KR20220116754A - 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20220116754A KR1020210019991A KR20210019991A KR20220116754A KR 20220116754 A KR20220116754 A KR 20220116754A KR 1020210019991 A KR1020210019991 A KR 1020210019991A KR 20210019991 A KR20210019991 A KR 20210019991A KR 20220116754 A KR20220116754 A KR 20220116754A
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박현우
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Abstract

잉곳 성장 제어 시스템은 복수의 챔버 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 복수의 챔버 각각으로 전달하고 복수의 챔버 각각으로부터 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하는 제어부와, 제어 데이터 및 결과 데이터를 저장 및 관리하는 제1 서버와, 제어 데이터 및 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하고 상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 출력하는 제2 서버를 포함한다.

Description

잉곳 성장 제어 시스템 및 방법{System of controlling Ingot growth and thereof}
실시예는 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 재료로서 사용되는 실리콘 단결정 웨이퍼는 일반적으로 쵸크랄스키(Czochralski, CZ) 법에 의해 제조된 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이싱 공정에 의해 절단하여 제작된다.
쵸크랄스키 법에 의하여 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 방법은, 넥킹(necking) 공정, 숄더링(shouldering) 공정, 그로잉(body growing) 공정 및 테일링(tailing) 공정으로 이루어진다.
넥킹 공정은 석영 도가니에 다결정 실리콘과 도펀트를 적층시킨 후 석영 도가니의 측벽 주위에 설치된 히터에서 복사되는 열을 이용하여 다결정 실리콘과 도펀트를 용융시켜 실리콘 융액(Silicon Melt, SM)을 형성하고, 실리콘 단결정 잉곳의 성장 소스인 종자 결정(seed crystal)을 실리콘 융액의 표면에 침지시키며, 종자 결정으로부터 가늘고 긴 결정을 성장시키는 공정이다.
숄더링 공정은 결정을 직경 방향으로 성장시켜 목표 직경으로 만드는 공정이다.
그로잉 공정은 일정한 직경을 갖는 실리콘 단결정 잉곳을 원하는 길이로 성장시키는 공정이다.
테일링 공정은 석영 도가니의 회전을 빠르게 하여 실리콘 단결정 잉곳의 직경을 점점 줄여나가 실리콘 융액과 잉곳을 분리하는 공정이다.
이러한 쵸그랄스키 공정에서 단결정 성장시 주된 관심은 전위, 보이드 또는 결정 격자 구조 내의 다른 결함들이 형성되는 것을 방지하는 것에 있다. 만약, 단결정 내에 국부적인 결함 또는 전위가 전파된다면, 단결정 전체를 모두 사용할 수 없기 때문이다.
특히, 쵸크랄스키 공정에 의한 단결정 잉곳의 성장 시에는 베이컨시(vacancy)와 격자간 실리콘(interstitial silicon)이 고액계면을 통해 단결정 내로 유입되며, 이러한 유입된 베이컨시와 격자간 실리콘의 농도가 과포화 상태에 이르면 베이컨시와 격자간 실리콘이 확산 및 응집하여 베이컨시 결함(이하, V 결함이라 함)과 인터스티셜 결함(I 결함이라 함) 등과 같은 결정 결함을 형성하는 것이 문제된다.
V 결함과 I 결함의 발생을 억제하기 위해서, 단결정의 인상속도 V와 고액 계면에서의 온도 구배 G의 비인 V/G를 특정 범위 안에서 제어하는 방법을 사용한다. 그리고, 이러한 단결정의 인상속도와 고액 계면에서의 온도는 단결정의 잉곳의 직경을 결정짓는 요소에도 해당된다.
그러므로, 잉곳의 결함발생을 억제하고 직경을 균일하게 유지하기 위해, 인상속도와 함께 실리콘 융액 온도를 적절하게 제어할 필요가 있으며, 실제로 실리콘 융액을 가열하는 히터의 파워를 제어함으로써, 잉곳 성장온도를 제어하고 있다. 이러한 제어는 각 공정, 예컨대 진공 공정, 융액 공정, 설정 공정, 넥킹 공정별로 이루어지고 있다.
해당 제어에 의해 결과는 도 1과 같은 그래표로 작업자에게 제공된다.
종래에는 작업자가 도 1에 도시된 그래프로만 제어기 등 상태를 확인하다 보니, 제어가 잘되었는지를 확인하는 방법이 주관적이고 매번 그래프를 그려서 확인해야 하는 불편함이 있었다.
또한, 종래에는 해당 제어에 대한 모니터링이 작업자의 직관이나 경험에 따라 비정기적/비정량적으로 실행되며, 이는 업무 비효율화, 제어의 반복성, 재현성 저하, 공정 신뢰성 저하 등을 초래하는 문제점이 있었다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 실시간으로 모니터링할 수 있는 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 정확한 모니터링이 가능한 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 직관이나 경험에 의한 모니터링을 배제하여 고품질의 잉곳 성장이 가능한 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 잉곳 성장 제어 시스템은, 복수의 챔버 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 상기 복수의 챔버 각각으로 전달하고, 상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하는 제어부; 상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 저장 및 관리하는 제1 서버; 및 상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하고 상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 출력하는 제2 서버를 포함한다.
실시예의 다른 측면에 따르면, 잉곳 성장 제어 방법은, 복수의 챔버 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 상기 복수의 챔버 각각으로 전달하는 단계; 상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하는 단계; 상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 저장 및 관리하는 단계; 상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 표시하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 잉곳 성장 제어 시스템 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 각 챔버에 대한 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 출력하여 줌으로써, 작업자가 보다 정확하게 각 챔버에서 성장되는 잉곳의 상태를 파악할 수 있다. 따라서, 작업자가 보다 객관적으로 판단할 수 있는 정보를 제공할 수 있어 작업자의 직관이나 경험치의 개입을 최소화하여 보다 고품위의 잉곳 성장이 가능하다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 다양한 제어 성능 인덱스를 바탕으로 성능이 저하된 특정 챔버, 특정 공정 및 특정 제어기를 결정하고, 상기 결정된 정보를 바탕으로 새로운 제어 데이터를 생성하여 특정 챔버, 특정 공정 및 특정 제어기를 최적화하여 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 제어 결과가 그래프로 표시되는 모습을 보여준다.
도 2는 실시예에 따른 잉곳 성장 제어 시스템을 도시한다.
도 3은 제2 서버의 구성을 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 잉곳 성장 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 잉곳 성장시 제어 데이터를 업데이트하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 PID 제어기의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7a 내지 도 7c는 그래표로 표시되는 다양한 제어 성능 지표를 보여준다.
도 8a 내지 도 8d는은 그래표로 표시되는 다양한 제어 성능 지표를 보여준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다. 또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 '상(on)'에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 다른 중간 요소가 존재할 수도 있는 것을 포함한다.
도 2는 실시예에 따른 잉곳 성장 제어 시스템을 도시한다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 잉곳 성장 제어 시스템(100)은 제어부(120), 제1 서버(130) 및 제2 서버(140)를 포함할 수 있다.
도면에는 제2 서버(140)가 제1 서버(130)와 독립적으로 구비되는 것으로 도시되고 있지만, 제2 서버(140)는 제1 서버(130)에 포함될 수도 있다.
도시되지 않았지만, 챔버(110)는 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위해 용융 실리콘을 수용하는 도가니, 도가니(110)에 열을 가하는 히터, 단결정 잉곳을 회전시키면서 인상하기 위한 인상장치 등을 포함할 수 있다. 챔버(110)는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수도 있다.
제어부(120)는 챔버(110)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제어부(120)는 챔버(110)의 환경이나 조건을 변경할 수 있다. 이러한 환경이나 조건으로 압력, 온도 등이 포함될 수 있다.
도면에는 하나의 챔버(110)가 도시되고 있지만, 실시예의 제어부(120)는 복수의 챔버(110)를 동시에 제어할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 복수의 챔버(110) 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 복수의 챔버(110) 각각으로 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 챔버가 구비된 경우, 제어부(120)는 제1 제어 데이터를 제1 챔버로 전달하고, 제2 제어 데이터를 제2 챔버로 전달하며, 제3 제어 데이터를 제3 챔버로 전달할 수 있다.
복수의 챔버(110) 각각은 제어부(120)에서 전달된 제어 제이터에 따라 제어될 수 있다. 이에 따라, 복수의 챔버(110) 각각의 환경이나 조건이 변경되고, 이와 같이 환경이나 조건이 변경된 상태에서 잉곳이 성장될 수 있다. 잉곳이 성장되는 동안 다양한 결과 데이터가 다양한 계측 장치에 의해 측정될 수 있다. 여기서, 결과 데이터는 제어 데이터에 의해 변경된 환경이나 조건에 의해 성장된 잉곳과 관련된 결과 데이터일 수 있다. 예컨대, 결과 데이터는 잉곳의 직경 데이터 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 결과 데이터는 각 공정, 예컨대 진공 공정, 융액 공정, 설정 공정, 넥킹 공정별로 획득될 수 있다.
제어부(120)는 복수의 챔버(110) 각각으로부터 제어 데이터 각각에 대한 결과 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 제어 데이터에 의해 환경이나 조건이 변경되고, 그 변경된 환경이나 조건에 의해 성장된 잉곳에 대한 결과 데이터가 수신될 수 있다.
제1 서버(130)는 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 저장 및 관리할 수 있다. 제어 데이터는 작업자에 의해 입력되고, 이와 같이 입력된 제어 데이터가 제1 서버(130)에 저장될 수 있다. 예컨대, 제1 서버(130)는 상기 저장된 제어 데이터는 해당 서버로 전달하거나 해당 서버로부터 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하여 저장할 수 있다.
예컨대, 제1 서버(130)는 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 제2 서버(140)로 전달할 수 있다.
제2 서버(140)는 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하고, 상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래프로 출력할 수 있다. 여기서, 제어 성능 인덱스는 각종 성능 지표를 포함할 수 있다.
예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 7a에 도시한 바와 같이, 각 챔버(110)의 성능 지표일 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 7b에 도시한 바와 같이, 각 공정, 예컨대 진공 공정, 융액 공정, 설정 공정, 넥킹 공정별 성능 지표일 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 7c에 도시한 바와 같이, 각종 제어기 예컨대, ADC(Automatic Diameter Controller) 제어기, AGC(Automatic Growth Controller) 제어기, ATC(Automatic Temperature Controller) 제어기 및 ATT(Auto-tuning Temperature) 제어기별 성능 지표일 수 있다.
예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 8a에 도시한 바와 같이, 특정 챔버(110)에서 연속적인 런(run)이 수행되는 경우, 연속적인 런 횟수(loops) 중에서 각종 상태에 포함된 런 횟수를 보여주는 성능 지표일 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 8b에 도시한 바와 같이, 온도와 관련된 런 횟수를 보여주는 성능 지표일 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 8c에 도시한 바와 같이, 플로우와 관련된 런 횟수를 보여주는 성능 지표일 수 있다. 여기서, 플로우는 챔버(110) 내의 전체적인 기류의 흐름 상태를 의미할 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 도 8d에 도시한 바와 같이, 레벨과 관련된 런 횟수를 보여주는 성능 지표일 수 있다. 여기서, 레벨은 임의로 설정된 등급일 수 있다.
이 외에 다양한 성능 지표가 제어 성능 인덱스로 나타내어질 수 있다.
예컨대, 성능 지표로서 제어 에러 인덱스(control error index), 최소 변경 인덱스(minimum variance index), 사이클링 인덱스(cycling index), 히스테리시스 인덱스(hysteresis index), 사이징 인덱스(sizing index), 경도 인덱스(stickiness index), 서비스 인덱스(service index) 등이 있다.
제어 에러 인덱스는 제어 에러의 크기를 나타내고, 최소 변경 인덱스는 이론적 최대 성능 대비 현재 제어 성능의 비를 나타낼 수 있다. 사이클링 인덱스는 진동 유무를 나타낼 수 있다. 히스테리시스 인덱스, 사이징 인덱스 및 경도 인덱스는 액츄에이터의 성능을 나타내며, 서비스 인덱스는 제어기의 오토 운전 비율을 나타낼 수 있다.
실시예에 따르면, 각 챔버(110)에 대한 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 출력하여 줌으로써, 작업자가 보다 정확하게 각 챔버(110)에서 성장되는 잉곳의 상태를 파악할 수 있다. 따라서, 작업자가 보다 객관적으로 판단할 수 있는 정보를 제공할 수 있어 작업자의 직관이나 경험치의 개입을 최소화하여 보다 고품위의 잉곳 성장이 가능하다.
도 2에서 미설명 부호 150은 컴퓨터로서, 제어부(120)에 연결되어 컴퓨터(150)에 입력된 정보에 의해 제어부(120)가 관리될 수 있다. 예컨대, 잉곳을 고품질로 성장하기 위한 타겟값이 컴퓨터(150)에 입력되면, 해당 타겟값이 제어부(120)를 통해 제1 서버(130)로 전달되어, 제1 서버(130)의 PID 제어기를 제어하기 위한 타겟값으로 설정될 수 있다. 컴퓨터(150) 대신에 입력 장치나 입출력 장치가 사용될 수도 있다.
도 3은 제2 서버의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 제2 서버(140)는 입력부(141), 연산부(142) 및 출력부(143)를 포함할 수 있다.
입력부는 제1 서버(130)로부터 복수의 챔버(110) 각각에 대해 복수의 챔버(110) 각각에 대한 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 수집할 수 있다. 복수의 챔버(110) 각각에서 제어 데이터에 의한 제어를 통해 런 공정이 반복적으로 수행되고, 런 공정이 수행될 때마다 복수의 챔버(110) 각각에서 측정된 결과 데이터가 제1 서버(130)에 저장될 수 있다. 아울러, 제어 데이터 및 복수의 챔버(110) 각각에 대한 결과 데이터가 제1 서버(130)를 통해 제2 서버(140)로 제공될 수 있다. 따라서, 입력부는 제1 서버(130)로부터 제공되는 복수의 챔버(110) 각각에 대한 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 매 런 공정마다 수집할 수 있다.
연산부는 제어 데이터 및 복수의 결과 데이터를 바탕으로 복수의 챔버(110) 각각에 대한 복수의 제어 성능 인덱스를 산출할 수 있다. 복수의 제어 성능 인덱스는 도 7a 내지 도 7c 및 도 8a 내지 도 8d에 도시한 바와 같이 다양한 형태로 산출될 수 있다. 이와 같이 산출된 제어 성능 인덱스는 그래프로 생성될 수 있다.
출력부는 상기 산출된 제어 성능 인덱스를 그래프로 출력할 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 그래프로 실시간 생성됨에 동시에 출력될 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스는 그래프로 실시간 생성되어 저장된 후, 작업자의 요청에 의해 상기 저장된 그래프가 출력될 수 있다.
실시예에 따른 잉곳 성장 제어 시스템(100)은 모니터(160)를 포함할 수 있다. 모니터(160)는 디스플레이 장치일 수 있다.
예컨대, 모니터(160)는 제1 서버(130)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 모니터(160)는 제1 서버(130)를 경유하여 제2 서버(140)의 출력부로부터 출력된 복수의 제어 성능 인덱스를 표시할 수 있다. 즉, 제2 서버(140)는 복수의 제어 성능 인덱스를 나타내는 그래프를 제1 서버(130)로 전달하고, 제1 서버(130)는 해당 그래프를 모니터(160) 상에 표시할 수 있다.
예컨대, 모니터(160)는 제2 서버(140)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 모니터(160)는 제2 서버(140)의 출력부로부터 출력된 복수의 제어 성능 인덱스를 표시할 수 있다. 즉, 제2 서버(140)는 복수의 제어 성능 인덱스를 나타내는 그래프를 모니터(160) 상에 표시할 수 있다.
한편, 제어 데이터는 ADC 제어기, AGC 제어기, ATC 제어기 및 ATT 제어기를 포함하는 PID 제어기로부터 출력된 출력값일 수 있다. 예컨대, PID 제어기는 제1 서버(130)에 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
PID 제어기는 복수의 챔버(110) 각각으로부터 측정된 결과 데이터를 바탕으로 복수의 챔버(110) 각각을 제어할 제어 데이터를 출력할 수 있다. 예컨대, 결과 데이터는 잉곳의 직경 데이터, 잉곳의 인상 속도, 복수의 챔버(110) 각각의 내부 온도 등을 포함할 수 있다.
예컨대, ADC 제어기는 잉곳의 직경을 타겟 직경으로 균일하게 성장시키기 위하여 인상 속도를 출력할 수 있다.
예컨대, AGC 제어기는 인곳의 인상 속도를 평균 인상 속도와의 편차를 통하여 오도 보정량을 출력할 수 있다.
예컨대, ATC 제어기는 온도 보정량을 바탕으로 챔버(110) 내부의 온도와 타겟 온도의 비교를 통하여 제어 데이터로서 히터 파워를 출력할 수 있다.
따라서, PID 제어기로부터 출력된 히터 파워를 제어 데이터로 챔버(110)로 전달하여 해당 제어 데이터에 따라 챔버(110)의 성장 조건, 예컨대 온도 조건이 변경되고, 그 변경된 챔버(110)의 온도 조건에 따라 잉곳이 성장될 수 있다. 해당 잉곳이 각 공정, 예컨대 진공 공정, 융액 공정, 설정 공정, 넥킹 공정별로 성장됨에 따라 해당 공정마다 결과 데이터가 측정되어 제1 서버(130)로 전달될 수 있다. 이와 같은 과정이 반복적으로 수행되어, 제어 데이터와 결과 데이터가 지속적으로 획득되어, 제1 서버(130)에 저장되고 제2 서버(140)로 전달될 수 있다.
도 6은 PID 제어기의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, PID 수치가 입력될 수 있다(S410). PID 수치는 예컨대, 잉곳을 고품질로 성장하기 위한 타겟값으로서, 예컨대 타겟 직경, 타겟 인상 속도 등일 수 있다. 이러한 PID 수치는 작업자에 의해 입력되거나 시스템에 의해 입력될 수 있다.
PID 제어기에 의해 연산이 수행되어(S420), 제어 데이터가 출력될 수 있다(S430). 상술한 바와 같이, 제어 데이터는 예컨대 히터 파워일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
해당 제어 데이터에 의해 챔버(110)가 제어되어 그 결과로서 결과 데이터가 측정됨으로써, 제2 서버(140)에서 제어 데이터와 결과 데이터를 바탕으로 제어 성능 인덱스가 산출될 수 있다. 이와 같이 산출된 제어 성능 인덱스를 바탕으로 잉곳 성장 상태가 확인될 수 있다(S440, S450). 즉, 인상 속도(P/S)가 적절한지(S440)와 잉곳의 직경(Dia.)이 적절한지가 확인될 수 있다. 예컨대, 제어 성능 인덱스를 바탕으로 잉곳의 인상 속도가 적절한지 판단될 수 있다(S440). 예컨대, 제어 성능 인덱스를 바탕으로 잉곳의 직경이 적절한지 판단될 수 있다(S450).
설명의 편의로, 도면에는 S440 및 S450이 도시되고 있지만, 잉곳 성장 상태를 확인하기 위한 더 많은 것들이 수행될 수 있다.
이와 같은 판단을 통해 해당 이곳의 상태가 적절하지 않은 경우, 상술한 PID 제어기를 통해 새로운 제어 데이터가 산출될 수 있다.
이 새로운 제어 데이터가 업데이트될 수 있다(S460). 제어 데이터가 기존의 제어 데이터를 대체할 수 있다.
새로운 제어 데이터에 의해 챔버(110)가 제어되고, 새로운 제어 데이터에 의한 제어에 의해 각 공정, 예컨대 진공 공정, 융액 공정, 설정 공정, 넥킹 공정별로 측정된 결과 데이터가 획득될 수 있다. 따라서, 새로운 제어 데이터와 이에 따른 결과 데이터를 바탕으로 S420에서, PID 제어기가 연산될 수 있다.
한편, 제2 서버(140)는 상기 복수의 제어 성능 인덱스를 바탕으로 튜닝이 필요한 챔버(110)를 결정할 수 있다.
예컨대, 도 7a에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 성능 인덱스가 각 챔버(110)별로 그래프로 표시될 수 있다. 도 7a에서 예컨대, 제5 챔버(Gr.5)가 성능 조건을 만족하지 못함을 알 수 있다.
예컨대, 도 7b에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 성능 인덱스가 각 공정별로 그래프로 표시될 수 있다. 도 7b에서 예컨대, 테일링 공정(Tail)이 성능 조건을 만족하지 못함을 알 수 있다.
예컨대, 도 7c에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 성능 인덱스가 각 제어기별로 그래프로 표시될 수 있다. 도 7c에서 예컨대 ATC 제어기가 성능 조건을 만족하지 못함을 알 수 있다.
따라서, 도 7a 내지 도 7c로부터 제5 챔버(Gr.5)에서 융액 공정(Body)에서 ATC 제어기에서 성능 조건이 만족되지 않음을 알 수 있다.
예컨대, 제2 서버(140)는 도 7a 내지 도 7c로부터 획득된 정보를 제1 서버(130)로 전달하고, 제1 서버(130)는 해당 정보를 바탕으로 오토 튜닝을 수행하여 최적의 제어 데이터를 획득할 수 있다. 예컨대, 오토 튜닝은 ATT 제어기에서 수행될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 4는 실시예에 따른 잉곳 성장 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제어부(120)는 복수의 챔버(110) 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 제1 서버(130)로부터 복수의 챔버(110) 각각으로 전달할 수 있다(S210).
제어부(120)는 복수의 챔버(110) 각각으로부터 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하여 제1 서버(130)로 전달할 수 있다(S220).
제1 서버(130)는 제어 데이터 및 결과 데이터를 저장 및 관리할 수 있다(S230). 아울러, 제1 서버(130)는 제어 데이터 및 결과 데이터를 제2 서버(140)로 전달할 수 있다.
제2 서버(140)는 제어 데이터 및 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출할 수 있다(S240).
상기 산출된 제어 성능 인덱스는 그래프로 표시될 수 있다(S250).
제2 서버(140)는 상기 산출된 제어 성능 인덱스를 그래표로 생성할 수 있다. 예컨대, 그래프는 실시간으로 생성됨과 동시에 모니터(160) 상에 표시될 수 있다. 예컨대, 그래프는 생성된 후 저장되며, 작업자나 시스템의 요청에 의해 모니터(160) 상에 표시될 수 있다
만일 모니터(160)가 제1 서버(130)에 연결된 경우, 해당 그래프 정보가 제2 서버(140)로 전달되어, 제2 서버(140)에 의해 모니터(160) 상에 표시될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 잉곳 성장시 제어 데이터를 업데이트하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 제2 서버(140)는 복수의 제어 성능 인덱스를 바탕으로 튜닝이 필요한 챔버(110), 공정 및 제어기를 결정할 수 있다(S310). 아울러, 제2 서버(140)는 상기 결정된 정보를 제1 서버(130)로 전달할 수 있다.
제1 서버(130)는 상기 결정된 정보를 바탕으로 새로운 제어 데이터를 산출할 수 있다(S320). 새로운 제어 데이터는 ADC 제어기, AGC 제어기, ATC 제어기 및 ATT 제어기를 포함하는 PID 제어기의 실행에 의해 산출될 수 있다.
제1 서버(130)는 상기 산출된 새로운 제어 데이터를 업데이트하고, 상기 업데이트된 제어 데이터를 해당 챔버(110)로 전달할 수 있다(S330).
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
100: 잉곳 성장 제어 시스템
110: 챔버
120: 제어부
130: 제1 서버
140: 제2 서버
150: 컴퓨터
160: 모니터

Claims (11)

  1. 복수의 챔버 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 상기 복수의 챔버 각각으로 전달하고, 상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하는 제어부;
    상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 저장 및 관리하는 제1 서버; 및
    상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하고 상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 출력하는 제2 서버
    를 포함하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서버는,
    상기 제1 서버로부터 상기 복수의 챔버 각각에 대한 상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 수집하는 입력부;
    상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 바탕으로 상기 복수의 챔버 각각에 대한 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하는 연산부; 및
    상기 복수의 제어 성능 인덱스를 그래프로 출력하는 출력부
    를 포함하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력된 복수의 제어 성능 인덱스를 표시하는 모니터
    를 더 포함하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모니터는 상기 제1 서버에 연결되어, 상기 제1 서버를 경유하여 상기 제2 서버에서 출력된 복수의 제어 성능 인덱스를 표시하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모니터는 상기 제2 서버에 연결되어, 상기 제2 서버에서 출력된 복수의 제어 성능 인덱스를 표시하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 데이터는 ADC 제어기, AGC 제어기, ATC 제어기 및 ATT 제어기를 포함하는 PID 제어기로부터 출력된 출력값인 잉곳 성장 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 서버는,
    상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 바탕으로 튜닝이 필요한 챔버, 공정 및 제어기를 결정하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 서버는,
    상기 결정된 정보를 바탕으로 새로운 제어 데이터를 산출하고,
    상기 산출된 새로운 제어 데이터를 업데이트하는 잉곳 성장 제어 시스템.
  9. 복수의 챔버 각각을 제어하기 위한 제어 데이터를 상기 복수의 챔버 각각으로 전달하는 단계;
    상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 제어 데이터에 대한 결과 데이터를 수신하는 단계;
    상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 저장 및 관리하는 단계;
    상기 제어 데이터 및 상기 결과 데이터를 바탕으로 복수의 제어 성능 인덱스를 산출하는 단계;
    상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 그래표로 표시하는 단계
    를 포함하는 잉곳 성장 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 산출된 복수의 제어 성능 인덱스를 바탕으로 튜닝이 필요한 챔버, 공정 및 제어기를 결정하는 단계;
    상기 결정된 정보를 바탕으로 새로운 제어 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 새로운 제어 데이터를 업데이트하여 해당 챔버로 전달하는 단계
    를 더 포함하는 잉곳 성장 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 데이터는 상기 ADC 제어기, 상기 AGC 제어기, 상기 ATC 제어기 및 상기 ATT 제어기 중 적어도 하나로부터 출력된 출력값인 잉곳 성장 제어 방법.
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