KR20110037259A

KR20110037259A - 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법

Info

Publication number: KR20110037259A
Application number: KR1020090094623A
Authority: KR
Inventors: 차성철
Original assignee: (주)이케이테크놀로지
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-13
Also published as: KR101120517B1

Abstract

본 발명은 CMP(Chemical Mechanical Planarization)공정의 모터 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 관한 것으로, 반도체 장비에 내장된 모터의 진동을 감지하기 위한 진동감지 시스템에 있어서, 반도체 장비에 설치되는 모터(X축, Y축)의 진동을 검출하기 위한 진동센서부(10)와; 상기 진동센서부(10)에서 검출된 아날로그 출력을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(A/D Converter)(20)와; 상기 A/D 변환부(20)의 출력을 인가 받아 제어하는 마이크로 컨트롤러(Micro-controller)(30)와; 상기 마이크로 컨트롤러(30)의 출력을 제공받아 연산하여 분류 및 정리하는 주 컴퓨터(Main Computer)(40)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 데이터를 분류하여 문자 파일로 저장하고 출력하는 데이터저장부(42)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 정보를 분류하여 상기 모터의 작동 상태를 실시간으로 검출하기 위한 디스플레이부(50);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

모터, 진동감지, 데이터베이스, 반도체, 디스플레이, 실시간 측정

Description

모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법{Motor Variation Preventing System And Its Database establishing Method Using the Same}

본 발명은 CMP(Chemical Mechanical Planarization)공정의 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 장치 내부에 장착된 모터의 진동 및 정상 동작여부를 디스플레이하고 모터의 고장을 미리 감지하여 통신을 통해 진동 데이터를 전송함으로써 모터의 고장 발생을 사전에 검출하여 불가동 시간을 감축하기 위한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 내부에는 구동을 위한 모터와 액츄에이터 등이 구비되어 있다. 이들 모터와 액츄에이터는 장치에 내장되어 웨이퍼를 이송하거나 주 장치를 제어하는 기능을 행한다.

예컨대, 최신 포토리소그래피(photolithography) 공구는 매우 높은 노출 정확성(exposure accuracy)을 요구한다. 이는 공구의 중요 지점에서의 탄성 변위의 레벨이 수 나노미터를 초과하지 않을 경우에만 얻어질 수 있다. 리소그래피 공구는 레티클(reticle) 및 웨이퍼 스테이지 등의 수많은 가동부를 포함하기 때문에, 그 구조체상에 작용하는 지속적인 요동력에 노출되기 쉽다. 더욱이, 공구 구조체는 마루의 진동 및 대기의 난류 등의 환경적 교란에 노출되기 쉽다. 비록 이러한 교란은 어느 정도 줄일 수 있지만 완전히 제거하는 것은 불가능한 일이다.

그런데 주 장치에 내장되어 이를 가동하는 모터는 단독으로 작동하는 것이 아니고 구성에 따라 다수개 설치되어 있어, 그 일부가 고장으로 작동하지 않는 경우라도 정확한 동력전달 및 정밀성을 요구하는 반도체 장치에 있어서는 큰 문제점이 될 수 있다.

특히 모터가 예고없이 고장나는 경우에는 주장비의 가동을 중지한 채로 고장원인을 파악하고, 수리하여야 하기 때문에 생산성 악화의 큰 문제점이 되고 있다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 반도체 장치 내부에 장착된 모터의 진동 상태 및 정상 동작 여부를 표출시킴으로써 모터의 고장을 사전에 감지하여 통신하여 모터의 고장으로 인한 시스템의 가동중지를 방지하기 위한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 다른 목적은 반도체 시스템을 구축하기 전에 고장 발생 빈도를 측정하고 고장 예측 시점에 따른 진동 데이터를 확보함으로써 모터의 고장 수리에 필요한 조치를 신속하게 행할 수 있는 데이터를 얻기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 모터의 작동 상태를 실시간으로 표출시켜 감시함으로써 일부 모터가 고장난 경우에도 신속한 고장 수리를 행함으로써 시스템 전체에 미치는 영향을 최소화하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템은, 반도체 장비에 내장된 모터의 진동을 감지하기 위한 진동감지 시스템에 있어서, 반도체 장비에 설치되는 모터(X축, Y축)의 진동을 검출하기 위한 진동센서부(10)와; 상기 진동센서부(10)에서 검출된 아날로그 출력을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(A/D Converter)(20)와; 상기 A/D 변환부(20)의 출력을 인가 받아 제어하는 마이크로 컨트롤러(Micro-controller)(30)와; 상기 마이크로 컨트롤러(30)의 출력을 제공받아 연산하여 분류 및 정리하는 주 컴퓨터(Main Computer)(40)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 데이터를 분류하여 문자 파일로 저장하고 출력하는 데이터저장부(42)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 정보를 분류하여 상기 모터의 작동 상태를 실시간으로 검출하기 위한 디스플레이부(50);를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법은, 반도체 장비에 설치되는 모터에 진동센서를 장착하여 진동정보를 검출하는 단계와; 상기 검출된 아날로그 진동정보값을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털변환단계와; 상기 아날로그-디지털변환단계에서 얻은 디지털 정보를 제어하여 문자정보로 변경하는 단계와; 상기 상기 아날로그-디지털변환단계에서 얻은 디지털 정보를 제어하여 시각적으로 표출하는 디스플레이 단계와; 상기 진동정보를 가공하여 사용자가 필요한 정보를 선택적으로 표출하는 단계와; 상기 표출되는 정보를 송신하여 중앙통제부에 실시간 전달하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 반도체 장치 내부에 장착된 모터의 진동 상태 및 정상 동작 여부를 표출시킴으로써 모터의 고장을 사전에 감지하여 통신하여 모터의 고장으로 인한 시스템의 가동중지를 방지하기 위한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법을 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 반도체 시스템을 구축하기 전에 고장 발생 빈도를 측정하고 고장 예측 시점에 따른 진동 데이터를 확보함으로써 모터의 고 장 수리에 필요한 조치를 신속하게 행할 수 있는 데이터를 얻을 수 있다.

또한, 모터의 작동 상태를 실시간으로 표출시켜 감시함으로써 일부 모터가 고장난 경우에도 신속한 고장 수리를 행함으로써 시스템 전체에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

(실시 예)

도 1은 본 발명에 의한 모터의 진동감지 시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 모터의 진동감지 시스템의 작동을 구체적으로 설명하기 위한 작동 구성도이다. 또, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의해 정리되는 진동결과를 출력하여 표출한 상태를 도시하는 출력 상태도이고, 도 4는 도 3의 결과를 도출한 데이터베이스를 예시한 예시도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템(100)은, 반도체 장비의 설치되는 모터(X축, Y축)의 진동을 검출하기 위한 진동센서부(10)와; 상기 진동센서부(10)에서 검출된 아날로그 출력을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(A/D Converter)(20)와; 상기 A/D 변환부(20)의 출력을 인가 받아 제어하는 마이크로 컨트롤러(Micro-controller)(30)와; 상기 마이크로 컨트롤러(30)의 출력을 제공받아 연산하여 분류 및 정리하는 주 컴퓨터(Main Computer)(40)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 데이터를 텍스트(*.txt) 파일 및 데이터베이스(*.xls)로 파일로 저장하고 출력하는 데이터저장부(42)와; 상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 정보를 분류하여 상기 모터의 작동 상태를 실시간으로 검출하기 위한 디스플레이부(50);를 구비함으로써 이루어진다.

이때, 상기 모터의 X축, Y축에 진동센서부(10)를 설치하는 구성으로 하였지만, 장비의 특성이나 정밀도 등을 고려하여 진동센서는 추가로 설치할 수 있다.

또, 상기 A/D 변환부(A/D Converter)(20)는 모터의 진동 값을 변환하여 디지털화하는 기능을 행하고, 상기 마이크로 컨트롤러(Micro-controller)(30)는 디지털화된 진동 데이터를 제어하여 주 컴퓨터(40)에 제공한다.

또한, 상기 주 컴퓨터(40)는 통상의 데스크 탑 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터를 이용할 수 있으며, 문서작성 및 편집 프로그램등을 이용하여 데이터저장부(42)에 검출된 진동 정보를 저장하고, 이를 출력할 수 있다. 본 발명에 있어서는 텍스트 정보 및 엑셀 정보로 저장하고 출력하는 것으로 하였으나 변형은 가능하다.

또, 상기 주 컴퓨터(40)에서 연산 가공된 정보는 디스플레이부(50)를 통해 시각적으로 표출됨으로써 사용자(작업자)가 현장에서 실시간으로 반도체 장비에 내장된 모터의 진동상태를 감시할 수 있게 된다.

다음으로, 도 2를 참조하면서 본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템(100)의 작동을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 진동센서부(10)에는 모터의 X축 진동을 감지하기 위한 X축 진동센서(12)와, Y축 진동을 감지하기 위한 Y축 진동센서(14)가 구비된다.

상기 진동센서부(10)의 X축 진동센서(12)를 통해 검출된 아날로그 값의 진동 정보는 제1 A/D 컨버터(22)에 제공되고(Aln0), 진동센서부(10)의 Y축 진동센서(14)를 통해 검출된 아날로그 값의 진동 정보는 제2 A/D 컨버터(24)에 제공(Aln1)되어, 각각 디지털값으로 변환된다.

상기 디지털값으로 변환된 모터의 진동 정보는 마이크로 컨트롤러(30)에 제공된다. 본 발명의 실시 예에서는 X, Y축 정보가 각각 8bit 데이터롤 변환되어 포트 0, 1(Port0 Dln, Port1 DIn)을 통해 입력된다.

상기 마이크로 컨트롤러(30)는 상술한 주 컴퓨터(40)에 의해 운용될 수도 있는 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 주 컴퓨터(40)로 랩탑 컴퓨터를 이용하였다.

상기 데이터저장부(42)는 상술한 마이크로 컨트롤러(30)에서 검출된 진동데이터를 텍스트 파일로 저장, 분석하여 라인텍스트(line text) 방식으로 출력한다.

상기 디스플레이부(50)에서는 상술한 마이크로 컨트롤러(30)에서 검출된 진동데이터를 텍스트 파일로 저장, 분석하여 PC의 모니터를 통해 표출(Display)한다. 이때, 상기 마이크로 컨트롤러(30)와 디스플레이부(50)는 지그비(zogbee) 통신방식을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

상기 마이크로 컨트롤러(30)에는 선택 스위치(push switch0~3)(32)가 연결되어, 사용자가 필요한 정보를 선택적으로 표출시킬 수 있는 구성이다.

이하에서는, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템(100)의 구동 절차를 설명한다.

(1) 모터의 진동감지 시스템(100)의 주 컴퓨터(40) 및 진동센서부(10) 등의 전원을 On시켜 작동하면, 실시간으로 모터의 진동 데이터를 검출 및 변환하여 PC의 디스플레이부(50)를 통해 표시한다.

(2) 실시간으로 입력되는 모터의 X축 진동센서(12)와 Y축 진동센서(14)의 진동 정보와, 체크시간에 관한 정보[년, 월, 일], 및 진동값을 텍스트 파일 또는 엑셀파일로 저장하게 된다.

(3) 데이터 어플리케이션 기능을 구현하여 사용자에게 필요한 정보를 가공한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 의해 수집되는 모든 정보(예를 들면, 모터의 X축 진동센서(12)와 Y축 진동센서(14)의 진동 정보와, 체크시간에 관한 정보[년, 월, 일], 및 진동값 등)을 텍스트 파일 또는 엑셀 파일로 저장한다. 이 정보는 하드디스크 또는 별도의 저장장치를 이용하여 저장용량을 증감할 수 있고, 사용자의 요청에 따라 프로그램을 수정함으로써 저장기간의 범위를 조정할 수 있고, 정보의 분류를 다양하게 제공할 수 있다.

(4) 수집된 진동 정보의 히스토리는 그래프 또는 엑셀 데이터로 가공되어 용이하게 사용자에게 제공되고, 열람이 가능하고, 확대 및 축소 기능을 부가함으로써 편의성을 높였다.

도 3과 도 4는 본 발명에 의해 수집된 정보를 데이터 베이스화 한 것과 챠트 형태로 표출한 것이다. 이 것을 참조하여 사용자는 현재 작동중인 모터의 상태를 실시간으로 확인 할 수 있으며 출력값의 변동을 분석함으로써 정상적인 작동 여부를 판단할 수 있다.

이에 따라 평균값등의 변화가 발생하거나 출력이 중단되는 등의 결과를 표출 하게 되면 해당 모터를 신속하게 수리함으로써 불필요한 가동중지 시간을 줄일 수 있게 된다.

다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의해 모터의 진동을 검출하여 통신으로 전파하여 표출하기 위한 구성을 설명하기 위한 설명도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 적용되는 통신방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 반도체 장비를 구동하는 모터에 진동센서(12, 14, 16, 18)를 부착하여 실시간으로 진동 정보를 얻고, 이 정보를 후단에 연결되는 마이크로 컴퓨터(30, 32, 34, 36)에 제공한다. 이때 제공된 센서 정보(Sensor Data)는 통신부(RS-232C)를 통해 디스플레이부(50, 52)에 시각적으로 표출되고, 한편으로는 텍스트 파일 및 엑셀 파일등의 문자정보롤 변환되어 사용자에게 제공된다. 이 변환된 정보는 허브(herb)(60)를 통해 통신서버(70)에 통지되고, 이 통신서버(70)는 기타의 통신 서버 및 메인 통신서버(80)에 통지하여 감시할 수 있다.

이때, 상기 디스플레이부(50, 52)를 통해 표출되는 데이터는 PC에 의해 실시간으로 TCP/IP 프로토콜로 통신서버(70)에 데이터를 제공하여 통합되고, 상기 통신서버(70)는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통합생산관리 시스템(Manufacturing Execution System; MES) 또는 장비관리시스템(Equipment Execution System;EES)(80)에 데이터를 전송하고, 상기 장비관리시스템)(80)은 이른바 랑데뷰 통신방식(RV)을 통해 상용 지리정보시스템 [geographic information system, gis] 인 ZEUS(90) 장치에 데이터를 전송하여 관리한다.

도 6을 참조하여, 랑데뷰 통신방식(RV)에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉, 도 6에 도시한 각 센서들(센서 #1~#3,...)에서는 Non-Secs 시스템을 통하여 발생되는 데이터를 수집한다. 도 6에서 MFC 대량전송제어(Mass Flow Control)장치를 의미하고, Secs 시스템이란 반도체 장비간 통신의 표준(Semi Eauipment Communication Standard)을 의미한다.

도 6에 도시한 바와 같이 필요한 데이터를 Non-Secs 시스템으로 수집한 후, 랑데뷰 통신방식을 이용하여 반도체 공정 전체의 관리에 이용한다.

상술한 랑데뷰 프로토콜(RV 통신방식)은 다음과 같은 특징으로 작동한다.

우선 송신측에서는 송신준비(ready-to-send) 신호를 보낸다. 다음으로 수신측에서는 수신준비(ready-to-receive) 신호를 보낸다. 이후 데이터를 교환하는 순서이다. 이 랑데뷰 프로토콜(RV 통신방식)은 메세지를 임시저장(buffering)하지 않기 때문에 긴메세지를 보낼 때 효율적인 프로토콜인데, 그 이유는 데이터 복사 시간이 불필요하기 때문이다. 따라서, 반도체 공정의 관리에 있어 데이터를 정체 시키지 않고 통신하여 표출함으로써 실시간 관리가 가능한 장점을 구현한다.

상기와 같은 구성으로 함으로써 실시간으로 반도체 장비에 구비되는 모터의 진동상태를 점검할 수 있게 되어 모터의 작동 여부를 파악할 수 있게 되고, 측정 및 검출되는 데이터를 분석함으로써 고장 발생 시점을 추측할 수 있게 되는 효과를 구현한다.

이는 장비의 가동 중에 모터가 돌발적으로 고장나는 경우를 미리 대처할 수 있게 하여 예방 정비가 가능하고, 고장 발생에 따른 조치에 필요한 정지시간을 최소화할 수 있게 되어 생산성을 높일 수 있는 장점을 갖는다.

상기한 바에서는 본 발명을 일 실시 예를 들어 설명하였지만 본 발명과 기술적인 사상이 같은 범위 내의 수정, 변경 및 부가하는 경우라면 본 발명의 권리 범위에 속한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 모터의 진동감지 시스템의 구성을 도시한 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 모터의 진동감지 시스템의 작동을 구체적으로 설명하기 위한 작동 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의해 정리되는 진동결과를 출력하여 표출한 상태를 도시하는 출력 상태도,

도 4는 도 3의 결과를 도출한 데이터베이스를 예시한 예시도,

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의해 모터의 진동을 검출하여 통신으로 전파하여 표출하기 위한 구성을 설명하기 위한 설명도,

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 적용되는 통신방법을 설명하기 위한 참고도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 진동센서부 12, 14: 진동센서(X축, Y축)

20: A/D 변환부(A/D Converter) 22, 24: A/D 컨버터

30: 마이크로 컨트롤러(Micro-controller) 40: 주 컴퓨터(Main Computer)

42: 데이터저장부 50: 디스플레이부(Display)

60: 허브(herb)장치 70: 실시간 통신서버

80: 총괄 통신서버

Claims

반도체 장비에 내장된 모터의 진동을 감지하기 위한 진동감지 시스템에 있어서,

반도체 장비에 설치되는 모터(X축, Y축)의 진동을 검출하기 위한 진동센서부(10)와;

상기 진동센서부(10)에서 검출된 아날로그 출력을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(A/D Converter)(20)와;

상기 A/D 변환부(20)의 출력을 인가 받아 제어하는 마이크로 컨트롤러(Micro-controller)(30)와;

상기 마이크로 컨트롤러(30)의 출력을 제공받아 연산하여 분류 및 정리하는 주 컴퓨터(Main Computer)(40)와;

상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 데이터를 분류하여 문자 파일로 저장하고 출력하는 데이터저장부(42)와;

상기 주 컴퓨터(40)에서 분류된 정보를 분류하여 상기 모터의 작동 상태를 실시간으로 검출하기 위한 디스플레이부(50);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 진동감지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러(30)에서 검출된 복수개의 진동 정보를 디스플레이부를 통해 표출하고, 상기 표출된 진동 정보를 전파하기 위하여 허 브(herb)장치(60)를 구성하고, 상기 허브장치의 출력을 실시간 통신서버(70)에 제공하며, 상기 실시간 통신서버(70)는 그 출력을 송신하여 총괄 통신서버(80)에 제공함으로써 통제가 가능한 구성인 것을 특징으로 하는 모터의 진동감지 시스템.
반도체 장비에 내장된 모터의 진동을 감지하여 제어하기 위한 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법에 있어서,

반도체 장비에 설치되는 모터에 진동센서를 장착하여 진동정보를 검출하는 단계와;

상기 검출된 아날로그 진동정보값을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털변환단계와;

상기 아날로그-디지털변환단계에서 얻은 디지털 정보를 제어하여 문자정보로 변경하는 단계와;

상기 상기 아날로그-디지털변환단계에서 얻은 디지털 정보를 제어하여 시각적으로 표출하는 디스플레이 단계와;

상기 진동정보를 가공하여 사용자가 필요한 정보를 선택적으로 표출하는 단계와;

상기 표출되는 정보를 송신하여 중앙통제부에 실시간 전달하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 진동감지 시스템 및 그것을 이용한 데이터베이스 구축방법.