KR100701677B1

KR100701677B1 - Temperature detector and heater control system with non-contact sense

Info

Publication number: KR100701677B1
Application number: KR1019990024590A
Authority: KR
Inventors: 김동현
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2007-03-29
Also published as: KR20010004005A

Abstract

본 발명은 반도체 메모리 제작 공정에 있어서, 비접촉 온도 계측 장치를 이용하여 히터의 온도와 표면 상태를 감지하고 히터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 히터 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater control system for sensing a temperature and a surface state of a heater and controlling power supplied to the heater in a semiconductor memory manufacturing process.

본 발명은 반응기 내부의 히터 온도와 표면 상태를 감지하기 위한 비접촉 온도 계측 장치에 있어서, 반응기 외부에 설치되어 반응기 내부를 계측하기 위한 비접촉 온도 센서 유닛; 상기 비접촉 온도 센서 유닛에서 감지된 신호를 증폭하기 위한 증폭부; 상기 증폭부의 신호를 특정 주파수의 범위로 제한하기 위한 필터부; 상기 비접촉 온도 센서 유닛을 구성하는 초퍼의 온도 변동에 따른 보정을 수행하는 온도 보정부; 상기 필터부와 온도 보정부의 출력 신호를 합산하기 위한 혼합부; 및, 상기 혼합부의 출력 신호를 표시하기 위한 디스플레이를 포함한다.The present invention provides a non-contact temperature measuring device for sensing a heater temperature and a surface state in a reactor, the apparatus comprising: a non-contact temperature sensor unit installed outside the reactor to measure the inside of the reactor; An amplifier for amplifying the signal detected by the non-contact temperature sensor unit; A filter unit for limiting a signal of the amplifier to a specific frequency range; A temperature correction unit for performing correction according to temperature variation of the chopper constituting the non-contact temperature sensor unit; A mixing unit for summing output signals of the filter unit and the temperature correction unit; And a display for displaying the output signal of the mixing unit.

본 발명은 비접촉 온도 계측 장치를 이용하여 히터의 온도와 표면 상태를 감지하고 히터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 히터 제어 시스템에 있어서, 상기 비접촉 온도 계측 장치와; 상기 비접촉 온도 계측 장치의 출력 신호에 따라 히터의 온도를 제어하기 위한 히터 제어부를 포함한다.The present invention provides a heater control system for sensing a temperature and surface state of a heater using a non-contact temperature measuring device and controlling power supplied to the heater, the non-contact temperature measuring device; And a heater controller for controlling the temperature of the heater according to the output signal of the non-contact temperature measuring device.

Description

Non-contact temperature measuring device and heater control system using same {Temperature detector and heater control system with non-contact sense}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 온도 계측 장치의 블록도,1 is a block diagram of a non-contact temperature measuring device according to an embodiment of the present invention;

도 2는 상기 도 1의 비접촉 온도 계측 장치의 회로도,2 is a circuit diagram of the non-contact temperature measuring apparatus of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 1의 비접촉 온도 계측 장치를 이용한 히터 제어 시스템의 블록도.3 is a block diagram of a heater control system using the non-contact temperature measuring apparatus of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭)(Name of the code for the main part of the drawing)

100: 비접촉 온도 계측 장치 200: 히터 제어부100: non-contact temperature measuring device 200: heater control unit

10: 비접촉 온도 센서 유닛 20: 증폭부10: non-contact temperature sensor unit 20: amplifier

30: 필터부 40: 온도 보정부30: filter unit 40: temperature correction unit

50: 혼합부 60: 디스플레이50: mixing unit 60: display

110: 교류 전원 공급부 120: 변압기110: AC power supply 120: transformer

130: 온도 제어부 140: 정류기130: temperature control unit 140: rectifier

1: 히터 2: 계측 창1: heater 2: instrumentation window

11: 센서 12: 초퍼11: sensor 12: chopper

13: 다이오드 OP1, ... , OP4: OP 앰프13: diodes OP1, ..., OP4: OP amplifier

R1, ... , R18: 저항 VR1, VR2, VR3: 가변 저항R1, ..., R18: resistors VR1, VR2, VR3: variable resistors

C1, ... , C4: 커패시터 D1, ... , D4: 다이오드 C1, ..., C4: Capacitors D1, ..., D4: Diode

본 발명은 반도체 메모리 제작 공정에 관한 것으로서, 비접촉 온도 계측 장치를 사용하여 히터의 온도와 표면 상태를 감지하고 히터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 히터 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory manufacturing process, and more particularly, to a heater control system for sensing a temperature and surface state of a heater and controlling power supplied to the heater using a non-contact temperature measuring device.

일반적으로 반도체 제작 공정에 있어서 반응기 내부의 온도를 측정하기 위한 열전쌍(Thermocouple)은 반응기 내부에 설치되어 직접 반응기 내부의 온도를 측정하게 된다. 그러나, 반응기가 작동하는 동안에 발생한 부산물(By-product)이 열전쌍에 증착되고, 이렇게 증착된 부산물을 제거하기 위해서 반응 과정이 끝난 후에 세척 과정(Clean Step)을 거치게 된다.In general, in the semiconductor manufacturing process, a thermocouple for measuring the temperature inside the reactor is installed inside the reactor to directly measure the temperature inside the reactor. However, by-products generated during the operation of the reactor are deposited on the thermocouple, and after the reaction process is completed, a clean step is performed to remove the deposited by-products.

상기 세척 과정(Clean Step)에서는 자동 세척(Auto Clean)을 통해 반응기 내부를 세척하며, 세척 정도를 판단하기 위해 끝점 감지기(End Point Detector)를 사용한다. 세척에 사용하는 세척 가스(Clean Gas)는 주로 NF₃, CF₄ 등을 사용하는데, 상기 끝점 감지기는 NF₃, CF₄ 등의 세척 가스가 반응한 후에 잔존하는 플루오르(F)의 성분을 분석함으로써 세척 상태를 판단한다.In the clean step, the inside of the reactor is cleaned through auto cleaning, and an end point detector is used to determine the degree of cleaning. The cleaning gas used for cleaning is mainly NF ₃ , CF _4, etc. The endpoint detector analyzes the fluorine (F) component remaining after the cleaning gas such as NF ₃ , CF ₄ is reacted. Determine the cleaning status.

그러나, 상기와 같이 반응기 내부에 설치된 열전쌍은 반응이 진행됨에 따라 증착된 부산물에 의해서 감도(Sensibility)가 떨어지게 되고, 결국 열전쌍에 의해 측정된 온도는 정확한 값을 가지지 못한다.However, as described above, the thermocouple installed inside the reactor has a reduced sensitivity due to the by-products deposited as the reaction proceeds, and thus the temperature measured by the thermocouple does not have an accurate value.

또한, 상기 끝점 감지기에 의한 분석 방법은 세척 가스 성분을 분석하여 세척 여부를 판정하기 때문에 히터의 상태를 직접 알 수 없으며, 반응이 모두 끝난 상태에서 성분 분석을 하기 때문에 반응이 일어나고 있는 동안의 히터의 상태를 파악할 수 없게 된다.In addition, the analysis method by the endpoint detector is not able to directly know the state of the heater because it determines whether to wash by analyzing the component of the cleaning gas, and because the component analysis in the state of the reaction is completed, You won't be able to grasp the state.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반응기 외부에 설치되어 반응기 내부의 히터 온도와 표면 상태를 감지하기 위한 비접촉 온도 계측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide a non-contact temperature measurement device installed outside the reactor for detecting the heater temperature and surface conditions inside the reactor.

또한 본 발명은, 상기 비접촉 온도 계측 장치를 이용하여 히터의 온도와 표면 상태를 감지하고 히터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 히터 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a heater control system for sensing the temperature and surface state of the heater and controlling the power supplied to the heater by using the non-contact temperature measuring device.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은반응기 내부의 히터의 온도와 표면 상태를 감지하기 위한 비접촉 온도 계측 장치에 있어서, 상기 히터의 온도를 센싱하여 주파수를 가지는 센서 신호로 변환하여 출력하는 비접촉식 적외선 센서, 상기 비접촉식 적외선 센서 전방에 위치되어 감지된 온도의 변화 신호를 생성하는 초퍼 및 상기 변화 신호에 따라 애노드 단자와 캐소드 단자 사이의 신호 차이를 발생하는 다이오드를 포함하며, 상기 반응기 외부에 설치되는 비접촉 온도 센서 유닛; 상기 비접촉 온도 센서 유닛으로부터 상기 센서 신호를 입력받아 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력 신호를 특정 주파수의 범위로 제한하는 필터부; 제1 OP 앰프, 상기 제1 OP 앰프의 비반전 입력단에 연결되는 제1 가변저항 및 상기 OP 앰프의 출력단에 연결되는 제2 가변저항을 포함하며, 상기 제1 및 제2 가변저항의 조정에 의해 상기 다이오드로부터 입력받은 신호 차이를 증폭 출력하여 상기 초퍼의 온도 변화에 따른 보정을 수행하는 온도 보정부; 상기 필터부의 출력 신호와 상기 온도 보정부의 출력 신호가 각각 제1 및 제2 저항을 통하여 병렬로 입력되는 비반전 입력단과, 상기 비반전 입력단으로 입력되는 신호를 증폭하기 위한 제3 저항이 연결되는 반전 입력단을 포함하며, 상기 비반전 입력단으로 입력되는 상기 필터부의 출력 신호와 상기 온도 보정부의 출력 신호를 합산하여 출력하는 비반전 합산 회로로 구성되는 혼합부; 및 상기 혼합부의 출력 신호를 표시하는 디스플레이를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is a non-contact temperature measuring device for detecting the temperature and surface state of the heater inside the reactor, the temperature of the heater is converted into a sensor signal having a frequency and output A non-contact infrared sensor, a chopper positioned in front of the non-contact infrared sensor to generate a change signal of a sensed temperature, and a diode for generating a signal difference between an anode terminal and a cathode terminal according to the change signal; A non-contact temperature sensor unit installed; An amplifier for receiving and amplifying the sensor signal from the non-contact temperature sensor unit; A filter unit limiting an output signal of the amplifier to a range of a specific frequency; A first OP amplifier, a first variable resistor connected to the non-inverting input terminal of the first OP amplifier and a second variable resistor connected to the output terminal of the OP amplifier, by adjusting the first and second variable resistor A temperature correction unit amplifying and outputting the signal difference received from the diode to perform correction according to the temperature change of the chopper; A non-inverting input terminal to which the output signal of the filter unit and the output signal of the temperature correction unit are respectively input in parallel through first and second resistors, and a third resistor for amplifying a signal input to the non-inverting input terminal is connected; A mixing unit including an inverting input terminal and comprising a non-inverting summing circuit for summing and outputting an output signal of the filter unit and an output signal of the temperature correcting unit input to the non-inverting input terminal; And a display for displaying the output signal of the mixing unit.

본 발명은 히터 감지 시스템에 있어서, 비접촉 온도 계측 장치와; 상기 비접촉 온도 계측 장치의 출력 신호에 따라 히터의 온도를 제어하기 위한 히터 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a heater sensing system, comprising: a non-contact temperature measuring device; The heater control unit for controlling the temperature of the heater in accordance with the output signal of the non-contact temperature measuring device.

상기 히터 제어부는 교류 전원을 공급하는 교류 전원 공급부(AC Power Supply); 상기 교류 전원의 크기를 변환하는 변압기(Transformer); 상기 비접촉 온도 계측 장치의 출력 신호에 따라 히터의 온도를 제어하기 위한 온도 제어부; 및 상기 변압기 출력 신호와 온도 제어부 출력 신호에 따라 히터에 인가되는 전압을 조절하는 정류기(Rectifier)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The heater control unit AC power supply for supplying AC power (AC Power Supply); A transformer for converting the magnitude of the AC power; A temperature controller for controlling the temperature of the heater according to the output signal of the non-contact temperature measuring device; And a rectifier for adjusting a voltage applied to the heater according to the transformer output signal and the temperature controller output signal.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 온도 계측 장치의 블록도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 온도 계측 장치(100)는 반응기 외부에 설치되어 반응기 내부를 계측하기 위한 비접촉 온도 센서 유닛(10)과; 비접촉 센서 유닛(10)의 센서(11)가 감지한 신호를 증폭하기 위한 증폭부(20)와; 상기 증폭부(20)에서 출력된 신호를 특정 주파수의 범위로 제한하기 위한 필터부(30)와; 상기 비접촉 센서 유닛(10)의 초퍼의 온도 변동에 따른 보정을 수행하는 온도 보정부(40)와; 상기 필터부(30) 및 온도 보정부(40)의 출력 신호를 합산하기 위한 혼합부(50)와; 상기 혼합부(50)의 출력 신호를 표시하기 위한 디스플레이(60)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.1 is a block diagram of a non-contact temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, the non-contact temperature measuring device 100 according to an embodiment of the present invention is installed outside the reactor and the non-contact temperature sensor unit 10 for measuring the inside of the reactor; An amplifier 20 for amplifying a signal sensed by the sensor 11 of the non-contact sensor unit 10; A filter unit 30 for limiting the signal output from the amplifier 20 to a specific frequency range; A temperature correction unit 40 for performing correction according to temperature variation of the chopper of the non-contact sensor unit 10; A mixing unit 50 for summing output signals of the filter unit 30 and the temperature correction unit 40; Characterized in that the display 60 for displaying the output signal of the mixing unit 50.

상기 비접촉 온도 센서 유닛(10)은 계측창(View Port: 2)을 통하여 반응기 내부의 히터(1)를 관측하기 위한 센서(11)와; 비접촉식 적외선 전방에 위치되어 감지된 온도의 변화 신호를 생성하는 초퍼(12)와; 초퍼의 변화 신호에 따라 애노드 단자와 캐소드 단자 사이의 신호 차이를 발생하는 다이오드(13)로 구성된다. 이 때, 상기 센서(11)에서 감지된 신호는 수 헤르쯔(Hertz: Hz)의 주파수를 가지는 출력 신호로 전환되어 증폭부(20)로 제공되며, 상기 다이오드(13)의 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 단자는 온도 보정부(40)에 연결된다.The non-contact temperature sensor unit 10 includes a sensor 11 for observing the heater 1 inside the reactor through a measurement port (View Port) 2; A chopper 12 positioned in front of the non-contact infrared ray to generate a sensed change in temperature; And a diode 13 for generating a signal difference between the anode terminal and the cathode terminal according to the change signal of the chopper. At this time, the signal sensed by the sensor 11 is converted into an output signal having a frequency of several Hertz (Hz) and provided to the amplifier 20, and the anode and the cathode of the diode 13 are provided. The (Cathode) terminal is connected to the temperature corrector 40.

적외선 센서는 방사 에너지의 양과 피측정물 사이의 온도 차이인 에너지 차이를 보정하여 출력하는 미분형 센서(Differential Sensor)이므로 정상 온도 또는 서서히 변화하는 물체를 감지(Sensing)할 수 없어서, 센서 앞에 초퍼를 붙이고 강제적으로 온도에 따른 에너지 변화를 만들어 준다. 이 때, 상기와 같은 초퍼를 내장한 형태가 비접촉 센서 유닛(10)으로 스테핑 모터 구동 방식과 압전 바이모-프(Bimorph) 진동자에 의한 방식이 있다.The infrared sensor is a differential sensor that corrects and outputs an energy difference, which is a temperature difference between the amount of radiant energy and the measured object. Therefore, the infrared sensor cannot sense a normal temperature or a slowly changing object. And forcibly makes energy changes with temperature. At this time, the form incorporating the chopper as described above includes a stepping motor driving method and a piezoelectric bimorph vibrator as the non-contact sensor unit 10.

도 2는 상기 도 1의 비접촉 온도 계측 장치(100)의 회로도를 도시한 것이다.FIG. 2 shows a circuit diagram of the non-contact temperature measuring apparatus 100 of FIG. 1.

상기 비접촉 온도 센서 유닛(10)은 계측창(2)을 통하여 반응기 내부의 히터(1)의 방사 에너지 변화를 감지한다. 센서(11)에 의해 감지된 센서 신호(S)는 증폭부(20)로 전달되고, 다이오드(13)의 애노드 단자(A)와 캐소드 단자(C)는 온도 보정부(40)에 연결된다.The non-contact temperature sensor unit 10 detects a change in radiation energy of the heater 1 inside the reactor through the measurement window 2. The sensor signal S detected by the sensor 11 is transmitted to the amplifier 20, and the anode terminal A and the cathode terminal C of the diode 13 are connected to the temperature corrector 40.

상기 증폭부(20)는 반전 증폭(Inverting Amplifier)을 수행하는 OP 앰프(Operational Amplifier: OP1)로 구성되는데, 직류 성분을 차단하기 위한 커패시터(Capacitor: C1)와 센서 신호를 증폭하기 위한 저항(R1, R2, R3) 및 출력 전압 을 분배하기 위한 저항(R4)과 가변 저항(VR1)으로 이루어 진다. 상기 OP 앰프(OP1)의 입력단에는 다이오드(D1, D2)가 설치되어서 전류가 양방향으로 모두 흐를 수 있도록 하고 있다. 상기 증폭부(20)의 전압 이득은 (R1 + R3)/R2의 값을 갖는다.The amplifier 20 is composed of an operational amplifier (OP1) for performing an inverting amplification (OP1), a capacitor (C1) for blocking the DC component and a resistor (R1) for amplifying the sensor signal , R2 and R3, and a resistor R4 and a variable resistor VR1 for distributing the output voltage. Diodes D1 and D2 are provided at the input terminal of the OP amplifier OP1 to allow current to flow in both directions. The voltage gain of the amplifier 20 has a value of (R1 + R3) / R2.

상기 필터부(30)는 특정 주파수의 범위로 제한할 수 있는데, 본 발명에서는 반도체 제조 공정에 사용되는 저 주파수(Low Frequency)의 신호를 통과시키는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 구성하였다. OP 앰프(OP2)의 비반전 입력 단자(Noninverting Input: +)에 연결되는 저항(R5, R6)은 같은 값을 갖고, 반전 입력 단자(Inverting Input: -)에 연결되는 저항(R7)은 비반전 입력 단자의 저항(R5, R6)의 2 배 정도의 값을 가진다. 입력 단의 커패시터(C2)도 비반전 입력단의 커패시터(C3)의 2 배 정도의 값을 가진다.The filter unit 30 may be limited to a specific frequency range. In the present invention, the filter unit 30 is configured as a low pass filter for passing a low frequency signal used in a semiconductor manufacturing process. The resistors R5 and R6 connected to the non-inverting input terminal (+) of the OP amplifier OP2 have the same value, and the resistor R7 connected to the inverting input terminal (-) is non-inverting. It has a value of about twice the resistance (R5, R6) of the input terminal. The capacitor C2 of the input terminal has a value twice that of the capacitor C3 of the non-inverting input terminal.

본 발명에서는 9 헤르쯔(Hz) 정도의 컷-오프(Cut-Off) 주파수를 설정하기 위하여, R5 = 100㏀, R6 = 100㏀, R7 = 220㏀, C2 = 0.24㎌, C3 = 0.12㎌의 값으로 설정하였다. 이 때, 컷-오프 주파수(fc)는 1/(2

π(R5)(C3))가 되어 fc = 1/(2

×3.14×10⁵×0.12×10^-6) = 9.383 Hz가 된다.In the present invention, in order to set a cut-off frequency of about 9 hertz (Hz), values of R5 = 100 Hz, R6 = 100 Hz, R7 = 220 Hz, C2 = 0.24 Hz, and C3 = 0.12 Hz Was set. At this time, the cut-off frequency fc is 1 / (2

π (R5) (C3)) becomes fc = 1 / (2

X 3.14 x 10 ⁵ x 0.12 x 10 ^-6 ) = 9.383 Hz.

상기 온도 보정부(40)는 OP 앰프(OP4)와 OP 앰프(OP4)의 비반전 입력단과 OP 앰프의 출력단에 연결되는 가변 저항(VR2, VR3)을 포함하며, 다수의 저항(R12, ... , R18), 커패시터(C4) 및 다이오드(D3, D4)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 온도 보정부(40)는 12 볼트의 직류 전원(Vcc)과 상기 비접촉 온도 센서 유닛(10)를 구성하는 다이오드(13)의 애노드 단자(A)와 캐소드 단자(C)를 입력으로 하여 초퍼(12)의 온도 변화에 따른 출력 신호(Vout)의 변화를 보정하기 위한 것으로서 초퍼(12)의 온도 변화가 필터부(30)의 신호와 함께 혼합부(50)로 전달한다.
즉, 상기 온도 보정부(40)는 비접촉 온도 센서 유닛(10)을 구성하는 다이오드의 애노드 단자(A)와 캐소드 단자(C)의 신호 차이를 증폭하여 이를 혼합부(50)로 제공하는 데, 상기 가변 저항(VR2, VR3)을 조정하여 출력 전압을 조절할 수 있다.The temperature compensator 40 includes variable resistors VR2 and VR3 connected to the non-inverting input terminal of the OP amplifier OP4 and the OP amplifier OP4 and the output terminal of the OP amplifier, and includes a plurality of resistors R12. , R18), the capacitor (C4) and diodes (D3, D4) are preferably further included.
The temperature compensator 40 inputs a 12 volt DC power supply Vcc and an anode terminal A and a cathode terminal C of the diode 13 constituting the non-contact temperature sensor unit 10 as inputs. The temperature change of the chopper 12 is transmitted to the mixing unit 50 together with the signal of the filter unit 30 to correct the change of the output signal Vout according to the temperature change of 12).
That is, the temperature correction unit 40 amplifies the signal difference between the anode terminal (A) and the cathode terminal (C) of the diode constituting the non-contact temperature sensor unit 10 and provides it to the mixing unit 50, The output voltage may be adjusted by adjusting the variable resistors VR2 and VR3.

상기 혼합부(50)는 상기 필터부(30)의 출력 신호와 온도 보정부(40)의 출력 신호를 병렬로 입력받아 이를 단순 합산하는 비반전 합산 회로(Noninverting Summing Circuit)이다. 상기 필터부(30)의 출력 신호와 온도 보정부(40)의 출력 신호는 각각 저항(R8, R9)을 통하여 입력되며 각각의 저항(R8, R9, R10, R11)은 값이 동일한 것이 바람직하다. The mixing unit 50 is a non-inverting summing circuit that receives the output signal of the filter unit 30 and the output signal of the temperature correction unit 40 in parallel and simply adds them. The output signal of the filter unit 30 and the output signal of the temperature correction unit 40 are respectively input through the resistors R8 and R9, and the respective resistors R8, R9, R10, and R11 are preferably equal in value. .

이 때, 저항값이 동일하므로 전압 이득은 (R10 + R11)/R10 = 2 가 되지만 비반전 입력 단자(+)의 전압(Vi)이 상기 필터부(30)의 출력 전압(Vf)과 온도 보정부(40)의 출력 전압(Vc)의 합의 절반((Vf + Vc)/2)이 되기 때문에 상기 혼합부(50)의 출력 전압(Vout)은 필터부(30)의 출력 전압(Vf)과 온도 보정부(40)의 출력 전압(Vc)의 합이 된다.At this time, since the resistance value is the same, the voltage gain becomes (R10 + R11) / R10 = 2, but the voltage Vi of the non-inverting input terminal (+) is equal to the output voltage Vf of the filter unit 30 and the temperature compensation. Since the sum of the output voltage Vc of the step 40 is (Vf + Vc) / 2, the output voltage Vout of the mixing section 50 is equal to the output voltage Vf of the filter section 30. The sum of the output voltages Vc of the temperature correction unit 40.

상기 혼합부(50)의 출력 신호(Vout)을 화면에 표시하여 직접 관찰할 수 있도록 디스플레이(60)를 설치한다.The display 60 is installed so that the output signal Vout of the mixing unit 50 can be displayed on the screen and directly observed.

상기의 비접촉 온도 계측 장치(100)를 이용하여 반응기 내부의 히터의 온도와 표면 상태를 감지하고 이를 제어하기 위한 히터 제어 시스템을 도 3에 도시하였다. 도 3을 참조하면, 히터 제어 시스템은 상기 도 1의 비접촉 온도 계측 장치(100)와; 상기 비접촉 온도 계측 장치(100)를 통하여 감지한 히터의 온도에 따 라 상기 히터에 공급되는 전압을 제어하기 위한 히터 제어부(200)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.3 illustrates a heater control system for detecting and controlling the temperature and surface state of the heater in the reactor using the non-contact temperature measuring apparatus 100. Referring to FIG. 3, the heater control system includes the non-contact temperature measuring apparatus 100 of FIG. 1; It characterized in that the heater control unit 200 for controlling the voltage supplied to the heater in accordance with the temperature of the heater detected through the non-contact temperature measuring device 100.

상기 히터 제어부(200)는 교류 전원을 공급하는 교류 전원 공급부(110); 상기 교류 전원을 변환하는 변압기(120); 상기 비접촉 온도 계측 장치(100)의 출력 신호에 따라 히터의 온도를 제어하기 위한 온도 제어부(130); 및 상기 변압기(120) 출력 신호와 온도 제어부(130) 출력 신호에 따라 히터에 인가되는 전압을 조절하는 정류기(140)로 구성된다.The heater controller 200 includes an AC power supply unit 110 for supplying AC power; A transformer 120 for converting the AC power; A temperature controller (130) for controlling the temperature of the heater in accordance with the output signal of the non-contact temperature measuring device (100); And a rectifier 140 that adjusts a voltage applied to the heater according to the output signal of the transformer 120 and the output signal of the temperature controller 130.

먼저, 히터(1)의 표면 상태가 양호할 때, 증폭부(20)의 가변 저항(VR1)과 온도 보정부(40)의 가변 저항(VR2, VR3)을 조정하여 혼합부(50) 출력 전압을 설정하고 이를 기록한다. 반응 공정에 의해서 히터(1)에 부산물이 증착하지 않은 경우에는 다이오드(13)를 통한 온도 보정부(40)에 출력 전압이 나타나지 않게 되어 혼합부(50)에서는 초기에 설정한 필터부(30)의 출력 전압 만이 나타나게 된다. 그러나, 반응 공정에서 히터(1)에 부산물이 증착하게 되면, 히터(1)의 방사 에너지량이 변화하게 되고, 다이오드(13)를 통한 온도 보정부(40)에서 전압이 발생하여 혼합부(50)의 출력 전압이 변화하게 된다.First, when the surface condition of the heater 1 is satisfactory, the output voltage of the mixing unit 50 is adjusted by adjusting the variable resistor VR1 of the amplifier 20 and the variable resistors VR2 and VR3 of the temperature correction unit 40. Set it up and record it. When no by-products are deposited on the heater 1 by the reaction process, the output voltage does not appear in the temperature correction unit 40 through the diode 13, and the mixing unit 50 initially sets the filter unit 30. Only the output voltage of appears. However, when by-products are deposited on the heater 1 in the reaction process, the amount of radiant energy of the heater 1 changes, and a voltage is generated in the temperature compensating part 40 through the diode 13 so that the mixing part 50 is formed. Will change the output voltage.

온도 제어부(130)에서는 혼합부(50)의 출력 전압과 히터(1)의 표면 상태가 양호할 때 기록해둔 값과 비교하여 상기 두 값이 동일하면, 정류기(140)는 더 이상 히터(1)에 교류 전원을 공급하지 않는다. 반면에, 혼합부(50)의 출력 전압이 증가하게 되면, 히터(1)에 부산물이 증착했음을 알 수 있고 정류기(140)는 증가한 전압에 해당하는 만큼의 교류 전원을 히터(1)에 공급하게 된다.The temperature controller 130 compares the values recorded when the output voltage of the mixing unit 50 and the surface state of the heater 1 are good, and when the two values are the same, the rectifier 140 is no longer the heater 1. Do not supply AC power. On the other hand, when the output voltage of the mixing unit 50 increases, it can be seen that by-products are deposited in the heater 1, and the rectifier 140 supplies the AC power corresponding to the increased voltage to the heater 1. do.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명의 비접촉 온도 계측 장치 및 이를 이용한 히터 제어 시스템에 따르면, 반응기 외부에 비접촉 온도 계측 장치를 설치하여 히터의 온도 및 표면 상태를 감지함으로써 열전쌍을 반응기 내부에 설치하지 않고도 히터에 부산물이 증착했는지를 알 수 있다.As described in detail above, according to the non-contact temperature measuring device and the heater control system using the same, the thermocouple is not installed inside the reactor by installing the non-contact temperature measuring device outside the reactor to sense the temperature and surface state of the heater. It can be seen that by-products deposited on the heater without

따라서, 반응과정에서 열전쌍에 부산물이 증착되지 않기 때문에 열전쌍의 수명을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, since by-products are not deposited in the thermocouple during the reaction, there is an advantage of increasing the life of the thermocouple.

또한, 본 발명은 반응기가 작동 중인 상태에서 비접촉 온도 센서 유닛을 이용하여 히터의 상태를 감지함으로써, 반응기 동작 상의 실제 온도를 측정할 수 있어서 반도체 제조 공정에서 나타나는 불순물의 영향을 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of reducing the effect of impurities appearing in the semiconductor manufacturing process by measuring the actual temperature on the reactor operation by detecting the state of the heater using a non-contact temperature sensor unit in the operating state of the reactor. .

상기 비접촉 온도 센서는 비접촉식 적외선 센서 대신에 광 파이버 센서를 사용할 수도 있다.The non-contact temperature sensor may use an optical fiber sensor instead of a non-contact infrared sensor.

이하, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.Hereinafter, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.

Claims

delete

In the non-contact temperature measuring device for sensing the temperature and surface state of the heater in the reactor,

A non-contact infrared sensor that senses the temperature of the heater and converts it into a sensor signal having a frequency; A non-contact temperature sensor unit including a diode for generating a signal difference between and installed outside the reactor;

An amplifier for receiving and amplifying the sensor signal from the non-contact temperature sensor unit;

A filter unit limiting an output signal of the amplifier to a range of a specific frequency;

A first OP amplifier, a first variable resistor connected to the non-inverting input terminal of the first OP amplifier and a second variable resistor connected to the output terminal of the OP amplifier, by adjusting the first and second variable resistor A temperature correction unit amplifying and outputting the signal difference received from the diode to perform correction according to the temperature change of the chopper;

A non-inverting input terminal to which the output signal of the filter unit and the output signal of the temperature correction unit are respectively input in parallel through first and second resistors, and a third resistor for amplifying a signal input to the non-inverting input terminal is connected; A mixing unit including an inverting input terminal and comprising a non-inverting summing circuit for summing and outputting an output signal of the filter unit and an output signal of the temperature correcting unit input to the non-inverting input terminal; And

Non-contact temperature measuring device comprising a display for displaying the output signal of the mixing unit.

delete

The method of claim 2, wherein the amplification unit

A second OP amplifier performing inverted amplification;

A first capacitor connected to the inverting input terminal of the second OP amplifier to block a DC component;

A plurality of fourth resistors for amplifying the sensor signals of the non-contact temperature sensor unit; And,

Non-contact temperature measuring device comprising a fifth resistor and a third variable resistor connected in series to distribute the output voltage.

The method of claim 2, wherein the filter unit

Third op amp,

A sixth resistor connected to the non-inverting input terminal of the third OP amplifier for passing the low frequency;

A seventh resistor connected to the inverting input terminal of the third OP amplifier;

A second capacitor connected between the sixth and seventh resistors;

And a third capacitor connected between the non-inverting input terminal of the third OP amplifier and a ground.

The method of claim 5, wherein the filter unit

A non-contact temperature measuring device, characterized in that it is a low pass filter passing a frequency of less than 10 hertz.

delete

The display of claim 2, wherein the display is

Non-contact temperature measuring device, characterized in that for direct observation by displaying the output signal of the mixing unit on the screen.

In the heater control system for detecting and controlling the temperature and surface state of the heater using a non-contact temperature measuring device,

A non-contact infrared sensor that senses the temperature of the heater and converts it into a sensor signal having a frequency; A non-contact temperature sensor unit including a diode for generating a signal difference between and installed outside the reactor; An amplifier for receiving and amplifying the sensor signal from the non-contact temperature sensor unit; A filter unit limiting an output signal of the amplifier to a range of a specific frequency; A first OP amplifier, a first variable resistor connected to the non-inverting input terminal of the first OP amplifier and a second variable resistor connected to the output terminal of the OP amplifier, by adjusting the first and second variable resistor A temperature correction unit amplifying and outputting the signal difference received from the diode to perform correction according to the temperature change of the chopper; A non-inverting input terminal to which the output signal of the filter unit and the output signal of the temperature correction unit are respectively input in parallel through first and second resistors, and a third resistor for amplifying a signal input to the non-inverting input terminal is connected; A mixing unit including an inverting input terminal and comprising a non-inverting summing circuit for summing and outputting an output signal of the filter unit and an output signal of the temperature correcting unit input to the non-inverting input terminal; And a non-contact temperature measuring device including a display for displaying the output signal of the mixing unit.

And a heater control unit for controlling the temperature of the heater according to the output signal of the non-contact temperature measuring device.

delete

The method of claim 10, wherein the heater control unit

An AC power supply for supplying AC power;

A transformer for converting the AC power;

A temperature controller for controlling the temperature of the heater according to the output signal of the non-contact temperature measuring device; And,

And a rectifier configured to adjust a voltage applied to the heater in accordance with the transformer output signal and the temperature control unit output signal.

The method of claim 12, wherein the temperature control unit

The heater control system using a non-contact temperature measuring device, characterized in that for outputting a signal by comparing the recorded value and the output voltage of the mixing unit when the surface condition of the heater is good.

The rectifier of claim 13, wherein the rectifier is

When the two values compared by the temperature control unit are the same, AC power is not supplied to the heater.

If the two values are not the same, the heater control system using a non-contact temperature measuring device, characterized in that for supplying AC power to the heater.