KR20020024752A - 반도체 제조장비의 무정지 운전을 위한 온도유지장치 및그에 따른 자동교체 운전 방법 - Google Patents

Abstract

생산성 향상과 운전비용을 절감하고자 반도체 제조장비의 무정지 운전을 제공하기 위하여 반도체 제조장비용 온도유지장치가 개시된다. 그러한 반도체 제조장비용 온도유지장치는, 유체저장 탱크에 연결된 배관라인에 병렬로 설치된 복수의 펌프와, 상기 복수의 펌프에 설치된 센서와, 상기 복수의 펌프중 운전중인 펌프의 센서로부터 센싱입력을 받아 상기 운전중인 펌프의 상태를 미리 설정된 프로그램에 따라 체크하는 자기진단부와, 상기 자기진단부로부터 펌프대체신호가 발생될 경우에 상기 펌프대체신호에 응답하여 상기 운전중인 펌프계를 정지시키고 대기중인 펌프계를 구동시키는 구동부를 구비함을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조장비의 무정지 운전을 위한 온도유지장치 및 그에 따른 자동교체운전 방법{Temperature control unit for non-stop operation in semiconductor fabricating apparatus and auto substitution operating method therefore}

본 발명은 반도체 제조분야에 관한 것으로, 특히 반도체 제조장비의 무정지운전을 위한 온도유지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서는 미세한 집적회로를 만드는 원재료로서 웨이퍼를 사용하며, 그 웨이퍼 상에 금속배선의 증착이나 막의 식각 또는 패턴을 노광하는 공정을 진행하게 된다. 그러한 공정 등을 수행하는 반도체 제조장비들에는 웨이퍼 온도를 일정하게 유지하거나 장비의 국부에 일정한 온도를 유지코자 냉각 가열기능을 가진 온도유지 또는 조절장치가 구비되어진다.

온도조절장치(TCU) 혹은 칠러 냉동기로도 불려지는 종래의 온도유지장치들은 대개 폐로(Closed Loop)상에서 유체를 순환시키는 구조로 되어있으며, 목표로 하는 온도에 따라 냉동장치, 열교환기, 또는 열전소자를 이용한 전기식 냉각장치 유니트를 도 1과 같이 구비하고 있다.

도 1은 대표적인 순환식 열교환장치의 원리를 보인 폐로 구조로서, 유체를 가열하기 위한 가열장치(17)와, 유체일부를 공급하기 위한 탱크(18)와, 유체를 특정부위에 공급하여 순환시키기 위한 펌프(6)로 구성된다. 배관라인을 따라 순환되는 유체는 리턴차단 밸브(12)의 후단에 설치된 열교환장치(30)를 통과할 때 열원(11)으로부터의 열을 흡열하고 탱크(25)내에 보관시 가열장치(17)에 의해 다시 재가열된다. 재가열의 온도는 온도센서에 의해 감지되어 유체는 출구(OUT)의 설정온도에 맞게 온도 제어된 후, 다시 펌프(6)로 공급되어 계속 순환된다. 상기 유체의 순환에 의해 목표로 하는 열원(11)은 계속 일정한 온도로 유지된다. 상기 도 1의 구조는 냉동장치의 원리에도 그대로 적용되며, 그 경우에는 가열장치(17) 대신 냉각장치가 설치된다.

상기한 바와 같은 종래의 온도유지장치들에서 운전 중에 펌프(6)가 고장이 나는 경우가 빈번하다. 펌프가 고장이 나면 유체가 공급될 수 없으므로 목표로 하는 열원(11)의 온도가 주위의 온도에 따라 설정 값 이상으로 증가되거나 내려가게 된다. 이에 따라, 제조공정상의 불량이 초래되거나, 특수한 장치일 경우 안전 상에 큰 위험이 뒤따르게 된다. 최근에는 특수용도의 개선된 펌프를 사용하지만 그 수명은 약 2만 내지 3만시간 정도이다. 그러한 경우 수명시간이 도래하기 전에 한 번은장치를 정지시켜야 하므로 반도체 주 생산장비도 같이 정지가 되어진다.

또한, 열교환장치 냉동 유니트 역시 매우 중요한 기능을 하는 부품인데 이부분의 고장발생시 온도제어가 불가하여 과열/과냉 현상이 발생된다. 그러한 경우에도 장치의 운전이 중단되거나 제조공정 상 온도유지가 불가능하게 되므로 주생산 장비를 정지시켜야 한다. 특히, 반도체 웨이퍼가 가공 중에 상기 온도유지장치의 고장으로 인하여 제조가 중단되는 경우라면 그 경제적 손실은 이루 말할 수 없게 된다.

그리고, 온도유지장치에 사용되는 열유체에 따라 차이가 있지만, 장치를 일정시간 이상 가동하였을 경우에 자연증발에 의한 유체의 감소와, 장기간 사용으로 인한 유체의 오염발생시 유체는 교환되어진다. 이 때마다 온도유지장치 및 그에 수반된 주 생산장비를 정지시킨 후 유체를 교환하므로, 장비의 가동효율이 떨어진다.

따라서, 온도유지장치의 이상 또는 고장이 발생 시에도 주 생산장비를 정지시키지 않는 대책이 본 분야에서 절실히 요구되는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 해소할 수 있는 반도체 제조장비의 무정지 운전을 위한 온도유지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 주장치의 특성에 대응하는 고장발생이 없고 무정지 운전시스템을 구현하는 개선된 온도유지장치 및 그에 따른 자동교체운전 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 특정부위에 온도를 일정하게 유지하는 장치로서,특히 반도체 제조공정 또는 항시 정지되어서는 아니되는 고도의 안전상태를 요구하는 특수한 제조공정 설비 또는 공정장치로 사용되는 반도체 제조장비용 온도유지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적도 적용되는 제조공정의 생산성향상 또는 보수하기 힘든 장치의 용이보수 및 보수시간 단축을 위하여 주 장치가 정지되지 아니한 상태에서 온도를 자동으로 유지하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 온도유지장치는, 유체저장 탱크에 연결된 배관라인에 병렬로 설치된 복수의 펌프와, 상기 복수의 펌프에 설치된 센서와, 상기 복수의 펌프중 운전중인 펌프의 센서로부터 센싱입력을 받아 상기 운전중인 펌프의 상태를 미리 설정된 프로그램에 따라 체크하는 자기진단부와, 상기 자기진단부로부터 펌프대체신호가 발생될 경우에 상기 펌프대체신호에 응답하여 상기 운전중인 펌프계를 정지시키고 대기중인 펌프계를 구동시키는 구동부를 구비한다.

상기한 기술적 구성에 따르면, 종래의 장치에 비하여 최소한 2배이상의 수명이 보장되며, 온도유지장치를 정지함이 없이 운전중에 핵심부품을 교환할 수 있으므로, 반도체 주생산설비를 정지시킬 필요가 없게 된다. 따라서, 생산성 향상과 운전비용 절감의 혁신적인 효과가 얻어진다.

도 1은 종래 기술의 온도유지장치의 구조를 보인 블록도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도유지장치의 구조를 보인 블록도

도 3은 도 2의 온도유지장치를 제어하기 위한 제어회로 블록도

도 4는 도 3의 제어회로에 의해 수행되는 자동교체운전의 플로우챠트

상기한 본 발명의 목적들 및 타의 목적들, 특징, 그리고 타의 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. 도면들 내에서 서로 동일 내지 유사한 부분들은 설명 및 이해의 편의상 동일 내지 유사한 참조부호들로 가급적 기재됨을 주목하여야 한다.

도 2에는 본 발명의 실시 예에 따른 온도유지장치의 블록도가 도시된다. 도 2를 참조하면, 보충수 밸브(19)를 통해 연결된 보충수 라인(P1)과 유체리턴 라인(P4)이 대체로 상부로 인입되고 하부에는 배수 밸브(21)에 연결된 배수 라인(P2) 및 유체출구 라인(P3)이 설치되며 유체레벨 센서(22) 및 오염측정 센서(23)와 온도센서(24)가 설치된 유체 저장탱크(25)와, 상기 유체출구 라인(P3)에 병렬로 설치되며 상기 탱크(25)에서 제공되는 유체를 특정부위에 공급하기 위해 번갈아 구동되는 제1,2펌프(6,7)와, 상기 제1,2펌프(6,7)의 전후에 각기 설치되어 상기 펌프들(6,7)과 함께 펌프계를 구성하는 제1,2 펌프 입/출구 전동밸브들(2,3 : 4,5)과, 펌핑라인(P5)에 차례로 연결된 유량센서(8),압력센서(9), 및 유체공급 차단밸브(10)를 통해 연결되는 열원(11)과, 상기 열원(11)을 거쳐 유체리턴 차단밸브(12)로부터 공급되는 유체를 냉각/가열하기 위한 제1,2 냉각/가열부(17,18)와, 상기 제1,2 냉각/가열부(17,18)의 전후에 각기 설치되어 상기 냉각/가열부들(17,18)과 함께 냉각/가열계를 구성하는 제1,2 냉각/가열부 입/출구 전동밸브들(13,14: 15,16)로 구성된 폐로 구조가 도시된다. 이외에도 유체공급 차단밸브(10)의 입구와 상기 유체리턴 차단밸브(12)의 출구간에는 바이패스 라인(B1)에 연결된 바이패스 밸브(1)가 설치될 수 있고, 보충수의 바이패스를 위해 보충수 바이패스 밸브(20)가 보충수 밸브(19)의 전단에 설치될 수 있다.

상기한 도 2의 구조에서 상기 제1,2펌프계를 구성하는 제1,2펌프(6,7)의 각각에는 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 각종 센서들이 도 3에서와 같이 설치되며, 그 센서들의 출력은 도 2에서는 도시되지 아니한 전기적회로 보드에 탑재된 제어부 예컨대 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 인가되어 펌프들의 상태가 체크된다. 또한, 상기 탱크(25)에 설치된 센서들(22,23,24)의 출력도 상기 제어부에 인가되며, 상기 제1,2 냉각/가열부(17,18)에도 전류센서,온도센서, 유량센서들이 각기 설치되며 그 출력은 상기 제어부에 인가된다.

도 3을 참조하면, 자기진단을 위한 센서(101,102,103,104) 및 보호회로 입력장치(105), 밸브개폐 확인 스위치(106)를 포함하는 입력부(100)와;

아나로그 입력을 디지털 데이터로 변환처리하는 PLC A/D 컨버터 입력장치(107,109)와 전용 온도제어기(108), PLC입력회로(110), 및 주제어장치인 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)CPU유닛(111), 그리고 복수의 아나로그 출력장치부(112,113,114,115) 및 복수의 릴레이출력부(116,117)를 포함하는 자기진단부(200)와;

펌프의 회전수와 출력을 제어하는 구동드라이버 인버터(118,119), TEM구동용 양방향 전력조절 출력이 가능한 직류전원장치(120,121), 밸브 구동부(122), 및 보호회로에 의한 전원차단기능을 갖는 전원부(123)를 포함하는 구동부(300)로 구성되어 있다.

도면에서, 상기 PLC CPU유닛(111)은 RS232C 통신으로 외부장치 리모트 제어(350)와 유우저 인터페이스를 통하여 터치 패널(360)과 연결될 수 있음을 알 수 있다.

상기 입력부(100)내의 센서(101)중 모터전류센서는 펌프의 모터에 흐르는 전류를 감지하기 위한 센서로서, 모터 전류센서로부터 감지된 전류값이 설정값 이하시에는 펌프 구동이상 또는 모터 코일 단선검출로 판단되고, 설정값 이상시에는 펌프 구동이상 또는 모터 코일 단락검출로 판단된다. 상기 자기진단부(200)는 각 전류 값에 대한 펌프의 출력을 비교하고 출구의 유량을 비교하여 출력대비 전류이상 점검으로 펌프의 노후화 상태를 검출한다. 또한, 상기 센서(101)중 모터 과열센서는 펌프 자체의 몸체 방열부에 설치되며, 펌프이상이나 펌프 베어링 이상을 검출하기 위한 온도센서이다. 상기 센서(101)중 모터 회전센서는 펌프 냉각팬 및 샤프트의 회전유무를 감지하는 센서로서, 펌프이상이나 펌프 구동이상을 검출하기 위한 센서이다.

상기 센서(103)중 펌프/유량센서는 유량을 체크하기 위한 센서로서 펌프 구동 후 일정시간 내에 설정 값 이하의 유량이 체크될 시 펌프 출력이상을 검출한다.

본 실시 예에서 상기 자기진단부(200)는 펌프모터의 온도, 전류, 회전감지센서로부터 입력을 받아 체크하여 일정 값 이상이 되면 그 값에 따라 펌프 모터의 위험수준을 제1,2,3단계로 구별 판단한다. 제1단계는 이상발생 예징단계이고, 제2단계는 이상발생 단계이고, 제3단계는 고장으로 판별되어 제어회로와 도 4와 같은 제어프로그램에 의해 자기진단 판단되어 대기 중이던 펌프가 바로 대체되게 하는 단계이다. 이와 같이, 펌프의 상태를 3가지 단계로 진단하기 위하여는 상기 입력부(100)를 통하여 입력된 신호를 처리하여 자기진단을 행하는 제어 프로그램이 필요한데, 본 발명의 실시 예에서 개발된 프로그램은 상기 PLC CPU유닛(111)내의불휘발성 메모리 예컨대 프로그램 롬 등에 저장된다. 또한, 구동 중이던 펌프가 정지되고 대기상태에 있던 펌프가 구동될 시 펌프 출구의 온도변화나 유량변화로 인한 비정상적인 운전을 최소화하는 것이 필요한데, 본 실시 예에서는 도 2,3에서 도시된 바와 같은 배관구조 및 제어회로와 제어방법을 개발하여 온도와 유량변화가 최소화된 상태에서 무정지 운전이 가능케 한다. 그리고, 대치운전중에 고장난 펌프를 장치에서 분리하여 새로운 펌프로 교체하여도 전기적인 안전에 지장이 있거나 유체가 누수되는 일이 없도록 하기 위해 전기적인 안전장치와 유체 누수현상을 없앤 셀프커플링방식의 배관 연결부를 탑재한다.

상기한 도 2 및 3의 구성에 의해 온도유지장치는 항시 대기중인 펌프를 정상적인 펌프로 대치할 수 있어 계속 정지 없이 운전이 가능토록 한다.

또한, 펌프이외의 중요한 대치부품으로서 열교환기(냉동기,열전소자, 냉각기)를 고려할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 열교환기 부분의 환경 및 온도 제어 정밀도를 고려하여 열전소자 냉각방식의 간단한 구조의 냉각 가열장치가 일체화되어 탑재된다. 즉, 도 2에서 보여지는 바로서, 상기 제1,2 냉각/가열부(17,18)가 설치되는 것이다. 전기식 열교환기의 전류,온도, 단선, 단락 냉각수 상태 등을 상기한 센서들이 감지하면, 상기 자기진단부(200)는 이를 분석 및 판단하여 이상발생 시 대기중의 냉각/가열부로 교체시킨다. 상기 냉각/가열부 역시 대치 운전중에 고장난 유니트를 장치에서 분리하여 새로운 냉각/가열부로 교체하여도 전기적인 안전에 지장이 있거나 유체가 누수되는 일이 없도록 하기 위해 전기적인 안전장치와 유체 누수현상을 없앤 셀프 커플링방식의 배관 연결부를 탑재하여, 무정지 운전이 가능케 한다.

더구나, 최적의 무정지 운전을 구현하기 위해 사용되는 열 유체가 자연증발이나 미소한 누수등으로 인한 일정량이 감소되었을 때 자동으로 유체를 보충해주는 구조를 도 2와 같이 채용하여 유체를 완전히 교체할 때에도 장치의 운전중에 자동으로 유체교환이 될 수 있게 하였다.

이하에서는 구체적인 예를 들어 각 동작모드별 펌프의 자동교체 운전을 도 4를 참조하여 예를 들어 설명한다. 도 4는 도 3의 제어회로에 의해 수행되는 자동교체운전의 플로우 챠트로서, 제401 내지 제409단계로 이루어져 있다.

첫째, 펌프의 자기진단에 의한 이상시 펌프의 자동교체운전에 대하여 설명한다. 장치에 전원이 인가되면 제401 및 제402단계가 수행된다. 이 때 출력회로(112)를 통하여 펌프 구동신호가 출력되어 펌프구동용 인버터(118,119)중 하나가 구동되어 펌프(6,7)중 하나가 운전된다. 예를 들어, 상기 펌프(6)가 운전중에 있다고 가정한다. 그러면, 상기 펌프(6)를 대상으로 주제어장치인 PLC(111)에 의해 자기진단 프로그램이 실행된다. 자기진단이 실행될 수 있도록, 먼저 센서 입력부(100)에 의해 모터 전류센서, 과열온도센서, 모터회전감지 센서로부터 아나로그신호가 PLC 의 A/D 컨버터(107)로 입력되는 제403단계가 마련된다. 상기 A/D컨버터(107)는 상기 아나로그신호를 12비트정도의 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. 상기 변환된 디지털 데이터는 PLC CPU (111)의 내부 레지스터에 실시간으로 저장된다. 실시간 저장된 값은 표시값으로 처리되어 터치패널(360)상에 현재 값이 표시된다. 따라서, 상기 PLC CPU (111)는 자기진단 알고리즘의 프로그램에 따라 장치에 미리 입력된각 설정값과 각 센서의 현재 값을 비교하여 운전중인 펌프의 상태를 진단하는 제403a단계를 실행한다.

예를 들어, 제404단계의 급작이상이 아닌 상태이면서, 상기 펌프(6)가 운전중에 상기한 자기진단 프로그램의 수행에 의해 이상상태로 판단되어 제3단계를 넘었다면, 자동 교체운전 동작이 제408단계에서 실행된다. 즉, 자기진단에 의하여 자동 교체운전 명령이 실행되면 유량센서를 체크함에 의해 운전 중인 펌프(6)의 전후단에 설치된 모터구동방식의 자동 조절밸브(2,3) 두 개와 대기중인 펌프(7)전후 배관의 자동조절 밸브(4,5)두개는 동시에 반대로 동작된다. 운전중 배관의 밸브(2,3)은 서서히 닫히고 대기중 배관의 밸브(4,5)는 서서히 열리기 시작하는 것이다. 이는 밸브 구동부(122)의 출력을 제어함에 의해 밸브(2,3)는 점차적으로 오프되어 오픈 상태에서 클로즈 상태로 서서히 전환되기 때문이다. 이와 동시에 밸브(4,5)는 점차적으로 온되어 클로즈 상태에서 오픈상태로 서서히 전환되는 것이다. 상기 PLC CPU유닛(111)은 상기 과정을 실행중에 유량이 변동되지 않게 하기 위하여 입력된 출구의 유량센서(8)의 현재 유량값과 설정된 유량값을 계속 비교하면서 운전중인 펌프(6)의 인버터를 서서히 출력을 줄이고 대기중인 배관의 펌프(7)의 인버터는 서서히 출력을 상승시킨다. 이 때 역시, 계속 설정값과 현재 유량(8)을 계속 비교하면서 조정하여 운전중 배관의 밸브(2,3)이 닫히게 될 시 운전중 펌프(6)가 완전정지되게 하고 운전 교체된 펌프(7)는 인버터의 정상주파수로 유지되게 한다. 그럼에 의해 유량변화가 없이 교체운전이 수행된다. 또한, 교체운전시에 유량의 온도변화가 없도록 하기 위해 교체 운전중에도 계속 출구의 온도센서(24)로부터 온도 값과설정값이 계속 비교되어 자동제어된다.

그리고, 교체된 펌프(6)의 상태는 제409단계의 수행에 의해 교체운전 후 터치판넬(360)상에 표시된다. 따라서, 현재 운전중인 펌프(7)의 상태와 교체된 펌프(6)의 상태를 동시에 표시하여 손쉽게 어느 펌프가 운전중이고 고장인지를 파악이 가능케 한다.

둘째, 제405단계에서 이상발생이 아닌 경우에 제407단계를 수행하는 것에 의해 주기적인 자동교체 운전이 수행되는데, 이러한 펌프의 주기적인 자동교체 운전에 대하여 설명한다. 이는 사용자가 임의로 주기를 설정하여두고, 자동 교체운전을 가능케 하여 장시간 대기시의 펌프의 기계적인 고장요소를 줄이기 위한 모드이다. 터치패널(360)에 의한 장치 셋업 화면을 통해 사용자가 정기적인 펌프의 교체운전 주기를 주 또는 월단위로 설정한다. 입력된 값은 PLC CPU(111)의 불휘발성 메모리의 특정한 번지에 저장된다. 펌프(6)가 선택되어 운전 개시되었다면 펌프구동 드라이버인 인버터(118)의 시작명령을 감지하여 그 후부터 내부의 CPU 내부 타이머 특수릴레이가 작동되어 설정주기시간과 일치될 경우 상기 제408단계를 행하는 것에 의해 상기 자기진단 이상교체 시와 동일한 방식으로 교체운전된다.

셋째, 제404단계에서 나타낸 펌프의 순간 고장발생시 교체운전에 대하여 설명한다. 만약의 경우 펌프가 급작스러운 고장으로 정지된 경우 펌프의 모터 회전센서(101)의 출력 및 출구 유량센서(103)의 출력이 급작스럽게 변하게 된다. 유량센서(103)의 설정값 비교 전에 펌프(6)이 정지시에는 매우 급작스러운 고장이라 할 수 있게 된다. 따라서, 이를 감지한 상기 PLC CPU(111)는 제406단계를 수행한다.상기 제406단계에서 상기 PLC CPU(111)는 밸브구동부(122) 및 구동드라이버 인버터(118,119)로 구동출력을 인가하여 급작스런 고장을 일으킨 펌프(6) 및 밸브(2,3)가 즉시 차단되게 하고 대기중인 펌프(7) 및 밸브(4,5)을 즉시 구동되게 한다. 이 경우에 수초이내에 펌프가 운전교체되므로 온도유지상태를 그대로 유지할 수 있고 유량 역시 2-3초간만 떨어지고 바로 정상유량으로 유지된다. 이 경우에 처리루틴은 약 1~2초이내에 완료된다.

한편, 상기한 3가지 모드의 경우 어느 것이든 고장난 펌프(6)는 새로운 펌프로 운전 중에 교환될 수 있는데, 이에 대하여 설명한다. 고장난 펌프(6)는 대기중의 펌프(7)로 교체되었으므로 전원이 자동으로 차단된 상태이다. 따라서, 펌프의 전원 커넥트를 분리하고 밸브전단의 셀프 카플링을 분리하면 운전중인 장치에 다른 영향을 주지 않고 펌프를 교환할 수 있다. 그리고 새로운 펌프를 교체한 후 전원 커넥트를 연결하고 배관을 연결하면 교체가 완료된다. 그리고 자가 진단 모드가 작동시 다시 펌프의 상태를 자동감지 하게 되므로 계속 정상운전이 가능하다.

이하에서는 T.E.M(Thermo electric module)의 하나로서, 예컨대 열전소자방식의 냉각/가열장치의 자동교체운전에 대하여 설명한다. 즉, 도 2의 제1,2 냉각/가열부(17,18)중 하나가 고장시 이를 교체하는 것이 설명된다.

장치에 전원이 입력되면 도 4와 유사한 자기진단 프로그램이 상기 PLC CPU(111)에 의해 실행된다. 이때 각 센서의 상태가 입력되어 장치에 미리 입력된 각 설정값과 비교하고 각 센서의 현재 값과 비교하여 운전 하고자 하는 냉각/가열부의 진단상태를 결정한다.

냉각/가열부의 전원부의 전류센서를 체크한 결과, 전류가 설정 값 이하일 경우에는 단선 또는 냉각/가열부 전원오픈으로 판단한다. 또한, 전류가 설정 값 이상일 경우에는 단락 또는 냉각/가열부 과전류 이상으로 판단한다. 또한, 냉각/가열부 온도센서를 체크한 결과, 냉각 쪽 온도이상으로 과열 발생시 냉각/가열부 이상으로, 가열 쪽 온도이상으로 과열 발생시 냉각/가열부 이상으로 판단한다. 전원부 회로차단기를 체크한 결과, 전원부의 과전류 차단이면 전원부 및 냉각/가열부 이상으로 판단한다. 방열수 이상을 판단하기 위해 방열부 냉각수 유량센서를 체크하여 일정 유량 이하시 운전을 정지한다. 그리고, 온도제어 이상을 판단하기 위해 온도센서에 의한 냉각/가열시간을 계산한다. 출력 후 일정시간 온도 도달하지 못 할 경우 냉각능력/가열능력 이상으로 판단하여 냉각/가열부 성능 이상을 판단하게 된다.

운전 중 냉각/가열부 자동교체 동작설명을 한다.

냉각/가열부의 자기진단 수행의 결과 고장이라 판단되면, 운전중인 냉각/가열부(17)의 전후 배관 밸브(13,14)를 서서히 닫고, 대기중인 냉각/가열부(18)의 전후 배관 밸브(15,16)이 서서히 열린다. 이때 조금의 유량변화가 발생되면 운전 중인 펌프(6)의 출력이 자동으로 조절되어 유량 변화 없이 교체 가능하다.

그리고 전원 회로에 의해 운전중인 전원은 반도체 무접점스위치 S.S.R에 의해 차단되고 자동으로 대기중인 전원장치의 S.S.R(SOLID STATE RELAY)이 바로 작동되어 대기중인 냉각/가열부(18)로 전원 출력이 선택되고 온도 제어기 출력에 의한 냉각/가열출력이 바로 전달되어 출구온도의 변화가 거의 없이 수초 내에 교체가 완료된다. 그리고 교체 후 터치화면에 동작상태를 모니터링 하면 현재의 제1 냉각/가열부(17), 제2 냉각/가열부(18)의 상태를 사용자가 바로 알 수 있게 된다. 또한, 교체된 냉각/가열부는 계속 터치화면에 경고음과 함께 메시지가 표시되고 있어 사용자에게 청각적으로 알려 줄 수 있다.

운전 중 유체의 자동교체 및 자동 보충에 관하여 설명한다. 운전 중 유체의 교환은 다음과 같이 이루어진다. 장치가 장기간 운전 중 탱크(25) 내에 설치된 비저항센서(23)에 의해 유체의 오염정도를 측정한다. 이 경우에 센서(23)의 종류는 사용되는 열 유체에 따라 다르다. 오염의 정도를 측정하여 설정된 값 이하로 체크될 시 보충수 밸브(19)가 열리고 이와 동시에 배수밸브(21)가 동시에 열리게 한다. 이때 레벨센서(22)에 의해 기준 레벨을 유지 하면서 밸브는 동작된다. 탱크(25)내 온도센서(24)를 체크함에 의해 온도 편차 값 이내에서 밸브(19,21)가 열리게 된다. 설정 값 이상이면 밸브(19,21)은 자동으로 닫혀 탱크(25)내 온도를 유지하면서 기존유체는 조금씩 배수되고 새로운 보충수가 서서히 유입되면서 유량도 그대로 유지된다. 계속 반복중 일정 값 이상으로 비저항센서(23)값이 높아지면 유체의 교체운전이 완료된다.

운전 중 유체의 자동보충은 다음과 같이 이루어진다. 탱크내의 레벨센서(22)에 의해 감지된 레벨이 보충이 필요한 레벨로 판단되면 자동 보충밸브(20)가 열린다. 이때 탱크(25)내 온도센서(24)에 의해 온도가 설정 된 편차 이내에 유지되는 경우에만 밸브(19)는 열리고 편차 이상시 밸브(19)는 닫힌다. 이러한 동작을 계속 반복 하다가 레벨센서(22)를 통해 보충레벨 값에 도달되면 보충동작을 정지한다. 상기한 동작에 의해 유체보충이 자동으로 완료된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 예시된 도면을 위주로 한 실시 예에 의거하여 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능하다는 것은 명백하다. 예를 들어, 펌프계 또는 냉각/가열계의 배치 수를 증가시켜 예비 펌프 또는 냉각/가열부의 가동을 더욱 여유 있게 행할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래의 장치에 비하여 최소한 2배이상의 수명이 보장되며, 온도유지장치를 정지함이 없이 운전중에 핵심부품을 교환할 수 있으므로, 반도체 주 생산설비를 정지시킬 필요가 없게 된다. 따라서, 생산성 향상과 운전비용 절감의 획기적 효과가 있다.

Claims (5)

1. 반도체 제조장비용 온도유지장치에 있어서:

   유체저장 탱크에 연결된 배관라인에 병렬로 설치된 복수의 펌프와,

   상기 복수의 펌프에 설치된 센서와,

   상기 복수의 펌프중 운전중인 펌프의 센서로부터 센싱입력을 받아 상기 운전중인 펌프의 상태를 미리 설정된 프로그램에 따라 체크하는 자기진단부와,

   상기 자기진단부로부터 펌프대체신호가 발생될 경우에 상기 펌프대체신호에 응답하여 상기 운전중인 펌프계를 정지시키고 대기중인 펌프계를 구동시키는 구동부를 구비함을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 자기진단부는 프로그래머블 로직 콘트롤러로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
3. 반도체 제조장비용 온도유지장치에 있어서:

   유체저장 탱크에 연결된 배관라인에 병렬로 설치된 복수의 펌프와,

   상기 탱크의 유체리턴 라인에 병렬로 설치된 복수의 냉각/가열부와,

   상기 복수의 펌프 및 냉각/가열부에 설치된 복수의 진단용 센서와,

   상기 복수의 펌프중 운전중인 펌프의 센서 및 상기 복수의 냉각/가열부중 운전중인 냉각/가열부의 센서로부터 센싱입력을 받아 상기 운전중인 펌프의 상태와상기 냉각/가열부의 상태를 미리 설정된 프로그램에 따라 체크하는 자기진단부와,

   상기 자기진단부로부터 펌프대체신호 또는 열교환 대체신호가 발생될 경우에 상기 펌프대체신호 또는 열교환 대체신호에 응답하여 상기 운전중인 펌프계 또는 냉각/가열부를 정지시키고 대기중인 펌프계 또는 냉각/가열계를 구동시키는 구동부를 구비함을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 탱크내에 유체보충 밸브, 레벨센서, 및 온도센서를 더 구비하여 탱크내 온도가 설정된 편차 이내로 유지되는 상태에서 상기 유체보충 밸브가 개방되게 하여 유체의 보충이 자동으로 수행되도록 함을 특징으로 하는 장치.
5. 유체저장 탱크에 연결된 배관라인에 병렬로 설치된 복수의 펌프와, 상기 복수의 펌프에 설치된 센서를 구비한 반도체 제조장비용 온도유지장치에서 상기 펌프를 자동으로 교체 운전하는 방법에 있어서:

   상기 복수의 펌프중 운전중인 펌프의 센서로부터 센싱입력을 받아 상기 운전중인 펌프의 상태를 미리 설정된 프로그램에 따라 체크하는 단계와;

   상기 운전중인 펌프의 상태에 이상이 있을 경우에 상기 반도체 제조장비 및 온도유지장치를 정지함이 없이 상기 운전중인 펌프계를 정지시키고 대기중인 펌프계를 구동시키는 단계를 가짐을 특징으로 하는 방법.