KR20150038998A - 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비 - Google Patents

안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 회로는 장치에 설치된 적어도 하나의 센서로부터 신호를 입력받아 상기 신호를 기반으로 상기 장치의 동작을 제어하며, 각각의 센서로부터 해당 센서가 감지한 결과를 이중으로 출력한 이중 신호를 입력받으며, 상기 이중 신호가 상기 장치의 비정상 상태를 나타내는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시키는 인터로크부; 및 상기 이중 신호로부터 센서의 오동작을 검출하여 상기 장치의 동작을 중단시키는 오동작 검출부;를 포함할 수 있다.

Description

안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비{SAFETY CIRCUIT AND SYSTEM FOR TREATING SUBSTRATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비에 관한 것이다.
기판 처리 공정은 기판에 박막 증착, 리소그래피, 식각, 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들을 반복적으로 수행한다. 이러한 단위 공정들은 기판의 처리를 위해 다양한 종류의 약액, 예컨대 식각액 또는 세정액을 사용할 수 있다.
이와 같이 약액을 이용하여 기판 처리 공정을 수행하는 기판 처리 설비는 설비의 고장, 작업자의 부주의 등으로 인해 약액이 정해진 곳이 아닌 다른 곳으로 누출되는 경우, 공정의 처리율 및 수율이 저하될 수 있다. 나아가, 일부 약액은 독성이 강해 인체에 해로울 수 있으며, 누출된 약액이 작업자에게 흘러가는 경우 인명 피해를 유발할 수 있다.
따라서, 기판 처리 설비는 소정의 안전 규정을 준수할 것이 요구된다. 기계 장비에 관한 국제 안전 표준으로 ISO 13849-1이 있으나, 이 규정은 최근에 적용되기 시작하였기 때문에 현재까지는 해당 규정을 만족하는 설비가 마련되어 있지 않다.
본 발명의 실시예는 기계 장비에 관한 국제 안전 표준인 ISO 13849-1를 만족시키기 위한 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 센서의 오동작을 검출하여 설비의 안전을 도모하는 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전 회로는 장치에 설치된 적어도 하나의 센서로부터 신호를 입력받아 상기 신호를 기반으로 상기 장치의 동작을 제어하며, 각각의 센서로부터 해당 센서가 감지한 결과를 이중으로 출력한 이중 신호를 입력받으며, 상기 이중 신호가 상기 장치의 비정상 상태를 나타내는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시키는 인터로크부; 및 상기 이중 신호로부터 센서의 오동작을 검출하여 상기 장치의 동작을 중단시키는 오동작 검출부;를 포함할 수 있다.
상기 인터로크부는, 상기 이중 신호 중 어느 하나 또는 둘 모두가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시킬 수 있다.
상기 인터로크부는: 상기 이중 신호를 AND 연산하는 AND 게이트; 및 상기 AND 게이트로부터 신호의 인가가 중단되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 및 상기 XOR 게이트로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 기 설정된 시간을 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 상기 XOR 게이트로부터 신호의 인가가 상기 기 설정된 시간을 초과하면 신호를 출력하는 타이머; 및 상기 타이머로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 기 설정된 횟수를 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 상기 XOR 게이트로부터 신호가 인가되는 횟수를 카운팅하는 카운터; 상기 카운터가 출력한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터; 상기 D/A 컨버터의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 출력 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우, 신호를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비는, 기판 처리에 사용되는 약액을 보관하는 약액 탱크; 상기 약액 탱크로부터 약액의 누출을 감지하는 누출 센서; 상기 약액 탱크로부터 약액의 흐름이 허용 체적을 초과하는지 감지하는 플로우 센서; 상기 약액 탱크에 보관된 약액이 허용 레벨을 벗어나는지 감지하는 레벨 센서; 및 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 상기 신호를 기반으로 상기 장치의 동작을 제어하는 안전 회로를 포함하며, 상기 안전 회로는: 각각의 센서로부터 해당 센서가 감지한 결과를 이중으로 출력한 이중 신호를 입력받으며, 상기 이중 신호가 상기 장치의 비정상 상태를 나타내는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시키는 인터로크부; 및 상기 이중 신호로부터 센서의 오동작을 검출하는 오동작 검출부;를 포함할 수 있다.
상기 인터로크부는, 상기 이중 신호 중 어느 하나 또는 둘 모두가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시킬 수 있다.
상기 인터로크부는: 상기 이중 신호를 AND 연산하는 AND 게이트; 및 상기 AND 게이트로부터 신호의 인가가 중단되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 및 상기 XOR 게이트로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 기 설정된 시간을 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 상기 XOR 게이트로부터 신호의 인가가 상기 기 설정된 시간을 초과하면 신호를 출력하는 타이머; 및 상기 타이머로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 오동작 검출부는, 상기 이중 신호가 기 설정된 횟수를 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 오동작 검출부는: 상기 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트; 상기 XOR 게이트로부터 신호가 인가되는 횟수를 카운팅하는 카운터; 상기 카운터가 출력한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터; 상기 D/A 컨버터의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 출력 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우, 신호를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, ISO 13849-1를 만족하는 기판 처리 설비를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센서의 오동작을 정확하게 검출하여 설비의 안전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 나타내는 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 회로를 나타내는 예시적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터로크부의 예시적인 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터로크부의 예시적인 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부의 예시적인 회로도이다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 나타내는 예시적인 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 설비(10)는 기판 처리 장치(100) 및 안전 회로(200)를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치(100)는 기판 처리를 위한 유닛을 구비하여 기판을 처리하는 공정을 수행한다. 예를 들어, 상기 기판 처리 장치(100)는 기판이 인입되어 처리가 수행되는 공간을 제공하는 처리 챔버(110), 상기 기판을 이송하는 기판 이송 로봇(120), 및 기판 처리에 사용되는 약액을 보관하는 약액 탱크(130)를 포함할 수 있으나, 기판 처리 장치의 구성은 이에 제한되지 않는다.
상기 기판 처리 장치(100)에는 장치가 정상적으로 동작하는지 감지하기 위해 적어도 하나의 센서(140)가 설치된다.
예를 들어, 기판 처리 장치(100)에 약액 탱크(130)가 구비되는 경우, 상기 기판 처리 장치(100)는 약액 탱크(130)로부터 약액의 누출을 감지하는 누출 센서, 약액 탱크(130)로부터 약액의 흐름이 허용 체적을 초과하는지 감지하는 플로우 센서, 약액 탱크(130)에 보관된 약액이 허용 레벨을 벗어나는지 감지하는 레벨 센서 등을 포함할 수 있으나, 장치에 설치되는 센서의 종류는 이에 제한되지 않는다.
상기 안전 회로(200)는 상기 센서(140)로부터 신호를 입력받아 이를 기반으로 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서(140) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 기판 처리 장치(100)의 비정상적인 상태 또는 동작을 나타내는 신호를 출력하는 경우, 상기 안전 회로(200)는 장치의 동작이 중단되도록 제어 신호를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 회로(200)를 나타내는 예시적인 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안전 회로(200)는 인터로크부(210) 및 오동작 검출부(220)를 포함할 수 있다. 상기 인터로크부(210) 및 상기 오동작 검출부(220)는 각각의 센서로부터 이중 신호를 입력받을 수 있다. 상기 이중 신호는 하나의 센서가 감지한 결과를 둘 이상으로 출력한 신호로서, 상기 인터로크부(210) 및 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호를 기반으로 장치의 안전 여부를 판단한다.
상기 인터로크부(210)는 센서(140)로부터 출력된 이중 신호가 장치의 비정상 상태를 나타내는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인터로크부(210)는 상기 이중 신호 중 어느 하나 또는 둘 모두가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 경우, 장치의 동작을 중단시키도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 센서(140)는 정상 상태인 경우 하이 레벨을 갖는 신호를 출력하고, 비정상 상태인 경우 로우 레벨을 갖는 신호를 출력한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터로크부(210)의 예시적인 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인터로크부(210)는 이중 신호를 AND 연산하는 AND 게이트(2101), 및 상기 AND 게이트(2101)로부터 신호의 인가가 중단되면 개방되는 스위치(2102)를 포함할 수 있다.
상기 AND 게이트(2101)는 센서의 수만큼 포함될 수 있으며, 센서로부터 입력되는 이중 신호 중 하나라도 로우 레벨을 갖는 경우, 상기 AND 게이트(2101)는 로우 레벨의 신호를 출력한다.
상기 스위치(2102)는 상기 AND 게이트(2101)의 출력 신호에 의해 개폐가 제어된다. 상기 스위치(2102)는 상기 AND 게이트(2101)로부터 신호가 인가되면 닫혀서 전류가 흐르도록 하나, 신호가 인가되지 않으면 열려서 전류가 흐르지 않도록 한다.
도 3에 도시된 인터로크부(210)는 스위치(2102)가 직렬로 연결되어 어느 하나의 스위치라도 개방되면 전류가 흐르지 않도록 구성된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터로크부(210)의 예시적인 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 달리, 도 4에 도시된 인터로크부(210)는 스위치(2102)가 직렬로 연결되지 않고 각각의 스위치를 통해 흐르는 전류가 AND 게이트(2103)로 인가되도록 구성된다. 도 4에 도시된 인터로크부(210) 역시 도 3에 도시된 바와 유사하게 어느 하나의 스위치라도 개방되면 AND 게이트(2103)에서 신호가 출력되지 않는다.
상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호로부터 센서(140)의 오동작을 검출하고, 오동작이 검출되면 장치의 동작을 중단시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호가 불일치하는 경우, 상기 이중 신호를 출력한 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오동작 검출부(220)의 예시적인 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트(2201), 및 상기 XOR 게이트(2201)로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치(2202)를 포함할 수 있다.
상기 XOR 게이트(2201)는 센서(140)의 수만큼 구비될 수 있으며, 센서로부터 입력되는 이중 신호가 서로 불일치하는 경우, 신호를 출력한다.
상기 스위치(2202)는 상기 XOR 게이트(2201)의 출력 신호에 의해 개폐가 제어된다. 상기 스위치(2202)는 상기 XOR 게이트(2201)로부터 신호가 인가되지 않으면 닫혀서 전류가 흐르도록 하나, 신호가 인가되면 열려서 전류가 흐르지 않도록 한다.
도 5에 도시된 오동작 검출부(220)는 스위치(2202)가 직렬로 연결되어 어느 하나의 스위치라도 개방되면 전류가 흐르지 않도록 구성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오동작 검출부(220)의 예시적인 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 달리, 도 6에 도시된 오동작 검출부(220)는 스위치(2202)가 직렬로 연결되지 않고 각각의 스위치를 통해 흐르는 전류가 AND 게이트(2203)로 인가되도록 구성된다. 도 6에 도시된 오동작 검출부(220) 역시 도 5에 도시된 바와 유사하게 어느 하나의 스위치라도 개방되면 AND 게이트(2203)에서 신호가 출력되지 않는다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호가 기 설정된 시간을 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부(220)의 예시적인 회로도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부(220)는 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트(2201), 상기 XOR 게이트(2201)로부터 신호의 인가가 기 설정된 시간을 초과하면 신호를 출력하는 타이머(2204), 및 상기 타이머(2204)로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치(2202)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 오동작 검출부(220)는 도 5에 도시된 바와 달리 타이머(2204)를 더 구비하여, 이중 신호의 불일치가 소정 시간을 초과하여 지속되는 경우에 스위치(2202)를 개방시킨다.
도 7에 도시된 스위치(2202)는 도 5에 도시된 바와 동일하게 직렬로 연결되어 어느 하나의 스위치라도 개방되면 전류가 흐르지 않도록 구성되나, 스위치 연결 방식은 이에 제한되지 않고 도 8에 도시된 바와 같이 AND 게이트(2203)를 이용하여 구성될 수도 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호가 기 설정된 횟수를 초과하여 불일치하는 경우, 해당 센서가 오동작하는 것으로 판별할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오동작 검출부(220)의 예시적인 회로도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 오동작 검출부(220)는 이중 신호를 XOR 연산하는 XOR 게이트(2201), 상기 XOR 게이트(2201)로부터 신호가 인가되는 횟수를 카운팅하는 카운터(2205), 상기 카운터(2205)가 출력한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터(2206), 상기 D/A 컨버터(2206)의 출력 전압을 기준 전압(Vref)과 비교하여 상기 출력 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 경우 신호를 출력하는 비교기(2207), 및 상기 비교기(2207)로부터 신호가 인가되면 개방되는 스위치(2202)를 포함할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 카운터(2205)는 XOR 게이트(2201)가 신호를 출력하는 횟수, 즉 XOR 게이트(2201)에 입력되는 이중 신호가 불일치하게 되는 횟수를 카운팅한다. 상기 카운터(2205)는 카운팅 결과를 디지털 코드로 출력하며, 상기 D/A 컨버터(2206)는 상기 카운터가 출력한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.
그러고 나서, 상기 비교기(2207)는 카운팅 결과에 대응하는 아날로그 신호의 전압을 기준 전압(Vref)과 비교하고, 상기 아날로그 신호의 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 스위치(2202)로 신호를 출력한다.
상기 스위치(2202)는 비교기(2207)로부터 신호가 인가되지 않으면 닫혀서 전류가 흐르도록 하나, 신호가 인가되면 열려서 전류가 흐르지 않도록 한다.
도 9에 도시된 스위치(2202)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 동일하게 직렬로 연결되어 어느 하나의 스위치라도 개방되면 전류가 흐르지 않도록 구성되나, 스위치 연결 방식은 이에 제한되지 않고 도 10에 도시된 바와 같이 AND 게이트(2203)를 이용하여 구성될 수도 있다.
실시예에 따라, 도 9 및 도 10에 도시된 오동작 검출부(220)는 XOR 게이트(2201)와 카운터(2205) 사이에 타이머를 더 구비하여, 이중 신호가 기 설정된 시간을 초과하여 불일치하게 되는 횟수를 카운팅하고, 카운팅 결과가 기 설정된 횟수를 초과하는 경우 스위치(2202)를 개방시킬 수도 있다.
본 명세서에 기술된 스위치는 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 릴레이 스위치 등 다양한 형태로 구현될 수도 있다.
다시 도 2를 참조하면, 안전 회로(200)는 인터로크부(210)의 출력 신호와 오동작 검출부(220)의 출력 신호를 AND 연산하는 AND 게이트(230)를 더 포함할 수 있다.
그 결과, 인터로크부(210)에 의해 장치의 비정상 상태가 검출되어 상기 인터로크부(210)로부터 신호의 출력이 중단되거나, 오동작 검출부(220)에 의해 센서의 오동작이 검출되어 상기 오동작 검출부(220)로부터 신호의 출력이 중단되는 경우, 안전 회로(200)는 장치로 신호를 출력하지 않게 되며, 그에 따라 장치는 동작이 중단될 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 기판 처리 설비 100: 기판 처리 장치
200: 안전 회로 210: 인터로크부
220: 오동작 검출부

Claims (2)

  1. 장치에 설치된 적어도 하나의 센서로부터 신호를 입력받아 상기 신호를 기반으로 상기 장치의 동작을 제어하는 안전 회로에 있어서,
    각각의 센서로부터 해당 센서가 감지한 결과를 이중으로 출력한 이중 신호를 입력받으며, 상기 이중 신호가 상기 장치의 비정상 상태를 나타내는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시키는 인터로크부; 및
    상기 이중 신호로부터 센서의 오동작을 검출하여 상기 장치의 동작을 중단시키는 오동작 검출부;
    를 포함하는 안전 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터로크부는, 상기 이중 신호 중 어느 하나 또는 둘 모두가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 경우, 상기 장치의 동작을 중단시키는 안전 회로.
KR1020130117464A 2013-10-01 2013-10-01 안전 회로 및 그를 포함하는 기판 처리 설비 KR102134436B1 (ko)

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