KR100589914B1 - 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부기기의 동작이 지연되더라도 특정 구동단계에서 외부기기와 스피너장치가 상호 동기(synchronous)되도록 한 스피너장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 상위제어기로부터 작업공정에 따른 프로그램이 스피너장치와 외부기기에 각각 전송되고 전송된 프로그램에 따라 스피너장치와 외부기기가 기동될 경우, 위치감지센서를 통하여 외부기기의 변위량을 피드백 받아 외부기기의 동작이 미리 프로그램된 작업위치에 추종되었는가를 판단하고, 외부기기가 오동작으로 인해 미리 프로그램된 작업위치로의 추종이 지연된 경우, 스피너장치의 스텝이 완료되더라도 다음 스텝을 진행함이 없이 현재의 스텝을 유지하며, 스피너장치가 현 스텝을 유지하는 동안 외부기기가 미리 프로그램된 작업위치로 추종된 경우, 외부기기가 스피너장치의 다음 스텝과 동기되도록 스피너장치의 속도유지 플래그를 해제시킨다. 그 결과, 외부기기의 오동작으로 인해 작업위치로의 이송이 지연되더라도 스피너장치의 구동단계와 외부기기의 동작을 최적의 상태로 동기시킬 수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 스피너 제어장치의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치의 속도 프로그램,
도 3은 본 발명에 따른 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치의 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:서보모터 11:축
12:척 20:서보드라이브
30:스피너장치 40:외부기기(감광액토출장치)
50:토출장치드라이브 60:상위제어기
본 발명은 외부기기와의 동기(synchronous)를 위한 스피너 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부기기의 동작이 지연되더라도 특정 스텝에서 외부기기와 스피너가 동기되도록 한 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 LSI(Large Scale Integration)제조공정에서는 웨이퍼(wafer)에 산화막을 형성한 후 포토레지스트를 도포하고 마스크를 밀착시킨 다음 그 위에서 자외선을 조사하여 현상한다. 그 결과, 빛이 닿지 않은 부분의 레지스트가 제거되고 이를 산(酸) 등의 약품으로 애칭하면 레지스트가 없는 부분의 산화막만이 제거되어 마스크대로의 패턴이 웨이퍼 상에 형성된다.
이와 같은 제조공정을 수행하는데 있어 회전하는 웨이퍼의 상면에 감광액 또는 현상액 등을 토출하여 원심력에 의해 도포되도록 한 회전도포방식의 스피너(spinner)가 널리 사용된다.
즉, 종래 스피너는 회전수의 가변이 가능한 서보모터와, 상기 서보모터의 축단에 웨이퍼를 안착하기 위한 척(chuck) 및, 상기 서보모터의 회전수를 제어하기 위한 서보드라이브를 포함한다.
또한, 스피너의 미리 프로그래밍된 스텝과 연동하여 웨이퍼를 이송하거나 가공할 목적으로 구동되는 다수의 외부기기가 마련된다. 여기서, 외부기기는 웨이퍼의 상면에 감광액을 토출하기 위한 감광액토출장치, 웨이퍼를 이송하기 위한 이송장치, 그리고 웨이퍼의 패턴 형성에 관여하는 다수의 장치들이 그 예이다.
이와 같이 구성된 종래 스피너는 미리 프로그래밍된 특정 스텝마다 외부기기가 연동하여 공정을 수행한다. 일례로, 웨이퍼상에 감광액을 도포할 경우, 상위제 어기는 스피너 및 감광액토출장치에 프로그램을 전송한다. 이에 따라, 감광액 도포공정이 개시된다.
감광액 도포공정의 개시로, 스피너의 서보드라이브는 상위제어기로부터 전송된 프로그램(스텝, 회전속도, 시간정보)에 따라 서보모터의 회전속도 및 구동시간을 제어한다. 또, 상위제어기로부터 전송된 프로그램에 따라 소정시간 대기 중이던 감광액토출장치가 구동부에 의해 웨이퍼의 중앙으로 이송된다. 이때, 스피너의 서보드라이브는 다음 스텝으로 진행하여 새로이 설정된 구동시간 동안 서보모터를 고속으로 회전시킨다.
그 결과, 감광액토출장치의 이송완료로 감광액이 웨이퍼상에 토출되면 웨이퍼의 고속회전에 따른 원심력에 의해 감광액이 균일하게 도포된다.
그러나 오동작에 의해 감광액토출장치의 이송이 지연된다거나 감광액의 토출이 지연될 경우, 스피너의 서보드라이브는 이미 프로그램에 따라 다음 스텝으로 진행하여 감광액 토출시점과 서보모터의 회전속도가 상호 동기되지 못하였다. 그 결과, 웨이퍼상의 감광액 도포가 불균일하게 이루어졌다.
이와 같이, 각 공정을 개시함에 있어 상위제어기로부터 전송된 프로그램에 따라 스피너 및 외부기기가 각각 동작함에 있어, 오동작에 의해 외부기기의 동작이 지연될 경우, 스피너의 스텝에 따른 외부기기의 동작이 동기되지 못하여 웨이퍼의 이송 및 가공에 영향을 미치게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 외부기기의 위치정보를 피드백 받아 다음 스텝을 진행함에 있어 외부기기가 지연되더라도 스피너의 작업스텝과 외부기기의 동작을 최적의 상태로 동기시킬 수 있도록 한 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 감광액토출장치의 이송정보를 피드백 받아 다음 스텝을 진행함으로써 감광액토출장치의 이송이 지연되더라도 스피너의 작업스텝과 감광액토출장치의 동작을 최적의 상태로 동기시켜 감광액을 보다 균일하게 도포할 수 있도록 한 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피가공체 회전용 서보모터와, 상기 서보모터를 프로그래밍된 구동단계에 따라 구동시키는 서보드라이브와, 상기 피가공체를 가공하기 위한 적어도 하나 이상의 외부기기가 구비된 스피너 제어장치에 있어서, 상기 외부기기가 작업위치로 이송됨을 감지하기 위한 위치감지부와, 상기 위치감지부로부터 상기 외부기기가 설정될 위치에 도달할때 까지 상기 서보드라이버의 구동단계를 유지하여 상기 외부기기가 상기 서보모터의 구동단계와 동기되도록 상기 서보드라이브를 제어하는 상위제어기를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 프로그래밍된 구동단계에 따라 피가공체 회전용 서보모터를 구동시키고 상기 피가공체를 가공하기 위한 적어도 하나 이상의 외부기기를 작업위치로 이송시키기 위한 스피너 제어방법에 있어서, 상기 외부기기가 작업위치로 이송됨을 감지하기 위한 위치감지과정과, 상기 위치감지과정으로부터 상기 외부기기가 설정될 위치에 도달할때 까지 상기 서보드라이브의 구동단계를 유지하여 상기 외부기기가 상기 서보모터의 구동단계와 동기되도록 상기 서보모터를 제어하는 동기화과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스피너시스템의 제어블럭도이다. 이에 도시한 바와 같이, 회전수의 가변이 가능한 서보모터(10)와, 상기 서보모터(10)의 축단(11)에 웨이퍼(1)를 안착하기 위한 척(chuck;12)과, 상기 서보모터(10)의 회전수를 제어하기 위한 서보드라이브(20), 그리고 각 공정에 따라 서보드라이브(20)에 프로그램(스텝번호+도달시간+회전속도+속도유지플래그)을 전송하기 위한 상위제어기(60), 일례로 마이크로컴퓨터가 구성된다.
또한, 스피너장치의 미리 프로그래밍된 스텝과 연동하여 웨이퍼(1)를 이송하거나 가공할 목적으로 구동되는 다수의 외부기기와, 상기 외부기기의 위치정보를 상기 상위제어기(60)에 피드백하기 위한 위치검출센서(41)가 구성된다.
여기서, 외부기기는 웨이퍼(1)의 상면에 감광액을 토출하기 위한 감광액토출장치, 웨이퍼를 이송하기 위한 이송장치, 그리고 웨이퍼의 패턴 형성에 관여하는 다수의 장치들이 그 예이다. 또, 위치검출센서(41)는 마이크로스위치, 근접스위치(proximity switch), 리밋 스위치(limit switch), 인코더(encoder) 등으로 구현될 수 있다. 그리고 미설명부호 13은 서보모터의 반부하측에 부착되며 서보모터의 속도를 서보드라이브에 피드백하기 위한 옵티컬 인코더(PG;Pulse Generater)이다.
이와 같이 구성된 스피너장치 및 외부기기는 상위제어기(60)로부터 공정개시에 따른 프로그램이 시리얼 전송되면 이를 각자의 드라이브(DRIVE;20,50)에 마련된 메모리, 일례로 이이피-롬(SERIAL EEP-ROM;21,51)에 저장한다.
여기서, 상위제어기(60)로부터 스피너장치(30)로 전송된 프로그램에는 스텝번호, 도달시간, 속도, 속도유지 플래그 등의 정보가 포함된다. 즉, 공정에 따른 서보모터(10)의 스텝을 지시하는 스텝번호와, 각 스텝마다의 도달시간과, 각 스텝에 따른 서보모터(10)의 회전속도, 그리고 회전속도를 유지하도록 하는 속도유지 플래그 등의 정보가 포함된다. 또, 상위제어기(60)로부터 외부기기로 전송된 프로그램은 스텝번호, 변위량, 유지 플래그 등의 정보를 포함한다.
다음, 각 드라이브(20,50)에 프로그램이 저장되고 상위제어기(60)로부터 기동명령이 전송되면, 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 메모리(21)에 기억된 프로그램에 따라 서보모터(10)를 구동시킨다. 즉, 지시된 스텝번호에 따라 도달시간이 경과하면 서보모터(10)를 구동시켜 서보모터(10)의 회전속도가 프로그래밍된 회전속도에 추종되도록 제어한다.
한편, 외부기기의 드라이브(50)는 스피너장치(30)의 스텝과 동기되도록 메모리(51)에 기억된 프로그램에 따라 외부기기를 작동시킨다. 즉, 지시된 스텝번호에 따라 변위량을 제어하여 외부기기가 프로그래밍된 위치 및 자세에 추종되도록 제어한다.
이때, 상위제어기(60)는 외부기기의 변위량을 피드백 받아 외부기기의 위치 및 자세가 미리 프로그래밍된 위치 및 자세에 추종된 경우 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)에 속도유지 플래그 해제신호를 전송한다. 그 결과, 외부기기가 오동작에 의해 지연되더라도 다음 스텝에서는 스피너장치(30)와 외부기기가 동기된다.
이하에는 상기 외부기기중의 하나인 감광액토출장치(40)를 일례로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 전술한 바와 같이 스피너장치(30)가 마련된다. 또한, 척(12)에 안착된 웨이퍼(1)에 감광액을 토출하기 위한 감광액토출장치(40)와, 상기 감광액토출장치(40)를 제어하기 위한 토출장치드라이브(50), 그리고 상기 감광액토출장치(40)의 이송완료를 검출하기 위한 위치검출센서(41)가 마련된다. 여기서, 위치검출센서(41)는 감광액토출장치(40)의 이송정보를 상위제어기(60)에 피드백하기 위한 구성요소이다.
웨이퍼(1)상에 감광액을 도포할 경우, 상위제어기(60;일례로 마이크로컴퓨터)는 스피너장치(30) 및 감광액토출장치(40)에 프로그램을 전송한다. 전송된 프로그램은 각 장치에 마련된 드라이브의 메모리(21,51)에 저장된다. 즉, 스피너장치의 서보드라이브(20)에 위치한 메모리(21)에는 스텝번호, 도달시간, 속도, 속도유지 플래그 등의 정보가 저장되고, 감광액토출장치의 토출장치드라이브(50)에 위치한 메모리(51)에는 스텝번호, 이송거리, 감광액토출시간, 유지 플래그 등의 정보가 저장된다.
이하, 도 3을 참조하면, 상위제어기(60)로부터 기동명령이 전송됨에 따라 스피너장치(30)와 감광액토출장치(40)는 미리 전송된 프로그램에 따라 감광액 도포공정을 개시한다(S31).
상위제어기(60)로부터 기동명령이 전송됨에 따라 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 메모리(21)에 기억된 프로그램에 따라 서보모터(10)를 구동시킨다. 즉, 지시된 스텝번호에 따라 도달시간이 경과하면 서보모터(10)를 구동시켜 서보모터(10)의 회전속도가 프로그래밍된 회전속도에 추종되도록 제어한다. 또한, 상위제어기(60)로부터 기동명령이 전송됨에 따라 감광액토출장치(40)의 토출장치드라이브(50)는 메모리(51)에 기억된 프로그램에 따라 감광액토출장치(40)를 구동시켜 작업위치에 도달하도록 피드백 제어한다(S32).
스피너장치(30)의 서보모터(10)가 미리 프로그래밍된 회전속도로 추종제어되고, 감광액토출장치(40)가 작업위치로 이송될 경우, 상위제어기(60)는 위치검출센서(41)를 통하여 작업위치로의 이송이 완료되었는가를 판단한다(S33).
감광액토출장치(40)의 이송이 완료된 것으로 판단된 경우, 상위제어기(60)는 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)에 속도유지 플래그 해제신호를 전송한다(S34).
이를 첨부도면 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 스피너장치(30)의 속도 프로그램의 일례이다. 여기서, ①~⑧는 각 스텝을 의미하며, c와 d는 도달시간의 일례를 보인 것이다.
먼저, 도 2A를 참조하여 설명하면, 기동명령이 전송됨에 따라 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 스텝①을 수행한다. 즉, 서보드라이브(20)는 서보모터(10)의 회전속도를 소정비로 상향제어하여 설정회전수 t1에 추종되도록 제어한다. 서보모터(10)의 회전수가 t1에 도달한 경우 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 스텝②를 수행한다. 즉, 서보모터(10)의 회전속도를 일정하게 유지시킨 채 소정시간 대기한다. 이때, 미리 프로그래밍된 스텝에 따라 감광액토출장치(40)가 작업위치로 이송된다.
여기서, 정상적인 경우 도 2B에 도시된 바와 같이 스텝②의 종료시점에서 감광액토출장치(40)의 이송이 완료된다(a는 감광액토출장치의 이송완료 시점).
감광액토출장치(40)의 이송이 완료된 경우, 즉 상위제어기(60)가 위치검출센서(41)를 통하여 감광액토출장치(40)의 이송완료를 피드백 받은 경우 상위제어기(60)는 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)에 속도유지 플래그 해제신호를 전송한다(S34).
상위제어기(60)로부터 속도유지 플래그 해제신호가 전송된 경우, 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 스텝③을 수행한다. 즉, 서보드라이브(20)는 서보모터(10)의 회전속도가 미리 프로그래밍된 회전속도에 추종되도록 제어한다(S35). 본 실시예에서는 스텝③이 스텝②의 속도를 계속적으로 유지하도록 도시되었다.
스텝②의 속도유지 플래그가 해제된 경우, 작업위치로 이송된 감광액토출장치(40)로부터 감광액이 토출된다(S36). 즉, 정상적인 경우 스피너장치(30)와 감광액토출장치(40)는 상위제어기(60)로부터 각각 전송받은 프로그램에 따라 동작함으로써 감광액을 도포하기 위한 스텝③에서 정확히 동기 된다. 이에 따라, 정속회전구간인 스텝③에서 웨이퍼(1)상에 토출된 감광액은 고속회전구간인 스텝④와 스텝⑤에 의해 발생된 원심력에 의해 웨이퍼상에 균일하게 도포되고, 감속구간인 스텝⑥과 저속구간인 스텝⑦ 및 정지구간인 스텝⑧을 통해 감광액 도포 과정이 완료된다. 여기서, 스텝④는 서보모터(10)의 회전수가 t2에 도달할 경우 스텝⑤로 진행된다.
한편, 감광액토출장치(40)가 작업위치로의 이송이 지연될 경우, 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 프로그래밍된 도달시간이 경과하더라도 서보모터(10)의 회전속도를 일정하게 유지시킨 채 대기한다.
도 2C를 참조하면, 감광액토출장치(40)의 이송지연으로 스피너장치(30)의 대기시간이 정상적인 대기시간(c) 보다도 길어진 경우(c"; c＜c"), 상위제어기(60)는 위치검출센서(41)를 통하여 감광액토출장치(40)의 이송이 완료되었는가를 계속적으로 피드백 받는다. 이때, 스피너장치(30)의 서보모터(10)는 회전속도를 일정하게 유지시킨 채 대기한다(S331). 여기서, c"는 감광액토출장치(40)의 이송완료시간으로 지연되었음을 의미한다.
이후, 지연에 따른 감광액토출장치(40)의 이송이 완료된 것으로 판단된 경우, 상위제어기(60)는 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)에 속도유지 플래그 해제신호를 전송한다(S34).
상위제어기(60)로부터 속도유지 플래그 해제신호가 전송된 경우, 스피너장치(30)의 서보드라이브(20)는 스텝②를 종료하고 스텝③을 수행한다. 그리고 이때 작업위치로 이송된 감광액토출장치(40)로부터 감광액이 토출된다. 따라서, 이전의 스텝에서 감광액토출장치(40)의 지연으로 스피너장치(30)와 감광액토출장치(40)가 동기되지 못하였더라도 실제적인 감광액 도포 스텝③에서는 스피너장치(30)와 감광액토출장치(40)를 동기되어 감광액 도포가 균일하게 이루어 진다.
여기서, d=d'=d"이다. 즉, 감광액토출장치(40)의 이송이 지연됨에 따라 스텝②의 시간이 c에서 c"로 지연되더라도 감광액토출장치(40)의 이송완료를 피드백 받아 스피너장치(30)가 스텝③으로 진행할 수 있도록 스텝②를 해제시킨다. 따라서, 스피너장치(30)의 스텝③과 감광액 토출시점을 동기시킬 수 있게 된다. 그 결과, 감광액 토출과 스피너장치(30)의 스텝③이 상호 동기되어 전술한 스텝④ 내지 스텝⑧를 순차적으로 수행함으로써 감광액의 도포가 균일하게 이루어진다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다수의 공정을 수행하는 스피너장치에 있어서 외부기기의 위치정보를 피드백 받아 다음 스텝을 진행함으로써 외부기기가 오동작으로 인해 지연되더라도 스피너장치의 작업스텝과 외부기기의 작업스텝을 최적의 상태로 동기시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 외부기기의 일례인 감광액토출장치의 이송정보를 피드백 받아 다음 스텝을 진행함으로써 감광액토출장치의 오동작으로 인해 작업위치로의 이송이 지연되더라도 스피너장치의 작업스텝과 감광액 토출시점을 최적의 상태로 동기시킬 수 있다. 그 결과, 감광액토출장치의 지연에 관계없이 감광액을 보다 균일하게 도포할 수 있다는 효과가 있다.
Claims (4)
- 피가공체 회전용 서보모터와, 상기 서보모터를 프로그래밍된 구동단계에 따라 구동시키는 서보드라이브와, 상기 피가공체를 가공하기 위한 적어도 하나 이상의 외부기기가 구비된 스피너 제어장치에 있어서,상기 외부기기가 작업위치로 이송됨을 감지하기 위한 위치감지부와,상기 위치감지부로부터 상기 외부기기가 설정될 위치에 도달할때 까지 상기 서보드라이버의 구동단계를 유지하여 상기 외부기기가 상기 서보모터의 구동단계와 동기되도록 상기 서보드라이브를 제어하는 상위제어기를 구비한 것을 특징으로 하는 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치.
- 프로그래밍된 구동단계에 따라 피가공체 회전용 서보모터를 구동시키고 상기 피가공체를 가공하기 위한 적어도 하나 이상의 외부기기를 작업위치로 이송시키기 위한 스피너 제어방법에 있어서,상기 외부기기가 작업위치로 이송됨을 감지하기 위한 위치감지과정과,상기 위치감지과정으로부터 상기 외부기기가 설정될 위치에 도달할때 까지 상기 서보드라이브의 구동단계를 유지하여 상기 외부기기가 상기 서보모터의 구동단계와 동기되도록 상기 서보모터를 제어하는 동기화과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어방법.
- 제2항에 있어서, 상기 동기화과정은 상기 외부기기의 이송이 지연될 경우 상기 서보모터의 구동단계를 유지시키는 플래그 유지과정과,상기 외부기기의 이송정보를 피드백 받아 상기 외부기기의 이송이 완료된 경우 상기 플래그 유지과정을 해제시키는 플래그 해제과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어방법.
- 제1항에 있어서, 상기 상위제어기는 상기 외부기기의 이송이 지연될 경우 상기 서보모터의 구동단계를 유지시키고, 상기 외부기기의 이송정보를 상기 위치감지부를 통해 피드백 받아 상기 외부기기의 이송이 완료된 경우 상기 구동단계의 유지를 해제시키는 것을 특징으로 하는 외부기기와의 동기를 위한 스피너 제어장치.
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| JPH1043666A (ja) * | 1996-05-28 | 1998-02-17 | Tokyo Electron Ltd | 塗布膜形成方法及びその装置 |
| KR19980042276A (ko) * | 1997-11-11 | 1998-08-17 | 히가시데쓰로 | 레지스트 처리방법 및 레지스트 처리장치 |
-
2000
- 2000-01-29 KR KR1020000004461A patent/KR100589914B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04188611A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-07-07 | Nec Kyushu Ltd | 半導体製造装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010076976A (ko) | 2001-08-17 |
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