액티브 공압식 진동제어 시스템

for

Nano-scale resolution Wafer Metrology Systems

DVIA-P  

DVIA-P Series 는 특별히 반도체 공정에서 웨이퍼(wafer) 를 측정하기 위해 쓰이는 장비들을 제진하기 위해 제작되었습니다. 웨이퍼 공정 장비에서 광학직접회로 (photonics integrated circutis) 가 스테이지 장비 (linear stages) 탑재 되어서 공정을 진행 하는 데, 이때 움직이는 스테이지에 의해서 진동이 발생 하게 됩니다. 이러한 반도체 장비들은 진동에 저주파 진동에 매우 민감하여 많은 영향을 받습니다.  DVIA-P Series 액티브 제진시스템이 이러한 진동을 감소 시켜주고 빠르게 안정화 시켜주어 웨이퍼 측정이 원할 하게 하도록 합니다.

특징 및 장점

디지털 프로세서를 통한 제어 시스템

DVIA-P 시리즈의 디지털 컨트롤러는 동시 샘플링되는 A/D 19-channel 16-bit 와 D/A 10-channel 24-bit D/A Converters 가 적용되어 있으며, Texas Instruments' TMS320C6713®225 MHz 디지털 프로세서을 이용하여 실시간으로 6 축의 모든 진동과 진동제어를 위한 제어력을 계산합니다. 계산된 제어력을 공압식 엑츄에이터로 가하여 진동을 제어합니다. 

강력한 공압식 서보 벨브 엑츄에이터

DVIA-P 시리즈는 강력한 공압식 서보 밸브 엑츄에이터 때문에 선천적으로 패시브 진동 제어 시스템 (passive vibration isolation system) 보다 강성이 매우 뛰어납니다. 공압식 서보 벨브는 강력하고 강성이 뛰어나기에 스테이지 장비가 탑재된 매우 무거운 반도체 장비들을 지탱 할 수 있습니다. 공압식 서보 벨브 엑츄에이터의 또 다른 장점은 많은 양의 공기의 흐름을 컨트롤 하여 충분한 힘(force)을 발생시킵니다. 이 강력한 힘은 스테이지 장비가 탑재된 반도체 측정 장비을 안정화 시키고 진동을 제어 하는데 탁월합니다.

저주파 진동제어 성능

하단의 그래프에서 명확하게 보여지듯이, 액티브 제진 시스템은 공진주파수가 없어 패시브 제진 시스템에 비하여 저주파 대역인 1-10Hz 에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 진동에 극도로 민감한 장비들은 1-10Hz의 저주파 진동에 의해 불안정해지며 성능에 지장을 받게 되는데 DVIA-P 시리즈는 이러한 저주파 대역에서 매우 뛰어난 진동 제어 성능을 발휘합니다.

​장비 안정화 시간 & 위치 정확도

액티브 공압식 시스템은 디지털 시그날 프로세서를 통해 위치 센서들이 끊임없이 제진대의 위치를 측정 및 유지하려고 하기 때문에 제진 시스템의 위치 정확도는 극적으로 향상됩니다. 또한 가속도 센서들은 바닥이나 스테이지 장비에 의해 발생되는 진동을 즉각적으로 반응하고 감소시켜 줍니다.  제진대에 위에 장착 된 리니어 스테이지에서 발생되는 진동에 대한 그래프 (rotational acceleration curve) 는 DVIA-P 시리즈가 얼마나 향샹된 위치 정확도와 빠른 안정화 시간을 명확하게 보여줍니다.

Rotational Vibration Response Acceleration Curve

리니어 스테이지의 진동 문제 해결을 위해 진동제어 액티브 시스템

무거운 리니어 스테이지가 빠른 가속도로 움직이면 큰 변위가 발행하게 됩니다. DVIA-P 시리즈의 가속도 피드백 컨트롤은 변위를 최소화하고 안정화 시간을 줄이며 시스템의 위치 정확도를 향상시킵니다. 또한, 실시간으로 측정된 스테이지 위치 변위의 아날로그 출력 및 가속도를 컨트롤러에 연결하면 스테이지 피드-포워드(SFF) 시스템을 가동할 수 있습니다. SFF시스템은 스테이지 회전모멘트와 스테이지 가진력에 비례하는 힘을 발생시키는데 이로 인하여 스테이지의 위치 변위를 극적으로 감소시킬 수 있습니다.

6 자유도 진동 제어 시스템

DVIA-P 시리즈의 내부에 장착된 센서와 액츄에이터는 6축 진동을(X, Y, Z, pitch, roll, yaw) 측정 하여 즉각적으로 제어합니다.

피드백(Feedback) & 피드-포워드(Feed-forward) 알고리즘

포지션 피드백 : 제진장치 위의 장비가  진동이나 웨이퍼 로딩 등으로 영향을 받게 되면, 위치센서가 변위를 측정하여 디지탈 컨트롤러로 전송합니다. 센서를 통해 신호를 받게 되면 컨트롤러는 공기압 서보 밸브의 유량을 조절하여 변화된 위치를 원위치로 돌아가게 합니다. 

 

가속도 피드백 : 가속 피드백 시스템에서 가속도 센서는 장비에 영향을 주는 진동을 지속적으로 탐지하여 감쇠시킵니다.  다시 말해서, 가속도 피드백 시스템은 바닥으로부터 전달되는 진동을 감쇠시켜줄 뿐만 아니라, 스테이지로부터 발생되는 진동을 효과적으로 줄여줍니다.

 

플로어 피드-포워드 : 플로어 피드-포워드 시스템은 감지된 바닥진동이 제진장치 상부에 미칠 영향을 예측하여 상쇄력을 발생시킵니다. 피드-포워드 컨트롤 시스템은 제진장치의 기계적 특성, 탑재장비의 무게 등 동적 특성을 분석하여, 피드-포워드 게인을 조율하여 엑츄에이터를 가동시킵니다. 

 

스테이지 피드-포워드시스템이 스테이지에 대한 정보를 미리 알고 있으면, 제진장치 상판에 가해지는 힘과 동일한 반대의 힘을 발생시킬 수 있습니다. 그 결과, 스테이지의 운동에 의해 발생된 힘이 효과적으로 제어됩니다.

호환성

컨트롤러의 전면 판넬에는 LED, 전원 스위치, 두 개의 컨트롤 스위치, 조정을 위한 시리얼 인터페이스와 두 개의 아날로그 출력이 있어 다른 장비에 연결하여 사용할 수 있습니다. 컨트롤러의 뒷면 판넬에는 네 개의 엑츄에이터 커넥터, 아날로그 출력 커넥터와 디지털 입/출력 커넥터(16비트)가 있습니다.

진동환경측정 및 설치

대일시스템은 고객의 진동 문제 해결을 위한 토탈 솔루션을 제공합니다. 연구 환경의 모든 진동 소스들을 측정하기 위해 숙련된 기술자를 파견하고, 진동 데이터를 획득한 후 분석하여 가장 이상적인 제진장치를 선정합니다. 일반적으로, DVIA-P 시리즈는 반도체 FAB의 Raised Floor에 설치되는데, 이 경우 기술 전문가가 필요합니다. 저희 대일시스템의 노련한 설치 전문가 및 기술팀이 고객이 만족하실 만한 수준의 시스템 설치 및 튜닝을 제공합니다.

적용분야

Wafer Inspection

In-Line Inspection Systems

In-Line FIB-SEM Systems

In-Line AFM Systems

X-Ray Inspection Systems

CD-SEM

E-Beam Wafer Defect Inspection Systems

Photolithography

Stepper

FPD

Mask Aligners

Nanoscale Lithography Equipment

FPD Manufacturing

Inspection Systems

Precision Stepper Photolithography

Specifications

Copyright © 2020 DAEIL SYSTEMS CO.,LTD. All rights reserved.

40, Maengni-ro, Wonsam-myeon, Cheoin-gu, Yongin-si, Gyeonggi-do, Republic of Korea, Postal Code) 17166

Tel: +82-31-339-3375 

경기도 용인시 처인구 원삼면 맹리로 40 (주)대일시스템 우)17166

​대표전화번호: 031-339 3375   사업자번호: 117-81-15867