KR20200100602A

KR20200100602A - 가열구역-요소의 고장을 조기 인식하는 다중구역-수직가열로의 실시간 모니터링

Info

Publication number: KR20200100602A
Application number: KR1020207010728A
Authority: KR
Inventors: 스벤 그루버
Original assignee: 엑스-파브 세미컨덕터 파운드리즈 게엠베하
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-08-26
Also published as: JP7271520B2; KR102598971B1; TWI808996B; EP3688394A1; US20200411343A1; WO2019058358A1; DE102018101010A1; JP2020535646A; CN111433547A; TW201923368A; JP2023109763A

Abstract

본 발명은 열처리 동안 웨이퍼 손실을 방지하는 데 도움을 주기 위한 것이다. 웨이퍼는 배치당 최대 150,000유로의 가치를 가진다. 따라서, 웨이퍼의 처리를 위한 열적 장치의 계획되지 않은 고장이 없어야 한다. 웨이퍼 로트 또는 웨이퍼의 배치의 수용 및 열처리를 위한 열적 장치(들)(100)을 모니터링하는 제안된 방법은 열적 장치의 여러 가열구역(1', 2', 3', 4', 5') 중 적어도 하나의 가열 구역(1')에서 저항값(R₁)의 지속적인 측정을 사용한다. 상응하는 가열구역(1')에서 저항(1)의 현재 측정값(R₁(i))은 동일한 저항(1)의 이전에 측정된 값(R₁(i-1))과 비교된다. 동일한 가열구역(1')에서 비교에 의해 검출된 두 저항값의 편차(ΔR_i) 발생시 열적 장치(100)에 대한 경고 또는 경보(90)가 생성되며, 이는 시간적으로 열적 장치(100)에서 전체 가열영역(1)의 고장 전에 선행한다. 더 나은 리소스 계획 가능성은 또 다른 목표이다.

Description

가열구역-요소의 고장을 조기 인식하는 다중구역-수직가열로의 실시간 모니터링

본 발명은 다중구역-수직가열로, 예컨대 TEL(도쿄 일렉트론 유한회사)의 5개-가열구역-가열로인 Alpha8SE에서, 가열요소들의 실시간 모니터링에 관한 것이다. 2017년 9월 23일 자로 www.agsemiconductor.com/files/LM28.pdf에서 입수한 2004년 8월의 TEL-Alpha-8SE의 장치 데이터 시트를 참조하면, 열적 장치(청구항 제1항)에서 작동 중에 적용되는 500℃를 상회하는 수치의 고온을 갖는다.

웨이퍼의 경우, US 2010/14749(Turlure, STM)는 온도 센서(29)가 배치되는 웨이퍼 가열로(10페이지, 3열, 단락 45, 46)에 관한 것이다. 측정된 온도가, 부착된 카메라(26)에 의해 설정된 임계값을 초과하면 가열로가 과열되고 있거나 과열된 상태이고, 웨이퍼 포지셔닝에 사용되는 카메라가 손상될 수 있다. 여기서는 웨이퍼를 위한 가열로의 고장 검출을 의도하지 않는다(또한 불가능하다).

US 2009/237102 Al(Lou, Star Technologies)은 반도체용 가열 장치를 설명하고, 가열로의 온도를 제어하기 위한 온도 제어를 포함한다. 또한, 반도체에 대한 테스트 신호가 가열로에 제공된다.

DE 39 10 676 Al(피에르부르크, 뢰싱)은, 인접하지 않은 기술분야에서, 공기 질량 유동 측정 장치에 관한 것인데, 이는 내연기관, 즉 차량에 적용된다. 예컨대, 침전물이나 노화로 인한, 작동상태에 따른 측정 오류는 회피되어야 한다. 칼럼 5, 40행 내지 51행 또는 칼럼 1, 52행부터 또는 옴의 저항에 대해서 칼럼 4, 12행 이하를 참조하면, 시간 간격을 두고 측정이 이루어지고, 그 결과가 비교되어, 그로 인해 필요한 보정이 결과로 이어진다.

본 청구된 발명은, 이와는 달리, 상술한 개별 가열구역(각각에 적어도 하나의 가열요소가 있음)에 대한 조기 마모 모니터링에 관한 것이며, 또한 모든 가열구역에 대해서도 함께 이루어진다. 각각 다수의 가열구역을 갖는 여러 개의 장비들에 대해서도 마찬가지이다.

현재 가열구역(=열구역)의 조기 고장을 감지하는 것이 가능하지 않다. 그 결과, 장비당 150개 웨이퍼에 달하는 웨이퍼 손실 위험이 높다. 일본 장비 제조업체인 도쿄 일렉트론(TEL)에서는 가열구역의 실제 고장을 감지하는 방법만이 있다. 온도 하강을 통해 오류를 감지하고 장비에 온도 경보를 생성하는 이러한 유형의 열적 모니터링은 다른 제조업체에서도 제공된다.

TEL의 전술한 히터는 600℃ 내지 1,150℃의 범위에서 작동하는 수직 5-구역 히터이다. 수직 배열 및 고온으로 인해, 개별적으로 평평하게 배열된 코일(권선)은 시간에 따라 변형되고, 구역 내에서 권선의 두 개의 인접한 섹션의 접촉이 있을 수 있다(도 1 참조). 이러한 효과로 인해 저항이 몇 퍼센트 감소되고, 특정 시간 후에 이 지점에서 권선이 끊어지게 된다.

지금까지는 장비의 대기상태 또는 공정 중에 5개 구역의 가열 고장을 조기에 감지할 수 없었다. 여러 고장 사례들이 과거에 발생하였다. 이러한 사례들은 한편으로는 공정 중에 발생하고 온도 경보를 생성하여 (공정 중단으로 이어지게 되지만), 또한 대기 상태에서도 이러한 중단이 발생하였다.

대기상태에서 고장이 발생한 경우, 장비에서 경보가 발생하지 않아서, 고장 발생에도 불구하고 웨이퍼의 열처리 공정이 시작될 수 있었다. 귀중한 웨이퍼로 미리 적재된 상태에서 공정이 시작되고, 이후 온도 경보에 의해 중단되었다.

각 공정 중단으로 인해 최소 150개의 웨이퍼(300,000유로 손실 비용), 전체 로트 (또는 배치) 및 약 12일 간의 장비 비가용성의 생산 손실이 발생한다.

상술한 선행기술에 기초하여, 본 발명은 다음과 같은 기술적 과제를 갖는다. 본 발명은 배치당 150,000유로까지의 가치가 있는 웨이퍼 손실을 회피하는 것에 관한 것이다. 또한 열적 장비의 계획되지 않은 중단이 더 이상 발생하지 않아야 하며, 리소스의 계획가능성을 향상시켜야 한다.

청구된 발명(청구항 제1항 또는 제18항 또는 제20항)은 웨이퍼 손실을 최소화하거나 완전히 방지하고, 인력과 재료의 가용성 계획을 향상시킬 수 있도록 마모(가열 권선의 요소 또는 영역의 접촉 또는 가열 권선 내에서 도전 지점의 발생)를 조기에 검출한다.

본 발명에 따르면, 각 가열구역의 저항의 지속적인 측정이 수행된다(전압 및 전류측정으로부터 획득). 저항의 현재값은 이전값과 비교된다. 저항값의 작은 편차에도 전체 가열권선이 고장나기 훨씬 전에 장비에 대한 경보(경고)가 생성된다.

본 발명은 개별 가열구역에서의 실시간 검출이 지속적으로 구현되,고 최종적으로 권선 파손에 이르기 전에 권선 내 접촉이 조기에 감지되는 효과를 이용한다. 이것은 예상된 오류(이미 경보 메시지로 출력)이자 실제 오류(권선 파손으로 나타남)이다.

또한, 소위 대기 모드에서 실제 작동 전에 예상되는 오류를 검출할 수도 있다(청구항 제5항). 여기서 오류 예상이 발생하면, 전혀 스위치 온 되지 않는다.

본 발명의 장점은, 특히 임박한 고장을 검출하여 장비를 정지시키거나, 예를 들어 5-구역 히터가 예방적으로 교체되거나 또는 개별 가열구역을 새로 작업하거나, 수리가 수행될 때까지 열적 장치가 전혀 시작되지 않도록 하여, 웨이퍼 손실의 위험을 현저히 최소화할 수 있다는 점에 있다.

청구된 화면 디스플레이(예컨대, 청구항 제20항)는 여러 열적 장치를 명확하게 모니터링 가능하게 해 주고, 많은 수의 장비 또는 그 안에 포함된 저항들을 모니터링해야 하는 경우에도, 사용자가 시스템의 상태를 즉시 인지할 수 있게 한다.

또한 청구항 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행을 위해 상기 화면 디스플레이가 (효율적으로) 적합하다.

화면 디스플레이는, 열적 장치들의 기술적 파라미터를 표시하기 위한 구성 윈도우 영역, 열적 장치 중 하나의 장치의 기술적 측정값 및 계산값을 표시하기 위한 측정 및 검출 윈도우 영역, 바람직하게는 하나의 각 열적 장비에 할당되는 여러 개의 별도의 후자의 윈도우 영역을 갖는다. 여러 장비들은 이러한 방식으로 화면에 개별적으로 표시되지만 서로 섞이지 않는다.

각 종속항들은 여기에 참조된다.

본 발명의 구체적인 예들에 대해 도면들(또한 사진들)이 참조되지만, 이러한 예들이 청구항에 포함되어야 하거나 필연적인 것으로 나타나는 필수적인 요소를 포함하는 것으로 이해되어서는 안된다. 이는 구체예들이 청구항을 보완하기에 적합한 개시내용을 전혀 포함하지 않는다는 의미는 아니다.

모든 부분과 문장에 "특히" 또는 "예를 들어"라는 용어가 없더라도, 당업자는 청구된 발명의 아래 제시된 예시들을 예시적인 요소, 수치 및 기능의 예로서 이해할 수 있다.

설명되지 않은 요소는 그 존재가 부정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 요소, 수치 또는 기능에 대해 하나의 예만 개시되어 있는 경우라도, 해당 분야의 당업자에 의해 자명한 방법으로 변형될 수 있다.

본 발명의 구체예에 대해서 도면들(또한 사진들)이 참조된다. 도면들은 다음의 내용을 도시한다.
도 1은 가열구역(1')에서 저항(1)의 권선 접촉의 예를 나타낸다.
도 2는 여러 가열구역(1', 2', ... , 5')이 있는 (장비(100) 내의) 가열장치의 개념-회로도이다.
도 2a는 고전압-변압기(HT; 110)의 고전압측(HV 입력)에서 가열장치의 회로도이다.
도 3은 전압변환기 그룹(20)에서의 하나의 전압변환기(21)의 예이다.
도 4는 전류변환기 그룹(30)에서의 하나의 전류센서(31)의 예이다.
도 5는 7개의 장비들(100)을 위한 모듈들(m1 내지 m7)을 갖는 8-슬롯 검출 모듈을 나타낸다.
도 6은 실시예의 장비의 전기 회로도로서, 도 6a, 6b 내지 6d를 4페이지로 분할하여 나타낸다.
도 6aa는 저항측정 및 장비 모니터링의 블록 회로도이다.
도 6bb는 저항측정 및 장비 모니터링의 프로그래밍 기술적 솔루션의 플로우차트로서, 두 개의 시트(도 6bba 및 도 6bbb)로 분할하여 나타낸다.
도 7은 오실로스코프에 의한 전압 및 전류측정을 나타낸다.
도 8은 화면 디스플레이로서 소프트웨어 레지스터, 사용자 인터페이스를 위한 시작페이지(211)로서, 두 개의 시트(도 8a 및 도 8b)로 분할하여 나타낸다.
도 9는 화면 디스플레이로서 소프트웨어 레지스터, 사용자 인터페이스로서 장비페이지(212, 212a ...)를 나타낸다.
도 10은 화면 디스플레이로서 소프트웨어 레지스터, 이력데이터-평가(213)로서, 두 개의 시트(도 10a 및 도 10b)로 분할하여 나타낸다.
도 11은 화면 디스플레이로서 소프트웨어 레지스터, 이력데이터-드리프트 판독(236)으로, 두 개의 시트(도 11a 및 도 11b)로 분할하여 나타낸다.
도 12는 화면 디스플레이로서 소프트웨어 레지스터, UI 평가(214)를 나타낸다.
도 13은 제1 권선접촉 이벤트(310)의 조기검출로서, 두 개의 시트(도 13a 및 도 13b)로 분할하여 나타낸다.
도 14는 제2 권선접촉 이벤트(310')의 조기검출로서, 두 개의 시트(도 14a 및 도 14b)로 분할하여 나타낸다.

권선된 평평한 형태의 가열코일로서 권선, 즉 저항(1)의 확대도가 도 1에 도시되어 있다. 여기에 권선접촉(F₁)이 도시되는데, 생성되는 권선손상의 영역(F; 원형)에서 두 개의 인접한 가열와이어 섹션(흑색으로 어둡게 보임)의 접촉을 통해 생성된다.

이러한 손상이 발생하기 전에, 여기에 기술된 본 발명은, 특히 여기에 기재된 실시예들은, 이러한 손상을 생성되는 손상으로서 예측할 수 있어야 한다.

코일의 중심은 도시되지 않았는데, 이 도면 높이의 약 2배 정도 위에 위치한다. 발췌도시된 부분은 하부(오른쪽) 엣지영역을 보여주며, 이러한 코일은 가열구역(1')의 저항(1)으로서 설명된다. 가열와이어는 중심 주위에서 권선 또는 코일 모양으로 바깥쪽으로 권선되는, 전체적으로 하나의 부품이다.

도 1에서 밝게 보이는 반경방향 웹은 어둡게 표시된 가열와이어의 위치를 안정화한다. 가열와이어의 두 개의 인접한 반경방향 섹션들(도면에서 어둡게 보임) 사이에 절연재료(도면에서 밝음)가 놓인다. 가장자리 영역에서, 가열와이어의 개별적으로 명명된 섹션을 볼 수 있다. 섹션(1.4, 1.3, 1.2 및 1.1)은 가열와이어, 즉 전체적으로 권선의 인접한 섹션들이다. 가장 바깥쪽 와이어 또는 케이블 섹션(1.1)은 모든 웹(1.10 내지 1.14) 아래를 지나간다. 이는 도면 왼쪽에서 시작하여 웹(1.10) 아래에서 오른쪽으로 계속되고, 웹(1.11, 1.12)에 도달한 후 다음 웹(1.13 및 1.14)으로 진행한다.

웹들은 전체적으로 거의 동일한 각도로 이격되어 있지만, (반경 방향으로) 길이 연장에 있어서는 동등하게 길지 않고, 도면에서 볼 수 있듯이 번갈아가며 더 짧고 더 길다.

섹션(1.3)의 내부 에지에는 절연영역(1.6)이 있다. 웹은 가열와이어-섹션들 사이에 놓이는 절연영역(더 밝게 도시됨) 상에서 지지된다.

또한, 더 내부에는 다음 절연영역(1.5)이 가열와이어의 섹션(1.4)의 안쪽에서 경계를 지으면서 놓인다. 반경방향 웹(1.12 및 1.13) 사이에 있는 오른쪽 다음 섹션에서, 앞에서 설명한 가열와이어의 케이블 섹션들(1.4, 1.3, 1.2 및 1.1)이 계속된다.

이 웹 사이 영역에서 절연(1.6)이 크게 넓어지는 것을 볼 수 있는데(섹션 1.6'), 즉 가열코일의 섹션들(1.3 및 1.4)은 서로 더 이격되어 있고, 다음 웹 사이 영역에서 섹션(1.4)은 크게 바깥쪽으로 이동하여 원형 표시된 에러 영역(F)에서 두 케이블 섹션들(1.3 및 1.4)의 접촉(F₁)이 해당 웹 사이 영역에서 일어난다.

이 국부적인 접촉 사례가 발생하면, 원주코일(약 360°)을 단락시키고, 오류 사례로 이어진다. 한 지점(F₁)에서 케이블 파손으로 이어질 수 있는 과열이 발생하면, 이러한 오류 사례는 전체 가열코일(1)이 고장나도록 할 수 있다.

이러한 점은 점선영역(F'; 왼쪽 가장자리)에서도 볼 수 있다. 와이어 섹션(1.1 및 1.2)과 관련된 (생성되는) 또 다른 오류 사례이다.

이하에, 하드웨어의 실시예들이 기술된다.

설계의 개념 회로도는 도 2에 도시된다.

각 저항(1 내지 5)에서의 전압은 광학적으로 포텐셜-분리된(optically potential-separated) 전압변환기(20)(도 3 참조)를 통해 각 가열구역(1' 내지 5')에서 직접 측정된다. 각 구역 (1' 내지 5')의 전류 검출(30)은 위상(A 내지 E)과 SCR 유닛(40; 사이리스터 블록 또는 히터 제어) 사이에서 비접촉식 홀 전류센서(도 4 참조)를 통해 구현된다. 도 2는 변환기로 구성된 그룹(20, 30)을 도시하고, 여기서 2개의 변환기(21, 31)가 구역(1')에 할당된다. 각각의 전류 검출(31)과 전압변환기(21)(통칭하여 "컨버터"라고도 함)는 가열구역(1')의 저항(1)의 측정값을 형성한다. 구역(2')에 대해서도 마찬가지이고(변환기 22, 32), 다른 구역들에 대해서도 마찬가지이다.

비접촉식 측정을 통해 센서 오류시 가열구역에 영향을 주지 않는다. 두 가지 유형의 센서(전류센서 30, 전압센서 20)는 ±15V DC 전압을 포텐셜-분리된 공급 전압으로 사용한다.

전류 및 전압 신호 평가를 위해 모듈들(m1 내지 m7)에 대하여 8-슬롯 하우징이 사용되는데, 각 모듈에는 전류에 대한 아날로그 검출영역(30a) 및 전압에 대한 아날로그 검출영역(20a)이 제공된다. 8-슬롯 하우징의 예시적인 구조는 내셔널 인스트루먼트의 NI-cDAQ 9188이다.

이것은 7개의 아날로그 입력 모듈(모듈당 16개의 아날로그 입력)과, 8개의 SSR 릴레이(61 내지 68)를 갖는 1개의 솔리드-스테이트(Solid-State) 릴레이 모듈(60)을 수용한다(도 5 참조).

이 하드웨어를 사용하면 7개의 가열장치를, 서로 다른 장비의 각 5개 구역마다 동시에 모니터링할 수 있다(즉, 각각 적어도 5개의 구역이 있는 도 2에 따른 7개의 가열장비(100)).

릴레이(60)를 통해서, 경보(90)를 생성하기 위해 각각의 열적 장비(100)와 연결될 수 있다.

하드웨어의 전기배선은 도 6에서 볼 수 있다(하나의 (전체) 장비(100)의 예이며, 이러한 7개 장비가 여기 제안된 구조적 단계로 존재할 수 있다). 장비(100)는 도 6의 도 6a 시트의 오른쪽 상단에 도시된 바와 같이 합체될 수 있는 4장으로 나누어져 있다. 시스템 상태에 따라 4개의 도면 또는 한 개의 도면이 된다. 각 장비에는 전압변환기(20)와 ±15V(DCV)를 갖는 전압공급장치(80)가 설치된 전기 스위치박스가 있다.

간섭영향을 방지하기 위해 간섭억제 커패시터가 전류센서(30)에 결합될 수 있는데, 이들은 장비에서 전력변환기 근처에 직접 장착되기 때문이다. 또한, 차폐형 멀티와이어 케이블이 사용될 수 있다. 전압 처리를 위해 불연성 케이블이 사용될 수 있다.

이전에 개괄적으로 도시된 전체 장비들(100)은 참조부호를 사용하여 개별 부품들로서 보다 자세하게 설명된다.

도 2에서 사이리스터 블록(40)의 전방에 볼 수 있는 전류센서(30)에 대해 개략적으로 상술되었다. 이 예에서 열적 장비(100)의 5개 구역(1', 2', 3', 4' 및 5')을 위해 5개의 양방향 사이리스터(Thyristor)가 있고, 이는 또한 트라이액(Triac)으로 스위칭될 수 있다. 일반적으로 이들은 이전에 히터 제어로 표시되었다. 이들의 제어는 일반적인 방법으로 이루어지고, 여기에서 더 상세하게 설명되지 않는다. 그러나 제어의 효과는 상세히 설명된다.

도 2의 열적 장비(100)에서 5개의 구역(1' 내지 5')을 인식할 수 있고, 이들은 저항(1 내지 5)으로 표시되며, 각 저항은 하나의 구역에 위치한다. 저항은 구역에 따라 명명되는데, 즉 구역(1)의 저항(1'), 구역(2)의 저항(2'), 구역(3)의 저항(3'), 구역(4)의 저항(4'), 구역(5)의 저항(5')으로 표시된다. 이러한 저항들이 본 구체예에서 모두 직렬로 연결되면, 상부저항(상단)과 하부저항(하단)을 말할 수 있다. 히터(100)에서 이들은 그에 따라 배치된다. 도 1에서처럼 각 저항, 예컨대 저항(1)은 코일(가열코일)로서 형성된다.

저항의 전압, 즉 각 저항의 각 전압은 상술한 전압센서(20)에 의해 검출된다. 여기서 전압센서(21)는 가열구역(1')에서 저항(1)에 제공된다. 다른 모든 전압센서(22, 23, 24 및 25)는 각각 가열구역(2', 3', 4' 및 5')과 그에 속하는 저항(2, 3, 4 및 5)에 상응한다.

사이리스터 블록(40)의 각각의 사이리스터, 또는 각각의 역병렬 쌍의 사이리스터(예컨대 41)는 저항을 제어하며, 예에서 저항(1; 가열코일 1)을 가열구역(1')에서 제어한다. 여기에 전류 (iA)가 표시되는데, 이는 (후술할) 포텐셜-프리한(potential-free) 이차 부하전압(A)으로부터 전류측정(31)을 거쳐, 양방향 전환된 사이리스터(41), 그에 속하는 B_N으로의 라인, 가열구역(1')으로 저항(1)을 통과하여, 마지막에는 연결도선(A_N)을 통해 흐른다. 이 전류는 교류 전류이며, 이하에서 도 2a로 설명되는 전압으로부터 생성된다.

이 전압(A)은 위상과 중성선(neutral conductor; A_N)을 갖고, 여기서 "Top"이라고 명명된다. 이들은 공통의 변압기 코어 상의 권선에서 생성되는데, 이 예에서 다섯 개의 권선이 있다. 이러한 권선 및 각 위상 및 중성선의 출력은 각각 포텐셜-프리하고, A, B, C, D 및 E로 명명된다. 이들은 각각에 속하는 사이리스터 블록(40)의 위상 입력(A, B, C, D 및 E)에 연결되고(각각 위상들), 각각의 중성선(A_N, B_N, C_N 등)은 도 2의 중성선(A_N, B_N, C_N 등)에 연결된다.

가열 변압기(110; HT 110)는 300V와 600V 사이일 수 있는 1 차의 높은 입력 전압을 가지며, 바람직하게는 380V 공칭 교류 전압일 수 있다. 3위상 U, V 및 W의 해당 입력 회로는, 공통 코어에 권선된 3개의 권선(W1, W2 및 W3)에 삼각형 회로로 연결된다. 이 변압기 코어는 2차 측에 열적 장비(100)의 가열구역 수와 일치하는 5개의 포텐셜-프리한 2차 권선들을 갖는다.

각각의 이차 권선은 가열구역에 전압을 공급하고, 저항과 함께 가열구역이 직렬로 연결된 후, 각 권선에서 사이리스터 블록(40)과 그 안에 존재하는 양방향 사이리스터를 통해 각 구역의 개별적인 가열이 일어날 수 있다.

도 2a에 그려진 스위치는 가열구역과 공급전압을 스위치 온하고, 이들은 여기에 "Sch"로 통칭하여 명명되고, 도 6의 4개 분할 시트에서 왼쪽 하단에서도 찾을 수 있다. 거기에 표시된 전압은 전압 A 내지 E(위에서 아래로)에 해당한다. 오른쪽에는 사이리스터 블록(40)의 사이리스터를 볼 수 있다.

가열 변압기(110)의 공급 전류 레벨은 저항(1 내지 5)의 전류 수용가능 정도에 따라 조절된다. 이들은 30A 내지 55A 사이 값이다. 가열 변압기(110)의 이차 권선 전압도 그에 맞추어 조절되고, 75V 내지 165V 사이 값이다. 가열구역의 저항은 중간 온도 범위에서 1.8Ω 내지 4.5Ω 사이, 고온 범위에서 0.25Ω 내지 0.9Ω 사이 값이다.

전류는 150A 까지일 수 있다. 저항은 1Ω 미만까지의 저항값을 가질 수 있다.

아래 설명을 원활히 하기 위해, 가열구역(1')이 저항(1; 물리적 또는 실체가 있는 저항)을 포함한다는 점을 다시 한번 분명히 한다. 이는 도 1에서 볼 수 있듯이 권선으로 형성된다. 그 작동값(여기서, 저항값이라고 함)은 R₁이다.

본 구체예에서 가열구역(1')은 상부 가열구역 "Top"이며, 물리적 저항(1)에서 센서(21)로 전압측정된다. 도시된 예에서, 저항값(R₁)을 가진 이 저항(1)에 전류(i_A)가 흐른다. 전압측정(21)과 전류측정(31)에 의해 결정된 저항값은 R₁로 계산되며, 이에 따라 계속되는 측정에서 여러 저항값이 "측정"되고 계산되는데, 이는 저항(1)의 옴의 값이 변동되기 때문이고, 이에 따라 R_i(i), R₁(i+l)과 같이 여러 측정 저항값들이 계속되는 측정의 i 번째 측정값으로 나오고, 여기서 i=1 내지 n이고, n은 샘플링 시간의 배수(더 정확하게는 ... 샘플링 간격)이다.

물리적 저항(2)과 옴의 저항값(R₂)을 갖는 가열구역(2')에도 동일한 내용이 적용되고, 지속적으로 시간에 걸쳐 R₂(i; i = 1 내지 n)이 얻어진다. 도 2에서 다른 3개의 저항(3, 4 및 5)에도 각각 참조번호 3, 4, 5를 이용하여 동일한 방식의 설명이 적용될 수 있다.

전압변환기(20)는 도 3에 플러그인 하우징(도시되지 않은 스냅온 레일 용)으로서 도시되어 있다. 이들은 포텐셜프리한 입력연결부 및 출력연결부를 가진다.

전류센서(30)의 경우, 도 4는 포텐셜프리하게 전류를 측정하는 전류센서(31)의 예를 도시하며, 이는 예를 들어 사이리스터 블록(40)의 양극성 사이리스터(41)에 연결된다.

여러개의 전류센서가 사용되는데, 본 구체예에서는, 하나의 열적 장비(100)에 대해 5개의 구역에 대응하는 5개의 센서가 있다. 여러 장비를 사용하는 경우, 그에 상응하여 더 많은 전류센서가 있다. 앞선 구체예에서는 7개의 장비(100)가 있다.

전류센서(30)와 전압센서(20)의 수가 매우 클 수 있기 때문에, 전류 및 전압측정 신호의 평가를 위해 입력 모듈, 예를 들어 도 5의 8-슬롯 하우징(30a; 전류용 및 20a; 전압용)이 제공되고 도 6에 도시된다. 여기에 7개의 장비가 언급되어 있고, 각각 예컨대 5개의 가열구역이 있다.

모듈당 16개의 아날로그 입력을 사용할 수 있기 때문에, 본 구체예에서 회로연결된 것보다 모듈당 더 많은 가열구역이 수용될 수 있다. 여기서, 전류 신호에 대한 5개의 입력과 전압 신호에 대한 5개의 입력이 사용되며, 도 6의 예에서 하나의 물리적인 모듈(m1)에 기능영역들(30a; 전류용 및 20a; 전압용)이 구비된다. 예를 들어, 하나의 열적 장비(100)는 하나의 모듈에 할당될 수 있다.

하나의 구역 및 그 안에 배치된 하나의 저항에 대해 구현될 수 있는 개략적인 블록회로도를 (회로도로서) 도 6aa에서 볼 수 있다. 여러 구역을 모니터링하는 경우, 상기 개념도는 여러 구역에 적용될 수 있거나 다차원적으로 관측될 수 있고, 각 기능블록(50, 52, ...)은 열적 장비, 즉 하나의 열적 장비(100) 또는 여러 장비에 걸쳐서, 예컨대 각각 5개의 가열구역을 갖는 7개의 장비가 모니터링되는 경우에, 측정되어야 할 저항들이 있는 만큼 구비된다.

이하, 열적 장비(100)의 구역(1')에 대한 모니터링이 도 6aa에 기초하여 설명된다.

전압측정(21)과 전류측정(31)에 기초하여, 시간적으로 할당되어 소정의 시점(i)에 존재하는 측정값이 기록된다(i는 디지털 측정의 연속적인 변수이며, 또한 "타임스탬프"라고도 할 수 있다). 교류전압의 경우, 바람직하게는 순간값이 아닌 유효값이다. 측정된 두가지 신호, 즉 시점(i)에서 전압 및 전류는, 타임스탬프(i)로서 시간값에 속하는 저항값(R₁(i))을 계산하기 위해 연산유닛(50)에 제공된다.

이러한 측정 및 이러한 계산은 장비(100)의 작동 중에 지속적으로 수행되고, 여기서 계속적으로 검출된 저항값(R₁(i))은 중간저장부(52)에 저장된다. 이 중간저장부(52)는 현재값과 이전값, 특히 직전 값을 출력하여 비교기 또는 편차형성기(54)에 공급한다.

두 저항값 R₁(i)및 R₁(i-1)은 차이연산하거나 수치를 비교하여, 비교결과, 특히 두 값의 차이(ΔR₁(i))가 출력된다. 일반적으로 이것이 저항값 차이ΔR_j(i))이고, j=1 내지 m이며, 본 구체예에서 m=5는 5개의 가열구역을 의미한다.

차이(ΔR_j(i))는, 미리 정해진 차이값(ΔR; 상한 및 하한을 갖는 윈도우로도 표시됨)을 초과하는 경우에 응답하는 임계값 스위치(56)로 출력되고, 임계값 스위치(56)는 경보신호(90)를 트리거하는 SSR 릴레이들(60) 중 하나(61)에 신호를 제공한다. 여러 개의 SSR 릴레이(60)를 도 6에서 볼 수 있고, 그 중 하나인 SSR(61)은 열적 장비(100)의 가열코일(1)에서 활성화된다.

공급되는 편차(ΔR)는 응답 감도를 정의하고, 영역(F₁)에서 두 개의 인접한 가열와이어 섹션의 접촉으로 인한 오류 사례(F)가 시작되거나 이미 생성된 상태인지를 나타낸다. 이 검출된 오류 사례에 대한 경보(90)는 도 6aa 및 도 1에 예시된 전체 가열 권선 또는 가열코일(1)의 고장이 발생하기 훨씬 전에 생성된다.

연속적인 저항값의 측정 및 계산을 통해, 확정적인 권선파손 또는 권선파손에 확정적으로 이르기 전에, 권선(바람직하게는, 코일) 내의 접촉을 조기에 감지할 수 있다.

수리되기 전에는 장비가 켜지지 않는 등의 관련 조치가 가능하다. 이 장비는 또한 고장 전에 중지될 수 있으며, 전체 가열장치는 모든 이용가능한, 특히 5개 구역에서 리셋될 수 있다. 또 다른 가능성은, 모니터링이 대기 모드에서 수행되어 예상되는 실제 오류 사례(생성되는 권선파손)가 감지될 때 열적 장비의 시작을 차단하는 것이다(모니터링의 경보를 생성하는 "오류 사례").

이하에, 소프트웨어 구현(프로그래밍 기술 구현)이 설명된다.

측정 데이터 수집 및 모니터링은 또한 프로그램기술적으로 수행될 수 있고, 도 6bb에 설명된다. 프로그래밍된 기술적인 플로우차트는 190이다. 이것은 공정으로부터 실제 측정값으로 작업을 수행한다(추상적인 데이터를 처리하는 것이 아니고 따라서 "데이터 처리 장비 그 자체"가 아닌, 해당 기술분야의 방식에 따른 프로세스 컴퓨터의 형태이다).

전류 및 전압 신호(즉, 측정값) 측정은 모든 장비(100)에 걸쳐 아날로그 입력당 초당 5,000개의 값으로 동시에 구현되는데, 프로그래밍된 기능(110)이다. 측정간격은 4초이며, 아날로그 입력당 총 20,000개의 값에 해당한다. 전체 측정 데이터 패키지는 네트워크, 예를 들어 이더넷(도시되지 않음)을 통해서, 회로도로서 도시된 도 6aa의 기능이 구현되거나, 소프트웨어 플로우차트(190)에서 검출되는, (기술적) 소프트웨어로 프로그래밍된 제어기로 전송될 수 있다.

필터 및 평가...

각 개별 가열구역의 온도 조절은 각 장비(100)의 사이리스터 제어(40)에 의해 제공된다. 전력 목표(0% 내지 100%)에 따라 특정 수의 밀리초(miliseconds) 동안 여러 전압주기를 스위칭한다(예컨대, 도 7 참조).

전류 및 전압에 대한 선명한 RMS 형성(130; Root Mean Square, RMS, 유효값)을 구현하기 위해, 제로크로싱(zero crossing)은 이를 위해 프로그래밍된 필터에 의해 필터링된다(도 12에서 U 및 I의 제로크로싱에서 단차(241a) 참고). 평가를 위하여 음의 반파(half wave)만 사용된다(기능(125)). 이는 가열구역들이 전력에 따라 양의 반파에서 서로 영향을 줄 수 있고, 선명하지 않은 신호로 이어질 수 있기 때문이다.

기능(122)에서, 최소 주기의 수, 예컨대 다섯개의 주기가 있는지 여부가 제어될 수 있다. 그렇지 않으면, 이 데이터가 무시된다(분기(122a)). 이는 가열장치가 냉각될 때 전력이 3% 작을 수 있고, 이로 인해 최적의 RMS 형성을 위한 원시 데이터 수(첫번째 임계값)가 충분하지 않을 수 있기 때문에 특히 유의미하다.

RMS 형성(130) 후, 각 가열요소의 저항값은 옴의 법칙에 따라 기능(140)에서 결정되고, 적절한 파일, 특히 텍스트 파일로 타임스탬프와 함께 저장된다.

이어서, 기능(142)에서 전력변동이 상기 결정된 저항값으로부터 전압 및 전류의 제곱값을 이용하여 제어되는데, 신호가 방해되는 것을 추가적으로 배제하기 위함이다. 비교(144)에서 차이가 기본값보다 큰 경우(두번째 임계값), 영향을 받는 가열구역의 (측정구간의) 측정된 데이터는 무시되고, 분기(144a) 및 기능(145)이 진행된다.

경보 생성...

프로세스 데이터("데이터 그 자체"가 아님)가 결정된 후, 이는 경보 루틴에 의해 평가된다. 이는 현재 저항값이 기능(150)에서 마지막 값과 비교된다. 범위(예를 들어, 윈도우 ΔR로 백분율로 ±2.5%)를 벗어난 경우, 세번째 임계값으로서, 질의(151) 후 분기(151a)를 거쳐 기능(161)에서 관련 장비의 SSR 릴레이의 스위칭을 통해 경보 생성(90)된다.

다른 경보 생성도 가능하고, 포텐셜 동일하게 가능하고, 반드시 포텐셜프리 SSR 릴레이를 통해서만 가능한 것도 아니다.

또한, 원시 데이터는 이후에 신호 변동의 분석을 수행할 수 있도록 저장된다. 또한, 양 또는 음의 반파형에 대해 사이리스터 쌍이 결함이 있는지 여부가 평가될 수 있다. 이는 프로세스에서 검출되고 텍스트 형태로 표시된다.

기능(120)은 플로우차트에서 아직 언급되지 않았는데, 측정된 원시 데이터의 스케일링(또는 표준화)이 수행된다. 이를 통해 후속 계산이 합리적으로 큰 값으로, 다른 구역들의 서로 다른 전류값을 고려할 필요없이 수행될 수 있다. 표준화를 통해 30A 내지 60A의 전류를 조정하여 다음 계산 및 오류 감지를 위해 동일한 최대값 또는 동일한 유효값을 가지도록 할 수 있다. 기능(150)에서 오류 검출의 경우 백분율 편차에 따른다.

따라서, 저항편차(ΔR_absolut)는 ΔR_relativ로서 백분율로 표현되기 위해 이전 또는 현재 측정값(R_j(i) 또는 R_j(i-1))에 관련지을 수 있는데, 구역 j의 i번째 측정결과에 대해 {Rj(i)-Rj(i-1)}/Rj(i)로 표현된다. 기능(150)에서 ΔR_relativ이 생성된다.

임계값, 예컨대, 윈도우 ΔR_relativ로서 ±2.5%를 벗어난 경우, 경로(151a)가 진행되고, 그렇지 않으면 분기(151b)가 진행되어, 분기 반환 경로(122a 및 145a)에서 임계값에 도달하지 않은 결과로서 돌아가듯이, 기능(110)으로 되돌아간다.

도입된 다양한 임계값을 다시 강조해야 한다. 이들은 151, 151a 및 경보 생성(161)을 거쳐 경보 오류 사례로 인식되지 않는 이벤트를 검증해 낼 뿐만 아니라, 단순히 적정하지 않은 측정값이나 오류가 아니라 (예측된 실제오류의 관점에서) 실제로 실존하는 오류인지 여러 가지 타당성 검사가 수행될 수 있다.

(a) 질의(122)에서 주기의 수는 충분한 측정결과가 이용가능하도록 한다. 사이리스터 제어(40)가 본 구체예에서 가정된 펄스 패킷 제어와 함께 수행, 즉 항상 하나의 전체 사인파를 통과시키고 하나 또는 여러개의 사인파를 차단한 후에, 작은 전력, 예를 들어, 3% 미만에서 360⁰의 전체 파형들이 많이 제외(blank out)되고, 단지 하나 또는 적은수의 전체 파형이 통과될 수 있는데, 예컨대 하나의 전체 파형이 연결되고, 5개의 전체 파형이 중지된다. 예를 들어, 더 높은 전류에서는 8개의 전체 파형이 통과되고, 두 개의 전체 파형이 중지된다. 질의(122)는 후자의 경우 유효값 계산에 충분한 측정값이 존재함을 지지하고 통보한다. 이것은 추상적으로는 "첫번째 임계값"이라고도 하는 첫번째 제어 단계이다.

(b) 두번째 임계값은 전류 및 전압에 대한 작동 전력 제어에 있다. 저항이 기능(140)에서 계산되면, 또한 전압을 통해서 또한 전류를 통해서 장비 또는 구역에서 제공되는 작동 전력을 계산하는데 사용될 수 있다. 작동 전력의 계산된 두 프로세스 값은 오류를 감지하는 데 사용될 수 있고 도움이 된다. 이는 두번째 임계값으로 지칭되지만, 실제로는 임계값은 아니고, 오류가 전달되거나 잘못된 경보로 오류가 트리거되는 것을 방지하기 위한 기준 또는 스위칭 기준이다.

(c) 세번째 임계값은 질의(151)에 있다. 여기서, 측정된 저항값과 이전에 측정된 저항값(또는 그 이전에 측정된 저항값) 사이에 결정되는 편차에 대해서, 오류를 경보 루틴(151, 151a 및 161)을 통해 실제 경보(90)로 트리거하기 위해 충족되어야 하는 최소치의 편차가 할당된다.

한 가지, 두 가지 또는 세 가지 임계값 모두 오류 감지의 안전성 및 신뢰성을 향상시키고 잘못된 경보를 최대한 완벽하게 방지하는 데 도움이 된다. 장비를 오프하는 것은 거기에 포함된 웨이퍼 손실 위험과 연관되어 있음을 상기해야 한다. 따라서, 조기 발견이 가능해야 하고, 동시에 신뢰성 있는 검출도 이루어져야 한다. 제어 기술에서 시스템이 민감하게 반응할수록 작동 중에 방해가 더 많이 발생하는 경향이 있는 것으로 알려져 있다. 경보(161)가 실제로 트리거되어야 할 때 넘어야 하는 상술한 임계값들을 다중으로 설정함으로써 이 두 가지 기준을 함께 충족하는 것이 구현된다.

주기의 최소수로서 적절한 값은 적어도 5회의 연속적인 전압주기의 수이다. 각각 이전에 계산된 저항값을 가지고 (전류에 따라 계산된) 작동전력을 제어하고, (전압으로부터 계산된) 작동전력 비교를 위한 적절한 값은 5% 미만, 바람직하게는 2% 미만의 범위이다. 오류 사례를 위해 저항편차가 벗어나야 하는 윈도우 또는 제어 윈도우에 적합한 값은 ±2.5%이다. 여기서 주목해야 할 점은 임계값(즉, 윈도우)이 오류를 놓치거나 제외하지 않도록 너무 크게 선택해서는 안 되지만, 다른 한편으로는, 너무 빈번하게 오류 사례를 인식하여 그 중 단지 몇 가지만 도 1에 도시된 영역(F) (또는 F'영역)과 같은 실제 오류 사례일 정도로 너무 작지 않도록 선택되어야 한다.

기능적인 소프트웨어 인터페이스(GUI, 제어판)

GUI(그래픽 사용자 인터페이스)는 여러 레지스터 카드(210)로 구성될 수 있다. 시작페이지(211; 도 8 참조)에 다음과 같은 속성이 설정될 수 있다...

측정 시스템 구성(221)의 경우...

ㆍ 샘플링 속도, 필드(221a)

ㆍ 값의 수, 필드(221b)

ㆍ 시간 간격, 필드(221c), 그래프의 디스플레이 및 저장 (시간, 24 시간으로 설정)

ㆍ 경보 제한, 필드(222), 플러스/마이너스 퍼센트, 언급된 세번째 임계값, 8개의 윈도우 형태

ㆍ 데이터 검출 활성화/비활성화, 필드(223), 장비(10)당

ㆍ 경보 평가로부터 개별 가열구역(열구역)을 기능적으로 제거, 필드(224)

이하, 탭(211)을 갖는 시작 페이지에 정의된, 예컨대 8개의 열적 장비(PHOT-0400 내지 PHOT-1400)를 갖는 전체 시스템의 정보(200)는 상기 추상적인 설명으로부터 보다 구체적으로 기술된다.

측정 시스템은 221(하위탭)로 구성된다. 경계값(세번째 임계값)은 하위탭(222)에서 +/- 경계값에 따라 구성되거나 결정되는데, 예컨대 PHOT-0400에 대해서 여기 설정된 ±2.5% 경계값은 경고 또는 경보가 출력되지 않는 범위를 제시한다.

별도의 탭이 없이, 사용자 인터페이스에 직접적으로, 그래픽으로 활성화가능한 버튼 또는 영역을 갖는 필드(223)가 있는데, 여기에 위에서 언급한 8개의 장비가 데이터 수집을 위해 활성화된 대로 스위치 온 되어있다. 그래픽 표시의 하부에, 평가는 하위탭(224)에 도시되며, 여기서 영역(224a)에 PHOT-0400에서 PHOT-1400까지 각 장비의 모든 구역이 표시되는데, 여기서는 각각 5개의 구역(Bottom, CTR1, CTR2, CTR3 및 Top)이다.

탭(211)을 통해 접근되는 이러한 그래픽 레지스트 카드들은 측정 시스템의 구성, 경계값의 구성, 경보 평가 및 추가적으로 여러 열적 장비 각각에서 데이터 수집을 활성화하는 필드의 특성을 포함한다.

특별한 방법으로, 시스템의 구성에 대한 모든 유용한 데이터가 설정되고 시각화된다. 중요한 기준은 개별 장비에서 경고가 제공되지 않는 저항 편차의 윈도우 크기를 설정하는 것이다. 또한, 탭(224)을 갖는 필드에서 활성화 또는 스위치오프를 통해, 전체 구역 또는 전체 장비를 경고로부터 제거할 수 있다. 이러한 평가는 샘플링 속도(221a), 샘플수(221b), 측정값이 그래프로 저장되는 소정의 시간간격에서 인식할 수 있는 많은 양의 공정 데이터를 개관할 수 있게 한다. 기능적으로 검출하기 쉬운 개관이 달성되어 사용자가 장비 및 그 오류 사례를 모니터링, 사전 설정 및 활성화하고 비활성화할 수 있다.

후속 레지스터(212, 212a, 212b, ... (도 9 참조))는 장비(PHOT-0400, PHOT-0500 ... 등)에 할당된다. 여기에 현재 결정된 데이터가 표시되고, 저항값이 그래픽으로 표시된다. 텍스트 필드 경보 메시지(91)에서 경보 케이스(90)가 표시된다.

레지스터 이력(213; 도 10)에서 과거의 개별 장비의 저항값을 읽을 수 있다.

저항의 변화(도 11)도 시간이 지남에 따라 살펴볼 수 있으며, 시간 간격마다 중간값이 생성되고 저장된다.

U-I 평가(도 12)에서 오류 사례시 전압 및 전류의 원시 데이터를 볼 수 있다.

이하의 탭(212, 212a, 212b 등)에서 기능적 인식은 도 9를 통해 예시된다. 각 장비는 보다 구체적인 형태로 여기에 도시되고, 시간이 지남에 따라 저항 변동 표시를 위한 차트(232)를 갖는다. 탭(212)만 여기에 설명되나, 같은 방식으로 탭(212a, 212b)이 형성되고 기능적으로 실현된다. 사용자가 탭(211)의 시작 페이지를 떠나면, 탭(212)을 클릭하여 PHOT-400 장비가 시각적으로 표시된다.

3개의 더 큰 필드를 볼 수 있는데, 필드(230)의 실제 공정 데이터(측정 데이터 및 계산된 값), 필드(91)의 경보 메시지(90) (현재 경보가 표시되지 않으므로 시스템이 오류 없이 실행됨) 및 시간이 지남에 따라 적어도 4 개의 저항 변동(232)의 시각적 이해를 돕는 차트가 있는데, 여기서 두개의 저항은 시간이 지남에 따라 4.25옴과 4.5옴 사이에 서로 겹쳐질 수 있다.

실제 측정 창(230)에서, 이 장비 PHOT-400에 대해 거기에 제공되는 5개 구역(Bottom, CTR1, CTR2, CTR3 및 상단)에 대해 존재하는 모든 물리적 수치들인 계산된 저항, 검출된 전압, 측정된 전류, 계산된 작동전력을 볼 수 있다. LED 기호와 같은 시각적 표시는 경보가 활성화되어 있는지 여부를 나타낼 수 있으며, 이미 진행된 경보도 5개 구역 각각에 대해 부가적으로 작은 창에 표시될 수 있다.

각 열적 장비를 표시하는데 있어서 개별화(indivisualisation)를 통해 사용자는 프로세스의 이벤트를 매우 구체적인 세부 사항까지 이해할 뿐만 아니라, 하나 또는 여러개 프로세스의 측정 및 기타 결과를 매우 추상적인 방법으로 보고, 제시된 결과를 시각적으로 평가하고, 매우 신속하게 입수할 수 있다. 탭(212)의, 예를 들면, 여기서 어떠한 데이터의 양이 처리되는지 쉽게 확인할 수 있어서 사용자가 쉽게 입수하고 평가할 수 있는데, PHOT-0500 내지 PHOT-1400로 표시된 다른 7개의 장비에 대해서도 마찬가지이다. 이와는 무관하게, 경보 이벤트로의 자동적인 평가는 자유롭지만 GUI의 시작 페이지(211)에 있는 파라미터의 설정에 따라 달라진다.

구성은 시작 페이지(211)에 집중되어 있다. 장비에 상응하는 결과는 탭(212, 212a, ...)에서 각 장비 및 각 장비 내에 존재하는 모든 구역들, 이 구체예에서 전체 장비(100)의 각 장비(10)당 5개 구역에 대한 관련 경보 메시지(90)를 포함한다.

선택적으로, 손상으로 진행되는 저항코일의 검출뿐만 아니라 (회로 차단기의 예로서) 사이리스터 유닛(40)의 오류 메시지도 경보로서 검출될 수 있다.

탭(213; 도 10 및 도 11)과 UI 평가(214; 도 12)는 오류 생성을 제어하고 사후적으로 관찰하는 역할을 한다. 오류생성의 정확한 과정을 사후적으로 표시하고 검토하는 것이 유용한 경우가 많으며, 종종 오류가 감지된 이유 또는 오류가 감지된 방법을 분석하는 것도 유용하고, 잘못 제시된 경보에 대해서 경보가 감지되지 않았어야 하지만, 왜 감지되었는지 분석하는 것도 유용하다. 과거의 기록(이력, 탭 213)과 저항이 장기적으로 어떻게 거동하는지에 대한 저항 드리프트의 측정 기록은 이러한 과제에 부합한다. 예를 들어, 도 11에 따르면 일일 중앙값이 입력되고, 두 수직 섹션 사이의 x축의 스케일이 도 9, 도 10 및 도 11에서 점점 커진다. 도 9에서 x축의 배율이 2분(탭 212, 212a, 212b)으로 분할되면, 탭(213)의 이력 표기는 이미 스케일 단위당 2시간으로 확대되고, 드리프트는 더 긴 시간인 2개월로 스케일된다.

측정 데이터는 지속적으로 축적되므로 장기적인 관측 및 평가가 가능하고, 분-래스터(minute-raster)에서 단기적인 검출도 가능하다.

저장된 데이터는 필드(235)를 통해 읽을 수 있다(텍스트 파일은 이 데이터를 제공하기 위해 제공된다). 드리프트 데이터는 또한 도 11에 도시된 바와 같이 필드(236)를 통해, 각 장비관련 기능필드(237)에서 읽을 수 있다. 1일 이상의 더 긴 기간에 걸쳐 드리프트 데이터를 읽는 것은(도 10의 이력 데이터는 대략 24시간을 갖는 1일에 대해 표시됨) 도 11의 2개월의 래스터(raster)와 차트-드리프트 데이터(234')를 통해 달성될 수 있다.

여기에 설명된 모든 필드는, 할당된 작업을 트리거하기 위해 터치-센시티브 또는 클릭-센시티브하다.

또한, 저항값에 비교될 수 있는 전압 변동을 작동가능한 필드(240)를 통해 표시함으로써 모니터링 및 제어된다. 전압 변동(241)은 x축 상의 데이터 샘플 수에 따라 스케일링된다.

도 6bb를 참조하여 기능(121)에서 상술된 제로크로싱이 제거되는 점을 주목할 수 있다. 이러한 부분 중 하나는 241a로 포착된다. 전압의 유효값과 전류에 대해서도 상응하는 값을 계산하는 데 필요한 4 내지 5주기에서, 모든 장비의 저항값의 이력(213)의 경우보다 훨씬 더 많은 전압 및 전류에 대한 데이터 샘플이 UI 평가를 위해 지속적으로 저장된다는 점이 이해된다.

상술한 바와 같이 권선 접촉의 조기 검출이 가능했다는 점이 도 13 및 도 14에 나타나며, 도 13의 것을 첫번째 이벤트로, 도 14의 것을 두번째 이벤트로 칭한다.

이력 및 그에 속하는 탭(213)에 근거하여 입증되는데, 이에 근거하여 그리고 도 10에서 상술한 기능 프로세스를 기초로, 발생한 일을 사후적으로 다시 분석할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 2h의 시간 래스터가 상정되어 표시되고, 기능 선택 필드(237)를 통해, 여기서 PHOT-0900 장비의 도 13의 경보 사례에 대해 도시된다.

도 14의 두번째 이벤트의 경우, PHOT-1000 장비는 기능 선택 필드(237)에서 선택되고, 두 그림에서 스케일 래스터 당 2h의 스케일이 사용된다.

도 13의 부분-확대도에서, 시간 범위(300)는 시점(310)에서 오류 사례의 시작(저항 변화가 7% 만큼 발생)을 설명하기 위해 (300')으로 확대된다. 저항 손상은 실제 오류 사례 5시간 후 (320)에서 표시된다. 그러나 (다가오는) 실제 오류 사례 관찰시에 경보가 시간적으로 더 일찍 생성되고, 실제 오류로 인해 열적 시스템이 고장나기 전에 시스템에 의해 이미 고장 사례로 분류된다(또한 적재된 배치를 사용하지 못하게 한다).

도 14의 상응하는 부분-확대도에서 두번째 이벤트(오류 사례 2)의 시작을 설명하기 위해 시간 범위(300)가 (300'')로 확대된다(또한 여기서 시점(310')에서 7% 만큼 저항의 변화가 발생하였다). 저항의 손상은 두번째 실제 오류 사례보다 3.5h 후(320')에 표시된다. 경보는 이미 3.5h 이전에 생성되었다.

조기 발견 증명...

출원인의 내부 시스템에 히터 모니터링을 설치한 이후 권선 접촉의 조기 발견(첫번째 이벤트 및 두번째 이벤트)의 두개 이벤트가 입증될 수 있었다(도 13 및 도 14 참조).

두 경우 모두 약 7%의 저항 변화가 있었고 각각 약 3.5h 및 5h 후에 권선 손상(열적 장비에서 가열코일의 파손)에 이르렀다.

생산로트는 장비로의 경보 메시지에 의해 보호되었다.

Claims

웨이퍼 로트 또는 웨이퍼 배치의 수용 및 열처리를 위한 열적 장치(100)를 모니터링하기 위한 또는 모니터링하는 방법으로서,
열적 장치(100)의 여러 가열구역(1', 2', 3', 4', 5')의 적어도 하나의 가열구역(1')에서 저항(1)의 저항값(R₁)의 지속적인 측정이 수행되고;
관련 가열구역(1')에서 저항(1)의 현재 측정값(R₁(i))은 동일한 저항의 이전에 측정된 값(R₁(i-1))과 비교되고;
동일한 가열구역으로부터 두 저항값(R₁(i); (R₁(i-1))의 비교를 통해 검출된 편차(310, ΔR₁)가 발생한 경우, 열적장치(100)에 대한 경고 또는 경보(90)가 생성되며, 이는 열적 장치(100)의 전체 가열구역(1')의 고장 전에 시간적으로 선행하는 방법.
제1항에 있어서,
저항의 지속적인 측정은 저항(1)에서의 전압(21)과 전류(31)를 복수개 측정하여 저항값(R₁)을 각각 계산함으로써 얻어지는 방법.
제2항에 있어서,
저항값(R₁)의 지속적인 측정은 저항(1)의 값(R₁(i))의 시간적인 경과를 제공하고, 특히 시간적인 경과는 i번째 샘플링 값을 통해 제공되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 열적 장치에 대한 생성된 경고 또는 생성된 경보(90)는 가열구역(1')에서 저항(1)의 교환으로 이어지는 방법.
제1항에 있어서,
상기 저항값(R₁) 또는 저항(1)의 지속적인 측정은 열적 장치(100)의 실제 작동 전의 시간범위까지도 연장되는 방법.
제1항에 있어서,
저항(1)으로서 가열코일(1)의 인접한 부위(1.3, 1.4)의 전기접촉(F₁) 시, 시간적으로 이격된 상기 두 저항값의 비교를 통해 검출된 편차(ΔR₁)는, 저항(1)으로서 가열코일의 전류를 중단시키는 파손(320) 이전에 선행하는 방법.
제1항에 있어서,
시간적으로 이격된 상기 두 저항값의 비교를 통해 검출되는 편차(ΔR₁)는 온전한, 손상되지 않은 가열코일(1)의 저항값(R₁)의 10% 미만인 방법.
제7항에 있어서,
시간적으로 이격된 상기 두 저항값의 비교를 통해 검출되는 편차는, 온전한, 손상되지 않은 가열코일(1)의 저항값(R₁)의 7% 미만, 특히 5% 미만인 방법.
제1항, 또는 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
시간적으로 이격된 상기 두 저항값(R₁(i), R₁(i-1))의 비교를 통해 검출된 편차(ΔR₁)의 검출 후 1시간 이상 이후에 가열코일(1)의 파손이 진행되는 방법.
제1항 또는 제9항에 있어서,
검출된 편차(ΔR₁)는 가열코일(1)로서 관련된 가열 저항을 갖는 가열구역(1')의 고장의 훨씬 전에 선행하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
여러개의 열 구역 또는 가열구역(1',2',3',4',5')에서 각각의 저항이 지속적으로 측정되고 비교되는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
여러 개의 장비(100)의 여러개의 열 구역 또는 가열구역(1',2',3',4',5')에서 각각의 저항이 지속적으로 측정되고 비교되는 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지속적인 측정은 열적 장치(100) 또는 그 가열구역(1', 2', ...) 또는 가열구역 중 하나가 냉각되거나 냉각 모드인 경우에도 작동하는 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
측정으로부터 자동적으로 경보(90, 61, 161)를 트리거하도록 결론을 내리기 위해(151a) 측정과정에서 넘어야 하는 여러 임계값(122, 142, 151)이 제공되는 방법.
제14항에 있어서,
(a) 각각의 저항(1)에 공급되는 전압 주기의 최소 개수가 관련 전력 제어(40), 특히 사이리스터 제어에 의해 연속적으로 통과되어야 하고;
그리고/또는
(b) 계산된 저항(149) 및 측정된 전압으로부터 그리고 측정된 전류로부터의 작동 전력이 계산 및 비교되고;
그리고/또는
(c) 검출 및 계산된 저항편차(ΔR₁)는 제어창에 노출되고, 저항편차는 제어창을 넘어서야 하는 방법.
제15항에 있어서,
적어도 4개의 전압 주기가 통과되어야 하고, 그리고/또는 계산된 작동 전력은 서로 비교시 2% 미만 편차가 있거나/또는 적어도 2.5%의 계산된 저항편차(ΔR₁)가 검출되어야 하는 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저항 또는 저항들에서 전류 및 전압에 대한 선명한 RMS 형성을 위해 제로크로싱이 필터링되고, 단지 반파, 특히 음의 반파가 평가에 사용되는 방법.
여러 개의 열적 장치(100)를 모니터링하거나 상기 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 화면 디스플레이로서,
(i) 샘플링 속도 및 샘플링 값 수를 구성하기 위한 세그먼트(221a, 221b)를 가진 제1 필드(321), 계산된 저항값을 위한 윈도우 크기 설정을 위한 제2 필드(222), 열적 장치(100)에서 가열구역(1', 2', ...)의 활성화 또는 오프를 위한 제3필드(224, 224a), 및 전체 열적 장치의 온 또는 오프를 위한 제4 필드(223)의 형태로 열적 장치(100)의 기술적 파라미터를 표시하는 구성 윈도우 영역(211)과;
(ii) 실제 또는 계산된 측정값(23a), 특히 이러한 열적 장치(100)의 각 가열구역의 계산된 저항값에 대한 필드, 경보 메시지(90)에 대한 필드(91) 및 계산된 저항값(Ri(i))의 시간 경과를 표시하는 필드의 적어도 3개의 가시적으로 배치된 추가의 필드(230, 232, 91)를 포함하는 열적 장치(100) 중 하나의 기술적인 측정값을 기술하기 위한 측정 및 검출-창영역(212)을 갖는 디스플레이.
제18항에 있어서,
여러 개의 측정 및 검출-창영역(212a, 212b)이 제공되고, 각각 열적 장치(100)가 할당되는 디스플레이.
열처리되는 웨이퍼 로트 또는 웨이퍼 배치를 모니터링하기 위한, 상기 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한, 특히 제18항 또는 제19항에 따른 화면 디스플레이를 갖는 열적 장치.
제20항에 있어서,
연산장치 및 비교기(54)가 제공되며, 연산장치(140)에서 관련 가열구역(1')의 저항(1)의 현재 측정값(R₁(i))이 동일한 저항(1)의 이전에 측정된 값(R₁(i-1))과 비교되는 열적 장치.
제21항에 있어서,
이미 동일한 가열구역(1')으로부터의 2개의 저항값의 비교기를 통해 검출된 편차(310, ΔR₁)가 있는 경우, 열적 장치(100)에 대한 경고 또는 경보(90)가 발생될 수 있거나 또는 생성가능하고, 이는 시간적으로 열적 장치(100)에서 하나 또는 전체 가열구역(1)의 고장이 발생하기 전에 선행하는 열적 장치.
제22항에 있어서,
비교기(144, 54)는 편차형성기인 방법.