KR101014651B1 - 반도체 제조 공정 장비의 마스터 콘트롤러에 연결된 게이트 밸브용 인터락 신호 생성 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 제조 공정 장비의 마스터 콘트롤러에 연결된 게이트 밸브용 인터락 신호 생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 제조공정 장비의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은, 상기 마스터 콘트롤러로부터 개폐명령신호(202)를 수신하고, 개폐응답신호(102)를 상기 마스터 콘트롤러로 송신하는 마스터 신호처리부(110); 상기 게이트밸브(300)의 밸브슬릿(330)의 위치를 감지함으로써 상기 게이트밸브의 개폐를 감지하는 밸브클로즈포지션감지부(120); 상기 밸브슬릿(330)을 구동하는 밸브엑츄에이터(320)에 연결되고 상기 밸브슬릿(330)을 개방시키는 에어(air)의 유입관인 밸브오픈에어유입관(324)에 연결되어 상기 에어의 압력을 감지하는 밸브오픈에어감지부(130); 및 상기 마스터 신호처리부(110)에 개폐명령신호가 수신되면, 상기 밸브포시션감지부(120)로부터의 감지신호인 클로즈포지션감지신호(122) 및 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 감지신호인 오픈에어감지신호(132)에 기초하여, 상기 마스터콘트롤러가 다른 반도체공정장비로의 공정명령의 인터락여부를 결정하는 인터락결정신호(142)를 생성하는 인터락결정신호생성부(140)를 포함한다. 본 발명에 의하면, 밸브에어유입관으로의 에어의 압력측정에 의해 밸브의 미세한 벌어짐까지 반영된 인터락신호가 제공되며, 별도의 채널추가없이 구현가능하여 마스터콘트롤러의 부하가 추가되지 않는다.

Description

반도체 제조 공정 장비의 마스터 콘트롤러에 연결된 게이트 밸브용 인터락 신호 생성 장치 및 방법{Apparatus for generating interlock signal for gate valve connected a master controller in semiconductor process device and the method thereof}
본 발명은 반도체 제조 공정 장비의 마스터 콘트롤러에 연결된 게이트 밸브용 인터락 신호 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 마스터 콘트롤러에 연결된 반도체 장비(챔버)들을 연결하는 게이트 밸브의 클로즈에어유입관의 압력을 감지함으로써 밸브에어누설로 인한 공정 사고의 위험을 감지할 수 있을 뿐 아니라 별도의 통신채널의 추가없이도 구현가능함으로써 마스터 콘트롤러의 부하가 감소되는 마스터 콘트롤러용 인터락 신호를 생성하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 반도체 공정에 사용되는 반도체 장비의 구조도이고, 도 2는 종래의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 하나이상의 공정 챔버 (Process Chamber, CH1,CH2,CH3,...)는 하나의 이송 챔버(Transfer Chamber, TCH)에 연결되어 있고, 이 연결 통로는 게이트 밸브(V1,V2,...)에 의해 개폐된다. 또한 공장 인터페이스(Factory Interface, FI)로의 통로인 로드락(LoadLock, LL1,LL2)도 또한 게이트 밸브(V5,V6)를 통해 이송 챔버(TCH)에 연결되어 있다.
공정 챔버는 일상적인 온도,압력 및 화학적 상태가 아니다. 따라서 이송챔버 혹은 로드락과는 물리적 및 화학적으로 완벽하게 차폐되어야 하며, 공정 챔버가 오픈될때에는 공정챔버내부의 온도, 압력 및 화학적 상태가 이송챔버, 로드락 등 기타 외부 공간에 영향을 미치지 않도록 안정화된 상태에서 오픈되어야 한다.
이러한 공정상의 프로세스를 위해, 마스터 콘트롤러는 반도체 공정에 연결된 장비들의 인터락 신호를 생성하여 각각의 장비에 전달함으로써 각각의 반도체 장비 즉 각종 밸브, 각종 챔버 및 로드락 등의 동작을 제어한다. 기본적으로, 인터락 신호는 하나의 장비가 특정 상태가 될 때까지 다른 장비의 동작의 운행을 금지하는 신호로서 동작한다.
도 2는 하나의 마스터 콘트롤러에서 인터락 신호를 발생시키는 종래의 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에서, 하나의 마스터 콘트롤러에는 이 마스터 콘트롤러에서 생성된 인터락 신호에 의해 제어되는 각종 반도체 장비(500)들이 연결되어 있다. 이 반도체 장비는 공정챔버, 이송챔버, 로드락, 밸브등을 포함한다.
마스터 콘트롤러(200)는 게이트 밸브(300)로 공정명령신호(202)를 전송한다. 예를 들면, 공정명령신호(202)는 상기 게이트 밸브(300)를 클로즈하라는 명령신호이다. 게이트 밸브(300)의 내부에는 기계적인 동작을 통해 물리적으로 개폐하는 밸브슬릿(valve slit)를 포함한다.
공정명령신호를 수신하면, 상기 게이트 밸브는 기계적 및 전기적 명령을 통해 밸브슬릿은 폐쇄된다.
밸브위치센서(S)는 밸브슬릿에 위치하는 포지션 센서로서, 밸브슬릿이 물리적으로 오픈 혹은 클로즈되었는지를 감지함으로써 포지션감지신호(201)를 생성하여 마스터 콘트롤러(200)으로 전송한다.
마스터 콘트롤러(200)는 내부적으로 정의된 프로토콜을 통해 상기 포지션 감지신호(201)가 정상적으로 도달되었는지를 판단한 후 인터락 신호(501)를 생성하여 각종 반도체 장비로 전송한다. 즉 밸브슬릿이 완전히 오픈 혹은 클로즈되었는지를 판단하여 다음 반도체 장비의 동작을 허용 또는 불허용하는 인터락 신호를 생성한다.
그러나, 도 1, 2에 나타난 종래의 인터락 신호 생성 방법은 다음과 같은 문제점을 가진다.
첫째, 게이트 밸브의 미세한 벌어짐이 발생하여 공정 사고가 발생해도 이를 사전에 방지하지 못한다. 게이트 밸브는 에어의 유입에 의해 기계적으로 동작되는데 에어의 누설은 밸브의 미세한 벌어짐을 야기한다. 이는 공정사고를 발생시킨다. 더욱이 미세한 벌어짐으로인한 공정사고는 사후에 발견되기 때문에 공정 사고로 인한 손실이 막대하다. 현재 종래의 방법은 게이트 밸브의 밸브슬릿의 위치를 감지하여 개폐의 정상여부를 판단하는데, 위치감지를 하는 포지션 센서는 그 정밀도가 작아서 미세한 누설은 감지할 수 없다. 또한 미세한 누설시에는 포지션센서가 늦게 반응하기 때문에 지연된 시간만큼의 공정 사고는 막을 수 없다.
둘째, 상기 공정 사고를 방지하기 위해 다른 감지장치를 추가하여 마스트 콘트롤러에 통신하도록 하는 것은 새로운 통신채널의 추가로 인해 마스터 콘트롤러에 막대한 프로세싱 부하를 추가한다. 이는 마스터 콘트롤러의 유지비용증가 문제로 이어져 비용 효율적이지 못하다. 특히 마스터 콘트롤러에 연결된 장비의 수와 그 장비마다 가지는 채널의 수 및 채널의 루프 수를 감안할 때 추가되는 통신 부하의 양은 천문적인 양이므로, 이를 추가하는 것은 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마스터 콘트롤러와 통신하는 게이트 밸브의 작동과 관계된 에어의 미세한 누설을 감지함으로써, 사후적으로 발견되는 큰 공정사고를 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치를 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 반도체 제조 공정에 있어서, 하나의 마스터 컨트롤러(200)가 전달하는 공정명령신호에 의해 제어되는 반도체 공정 장비들을 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 장치(100)에 있어서, 상기 마스터 콘트롤러로부터 상기 게이트 밸브의 개폐에 관한 명령신호인 개폐명령신호(202)를 수신하고, 상기 공정명령신호에 응답하는 신호인 개폐응답신호(102)를 상기 마스터 콘트롤러로 송신하는 마스터 신호처리부(110); 상기 게이트밸브(300)의 밸브슬릿(330)의 위치를 감지함으로써 상기 게이트밸브의 개폐를 감지하는 밸브클로즈포지션감지부(120); 상기 밸브슬릿(330)을 구동하는 밸브엑츄에이터(320)에 연결되고 상기 밸브슬릿(330)을 개방시키는 에어(air)의 유입관인 밸브오픈에어유입관(324)에 연결되어 상기 에어의 압력을 감지하는 밸브오픈에어감지부(130); 및 상기 마스터 신호처리부(110)에 개폐명령신호가 수신되면, 상기 밸브포시션감지부(120)로부터의 감지신호인 클로즈포지션감지신호(122) 및 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 감지신호인 오픈에어감지신호(132)에 기초하여, 상기 마스터콘트롤러가 다른 반도체공정장비로의 공정명령의 인터락여부를 결정하는 인터락결정신호(142)를 생성하는 인터락결정신호생성부(140)를 포함하고, 상기 마스터신호처리부(10)는, 상기 개폐명령신호가 밸브 폐쇄에 관한 신호인 경우, 상기 인터락결정신호(142)에 기초하여 상기 개폐응답신호(102)를 생성하여 상기 마스터 콘트롤러(200)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 마스터 신호처리부(110)는 상기 인터락결정신호생성시에는 기존의 개폐응답신호의 변경없이 상기 기존의 개폐응답신호를 지연(delay)시킴으로써 생성된 지연된 개폐응답신호를 생성하여 상기 마스터 콘트롤러로 전송하고, 상기 마스터 콘트롤러는 미리결정된 시간이내에 상기 개폐응답신호가 도달하지 않을 경우에는 다른 반도체 공정 장비의 동작을 금지하는 인터락 공정 신호를 다른 반도체 장비로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 인터락결정신호생성부(140)는, 상기 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일 때, 상기 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호가 정상상태이고 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호가 정상상태이면, 정상완료상태를 의미하는 정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고, 상기 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 해제하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 인터락결정신호생성부(140)는, 상기 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일 때, 상기 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호 및 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호중 어느 하나라도 비정상상태이면, 비정상완료상태를 의미하는 비정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고, 상기 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 유지하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 반도체 제조 공정에 있어서, 하나의 마스터 컨트롤러(200)가 전달하는 공정명령신호에 의해 제어되는 반도체 공정 장비를 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 방법에 있어서, a) 상기 마스터 콘트롤러에 의한 공정명령신호인 개폐명령신호를 수신하는 단계; b)상기 개폐명령신호가 밸브 패쇄에 관한 명령신호인지 판단하는 단계; c)상기 단계 b)가 긍정(yes)이면, 상기 게이트밸브의 슬릿밸브의 위치를 판단하는 클로즈포지션감지신호(122)를 수신하고, 상기 게이트 밸브의 오픈동작을 구현하는 오픈에어유입관의 에어 흐름을 감지하는 오픈에어감지신호(132)를 수신하고, 상기 클로즈포지션감지신호 및 오픈에어감지신호에 기초하여 상기 마스터콘트롤러에 연결된 반도체장비의 인터락여부를 결정하는 인터락결정신호를 생성하는 단계; d)상기 인터락결정신호에 따라 결정된 개폐응답신호를 미리결정된 마스터 콘트롤러와의 프로토콜에 따라 상기 마스터 콘트롤러로 전송하는 단계; 및 e)상기 개폐응답신호에 따라 인터락신호를 생성하여 다른 반도체 장비로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 장비를 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 방법.
일 실시예에서, 상기 단계 c)는, c1)상기 밸브클로즈포지션감지신호가 밸브가 클로즈되었음을 의미하는 신호인지 판단하는 단계; c2)상기 오픈에어감지신호에서 감지된 에어의 압력이 미리결정된 임계값보다 작은지 여부를 판단하는 단계; c3)상기 단계 c1 및 c2의 결과가 모두 긍정(yes)인 경우에는 상기 게이트밸브가 정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 정상인터락결정신호를 생성하는 단계; 및 c4)상기 단계 c1 및 c2 의 결과가 하나라도 부정(no)인 경우에는 상기 게이트밸브가 비정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 비정상 인터락신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 포지션센서가 감지하지 못하는 밸브의 미세한 벌어짐을 감지함으로써 심각하고 사후에 발견되는 반도체 공정사고를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 미세한 벌어짐의 감지 및 이를 이용한 인터락신호의 구현이 별도의 채널의 추가없이 구현가능하기 때문에 마스터 콘트롤러의 부하추가가 없어 구현이 용이하고 구현비용이 감소한다.
도 1은 반도체 공정에 사용되는 반도체 장비의 구조도이다.
도 2는 종래의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치를 나타내는 구조도이다.
도 4a 및 4b 는 게이트 밸브에 유입되는 에어와 본 발명의 감지관계를 나타내는 상황도이다.
도 5는 본 발명의 효과를 나타내는 도면으로서, 마스터 콘트롤러에 연결된 반도체 장비와 이들의 통신 채널의 상황을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 방법을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치를 나타내는 구조도이고, 도 4a 및 4b 는 게이트 밸브에 유입되는 에어와 본 발명의 감지관계를 나타내는 상황도이다.
본 발명은 반도체 제조공정에 있어서 하나의 마스터 콘트롤러(200)가 전달하는 공정명령신호에 의해 제어되는 반도체 공정 장비들을 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락 신호를 생성하여 마스터 콘트롤러에게 전송하는 장치이다. 따라서 아래에서 설명된 구성을 포함하는 하나의 장치는 하나의 마스터 콘트롤러에 연결되어 있으며, 각각의 반도체 장비 예를 들면 각종 밸브, 인터락 등 공정명령신호가 개폐신호와 연관된 반도체 장비에 설치되어 운용된다. 이하 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
마스터 콘트롤러(200)는 자신에게 연결된 반도체 장비의 동작의 시작 및 종료를 제어함으로써 전체 반도체 공정의 프로세스를 정상적으로 명령하기 위한 알고리즘이 구현된 소프트웨어 및 타 반도체 장비와의 통신 구성이 구현된 장비를 의미한다. 반도체 장비는 마스터 콘트롤러(200)로부터 명령을 수신하며, 마스터 콘트롤러로 상기 명령에 대한 응답신호를 송신한다. 상기 응답신호는 마스터 콘트롤러가 생성하는 다음 명령신호를 생성하는데 사용되며, 이러한 알고리즘의 반복으로 전체 반도체 장비들은 자신들의 동작 시간, 내용이 결정된다.
도 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명은 게이트 밸브에 설치되어 운용된다. 게이트 밸브(300)는 밸브 콘트롤러(310), 밸브 엑츄에이터(320) 및 밸브슬릿(330)를 포함한다. 밸브 콘트롤러(310)는 마스트 콘트롤러로부터의 명령신호를 수신하여 해석하고, 상기 마스터 콘트롤러로 응답신호를 송신한다. 밸브 액츄에이터(320)는 상기 해석된 명령신호에 해당하는 동작을 기계적으로 구현한다. 밸브슬릿(330)는 밸브 엑츄에이터(320)에 의해 생성된 힘에 의해 물리적으로 이동하여 실제 개폐동작을 구현하는데, 게이트 밸브가 개폐하여야 하는 대상 즉 배관, 게이트등을 개폐한다.
도 4a 및 도 4b 는 밸브슬릿의 동작을 도시한 도면이다. 밸브슬릿(330)의 동작은 밸브 엑츄에이터(320)에서 생성한 에어의 유입에 의해 구현된다. 밸브슬릿(330)에는 밸브클로즈에어유입관(322) 및 밸브오픈에어유입관(324)이 밸브엑츄에이터로부터 연결되어 있다. 개폐명령신호의 내용이 오픈이면, 밸브엑튜에이터는 밸브오픈에어유입관(324)에 에어를 유입시켜서 밸브슬릿이 오픈되도록 한다. 마찬가지로 개폐명령신호의 내용이 클로즈이면, 밸브엑츄에이터는 밸브클로즈에어유입관(322)에 에어를 유입시켜서 밸브슬릿이 클로즈되도록 한다.
이하 도 3을 참조하여 본 발명의 인터락 신호 생성 장치의 구성을 설명한다.
본 발명의 인터락 신호 생성 장치(100)는 마스터신호처리부(110), 밸브클로즈포지션감지부(120), 밸브클로즈에어감지부(130), 인터락결정신호생성부(140)를 포함한다.
마스터신호처리부(110)는 게이트 밸브(300)의 개폐에 관한 공정명령신호인 개폐명령신호(202)를 수신하고, 상기 개폐명령신호에 응답하는 신호인 개폐응답신호(102)를 상기 마스터 콘트롤러로 송신한다.
밸브클로즈포지션감지부(120)는 상기 게이트밸브의 밸브슬릿(330)의 위치를 감지함으로써, 상기 게이트 밸브의 개폐를 감지한다. 즉 밸브클로즈포지션감지부(120)는 밸브슬릿(330)의 위치가 상기 게이트 밸브가 오픈되는 위치에 대응하는 위치인지 혹은 상기 게이트 밸브가 클로즈되는 위치에 대응하는 위치인지를 결정한다. 밸브클로즈포지션감지부(120)는 초기위치 및 현재 위치의 입력값으로 결정하는 포지션센서에 의해 구현가능하다.
밸브오픈에어감지부(130)는 상기 밸브슬릿(330)을 구동하는 밸브엑츄에이터(320)에 연결되고 상기 밸브슬릿(330)을 개방시키는 에어(air)가 유입되는 관(tube)인 밸브오픈에어유입관(324)에 연결되어 상기 에어의 유출을 감지한다. 밸브오픈에어감지부(130)는 밸브클로즈포지션감지부와 상이하게 압력센서를 이용하여 유체의 압력을 측정함으로써 에어의 누설여부를 감지한다.
도 4a 및 도 4b 는 밸브오픈에어감지부가 에어의 누설 여부를 감지하는 상황을 나타내는 도면이다.
도 4a에서, 밸브엑츄에이터에 의해 밸브오픈에어유입관(324)에 에어가 유입되면, 밸브바디(43)는 밸브리프트(42)를 다운(down)시켜 밸브슬릿(41)을 개방한다. 밸브슬릿(41)이 개방되면, 밸브클로즈포지션감지부(120)는 밸브가 개방되었음을 의미하는 감지신호인 오픈포지션감지신호를 인터락결정신호생성부(140)에게 전송한다.
도 4a에서, 정상적인 상태에서, 밸브오픈에어감지부(130)에는 밸브오픈에어유입관(322)에 유입되는 에어에 의한 압력 때문에 오픈에어감지신호(132)는 당연히 0 이상이 되는 소정의 값을 가진다.
도 4b에서, 밸브엑츄에이터에 의해 밸브클로즈에어유입관(322)에 에어가 유입되면, 밸브바디(43)는 밸브리프트(42)를 업(up)시켜 밸브슬릿(41)을 폐쇄한다. 밸브슬릿(41)이 패쇄되면, 밸브클로즈포지션감지부(120)는 밸브가 패쇄되었음을 의미하는 감지신호인 클로즈포지션감지신호를 인터락결정신호생성부(140)에게 전송한다.
도 4b에서, 정상적인 상태에서, 밸브오픈에어감지부(130)에는 밸브오픈에어유입관(322)에는 에어가 유입되고 있지 않기 때문에 오픈에어감지신호(132)는 0 이어야 한다. 그러나, 비정상적인 상태에서, 밸브클로즈에어유입관(322)에만 외부에서 에어가 유입되고 있고 밸브오픈에어유입관(324)에는 에어가 유입되고 있지 않음에도 밸브오픈에어감지부(130)에서 에어의 압력이 감지된다면 이는 비정삭적인 상태 즉 에어가 누설되고 있다는 증거이다.
본 발명은 이 비정상적인 상태를 감지하여 공정명령신호의 전달체계에 이용한다. 즉 도 4b 의 상황에서, 인터락결정신호생성부(140)는, 밸브클로즈에어유입관(322)에 에어가 유입되고 있을 때 즉 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일때에는, 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호가 정상상태(폐쇄상태)이고 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호가 정상상태(압력=0)일때는, 마스터 콘트롤러로 정상완료상태를 의미하는 정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고, 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 해제하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송한다.
마스터 콘트롤러(200)는 마스터신호처리부(110)로부터 인터락을 해제하는 의미를 가지는 폐쇄응답신호(102)를 수신하면, 다른 반도체 장비에게 정상상태를 의미하는 공정명령신호(204) 즉 인터락을 해제하는 공정명령신호(204)를 전송하거나 혹은 다음 단계의 명령신호를 전송함으로써, 반도체 공정의 다음 단계를 개시한다.
그러나, 도 4b의 상황에서, 밸브클로즈에어유입관(322)에 에어가 유입되고 있을 때 즉 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일 때, 인터락결정신호생성부(140)는 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호가 정상상태(폐쇄상태)이더라도, 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호가 비정상상태(압력>0)일때는, 마스터 콘트롤러로 비정상완료상태를 의미하는 비정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고, 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 유지하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송한다.
마스터 콘트롤러(200)는 마스터신호처리부(110)로부터 인터락을 유지하는 의미를 가지는 폐쇄응답신호(102)를 수신하면, 다른 반도체 장비에게 인터락상태를 의미하는 공정명령신호(204) 즉 인터락을 유지하는 공정명령신호(204)를 전송하거나 혹은 다음 단계의 이행을 금지하는 의미의 공정명령신호를 전송함으로써, 반도체 공정의 다음 단계를 개시를 금지한다.
본 발명에서, 마스터 콘트롤러로부터의 공정명령신호가 개방명령신호일때는 본 발명이 동작하지 않고, 공정명령신호가 패쇄명령신호일 때 동작하는 것을 특징으로 한다. 왜냐하면, 본 발명의 목적은 하나의 반도체 장비 예를 들면 하나의 공정챔버에서 하나의 공정이 시작되기전 혹은 완전히 완료된 상태에서 그 공정챔버가 외부와 완전히 차단된 상태임을 보증하기 위한 것이기 때문이다. 즉 그 공정챔버의 내부는 고온,고압,개스충만등의 화학적 및 물리적으로 불안정한 상태이므로, 이 상태를 외부와 격리시키기 위함이기 때문이다. 만약 밸브가 오픈되는 명령이라면, 외부와 그 챔버를 격리시킬필요가 없기 때문에 즉 그 공정챔버의 내부의 상태는 고온,고압,개스충만등의 문제가 될만한 화학적 및 물리적 상태가 존재하지 않기 때문에 본 발명이 적용되지 않는다.
본 발명에서, 상기 오픈에어유입관에서 누설되는 에어의 기준값은 반드시 0일 필요는 없고, 공정상태에 따라 적절한 값이 취해질수 있다. 예를 들면, 공정에 따라 미세한 누설값은 허용할 수 있다. 이는 사용자에 의해 미리결정되어 본 발명이 구현된 장치에 입력되며, 공정마다 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마스터 신호처리부(110)는 상기 인터락결정신호생성시에는 기존의 개폐응답신호의 변경없이 상기 기존의 개폐응답신호를 지연(delay)시킴으로써 생성된 지연된 개폐응답신호를 생성하여 상기 마스터 콘트롤러로 전송하고, 상기 마스터 콘트롤러는 미리결정된 시간이내에 상기 개폐응답신호가 도달하지 않을 경우에는 다른 반도체 공정 장비의 동작을 금지하는 인터락 공정 신호를 다른 반도체 장비로 전송하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 효과를 나타내는 도면으로서, 마스터 콘트롤러에 연결된 반도체 장비와 이들의 통신 채널의 상황을 나타내는 개념도이다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 게이트 밸브의 포지션센서에서 감지하지 못하는 챔버의 누설상태를 감지하여 공정을 멈춤으로써, 미세한 밸브 열림에 의해 발생하는 공정 사고를 미연에 방지할 수 있다. 게이트 밸브는 공정챔버, 로드락 및 ATM 등의 도어를 구성하고, 에어를 이용해 개폐되는데, 수년간의 사용에 의한 성능저하로 인해 상기 챔버등과 외부를 완벽하게 격리하지 못함으로서 가스누출(outgassing) 및 방향 누출(Fluorine Leak)등이 발생하고 이는 반도체 공정에 공정사고(Process Attack)을 유발한다. 특히 HDP 공정, BPSG 및 HARP 공정등은 극저압, 극고압등의 TF 공정을 포함하고, Etching 공정등은 극불안 화합물을 이용하는 공정을 포함하므로 이의 누설은 수천~ 수백만개의 웨이퍼(wafer)를 불량으로 만드는 사고를 발생시킨다.
그러나 본 발명에 의하면, 밸브포지션센서가 감지하지 못하는 상태에서도 이러한 공정들의 물리적화학적 불안정상태가 감지되어 인터락신호가 발생되므로, 이러한 사고를 사전에 방지할 수 있다.
둘째, 기존의 마스터 콘트롤러의 채널 및 부하의 추가없이 구현가능하다.
도 5에 나타난 바와 같이, 하나의 마스터 콘트롤러가 제어하는 반도체 장비는 수개~수십개의 각종 챔버, 밸브, 인터페이스 및 로드락등을 포함한다. 또한 이들의 장비마다 수십에서 수백개의 공정프로세스 단위를 포함하고, 다시 이들의 공정프로세스들은 하나의 공정완료까지 수십에서 수천개의 루프(loop)로 공정신호들을 체크하게 된다. 즉 이들장비는 마스터 콘트롤러와 수개의 채널을 통해 통신한다. 따라서 만약 새로운 추가장비를 통해 에어 유출입을 감지 및 제어하게 된다면, 하나의 마스터 콘트롤러가 추가부담해야할 연산 부하(computing Load) 및 통신 부담(communication Load)은 수백만에서 수억의 루프가 된다. 이러한 구현은 하나의 마스터 콘트롤러가 추가부담하기에는 거의 실현 불가능한 부하이며, 설마 가능하다하더라도 채널의 추가로 인한 비용 및 성능저하는 공정 장비 설치비용 및 유지비용의 극대한 증가를 가져오게 된다.
그러나 본 발명에 의하면, 기존의 개폐응답신호를 생성하는 과정의 이전단계에서 오픈에어 유입관의 감지신호를 반영함으로써, 마스터콘트롤러거는 새로운 채널을 본 발명의 장치에 부여할 필요가 없다. 따라서 기존의 장치에 전혀 부하를 주지 않으며 마스터 콘트롤러와 다른 반도체 장비사이의 새로운 프로토콜의 변경도 없다. 이는 구현상의 용이함을 달성할 수 있으며, 설치 및 유지비용의 감소로 인해 사용자는 보다 간편하게 반도체 공정의 사고를 방지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 방법을 나타내는 도면이다.
단계 610에서, 마스터 콘트롤러에 의한 공정명령신호인 개폐명령신호를 수신한다.
단계 620에서, 상기 공정명령신호가 밸브 패쇄에 관한 명령신호인지 판단한다.
단계 630에서, 단계 620에서 긍정(yes)라면, 게이트밸브의 슬릿밸브의 위치를 판단하는 클로즈포지션감지신호(122)를 수신하고, 상기 게이트 밸브의 오픈동작을 구현하는 오픈에어유입관의 에어 흐름을 감지하는 오픈에어감지신호(132)를 수신하고, 이 둘에 기초하여 인터락결정신호를 생성한다.
인터락 결정신호를 생성하는 방법은 다음과 같다.
단계 632에서, 밸브클로즈포지션감지신호가 밸브가 클로즈되었음을 의미하는 신호인지 판단한다.
단계 634에서, 오픈에어감지신호에서 감지된 에어의 압력이 미리결정된 임계값보다 작은지 여부를 판단한다.
단계 636에서, 상기 단계 632 및 634 의 결과가 모두 긍정(yes)인 경우에는 상기 게이트밸브가 정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 정상인터락결정신호를 생성한다.
단계 638에서, 상기 632 및 634의 결과가 하나라도 부정(no)인 경우에는 상기 게이트밸브가 비정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 비정상 인터락신호를 생성한다.
단계 640에서, 상기 인터라결정신호에 따라 결정된 개폐응답신호를 미리결정된 마스터 콘트롤러와의 프로토콜에 따라 상기 마스터 콘트롤러로 전송한다. 정상인터락결정신호인 경우에는 개폐응답신호를 긍정(yes)으로 전송하고, 비정상인터락결정신호인 경우에는 개폐응답신호를 부정(no)으로 전송한다.
단계 650에서, 마스터 콘트롤러는 기존의 미리정해진 프로토콜에 의해 상기 단계 640에서 응답된 개폐응답신호에 따라 인터락신호를 생성하여 다른 반도체 장비로 전송한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 인터락 신호 생성 장치 200: 마스터 콘트롤러
300: 게이트 밸브 324: 밸브오픈에어유입관
110: 마스터 신호처리부 120: 밸브클로즈포지션감지부
130: 밸브오픈에어감지부 140: 인터락결정신호생성부
310: 밸브 콘트롤러 320: 밸브 엑츄에이터
330: 밸브 슬릿 322: 밸브클로즈에어유입관

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 반도체 제조 공정 장비에 연결된 하나의 마스터 컨트롤러(200)가 전달하는 공정명령신호에 의해 제어되는 반도체 공정 장비들을 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 장치(100)에 있어서,
    상기 마스터 콘트롤러로부터 상기 게이트 밸브의 개폐에 관한 명령신호인 개폐명령신호(202)를 수신하고, 상기 공정명령신호에 응답하는 신호인 개폐응답신호(102)를 상기 마스터 콘트롤러로 송신하는 마스터 신호처리부(110);
    상기 게이트밸브(300)의 밸브슬릿(330)의 위치를 감지함으로써 상기 게이트밸브의 개폐를 감지하는 밸브클로즈포지션감지부(120);
    상기 밸브슬릿(330)을 구동하는 밸브엑츄에이터(320)에 연결되고 상기 밸브슬릿(330)을 개방시키는 에어(air)의 유입관인 밸브오픈에어유입관(324)에 연결되어 상기 에어의 압력을 감지하는 밸브오픈에어감지부(130); 및
    상기 마스터 신호처리부(110)에 개폐명령신호가 수신되면, 상기 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 감지신호인 클로즈포지션감지신호(122) 및 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 감지신호인 오픈에어감지신호(132)에 기초하여, 상기 마스터콘트롤러가 다른 반도체공정장비로의 공정명령의 인터락여부를 결정하는 인터락결정신호(142)를 생성하는 인터락결정신호생성부(140)를 포함하고,
    상기 마스터신호처리부(110)는, 상기 개폐명령신호가 밸브 폐쇄에 관한 신호인 경우, 상기 인터락결정신호(142)에 기초하여 상기 개폐응답신호(102)를 생성하여 상기 마스터 콘트롤러(200)로 전송하고,
    상기 마스터 신호처리부(110)는 상기 인터락결정신호생성시에는 기존의 개폐응답신호의 변경없이 상기 기존의 개폐응답신호를 지연(delay)시킴으로써 생성된 지연된 개폐응답신호를 생성하여 상기 마스터 콘트롤러로 전송하고,
    상기 마스터 콘트롤러는 미리결정된 시간이내에 상기 개폐응답신호가 도달하지 않을 경우에는 다른 반도체 공정 장비의 동작을 금지하는 인터락 공정 신호를 다른 반도체 장비로 전송하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 인터락결정신호생성부(140)는, 상기 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일 때, 상기 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호가 정상상태이고 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호가 정상상태이면, 정상완료상태를 의미하는 정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고,
    상기 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 해제하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 인터락결정신호생성부(140)는, 상기 마스터 콘트롤러의 명령신호가 패쇄에 관한 명령신호일 때, 상기 밸브클로즈포지션감지부(120)로부터의 신호 및 상기 밸브오픈에어감지부(130)로부터의 신호중 어느 하나라도 비정상상태이면, 비정상완료상태를 의미하는 비정상인터락결정신호(142)를 마스터 신호처리부(110)로 전송하고,
    상기 마스터 신호처리부(110)는 미리결정된 프로토콜에 따라 인터락을 유지하는 의미를 가지는 패쇄응답신호(102)를 마스터 콘트롤러(200)로 전송하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 마스터 콘트롤러용 인터락 신호 생성 장치.
  5. 반도체 제조 공정 장비의 하나의 마스터 컨트롤러(200)가 전달하는 공정명령신호에 의해 제어되는 반도체 공정 장비를 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 방법에 있어서,
    a) 상기 마스터 콘트롤러에 의한 공정명령신호인 개폐명령신호를 수신하는 단계;
    b)상기 개폐명령신호가 밸브 패쇄에 관한 명령신호인지 판단하는 단계;
    c)상기 단계 b)가 긍정(yes)이면, 상기 게이트밸브의 슬릿밸브의 위치를 판단하는 클로즈포지션감지신호(122)를 수신하고, 상기 게이트 밸브의 오픈동작을 구현하는 오픈에어유입관의 에어 흐름을 감지하는 오픈에어감지신호(132)를 수신하고, 상기 클로즈포지션감지신호 및 오픈에어감지신호에 기초하여 상기 마스터콘트롤러에 연결된 반도체장비의 인터락여부를 결정하는 인터락결정신호를 생성하는 단계;
    d)상기 인터락결정신호에 따라 결정된 개폐응답신호를 미리결정된 마스터 콘트롤러와의 프로토콜에 따라 상기 마스터 콘트롤러로 전송하는 단계; 및
    e)상기 개폐응답신호에 따라 인터락신호를 생성하여 다른 반도체 장비로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 장비를 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단계 c)는,
    c1)상기 밸브클로즈포지션감지신호가 밸브가 클로즈되었음을 의미하는 신호인지 판단하는 단계;
    c2)상기 오픈에어감지신호에서 감지된 에어의 압력이 미리결정된 임계값보다 작은지 여부를 판단하는 단계;
    c3)상기 단계 c1 및 c2의 결과가 모두 긍정(yes)인 경우에는 상기 게이트밸브가 정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 정상인터락결정신호를 생성하는 단계; 및
    c4)상기 단계 c1 및 c2 의 결과가 하나라도 부정(no)인 경우에는 상기 게이트밸브가 비정상적으로 패쇄되었음을 의미하는 비정상 인터락신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 장비를 연결하는 게이트 밸브(300)의 오작동을 감지하여 인터락신호를 생성하는 방법.
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