KR20010056881A - Pressure control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력 제어 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조 공정 장치에서 프로세서 챔버내의 압력 제어시스템에서 압력센서나 압력센서 제어부의 이상동작을 감지하여 공정이상을 미연에 방지하기 위한 압력 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure control device, and more particularly, to a pressure control device for detecting abnormal operation of a pressure sensor or a pressure sensor controller in a pressure control system in a processor chamber in a semiconductor manufacturing process device.
반도체 제조공정중 퍼니스(Furnace) 장치에서의 저압 화학 기상증착 공정에 사용되는 압력제어 시스템은 도1에 도시된 바와 같이 프로세스 튜브의 압력제어와 관련하여 공정 진행에 필요한 모든 팩터(factor)를 설정하며 시스템 운용 전체를 제어하는 메인 제어부(8)와; 프로세스 튜브(1)의 압력을 감지하는 피라니(Pirani) 게이지(2)와; 상기 피라니 게이지(2)에 구동 신호를 보내 압력상태에 따라 변하는 전압을 출력하여 APC 밸브 제어부(6)로 출력하는 피라니 게이지 제어부(5)와; 상기 메인 제어부(8)에서 압력설정치 정보를 받아 피라니 게이지 제어부(5)의 출력과 비교하여 그 차이에 따라 APC 밸브(3)를 열고 닫는 APC 밸브 제어부(6)와; 로 구성되어 있다.The pressure control system used in the low pressure chemical vapor deposition process in the furnace apparatus during the semiconductor manufacturing process sets all the factors necessary for the process progress in relation to the pressure control of the process tube as shown in FIG. A main controller 8 for controlling the whole system operation; A Pirani gauge 2 for sensing the pressure of the process tube 1; A pirani gauge controller 5 which sends a driving signal to the pirani gauge 2 and outputs a voltage which changes according to the pressure state and outputs the voltage to the APC valve controller 6; An APC valve control unit 6 which receives the pressure set point information from the main control unit 8 and compares it with the output of the Piranha gauge control unit 5 to open and close the APC valve 3 according to the difference; Consists of
상기 피라니 게이지 제어부(5)에는 피라니 게이지(2)에서 감지한 프로세스 튜브(1)의 압력 및 펌프와 관련된 하드웨어 인터록 용도의 튜브내의 압력 조건에 따른 4개의 릴레이 출력이 있다.The pirani gauge control 5 has four relay outputs according to the pressure of the process tube 1 sensed by the pirani gauge 2 and the pressure conditions in the tube for hardware interlock use associated with the pump.
4개의 릴레이 출력은 스위치 타입으로 되어 있으며 C200H라는 시퀀서(Sequencer, 7)에서 하드웨어 조건을 체크하기 위하여 24볼트 신호를 보내 릴레이의 출력이 쇼트시(24→0볼트로 드롭) 메인밸브(MV)가 오픈될 수 있는 조건이라고 판단한다.The four relay outputs are of switch type, and the C200H sequencer (7) sends a 24 volt signal to check the hardware condition.The relay output is shorted (dropped from 24 to 0 volts) and the main valve (MV) I think it is a condition that can be opened.
이하, 상기와 같이 구성된 종래 장치의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and operation of the conventional device configured as described above are as follows.
먼저, APC 밸브 제어부(6)는 메인 제어부(8)에서 압력설정치 정보를 받아 피라니 게이지 제어부(5)의 출력과 비교하여 그 차이에 따라 APC 밸브(3)를 열거가 닫으면서 프로세스 튜브(1)내의 압력을 피드백 제어한다.First, the APC valve control unit 6 receives the pressure set point information from the main control unit 8, compares it with the output of the Piranha gauge control unit 5, and enumerates the APC valve 3 according to the difference and closes the process tube 1. Feedback pressure is controlled.
다음, 피라니 게이지 제어부(5)는 피라니 게이지에 구동 신호를 보내 압력상태에 따라 변하는 전압을 출력하여 APC 밸브 제어부(6)로 출력하며, 4개의 하드웨어 인터록 용도의 압력조건을 설정할 수 있으며 제어부내의 CPU에서 이 조건에 따라 릴레이 출력을 보낸다.Next, the Pirani gauge controller 5 sends a drive signal to the Pirani gauge, outputs a voltage that changes according to the pressure state, and outputs it to the APC valve controller 6, and sets pressure conditions for four hardware interlock applications. The internal CPU sends relay output according to this condition.
그런데, 만약 실제 압력이 90 Pa 정도를 유지하고 있는 상태에서 피라니 게이지(2) 혹은 피라니 게이지 제어부(5)의 이상동작으로 피라니 게이지 제어부(5)의 출력전압이 0볼트가 되면 0 Pa로 인식하여 공정압력인 90 Pa정도를 제어하기 위해 APC 밸브 제어부(6)에서 APC 밸브(3)를 닫게 된다.However, if the output voltage of the Pirani gauge controller 5 is 0 volts due to abnormal operation of the Pirani gauge 2 or the Pirani gauge controller 5 while the actual pressure is maintained at about 90 Pa, 0 Pa is 0 Pa. In order to control the process pressure of about 90 Pa, the APC valve control unit 6 closes the APC valve 3.
이에 따라, 현재 90 Pa 정도의 압력을 유지하고 있는 상태에서 APC 밸브(3)를 닫음으로써 튜브(1)내의 압력이 90 Pa 이상 계속 증가하므로써 이상압력 조건에서 작업이 진행되어 웨이퍼에 이상 증착이 되므로써 웨이퍼를 폐기해야 하는 지경에 이르게 될 것이다.As a result, the pressure in the tube 1 continues to increase by 90 Pa or more by closing the APC valve 3 while maintaining a pressure of about 90 Pa. The wafer will have to be discarded.
또한, 상기 피라니 게이지 제어부(5)의 4개의 릴레이 출력중 1개는 튜브(1)내의 압력이 약 266 Pa 이하로 도달할 때 메인 밸브(MV)가 열릴 수 있도록 C200H 시퀀서(7)에 하드웨어적으로 인터록 되어 있는데, 만약 이 릴레이의 이상동작으로메인밸브(MV)가 닫히게 될 경우 튜브(1)내의 압력을 제어할 수 없는 상태가 된다.In addition, one of the four relay outputs of the Pirani gauge control unit 5 has hardware in the C200H sequencer 7 so that the main valve MV can be opened when the pressure in the tube 1 reaches below about 266 Pa. If the main valve (MV) is closed due to abnormal operation of this relay, the pressure in the tube (1) cannot be controlled.
이와 같이, 피라니 게이지(2) 또는 피라니 게이지 제어부(5)의 오동작 발생시 프로세스 튜브(1)내의 진공도를 정확히 센싱하지 못하게 되어 이상압력 조건에서 공정이 이루어지므로 이상증착으로 인한 공정 사고가 발생하게 되고, 퍼니스에서의 LPCVD 공정에 진행되는 웨이퍼 매수가 150매로 배치(batch) 타입으로 진행되므로 상기와 같은 이상압력 발생시 큰 피해가 발생하고, 피라니 게이지 제어부(5)의 릴레이 출력의 오동작시 하드웨어적인 인터록으로 인하여 메인밸브(MV)가 닫히게 될 경우 튜브(1)내에서 요구되는 공정압력의 제어가 불가능하게 되어 공정 가스가 주입되지 않더라도 튜브(1)내의 잔여 가스에 의한 이상증착 현상이 발생하는 문제점이 있었다.As such, when a malfunction occurs in the Pirani gauge 2 or the Pirani gauge controller 5, the vacuum degree in the process tube 1 may not be accurately sensed, and thus the process is performed under abnormal pressure conditions, thereby causing a process accident due to abnormal deposition. Since the number of wafers to be processed in the LPCVD process in the furnace is 150 in a batch type, a great damage occurs when the abnormal pressure is generated as described above, and when the relay output of the Pirani gauge controller 5 malfunctions, When the main valve (MV) is closed due to the interlock, it is impossible to control the process pressure required in the tube (1), so that an abnormal deposition phenomenon occurs due to the remaining gas in the tube (1) even when no process gas is injected. There was this.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 하드웨어 인터록 관련 릴레이를 이중으로 사용하여 제어부의 이상에 의한 메인밸브의 강제 닫힘 현상을 막아 이상증착 현상을 방지하고, APC 밸브의 과부하 여부를 체크하여 파워 고착으로 인한 APC 밸브의 구동 불량이 발생하기 전에 확인하여 예방정비를 함으로써, APC 밸브 구동불량에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 압력 시스템의 압력 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned conventional problems, by using a hardware interlock related relay in double to prevent the forced closing of the main valve due to the abnormality of the control unit to prevent abnormal deposition phenomenon, APC valve By checking the overload of the APC valve before the malfunction of the APC valve due to the power fixation, and providing preventive maintenance, the pressure control device of the pressure system can be prevented in advance. There is a purpose.
도 1은 종래의 압력 시스템 및 압력 제어 장치의 구성을 보인 예시도.1 is an exemplary view showing the configuration of a conventional pressure system and a pressure control device.
도 2는 본 발명에 의한 압력 제어 장치의 구성을 보인 예시도.Figure 2 is an exemplary view showing a configuration of a pressure control device according to the present invention.
도 3은 상기 도2에서 비교기의 세부 구성을 보인 블록도.3 is a block diagram showing a detailed configuration of a comparator in FIG.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
10 : 피라니 게이지 20 : 피라니 게이지 제어부10: Pirani gauge 20: Pirani gauge control
30 : 비교기 30a : 스위칭부30: comparator 30a: switching unit
30b : 연산부 30c : 스위칭 제어부30b: calculator 30c: switching controller
40 : 오아 게이트40: Oa Gate
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프로세스 튜브의 압력을 이중으로 감시하기 위한 복수의 피라니 게이지와; 상기 각 피라니 게이지에 의해 검출된 압력상태에 따른 전압을 출력하는 복수의 피라니 게이지 제어부와; 상기 피라니 게이지 제어부에서 출력된 전압을 비교하여 이상 발생 여부를 판단하여 그에 따른 경고 및 제어신호를 출력하는 비교기와; 상기 각 피라니 게이지 제어부의 인터록 신호를 오아링하여 메인 밸브를 제어하는 시퀀서로 출력하는 오아 게이트를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a plurality of pirani gauges for monitoring the pressure of the process tube double; A plurality of pirani gauge controllers for outputting a voltage according to a pressure state detected by each pirani gauge; A comparator for comparing an output voltage of the Piranha gauge controller to determine whether an abnormality occurs and outputting a warning and control signal accordingly; And an oar gate outputted to a sequencer for controlling the main valve by oaring the interlock signals of the respective pirani gauge controllers.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명에 의한 압력 제어 장치의 구성을 보인 예시도로서, 도1에 도시된 바와 같은 압력 시스템에 있어서, 프로세스 튜브의 압력을 이중으로 감시하기 위한 복수의 피라니 게이지(2,10)와; 상기 각 피라니 게이지(2,10)에 의해 검출된 압력상태에 따른 전압을 출력하는 복수의 피라니 게이지 제어부(5,20)와; 상기 피라니 게이지 제어부(5,20)에서 출력된 전압을 비교하여 이상 발생 여부를 판단하여 그에 따른 경고 및 제어신호를 출력하는 비교기(30)와; 상기 각 피라니 게이지 제어부(5,20)의 인터록 신호를 오아링하여 메인 밸브를 제어하는 시퀀서로 출력하는 오아 게이트(40)를 포함하여 구성한다.Figure 2 is an exemplary view showing the configuration of a pressure control device according to the present invention, in the pressure system as shown in Figure 1, a plurality of pirani gauges (2, 10) for dually monitoring the pressure of the process tube Wow; A plurality of pirani gauge controllers (5, 20) for outputting a voltage according to the pressure state detected by the respective pirani gauges (2, 10); A comparator 30 which compares the voltages output from the Pirani gauge controllers 5 and 20 to determine whether an abnormality occurs and outputs a warning and control signal accordingly; And an OR gate 40 for outputting an interlock signal from each of the Pirani gauge controllers 5 and 20 to a sequencer for controlling the main valve.
여기서, 상기 비교기(30)는 도3에 도시한 바와 같이 각 피라니 게이지 제어부(5,20)에서 출력되는 압력신호 중 어느하나를 APC 밸브 제어부(6)로 선택 출력하는 스위칭부(30a)와; 상기 압력신호를 입력받아 비교하고, 이상 발생시 정상 출력인 것을 판단하여 경고신호 및 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 연산부(30b)와; 상기 연산부(30b)에서 출력된 스위칭 제어신호에 의해 상기 스위칭부(30a)를 선택적으로 온/오프 시키는 스위칭 제어부(30c)로 구성한다.Here, the comparator 30 includes a switching unit 30a for selectively outputting any one of the pressure signals output from the respective Pirani gauge controllers 5 and 20 to the APC valve controller 6 as shown in FIG. ; An operation unit 30b which receives the pressure signals, compares them, determines that they are normal outputs when an abnormality occurs, and outputs a warning signal and a switching control signal according thereto; The switching controller 30c selectively turns on / off the switching unit 30a by the switching control signal output from the calculating unit 30b.
이하, 상기와 같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and operation of the present invention configured as described above are as follows.
정상적인 경우 피라니 게이지 제어부(5)의 출력전압은 채널2(Ch2)를 통해서 비교기(30) 내부의 스위칭부(30a)를 통해 APC 밸브 제어부(6)에 출력된다.In the normal case, the output voltage of the Piranha gauge control unit 5 is output to the APC valve control unit 6 through the switching unit 30a inside the comparator 30 through the channel 2 Ch2.
다음, 비교기(30) 내부의 연산부(30b)에서는 피라니 게이지 제어부(5)와 피라니 게이지 제어부(20)의 출력(Ch2, Ch2-1)을 전압을 비교하여 일정값 이상 차이가 발생하는지 감시하고, APC 밸브 모터 전압이 일정값 이상 올라가는지를 항상 비교 체크한다.Next, the operation unit 30b inside the comparator 30 monitors the outputs (Ch2 and Ch2-1) of the pyrani gauge control unit 5 and the pyrani gauge control unit 20 to check whether a difference occurs by a predetermined value or more. Always check and compare whether the APC valve motor voltage rises above a certain value.
또한, 피라니 게이지 제어부(5)와 피라니 게이지 제어부(20)의 인터록을 위한 릴레이 출력(RL1, RL1-1)을 오아 게이트(40)를 통해 시퀀서(7)로 출력되어 정상일 경우는 종래의 장치와 마찬가지로 동작한다.In addition, the relay outputs RL1 and RL1-1 for interlocking the Pirani gauge controller 5 and the Pirani gauge controller 20 are output to the sequencer 7 through the OR gate 40, and when the normality is normal, It works just like a device.
그러나, 이상 동작이 발생할 경우는 예를 들어 피라니 게이지(2, 10)의 이상 동작시 이와 연결된 피라니 게이지 제어부(5) 또는 피라니 게이지 제어부(20)의 각 채널(Ch2, Ch2-1)의 출력 전압이 다르게 되며 이를 입력받는 비교기(30)는 내부의 연산부(30b)에서 두 전압을 비교하여 스위칭 제어부(30c)를 통해 이상 경고를 발생시킴과 동시에 스위칭부(30a)의 스위치(S1)를 구동하여 APC 밸브 제어부(6)로의 출력(A-out)을 -10볼트의 강제 신호를 만들어 출력하게 된다.However, when an abnormal operation occurs, for example, each channel (Ch2, Ch2-1) of the Pirani gauge control unit 5 or the Pirani gauge control unit 20 connected thereto during the abnormal operation of the Pirani gauges 2 and 10. The output voltage of the output voltage is different, and the comparator 30 receiving the input compares the two voltages in the operation unit 30b to generate an abnormal warning through the switching controller 30c and at the same time the switch S1 of the switching unit 30a. To drive the output (A-out) to the APC valve control unit 6 to produce a forced signal of -10 volts.
이때 APC 밸브 제어부(6)에서는 공정 압력을 약 90 Pa(약 5.15볼트)로 제어하고 있다가 -10 볼트(대기압)의 신호가 입력되면 5.15볼트 정도로 맞추기 위해 APC 밸브를 현재보다 더 열게되어 실제의 튜브 압력은 90 Pa 이하로 변하게 된다.At this time, the APC valve control unit 6 controls the process pressure to about 90 Pa (about 5.15 volts), but when a signal of -10 volts (atmospheric pressure) is input, the APC valve is opened more than the present to adjust it to about 5.15 volts. Tube pressure will vary below 90 Pa.
이때, 정상적인 제어부의 출력은 APC 밸브의 변화에 따라 출력값이 낮아져 5.15볼트에서 0볼트 쪽으로 변하게 되며, 불량한 제어부의 출력값은 변하지 않거나 이상동작이 예상되며 연산부(30b)에서 이의 변화되는 현상을 분석하여 정상적인 게이지 제어부의 출력을 선택하기 위해 스위치(S2)를 구동한다.At this time, the output of the normal control unit is lowered according to the change of the APC valve, and changes from 5.15 volts to 0 volts. The switch S2 is driven to select the output of the gauge controller.
따라서, 만약 채널2(Ch2)가 정상이면 이전상태를 그대로 유지하고, 채널2-1(Ch2-1)이 정상이면 스위치(S2)를 구동하여 채널2-1(Ch2-1)과 연결되게 한다.Therefore, if channel 2 (Ch2) is normal, the previous state is maintained as it is, and if channel 2-1 (Ch2-1) is normal, the switch S2 is driven to be connected to channel 2-1 (Ch2-1). .
이때, 스위치(S1)을 -10볼트로 강제 구동시 지속 시간을 약 3초 정도 유지하고 이전 상태로 돌아간다.At this time, when the switch (S1) is forced to -10 volts while maintaining a duration of about 3 seconds to return to the previous state.
또한, 채널(Ch2, Ch2-1)의 차이에 의한 경고(Alarm) 발생시 정상 제어부(5 또는 20)를 체크하기 위해 약 5초 이내의 시간이 필요하며 이때의 압력 변동에 의한 공정 이상은 없고, 상기와 같이 제어됨으로 인해 게이지 혹은 제어부의 이상이 발생하더라도 정상적으로 압력 제어를 할 수 있게 된다.In addition, when an alarm occurs due to a difference between the channels Ch2 and Ch2-1, a time of about 5 seconds is required to check the normal control unit 5 or 20, and there is no process abnormality due to the pressure fluctuation at this time. Due to the control as described above, even if an abnormality occurs in the gauge or the controller, the pressure can be normally controlled.
한편, 하드웨어 인터록에 관련된 릴레이 출력(RL1, RL1-1)은 오아 게이트(40)를 거쳐 시퀀서(7)로 입력되므로 제어부(5 또는 20)의 이상 동작시 릴레이의 출력(RL1, RL1-1)이 이상하더라도 둘 중 하나만 정상동작하여 쇼트되면 오아 게이트(40)의 출력도 쇼트되어 메인밸브(MV)을 열수 있는 조건이 되어 강제적으로 닫히지 않게 된다.On the other hand, since the relay outputs RL1 and RL1-1 related to the hardware interlock are input to the sequencer 7 via the OR gate 40, the relay outputs RL1 and RL1-1 when the controller 5 or 20 is abnormally operated. Even in this case, if only one of the two short circuits is normally operated, the output of the OR gate 40 is also shorted, which is a condition for opening the main valve (MV) and is not forcibly closed.
즉, 두 개의 제어부(5 또는 20)중 하나만 정상이면 정상동작을 하게 된다.That is, if only one of the two controllers 5 or 20 is normal, the normal operation is performed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 압력 제어 장치는 하드웨어 인터록 관련 릴레이를 이중으로 사용하여 제어부의 이상에 의한 메인밸브의 강제 닫힘 현상을 막아 이상증착 현상을 방지하고, APC 밸브의 과부하 여부를 체크하여 파워 고착으로 인한 APC 밸브의 구동 불량이 발생하기 전에 확인하여 예방정비를 함으로써, APC 밸브 구동불량에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the pressure control device of the present invention uses a hardware interlock related relay in double to prevent forced closing of the main valve due to an abnormality of the control unit to prevent abnormal deposition, and checks whether the APC valve is overloaded to secure power. This prevents accidents caused by a poor APC valve operation by checking before the occurrence of a poor driving of the APC valve caused by the preventive maintenance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019990058546A KR20010056881A (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Pressure control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990058546A KR20010056881A (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Pressure control apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010056881A true KR20010056881A (en) | 2001-07-04 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019990058546A KR20010056881A (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Pressure control apparatus |
Country Status (1)
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|---|---|
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-
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- 1999-12-17 KR KR1019990058546A patent/KR20010056881A/en not_active Application Discontinuation
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