KR100922015B1 - 스피너 전원장애 대응 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스피너 전원장애 대응 시스템은, 스피너 설비 중 짧은 시간의 전압강하에 민감한지 여부에 따라 구분된 제 1 및 제2 부하설비 그룹; 제 2 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 전원을 공급하는 메인 전원; 제 1 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 무정전 전원을 공급하는 UPS 장치; 메인 전원에서 공급되는 AC 라인 전원을 감시하고, 전압새그 발생시 미리 설정된 시간 동안 전압새그가 유지되는지 판별하여 데이터 백업과 시스템 셧다운 제어를 수행하는 AC 전원제어부; 및 UPS 장치로부터 무정전 전원을 공급받아 AC 전원제어부의 동작을 제어하는 DC 제어부;로 구성된다. 본 발명에 따르면 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS를 선별적으로 적용하여 전력 품질 제어를 정교하게 수행함으로써 저렴한 비용으로 전원장애에 효율적으로 대처할 수 있게 되는 장점이 있다.

스피너, 전원장애, 전압새그, 메인 전원, UPS

Description

스피너 전원장애 대응 시스템{SPINNER POWER-FAIL PROTECTION SYSTEM}

본 발명은 스피너 전원장애 기술에 관한 것으로, 특히 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS(무정전 전원 장치)를 이용하여 전력 품질 제어를 정교하게 수행함으로써 저렴한 비용으로 전원장애에 효율적으로 대처할 수 있는 스피너 전원장애 대응 시스템에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼에 반도체 회로를 형성하는 단계를 수차례 반복하는데, 각 단계는 박막의 성장/증착 공정, 포토레지스트를 도포하고 반도체 회로를 색인하는 포토리소그래피 공정, 마스크 막을 사용하여 웨이퍼에서 반도체 회로에 해당되지 않는 부분을 제거하는 에칭 공정, 그리고 불순물을 주입하는 이온주입 공정으로 이루어진다.

이중에서 포토리소그래피 공정은 반도체 제조공정의 단가를 결정하는 핵심 공정으로, 구체적으로는 포토레지스트를 웨이퍼에 도포하고 베이킹하는 공정, 포토레지스트를 자외선 등의 광원에 선택적으로 노광시키는 공정, 노광 부분의 포토레 지스트를 현상하는 공정으로 이루어진다. 포토레지스트의 도포, 베이킹, 현상 공정은 포토 스피너(spinner) 설비에서 이루어진다.

도 1과 도 2는 종래 스피너 설비에서 사용되는 전원장애 대응 시스템의 블록구성도 및 그 상세회로도를 나타낸다.

메인 전원(10)은 AC 전원제어부(21)와 DC 제어부(22)로 전원을 공급하고, 이로부터 백업부(31), 제 1 온도/습도 유닛(T&H1)(32), 제 2 온도/습도 유닛(T&H2), 제 1 온도 유닛(TEMP1)(34), 제 2 온도 유닛(TEMP2)(35), 프로세스 로보틱스 암(PRA)(41), 인터페이스 로보틱스 암(IRA)(42), 웨이퍼 가장자리 노광(WEE)(43), 제 1 스핀모터 드라이버(SPIN1)(44), 제 2 스핀모터 드라이버(SPIN2)(45) 등으로 전원이 공급된다.

메인 전원은 CBM(Control Bus from Main power)을 통해 AC 전원제어부(21)와 DC 제어부(22)로 전원을 공급한다. 그러면 AC 전원제어부(21)는 CBM을 통해 공급되는 메인 전원의 상태를 감지하여 정상적으로 전원이 공급되면 스피너 설비의 각종 부하로 MC(전자접촉기)1 ~ MC7을 통해 AC 전원을 공급하도록 제어한다. DC 제어부(22)는 메인 전원에서 전원을 공급받고, DC24V의 제어신호를 AC 전원제어부(21)로 전달한다.

백업부(31)는 AC 전원제어부(21)에서 전원 공급이 정상으로 판단하면 MC1이 온 되어 CBM을 통해 메인 전원(10)을 공급받고, 이후 메인 전원(10)에 전원장애가 일어나면 셧다운에 수반되는 절차를 수행한다.

마찬가지로, AC 전원제어부(21)에서 전원공급을 정상으로 판단하면, 온도/습 도 유닛(32, 33)은 MC5가 온 되어 CBM으로 전원을 공급받고, 온도 유닛(34, 35)은 MC7이 온 되어 CBM으로 전원을 공급받고, 프로세스 로보틱스 암(41)은 MC2가 온 되어 CBM으로 전원을 공급받고, 인터페이스 로보틱스 암(42)은 MC6이 온 되어 CBM으로 전원을 공급받고, 웨이퍼 가장자리 노광(43) 설비와 스핀모터 드라이버(44, 45)는 MC5가 온 되어 CBM으로 전원을 공급받고, 기타 스피너의 각종 장비들은 MC4 가 온 되어 CBM으로 전원을 공급받는다.

도 3은 종래 스피너 설비에서 전원장애가 발생할 경우에 각 부분에서의 처리 방식을 보인 표이다.

새그(SAG, 순간 저전압)는 펄스의 순시값이 시간이 흐름에 따라 단조롭게 감소하는 현상 또는 감소율을 말하는 것으로, 보통 감소분과 최대 펄스 진폭의 비율로 표시한다. 따라서 전압새그(Voltage Sag)는 입력 전압이 순간적으로 떨어지는 현상을 의미한다.

스피너 설비에서 전압새그가 발생하면 AC 전원제어부(21)는 20 ㎳ 경과 후 시스템을 셧다운(shut-down, S/D) 시킨다. 백업부(31)는 AC 전원을 380 VDC로 변환 저장하여 각 제어 유닛에 공급하다가 전압새그 발생시 저전압 신호검출 시스템인 EMO(비상정지회로)를 셧다운시킨다.

또한, 저압새그가 발생하면, 온도/습도 유닛(32, 33)은 185 VAC 전원을 온도/습도 시스템에 공급하다가 20 ㎳ 경과 후 온도/습도 시스템을 재부팅시키고, 프로세스 로보틱스 암(41)과 인터페이스 로보틱스 암(42)은 암 장애(ARM fail) 알람을 발생시키고, 웨이퍼 가장자리 노광(43) 설비는 WEE 장애 알람을 발생시키고, 스핀 모터 드라이버(44, 45)는 스핀모터 장애 알람을 발생시킨다. 한편, MC4에 연결된 스피너 설비의 다른 부하는 팬(fan) 등의 설비이므로 1초 이하의 전압 강하에는 장애를 발생하지 않고 정상 가동된다.

도 4는 종래 스피너 설비에서 전원장애 대응 방식을 나타낸 도면이다.

AC 전원제어부(21)는 메인 전원(10)을 통해 스피너 설비로 전원이 공급되도록 MC1 ~ MC7을 통해 제어하면서 전원 공급 상태를 감시한다(ST1).

전압새그가 발생하면(ST2), AC 전원제어부(21)는 20 ㎳ 경과후 스피너의 각종 설비에 공급되는 AC 전원이 셧다운되도록 MC1 ~ MC7의 전자접촉기를 오프하고, 백업부(31)는 스피너 시스템에 백업 전력을 공급하며, 온도/습도 유닛(32, 33)은 온도/습도 시스템을 재부팅시키고, 각종 장애 알람을 발생시키며, 스피너 시스템을 재부팅시키게 된다(ST3).

그러나 이러한 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 새그 발생시 시스템 데이터를 백업 후 2 ㎳ 경과 후 시스템을 셧다운 시키는데, 이러한 절차로 인해 과다 비용이 발생한다. 스피너 설비가 고가임에도 불구하고, 전압 강하에 대한 내성율이 낮아서 공급 전압이 약간만 저하되어도 시스템이 셧다운되어 버리는 불편함이 있다.

백업부(31)는 AC 전원을 380 VDC로 변환 저장하여 각 제어 유닛에 공급하는 데, 새그 발생시 저전압 신호검출 시스템인 EMO를 셧다운시킴으로써 고가인 스피너 장비가 약간의 외부 저전압에 의해서도 셧다운되는 문제점이 있다.

온도/습도 유닛(32, 33)은 새그 발생시 통신 에러가 발생하고 온도/습도 시 스템을 재부팅하며 1시간 이상의 안정화 시간이 필요한 문제점이 있다.

프로세스 로보틱스 암(41), 인터페이스 로보틱스 암(42), 웨이퍼 가장자리 노광(43), 스핀모터 드라이버(44, 45)는 각각의 장애 알람을 발생시키고 시스템을 재부팅 시키는 동작을 수행하는데, 이를 통해 약간의 외부 저전압에 의해서도 시스템을 재부팅하게 되는 불편함이 있다.

그럼에도 불구하고, 이들 스피너 설비의 전원장애 대응구성에 포함되는 모든 부분에 UPS를 적용하려면 그에 수반되는 추가 비용이 너무나 고가여서 쉽사리 적용하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS를 선별적으로 적용하여 전력 품질 제어를 정교하게 수행함으로써 저렴한 비용으로 전원장애에 효율적으로 대처할 수 있는 전원장애 대응 기술을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템은, 스피너 설비 중 짧은 시간의 전압강하에 민감한 것으로 평가된 하나 이상의 부하설비를 포함하는 제 1 부하설비 그룹; 스피너 설비 중 짧은 시간의 전압강하에 민감하지 않은 것으로 평가된 하나 이상의 부하설비를 포함하는 제 2 부하설비 그룹; 제 2 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 전원을 공급하는 메인 전원; 제 1 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 무정전 전원을 공급하는 UPS 장치; 메인 전원에서 공급되는 AC 라인 전원을 감시하고, 전압새그 발생시 미리 설정된 시간 동안 전압새그가 유지되는지 판별하여 데이터 백업과 시스템 셧다운 제어를 수행하는 AC 전원제어부; 및 UPS 장치로부터 무정전 전원을 공급받아 AC 전원제어부의 동작을 제어하는 DC 제어부;로 구성된다.

본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템에서 제 2 부하설비 그룹에 속 하는 하나 이상의 부하설비는 자체의 전압새그 보상유닛을 개별적으로 구비하도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템에서 제 1 부하설비 그룹은 백업부, 프로세스 로보틱스 암, 인터페이스 로보틱스 암, 웨이퍼 가장자리 노광, 스핀모터 드라이버 중에서 하나 이상을 포함한다.

본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템에서 제 2 부하설비 그룹은 온도/습도 유닛, 온도 유닛, 각종 팬 유닛 중에서 하나 이상을 포함한다.

본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템에서 AC 전원제어부가 참조하는 미리 설정된 시간은 2000 ㎳로 설정될 수 있다.

본 발명에 따르면 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS를 선별적으로 적용하여 전력 품질 제어를 정교하게 수행함으로써 저렴한 비용으로 전원장애에 효율적으로 대처할 수 있게 되는 장점이 있다.

본 발명에 의한 스피너 전원장애 대응 시스템의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 반도체 제조를 위한 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS를 이용하여 전력 품질 제어를 정교하게 수행함으로써 전원장애에 효율적으로 대처하려는 기술이다.

도 5와 도 6은 본 발명을 적용한 스피너 설비의 전원장애 대응 시스템의 블록구성도 및 상세회로도이고, 도 7은 전원장애가 발생했을 때 본 발명에 의한 각 부분에서의 처리를 보인 표이다.

메인 전원(100)은 CBM 버스를 통해 스피너 설비의 여러 부하에 전원을 공급하고, UPS(500)는 DC 제어부(220) 및 선별된 부하설비(310, 410 ~ 450)로 무정전 전원을 공급한다.

AC 전원제어부(210)는 메인 전원(100)에서 공급되는 AC라인 전원을 감시하고, 전압새그 발생시 기설정된 시간 동안 전압새그가 유지되는지 판별하여 데이터 백업과 시스템 셧다운 제어를 수행한다.

DC 제어부(220)는 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받아 AC 전원제어부(210)를 제어한다. 그에 따라, AC 전원제어부(210)는 미리 설정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이상 전압새그 상태가 지속되면 스피너 설비를 셧다운시킨다.

백업부(310), 프로세스 로보틱스 암(410), 인터페이스 로보틱스 암(420), 웨 이퍼 가장자리 노광(430), 스핀모터 드라이버(440, 450) 등으로 이루어진 제 1 부하설비 그룹는 UPS 전원 또는 백업 전원을 공급받는다. 이들 제 1 부하설비 그룹은 스피너 설비의 각종 부하 설비 중에서 짧은 시간의 전압강하에 민감한 구성 부분을 선별적으로 선택하여 구성한 것이다.

온도/습도 유닛(320, 330), 온도 유닛(340, 350), MC4에 연결된 팬 유닛 등의 각종 부하설비는 짧은 시간의 전압 강하에 비교적 덜 민감한 구성 부분으로 선별하여 제 2 부하설비 그룹으로 분류하며, 메인 전원(100)으로부터 전원을 공급받는다. 온도/습도 유닛(320, 330)은 전압새그에 대응하여 UPS(500)와는 별도의 자체 전원장애 보상유닛을 개별적으로 부착하는 것이 바람직하다.

한편, 제 1 부하설비 그룹과 제 2 부하설비 그룹의 분류는 짧은 시간의 전압강하에 얼마나 민감한지 여부를 평가하여 선별하는 것으로, 본 명세서에서 백업부(310), 프로세스 로보틱스 암(410), 인터페이스 로보틱스 암(420), 웨이퍼 가장자리 노광(430), 스핀모터 드라이버(440, 450) 등으로 제 1 부하설비 그룹을 형성하고, 온도/습도 유닛(320, 330), 온도 유닛(340, 350), MC4에 연결된 팬 유닛 등으로 제 2 부하설비 유닛을 형성한다는 기재는 본 명세서에서 제시한 일 실시예로서 이해되어야 한다.

각 구성부분의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

AC 전원제어부(210)는 메인 전원(100)에서 공급되는 AC라인 전원을 감시하고, 전압새그 발생시 미리 설정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이상 전압새그가 유지되는지 판별하여 그러한 경우, 데이터 백업과 시스템 셧다운 제어를 수행한다.

DC 제어부(220)는 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받으며 전압새그 발생시 AC 전원제어부(210)를 제어한다.

백업부(310)는 제 1 부하설비 그룹으로 구분되어 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받으며, 전압새그가 미리 설정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이상 지속되면 저전압 신호검출 시스템인 EMO를 셧다운시킨다. 2000 ㎳ 이내의 전압새그인 경우에는 AC 전원제어부(210)에서 MC1의 온 상태가 유지되도록 하여 UPS(500)의 무정전 전원을 공급받거나 백업 전원을 공급받는다.

온도/습도 유닛(320, 330)은 제 2 부하설비 그룹으로 구분되어 메인 전원(100)으로부터 전원을 공급받으며, 바람직하게는 전압새그에 대한 개별적인 보상 유닛을 설치하여 온도/습도 시스템이 안정화되도록 한다.

프로세스 로보틱스 암(410)은 제 1 부하설비 그룹으로 구분되어 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받으며, 전압새그가 미리 설정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이내의 범위에서 지속될 경우, AC 전원제어부(210)에서 MC2의 온 상태가 유지되도록 하여 UPS(500)의 무정전 전원을 공급받거나 백업 전원을 공급받는다.

인터페이스 로보틱스 암(420)은 제 1 부하설비 그룹으로 구분되어 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받으며, 전압새그가 미리 설정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이내의 범위에서 지속될 경우, AC 전원제어부(210)에서 MC6의 온 상태가 유지되도록 하여 UPS(500)의 무정전 전원을 공급받거나 백업 전원을 공급받는다.

웨이퍼 가장자리 노광(430)과 스핀모터 드라이버(440, 450)는 제 1 부하설비 그룹으로 구분되어 UPS(500)로부터 무정전 전원을 공급받으며, 전압새그가 미리 설 정된 시간, 예컨대 2000 ㎳ 이내의 범위에서 지속될 경우, AC 전원제어부(210)에서 MC3의 온 상태가 유지되도록 하여 UPS(500)의 무정전 전원을 공급받거나 백업 전원을 공급받는다.

도 8은 스피너의 전원장애시 종래기술에 의한 시스템 상태와 본 발명에 의한 시스템 상태를 보인 타임챠트로서, 메인 전원(100)으로부터 통상적인 전원이 정상적으로 공급되다가 순차적으로 전압새그가 발생하였을 때 종래기술과 본 발명에서 일어나는 시스템 상태 및 결과를 도시하였다.

먼저, 20 ㎳ 이내에서 전압새그가 발생할 경우, 종래기술과 본 발명 모두 시스템이 정상적으로 동작한다.

전압새그 상태가 20 ㎳를 초과하고 2000 ㎳ 이하가 될 경우, 종래 기술에서는 데이터를 백업시키고, 시스템이 재부팅된 후 전원이 공급되면(PWR ON) 시스템이 다시 정상 작동하고 EMO가 실행되었을 때 EMO 셧다운이 된다.

반면, 본 발명에 의해 제시된 전원 백신 개념을 적용하게 되면, 전압새그 상태가 20 ㎳를 초과하고 2000 ㎳ 이하가 될 경우, 시스템이 계속적으로 정상 작동하게 된다. 전압새그 상태가 2000 ㎳를 초과하면 비로소 EMO가 실행되고, 그에 따라EMO 셧다운이 된다.

이처럼 본 발명은 반도체 제조를 위한 스피너 설비에서 전원장애시 전압새그 판단 시간을 증가시키고 UPS를 이용하여 선별적으로 전력 품질 제어를 수행함으로써 전원장애에 효율적으로 대처하게 되는 것이다.

도 9는 종래기술과 본 발명에서의 전원장애 내성율을 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 발명을 적용함으로써 스피너 장비의 전압장애 내성율이 획기적으로 향상된 것을 발견할 수 있다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 스피너 전원장애 대응 시스템의 블록구성도,

도 2는 도 1의 상세회로도,

도 3은 도 2에서 전원장애시 각 부분에서의 처리를 나타내는 도면,

도 4는 종래 스피너에서 전원장애 대응 방식을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 스피너 전원장애 대응 시스템의 블록구성도,

도 6은 도 5의 상세회로도,

도 7은 전원장애시 종래기술의 문제점과 본 발명에 의한 각 부분에서의 처리를 나타내는 도면,

도 8은 스피너의 전원장애시 종래기술에 의한 시스템 상태와 본 발명에 의한 시스템 상태를 보인 타임챠트,

도 9는 종래기술과 본 발명에서의 전원장애 내성율을 나타낸 도면이다.

Claims (5)

1. 스피너 설비 중 짧은 시간의 전압강하에 민감한 것으로 평가된 하나 이상의 부하설비를 포함하는 제 1 부하설비 그룹;

   스피너 설비 중 짧은 시간의 전압강하에 민감하지 않은 것으로 평가된 하나 이상의 부하설비를 포함하는 제 2 부하설비 그룹;

   상기 제 2 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 전원을 공급하는 메인 전원;

   상기 제 1 부하설비 그룹에 속하는 부하설비에 무정전 전원을 공급하는 UPS 장치;

   상기 메인 전원에서 공급되는 AC 라인 전원을 감시하고, 전압새그 발생시 미리 설정된 시간 동안 전압새그가 유지되는지 판별하여 데이터 백업과 시스템 셧다운 제어를 수행하는 AC 전원제어부; 및

   상기 UPS 장치로부터 무정전 전원을 공급받아 상기 AC 전원제어부의 동작을 제어하는 DC 제어부;

   를 포함하여 구성되는 스피너 전원장애 대응 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 부하설비 그룹에 속하는 하나 이상의 부하설비는 자체의 전압새그 보상유닛을 개별적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 스피너 전원장애 대응 시스 템.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 제 1 부하설비 그룹은 백업부, 프로세스 로보틱스 암, 인터페이스 로보틱스 암, 웨이퍼 가장자리 노광, 스핀모터 드라이버 중에서 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스피너 전원장애 대응 시스템.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 제 2 부하설비 그룹은 온도/습도 유닛, 온도 유닛, 각종 팬 유닛 중에서 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스피너 전원장애 대응 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 AC 전원제어부가 참조하는 상기 미리 설정된 시간은 2000 ㎳로 설정된 것을 특징으로 하는 스피너 전원장애 대응 시스템.

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