KR102153274B1 - 설비 내부 온도 측정 장치와 이를 구비하는 설비 내부 온도 수집 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
밀폐형 반도체 설비의 외부 플레이트에 센서 보드를 설치하여 설비 내부의 다중 위치에서 온도를 동시에 측정할 수 있는 설비 내부 온도 측정 장치와 이를 구비하는 설비 내부 온도 수집 시스템 및 방법이 제공된다. 설비 내부 온도 측정 장치는, 반도체 설비를 덮는 플레이트; 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판; 제1 기판의 일면 상에 배치되어 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 제1 센서와 함께 제1 기판의 일면 상에 배치되어 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 제1 센서를 이용하여 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및 센서부와 전기적으로 연결되며, 제1 센서 및 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함한다.
Description
본 발명은 반도체 설비의 내부 온도를 측정하는 장치와 이를 이용하여 반도체 설비의 내부 온도 데이터를 수집하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 환경 조건에서 반도체 칩을 제조 및 검사하는 설비는 넓은 범위에 걸쳐 균일한 프로세스 온도 분포를 형성하는 것이 중요하다. 이와 같이 균일한 온도 분포가 형성되도록 제어하기 위해서는 정확한 온도 측정이 요구된다.
그러나 반도체 설비의 특성상 센서가 직접 내장되기에 어려운 구조 및 위치가 많아 추가적인 측정 시스템이 필요하다.
종래의 측정 시스템은 반도체 설비 내에 센서를 직접 부착하거나 센서를 포함한 지그(jig) 등을 설치한 뒤 케이블 배선 작업을 하는 방식을 사용한다. 그러나 이 방식은 작업 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 센서의 위치에 따른 오차, 배선에 의한 발열 및 기류 장애에 따른 오차 등이 발생할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 밀폐형 반도체 설비의 외부 플레이트에 센서 보드를 설치하여 설비 내부의 다중 위치에서 온도를 동시에 측정할 수 있는 설비 내부 온도 측정 장치와 이를 구비하는 설비 내부 온도 수집 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 설비 내부 온도 측정 장치의 일 면(aspect)은, 반도체 설비를 덮는 플레이트; 상기 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 상기 제1 센서와 함께 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및 상기 센서부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함한다.
상기 플레이트는 개폐 가능하게 형성되며, 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정할 때에 폐쇄될 수 있다.
상기 설비 내부 온도 측정 장치는, 상기 제1 기판보다 작은 크기로 상기 제1 기판 상에 설치되며, 상기 제1 기판으로부터 분리 가능하게 설치되는 복수개의 제2 기판을 더 포함하며, 상기 센서부는 각각의 제2 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 설비 내부 온도 측정 장치는 탄력적 소재로 형성되고, 열전도도 특성을 가지는 성분을 포함하며, 상기 센서부 상에 형성되는 탄성부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 센서는 상기 제1 기판의 일면 상의 외곽 및 중앙에 배치되거나, 서로 다른 두 제1 센서 사이에 배치될 수 있다.
상기 회로부는 상기 제1 기판의 타면 상에 형성되거나, 상기 플레이트의 타면에 설치될 수 있다.
상기 제1 기판은 상기 플레이트의 내측면에 고정될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 설비 내부 온도 수집 시스템의 일 면은, 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 설비 내부 온도 측정 장치; 및 상기 반도체 설비의 내부 각 지점에서의 표면 온도를 수집하는 설비 내부 온도 수집 장치를 포함하며, 상기 설비 내부 온도 측정 장치는, 상기 반도체 설비를 덮는 플레이트; 상기 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 상기 제1 센서와 함께 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및 상기 센서부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 설비 내부 온도 수집 방법의 일 면은, 반도체 설비를 덮는 플레이트를 닫는 단계; 상기 플레이트에 설치되어 있는 설비 내부 온도 측정 장치를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 단계; 및 유무선 신호를 이용하여 상기 반도체 설비의 내부 각 지점에서의 표면 온도를 수집하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 설비 내부 온도 측정 장치에 구비되는 센서부의 배치 형태를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 설비의 내부 온도 수집 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 설비 내부 온도 측정 장치에 구비되는 센서부의 배치 형태를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 설비의 내부 온도 수집 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 센서의 매립이나 설치가 어려운 밀폐형 반도체 설비(예를 들어, 테스트 핸들러(test handler) 등)의 외부 플레이트를 복수개의 온도 센서가 통합된 플레이트로 구성하여 설비 내부의 다중 위치에서 온도를 동시에 측정할 수 있는 설비 내부 온도 측정 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 설비 내부 온도 측정 장치를 이용하여 반도체 설비의 내부 온도에 대한 정보를 수집하는 설비 내부 온도 수집 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 플레이트(plate; 110), 제1 기판(120), 기판 고정부(130), 센서부(140) 및 회로부(150)를 포함할 수 있다.
플레이트(110)는 반도체 설비의 외형을 덮는 커버(cover) 역할을 하는 것이다. 이러한 플레이트(110)는 평판 형태의 것으로 형성되어, 반도체 설비의 외형을 덮도록 형성될 수 있다.
제1 기판(120)은 양면에 센서부(140)와 회로부(150)가 각각 형성되는 것이다. 이러한 제1 기판(120)은 센서부(140)와 회로부(150)가 전기적으로 연결될 수 있도록 PCB 보드로 구현될 수 있다. 제1 기판(120)은 일면에 센서부(140)와 회로부(150)가 함께 형성되는 것도 가능하다.
기판 고정부(130)는 제1 기판(120)을 플레이트(110)에 고정시키는 것이다. 기판 고정부(130)는 볼트(bolt) 등을 이용하여 제1 기판(120)을 플레이트(110)의 일면 상에 고정시킬 수 있다.
기판 고정부(130)는 제1 기판(120)이 플레이트(110) 상에 접촉되지 않도록 제1 기판(120)을 플레이트(110)에 고정시킬 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 고정부(130)는 제1 기판(120)이 플레이트(110) 상에 접촉되도록 제1 기판(120)을 플레이트(110)에 고정시키는 것도 가능하다.
센서부(140)는 제1 기판(120)의 일면에 형성되어, 반도체 설비의 내부 온도를 측정하는 기능을 수행한다. 센서부(140)는 이를 위해 복수개의 온도 센서를 포함할 수 있다. 이하에서는 온도 센서를 제1 센서(141)로 정의한다.
제1 센서(141)는 항상 동일한 위치에서 온도를 측정할 수 있도록 제1 기판(120)의 일면 상에 고정될 수 있다. 제1 센서(141)는 복수개로 구비되어, 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 각 지점의 표면 온도를 동시에 측정할 수 있다. 제1 센서(141)는 본 실시예에서 RTD(Resistance Temperature Detector), TC(Thermo-Couple), 써미스터(thermistor) 등으로 구현될 수 있다.
센서부(140)는 복수개의 제1 센서(141)가 동일한 위치에서 균일한 밀착력으로 반도체 설비에 접촉하여 온도를 측정할 수 있도록, 복수개의 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 센서부(140)는 압력 센서 대신에 변위 센서를 더 포함할 수도 있으며, 압력 센서와 변위 센서를 모두 포함하는 것도 가능하다. 이하에서는 압력 센서(또는 변위 센서)를 제2 센서(142)로 정의한다.
제2 센서(142)를 압력 센서와 변위 센서의 조합으로 구성할 경우, 제1 센서(141)의 밀착력과 설치 위치를 항상 동일하게 하기 위하여, 제1 기판(120)의 위치를 분할하여 압력 센서를 배치하고, 변위 센서로 결합 위치를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 또한 각 구역에 분할 배치된 압력 센서값을 측정하여 플레이트(110)의 위치에 따라 체결 강도 및 설치 위치를 정밀하게 제어하여 전 면적에 걸쳐 균일한 밀착력을 가지도록 할 수 있다.
센서부(140)는 센싱 기능을 수행하는 데에 필요한 전력을 반도체 설비로부터 제공받을 수 있다. 센서부(140)는 이를 위해 반도체 설비 내에 구비되는 전원부(미도시)와 연결될 수 있다. 한편 센서부(140)는 외부에 구비되는 전원부(미도시)와 연결되어, 센싱 기능을 수행하는 데에 필요한 전력을 외부 전원으로부터 제공받는 것도 가능하다.
회로부(150)는 제1 기판(120) 상에서 센서부(140)와 전기적으로 연결되어, 센싱부(140)에 의해 획득된 정보(예를 들어, 반도체 설비의 내부 온도)를 처리하는 기능을 수행한다. 또한 회로부(150)는 센싱부(140)에 의해 획득된 정보가 처리되면, 이 정보를 외부의 시스템(미도시)으로 송출하는 기능을 수행한다.
회로부(150)는 센싱부(140)에 의해 획득된 정보를 처리하기 위해 신호 처리 모듈(예를 들어, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU))을 포함할 수 있다. 또한 회로부(150)는 처리된 정보를 외부의 시스템으로 송출하기 위해 유무선 통신 모듈(예를 들어, RF 통신 모듈)을 포함할 수 있다.
회로부(150)는 제1 기판(120)의 타면에 형성될 수 있다. 즉, 센서부(140)가 제1 기판(120)의 일면에 형성되면, 회로부(150)는 센서부(140)가 형성되지 않은 제1 기판(120)의 타면에 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 회로부(150)는 센서부(140)와 함께 제1 기판(120)의 일면에 형성되는 것도 가능하다.
이상 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 설비 내부 온도 측정 장치(100)에 따르면, 플레이트(110)에 센서부(140)와 회로부(150)가 구비된 제1 기판(120)을 고정시켜, 반도체 설비의 플레이트(110)를 열고 닫는 과정만으로 동일 위치에서 균일한 밀착력으로 반도체 설비의 내부 온도를 효과적으로 측정하는 것이 가능해진다.
또한 플레이트(110)를 닫아 개구부를 밀폐시킨 후에 반도체 설비의 내부 온도 측정 과정을 수행함으로써, 기류, 외란 등의 영향에 따라 온도 편차가 발생하여 측정값이 부정확해지는 것도 방지할 수 있다.
또한 전원 공급 및 데이터 수집의 모든 케이블은 외부에서 연결되거나 무선으로 구성되어 반도체 설비의 내부로 케이블 배선 작업 또는 공간이 요구되지 않는다.
따라서 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 종래의 방식보다 편리하고 안전하며, 높은 정확도의 온도 측정 및 제어를 통해 설비의 신뢰도를 향상시켜 줄 수 있다.
다음으로 센서부(140)에 제1 센서(141)와 제2 센서(142)가 함께 구비되는 경우, 제1 센서(141)와 제2 센서(142)의 배치 형태에 대하여 설명한다.
도 3은 설비 내부 온도 측정 장치에 구비되는 센서부의 배치 형태를 보여주는 예시도이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.
제2 센서(142)는 제1 기판(120)의 전면에 걸쳐 틸트(tilt) 정도를 분석하기 위해 제1 기판(120)의 외곽 부분에 형성될 수 있다. 또한 제2 센서(142)는 제1 기판(120)의 중앙 부분에도 형성될 수 있다. 제2 센서(142)는 상기와 같은 경우 압력 센서(또는 변위 센서)로 구현될 수 있다.
제2 센서(142)는 양측에 위치하는 제1 센서(141) 간 기울기 편차를 분석하기 위해 서로 다른 두 제1 센서(141) 사이에 형성되는 것도 가능하다. 제2 센서(142)는 이와 같은 경우 변위 센서로 구현될 수 있다.
제1 센서(141)는 제1 기판(120) 상에서 제2 센서(142)가 형성되지 않은 나머지 부분에 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.
한편 센서부(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 일체형인 단일개의 대형 기판으로 형성될 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 센서부(140)는 개별적으로 분리 가능한 복수개의 소형 기판으로 형성되는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4를 참조하면, 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 제2 기판(160)을 더 포함할 수 있다.
제2 기판(160)은 제1 기판(120) 상에 분리 가능한 형태로 결합될 수 있다. 제2 기판(160)은 제1 기판(120) 상에 복수개 구비될 수 있으며, 볼트, 너트 등을 이용하여 분리 가능하게 결합될 수 있다.
제1 기판(120) 상에 복수개의 제2 기판(160)이 구비되는 경우, 센서부(140)는 각각의 제2 기판(160) 상에 형성될 수 있다. 이때 각각의 제2 기판(160)에는 제1 센서(141)와 제2 센서(142)가 함께 구비될 수 있다. 각각의 제2 기판(160)에서 제2 센서(142)는 가운데 영역에 배치될 수 있다.
도 4의 예시는 센서부(140)를 대면적의 제1 기판(120)에 고정하여 일체형으로 사용하지 않고, 개별 모듈로 분리 및 교체가 가능하게 한 것이다. 도 4의 예시에 따르면, 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 일부 영역에서 고장이 발생하더라도 전체에 해당하는 제1 기판(120)을 교체하지 않고, 부분에 해당하는 제2 기판(160)을 독립적으로 교체할 수 있어, 비용 절감이 가능해진다. 또한 다양한 패턴의 설비에서도 각 모듈의 교체만으로 사용할 수 있게 해줄 수 있다.
한편 회로부(150)는 신호 처리 모듈과 유무선 통신 모듈 외에 전원 모듈을 더 포함하는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
회로부(150)는 소정 크기의 상자(box) 내에 신호 처리 모듈, 유무선 통신 모듈, 전원 모듈 등을 포함하여 구성될 수 있다. 회로부(150)가 전원 모듈을 포함하는 경우, 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 반도체 설비의 전원이나 외부 전원을 이용하지 않고도 자체적으로 작동하는 것이 가능해진다.
회로부(150)가 신호 처리 모듈, 유무선 통신 모듈, 전원 모듈 등을 포함하여 소정 크기의 상자 형태로 구성되는 경우, 회로부(150)는 제1 기판(120) 상에 형성되지 않고, 플레이트(110)와 결합될 수 있다.
일례로 도 5에 도시된 바와 같이 플레이트(110)의 내측면에 센서부(140)가 구비된 기판(120)이 결합되면, 회로부(150)는 플레이트(110)의 외측면에 결합될 수 있다. 이 경우 회로부(150)는 플레이트(110)에 형성된 관통홀로 삽입되는 데이터 및 전원 배선(151)을 통해 센서부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5의 예시는 회로부(150)를 제1 기판(120)에 직접 설치하지 않고, 제1 기판(120)에서 플레이트(110)의 외부로 연결하여 밖에서 설치한 경우의 예시이다. 회로부(150)를 도 5에 도시된 바와 같이 구성할 경우, 반도체 설비 내의 다양한 프로세스 환경(예를 들어, 고온, 약액 등)으로부터 보호해 주며, 모든 케이블이 설비 외부에서 연결할 수 있도록 해줄 수 있다.
한편 측정에 필요한 전원은 다양한 프로세스 환경에서 사용 가능하도록 배터리에 쉴드를 하여 사용하거나, 통합 케이블을 통해 공급할 수 있다.
한편 플레이트(110)에 의해 둘러싸여 보호되는 반도체 설비는 그 표면이 평탄하지 않을 수 있다. 반도체 설비의 표면이 평탄하지 않을 경우, 반도체 설비의 표면 온도를 측정하기 위해 복수개의 제1 센서(141)를 반도체 설비의 표면에 접촉시키면, 일부는 반도체 설비의 표면에 접촉되나, 다른 일부는 반도체 설비의 표면에 접촉되지 않아, 측정값의 신뢰도가 저하될 수 있다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 설비 내부 온도 측정 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6을 참조하면, 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 탄성부(170)를 더 포함할 수 있다.
탄성부(170)는 탄력적인 소재로 형성되는 것으로서, 높은 열전도도 특성을 갖추고 있다. 본 실시예에서는 이러한 탄성부(170)로 실리콘 패드, 탄소계 패드, 써멀 폼 개스킷(thermal form gasket) 등을 이용할 수 있다. 실리콘 패드와 탄소계 패드는 탄력적인 패드를 제조할 때에 열전도도 특성이 우수한 실리콘 성분과 탄소계 성분을 각각 첨가하여 제조되는 것을 말한다. 써멀 폼 개스킷은 스펀지(sponge)와 같이 탄성을 가진 제품의 표면에 열전도도가 우수한 성분(예를 들어, 그라파이트(graphite), 탄소나노튜브 등)을 필름 형태로 코팅하여 제조되는 것을 말한다.
탄성부(170)는 제1 센서(141)와 제2 센서(142) 상에 부착되어 형성될 수 있다. 탄성부(170)가 이와 같이 형성되면, 측정 대상인 반도체 설비의 표면(210)이 평탄하지 않더라도 복수개의 제1 센서(141)가 반도체 설비의 표면(210)에 밀착되어 반도체 설비의 표면 온도를 효과적으로 측정하는 것이 가능해지며, 이에 따라 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한 반도체 설비와의 접촉시 제1 센서(141)에 가해지는 충격이나 데미지를 경감시켜 주는 것도 가능해진다.
이상 도 1 내지 도 6을 참조하여 설비 내부 온도 측정 장치(100)의 다양한 실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 설비 내부 온도 측정 장치(100)를 이용하여 반도체 설비의 내부 온도에 대한 정보를 수집하는 시스템에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다. 또한 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 설비 내부 온도 수집 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 7 및 도 8에 따르면, 설비 내부 온도 수집 시스템(300)은 설비 내부 온도 측정 장치(100) 및 설비 내부 온도 수집 장치(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
설비 내부 온도 측정 장치(100)에 대해서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 전술하였으므로, 여기서는 그 자세한 설명을 생략한다.
설비 내부 온도 수집 장치(310)는 설비 내부 온도 측정 장치(100)에 구비되는 각각의 제1 센서(141)에 의해 측정된 반도체 설비의 내부 온도 데이터를 수집하는 것이다. 이러한 설비 내부 온도 수집 장치(310)는 무선 장치(311)와 유선 장치(312) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
무선 장치(311)는 무선 신호를 이용하여 설비 내부 온도 측정 장치(100)로부터 반도체 설비의 각 지점에서의 내부 온도 데이터를 수집하는 것이다. 무선 장치(311)는 이를 위해 무선 신호 송수신부(미도시)를 구비할 수 있다.
유선 장치(312)는 유선 신호를 이용하여 설비 내부 온도 측정 장치(100)로부터 반도체 설비의 각 지점에서의 내부 온도 데이터를 수집하는 것이다. 유선 장치(312)는 이를 위해 설비 내부 온도 측정 장치(100)와 케이블을 통해 연결될 수 있다.
유선 장치(312)는 도 7의 예시에서 보는 바와 같이 회로부(150)가 제1 기판(120) 상에 형성되는 경우, 케이블을 이용하여 제1 기판(120)과 연결될 수 있다. 또한 유선 장치(312)는 도 8의 예시에서 보는 바와 같이 회로부(150)가 제1 기판(120) 상에 형성되지 않는 경우, 케이블을 이용하여 플레이트(110) 상의 회로부(150)에 직접 연결될 수 있다.
이상 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 반도체 설비의 내부 온도 데이터는 무선 장치(311)를 이용하여 제1 기판(120) 상에 설계되어 있는 회로부(150)로부터 수집되거나, 유선 장치(311)와 설비 내부 온도 측정 장치(100)를 케이블(예를 들어, 데이터 케이블, 전원 및 데이터 통합 케이블 등)로 연결하여 유선으로 수집될 수 있다. 이러한 방식은 공간과 리더기의 채널 제약에 의한 문제를 해결하여 원하는 개수만큼 센서를 사용할 수가 있다.
다음으로 설비 내부 온도 수집 시스템(300)의 작동 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 설비의 내부 온도 수집 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 7 내지 도 9를 참조한다.
설비 내부 온도 측정 장치(100)가 반도체 설비의 플레이트(110)에 설치된 상태에서, 열려 있는 플레이트(110)를 닫는다(S410). 그러면 설비 내부 온도 측정 장치(100)가 일정 시간마다 반도체 설비의 각 지점에서의 표면 온도를 측정하여(S420) 설비 내부 온도 수집 장치(310)로 송출한다(S430). 설비 내부 온도 측정 장치(100)는 반도체 설비의 표면 온도 뿐만 아니라 제1 기판(120)의 틸트에 대한 정보도 설비 내부 온도 수집 장치(310)로 송출할 수 있다.
설비 내부 온도 수집 장치(310)는 설비 내부 온도 수집 장치(310)에 의해 송출된 정보를 수신하여 메모리부(미도시)에 저장한다(S440). 이후 설비 내부 온도 수집 장치(310)는 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 설비 내부 온도 수집 장치(310)로부터 수신된 정보(예를 들어, 반도체 설비의 각 지점에서의 표면 온도)를 디스플레이 장치에 표시한다(S450). 설비 내부 온도 수집 장치(310)는 설비 내부 온도 수집 장치(310)로부터 수신된 정보를 분석하고, 그 분석 결과(예를 들어, 반도체 설비 내에서 다른 지점과 편차를 보이는 지점의 온도 데이터와 위치 정보)를 디스플레이 장치에 표시하는 것도 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 설비 내부 온도 측정 장치 110: 플레이트
120: 제1 기판 130: 기판 고정부
140: 센서부 150: 회로부
160: 제2 기판 170: 탄성부
300: 설비 내부 온도 수집 시스템 310: 설비 내부 온도 수집 장치
120: 제1 기판 130: 기판 고정부
140: 센서부 150: 회로부
160: 제2 기판 170: 탄성부
300: 설비 내부 온도 수집 시스템 310: 설비 내부 온도 수집 장치
Claims (15)
- 반도체 설비를 덮는 플레이트;
상기 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판;
상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 상기 제1 센서와 함께 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및
상기 센서부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함하는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트는 개폐 가능하게 형성되며, 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정할 때에 폐쇄되는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판보다 작은 크기로 상기 제1 기판 상에 설치되며, 상기 제1 기판으로부터 분리 가능하게 설치되는 복수개의 제2 기판을 더 포함하며,
상기 센서부는 각각의 제2 기판 상에 배치되는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
탄력적 소재로 형성되고, 열전도도 특성을 가지는 성분을 포함하며, 상기 센서부 상에 형성되는 탄성부를 더 포함하는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 제1 기판의 일면 상의 외곽 및 중앙에 배치되거나, 서로 다른 두 제1 센서 사이에 배치되는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 회로부는 상기 제1 기판의 타면 상에 형성되거나, 상기 플레이트의 타면에 설치되는 설비 내부 온도 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판은 상기 플레이트의 내측면에 고정되는 설비 내부 온도 측정 장치. - 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 설비 내부 온도 측정 장치; 및
상기 반도체 설비의 내부 각 지점에서의 표면 온도를 수집하는 설비 내부 온도 수집 장치를 포함하며,
상기 설비 내부 온도 측정 장치는,
상기 반도체 설비를 덮는 플레이트;
상기 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판;
상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 상기 제1 센서와 함께 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및
상기 센서부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함하는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 플레이트는 개폐 가능하게 형성되며, 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정할 때에 폐쇄되는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 설비 내부 온도 측정 장치는,
상기 제1 기판보다 작은 크기로 상기 제1 기판 상에 설치되며, 상기 제1 기판으로부터 분리 가능하게 설치되는 복수개의 제2 기판을 더 포함하며,
상기 센서부는 각각의 제2 기판 상에 배치되는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 설비 내부 온도 측정 장치는,
탄력적 소재로 형성되고, 열전도도 특성을 가지는 성분을 포함하며, 상기 센서부 상에 형성되는 탄성부를 더 포함하는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 제1 기판의 일면 상의 외곽 및 중앙에 배치되거나, 서로 다른 두 제1 센서 사이에 배치되는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 회로부는 상기 제1 기판의 타면 상에 형성되거나, 상기 플레이트의 타면에 설치되는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 기판은 상기 플레이트의 내측면에 고정되는 설비 내부 온도 수집 시스템. - 반도체 설비를 덮는 플레이트; 상기 플레이트의 일면에 고정되는 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 반도체 설비의 표면 온도를 측정하는 복수개의 제1 센서, 및 상기 제1 센서와 함께 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되어 상기 제1 기판의 각 측에 가해지는 압력을 측정하는 복수개의 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 센서부; 및 상기 센서부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 정보를 처리하여 외부로 송출하는 회로부를 포함하는 설비 내부 온도 측정 장치의 설비 내부 온도 수집 방법에 있어서,
상기 플레이트에 상기 설비 내부 온도 측정 장치가 설치되면, 열려 있는 플레이트를 닫는 단계;
상기 설비 내부 온도 측정 장치를 이용하여 상기 반도체 설비 내부의 복수 위치에서 상기 반도체 설비의 표면 온도를 동시에 측정하는 단계; 및
상기 설비 내부 온도 측정 장치와 연결되는 설비 내부 온도 수집 장치를 이용하여 상기 반도체 설비의 내부 각 지점에서의 표면 온도를 수집하는 단계를 포함하는 설비 내부 온도 수집 방법.
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Legal Events
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