KR100337107B1 - Temperature Controller for Rapid Thermal Process Apparatus - Google Patents

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Abstract

급속열처리 장치용 온도제어기에 관하여 개시한다. 본 발명의 급속열처리 장치용 온도제어기는, 웨이퍼의 온도를 측정하는 파이로미터 및 파이로미터 판독기와; 웨이퍼의 온도를 측정하는 보조 온도 측정장치와; 파이로미터 판독기 및 보조 온도 측정장치로부터 측정된 각각의 온도를 입력받아, 파이로미터 판독기 및 상기 보조 온도 측정장치로부터 입력된 각각의 온도와 설정된 공정 온도를 비교 분석하여 데이터를 발생시키고 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키는 분석기와; 분석기로부터 데이터를 입력받아 열원장치로 공급되는 전력의 세기를 조절하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 급속열처리 공정을 진행하는 동안 웨이퍼의 온도와 설정된 공정 온도를 비교 분석하여 데이터를 발생시켜 모니터링 할 수 있을 뿐 만 아니라, 공정에 문제가 발생할 경우에 경고 신호 및 공정 중지 신호를 발생시킴으로써 문제가 발생된 상태에서 공정이 계속 진행되는 방지하게 되어 반도체의 생산 수율을 향상시킬 수 있고, 또한, 파이로미터로부터 측정되는 온도의 오차를 파악할 수 있으므로 파이로미터로부터 온도가 잘못 측정됨으로써 발생되는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.A temperature controller for a rapid heat treatment device is disclosed. A temperature controller for a rapid heat treatment apparatus of the present invention includes a pyrometer and a pyrometer reader for measuring a temperature of a wafer; An auxiliary temperature measuring device for measuring a temperature of the wafer; Each temperature measured from the pyrometer reader and the auxiliary temperature measuring device is input to generate data by comparing and analyzing the respective temperatures input from the pyrometer reader and the auxiliary temperature measuring device to set process temperature. An analyzer for generating a warning signal; It is characterized in that it comprises a controller for receiving the data from the analyzer to adjust the strength of the power supplied to the heat source device. According to the present invention, not only can the wafer temperature and the set process temperature be compared and analyzed during the rapid heat treatment process to generate and monitor data, but also generate a warning signal and a process stop signal when a problem occurs in the process. This prevents the process from proceeding in a state where a problem occurs, thereby improving the yield of semiconductor production, and also detecting errors in the temperature measured from the pyrometer. It is possible to prevent the problem from occurring.

Description

급속열처리 장치용 온도제어기 {Temperature Controller for Rapid Thermal Process Apparatus}Temperature Controller for Rapid Heat Treatment System {Temperature Controller for Rapid Thermal Process Apparatus}

본 발명은 급속열처리 장치용 온도제어기에 관한 것으로 특히, 급속 열처리 공정 진행 중에 발생되는 문제점들을 모니터링 할 수 있는 급속열처리 장치용 온도제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature controller for a rapid heat treatment apparatus, and more particularly, to a temperature controller for a rapid heat treatment apparatus capable of monitoring problems occurring during a rapid heat treatment process.

최근 반도체 장치의 고집적화와 함께 반도체 소자에 사용되는 웨이퍼의 구경이 점점 커지고 있는 반면, 반도체 소자의 제조시 열적 예산(Thermal Budget)은 낮아지는 관계로 반도체 소자의 제조에 급속열처리가 많이 이용되고 있다. 이와 같이 급속열처리를 함에 있어서, 웨이퍼의 모든 면적에 걸친 온도균일성은 웨이퍼에 주입된 불순물층의 균일한 확산과 산화막과 같은 물질막을 균일하게 성장시키기 위하여 매우 중요하다.Recently, with increasing integration of semiconductor devices, the size of wafers used in semiconductor devices is increasing, whereas rapid thermal processing is widely used in the manufacture of semiconductor devices because the thermal budget of the semiconductor devices is lowered. In this rapid heat treatment, temperature uniformity over all areas of the wafer is very important for uniform diffusion of the impurity layer injected into the wafer and uniform growth of a material film such as an oxide film.

도 1a는 종래 급속열처리 장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 급속열처리 장치에서 온도 제어기를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 1a is a schematic diagram for explaining a conventional rapid heat treatment apparatus, Figure 1b is a schematic diagram for explaining a temperature controller in the rapid heat treatment apparatus according to Figure 1a.

도 1a를 참조하면, 급속열처리 장치는 열원장치(20), 석영창(30) 또는 석영챔버, 파이로미터(41)로 이루어진 온도측정부 및 온도제어부로 구성된 온도제어기, 및 가스공급부 등으로 이루어진다.Referring to FIG. 1A, the rapid heat treatment apparatus includes a heat source device 20, a quartz window 30 or a quartz chamber, a temperature controller composed of a pyrometer 41, a temperature controller composed of a temperature controller, and a gas supply unit. .

열원장치(20)로는 텅스텐-할로겐 램프가 주로 사용되며, 텅스텐-할로겐 램프로부터 방사되는 적외선에 의하여 웨이퍼(10)를 가열하게 된다. 석영창(30) 또는석영챔버는 대기로부터 워이퍼(10)를 분리시켜 급속열처리 공정을 진행하는 동한 일정한 분위기를 유지시켜 주고 대기 중의 먼지 등의 오염물질로부터 웨이퍼(10)를 보호하는 한편, 열원장치(20)로부터 방사되는 적외선을 투과시켜주는 역할을 한다.A tungsten-halogen lamp is mainly used as the heat source device 20, and the wafer 10 is heated by infrared rays emitted from the tungsten-halogen lamp. The quartz window 30 or quartz chamber separates the wafer 10 from the atmosphere, maintains a constant atmosphere during the rapid heat treatment process, protects the wafer 10 from contaminants such as dust in the air, and heat source. It serves to transmit the infrared radiation emitted from the device 20.

온도측정부는 비접촉 방식으로 웨이퍼(10)의 온도를 빠르게 측정하기 위하여 주로 파이로미터(Pyrometer)(41)가 사용된다. 파이로미터(41)는 웨이퍼(10)가 가열되어 방출하는 특정 파장의 세기 검출하게 된다.The temperature measuring unit mainly uses a pyrometer 41 to quickly measure the temperature of the wafer 10 in a non-contact manner. The pyrometer 41 detects the intensity of a specific wavelength emitted from the wafer 10 by heating.

도 1b를 참조하면, 파이로미터(41)에 의하여 검출된 파장은 파이로미터 판독기(42)에 의하여 온도로 판독되고, 판독된 온도가 온도제어부(50)에 입력되면 온도제어부(50)에서는 설정된 공정 조건 즉, 레시피(Recipe)에서 지정하는 온도와 웨이퍼(10)의 온도를 맞추기 위하여 비교 제어값을 출력하게 된다. 파워 콘트롤러(60)에서는 온도제어부(50)에서 출력된 신호를 입력받아 제어된 전력을 열원장치(20)로 공급하게 된다.Referring to FIG. 1B, the wavelength detected by the pyrometer 41 is read as a temperature by the pyrometer reader 42, and when the read temperature is input to the temperature controller 50, the temperature controller 50 determines that the temperature is controlled. In order to match the temperature of the wafer 10 with the temperature specified in the set process conditions, that is, recipe (Recipe), the comparison control value is output. The power controller 60 receives the signal output from the temperature controller 50 and supplies the controlled power to the heat source device 20.

이와 같은 급속열처리 장치에 있어서 웨이퍼의 온도를 정확히 측정하는 것은 급속열처리 공정의 신뢰성과 반도체장치의 질을 결정하는 매우 중요한 요소이므로 파이로미터의 성능은 매우 중요하다. 하지만, 파이로미터는 공정을 진행하는 동안의 웨이퍼 상태 즉, 온도에 따른 방사율(Emissivity), 챔버의 기하학적 특성, 파이로미터의 스펙트럼 파장, 및 웨이퍼 상에 형성된 박막의 종류 및 두께에 의하여 매우 민감하게 동작한다.Accurate measurement of wafer temperature in such a rapid thermal processing apparatus is a very important factor in determining the reliability of the rapid thermal processing process and the quality of the semiconductor device, so the performance of the pyrometer is very important. However, the pyrometer is very sensitive to the wafer state during the process, ie the emissivity with temperature, the geometry of the chamber, the spectral wavelength of the pyrometer, and the type and thickness of the thin film formed on the wafer. It works.

따라서, 공정 진행 중의 여러 조건에 의하여 파이로미터에서 검출되는 온도가 변화하게 될 뿐 만 아니라, 파이로미터와 웨이퍼와의 거리, 파이로미터에서 측정 부분의 오염 등으로 온도에 대한 오차 범위가 ±1℃ 이하인 정확도를 유지해야 하는 급속열처리 공정에서 웨이퍼 상의 온도 균일도나 웨이퍼 간의 온도 균일도 형성에 많은 장애를 유발하고 있다. 따라서, 초기 설치시 및 챔버를 클린링 하기 위하여 파이로미터를 챔버로부터 분리 한 후 다시 장착하는 등의 공정 뿐 만 이나라, 정기적으로 오차 보정 절차가 필요하게 된다.Therefore, not only the temperature detected by the pyrometer is changed by various conditions during the process, but also the error range of the temperature due to the distance between the pyrometer and the wafer and the contamination of the measuring part in the pyrometer is ± In the rapid heat treatment process that must maintain the accuracy of less than 1 ℃ causes a lot of obstacles in the temperature uniformity on the wafer or the formation of temperature uniformity between the wafers. Therefore, in order to clean the chamber during the initial installation and to remove the pyrometer from the chamber and then remount it, the error correction procedure is required on a regular basis.

그런데, 파이로미터의 정기적인 오차 보정 절차를 실시함에도 불구하고 파이로미터를 사용하여 온도를 검출함에 있어서 검출되는 온도의 오차에 의하여 많은 문제점이 야기되고 있다. 이것은 급속열처리 공정의 특성 상 급속열처리 공정 직후에 공정의 결과를 직접 확인할 수 없고 후 공정으로 넘어간 웨이퍼가 최종 완성된 다음에야 열처리 공정의 문제점을 발견할 수 있기 때문이다. 따라서, 이것은 웨이퍼 생산수율을 향상시키는 데 있어서 커다란 걸림돌로 작용하고 있다.However, despite the periodic error correction procedure of the pyrometer, many problems are caused by the error of the temperature detected in the temperature detection using the pyrometer. This is because, due to the characteristics of the rapid heat treatment process, the result of the process cannot be directly confirmed immediately after the rapid heat treatment process, and the problem of the heat treatment process can be found only after the wafer is finally completed. Thus, this is a big obstacle in improving wafer yield.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열처리 공정을 진행하는 동안 웨이퍼의 온도와 설정된 공정 온도를 모니터링 할 수 있을 뿐 만 아니라 측정된 웨이퍼 온도에 대한 신뢰도를 향상시키고, 파이로미터로부터 측정되는 온도의 오차를 파악할 수 있는 급속열처리 장치용 온도제어기를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical task of the present invention is to not only monitor the wafer temperature and the set process temperature during the heat treatment process, but also improve the reliability of the measured wafer temperature, and to measure the temperature measured from the pyrometer. The present invention provides a temperature controller for a rapid heat treatment device capable of identifying an error.

도 1a는 종래 급속열처리 장치를 설명하기 위한 개략도;1A is a schematic view for explaining a conventional rapid heat treatment apparatus;

도 1b는 도 1a에 따른 급속열처리 장치에서 온도 제어기를 설명하기 위한 개략도;1B is a schematic diagram for explaining a temperature controller in the rapid heat treatment apparatus according to FIG. 1A;

도 2a는 본 발명의 급속열처리 장치용 온도제어기를 설명하기 위한 개략도;2A is a schematic diagram for explaining a temperature controller for a rapid heat treatment apparatus of the present invention;

도 2b 및 2c는 도 2a에 따른 급속열처리 장치용 온도제어기에서 파이로미터로부터 측정된 시간에 대한 온도 변화와 열전대에서 측정된 시간에 대한 온도 변화를 나타낸 각각의 그래프이다.2b and 2c are respective graphs showing a temperature change with respect to time measured from a pyrometer and a temperature change with time measured from a thermocouple in the temperature controller for the rapid heat treatment apparatus according to FIG. 2a.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 파이로미터 120 : 파이로미터 판독기110: pyrometer 120: pyrometer reader

210 : 열전대 220 : 열전대 컨버터210: thermocouple 220: thermocouple converter

300 : 분석기300: Analyzer

410 : 메인제어기 420 : 파워 제어기410: main controller 420: power controller

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 급속열처리 장치용 온도제어기는, 웨이퍼의 온도를 측정하는 파이로미터 및 파이로미터 판독기와; 상기 파이로미터에 의하여 측정된 온도와 자신에 의하여 측정된 상기 웨이퍼의 온도 사이에 일정한 편차가 발생하도록 설치되는 보조 온도 측정장치와; 상기 파이로미터 및 보조 온도 측정장치로부터 측정된 각각의 온도를 입력받아 상기 파이로미터 판독기 및 상기 보조 온도 측정장치로부터 입력된 각각의 온도와 상기 설정된 공정 온도를 비교 분석하여 데이터, 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키고, 상기 파이로미터에 의하여 측정된 온도와 상기 보조 온도 측정장치에 의하여 측정된 온도가 일정한 편차를 벗어나면 상기 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키는 분석기와; 상기 분석기로부터 데이터를 입력받아 상기 열원장치로 공급되는 전력의 세기를 조절하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.The temperature controller for the rapid thermal processing apparatus of the present invention for achieving the above technical problem, and a pyrometer and pyrometer reader for measuring the temperature of the wafer; An auxiliary temperature measuring device installed to generate a constant deviation between the temperature measured by the pyrometer and the temperature of the wafer measured by the pyrometer; Receives the respective temperatures measured from the pyrometer and the auxiliary temperature measuring device and compares and analyzes each of the temperatures input from the pyrometer reader and the auxiliary temperature measuring device and the set process temperature to obtain data, a process stop signal, and An analyzer for generating a warning signal and generating the process stop signal and the warning signal when the temperature measured by the pyrometer and the temperature measured by the auxiliary temperature measuring device deviate from a certain deviation; And a controller for receiving data from the analyzer and adjusting the intensity of power supplied to the heat source device.

이 때, 상기 보조 온도 측정장치는 열전대 및 열전대 컨버터로 이루어져도 좋다.In this case, the auxiliary temperature measuring device may be composed of a thermocouple and a thermocouple converter.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2a는 본 발명의 급속열처리 장치용 온도제어기를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2b 및 2c는 도 2a에 따른 급속열처리 장치용 온도제어기에서 설정된 공정 조건 즉, 시간에 대한 온도 변화율과 열전대에서 측정된 시간에 대한 온도 변화를 나타낸 각각의 그래프이다.Figure 2a is a schematic diagram for explaining the temperature controller for a rapid heat treatment apparatus of the present invention, Figures 2b and 2c is a process condition set in the temperature controller for a rapid heat treatment apparatus according to Figure 2a, that is measured in the temperature change rate and thermocouple over time Each graph shows a change in temperature over time.

도 2a를 참조하면, 파이로미터(110)와 열전대(210)가 급속열처리 장치에 안착된 웨이퍼(10)로부터 이격되어 설치되며, 파이로미터(110)에는 파이로미터 판독기(120)가 설치되고, 열전대(210)에는 열전대 컨버터(220)가 설치된다. 일반적으로 열전대(210)는 웨이퍼(10)에 접촉되어 설치되지만, 파이로미터(110)에서 측정되는온도와 열전대(210)에서 측정된 온도에 일정한 편차를 발생시킬 뿐 만 아니라 회전하는 웨이퍼(10)로부터 온도를 용이하게 검출하며 접촉에 의해 발생되는 부수적인 문제점들을 방지하기 위하여 열전대(210)를 웨이퍼(10)로부터 이격시켜 설치한다. 파이로미터(110)에서 측정되는 웨이퍼(10)의 파장은 파이로미터 판독기(120)에서 온도로 판독되고, 열전대(210)에서 발생되는 기전력은 열전대 컨버터(220)에서 온도로 변환된다. 파이로미터 판독기(120) 및 열전대 컨버터(220)에서 판독 및 변환된 온도는 각각 온도 분석기(300)로 입력된다. 이 때, 파이로미터 판독기(120)에서 판독된 온도와 열전대 컨버터(220)에서 변환된 온도는 일정한 편차가 있게 된다.Referring to FIG. 2A, the pyrometer 110 and the thermocouple 210 are spaced apart from the wafer 10 seated in the rapid thermal processing apparatus, and the pyrometer 110 has a pyrometer reader 120 installed therein. The thermocouple 210 is provided with a thermocouple converter 220. Generally, the thermocouple 210 is installed in contact with the wafer 10, but not only generates a constant deviation between the temperature measured by the pyrometer 110 and the temperature measured by the thermocouple 210, but also rotates the wafer 10. The thermocouple 210 is installed away from the wafer 10 in order to easily detect the temperature and avoid incidental problems caused by contact. The wavelength of the wafer 10 measured at the pyrometer 110 is read as temperature in the pyrometer reader 120, and the electromotive force generated in the thermocouple 210 is converted to temperature in the thermocouple converter 220. The temperatures read and converted by the pyrometer reader 120 and the thermocouple converter 220 are input to the temperature analyzer 300, respectively. At this time, the temperature read by the pyrometer reader 120 and the temperature converted by the thermocouple converter 220 may have a constant deviation.

도 2a에서 참조 부호 'A'는 열전대(210)의 확대도이다. 참조 부호 'A'를 참조하면, 열전대(210)는 열전대 소선(211)과, 열전대 소선(211)을 감싸주는 열전대 보호막(212)과, 열전대 소선(211)의 일단과 연결되는 열전대 보상 도선(214)과, 열전대 소선(211)을 외부와 차단시키기 위하여 열전대 소선(211)과 열전대 보상 도선(214)의 연결 부위에 설치되는 실링 컨넥터(213)와, 열전대 보상 도선(214)과 연결되어 열전대 보상 도선(214)으로부터 출력되는 신호를 열전대 컨버터(220)로 전달하는 열전대 컨넥터(215)로 이루어진다. 여기서, 열전대 보호막(212)은 열전대 소선(211)의 반응속도를 연장시키지 않으면서 산화 및 고온에 견딜 수 있는 물질을 사용함으로써 챔버 내부의 가스에 의하여 열전대 소선(211)이 열화 및 산화되는 것을 방지한다.In FIG. 2A, reference numeral 'A' is an enlarged view of the thermocouple 210. Referring to reference numeral 'A', the thermocouple 210 may include a thermocouple element wire 211, a thermocouple protective film 212 surrounding the thermocouple element wire 211, and a thermocouple compensation lead connected to one end of the thermocouple element wire 211 ( 214, a sealing connector 213 installed at a connection portion of the thermocouple element wire 211 and the thermocouple compensation lead wire 214, and the thermocouple compensation lead wire 214 in order to block the thermocouple element wire 211 from the outside. The thermocouple connector 215 transfers a signal output from the compensating lead 214 to the thermocouple converter 220. Here, the thermocouple protective film 212 is a material that can withstand the oxidation and high temperature without extending the reaction rate of the thermocouple element 211 to prevent the thermocouple element wire 211 is deteriorated and oxidized by the gas inside the chamber. do.

분석기(300)에서는 분석기(300)로 입력된 각각의 온도들을 미리 설정된 공정 조건 예컨대, 시간에 대한 온도 변화 등과 비교 분석하여 데이터를 발생시킨 다음 메인제어기(410)로 데이터를 출력시킨다. 그리고, 분석된 데이터들이 분석기(300)에 모니터링 된다. 한편, 분석기(300)에서는 설정된 공정 시간에 대한 온도 변화와 공정 초기에서부터 공정을 진행하는 동안 파이로미터(110) 및 열전대(210)에서 측정되는 시간에 대한 온도 변화를 비교 분석하여 이상이 발생하게 되면, 즉 파이로미터 및 열전대로부터 측정된 각각의 온도가 설정된 공정온도로부터 미리 설정된 오차범위를 벗어나면 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키게 된다. 이와 같이, 분석기(300)에서 경고 신호 또는 공정 중지 신호를 공정에 문제가 발생하였을 때 발생시킴으로써 문제가 생긴 상태에서 공정이 계속 진행되는 것을 방지하게 된다. 그리고, 파이로미터와, 파이로미터와는 특성이 다른 열전대를 이용하여 웨이퍼의 온도를 각각 측정함으로써 측정된 웨이퍼 온도에 대한 신뢰도를 향상시키게 된다.The analyzer 300 analyzes each of the temperatures input to the analyzer 300 in a predetermined process condition, for example, temperature change with respect to time, generates data, and then outputs the data to the main controller 410. The analyzed data is monitored by the analyzer 300. Meanwhile, the analyzer 300 compares the temperature change with respect to the set process time and the temperature change with respect to the time measured by the pyrometer 110 and the thermocouple 210 during the process from the beginning of the process to cause an abnormality. In other words, when the respective temperatures measured from the pyrometer and the thermocouple are out of the preset error range from the set process temperature, the process stop signal and the warning signal are generated. As such, when the analyzer 300 generates a warning signal or a process stop signal when a problem occurs in the process, the process may be prevented from continuing in the state where the problem occurs. In addition, by measuring the temperature of the wafer using a pyrometer and a thermocouple having different characteristics from the pyrometer, the reliability of the measured wafer temperature is improved.

한편, 파이로미터에서 측정된 웨이퍼 온도와 설정온도가 동일한 경우에 도 2b를 참조하여 설정된 공정 조건 즉, 파이로미터로부터 측정된 시간에 대한 온도 변화율을 나타낸 그래프(ⓐ)와 열전대에서의 온도 변화율을 나타낸 그래프(ⓑ)를 비교하면, 특정한 시간대(A)에서 열전대로부터 측정된 온도가 설정된 공정 조건에서 지정하는 온도와 일정한 편차를 나타낸다. 이 편차는 열전대의 구성방법, 구조, 재질, 및 웨이퍼와의 거리 등에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 'A'구간에서의 열전대로부터 측정된 온도와 파이로미터로부터 측정된 온도를 비교하여 공정의 감시를 할 경우에 'A'구간에서의 열전대로부터 측정될 온도는 미리 실험에 의하여 도출하고, 그 온도와 허용 오차 범위 및 경고 범위의 값을 분석기(300)에 지정한다.On the other hand, when the wafer temperature measured in the pyrometer and the set temperature is the same, the graph (ⓐ) showing the rate of change of temperature with respect to the time measured from the pyrometer and the process conditions set with reference to Fig. 2b and temperature change rate in the thermocouple Comparing the graph (ⓑ), the temperature measured from the thermocouple at a particular time zone (A) shows a constant deviation from the temperature specified in the set process conditions. This deviation may vary depending on the method of construction, structure, material, distance from the wafer, and the like. For example, when monitoring the process by comparing the temperature measured from the thermocouple in the 'A' section with the temperature measured from the pyrometer, the temperature to be measured from the thermocouple in the 'A' section is derived by experiment in advance. The values of the temperature, the tolerance range and the warning range are assigned to the analyzer 300.

도 2c는 도 2b에 따른 그래프에서 'A'구간의 확대도이다. 도 2c에서 ⓐ 및 ⓑ는 도 2b와 마찬가지로 'A'구간에서 파이로미터 및 열전대로부터 측정된 온도를 각각 나타내는 그래프이다. 그리고, 도 2c의 ⓑ 그래프를 중심으로 하여 상하로 형성된 참조 부호 ①은 허용 범위 영역이고, ②는 경고 신호 발생 영역이다.2C is an enlarged view of a section 'A' in the graph according to FIG. 2B. In FIG. 2C, ⓐ and ⓑ are graphs showing temperatures measured from a pyrometer and a thermocouple in a section 'A' as in FIG. 2B, respectively. Reference numerals 1 and 2 formed up and down centering on the b graph in FIG. 2C indicate an allowable range region, and 2 indicates a warning signal generation region.

도 2c를 참조하면, 도 2b와 같이 파이로미터와 열전대에서 측정된 온도 편차가 일정한 경우에 분석기에서 지정된 열전대의 온도는 450℃이며 그 허용 범위(①)는 ±10℃로서 440∼460℃이다. 그리고, 경고 신호 발생 영역(②)은 420∼440℃ 및 460∼480℃이며, 공정 중지 신호 발생 영역은 420℃이하 및 480℃이상이다. 따라서, 공정 진행 중에 분석기는 지정된 'A'구간의 온도(450℃)와 열전대로부터 측정된 온도를 비교 분석하여 공정의 계속 진행 여부 및 경고 신호 또는 공정 중지 신호의 발생 여부를 판단하게 된다.Referring to FIG. 2C, when the temperature deviation measured by the pyrometer and thermocouple is constant as shown in FIG. . The warning signal generation area ② is 420 to 440 ° C and 460 to 480 ° C, and the process stop signal generation area is 420 ° C or less and 480 ° C or more. Accordingly, during the process, the analyzer compares and analyzes the temperature of the designated 'A' section (450 ° C.) with the temperature measured from the thermocouple to determine whether the process continues and whether a warning signal or a process stop signal is generated.

만약 'A'구간에서 열전대로부터 측정된 온도가 허용범위(①)를 벗어나 경고 신호 발생 영역(②)에 들어갈 경우 공정 상의 심각한 문제는 없으나 설비를 점검할 필요가 있으므로 분석기에서는 경고 신호를 발생시키되 공정은 계속 진행된다. 그리고, 열전대에서 측정되는 온도가 공정 중지 신호 발생 영역으로 들어갈 경우에는 분석기에서는 공정 중지 신호를 발생시키고 공정을 중지시키게 된다. 이 때, 사용자는 생산을 위한 공정을 중지시키고 장비의 온도 측정 및 제어 부분을 점검, 조치하게 된다.If the temperature measured from the thermocouple in the 'A' section is outside the permissible range (①) and enters the warning signal generating area (②), there is no serious problem in the process, but since the equipment needs to be checked, the analyzer generates a warning signal. Continues. When the temperature measured in the thermocouple enters the process stop signal generation region, the analyzer generates a process stop signal and stops the process. At this time, the user stops the process for production and checks and measures the temperature measurement and control part of the equipment.

이와 같이, 파이로미터에서 측정된 온도와 열전대에서 측정된 온도를 분석하여 경고 신호 및 공정 중지 신호를 발생시킴으로써 후공정의 진행 없이 곧바로 파이로미터의 보정 절차를 수행하게 된다.As such, by analyzing the temperature measured by the pyrometer and the temperature measured by the thermocouple to generate a warning signal and a process stop signal, the calibration procedure of the pyrometer is immediately performed without the progress of the post process.

한편, 본 실시예에서는 설정된 공정 조건 중에서 파이로미터와 열전대로부터 측정되는 온도의 편차와 허용되는 특정 온도 범위를 이용하여 경고 신호 또는 공정 중지 신호를 발생시켰지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, a warning signal or a process stop signal is generated by using a deviation of the temperature measured from the pyrometer and the thermocouple and a specific allowable temperature range among the set process conditions, but are not necessarily limited thereto.

다시 도 2a를 참조하면, 메인제어기(410)는 분석기(300)로부터 데이터를 입력받아 열원장치(20)로 공급되는 전력의 세기를 조절하는 신호를 발생시키면, 파워제어기(420)에서는 메인제어기(410)로부터 신호를 입력받아 열원장치(20)로 공급되는 전력을 증감시킴으로써 기판(10)의 온도를 설정된 공정 조건으로 유지시키게 된다.Referring again to FIG. 2A, when the main controller 410 receives data from the analyzer 300 and generates a signal for adjusting the intensity of power supplied to the heat source device 20, the main controller 420 may control the power controller 420. By receiving a signal from the 410 to increase or decrease the power supplied to the heat source device 20 to maintain the temperature of the substrate 10 in the set process conditions.

상술한 바와 같이 본 발명의 급속열처리 장치용 온도제어기에 의하면, 급속열처리 공정을 진행하는 동안 웨이퍼의 온도와 설정된 공정 온도를 비교 분석하여 데이터를 발생시켜 모니터링 할 수 있을 뿐 만 아니라, 공정에 문제가 발생할 경우에 경고 신호 및 공정 중지 신호를 발생시킴으로써 문제가 발생된 상태에서 공정이 계속 진행되는 방지하게 되어 반도체의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the temperature controller for the rapid heat treatment apparatus of the present invention, not only can the data be generated and monitored by comparing and analyzing the wafer temperature and the set process temperature during the rapid heat treatment process, but also there is a problem in the process. By generating a warning signal and a process stop signal when it occurs, it is possible to prevent the process from proceeding in a state where a problem occurs, thereby improving the production yield of the semiconductor.

또한, 파이로미터와, 파이로미터와는 특성이 다른 보조 온도 측정장치를 이용하여 웨이퍼의 온도를 측정함으로써 측정된 웨이퍼 온도에 대한 신뢰도를 향상시키고, 파이로미터로부터 측정되는 온도의 오차를 파악할 수 있으므로 파이로미터로부터 온도가 잘못 측정됨으로써 발생되는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.In addition, by measuring the temperature of the wafer using a pyrometer and an auxiliary temperature measuring device having different characteristics from the pyrometer, it is possible to improve the reliability of the measured wafer temperature and to identify the error of the temperature measured from the pyrometer. This can prevent problems caused by incorrect temperature measurement from the pyrometer.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited only to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (4)

열원장치에 의하여 웨이퍼를 설정된 공정 온도로 설정된 시간 동안 급속열처리하는 급속열처리 장치용 온도제어기에 있어서;A temperature controller for a rapid heat treatment apparatus for rapidly heat treating a wafer by a heat source device at a set process temperature; 상기 웨이퍼의 온도를 측정하는 파이로미터 및 파이로미터 판독기와;A pyrometer and a pyrometer reader for measuring the temperature of the wafer; 상기 파이로미터에 의하여 측정된 온도와 자신에 의하여 측정된 상기 웨이퍼의 온도 사이에 일정한 편차가 발생하도록 설치되는 보조 온도 측정장치와;An auxiliary temperature measuring device installed to generate a constant deviation between the temperature measured by the pyrometer and the temperature of the wafer measured by the pyrometer; 상기 파이로미터 및 보조 온도 측정장치로부터 측정된 각각의 온도를 입력받아 상기 파이로미터 판독기 및 상기 보조 온도 측정장치로부터 입력된 각각의 온도와 상기 설정된 공정 온도를 비교 분석하여 데이터, 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키고, 상기 파이로미터에 의하여 측정된 온도와 상기 보조 온도 측정장치에 의하여 측정된 온도가 일정한 편차를 벗어나면 상기 공정 중지 신호 및 경고 신호를 발생시키는 분석기와;Receives the respective temperatures measured from the pyrometer and the auxiliary temperature measuring device and compares and analyzes each of the temperatures input from the pyrometer reader and the auxiliary temperature measuring device and the set process temperature to obtain data, a process stop signal, and An analyzer for generating a warning signal and generating the process stop signal and the warning signal when the temperature measured by the pyrometer and the temperature measured by the auxiliary temperature measuring device deviate from a certain deviation; 상기 분석기로부터 데이터를 입력받아 상기 열원장치로 공급되는 전력의 세기를 조절하는 제어기를 구비하는 급속열처리 장치용 온도제어기.And a controller for receiving data from the analyzer and adjusting the intensity of power supplied to the heat source device. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 보조 온도 측정장치는 열전대 및 열전대 컨버터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 급속열처리 장치용 온도제어기.The temperature controller of claim 1, wherein the auxiliary temperature measuring device comprises a thermocouple and a thermocouple converter. 삭제delete
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