KR100485589B1 - Cool water circulator device of an ion implanting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온주입장비의 냉각수 순환장치에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling water circulation device of the ion implantation equipment.
본 발명에 따른 이온주입장비의 냉각수 순환장치는, 열교환기와 냉각장치 사이에 위치하는 냉각수순환관 상에 설치되되, 냉각수에 발생한 기포를 초음파로 감지하는 센서가 냉각수순환관 상에 설치되고; 상기 센서의 신호를 전달받아 에어의 공급이 이루어지는 솔레노이드 밸브가 분기되는 에어라인 상에 설치되고; 상기 냉각수순환관의 하부 직교방향으로 기포가 포함된 냉각수가 배출되는 제 1 배출라인이 설치되고; 상기 제 1 배출라인의 끝단과 연통되어, "ㄷ"자 일단에 공압의 에어가 공급되고 타단으로 기포가 포함된 냉각수 및 에어가 배출되는 제 2 배출라인이 설치되고; 상기 제 1 배출라인 상에 상기 분기된 에어라인 중 어느 하나가 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐되는 제 1 밸브가 설치되고; 상기 제 2 배출라인 상에 상기 분기된 타단 에어라인에 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐되는 제 2 밸브가 포함되는 것을 특징으로 한다. 따라서 냉각수순환관에 발생하는 기포를 자동으로 배출시킴으로써, 냉각 효율 향상과 필터의 오염을 방지하여 가동율 상승 및 생산 수율 상승의 효과가 있다.The cooling water circulation device of the ion implantation equipment according to the present invention is installed on a cooling water circulation pipe located between the heat exchanger and the cooling device, and a sensor for detecting ultrasonic waves generated by the cooling water is installed on the cooling water circulation pipe; A solenoid valve to which air is supplied by receiving a signal from the sensor is installed on an air line branched from the sensor; A first discharge line through which cooling water containing bubbles is discharged in a lower orthogonal direction of the cooling water circulation pipe is installed; A second discharge line communicating with an end of the first discharge line, to which pneumatic air is supplied at one end of the “c” letter and to which cooling water and air containing bubbles are discharged at the other end; A first valve is installed on the first discharge line, the first valve being opened and closed by air which is connected to and flows into any one of the branched air lines; And a second valve connected to the other branch airline branched on the second discharge line and opened and closed by air introduced therein. Therefore, by automatically discharging the bubbles generated in the cooling water circulation pipe, there is an effect of improving the cooling efficiency and preventing contamination of the filter to increase the operation rate and the production yield.
Description
본 발명은 이온주입장비의 냉각수 순환장치에 관한 것으로써, 이온주입장비의 공정 중에 발생하는 열을 냉각시켜주기 위하여 초순수(DI)를 순환시키는 이온주입장비의 냉각수 순환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling water circulation device of the ion implantation equipment, and relates to a cooling water circulation device of the ion implantation equipment for circulating ultrapure water (DI) to cool the heat generated during the process of the ion implantation equipment.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 여러 단위공정 중에서 이온주입공정은 순수 실리콘(Si) 웨이퍼의 표면에 불순물을 플라즈마 상태의 이온빔으로 만든 후 웨이퍼의 표면에 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정이다. In general, the ion implantation process among the various unit processes for manufacturing a semiconductor device is made of the ion beam in the plasma state of impurities on the surface of the pure silicon (Si) wafer and then penetrated into the surface of the wafer to obtain the device of the required conductivity and resistivity. It is a process.
한편, 이온주입공정을 실시하는 이온주입장비는 이온빔의 발생으로 인해 이온빔이 생성되는 소스헤드와, 이온빔이 이동하는 경로 등에 고열이 발생하고, 이러한 이온주입장비의 고열 발생부로부터 발생되는 고열은 이온주입공정에 미치는 영향이매우 크기 때문에 고열 발생부의 냉각은 매우 중요하다.On the other hand, in the ion implantation equipment that performs the ion implantation process, high heat is generated in the source head where the ion beam is generated and the path through which the ion beam is moved due to the generation of the ion beam, and the high heat generated from the high heat generating portion of the ion implantation equipment is Since the impact on the injection process is very large, cooling of the high heat generating section is very important.
종래의 이온주입장비의 고열 발생부를 냉각시키는 장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a device for cooling a high heat generating portion of a conventional ion implantation equipment is as follows.
도 1은 종래의 이온주입장비의 냉각수 순환장치를 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 냉각수 순환장치는 초순수(DI)가 순환 공급되도록 유로를 제공하는 냉각수순환관(2)과, 냉각수순환관(2)을 통해 냉각수가 순환되도록 펌핑하는 냉각수펌프(3)와, 냉각수순환관(2)을 통해 공급되는 냉각수의 온도를 하강시키는 열교환기(4)와, 냉각수의 냉각이 이루어지는 냉각장치(5)와, 필터(6)를 포함한다.1 is a block diagram showing a cooling water circulation device of a conventional ion implantation equipment. As shown, the cooling water circulation device is a cooling water circulation pipe (2) for providing a flow path so that ultra-pure water (DI) is circulated supply, and a cooling water pump (3) for pumping the cooling water through the cooling water circulation pipe (2), And a heat exchanger (4) for lowering the temperature of the cooling water supplied through the cooling water circulation pipe (2), a cooling device (5) through which the cooling water is cooled, and a filter (6).
이러한 종래의 이온주입장비의 냉각수 순환장치는 냉각수펌프(3)의 펌핑에 의해 냉각수순환관(2)을 통해 냉각수가 순환 공급되고, 순환하는 냉각수가 열교환기(4) 및 냉각장치(5)를 통과하면서 온도가 하강하게 된다. 필터(6)는 초순수의 이물질을 제거한다.In the conventional cooling water circulation device of the ion implantation equipment, the cooling water is circulated and supplied through the cooling water circulation pipe (2) by the pumping of the cooling water pump (3), and the circulating cooling water supplies the heat exchanger (4) and the cooling device (5). As it passes, the temperature drops. The filter 6 removes foreign matter in ultrapure water.
한 편, 상기 냉각수 순환과정이나 운전중지 및 부품 교체에 의한 냉각수순환관(2)에 기포가 발생한다. 상기 기포의 발생은 냉각 효율이 저하되고, 냉각수펌프(3)의 과부하에 의한 펌핑 손실, 필터(6) 내부에서 잔류하는 공기층에 의한 필터(6) 오염으로 발생하는 초순수 순도 저하의 문제점이 있었다. On the other hand, bubbles are generated in the coolant circulation pipe (2) by the coolant circulation process or the operation stop and replacement of parts. The generation of the bubble has a problem that the cooling efficiency is lowered, the pumping loss due to the overload of the cooling water pump (3), the ultrapure water purity decreases due to contamination of the filter (6) by the air layer remaining inside the filter (6).
본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 냉각수순환관에 발생하는 기포를 자동으로 배출시킴으로써, 냉각 효율 향상과 필터의 오염을 방지한 이온주입장비의 냉각수 순환장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the drawbacks described above, by automatically discharging the bubbles generated in the cooling water circulation pipe, to provide a cooling water circulation device of the ion implantation equipment to improve the cooling efficiency and prevent contamination of the filter. For that purpose.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이온주입장비의 고열 발생부에 냉각수가 순환 공급되는 냉각수순환관과, 상기 냉각수순환관을 통해 냉각수가 순환되도록 펌핑하는 냉각수펌프와, 상기 냉각수순환관을 통해 공급되는 냉각수의 온도를 하강시키는 열교환기와, 냉각수를 냉각하는 냉각장치와, 필터로 구성되는 이온주입장비의 냉각수 순환장치에 있어서, 상기 열교환기와 냉각장치 사이에 위치하는 냉각수순환관 상에 설치되되, 냉각수에 발생한 기포를 초음파로 감지하는 센서가 냉각수순환관 상에 설치되고; 상기 센서의 신호를 전달받아 에어의 공급이 이루어지는 솔레노이드 밸브가 분기되는 에어라인 상에 설치되고; 상기 냉각수순환관의 하부 직교방향으로 기포가 포함된 냉각수가 배출되는 제 1 배출라인이 설치되고; 상기 제 1 배출라인의 끝단과 연통되어, "ㄷ"자 일단에 공압의 에어가 공급되고 타단으로 기포가 포함된 냉각수 및 에어가 배출되는 제 2 배출라인이 설치되고; 상기 제 1 배출라인 상에 상기 분기된 에어라인 중 어느 하나가 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐되는 제 1 밸브가 설치되고; 상기 제 2 배출라인 상에 상기 분기된 타단 에어라인에 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐되는 제 2 밸브가 설치되는; 구성임을 특징으로 하는 이온주입장비의 냉각수 순환장치를 제공한다. The present invention for achieving the above object, the cooling water circulation pipe that the cooling water is circulated supplied to the high heat generating portion of the ion implantation equipment, a cooling water pump for pumping the cooling water circulated through the cooling water circulation pipe, and the cooling water circulation pipe In the cooling water circulation device of the ion implantation equipment consisting of a heat exchanger for lowering the temperature of the cooling water supplied through, a cooling device for cooling the cooling water, and a filter, it is installed on the cooling water circulation pipe located between the heat exchanger and the cooling device. A sensor for sensing the bubbles generated in the cooling water with ultrasonic waves is installed on the cooling water circulation pipe; A solenoid valve to which air is supplied by receiving a signal from the sensor is installed on an air line branched from the sensor; A first discharge line through which cooling water containing bubbles is discharged in a lower orthogonal direction of the cooling water circulation pipe is installed; A second discharge line communicating with an end of the first discharge line, to which pneumatic air is supplied at one end of the “c” letter and to which cooling water and air containing bubbles are discharged at the other end; A first valve is installed on the first discharge line, the first valve being opened and closed by air which is connected to and flows into any one of the branched air lines; A second valve connected to the other branch air line branched on the second discharge line and opened and closed by air introduced therein; It provides a cooling water circulation device of the ion implantation equipment characterized in that the configuration.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 이온주입장비의 냉각수 순환장치의 구성을 도시한 것이다. 종래의 동일 부품에 대해서는 동일 번호를 부여하였다.Figure 2 shows the configuration of the cooling water circulation device of the ion implantation equipment according to the present invention. The same number was attached | subjected about the same conventional part.
도 2 에 도시된 바와 같이 냉각수 순환장치는, 이온주입장비의 고열 발생부에 냉각수가 순환 공급되는 냉각수순환관(2)과, 냉각수순환관(2)을 통해 냉각수가 순환되도록 펌핑하는 냉각수펌프(3)와, 냉각수순환관(2)을 통해 공급되는 냉각수의 온도를 하강시키는 열교환기(4)와, 냉각수를 냉각하는 냉각장치(5)와, 초순구 냉각수의 이물질이 제거되는 필터(6)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the cooling water circulation device includes a cooling water circulation pipe 2 through which cooling water is circulated and supplied to a high heat generating portion of the ion implantation equipment, and a cooling water pump configured to pump the cooling water through the cooling water circulation pipe 2. 3), a heat exchanger (4) for lowering the temperature of the cooling water supplied through the cooling water circulation pipe (2), a cooling device (5) for cooling the cooling water, and a filter (6) for removing foreign matter from the ultrapure water cooling water. It consists of.
여기서 본 발명에 따라 냉각수에 발생되는 기포를 제거하기 위한 장치가 열교환기(4)와 냉각장치(5) 사이에 위치하는 냉각수순환관(2)에 설치된다.Here, according to the present invention, a device for removing bubbles generated in the cooling water is installed in the cooling water circulation pipe (2) located between the heat exchanger (4) and the cooling device (5).
상기 위치에 해당하는 냉각수순환관(2)에 센서(10)가 설치된다.The sensor 10 is installed in the cooling water circulation tube 2 corresponding to the position.
센서(10)는 흐르는 냉각수에 발생한 기포를 초음파로 감지하게 된다.The sensor 10 detects bubbles generated in the flowing cooling water by ultrasonic waves.
그리고 냉각수순환관(2)의 근접부에 에어라인(20)이 설치되고, 에어라인(20)은 두 개의 라인으로 분기된다. 상기 에어라인(20) 상에 센서(10)로부터 전달받은 신호에 따라 에어의 공급 여부가 정해지는 솔레노이드 밸브(22)가 설치된다.And the air line 20 is installed in the vicinity of the cooling water circulation pipe (2), the air line 20 is branched into two lines. A solenoid valve 22 is provided on the air line 20 to determine whether to supply air according to a signal received from the sensor 10.
한 편, 냉각수순환관(2)의 하부 직교방향으로 기포가 포함된 냉각수가 배출되는 제 1 배출라인(30)이 설치되고, 제 1 배출라인(30)의 끝단과 연통되는 제 2 배출라인(40)이 설치된다. 제 2 배출라인(40)은 "ㄷ"자로 형성되어 일단으로는 공압의 에어가 공급되고 타단은 기포가 포함된 냉각수 및 에어가 배출될 수 있게 된다. 그리고 제 2 배출라인(40)은 벤츄리 효과가 발생하도록 상기 제 1 배출라인(30) 보다는 작은 직경으로 형성된다.On the other hand, the first discharge line 30 is installed to discharge the coolant containing bubbles in the lower orthogonal direction of the cooling water circulation pipe (2), the second discharge line communicating with the end of the first discharge line (30) 40) is installed. The second discharge line 40 is formed with a letter "C" so that the pneumatic air is supplied to one end and the cooling water and air containing the bubble can be discharged to the other end. The second discharge line 40 is formed to have a smaller diameter than the first discharge line 30 so that a venturi effect occurs.
그리고 제 1 배출라인(30) 상에는 제 1 밸브(32)가 설치되어 분기된 에어라인 (20)중 어느 하나가 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐된다.And the first valve 32 is installed on the first discharge line 30 is opened and closed by any one of the air line 20 is branched inflow.
그리고 제 2 배출라인(40) 상에 제 1 밸브(32)에 연결된 에어라인(20)과 다른 하나의 라인이 연결되어 유입되는 에어로 하여 개폐되는 제 2 밸브(42)가 설치된다.A second valve 42 is installed on the second discharge line 40 to open and close the air line 20 connected to the first valve 32 and the other line to be introduced and introduced into the air.
상기 솔레노이드 밸브(22) 및 제 1, 2 밸브(32)(42)는 공기밸브(pneumatic valve)를 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, the solenoid valve 22 and the first and second valves 32 and 42 use a pneumatic valve.
또한, 센서(10)와 솔레노이드 밸브(22) 사이에, 신호를 일정시간 유지시켜주어 솔레노이드 밸브(22)가 열리도록 하며, 일정 횟수동안 에어가 배출되지 않을 때 알람신호를 발생하는 시그날 타이머(50)가 설치된다.In addition, between the sensor 10 and the solenoid valve 22, a signal is maintained for a predetermined time so that the solenoid valve 22 is opened, and a signal timer 50 for generating an alarm signal when air is not discharged for a predetermined number of times. ) Is installed.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이온주입장비의 냉각수 순환장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the cooling water circulation device of the ion implantation equipment according to the present invention configured as described above are as follows.
다시 도 2를 참조하면, 냉각수순환관(2)을 통해 순환되는 냉각수에 기포가 발생되면, 이 기포를 초음파가 발생되는 센서(10)에서 감지하게 된다.Referring back to FIG. 2, when bubbles are generated in the cooling water circulated through the cooling water circulation tube 2, the bubbles are detected by the sensor 10 generating ultrasonic waves.
센서(10)는 기포가 감지된 신호를 솔레노이드 밸브(22)로 전달하여 오픈(open)되고 에어라인(20)을 통하여 에어가 유입된다.The sensor 10 transmits a signal in which bubbles are sensed to the solenoid valve 22 to be opened, and air is introduced through the air line 20.
에어는 에어라인(20)의 분기된 두 개의 라인을 따라 제 1 밸브(32)와 제 2 밸브(42)로 이어진다. 기본적으로 닫혀 있던 제 1, 2 밸브(32)(42)는 에어의 유입에 따라 오픈된다.The air leads to the first valve 32 and the second valve 42 along two branched lines of the air line 20. The first and second valves 32 and 42, which were basically closed, open with the inflow of air.
제 2 밸브(42)의 열림과 동시에 제 2 배출라인(40)을 통하여 고압의 에어가 유입되어 빠르게 "ㄷ"자로 순환하여 배출된다. 상기 제 2 배출라인(40)과 연통되어 있는 제 1 배출라인(30)은 관 직경이 작은 제 2 배출라인(40)에 의하여 벤츄리 효과가 발생하여 기포가 함유된 냉각수가 배출된다.At the same time as the second valve 42 is opened, high-pressure air flows in through the second discharge line 40 and rapidly circulates through the letter "C" and is discharged. The first discharge line 30 in communication with the second discharge line 40 has a venturi effect by the second discharge line 40 having a small pipe diameter, and the cooling water containing bubbles is discharged.
제 2 배출라인(40)을 통하여 고압의 에어와 기포가 함유된 냉각수가 같이 배출된다.The high pressure air and the cooling water containing bubbles are discharged together through the second discharge line 40.
냉각수순환관(2)에 발생되었던 기포가 냉각수와 같이 배출되고 순순한 냉각수만 감지되는 센서(10)에서는 신호를 솔레노이드 밸브(22)로 전달한다. 이어서 에어의 공급이 차단되고, 제 1 ,2 밸브(32)(42)도 닫히게 된다. Bubbles generated in the coolant circulation pipe 2 are discharged together with the coolant, and the sensor 10 that detects only the pure coolant transmits a signal to the solenoid valve 22. Then, the air supply is cut off, and the first and second valves 32 and 42 are also closed.
냉각수는 바로 냉각장치(5)로 유입된다.Cooling water flows directly into the cooling device (5).
이 때, 시그날 타이머(50)는 신호를 일정시간 유지시켜주어 일정 시간동안 오픈되어 간접현상에 의한 센서(10) 감지와 무관하게 솔레노이드 밸브(22)를 오픈시키며, 일정 횟수 동안 에어가 배출되지 않았을 때 알람신호를 발생하여 시스템을 다운시키게 된다. At this time, the signal timer 50 maintains the signal for a certain time and opens for a predetermined time to open the solenoid valve 22 irrespective of the sensor 10 detection by the indirect phenomenon, and air has not been discharged for a predetermined number of times. Alarm signal is generated when the system is shut down.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다. In the above description, it should be understood that those skilled in the present invention can only make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이온주입장비의 냉각수 순환장치는, 냉각수순환관에 발생하는 기포를 자동으로 배출시킴으로써, 냉각 효율 향상과 필터의 오염을 방지하여 가동율 상승 및 생산 수율 상승의 효과가 있다. As described above, the cooling water circulation device of the ion implantation equipment according to the present invention automatically discharges bubbles generated in the cooling water circulation pipe, thereby improving cooling efficiency and preventing filter contamination, thereby increasing the operating rate and increasing the production yield. There is.
도 1은 일반적인 이온주입장비의 냉각수 순환장치를 개략적으로 도시한 것이고,Figure 1 schematically shows a cooling water circulation device of a typical ion implantation equipment,
도 2는 본 발명에 따른 이온주입장비의 냉각수 순환장치의 구성을 도시한 것이다.Figure 2 shows the configuration of the cooling water circulation device of the ion implantation equipment according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 센서 20 : 에어라인10 sensor 20 airline
22 : 솔레노이드 밸브 30, 40 : 제 1, 2 배출라인22: solenoid valve 30, 40: first, second discharge line
32, 42 : 제 1, 2 밸브 50 : 시그날 타이머32, 42: 1st, 2nd valve 50: signal timer
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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