KR100206932B1 - Temperature control apparatus of semiconductor fabrication device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조장비의 온도제어장치에 관한 것으로, 주위온도에 따라 열기전력을 발생하는 프로파일 열전대와, 온도교정을 위한 기준전압원과, 상기 프로파일 열전대 및 기준전압원과 개별적으로 연결된 인터페이스 보드(Interface Board)가 소정의 스위칭동작에 따라 그 프로파일 열전대 또는 기준전압원을 선택적으로 온도제어회로에 접속할 수 있도록 구성된 프로파일 열전대 졍션박스(Profile Junction Box)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 인터페이스 보드는 다수의 프로파일 열전대에서 출력되는 온도신호를 각각 독립적으로 처리할 수 있게, 상기 다수의 프로파일 열전대와 기준전압원이 일대일로 대응함과 아울러 그 대응되는 각각의 부분회로가 독립적으로 형성되는 회로를 갖는다. 따라서 본 발명은① 온도교정시간이 단축되고 ② 프로파일 열젼대가 커넥터를 필요로 하지 않기 때문에 고장발생률이 감소하며, ③ 각 장비에 대해서 하나의 프로파일 열전대 졍션박스만을 구비해도 됨으로써, 각 튜브마다 그에 대응하는 졍션박스를 구비해야 했던 종래 기술에 비해서 부품비용이 크게 감소되며, ④ 8[mV] 전압원을 이동시키면서 사용하지 않아도 되므로, 장비의 수명이 연장되는 효과가 발생한다.The present invention relates to a temperature control device of a semiconductor manufacturing equipment, comprising: a profile thermocouple generating a thermoelectric power according to an ambient temperature, a reference voltage source for temperature calibration, and an interface board individually connected to the profile thermocouple and a reference voltage source ) Is configured to include a profile thermocouple junction box configured to selectively connect the profile thermocouple or reference voltage source to the temperature control circuit according to a predetermined switching operation. In this case, the interface board is a circuit in which the plurality of profile thermocouples and the reference voltage source correspond one-to-one and each corresponding partial circuit is formed independently so that the temperature signals output from the plurality of profile thermocouples can be independently processed. Has Therefore, the present invention reduces the temperature calibration time and reduces the failure rate because the profile thermocouple does not require a connector. ③ By providing only one profile thermocouple cushion box for each device, each tube corresponds to Compared with the prior art, which had to be equipped with a cushion box, the component cost is greatly reduced. ④ Since it is not necessary to move the 8 [mV] voltage source, the life of the equipment is extended.
Description
본 발명은 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 튜브(Tube)의 온도에 따라 열기전력을 발생하는 프로파일 열전대(Profile Thermocouple; T/C) 및 온도교정(Thermo Calibration)을 위한 기준전압원의 출력을 선택적으로 출력하는 프로파일 열전대 졍션 박스(Junction Box)를 포함하여 구성되는 반도체 제조장비의 온도제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and in particular, to selectively output the output of a reference thermocouple (T / C) and a reference voltage source for thermo calibration, which generate thermoelectric power according to the temperature of the tube. The present invention relates to a temperature control device for semiconductor manufacturing equipment including a profiled thermocouple junction box for outputting.
제1도는 종래 기술에 따른 퍼니스장치의 온도제어장치를 대략적으로 도시한 부분구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 튜브(Tube)의 온도에 따라 열기전력을 발생하는 프로파일 열전대(Profile T/C; 11) 및 그 프로파일 열전대(11)와 접속된 열전대 커넥터(T/C Connector; 12)와, 피씨비(PCB) 기판이 내장된 것으로, 상기 열전대 커넥터(12)와 연결될 수 있는 입력부(21)를 통해 상기 프로파일 열전대(11)로부터 입력되는 온도신호를 인가받아, 그 온도신호를 출력부(미도시) 및 그 출력부와 접속된 케이블 커넥터(31), 20핀 리본 케이블(20Pin Ribbon Cable; 32)을 통해 온도제어회로로 출력하는 프로파일 열전대 졍션박스(20)를 포함하여 구성되었다.FIG. 1 is a partial configuration diagram schematically showing a temperature control apparatus of a furnace apparatus according to the prior art. As shown therein, a profile thermocouple (T / C) generating thermoelectric power according to a temperature of a tube; 11) and a thermocouple connector (T / C Connector) 12 connected to the profile thermocouple (11) and a PCB (PCB) substrate is built-in, through the input unit 21 that can be connected to the thermocouple connector 12 The temperature signal input from the profile thermocouple 11 is applied, and the temperature signal is output to an output unit (not shown) and a cable connector 31 and a 20-pin ribbon cable 32 connected to the output unit. It was configured to include a profile thermocouple section box 20 output to the temperature control circuit through.
이와 같이 구성된 퍼니스장치의 온도제어장치는 프로파일 열전대(11)가 감지하는 온도 신호를 열전대 커넥터(12)와 프로파일 열전대 졍션박스(20) 및 케이블 커넥터(31), 20핀 리본 케이블(320을 통해 온도제어회로로 전달하였다. 이때 상기 프로파일 열전대 졍션박스(20)로 입력된 온도신호는 그 내부에 있는 피씨비 기판을 거쳐 흐로게 된다.The temperature controller of the furnace device configured as described above is configured to transmit a temperature signal detected by the profile thermocouple 11 through a thermocouple connector 12, a profile thermocouple section box 20, a cable connector 31, and a 20-pin ribbon cable 320. The temperature signal inputted to the profile thermocouple cushion box 20 flows through the PCB substrate therein.
그리고 상기와 같이 구성된 온도제어장치가 정확하게 온도를 검출하고 있는지를 알기 위한 그 온도제어장치에 대한 주기적인 온도교정단계가 수행되고 있는데, 그 온도교정 단계는 다음과 같은 ①-⑥의 순차적인 과정을 통해 이루어졌다. ① 2번 열전대 커넥터(12b)를 프로파일 열전대 졍션박스(20)의 입력부(21b)에서 뽑는다. ② 8[mV] 전압원(41)의 커넥터(42)를상기 프로파일 열전대 졍션박스(20)의 입력부(21b)에 삽입한다. ③ 전압 안정을 위해서 51분간 기다린다. ④ 조작 패널(Operator Panel)에서 레씨피 6(RECIPE 6)을 선택한다. ⑤ 『CALIB』 Button을 누르고 1분간 기다린다. ⑥ 1분후 온도 교정이 완료되면 8[mV] 전압원의 커넥터를 뽑고 끝낸다.In addition, a periodic temperature calibration step for the temperature control device is performed to determine whether the temperature control device configured as described above accurately detects the temperature. The temperature calibration step includes the following sequential processes of ①-⑥. Was done through. ① Unplug the No. 2 thermocouple connector 12b from the input portion 21b of the profile thermocouple cushion box 20. ② Insert the connector 42 of the 8 [mV] voltage source 41 into the input portion 21b of the profile thermocouple junction box 20. ③ Wait 51 minutes to stabilize the voltage. ④ Select Recipe 6 from the Operator Panel. ⑤ Press the CALIB Button and wait for 1 minute. ⑥ After 1 minute, when temperature calibration is completed, unplug the connector of 8 [mV] voltage source.
이상에서 설명한 온도제어장치는 하나의 튜브에 대해서만 적용되도록 구성됨으로써 하나의 퍼니스장치에 3-4에 온도제어장치가 필요하였다.Since the temperature controller described above is configured to be applied to only one tube, a temperature controller of 3-4 is required for one furnace apparatus.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 1) 프로파일 열전대 커넥터와 8[mV] 전압원 커넥터가 프로파일 열전대 졍션박스의 입력부에 자주 출입하게 됨으로써, 그 커넥터의 수명인 단축될 뿐만 아니라 자연산화 및 오염으로 인한 접촉저항이 증가하게 되어 정확한 온도제어를 어렵게 하는 문제점과, 2) 열전대 커넥터가 자주 출입함에 따라, 그 열전대 커넥터와 프로파일 열전대의 접속부가 단선되는 문제점과, 3) 온도교정을 위한 절차가 복잡하여 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.However, the prior art as described above, 1) the profile thermocouple connector and the 8 [mV] voltage source connector frequently enters the input portion of the profile thermocouple junction box, thereby shortening the lifespan of the connector as well as contact due to natural oxidation and contamination. The resistance increases, making accurate temperature control difficult, 2) the thermocouple connector frequently breaks in and out of the connection between the thermocouple connector and the profile thermocouple, and 3) complicated procedures for temperature calibration. There was a lot of problems.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 소정의 스위칭동작에 따라, 개별적으로 인가받는 프로파일 열전대 또는 8[mV] 전압원의 출력을 선택적으로 온도제어회로에 출력할 수 있도록 구성된 8[mV] 인터페이스 보드를 프로파일 졍션박스에 내장함으로써, 장비의 전체적인 구성이 간단하게 될 뿐만 아니라 온도교정을 위한 조작이 편리하게 되는데 적당한 반도체 제조장비의 온도제어장치를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and according to a predetermined switching operation, it is possible to selectively output the output of the individually applied profile thermocouple or 8 [mV] voltage source to the temperature control circuit. By incorporating the configured 8 [mV] interface board into the profile section box, not only the overall configuration of the equipment is simplified but also the operation for temperature calibration is convenient.
제1도는 종래 기술에 따른 퍼니스장치의 온도제어장치를 대략적으로 도시한 부분구성도.1 is a partial configuration diagram schematically showing a temperature control device of a furnace apparatus according to the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 퍼니스장치의 온도제어장치를 대략적으로 도시한 부분구성도.2 is a partial configuration diagram schematically showing a temperature control device of the furnace apparatus according to the present invention.
제3도는 상기 제2도에 도시된 프로파일 열전대 졍션박스에 내장된 8[mV] 인터페이스 보드를 나타낸 구성회로도서, 제3a도는 앞면을 도시한 구성회로도이고, 제3b도는 뒷면을 도시한 구성회로도.3 is a configuration circuit diagram showing an 8 [mV] interface board embedded in the profile thermocouple junction box shown in FIG. 2, FIG. 3A is a configuration circuit diagram showing a front side, and FIG. 3B is a configuration circuit diagram showing a rear side.
제4도는 상기 제2도에 도시된 8[mV] 전압원이 다수의 반도체 제조장비에 사용될 수 있음을 보여주는 구성회로도.4 is a circuit diagram showing that the 8 [mV] voltage source shown in FIG. 2 can be used in a plurality of semiconductor manufacturing equipment.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11a, 11b, 11c : 프로파일 열전대 13 : 프로파일 열전대 연결단자11a, 11b, 11c: profile thermocouple 13: profile thermocouple connection terminal
14 : 열전대 케이블(온도보상선) 41 : 8[mV] 전압원14: Thermocouple cable (temperature compensation line) 41: 8 [mV] voltage source
50 : 8[mV] 인터페이스 보드 51 : 스위치50: 8 [mV] Interface Board 51: Switch
52 : 온도보상회로(PRT) 53 : 프로파일 열전대 입력부52: temperature compensation circuit (PRT) 53: profile thermocouple input
54 : 8[mV] 전압원 입력부54: 8 [mV] voltage source input
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장비의 온도제어장치는, 주위 온도에 따라 열기전력을 발생하는 프로파일 열전대와, 온도교정을 위한 기준전압원과 상기 프로파일 열전대 및 기준전압원과 개별적으로 연결된 인터페이스 보드(Interface Board)가 소정의 스위칭동작에 따라 그 프로파일 열전대 또는 기준전압원을 선택적으로 온도제어회로에 접속할 수 있도록 구성된 프로파일 열전대 졍션박스(Profile Junction Box)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The temperature control device of the semiconductor manufacturing equipment according to the present invention for achieving the above object, the profile thermocouple for generating thermoelectric power according to the ambient temperature, the reference voltage source for temperature calibration and the interface connected to the profile thermocouple and the reference voltage source separately The board is characterized in that it comprises a profile thermocouple junction box configured to selectively connect the profile thermocouple or reference voltage source to the temperature control circuit according to a predetermined switching operation.
이때 상기 인터페이스 보드는 다수의 프로파일 열전대에서 출력되는 온도신호를 각각 독립적으로 처리할 수 있게, 상기 다수의 프로파일 열전대와 기준전압원이 일대일로 대응함과 아울러 그 대응되는 각각의 부분회로부가 개별적으로 형성되는 회로를 갖는다.In this case, the interface board is a circuit in which the plurality of profile thermocouples and the reference voltage source correspond one-to-one and each corresponding partial circuit part is formed separately so that the temperature signals output from the plurality of profile thermocouples can be independently processed. Has
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 따른 퍼니스장치의 온도제어장치를 대략적으로 도시한 부분구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 각 튜브(Tube)의 온도를 감지하여 열기전력을 발생하는 프로파일 열전대(11)와; 온도교정을 위한 기준전압을 출력하는 8[mV] 전압원(41)과; 상기 각 튜브에 대응하는 프로파일 열전대 입력부(53)를 통해서 그 각 튜브의 온도를 감지하는 프로파일 열전대(11)와 개별적으로 연결됨과 아울러 8[mV] 전압원 입력부(54)를 통해서 상기 8[mV] 전압원과 병렬로 연결되고, 각 튜브에 대응하는 출력부(미도시)와 그 출력부와 각각 접속된 커넥터(31) 및 20핀 리본 케이블(32)를 통해서는 각각의 온도제어회로와 개별적으로 연결된 4개의 부분회로에 대응하는 4개의 스위치(51)가 스위칭됨에 따라, 상기 8[mV] 인터페이스 보드(50)에 접속된 각 튜브의 온도를 감지하는 프로파일 열전쌍 또는 8[mV] 전압원인 상기 각 온도제어회로와 연결되도록 하는 프로파일 열전대 졍션박스를 포함하여 구성된다.2 is a partial configuration diagram schematically showing the temperature control device of the furnace apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, a profile thermocouple 11 for sensing the temperature of each tube and generating thermoelectric power is provided. ; An 8 [mV] voltage source 41 for outputting a reference voltage for temperature calibration; The 8 [mV] voltage source through the 8 [mV] voltage source input unit 54 is connected separately with the profile thermocouple 11 which senses the temperature of each tube through the profile thermocouple input unit 53 corresponding to each tube. Connected in parallel to each tube, and individually connected to the respective temperature control circuits through an output unit (not shown) corresponding to each tube, and a connector 31 and a 20-pin ribbon cable 32 respectively connected to the output unit. As the four switches 51 corresponding to the four partial circuits are switched, each temperature control which is a profile thermocouple or an 8 [mV] voltage source that senses the temperature of each tube connected to the 8 [mV] interface board 50 It consists of a profile thermocouple section box to be connected to the circuit.
이때 상기 프로파일 열전대 졍션박스에 내장된 8[mV] 인터페이스 보드(50)의 구성회로는 앞면을 도시한 제3a도와 제3b도에 도시된 바와 같이, 4개의 개별적인 부분회로부는 각각 프로파일 열전대 입력부(53)를 통해서는 그 자신에 대응하는 튜브의 프로파일 열전대(11)와 접속하는 8[mV] 전압원 입력부(54)를 통해서는 다른 부분회로부와 함께 8[mV] 전압원(41)과 병렬로 접속하며, 출력부는 커넥터(31) 및 20핀 리본 케이블(32)을 통해 그 각각의 부분회로부에 대응하는 온도제어회로와 접속한다. 이와 같이 구성된 8[mV] 인터페이스 보드(50)는 스위치(51)에 대한 조작자의 스위칭동작에 따라, 상기 프로파일 열전대(11) 또는 8[mV] 전압원(41)의 온도제어회로에 선택적으로 연결도록 각각의 입출력부가 상호 접속한다.At this time, the component circuit of the 8 [mV] interface board 50 embedded in the profile thermocouple section box, as shown in Figure 3a and 3b showing the front surface, each of the four separate partial circuits are each profile thermocouple input unit 53 Is connected in parallel with the 8 [mV] voltage source 41 together with the other subcircuit through the 8 [mV] voltage source input unit 54 which is connected to the profile thermocouple 11 of the tube corresponding to itself. The output portion is connected to the temperature control circuit corresponding to each of the partial circuit portions through the connector 31 and the 20-pin ribbon cable 32. The 8 [mV] interface board 50 configured as described above is selectively connected to the temperature control circuit of the profile thermocouple 11 or the 8 [mV] voltage source 41 according to the switching operation of the operator for the switch 51. Each input / output unit is interconnected.
그리고, 상기 프로파일 열전대(11)는 연결단자(13)를 거쳐 온도보상선(14)으로 구성된 케이블(14)를 통해 프로파일 열전대 졍션박스의 입력부(53)와 접속됨으로서, 프로파일 열전대(11)에서 프로파일 열전대 졍션박스로 입력되는 열기전력을 손실없이 전달한다. 그 뿐만 아니라 상기 프로파일 열전대 졍션박스에는 그 내부에 흐르는 기전력이 손실을 입지 않도록 하기 위한 온도보상회로(52)가 구비된다.In addition, the profile thermocouple 11 is connected to the input portion 53 of the profile thermocouple junction box through a cable 14 composed of a temperature compensation line 14 via the connection terminal 13, thereby the profile in the profile thermocouple 11 Delivers the thermal power input to the thermocouple cushion box without loss. In addition, the profile thermocouple junction box is provided with a temperature compensation circuit 52 to prevent the electromotive force flowing therein from being lost.
이와 같이 구성된 온도제어장치의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the temperature control device configured as described above is as follows.
장비(튜브)가 웨이퍼 공정을 수행하는 경우에는, 프로파일 열전대 졍션박스에 있는 스위치(51)를 온(ON)으로 한다. 따라서 프로파일 열전대(11)가 감지하는 튜브의 온도신호(기전력)는 프로파일 열전대 연결단자(13), 온도보상선(14), 졍션박스에 내장된 8[mV] 인터페이스 보드(50), 커넥터(31)와 20핀 리본 케이블(32)을 거쳐 온도제어회로에 전달된다.When the equipment (tube) performs a wafer process, the switch 51 in the profile thermocouple junction box is turned ON. Therefore, the temperature signal (electromotive force) of the tube detected by the profile thermocouple 11 is the profile thermocouple connection terminal 13, the temperature compensation line 14, the 8 [mV] interface board 50, the connector 31 built in the junction box. And the 20-pin ribbon cable 32 to the temperature control circuit.
그리고, 주기적인 온도교정을 수행하는 경우에는, 프로파일 열전대 졍션박스에 있는 상기 스위치(51)를 오프(OFF 또는 CALIBRATION)로 한다. 그러면, 8[mV] 전압원(41)으로부터 출력되는 전압이 졍션박스에 내장된 8[mV] 인터페이스 보드(50)를 통해 커넥터(31)와 20핀 리본 케이블(32)을 거쳐 온도제어회로로 전달된다. 따라서, 상기 8[mV] 전압원(41)으로부터 출력되는 전압에 대응하는 온도가 디스플이되어, 본 발명이 적용된 온도제어장치 및 8[mV] 전압원(41)이 정확히 동작하는지를 알 수 있게 된다.In the case of performing periodic temperature calibration, the switch 51 in the profile thermocouple junction box is turned OFF or CALIBRATION. Then, the voltage output from the 8 [mV] voltage source 41 is transferred to the temperature control circuit through the connector 31 and the 20-pin ribbon cable 32 through the 8 [mV] interface board 50 embedded in the junction box. do. Therefore, the temperature corresponding to the voltage output from the 8 [mV] voltage source 41 is displayed, so that it is possible to know whether the temperature control device and 8 [mV] voltage source 41 to which the present invention is applied are operating correctly.
한편, 제4도는 하나의 8[mV] 전압원(41)이 다수의 반도체 제조장비에 사용될 수 있음을 보여주고 있는데, 이는 다수의 장비를 각각 구성하게 되는 온도제어장치의 8[mV] 인터페이스 보드(50)와 8[mV] 전압원(41)을 병렬로 접속함으로써 달성된다.On the other hand, Figure 4 shows that one 8 [mV] voltage source 41 can be used in a plurality of semiconductor manufacturing equipment, which is the 8 [mV] interface board ( 50) and the 8 [mV] voltage source 41 are achieved in parallel.
그리고 상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예는 상기 졍션박스에 포함된 스위치가 점퍼(Jumper)로 대체하여 구성한다.And another embodiment of the present invention configured as described above is configured by replacing the switch included in the junction box with a jumper (Jumper).
상술한 바와 같이, 본 발명은 ① 온도제어장치의 온도교정시간이 단축되고, ② 프로파일 열전대가 커넥터를 필요로 하지 않기 때문에 고장발생률이 감소하며, ③ 리본 케이블이 온도보상선으로 대체되어 구성되기 때문에 열기전력의 손실이 감소되어 정확한 온도제어가 이루어지고, ④ 각 장비에 대해서 하나의 프로파일 열전대 졍션박스만을 구비해도 됨으로써, 각 튜브마다 그에 대응하는 졍션박스를 구비해야 했던 종래 기술에 비해서 부품비용이 크게 감소되며, ⑤ 8[mV] 전압원을 이동시키면서 사용하지 않아도 되므로, 장비의 수명이 연장되는 효과가 발생한다.As described above, the present invention is because ① the temperature calibration time of the temperature control device is shortened, ② the failure rate is reduced because the profile thermocouple does not require a connector, ③ because the ribbon cable is replaced by a temperature compensation line The loss of thermoelectric power is reduced and accurate temperature control is achieved. ④ Only one profile thermocouple section box can be provided for each equipment, so that the component cost is much higher than the prior art that each tube should have a corresponding section box. ⑤ It does not need to be used while moving the 8 [mV] voltage source, which has the effect of extending the life of the equipment.
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