : 1의 제어 방식에 따라 이루어져 30개 이상의 단위 유니트를 제어하기 위해서는 3대 이상의 장비 제어기가 요구되었다.

이는 HP 콘트롤러와 CP 콘트롤러의 제어를 하나의 장비 제어기에서만 제어되는 단일 처리방식에 따라 이루어졌다.

이러한 종래의 기술을 도 1 및 도 2의 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 제어장치의 구성을 보인 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 상위 시스템 제어기(1)로부터 한번에 단일 제어기의 단일 제어 명령을 모듈 제어기의 입력 디바이스 드라이버(2)를 통해 베이커 프로세싱 조리(recipe) 해석기(3)가 입력하고, 입력한 단일 제어 명령에 따라 베이커 프로세싱 조리 해석기(3)가 베이커 조리 실행기(4)를 제어하였다.

이러한 구성을 가지는 종래의 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상위 시스템 제어기(1)와 통신하여 베이커 프로세싱 조리법을 얻고, 이를 베이커 조리법을 해석한 후 조리 데이터에 이상이 있는 지를 판단한다.

조리 데이터에 이상이 있을 경우에 데이터의 에러를 보고하고, 이상이 없을 경우에는 제어할 유니트의 번호를 얻은 후 HP 콘트롤러 또는 CP 콘트롤러와 조리 데이터를 통신하여 HP 콘트롤러가 8개의 HP 유니트의 동작을 제어하고, CP 콘트롤러가 4개의 CP 유니트의 동작을 제어한다.

즉, 종래의 베이커 유니트 제어는 단지 단일 HP 콘트롤러 및 CP 콘트롤러로부터 제어 데이터를 입력 및 출력하여 제어함에 따라 최대로 제어가 가능한 단위 유니트의 수는 HP 콘트롤러의 8대와 CP 콘트롤러의 4대이다.

이 때, 베이커 제어를 위한 베이커 프로세싱 조리 해석은 단지 한번에 하나의 베이커에 해당하는 조리법만 해석이 이루어져 하나의 경로를 통해 해석기에 전달되고, 실행되도록 되어 있다.

이러한 종래의 제어장치에 따르면, 단일 HP 및 CP 제어기를 통한 한정된 유니트들에 국한됨에 따라 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 제어할 수 없음은 물론 조리 처리방식이 시리얼하게 진행됨에 따라 하나의 조리가 처리되는 동안에 다른 조리의 해석이 불가능하였다.

그러므로 베이커 유니트의 동시 제어 및 실시간 데이터 처리가 불가능하였고, 이로 인하여 여러 대의 베이커 유니트들로 구성된 스피너 시스템을 구비해야 되므로 생산 설비비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 하나의 제어기로 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 제어할 수 있도록 하는 베이커 유니트의 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 시간 분할에 의한 동시 제어방식을 수행하여 반도체 웨이퍼 스피너 장비의 다중 베이커 유니트의 제어가 가능하게 하는 베이커 유니트의 제어장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어장치에 따르면, 여러 대의 프로세스 조리 해석기로부터 입력되는 조리 데이터를 멀티 타스킹 제어방식에 따라 여러 개의 조리를 해석하여 복수의 베이커 유니트를 제어하는 것으로서 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버가 외부 입력 디바이스로부터 입력 데이터를 입력하고, 리얼타임 오퍼레이팅 시스템이 실시간으로 데이터를 처리하면서 여러 개의 작업을 동시에 처리하며, 명령어 해석기로부터 추출된 명령어와 입력 디바이스를 메시지 전송기가 메시지 형태로 전달한다.

그리고 메시지 전송기에 의해 받아들여진 프로세스 조리 데이터를 조리 해석기가 해석하고, 해당되는 조리 명령을 실행하며, 조리 해석기에 의해 해석된 조리 데이터를 실행 서버(server)가 실행하여 동시 다중 제어를 한다.

도 1은 종래의 제어장치의 구성을 보인 블록도,

도 2는 종래의 제어과정을 보인 신호 흐름도,

도 3은 본 발명의 제어장치의 구성을 보인 블록도,

도 4는 본 발명의 제어장치에서 베이커 모듈 제어기의 내부 기능 블록도,

도 5는 본 발명의 제어장치의 동작을 보인 신호 흐름도,

도 6은 본 발명의 제어장치에서 사용하는 메시지 전송 구조를 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 베이커 모듈 제어기 11 : 디지털 입력/출력 인터페이스부

12 : 직렬 통신부 13 : 랜

20 : 키보드부 30 : 상위 시스템 제어기

40 : 입력/출력 제어부 50 : HP 콘트롤러

60 : HP(핫 플레이트) 70 : CP 콘트롤러

80 : CP(쿨 플레이트)

100 : 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버

110 : 메시지 전송부 120 : 조리 해석기

130, 131, ··· : 베이커 명령어 해석기

140, 141, ··· : 베이커 조리 해석기

이하 첨부된 도 3 내지 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 베이커 유니트의 제어장치를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제어장치의 구성을 보인 블록도이다.

여기서, 부호 10은 베이커 모듈 제어기이다.

상기 베이커 모듈 제어기(10)는 디지털 입력/출력 인터페이스부(11)와, 직렬 통신부(12)와, 랜(LAN)(13)을 구비하고 있다.

부호 20은 상기 베이커 모듈 제어기(10)로 직접 동작 명령을 입력시키는 키보드부이다.

부호 30은 상기 랜(13)을 통해 상기 베이커 모듈 제어기(10)에 동작 명령을 입력시키는 상위 시스템 제어기이다.

부호 40은 상기 디지털 입력/출력 인터페이스부(11)를 통해 상기 베이커 모듈 제어기(10)에 입력 및 출력 데이터를 제어하는 입력/출력 제어부이다.

부호 50은 각기 복수의 HP(60)를 구비하고, 상기 직렬 통신부(12)를 통해 전송되는 제어 데이터에 따라 복수의 HP(60)의 동작을 제어하는 복수의 HP 콘트롤러이다.

부호 70은 각기 복수의 CP(80)를 구비하고, 상기 직렬 통신부(12)를 통해 전송되는 제어 데이터에 따라 복수의 CP(80)의 동작을 제어하는 CP 콘트롤러이다.

도 4는 본 발명의 제어장치에서 베이커 모듈 제어기(10)의 내부 기능 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 베이커 모듈 제어기(10)는, 상기 키보드부(20) 및 상위 시스템 제어기(20)로부터 동시에 여러 개의 베이커 유니트의 제어 명령을 받는 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버(100)와, 상기 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버(100)가 입력한 제어 명령을 수신하여 메시지 형식으로 전송하는 메시지 전송기(110)와, 상기 메시지 전송기(110)가 전송하는 메시지의 조리를 해석하는 조리 해석기(120)와, 상기 조리 해석기(120)가 해석한 조리 명령어에 따른 베이커 유니트를 해석하는 베이커 명령어 해석기(130,131,···)와, 상기 베이커 명령어 해석기(130,131,···)의 해석 결과에 따라 HP 콘트롤러(50) 및 CP 콘트롤러(70)의 동작을 제어하는 베이커 조리 해석기(140,141,···)로 이루어진다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 제어장치는 반도체 웨이퍼의 제조장비 스피너 시스템의 다중 베이커 유니트 제어를 위하여 베이커 프로세스 조리를 상위 시스템 제어기로 또는 키보드부(20)로부터 입력하여 유니트별로 해당되는 조리 데이터를 유니트 인식 번호와 함께 전달하고, 동시에 여러 대의 베이커 유니트에 대한 조리를 해석하여 다중의 베이커 유니트를 동시에 제어하도록 하는 것이다.

하나의 베이커 모듈 제어기(10)에서 조리 파일 전달 루트를 통해 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 제어하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 먼저 키보드부(20) 또는 상위 시스템 제어기(30)로 부터 어떤 유니트를 제어하기 위한 조리 데이터를 구분해야 하며, 또한 베이커 시스템의 구성 유니트가 어떻게 구성되어 있는 지에 대한 확실한 정보를 가지고 있어야 된다.

이를 위하여 본 발명에서는 조리와 함께 입력 루트를 구분하는 "입력 루트 번호"와 제어하고자 하는 유니트를 구분하는 "유니트 번호"를 메시지 전송부(110)를 통해 조리 해석기(120)로 전송한다.

그리고 입력 루트를 통해 전달된 프로세스 조리는 먼저 해석기(120)(130, 131,···)(140,141,···)로 입력하여 각각의 데이터에 대한 조건을 검사한 후 실행 서비스 루틴을 호출한다.

이 때, 조리 해석기(120)는 멀티 타스킹 제어 방식에 따라 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버(100)와 함께 동시에 수행되면서 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버(100)로부터의 조리 파일의 수신을 기다리고 있다가 실행 메시지가 전달되면, 즉시 해당 메시지를 분석하고, 각각의 조리에 대한 데이터 해석을 동해 실행 서비스 루틴을 호출하게 된다.

여기서, 조리 해석기(120)에서 메시지를 분석하기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 메시지 전송의 구조를 갖고, 그 실행은 작업의 안정성을 위하여 상호 배제 방식(동시 메시지 수신 방지 방식)에 의하여 메시지 분석 작업을 진행한다.

본 발명에서는 해당 유니트 번호에 따라 제어 대상이 결정되며, 유니트의 실행 조리 데이터에 따라 서비스 내용이 구분된다.

그러므로 조리 해석기(120)는 메시지의 분석을 통해 얻은 유니트 번호의 정보와 조리 데이터에 따라 해당 유니트를 동시에 해석하여 각각의 베이커 유니트를 제어한다.

이러한 본 발명의 스피너 베이커 모듈 구조는 크게 HP 콘트롤러(50)에 의해 제어되는 HP 유니트(60)와 CP 콘트롤러(70)에 의해 제어되는 CP 유니트(80)로 구분되고, HP 유니트(60)는 그 기능 및 장치의 구조에 따라 HP 베이커, PEB(Post Exposure Hot Plate Baker) 및 LPAH(Low Pressure Adhesion Hot Plate Baker)로 구분된다.

따라서, 하나의 제어기로 여러 대의 베이커 유니트를 동시에 제어하기 위해서는 각각의 유니트에 대한 고유 번호와 제어 데이터를 동시에 해석 및 실행시키는 장치가 필요하며, 각각의 유니트 구동 서버를 통해 해당 서비스 루틴을 수행한다.

여기서, 유니트의 구동 서버는 시간 분할 방식에 의한 멀티 타스킹 제어방식으로 수행되며, 동시에 조리 해석기(120)는 상위 시스템 제어기(30)로부터 실시간으로 유니트 제어 데이터를 입력한다.

베이커 유니트의 동시 제어는 크게 2로 구분된다.

입력/출력 제어와 시간 제어에 의해 제어가 가능한 HP, PEB 및 CP를 하나의 제어 프로세서가 전담하도록 하고, 입력/출력 제어, 시간 제어 및 프로그램 제어가 필요한 LPAH 유니트는 별도의 프로세서가 전담하게 한다.

여기서, 각각의 프로세서에서는 각각의 유니트들의 정확한 실행 제어를 위하여 실시간으로 시간 제어가 이루어진다. 즉, HP 유니트 실시간 제어용 타스크, PEB 유니트 실시간 제어용 타스크 및 CP유니트 실시간 제어용 타스크가 하나의 프로세서에서 동시에 실행되면서 여러 대의 베이커 유니트를 제어하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 프로세서 모둘 제어기로서 동시에 여러 대의 베이커 유니트를 제어할 수 있도록 프로세스 조리 데이터의 해석과 실행을 동시에 처리함으로써 웨이퍼 스피너 장비 제어기의 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

그리고 외부의 여러 입력장치들을 단일 인터페이스 공간을 통해 이루어지도록 함으로써 스피너 시스템의 구성을 용이하게 할 뿐만 아니라 시스템의 공간 활용이 대폭 개선된다.

또한 베이커 유니트 제어기의 기능과 성능을 향상시켜 웨이퍼 제조 공정의 수율 향상과 품질 안정에 크게 기여할 수 있다.

Claims (3)

1. 베이커의 동작을 제어하는 베이커 모듈 제어기;

   상기 베이커 모듈 제어기로 직접 동작 명령을 입력시키는 키보드부;

   상기 베이커 모듈 제어기에 동작 명령을 입력시키는 상위 시스템 제어기;

   상기 베이커 모듈 제어기(10)에 입력 및 출력 데이터를 제어하는 입력/출력 제어부;

   각기 복수의 HP를 구비하고, 전송되는 제어 데이터에 따라 복수의 HP의 동작을 제어하는 복수의 HP 콘트롤러; 및

   각기 복수의 CP를 구비하고, 전송되는 제어 데이터에 따라 복수의 CP의 동작을 제어하는 CP 콘트롤러로 구성됨을 특징으로 하는 베이커 유니트의 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이커 모듈 제어기는;

   상기 키보드부 및 상위 시스템 제어기로부터 동시에 여러 개의 베이커 유니트의 제어 명령을 받는 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버;

   상기 모듈 제어기 입력 디바이스 드라이버가 입력한 제어 명령을 수신하여 메시지 형식으로 전송하는 메시지 전송기;

   상기 메시지 전송기가 전송하는 메시지의 조리를 해석하는 조리 해석기;

   상기 조리 해석기가 해석한 조리 명령어에 따른 베이커 유니트를 해석하는 베이커 명령어 해석기; 및

   상기 복수의 베이커 명령어 해석기의 해석 결과에 따라 HP 콘트롤러 및 CP 콘트롤러의 동작을 제어하는 베이커 조리 해석기로 구성됨을 특징으로 하는 베이커 유니트의 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 조리 해석기를 통해 입력된 조리 데이터는 입력 루트를 구분하는 입력 루트 번호와 제어하고자 하는 유니트를 구분하는 유니트 번호를 갖는 것을 특징으로 하는 베이커 유니트의 제어장치.

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