KR102180626B1 - 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드 - Google Patents

이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드에 관한 것으로서, 그 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치는, 풉제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 풉 제어보드의 부품고장 또는 풉제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 풉제어보드의 고장여부를 검출하는 제어보드 고장검출부; 및 제어보드 고장검출부에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 LAN 스위칭부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 불량EtherCAT 슬레이브(Slave) 보드에 해당하는 고장난 풉 제어보드로 인해 정상적인 풉 제어보드가 통신이 안되는 문제를 해결할 수 있다.

Description

이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드{Method and apparatus for detecting fault of FOUP control board in semiconductor stoker system using EtherCAT, and FOUP control board using it}
본 발명은 제어 보드 고장 검출에 관한 것으로서, 특히 이더캣을 이용한 반도체 스토커 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드에 관한 것이다
반도체는 막 형성, 패턴 형성, 금속 배선 형성 등과 같은 일련의 단위 공정들을 순차적으로 수행하면서 제조된다. 이때 상기 단위 공정들을 수행하기 위한 웨이퍼들의 이송은 필수적이다. 제조 중의 웨이퍼를 보관 및 운반할 때에는 반드시 웨이퍼를 별도의 보관 용기인 풉(FOUP, Front Opening Unified Pod)에 적재하여 외부의 충격과 오염 물질로부터 보호한다. 상기 풉(FOUP)은 일 측이 개방된 몸체와 이러한 몸체의 일 측을 개폐하는 도어를 구비하며, 몸체의 내측 벽에는 다수의 웨이퍼가 삽입 지지되는 슬롯이 서로 평행하게 그리고 도어와 수직하게 형성된다.
이러한 풉은 공정 진행을 위해 로드 포트(load port)의 베이스 상에 로딩되면 도어 오프너에 의해 풉 도어가 열리면서 풉으로부터 웨이퍼들이 반출되어 공정 설비로 이송되며, 공정이 완료된 웨이퍼들은 다시 풉 내부로 반입되고 풉 도어가 닫혀 외부로부터 밀폐된다. 이 과정에서 밀폐된 풉 내부에는 산소, 수분 그리고 오존과 같은 분자성 오염 물질들이 존재할 수 있다. 이들은 웨이퍼 표면을 산화시키거나 웨이퍼 표면에 부착되어 양품의 반도체 생산을 저해하는 원인으로 작용한다. 이로부터 상기 풉 내부에, 웨이퍼와의 반응을 최소화하고 주변에 존재하는 미세 입자 또는 습기 등을 용이하게 제거할 수 있는 질소와 같은 불활성 가스를 충만시켜(N2 Purge) 웨이퍼의 오염을 방지하여 수율을 높이게 된다.
반도체 스토커(Stocker) 시스템은 이러한 웨이퍼 또는 디스플레이 패널, 마스크와 같은 공정에 사용되는 제품을 임시로 보관하는 시스템이다. 반도체 공정에서 여러가지 공정 장비 및 제조단계에서 각 단계마다 공정 시간이 일정하지 않기 때문에 대기시간이 있고 대기시간 동안에는 청정도를 유지하고 보관하는 시스템이 필요하다. 대기 시간 동안 반도체 풉(FOUP)에 웨이퍼를 보관하고 산화 등으로 웨이퍼(Wafer) 불량을 막아주기 위한 질소 퍼지(N2 Purge)를 공급할 수 있다. 스토커 시스템에서 대기하고 공정 장비로 이동할 때 FOUP을 운송 시스템에 연결해서 이동한다.
도 1은 스토커 시스템의 일반적인 FOUP 제어보드의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, FOUP 제어 보드(100)는 풉장착센서부(110)를 통해 FOUP이 기구물에 장착이 잘 되었는지 확인하며, 기구물 장착 후 밸브 제어부(120)를 통해 질소(N2) 가스를 퍼지(Purge)하기 위한 솔레노이드 밸브를 제어한다. 그리고 풉 제어보드(100)는 FOUP 내부의 압력을 감지하는 압력센서(130)와 통신하면서 압력을 체크한다. 스토커 시스템은 다수의 풉을 구비하는데, 각 풉마다 풉 제어보드가 있고, 다수의 풉은 이더캣 통신망으로 연결되어 메인 시스템(Main System)과 통신한다. 이 때, 메인시스템과 풉 제어보드, 풉 제어보드 간에는 이더캣 케이블의 커넥터(150)를 통해 풉 제어보드의 통신부(EtherCAT Driver, 140)와 신호를 송수신한다.
예를 들어, 하나의 스토커 시스템은 FOUP이 200개 전후로 구성되고, 메인시스템(PC 연결)은 200개 전후의 FOUP 상태를 모니터링하고 이동하는 명령 등을 수행한다. 메인시스템(Main System)은 200개의 FOUP 제어보드 각각의 통신 연결을 위해 256개만 연결 가능한 RS485 방식을 많이 이용했지만, RealTime 네트워크 제어가 가능하고 65,535개의 통신 포트에 연결 가능한 이더캣(EtherCAT) 통신이 더 적합하여 이더캣 통신 방식으로 바뀌는 추세이다.
다수의 FOUP 제어보드가 EtherCAT 으로 연결되어 있는 경우, EtherCAT의 이중화 특성으로 인해 하나의 제어보드가 동작하지 않을 때는 동작하지 않는 보드를 제외한 나머지 보드들은 통신이 가능하다. 하지만 두 개의 보드가 EtherCAT 통신이 안되는 경우에는 두 개의 보드 사이에 있는 EtherCAT 으로 연결되어 있는 디바이스들은 동작하지 않는 문제점이 발생한다.
도 2은 종래의 이더캣(EtherCAT) 통신 방식으로 통신하는 시스템 구성에 대한 일 예를 도시한 것이다. 이더캣 통신 시스템의 슬레이브 보드에 해당하는 풉(FOUP) 제어보드들이 이더캣 케이블(250, 260)을 통해 직렬로 연결되어, 이더캣 통신 신호가 메인시스템(200)의 제1 통신포트(202)로부터 출력되어 제1 풉 제어보드(210)로 입력되어 제1 풉 제어보드(210)의 출력신호로 나오면, 제1 풉 제어보드(210)의 출력신호가 제2 풉 제어보드(220)의 입력으로 들어가고, 제2 풉 제어보드(220)의 출력신호가 제3 풉 제어보드(230)의 입력으로 들어가는 방식이고, 마지막 제N 풉 제어보드(240)의 출력이 메인시스템(200)의 제2 통신포트(204)로 입력된다.
이 때 전원(270)은 별도의 전원공급장치로부터 각각의 FOUP 제어보드로 입력된다. 이와 같은 종래의 이더캣 통신 시스템에서는 FOUP 제어보드 하나가 고장 나면 ETherCAT 특성상(Redundancy) 다른 쪽 연결 이더캣 신호를 통해서 나머지 FOUP 제어보드는 정상적으로 동작한다.
그런데 만약 두 개의 FOUP 제어보드가 고장 나면 고장난 두 FOUP 제어보드 사이의 보드는 정상 동작 하지 않는다. 예를 들어, 제2 FOUP 제어보드와 제 10 FOUP 제어보드에 고장이 발생하면 제2 FOUP 제어보드 내지 제10 풉 제어보드가 제어 시스템인 메인시스템에 통신 연결이 안되는 문제가 있다.
공개특허공보 제10-2014-0047099호(2014.04.21)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 한계와 불편함을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상술한 한계와 불편함을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치를 구비한 풉 제어 보드를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치는, 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치에 있어서, 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 상기 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 상기 풉제어보드의 고장여부를 검출하는 제어보드 고장검출부; 및 상기 제어보드 고장검출부에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 LAN 스위칭부를 포함한다.
본 발명에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치는, 상기 풉 제어보드의 전원공급부로부터 출력되는 제1전원과 전원 핀을 구비하는 이더캣 통신용 커넥터로부터 출력되는 제2전원을 입력으로 하여, 제1전원이 공급되면 제1전원을 출력하고, 제1전원이 공급되지 않으면 제2전원을 출력하고, 상기 출력되는 전원을 상기 스위칭부로 공급하는 스위칭전원공급부를 더 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치를 구비한 풉 제어 보드는, 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템에서 고장검출 기능을 구비하는 풉 제어보드로서, 상기 풉이 장착되면 상기 풉에 질소 퍼지(N2 purge)를 공급하는 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브제어부; 상기 메인시스템 및 다른 풉 제어보드와 이더캣(EtherCAT) 통신하는 이더캣 드라이버; 및
풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 장애 및 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉 제어보드의 과전류 발생을 검출하는 고장검출 모듈을 포함하고, 상기 고장검출 모듈은 상기 풉 제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉 제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 상기 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 상기 풉제어보드의 고장여부를 검출하는 제어보드 고장검출부; 및 상기 제어보드 고장검출부에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 LAN 스위칭부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법은, 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법에 있어서, 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 이상을 나타내는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호 출력레벨을 검출하는 단계; 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉제어보드의 과전류 발생을 나타내는 상기 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호 출력레벨로 검출하는 단계; 상기 제1고장검출신호 출력레벨 및 상기 제2고장검출신호 출력레벨 중 적어도 하나가 정상이 아니면 상기 풉 제어보드의 고장으로 판단하는 단계; 상기 풉 제어보드의 고장으로 판단되면, 스위칭소자를 이용하여 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하는 단계; 및 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법은, 상기 상기 풉 제어보드 고장으로 판단되면, 상기 스위칭소자가 동작하는 데 필요한 전원은 이더캣 통신용 커넥터에 의해 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법 및 장치와, 이를 구비한 풉 제어보드에 의하면, 불량EtherCAT 슬레이브(Slave) 보드에 해당하는 고장난 풉 제어보드로 인해 정상적인 풉 제어보드가 통신이 안되는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 제1슬레이브에서 제10슬레이브까지 이더캣으로 연결되어 있는 경우 기존 시스템에서는 제2슬레이브 와 제10슬레이브 두 개만 불량 이어도 제3슬레이브 부터 제9슬레이브 사이가 EtherCAT 통신이 되지 않지만, 본 발명에 의하면 제3슬레이브 부터 제9슬레이브 가 정상적으로 동작 된다.
그리고 본 발명에 의하면, 반도체 스토커 시스템이 동작 중에도 불량 보드를 교체할 수 있다. 이더캣 통신은 기본 특성으로 전원이 공급되어 있는 상태에서도 보드의 탈 부착이 가능한 핫 플러그(HOT PLUG)를 지원한다. 정상 보드가 동작하고 있는 상태에서 고장난 보드를 정상 보드로 교체할 수 있다. 즉, 전원이 공급되고 있고 통신선이 연결되어 있는 상태에서 탈착 및 부착이 가능하다. 제2슬레이브와 제10슬레이브만 이더캣 통신이 안되고 나머지 제어보드들은 정상 동작되고 있는 상태에서 전체 전원을 차단하지 않고 제2슬레이브 보드를 먼저 교체하고, 그 다음에 제10슬레이브 보드를 교체하면 된다.
또한 본 발명에 의하면, RJ45커넥터(connector)를 통한 전원공급 용량 문제를 해결할 수 있다. RJ45의 전원 핀을 통해 풉 제어보드의 스위칭 소자에 전원을 공급할 수 있으나 전원 용량이 제한되어 있다. 즉, IEEE 802.3af 표준에는 RJ45 커넥터를 통해 13와트(Watt)까지 직류 48V 전압공급이 가능하다. 이 때 전류는 최대 350mA(PoE)에서 600mA(PoE+) 가능하다. 따라서 슬레이브 보드에 해당하는 풉 제어보드의 스위칭 소자가 10mA의 전원이 필요하면, 최대 35개 내지 60개의 스위칭소자에 전원을 공급할 수 있다. 하지만, 이더캣 통신에서는 65,536개의 슬레이브를 연결할 수 있고, 본 발명이 적용될 수 있는 반도체 스토커 시스템은 200개 전후의 풉 제어보드가 이더캣 통신으로 연결되므로, RJ45커넥터의 전원핀에 의해 공급될 수 있는 전원용량으로는 한계가 있다. 따라서 RJ45 커넥터의 전원으로 모든 풉 제어보드의 스위칭 소자에 전원을 공급하지 않고, 슬레이브 보드 중에서 전원이 불량인 보드만 RJ45커넥터를 통해 공급되는 전원을 공급한다.
도 1은 스토커 시스템의 풉(FOUP) 제어 보드의 일반적인 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 이더캣(EtherCAT) 통신 방식으로 통신하는 시스템 구성에 대한 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치와 이를 구비한 풉 제어보드의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드들이 이더캣을 통해 연결된 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치와 이를 구비한 풉 제어보드의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치(300)는 제어보드 고장검출부(310), LAN 스위칭부(320)를 포함하여 이루어지고, 스위치 전원공급부(330)를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치를 구비한 풉제어보드(30)는 밸브제어부(380), 이더캣 드라이버(340) 및 풉 제어보드 고장 검출 모듈(300)를 포함하여 이루어진다.
본 발명이 적용되는 반도체 스토커 시스템은 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비한다. 제어보드 고장검출부(310)는 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 상기 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 상기 풉제어보드의 고장여부를 검출한다.
예를 들어 이더캣드라이버(EtherCAT Driver) IC(340)에서 이더캣 연결이 되지 않을 때 출력신호인 제1고장검출신호가 Low가 된다. 또한 이더캣 슬레이브 보드인 풉제어보드(30)의 전원이 일정전압 이하일 때 상기 제2고장검출신호가 Low가 된다. 즉, 만약 풉 제어보드(30)에서 어떤 부품이 고장 등으로 과전류가 흐르면 안전파손 또는 전압이 떨어진다.
LAN 스위칭부(320)는 고장검출부(310)에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자(322)로 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버(340)로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자(324)로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자(322)로 입력되는 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버(340)로 입력되게 한다. 예를 들어, 제1고장검출신호가 Low 이면, 즉 이더캣 통신이 안될 때, 제어보드고장검출부(310)의 출력신호인 SEL 신호가 High가 되어 LAN 스위칭부(320)인 LAN Switch IC 에 의해 이더캣 커넥터(350)의 EtherCAT Input (352)을 통해 풉제어보드(30)의 이더캣 통신 입력단자(322)로 입력되는 이더캣 입력신호는 이더캣 드라이버(340)로 전달되지 않고 바로 풉제어보드(30)의 이더캣 통신 출력단자(324)로 전달되어 이더캣 커넥터(350)의 EtherCAT Output (354)을 통해 출력된다. 또한 제2고장검출신호가 Low 가 되면, 즉 풉제어보드(30)의 전원에 이상이 발생해도, 제어보드고장검출부(310)의 출력신호인 SEL 신호가 High가 되어 LAN 스위칭부(320)인 LAN Switch IC 에 의해 이더캣 커넥터(350)의 EtherCAT Input (352)을 통해 풉제어보드(30)의 이더캣 통신 입력단자(322)로 입력되는 이더캣 입력신호는 이더캣 드라이버(340)로 전달되지 않고 바로 풉제어보드(30)의 이더캣 통신 출력단자(324)로 전달되어 이더캣 커넥터(350)의 EtherCAT Output (354)을 통해 출력된다. 이러한 동작을 통해 종래 시스템에서 제2슬레이브 보드(제2풉 제어보드)와 제10 슬레이브 보드(제10 풉제어보드) 두 개만 불량이어도 제3슬레이브 보드(제3 풉제어보드)와 제9 슬레이브 보드(제9 풉제어보드) 사이가 이더캣 통신이 안되는 문제를 해결함으로써 제3슬레이브 보드와 제9슬레이브 보드가 정상 동작할 수 있다.
스위치전원공급부(330)는 풉 제어보드(30)의 보드전원공급부(360)로부터 출력되는 제1전원(보드전원)과 전원 핀을 구비하는 이더캣 통신용 커넥터(350)로부터 출력되는 제2전원(커넥터전원)을 입력으로 하여, 제1전원이 공급되면 제1전원을 출력하고, 제1전원이 공급되지 않으면 제2전원을 출력한다. 즉, LAN스위칭부(320)가 동작하는 데 필요한 전원은 이더캣 통신용 커넥터(350)와 상기 풉 제어보드의 전원공급장치인 보드 전원공급부(360)에 의해 공급될 수 있다. 예를 들어, 스위치전원공급부(330)는 풉제어보드(30)의 전원이 정상일 때, 보드전원인 제1전원을 받아 제어보드 고장검출부(310)의 전원(Vin_1)과 LAN스위칭부(320)의 전원(Vin_2)을 공급한다. 그런데 제2고장검출신호가 Low 가 되면, 즉 풉 제어보드(30)의 전원에 이상이 발생하면, 제어보드 고장검출부(310)는 스위치전원공급부(330)로 전원스위칭 신호(EN)를 출력하여 이더캣 통신용 커넥터 입력(352)의 전원핀을 통해 공급되는 전원인 커넥터 전원이 LAN스위칭부(320)의 전원(Vin_2)으로 출력되게 한다.
이렇게 함으로써 이더캣 통신용 커넥터(350)를 통해 공급되는 전원이 모든 슬레이브 보드, 즉 이더캣 통신으로 연결되는 다수의 풉 제어보드 모두에게 공급되지 않아도 되며, 전원이 불량인 보드만 이더캣 통신용 커넥터(350)인 RJ45를 통해 공급되게 할 수 있다. 이를 통해 RJ45를 통해 공급될 수 있는 전원의 용량 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어 RJ45를 통해 공급될 수 있는 전원의 용량이 360mA 일 경우, 풉 제어보드 한 개가 동작하기 위해서는 50mA의 전원용량이 필요하다고 하면 풉제어보드 7개만 동작할 수 있지만, 불량이 발생된 보드의 전원만 커넥터의 전원을 공급하고 정상적인 보드는 보드 자체의 전원을 공급함으로써 어 이더캣 통신으로 연결될 수 있는 풉 제어보드의 수가 제한되는 문제를 해결할 수 있다.
참고로, 본 발명에 사용될 수 있는 RJ45 커넥터의 핀 구성은 표 1과 같이 할당될 수 있다.
Figure 112019027753637-pat00001
본 발명은 HOT PLUG를 지원한다. 즉, 다른 정상보드가 동작하고 있는 상태에서 불량보드를 정상보드로 교체할 수 있다. 구체적으로 불량보드로부터 정상보드로 교체해도 전원 및 통신선이 연결됨으로써 탈착 및 부착이 가능하다. 예를 들어 제2슬레이브 보드와 제10슬레이브 보드 두 개만 이더캣 통신이 안되고 나머지는 정상적으로 동작되고 있을 때 제2슬레이브보드를 먼저 정상 보드로 교체하고 그 다음 제10슬레이브 보드를 정상 보드로 교체할 수 있다.
밸브제어부(380)는 상기 풉(FOUP)이 장착되면 상기 풉에 질소 퍼지(N2 purge)를 공급하는 솔레노이드 밸브를 제어한다. 이더캣 드라이버(340)는 상기 메인시스템 및 다른 풉 제어보드와 이더캣(EtherCAT) 통신을 인터페이스한다.
고장검출 모듈(300)은 상술한 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치로서, 풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 장애 및 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉 제어보드의 과전류 발생을 검출한다. 고장검출 모듈(300)은 제어보드 고장검출부(310), LAN스위칭부(320) 및 스위치 전원공급부(330)을 구비한다. 제어보드 고장검출부(310), LAN스위칭부(320) 및 스위치 전원공급부(330)는 상술한 바와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드들이 이더캣을 통해 연결된 일 예를 나타낸 것이다. 종래에는 제2풉제어보드와 제10 풉제어보드가 전원단이 파손되어 고장이 발생했다고 하면, 제2풉제어보드에서 제10 풉제어보드 사이에 있는 풉제어보드들은 이더캣 통신 연결이 끊기게 되어 이더캣 통신이 안되지만, 도 3에 도시된 LAN 스위칭 소자(320)에서 이더캣 입력단자(322)로 입력되는 신호를 이더캣 출력단자(324)로 연결되게 함으로써 제2풉제어보드에서 제10 풉제어보드 사이에 있는 풉제어보드들이 서로 연결되어 이더캣 통신이 가능하다. 그리고 통신포트(402, 404)에 연결된 전원을 모든 풉제어보드에 공급하지 않고 불량이 발생한 보드의 전원만 통신포트(402, 404)의 전원에서 공급하고 정상 보드들은 전원장치(470)를 통해 공급함으로써, 이더캣 통신으로 연결될 수 있는 슬레이브 보드의 개수의 제한을 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 도 3 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법을 설명하기로 한다. 먼저, 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 이상을 나타내는 풉 제어보드(30)의 이더캣 드라이버(340)의 제1고장검출신호 출력레벨을 검출한다.(S510단계) 또한 풉 제어보드(30)의 부품고장 또는 풉제어보드(30)의 과전류 발생을 나타내는 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호 출력레벨로 검출한다.(S520단계) 상기 제1고장검출신호 출력레벨 검출과 상기 제2고장검출신호 출력레벨 검출은 순서에는 상관이 없이 고장검출을 위한 출력레벨을 체크할 수 있다.
제어보드 고장검출부(310)는 상기 제1고장검출신호 출력레벨 및 상기 제2고장검출신호 출력레벨 중 적어도 하나가 정상이 아니면(S530단계), 상기 풉 제어보드의 고장으로 판단한다.(S540단계) 제어보드 고장검출부(310)는 상기 풉 제어보드의 고장으로 판단되면, 스위칭소자(320)를 이용하여 풉제어보드(30)의 이더캣 통신 입력단자(322)를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버(340)로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자(324)로 바로 출력되게 한다.(S550단계)
풉제어보드(30)가 정상적으로 동작하면(S560단계), 이더캣 통신 입력단자(322)의 이더캣 통신신호가 이더캣 드라이버(340)로 입력되게 한다.(S570 단계) 풉 제어보드(30)가 고장으로 판단되면, 상기 스위칭소자가 동작하는 데 필요한 전원은 이더캣 통신용 커넥터(350)에 의해 공급된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 슬레이브 보드에 해당하는 풉 제어보드(30)가 정상이면 LAN 스위칭소자(320)는 이더캣 통신 입력단자(322)로 입력되는 이더캣 신호가 이더캣 드라이버(340)의 입력으로 연결되고, 이 때 LAN 스위칭소자(320)의 전원은 풉제어보드(30) 자체의 전원을 이용한다. 슬레이브 보드인 풉제어보드가 고장일 경우, 예를 들어 전원에 이상이 발생한 경우 LAN 스위칭 소자(320)의 전원은 커넥터(350)로 사용되는 RJ45를 통해 이더캣 신호에 연결된 전원에서 공급된다. 이렇게 함으로써 LAN 스위칭 소자(320)에 의해 동작되는 이더캣 입력신호가 이더캣 출력신호로 연결되기 때문에 불량보드에 의해 다른 정상보드의 통신이 끊어지는 문제가 해결될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 풉(FOUP) 제어보드 110 : 풉 장착 센서부
120 : 밸브 제어부 130 : 압력센서
140 : 이더캣 드라이버 150 : RJ45 커넥터
200 : 메인 시스템 202 : 제1통신포트
204 : 제2통신포트 210 : 제1 풉 제어보드
220 : 제2 풉 제어보드 230 : 제3 풉 제어보드
240 : 제N 풉 제어보드 250, 260 : 이더캣 통신 케이블
270 : 전원 30 : 풉(FOUP) 제어보드
300 : 풉 제어보드 고장 검출 장치 310 : 제어보드 고장검출부
320 : LAN 스위칭부 322 : 풉제어보드 이더캣 입력단자
324 : 풉제어보드 이더캣 출력단자 330 : 스위치 전원공급부
340 : 이더캣 드라이버 350 : RJ45 커넥터
352 : RJ45 커넥터 입력 354 : RJ45 커넥터 출력
360 : 보드 전원공급부 370 : 센서부
380 : 밸브제어부 390 : MCU
400 : 메인 시스템 402 : 제1통신포트
404 : 제2통신포트 410 : 제1 풉 제어보드
420 : 제2 풉 제어보드 430 : 제3 풉 제어보드
440 : 제N 풉 제어보드 450, 460 : 이더캣 통신 케이블
470 : 전원

Claims (6)

  1. 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치에 있어서,
    상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 상기 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 상기 풉제어보드의 고장여부를 검출하는 제어보드 고장검출부; 및
    상기 제어보드 고장검출부에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 LAN 스위칭부를 포함하는, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LAN 스위칭부가 동작하는 데 필요한 전원은 이더캣 통신용 커넥터와 상기 풉 제어보드의 전원공급장치에 의해 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 장치.
  3. 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템에서 고장검출 기능을 구비하는 풉 제어보드로서,
    풉이 장착되면 상기 풉에 질소 퍼지(N2 purge)를 공급하는 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브제어부;
    메인시스템 및 다른 풉 제어보드와 이더캣(EtherCAT) 통신하는 이더캣 드라이버; 및
    풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 장애를 검출하고, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉 제어보드의 과전류 발생을 검출하는 고장검출 모듈을 포함하고,
    상기 고장검출 모듈은
    상기 풉 제어보드의 이더캣 통신 연결에 이상이 발생하면 출력 레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호와, 상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉 제어보드의 과전류가 발생하면 출력레벨이 달라지는 상기 풉 제어보드의 전원인 제2고장검출신호를 입력으로 하여 상기 제1고장검출신호와 제2고장검출신호의 출력레벨을 이용하여 상기 풉제어보드의 고장여부를 검출하는 제어보드 고장검출부; 및
    상기 제어보드 고장검출부에서 풉 제어보드의 고장이 검출되면 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하고, 상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 LAN 스위칭부를 포함하는, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템에서 고장검출 기능을 구비하는 풉 제어보드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어보드 고장검출부는
    상기 풉 제어보드의 전원공급부로부터 출력되는 제1전원과 전원 핀을 구비하는 이더캣 통신용 커넥터로부터 출력되는 제2전원을 입력으로 하여, 제1전원이 공급되면 제1전원을 출력하고, 제1전원이 공급되지 않으면 제2전원을 출력하고, 상기 출력되는 전원을 상기 LAN 스위칭부로 공급하는 스위칭전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템에서 고장검출 기능을 구비하는 풉 제어보드.
  5. 이더캣을 통해 연결되어 있는 복수의 풉 제어보드를 구비하는 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법에 있어서,
    상기 풉제어보드의 이더캣 통신 연결의 이상을 나타내는 상기 풉 제어보드의 이더캣 드라이버의 제1고장검출신호 출력레벨을 검출하는 단계;
    상기 풉 제어보드의 부품고장 또는 상기 풉제어보드의 과전류 발생을 나타내는 상기 풉 제어보드 전원인 제2고장검출신호 출력레벨로 검출하는 단계;
    상기 제1고장검출신호 출력레벨 및 상기 제2고장검출신호 출력레벨 중 적어도 하나가 정상이 아니면 상기 풉 제어보드의 고장으로 판단하는 단계;
    상기 풉 제어보드의 고장으로 판단되면, 스위칭소자를 이용하여 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 입력단자를 통해 입력되는 이더캣 통신신호를 상기 이더캣 드라이버로 입력되지 않게 하고 상기 풉제어보드의 이더캣 통신 출력단자로 바로 출력되게 하는 단계; 및
    상기 풉제어보드가 정상적으로 동작하면 상기 이더캣 통신 입력단자의 이더캣 통신신호가 상기 이더캣 드라이버로 입력되게 하는 단계를 포함하는 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상기 풉 제어보드 고장으로 판단되면, 상기 스위칭소자가 동작하는 데 필요한 전원은 이더캣 통신용 커넥터에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는, 이더캣을 이용한 반도체 스토커 시스템의 풉 제어보드 고장 검출 방법.
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