KR100765983B1

KR100765983B1 - 반도체 또는 ｌｃｄ 생산장비용 냉각장치

Info

Publication number: KR100765983B1
Application number: KR1020060056513A
Authority: KR
Inventors: 김영훈
Original assignee: 김영훈
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2007-10-11
Also published as: KR20070017896A; WO2007148850A1

Abstract

본 발명은 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 관한 것으로서,

챔버의 냉각을 위해 입력단과 출력단을 갖는 순환관이 마련된 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 있어서, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브와, 상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터와, 압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단으로 공급하는 보텍스 튜브(vortex tube)와, 상기 입력단 또는 상기 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제1온도센서 및 상기 제1온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 냉매 및 냉각물질 대신에 압축기체를 사용함으로써 환경파괴를 방지할 수 있으며, 과냉각 시 온도를 높이기 위한 히터를 필요로 하지 않으므로 제조원가 및 유지관리비용이 절감되는 효과가 있다.

반도체, LCD, 챔버, 냉각, 보텍스 튜브(vortex tube)

Description

반도체 또는 ＬＣＤ 생산장비용 냉각장치{Cooling apparatus for semiconductor or LCD equipment}

도 1은 종래 반도체 처리장치의 일예를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치의 전체사시도.

도 3은 도 2의 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치의 구성을 나타낸 사시도.

도 4는 도 3의 블럭도.

도 5는 본 발명에 적용된 보텍스 튜브의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 또는 LCD 생산장비를 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:입력단 20:출력단

30:순환관 40a, 40b:순환조절밸브

50a, 50b:플로우메타 60:냉각시트

70:클램프링 80:기판

100:밸브 110:에어필터

200:레귤레이터 210:제1압력센서

220:제2압력센서 300:보텍스 튜브

301:케이스 302:제 1 유동관

303:제 2 유동관 304:콘트롤밸브

310:제1온도센서 320:제2온도센서

400:제어부

본 발명은 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 냉매 및 냉각물질 대신 압축기체를 이용하여 냉각할 수 있는 반도체 또는 LCD 생산장비 및 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들에는 냉각을 위한 냉각장치가 사용되는데, 종래의 냉각장치는 압축기, 응축기, 팽창기로 구성된 실외기와, 증발기로 구성된 실내기로 이루어진다.

압축기는 증발기에서 증발한 냉매를 흡입, 압축하여 냉매에 순환력을 제공하는 부분이고, 응축기는 압축기로부터 제공되는 냉매가스를 냉매액체로 변화시키는 부분이며, 팽창기는 냉매액체의 압력을 낮추기 위한 부분이고, 증발기는 응축기와 팽창기를 거쳐서 저온저압 상태의 냉매가 냉각을 하는 부분이다.

즉, 압축기, 응축기, 팽창기를 거친 저온저압의 냉매가, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력단(10)과 출력단(20)을 갖는 순환관(30)의 입력단(10)에 공급되고, 이렇게 공급된 냉매가 클램프링(70)에 의해 고정된 기판(80)이 놓여진 냉각시트(60)의 하면에 설치되며, 소정형태로 만곡지게 형성된 순환관(30)을 따라 흘러서 기판(80)을 냉각시키며, 기판(80)을 냉각시킨 냉매는 출력단(20)으로 배출되어 다시 압축기로 공급되어 순환하는 것이다. 이때, 냉매의 순환량은 순환조절밸브(40a, 40b)와 플로우메타(50a, 50b)에 의해서 제어된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 냉각장치는 냉매로 사용되는 프레온, 암모니아, CFC, R404 기타 초저온 냉매와 같은 환경유해물질로 인한 인체유해의 우려가 있으며, 더 나아가서는 이러한 냉매의 유출로 인한 오존층 파괴와 같은 커다란 문제점이 있었다.

또한, 종래의 냉각장치는 냉각장치의 과냉각 시 가열을 위한 히터를 필요로 하였다.

또한, 지속적인 유지 관리 비용과 고가의 제조비용으로 경제적이지 못하다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 냉매 및 냉각물질을 이용하여 온도를 낮추어 냉각하는 방식에서 벗어나, 냉매와 냉각액체 없이 보텍스 튜브를 사용하여 압축기체를 냉각함으로써 반도체 생산장비, LCD 생산장비 또는 기타 열 발생장치의 냉각 및 적정 공정온도의 유지할 수 있는 반도체 또는 LCD 생산장비 및 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 챔버의 냉각을 위해 입력단과 출력단을 갖는 순환관이 마련된 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 있어서, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브와, 상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터와, 압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단으로 공급하는 보텍스 튜브(vortex tube)와, 상기 입력단 또는 상기 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제1온도센서 및 상기 제1온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제1온도센서에서 감지된 온도값이 상기 기준온도보다 낮을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 레귤레이터로 유입되는 압축기체의 압력을 감지하는 제1압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제1압력센서에서 감지된 압력값을 소정의 기준압력범위와 비교하여 소정 범위 이하로 벗어났을 경우 알람신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 레귤레이터로부터 유출되는 압축기체의 압력을 감지하는 제2압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제2압력센서에서 감지된 압력값이 소정의 목표압력값과 동일하게 되도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체를 제습하고 이물질을 제거하는 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제1온도센서가 없는 입력단 또는 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제2온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제2온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 제어부는, 상기 제2온도센서에서 감지된 온도값이 상기 기준온도보다 낮을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 또는 LCD 생산장비는, 챔버의 냉각을 위해 입력단과 출력단을 갖는 순환관이 마련된 반도체 또는 LCD 생 산장비에 있어서, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브와, 상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터와, 압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단으로 공급하는 보텍스 튜브(vortex tube)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치(일명 Air Chiller)는 밸브(100), 레귤레이터(200), 보텍스 튜브(300, vortex tube), 제1온도센서(310), 제어부(도 4의 400)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 실시예의 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치는, 기존의 냉매를 사용하여 냉각액체의 온도를 맞추는 기존방식과는 달리 압축된 기체를 제공받아 고온기체와 저온기체로 분리하는 보텍스 튜브(300)를 통과시킴으로서 저온기체를 냉각하고자 하는 장비로 보내서 장비의 온도를 원하는 온도까지 낮춘다.

즉, 외부의 압축기체 제공수단을 통하여 압축기체를 제공받아 보텍스 튜브(300)를 통과시켜 얻어진 저온기체가 반도체, LCD 생산장비의 표면이나 챔버에 마련된 순환관(30)을 통하여 순환함으로써 장비를 냉각시킨 후 고온기체와 함께 열배기나 일반 배기를 통하여 외부로 배기되는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 밸브(100)는 외부의 압축기체 제공수단, 예를 들면, 생산라인에 비치된 압축기체 포트나 컴프레서 등과 연결되어, 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 제어부(도 4의 400)에 의해서 개폐동작되는 부분이고, 레귤레이터(200)는 밸브(100)를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 냉각장치에 필요한 압력범위에 맞도록 조정하는 부분이다.

한편, 보텍스 튜브(300)는 레귤레이터(200)를 통과한 압축기체를 고속회전에 의해 저온기체와 고온기체로 분리시켜서, 고온기체는 외부로 배기시키고 저온기체를 반도체 또는 LCD 처리장치에 마련된 입력단(도 4의 10)에 공급하는 부분이고, 제1온도센서(310)는 반도체 또는 LCD 처리장치에 마련된 입력단(도 4의 10) 또는 출력단(도 4의 20)을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 부분이다.

그리고 제어부(400)는 상술한 제1온도센서(310)에서 감지된 온도값이 설정된 기준온도보다 높을 시 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 레귤레어터(200)를 제어하여 입력단(10)으로 공급되는 저온기체의 온도를 제어하기 위한 부분이다.

먼저, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브(100)에 대하여 설명한다.

밸브(100)는 압축기체 제공수단으로부터 압축기체가 냉각장치 내부로 유입되는 것을 허용시키거나 차단하기 위한 수단이다.

한편, 상기 압축기체로는 압축질소가스(GN₂), 압축공기, 압축CDA(clean dry air) 등을 사용할 수 있으며, 상기 밸브(100)는 냉각장치를 가동 시에는 개방되어 압축기체가 냉각장치의 내부로 유입되도록 하고, 냉각장치를 가동하지 않을 시에는 폐쇄되어 압축기체가 냉각장치로 유입되는 것을 차단한다. 즉, 냉각장치의 가동시에만 개방시켜서 압축기체가 장치 내부로 유입되도록 하는 것이다.

한편, 밸브(100)로는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)와 같이 전기신호로 제어할 수 있는 밸브나 일정압력 이상 시 개방되는 공압밸브(pneumatic valve)를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하도록 솔레노이드 밸브를 전기제어하거나, 외부에서 유입되는 압축기체의 압력을 일정압력 이상 또는 이하로 제공하여 공압밸브가 개폐되도록 하여 외부의 압축기체를 허용 또는 차단하는 것이다.

다음으로, 상기 밸브(100)를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터(200)에 대하여 설명한다.

일반적으로 레귤레이터란, 기체압을 설정 및 조절하는 장치로서, 예를 들면 외부의 압축기체 제공수단의 기체압이 8 kg중/㎠ 이고, 냉각장치에서 필요로 하는 기체압이 6 kg중/㎠ 라고 한다면, 압축기체가 냉각장치로 유입되는 부분에 레귤레이터를 설치하고 설정압을 6 kg중/㎠ 으로 설정하여 냉각장치에 공급되는 기체압이 6 kg중/㎠ 되도록 하는 것이다.

즉, 후술하게 될 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 기체압을 조절하여 저온기체의 온도를 적절하게 조정할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력과 저온기체의 온도에 대해서는 보텍스 튜브(300)에 대한 설명 시 함께하도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상술한 밸브(100)를 통과한 압축기체가 레귤레이터(200)로 유입되기 이전에 에어필터(110)를 설치하는 것이 바람직하다.

밸브(100)를 통과한 압축기체에는 수분, 분진, 먼지 등의 이물질이 포함되어 있는데, 이러한 이물질은 공압기 계통의 기계에 부식 및 이물질 누적에 따른 고장의 원인이 되기 때문에, 이물질을 걸러내기 위해서 에어필터(110)를 설치하는 것이다. 이와 같이 레귤레이터(200)로 유입되는 압축기체에 포함된 이물질을 걸러냄으로써 레귤레이터(200) 및 압축기체가 지나는 장치의 고장을 방지하도록 한다.

그리고 상술한 레귤레이터(200)로 유입되는 압축기체의 압력을 감지하는 제1압력센서(210)와, 레귤레이터(200)로부터 유출되는 압축기체의 압력을 감지하는 제2압력센서(220)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

제1압력센서(210)는 레귤레이터(200)로 유입되는 압축기체의 압력을 감지하여 냉각장치에 사용될 압축기체의 압력이 원하는 압력범위를 벗어났을 경우에 알람을 발생시키는데 사용된다. 즉, 제어부(400)가 제1압력센서(210)에서 감지된 압력값을 설정된 기준압력범위와 비교하여 소정 범위 이하로 벗어났을 경우에 알람을 발생시켜서 이를 작업자가 알 수 있도록 하여, 작업자가 빠른 조치를 취하도록 하는 것이다.

예를 들면, 냉각장치에 설정된 유입 압축기체의 압력범위가 3~10 kg중/㎠ 이라고 하면, 외부의 압축기체 제공수단에서 제공되는 압축기체의 압력이 3 kg중/㎠ 미만으로 떨어질 경우에 알람이 발생되도록 하여, 이를 작업자가 파악하고 빠른 조치를 취하도록 하는 것이다.

한편, 제2압력센서(220)는 레귤레이터(200)로부터 유출되는 압축기체의 압력을 감지하는 부분으로서, 제어부(400)는 제2압력센서(220)로부터 감지된 압축기체의 압력값과 제어부(400)의 목표압력값을 비교하여 레귤레이터(200)로부터 유출되는 압축기체의 압력이 목표압력값과 동일해지도록 제어하는 것이다.

다음으로, 레귤레이터(200)에 의해서 압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 고온기체는 외부로 배기시키고, 저온기체는 반도체 또는 LCD 처리장치에 마련된 입력단(10)으로 공급하는 보텍스 튜브(300)에 대하여 설명한다.

일반적으로, 보텍스 튜브는 압축기체만을 이용하여 국소 냉각 및 가열을 가능하게 하는 기능을 갖고 있으며, 휴대용 냉각장치, 열보호복, 과자 제조공장, 냉장차량 등에 사용되고 있다.

보텍스 튜브(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 압축기체가 유입되는 케이스(301)의 일측에 제 1 유동관(302)이 형성되고, 타측에 제 2 유동관(303)이 형성되며, 상기 제 2 유동관(203)의 끝부분에는 콘트롤밸브(304)가 설치되어 있다.

이러한 보텍스 튜브(300)의 원리를 도 5를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

고속으로 회전하는 기체는 자발적인 열분리현상이 발생하게되고, 이때의 열기류는 보텍스 튜브(300)의 스크롤에 의해 외주부근과 중심부의 온도차이가 발생하게되며, 이때 발생된 고온기체와 저온기체를 분리하여 냉각기의 기능을 하게 되는 것이다.

즉, 케이스(301)로 유입된 압축기체가 직경이 큰 제 2 유동관(303)을 강하게 선회하면서 유동하게 되고, 이때 외주부근은 압력이 높고 선회기류 중심은 낮은 압 력이 되어 교축이 일어나게되며, 이때 압축기체 일부가 선회기류 중심을 통과하면서 열량을 잃고 냉각되면서 제 1 유동관(302)으로 유동되는 것이다.

보텍스 튜브(300)의 외주부근 기체흐름과 중심부 기체흐름의 회전수는 동일하나 운동속도는 중심부보다 외주부근이 높게 되고, 이때 운동에너지의 차이가 열로 변환되어 외주부근은 기체 온도가 상승하고 중심부 기체온도는 하강하게 된다.

상기와 같은 원리로 동작하여 보텍스 튜브(300)는 유입되는 압축기체 중 내부를 선회하면서 냉각된 저온기체를 반도체 또는 LCD 처리장치의 입력단(10)으로 공급하고, 온도가 상승한 고온기체는 배기시키는 것이다.

하기 표 1은 압축기체로서 압축공기를 사용할 경우의 압력과 냉기 비율에 따른 입력온도 대비 강하되는 온도 값을 나타낸 것이다.

공급공기압력단위(kg중/㎠)	냉기의 비율
공급공기압력단위(kg중/㎠)	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%
1.4	34.4	33.3	31.1	28.3	24.4	20.0	15.6
2	40.9	39.6	37.1	33.8	29.2	24.0	18.1
3	50.4	48.7	45.7	41.6	36.0	29.7	21.9
4	56.9	54.7	50.9	46.1	40.0	32.9	25.1
5	61.6	59.0	54.8	49.4	43.0	35.4	26.9
6	65.4	62.7	58.2	52.7	45.6	37.6	28.6
7	68.6	65.8	61.4	55.7	48.0	39.6	30.0
8	71.1	68.2	63.8	57.3	50.0	40.8	30.4

예를 들면, 보텍스 튜브(300)로 유입되는 공기의 온도가 25℃이고 압력이 7 kg중/㎠ 라고 하고 냉기의 비율 20%에 맞추게 되면, 온도강하는 68.6℃이므로, 보텍스 튜브(300)를 통해 입력단(10)으로 공급되는 저온공기의 온도는 영하 43.6℃가 되는 것이다.

예) 25℃ - 68.6℃ = - 43.6℃

상술한 바와 같이 온도강하된 압축공기가 입력단(10)으로 공급되어 챔버를 순환함으로써 챔버가 냉각되고, 챔버를 냉각시킴과 동시에 온도가 상승한 저온공기는 출력단(20)으로 배기되는 것이다.

다음으로, 상기 입력단(10) 또는 상기 출력단(20)을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제1온도센서(310)에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는 출력단(20)에 제1온도센서(310)가 설치된 경우에 한하여 설명하지만, 제1온도센서(310)는 입력단(10) 또는 출력단(20)에 설치될 수 있음은 물론이다.

제1온도센서(310)는 출력단(20)을 통과하는 기체의 온도를 감지하기 위한 것으로서, 제어부(400)가 제1온도센서(310)에서 감지된 온도값을 소정의 기준온도와 비교하게 된다.

이때, 제1온도센서(310)에서 감지된 온도값이 제어부(400)의 기준온도보다 높을 시에는 상술한 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 레귤레이터(200)를 제어하도록 하는데, 이와 같이 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 함으로써, 압축기체의 온도강하 값이 커지게 하여 입력단(10)으로 공급되는 저온기체를 보다 낮은 온도로 공급하여 챔버를 냉각시키는 것이다.

그리고 상기 제어부(400)는, 제1온도센서(310)에서 감지된 온도값이 기준온도보다 낮을 시 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터(200)를 제어하는 것이 바람직하다. 이는, 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 함으로써 챔버가 과냉각 되는 것을 방지하고자 하는 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 출력단(20)에 제1온도센서(310)이 설치되고 입력단에 제2온도센서(320)가 설치되는 것이 바람직하다.

이는, 제1온도센서와 마찬가지로 상기 제2온도센서(320)에서 감지된 온도값이 설정된 저온기체의 온도보다 높을 시에는 레귤레이터(200)로부터 유출되는 압축기체의 압력값이 높아지도록 하여 보텍스 튜브(300)를 통한 저온기체의 온도가 낮아지도록 하고, 제2온도센서(320)에서 감지된 온도값이 설정된 저온기체의 온도보다 높을 시에는 레귤레이터(200)로부터 유출되는 압축기체의 압력값이 낮아지도록 하여 보텍스 튜브(300)를 통한 저온기체의 온도가 높아지도록 하기 위함이다.

다음으로, 도 4를 참고하여 본 실시예의 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축기체 포트(port)나 압축기체를 제공하는 컴프레서를 통하여 압축기체를 제공받으면, 밸브(100)의 개폐동작에 의해서 냉각장치로 압축기체의 유입이 결정된다.

밸브(100)를 통해 유입되는 압축기체는 에어필터(110)를 거쳐서 압축기체에 포함된 수분, 분진, 먼지 등의 이물질이 걸러지게 된다.

이렇게 이물질이 걸러져 깨끗해진 압축기체가 레귤레이터(200)로 유입되는데, 이때, 제1압력센서(210)에 의해서 냉각장치에 사용될 압축기체의 압력이 원하는 압력범위를 벗어났을 경우에 제어부(400)가 알람을 발생시키게 된다.

또한, 제2압력센서(220)에 의해서 레귤레이터로(200)부터 유출되는 압축기체의 압력을 감지하며, 제어부(400)는 이렇게 감지된 압축기체의 압력값이 제어부(400)의 목표압력값과 동일하게 되도록 레귤레이터(200)를 제어하게 된다.

레귤레이터(200)를 통과한 압축기체는 보텍스 튜브(300)로 유입되어 고온기체와 저온기체로 나누어져서, 고온기체는 외부로 배기되고, 저온기체는 순환관(30)의 입력단(10)에 공급된다.

입력단(10)으로 공급된 저온기체는 순환관(30)을 지나면서 챔버를 냉각시키고, 최종적으로 출력단(20)으로 배기되는데, 이때, 출력단(20)을 통과하는 저온기체의 온도가 제1온도센서에 의해 감지된다.

이때, 제어부(400)는 제1온도센서(310)에 의해서 감지된 온도값이 기준온도보다 높을 시에는 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 레귤레이터(200)를 제어하고, 감지된 온도값이 기준온도보다 낮을 시에는 보텍스 튜브(300)로 유입되는 압축기체를 차단하거나 압력이 낮아지도록 레귤레이터(200)를 제어하며, 한편, 입력단(10)에 마련된 제2온도센서(320)에 의해서 감지된 온도값을 기준온도 비교하여 상술한 바와 같이 레귤리어트를 제어한다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 또는 LCD 생산장비를 도시한 개략도로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버의 냉각을 위해 입력단(10)과 출력단(20)을 갖는 순환관(30)이 마련된 공지의 반도체 또는 LCD 생산장비에 있어서, 외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브(100)와, 상기 밸브(100)를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터(200)와, 압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단(10)으로 공급하는 보텍스 튜브(300)를 포함하여 구성되는 것도 가능함은 물론이다.

즉, 순환조절밸브(40a, 40b)와 밸브(100)가 개방된 상태에서 압축기체가 레귤레이터(200)를 통과하여 적정한 압력의 압축기체로 조절되어 보텍스 튜브(300)를 통과함으로써 고온기체와 저온기체로 분리되어, 고온기체는 외부로 배기시키고 저온기체를 냉각에 사용하는 것이다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 냉매 및 냉각물질 대신에 압축기체를 사용함으로써 광범위한 온도 조절 차로 장비 기능 효율의 향상에 의해 생산성이 향상시킬 수 있고, 환경파괴를 방지할 수 있으며, 제조원가 및 유지관리비용이 절감되어 경제적이다.

또한, 각 공장에 구비되어 있는 압축기체 포트에 바로 연결하여 사용이 가능하므로 편리하다.

또한, 작은 사이즈로 제작가능하기 때문에 공간 활용이 용이하고, 반영구적으로 사용할 수 있다.

또한, 종래의 냉각장치는 과냉각 시 온도를 높이기 위한 히터를 필요로 하였 으나, 본 발명은 히터를 필요로 하지 않으므로 구조가 간단하고 경제적이다.

Claims

챔버의 냉각을 위해 입력단과 출력단을 갖는 순환관이 마련된 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치에 있어서,

외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브와;

상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터와;

압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단으로 공급하는 보텍스 튜브(vortex tube)와;

상기 입력단 또는 상기 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제1온도센서; 및

상기 제1온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 낮을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 레귤레이터로 유입되는 압축기체의 압력을 감지하는 제1압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제1압력센서에서 감지된 압력값을 소정의 기준압력범위와 비교하여 소정 범위 이하로 벗어났을 경우 알람신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제1항에 있어서,

상기 레귤레이터로부터 유출되는 압축기체의 압력을 감지하는 제2압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제5항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제2압력센서에서 감지된 압력값이 소정의 목표압력값과 동일하게 되도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체를 제습하고 이물질을 제거하는 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제1항에 있어서,

상기 제1온도센서가 없는 입력단 또는 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제2온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제8항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제2온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
제8항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제2온도센서에서 감지된 온도값이 상기 기준온도보다 낮을 시 상기 보 텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비용 냉각장치.
챔버의 냉각을 위해 입력단과 출력단을 갖는 순환관이 마련된 반도체 또는 LCD 생산장비에 있어서,

외부에서 유입되는 압축기체를 허용 또는 차단하기 위해서 개폐동작되는 밸브와;

상기 밸브를 통해 유입되는 압축기체의 압력을 조절하는 레귤레이터와;

압력이 조절된 압축기체를 고온기체와 저온기체로 분리하여, 상기 고온기체는 외부로 배기시키고, 상기 저온기체는 상기 입력단으로 공급하는 보텍스 튜브(vortex tube)와;

상기 입력단 또는 상기 출력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 제1온도센서; 및

상기 제1온도센서에서 감지된 온도값이 소정의 기준온도보다 높을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 높아지도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 낮을 시 상기 보텍스 튜브로 유입되는 압축기체의 압력이 낮아지도록 상기 레귤레이터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 또는 LCD 생산장비.