KR100426713B1 - 비직사각형 열모듈 및 이것을 이용한 웨이퍼용 냉각장치 - Google Patents

비직사각형 열모듈 및 이것을 이용한 웨이퍼용 냉각장치 Download PDF

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Abstract

한쌍의 전열판의 사이에 복수의 펠티어소자를 배치함으로써 열모듈을 형성하고, 상기 전열판은, 원호형상 또는 직선형상을 이루는 외주측 윤곽부 및 내주측 윤곽부와, 이들 외주측 윤곽부와 내주측 윤곽부를 서로 열결하는 좌우의 측가장자리측 윤곽부를 보유하고 있고, 상기 외주측 윤곽부는 내주측 윤곽부보다 길게 형성되고, 상기 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 적어도 일부에, 상기 내주측 윤곽부측을 향하여 테이퍼형상으로 경사지는 서로 비평행한 제 1직선부를 포함한다.

Description

비직사각형 열모듈 및 이것을 이용한 웨이퍼용 냉각장치{NON-RECTANGULAR THERMO MODULE WAFER COOLING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 반도체 웨이퍼의 냉각에 사용되는 비직사각형 열모듈과, 이것을 이용하여 형성한 냉각장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각장치는, 일반적으로, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 원판형의 냉각 플레이트(1)와, 열을 외부로 방출하기 위한 방열블럭(2)의 사이에, 복수의 열모듈(3)을 배치하고, 이들을 복수의 작은나사(4)에 의해 일체로 고정함으로써 형성되어 있다. 또한, 상기 냉각 플레이트(1)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 지지하는 복수의 리프터 핀(5)이, 상기 방열블럭(2)과 냉각 플레이트(1)를 관통하여 상하이동 가능하게 돌출되어 있다. 도 중 6은 냉매의 유로이다.
종래의 이러한 종류의 냉각장치는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기 열모듈(3)이 정사각형상 또는 직사각형상을 하고 있어서, 이 직사각형의 열모듈(3)을 냉각 플레이트(1)의 원형면 내에 배치하여 두었다. 이 때문에, 상기 열모듈(3)을 빈틈없이 밀접하게 배치하는 것이 곤란하고, 데드스페이스가 많이 존재하게 되고, 열모듈(3)이 있는 장소와 없는 장소의 사이에서 온도균배가 발생하는 것을 피할 수 없고, 웨이프를 균일하게 냉각하는 것이 곤란하며 냉각효율이 나쁘다라는 결점이 있었다. 또한, 상기 작은나사(4)의 체결위치나 리프터 핀(5)의 설치위치에서, 이들을 피하기 위하여 열모듈(3)을 설치하는 것이 불가능하다. 상기 열모듈이 설치되지 않은 부분이 보다 많게 되어버렸다. 또한, 상기한 바와 같이 온도균배는, 상기 냉각 플레이트(1)를 경량화, 열용량의 저감 등을 위하여 얇게 하면, 더욱 현저하게 나타난다.
또한, 상기 냉각 플레이트(1)는, 열용량을 저감하여 냉각시간을 단축하는 등의 목적으로 박형화하는 것이 요망되지만, 이 박형화에 수반하여, 작은나사(4)에 의해 체결하였을 때에 그 위치에서 변형되기 쉽게 되며, 평면도가 저하한다라는 문제도 있다.
또한, 상기 냉각 플레이트(1)와 열모듈(3)을 조합시키는 경우, 냉각 플레이트(1)의 소정의 위치에 정확하게 각 열모듈(3)을 배치하지 않으면 불균등한 온도분포가 발생하기 때문에, 상기 냉각 플레이트에 열모듈을 고정하기 위한 오목부를 설치하거나, 또는, 스페이서로 열모듈의 위치를 고정하여 두었다. 그런데, 이와 같은 대책을 간구한 경우에도, 상기 오복부 주변이나 스페이서로의 열모듈의 얹어짐에 의해서 맞붙음불량이 발생하는 것이 있고, 이 때문에, 열모듈을 정확하게 배치함과 동시에, 맞붙음불량이 발생하지 않도록 하는 것이 요망되고 있었다.
본 발명의 기술적 과제는, 냉각장치에 있어서의 원판형상 냉각 플레이트의 원형면 내에 밀접하게 설치할 수 있다. 냉각능력의 향상과 온도분포의 저감을 도모하는데다가 유효한 열모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 상기 열모듈을 이용함으로써 냉각능력의 향상과 온도분포의 저감을 도모한 냉각장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면, 마주 대하는 한쌍의 전열판의 사이에 복수의 펠티어소자를 배치함으로써 형성되고, 상기 전열판은, 원호형상 또는 직선형상을 이루는 외주측 윤곽부 및 내주측 윤곽부와, 이들 외주측 윤곽부와 내주측 윤곽부를 서로 열결하는 좌우의 측가장자리측 윤곽부를 보유하고 있어서, 상기 외주측 윤곽부는 내주측 윤곽부보다 길게 형성되고, 또한, 상기 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 적어도 일부에, 상기 내주측 윤곽부측으로 향하여 테이퍼형상으로 경사지는 서로 비평행한 제 1직선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열모듈이 제공된다.
상기 열모듈에 있어서의 전열판의 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 그 전체가 상기 제 1직선부로 형성하여도 좋지만, 내주측 윤곽부 부근의 부분을 상기 제 1직선부로 형성하고, 외주측 윤곽부 부근의 부분을 서로 평행한 제 2직선부로 형성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 복수의 펠티어소자는, 상기 전열판의 내주측 윤곽부로부터 내주측 윤곽부로 향하여 배치밀도에 구배를 가지며 설치하여도 좋다.
또한, 상기 열모듈에는, 상기 한쌍의 전열판을 관통하는 관통구멍을 설치할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 구성을 보유하는 복수의 열모듈을, 웨이퍼를 냉각하기 위한 원판형의 냉각 플레이트와, 열을 외부로 방출하기 위한 방열블럭의 사이에, 인접하는 열모듈의 상기 제 1직선부끼리를 서로 평행하게 근접시킨 상태로 동심원형상으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치가 제공된다.
상기 냉각장치에 있어서는, 내측의 원주 상에 위치하는 열모듈과 외측의 원주 상에 위치하는 열모듈이, 서로 다른 형상 및 치수를 보유하는 것이어도 좋다.
또한, 상기 냉각 플레이트와 열모듈과 방열블럭과는, 적어도 일부의 열모듈의 설치위치에서, 이 열모듈을 관통하는 나사로 서로 고정하는 것이 요망된다.
또한 본 발명에 있어서는, 둥근 환형으로 배치된 상기 열모듈의 인접하는 것끼리를 도선으로 순차 접속함으로써, 이들 열모듈을 상기 도선으로 필요한 설치패턴으로 유지시키는 것이 요망된다.
도 1은, 본 발명에 관한 열모듈의 제 1실시예를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 도 1에 있어서의 Ⅱ-Ⅱ선으로의 단면도이다.
도 3은, 도 1의 열모듈에 있어서의 펠티어소자의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 본 발명에 관한 열모듈의 제 2실시예에 있어서의 펠티어소자의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 5는, 본 발명에 관한 열모듈의 제 2실시예에 있어서의 펠티어소자의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 발명에 관한 열모듈의 제 2실시예에 있어서의 펠티어소자의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 7은, 본 발명에 관한 냉각장치의 제 1실시예를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 8에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ선의 위치에서 단면으로 한 것이다.
도 8은, 상기 제 1실시예의 냉각장치에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 제 2실시예의 냉각장치에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 10은, 제 3실시예의 냉각장치에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 제 4실시예의 냉각장치에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 평면도이다.
도 12는, 종래의 냉각장치의 개략적인 단면도이고, 도 13에 있어서의 XII-XII선의 위치에서 단면으로 한 것이다.
도 13은, 도 12의 냉각장치에 있어서의 열모듈의 배열상태를 나타내는 평면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10A, 10B … 열모듈 11 … 전열판
11a … 외주측 윤곽부 11b … 내주측 윤곽부
11c, 11d … 측가장자리측 윤곽부 12 … 펠티어소자
14 … 제 1직선부 15 … 제 2직선부
16 … 관통구멍 21 … 냉각 플레이트
22A ~ 22D … 열모듈 23 … 방열블럭
24 … 작은나사 25 … 리프터 핀
도 1 ~ 도 3은, 본 발명에 관한 비직삭형 열모듈의 제 1실시예를 나타내는 것이다. 이 열모듈(10A)은, 상하 한쌍의 전열판(11, 11)의 사이에 복수의 펠티어소자(12)를, 소요의 패턴으로 밀접하게 또한 실질적으로 균일한 밀도로 배치한 것이다. 상기 전열판(11)은, 전열도성에 우수한 세라믹스로 이루어지는 것으로, 원호형상을 이루는 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)와, 이들 외주측 윤곽부 (11a)와 내주측 윤곽부(11b)를 서로 연결하는 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)를 보유하고 있다. 또한, 상기 외주측 윤곽부(11a)는 내주측 윤곽부(11b)보다 길게 형성되어 있고, 또한, 상기 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)는, 서로 비평행한 제 1직선부(14, 14)에 의해서 형성되어 있다. 이들 제 1직선부(14, 14)는, 상기 외주측 윤곽부(11a)측으로부터 내주측 윤곽부(11b)측을 향하여 점점 테이퍼형상으로 경사지고, 또한 좌우 대칭을 이루고 있다.
상기 열모듈(10A)의 중간위치에는, 상하의 전열판(11, 11)을 관통하도록 관통구멍(16)이 형성되어 있다, 이 관통구멍(16)은, 도 7에 나타내는 바와 같은 냉각장치에 있어서, 냉각 플레이트(21)와 열모듈(22A ~ 22D)과 방열블럭(23)을 작은나사(24)로 동시에 고정하는 경우에, 이 작은나사(24)가 삽입통과하기 위한 설치용 구멍으로서 사용하는 것이다. 또는 이 관통구멍의 구멍지름을 설치용으로서 사용하는 경우보다 약간 크게 함으로써, 웨이퍼(W)를 지지하는 리프터 핀(25)의 삽입통과용 구멍으로서 사용할 수도 있다.
도 4는, 열모듈의 제 2실시예를, 상방의 전열판을 생략하여 나타내는 것이다. 이 열모듈(10B)이 상기 제 1실시예의 열모듈(10A)과 상위하다는 점은, 전열판 (11)의 외주측 윤곽부(11a)와 내주측 윤곽부(10b)가 각각 직선형상을 이루고 있는 점, 복수의 펠티어소자(12)가 밀도에 구배를 가지게 하여 설치되어 있는 점, 관통구멍(16)을 가지지 않은 점이다. 즉, 상기 열모듈(10B)은, 대형상을 이루는 한쌍의 전열판(11, 11)의 사이에, 복수의 펠체(12)를, 내주측 윤곽부(11b)로부터 외주측 윤곽부(11a)로 감에 따라서 좌우 인접하는 펠티어소자(12, 12) 간의 간격을 서서히 넓힘으로써, 이 설치밀도가 점점 작게 되도록 배치되어 있다. 그 외의 구성은 실질적으로 제 1실시예와 돌일하다.
또한, 상기 제 2실시예의 열모듈(10B)에 있어서, 상기 펠티어소자(12)를 내주측 윤곽부(11b)로부터 외주측 윤곽부(11a)로 감에 따라서 점점 설치밀도가 밀접하게 되도록 배치할 수도 있다. 또한, 상기한 바와 같은 관통구멍(16)을 설치하여도 좋다.
도 5는 열모듈의 제 3실시예를, 상방의 전열판을 생략하여 나타내는 것이다. 이 열모듈(10C)은, 상기 제 2실시예의 열모듈(10B)과 마찬가지로 펠티어소자(12)의 설치밀도에 구배를 가지게 한 것이지만, 이 제 2실시예와 상위하는 점은, 펠티어소자 (12)의 설치패턴이 약간 다른 점과, 전열판(11)의 외주측 윤곽부(11a)와 내주측 윤곽부(11b)가 각각 원호형상을 하고 있는 점이다. 즉, 상기 펠티어소자(12)를, 전열판(11)의 내주측의 중간부에 있어서는 밀접하게 배치하고, 전열판(11)의 외주측의 중간부에 있어서는 거칠게 배치되어 있다. 또한, 상기 전열판(11)의 내주측 윤곽부 (11b)는 직선이어도 좋다. 이 외의 구성은 실질적으로 제 2실시예와 동일하다.
도 6은 열모듈의 제 4실시예를, 상방의 전열판을 생략하여 나타내는 것이다. 이 열모듈(10D)이 상기 제 1실시예의 열모듈(10A)과 서로 다른 점은, 전열판(11)의 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)가, 서로 비평행한 상기 제 1직선부(14)만으로 형성되어 있는 일없이, 내주측 윤곽부(11b) 부근의 중간부에 위치하는 상기 제 1직선부(14)와, 외주측 윤곽부(11a) 부근의 중간부에 위치하는 서로 평행한 제 2직선부(15)로 형성되어 있는 점, 상기 전열판(11)이 관통구멍(16)을 가지지 않은 점이다. 그 외의 구성은 실질적으로 제 1실시예와 동일하다.
또한, 상기 제 4실시예의 열모듈(10D)에 있어서, 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)에 있어서의 상기 제 2직선부(15)는 서로 비평행하게 하는 것도 가능하다. 이 경우에 이 제 2직선부(15)는, 상기 제 1직선부(14)와 동일 방향으로 경사져 있지만, 이 경사는 상기 제 1직선부(14)보다 느슨하게 된다. 또한, 상기 내주측 윤곽부(11b) 및 외주측 윤곽부(11a)의 적어도 어느 한쪽을 직선형상으로 형성하는 것도 가능하다. 또는, 상기 펠티어소자(12)를, 내주측 윤곽부(11b)로부터 외주측 윤곽부(11a)로 감에 따라서 점점 밀도를 변경하여 설치할 수도 있고, 또는, 상기관통구멍(16)을 설치할 수도 있다.
상기 각 실시예의 열모듈(10A ~ 10D)은, 상기 각 구성형태대로, 내주측 윤곽부(11b)와 외주측 윤곽부(11a)의 치수를 변경하거나, 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)의 길이를 변경함으로써, 용도에 따라서 각종 외형 및 치수를 가지도록 구성할 수 있다.
도 7 및 도 8은 상기 비직사각형 열모듈을 사용하여 형성하는 웨이퍼용 냉각장치의 제 1실시예를 개략적으로 나타내는 것이다. 이 냉각장치(20)는, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 원판형의 냉각 플레이트(21)와, 열을 외부로 방출하기 위한 방열블럭(23)의 사이에, 형상이 다른 복수의 열모듈(22A ~ 22C)을 동심원상에 배치함과 아울러, 중심부에 원형의 열모듈(22D)을 배치한 것이다. 도 중 26은, 상기 방열블럭(23)의 내부에 설치한 냉매용 유로이다. 또한, 이 방열블럭(23)에 관해서는, 상기 열모듈(22A ~ 22D)로부터의 열을 외부로 방출가능하도록 되어 있으면, 1장의 플레이트로 이루어지는 것이어도, 복수의 플레이트 또는 이것과 비슷한 부재로 이루어지는 것이어도 좋다.
상기 냉각장치(20)에 있어서, 외측의 둥근 고리(27) 상에 위치하는 상기 열모듈(22A)과, 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 상기 열모듈(22B, 22C)은, 횡폭이나 길이 등이 서로 다르지만, 이들은 기본적으로 도 3 또는 도 5에 나타내는 바와 같은 구성을 보유하는 것이다. 즉, 이들 열모듈(22A ~ 22C)은, 상하의 전열판 (11)이, 원판형상을 이루는 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)와, 서로 비평행한 제 1직선부(14)로 이루어지는 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)를 보유하고 있다. 또한, 복수의 열모듈(22A ~ 22C)을, 내주측 윤곽부(11b)를 냉각 플레이트(21)의 중심측으로 향함과 아울러 외주측 윤곽부(11a)를 냉각 플레이트(21)의 외주측으로 향한 상태로, 인접하는 열모듈(22A ~ 22C)의 상기 제 1직선부(14)끼리를 서로 평행시키고 또는 근접시킴으로써 둥근 환형으로 배치되어 있다. 이 경우, 외측의 둥근 고리(27) 상에 위치하는 상기 열모듈(22A, 22A)이 서로 인접하는 위치에, 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 상기 열모듈(22B, 22C)을 배치함으로써, 이들 간의 간극이 외주 일직선형상으로 연결되지 않도록 하고 있다.
또한, 외주의 둥근 고리(27, 28) 상에 위치하는 상기 열모듈(22A ~ 22C)은, 인접하는 것끼리의 외주단 부근의 위치에 있어서 짧은 도선(29)에서 순차 인접함으로써, 이 도선(29)에서 전체로서 둥근 환형의 위치관계를 유지하도록 결합하고 있다. 또한, 내측의 둥근 고리(28)에는, 길이가 다른 2종류의 열모듈(22B, 22C)이 포함되어 있다.
한편, 중앙에 위치하는 열모듈(22D)은, 원판형상으로 한 상하의 전열판의 사이에 복수의 펠티어소자를 설치한 것이다.
상기 각 열모듈(22A ~ 22C)은 각각 관통구멍(16)을 보유하고 있어서, 적어도 일부의 열모듈의 관통구멍(16)에, 방열블럭(23)측으로부터 작은나사(24)를 관통하여 냉각 플레이트의 나사구멍(21a)에 나사삽입함으로써, 이들 냉각 플레이트(21)와 각 열모듈(22A ~ 22C)과 방열블럭(23)이 일체로 결합되어 있다. 이 경우, 각 열모듈 (22A ~ 22C)의 전열판(11)과 냉각 플레이트(21) 및 방열블럭(23)과의 사이에는, 고전열판의 실리콘 그리스 등이 사이에 끼워짐으로써, 이들 밀착성이 높아지고 있다.
또한, 내측의 둥근 고리 상에 위치하는 열모듈(22B, 22C) 중 길이가 짧은 열모듈(22C)의 내주단과, 중앙의 열모듈(22D)의 사이의 공간 내에는, 냉각 플레이트 (21)와 방열블럭(23)을 관통하는 복수의 구멍(25a)이 같은 중심각으로 방사형상으로 설치되고, 이들 구멍(25a) 내에 리프터 핀(25)이 상하이동 가능하게 삽입되어 있다.
이렇게 하여 상기 냉각장치(20)에 있어서는, 열모듈(22A ~ 22C)을 특수한 비직사각형으로 한 것에 의해, 이들 열모듈을 냉각 플레이트(21)의 원형면 내에 간극없이 밀접하게 설치할 수 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 냉각시에 상기 냉각 플레이트(21)에 온도균배가 생기는 일이 없게 되고 상기 웨이퍼(W) 전체를 균일하게 또한 효율좋게 냉각할 수 있도록 된다.
또한, 상기 냉각 플레이트(21)와 열모듈(22A ~ 22C)과 방열블럭(23)을 작은나사(24)로 결합하는 경우에, 상기 열모듈의 위치에서 작은나사로 고정함으로써, 상기 열모듈이 시트부재와 같은 역할을 하여 냉각 플레이트(21)의 변형을 방지하기 때문에, 상기 냉각 플레이트(21)를 얇게 하여도 그 평면도를 확실하게 유지할 수 있다. 또한, 상기 작은나사(24)의 설치위치에도 열모듈이 설치되기 때문에, 종래품과 같이 이들 설치부분이 데드스페이스로 되어서 온도균배가 발생한다라는 문제가 생기지 않는다.
또한, 상기 각 열모듈(22A ~ 22C)은, 펠티어소자(12)를 균등하게 배치한 것과, 내주측과 외주측에서 밀도에 차를 가지게 하여 배치한 것이, 조건에 따라서 구별되어진다. 예컨데, 웨이퍼 냉각시의 냉각 플레이트(21)의 온도가 외기온보다 높고, 이 냉각 플레이트(21)의 외주면으로부터 외기로의 방열이 생기기 쉬운 경우에는, 외측 둥근 고리(27)에, 도 5에 나타내는 바와 같은, 펠티어소자(12)를 내주측 윤곽부(11b)로부터 외주측 윤곽부(11a)로 감에 따라서 밀도가 점점 거칠게 되도록 배치한 열모듈을 사용하면, 상기 냉각 플레이트(21)에 외주측과 그 내측과의 사이의 온도균배의 해소에 유효하다.
또한, 상기 냉각 플레이트(21)의 하면에는, 각 열모듈이 결합하는 위치결정용 오목부를 설치하는 것이 가능하지만, 둥근 환형으로 나열한 각 열모듈은, 상기 도선(29)에서 순차 열결됨으로써 전체로서 둥근 환형의 위치관계를 유지하고 있기 때문에, 반듯이 이와 같은 오목부가 설치될 필요는 없다. 또한, 도시한 예에서는, 상기 열모듈을 각 둥근 고리마다 도선(29)에서 일체로 결합하고 있지만, 둥근 고리의 복수의 구분으로 분할하여 각각의 구분마다 열모듈을 도선에서 결합하여도 좋고, 또는, 모든 열모듈을 도선(29)에서 일체로 결합하여도 좋다.
도 9는 제 2실시예의 냉각장치(30)에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 것이다. 이 제 2실시예에 있어서, 외측의 둥근 고리(27) 상에 위치하는 열모듈 (32A)은, 도 4에 나타내는 열모듈(10B)과 기본적으로 동일 구성을 보유하는 것이다. 즉, 이 열모듈(32A)은, 상하의 전열판(11)이, 직선형상을 이루는 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)와, 서로 비평행한 제 1직선부(14)로부터 이루는 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)를 보유하고 있다. 또한, 상하의 전열판(11)에는 관통구멍(16)이 설치되고, 이 관통구멍(16)의 적어도 일부에 결합용 작은나사가삽입통과되어 있다.
한편, 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 열모듈(32B, 32C)은, 기본적으로 도 6에 나타내는 열모듈(10D)과 유사한 구성을 보유하는 것이다. 즉, 이들 열모듈 (32B, 32C)은, 상하의 전열판(11)의 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)가 원호형상으로 형성되고, 또한 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)는, 내주측 윤곽부(11b) 부근의 중간부에 위치하는 서로 평행한 제 1직선부(14)와, 외주측 윤곽부(11a) 부근의 중간부에 위치하는 서로 평행한 제 2직선부(15)로 형성되어 있다. 또한, 인접하는 열모듈의 상기 제 1직선부(14, 14)끼리를 서로 평행시키고 또한 인접시킴으로써 둥근 환형으로 배치되어 있다.
이 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 열모듈(32B, 32C)에는, 관통구멍 (16)이 형성되어 있지 않고, 따라서 이 열모듈의 위치에 결합용 작은나사는 설치되어 있지 않지만, 그 대신에, 인접하는 열모듈의 제 2직선부(15, 15) 간의 간극을 통해서 냉각 플레이트(21)의 구멍(21a)에 작은나사가 나사부착되어 있다.
또한, 상기 냉각 플레이트(21)의 중앙부에는, 원을 4분할한 부채형상의 열모듈(32D)이 설치되어 있다.
상기 제 2실시예의 상기 이외의 구성은, 실질적으로 제 1실시예와 동일하다.
도 10은 제 3실시예의 냉각장치(40)에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 것이다. 이 제 3실시예에 있어서, 외측의 둥근 고리(27) 상에 위치하는 열모듈 (42A)은, 기본적으로 도 3 또는 도 5에 나타내는 열모듈(10A, 10C)과 동일 구성을 보유하는 것이다. 즉, 이 열모듈(42A)은, 상하의 전열판(11)이, 원호형상을 이루는외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)와, 서로 비평행한 제 1직선부(14)로 이루어지는 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)를 보유하고 있다. 또한, 이 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)의 외주단 부근의 위치에는, 도선(29)에 의한 접속을 용이하게 하기 위한 노치부(31)가 형성되어 있고, 이 점에서 상기 열모듈(10A, 10C)과 상위하다. 또한, 상하의 열전판(11)에는 관통구멍(16)이 설치되고, 이 관통구멍 (16)의 적어도 일부에 결합용 작은나사가 삽입통과되어 있다.
한편, 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 열모듈(42B, 42C)은, 상기 제 2실시예의 경우와 동일 구성을 보유하는 것이다.
또한, 상기 냉각 플레이트(21)의 중앙부에는, 원형의 열모듈(42D)이 설치되어 있다.
도 11은 제 4실시예의 냉각장치(50)에 있어서의 열모듈의 배열예를 나타내는 것이다. 이 제 4실시예에 있어서, 외측의 둥근 고리(27) 상에 위치하는 열모듈 (52A)은, 상기 제 3실시예에 있어서의 외측의 둥근 고리(27) 상의 열모듈(42A)과 실질적으로 동일하다.
한편, 내측의 둥근 고리(28) 상에 위치하는 2종류의 열모듈(52B, 52C)은, 도 6에 나타내는 열모듈(10D)과 기본구성은 동일하지만, 서로 다른 치수로 형성되고, 이들이 교대로 배치되어 있다. 즉, 대자형상의 열모듈(52B)은, 전열판(11)의 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)가 원호형상으로 형성되고, 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)가, 내주측 윤곽부(11a) 부근의 중간부에 위치하는 서로 비평행한 제 1직선부(14)와, 외주측 윤곽부(11a) 부근의 중간부에 위치하는 서로 비평행한 제 2직선부(15a)로 형성되어 있다. 또한, 상기 전열판(11)에는 관통구멍 (16)이 설치되고, 이들에 결합용 작은나사가 삽입통과되어 있다. 이것에 대해서 소형의 열모듈(52C)은, 전열판(11)의 외주측 윤곽부(11a) 및 내주측 윤곽부(11b)가 원호형상으로 형성되고, 좌우의 측가장자리측 윤곽부(11c, 11d)가, 내주측 윤곽부 (11b) 부근의 중간부에 위치하는 서로 비평행한 제 1직선부(14)와, 외주측 윤곽부 (11a) 부근의 중간부에 위치하는 서로 평행한 제 2직선부(15)로 형성되어 있다.
또한, 상기 냉각 플레이트(21)의 중앙부에는, 원형의 열모듈(22D)이 설치되어 있다.
본 발명은 냉각장치에 있어서의 원판형상 냉각 플레이트의 원형면 내에 밀접하게 설치할 수 있고, 냉각능력의 향상과 온도분포의 저감을 도모하는데다가 유효한 열모듈을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Claims (10)

  1. 마주 대하는 한쌍의 전열판의 사이에 복수의 펠티어소자를 배치함으로써 형성되고, 상기 전열판은, 원호형상 또는 직선형상을 이루는 외주측 윤곽부 및 내주측 윤곽부와, 이들 외주측 윤곽부와 내주측 윤곽부를 서로 연결하는 좌우의 측가장자리측 윤곽부를 보유하고 있고, 상기 외주측 윤곽부는 내주측 윤곽부보다 길게 형성되고, 또한, 상기 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 적어도 일부에, 상기 내주측 윤곽부측을 향하여 테이퍼형상으로 경사지는 서로 비평행한 제 1직선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비직사각형 열모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전열판에 있어서의 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 그 전체가 상기 제 1직선부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비직사각형 열모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전열판에 있어서의 좌우의 측가장자리측 윤곽부는, 내주측 윤곽부 부근의 상기 제 1직선부와, 외주측 윤곽부 부근의 서로 평행 또는 비평행한 제 2직선부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비직사각형 열모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 펠티어소자는, 상기 전열판의 내주측 윤곽부로부터 외주측 윤곽부로 향하여 배치밀도에 구배를 가지며 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 비직사각형 열모듈.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열모듈은, 상기 한쌍의 전열판을 관통하는 관통구멍을 보유하는 것을 특징으로 하는 비직사각형 열모듈.
  6. 제 1항에 기재된 복수의 비직사각형 열모듈을, 웨이퍼를 냉각하기 위한 원판형 냉각 플레이트와, 열을 외부로 방출하기 위한 방열블럭의 사이에, 인접하는 열모듈의 상기 제 1직선부끼리를 서로 평행하게 근접시킨 상태로 동심원 형상으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치.
  7. 제 6항에 있어서, 내측의 원주 상에 위치하는 열모듈과 외측의 원주 상에 위치하는 열모듈이, 서로 다른 형상 및 치수를 보유하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 냉각 플레이트와 열모듈과 방열블럭이, 적어도 일부의 열모듈의 설치위치에서, 이 열모듈을 관통하는 나사로 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치.
  9. 제 6항에 있어서, 외측의 둥근 고리 상에 위치하는 열모듈이 서로 이웃하는 위치에, 내측의 둥근 고리 상의 열모듈을 배치한 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치.
  10. 제 6항에 있어서, 둥근 환형으로 배치된 열모듈의 인접하는 것끼리를 도선으로 순차 접속함으로써, 이들 열모듈을 상기 도선으로 필요한 설치패턴으로 유지시킨 것을 특징으로 하는 웨이퍼용 냉각장치.
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