KR102112178B1 - 복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템 - Google Patents

복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템 및 그 시스템을 위한 연결장치가 개시된다. 본 발명의 모니터링 시스템은 복수 개의 히터 자켓의 온도 제어, 동작 오류 등을 통합적으로 모니터링하는 모니터링 장치를 구비한다. 또한, 모니터링 시스템은 원거리로 이격되어 배치된 복수 개의 히터 자켓과 모니터링 장치를 연결하기 위한 컨버터를 구비한다. 컨버터는 범용직렬통신(USB)를 대신해 RS-232 또는 RS-485 통신을 제공함으로서 원거리의 히터 자켓과 통신하기 위한 별도의 전원 공급이 필요없다.

Description

복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템{System for Monitoring and Controlling Plurality of Heater Jackets}
본 발명은 복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템 및 그 시스템을 위한 연결장치에 관한 것이다.
반도체 제조는 매우 많은 공정과 설비들이 순차적으로 작업을 수행해야 하는 공정 관리의 대상이 되는 정밀한 작업이다. 따라서 공정에 투입된 수 많은 장비들이 개별적으로 공정 관리에 필요한 정보를 생산하고 관리하고 있지만, 한편으로 전체 공정을 통합적으로 관리할 뿐만 아니라, 모니터링 수단을 통해 오류의 발생 및 경보를 제공해야 하며, 필요한 경우에 공정의 진행을 중단시킬 수 있어야 한다. 공정을 모니터링하여 수집된 자료의 분석을 통해 장비의 가동률, 고장 진단, 공정 제어 및 예측되는 장애 요소 제거 등에 활용할 수 있으며, 이는 궁극적으로 생산 효율 향상에 기여할 수 있기 때문이다.
반도체 산업은 장치 집약적 산업이기 때문에 제조 공정에 매우 많은 종류의 장비가 사용된다. 이러한 다양한 장비에서 생성되는 현상 데이터를 효율적으로 수집하기 위해서는 장비와 컴퓨터 간의 표준화된 통신 규약이 필수적이다. 이와 같은 요구에 따라 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)에서는 반도체 장비와 호스트 컴퓨터 간의 인터페이스를 위한 데이터 통신 표준 규약인 SECS(Semiconductor Equipment Communications Standard) 프로토콜을 제정하였으며, 2000년에는 HTTP/SOAP 프로토콜을 통해 장비의 정보를 획득하기 위한 Interface A 표준을 발표하였다.
한편, 일부 반도체 공정 상의 장비는 여전히 단독으로 동작하도록 생산된다. 그 중에 하나가 공정에 사용되는 산업용 히터(Heater)이다. 반도체 공정에는 공정 온도의 제어를 위해 다양한 히터가 사용되며, 예컨대 배관을 일정한 온도로 가열하는 히터 자켓(Heater Jacket)도 그 중 하나다. 히터 자켓은 프로세스용 챔버(Chamber)의 내부로 주입되는 각종 가스가 흐르는 배관을 둘러싸는 형태의 히터로서, 전기 에너지를 이용하여 발열한다. 히터 자켓은 사용자 제어명령에 따라 전기의 공급을 스위칭하는 방법으로 온도를 제어하며, 배관이나 자켓 자체에 설치한 온도 센서의 측정값을 이용하여 목표가 되는 일정한 온도를 유지하도록 제어한다.
히터 자켓과 같은 장비는 별도의 네트워킹 수단을 구비하지 않는 장비이며, 단독으로 사용자 명령을 받아 제어하지만, 공정 장비의 하나이므로 통합 제어가 필요하다. 예를 들어, 반도체 공정에는 여러 개의 히터 자켓이 사용되는데, 적어도 복수 개의 히터 자켓의 온도를 통합 제어하는 제어 시스템이 필요하다.
[관련 기술 문헌]
대한민국 공개특허 제10-2009-0116339호 (열전달 균일성이 증가된 반도체 공정가스 배출용 히터자켓)
본 발명의 목적은, 복수 개의 히터 자켓을 통합 제어하고 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템 및 그 시스템을 위한 연결장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 복수 개의 히터 자켓의 동작을 모니터링 할 수 있다. 본 발명의 모니터링 시스템은 모니터링 장치 및 컨버터를 포함한다. 모니터링 장치는 상기 복수 개의 히터 자켓 중에서 선택된 타깃 히터 자켓의 상태정보를 요청하는 제어명령을 사용자로부터 입력받는다. 컨버터는 상기 모니터링 장치로부터 상기 제어명령을 전달받아 상기 타깃 히터 자켓에게 전송하고 상기 타깃 히터 자켓의 응답을 상기 모니터링 장치로 제공한다. 상기 컨버터는 상기 복수 개의 히터 자켓과 개별적으로 연결하기 위한 복수 개의 제1 연결 케이블이 결합되는 단자대를 구비한다.
실시 예에 따라, 모니터링 시스템은 상기 컨버터와 복수 개의 히터 자켓을 직렬 통신방식으로 연결하는 복수 개의 상기 제1 연결 케이블과, 상기 모니터링 장치와 컨버터를 직렬 통신방식으로 연결하는 하나의 제2 연결 케이블을 포함한다.
다른 실시 예에 따라, 상기 컨버터는, 상기 타깃 히터 자켓로부터 상기 응답을 수신한 후에 상기 모니터링 장치와의 통신 장애가 있는 경우에 상기 응답을 수신시간 정보와 함께 상기 타깃 히터 자켓용 메모리에 저장할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 컨버터는, 상기 모니터링 장치로부터 상기 타깃 히터 장치의 상태정보를 요청하는 제어명령을 수신한 경우에, 상기 타깃 히터 자켓에게 상기 제어명령을 전송하기 전에 상기 메모리에 저장된 상태정보를 먼저 상기 수신시간 정보와 함께 상기 모니터링 장치로 전송할 수도 있다.
본 발명은 상기 모니터링 장치와 복수 개의 히터 자켓 사이의 연결장치인 컨버터에도 미친다. 본 발명의 컨버터는, 상기 복수 개의 히터 자켓과 복수 개의 직렬 통신 케이블을 통해 개별적으로 연결된 제1 통신부와; 모니터링 장치와 하나의 직렬 통신 케이블로 연결되고 상기 복수 개의 히터 자켓 중에서 선택된 타깃 히터 자켓의 상태정보를 요청하는 제어명령을 상기 모니터링 장치로부터 수신하는 제2 통신부와; 상기 모니터링 장치로부터 전달받은 상기 제어명령을 상기 제1 통신부를 통해 상기 타깃 히터 자켓에게 전송하고 상기 타깃 히터 자켓의 응답을 상기 제1 통신부를 통해 수신하여 상기 제2 통신부를 통해 상기 모니터링 장치에게 전송하는 컨버팅 제어부를 포함한다.
본 발명의 모니터링 시스템에 의하면, 복수 개의 히터 자켓의 온도 제어, 동작 오류 등을 통합적으로 모니터링 할 수 있다.
본 발명의 시스템에 적용된 컨버터를 이용할 경우에, 복수 개의 히터 자켓과 통신 연결함에 있어서 별도의 전원을 사용하지 않는 직렬 통신방식을 적용할 수 있으며, 이에 따라 상당한 거리 떨어져 설치된 여러 개의 히터 자켓을 하나의 모니터링 장치에 연결할 수 있다. 또한 히터 자켓을 모니터링 장치에 연결하는 케이블링(Cabling)에 별도의 전원장치를 필요로 하지 않는다.
도 1은 본 발명의 모니터링 시스템의 블록도, 그리고
도 2는 본 발명의 모니터링 시스템의 모니터링 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1의 참조하면, 본 발명의 모니터링 시스템(100)은 컨버터(110) 및 모니터링 장치(130)를 포함한다. 복수 개의 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)은 복수 개의 제1 연결 케이블(151)을 통해 컨버터(110)와 연결되고, 컨버터(110)는 다시 하나의 제2 연결 케이블(153)을 통해 모니터링 장치(130)와 연결된다.
우선, 제1 연결 케이블(151)과 제2 연결 케이블(153)은 별도의 전원 공급이 필요없는 RS-232 또는 RS-485와 같은 직렬 통신 방식을 위한 케이블이며, 바람직하게는 제1 연결 케이블(151)은 RS-232 또는 RS-485 프로토콜이 적용될 수 있고, 제2 연결 케이블(153)은 RS-232 프로토콜이 적용되는 것이 바람직하다.
제1 연결 케이블(151)의 일단은 컨버터(110)의 제1 단자부(111a)의 소켓에 접속하고, 타단은 각각 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)의 직렬 통신단자(미도시)에 연결된다. 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)은 직렬 통신단자(미도시)를 통해 기설정된 제어명령(Request)을 입력받으면 그에 응답한다. 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)의 직렬 통신단자는 통상 RS-485를 지원하는 것이 일반적이다.
여기서, 제어명령에는 히티 자켓(11, 12, 13, 14, 15)의 턴온(Turn on)/턴오프(Turn Off) 제어명령, 특정 온도를 지정하는 제어명령 뿐만 아니라, 현재 온도, 발열여부 등을 포함하는 '상태정보'의 제공을 요청하는 명령 등이 포함된다.
컨버터(110)는 모니터링 장치(130)로부터 복수 개의 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15) 중 하나에 대한 제어명령을 수신하면 해당 히터 자켓(이하, '타깃 히터 자켓'이라 함)에게 그 제어명령을 전달하고, 타깃 히터 자켓으로부터 응답을 수신하면 그 응답을 모니터링 장치(130)에게 전송한다. 이러한 동작을 위해, 컨버터(110)는 제1 통신부(111), 제2 통신부(113), 메모리(115) 및 컨버팅제어부(117)를 포함한다.
제1 통신부(111)는 제1 연결 케이블(151)에 적용된 통신 프로토콜에 따른 통신을 수행한다. 다시 말해, 제1 통신부(111)는 RS-232 또는 RS-485 프로토콜에 따라 복수 개의 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)과 연결되어 통신을 수행한다. 제1 통신부(111)는 제1 단자부(111a)로 일대일로 연결됨으로써, 특정 타깃 히터 자켓에게 제어명령을 전달할 수 있고 특정 타깃 히터 자켓에서의 응답이 어느 히터 자켓에서 수신되는지 확인할 수 있다.
한편, 제1 단자부(111a)는 복수 개의 제1 연결 케이블(151)의 플러그(Plug)를 접속하기 위한 복수 개의 소켓으로 구성될 수 있다.
제2 통신부(113)는 제2 연결 케이블(153)에 적용된 통신 프로토콜에 따른 통신을 수행한다. 다시 말해, 제2 통신부(113)는 RS-232 프로토콜에 따라 모니터링 장치(130)와 연결되어 통신을 수행한다.
컨버팅제어부(117)는 컨버터(110)의 전반적인 동작을 제어하며, 본 발명에 특징적인 제1 통신부(111)와 제2 통신부(113) 사이의 연결을 수행한다. 컨버팅제어부(117)의 동작은 아래에서 다시 설명한다.
모니터링 장치(131)는 사용자의 단말기로서, 제2 연결 케이블(153)을 통해 컨버터(110)와 연결되며, 컨버터(110)를 통해 복수 개의 히터 자켓(11, 12, 13, 14, 15)의 동작을 모니터링하고, 그 동작을 제어할 수 있다.
모니터링 장치(131)는 통상의 컴퓨터 장치 형태로 구현되어 본 발명이 제시하는 기능 이외에 컴퓨터 장치가 수행할 수 있는 다양한 기능을 수행하기 위한 각종 구성을 더 포함할 수도 있고, 본 발명의 모니터링 동작을 위한 전용의 장치로 구현될 수도 있다. 다만, 이러한 구성 중 본 발명의 설명에 필수적이지 않은 구성에 대하여는 도면에 도시하지 않고 설명하지도 않는다. 모니터링 장치(130)는 본 발명의 특징적인 동작을 위하여, 입력부(131), 표시부(133), 주-통신부(135) 및 모니터링제어부(137)를 포함한다.
입력부(131)는 사용자의 제어명령을 입력받기 위한 장치이고, 표시부(133)는 엘시디(LCD), 오엘이디(OLED) 등과 같이 각종 정보를 시각적으로 인식할 수 있도록 표시하는 장치이다. 입력부(131)와 표시부(133)는 하나의 터치 스크린(Touch Screen) 형태로 마련될 수도 있다.
주-통신부(135)는 컨버터(110)의 제2 통신부(113)와 연결되는 직렬 통신 프로토콜을 처리하는 수단으로서, 컨버터(110)의 제2 통신부(113)로 구현된 경우에 주-통신부(135)도 RS-232 직렬 통신 수단으로 구현된다.
모니터링제어부(137)는 본 발명을 위해 특별히 설치된 구성으로 해석될 수도 있으나, 일반적으로는 컴퓨터 장치의 주된 또는 기본 기능을 수행하기 위한 내부 구성일 수도 있다. 이처럼 모니터링 장치(131)가 통상의 컴퓨터 장치인 경우, 모니터링제어부(137)는 통상의 컴퓨터 장치가 기본적으로 보유하는 하드웨어인 프로세서 칩(Processor Chip)과, 그 칩에 기반하여 동작하는 운영체제 프로그램(OS: Operating System) 및 그 운영체제 프로그램 상에서 본 발명의 모니터링제어부(137)의 동작을 수행하는 응용 프로그램의 조합으로 구현되는 구성을 기능적으로 지시한 것일 수 있다.
모니터링제어부(137)는 모니터링 장치(131)의 전반적인 동작을 제어하며, 사용자로부터 제어명령을 수신하여 타깃 히터 자켓의 상태 정보를 요청하거나 타깃 히터 자켓의 온도를 제어할 수 있다. 여기서는 상태정보의 요청이나 각종 제어가 동일한 절차로 수행되므로, 상태정보의 요청을 예로 들어 설명한다. 모니터링제어부(137)의 동작은 아래에서 도 2를 참조하여 다시 설명한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 모니터링 시스템(100)의 모니터링 동작을 설명한다.
<사용자 제어명령의 생성: S201, S203>
모니터링제어부(137)는 입력부(131)를 통해 사용자의 제어명령이 입력되는지 확인하고(S201), 사용자 제어명령이 입력되면 해당 제어명령을 컨버터로 제공한다(S203). 모니터링제어부(137)는 주-통신부(135)를 이용하여 제어명령을 컨버터(110)로 전달한다.
설명의 편리를 위해, 사용자 제어명령의 예로서 제1 히터자켓(11)의 상태정보를 요청하는 예를 설명한다. 따라서 제1 히터자켓(11)이 타깃 히터 자켓이 된다. 모니터링제어부(137)는 사용자 제어명령을 입력받기 위한 사용자 그래픽 인터페이스를 표시할 수도 있다.
<제어명령의 전달: S205, S207>
모니터링 장치(131)가 전송하는 사용자 제어명령은 제2 통신부(113)가 수신하여 컨버팅제어부(117)에게 제공한다. 컨버터(110)의 컨버팅제어부(117)는 해당 사용자 제어명령을 파싱하여 타깃 히터 자켓이 어느 것인지 확인한다(S205).
타깃 히터 자켓이 확인되면, 컨버팅제어부(117)는 해당 타깃 자켓에게 제어명령을 전달한다. 이때, 제어명령은 제1 통신부(111)를 통해 타깃 히터 자켓으로 전달된다. 제1 통신부(111)는 제1 단자부(111a)에 접속한 복수 개의 제1 연결 케이블(151) 중에서 타깃 히터 자켓(여기서는 제1 히터 자켓)과 연결된 연결 케이블이 접속한 단자를 통해 제어명령을 전달한다(S207).
<타깃 히터 자켓의 응답 전달: SS209 내지 S213>
타깃 히터 자켓이 사용자 제어명령에 응답하여 자신의 상태정보를 컨버터(110)로 제공하면, 컨버터(110)의 제1 통신부(111)가 수신하여 컨버팅제어부(117)에게 제공한다(S209).
컨버팅제어부(117)는 응답이 수신된 제1 단자부(111a)의 위치를 기초로 응답을 제공한 타깃 히터 자켓의 위치를 확인한다. 예컨대 제1 히터 자켓(11)이 타깃 히터 자켓이고, 제1 히터 자켓(11)과 연결된 제1 연결 케이블(151)이 제1 단자부(111a)의 첫 번째 소켓에 연결된 경우에, 컨버팅제어부(117)는 첫 번째 소켓을 통해 응답을 수신하였다면, 제1 히터 자켓(11)의 응답이 있는 것으로 판단한다(S211).
컨버팅제어부(117)는 타깃 히터 자켓이 확인된 응답을 그 수신시간 정보와 타깃 히터 자켓의 식별번호를 덧붙여 모니터링 장치(131)에게 제공한다. 모니터링제어부(137)는 주-통신부(135)를 통해 수신된 응답을 확인할 수 있다(S23).
이상의 방법으로 본 발명의 모니터링 방법이 수행된다.
실시 예에 따라, S213 단계에서 모니터링 장치(130)와 통신 장애가 발생하는 등 전송이 지연되는 경우에, 컨버팅제어부(117)는 타깃 히터 자켓로부터 수신한 응답수신시간 정보와 함께 메모리(115)에 저장하여 보관할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따라, 컨버팅제어부(117)는 S205 단계에서 제어명령의 타깃 히터 자켓을 확인한 후에, S207 단계를 수행하기 전에, 메모리(115) 등에 저장된 해당 히터 자켓의 상태정보를 먼저 수신시간 정보와 함께 모니터링 장치(130)로 전송한 다음 S207 단계를 수행할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (5)

  1. 기설정된 제어명령(Request)을 입력받고 상기 제어명령에 응답할 수 있는 복수 개의 히터 자켓과 연결되어, 상기 히터 자켓의 동작을 모니터링 할 수 있는 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 복수 개의 히터 자켓 중에서 선택된 타깃 히터 자켓의 상태정보를 요청하는 제어명령을 사용자로부터 입력받는 모니터링 장치; 및
    상기 모니터링 장치로부터 상기 제어명령을 전달받아 상기 타깃 히터 자켓에게 전송하고 상기 타깃 히터 자켓의 응답을 상기 모니터링 장치로 제공하며, 상기 복수 개의 히터 자켓과 개별적으로 연결하기 위한 복수 개의 제1 연결 케이블이 결합되는 단자대를 구비한 컨버터;
    상기 컨버터와 복수 개의 히터 자켓을 직렬 통신방식으로 연결하는 복수 개의 상기 제1 연결 케이블; 및
    상기 모니터링 장치와 컨버터를 직렬 통신방식으로 연결하는 제2 연결 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    상기 타깃 히터 자켓로부터 상기 응답을 수신한 후에 상기 모니터링 장치와의 통신 장애가 있는 경우에 상기 응답을 수신시간 정보와 함께 상기 타깃 히터 자켓용 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    상기 모니터링 장치로부터 상기 타깃 히터 자켓의 상태정보를 요청하는 제어명령을 수신한 경우에, 상기 타깃 히터 자켓에게 상기 제어명령을 전송하기 전에 상기 메모리에 저장된 상태정보를 먼저 상기 수신시간 정보와 함께 상기 모니터링 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  5. 삭제
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