KR100507617B1 - Supply Monitoring Method and Supply Monitoring of Medicinal Fluid for Wafer Coating and Flow Measurement System for Supply Control - Google Patents
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Abstract
본발명은 약액 저장탱크로부터 포토레지스트 약액이 복수의 공급관로를 통해 개개의 반도체 웨이퍼로 소정량 공급되게 하는 시스템에서, 상기 공급관로별로 PR 펌프가 설치되고 각 펌프 후단에서 공급관로 끝단의 노즐로 이어지는 관로 중간에 설치된 유량센서와, 약액의 공급여부 감시와 공급량을 계측하는 유량계측공급감시장치를 포함하고, 상기 유량센서의 출력은 유량계측공급감시장치의 신호 입력단에 연결되고, 유량계측공급감시장치는 약액도포장비의 주제어장치와 신호라인을 통해 서로결합되어 노즐별 공급개시신호를 수신하고 명령신호에 대한 응답 및 공급완료/공급에러신호를 전송하는 반도체 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시 방법과, 그 공급감시 및 공급제어용 유량계측 시스템을 제공한다.According to the present invention, in a system in which a photoresist chemical is supplied from a chemical storage tank to a respective semiconductor wafer through a plurality of supply lines, a PR pump is installed for each supply line, and each pump is connected to a nozzle at an end of the supply line. A flow sensor installed in the middle of the pipeline, and a flow measurement supply monitoring device for monitoring the supply and supply of the chemical liquid, and the output of the flow sensor is connected to the signal input of the flow measurement supply monitoring device, and the flow measurement supply monitoring device The chemical liquid supply monitoring method for semiconductor wafer coating, which is coupled to each other through a main control unit and a signal line of a chemical liquid application equipment, receives a supply start signal for each nozzle, and transmits a response to a command signal and a supply completion / supply error signal, and the supply thereof. Provides flow measurement system for monitoring and supply control.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시방법 및 그 공급감시를 위한(즉 공급제어용) 유량계측장치에 관한 것이다. The present invention relates to a chemical liquid supply monitoring method for semiconductor wafer coating and a flow rate measuring device for supply monitoring (i.e., for supply control).
일반적으로 포토마스킹 공정은 웨이퍼의 최상층을 선택적으로 제거하거나 패턴을 형성하는 기술로서, 마스크에 의한 패턴전사를 위한 준비작업으로 웨이퍼에 약액(이하 PR이라 약칭함)을 코팅하는 공정을 포함한다. PR 코팅공정은 포토레지스트라는 약액을 회전하는웨이퍼위에 소량 떨어뜨려 원심력에 의해 확산도포시키는 것으로 수행된다. In general, a photomasking process is a technique for selectively removing a top layer of a wafer or forming a pattern. The photomasking process includes a process of coating a chemical liquid (hereinafter, referred to as PR) on a wafer in preparation for pattern transfer by a mask. The PR coating process is performed by dropping a small amount of a chemical solution called a photoresist onto a rotating wafer and spreading it by centrifugal force.
약액 도포량은 공정에 따라 차이는 있으나 초당 수 cc 내외인데, 약액이 고가이므로 최소한의 양으로 웨이퍼 전체를 도포해야하며, 약액은 일정량 이상 과다토출시 원심력에 의해 도포되지 않은 약액은 버려진다. Although the amount of chemical liquid applied varies depending on the process, it is about several cc per second. Since the chemical liquid is expensive, the entire wafer should be applied with a minimum amount. The chemical liquid that is not applied by centrifugal force is discarded when the chemical liquid is excessively discharged over a certain amount.
종래의 PR 코팅공정에서는 코팅 불량을 방지하기 위해 웨이퍼로 공급되는 약액의 공급여부만 감시하는 방법을 사용해 왔다. 이 방법은 약액의 토출노즐을 투명재질로 하고 노즐 외부에 광센서를 설치하여 약액의 공급여부를 감시하고 있으나 서크 백(Suck-back)이라는 특수한 공정조건에 의해 약액의 토출여부 판단에 어려운 점이 있다. In the conventional PR coating process, only the supply of the chemical liquid supplied to the wafer has been used to prevent coating defects. In this method, the discharge nozzle of the chemical liquid is made of a transparent material and an optical sensor is installed outside the nozzle to monitor the supply of the chemical liquid, but it is difficult to determine whether the chemical liquid is discharged by a special process condition called a suck-back. .
즉, 약액은 일정시간이상 공기와 접촉시 응고되는 성질이 있고, 공급후 관로 및 노즐에 대기하고 있는 약액이 노즐 끝단까지 차 있을 경우 이물질이나 주제어장치의 다른 부위와 접촉하여 변질되거나 오염되기 쉬우므로 서크 백 밸브를 이용하여 공급직후 역류시켜 노즐끝단에서 관로 안쪽으로 소량이 빨려들어가게 한다. 이 때 그 빨려들어가는 양이 항상 일정하지 않기 때문에 광센서를 이용한 감시방법은 에러를 자주 발생한다. That is, the chemical liquid has a property of solidifying when it comes into contact with air for a certain time, and when the chemical liquid waiting in the pipe line and the nozzle is filled to the end of the nozzle after supplying, it is easy to be deteriorated or contaminated by contact with foreign substances or other parts of the main controller. The circuit is flowed back immediately after the supply using a circuit bag valve, and a small amount is sucked into the pipe from the nozzle end. At this time, the amount of sucking is not always constant, so the monitoring method using the optical sensor frequently generates an error.
또한 공급량의 계측이 불가능하여 매회 공급시에는 확인할 수 없고, 누적 공급량 또한 시험관을 이용하여 주기적으로 공급량을 확인하는 과정에서 간접적으로 추정할 수 밖에 없다. In addition, the supply quantity cannot be measured, so it cannot be confirmed at every supply, and the cumulative supply quantity can only be indirectly estimated in the process of periodically checking the supply volume using a test tube.
따라서, 약액의 토출여부(도포여부)를 감시하는 수단과 약액의 공급량을 계측하는 수단을 필요로 한다. Therefore, a means for monitoring the discharge (application) of the chemical liquid and a means for measuring the supply amount of the chemical liquid are required.
또한, 약액의 특성상 공기와 일정시간이상 접촉시 응고되는 성질이 있기 때문에 일정용량의 병(Bottle)에 밀폐상태로 유지하고, 공급주제어장치에 체결 후 다른 기체의 주입과 동시에 토출된다. 따라서, 용기내 잔량의 확인이 필요하고, 사용을 다한 빈용기는 새로운 용기와 교환과정이 필연적이다.In addition, due to the nature of the chemical liquid has a property of solidifying upon contact with air for a predetermined time, it is kept in a closed state of the bottle (Bottle) of a certain capacity, and after being fastened to the supply main control device is discharged simultaneously with the injection of other gases. Therefore, it is necessary to check the remaining amount in the container, and empty containers that have been used are inevitably replaced with new containers.
그리고, 약액은 펌프를 이용하여 공급하는데, 이물질(Particle)을 걸러 내기위한 필터와 용기에서 뽑아낸 약액을 펌프로 공급하기 전 임시로 보관하는 보울(Bowl)도 적정사용기한이 있기 때문에 누적 공급횟수 또는 공급량을 설정하여 필터와 보울의 교체주기를 관리할 필요가 있다. In addition, the chemical liquid is supplied by using a pump, and a filter for filtering out foreign substances and a bowl temporarily stored before supplying the chemical liquid extracted from the container to the pump also have a proper expiration date, so the cumulative supply frequency Or set the supply volume to manage the replacement cycle of the filter and bowl.
필터는 적정사용기한을 초과하여 사용할 경우 필터의 막힘은 물론 펌프의 고장을 초래하고, 미공급 에러에 따라 제품불량을 발생시킬 수 있으며, 보울의 적정사용기한을 초과할 경우 흐르는 물속의 돌에 이끼가 끼듯이 약액이 표면에 굳어 이물질이 생성되고, 이물질의 발생은 필터의 수명을 단축시키며 이물질이 후단으로 유출될 경우 웨이퍼에 손상을 주는 문제를 야기시킨다. If the filter is used beyond its proper expiration date, the filter may be clogged and the pump may break down, resulting in product failure due to unsupply errors. As a result, the chemical liquid hardens on the surface and foreign substances are generated, and the generation of foreign substances shortens the life of the filter and causes a problem of damaging the wafer when the foreign substances flow out to the rear end.
따라서, 소모성 부분품과 주기적으로 세정이 필요한 부분품의 교체주기를 반드시 관리해야할 필요가 있다. Therefore, it is necessary to manage the replacement cycle of consumable parts and parts that require periodic cleaning.
본 발명은 공급장치의 이상에 따라 약액이 토출되지 않아 PR 도포공정을 거치지 않은 채 다음공정으로 투입되는 공정불량을 방지함과 동시에 고가의 약액을 최적의 양으로 웨이퍼로 토출하게 함으로써 비용을 절감할 수 있는 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시방법 및 그 공급감시와 유량계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. According to the present invention, the chemical liquid is not discharged according to the abnormality of the supply device, thereby preventing the process defects that are introduced into the next process without going through the PR coating process, and at the same time, discharging the expensive chemical liquid to the wafer in an optimal amount, thereby reducing the cost. It is an object of the present invention to provide a chemical liquid supply monitoring method for wafer coating and a supply monitoring and flow measurement system.
본 발명의 다른 목적은 시스템의 소모성 부분품과 주기적으로 세정이 필요한 부분품의 교체주기를 관리할 수 있는 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시방법 및 그 공급감시와 공급제어용 유량측정시스템을 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a method for monitoring chemical liquid supply for wafer coating and a flow measurement system for supply monitoring and supply control, which can manage replacement cycles of consumable parts of a system and parts requiring periodic cleaning.
본 발명 방법은, 약액 저장탱크로부터 포토레지스트 약액이 개개의 반도체 웨이퍼로 소정량 공급되게 하는 복수의 공급관로와, 이 공급관로별로 PR 펌프가 설치되고 각 펌프 후단에 설치된 유량센서와, 이 유량센서의 출력신호에 의해 약액의공급여부 감시 및 공급량을 계측하는 유량계측공급감시장치를 포함하는 약액 공급 감시 시스템의 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시방법으로서, 유량계측공급감시장치의 전원이 온되었을 시 장치를 초기화하고 장치상태 정상신호를 주제어장치로 출력하는 단계와, 주제어장치로부터의 공급명령에 따라 약액 공급이 개시되면 토출개시신호를 수신하였는지를 판단하는 단계와, 토출개시신호를 수신하였을 때 약액 토출신호 수신에 대한 응답 신호를 출력하고 나서 토출시간을 계측하기 위한내부의 토출시간 타이머를 작동시키는 동시에 상기 유량센서로부터 유량신호가 입력되기까지의 지연시간을 계측하기 위한유량신호입력 지연시간 타이머를 작동시키는 단계와, 유량센서로부터 유량신호가 검출되었는지를 판단하여 유량신호가 검출되었다면 입력된 유량신호로부터 유량계측을 실행하는 동시에 유량신호 입력지연 시간 타이머를 정지시키고 사용자에의해 미리 설정된 토출(공급) 소요시간 타이머를 작동시키는 단계와, 유량센서로부터 유량신호가 검출되지 않았다면 타이머에서 카운트된 유량신호 입력지연시간이 설정시간을 초과하였는지를 판단하는 단계와, 카운트된 입력지연시간이 설정시간을 초과하였다면, 유량신호 입력지연시간 타이머를 정지시키고 공급에러로 판정한 후 에러 메시지를 표시하는 한편 알람(NG)신호를 상기 주제어장치로 출력하고 비프 경보음을 발생하는 단계와, 그리고 타이머에서 카운트된 약액토출시간이미리 설정된 토출시간을 경과하였는지를 판단하여 설정된 토출시간을 경과하였다면 토출시간 타이머를 정지시키고 타임아웃 에러로 판정하고 이에 대한 에러 메시지를 표시하는 동시에 알람 신호 출력 및 비프 경보음을 발생하는 단계를 포함하는 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시방법이 제공하는 것을 기본적인 특징으로 한다..The method of the present invention includes a plurality of supply lines for supplying a predetermined amount of photoresist chemical liquid from a chemical storage tank to individual semiconductor wafers, a flow rate sensor provided at each of the pump ends and provided with a PR pump for each supply line, A chemical liquid supply monitoring method for a wafer coating of a chemical liquid supply monitoring system including a flow measurement supply monitoring value for monitoring the supply of chemical liquids and measuring the supply amount by an output signal of a device, when the flow measurement supply monitoring device is turned on. Initializing and outputting a normal state signal of the device to the main control device; determining whether a discharge start signal has been received upon supply of the chemical liquid according to a supply command from the main control device; and receiving a chemical discharge signal when the discharge start signal is received. The internal discharge time timer to measure the discharge time after outputting the response signal. Operating a flow signal input delay time timer for measuring a delay time from the flow sensor to a flow signal input, and determining whether a flow signal has been detected from the flow sensor. Stopping the flow signal input delay time timer and operating a preset discharge (supply) time timer by the user, and performing a flow measurement from the flow signal, and if the flow signal is not detected from the flow sensor, the flow rate counted by the timer Determining whether the signal input delay time has exceeded the set time; if the counted input delay time has exceeded the set time, stopping the flow signal input delay time timer, determining that it is a supply error, displaying an error message, NG) signal to the main controller Generating a warning sound, and determining whether or not the chemical liquid ejection time counted by the timer has already passed the set ejection time. If the ejection time has elapsed, the ejection time timer is stopped and a timeout error is determined. It is a basic feature of the present invention to provide a chemical coating supply monitoring method for wafer coating, which includes displaying an alarm signal and generating a beep sound.
바람직하게, 상기 주제어장치로부터의 공급명령에도 불구하고 토출개시신호가 수신되지 않았다면 누수/누액 검출 루틴을 실행하고, 이 누수/누액 검출 루틴은 토출개시신호가 유량계측공급감시장치에서 수신되지 않았을 때 유량센서로부터 약액 토출신호가 입력되는지를 판단하고, 토출신호가 입력되지 않는다면 다시 유량신호가 검출되는지를 판단하는 단계와, 유량신호가 검출되었을 시 유량을 계측하여 누수량이 미리설정된 량 보다 큰지를 판단하는 단계와, 누수량이 설정량보다 크다면 공급에러로 판정하고 알람신호를 주제어장치로 출력하는 비프 경보음 및 에러 메시지를 발생하는 단계를 포함한다. Preferably, if the discharge start signal is not received despite the supply command from the main controller, the leak / leak detection routine is executed, and the leak / leak detection routine is executed when the discharge start signal is not received from the flow measurement supply monitoring device. Determining whether the chemical liquid discharge signal is input from the flow sensor, and if the discharge signal is not input, determining whether the flow signal is detected again, and measuring the flow rate when the flow signal is detected to determine whether the leakage amount is greater than the preset amount. And generating a beep alarm sound and an error message for determining a supply error and outputting an alarm signal to the main controller if the leakage amount is larger than the set amount.
또한, 상기 계측된 약액토출시간이 미리 설정된 토출시간 내에 있을 때, 유량센서로부터 유량신호가 계속 검출되는지를 판단하고, 유량신호가 검출되지 않을 시 이제까지 계측된 토출량이 미리 설정된 상한치와 하한치 내에 속하는 지를 판단하는 단계와, 토출량이 상한치를 초과하거나 하한치에 미달인 것으로 판단되면 과다 또는 미달 토출 에러 판정신호를 출력하고 대응하는 에러 메시지를 표시하는 단계와, 기 토출시간 타이머에 의해 계측된 토출시간이 미리설정된 상하한 범위 내에 있는지를 판단하는 단계와, 계측된 토출시간이 미리설정된 범위를 초과하거나 미달인 경우 저속 토출 또는 과속 토출 에러 판정신호를 출력하고 그에 대응한 에러 메시지를 표시하는 단계와, 그리고 계측된 토출시간이 미리설정된 범위 내에 있는 것으로 확인되면 토출정상완료신호를 주제어장치로 출력하고 나서 내부 메모리에 공급횟수를 1만큼 누적하고 계측된 토출량을 누적 토출량에 더하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the measured chemical liquid discharge time is within a preset discharge time, it is determined whether a flow signal is continuously detected from the flow sensor, and when the flow signal is not detected, it is determined whether the discharge amount measured so far falls within a preset upper and lower limits. Judging, and if it is determined that the discharge amount exceeds or falls below the upper limit value, outputting an excessive or under discharge error determination signal and displaying a corresponding error message; and the discharge time measured by the discharge time timer in advance. Determining whether it is within a set upper and lower limit range, outputting a low speed discharge or overspeed discharge error determination signal when the measured discharge time exceeds or falls below a preset range and displaying an error message corresponding thereto; and If it is confirmed that the set discharge time is within a preset range, And outputting the discharge normal completion signal to the main controller and accumulating the number of times of supply in the internal memory by one, and adding the measured discharge amount to the accumulated discharge amount.
본 발명에서, 상기 누적토출량을 사용기한으로 설정하여 예고하거나 누적공급횟수를 미리설정함에 의해 시스템의 소모성 부분품에 대한 사용기한 및 주기적 세정이 필요한 부분품의 교체주기를 판단한다. In the present invention, by setting the cumulative discharge amount to the expiration date or by presetting the cumulative supply frequency, the expiration date of the consumable parts of the system and the replacement cycle of the parts requiring periodic cleaning are determined.
본 발명 시스템은, 공급량의 초과 및 미달량을 감시함으로써 주공급원의 이상 유무를 확인할 수 있는 공급량계측치에 대한 상하한치 설정수단과, 유량센서 후단의 누수발생시 유량센서의 유량신호 입력에 의해 (관로밖으로 유출되거나 수조로 공급되는 경우) 누액을 확인할 수 있는누액발생 감지수단과, 펌프 미동작시 약액이 공급되지않는 것을 확인할 수 있는 펌프고장 감지수단과, 그리고 약액 공급시 유량신호가 입력되지 않을 경우 센서고장을 확인할 수 있는 센서고장 감지수단을 포함하는 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시와 공급제어용 유량계측 시스템을 기본적인 특징으로 한다. According to the present invention, the upper and lower limit setting means for supply quantity measurement value which can confirm the abnormality of the main supply source by monitoring the excess and under quantity of supply amount, and the flow signal input of the flow rate sensor in the case of leakage at the rear end of the flow rate sensor Leakage detection means to check for leaks, pump failure detection means to check that the chemicals are not supplied when the pump is not operating, and sensors if flow signals are not input when chemicals are supplied. Its main features include flow monitoring system for supplying chemicals for wafer coating and supply control including sensor failure detection means that can identify failures.
상기 유량계측공급감시장치와 주제어장치는 주제어장치의 공급개시신호 출력단자와 공급감시장치의 수신단자 결선되고, 유량계측공급감시장치의 공급완료신호 출력단자와 주제어장치의 수신단자가 결선되며, 유량계측공급감시장치의 상태신호 출력단자와 주제어장치의 수신단자 결선되고, 유량계측공급감시장치의 약액 미공급에러 및 문제발생신호 출력단자와 주제어장치의 수신단자가 결선되는 것에 의해 서로 결합된다. The flow measurement supply monitoring device and the main control device are connected to the output start signal output terminal of the main control device and the receiving terminal of the supply monitoring device, the supply completion signal output terminal of the flow measurement supply monitoring device and the receiving terminal of the main control device are connected, The status signal output terminal of the measurement supply monitoring device and the receiving terminal of the main control device are connected, and the chemical liquid unsupply error and the problem occurrence signal output terminal of the flow measurement supply monitoring device and the receiving terminal of the main control device are connected to each other by wiring.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시와 공급제어용 유량계측시스템이 나타나 있다. 약액 저장탱크로부터 포토레지스트 약액(PR)이 2개의 공급관로(P1, P2)를 통해 각각의 반도체 웨이퍼 (W1, W2)로 소정량 공급되게 하는 시스템에서,상기 공급관로별로 PR 펌프(M1, M2)가 설치되고 각 펌프 후단에서 공급관로 끝단의 노즐로 이어지는 관로 중간에 유량센서(S1, S2)가 설치된다. 1, there is shown a chemical liquid supply monitoring and supply flow measurement system for semiconductor wafer coating according to the present invention. In a system in which the photoresist chemical liquid PR is supplied from the chemical liquid storage tank to each of the semiconductor wafers W1 and W2 through two supply pipes P1 and P2, the PR pumps M1 and M2 for each supply pipe. ) Is installed, and flow sensors S1 and S2 are installed in the middle of the pipeline leading from each pump to the nozzle at the end of the supply pipeline.
상기 유량센서(S1, S2)의 출력은 약액의 공급여부 감시와 공급량의 계측을 위해 유량계측공급감시장치(100)의 신호 입력단에 연결된다. The output of the flow sensor (S1, S2) is connected to the signal input terminal of the flow measurement supply monitoring device 100 for monitoring the supply of the chemical liquid and the measurement of the supply amount.
유량계측공급감시장치(100)는 도 2를 참고로 후술되겠지만 약액도포장비의 주제어장치(PLC; 200)와 신호라인을 통해 서로 결합되어 노즐별 공급개시신호를 수신하고 명령신호에 대한 응답 및 공급완료/공급에러신호 등을 전송한다. The flow measurement supply monitoring device 100 will be described below with reference to FIG. 2, but is coupled to each other via a main line device (PLC) 200 and a signal line of the chemical liquid application equipment to receive a supply start signal for each nozzle, and respond to and supply a command signal. Transmit complete / supply error signal.
도 2는 도 1의 유량계측공급감시장치(100)의 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다. 본 발명에 따른 유량계측공급감시장치(100)는 마이크로프로세서(10)와, 어드레스 버스 및 데이터 버스를 통해 마이크로프로세서(10)와 연결된 프로그램 메모리(22), 데이터 메모리(24) 및 파라메타 메모리(26)를 가지며, 마이크로프로세서(10)의 입력단에는 센서 인터페이스부(12), 아날로그-디지털 신호변환부(14), 공급명령 입력부(15), 스위치 입력부(16), 시리얼통신 드라이버부(18)가 연결되고, 마이크로프로세서(10)의 출력단에 디지털 제어부(30), 디지털-아날로그 신호변환부(40), 전류신호출력부(41), 디지털신호출력부(42), 통신 드라이버부(45), 이벤트 출력부(47) 및 표시부(50)가 연결된다. 본 발명의 유량계측공급감시장치(100)는 상기 각 회로부에 필요한 소정 전원을 공급하는 전원부(8)를 가진다. 2 is a block diagram showing the configuration of the flow measurement supply monitoring device 100 of FIG. The flow measurement supply monitoring apparatus 100 according to the present invention includes a microprocessor 10, a program memory 22, a data memory 24, and a parameter memory 26 connected to the microprocessor 10 through an address bus and a data bus. At the input of the microprocessor 10, a sensor interface 12, an analog-digital signal converter 14, a supply command input unit 15, a switch input unit 16, and a serial communication driver unit 18 are provided. A digital control unit 30, a digital-analog signal conversion unit 40, a current signal output unit 41, a digital signal output unit 42, a communication driver unit 45, and an output terminal of the microprocessor 10. The event output unit 47 and the display unit 50 are connected. The flow measurement supply monitoring apparatus 100 of the present invention has a power supply section 8 for supplying predetermined power required for each of the circuit sections.
상기 센서 인터페이스부(12)의 입력단에 신호라인을 통해 상기 유량센서(S1, S2)의 디지털 출력이 연결되며, 아날로그 신호를 출력하는 유량센서(S1, S2)인 경우 그 각각의 출력은 아날로그-디지털 신호변환부(14)의 입력단에 연결된다. The digital outputs of the flow sensors S1 and S2 are connected to the input terminal of the sensor interface unit 12 via a signal line, and in the case of the flow sensors S1 and S2 that output analog signals, the respective outputs are analog-. It is connected to the input of the digital signal converter 14.
상기 스위치 입력부(16)는 유량계측공급감시장치(100)의 전면 패널(도시되지 않음)상에 설치된 다수의 조작 스위치와 연결된다. 조작 스위치는 바람직하게 동작모드 표시선택 스위치, 프리셋 스위치, 스타트 스위치, 스톱 스위치, 리세트 스위치를 포함한다.The switch input unit 16 is connected to a plurality of operation switches installed on the front panel (not shown) of the flow measurement supply monitoring device 100. The operation switch preferably includes an operation mode display selection switch, a preset switch, a start switch, a stop switch, and a reset switch.
상기 시리얼통신 드라이버부(18)의 입력단은 다른 주제어장치 또는 타장치의 통신단자와 연결되고, 상기 공급신호 입력부(15)의 입력단은 주제어장치(PLC: 200)의 공급개시신호 출력단자와 연결된다. The input terminal of the serial communication driver unit 18 is connected to a communication terminal of another main controller or another device, and the input terminal of the supply signal input unit 15 is connected to a supply start signal output terminal of the main controller (PLC) 200. .
상기 디지털-아날로그 신호변환부(40)의 출력단은 전류신호출력부(41)를 통해 상기 주제어장치(200) 또는 타장치로 연결되고, 상기 디지털신호출력부(42)의 출력단은 상기 주제어장치(200)의 입력단 또는 타장치의 입력으로 연결된다. 상기 전류신호출력부(41) 및 디지털신호출력부(42)의 출력단에서 정상 공급종료신호, 상태신호 및 공급실패 및 문제발생신호가 출력된다. The output terminal of the digital-analog signal converter 40 is connected to the main controller 200 or another device through the current signal output unit 41, and the output terminal of the digital signal output unit 42 is the main controller ( It is connected to the input terminal of 200 or the input of another device. At the output terminals of the current signal output section 41 and the digital signal output section 42, a normal supply end signal, a status signal, a supply failure and a problem occurrence signal are output.
또한, 통신 드라이버부(45)의 출력단은 컴퓨터(400)의 통신포트와 연결되고, 상기 이벤트 출력부(47)의 출력단은 프린터(410)와 연결된다. In addition, the output terminal of the communication driver 45 is connected to the communication port of the computer 400, the output terminal of the event output unit 47 is connected to the printer 410.
또한, 상기 마이크로프로세서(10)의 일 출력단은 표시부(50)와 연결된다. 표시부(50)는 통상의 LCD 또는 VFD 패널로 구성되며, 최초 전원 인가시 공급채널 1에 대한 순시유량(단위시간당 통과유량), 공급유량, 누적적산유량, 공급횟수, 공급소요시간을 표시하고, 특정 스위치의 조작에 따라 다른 공급채널에 대한 공급유량, 공급횟수 및 공급량 설정을 위한 화면을 표시한다. In addition, one output terminal of the microprocessor 10 is connected to the display unit 50. The display unit 50 is composed of a normal LCD or VFD panel, and displays the instantaneous flow rate (passage flow rate per unit time), the supply flow rate, the cumulative accumulation flow rate, the supply frequency, and the supply time for the supply channel 1 when the power is first applied. According to the operation of a specific switch, the screen for setting the supply flow rate, the supply frequency and the supply amount for another supply channel is displayed.
바람직하게, 유량계측공급감시장치(100)는 공급실패, 유량센서의 이상, 누액, 공급관로 이상, 약액 미달공급 또는 과다공급 및 결선이상을 검출하여 에러신호를 출력하는 동시에 상기 표시부(50)에 소정의 에러 메시지 표시 및 비프 경보음을 출력한다. Preferably, the flow measurement supply monitoring device 100 outputs an error signal by detecting a supply failure, an abnormality of the flow sensor, a leakage, a supply pipe abnormality, an insufficient supply of a chemical liquid or an oversupply and a wiring abnormality, and output an error signal to the display unit 50. A predetermined error message display and a beep alarm sound are output.
도 3은 본 발명에 따른 약액의 공급여부 감시와 공급량 계측방법을 나타내는 플로우차트이다.3 is a flowchart showing a method of monitoring the supply and supply amount of the chemical liquid according to the present invention.
단계 100에서, 유량계측공급감시장치(100)의 전원이 온(ON)되면 내부 장치를 초기화하고 장치상태 정상신호를 주제어장치(200)로 출력한다. In step 100, when the power supply of the flow measurement supply monitoring device 100 is turned on, the internal device is initialized and the device state normal signal is output to the main controller 200.
다음 단계 102에서 주제어장치(200)로부터의 공급명령에 따라 약액 공급이 개시되면 토출개시신호를 수신하였는지를 판단하고, 토출개시신호를 수신하였다면 유량계측공급감시장치(100)는 단계 104에서 약액 토출신호 수신에 대한 응답 신호를 출력하고 나서 토출시간을 계측하기 위한 내부의 토출시간 타이머를 작동시키는 동시에 관로의 유량센서(S1, S2)로부터 유량신호가 입력되기까지의 지연시간을 계측하기 위한 유량신호입력 지연시간 타이머를 작동시킨다. In the next step 102, when the supply of the chemical liquid is started according to the supply command from the main controller 200, it is determined whether the discharge start signal has been received. If the discharge start signal is received, the flow measurement supply monitoring apparatus 100 receives the chemical liquid discharge signal in step 104. Flow rate signal input for measuring the delay time from the flow rate sensor (S1, S2) of the pipeline to input the flow signal while operating the internal discharge time timer for measuring the discharge time after outputting the response signal for reception. Activate the delay timer.
단계 102에서 주제어장치(200)로부터의 공급명령에도 불구하고 토출개시신호가 수신되지 않았다면 후술하는 바와 같은 단계 130의 누수/누액 검출 루틴으로 진행한다. If the discharge start signal has not been received despite the supply command from the main controller 200 in step 102, the flow proceeds to the leakage / leak detection routine of step 130 as described below.
다음 단계 106에서, 유량센서(S1, S2)로부터 유량신호가 검출되었는지를 판단한다. 이 유량신호는 펄스 또는 전류신호 형태로 유량계측공급감시장치(100)로 입력된다. In the next step 106, it is determined whether the flow rate signal is detected from the flow rate sensors S1 and S2. The flow rate signal is input to the flow rate measurement supply monitoring device 100 in the form of a pulse or a current signal.
유량신호가 검출되었다면, 단계 107로 진행하여 입력된 유량신호로부터 유량계측을 실행하는 동시에 유량신호 입력지연시간 타이머를 정지시키고 사용자에 의해 미리 설정된 토출(공급) 소요시간 타이머를 작동시킨다. 계측된 순시유량은 표시부(50)에 표시된다. If a flow rate signal is detected, the flow advances to step 107 to perform flow measurement from the input flow rate signal and to stop the flow signal input delay time timer and to operate the discharge (supply) time duration timer preset by the user. The measured instantaneous flow rate is displayed on the display unit 50.
상기 단계 106에서 유량신호가 검출되지 않았다면, 단계 122로 가서 타이머에서 카운트된 유량신호 입력지연시간이 설정시간을 초과하였는지를 판단한다. 입력지연시간이 설정시간을 초과하였다면, 단계 124로 가서 유량신호 입력지연시간 타이머를 정지시키고 공급에러로 판정한 후 에러 메시지를 표시부(50)에 표시한다. 이어서 단계 126에서 알람(NG)신호를 주제어장치(200)로 출력하는 한편 비프 경보음을 발생한다. If no flow signal is detected in step 106, the flow proceeds to step 122 to determine whether the flow signal input delay time counted by the timer has exceeded the set time. If the input delay time exceeds the set time, the flow goes to step 124 to stop the flow signal input delay time timer, determines that the supply error, and displays an error message on the display unit 50. In operation 126, the alarm NG signal is outputted to the main controller 200 while generating a beep alarm sound.
미공급 에러 및 유량계측불가의 원인으로는 펌프고장, 이물질에 의한 관로 막힘, 배관 꺽임/눌림, 체결부위 이탈, 누액 발생 또는 유량센서(S1, S2)의 고장 및 장치(100)와의 결선 이상을 들 수 있다. Unsupply error and flow measurement failure can be caused by pump failure, clogged pipes by foreign substances, pipe bending / pressing, loosening of fastening parts, leakage, or failure of flow sensor (S1, S2) and wiring abnormality with device 100. Can be mentioned.
단계 108에서, 타이머에서 카운트된 약액토출시간이 미리 설정된 토출시간을 경과하였는지를 판단한다. 설정된 토출시간을 경과하였다면 약액이 멈추지 않고 웨이퍼로 계속 토출되는 것으로 판단하여 단계 109로 가서 토출시간 타이머를 정지시키고 타임 아웃 에러로 판정하고 이에 대한 에러 메시지를 표시부(50)에 표시하는 동시에 단계 126의 알람 신호 출력 및 비프 음 출력 동작을 수행한다. In step 108, it is determined whether the chemical liquid discharging time counted by the timer has elapsed. If the discharge time has elapsed, it is determined that the chemical liquid is continuously discharged to the wafer without stopping, and the flow proceeds to step 109 to stop the discharge time timer, determines that it is a timeout error, and displays an error message on the display unit 50 at the same time. Perform alarm signal output and beep output.
다음 단계 110에서, 약액토출시간이 미리 설정된 토출시간 내에 있을 때 유량센서(S1, S2)로부터 유량신호가 계속 검출되는지를 판단하고, 유량신호가 검출되지 않는다면 단계 112로 진행하여 이제까지 계측된 유량, 즉 토출량이 미리 설정된 상한치보다 작은지를 판단한다. 토출량이 미리 설정된 상한치보다 작다면 단계 114로 가서 그 토출량이 미리 설정된 하한치보다 큰지를 판단한다. 단계 112에서 토출량이 상한치를 초과한 것으로 판단되면 단계 113으로 가서 과다 토출 에러 판정신호를 출력하고 에러 메시지를 표시한다. 또 단계 114에서 토출량이 하한치에 미달인 것으로 판단되면 단계 115로 가서 미달 토출 에러 판정신호를 출력하고 이에 대응한 에러 메시지를 표시한다. 이때 단계 126에서 알람신호를 출력하는 동시에 비프 경보음을 발생한다. In the next step 110, it is determined whether the flow rate signal is continuously detected from the flow rate sensors S1 and S2 when the chemical liquid discharge time is within the preset discharge time, and if the flow rate signal is not detected, the flow proceeds to step 112 and the flow rate measured so far; That is, it is determined whether the discharge amount is smaller than the preset upper limit value. If the discharge amount is smaller than the preset upper limit value, the flow proceeds to step 114 to determine whether the discharge amount is larger than the preset lower limit value. If it is determined in step 112 that the discharge amount has exceeded the upper limit, the flow proceeds to step 113 to output an excessive discharge error determination signal and display an error message. If it is determined in step 114 that the discharge amount is less than the lower limit value, the control proceeds to step 115 to output an under discharge error determination signal and displays an error message corresponding thereto. At this time, the alarm signal is output in step 126 and a beep alarm sound is generated.
또한, 단계 112 및 114에서 토출량이 미리 설정된 범위 내에 있음을 확인하고 나서 단계 116으로 진행하고, 여기서 토출시간 타이머에 의해 계측된 토출시간이 미리설정된 상한치보다 작은지를 판단한다. 그리고 단계 118에서 그 토출시간이 미리설정된 하한치보다 큰지를 판단한다. 단계 116 및 118에서, 계측된 토출시간이 미리설정된 범위내에 있지 않은 것으로 판단되면, 단계 117 및 119로 각각 진행하여 저속 토출 및 과속 토출 에러 판정신호를 출력하고 그 각각에 대응한 에러 메시지를 표시한다. 이때 단계 126에서 알람신호를 출력하는 동시에 비프 경보음을 발생한다. Further, after confirming that the discharge amount is within the preset range in steps 112 and 114, the flow advances to step 116, where it is determined whether the discharge time measured by the discharge time timer is smaller than the preset upper limit value. In step 118, it is determined whether the discharge time is larger than a predetermined lower limit. If in step 116 and 118 it is determined that the measured discharge time is not within the preset range, the flow proceeds to steps 117 and 119, respectively, to output low-speed discharge and over-speed discharge error determination signals and display error messages corresponding to each of them. . At this time, the alarm signal is output in step 126 and a beep alarm sound is generated.
상기 단계 116 및 118에서, 계측된 토출시간이 미리설정된 범위 내에 있는 것으로 확인되면, 단계 120으로 진행하여 토출정상완료신호를 주제어장치(200)로 출력하고 나서 내부 메모리에 공급횟수를 1만큼 누적하고, 또 계측된 토출량을 누적 토출량에 더한다. In step 116 and step 118, if it is determined that the measured discharge time is within a predetermined range, the flow advances to step 120 to output the discharge normal completion signal to the main controller 200, and then accumulates the number of times of supply to the internal memory by 1; In addition, the measured discharge amount is added to the accumulated discharge amount.
본 발명에서 상기 누적된 공급횟수 및 누적된 토출량은 장치내에 미리 설정된 누적 공급횟수 및 누적 토출량과 비교되고, 그 설정값에 도달하였을 때 시스템의 소모성 부분품에 대한 사용기한으로 판단하여 예고하거나 주기적 세정이 필요한 부분품의 교체주기로 판단하여 이를 사용자에게 경고한다. In the present invention, the cumulative supply frequency and the accumulated discharge amount are compared with the cumulative supply frequency and the cumulative discharge amount preset in the apparatus, and when the set value is reached, it is determined as the expiration date for the consumable parts of the system. It will warn the user by judging the replacement cycle of necessary parts.
이후 유량계측공급감시장치(100)는 단계 102로 리턴하여 주제어장치(200)로부터 토출개시신호의 입력을 대기하는 정상 동작 모드로 전환된다. Thereafter, the flow measurement supply monitoring device 100 returns to step 102 to switch to the normal operation mode in which the discharge start signal is input from the main controller 200.
또한 상기 단계 126에서 알람신호 출력 및 비프 경보음 출력후 단계 128로 진행하여 알람 해제 신호가 입력되는지를 판단한다. 알람해제신호는 사용자가 관로나 밸브를 검사하여 고장원인을 제거한 후 감시장치(100)의 리세트 키의 누름 또는 주제어장치(200)의 리세트 신호 입력에 의해 발생된다. In step 126, after the alarm signal output and the beep alarm sound output, the process proceeds to step 128 to determine whether an alarm release signal is input. The alarm cancel signal is generated by a user pressing a reset key of the monitoring apparatus 100 or a reset signal input of the main controller 200 after removing a cause of failure by inspecting a pipe or a valve.
알람해제신호가 입력되면 단계 129에서 시스템의 에러 상황을 취소하고 정상 동작 모드로 전환한다. When the alarm cancel signal is input, in step 129, the error condition of the system is canceled and the system returns to the normal operation mode.
상기한 단계 130의 누수검출루틴을 도 4의 플로우 차트를 참고로 설명한다. 도 3의 단계 102에서 토출개시신호가 유량계측공급감시장치(100)에서 수신되지 않았다면 단계 132로 가서 유량센서로부터 약액 토출신호가 입력되는지를 판단하고, 토출신호가 입력되지 않는다면 다시 유량신호가 검출되는지를 판단한다(단계 133). 이때 유량신호가 검출된다면, 유량을 계측하여 누수량이 미리설정된 량 보다 큰지를 판단한다(단계 134). 누수량이 설정량보다 크다면 단계 135로 진행하여 공급에러로 판정하고 알람신호를 주제어장치(200)로 출력하는 비프 경보음을 출력하고, 에러 메시지를 표시부(50)에 표시한다. The leak detection routine of step 130 described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. If the discharge start signal is not received by the flow measurement supply monitoring device 100 in step 102 of FIG. 3, it is determined whether the chemical liquid discharge signal is input from the flow sensor, and if the discharge signal is not input, the flow signal is detected again. It is determined whether or not (step 133). If a flow rate signal is detected at this time, the flow rate is measured to determine whether the leak amount is greater than the preset amount (step 134). If the amount of leakage is greater than the set amount, the flow proceeds to step 135 to determine a supply error, to output a beep alarm sound for outputting an alarm signal to the main controller 200, and to display an error message on the display unit 50.
누액 발생의 원인으로는 펌프 또는 밸브 불량(O-링 훼손 포함) 및 고정구 체결 불량을 들 수 있다. Causes of leakage include pump or valve failures (including damage to O-rings) and fixture fastening failures.
한편 상기 단계 132에서 약액 토출신호가 입력된다면 바로 도 3의 단계104로 진행하여 정상 토출 감시 동작을 수행한다. 또한 상기 단계 135의 경보음 및 에러 메시지 표시후에 단계 137에서 리세트 신호가 입력되었는지를 판단한다. 리세트 신호는 사용자가 관로나 밸브를 검사하여 고장원인을 제거한 다음 장치(100)의 리세트 키의 누름에 의해 발생된다. On the other hand, if the chemical liquid discharge signal is input in step 132, the flow proceeds directly to step 104 of FIG. 3 to perform a normal discharge monitoring operation. In addition, it is determined whether the reset signal is input in step 137 after the alarm sound and the error message are displayed in step 135. The reset signal is generated by the user inspecting the pipeline or valve to eliminate the cause of failure and then pressing the reset key of the device 100.
리세트 신호가 입력되면 단계 138에서 시스템의 에러 상황을 취소하고 정상 동작 모드로 전환한다. When the reset signal is input, the error condition of the system is canceled in step 138 and the normal operation mode is switched.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시 방법 및 공급제어시스템에 의하면, 한 대의 유량계측공급감시장치로 복수 채널의 약액의 공급감시 및 공급량을 계측할 수 있으므로 다채널 유량계측 및 공급감시가 가능하다. As described above, according to the chemical liquid supply monitoring method and supply control system for semiconductor wafer coating according to the present invention, a single flow measurement supply monitoring device can measure the supply monitoring and supply amount of a plurality of channels of chemical liquids, and thus the multi-channel flow measurement And supply monitoring is possible.
또한 토출량 및 토출시간의 상하한 범위 설정에 의해 정확한 량과 최소량의 약액을 웨이퍼에공급할 수 있을 뿐만아니라, 공급량과 공급횟수를 통해 평균 공급량 및 누적공급량을 확인할 수 있고 누적된 공급횟수정보 및누적토출량 정보를 통한 시스템 관리효율을 제고할 수 있다.In addition, by setting the upper and lower limits of the discharge amount and the discharge time, it is possible not only to supply the correct amount and the minimum amount of chemical liquid to the wafer, but also to confirm the average supply amount and the cumulative supply amount through the supply amount and the supply frequency. Information management system can be improved.
상기 누적된 공급횟수정보 및 누적토출량 정보에 의해 용기교환 예고기능과 필터 및 보울 사용기한 관리에 따른 교환 예고기능으로 생산성을 향상할 수 있고, 공정 편의성을 제공할 수 있다. The cumulative supply frequency information and cumulative discharge amount information can improve productivity with a container replacement notice function and an exchange notice function according to filter and bowl expiration date management, and can provide process convenience.
또, 유량계측공급감시장치에 의하면, 공급량의 초과 및 미달량을 감시함으로써 주공급원의 이상 유무를 확인할 수 있는 공급량 계측치에 대한 상하한치 설정수단과, 유량센서후단의 누수발생시 유량센서의 유량신호 입력에 의해 (관로밖으로 유출되거나 수조로 공급되는 경우) 누액을 확인할 수 있는누액발생 감지수단과, 펌프 미동작시 약액이 공급되지않으므로 고장을 확인할 수 있는 펌프고장 감지수단과, 그리고 밸브가 열려 약액이 공급되는데도 유량신호가입력되지않는 경우 센서고장으로 확인할 수 있는 센서고장 감지수단을 구비하고 있음으로써 공정문제 발생을 미리 방지할수 있는 효과를 제공한다. In addition, according to the flow measurement supply monitoring device, an upper and lower limit setting means for supply quantity measurement values that can check whether the main supply source is abnormal by monitoring the supply amount and the under supply amount, and the flow signal input of the flow sensor in the event of a leak at the rear of the flow sensor By means of leak detection means to check for leaks (when it is leaked out of the pipeline or supplied to the tank), pump failure detection means to check for failure because the pump does not operate, and the valve is opened. If the flow signal is not input even when supplied, the sensor has a failure detection means that can be identified as a sensor failure provides an effect that can prevent the occurrence of process problems in advance.
또한, 유량계측공급감시장치의 전원이 온 되면 유량계측공급감시장치 동작중 신호를 주제어장치로 출력함으로써 주제어 장치가 이를 확인할 수 있게 하는 유량계측공급감시장치의 이상감지수단을 제공할 수 있음에, In addition, when the power supply of the flow measurement supply monitoring device is turned on, by outputting a signal to the main control device during operation of the flow measurement supply monitoring device, it is possible to provide an abnormality detection means of the flow measurement supply monitoring device to enable the main control device to check it.
따라 신호가 없을 경우 주제어장치는 유량계측공급감시장치가 오동작 하거나 전원이 꺼진 것으로 확인할 수있다. 또, 장치간에 결선이상시에도 정상적인 신호가 출력되지 않으므로 이를 확인할 수 있는 결선이상 감지수단을 제공할 수 있다. Therefore, if there is no signal, the main controller can confirm that the flow measurement supply monitoring device is malfunctioning or powered off. In addition, since the normal signal is not output even when the connection error between the devices can provide a wiring abnormality detection means that can confirm this.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 코팅용 약액 공급감시와 공급제어용 유량계측 시스템을 나타내는 개략도. 1 is a schematic view showing a flow monitoring system for supplying chemical control and supply control for semiconductor wafer coating according to the present invention.
도 2는 도 1의 유량계측 및 공급감시장치의 구성을 나타내는 블록 다이어그램. Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the flow measurement and supply monitoring device of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 약액 공급감시 방법을 나타내는 플로우 차트. Figure 3 is a flow chart showing a chemical liquid supply monitoring method according to the present invention.
도 4는 도 3의 누수검출루틴을 나타낸 플로우 차트. 4 is a flow chart showing the leak detection routine of FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings
100: 유량계측공급감시장치 200: 주제어장치100: flow measurement supply monitoring device 200: main control device
P1, P2: 약액공급관로 S1, S2: 유량센서P1, P2: chemical supply line S1, S2: flow sensor
W1, W2: 반도체 웨이퍼 M1, M2: PR 펌프W1, W2: semiconductor wafers M1, M2: PR pumps
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