KR102287443B1 - The temperature control system of heater of electrostatic chuck - Google Patents

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박장철
이석원
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Abstract

The present invention relates to a temperature control system of an electrostatic chuck heater. More specifically, the present invention relates to the temperature control system of the electrostatic chuck heater that efficiently controls the temperature of a heater mounted on the electrostatic chuck. In the temperature control system of the electrostatic chuck heater for controlling the temperature of the heater mounted on the electrostatic chuck to fix a wafer in a process chamber by an electrostatic force, the temperature control system comprises: SCR_1 and SCR_2 connected in parallel for AC power to be applied thereto; a first heater part connected to the SCR_1; a second heater part connected to the SCR_2 for AC power to be rectified so that DC power is applied thereto; and a control part controlling the SCR_1 and the SCR_2 using the measurement signals transmitted from the first heater part and the second heater part.

Description

정전척 히터의 온도 제어 시스템{THE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF HEATER OF ELECTROSTATIC CHUCK}TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF HEATER OF ELECTROSTATIC CHUCK

본 발명은 정전척 히터의 온도 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전척에 장착되는 히터의 온도를 효율적으로 제어하기 위한 정전척 히터의 온도 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control system for an electrostatic chuck heater, and more particularly, to a temperature control system for an electrostatic chuck heater for efficiently controlling a temperature of a heater mounted on an electrostatic chuck.

일반적으로 기판처리장치는 반도체 웨이퍼 상에 막을 증착(deposition)하거나, 반도체 웨이퍼 상에 증착된 막을 식각(etching)하는 장치들을 말한다. 이와 같은 기판처리장치를 통해 막을 형성하고 식각하여 반도체 소자, 평판 표시 패널, 광학 소자 및 솔라셀 등을 생산한다. 기판처리장치를 통해 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 경우에는, 웨이퍼가 처리되는 공간을 제공하는 챔버의 내부에 웨이퍼를 안치시킨 다음 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition:CVD), 스퍼터링(Sputtering), 포토리소그라피(Photolithography), 에칭(Etching), 공정가스 주입 등 수많은 단위 공정들을 순차적 또는 반복적으로 수행하고 가공하는 방법을 통해 웨이퍼 표면에 소정의 막을 형성한다.In general, a substrate processing apparatus refers to an apparatus for depositing a film on a semiconductor wafer or etching a film deposited on the semiconductor wafer. A film is formed and etched through such a substrate processing apparatus to produce a semiconductor device, a flat panel display panel, an optical device, and a solar cell. In the case of depositing a thin film on a wafer through a substrate processing apparatus, the wafer is placed inside a chamber providing a space for processing the wafer, and then chemical vapor deposition (CVD), sputtering, photolithography are performed. A predetermined film is formed on the wafer surface by sequentially or repeatedly performing and processing numerous unit processes such as photolithography, etching, and process gas injection.

통상적으로 기판처리장치에는 정전기력을 사용해 웨이퍼를 척킹(chucking) 또는 디척킹(dechucking)시키는 정전척(Eletrostatic Chuck:ESC)이 사용된다. 기판처리장치에서 웨이퍼를 처리하는 공정을 진행하기 위해서는 웨이퍼를 챔버 내부의 정전척에 척킹시켜서 웨이퍼를 가공한 후, 다음 단계의 가공을 위해 디척킹하는 과정을 여러번 반복하게 된다.In general, an electrostatic chuck (ESC) for chucking or dechucking a wafer using an electrostatic force is used in a substrate processing apparatus. In order to proceed with the process of processing the wafer in the substrate processing apparatus, the wafer is processed by chucking the wafer with an electrostatic chuck inside the chamber, and then the process of dechucking is repeated several times for processing in the next step.

정전척(ESC)은 젠센-라벡효과(A Jehnson & K Rahbek's Force)에 의한 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 지지대로서, 건식가공 공정이 일반화되어가는 최근의 반도체소자 제조기술의 추세에 부응하여 진공척이나 기계식 척을 대체하여 반도체소자 제조공정 전반에 걸쳐 사용되고 있는 장치이다.The electrostatic chuck (ESC) is a wafer support that fixes the wafer using electrostatic force caused by the A Jehnson & K Rahbek's force. It is a device used throughout the semiconductor device manufacturing process by replacing a vacuum chuck or a mechanical chuck.

고밀도 플라즈마 화학기상증착(High Density Plasma CVD) 공정에서 효과적으로 증착을 진행하기 위해서는 웨이퍼의 온도가 전면에 걸쳐서 균일해야한다. 그에 따라 정전척의 온도를 균일하게 제어하여 웨이퍼의 전면을 통해 일정한 온도로 제어할 수 있는 온도제어시스템이 요구된다.In order to effectively perform deposition in the High Density Plasma CVD process, the temperature of the wafer must be uniform over the entire surface. Accordingly, there is a need for a temperature control system capable of uniformly controlling the temperature of the electrostatic chuck and controlling the temperature at a constant temperature through the front surface of the wafer.

도 1은 종래 사용되는 정전척에 사용되는 온도제어시스템의 도식도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 온도제어시스템(2)은, AC 전원(1)이 인가되며, 인가된 AC 전원(1)에 병렬로 연결되는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)(3, 4)과, SCR(3, 4)과 연결되는 히터(5, 6)와, 제어부(8)로 이루어진다. 구체적으로 AC 전원(1)은 병렬로 연결된 SCR1(3)과 SCR2(4)로 인가되고, SCR1(3)과 SCR2(4)는 인가된 전원을 제어부(8)의 제어신호에 따라 전력량을 조절하여 히터로 공급한다. SCR1(3)은 제1히터(5)로 일정량의 전력을 공급하고, SCR2(4)는 제2히터(6)로 일정량의 전력을 공급한다. 공급되는 AC전원(1)에 의한 전력량에 따라서 제1히터(5)과 제2히터(6)에 의해 발열되는 열량이 달라지고, 그에 따라서 히터의 온도는 제어될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1히터(5)는 정전척의 몸체(11)의 중심부 측에 장착되고, 위치상으로 제1히터(5)의 온도를 측정하기 위한 센서의 장착이 용이하다. 그에 따라 제1히터(5)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(7)가 장착되고, 온도센서(7)는 측정된 온도신호를 제어부(8)로 전송한다. 제어부(8)는 온도센서(7)의 온도신호를 받아서 제1히터(5)를 제어하지만 제2히터(6)의 온도신호를 받을 수 없기 때문에, 제어부(8)는 제2히터(6)의 온도를 제어하기 위해 미리 설정된 추정치에 따라 SCR2(4)를 조절하여 제2히터(6)로 인가되는 전력량을 조절한다. 제2히터(6)에 대한 추정치는 외부에서 별도로 측정하여 데이터로 만들고, 만들어진 데이터를 이용하여 추정치를 제어부(8)의 제어로직에 저장하고 제2히터(6)를 제어할 수 있도록 한다.1 is a schematic diagram of a temperature control system used in a conventionally used electrostatic chuck. As shown in the figure, the temperature control system (2), AC power (1) is applied, SCR (Silicon Controlled Rectifier) (3, 4) connected in parallel to the applied AC power (1), SCR It consists of heaters (5, 6) connected to (3, 4), and a control unit (8). Specifically, AC power supply 1 is applied to SCR 1 (3) and SCR 2 (4) connected in parallel, with a control signal SCR 1 (3) and SCR 2 (4) is a control unit 8 to the authorized power The amount of power is adjusted accordingly and supplied to the heater. SCR 1 (3) supplies a certain amount of power to the first heater (5), and SCR 2 (4) supplies a certain amount of power to the second heater (6). The amount of heat generated by the first heater 5 and the second heater 6 varies according to the amount of power by the supplied AC power 1 , and accordingly, the temperature of the heater may be controlled. As shown in FIG. 2 , the first heater 5 is mounted on the central side of the body 11 of the electrostatic chuck, and a sensor for measuring the temperature of the first heater 5 is easily mounted in position. Accordingly, a temperature sensor 7 for measuring the temperature of the first heater 5 is mounted, and the temperature sensor 7 transmits the measured temperature signal to the control unit 8 . The controller 8 receives the temperature signal from the temperature sensor 7 to control the first heater 5, but since it cannot receive the temperature signal from the second heater 6, the controller 8 controls the second heater 6 The amount of power applied to the second heater 6 is adjusted by adjusting the SCR 2 (4) according to a preset estimate to control the temperature of the . The estimated value for the second heater 6 is separately measured from the outside and made into data, and the estimated value is stored in the control logic of the control unit 8 using the created data so that the second heater 6 can be controlled.

상기와 같이, 종래의 온도제어시스템(2)은 제2히터(6)의 온도를 제어하기 위해, 미리 측정된 데이터를 이용한 추정치를 사용하기 때문에 정밀한 온도의 제어가 어렵다는 문제점이 있었다. 그에 따라서 균일한 온도를 필요로 하는 CVD 증착공정에서 온도의 불균형으로 인한 제품품질의 저하가 발생할 수 있었다.As described above, the conventional temperature control system 2 has a problem in that it is difficult to precisely control the temperature because it uses an estimate using pre-measured data to control the temperature of the second heater 6 . Accordingly, in the CVD deposition process that requires a uniform temperature, product quality may deteriorate due to temperature imbalance.

(문헌 1) 공개특허공보 제10-2005-0062916호(2005.06.28. 공개)(Document 1) Unexamined Patent Publication No. 10-2005-0062916 (published on June 28, 2005) (문헌 2) 공개특허공보 제10-2005-0069684호(2005.07.05. 공개)(Document 2) Patent Publication No. 10-2005-0069684 (published on Jul. 5, 2005) (문헌 3) 등록특허공보 제10-1292605호(2013.07.29. 등록)(Document 3) Registered Patent Publication No. 10-1292605 (Registered on July 29, 2013) (문헌 4) 공개특허공보 제10-2020-0064280호(2020.06.08. 공개)(Document 4) Patent Publication No. 10-2020-0064280 (published on June 8, 2020)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반도체 웨이퍼의 화학기상증착 공정에 사용되는 정전척의 히터 온도를 균일하게 제어할 수 있는 정전척 히터의 온도 제어 시스템을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature control system for an electrostatic chuck heater capable of uniformly controlling a heater temperature of an electrostatic chuck used in a chemical vapor deposition process of a semiconductor wafer.

상기의 목적을 달성하기 위해, 정전기력에 의해 공정챔버 내의 웨이퍼를 고정시키는 정전척에 장착된 히터의 온도를 제어하기 위한 정전척 히터의 온도 제어 시스템에 있어서, 상기 온도 제어 시스템은, 병렬로 연결되어 AC전원이 인가되는 SCR1과 SCR2; 상기 SCR1과 연결되는 제1히터부; 상기 SCR2와 연결되어 AC전원이 정류되어 DC 전원이 인가되는 제2히터부; 및 상기 제1히터부와 상기 제2히터부에서 전송되는 측정신호를 이용하여 상기 SCR1과 상기 SCR2를 제어하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, in the electrostatic chuck heater temperature control system for controlling the temperature of a heater mounted on an electrostatic chuck fixing a wafer in a process chamber by electrostatic force, the temperature control system is connected in parallel, SCR 1 and SCR 2 with AC power applied; a first heater unit connected to the SCR 1 ; a second heater connected to the SCR 2 to rectify AC power to receive DC power; and a control unit for controlling the SCR 1 and the SCR 2 using the measurement signals transmitted from the first heater unit and the second heater unit.

본 발명에서 제2히터부는, SCR2으로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제2 AC/DC 정류기와, 상기 제2 AC/DC 정류기로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R21)을 가지는 제2히터와, 상기 제2히터와 직렬로 연결되는 일정저항(R22)을 가지는 제2션트저항과, 상기 제2히터와 상기 제2션트저항에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제2전압측정회로부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second heater unit includes a second AC/DC rectifier that receives constant AC power from SCR 2 and rectifies it into DC power, and a resistor (R 21 ) to which DC power transmitted from the second AC/DC rectifier is applied. first to second heater, and a measurement of the second heater and the constant resistance (R 22) for having a second shunt resistor and the second heater and the second voltage of the DC power applied to the second shunt resistor connected in series with the It is characterized in that it is composed of a second voltage measurement circuit unit for

본 발명에서 제1히터부는, 저항(R1)을 가지는 제1히터와, 상기 제1히터의 온도를 측정하여 측정된 온도값을 상기 제어부로 전송하는 온도센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first heater unit includes a first heater having a resistance (R 1 ), and a temperature sensor that measures the temperature of the first heater and transmits the measured temperature value to the control unit.

본 발명에서 제1히터부는, SCR1으로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제1 AC/DC 정류기와, 상기 제1 AC/DC 정류기로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R11)을 가지는 제1히터와, 상기 제1히터와 직렬로 연결되는 일정저항(R12)을 가지는 제1션트저항과, 상기 제1히터와 상기 제1션트저항에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제1전압측정회로부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first heater unit includes a first AC/DC rectifier that receives constant AC power from SCR 1 and rectifies it into DC power, and a resistor (R 11 ) to which DC power transmitted from the first AC/DC rectifier is applied. claim to one heater, and a measurement of the first heater in series with the constant resistor (R 12) for having the first shunt resistance and the first heater and the second voltage of the DC power applied to the first shunt resistor through to having the It is characterized in that it is composed of a first voltage measurement circuit unit for

본 발명에서 제2전압측정회로부는, 제2히터와 상기 제2션트저항에 인가된 전체 전압 V21을 측정하는 V21측정회로와, 상기 제2션트저항(R22)에 인가된 전압 V22를 측정하는 V22측정회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second voltage measurement circuit unit includes a second heater and a V 21 measurement circuit for measuring the total voltage V 21 applied to the second shunt resistor, and a voltage V 22 applied to the second shunt resistor R 22 . It is characterized in that it consists of a V 22 measurement circuit that measures the.

본 발명에서 제1전압측정회로부는, 제1히터와 제1션트저항에 인가된 전체 전압 V11을 측정하는 V11측정회로와, 상기 제1션트저항(R12)에 인가된 전압 V12를 측정하는 V12측정회로로 구성되고, 제2전압측정회로부는, 제2히터와 제2션트저항에 인가된 전체 전압 V21을 측정하는 V21측정회로와, 상기 제2션트저항(R22)에 인가된 전압 V22를 측정하는 V22측정회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.A first voltage measurement circuit in the present invention, the first heater and the first and V 11 the measuring circuit for measuring the total voltage V applied to the shunt resistor 11, the voltage V 12 is applied to the first shunt resistor (R 12) Consists of a V 12 measuring circuit for measuring, the second voltage measuring circuit unit includes a V 21 measuring circuit for measuring the total voltage V 21 applied to the second heater and the second shunt resistor, and the second shunt resistor (R 22 ) It is characterized in that it consists of a V 22 measuring circuit that measures the voltage V 22 applied to the .

본 발명에서 제1히터의 저항체는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 온도저항특성을 가지는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The resistor of the first heater in the present invention is characterized in that it is made of a metal having a temperature resistance characteristic in which the resistance value increases as the temperature increases.

본 발명에서 제1히터와 상기 제2히터의 저항체는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 온도저항특성을 가지는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the resistors of the first heater and the second heater are made of a metal having a temperature resistance characteristic in which the resistance value increases as the temperature increases.

본 발명에서 제어부는, V22측정회로에서 제2션트저항에 걸리는 전압(V22)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V22)과 제2션트저항(R22)을 이용하여 제2히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제2히터의 저항(R21)을 조절함으로써 상기 제2히터의 온도를 제어함을 특징으로 한다.In the present invention, when the control unit measures and transmits the voltage (V 22 ) applied to the second shunt resistor in the V 22 measuring circuit, it is transmitted to the second heater using the voltage (V 22 ) and the second shunt resistor (R 22 ). It is characterized in that the temperature of the second heater is controlled by calculating the flowing current and adjusting the resistance (R 21 ) of the second heater with the calculated current value.

본 발명에서 제어부는, V12측정회로에서 제1션트저항에 걸리는 전압(V12)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V12)과 제1션트저항(R12)을 이용하여 제1히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제1히터의 저항(R11)을 조절함으로써 상기 제1히터의 온도를 제어하고, V22측정회로에서 제2션트저항에 걸리는 전압(V22)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V22)과 제2션트저항(R22)을 이용하여 제2히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제2히터의 저항(R21)을 조절함으로써 상기 제2히터의 온도를 제어함을 특징으로 한다.In the present invention, when the control unit measures and transmits the voltage (V 12 ) applied to the first shunt resistor in the V 12 measuring circuit, it is transmitted to the first heater using the voltage (V 12 ) and the first shunt resistor (R 12 ). Calculating the flowing current, controlling the temperature of the first heater by adjusting the resistance (R 11 ) of the first heater with the calculated current value, and the voltage (V 22 ) applied to the second shunt resistor in the V 22 measurement circuit the measured by transmission, a resistor (R 21) of the voltage (V 22) and the second heater 2 to the shunt resistor (R 22) 2 calculated the current flowing through the heater and the calculated current value by using a It is characterized in that by controlling the temperature of the second heater.

본 발명에서 제어부는 PID 제어기를 이용하여 온도를 제어하며, 상기 PID 제어기에서 인가되는 제어 전류값은 4 ~ 20 mA인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit controls the temperature using a PID controller, and the control current value applied from the PID controller is 4 to 20 mA.

본 발명은 반도체 웨이퍼를 고정하기 위한 정전척의 히터를 균일하게 제어할 수 있기 때문에, CVD 공정에서 웨이퍼의 공정 수율을 증대시킬 수 있다는 장점을 가진다.The present invention has an advantage in that the process yield of the wafer in the CVD process can be increased because the heater of the electrostatic chuck for fixing the semiconductor wafer can be uniformly controlled.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 온도를 균일하게 가열하고 유지할 수 있기 때문에 CVD 공정에서의 웨이퍼의 품질을 높일 수 있다는 장점을 가진다.In addition, the present invention has the advantage that the quality of the wafer in the CVD process can be improved because the temperature of the wafer can be uniformly heated and maintained.

도 1은 종래의 정전척 히터의 온도 제어시스템의 도식도.
도 2는 종래 및 본 발명의 온도 제어시스템이 사용되는 정전척의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 도식도.
도 4는 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 제1실시예의 도식도.
도 5는 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 제2실시예의 도식도.1 is a schematic diagram of a temperature control system of a conventional electrostatic chuck heater.
2 is a perspective view of an electrostatic chuck in which the temperature control system of the prior art and the present invention is used;
3 is a schematic diagram of a temperature control system of an electrostatic chuck heater according to the present invention;
4 is a schematic diagram of a first embodiment of a temperature control system for an electrostatic chuck heater according to the present invention;
5 is a schematic diagram of a second embodiment of a temperature control system for an electrostatic chuck heater according to the present invention;

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is for the purpose of describing in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the invention, and this does not mean that the technical spirit and scope of the present invention are limited thereto.

도 1은 종래의 정전척 히터의 온도 제어시스템의 도식도이고, 도 2는 종래 및 본 발명의 온도 제어시스템이 사용되는 정전척의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 도식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 제1실시예의 도식도이고, 도 5는 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템의 제2실시예의 도식도이다.1 is a schematic diagram of a temperature control system of a conventional electrostatic chuck heater, FIG. 2 is a perspective view of an electrostatic chuck using a temperature control system of the prior art and of the present invention, and FIG. 3 is a temperature control system of an electrostatic chuck heater according to the present invention 4 is a schematic diagram of a first embodiment of a temperature control system for an electrostatic chuck heater according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram of a second embodiment of a temperature control system for an electrostatic chuck heater according to the present invention .

도 1은 배경기술에서 설명한 바와 같이, 종래의 정전척 히터의 온도 제어시스템의 도식도이다. 도 1의 온도 제어시스템(1)은, AC 전원(1)이 인가되고, 인가된 AC 전원(1)은 병렬로 연결된 전력제어장치인 SCR1(3)과 SCR2(4)로 인가된다. SCR1(3)과 SCR2(4)는 제어부(8)의 제어신호에 따라서 제1히터(5)와 제2히터(6)로 일정한 전력을 전송한다. 그에 따라서 제1히터(5)와 제2히터(6)는 웨이퍼를 가열하고, 일정한 온도를 유지할 수 있도록 한다.1 is a schematic diagram of a temperature control system of a conventional electrostatic chuck heater, as described in the background art. In the temperature control system 1 of FIG. 1, AC power 1 is applied, and the applied AC power 1 is applied to SCR 1 (3) and SCR 2 (4), which are power control devices connected in parallel. SCR 1 (3) and SCR 2 (4) transmit constant power to the first heater (5) and the second heater (6) according to the control signal of the controller (8). Accordingly, the first heater 5 and the second heater 6 heat the wafer and maintain a constant temperature.

앞서 설명한 바와 같이, 제1히터(5)는 온도센서(7)가 장착되어 있고, 온도센서(7)는 측정된 온도신호를 제어부(8)로 전송한다. 제어부(8)는 SCR1(3)으로 제어신호인 일정범위의 전류를 전송하고, 전송된 전류에 의해 SCR1(3)은 제어된 일정전력을 제1히터(5)에 인가하고, 그에 따라 제1히터(5)의 온도를 제어한다. 그러나 제2히터(6)는 정전척 몸체(11)의 가장자리 측에 설치되기 때문에 제2히터(6)의 온도를 측정하기 위한 온도센서의 장착이 어려워 미리 측정된 추정데이터를 이용하여 제어한다. 그에 따라 제2히터(6)의 온도를 균일하게 제어하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 제2히터(6)의 온도를 일정하게 제어하기 어렵기 때문에 웨이퍼에 가해지는 온도를 균일하게 맞추기가 어려운 문제점이 있었다.As described above, the first heater 5 is equipped with a temperature sensor 7 , and the temperature sensor 7 transmits the measured temperature signal to the control unit 8 . The controller 8 SCR 1 (3) by the current transmission transmits a current of a range control signal to the SCR 1 (3), and is applied to the control constant power to the first heater 5, and therefore The temperature of the first heater 5 is controlled. However, since the second heater 6 is installed on the edge side of the electrostatic chuck body 11 , it is difficult to install a temperature sensor for measuring the temperature of the second heater 6 , so that it is controlled using estimated data measured in advance. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to uniformly control the temperature of the second heater 6 . In addition, since it is difficult to control the temperature of the second heater 6 uniformly, there is a problem in that it is difficult to uniformly adjust the temperature applied to the wafer.

도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 정전척 히터의 온도 제어시스템(20)을 상세하게 설명하기로 한다. The temperature control system 20 of the electrostatic chuck heater according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5 .

도 2는 정전척(10)의 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이 정전척(10)은 정전척 몸체(11)와, 정전척 몸체(11)와 연결되는 공급부(12)로 이루어진다. 정전척(10)의 구체적인 구성들은 이미 공개된 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 공급부(12)는 통상적으로 냉각가스 공급라인과 전원선으로 이루어질 수 있다. 정전척 몸체(11)에는 히터(231, 241)가 장착된다. 제1히터부(23)는 온도센서(232)의 장착이 가능하므로 제1히터(231)와 온도센서(232)로 이루어지나, 제2히터부(24)는 온도센서의 장착이 어려워 별도의 제어를 위한 구성이 필요하다. 도 2에서는 제2히터(241)가 도시되어 있다.2 is a perspective view of the electrostatic chuck 10 . As shown in the drawing, the electrostatic chuck 10 includes an electrostatic chuck body 11 and a supply unit 12 connected to the electrostatic chuck body 11 . Since specific configurations of the electrostatic chuck 10 have already been disclosed, a detailed description thereof will be omitted. The supply unit 12 may be formed of a cooling gas supply line and a power supply line. Heaters 231 and 241 are mounted on the electrostatic chuck body 11 . The first heater unit 23 includes the first heater 231 and the temperature sensor 232 because the temperature sensor 232 can be mounted. A configuration is required for control. In FIG. 2 , the second heater 241 is illustrated.

도 3에 도시된 바와 같이, 정전척 히터의 온도 제어시스템(20)은, 병렬로 연결되어 AC전원(1)이 인가되는 전력제어장치인 SCR1(21)과 SCR2(22)와, SCR1(21)과 연결되는 제1히터부(23, 23')와, SCR2(22)와 연결되는 제2히터부(24)와, 제1히터부(23, 23')와 제2히터부(24)로부터 측정된 측정값을 전송받아 SCR1(21)과 SCR2(22)를 제어함으로써, 제1히터부(23, 23')와 제2히터부(24)의 제1히터(231, 231') 및 제2히터(241)의 온도를 제어하는 제어부(26)로 이루어진다. As shown in FIG. 3 , the temperature control system 20 of the electrostatic chuck heater includes SCR 1 21 and SCR 2 22 , which are power control devices connected in parallel to which AC power 1 is applied, and SCR 1 (21) connected to the first heater unit (23, 23'), the second heater unit 24 connected to the SCR 2 (22), the first heater unit (23, 23') and the second heater By receiving the measured value from the unit 24 and controlling the SCR 1 21 and the SCR 2 22 , the first heater ( 231 and 231 ′) and a controller 26 for controlling the temperature of the second heater 241 .

도 4는 정전척 히터의 온도 제어시스템의 제1실시예이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1히터부(23)는 저항(R1)을 가지는 제1히터(231)와, 제1히터(231)의 온도를 측정하여 제어부(26)로 전송하는 온도센서(232)로 이루어진다. 온도센서(232)는 제1히터(231)의 온도를 직접 측정하고, 측정된 온도값을 신호값으로 바꾸어 제어부(26)로 전송한다. 제2히터부(24)는, SCR2(22)로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제2 AC/DC 정류기(243)와, 제2 AC/DC 정류기(243)로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R21)을 가지는 제2히터(241)와, 제2히터(241)와 직렬로 연결되는 일정저항(R22)을 가지는 제2션트저항(242)과, 제2히터(241)와 제2션트저항(242)에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제2전압측정회로부(244)로 이루어진다. 제2전압측정회로부(244)는, 제2히터(241)와 제2션트저항(242) 전체에 인가되는 전체 전압(V21)을 측정하는 V21측정회로(245)와 제2션트저항(242)에 인가되는 션트전압(V22)을 측정하는 V22측정회로(246)로 이루어진다. V21측정회로(245)는 측정된 전체 전압(V21)을 제어부(26)로 전송하고, V22측정회로(246)는 제2션트저항(242)에 인가된 전압(V22)을 제어부(26)로 전송한다. 제어부(26)는 온도센서(232)로부터 전송된 온도값과, V21측정회로(245)와 V22측정회로(246)에서 측정되어 전송된 전압(V21, V22)값을 받아서 제2히터(241)의 온도를 제어한다.4 is a first embodiment of a temperature control system of an electrostatic chuck heater. As shown in the figure, the first heater unit 23 includes a first heater 231 having a resistance R 1 , and a temperature sensor that measures the temperature of the first heater 231 and transmits it to the controller 26 . (232). The temperature sensor 232 directly measures the temperature of the first heater 231 , converts the measured temperature value into a signal value, and transmits it to the controller 26 . The second heater unit 24 is a second AC/DC rectifier 243 that receives constant AC power from the SCR 2 22 and rectifies it into DC power, and the DC transmitted from the second AC/DC rectifier 243 . A second heater 241 having a resistance R 21 to which power is applied, a second shunt resistor 242 having a constant resistance R 22 connected in series with the second heater 241 , and a second heater 241 and a second voltage measurement circuit unit 244 for measuring the voltage of the DC power applied to the second shunt resistor 242 . The second voltage measuring circuit unit 244 includes a V 21 measuring circuit 245 for measuring the total voltage V 21 applied to the entire second heater 241 and the second shunt resistor 242 and the second shunt resistor ( 242) and a V 22 measurement circuit 246 for measuring the shunt voltage V 22 . The V 21 measurement circuit 245 transmits the measured total voltage V 21 to the control unit 26 , and the V 22 measurement circuit 246 controls the voltage V 22 applied to the second shunt resistor 242 . (26). The control unit 26 receives the temperature value transmitted from the temperature sensor 232 and the voltage (V 21 , V 22 ) measured and transmitted by the V 21 measuring circuit 245 and the V 22 measuring circuit 246 to receive the second The temperature of the heater 241 is controlled.

도 5는 본 발명에 따른 온도 제어시스템의 제2실시예이다. 도면에 도시된 바와 같이, 도 4의 실시예에서 제1히터부(23)가 제2히터부(24)와 같은 구성을 가진다. 따라서 구성 및 작동도 동일하다. 구체적으로, 제1히터부(23')는, SCR1(21)로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제1 AC/DC 정류기(233')와, 제1 AC/DC 정류기(233')로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R11)을 가지는 제1히터(231')와, 제1히터(231')와 직렬로 연결되는 일정저항(R12)을 가지는 제1션트저항(232')과, 제1히터(231')와 제1션트저항(232')에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제1전압측정회로부(234')로 이루어진다. 전압측정회로부(234')는, 제1히터(231')와 제2션트저항(232') 전체에 인가되는 전체 전압(V11)을 측정하는 V11측정회로(235')와 제1션트저항(232')에 인가되는 션트전압(V12)을 측정하는 V12측정회로(236')로 이루어진다. V11측정회로(235')는 측정된 전체 전압(V11)을 제어부(26)로 전송하고, V12측정회로(236')는 제1션트저항(232')에 인가된 전압(V12)을 제어부(26)로 전송한다. 제2히터부(24)는, SCR2(22)로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제2 AC/DC 정류기(243)와, 제2 AC/DC 정류기(243)로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R21)을 가지는 제2히터(241)와, 제2히터(241)와 직렬로 연결되는 일정저항(R22)을 가지는 제2션트저항(242)과, 제2히터(241)와 제2션트저항(242)에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제2전압측정회로부(244)로 이루어진다. 제2전압측정회로부(244)는, 제2히터(241)와 제2션트저항(242) 전체에 인가되는 전체 전압(V21)을 측정하는 V21측정회로(245)와 제2션트저항(242)에 인가되는 션트전압(V22)을 측정하는 V22측정회로(246)로 이루어진다. V21측정회로(245)는 측정된 전체 전압(V21)을 제어부(26)로 전송하고, V22측정회로(246)는 제2션트저항(242)에 인가된 전압(V22)을 제어부(26)로 전송한다. 제어부(26)는 V11측정회로(235')와 V12측정회로(236')에서 측정되어 전송된 전압(V11, V12)값을 받아서 제1히터(231')의 온도를 제어하고, V21측정회로(245)와 V22측정회로(246)에서 측정되어 전송된 전압(V21, V22)값을 받아서 제2히터(241)의 온도를 제어한다.5 is a second embodiment of a temperature control system according to the present invention. As shown in the drawing, in the embodiment of FIG. 4 , the first heater unit 23 has the same configuration as the second heater unit 24 . Therefore, the configuration and operation are the same. Specifically, the first heater unit 23 ′ includes a first AC/DC rectifier 233 ′ that receives constant AC power from the SCR 1 21 and rectifies it into DC power, and a first AC/DC rectifier 233 . ') a first heater 231' having a resistance R 11 to which DC power is applied, and a first shunt resistor having a constant resistance R 12 connected in series with the first heater 231'. 232', and a first voltage measuring circuit unit 234' for measuring the voltage of the DC power applied to the first heater 231' and the first shunt resistor 232'. The voltage measuring circuit unit 234 ′ includes a V 11 measuring circuit 235 ′ and a first shunt measuring the total voltage V 11 applied to the entire first heater 231 ′ and the second shunt resistor 232 ′. and a V 12 measurement circuit 236 ′ for measuring the shunt voltage V 12 applied to the resistor 232 ′. The V 11 measurement circuit 235 ′ transmits the measured total voltage V 11 to the control unit 26 , and the V 12 measurement circuit 236 ′ transmits the voltage V 12 applied to the first shunt resistor 232 ′. ) to the control unit 26 . The second heater unit 24 is a second AC/DC rectifier 243 that receives constant AC power from the SCR 2 22 and rectifies it into DC power, and the DC transmitted from the second AC/DC rectifier 243 . A second heater 241 having a resistance R 21 to which power is applied, a second shunt resistor 242 having a constant resistance R 22 connected in series with the second heater 241 , and a second heater 241 and a second voltage measurement circuit unit 244 for measuring the voltage of the DC power applied to the second shunt resistor 242 . The second voltage measuring circuit unit 244 includes a V 21 measuring circuit 245 for measuring the total voltage V 21 applied to the entire second heater 241 and the second shunt resistor 242 and the second shunt resistor ( 242) and a V 22 measurement circuit 246 for measuring the shunt voltage (V 22 ) applied to the circuit. The V 21 measuring circuit 245 transmits the measured total voltage V 21 to the controller 26 , and the V 22 measuring circuit 246 controls the voltage V 22 applied to the second shunt resistor 242 . (26). The control unit 26 receives the voltage (V 11 , V 12 ) measured and transmitted by the V 11 measuring circuit 235 ′ and the V 12 measuring circuit 236 ′ to control the temperature of the first heater 231 ′ and , V 21 measuring circuit 245 and V 22 measuring circuit 246 receives the measured and transmitted voltages (V 21 , V 22 ) to control the temperature of the second heater 241 .

구체적으로 제어부(26)의 제어과정을 설명하기로 한다. 제1히터(R1, R11)(231, 231')와 제2히터(R21)(241)는 금속으로 이루어지며, 특히 알루미늄 재질이 사용될 수 있다. 금속의 저항은 통상적으로 온도가 올라감에 따라 저항이 크진다. 구체적으로 금속의 전기저항에 대한 특성을 살펴볼 필요가 있다. 금속은 오옴(Ohm)의 법칙이 성립하고, 온도가 상승함에 따라서 저항값이 증가한다. 그에 따라 금속들은 온도와 저항이 서로 비례하는 온도저항특성을 가진다. 따라서 금속의 저항값을 알 수 있는 경우 온도저항특성에 따라서 해당 저항값에서의 온도를 알 수 있다.In detail, the control process of the control unit 26 will be described. The first heaters (R 1 , R 11 ) (231, 231 ′) and the second heaters (R 21 ) ( 241 ) are made of metal, and in particular, an aluminum material may be used. The resistance of a metal usually increases with increasing temperature. Specifically, it is necessary to examine the characteristics of the electrical resistance of the metal. For metals, Ohm's law holds, and the resistance increases as the temperature rises. Accordingly, metals have a temperature resistance characteristic in which temperature and resistance are proportional to each other. Therefore, if the resistance value of the metal is known, the temperature at the corresponding resistance value can be known according to the temperature resistance characteristic.

제1실시예의 제2히터(241)의 온도를 판단 및 제어하는 과정과 제2실시예의 제1히터(231')와 제2히터(241)의 온도를 판단 및 제어하는 과정을 살펴본다. 먼저 제1실시예의 제2히터(241)의 온도를 제어하는 과정은, V21측정회로(245)를 이용하여 제2히터(241)와 제2션트저항(R22)(243) 사이에 걸리는 전체 전압(V21)을 측정한다. 다음, 제2션트저항(243)에 걸리는 션트전압(V22)을 V22측정회로(246)로 측정한다. 션트전압(V22)을 측정하면, 제2션트저항(R22)은 알고 있는 값이므로 흐르는 전류(i)를 계산할 수 있다. 회로로 흐르는 전류(i)를 알기 때문에, 제2히터(241)의 저항을 계산할 수 있다. 또한, 동일하게 제1히터(231')의 온도도 마찬가지로, V11측정회로(235')를 이용하여 제1히터(231')와 제1션트저항(R12)(232') 사이에 걸리는 전체 전압(V11)을 측정한다. 다음, 제1션트저항(232')에 걸리는 션트전압(V12)을 V12측정회로(236')로 측정한다. 션트전압(V12)을 측정하면, 제1션트저항(R12)은 알고 있는 값이므로 흐르는 전류(i)를 계산할 수 있다. 회로로 흐르는 전류(i)를 알기 때문에, 제1히터(231')의 저항을 계산할 수 있다. The process of determining and controlling the temperature of the second heater 241 of the first embodiment and the process of determining and controlling the temperature of the first heater 231 ′ and the second heater 241 of the second embodiment will be described. First, the process of controlling the temperature of the second heater 241 of the first embodiment is performed between the second heater 241 and the second shunt resistor (R 22 ) 243 using the V 21 measuring circuit 245 . Measure the total voltage (V 21 ). Next, the shunt voltage V 22 applied to the second shunt resistor 243 is measured by the V 22 measuring circuit 246 . When the shunt voltage V 22 is measured, since the second shunt resistor R 22 is a known value, the flowing current i can be calculated. Since the current (i) flowing through the circuit is known, the resistance of the second heater 241 can be calculated. Also, in the same manner, the temperature of the first heater 231 ′ is also applied between the first heater 231 ′ and the first shunt resistor R 12 , 232 ′ using the V 11 measuring circuit 235 ′. Measure the total voltage (V 11 ). Next, the shunt voltage V 12 applied to the first shunt resistor 232 ′ is measured by the V 12 measuring circuit 236 ′. When the shunt voltage V 12 is measured, since the first shunt resistor R 12 is a known value, the flowing current i can be calculated. Since the current i flowing through the circuit is known, the resistance of the first heater 231 ′ can be calculated.

따라서, 측정된 V1과 V2로부터 계산된 전체 회로에 흐르는 전류(i)를 알 수 있으므로, V = R * I 식에 따라서 저항 R을 계산할 수 있고, 이 때의 저항으로부터 각 금속의 온도저항특성곡선을 이용하여 해당 저항에서의 온도를 판단할 수 있다.Therefore, since the current (i) flowing through the entire circuit calculated from the measured V 1 and V 2 can be known, the resistance R can be calculated according to the formula V = R * I , and from this resistance, the temperature resistance of each metal The temperature at the resistor can be determined using the characteristic curve.

전류와 저항값을 판단할 수 있으므로, 제1실시예에서는 저항값에 따른 온도를 측정하고, SCR2(22)로 제어전류를 전송하며, SCR2(22)는 제2히터부(240)로 일정한 온도 또는 웨이퍼를 가열하기 위한 온도를 제공할 수 있다. 또한, 제1히터(231)와 제2히터(241)의 온도를 판단할 수 있으므로, SCR1(21)과 SCR2(22)에 인가되는 AC 전원을 조절하여 온도를 제어할 수 있다.It is possible to determine the current and the resistance value, in the first embodiment measures a temperature in accordance with the resistance value, and transmits the control current to the SCR 2 (22), and, SCR 2 (22), the second heater 240, A constant temperature or a temperature for heating the wafer may be provided. In addition, since the temperature of the first heater 231 and the second heater 241 can be determined, the temperature can be controlled by adjusting the AC power applied to the SCR 1 ( 21 ) and the SCR 2 ( 22 ).

제2실시예에서는 저항값에 따른 온도를 측정하고, SCR1(21)과 SCR2(22)로 제어전류를 전송하며, SCR1(21)과 SCR2(22)는 제1히터부(23')와 제2히터부(24)로 일정한 온도 또는 웨이퍼를 가열하기 위한 온도를 제공할 수 있다. 또한, 제1히터(231')와 제2히터(241)의 온도를 판단하여, SCR1(21)과 SCR2(22)에 인가되는 AC 전원을 조절할 수 있다.In the second embodiment measures a temperature in accordance with the resistance value, and transmits the control current to the SCR 1 (21) and SCR 2 (22), and, SCR 1 (21) and SCR 2 (22) includes a first heater part (23 ') and the second heater unit 24 may provide a constant temperature or a temperature for heating the wafer. Also, by determining the temperatures of the first heater 231 ′ and the second heater 241 , the AC power applied to the SCR 1 21 and the SCR 2 22 may be adjusted.

제어부(26)는 PID 제어기를 사용하여 SCR1(21)과 SCR2(22)에 인가되는 전력을 제어한다. 제어부(26)는 4 ~ 20㎃의 제어전류를 SCR1(21)과 SCR2(22)에 인가한다. 제어전류는 4㎃가 인가되면 SCR(21, 22)에서 SCR의 특성에 의해 저지상태가 되어 AC전원이 AC/DC 정류기(241)로 인가되지 않고(AC전원 0% 도통), 제어전류가 20㎃가 인가되면 SCR(21, 22)에서 SCR의 특성에 의해 완전 도통상태가 되어서 AC/DC 정류기(241)로 AC전원이 그대로 인가된다(AC전원 100% 도통). 제어전류가 그 사이값을 가지며, 제어전류에 따라서 0 ~ 100%의 AC전원이 인가된다. 제어부(26)는 PID(Proportional Integral Differential controller) 제어기를 사용한다. PID 제어기는 기본적으로 피드백(feedback) 제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(Set Point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 이 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하는 구조로 되어 있다. 그에 따라, 제어부(26)는 PID 제어를 통해서 출력값(저항, 전류)을 측정하여 참조값 혹은 설정값(히터로 사용되는 금속의 온도저항특성에 따라서 참조값 도는 설정값으로 설정)과 비교하여 오차를 계산하고, 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하여 제1히터(231, 231')와 제2히터(241)를 제어한다.The control unit 26 controls the power applied to the SCR 1 21 and the SCR 2 22 using the PID controller. The control unit 26 applies a control current of 4 to 20 mA to SCR 1 (21) and SCR 2 (22). As for the control current, when 4 mA is applied, the SCR (21, 22) is in a blocked state by the characteristics of the SCR, so that the AC power is not applied to the AC/DC rectifier 241 (AC power 0% conduction), and the control current is 20 When mA is applied, the SCRs 21 and 22 become completely conductive due to the characteristics of the SCR, and AC power is applied to the AC/DC rectifier 241 as it is (AC power 100% conduction). The control current has a value in between, and 0 to 100% of AC power is applied according to the control current. The controller 26 uses a Proportional Integral Differential Controller (PID) controller. The PID controller basically has the form of a feedback controller, measures the output value of the object to be controlled, and compares it with the desired reference value or set point to create an error ) and using this error value to calculate the control value required for control. Accordingly, the control unit 26 measures the output value (resistance, current) through PID control and compares it with a reference value or a set value (set as a reference value or a set value according to the temperature resistance characteristics of the metal used as a heater) and calculates an error and calculates a control value required for control using the error value to control the first heaters 231 and 231 ′ and the second heater 241 .

따라서, 본 발명은 종래의 제2히터의 추정치를 외부 데이터를 이용하여 설정하고, 설정된 데이터를 이용하여 히터의 온도를 제어하는 것에 비해서 높은 정확성이 보장될 수 있다.Therefore, according to the present invention, higher accuracy can be guaranteed compared to the conventional method of setting the estimate of the second heater using external data and controlling the temperature of the heater using the set data.

상기에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.Although the embodiments have been described above by way of example, it is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in various other forms without departing from the spirit and scope thereof. Accordingly, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and all implementations within the scope of the appended claims and their equivalents are intended to be included within the scope of the present invention.

1 : AC 전원
20 : 정전척 히터의 온도 제어 시스템
21 : SCR1 22 : SCR2
23 : 제1히터부 24 : 제2히터부
25 : 온도센서 26 : 제어부
231 : 제1히터 232 : 온도센서
231' : 제1히터 232' : 제1션트저항
233' : 제1 AC/DC 정류기 234' : 제1전압측정회로부
235' : V11측정회로 236' : V12측정회로
241 : 제2히터 242 : 제2션트저항
243 : 제2 AC/DC 정류기 244 : 제2전압측정회로부
245 : V1측정회로 246 : V2측정회로1: AC power
20: temperature control system of electrostatic chuck heater
21: SCR 1 22: SCR 2
23: first heater unit 24: second heater unit
25: temperature sensor 26: control unit
231: first heater 232: temperature sensor
231': first heater 232': first shunt resistor
233': first AC/DC rectifier 234': first voltage measurement circuit unit
235' : V 11 measurement circuit 236' : V 12 measurement circuit
241: second heater 242: second shunt resistor
243: second AC/DC rectifier 244: second voltage measurement circuit unit
245: V 1 measurement circuit 246: V 2 measurement circuit

Claims (11)

정전기력에 의해 공정챔버 내의 웨이퍼를 고정시키는 정전척에 장착된 히터의 온도를 제어하기 위한 정전척 히터의 온도 제어 시스템에 있어서,
상기 온도 제어 시스템은,
병렬로 연결되어 AC전원이 인가되는 SCR1과 SCR2;
상기 SCR1과 연결되는 제1히터부;
상기 SCR2와 연결되어 상기 SCR2로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제2 AC/DC 정류기와, 상기 제2 AC/DC 정류기로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R21)을 가지는 제2히터와, 상기 제2히터와 직렬로 연결되는 일정저항(R22)을 가지는 제2션트저항과, 상기 제2히터와 상기 제2션트저항에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제2전압측정회로부로 구성되는 제2히터부; 및
상기 제1히터부와 상기 제2히터부에서 전송되는 측정신호를 이용하여 상기 SCR1과 상기 SCR2를 제어하는 제어부;로
이루어지고 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
A temperature control system for an electrostatic chuck heater for controlling a temperature of a heater mounted on an electrostatic chuck for fixing a wafer in a process chamber by electrostatic force,
The temperature control system,
SCR 1 and SCR 2 connected in parallel to receive AC power;
a first heater unit connected to the SCR 1 ;
And the second AC / DC rectifier, which is coupled to the SCR 2 rectified to DC power received a regular AC power from the SCR 2 is applied, the second resistor (R 21) is a DC power is transmitted from the AC / DC rectifier for measuring a second heater having a second heater, a second shunt resistor having a constant resistance R 22 connected in series with the second heater, and a voltage of the DC power applied to the second heater and the second shunt resistor a second heater unit comprising a second voltage measuring circuit unit; and
a control unit for controlling the SCR 1 and the SCR 2 using the measurement signals transmitted from the first heater unit and the second heater unit;
The temperature control system of the electrostatic chuck heater, characterized in that made.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1히터부는,
저항(R1)을 가지는 제1히터와, 상기 제1히터의 온도를 측정하여 측정된 온도값을 상기 제어부로 전송하는 온도센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
According to claim 1,
The first heater unit,
A temperature control system for an electrostatic chuck heater, comprising: a first heater having a resistance (R 1 ); and a temperature sensor measuring the temperature of the first heater and transmitting the measured temperature value to the controller.
 제1항에 있어서,
상기 제1히터부는,
상기 SCR1으로부터 일정한 AC 전원을 인가받아 DC 전원으로 정류하는 제1 AC/DC 정류기와, 상기 제1 AC/DC 정류기로부터 전송된 DC 전원이 인가되는 저항(R11)을 가지는 제1히터와, 상기 제1히터와 직렬로 연결되는 일정저항(R12)을 가지는 제1션트저항과, 상기 제1히터와 상기 제1션트저항에 인가된 DC 전원의 전압을 측정하기 위한 제1전압측정회로부로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
According to claim 1,
The first heater unit,
A first heater having a first AC/DC rectifier receiving constant AC power from the SCR 1 and rectifying it into DC power, and a resistance (R 11 ) to which the DC power transmitted from the first AC/DC rectifier is applied; A first shunt resistor having a constant resistance (R 12 ) connected in series with the first heater, and a first voltage measuring circuit unit for measuring the voltage of the DC power applied to the first heater and the first shunt resistor The temperature control system of the electrostatic chuck heater, characterized in that configured.
 제1항에 있어서,
상기 제2전압측정회로부는, 상기 제2히터와 상기 제2션트저항에 인가된 전체 전압 V21을 측정하는 V21측정회로와, 상기 제2션트저항에 인가된 전압 V22를 측정하는 V22측정회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
According to claim 1,
The second voltage measuring circuit unit includes a V 21 measuring circuit for measuring the total voltage V 21 applied to the second heater and the second shunt resistor, and a V 22 measuring the voltage V 22 applied to the second shunt resistor. A temperature control system for an electrostatic chuck heater comprising a measurement circuit.
 제4항에 있어서,
상기 제1전압측정회로부는, 상기 제1히터와 상기 제1션트저항에 인가된 전체 전압 V11을 측정하는 V11측정회로와, 상기 제1션트저항에 인가된 전압 V12를 측정하는 V12측정회로로 구성되고,
상기 제2전압측정회로부는, 상기 제2히터와 상기 제2션트저항에 인가된 전체 전압 V21을 측정하는 V21측정회로와, 상기 제2션트저항에 인가된 전압 V22를 측정하는 V22측정회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The first voltage measurement circuit, the first heater and the first and V 11 the measuring circuit for measuring the total voltage V 11 is applied to the shunt resistance, V 12 for measuring the voltage V 12 is applied to the first shunt resistor It consists of a measuring circuit,
The second voltage measuring circuit unit includes a V 21 measuring circuit for measuring the total voltage V 21 applied to the second heater and the second shunt resistor, and a V 22 measuring the voltage V 22 applied to the second shunt resistor. A temperature control system for an electrostatic chuck heater comprising a measurement circuit.
 제3항에 있어서,
상기 제1히터의 저항체는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 온도저항특성을 가지는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
4. The method of claim 3,
The temperature control system of the electrostatic chuck heater, wherein the resistor of the first heater is made of a metal having a temperature resistance characteristic in which a resistance value increases as a temperature increases.
 제4항에 있어서,
상기 제1히터와 상기 제2히터의 저항체는, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 온도저항특성을 가지는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The temperature control system of the electrostatic chuck heater, wherein the resistors of the first heater and the second heater are made of a metal having a temperature resistance characteristic in which a resistance value increases as a temperature increases.
 제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 V22측정회로에서 상기 제2션트저항에 걸리는 전압(V22)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V22)과 상기 제2션트저항을 이용하여 제2히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제2히터의 저항(R21)을 조절함으로써 상기 제2히터의 온도를 제어함을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
6. The method of claim 5,
The control unit is
When the voltage V 22 applied to the second shunt resistor is measured and transmitted in the V 22 measurement circuit, the current flowing through the second heater is calculated using the voltage V 22 and the second shunt resistor, and the The temperature control system of the electrostatic chuck heater, characterized in that the temperature of the second heater is controlled by adjusting the resistance (R 21 ) of the second heater with the calculated current value.
 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 V12측정회로에서 상기 제1션트저항에 걸리는 전압(V12)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V12)과 상기 제1션트저항을 이용하여 제1히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제1히터의 저항(R11)을 조절함으로써 상기 제1히터의 온도를 제어하고,
상기 V22측정회로에서 상기 제2션트저항에 걸리는 전압(V22)을 측정하여 전송하면, 상기 전압(V22)과 상기 제2션트저항을 이용하여 제2히터에 흐르는 전류를 계산하고, 상기 계산된 전류값으로 제2히터의 저항(R21)을 조절함으로써 상기 제2히터의 온도를 제어함을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.
7. The method of claim 6,
The control unit is
When the voltage V 12 applied to the first shunt resistor is measured and transmitted in the V 12 measuring circuit, the current flowing through the first heater is calculated using the voltage V 12 and the first shunt resistor, and the Controlling the temperature of the first heater by adjusting the resistance (R 11 ) of the first heater with the calculated current value,
When the voltage V 22 applied to the second shunt resistor is measured and transmitted in the V 22 measurement circuit, the current flowing through the second heater is calculated using the voltage V 22 and the second shunt resistor, and the The temperature control system of the electrostatic chuck heater, characterized in that the temperature of the second heater is controlled by adjusting the resistance (R 21 ) of the second heater with the calculated current value.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는 PID 제어기를 이용하여 온도를 제어하며, 상기 PID 제어기에서 인가되는 제어 전류값은 4 ~ 20 mA인 것을 특징으로 하는 정전척 히터의 온도 제어 시스템.According to claim 1,
The control unit controls the temperature using a PID controller, and the control current value applied from the PID controller is 4 to 20 mA.
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