KR20070015792A - 인터락 장치 - Google Patents

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KR20070015792A
KR20070015792A KR1020050070380A KR20050070380A KR20070015792A KR 20070015792 A KR20070015792 A KR 20070015792A KR 1020050070380 A KR1020050070380 A KR 1020050070380A KR 20050070380 A KR20050070380 A KR 20050070380A KR 20070015792 A KR20070015792 A KR 20070015792A
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김남헌
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Abstract

본 발명은 인터락 장치를 공개한다. 그 인터락 장치는 전원을 발생하는 전원부와, 냉각수의 유입 여부에 응답하여 전원의 공급을 제어하는 냉각수 유입 감지부와, 전원이 공급되면 충전 전압을 충전하고, 전원이 공급되지 않으면 충전 전원을 방전하는 전원 충전부와, 전원 또는 충전 전압이 공급되면 동작 유지 신호를 발생하고, 전원 및 충전 전압이 공급되지 않으면 인터락 신호를 발생하는 인터락 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 순간 정전으로 인한 반도체 제조 설비의 다운 시간 또는 로스 타임이 불필요하게 증가되지 않도록 한다.

Description

인터락 장치{Interlock Device}
도1은 종래의 기술에 따라 냉각 장치 내에 구비되는 인터락 장치의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도2는 도1의 인터락 장치의 상세회로도를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 냉각 장치내에 구비되는 인터락 장치의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도4는 도3의 인터락 장치의 상세회로도를 도시한 도면이다.
본 발명은 인터락 장치에 관한 것으로, 특히 순간 정전 발생에 의한 반도체 공정 설비의 이상 동작을 방지하기 위한 인터락 장치에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 제조 설비도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 제조 설비는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 제조 설비는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 이로 인해 사진공정 및 식각공정 등과 같은 미세 가공 기술 에 대한 요구도 엄격해지고 있다.
미세 가공 기술에서는 온도 조건, 압력(진공도) 조건, 가스 유량 조건 등의 미세 조절이 가능해야 한다. 그렇지 않을 경우 공정 에러(error)가 발생하고, 불량 소스(source)를 제공한다. 결국, 반도체를 제조하기 위한 설비는 각 공정을 수행하기 위한 독자적인 구조를 가지고 있으며, 이들 설비들은 공정 환경을 엄밀하게 유지하도록 설계되어야 한다.
미세 조절에 대한 일 예로, 사진 공정중에서 노광을 수행할 때 광(light)을 제공하는 광원의 렌즈 부위는 22.99℃의 온도를 갖도록 조절된다. 그리고 온도 조절은 물 또는 공기 등을 포함하는 냉각제를 렌즈 부위에 제공함으로서 이루어진다. 이때, 온도 조절은 ±0.02℃ 범위 내에서 이루어진다. 그러나 범위를 벗어날 경우 공정 에러가 발생한다.
온도 조절을 위한 장치를 살펴보면 예컨대 반도체를 제조하는 제조 설비에 냉각제를 제공하여 제조 공정에서 요구하는 온도를 조절하는 냉각장치가 있다. 냉각장치는 일정한 온도의 냉각제를 공급 및 순환시켜 전극이 일정한 온도를 유지할 수 있도록 한다. 이러한, 냉각장치는 여러 공정중에서 식각 및 노광공정에서 주로 사용하게 되는데 공정중 과도한 열이 발생하는 전극판 및 챔버(chamber)의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 고온으로 인한 웨이퍼의 파손 및 생산성의 저하를 막아주게 된다.
이를 위해 냉각 장치는 인터락 장치를 구비하고, 인터락 장치를 통해 냉각 장치의 이상 동작이 감지되면, 인터락 신호를 통해 챔버의 동작을 정지시켜 반도체 장치의 불량 발생을 방지하여 준다.
도1은 종래의 기술에 따라 냉각 장치내에 구비되는 인터락 장치의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 인터락 장치(1)는 냉각수 유입 감지소자(11), 전원부(12), 냉각수 유입 감지부(13), 및 인터락 신호 발생부(14)를 구비한다.
냉각수 유입 감지소자(11)는 휠과 같은 소자로서, 냉각 장치에서 챔버로 냉각제를 공급하기 위한 냉각제 공급 통로에 설치되어, 냉각제의 유입 여부에 따라 동작 상태가 가변된다. 예를 들어, 냉각수 유입 감지 소자(11)가 휠로 구현되면, 휠은 냉각제의 유입시에는 회전 동작을 수행하고, 냉각제의 비유입시에는 정지 동작을 수행한다.
전원부(12)는 외부로부터 교류 전원(AC)을 인가받고, 인가받은 교류 전원을 필터링하여 안정화한 후 출력한다.
냉각수 유입 감지부(13)는 냉각수 유입 감지소자(11)의 동작에 응답하여 냉각 장치의 동작 상태를 감지하고 교류 전원의 공급을 제어한다. 이에 냉각수 유입 감지소자(11)가 냉각제 유입시 동작에 상응하는 동작을 수행하면, 냉각 장치가 정상 동작된다고 판단하여 인터락 신호 발생부(14)에 교류 전원을 공급하고, 냉각수 유입 감지소자(11)가 냉각제 비유입시 동작에 상응하는 동작을 수행하면, 냉각 장치가 비정상 동작된다고 판단하여 인터락 신호 발생부(14)에 교류 전원을 공급하지 않는다.
인터락 신호 발생부(14)는 냉각 장치가 정상 동작되어 교류 전원을 공급받으 면 동작 유지 신호를 발생하여 챔버로 출력하고, 냉각 장치가 비정상 동작되어 교류 전원을 공급받지 못하면 인터락 신호를 발생하여 챔버로 출력한다.
도2는 도1의 인터락 장치의 상세회로도를 도시한 도면이다.
도2를 참조하면, 냉각수 유입 감지소자(11)는 휠로 구현되고, 전원부(12)는 교류 전원 및 접지 전압을 인가받는 교류 전원 인가단자(AC IN)와, 교류 전원 인가단자(AC IN)의 교류 전원을 로우 패스 필터링하여 안정화시킨 후 노드1(N1)로 인가하는 저항(R1) 및 캐패시터(C1)를 구비하고, 냉각수 유입 감지부(13)는 휠(11)의 회전에 응답하여 펄스 신호를 발생하는 적분기형 OP AMP(AMP)와, OP AMP(AMP)의 기생 저항들 및 캐패시터(R2,R3,C2)와, 노드2(N2)와 접지 전압 사이에 연결되어 적분기형 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 따라 온 또는 오프되는 트랜지스터(Q)를 구비하고, 인터락 신호 발생부(14)는 노드1(N1)과 노드2(N2)사이에 역바이어스로 연결되어 노드1(N1)에서 노드2(N2)로의 역전류를 차단하는 다이오드(D)와, 노드1(N1)과 노드2(N2)사이에 연결되어 노드1(N1)에서 노드2(N2)로 흐르는 전류에 상응하는 자기장을 생성하는 솔레노이드(SOL)와, 솔레노이드(SOL)의 자기장에 응답하여 동작 유지 신호 또는 인터락 신호를 발생하는 스위치(SW), 스위치(SW)의 동작 유지 신호 또는 인터락 신호를 챔버로 출력하는 신호 출력 단자(SIG OUT)를 구비한다.
이하 도2의 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 냉각 장치가 정상 동작되어 냉각수가 챔버로 유입되면, 휠(11)은 냉각수의 흐름에 따라 회전되면서, 냉각수 유입 감지부(13)의 OP AMP(AMP)의 입력 단자 양단간을 일정 주기로 단락 및 개방시킨다.
그러면 OP AMP(AMP)는 일정 주기를 가지는 펄스 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 일정주기로 온 및 오프된다. 이에 일정 주기로 노드1(N1)에서 노드2(N2)로 교류 전원이 인가되고, 솔레노이드(SOL)는 교류 전원에 따라 자기장을 발생하고, 스위치(SW)는 솔레노이드(SOL)의 자기장에 따라 제 1 상태가 된다. 이에 스위치(SW)는 동작 유지 신호를 발생하고, 신호 출력 단자(SIG OUT)는 동작 유지 신호를 챔버로 출력한다.
그리고 냉각 장치가 비정상 동작되어 냉각수가 챔버로 유입되지 않으면, 냉각수 유입 감지소자(11)은 정지상태가 되어, 냉각수 유입 감지부(13)의 OP AMP(AMP)의 입력 단자 양단간을 지속적으로 단락 또는 개방시킨다.
그러면 OP AMP(AMP)는 접지 전압을 가지는 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 응답하여 지속적으로 오프된다. 이에 노드1(N1)에서 노드2(N2)로의 교류 전원의 공급이 차단되어, 솔레노이드(SOL)는 자기장을 발생하지 못하고, 스위치(SW)는 제2 상태가 된다. 이에 스위치(SW)는 인터락 신호를 발생하고, 신호 출력 단자(SIG OUT)는 인터락 신호를 챔버로 출력한다.
이와 같이 종래의 인터락 장치는 냉각 장치가 챔버에 냉각수를 공급하지 못하면 즉각적으로 인터락 신호를 발생하여 챔버의 동작을 중지시켜, 챔버의 이상 동작을 사전에 방지한다.
이러한 종래의 인터락 장치는 매우 민감하여 순간 정전이 발생하여 냉각 장치의 냉각수 공급이 일시적으로 중단되는 경우에도, 이를 감지하고 인터락 신호를 발생하여 챔버의 동작을 중지시킨다.
그러나 순간 정전에 의해 냉각 장치가 냉각수 공급을 중단한 경우에는 다시 곧이어 냉각수 공급을 할 수 있으므로, 챔버를 재가동함에 전혀 문제가 없다. 이에 순간 정전시에 발생되는 인터락 장치의 인터락 신호에 의해 챔버의 동작이 중지된 경우에는 오히려 다운 시간이 불필요하게 증가되거나, 로스 타임이 증가되는 문제가 발생된다.
따라서 최근에는 순간 정전시에는 인터락 신호를 발생시키지 않도록 하는 인터락 장치의 필요성이 점차로 제기되고 있다.
본 발명의 목적은 순간 정전시에는 인터락 신호를 발생시키지 않도록 하여 반도체 제조 설비의 다운 시간 또는 로스 타임이 불필요하게 증가되지 않도록 하는 인터락 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 인터락 장치는 전원을 발생하는 전원부와, 냉각수의 유입 여부에 응답하여 전원의 공급을 제어하는 냉각수 유입 감지부와, 전원이 공급되면 충전 전압을 충전하고, 전원이 공급되지 않으면 충전 전원을 방전하는 전원 충전부와, 전원 또는 충전 전압이 공급되면 동작 유지 신호를 발생하고, 전원 및 충전 전압이 공급되지 않으면 인터락 신호를 발생하는 인터락 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 인터락 장치를 설명하면 다음과 같다.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 냉각 장치내에 구비되는 인터락 장치의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도3을 참조하면, 인터락 장치(2)는 냉각수 유입 감지소자(21), 전원부(22), 냉각수 유입 감지부(23), 인터락 신호 발생부(24), 및 전원 충전부(25)를 구비한다.
냉각수 유입 감지소자(21)는 휠과 같은 소자로서, 냉각 장치에서 챔버로 냉각제를 공급하기 위한 냉각제 공급 통로에 설치되어, 냉각제의 유입 여부에 따라 동작 상태가 가변된다. 예를 들어, 냉각수 유입 감지 소자(21)가 휠로 구현되면, 휠은 냉각제의 유입시에는 회전 동작을 수행하고, 냉각제의 비유입시에는 정지 동작을 수행한다.
전원부(22)는 외부로부터 교류 전원(AC)을 인가받고, 인가받은 교류 전원을 필터링하여 안정화한 후 출력한다.
냉각수 유입 감지부(23)는 냉각수 유입 감지소자(21)의 동작에 응답하여 냉각 장치의 동작 상태를 감지하고 교류 전원의 공급을 제어한다. 이에 냉각수 유입 감지소자(21)가 냉각제 유입시 동작에 상응하는 동작을 수행하면, 냉각 장치가 정상 동작된다고 판단하여 인터락 신호 발생부(24)에 교류 전원을 공급하고, 냉각수 유입 감지소자(21)가 냉각제 비유입시 동작에 상응하는 동작을 수행하면, 냉각 장치가 비정상 동작된다고 판단하여 인터락 신호 발생부(24) 및 전원 충전부(25)에 교류 전원을 공급하지 않는다.
인터락 신호 발생부(24)는 냉각 장치가 정상 동작되어 교류 전원을 공급받거 나 냉각 장치가 순간 정전되어 충전 전압을 공급받으면 동작 유지 신호를 발생하여 챔버로 출력하고, 냉각 장치가 비정상 동작되어 교류 전원을 공급받지 못하면 인터락 신호를 발생하여 챔버로 출력한다.
전원 충전부(25)는 냉각 장치가 정상 동작되어 교류 전원을 공급받으면 충전 전압을 충전하고, 냉각 장치가 순간 정전되거나 비정상 동작되어 교류 전원을 공급받지 못하면, 인터락 신호 발생부(24)로 충전 전압을 방전한다. 이에 전원 충전부(25)는 순간 정전시에 충전 전압을 인터락 신호 발생부(24)로 방전하여 인터락 신호 발생부(24)가 불필요하게 인터락 신호가 발생하는 것을 방지한다.
도4는 도3의 인터락 장치의 상세회로도를 도시한 도면이다.
도4를 참조하면, 냉각수 유입 감지소자(21)는 휠로 구현되고, 전원부(22)는 교류 전원 및 접지 전압을 인가받는 교류 전원 인가단자(AC IN)와, 교류 전원 인가단자(AC IN)의 교류 전원을 로우 패스 필터링하여 안정화시킨 후 노드1(N1)로 인가하는 저항(R1) 및 캐패시터(C1)를 구비하고, 냉각수 유입 감지부(23)는 휠(21)의 회전 동작에 응답하여 펄스 신호를 발생하는 적분기형 OP AMP(AMP)와, OP AMP(AMP)의 기생 저항들 및 캐패시터(R2,R3,C2)와, 노드2(N2)와 접지 전압 사이에 연결되어 적분기형 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 따라 온 또는 오프되는 트랜지스터(Q)를 구비하고, 인터락 신호 발생부(24)는 노드1(N1)과 노드2(N2)사이에 역바이어스로 연결되어 노드1(N1)에서 노드2(N2)로의 역전류를 차단하는 다이오드(D)와, 노드1(N1)과 노드2(N2)사이에 연결되어 노드1(N1)에서 노드2(N2)로 흐르는 전류에 상응하는 자기장을 생성하는 솔레노이드(SOL)와, 솔레노이드(SOL)의 자기장에 응답하여 동작 유지 신호 또는 인터락 신호를 발생하는 스위치(SW), 스위치(SW)의 동작 유지 신호 또는 인터락 신호를 챔버로 출력하는 신호 출력 단자(SIG OUT)를 구비하고, 전원 충전부(25)는 노드1(N1)과 접지 전압사이에 연결되어, 노드1(N1)에서 노드2(N2)로 흐르는 전류에 따라 전하를 충전하여 충전 전압을 발생하는 캐패시터(CAP)를 구비한다.
이하 도4의 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 냉각 장치가 정상 동작되어 냉각수가 챔버로 유입되면, 휠(21)은 냉각수의 흐름에 따라 회전되면서, 냉각수 유입 감지부(23)의 OP AMP(AMP)의 입력 단자 양단간을 일정 주기로 단락 및 개방시킨다.
그러면 OP AMP(AMP)는 일정 주기를 가지는 펄스 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 일정주기로 온 및 오프된다. 이에 일정 주기로 노드1(N1)에서 노드2(N2)로 교류 전원이 인가되고, 캐패시터(CAP)는 소정의 전하를 충전하여 충전 전압을 발생하고, 솔레노이드(SOL)는 교류 전원에 따라 자기장을 발생하고, 스위치(SW)는 솔레노이드(SOL)의 자기장에 따라 제 1 상태가 된다. 이에 스위치(SW)는 동작 유지 신호를 발생하고, 신호 출력 단자(SIG OUT)는 동작 유지 신호를 챔버로 출력한다.
그리고, 냉각 장치가 순간 정전되어, 챔버로의 냉각수의 유입이 일시적으로 중단되면 즉, 소정시간동안 중단되면, 휠(21)은 소정시간동안 정지되어, 냉각수 유입 감지부(23)의 OP AMP(AMP)의 입력 단자 양단간을 소정시간동안 단락 또는 개방시킨다.
그러면 OP AMP(AMP)는 접지 전압을 가지는 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 응답하여 소정시간동안 오프된다. 이에 노드1(N1)에서 노드2(N2)로의 교류 전원의 공급이 소정시간동안 차단되면, 캐패시터(CAP)는 충전된 충전 전압을 방전하고, 솔레노이드(SOL)는 캐패시터(CAP)의 충전 전압에 응답하여 자기장을 발생하고 스위치(SW)는 솔레노이드(SOL)의 자기장에 따라 제 1 상태가 된다. 이에 스위치(SW)는 동작 유지 신호를 발생하고, 신호 출력 단자(SIG OUT)를 통해 동작 유지 신호를 챔버로 출력한다.
이어서, 냉각 장치가 비정상 동작되어 냉각수가 챔버로 유입되지 않으면, 휠(21)은 계속 정지상태가 되어, 냉각수 유입 감지부(23)의 OP AMP(AMP)의 입력 단자 양단간을 계속 단락 또는 개방시킨다.
그러면 OP AMP(AMP)는 접지 전압을 가지는 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 응답하여 오프된다. 그러면 OP AMP(AMP)는 접지 전압을 가지는 신호를 발생하고, 트랜지스터(Q)는 OP AMP(AMP)의 출력 신호에 응답하여 오프된다. 이에 노드1(N1)에서 노드2(N2)로의 교류 전원의 공급이 계속 차단되면, 소정 시간동안은 캐패시터(CAP)가 충전된 충전 전압을 방전하고, 솔레노이드(SOL)가 캐패시터(CAP)의 충전 전압에 응답하여 자기장을 발생하여 스위치(SW)가 제 1 상태가 되어 동작 유지 신호를 발생한다. 그러나 소정 시간이 경과하면 캐패시터(CAP)는 더 이상 충전 전압을 방전하지 못하게 되므로, 솔레노이드(SOL)는 자기장을 발생하지 못하고, 스위치(SW)는 제2 상태가 된다. 이에 스위치(SW)는 인터락 신호를 발생하고, 신호 출력 단자(SIG OUT)를 통해 인터락 신호를 챔버로 출력한다.
이와 같이 본 발명의 인터락 장치는 냉각 장치가 순간 정전이 되어 일시적으 로 즉, 소정 시간동안만 냉각수의 유입이 차단된 경우에는, 전원 충전부의 충전 전압을 이용하여 인터락 신호가 발생되는 것을 방지한다. 이에 순간 정전으로 인한 챔버의 다운 시간 또는 로스 타임이 불필요하게 증가되지 않도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 인터락 장치는 냉각수 공급을 제어하는 냉각 장치에 구비되는 인터락 장치로 한정하여 설명하였지만, 필요에 따라서는 냉각 장치뿐 만 아니라 순간 정전에 따른 인터락 신호 발생을 방지하기 위한 모든 종류의 인터락 장치에도 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 본 발명의 인터락 장치는 교류 전원을 충전하는 전원 충전부를 별도로 구비하고, 냉각 장치가 순간 정전이 되어 소정 시간동안만 냉각수의 유입이 차단된 경우에는, 전원 충전부의 충전 전압을 이용하여 인터락 신호가 발생되는 것을 방지한다. 따라서 본 발명의 인터락 장치는 순간 정전으로 인한 챔버와 같은 반도체 제조 설비의 다운 시간 또는 로스 타임이 불필요하게 증가되지 않도록 한다.

Claims (7)

  1. 전원을 발생하는 전원부;
    냉각수의 유입 여부에 응답하여 상기 전원의 공급을 제어하는 냉각수 유입 감지부;
    상기 전원이 공급되면 충전 전압을 충전하고, 상기 전원이 공급되지 않으면 상기 충전 전원을 방전하는 전원 충전부; 및
    상기 전원 또는 상기 충전 전압이 공급되면 상기 동작 유지 신호를 발생하고, 상기 전원 및 상기 충전 전압이 공급되지 않으면 인터락 신호를 발생하는 인터락 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원 충전부는
    캐패시터인 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원부는
    외부로부터 상기 전원을 인가받는 전원 인가단자; 및
    상기 전원을 로우 패스 필터링하는 로우 패스 필터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 유입 감지부는
    상기 냉각수의 유입 여부에 따라 동작이 가변되는 냉각수 유입 감지소자;
    상기 냉각수 유입 감지소자의 동작에 응답하여 펄스 신호를 발생하는 증폭기; 및
    상기 펄스 신호에 응답하여 상기 전원 충전부 및 상기 인터락 신호 발생부에 상기 전원을 인가하도록 하는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉각수 유입 감지소자는
    상기 냉각수의 유입시에 회전 동작을 수행하는 휠인 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 증폭기는
    적분기로서 동작하는 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인터락 신호 발생부는
    상기 전원 또는 상기 충전 전압이 공급되면 자기장을 발생하고, 상기 전원 및 상기 충전 전압이 공급되지 않으면 자기장을 발생하지 않는 솔레노이드; 및
    상기 솔레노이드가 자기장을 발생하면 상기 동작 유지 신호를 발생하고, 상기 솔레노이드가 자기장을 발생하지 않으면 인터락 신호를 발생하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터락 장치.
KR1020050070380A 2005-08-01 2005-08-01 인터락 장치 KR20070015792A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101403608B1 (ko) * 2012-12-03 2014-06-05 주식회사 유창테크 인터락 제어 시스템 및 그의 제어 방법

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