KR20070037907A - 서보 모터를 구비하는 반도체 제조 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

서보 모터를 구비하는 반도체 제조 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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박태강
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Abstract

본 발명은 서보 모터를 이용하여 진동을 발생시키는 반도체 제조 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 반도체 제조 장치는 서보 모터의 정방향 및 역방향 회전을 이용하여 단일 스텝 내에서 진동을 발생시킨다. 이를 위해 서보 모터의 레서피 데이터에 회전 또는 진동에 따른 운전 모드를 설정한다. 컨트롤러는 설정값을 독출하여 진동 모드 시, 일정 시간 동안에 정방향 가속 및 감속과, 역방향 가속 및 감속을 반복 수행하여 진동을 발생시킨다. 따라서 본 발명에 의하면, 서보 모터 레서피의 단일 스텝 내에서 진동을 발생시킴으로써, 공정 처리 시간을 줄일 수 있다.
반도체 제조 장치, 스피너 시스템, 서보 모터, 진동 제어, 단일 스텝

Description

서보 모터를 구비하는 반도체 제조 장치 및 그의 제어 방법{APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR VIBRATION OF SERVO-MOTOR}
도 1은 일반적인 반도체 제조 장치의 회전 및 진동을 위한 개략적인 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 종래기술에 따른 서보 모터를 이용하여 진동을 발생시키는 방법을 설명하기 위한 파형도;
도 3은 본 발명에 따른 서보 모터를 구비하는 반도체 제조 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 4는 도 3에 도시된 반도체 제조 장치의 진동을 위한 동작 상태를 나타내는 파형도; 그리고
도 5는 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 진동을 제어하는 수순을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 장치
102 : 컨트롤러
104 : 서보 모터
106 : 스핀 척
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 서보 모터를 이용하여 단일 스텝 내에서 진동을 발생시키는 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 장치들 중 웨이퍼를 회전시키는 예컨대, 포토리소그라피 설비, 세정 설비 또는 스트립 설비 등은 스핀 척을 구비한다. 스핀 척은 적어도 하나의 모터를 통해 회전된다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 장치(10) 예를 들어, 스피너 시스템은 스핀 척(8)에 연결되는 회전 모터(4)와 진동 모터(6)를 각각 구비한다. 그리고 컨트롤러(2)는 진동 모터(6)를 구동하여 스핀 척(8)으로 진동을 발생시키고, 회전 모터(4)를 통해 스핀 척(8)을 회전시킨다. 따라서 각각의 모터(4, 6)를 제어하는데 필요한 제어 인자(factor)가 증가하고 기계 구조가 복잡해지는 단점이 있다.
다른 예로서, 도 2를 참조하면, 하나의 서보 모터를 이용하여 정방향 스텝(스텝 1)과 역방향 스텝(스텝 2)을 별도로 구비하고, 필요한 시간 또는 회수 만큼 반복 수행하여 서보 모터를 통해 스핀 척의 진동을 발생시킨다. 이 때, 이들 스텝들(스텝 1 ~ 스텝 2)을 하나의 사이클로 반복하면서 서보 모터의 진동을 발생시키므로 서보 모터를 제어하는 레서피의 스텝 수가 증가하여 메모리 한계로 인해 운용상 진동 시간 설정에 제한이 있을 수 있다.
스텝 GO 반복회수 처리시간
RPM 가속시간 정속시간
1 5 0.1 0.2
2 1 50 -5 0.1 0.2
3 100 0.2 2.8
예를 들어, 30 초 동안 진동 운전을 할 경우, 표 1에 나타낸 바와 같이, 스텝 1과 스텝 2를 50 회 반복해야 하기 때문에 총 100 스텝 수가 필요하다. 여기서 스텝 3은 회전 운전을 나타낸다.
이는 정회전 스텝과 역회전 스텝을 일정 회수 반복하여 진동 운전 기능을 구현하므로 서보 모터의 레서피 스텝 수가 증가된다. 이로 인하여 서보 모터를 제어하기 위한 메모리 사용량이 증가하는 문제로 진동 구현 시간에 한계가 있다.
또한 진동의 크기 및 정회전/역회전 폭 조정을 위해서 서보 모터의 가속 시간, 정속 시간, 회전수 등 3 개 이상의 제어 인자(factor)가 필요하다.
본 발명의 목적은 서보 모터를 이용하여 단일 스텝 동안에 진동을 발생시키는 반도체 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 서보 모터 레서피 데이터에 회전 또는 진동 운전에 대한 동작 모드를 설정하고, 필요에 따라 동작 모드를 선택하여 서보 모터를 구동하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 반도체 제조 장치는 단일 스텝 내에서 서보 모터를 이용하여 스핀 척을 진동시키는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 장치는 서보 모터의 레서피 데이터에 회전 또는 진동 모드를 설정, 저장하고 필요에 따라 서보 모터를 제어 가능하다.
본 발명의 반도체 제조 장치는, 스핀 척과; 상기 스핀 척을 회전 또는 진동시키기 위해 정방향 또는 정방향/역방향으로 회전하는 서보 모터 및; 상기 서보 모터의 회전 또는 진동에 대한 설정 정보를 저장하고, 상기 진동 운전으로 모드가 설정되면, 상기 서보 모터를 단일 스텝 내에서 진동을 발생하도록 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는; 상기 서보 모터를 일정 시간 동안에 제 1 방향으로 가속하여 회전시키고 상기 일정 시간 동안에 감속하여 회전시키며, 이어서 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 상기 일정 시간 동안에 가속하여 회전시키고 상기 일정 시간 동안에 감속하여 회전시키는 것을 단일 스텝 내에서 반복 수행하여 진동을 발생시킨다.
다른 실시예에 있어서, 상기 설정 정보는 상기 서보 모터의 가속 시간, 정속 시간, 회전 방향, 회전수 및 운전 모드 설정에 대한 레서피 데이터를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 단일 스텝 내에서 서보 모터를 이용하여 진동을 발생시키는 반도체 제조 장치의 제어 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 상기 서보 모터의 레서피 데이터로부터 상기 서보 모터의 운전 모드에 대한 설정 정보를 독출한다. 상기 설정 정보가 진동 모드이면, 상기 서보 모터의 일정 시간 동안에 제 1 방향으로 지정된 회전수로 가속하고, 상기 일정 시간 동안에 회전수를 감속한다. 상기 일정 시간 동안에 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 지정된 회전수로 가속하고 다시 상기 일정 시간 동안에 회전수를 감속한다. 이어서 상기 제 1 및 제 2 회전 방향에 대한 가속 및 감속 회전을 반복 수행한다.
한 실시예에 있어서, 상기 제어 방법은; 상기 서보 모터의 단일 스텝 내에서 처리된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 반복 수행하는 것은, 상기 서보 모터의 상기 레서피 데이터에 설정된 정속 시간 동안에 처리된다.
본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 3 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 일부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 제조 장치(100)는 예를 들어, 스피너 시스템으로, 스핀 척(106)과, 서보 모터(104) 및 컨트롤러(102)를 포함한다.
스핀 척(106)은 예컨대, 반도체 제조 공정에 따른 웨이퍼를 로딩하고, 로딩된 웨이퍼를 회전시키거나 진동하여 해당 공정을 처리한다.
서보 모터(104)는 설정된 레서피 데이터에 대응하여 컨트롤러(102)의 제어를 받아서, 스핀 척(106)을 정방향으로 회전하거나, 정방향 및 역방향으로 회전하는 것을 반복 수행하여 스핀 척(106)을 진동시킨다.
그리고 컨트롤러(102)는 서보 모터(104)를 제어하기 위한 레서피 데이터를 설정 저장하고, 레서피 데이터에 대응하여 서보 모터(104)의 회전 또는 진동을 제어한다. 구체적으로 컨트롤러(102)는 도 4에 도시된 바와 같이, 단일 스텝 내에서 서보 모터(104)를 정방향으로 가속 및 감속하고, 다시 역방향으로 가속 및 감속하여서 진동을 발생시킨다. 즉, 단일 스텝을 하나의 사이클로 처리하여 진동을 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 장치(100)는 별도의 진동 발생을 위한 장치를 추가하지 않고, 기존의 서보 모터를 제어하는 레서피 데이터 내의 서보 모터의 동작 모드 값을 설정하고, 설정된 모드 값에 따라 서보 모터를 제어한다. 따라서 회전 모드와 진동 모드를 필요에 따라 사용자가 선택하여 제어할 수 있다.
또한, 가속 시간과 회전수 만으로 진동의 크기와 폭을 효과적으로 미세 조정 가능하도록 하여 적용 공정에 따라 쉽게 공정 조건을 설정할 수 있다.
예를 들어, 회전 모드 운전시, 서보 모터(104)를 제어하는 방법은 표 2에 나타내고 있다.
가속시간 정속시간 회전방향 RPM MODE
0.1 sec 30 sec CW 10 0 (회전)
즉, 가속시간 '0.1 초' 동안, 지정된 회전수(RPM) '10'으로 가속하여 정속시간 '30 초' 만큼 지정된 회전수를 유지하여 회전한다.
또, 진동 모드 운전시, 서보 모터(104)를 제어하는 방법이 표 3에 나타나 있다.
가속시간 정속시간 회전방향 RPM MODE
0.1 sec 30 sec CW 10 1 (진동)
진동 모드는 먼저, 가속시간 '0.1 초' 동안, 지정된 회전수(RPM) '10'으로 가속한 후, 가속시간 '0.1 초' 동안 회전수 '0'로 감속한다. 이어서, 최초 회전 방향과 반대 방향으로 가속시간 '0.1초' 동안 지정된 회전수 '10'으로 가속하고 회전수 '0'으로 감속한다. 그리고 상술한 두 스텝을 지정된 정속시간 '30 초' 동안 반복하여 진동 모드 운전을 구현한다.
계속해서 도 5는 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 제어 수순을 나타내는 흐름도이다. 이 수순은 컨트롤러(102)가 처리하는 제어 프로그램으로, 이 프로그램은 컨트롤러(102)의 메모리(미도시됨)에 저장된다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(102)는 단계 S120에서 메모리에 설정된 레시피 데이터의 모드 값을 독출한다.
단계 S122에서 독출된 모드 값으로부터 서보 모터(104)의 운전 모드를 판별한다. 즉, 모드 값이 진동 모드 운전이면 단계 S124로 진행하여, 제 1 회전 방향(예컨대, 정회전 방향)으로 레시피 데이터의 가속 시간 동안에 지정된 회전수로 가속하고 다시 가속 시간 동안에 회전수 '0'로 감속한다.
단계 S126에서 제 1 회전 방향과 반대 방향(예컨대, 역회전 방향)으로 레시피 데이터의 가속 시간 동안에 지정된 회전수로 가속하고 다시 가속 시간 동안에 회전수 '0'로 감속한다.
단계 S128에서 레시피 데이터에 설정된 정속 시간이내 인지를 판별한다. 즉, 정속 시간 이내이면 단계 S124로 진행하여 단계 S124 및 단계 S126을 반복 수행하고, 정속 시간이 경과되었으면, 단계 S130에서 진동을 중지시킨다. 즉, 정속 시간 동안에 정방향으로 가속 및 감속하고 다시 역방향으로 가속 및 감속함으로써 서보 모터(104)가 진동을 발생하게 된다.
그리고 단계 S122에서 모드 값이 회전 모드이면, 단계 S132로 진행하여, 레서피 데이터의 설정값에 대응하여 회전 모드를 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 장치(100)는 기존의 레서피의 데이터 포맷 변경없이 단일 스텝 내에서 회전 모드 또는 진동 모드를 설정하고, 필요에 따라 선택, 운전 가능하다. 또 단일 스텝 내에서 진동 모드 운전이 구현되므로 레서피 작성시 편의성을 제공한다. 서보 모터를 제어하기 위한 메모리 사용량의 증가없이 원하는 스텝 시간 동안에 진동 운전이 가능하다. 또 가속 시간과 회전수 정보 만으로 진동 크기 및 정회전/역회전 폭의 미세 조정이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 반도체 제조 장치는 스피너 시스템을 이용하여 상세히 설명하였지만, 예를 들어, 스핀 척을 이용하는 세정 설비 및 스트립 설비 등에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 장치는 서보 모터를 이용하여 단일 스텝 내에 진동을 발생시킴으로써, 진동 모드 운전에 따른 소요 시간이 감소되 어 생산성이 향상될 수 있다.
또, 서보 모터를 이용한 진동 운전을 레서피 데이터에 설정 저장하여 제어함으로써, 필요에 따라서 회전 또는 진동 모드를 설정하여 사용할 수 있다.
또한, 서보 모터를 이용하여 진동을 발생시키기 위해, 가속시간 및 회전수 정보의 조합으로 진동력과 진동 폭을 결정함으로써, 서보 모터에 대한 제어가 용이하다.

Claims (6)

  1. 반도체 제조 장치에 있어서:
    스핀 척과;
    상기 스핀 척을 회전 또는 진동시키기 위해 정방향 또는 정방향/역방향으로 회전하는 서보 모터 및;
    상기 서보 모터의 회전 또는 진동에 대한 설정 정보를 저장하고, 상기 진동 운전으로 모드가 설정되면, 상기 서보 모터를 단일 스텝 내에서 진동을 발생하도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는;
    상기 서보 모터를 일정 시간 동안에 제 1 방향으로 가속하여 회전시키고 상기 일정 시간 동안에 감속하여 회전시키며, 이어서 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 상기 일정 시간 동안에 가속하여 회전시키고 상기 일정 시간 동안에 감속하여 회전시키는 것을 단일 스텝 내에서 반복 수행하여 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 정보는 상기 서보 모터의 가속 시간, 정속 시간, 회전 방향, 회전 수 및 운전 모드 설정에 대한 레서피 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  4. 반도체 제조 장치의 서버 모터를 이용하여 진동을 발생시키는 제어 방법에 있어서:
    상기 서보 모터의 레서피 데이터로부터 상기 서보 모터의 운전 모드에 대한 설정 정보를 독출하는 단계와;
    상기 설정 정보가 진동 모드이면, 상기 서보 모터의 일정 시간 동안에 제 1 방향으로 지정된 회전수로 가속하고, 상기 일정 시간 동안에 회전수를 감속하는 단계와;
    상기 일정 시간 동안에 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 지정된 회전수로 가속하고 다시 상기 일정 시간 동안에 회전수를 감속하는 단계 및;
    상기 제 1 및 상기 제 2 방향에 대한 가속 및 감속을 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 방법은;
    상기 서보 모터의 단일 스텝 내에서 처리되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 반복 수행하는 단계는;
    상기 서보 모터의 상기 레서피 데이터에 설정된 정속 시간 동안에 처리되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017099551A1 (ko) * 2015-12-11 2017-06-15 이현재 반도체 전공정, 의료 장비 및 이화학기기용 스핀장치

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