KR101350233B1 - 베이커의 히터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2중의 히터온도 차단장치를 구비하여 차단기의 고장에 의해 히터전원이 비정상적으로 상승할 때 차단기에 공급되는 전원자체를 차단시킴으로써 과열에 의한 화재를 방지하는 베이커의 히터 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 베이커의 히터 제어 장치는, 챔버 내부의 공기를 가열하는 복수개의 히터와, 챔버 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 웨이퍼를 안착시키는 베이킹 플레이트로 구성된 베이커에 있어서,
상기 히터에 공급되는 전원을 차단시키는 차단기; 상기 차단기에 공급되는 전원을 차단시키는 메인 스위치; 상기 온도센서로부터 감지된 온도값을 인가받아 설정온도와 비교하여 상기 차단기 또는 메인 스위치를 선택적으로 동작시키는 컨트롤러;로 구성된다.

Description

베이커의 히터 제어 장치 및 방법{Heater control apparatus and method for baker}

본 발명은 반도체를 제조하기 위한 베이커의 히터를 제어하기 위한 장치 및 방법으로서, 2중의 전원차단장치를 구비하여 베어커의 챔버 온도가 비정상적으로 상승할 때 전원을 차단하여 화재를 예방하기 위한 베이커의 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼의 제조공정은 회로가 형성된 마스크의 영상을 사진식각공정을 통해 웨이퍼에 회로를 형성하게 되며, 이러한 사진식각공정은 웨이퍼 세척 - 감광막 도포 - 베이킹 - 정열 및 노광 - 현상 - 베이킹 - 식각 - 감광막 제거 및 웨이퍼 세척 공정으로 진행된다.

이중 베이킹 공정은 감광막 속에 함유된 유기용제를 휘발시켜 감광막의 접착력, 내약품성 및 내구력을 증진시키는 데 목적이 있다.

일반적인 베이킹 공정은 챔버 내부에 설치되는 베이킹 플레이트의 상면에 웨이퍼를 안착시킨 후, 베이킹 플레이트의 하부에 설치되는 히터로 설정된 온도로 베이킹 플레이트를 가열하고, 베이킹 플레이트의 열이 접촉하고 있는 웨이퍼로 전도되는 방식이다.

도1은 일반적인 베이커(Baker)의 구조를 보인 도로서, 베이킹 공정을 수행하기 위한 챔버(10)내에 감광막이 도포된 웨이퍼(W)가 놓여지는 원형의 베이킹 플레이트(12)가 설치되어 있고, 베이킹 플레이트(12)에는 복수개의 이송핀(14)이 베이킹 플레이트(12)를 관통하여 챔버(10) 하부의 구동장치(도시되지 않음)에 설치되어 있다.

상기 이송핀(14)은 상기 구동장치에 의해 상하로 구동되며 이송핀(14)의 상부는 베이킹 플레이트(12) 내부에서 베이킹 플레이트(12)의 상방향으로 일정 거리만큼의 행정거리를 가진다.

챔버(10) 외부의 웨이퍼(W) 이송 장치(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼(W)가 챔버(10) 내부로 이송되어 이송핀(14) 위에 안착되면 이송핀(14)이 하방향으로 이동하여 베이킹 플레이트(12)상에 웨이퍼(W)를 안착시킨다.

상기와 같이 베이킹 플레이트(12)상에 웨이퍼(W)가 안착되면, 베이킹 플레이트(12)의 하부에 설치된 히터(16)에 의해 베이킹 플레이트(12)는 기설정된 온도로 가열된다.

가열된 베이킹 플레이트(12)의 열이 웨이퍼(W)로 전달되어 웨이퍼(W)가 가열됨으로써 웨이퍼(W)상에 도포된 감광막이 경화된다.

그런데, 이러한 일반적인 베이커는 챔버(10) 내부의 온도가 설정온도 이상으로 비정상적으로 상승하게 되면, 단순히 히터(16)로 인가되는 전원을 차단하기 위하여 단순히 외부의 차단기를 동작시키게 되지만, 만일 차단기의 고장이 발생하여 계속 히터(16)로 전원이 인가되는 경우에 과열에 의한 화재 발생이 잦다.

이로인해, 고가의 반도체 제조장비의 소실 및 공정이 중단되는 상황이 발생함으로써 막대한 손실이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 2중의 히터온도 차단장치를 구비하여 차단기의 고장에 의해 히터전원이 비정상적으로 상승할 때 차단기에 공급되는 전원자체를 차단시킴으로써 과열에 의한 화재를 방지하는 베이커의 히터 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 베이커의 히터 제어 장치는,

챔버 내부의 공기를 가열하는 복수개의 히터와, 챔버 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 웨이퍼를 안착시키는 베이킹 플레이트로 구성된 베이커에 있어서,

상기 히터에 공급되는 전원을 차단시키는 차단기;

상기 차단기에 공급되는 전원을 차단시키는 메인 스위치;

상기 온도센서로부터 감지된 온도값을 인가받아 설정온도와 비교하여 상기 차단기 또는 메인 스위치를 선택적으로 동작시키는 컨트롤러;로 구성된다.

또한, 본 발명의 베이커의 히터 제어 방법은,

온도센서에 의한 챔버 내부의 온도값을 컨트롤러가 지속적으로 감시하고, 온도값이 기 설정된 1차 설정온도보다 높은 경우에 히터에 전원을 공급하는 차단기에 차단 신호를 인가하는 제1과정;

상기 제1과정에 의해 차단기의 동작후에도 챔버 내부의 온도가 제2 설정온도보다 높은 경우에 컨트롤러가 메인 스위치를 동작시켜 차단기에 공급되는 전원을 차단하는 제2과정;으로 구성된다.

이와같은 본 발명은 베이커의 히터에 전원을 공급하는 차단기의 고장에 의해 챔버 내부의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우 다시 메인 스위치를 오프시키도록 제어함으로써 히터에 공급되는 전원을 원천적으로 차단시켜 과열에 의한 화재발생을 예방한다.

이로인해, 고가의 반도체 장비의 소실이 발생하지 않고, 또한 화재에 따른 공정의 중단 사태가 발생하게 되는 장점이 있다.

도1은 일반적인 반도체 제조장치의 베이커의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 베이커의 히터 제어 장치를 보인 블럭도.
도3은 본 발명에 의한 베이커의 히터 제어 방법을 보인 흐름도.
도4는 조작패널의 구조를 보인 도.

이러한 구성을 갖는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에서 히터를 제어하기 위한 방법 및 장치는 도1의 종래의 일반적인 베이커를 대상으로 하기 때문에 베이커의 구조에 대해서는 설명하지 않으며, 도1의 챔버(10)의 구조를 함께 참고하여 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 베이커의 히터 제어 장치를 보인 블럭도이고, 도3은 본 발명의 제어 흐름도로서, 챔버(10)의 내부에 장착된 복수의 온도센서(100), 온도센서(100)의 온도값에 의해 차단기(120)를 통해 공급되는 전원을 제어하여 히터(16)의 동작을 제어하는 히터 컨트롤러(150), 히터(16)에 전원을 공급하기 위한 차단기(120), 차단기(120)에 공급되는 메인 전원을 차단하기 위한 메인 스위치(140), 그리고, 온도값에 의해 차단기(120)와 메인 스위치(140)를 구동시키는 컨트롤러(110)로 구성된다.

온도센서(100)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 베이킹 온도를 감지하는 것으로서, 복수개가 설치되어 어느 하나의 온도센서의 고장에 대비하고, 또한 챔버(10) 내부의 고른 온도분포를 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

히터 컨트롤러(150)는 온도센서(100)의 온도값을 인가받아 히터(16)를 제어하여 챔버(10)가 설정된 온도값을 유지하도록 제어하게 되며, 이러한 히터 컨트롤러(150)는 일반적인 베이커의 온도제어를 위한 장치이다.

차단기(120)는 히터 컨트롤러(150)를 통해 챔버(10)의 내부에 설치된 히터(16)에 공급되는 전원의 공급 및 차단을 위한 것으로, 컨트롤러(110)의 제어에 의해 동작하여 전원 공급 및 차단을 행하게 된다.

메인 스위치(140)는 전체 시스템에 전원을 공급하기 위한 것으로, 특히 차단기(120)에 직접 공급되는 히터의 구동전원을 원천적으로 차단하여 동작을 위한 전원공급을 중지시키게 되는 것이다.

컨트롤러(110)는 온도센서(100)로부터 감지된 챔버(10) 내부의 온도값을 인가받아 내부에 기 설정된 온도값과 비교하여 차단기(120) 또는 메인 스위치(140)를 구동시킴으로써 히터(16)에 전원을 공급하거나 차단하게 되며, 이러한 온도값의 설정은 조작패널(130)을 통해 이루어진다.

조작패널(130)은 도4에 도시된 바와같이 현재 챔버(10) 내부의 온도값을 표시하는 제1표시부(131)와, 1차 설정온도값을 표시하는 제2표시부(132)와, 2차 설정온도값을 표시하는 제3표시부(133)와, 차단기(120)의 차단동작시 경보를 발생하는 램프로 된 1차경보부(134)와, 메인 스위치(140)의 차단동작시에 경보를 발생하는 램프로 된 2차경보부(135)와, 온도설정을 위한 값을 입력하기 위한 업/다운 버튼(135)와, 온도설정을 시작하고 완료하기 위한 셋팅버튼(137)으로 구성되어 있다.

따라서, 초기에 작업자가 조작패널(130)을 통해 1차 설정온도와 2차 설정온도를 입력하게 되면, 컨트롤러(110)를 이를 저장한 다음 제2표시부(132)와 제3표시부(133)를 통해 설정온도값을 표시하도록 한다.

또한, 컨트롤러(110)는 온도센서(100)에 의해 감지된 현재의 챔버(10) 내부의 온도값을 제1표시부(131)를 통해 표시한다.

챔버(10) 내부의 온도값을 컨트롤러(110)가 지속적으로 인가받아 조작패널(130)에 의해 기 설정된 1차 온도값과 비교하게 되는데, 1차 설정온도값을 웨이퍼의 베이킹 최적온도로 설정함이 바람직하며, 이는 이미 히터 컨트롤러(150)에 설정된 온도값과 동일할 것이다.

따라서, 컨트롤러(110)는 입력되는 챔버(10)의 온도값이 1차 설정온도값보다 낮거나 동일하다면, 차단기(120)와 히터 컨트롤러(150)를 통해서 히터(16)에 전원을 계속 공급하며, 1차 설정온도값보다 높다면 히터 컨트롤러(150)가 고장이거나 이상 상황이므로 차단기(120)를 차단시켜 히터 컨트롤러(150)와 히터(16)에 전원이 공급되지 않도록 한다.

이와 동시에 컨트롤러(110)는 조작패널(130)의 1차 경보부(134)를 통해 시각적인 경보를 행한다.

그런데, 차단기(120)를 차단시켜 히터 컨트롤러(150)와 히터(16)에 전원 공급을 차단시킨 상태에서도 챔버(10)의 온도값이 2차 설정온도값보다 높아지는 경우에는 차단기(120)에 고장이 발생하여 전원이 계속 히터(16)에 공급되는 경우이다.

통상적으로 히터(16)의 전원공급을 차단하였다하더라도 즉시 챔버(10) 내부의 온도가 낮아지지 않고 일정시간 동안 약간 상승하므로, 1차 설정온도값과 2차 설정온도값을 설정함으로써 지속적으로 온도가 상승하여 2차 설정온도값을 넘기는 경우에는 컨트롤러(110)가 메인 스위치(140)를 오프시켜 근원적으로 전원공급을 차단시키게 되며, 이와 동시에 조작패널(130)의 2차 경보부(135)를 통해 경보를 행한다.

따라서 작업자는 1차 및 2차 경보부(134,135)에 의해 현재 상황을 즉각 알 수 있는 것이다.

이와같이 본 발명의 차단기(120)와 메인 스위치(140)에 의해 2중의 전원차단을 행하여 챔버(10)가 과열온도로 상승하지 않도록 함으로써 화재를 방지할 수 있는 것이다.

10 : 챔버 16 : 히터
100 : 온도센서 110 : 컨트롤러
120 : 차단기 130 : 조작패널
140 : 메인 스위치 150 : 히터 컨트롤러

Claims (3)

1. 챔버 내부의 공기를 가열하는 복수개의 히터와, 챔버 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 웨이퍼를 안착시키는 베이킹 플레이트로 구성된 베이커에 있어서,
   상기 히터에 공급되는 전원을 차단시키는 차단기;
   상기 차단기에 공급되는 전원을 차단시키는 메인 스위치;
   상기 온도센서로부터 감지된 온도값을 인가받아 설정온도와 비교하여 상기 차단기 또는 메인 스위치를 선택적으로 동작시키는 컨트롤러;로 구성되며,
   상기 컨트롤러에 챔버 내부의 온도를 복수로 설정하기 위한 버튼, 챔버 내부의 온도와 복수의 설정온도를 표시하는 표시부, 상기 차단기 및 메인 스위치의 동작시 경보를 하기 위한 경보부를 갖는 조작패널을 더 구비한 것을 특징으로 하는 베이커의 히터 제어장치.
   
2. 삭제
3. 온도센서에 의한 챔버 내부의 온도값을 컨트롤러가 지속적으로 감시하고, 온도값이 기 설정된 1차 설정온도보다 높은 경우에 히터에 전원을 공급하는 차단기에 차단 신호를 인가하는 제1과정;
   상기 제1과정에 의해 차단기의 동작후에도 챔버 내부의 온도가 제1 설정온도보다 높게 설정된 제2 설정온도를 초과한 경우에 컨트롤러가 메인 스위치를 동작시켜 차단기에 공급되는 전원을 차단하는 제2과정;으로 구성된 것을 특징으로 하는 베이커의 히터 제어방법.

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