KR100892937B1 - 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

반응용기 내부를 냉각하기 위한 장치에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 반응용기의 측면부에 상하방향으로 형성된 에어이동통로(Spacing); 외부로부터 상기 에어이동통로로 에어(Air)가 유입되는 적어도 하나의 에어유입포트(Air Inlet Port); 상기 에어이동통로로부터 상기 반응용기의 내부로 에어가 유입되는 복수의 에어유입관(Air Inlet Pipe); 및 송풍부와 연결되어, 상기 반응용기 내부로 유입된 에어가 외부로 배출되는 적어도 하나의 에어배출포트(Air Outlet Port)를 구비하여 이루어진다.
냉각 장치, 반도체 제조용 히터

Description

냉각 장치{COOLING DEVICE}
본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 반응용기 내부를 냉각할 수 있는 냉각 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 반응용기 내부에서 고온 공정이 진행된 후, 기판 등을 반응용기 외부로 언로딩하기 위해, 혹은 반응용기 내벽에 부착된 퇴적막을 제거하기 위하여, 반응용기 내부 온도를 낮추는 냉각 과정이 진행된다.
대한민국공개특허공보 제10-2005-117328호(2005.12.14. 공개)에는 가스저장탱크에 저장된 초저온가스를 가스관을 통하여 반응용기 일측의 외부표면부에 흐르도록 하기 위한 냉각장치를 별도로 장착하여 반응용기를 내부를 간접적으로 냉각시키기는 기술이 공개되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 반응용기 내부의 냉각 방식은 반응용기 일측으로부터 냉각이 이루어지므로, 반응용기 내부를 전체적으로 균일하게 냉각할 수 없는 단점이 있다. 또한, 종래의 반응용기 내부의 냉각 방식은 반응용기 자체의 냉각을 통하여 반응용기 내부를 간접적으로 냉각시키기 때문에, 반응용기 내부를 냉각시키는데 필요한 시간이 어느 정도 많이 소요되는 단점이 있다. 이는 사용자가 반응용기 내 부의 급속 냉각을 원하는 경우에 적합하지 않음을 의미한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 에어유입관을 통하여 반응용기 내부의 상부와 하부로 에어를 고르게 유입시킴으로써, 고온의 반응용기 내부를 균일하면서도 빠르게 냉각할 수 있는 냉각 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 냉각 장치는 반응용기의 측면부에 상하방향으로 형성된 에어이동통로(Spacing); 외부로부터 상기 에어이동통로로 에어(Air)가 유입되는 적어도 하나의 에어유입포트(Air Inlet Port); 상기 에어이동통로로부터 상기 반응용기의 내부로 에어가 유입되는 복수의 에어유입관(Air Inlet Pipe); 및 송풍부와 연결되어, 상기 반응용기 내부로 유입된 에어가 외부로 배출되는 적어도 하나의 에어배출포트(Air Outlet Port)를 구비하여 이루어진다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 복수의 에어유입관을 통하여 에어가 반응용기 내부로 고르게 유입되어 고온의 반응용기 내부를 균일하면서도 빠르게 냉각할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 냉각 장치의 일실시예를 나타내는 평면단면도와 측면단면도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 냉각 장치는 에어이동통로(110), 에어유입포트(120), 복수의 에어유입관(130) 및 에어배출포트(140)를 구비하여 이루어진다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 반응용기(101) 내부를 냉각하기 위한 것이다. 여기서, 반응용기(101)는 내부가 비어있는 형태로서, 반응용기 내부(101)에서는 고온의 공정이 이루어진다. 일예로, 반응용기(101)는 측면부 내측 표면에 반응용기(101) 내부의 히팅을 위한 발열체가 형성되어 있는 히터일 수 있다.
에어이동통로(Spacing, 110)는 반응용기(101)의 측면부에 상하방향으로 형성된다. 구체적으로는, 에어이동통로(110)는 반응용기(101)의 측면부를 구성하는 외벽(111a)과 내벽(111b) 사이에 형성된다. 여기서, 에어이동통로(110)는 하나의 통로로 이루어지거나 복수의 통로로 분리되어 이루어진다.
도 1a를 참조하면, 반응용기(101) 내부로의 고른 에어 유입을 위하여 에어이동통로(110)는 전체적으로 환형(Ring Shape)의 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 반응용기(101) 측면부의 외벽(111a)과 내벽(111b) 사이에는 에어이동통로(110)를 제외하고는 다른 물질로 채워진다. 예를 들어, 반응용기(101)가 히터인 경우 외벽(111a)과 내벽(111b) 사이에는 에어이동통로(110)를 제외하고는 단열재(111c)로 채워질 수 있다.
에어유입포트(Air Inlet Port, 120)는 에어이동통로(110)와 연결된다. 에어유입포트(120)는 반응용기(101)의 상부 또는 하부에 위치하여 에어이동통로(110)와 연결된다. 도 1b에는 에어유입포트(120)가 반응용기(101)의 상부에 위치하여 에이이동통로(110)와 연결되어 있는 것이 도시되어 있다. 에어유입포트(120)는 1개를 배치할 수도 있고, 도 1a에 도시된 바와 같이 2개 이상으로 배치할 수도 있다. 에어이동통로(110)가 복수의 통로로 분리되어 형성된 경우, 에어유입포트(120)가 2개 이상으로 배치하면 에어를 분리하여 공급할 수 있으므로, 반응용기(101) 내부에 에어를 더욱 고르게 공급할 수 있다.
반응용기(101) 내부의 냉각을 위한 에어는 외부의 에어공급부(미도시)로부터 공급되어 적어도 하나의 에어유입포트(120)를 통하여 에어이동통로(110)로 유입된다.
복수의 에어유입관(Air Inlet Pipe, 130) 각각은 에어이동통로로(110)로부터 반응용기(101) 내부로 형성된다. 도 1b를 참조하면, 에어이동통로(110)는 수직방향으로 형성되어 있으며, 복수의 에어유입관(130) 각각은 에어이동통로(110)와 연결되도록 수평으로 형성되어 있다.
에어이동통로(110)로부터 유입된 에어는 복수의 에어유입관(130)을 통하여 반응용기(101)의 내부로 유입된다. 반응용기(101) 내부로 유입된 에어는 반응용기 내부의 열을 흡수한다. 따라서, 열을 흡수한 에어가 반응용기(101) 외부로 배출되면 그만큼 반응용기 내부의 온도가 내려가게 된다. 에어이동통로(110)를 따라서 형성되는 복수의 에어유입관(130)에 의하여 반응용기(101) 내부에는 반응용기(101) 내부를 냉각하기 위한 에어가 전체적으로 균일하게 공급될 수 있다.
에어유입관(130)의 수와 직경은 반응용기(101) 내부의 냉각속도에 관계된다. 에어유입관(130)을 많이 배치하고, 에어유입관(130)의 직경을 크도록 하면 반응용기(101) 내부의 냉각속도가 상대적으로 빠르게 될 것이고, 에어유입관(130)을 적게 배치하고, 에어유입관(130)의 직경을 작게 하면 반응용기(101) 내부의 냉각속도가 상대적으로 느리게 될 것이다.
적어도 하나의 에어배출포트(Air Inlet Port, 140)는 반응용기(101) 외부에 위치하는 블로우어(Blower)와 같은 송풍부(도 2의 210)와 연결된다. 에어배출포트(140)는 에어유입포트(120)와 마찬가지로 반응용기(101)의 상부 또는 하부에 위치하되, 에어유입포트(120)와는 분리되어 배치된다. 송풍부(도 2의 210)가 동작하면 반응용기(101) 내부에 유입된 에어는 에어배출포트(140)를 통하여 송풍부(도 2의 210)로 흐르고, 결국 송풍부(210)를 통과하여 외부로 배출된다.
도 1b에서 에어유입관(130)은 수평으로 형성되어 있다. 그러나, 반응용기(101) 내부에서 에어배출포트(140)를 통한 에어의 용이한 배출을 위하여 에어유입관(130)은 에어배출포트(140) 쪽으로 기울어진 형태로 형성될 수 있다.
도 2는 도 1b에 도시된 냉각 장치가 송풍부(210) 및 냉각부(220)와 연결된 것을 나타낸다.
에어배출포트(140)와 송풍부(210) 사이에는 냉각부(220)가 더 배치되어 있을 수 있다. 이 경우, 냉각부(220)에서는 냉각수와 같은 냉각용 액체 또는 프레온 가스와 같은 냉각용 기체가 흐르면서 에어배출포트(140)로부터 배출되는 고온의 에어를 냉각시키게 된다. 이는 반응용기(101) 내부에서 열을 흡수하여 에어배출포트(140)로부터 배출되는 에어가 상당히 고온일 경우, 에어배출포트(140)로부터 송 풍부(210)까지의 관(Pipe)의 보호에 유용하게 적용될 수 있다. 냉각부(220)는 에어배출포트(140)로부터 배출되는 고온의 에어를 미리 냉각시키기 위하여 에어배출포트(140)에 가깝게 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 반응용기(101) 측면부에 형성되는 에어이동통로(110)와 에어이동통로(110)로부터 형성되는 복수의 에어유입관(130)을 통하여 반응용기(101) 내부를 균일하면서도 빠르게 냉각할 수 있으므로, 에어로 반응용기 내부를 냉각하는 장치라면 유용하게 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 냉각 장치는 반도체 제조 공정에서 성막 후 기판을 히터 외부로 언로딩하기 위해 히터 내부를 냉각하거나, 기판을 언로딩한 후 히터 내에 기판이 없는 상태에서 히터 내부를 급속으로 냉각하는 공정에 유용하게 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 장치의 평면단면도 및 측 면단면도이다.
도 2는 도 1b에 도시된 냉각 장치가 송풍부 및 냉각부와 연결된 것을 나타낸다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 반응용기 내부를 냉각하기 위한 장치에 있어서,
    상기 반응용기의 측면부를 구성하는 외벽과 내벽 사이에 상기 측면부의 상하방향으로 환형(Ring Shape)의 형태로 형성된 에어이동통로(Spacing);
    외부로부터 상기 에어이동통로로 에어(Air)가 유입되는 적어도 하나의 에어유입포트(Air Inlet Port);
    상기 에어이동통로로부터 상기 반응용기의 내부로 에어가 유입되는 복수의 에어유입관; 및
    송풍부와 연결되어, 상기 반응용기 내부로 유입된 에어가 외부로 배출되는 적어도 하나의 에어배출포트(Air Outlet Port)를 구비하되,
    상기 상기 에어이동통로는,
    복수의 통로로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 에어유입관은,
    수평 또는 상기 에어배출포트 쪽으로 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 에어유입포트 및 상기 에어배출포트는,
    상기 반응용기의 상부 또는 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 반응용기의 측면부 내벽에는 발열체가 형성되어 있으며,
    상기 에어이동통로는 단열재에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 에어배출포트와 상기 송풍부 사이에, 냉각용 액체 또는 냉각용 기체가 흐르는 냉각부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
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