KR102248220B1 - 반도체 공정용 히팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본본 발명은 반도체 공정용 히팅 장치에 관한 것으로, 히팅 장치를 구성하는 스위칭 수단이 히터로 흐르는 대전류에 의해 과도하게 발열되는 것을 방지하고, 히트 싱크와 같은 별도의 방열 수단으로 인해 스위칭 수단이 불필요하게 커지는 문제점을 해결한 반도체 공정용 히팅 장치에 관한 것이다. 적어도 둘 이상의 스위칭 모듈이 히터에 병렬로 연결되며, 컨트롤러는 미리 설정된 턴 온 주기(turn on period)가 종료되면 자동으로 현재 온 상태의 상기 스위칭 모듈을 턴 오프(turn off)시키고, 미리 정해진 스케줄에 따라 다음(next) 스위칭 모듈을 턴 온(turn on)시킨다.

Description

반도체 공정용 히팅 장치 {heating device of semiconductor producing process}
본 발명은 반도체 공정용 히팅 장치에 관한 것으로, 히팅 장치를 구성하는 스위칭 수단이 히터로 흐르는 대전류에 의해 과도하게 발열되는 것을 방지하고, 히트 싱크와 같은 별도의 방열 수단으로 인해 스위칭 수단이 불필요하게 커지는 문제점을 해결한 반도체 공정용 히팅 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 히터는 에칭(etching) 공정, CVD/PVD/ALD 등의 증착(deposition) 공정, 세정 공정 등 또는 이들 공정에 사용되는 가스 배관에 두루 사용된다. 일례로, 재킷 히터(jacket heater)는 웨이퍼의 전 영역으로 온도를 고르게 분포시켜야 하므로 정밀한 히팅 제어가 요구된다. 또한 CVD나 스퍼터와 같은 성막 장치에서는 배기계 배관의 전 영역에서 일정하게 온도를 유지시키지 못하면 오염이나 진공도에 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이 반도체 제조 공정에서 공급계 또는 배기계의 배관을 일정한 온도로 유지시키는 것은 매우 중요한 요소를 차지하며, 따라서 히터는 정밀한 제어와 함께 장기간 사용에도 기능에 문제를 일으키지 않는 강한 내구성을 요구한다.
도 1은 종래에 널리 사용되는 반도체 제조 공정용 히터의 회로 구조를 도시한 것이다.
도 1에서 보듯, 종래의 히터는 컨트롤러(10), 릴레이(20), 발열부하(30) 및 전원(40)를 포함하여 이루어지는데, 컨트롤러(10)는 소정의 알고리즘을 이용하여 릴레이(20)를 제어함으로써 발열부하(30)의 발열량을 조절한다.
발열부하(30)는 전기에너지를 열 에너지로 전환해 주는 소자이므로 통상 대전류의 전기를 소비한다. 따라서 발열부하(30)에 전기를 공급 또는 중단하는 스위치 역할을 담당하는 릴레이(20)에도 대전류의 전기가 흐르게 된다.
릴레이 역시 하나의 저항 소자이므로 전기의 흐름에 따라 발열이 발생하는데 특히 대전류에 따른 과도한 발열 및 스위칭 동작에 의한 발열 편차에 의해 수명이 짧아지는 문제가 발생한다. 따라서 발열을 최소화하기 위해 무접점 릴레이(Solid State Relay, SSR)와 같은 특수 소자가 사용되기도 한다.
하지만 무접점 릴레이에 의하더라도 어느 정도의 수명 연장은 기대할 수 있지만 장기간의 안정적인 운영이 필요한 반도체 제조 공정의 특수성을 만족할 만큼 충분한 수명을 기대하기는 어렵다.
또한 반도체 제조 공정에 사용되는 히터의 제어장치는 방호 안전상의 이유로 릴레이, PLC와 같은 컨트롤러, 센서 등의 소자들을 하나의 밀폐 구조 안에 배치시켜야 하나, 전술한 발열 문제로 인해 릴레이 외에 다른 소자들까지 악영향을 미치게 된다.
릴레이의 방열 문제를 해결하기 위해 릴레이 부근에 별도의 방열 수단(예를 들어 히트 싱크)을 장착하기도 하지만 방열 수단 자체의 크기로 인해 제어장치를 소형화 하는 데에 걸림돌이 되고 있다. 특히 이러한 이유로 종래에는 제어장치를 구성하는 릴레이, PLC, 센서 등의 소자들을 각각 기성품으로 조합해야 했으므로 제어장치의 크기가 더욱 커질 수밖에 없을뿐더러 하나의 단일 모듈로 구성하기 어려운 점이 있었다.
스위칭 수단의 발열 문제를 해결하기 위해 선행 특허기술이 제안된 바 있다. 선행문헌 001의 대한민국 등록실용신안 공보 제20-0148206호는 마그네틱 릴레이와 전자식 무접점 릴레이를 병렬로 연결하여 대전류의 흐름을 병렬로 분산함으로써 발열 수위를 낮추는 "무접점 릴레이 장치"를 개시한다.
그러나 선행문헌 001에 따르면 이론적으로 발열 대상이 병렬로 분산되므로 전류의 흐름도 병렬로 분산될 것 같지만 2개의 릴레이의 물성이 미세하게 서로 상이하므로 실제로는 둘 중 어느 하나의 릴레이로 전류가 편중되는 현상이 발생한다. 따라서 현실적으로 2개의 소자를 사용했음에도 불구하고 발열 분산의 효과는 미미할 수밖에 없다.
(선행문헌 001) 대한민국 실용신안 등록 20-0148206(1999. 03. 15)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 대전류로 인한 무리한 발열과 반복되는 발열 편차로 인해 스위칭 소자의 수명이 단축되는 문제점을 해결한 반도체 제조공정의 히팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 방열을 위해 스위칭 소자 부근에 별도로 구비되는 히트 싱크(heat-sink)와 같은 방열 소자의 크기를 최소화하거나 아예 제거함으로써 스위칭 소자를 포함한 제어 모듈을 소형화 할 수 있는 반도체 제조공정의 히팅 장치를 제공하는 것이다.
위의 과제들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 반도체 장비에 열을 가하는 히터;와, 상기 히터에 연결되는 적어도 둘 이상의 스위칭 모듈; 및 상기 스위칭 모듈에 병렬로 연결되며, 미리 정해진 룰(rule)에 따라 상기 스위칭 모듈을 턴 온 또는 턴 오프 시키는 컨트롤러를 포함하는 반도체 공정용 히팅 장치를 제안한다.
상기 스위칭 모듈에 포함되는 스위칭 수단으로 무접점 릴레이 (Solid state Relay)가 사용될 수 있다.
상기 컨트롤러는 미리 설정된 턴 온 주기(turn on period)가 종료되면 자동으로 현재 온 상태의 상기 스위칭 모듈을 턴 오프(turn off)시키고, 미리 정해진 스케줄에 따라 다음(next) 스위칭 모듈을 턴 온(turn on)시키는 시간 분할 제어를 수행할 수 있다.
상기 현재 온 상태의 상기 스위칭 모듈에 대한 턴 온 제어신호와 상기 다음(next) 스위칭 모듈에 대한 턴 온 제어신호 사이에는 미리 설정된 시간의 교차 구동 구간을 둘 수 있다.
또는, 상기 스위칭 모듈은 현재 온도를 측정하는 온도 센싱 모듈과, 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공하는 피드백 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 피드백 모듈은 현재 온도가 미리 설정된 온도를 넘어서면 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공할 수도 있고, 미리 설정된 주기에 따라 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공할 수도 있다.
상기 컨트롤러는 어느 하나의 스위칭 모듈로부터 현재 온도가 수신되고, 수신된 온도가 기준 온도보다 크면, 상기 온도를 송신한 스위칭 모듈을 턴 오프(turn off)시키고 미리 설정된 스케줄에 따라 다른(other) 스위칭 모듈을 턴 온(turn on) 시키도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 대전류로 인해 스위칭 수단에 발열이 발생하거나 반복되는 스위칭으로 인해 발열 편차가 발생하더라도 여러 개로 구비된 스위칭 수단에 한 번에 하나의 스위칭 수단에 대전류가 흐르도록 적절히 제어함으로써 전체적으로 스위칭 수단의 수명을 대폭 향상시킬 수 있다. 따라서 이러한 스위칭 수단을 장착한 히팅 장치의 수명 또한 장기간으로 보장받을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 방열을 위해 스위칭 소자 부근에 별도로 구비되는 히트 싱크(heat-sink)와 같은 방열 소자의 크기를 최소화하거나 아예 제거할 수 있으므로, 스위칭 수단을 복수로 구비하더라도 이를 모듈화 함으로써 크기를 대폭 줄일 수 있다.
도 1은 반도체 제조 공정용 히팅 장치에 사용되는 종래의 히터 제어회로를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 히팅 장치의 히터 제어회로를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어회로의 구성요소 중 스위칭 모듈과 컨트롤러의 연결 관계를 세부적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 제어 알고리즘을 도시한 그래프이다.
도 5는 도 4의 알고리즘에 사용될 수 있는 제어 기법의 일례를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 히터 제어회로의 구성요소 중 스위칭 모듈과 컨트롤러의 연결 관계를 세부적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 스위칭 모듈의 제어 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 모듈(MODULE)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 의미할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하 본 명세서에 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 히팅 장치의 히터 제어회로를 도시한 것이다.
도 2에서 보듯, 일 실시예의 히팅 장치는, 반도체 장비에 열을 가하는 히터(100), 상기 히터(100)에 연결되는 적어도 둘 이상의 스위칭 모듈(200); 및 상기 스위칭 모듈(200)에 병렬로 연결되며, 미리 정해진 룰(rule)에 따라 상기 스위칭 모듈(200)을 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off) 시키는 컨트롤러(300); 를 포함하여 이루어진다.
히터(100)는 반도체 생산 장비에 열을 공급하는 장치 또는 소자를 가리킨다.
구체적으로, 반도체 가스공급 라인을 가열하기 위한 자켓 히터, LCD 세척 장비를 가열하기 위한 히터, 컴프레서로 인입 또는 인출되는 공기를 가열하기 위한 히터, 반도체 부품의 건조 또는 가열용 핫 플레이트, 반도체 금형을 가열하기 위한 카트리지 히터 등을 예로 들 수 있다.
하지만 본 발명의 명칭에도 불구하고 반드시 반도체 분야에 한정될 필요는 없으며 산업용, 중화학 플랜트용, 발전설비용 등에도 동일한 원리로 확장 적용될 수도 있다. 구체적인 예로, 플랜지 히터, 써클레이션 히터, SPI 히터, OTSI 히터, 드럼히터, 볼트히터, 인덕션 히터, 케이블 히터, 열풍기, 라디에이터를 들 수 있다. 그 외에도 상업용으로 사용되는 세라믹 히터, 할로겐 히터, 카본 히터, 근적외선 히터 등에도 적용 가능하다.
스위칭 모듈(200)은 전기 기계식 또는 전자식으로 히터(100)와 전원(300) 간의 연결을 온(On) 또는 오프(Off) 시키기 위한 스위칭 수단 또는 스위치를 포함한다.
전기 기계식 스위치는 전자기 릴레이 또는 마그네틱 릴레이라고도 불리우며 저렴한 비용이 장점이지만 반응 속도가 느리고 노이즈가 발생하는 단점이 있다.
전자식 스위치는 반도체 릴레이, 무접점 릴레이, 정상 상태 릴레이(Solid State Relay) 등의 명칭으로 불리기도 하며 전기 기계식 스위치에 비해 반응 속도가 빠르고 전기적 노이즈가 적은 장점이 있지만 스위치가 닫혔을 때 임피던스가 높고 역류 전류가 존재하며 가격이 상대적으로 비싼 단점이 있다.
반도체 공정에서는 온도의 항상성 유지가 매우 중요한 변수로 작용할 수 있으므로 컨트롤러(300)에 의한 스위칭 모듈(200)의 정밀한 제어가 요구되며, 이를 위해 본 발명에서는 전자식 스위치가 우선적으로 고려될 수 있다. 다만 그렇다고 전기 기계식 스위치를 배제한다는 의미는 아니다.
컨트롤러(300)는 미리 설정된 룰(rule)에 따라 스위칭 모듈(200)을 제어함으로써 히터(100)에 전원(400)을 인가한다.
이하 스위칭 모듈(200)과 컨트롤러(300)의 구성에 따른 개별적인 실시예에 대해 상세히 설명한다.
<실시예 1>
실시예 1은 히터에 병렬로 연결된 2개 이상의 각 스위칭 모듈에 대하여 시간 차이를 두고 순차적으로 전원을 인가하는 알고리즘을 사용한다.
도 3은 실시예 1에 따른 히터 제어회로의 구성요소 중 스위칭 모듈과 컨트롤러의 연결 관계를 세부적으로 도시한 블록도이다.
도 3에서 보듯, 실시예 1에서 스위칭 모듈(200)은 스위치(210)를 포함하여 이루어지고, 컨트롤러(300)와 제어 버스를 통해 연결된다.
컨트롤러(300)의 메모리(310)에는 각각의 스위칭 모듈(200)에 전원을 인가하기 위한 턴 온 주기(turn on period)가 미리 저장되며, 턴 온 주기(turn on period)는 사용자의 입력에 의해 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모듈의 제어 알고리즘을 도시한 그래프이고, 도 5는 도 4의 알고리즘에 사용될 수 있는 제어 기법의 일례를 도시한 그래프이다.
컨트롤러(300)는 미리 설정된 턴 온 주기(turn on period)가 종료되면 자동으로 현재 온 상태의 상기 스위칭 모듈(200)을 턴 오프(turn off) 시키고, 미리 정해진 스케줄에 따라 다음(next) 스위칭 모듈(200)을 턴 온(turn on) 시킨다.
구체적인 예로, 도 2와 도 4를 함께 참고하여 설명하면 다음과 같다.
설명의 편의를 위해, 3개의 스위칭 모듈(Module 1, Module 2, Module 3)이 설치되고, 컨트롤러(300)는 메모리(310)에는 턴 온 주기(turn on period)가 300 ms로 설정되어 있다고 가정한다.
컨트롤러(300)는 제어버스를 통해 1번 스위칭 모듈(Module 1)에 300 ms 동안 턴 온 제어신호(도 1에서 제어출력 1)를 인가한 후 제어신호를 중단하고, 다음으로 2번 스위칭 모듈(Module 2)에 300 ms 동안 턴 온 제어신호(도 1에서 제어출력 2)를 인가한 후 제어신호를 중단하고, 다음으로 3번 스위칭 모듈(Module 3)에 300 ms 동안 턴 온 제어신호(도 1에서 제어출력 3)를 인가한 후 제어신호를 중단한다. 이하 이와 같은 제어 방식을 '시간 분할 제어'라 명명한다.
도 4에서는 총 제어구간이 900 ms 이므로 300 ms 씩 한 번의 제어 라운드(round)가 이루어지는 예를 도시한다.
스위칭 모듈의 제작 과정에서 실험적으로 정상 구동이 가능한 보수적인 최장 기간(round_Max)을 도출할 수 있다면, 상기 제어 라운드를 최장 기간(round_Max)로 설정함으로써 미리 설정된 횟수의 시간 분할 제어를 실시한 후 자동으로 제어 동작을 종료하도록 설계할 수 있다. 즉, 스위칭 모듈(200)의 수명이 실제로 다하여 히터가 오동작 하기 이전에 수명이 다하기 전에 선제적으로 동작을 멈추게 하고, 사용자에게 알람이 될 수 있도록 설계함으로써 반도체 공정에 중대한 오류가 발생하는 것을 미연에 방지한다. 이를 위해 컨트롤러에는 최장 기간(round_Max)이 도과하면 소리 신호, 메시지 신호 등을 통해 자동으로 사용자에게 알람을 해주는 알람 모듈(미도시)이 더 포함될 수 있다.
한편, 각 스위칭 모듈(Module 1, Module 2, Module 3) 간에 컨트롤러(300)의 제어신호가 핸드오버 될 때 스위칭 모듈 n과 스위칭 모듈 n+1 간에 턴 온 시점의 휴지 간극이 발생할 수 있다. 이와 같은 휴지 간극은 자칫 가열 대상의 반도체 장비에 일정한 온도를 유지하는 데 장애로 작용할 수 있으므로 가급걱 휴지 간극을 최소화하거나 제거할 필요가 있다.
이를 위해 스위칭 모듈 n에 대한 턴 온 제어신호와 스위칭 모듈 n+1에 대한 턴 온 제어신호 사이에는 미리 설정된 교차 구동 구간을 둘 수 있다. 도 4의 예에서 스위칭 모듈 1에 대한 턴 온 제어신호가 종료되기 이전에 소정의 교차 구동 구간에서 스위칭 모듈 2에 대한 턴 온 제어신호가 미리 개시됨을 확인할 수 있다.
컨트롤러(300)는 상술한 시간 분할 제어를 위해 PID 제어(Proportional Integral Derivative control) 기법을 이용할 수 있다. 도 5의 그래프에서, 어떠한 목표값(예를 들어 Module 1의 턴 온 주기 300 ms)이 입력되면, 그 입력된 값에 대하여 미리 설정된 오차 내에서 목표치가 달성되는 때(T1)에 특정 명령(턴 온 신호)을 송신(trigger)함으로써 정밀한 제어를 실현한다.
한편, 컨트롤러(300)는 바로 옆에 인접한 스위칭 모듈에 대하여 순차적으로 시간 분할 제어를 수행할 수도 있지만, 방금 동작을 마치고 가열된 상태에 있는 모듈의 바로 옆 모듈로 제어 신호를 핸드오버 하면 인접한 열기에 의해 다음 모듈의 동작에 유해한 영향이 발생할 수 있다. 따라서 컨트롤러(300)는 스위칭 모듈들(Module 1, Module 2, Module 3)의 물리적 배치를 고려하여 가급적 멀리 떨어진 스위칭 모듈로 제어신호를 핸드오버 하도록 설정될 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2는 히터에 병렬로 연결된 2개 이상의 각 스위칭 모듈이 자신의 측정 온도에 따라 적극적으로 컨트롤러에 핸드오버를 요청하는 알고리즘을 사용한다.
도 6은 실시예 2에 따른 히터 제어회로의 구성요소 중 스위칭 모듈과 컨트롤러의 연결 관계를 세부적으로 도시한 블록도이다.
도 6에서 보듯, 실시예 2의 스위칭 모듈(2000)은 히터(1000) 및 전원(4000)과 병렬로 연결되며, 스위치(2100), 온도 센서(2200) 및 피드백 모듈(2300)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 컨트롤러(3000)와 제어 버스 및 피드백 버스를 통해 연결된다.
히터(1000)와 전원(4000)은 실시예 1의 히터(100) 및 전원(400)과 동일하다. 또한 스위칭 모듈(2000)의 스위치(2100) 역시 실시예 1의 스위치(210)와 동일하다.
도 7은 실시예 2에 따른 스위칭 모듈의 제어 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
턴 온 상태에 있는 스위칭 모듈(2000)의 온도 센서(2200)는 스위칭 모듈(2000) 또는 스위칭 수단(2100)의 온도를 주기적으로 측정한다(S101).
피드백 모듈(2300)은 온도 센서(2200)가 측정한 현재 온도를 미리 설정된 주기에 따라 피드백 버스를 통해 컨트롤러(3000)로 전송한다(S102). 도 7에 도시되지는 않았지만, 피드백 모듈(2300)은 온도 센서(2200)가 측정한 현재 온도가 미리 설정된 기준 온도를 넘어설 때 컨트롤러(3000)로 전송할 수도 있다.
컨트롤러(3000)는 턴 온 상태의 스위칭 모듈(2000)로부터 현재 온도가 수신되고, 수신된 온도가 기준 온도보다 크면(S103), 턴 오프(turn off) 제어신호와 턴 온(turn on) 제어신호를 생성한다(S104). 그리고, 상기 온도를 송신한 스위칭 모듈(2000)에 턴 오프(turn off) 제어신호를 제어버스를 통해 송신하고(S105), 미리 설정된 스케줄에 따라 턴 온(turn on) 제어신호를 다음(other, next) 스위칭 모듈(2000)에 송신한다(S107).
상기 온도를 송신한 스위칭 모듈(2000)은 수신된 턴 오프(turn off) 제어 신호에 따라 스위치를 끈다(S106). 또한 다음 스위칭 모듈(2000)은 수신된 턴 온(turn on) 제어신호에 따라 스위치를 켜고(S108), 위의 S101 내지 S108 단계를 반복한다.
이때, 컨트롤러(3000)는 바로 옆에 인접한 스위칭 모듈에 대하여 순차적으로 핸드오버를 수행할 수도 있지만, 방금 동작을 마치고 가열된 상태에 있는 모듈의 바로 옆 모듈로 제어 신호를 핸드오버 하면 인접한 열기에 의해 다음 모듈의 동작에 유해한 영향이 발생할 수 있으므로, 컨트롤러(3000)는 스위칭 모듈들(Module 1, Module 2, Module 3)의 물리적 배치를 고려하여 가급적 멀리 떨어진 스위칭 모듈로 제어신호를 핸드오버 하도록 설정될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예 1 및 실시예 2에서 2개 이상의 스위칭 모듈들(200, 2000)은 하나의 칩으로 모듈화 될 수 있다. 또한, 컨트롤러(300, 3000)와 스위칭 모듈들(200, 2000)이 하나의 칩으로 모듈화 될 수도 있다.
또한 이상에서 설명한 실시예 1 및 실시예 2에서 스위칭 모듈(200, 2000) 또는 모듈화된 스위칭 모듈(200, 2000) 또는 모듈화된 컨트롤러(300, 3000) 및 스위칭 모듈들(200, 2000)에는 발열을 위한 금속 소재의 히트 싱크(Heat-Sink)가 추가로 장착될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 히터 20 : 스위칭 수단
30 : 컨트롤러 40 : 전원
100, 1000 : 히터 200, 2000 : 스위칭 모듈
300, 3000 : 컨트롤러 400, 4000 : 전원

Claims (8)

  1. 반도체 장비에 열을 가하는 히터;
    상기 히터에 연결되는 적어도 둘 이상의 스위칭 모듈; 및
    상기 스위칭 모듈에 병렬로 연결되며, 미리 정해진 룰(rule)에 따라 상기 스위칭 모듈을 턴 온 또는 턴 오프 시키는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 미리 설정된 턴 온 주기(turn on period)가 종료되면 자동으로 현재 온 상태의 스위칭 모듈을 턴 오프(turn off)시키고, 미리 정해진 스케줄에 따라 다음(next) 스위칭 모듈을 턴 온(turn on)시키는 것을 특징으로 하며,
    현재 온 상태의 스위칭 모듈에 대한 턴 온 제어신호와 다음(next) 스위칭 모듈에 대한 턴 온 제어신호 사이에는 미리 설정된 시간의 교차 구동 구간이 존재하는 것을 특징으로 하는
    반도체 공정용 히팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈에 포함되는 스위칭 수단은 무접점 릴레이 (Solid state Relay)인 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 히팅 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은 온도 센서와, 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공하는 피드백 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 히팅 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피드백 모듈은 현재 온도가 미리 설정된 온도를 넘어서면 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 히팅 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 피드백 모듈은 미리 설정된 주기로 상기 컨트롤러에 현재 온도를 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 히팅 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 어느 스위칭 모듈으로부터 현재 온도가 수신되고, 수신된 온도가 기준 온도보다 크면, 상기 온도를 송신한 스위칭 모듈을 턴 오프(turn off)시키고 미리 설정된 스케줄에 따라 다른(other) 스위칭 모듈을 턴 온(turn on) 시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 히팅 장치.
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