KR101663486B1 - Temperature control apparatus of load - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부하의 온도를 제어하는 온도 제어 장치에 관한 것으로서, 공정챔버를 구성하는 로더 히터의 전류 및 온도를 감지하여 부하에 적정 파워를 공급하는 부하의 온도를 제어하는 온도 제어 장치에 관한 것이다. 이를 위해 반도체 또는 유리 기판 라인의 공정 챔버를 구성하는 로더 히터 중 적어도 어느 하나의 부하로 공급되는 메인 전원을 차단하는 전원 차단부, 메인 전원으로부터 공급된 전원을 부하로 전송하기 위해 외부 신호의 입력에 따라 부하로 공급되는 전원을 온/오프하는 스위칭부, 부하에서 발생되는 온도를 열기전력에 의해 센싱하는 열전대, 부하에 흐르는 전류로부터 유도 전류를 센싱하는 유도 전류 센싱부, 및 열전대로부터 열기전력을 값을 획득하여 부하의 온도를 산출하고, 산출된 온도 값에 따라 기 설정된 부하의 온도로 제어하기 위해 스위칭부를 제어하여 부하에 기 설정된 온도에 맞는 파워를 공급하는 온도 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치가 개시된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a temperature control apparatus for controlling a temperature of a load, and more particularly, to a temperature control apparatus for controlling a temperature of a load for sensing a current and a temperature of a loader heater constituting a process chamber, A power cutoff unit for shutting off the main power supplied to the load of at least one of the loader heaters constituting the process chamber of the semiconductor or glass substrate line, An induction current sensing unit for sensing an induction current from a current flowing in the load, and a thermocouple for sensing a value of the thermocouple from the thermocouple, And a temperature controller for controlling the switching unit to control the temperature of the load to a predetermined temperature according to the calculated temperature value to supply power corresponding to a preset temperature to the load, A temperature control unit for controlling the temperature of the load.
Description
본 발명은 부하의 온도를 제어하는 온도 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버를 구성하는 로더 히터의 전류 및 온도를 감지하여 부하에 적정 파워를 공급하는 부하의 온도를 제어하는 온도 제어 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a temperature control apparatus for controlling the temperature of a load, and more particularly to a temperature control apparatus for controlling a temperature of a load for detecting a current and temperature of a loader heater constituting a process chamber, .
일반적으로 반도체 또는 유리 기판 공정라인에는 프로세서 챔버(공정챔버)가 운용되고 있다. 이러한 공정 챔버를 구성하는 로더 히터는 배관 히터, 개스 라인 히터 등이 있을 수 있으며, 이러한 로더 히터의 온도를 감지하기 위한 온도 컨트롤러가 배치된다. 온도 컨트롤러(도면 미도시)는 각종 로더 히터와 연결된 열전대로부터 열기전력 값을 입력받아 각각의 로더 히터의 현재 온도를 감지한다.Processor chambers (process chambers) are generally operated on semiconductor or glass substrate process lines. The loader heater constituting such a process chamber may be a pipe heater, a gas line heater or the like, and a temperature controller for detecting the temperature of the loader heater is disposed. A temperature controller (not shown) receives the thermoelectric power value from a thermocouple connected to various loader heaters, and senses the current temperature of each loader heater.
이때, 종래에는 온도 컨트롤러가 로더 히터의 온도만을 감지하여 부하로 공급되는 출력 전력을 제어함에 따라 회로에 비정상 상황 발생시에도 지속적으로 출력 전력을 부하로 공급하게 된다. 이러한 경우에는 회로를 구성하는 부품 소자의 파괴 및 화재의 위험이 있을 수 있는 문제점이 있다.At this time, conventionally, the temperature controller only detects the temperature of the loader heater and controls the output power supplied to the load, so that the output power is continuously supplied to the load even when an abnormal condition occurs in the circuit. In such a case, there is a risk that the components constituting the circuit may break down and fire may occur.
또한, 회로에서 열전대 소자의 타입을 변경한 경우 온도 컨트롤러에도 변경된 타입에 맞는 열전대 소자의 타입 변경 설정을 하여야 한다. 그러나 때때로 사용자의 실수에 의해 회로에만 열전대 소자의 타입을 변경하고 온도 컨트롤러에는 타입을 변경하지 않는 문제점이 있어 왔으며 이렇게 타입이 변경 설정되지 않는 경우에는 부하의 온도를 제대로 온도 제어기가 평가할 수 없는 문제점이 있다.If the type of the thermocouple element is changed in the circuit, the temperature controller should also be set to change the type of the thermocouple element corresponding to the changed type. However, sometimes the user has made a mistake in changing the type of the thermocouple element only in the circuit and not changing the type in the temperature controller. If the type is not changed, the temperature controller can not properly evaluate the temperature of the load have.
한편, 추가적으로 종래에는 상술한 공정 챔버를 구성하는 부품 중 회로 차단기(서킷 브레이커), 무접점 전자식 릴레이, 온도 컨트롤러 등이 각각 구비되어 공정챔버가 많은 면적을 차지하는 문제점이 있어왔다.In addition, conventionally, a circuit breaker (circuit breaker), a non-contact type electromagnetic relay, a temperature controller, and the like among the components constituting the above-described process chamber are provided, respectively, and the process chamber occupies a large area.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 온도 제어기가 로더 히터의 온도와 함께 전류를 같이 센싱함으로써 회로에 비정상적인 상황이 발생한 경우에도 이를 감지할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting an abnormal condition in a circuit by sensing current together with temperature of a loader heater. There is a purpose.
또한, 본 발명은 열전대 소자의 회로 적용 타입과 온도 제어기에서 설정된 열전대 소자 타입의 상호 간 오류를 감지하는 알고리즘을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a circuit application type of a thermocouple element and an algorithm for detecting a mutual error between thermocouple element types set in a temperature controller.
또한, 본 발명은 공정챔버를 구성하는 각종 부품을 일체형 유닛으로 형성함으로써 공정챔버의 점유 면적이 줄어들고 부피가 줄어들도록 하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to reduce the occupied area of the process chamber and reduce the volume by forming various components constituting the process chamber into an integrated unit.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 본 발명의 목적은, 반도체 또는 유리 기판 라인의 공정 챔버를 구성하는 로더 히터 중 적어도 어느 하나의 부하로 공급되는 메인 전원을 차단하는 전원 차단부, 메인 전원으로부터 공급된 전원을 부하로 전송하기 위해 외부 신호의 입력에 따라 부하로 공급되는 전원을 온/오프하는 스위칭부, 부하에서 발생되는 온도를 열기전력에 의해 센싱하는 열전대, 부하에 흐르는 전류로부터 유도 전류를 센싱하는 유도 전류 센싱부, 및 열전대로부터 열기전력을 값을 획득하여 부하의 온도를 산출하고, 산출된 온도 값에 따라 기 설정된 부하의 온도로 제어하기 위해 스위칭부를 제어하여 부하에 기 설정된 온도에 맞는 파워를 공급하는 온도 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.The above-described object of the present invention can be achieved by a power supply system comprising: a power cutoff unit for cutting off a main power supplied to a load of at least one of a semiconductor heater and a loader heater constituting a process chamber of a glass substrate line; A switching unit for turning on / off a power supplied to the load in response to an input of an external signal for sensing an induced current from the load, a thermocouple sensing a temperature generated by the load by thermoelectric power, A temperature controller for calculating the temperature of the load by obtaining the value of the thermoelectric power from the thermocouple and controlling the switching unit to control the temperature of the load to a predetermined temperature according to the calculated temperature value, And a load temperature control device for controlling the temperature of the load The.
또한, 스위칭부는 무접점 전자식 릴레이, 트랜지스터, 및 싸이리스터 파워 레귤레이터 중 적어도 어느 하나로서, 온도 제어기는 스위칭부의 온/오프 주기를 변경하거나 스위칭부에 공급되는 전류를 제어하여 부하에 공급되는 전력을 조절함으로써 부하의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.Further, the switching unit may be at least one of a contactless electronic relay, a transistor, and a thyristor power regulator. The temperature controller may control the power supplied to the load by changing the on / off period of the switching unit or controlling the current supplied to the switching unit. Thereby adjusting the temperature of the load.
또한, 전원 차단부, 스위칭부, 유도 전류 센싱부, 및 온도 제어기는 일체형으로 형성되어 부하의 개수에 따라 멀티채널로 구비될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the power cut-off unit, the switching unit, the induced current sensing unit, and the temperature controller may be integrally formed, and may be provided in multiple channels according to the number of loads.
또한, 로더 히터는, 배관 히터, 개스 라인 히터, 기화기, 베이큠 라인 히터, 및 블록 히터 중 적어도 어느 하나로서 공정 부산물이 부착되지 않게 하거나, 증착 또는 식각 공정에 필요한 온도를 제공하는 것을 특징으로 한다.Further, the loader heater is characterized in that the process by-product is not attached to at least one of a piping heater, a gas line heater, a vaporizer, a baseline line heater, and a block heater, or a temperature required for a deposition or etching process is provided .
또한, 온도 제어기는, 부하에 공급되는 전력 값과 유도 전류 센싱부에 의해 센싱된 부하의 전류 값을 상호 비교함으로써 부하의 고장 여부를 감지하여 알람 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.The temperature controller may compare the power value supplied to the load with the current value of the load sensed by the induction current sensing unit to detect whether the load is faulty and generate an alarm signal.
또한, 온도 제어기는, 열전대의 각 종류별 온도 특성 값과 열기전력 특성 값 및 사용자가 온도 제어기에 설정한 열전대의 종류 설정에 기초하여 사용자의 열전대 종류 설정 오류를 감지하는 것을 특징으로 한다.Further, the temperature controller is characterized by detecting a thermocouter type setting error of the user based on the temperature characteristic value and the thermoelectric characteristic value of each type of the thermocouple and the type of the thermocouple set by the user in the temperature controller.
또한, 온도 제어기는, 열전대의 각 종류별 기울기 차이 값을 이용하여 사용자의 열전대 종류 설정 오류를 감지하는 것을 특징으로 한다.Also, the temperature controller detects an error of setting the thermocouple type of the user by using the slope difference value of each kind of the thermocouple.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 회로의 비정상 상태를 부하의 온도 및 전류 감지를 통해 알 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that the abnormal state of the circuit can be detected through the temperature and current sensing of the load.
또한, 본 발명에 의하면 열전대 소자의 타입 변경에 따른 오류를 감지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to detect an error due to the type change of the thermocouple element.
그리고, 본 발명에 의하면 공정챔버를 구성하는 각종 부품을 일체화 함으로써 공정챔버의 부피를 줄이고 공간 활용의 편의성을 증대시키는 효과가 있다.According to the present invention, various components constituting the process chamber are integrated, thereby reducing the volume of the process chamber and increasing the convenience of space utilization.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치에 대한 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열전대 소자의 종류별 특성곡선을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a load temperature control apparatus for controlling a temperature of a load according to an embodiment of the present invention,
2 is a graph showing characteristic curves of the thermoelectric elements according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.
(부하 온도 제어 장치의 구조)(Structure of load temperature control device)
본 발명의 일실시예에 따른 부하 온도 제어 장치는 반도체 또는 유리 기판 라인에 구비되는 프로세서 챔버의 로더 히터 중 어느 하나의 부하의 온도를 센싱하여 상황에 맞는 파워(전력)를 부하에 공급하여 부하의 온도를 제어하기 위한 장치이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 부하 온도 제어 장치의 구성 및 기능을 자세히 설명하기로 한다.A load temperature control apparatus according to an embodiment of the present invention senses the temperature of a load of any one of loader heaters of a processor chamber provided in a semiconductor or glass substrate line, It is a device for controlling temperature. Hereinafter, configurations and functions of a load temperature control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 메인 전원부(100)는 부하(700)에 메인 전원을 공급한다. 공급되는 전원은 일반적으로 상용 교류전원일 수 있으며 필요에 따라 3상 전원이 사용될 수도 있을 것이다. 메인 전원부(100)는 전원 차단부(200)와 전기적으로 접속되며, 부하의 이상 유무에 따라 전원 차단부(200)에 의해 부하로 공급되는 메인 전원이 차단된다. 전원 차단부(200)는 평상시 정상 동작중에는 메인 전원부(100)로부터 메인 전원을 공급받아 부하(700)로 전송한다. 전원 차단부(200)는 부하(700)에서 과도하게 전력을 사용하거나 합선에 의해 이상 전류가 회로에 흐를 때 등의 비정상 동작시에는 부하(700)로 공급되는 전원을 차단하도록 회로를 끊는다. 전원 차단부(200)는 상용의 서킷 브레이커로 구현될 수 있을 것이다. The
본 발명의 일실시예에 따른 스위칭부(300)는 후술하는 온도 제어기(600)로부터의 제어 신호에 따라 전기 회로를 스위칭하여 부하로 공급되는 전원을 온/오프한다. 이때 스위치부(300)는 일예로서 무접점 전자식 릴레이(SSR, Solid State Relay) 또는 싸이리스터 파워 레귤레이터(Thyristor Power Regulator) 등으로 구현될 수 있으며, 특히 싸이리스터 파워 레귤레이터는 실리콘 컨트롤 렉티파이어(Silicon Controled Rectifier) 또는 TRIAC 등일 수 있다. 또한 스위칭부(300)는 필요에 따라 전기적 회로를 온/오프할 수 있는 트랜지스터 또는 FET로 구현될 수도 있다. 이때 사용되는 트랜지스터 또는 FET는 고전력을 스위칭할 수 있는 소자일 수 있다. 스위칭부(300)는 회로 정상동작시 온도 제어기(600)로부터 턴 온/오프 제어신호를 받아 상술한 전원 차단부(200)에서 공급된 전원을 부하(700)로 전송한다. 이때 온도 제어기(600)로부터 출력된 턴 온/오프 제어신호는 PWM(Pulse Width Modulation)신호이거나, 필요에 따라 PID 또는 PI 제어 프로그램에 의해 상황에 맞는 신호가 출력될 수 있다. 이러한 턴 온/오프 제어신호에 의해 부하에 원하는 파워를 공급한다. 설정된 파워가 부하에 공급되면 부하(700)는 열을 발생시키고 그 열을 감지하는 열전대(400)의 열기전력 값을 센싱하여 온도 제어기(600)가 현재 부하의 온도를 파악한다. The
한편, 본 발명에서 설명되는 로더 히터는 반도체 또는 유리 기판 가공 라인에 구비된 프로세서 챔버(공정챔버)를 구성하는 일 구성품으로서 공정 부산물이 부착되지 않게 하거나, 증착 또는 식각 공정에 필요한 온도를 제공한다. 이때 로더 히터는 일예로서 웨이퍼 또는 유리기판이 에칭 가공되는 챔버 내에 위치하거나 또는 외부에 위치할 수도 있다. 로더 히터의 일예로서 배관 히터, 개스 라인 히터, 베이큠 라인 히터, 블록 히터, 또는 기화기를 들 수 있으며, 이러한 각 히터는 본 발명에서 설명되는 부하(700)의 일예시이다. 부하(700)는 온도 제어기(600)의 제어에 의해 적절한 열을 발생시킬 필요가 있다. 따라서 온도 제어기(600)는 부하(700)에 적절한 파워(전력)를 공급함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 온도 제어기(600)는 스위칭부(300)의 스위칭(온/오프) 주기를 변경(PWM 제어)하거나 또는 스위칭부(300)의 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류 또는 전압을 조절함으로써 부하(700)에 원하는 파워를 공급한다.On the other hand, the loader heater described in the present invention is a component constituting a processor chamber (process chamber) provided in a semiconductor or glass substrate processing line, and prevents the process by-products from adhering thereto or provides a temperature necessary for a deposition or etching process. The loader heater may be located, for example, in a chamber where the wafer or glass substrate is etched, or may be located externally. Examples of the loader heater include a piping heater, a gas line heater, a bezel line heater, a block heater, or a vaporizer, and each of these heaters is an example of the load 700 described in the present invention. The load 700 needs to generate appropriate heat under the control of the temperature controller 600. Therefore, the temperature controller 600 can generate heat by supplying appropriate power (power) to the load 700. [ The temperature controller 600 controls the switching of the
본 발명의 일실시예에 따른 유도 전류 센싱부(500)는 부하(700)로 흐르는 전류를 센싱한다. 유도 전류 센싱부는 Current Transducer로 구현될 수 있다. Current Transducer는 일반적으로 교류에서 사용하는 것으로 Transformer의 원리를 응용한다. 좀 더 자세히 설명하면 원형 코어에 코일을 감고 구멍을 관통(1Turn, 회전에 해당)하여 1차에 해당하는 전류를 흘리면 코일의 권수비에 따라 2차측에 유기되는 전압을 측정함으로써 1차 전류를 추정한다. 이러한 Current Transducer는 전자식 전력량계에 사용될 수 있다. 한편, 유도 전류 센싱부(500)는 온도 제어기(600)로 센싱된 전류 값을 전송한다.The induced current sensing unit 500 according to an embodiment of the present invention senses a current flowing to the load 700. [ The induced current sensing part can be implemented as a current transducer. Current transducers are generally used in alternating current and apply the principle of transformer. More precisely, a coil is wound around a circular core, and a current corresponding to the first order is passed through the hole (corresponding to 1 turn), and a primary current is estimated by measuring a voltage induced on the secondary side according to the turn ratio of the coil . These current transducers can be used in electronic watt-hour meters. Meanwhile, the induced current sensing unit 500 transmits the sensed current value to the temperature controller 600.
본 발명에 따른 열전대(400)는 부하(700)의 온도에 따른 열기전력 값을 출력한다. 열전대의 일반적인 원리는 다음과 같다. 2종류의 금속 도체의 양단을 전기적으로 접속해 폐회로를 형성하도록 한다. 이때 양단의 접합부에 온도차를 주면 금속에 전류가 흐른다. 흐르는 전류의 크기는 양단 접합부의 온도와 2종류의 금속의 조합의 관계에 의해서 결정된다. 이때 이 전류를 발생시키는 기전력을 열기전력이라고 한다. 따라서 일반적으로 열전대(400)는 온도에 따른 열기전력 값을 출력하게 되며 이러한 일예는 도 2를 참조할 수 있을 것이다. 열전대의 일반적인 원리 및 측정방법 등 자명한 사항은 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당연히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 열전대 사용시 열전대와 계측기 사이에 보상도선을 접속하여 측정하도록 할 수 있다.The thermocouple 400 according to the present invention outputs a thermoelectric power value according to the temperature of the load 700. The general principle of thermocouple is as follows. Both ends of the two kinds of metal conductors are electrically connected to form a closed circuit. If a temperature difference is applied to the junctions at both ends, current flows through the metal. The magnitude of the flowing current is determined by the relationship between the temperature of the junctions at both ends and the combination of the two kinds of metals. At this time, the electromotive force that generates this current is referred to as the electromotive force. Therefore, in general, the thermocouple 400 outputs the thermoelectric power according to the temperature, and an example of this will be described with reference to FIG. The general principles of the thermocouple, and the measuring method, etc., can be obviously understood within the scope of the technical idea of the present invention. In general, when a thermocouple is used, a compensating wire may be connected between the thermocouple and the measuring device.
한편, 열전대의 측온 접점(제1접점)은 실제 측정하고자 하는 부하(700)에 근접하게 위치하게 되며, 다른 접점(제2접점)은 계측기 등에 접속한다. 이때 열전대의 다른 접점(제2접점)은 일반적으로 온도 및 열기전력 값을 계산하는 계측기(도면 미도시)에 연결되어 측온 접점(제1접점)의 온도 값과 열기전력 값을 한다. 계측기가 본 발명에 따른 온도 제어기(600)와 서로 접속되는 경우에는 계측기(도면 미도시)에서 산출된 온도 값을 단순히 온도 제어기(600)로 전송하면 되고, 이와 다른 실시예로서 계측기 역할을 온도 제어기(600)에서 수행하는 경우에는 온도 값과 열기전력 값을 직접 온도 제어기(600)가 산출하게 된다.On the other hand, the temperature-side contact (first contact) of the thermocouple is located close to the load 700 to be actually measured, and the other contact (second contact) is connected to a meter or the like. At this time, the other contact point (second contact point) of the thermocouple is connected to a meter (not shown) for calculating the temperature and the thermopower value, and the temperature value and the thermopower value of the temperature contact point (first contact point) In the case where the meter is connected to the temperature controller 600 according to the present invention, the temperature value calculated in the meter (not shown) may simply be transferred to the temperature controller 600. In another embodiment, (600), the temperature controller 600 directly calculates the temperature value and the thermoelectric power value.
본 발명의 일실시예에 따른 온도 제어기(500)의 부하 온도 산출부는 열전대(400) 소자에 의해 산출된 열기전력 값을 입력받거나 또는 상술한 계측기로부터 온도 또는 열기전력 값을 입력받아 현재 부하(700)의 온도를 계산한다. 이러한 현재 부하의 온도를 바탕으로 스위칭부(300)를 제어함으로써 부하에 필요한 적절한 파워를 공급한다. 또한, 온도 제어기(500)의 부하 전류 산출부는 유도 전류 센싱부(500)를 통해 현재 부하에 흐르는 전류 값을 입력받아 현재 부하에서 소모하고 있는 전류 값을 알 수 있다. 이렇게 산출된 부하의 전류 값을 이용하여 부하의 단선 또는 단락을 판단하고 이에 대해 온도 제어기(500)의 경고 알람 발생부를 통해 경고 알람을 발생한다. 부하의 단선, 단락, 과전류 사고시에는 비 이상적인 전류가 회로에 흐르거나 또는 전류가 전혀 흐르지 않을 수 있다. 따라서 온도 제어기(600)가 부하에 적절한 파워를 공급하기 위해 출력하는 컨트롤 제어 값과 부하 전류 산출부를 통해 계산된 전류 값을 비교해 보면 부하의 비정상 동작을 감지할 수 있으다. 즉, 온도 제어기(600)는 회로가 정상적인 경우라고 판단하면 부하에 적절한 파워를 공급하기 위해 컨트롤 제어 값(스위칭부 턴 온/오프 제어신호)을 출력하게 될 것이다. 만약, 회로가 비정상 상황이 발생된 경우 유도 전류 센싱부(500)로부터 부하의 현재 전류 값을 센싱하지 않는 경우에는 지속적으로 부하에 파워를 공급하는 제어신호를 출력하게 된다. 그러나 본 발명에서는 부하의 현재 전류 값을 온도 제어기(600)가 알 수 있기 때문에 이러한 회로의 비정상 동작의 경우에는 이를 인지하여 스위칭부(300)를 제어하지 않도록 함으로써 부하에 공급되는 전력을 중단시킨다. The load temperature calculator of the temperature controller 500 according to an embodiment of the present invention receives the thermoelectric power value calculated by the thermocouple element 400 or receives the temperature or the thermoelectric power value from the meter, Lt; / RTI > Based on the temperature of the current load, the
온도 제어기(600)는 부하의 전류 값에 따라 회로가 비정상상태라고 파단한 경우 온도 제어기의 경고 알람 발생부를 통해 경고 알람을 발생하여 하우징 외관에 장착된 경고 알람 램프를 턴 온 시킴으로써 운전자에게 경고를 발할 수 있고, 필요한 경우 네트워크 또는 다른 통신 수단을 이용하여 상위단으로 알려줄 수 있다. 이때 상위단과 통신하기 위한 필수적인 통신장치가 본 발명의 일체형 온도 제어기에 구현될 수 있다.The temperature controller 600 generates a warning alarm through the warning alarm generating unit of the temperature controller when the circuit is in an abnormal state according to the current value of the load and outputs a warning to the driver by turning on the warning alarm lamp mounted on the exterior of the housing And may be notified to the upper end using a network or other communication means if necessary. At this time, an essential communication device for communicating with the upper level may be implemented in the integrated temperature controller of the present invention.
한편, 열전대(400)로부터 열기전력 값을 입력받아 현재 부하의 온도를 산출하고 산출된 온도와 기 설정된 부하 온도와의 차이에 해당하는 값을 산출하여 실제 설정된 온도로 부하를 제어하기 위한 컨트롤 값을 온도 제어기(600)가 스위칭부(300)로 출력한다. 그러면 온도 제어기(600)의 출력 컨트롤 값에 해당하는 파워(전력)가 스위칭부(300)를 통해 부하로 전송된다. 이때 원하는 파워를 부하로 전송하기 위해 온도 제어기(600)는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 하거나, 필요에 따라 위상을 제어하기 위한 PID, PI 제어 등을 병행할 수도 있다. 또한, 후술하는 사용자의 열전대 타입 설정 오류를 검출하기 위한 프로그램을 수행한다. 이는 후술하기로 한다.On the other hand, a thermoelectric power value is input from the thermocouple 400 to calculate a current temperature of the load, a value corresponding to a difference between the calculated temperature and a predetermined load temperature, and a control value And the temperature controller 600 outputs the signal to the
상술한 프로세서 챔버를 구성하는 전원 차단부, 스위칭부, 유도 전류 센싱부, 및 온도 제어기는 일체형으로 형성된다. 이렇게 일체형으로 형성하는 경우에는 각종 구성 부품이 일체형으로 제작되어 프로세서 챔버의 전체 부피가 줄어들고 공간 활용의 편리성이 증대된다. 또한, 부하(700)의 개수에 따라 멀티채널로 구비될 수 있다.The power cut-off unit, the switching unit, the induced current sensing unit, and the temperature controller constituting the above-described processor chamber are integrally formed. In the case of integrally formed, the various components are integrally manufactured, so that the entire volume of the processor chamber is reduced and convenience of space utilization is increased. Also, it may be provided in multiple channels according to the number of loads 700. [
(사용자의 (User's 열전대thermocouple 종류 설정 오류 검출 방법) Type setting error detection method)
부하(700)의 온도를 계측하기 위해 사용되는 열전대(Thermo Couple, TC) 소자는 온도를 센싱하여 온도 제어기(600)에 입력해주면 제어기(600)는 입력된 온도 값에 기초하여 적절한 파워를 스위칭부(300)를 통해 부하(700)에 공급하게 된다. 이러한 열전대 소자 타입은 도 2에 도시된 바와 같이 여러 가지 타입(E, T, K, N)이 있을 수 있으며 여기에 도시되지 아니한 타입 이외의 타입이 필요에 따라 더 추가될 수 있다. 이러한 열전대 소자의 타입에 따라 발생되는 열기전력 값은 서로 달라진다. 실질적으로는 열전대 소자의 타입에 따라 금속 재질이 서로 다르고 이에 따라 열기전력 값이 달라지게 된다. 따라서 도 2에 도시된 특성곡선은 본 발명의 설명의 편의를 돕기 위해 참조되며 실제 데이터와 다를 수 있다. 특히 특성곡선이 직선(선형)이 아니고 곡선(비선형)일 수 있다.When a thermocouple (TC) element used for measuring the temperature of the load 700 senses the temperature and inputs the sensed temperature to the temperature controller 600, the controller 600 supplies appropriate power to the switching unit 600 based on the input temperature value. And supplies it to the load 700 through the
사용자가 부하(700)의 온도를 측정하는 열전대 소자를 "E" 타입에서 "T" 타입으로 변경하는 경우에는 온도 제어기(600)의 설정 메뉴에도 "E" 타입에서 "T" 타입으로 변경이 되어야 정확한 부하(700)의 온도 측정이 가능하다. 왜냐하면, 열전대 소자의 타입별 열기전력(mV) 대비 온도 특성 곡선이 서로 상이하기 때문에 회로에서 열전대 소자의 타입이 변경된 경우 온도 제어기(600)에서도 그 설정이 변경되어야 한다. 그러나 종종 사용자의 실수에 의해 온도 제어기(600)의 설정 메뉴에는 타입 변경이 반영되지 않는 경우가 발생된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명에서는 2가지 경우로 나누어 일실시예를 설명하기로 한다.When the user changes the thermocouple element for measuring the temperature of the load 700 from "E" type to "T" type, the setting menu of the temperature controller 600 should also be changed from "E" type to "T" The temperature of the accurate load 700 can be measured. This is because, when the type of the thermocouple element is changed in the circuit, the temperature controller 600 must change its setting because the temperature characteristic curves of the thermocouple elements are different from each other in terms of the thermoelectric power (mV). However, sometimes the type change is not reflected in the setting menu of the temperature controller 600 due to the mistake of the user. In order to solve such a problem, one embodiment will be described in the present invention in two cases.
첫번째는, 메모리(도면 미도시)에 도 2와 같은 특성에 대한 각 타입별 데이터 값을 룩업 테이블에 모두 저장한다. 도 2를 참조하면, 열전대 소자가 "E" 타입에서 "T" 타입으로 변경되고 온도 제어기(600)의 설정은 바뀌지 않고 계속 "E" 타입으로 설정된 경우 변경된 "T" 타입의 열전소자에서는 열기전력 값을 20[mV] 출력한다. 온도 제어기(600)는 20[mV]에 대해 열전대 소자가 "E" 타입으로 잘못 설정되어 있기 때문에 100도씨의 온도를 산출하게 된다. 그러나 "T" 타입의 열전대 소자에서는 20[mV]시에 온도 제어기(600)가 150도씨의 온도를 인식하여야 한다. 이 경우 온도 제어기는 산출된 100도씨의 값과 150도씨의 온도간 불일치를 인식할 수 있으며 이때 열전대 소자의 설정 오류를 인식할 수 있다.First, in the memory (not shown), the data values for each type for the characteristic shown in Fig. 2 are all stored in the lookup table. 2, when the thermocouple element is changed from the "E" type to the "T" type and the setting of the temperature controller 600 is not changed and the type is continuously set to "E" And outputs a value of 20 [mV]. Since the thermocouple element is erroneously set to the "E" type with respect to 20 [mV], the temperature controller 600 calculates the temperature of 100 degrees Celsius. However, in a "T" type thermocouple element, the temperature controller 600 must recognize the temperature of 150 DEG C at 20 [mV]. In this case, the temperature controller can recognize the inconsistency between the calculated value of 100 degrees and the temperature of 150 degrees, and can recognize the setting error of the thermocouple element.
두번째는, 각 열전대 타입별 기울기 값 또는 특성 값을 룩업 테이블에 저장한다. 교체된 열전대 소자의 특성을 알기 위해 열전대 소자의 다이나믹 구간에서 열전대 소자를 테스터한다. 다이나믹 구간은 특성곡선이 선형인 경우에는 정해진 구간일 수 있으며, 특성곡선이 비선형인 구간에서는 선형 구간이 존재하는 일정 구간 또는 기울기의 변화량의 추이를 알 수 있는 구간이다. 일예로 "E" 타입에서 "T" 타입으로 열전대 소자를 바꾼 경우 온도 제어기(600)는 변경된 타입의 열전대 소자의 다이나믹 특성을 테스터 한다. 이러한 다이나믹 특성 테스터에 의해 변경된 열전대 소자의 테스터 기울기 값을 도출할 수 있다. 변경된 열전대 소자의 테스터 기울기 값과 온도 제어기(600)에 설정된 열전대 소자 타입의 룩업 테이블에 저장된 기울기 값을 비교해 봄으로써 온도 제어기(600)에 설정된 열전대 소자의 타입과 실제 회로에 적용된 열전대 소자와의 차이점을 온도 제어기가 판단할 수 있다. Second, the slope value or characteristic value for each thermocouple type is stored in the lookup table. The thermocouple element is testered in the dynamic section of the thermocouple element to know the characteristics of the replaced thermocouple element. The dynamic section may be a predetermined section when the characteristic curve is linear, and the section where the characteristic curve is nonlinear is a section in which the variation of the constant section or the gradient of the linear section exists. For example, when changing the thermocouple element from the "E" type to the "T" type, the temperature controller 600 tests the dynamic characteristics of the thermocouple element of the changed type. The tilt of the tester of the thermocouple element changed by the dynamic characteristic tester can be derived. By comparing the tilt value of the thermocouple element of the changed thermocouple element with the tilt value stored in the lookup table of the thermocouple element type set in the temperature controller 600, the difference between the type of thermocouple element set in the temperature controller 600 and the thermocouple element applied to the actual circuit Can be determined by the temperature controller.
상술한 다이나믹 구간에서의 열전대 소자 특성 테스터는 열전대 소자의 변경이 있는 경우마다 실시할 수도 있고, 사용자의 테스터 명령에 의해 실시될 수도 있으며, 테스터 주기를 설정하여 자동으로 매 주기마다 실제 회로에 적용된 열전대 소자의 종류와 테스터 특성에 따른 열전대 소자의 종류가 일치하는지를 판별할 수 있다. 도 2에 도시된 열기전력 값과 온도 값 및 각 열전대 소자의 기울기 값은 설명의 편의를 위하여 가상으로 설정한 값이다. The thermocouple element characteristic tester in the above-described dynamic section may be performed whenever there is a change in the thermocouple element or may be performed by a user's tester command. In this case, the tester period is set, It is possible to determine whether the types of the elements and the types of the thermocouple elements according to the characteristics of the tester coincide with each other. The thermoelectric power value and the temperature value and the slope value of each thermocouple element shown in Fig. 2 are values set to be virtual for convenience of explanation.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment thereof, the present invention is not limited thereto, and various modifications and applications are possible. In other words, those skilled in the art can easily understand that many variations are possible without departing from the gist of the present invention.
100 : 메인 전원부
200 : 전원 차단부
300 : 스위치부
400 : 열전대
500 : 유도 전류 센싱부
600 : 온도 제어기
700 : 부하100: Main power unit
200: Power cut-
300:
400: thermocouple
500: Induced current sensing unit
600: Temperature controller
700: Load
Claims (7)
상기 메인 전원으로부터 공급된 전원을 상기 부하로 전송하기 위해 외부 신호의 입력에 따라 부하로 공급되는 전원을 온/오프하는 스위칭부,
상기 부하에서 발생되는 온도를 열기전력에 의해 센싱하는 열전대,
상기 부하에 흐르는 전류로부터 유도 전류를 센싱하는 유도 전류 센싱부, 및
상기 열전대로부터 열기전력을 값을 획득하여 상기 부하의 온도를 산출하고, 산출된 온도 값에 따라 기 설정된 부하의 온도로 제어하기 위해 상기 스위칭부를 제어하여 상기 부하에 기 설정된 온도에 맞는 파워를 공급하는 온도 제어기를 포함하며,
상기 전원 차단부, 스위칭부, 유도 전류 센싱부, 및 온도 제어기는 일체형으로 형성되어 상기 부하의 개수에 따라 멀티채널로 구비되며,
상기 온도 제어기는 상기 부하에 공급되는 전력 값과 상기 유도 전류 센싱부에 의해 센싱된 상기 부하의 전류 값을 상호 비교함으로써 상기 부하의 고장 여부를 감지하며,
상기 온도 제어기는 온도 제어기에 기 설정되어 있는 타입의 열전대의 온도 특성 값 및 열기전력 특성 값과 회로에 변경 적용된 열전대의 온도 특성 값 및 열기전력 특성 값을 서로 비교함으로써 변경된 열전대의 타입과 사용자가 상기 온도 제어기에 설정한 열전대의 타입이 서로 동일한지 여부를 판단하여 열전대 종류 설정 오류를 감지하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치.
A power cutoff unit for cutting off a main power supplied to a load of at least one of a loader heater constituting a process chamber of a semiconductor or glass substrate line,
A switching unit for turning on / off a power supplied to the load in response to an input of an external signal to transmit the power supplied from the main power source to the load,
A thermocouple sensing the temperature generated in the load by thermal power,
An induced current sensing unit for sensing an induced current from a current flowing in the load,
Calculating a temperature of the load by obtaining a value of the thermoelectric power from the thermocouple, and controlling the switching unit to control the temperature of the load to a predetermined temperature according to the calculated temperature, A temperature controller,
The power cutoff unit, the switching unit, the induced current sensing unit, and the temperature controller are integrally formed, and are provided in multi-channels according to the number of the loads.
The temperature controller senses whether the load is faulty by comparing a power value supplied to the load and a current value of the load sensed by the induced current sensing unit,
The temperature controller compares the temperature characteristic value and the thermoelectric power characteristic value of the type of the thermocouple preset in the temperature controller with the thermocouple temperature characteristic value and the thermoelectric power characteristic value of the thermocouple applied to the circuit, And determining whether the thermocouple type set in the temperature controller is the same or not, and detecting a thermocouter type setting error.
상기 스위칭부는 무접점 전자식 릴레이, 트랜지스터, 및 싸이리스터 파워 레귤레이터 중 적어도 어느 하나로서,
상기 온도 제어기는 상기 스위칭부의 온/오프 주기를 변경하거나 상기 스위칭부에 공급되는 전류를 제어하여 상기 부하에 공급되는 전력을 조절함으로써 상기 부하의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the switching unit is at least one of a contactless electronic relay, a transistor, and a thyristor power regulator,
Wherein the temperature controller controls the temperature of the load by changing the on / off period of the switching unit or controlling the electric current supplied to the switching unit to adjust the electric power supplied to the load. Load temperature controller.
상기 로더 히터는,
배관 히터, 개스 라인 히터, 기화기, 베이큠 라인 히터, 및 블록 히터 중 적어도 어느 하나로서 공정 부산물이 부착되지 않게 하거나,
증착 또는 식각 공정에 필요한 온도를 제공하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치.
The method according to claim 1,
The loader heater
It is possible to prevent the process by-products from adhering to at least one of the piping heater, the gas line heater, the vaporizer, the bypass line heater, and the block heater,
Wherein the temperature control means controls the temperature of the load by providing a temperature required for the deposition or etching process.
상기 온도 제어기는,
상기 열전대의 각 종류별 온도 특성 값과 열기전력 특성 값 및 사용자가 상기 온도 제어기에 설정한 상기 열전대의 종류 설정에 기초하여 사용자의 열전대 종류 설정 오류를 감지하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature controller comprises:
A thermocouple type setting error of the user is detected on the basis of a temperature characteristic value and a thermoelectric characteristic value of each type of the thermocouple and a type of the thermocouple set by the user in the temperature controller, Temperature control device.
상기 온도 제어기는,
상기 열전대의 각 종류별 기울기 차이 값을 이용하여 사용자의 열전대 종류 설정 오류를 감지하는 것을 특징으로 하는 부하의 온도를 제어하는 부하 온도 제어 장치.The method according to claim 6,
Wherein the temperature controller comprises:
And a thermocouple type setting error of the user is detected by using a slope difference value of each kind of the thermocouple.
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2015
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Patent Citations (2)
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Also Published As
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