KR102201063B1 - 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법 - Google Patents

히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 히터 이상 여부 판단 장치를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법은, 열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정하는 단계; 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차를 이용하여 이상지수 값을 연산하는 단계; 상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 단계; 및 상기 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 열처리 제조 공정에서 사용되는 히터의 시간대별 온도 변화를 측정하여 히터의 이상 여부를 조기에 판단할 수 있어 히터 이상 시 발생되는 부품의 불량률을 저감시킬 수 있고, 시간 및 제조 비용의 손실을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR FAULT DIAGNOSIS OF HEATER USING TEMPERATURE GRADIENT OF HEATER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열처리 제조 공정에서 사용되는 히터의 시간대별 온도 변화를 측정하여 히터의 이상 여부를 판단하는 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 장치의 하나로서 반도체 기판(이하,'웨이퍼')을 뱃치(Batch)로 처리하는 종형 열처리 장치가 있는데, 이 장치는 하단에 반출입구를 마련한 처리실을 구성하는 종형의 반응관과, 이 반응관을 둘러싸도록 설치된 통 형상의 단열체와, 이 단열체의 내벽면을 따라 설치된 저항 발열체로 이루어지는 히터를 구비하고, 다수의 웨이퍼를 선반 형상으로 웨이퍼 보유 지지구에 보유 지지시켜 반응관 내로 반출입구를 통해 반입하고, 히터에 의해 반응관 내를 소정의 열처리 온도가 되도록 가열하여 웨이퍼에 대해 산화 처리나 성막 처리 등을 행할 수 있다. 이때 저항 발열체로는, 철-탄탈-카본 합금 등의 히터 소선이 이용되고, 히터 소선은 대부분이 반응관에 권취된 코일 형상을 이루고 있다.
이러한 히터 소선을 이용하여 웨이퍼를 가열하여, 이 웨이퍼에 대해 산화 처리, 어닐 처리, CVD(Chemical Vapor Deposition) 성막 처리, 또는 소정의 막을 분자층 레벨로 적층 성장시키는 MLD(Molecular Layer Deposition) 성막 처리 등을 실시할 때, 반응관 내를 약 900℃ 정도의 고온으로 조절하고, 웨이퍼를 반응관 내로 반입 또는 외부로 반출할 때에는 웨이퍼 표면에 있어서 자연 산화막의 성장을 억제하기 위해 반응관 내를 약 650℃ 정도의 저온으로 조절한다. 이와 같이 히터 소선은 고온과 저온의 상태를 자주 반복함에 따라 처리 조건에 따라서는 짧은 기간에 단선되어 버리는 경우가 빈번하게 발생한다.
만약 히터 소선의 단선이 열처리 공정 중에 발생하게 되면, 그 뱃치에 포함되는 웨이퍼는 모두 스크랩(불량품)으로 취급되기 때문에 열처리에 걸린 시간이 낭비될 뿐만 아니라 손실 비용 또한 커지는 문제점이 있다.
이로 인해, 히터 소선의 수명 즉, 단선의 시기를 예측하는 기술은 웨이퍼의 제조 비용을 억제하고, 수율을 향상시키기 위해 매우 중요하다.
다시 말해, 히터 소선의 수명을 정확하게 예측할 수 없으면 수명이 가까워진 히터 소선을 사전에 검출할 수 없어 열처리 중에 그 히터 소선이 갑자기 단선되어 그에 따른 시간 및 비용이 낭비될 수도 있고, 교환할 필요가 없는 히터 소선을 수명이 가깝다고 예측하여 멀쩡한 소선을 교환하게 되어 부품 교체 비용이 낭비될 수도 있다.
또한, 종래에 히터 소선의 수명을 예측할 수 있었다고 해도 예측한 시기가 수명 직전이면, 교환 부품인 히터 소선의 준비가 단선 시기에 제때 맞추어지지 못하거나, 히터 소선을 교환하기 위한 열처리 장치의 유지 보수 스케줄을 사전에 세울 수 없으므로 열처리 장치를 장시간 정지시켜 열처리 장치의 가동률을 저하시켜 버릴 우려도 있다. 따라서, 히터 소선의 단선이 어느정도 진행되었는지를 미리 예측하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0025734호(2004. 03. 25. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열처리 제조 공정에서 사용되는 히터의 시간대별 온도 변화를 측정하여 히터의 이상 여부를 판단하는 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 히터 이상 여부 판단 장치를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법은, 열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정하는 단계; 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차를 이용하여 이상지수 값을 연산하는 단계; 상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 단계; 및 상기 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 시간대별 히터 온도 기준 데이터는 히터가 정상 동작되는 경우의 히터 온도가 시간대별로 각각 측정되어 기 정의되고, 상기 히터가 정상 동작되는 경우의 온도 범위는 ±5% 오차 범위를 가지며, 상기 이상지수 값을 연산하는 단계는 상기 히터 온도 기준 데이터와 상기 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터를 각각 비교하여 차이가 발생된 구간의 횟수, 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합을 이용하여 상기 이상지수 값을 연산할 수 있다.
또한, 상기 이상지수 값을 연산하는 단계는 다음의 수학식에 의해 상기 이상지수 값을 연산할 수 있다.
Figure 112019056986031-pat00001
여기서, A는 이상지수 값, K는 단위 보정 계수, a는 상기 차이가 발생된 구간의 횟수, b는 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 t는 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합이다.
또한, 상기 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 단계는 상기 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 히터가 이상인 것으로 판단하고, 상기 히터가 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 이상 정도 단계 중 해당 히터가 어느 단계에 해당하는지 판단하며, 상기 경고하는 단계는 상기 판단된 이상 정도 단계에 따라 경고하되, 단계가 높아질수록 수위를 높여 경고할 수 있다.
또한, 상기 이상지수 값을 해당 히터의 사양 정보와, 외기 온도, 사용량 및 공정의 종류를 포함하는 사용 환경 정보와 함께 데이터베이스에 저장하는 단계; 및 상기 데이터베이스에 저장된 데이터 값을 이용하여, 수명을 예측하고자 하는 히터와 사양 정보가 동일하고, 사용 환경 정보가 가장 유사한 데이터에 해당하는 이상지수 값들을 추출하여 히터의 수명을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치은, 열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정하는 측정부; 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차를 이용하여 이상지수 값을 연산하는 연산부; 상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 판단부; 및 상기 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고하는 경고부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 열처리 제조 공정에서 사용되는 히터의 시간대별 온도 변화를 측정하여 히터의 이상 여부를 조기에 판단할 수 있어 히터 이상 시 발생되는 부품의 불량률을 저감시킬 수 있고, 시간 및 제조 비용의 손실을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 히터의 온도 변화가 이상 상태인 것으로 판단되는 경우, 이상 지수 값을 산출하여 산출된 이상지수 값의 크기에 따라 단계별로 경고함으로써 히터 이상 발생시 대응 조치가 신속하게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 히터의 이상지수 값을 클라우드에 업로드하고, 빅데이터를 이용하여 유사한 환경의 히터에 대한 수명을 미리 예측할 수 있어 히터 소선을 교환하기 위한 유지 보수 스케줄 등을 사전에 계획할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법에서 이상지수 값을 연산하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 도 1을 통해 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치(100)는, 측정부(110), 연산부(120), 판단부(130), 경고부(140), 데이터베이스(150) 및 예측부(160)를 포함한다.
먼저, 측정부(110)는 열처리 제조 공정에서 구동중인 히터(미도시)의 온도를 시간대별로 측정한다.
이때, 측정부(110)는 실시간으로 히터의 온도를 측정하여 측정된 온도 데이터를 시간대별로 수집할 수도 있다.
그리고 연산부(120)는 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 측정부(110)로부터 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차를 이용하여 이상지수 값을 연산한다.
이때, 기 정의된 시간대별 온도 기준 데이터는, 히터(미도시)가 정상 동작되는 경우의 히터 온도가 시간별로 각각 측정되어 기 정의되고, 히터가 정상 동작되는 경우의 온도 범위는 ±5% 오차 범위를 가질 수 있다.
상기 연산부(120)는, 기 정의된 히터 온도 기준 데이터와 측정부(110)로부터 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터를 각각 비교하여 차이가 발생된 구간의 횟수, 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 차이가 발생된 구간의 시간 총합을 이용하여 이상지수 값을 연산한다.
그리고 판단부(130)는 연산부(120)로부터 연산된 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단한다.
자세히는, 판단부(130)는 연산부(120)로부터 연산된 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 해당 히터가 이상인 것으로 판단하고, 히터가 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 이상 정도 단계 중 해당 히터가 어느 단계에 해당하는지 판단할 수 있다.
그리고 경고부(140)는 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고한다.
자세히는, 경고부(140)는, 기 판단부로부터 판단된 이상 정도 단계에 따라 경고하되, 단계가 높아질수록 수위를 높여 경고할 수도 있다.
예를 들면, 연산부(120)로부터 연산된 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하여, 제1 설정 범위 내에 해당하는 경우에는 가장 낮은 수준인 제1 단계 경고를 출력하고, 제2 설정 범위 내에 해당하는 경우에는 보통 수준인 제2 단계 경고를 출력하며 제2 설정 범위를 초과하는 경우에는 비상 수준인 제3 단계 경고를 출력하여 심각한 상황임을 외부로 알린다. 즉, 제3 단계 경고가 출력되는 경우에는 히터 소선이 단선되었거나 단선 직전인 경우에 해당하여 즉각적인 조치가 필요한 상황이므로 경고부(140)는 가장 높은 수위로 경고하는 것이 바람직하다.
그리고 데이터베이스(150)는 연산부(120)로부터 연산된 이상지수 값이 해당 히터의 사양 정보와, 외기 온도, 사용량 및 공정의 종류를 포함하는 사용 환경 정보와 함께 누적 저장된다.
마지막으로 예측부(160)는 데이터베이스(150)에 저장된 데이터 값을 이용하여, 수명을 예측하고자 하는 히터와 사양 정보가 동일하고, 사용 환경 정보가 가장 유사한 데이터에 해당하는 이상지수 값들을 추출하여 히터의 수명을 예측한다.
즉, 동일한 사양을 가지는 히터가 같은 공정을 수행하는 경우, 시간대별로 히터의 온도 변화도 어느정도 유사한 패턴을 보이므로 해당 시간대의 데이터를 이용하여 히터의 이상 여부를 판단할 수 있고, 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 유사한 이상지수 값들을 가지는 히터들의 히스토리 데이터를 이용하여 해당 히터의 수명까지도 예측할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 ~방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 먼저 히터 이상 여부 판단 장치(100)의 측정부(110)가 열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정한다(S210).
이때, S210 단계에서는 측정부(110)가 실시간으로 히터의 온도를 측정하여 측정된 온도 데이터를 시간대별로 수집할 수도 있다.
그 다음 연산부(120)가 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 S210 단계에서 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차를 이용하여 이상지수 값을 연산한다(S220).
이때, 기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터는, 히터가 정상 동작되는 경우의 히터 온도가 시간대별로 각각 측정되어 기 정의되고, 히터가 정상 동작되는 경우의 온도 범위는 ±5% 오차 범위를 가질 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법에서 이상지수 값을 연산하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3의 a 그래프는 히터가 정상 동작되는 경우의 시간대별 히터 온도 변화를 나타낸 것이고, 도 3의 b 그래프는 S210 단계에서 시간대별로 측정된 온도 변화를 나타낸 것이다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 도 3의 a 그래프에 나타낸 바와 같이 재료가 반입되는 반입 구간, 히터의 온도가 상승하는 승온 구간, 재료의 열처리가 수행되는 열처리 구간, 히터의 온도가 하강하는 감온 구간 및 재료가 반출되는 반출 구간에 따른 히터의 온도를 시간대별 히터 온도 기준 데이터로 설정하여 히터의 이상 여부를 판단 할 수 있다.
즉, S220 단계에서는 도 3의 a 그래프에 나타낸 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 S210 단계에서 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터를 비교하여, 차이가 발생된 구간의 횟수, 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 차이가 발생된 구간의 시간 총합을 이용하여 이상지수 값을 연산한다.
도 3에서와 같이, 총 5 구간(td, te, tg, th, ti)에서 기준 데이터와 온도 차이가 발생한 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이를 이용하여 다음의 수학식 1에 의해 이상지수 값을 연산할 수 있다.
Figure 112019056986031-pat00002
여기서, A는 이상지수 값, K는 단위 보정 계수, a는 차이가 발생된 구간의 횟수, b는 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 t는 차이가 발생된 구간의 시간 총합이다.
도 3을 예로 들어 설명하자면, 수학식 1에서 a는 기준 데이터와 측정된 온도 간 차이가 발생되는 구간의 횟수이므로 5이고, b는 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합이므로 AUC(Area Under the Curve)면적을 산출하면 되는데, AUC 면적은 곡선과 가로축에 둘러싸인 부분의 면적에 해당하므로 도 3에서 ① 구간의 면적 + ② 구간의 면적 + ③ 구간의 면적 + ④ 구간의 면적 - ⑤ 구간의 면적으로 산출하며, t는 기준 데이터와 측정된 온도 간 차이가 발생된 5 구간(td, te, tg, th, ti)에 해당하는 시간의 합이다. 이때, 수학식 1에서 지수인
Figure 112019056986031-pat00003
는 0.01 내지 0.2 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 히터 온도 기준 데이터와 상이하지만 히터 온도 기준 데이터의 오차 범위내에 속하는 구간(예를 들면, tc, tf 구간 등)은 이상지수 값 산출시 제외되는 것이 바람직하다.
그 다음 판단부(130)가 연산된 상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단한다(S230).
자세히는, S230 단계는 연산부(120)로부터 연산된 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 해당 히터가 이상인 것으로 판단하고, 히터가 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 이상 정도 단계 중 해당 히터가 어느 단계에 해당하는지 판단할 수 있다.
S230 단계의 판단 결과, 히터가 이상인 경우, 경고부(140)가 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고한다(S240).
자세히는, 경고부(140)는, 기 판단부로부터 판단된 이상 정도 단계에 따라 경고하되, 단계가 높아질수록 수위를 높여 경고할 수도 있다.
그 다음, 히터 이상 여부 판단 장치(100)가 S220 단계에서 연산한 이상지수 값을 해당 히터의 사양 정보와, 외기 온도, 사용량 및 공정의 종류를 포함하는 사용 환경 정보와 함께 데이터베이스(150)에 저장한다(S250).
마지막으로 예측부(160)가 S250 단계에서 데이터베이스(150)에 저장된 데이터 값을 이용하여, 수명을 예측하고자 하는 히터와 사양 정보가 동일하고, 사용 환경 정보가 가장 유사한 데이터에 해당하는 이상지수 값들을 추출하여 히터의 수명을 예측한다(S260).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치 및 그 방법은 열처리 제조 공정에서 사용되는 히터의 시간대별 온도 변화를 측정하여 히터의 이상 여부를 조기에 판단할 수 있어 히터 이상 시 발생되는 부품의 불량률을 저감시킬 수 있고, 시간 및 제조 비용의 손실을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 히터의 온도 변화가 이상 상태인 것으로 판단되는 경우, 이상 지수 값을 산출하여 산출된 이상지수 값의 크기에 따라 단계별로 경고함으로써 히터 이상 발생시 대응 조치가 신속하게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 히터의 이상지수 값을 클라우드에 업로드하고, 빅데이터를 이용하여 유사한 환경의 히터에 대한 수명을 미리 예측할 수 있어 히터 소선을 교환하기 위한 유지 보수 스케줄 등을 사전에 계획할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 히터 이상 여부 판단 장치 110 : 측정부
120 : 연산부 130 : 판단부
140 : 경고부 150 : 데이터베이스
160 : 예측부

Claims (10)

  1. 히터 이상 여부 판단 장치를 이용한 히터 이상 여부 판단 방법에 있어서,
    열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정하는 단계;
    기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차이를 이용하여 이상지수 값을 연산하는 단계;
    상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 단계; 및
    상기 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고하는 단계를 포함하고,
    상기 이상지수 값을 연산하는 단계는,
    다음의 수학식에 의해 상기 이상지수 값을 연산하는 히터 이상 여부 판단 방법:
    Figure 112021500049140-pat00009

    여기서, A는 이상지수 값, K는 단위 보정 계수, a는 상기 차이가 발생된 구간의 횟수, b는 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 t는 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간대별 히터 온도 기준 데이터는, 히터가 정상 동작되는 경우의 히터 온도가 시간대별로 각각 측정되어 기 정의되고,
    상기 히터가 정상 동작되는 경우의 온도 범위는 ±5% 오차 범위를 가지며,
    상기 이상지수 값을 연산하는 단계는,
    상기 히터 온도 기준 데이터와 상기 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터를 각각 비교하여 차이가 발생된 구간의 횟수, 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합을 이용하여 상기 이상지수 값을 연산하는 히터 이상 여부 판단 방법.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 단계는,
    상기 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 히터가 이상인 것으로 판단하고, 상기 히터가 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 이상 정도 단계 중 해당 히터가 어느 단계에 해당하는지 판단하며,
    상기 경고하는 단계는,
    상기 판단된 이상 정도 단계에 따라 경고하되, 단계가 높아질수록 수위를 높여 경고하는 히터 이상 여부 판단 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이상지수 값을 해당 히터의 사양 정보와, 외기 온도, 사용량 및 공정의 종류를 포함하는 사용 환경 정보와 함께 데이터베이스에 저장하는 단계; 및
    상기 데이터베이스에 저장된 데이터 값을 이용하여, 수명을 예측하고자 하는 히터와 사양 정보가 동일하고, 사용 환경 정보가 가장 유사한 데이터에 해당하는 이상지수 값들을 추출하여 히터의 수명을 예측하는 단계를 더 포함하는 히터 이상 여부 판단 방법.
  6. 히터 온도 변화를 이용한 히터 이상 여부 판단 장치에 있어서,
    열처리 제조 공정에서 구동중인 히터의 온도를 시간대별로 측정하는 측정부;
    기 정의된 시간대별 히터 온도 기준 데이터와 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터 간 온도 차이를 이용하여 이상지수 값을 연산하는 연산부;
    상기 이상지수 값을 이용하여 히터의 이상 여부 및 이상 정도를 판단하는 판단부; 및
    상기 히터가 이상인 것으로 판단된 경우, 해당 이상 정도에 대응하는 수준으로 경고하는 경고부를 포함하고,
    상기 연산부는,
    다음의 수학식에 의해 상기 이상지수 값을 연산하는 히터 이상 여부 판단 장치:
    Figure 112021500049140-pat00010

    여기서, A는 이상지수 값, K는 단위 보정 계수, a는 상기 차이가 발생된 구간의 횟수, b는 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 t는 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시간대별 히터 온도 기준 데이터는, 히터가 정상 동작되는 경우의 히터 온도가 시간대별로 각각 측정되어 기 정의되고,
    상기 히터가 정상 동작되는 경우의 온도 범위는 ±5% 오차 범위를 가지며,
    상기 연산부는,
    상기 히터 온도 기준 데이터와 상기 시간대별로 측정된 히터의 온도 데이터를 각각 비교하여 차이가 발생된 구간의 횟수, 상기 차이가 발생된 구간의 온도 차 총합 및 상기 차이가 발생된 구간의 시간 총합을 이용하여 상기 이상지수 값을 연산하는 히터 이상 여부 판단 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 이상지수 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 히터가 이상인 것으로 판단하고, 상기 히터가 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 이상 정도 단계 중 해당 히터가 어느 단계에 해당하는지 판단하며,
    상기 경고부는,
    상기 판단된 이상 정도 단계에 따라 경고하되, 단계가 높아질수록 수위를 높여 경고하는 히터 이상 여부 판단 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이상지수 값을 해당 히터의 사양 정보와, 외기 온도, 사용량 및 공정의 종류를 포함하는 사용 환경 정보와 함께 저장되는 데이터베이스; 및
    상기 데이터베이스에 저장된 데이터 값을 이용하여, 수명을 예측하고자 하는 히터와 사양 정보가 동일하고, 사용 환경 정보가 가장 유사한 데이터에 해당하는 이상지수 값들을 추출하여 히터의 수명을 예측하는 예측부를 더 포함하는 히터 이상 여부 판단 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080183404A1 (en) * 2007-01-13 2008-07-31 Arsalan Alan Emami Monitoring heater condition to predict or detect failure of a heating element

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3857623B2 (ja) * 2001-08-07 2006-12-13 株式会社日立国際電気 温度制御方法及び半導体装置の製造方法
CN1702849A (zh) * 2004-05-26 2005-11-30 松下电器产业株式会社 温度异常检测方法及半导体制造装置
JP4326570B2 (ja) * 2007-04-17 2009-09-09 東京エレクトロン株式会社 ヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，ヒータ素線の寿命予測処理システム
KR101024533B1 (ko) * 2009-03-27 2011-03-31 주식회사 에스엠아이 반도체 제조설비용 히터 제어장치 및 방법
JP2018077764A (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 東京エレクトロン株式会社 異常検知装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080183404A1 (en) * 2007-01-13 2008-07-31 Arsalan Alan Emami Monitoring heater condition to predict or detect failure of a heating element

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