KR100927391B1 - A chiller device and a control method for a semiconductor process equipment - Google Patents

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곽필원
윤현진
이병찬
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유니셈(주)
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Abstract

압축기와 상기 압축기 후단에 설치된 응축기로 이루어진 공통의 고압유닛; A common high pressure unit consisting of a compressor and a condenser installed on the rear end of the compressor; 및 각각의 반도체 공정설비와 관련하여 독립된 브라인 경로를 형성하고, 상기 공통의 고압유닛과 관련하여 각각 독립된 냉매 경로를 형성하는 다수의 증발기를 포함하며, 상기 증발기 각각의 냉매 인렛은 제 1 경로와 제 2 경로를 통하여 상기 응축기 후단과 상기 응축기 전단에 연결되고, 상기 제 1 경로에는 전자식 팽창밸브를 설치되고 상기 제 2 경로에는 직렬 연결된 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 쌍이 설치되며, 상기 증발기 각각의 냉매 아웃렛은 각각 상기 압축기 전단에 연결되는 반도체 공정설비용 칠러 장치가 개시된다. And forming a separate brine path with respect to each of the semiconductor processing equipment, comprising: a plurality of evaporators, each forming an independent refrigerant path with respect to the common high-pressure units, each of the coolant inlet the evaporator has a first path and a second through the second path is connected to the condenser, the rear end and the condenser front end, wherein the first path is provided with is provided a pair of the second path is series connected solenoid valve and the hot gas regulating valve the electronic expansion valve, respectively, of the refrigerant the evaporator the outlets chiller unit for a semiconductor process equipment connected to the compressor front end is disclosed, respectively.
전자밸브, 핫가스, 팽창밸브, 수액기 Solenoid valve, the hot gas, the expansion valve, the receiver

Description

반도체 공정설비용 칠러 장치 및 그 제어방법{Chiller Apparatus for Semiconductor Process Equipment and Control Method of the same} A chiller unit for a semiconductor process equipment and a control method {Chiller Apparatus for Semiconductor Process Equipment and Control Method of the same}

본 발명은 반도체 공정설비용 칠러(chiller)장치에 관한 것으로, 특히 단일의 고압 유닛을 적용한 다수 챔버 제어용 칠러장치에 관한 것이다. The present invention relates to semiconductor processing equipment chiller (chiller) for the device, and more particularly to a multiple chiller control chamber apparatus to which a single high-voltage unit.

반도체 공정설비에 있어서 챔버의 온도를 균일하게 유지하는 방법은 여러 가지가 있으나 냉동사이클을 이용하는 방식이 가장 널리 이용된다. Method of maintaining the temperature of the chamber uniformly in the semiconductor process equipment is used, but a number of the most common methods is using a refrigeration cycle.

도 1은 종래의 반도체 공정설비의 칠러장치의 냉각계통도를 보여준다. 1 shows a refrigeration system diagram of a conventional semiconductor process equipment of the chiller unit.

도시된 바와 같이, 냉동사이클을 수행하기 위해서는 기본적으로 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(25) 및 증발기(31)가 필요하다. In order to perform, the refrigeration cycle as shown by default, the compressor 10, a condenser 20, an expansion valve 25 and the evaporator 31 is required.

반도체 공정설비(40)의 챔버에 일정 온도의 브라인을 공급하기 위해서는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 브라인이 증발기(31) 및 브라인 히터(33)와의 열교환을 통해서 브라인을 일정한 온도로 유지할 필요가 있다. In order to supply the brine a constant temperature in the chamber of the semiconductor processing equipment 40, the need brine is to maintain the brine through heat exchange with the evaporator 31 and the brine heater 33 at a constant temperature as shown in Figure 1 have.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. If it described in detail below.

증발기(31)에는 한 쌍의 냉매입구와 출구, 다른 한 쌍의 브라인 입구와 출구가 있어 냉매와 브라인이 상호 열교환될 수 있는 구조로 되어 있으며, 브라인 탱 크(30)내에는 증발기(31)와 브라인 히터(33)가 탱크내부격리판(32)에 의해서 분리되어 있다. Evaporator 31 has a pair of coolant inlet and outlet, there is a brine inlet and outlet of the other pair, and has a structure that the refrigerant and the brine can be mutually heat exchanger, a brine tank (30) is an evaporator (31) in the a brine heater (33) are separated by internal separator tank (32).

반도체 공정설비(40)로부터 브라인 유입관(42)으로 유입된 브라인은 증발기(31)로 들어가서 냉매관과 열교환을 통해서 설정된 브라인 온도 이하의 온도로 된 후 브라인탱크(30) 내로 배출된다. From the semiconductor processing equipment 40 is introduced into the brine inlet pipe 42, the brine is discharged into the brine tank 30 after the brine to a temperature below the set temperature by a refrigerant pipe and a heat exchanger enters the evaporator (31).

설정온도 이하로 냉각된 브라인은 탱크내부격리판(32)의 하부에 있는 브라인히터(33)와 열교환을 하여 설정온도로 맞추어진 후, 브라인 유출관(41)을 통해서 반도체 공정설비(40)로 유입된다. The brine cooled below the set temperature is in a brine heater 33 and then to a heat exchanger fitted to the set temperature, the semiconductor process equipment via a brine outlet pipe 41, 40 in the lower portion of the tank inside the separator 32 It flows.

이때 브라인온도를 설정온도의 편차 범위내에서 일정하게 유지하기 위해서는 브라인 히터(33)를 PID(비례, 적분, 미분)제어에 의해서 온/오프한다. At this time, in order to maintain constant the temperature of the brine in the variation range of the set temperature is turned on / off by the brine heater 33 to the PID (Proportional, Integral, Derivative) control.

상기의 과정은 브라인의 온도를 일정하게 유지하기 위한 과정이었으며, 브라인의 설정온도를 기존의 설정온도 편차범위를 벗어나는 고온으로 올릴 경우에는, 냉동사이클을 수행하지 않고 브라인 히터(33)만 계속 가동시켜 변경된 설정온도까지 끌어올리며, 브라인의 설정온도를 기존의 설정온도 편차범위를 벗어나는 저온으로 내릴 경우에는, 브라인 히터(33)의 가동없이 냉동사이클만 수행하여 변경된 설정온도까지 끌어내린다. The above procedure is was the process for maintaining constant the temperature of the brine, by the case raise the set temperature of the brine to a high temperature beyond the existing set temperature variation range, without performing a refrigeration cycle, only a brine heater 33 continues to operate olrimyeo drag to the changed set temperature, when making the set temperature of the brine at a low temperature causing a departure from the conventional set temperature deviation range, pulls to perform only the refrigerating cycle without moving to the changed set temperature of the brine heater (33).

그러나, 이러한 종래의 기술에 의하면, 챔버와 칠러장치가 일대일로 대응하기 때문에 챔버의 수만큼의 칠러장치가 필요하게 된다. However, according to such conventional techniques, it is a chamber and the chiller unit requires a chiller unit as the number of chambers since the one-to-one mapping. 따라서, 전체 칠러장치에서 소모되는 소비전력량이 높아지며, 이는 장치의 운전비용을 지나치게 증대시키게 된다. Therefore, this becomes high power consumption consumed in the entire chiller device, which is thereby excessively increasing the running cost of the apparatus.

또한, 전체 운전온도 영역(-20℃ - 80℃)에 대해 브라인 히터를 제어해야 하기 때문에, 장치의 소비전력량이 증가하고, 운전 전류값을 증가시켜 메인 차단기의 용량이 커지는 한편, 전력공급용 배관의 직경이나 사이즈가 증가하여 결국에는 철러장치의 크기가 증가한다는 문제점이 있다. In addition, the entire operation temperature range (-20 ℃ - 80 ℃) because it must control the brine heater for increasing the amount of power consumption of the device, and increases the driving current value is large, the capacity of the main circuit breaker On the other hand, the power supplying line for increases in diameter and the size and there is a problem that eventually increases the size of cheolreo device.

이와 함께, 칠러장치의 수가 증가함으로써 전체 운전 소음이 증가하며, 설치면적이 증가한다는 문제점이 있다. At the same time, and the overall operation noise increase by increasing the number of chiller unit, there is a problem in that the installation area increases.

따라서, 본 발명의 목적은 다수의 챔버에 대해 단일의 고압 유닛을 적용한 칠러장치를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a chiller device using a single high-voltage unit for a plurality of chambers.

본 발명의 다른 목적은 특정 온도영역에 대해서만 브라인 히터를 적용함으로써, 소비전력량을 줄이고 관련 부품의 용량이나 크기 및 설치비용을 줄이는 것이다. Another object of the invention is to reduce the capacity and the size and installation cost of the relevant components by applying a brine heater for a specific temperature range, reducing the power consumption.

상기한 목적은, 압축기와 상기 압축기 후단에 설치된 응축기로 이루어진 공통의 고압유닛; The above object is, the common high-pressure unit consisting of a compressor and a condenser installed on the rear end of the compressor; 및 각각의 반도체 공정설비와 관련하여 독립된 브라인 경로를 형성 하고, 상기 공통의 고압유닛과 관련하여 각각 독립된 냉매 경로를 형성하는 다수의 증발기를 포함하며, 상기 증발기 각각의 냉매 인렛은 제 1 경로와 제 2 경로를 통하여 상기 응축기 후단과 상기 응축기 전단에 연결되고, 상기 제 1 경로에는 전자식 팽창밸브를 설치되고 상기 제 2 경로에는 직렬 연결된 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 쌍이 설치되며, 상기 증발기 각각의 냉매 아웃렛은 각각 상기 압축기 전단에 연결되는 반도체 공정설비용 칠러 장치에 의해 달성된다. And forming a separate brine path with respect to each of the semiconductor processing equipment, comprising: a plurality of evaporators, each forming an independent refrigerant path with respect to the common high-pressure units, each of the coolant inlet the evaporator has a first path and a second through the second path is connected to the condenser, the rear end and the condenser front end, wherein the first path is provided with is provided a pair of the second path is series connected solenoid valve and the hot gas regulating valve the electronic expansion valve, respectively, of the refrigerant the evaporator outlets is achieved by a chiller unit for a semiconductor process equipment each connected to the compressor shear.

바람직하게, 상기 응축기 후단의 상기 제 1 및 제 2 경로 이전 위치에 설치되는 수액기를 추가로 포함할 수 있다. Preferably, the first and the rear end of the condenser, can further comprise an SAP which is installed on the second path before position.

또한, 상기 수액기 후단과 상기 압축기의 전단은 제 3 경로를 통하여 연결되고, 상기 제 3 경로에는 액체분사용 전자식 팽창밸브가 설치될 수 있다. Further, the front end of the rear end of the receiver and the compressor is connected through a third path, the third path may be a liquid minutes using an electronic expansion valve.

선택적으로, 상기 직렬 연결된 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 쌍이 병렬로 추가 설치될 수 있다. Alternatively, the pairs of said series-connected solenoid valve and a hot gas control valve may be further provided in parallel.

상기한 구조에 의하면, 브라인 히터를 브라인의 온도 유지용으로 사용하지 않음으로써 장비의 소비전력량을 감소시켜 운전비용을 절감할 수 있다. According to the above structure, it is possible to reduce the power consumption of the equipment by the brine heater is not used for maintaining the temperature of the brine can reduce the operating costs.

또한, 압축기와 응축기를 하나만 이용함으로써 설치가 용이하고 칠러장치의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있으며, 운전 소음을 현저하게 감소시킬 수 있다. In addition, it can be installed easily and reduce the overall size of the chiller apparatus by using only one compressor and the condenser, it is possible to significantly reduce the operation noise.

또한, 설치대수를 줄임으로써 당연히 원가절감을 이룰 수 있다. In addition, of course, it can achieve cost savings by reducing the number installed.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정용 칠러장치를 나타내는 냉각 계통도이 다. 2 is a cooling gyetongdoyi showing the chiller unit for a semiconductor process according to the invention. 설명의 편의를 위해 하나의 응축기 및 압축기에 대해 2대의 설비가 운용되는 경우를 예로 든다. For convenience of explanation, the costs when the two plant operation for a single condenser, and a compressor as an example.

도 2를 참조하면, 본 발명의 칠러장치는 공통의 고압유닛(H)과 각 증발기(121, 122)가 관련하여 구성하는 냉매경로(Ra, Rb)와, 각 증발기(121, 122)와 각 반도체 공정용 설비(161, 162)가 관련하여 구성하는 브라인 경로(Ba, Bb)로 이루어진다. 2, the chiller apparatus of the present invention is a refrigerant path that forms in relation to (Ra, Rb), and each evaporator (121, 122), a common high-pressure unit (H) and each evaporator (121, 122) and each It comprises a brine path (Ba, Bb), which is formed by the semiconductor process equipment 161 and 162 are related.

공통의 고압유닛(H)은 하나의 압축기(111)와 압축기(111) 후단에 설치된 하나의 응축기(112)로 이루어진다. High-pressure unit (H) in common is comprised of a single compressor 111 and the compressor 111, a condenser 112 installed in the rear end.

이러한 구성에 의하면, 압축기(111)와 응축기(112)를 하나만 이용함으로써 설치가 용이하고 칠러장치의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있으며, 운전 소음을 현저하게 감소시킬 수 있다. According to this arrangement, the installation is easy and can reduce the overall size of the chiller apparatus by using only one compressor 111 and the condenser 112, it is possible to significantly reduce the operation noise. 또한, 설치대수를 줄임으로써 당연히 원가절감을 이룰 수 있다. In addition, of course, it can achieve cost savings by reducing the number installed.

바람직하게, 응축기(112) 후단에 수액기(receiver tank; 113)를 추가로 설치할 수 있다. Preferably, the condenser 112, the receiver at the rear end; can be provided by adding (receiver tank 113). 구체적으로, 하나의 압축기(111)를 이용하여 다수의 반도체 공정용 설비(161, 162)를 운전하기 때문에 온도를 상승시키는 경우, 가령 증발기(122)로 유입되는 저온의 냉매를 전자식 팽창밸브(117)의 밸브 개도를 닫아 냉매를 차단함으로써 상대적으로 다른 전자식 팽창밸브(114)의 입구 압력인 응축압력의 변동이 발생할 수 있다. Specifically, a number of equipment for the semiconductor process by using a single compressor 111, 161 and 162 the case of increasing the temperature due to operation, for example, an evaporator 122, an electronic expansion valve, the refrigerant of low temperature which flows into the (117 ) there is a variation in inlet pressure of the condensing pressure relative to another electronic expansion valve 114 can occur by blocking the refrigerant by closing the valve opening degree of the.

이와 같이, 다른 반도체 공정용 설비의 설정온도 변환이나 냉각부하의 변화와 같은 외란이 인가되어 발생하는 응축압력의 변화폭을 줄이기 위해 수액기(113) 를 설치하는 것이 바람직하다. In this way, it is preferable to provide a receiver (113) to reduce the variation range of the condensation pressure generated is set transformation temperature or external disturbance such as change in the cooling load and the application of the equipment for other semiconductor processes.

또한, 수액기(113) 후단과 압축기의 전단(111)을 연결하는 경로에 액체분사용 전자식 팽창밸브(120)를 추가로 설치할 수 있다. Further, it is possible in the path connecting the front end 111 of the receiver 113, the rear end and the compressor to install additional minute liquid using an electronic expansion valve (120). 다시 말해, 고온의 냉매를 공급할 경우 압축기(111)로 유입되는 흡입가스의 온도상승을 방지하기 위하여 액체분사용 전자식 팽창밸브(120)를 설치함으로써 전반적인 냉동사이클의 안정화를 이룰 수 있다. In other words, it is possible to achieve the stabilization of the overall refrigerating cycle by providing the minute liquid using an electronic expansion valve 120 to supply the refrigerant when the high temperature to prevent the temperature rise of the suction gas entering the compressor (111).

상기한 바와 같이, 다수의 냉매경로는 각 증발기(121, 122)와 고압 유닛(H) 사이를 순환하는 경로가 병렬로 구성되어 이루어진다. As described above, a plurality of refrigerant paths is achieved, the path that circulates through each evaporator (121, 122) and the high-pressure unit (H) is configured in parallel.

도 2를 참조하면, 각 냉매경로의 냉매 인렛은 전자식 팽창밸브(114, 117)를 통하여 수액기(113) 후단에 연결됨과 동시에, 직렬 연결된 전자밸브(131, 132)와 핫가스 조정밸브(115, 116)의 쌍을 통하여 응축기(112) 전단에 연결된다. 2, the refrigerant inlet of the refrigerant path is an electronic expansion valve (114, 117) the receiver (113) and at the same time connected to the rear end, the series connected solenoid valve 131 and 132 and a hot gas control valve (115 through , 116), a condenser 112 via a pair of the is connected to the front end.

여기서, 직렬 연결된 전자밸브(131, 132)와 핫가스 조정밸브(115, 116)를 병렬 쌍으로 설치한 것은, 가령 어느 하나의 쌍을 고온용으로 사용하고 다른 하나의 쌍은 저온용으로 사용하기 위한 편의를 위한 것이며, 반드시 병렬 쌍으로 설치할 필요는 없다. Here, the series connected solenoid valve 131 and 132 and a hot gas control valve (115, 116) provided in a parallel pair, for example, using any one pair of the high temperature and the other pair is to be used for low temperature intended for convenience, it is not necessary to install a parallel pair. 이하의 설명에서는 직렬 연결된 전자밸브(132)와 핫가스 조정밸브(116)의 쌍을 고온용으로 사용하는 경우를 가정한다. The following description assumes the case of using a pair of series-connected solenoid valve 132 and a hot gas control valve 116 for a high temperature.

한편, 각 냉매경로의 냉매 아웃렛은 압축기(111) 전단에 연결된다. On the other hand, the refrigerant outlet of the refrigerant path is connected to the compressor 111, the front end.

이하, 상기한 구성의 칠러장치의 동작에 대해 설명한다. Hereinafter, a description will be given of the operation of the chiller unit of the above-described configuration.

반도체 공정용 설비 중 하나의 온도를 상승시키는 경우 When raising the temperature of the one of the equipment for semiconductor processing

도 3은 반도체 공정용 설비(161, 162)가 설정온도를 유지하고 있는 과정에서, 반도체 공정용 설비(162)의 설정온도만을 상승시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. 3 is a refrigeration system diagram showing a case that the process that maintains the set temperature the equipment for semiconductor processing (161, 162), only increase the set temperature for a semiconductor process equipment 162. The

도 3을 참조하면, 압축기(111)에서 토출된 고온의 냉매는 핫가스 조정밸브(116)와 전자밸브(132)를 통하여 냉매탱크(141)의 내부에 있는 증발기(121) 입구로 유입되고, 응축기(112)에서 응축된 냉매는 전자식 팽창밸브(114) 내에서 교축 과정을 통해 저온·저압의 2상 기체의 냉매 상태로 냉매탱크(141) 내부의 증발기(121)에 유입된 후 브라인과 열교환되어 설정된 온도를 유지시킨다. 3, the refrigerant of high temperature discharged from the compressor 111 flows into the evaporator 121, the inlet on the inside of the refrigerant tank 141 through the hot-gas control valve 116 and solenoid valves 132, the refrigerant condensed in the condenser 112 is an electronic expansion valve 114 and then introduced to the low temperature two-phase refrigerant state refrigerant tank 141, the evaporator 121 of the inside to the base of the low pressure through a throttling process in the brine and heat It is maintained to the set temperature.

이와 동시에 압축기(111)에서 토출된 고온의 냉매는 핫가스 조정밸브(119)와 전자밸브(134)를 통하여 냉매 탱크(143) 내부의 증발기(122)로 유입되지만, 응축기(112)에서 응축된 냉매는 전자식 팽창밸브(117)의 개도를 닫음으로써 증발기(122)로의 유입이 차단된다. At the same time, condensed in the coolant of a high temperature discharged from the compressor 111, but flows into the hot-gas control valve 119 and solenoid valve 134, the refrigerant tank 143, the evaporator 122 of the inside through the condenser 112 the refrigerant is introduced into the electronic expansion valve 117, evaporator 122, by closing the opening of the turned off. 또한, 브라인 히터(144)가 발열하게 됨으로써 증발기(122)에서 브라인의 온도를 상승시킨다. Further, to raise the temperature of the brine in the evaporator (122) being a brine heater (144) to the heat generation.

이에 따라, 반도체 공정용 설비(161)는 온도를 그대로 유지하는 반면, 반도체 공정용 설비(162)는 온도가 상승한다. Thus, while the equipment for the semiconductor manufacturing process (161) is kept at the same temperature as it is, equipment for semiconductor processing (162) is raised in temperature.

반도체 공정용 설비의 온도를 하강시키는 경우 When lowering the temperature of the equipment for semiconductor processing

도 4는 본 발명에 있어서 반도체 공정용 설비의 온도를 하강시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. Figure 4 is a schematic diagram showing a cooling case for lowering the temperature of the equipment for semiconductor processing according to the present invention. 이 과정은 종래기술과 동일하며 간략하게 기술하면 다음과 같다. The process is the same as when the prior art, and briefly described as follows.

도 4를 참조하면, 압축기(111)에서 토출되고 응축기(112)에서 응축과정을 수행하여 수액기로 유입된 냉매는 액화된 상태에서 각 냉동사이클의 전자식 팽창밸브(114, 117)에서 팽창과정을 수행하게 되며 팽창된 냉매는 증발기(121, 122)로 유입되어 브라인와 열교환하여 증발과정을 수행한 후 다시 압축기(111)로 흡입된다. 4, performing the expansion process in the performing the condensation process in the discharge and the condenser 112 in the compressor 111. The refrigerant flowed group sap is an electronic expansion valve in each refrigeration cycle in the liquid state (114, 117) and the expanded refrigerant is sucked back to the compressor 111 after the beurainwa heat flows into the evaporator 121 and 122 perform the evaporation process.

이때, 온도를 하강시키기 직전의 고온영역에서 흡입냉매의 온도를 일정하게 낮추기 위해 사용하였던 액체분사용 전자식 팽창밸브(120)의 밸브 개도는 점차 줄어들게 되어 닫히게 된다. At this time, in a high temperature region immediately before lowering the temperature of the liquid valve opening minutes using an electronic expansion valve 120, previously used to lower at a constant temperature of the suction refrigerant it is closed gradually reduced.

반도체 공정용 설비의 온도를 설정한 온도로 유지시키는 경우 If maintaining a set temperature of the semiconductor process equipment for the temperature

도 5는 본 발명에 있어서 반도체 공정용 설비의 온도를 설정온도로 유지시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. 5 is a refrigeration system diagram showing a case of maintaining the temperature of the equipment for the semiconductor process to a set temperature in the present invention.

브라인의 온도를 하강시키는 과정과 상승시키는 과정을 동시에 수행함으로써 그 목적을 달성할 수 있다. By carrying out the process and the process of lowering the elevated temperature of the brine at the same time it is possible to achieve that purpose.

도 5를 참조하면, 압축기(111)에서 토출된 냉매는 응축기(112)로 유입되어 응축과정을 통해 수액기(113)로 일시 저장된다. 5, the refrigerant discharged from the compressor 111 flows into the condenser 112 is temporarily stored into the receiver 113 through the condensation process.

이때 수액기(113)는 100%의 액화상태의 냉매를 팽창밸브로 보내는 역할과 부가적으로 각각의 반도체 공정용 설비(161, 162)의 냉각부하 등 외란에 따라 감온 역할을 수행하는 전자식 팽창밸브(114, 117)의 밸브 개도에 따른 응축압력의 변동폭을 상당부분 흡수할 수 있다. Wherein the receiver (113) is an electronic expansion valve for sending the liquefied state of 100% refrigerant to the expansion valve role and additionally performing heat-sensing role in accordance with the cooling load, such as disturbance of the respective equipment for the semiconductor manufacturing process (161, 162) It can absorb much of the variation range of the condensation pressure in accordance with the valve opening degree of the (114, 117).

수액기(113)에서 토출된 액냉매는 각각의 전자식 팽창밸브(114, 117)에서 팽창과정을 수행하게 되며, 팽창된 냉매는 증발기(121, 122)로 유입되어 브라인과 열교환하게 되며, 이 과정에서 브라인은 온도가 하강하게 되고 냉매는 증발과정을 수행하게 된다. The liquid refrigerant discharged from the receiver (113) is to perform the expansion process in each of the electronic expansion valve (114, 117), the expanded refrigerant is introduced into the evaporator (121, 122) and the heat exchange with the brine, the procedure in the brine is the temperature is lowered the refrigerant is evaporated to perform the process. 증발기(121, 122)에서 나온 냉매는 기체의 상태로 압축기(111)로 유입된다. The refrigerant from the evaporator 121, flows into the compressor 111 in a state of gas.

또한 증발기(121, 122)에서 브라인의 온도를 설정온도로 맞추기 위한 과정은 다음과 같다. In addition, the process for adjusting the temperature of the brine in the evaporator (121, 122) to the set temperature is as follows.

압축기(111)에서 토출된 냉매는 전자식 팽창밸브(114, 117)로 유입되어 상기에서 기술한 과정과 같이 브라인을 냉각시킴과 동시에 브라인을 설정온도로 유지하기 위해 브라인 히터를 사용하지 않고 압축기(111)의 열원인 핫 가스(hot gas)를 이용한다. The refrigerant discharged from the compressor 111 is an electronic expansion valve (114, 117) into without the use of a brine heater to maintain a Sikkim cooled brine and at the same time set the brine temperature, such as the process described in said compressor (111 ) which uses a hot gas (hot gas) heat source.

브라인의 온도를 하강하지 않게 유지하는 열원인 핫 가스는 반도체 공정용 설비(161)의 경우, 핫가스 조정밸브(115)와 전자밸브(131)를 통과한 후 전자식 팽창밸브(114)로 유출된 차가운 냉매와 혼합되어 증발기(121)로 유입된다. The hot gas heat source maintained not lower the temperature of the brine in the case of plant 161 for a semiconductor process, after passing through the hot-gas control valve 115 and solenoid valve 131 is leaked to the electronic expansion valve (114) is mixed with cold coolant then flows into the evaporator 121. 상기와 같이 혼합된 냉매는 증발기(121)에서 브라인과 열교환 과정을 수행하여 설정온도를 유지하게 된다 The refrigerant mixture as described above is to keep the set temperature to perform a heat exchange process with the brine in the evaporator (121)

또한, 반도체 공정용 설비(162)의 경우, 동일한 압축기(111)에서 토출된 고온의 핫 가스는 핫가스 조정밸브(118)과 전자밸브(133)을 통과한 후 전자식 팽창밸브(117)를 통과한 냉매와 혼합되어 증발기(121)로 유입된 후 상기에서 기술된 바와 같은 방식으로 브라인의 온도를 유지한다. In the case of a semiconductor processing equipment 162 for, the hot gas of high temperature discharged from the same compressor 111 passes through the electronic expansion valve 117. After passing through the hot-gas control valve 118 and solenoid valve 133 a refrigerant and a mixture after being introduced into the evaporator 121 to maintain the temperature of the brine in the same manner as described above.

한편, 압축기(111)로 흡입되는 기체상태의 저압 냉매의 온도가 높다면 외부 제어부(External Controller)에 의해 액체분사용 전자식 팽창밸브(120)가 열려 수액기(113)에서 나온 차가운 고압의 액냉매가 공급되어 압축기(111)로 회수된다. On the other hand, the liquid minutes using electronic expansion valve 120 is open, the liquid refrigerant in the cold high pressure from the receiver (113) by an external controller (External Controller) if the temperature of the low-pressure refrigerant in gas state that is drawn into the compressor 111 is high It is supplied and recovered to the compressor (111).

상기에서, 고온의 브라인 설정온도를 유지하는 경우, 고온 저압의 기체상태의 냉매가 압축기(111)로 유입될 수 있으며, 이 경우 냉동사이클에 불안한 부하(Load)로 작용할 수 있으므로 시스템의 안정적인 운전을 위해 액체분사 시스템을 본 발명에 적용시켜 안정적인 냉동사이클을 이룰 수 있다. In the above, the case for holding the brine, the set temperature of the high temperature, a gaseous high-temperature low-pressure refrigerant can be introduced into the compressor 111, since the case can act as a disturbing load (Load) in the refrigerating cycle for stable operation of the system applicable to the present invention a liquid-jet system to to can form a stable refrigerating cycle.

본 발명에서는 팽창과정을 수행하는 부품과 핫가스 제어용 부품을 도 2에 나타낸 바와 같이 종래기술에서 사용하던 온도식 밸브를 배제하고 스테핑 모터(Stepping Motor)가 적용된 전자식 팽창밸브(114, 117, 120)를 적용함으로써 팽창장치에서의 밸브 개도율(Valve Lift)을 0% ~ 100%까지 완벽하게 구현할 수 있다. In the present invention, the electronic expansion valve (114, 117, 120) applied to the components and hot gas control part for performing an expansion process as shown in FIG. 2 excluding the thermostatic valve that was used in the prior art and the stepping motor (Stepping Motor) to the valve opening rate (valve Lift) of the expansion device by applying it can fully implement the range of 0% to 100%.

또한, 온도제어시 압축기(111)에서 발생하는 열원인 핫 가스를 핫가스 조정밸브(115, 116, 118, 119)에 공급하는 핫가스 바이패스 방식과 상기에서 기술된 전자식 팽창밸브의 기술을 접목시킴으로써 종래에 히터를 사용하여 실현하였던 온도제어 과정을 수행할 수 있도록 하였다. Further, combining the heat source hot gas to the hot gas adjusting hot gas bypass methods and techniques of the electronic expansion valve described above to be supplied to the valve (115, 116, 118, 119) occurring in the temperature control during compressor 111 by it was to perform the temperature control procedure who achieved using heaters in the art.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경과 변형이 가능하다. The foregoing description is made of embodiments of the present invention, it is possible that various changes and modifications in the level of ordinary skill in the art. 따라서, 본 발명의 범주는 상기한 실시예에 한정되어서는 안 되며 이하에 기술되는 청구범위에 의해 해석되어야 할 것이다. Thus, the scope of the invention will have to be, and should not be limited to the above-described embodiment construed by the claims described below.

도 1은 종래의 반도체 공정설비의 칠러장치의 냉각계통도를 보여준다. 1 shows a refrigeration system diagram of a conventional semiconductor process equipment of the chiller unit.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정용 칠러장치를 나타내는 냉각 계통도이다. 2 is a block diagram showing a chiller cooling apparatus for a semiconductor process according to the invention.

도 3은 반도체 공정용 설비(161, 162)가 설정온도를 유지하고 있는 과정에서, 반도체 공정용 설비(162)의 설정온도만을 상승시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. 3 is a refrigeration system diagram showing a case that the process that maintains the set temperature the equipment for semiconductor processing (161, 162), only increase the set temperature for a semiconductor process equipment 162. The

도 4는 본 발명에 있어서 반도체 공정용 설비의 온도를 하강시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. Figure 4 is a schematic diagram showing a cooling case for lowering the temperature of the equipment for semiconductor processing according to the present invention.

도 5는 본 발명에 있어서 반도체 공정용 설비의 온도를 설정온도로 유지시키는 경우를 나타내는 냉각계통도이다. 5 is a refrigeration system diagram showing a case of maintaining the temperature of the equipment for the semiconductor process to a set temperature in the present invention.

Claims (7)

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  5. 압축기와 상기 압축기 후단에 설치된 응축기로 이루어진 공통의 고압유닛 및 독립된 다수의 증발기를 포함하며, 상기 각 증발기는 브라인 히터를 구비하고, 이에 대응하는 각 반도체 공정설비와의 사이에 브라인 경로를 형성하고, 상기 각 증발기와 상기 응축기의 후단을 연결하는 냉매액 공급라인에 전자식 팽창밸브가 설치되고, 상기 증발기와 상기 응축기의 전단을 연결하는 핫가스 공급라인에 직렬 연결된 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 쌍이 설치되고, 상기 각 증발기의 냉매 아웃렛은 각각 상기 압축기의 전단에 연결되는 반도체 공정설비용 칠러 장치에 적용되며, Comprising a common high-pressure unit and a separate plurality of evaporator consisting of a condenser installed on the compressor and downstream of the compressor, each of the evaporator forms a brine path between the respective semiconductor processing equipment comprising a brine heater and, in response, pair of installation of each of the evaporator and the refrigerant supply, and the electronic expansion valve installed in the line, wherein the evaporator and the hot gas supply series connected solenoid valve and the hot gas in the line connecting the front end of the condenser control valve connecting the rear end of the condenser, and, the refrigerant outlet of each evaporator is applied to the chiller unit for a semiconductor process equipment respectively connected to the front end of the compressor,
    상기 각 반도체 공정설비 중 하나의 온도를 상승시키는 경우, 상기 냉매액 공급라인의 전자식 팽창밸브의 개도를 닫고 상기 핫가스 공급라인의 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 개도를 열어 상기 증발기에 핫가스를 공급함과 동시에 상기 브라인 히터를 발열시키고, The case of the raised one temperature during the semiconductor process facility, to close the opening degree of the refrigerant supply line of the electronic expansion valve opening the opening degree of the hot gas feed line of the solenoid valve and a hot gas control valve for the hot gas to the evaporator and supplying at the same time and heating the brine heater,
    상기 각 반도체 공정설비 중 하나의 온도를 하강시키는 경우, 상기 냉매액 공급라인의 전자식 팽창밸브의 개도를 열고 상기 핫가스 공급라인의 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 개도를 닫아 저온 냉매액을 상기 증발기에 공급하며, Each of the case of the semiconductor lower the one temperature during the process equipment, the refrigerant supply line of the electronic expansion to open the opening of the valve wherein the hot gas supply line of the electronic valve and the hot gas adjust the evaporator the low temperature refrigerant liquid by closing the opening of the valve supply, and
    상기 각 반도체 공정설비 중 하나의 온도를 기설정된 온도로 유지하는 경우, 상기 냉매액 공급라인의 전자식 팽창밸브의 개도와 상기 핫가스 공급라인의 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 개도를 여는 것을 특징으로 하는 반도체 공정설비용 칠러장치의 제어방법. Wherein in each case to maintain a temperature in the semiconductor process equipment group to a set temperature, characterized in that opening the opening degree of the refrigerant supplied to the opening degree of the electronic expansion valve in line with the hot gas feed line of the solenoid valve and a hot gas control valve method of controlling a chiller unit for a semiconductor process equipment that.
  6. 압축기와 상기 압축기 후단에 설치된 응축기로 이루어진 공통의 고압유닛 및 독립된 다수의 증발기를 포함하며, Comprising a common high-pressure unit and a plurality of independent evaporator consisting of a condenser installed on the compressor and downstream of the compressor,
    상기 각 증발기는 브라인 히터를 구비하고, 이에 대응하는 각 반도체 공정설비와의 사이에 브라인 경로를 형성하고, Each of the evaporator forms a path between the brine and the semiconductor process equipment comprising a brine heater and, in response,
    상기 각 증발기와 상기 응축기의 후단을 연결하는 냉매액 공급라인에 전자식 팽창밸브가 설치되고, 상기 증발기와 상기 응축기의 전단을 연결하는 핫가스 공급라인에 직렬 연결된 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 쌍이 설치되고, Pair of installation of each of the evaporator and the refrigerant supply, and the electronic expansion valve installed in the line, wherein the evaporator and the hot gas supply series connected solenoid valve and the hot gas in the line connecting the front end of the condenser control valve connecting the rear end of the condenser, and,
    상기 각 증발기의 냉매 아웃렛은 각각 상기 압축기의 전단에 연결되며, The refrigerant outlet of each evaporator is connected to the front end of the compressor, respectively,
    상기 각 반도체 공정설비 중 하나의 온도를 상승시키는 경우, 상기 냉매액 공급라인의 전자식 팽창밸브의 개도를 닫고 상기 핫가스 공급라인의 전자밸브와 핫가스 조정밸브의 개도를 열어 핫가스를 공급함과 동시에 상기 브라인 히터를 발열시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정설비용 칠러 장치. When raising the one temperature during each of the semiconductor process facility, to close the opening degree of the refrigerant supply line of the electronic expansion valve and supplying the hot gas by opening the opening degree of the hot gas feed line of the solenoid valve and a hot gas control valve at the same time semiconductor process equipment for the chiller unit, comprising a step of heating the brine heater.
  7. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6,
    상기 각 전자식 팽창밸브의 개도를 닫아 발생하는 응축압력의 변화폭을 줄이기 위해 상기 응축기 후단에 수액기가 추가로 설치되고, To reduce the variation range of the condensation pressure caused by closing the opening of each electronic expansion valve is provided additionally downstream of the condenser receiver group,
    상기 수액기 후단과 상기 압축기의 전단을 연결하는 경로에 액체분사용 전자식 팽창밸브를 설치하여 상기 압축기로 유입되는 흡입가스의 온도상승을 방지하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정설비용 칠러 장치. The rear end of the receiver and the semiconductor process equipment for the chiller device to the path that connects the front end of the compressor is characterized in that by installing the liquid minutes using an electronic expansion valve to prevent temperature rise of the suction gas flowing into the compressor.
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