KR101006252B1 - Platen temperature control system using chiller - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조를 위한 이온주입공정시에 웨이퍼가 안착되는 플래튼을 적정온도로 냉각시키기 위해 공급되는 냉각수의 온도를 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있도록 된 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a platen temperature control system using a chiller that enables to monitor and control the temperature of the cooling water supplied in real time to cool the platen on which the wafer is seated at an appropriate temperature during the ion implantation process for semiconductor manufacturing. will be.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 이온주입장비의 온도조절 시스템에 있어서, 주 냉각수 공급라인에서 분기되는 냉각수 공급라인과 주 냉각수 환수라인에서 분기되는 냉각수 환수라인에 연결되고, 상기 냉각수 공급라인으로 유입되는 냉각수를 소정의 온도로 냉각시키는 칠러;및 상기 칠러에서 냉각된 냉각수가 상기 플래튼의 내부를 경유하는 냉각수라인을 따라 순환되도록 하여, 상기 그라운드 설비중 상기 플래튼의 온도 제어를 이루는 온도제어부;를 포함하여, 상기 그라운드 설비중 웨이퍼가 안착되는 플래튼의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing this, in the temperature control system of the ion implantation equipment, is connected to the cooling water supply line branched from the main cooling water supply line and the cooling water return line branched from the main cooling water return line, which is introduced into the cooling water supply line Chiller to cool the cooling water to a predetermined temperature; and a temperature control unit for controlling the temperature of the platen in the ground equipment by allowing the coolant cooled in the chiller to circulate along the cooling water line passing through the inside of the platen; Including, it characterized in that the cooling of the platen on which the wafer is seated in the ground facilities.

본 발명에 의하면, 이온주입공정에서 웨이퍼의 표면온도 상승으로 인해 유발되는 포토레지스트의 변형을 방지할 수 있게 되고, 웨이퍼 표면에서의 파티클 제어 및 이온주입공정 후 웨이퍼의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the deformation of the photoresist caused by the rise of the surface temperature of the wafer in the ion implantation process, and to improve the reliability of the wafer after the particle control and the ion implantation process on the wafer surface. have.

이온주입공정, 칠러, 플래튼, 웨이퍼, 냉각수, 온도조절. Ion injection process, chiller, platen, wafer, coolant, temperature control.

Description

칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템{Platen temperature control system using chiller}Platen temperature control system using chiller

본 발명은 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조를 위한 이온주입공정시에 웨이퍼가 안착되는 플래튼을 적정온도로 냉각시키기 위해 공급되는 냉각수의 온도를 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있도록 된 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a platen temperature control system using a chiller, and more particularly, to monitor in real time the temperature of the cooling water supplied to cool the platen on which the wafer is seated to an appropriate temperature during an ion implantation process for semiconductor manufacturing. And a platen temperature control system using a chiller that can be controlled.

반도체 제조를 위한 일련의 공정중 이온주입공정은 소자에 전기적 특성을 갖게하기 위하여 3가 또는 5가의 불순물을 이온화시켜 전기적인 에너지를 이용하여 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 표면에 이온을 주입시키는 공정이다.The ion implantation process is a process of ionizing trivalent or pentavalent impurities to inject electrical ions into the surface of single crystal silicon or polycrystalline silicon using electrical energy in order to give the device electrical characteristics.

이러한 이온주입공정에서는 특히 공정의 진행중에 공정조건에 맞도록 웨이퍼의 온도를 적정 수준으로 조절하는 것이 중요한 공정요소가 되고 있으며, 최근 반도체 소자가 고집적화됨에 따라서 공정진행의 매개변수(parameter)나 측정 데이터가 다양하게 변화되고 있는 추세에서는 더욱 중요한 공정요소가 되고 있다.In such an ion implantation process, it is important to control the temperature of the wafer to an appropriate level in order to meet the process conditions. In particular, as semiconductor devices have become highly integrated, the parameters and measurement data of the process are in progress. Is becoming a more important process element in the changing trend.

일례로 이온주입공정의 진행중 웨이퍼의 표면온도가 기준온도 이상으로 상승할 경우, 각종 웨이퍼 측정 데이터인 전류값(DC; Direct Current), 표면저항(RS; Sheet Resistance), 열파동(TW; Thermal Wave) 등의 측정데이터가 기준범위를 벗어나 불안정해지는 헌팅(Hunting)현상이 발생하였으며, 이로 인해 웨이퍼가 파손되는 결과를 초래하기도 하였다.For example, when the wafer surface temperature rises above the reference temperature during the ion implantation process, various wafer measurement data such as current value (DC), surface resistance (RS; sheet resistance), and thermal wave (TW) Hunting phenomenon that the measured data such as) out of the reference range is unstable, and this may cause the wafer to break.

또한, 최근의 고이온농도(High Dose) 및 고전압(High Voltage) 공정에서는 웨이퍼의 표면온도에 매우 민감하게 반응하고 있는 현실이다.In addition, in recent years, a high ion concentration and a high voltage process are very sensitive to the surface temperature of the wafer.

이러한 문제를 해결하기 위하여 공정의 진행중 웨이퍼가 안착되는 플래튼(platen)으로 냉각수를 순환시켜 웨이퍼를 적정온도로 냉각시키고 있다.In order to solve this problem, the cooling water is circulated to the platen where the wafer is seated during the process to cool the wafer to an appropriate temperature.

도 1은 종래 이온주입장비의 온도조절 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도로서, 도시된 모델은 VARIAN 회사의 EHP500 장비의 그라운드 설비(Ground Facility)의 냉각 시스템의 구성도를 나타낸 것이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a temperature control system of a conventional ion implantation equipment, the model shown is a schematic diagram of the cooling system of the ground (Ground Facility) of the EAR500 equipment of the VARIAN company.

이온주입장비의 온도조절 시스템(10)은, 열교환기(20) 내부의 터미널(30)과 연결되는 터미널 설비(Terminal Facility)와, 열교환기(20) 내부의 엔드스테이션(40)에 연결되는 그라운드 설비(Ground Facility)로 구성된다.The temperature control system 10 of the ion implantation equipment includes a terminal facility connected to the terminal 30 inside the heat exchanger 20, and a ground connected to the end station 40 inside the heat exchanger 20. It consists of a Ground Facility.

상기 터미널 설비는 상기 열교환기(20) 내부의 터미널(30)의 우측에 도시된 펌프(34)의 작동으로 냉각수가 펌핑되어 빔(Beam)이 형성되는 소스(Source)부와 빔이 지나가는 빔라인(Beamline)구간을 냉각하게 된다.The terminal device is a source line in which a coolant is pumped and a beam is formed by the operation of the pump 34 shown on the right side of the terminal 30 in the heat exchanger 20, and a beam line through which the beam passes. Cool down the beamline section.

그리고 상기 그라운드 설비는 냉각수 저장조(50)로부터 열교환기(20)의 엔드스테이션(40)을 경유하여 냉각수 분배기(60)를 거쳐서 플래튼(70), 스테이지 펌프(Stage Pump, 71,72), 포커스 컵(Focus Cup, 74), 엘리베이터 펌프(Elevator Pump, 75)를 냉각하게 된다.In addition, the ground facility is a platen 70, a stage pump 71, 72, a focus from the coolant reservoir 50 through the coolant distributor 60 via the end station 40 of the heat exchanger 20. The cup Cup 74 and the elevator pump 75 are cooled.

상기 열교환기(20)에는 상기 터미널 설비와 상기 그라운드 설비를 순환하면서 열을 흡수하여 온도가 상승된 냉각수를 열교환을 통해 낮추기 위한 저온의 냉각수가 상기 터미널(30)과 상기 엔드스테이션(40)을 경유하도록 하는 냉각수 순환라인이 형성된다.The heat exchanger 20 has a low temperature cooling water through the terminal 30 and the end station 40 to absorb the heat while lowering the temperature of the cooling water through heat exchange while circulating the terminal equipment and the ground equipment. Cooling water circulation line is formed.

즉, 주 냉각수 공급라인(1)으로 유입된 냉각수는 밸브(11)의 개방으로 하측의 유입라인(12a)을 따라서 분배기(12)로 이동되고, 상기 분배기(12)의 출구측에는 두 개의 냉각수라인(16a,17a)으로 분기되어 각각 저항센서(15;15a,15b)에서 냉각수의 저항이 측정된 후, 각각 하측의 냉각수라인(16b,17b)을 따라서 열교환기(20)의 엔드스테이션(40)과 터미널(30)을 경유하면서 열교환이 이루어진 후, 각각의 냉각수라인(16c,17c)을 따라서 집배기(14)로 환수되며, 상측의 배출라인(14a)으로 이동된 냉각수는 밸브(13)의 개방으로 주 냉각수 환수라인(2)을 통해 배출된다.That is, the coolant flowing into the main coolant supply line 1 is moved to the distributor 12 along the inlet line 12a at the lower side by opening the valve 11, and two coolant lines are provided at the outlet side of the distributor 12. The end stations 40 of the heat exchanger 20 are branched to the 16a and 17a and the resistance of the coolant is measured by the resistance sensors 15; 15a and 15b, respectively, and along the lower coolant lines 16b and 17b, respectively. After the heat exchange is performed via the terminal 30 and the terminal 30, the water is returned to the collector 14 along the respective cooling water lines 16c and 17c, and the cooling water moved to the discharge line 14a on the upper side of the valve 13 Opening is discharged through the main cooling water return line (2).

그리고 상기 터미널(30) 내부의 일측에는 온도센서(32)가 구비되어 공급되는 냉각수의 온도를 감지하게 된다.One side of the terminal 30 is provided with a temperature sensor 32 to detect the temperature of the cooling water supplied.

한편, 상기 그라운드 설비는 저장조(50)의 내부에 수용되어 있는 냉각수가 펌프(42)의 작동으로 냉각수라인(51a,51b)을 따라서 열교환기(20)의 엔드스테이션(40)으로 유입되며 열교환이 이루어진 후에 냉각된 상태로 배출되어 냉각수라인(51c)을 따라서 냉각수 분배기(60)로 유입된다.On the other hand, the ground facility is introduced into the end station 40 of the heat exchanger 20 along the cooling water line (51a, 51b) by the operation of the pump 42, the cooling water contained in the reservoir 50, the heat exchange After being made, it is discharged in a cooled state and flows into the coolant distributor 60 along the coolant line 51c.

상기 냉각수 분배기(60)의 출구측에는 냉각수가 각각의 냉각수라인(61a,62a,63a,64a,65a)으로 분기되어 배출되도록 하는 밸브(61,62,63,64,65)가 구비되어 있고, 각각 스테이지 펌프(71,72), 플래튼(70), 포커스 컵(74), 엘리베이 터 펌프(75)로 공급되어 해당 설비의 열을 흡수하여 냉각시킨 후에, 각각의 냉각수라인(61b,62b,63b,64b,65b)을 통해 저장조(50)로 환수되며, 상기 냉각수라인(61b,62b,63b,64b,65b) 상에는 유량계 스위치(80;80a,80b,80c,80d,80e)가 구비되어 냉각수의 유량이 측정된다.At the outlet side of the coolant distributor 60, valves 61, 62, 63, 64, and 65 are provided to allow the coolant to branch and discharge into the respective coolant lines 61a, 62a, 63a, 64a, and 65a. After being supplied to the stage pumps 71 and 72, the platen 70, the focus cup 74, and the elevator pump 75 to absorb and cool the heat of the facility, the respective cooling water lines 61b, 62b and 63b. And 64b and 65b are returned to the reservoir 50, and flow meter switches 80 and 80a, 80b, 80c, 80d and 80e are provided on the cooling water lines 61b, 62b, 63b, 64b and 65b. The flow rate is measured.

종래의 온도조절 시스템(10)에서는 플래튼(70)을 포함하여 스테이지 펌프(71,72), 포커스 컵(74) 및 엘리베이터 펌프(75)를 각각 순환한 후에 저장조(50)로 수집되는 냉각수의 온도를 상기 저장조(50) 내부에 구비된 온도센서(52)로 검지하고, 검지된 냉각수의 온도를 표시하게 되며, 관리자는 화면상에 표시된 냉각수의 온도를 기준으로 그라운드 설비 전체로 공급되는 냉각수의 온도를 일괄적으로 조절하게 된다.In the conventional temperature control system 10, the platen 70, including the stage pump (71, 72), the focus cup 74 and the elevator pump (75) after circulating each of the cooling water collected in the reservoir (50) The temperature is detected by the temperature sensor 52 provided in the reservoir 50, and the detected temperature of the coolant is displayed, and the manager of the coolant supplied to the entire ground facility based on the temperature of the coolant displayed on the screen. The temperature will be controlled collectively.

그러나, 상기 온도조절 시스템(10)은 웨이퍼가 최종적으로 놓여지는 플래튼(70)의 냉각온도를 별도로 측정할 수가 없는 단점이 있다.However, the temperature control system 10 has a disadvantage in that the cooling temperature of the platen 70 on which the wafer is finally placed cannot be measured separately.

즉, 상기 저장조(50)의 온도는 약 25 ~ 28 ℃의 범위로 조절되는데, 온도가 상기 범위를 벗어나도록 상승할 경우에 상기 그라운드 설비중 플래튼(70)에 문제가 있는지, 기타 스테이지 펌프(71,72), 포커스 컵(74), 엘리베이터 펌프(75)에 문제가 있는지를 판단할 수 없게 된다.That is, the temperature of the reservoir 50 is adjusted in the range of about 25 ~ 28 ℃, if the temperature rises out of the range, there is a problem in the platen 70 of the ground equipment, other stage pump ( 71, 72, the focus cup 74, and the elevator pump 75 cannot determine whether there is a problem.

만일 플래튼(70)의 냉각에 문제가 발생하더라도, 상기 플래튼(70)의 냉각라인(63a~63b)은 그라운드 설비의 기타 냉각라인(61a~61b,62a~62b,64a~64b,65a~65b)과 섞여져 순환되기 때문에 실제로 플래튼(70)에서의 온도를 별도로 측정할 수가 없으며, 저장조(50)에 구비된 온도센서(52)에서 측정된 온도가 기준범위를 초과하 여 상승할 경우에는 이미 실제 생산 웨이퍼에 이온주입으로 공정사고가 발생한 뒤일 것이다.If a problem occurs in the cooling of the platen 70, the cooling lines 63a to 63b of the platen 70 are connected to the other cooling lines 61a to 61b, 62a to 62b, 64a to 64b, 65a to ground equipment. 65b) is mixed and circulated, so the temperature in the platen 70 cannot be measured separately, and the temperature measured by the temperature sensor 52 provided in the reservoir 50 rises beyond the reference range. In the future, a process accident will occur after ion implantation into the actual production wafer.

상기 그라운드 설비의 냉각에 있어서, 특히 중요한 것은 플래튼(70)의 냉각에 문제가 발생한 경우이며, 문제 발생시에는 대형의 공정사고가 발생할 수 있다.Particularly important in the cooling of the ground equipment is when a problem occurs in the cooling of the platen 70, and when a problem occurs, a large process accident may occur.

현재 이온주입공정에서 웨이퍼의 온도는 100 ℃ 이내로 유지되어야 하며, 플래튼(70) 냉각에 문제가 발생하여 웨이퍼의 온도가 상승될 경우에는 웨이퍼 표면의 포토레지스트가 타버리거나 웨이퍼의 표면저항(RS)에 변화가 생겨 결국 웨이퍼의 불량을 초래하게 되는 문제점이 있다.In the current ion implantation process, the temperature of the wafer should be maintained within 100 ° C. When the temperature of the wafer rises due to a problem in cooling the platen 70, the photoresist on the wafer surface burns out or the surface resistance (RS) of the wafer. There is a problem that changes occur in the end resulting in a defect of the wafer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온주입공정장비의 그라운드 설비중 플래튼으로 유입되는 냉각수의 온도를 실시간으로 모니터링하고 제어함으로써, 플래튼에 안착되어 공정이 수행되는 웨이퍼의 온도 상승을 방지하여 이온주입공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by real-time monitoring and controlling the temperature of the coolant flowing into the platen of the ground equipment of the ion implantation process equipment, It is an object of the present invention to provide a platen temperature control system using a chiller to prevent temperature rise and improve the reliability of the ion implantation process.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템은, 이온주입장비의 그라운드 설비를 순환하고 환수되는 냉각수를 저장하는 저장조; 상기 저장조 내의 냉각수가 상기 저장조에 연결된 냉각수라인을 따라 순환하도록 펌핑하는 펌프; 상기 냉각수라인을 따라 순환하는 냉각수를 주 냉각수 공급라인으로부터 유입되어 주 냉각수 환수라인으로 환수되는 저온의 냉각수와의 열교환으로 소정의 온도로 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기를 경유하면서 저온상태로 된 냉각수를 내부에 수용함과 아울러, 상기 그라운드 설비 각각으로 냉각수를 분배하는 냉각수 분배기; 상기 저장조 내의 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서;로 이루어져, 상기 그라운드 설비로 공급되는 냉각수의 온도를 제어하는 이온주입장비의 온도조절 시스템에 있어서,Platen temperature control system using a chiller of the present invention for realizing the object as described above, the storage tank for circulating the ground facilities of the ion implantation equipment and stores the cooling water to be returned; A pump for pumping the coolant in the reservoir to circulate along the coolant line connected to the reservoir; A heat exchanger for cooling the cooling water circulating along the cooling water line to a predetermined temperature by heat exchange with the low temperature cooling water flowing from the main cooling water supply line and returned to the main cooling water return line; A coolant distributor configured to receive the coolant in a low temperature state while passing through the heat exchanger and to distribute the coolant to each of the ground facilities; In the temperature control system of the ion implantation equipment consisting of a temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water in the reservoir, to control the temperature of the cooling water supplied to the ground facility,

상기 주 냉각수 공급라인에서 분기되는 냉각수 공급라인과 상기 주 냉각수 환수라인에서 분기되는 냉각수 환수라인에 연결되고, 상기 냉각수 공급라인으로 유 입되는 냉각수를 소정의 온도로 냉각시키는 칠러;및 상기 칠러에서 냉각된 냉각수가 상기 플래튼의 내부를 경유하는 냉각수라인을 따라 순환되도록 하여, 상기 그라운드 설비중 상기 플래튼의 온도 제어를 이루는 온도제어부;를 포함하여, 상기 그라운드 설비중 웨이퍼가 안착되는 플래튼의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다.A chiller connected to a cooling water supply line branching from the main cooling water supply line and a cooling water return line branching from the main cooling water return line, and cooling the cooling water flowing into the cooling water supply line to a predetermined temperature; and cooling in the chiller. And a temperature control unit configured to circulate along the cooling water line passing through the inside of the platen to achieve temperature control of the platen in the ground facility. This is characterized in that it is made.

상기 칠러와 상기 플래튼 사이를 연결하는 냉각수라인 상에는, 냉각수의 저항을 감지하는 저항센서; 상기 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서;및 상기 냉각수의 유량을 조절하는 공기밸브;가 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.On the cooling water line connecting the chiller and the platen, a resistance sensor for detecting the resistance of the cooling water; And a temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water; and an air valve for controlling the flow rate of the cooling water.

상기 칠러는 냉각수의 온도를 10 ~ 15 ℃의 범위로 조절하는 것을 특징으로 한다.The chiller is characterized in that for controlling the temperature of the cooling water in the range of 10 ~ 15 ℃.

상기 칠러와 상기 플래튼 사이의 냉각수라인 상에는 냉각수에 함유된 불순물을 제거하기 위한 순수필터;가 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.And a pure water filter on the cooling water line between the chiller and the platen to remove impurities contained in the cooling water.

상기 공기밸브는 상기 칠러에서 상기 플래튼 방향으로 냉각수가 공급되는 냉각수라인과 상기 플래튼에서 상기 칠러 방향으로 냉각수가 환수되는 냉각수라인 상에 각각 구비된 것을 특징으로 한다.The air valve is characterized in that provided on the cooling water line is supplied with cooling water from the chiller toward the platen direction and the cooling water line from which the coolant is returned to the chiller direction from the chiller.

본 발명에 따른 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템에 의하면, 이온주입장비의 그라운드 설비중 플래튼으로 공급되는 냉각수의 온도를 기타의 그라운드 설비로 공급되는 냉각수의 온도와 별도로 모니터링하고 제어할 수 있게 되므로, 이온주입공정에서 웨이퍼의 온도 상승으로 인해 유발되는 포토레지스트의 변형을 방지 할 수 있고, 웨이퍼 표면에서의 파티클 제어 및 이온주입공정 후 웨이퍼의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the platen temperature control system using a chiller according to the present invention, since the temperature of the coolant supplied to the platen of the ground equipment of the ion implantation equipment can be monitored and controlled separately from the temperature of the coolant supplied to the other ground equipment In addition, it is possible to prevent deformation of the photoresist caused by the temperature rise of the wafer in the ion implantation process, and to improve particle reliability on the surface of the wafer and improve the reliability of the wafer after the ion implantation process.

또한, 웨이퍼의 온도 상승에 따른 공정사고를 미연에 방지하여 장비의 정비 및 유지 보수 절차를 간소화할 수 있고, 장비의 정비시간 단축 및 장비의 가동률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to simplify the maintenance and maintenance procedures of the equipment by preventing a process accident due to the temperature rise of the wafer, and has the advantage of reducing the maintenance time of the equipment and improving the operation rate of the equipment.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2에서 칠러와 플래튼간을 연결하는 냉각수라인을 분리하여 도시한 구성도이다.Figure 2 is a schematic view showing a platen temperature control system using a chiller according to the present invention, Figure 3 is a schematic view showing the separation of the coolant line connecting the chiller and the platen in FIG.

이하에서는 종래기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 본 발명에서 새롭게 부가된 구성요소를 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those of the prior art, and a detailed description thereof will be omitted, and will be described in detail with reference to the newly added components.

본 발명의 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템(100)은, 이온주입장비의 그라운드 설비중 플래튼(70)에 대한 온도조절을 상기 플래튼(70)을 제외한 기타의 그라운드 설비와 별도의 냉각 방식으로 구성됨을 특징으로 한다.Platen temperature control system 100 using the chiller of the present invention, the temperature control for the platen 70 of the ground equipment of the ion implantation equipment and cooling system separate from other ground equipment except the platen 70 Characterized in that the configuration.

도 1에 도시된 종래의 온도조절 시스템(10)은, 냉각수 분배기(60)에 수용된 저온상태의 냉각수를 냉각수라인(63a)을 통해 플래튼(70)으로 공급하고, 상기 플래튼(70)의 내부로 냉각수가 순환하는 과정에서 고온의 플래튼(70)을 소정 온도까지 냉각시킨 후, 냉각수라인(63b)을 통해 다시 저장조(50)로 환수되도록 구성된 것이며, 이러한 구성은 상기 플래튼(70) 이외의 그라운드 설비인 스테이지 펌프(71,72), 포커스 컵(74), 엘리베이터 펌프(75)를 냉각시키기 위한 냉각수의 순환이 동일하게 이루어지며, 상기 그라운드 설비의 냉각을 위한 냉각수의 온도조절에 있어서도 상기 플래튼(70)과 그 이외의 그라운드 설비들을 구별하지 않고 저장조(50) 내에 구비된 온도센서(52)에서 감지된 저장조(50) 내의 냉각수 온도를 기준으로 온도를 조절하는 방식을 취하였다.The conventional temperature control system 10 shown in FIG. 1 supplies the coolant in the low temperature state contained in the coolant distributor 60 to the platen 70 through the coolant line 63a, and After cooling the high temperature platen 70 to a predetermined temperature in the course of circulating the cooling water therein, the cooling water line 63b is configured to be returned to the storage tank 50 again. This configuration is the platen 70. The circulation of the cooling water for cooling the stage pumps 71 and 72, the focus cup 74, and the elevator pump 75, which are other ground equipments, is made the same, and also in the temperature control of the cooling water for cooling the ground equipment. The temperature is adjusted based on the coolant temperature in the reservoir 50 sensed by the temperature sensor 52 provided in the reservoir 50 without distinguishing the platen 70 and other ground facilities.

이에 반해, 본 발명에서는 상기 냉각수 분배기(60)와 플래튼(70) 사이의 냉각수라인(63a)과, 플래튼(70)과 저장조(50) 사이의 냉각수라인(63b) 및 유량계 스위치(80c)를 제거하고, 상기 플래튼(70)으로 냉각수를 공급하기 위한 칠러(chiller, 110)를 설치하여 상기 플래튼(70)을 기타의 그라운드 장비들과 별도로 냉각시켜 온도를 조절하는 방식을 취한 것이다.In contrast, in the present invention, the coolant line 63a between the coolant distributor 60 and the platen 70, the coolant line 63b between the platen 70 and the reservoir 50, and the flow meter switch 80c. Removed and installed a chiller (chiller, 110) for supplying the coolant to the platen (70) by cooling the platen (70) and other ground equipment to take a way to control the temperature.

상기 칠러(110)는 반도체 제조 공정의 식각, 증착, 이온주입 등 과도한 열이 발생되는 공정의 진행시 공정챔버나 웨이퍼의 주변온도가 일정하게 유지되도록 냉각시켜 공정효율을 개선해주는 냉각장치로서 증발, 압축, 응축, 팽창 과정을 거치며 냉동제어가 이루어진다.The chiller 110 is a cooling device that improves the process efficiency by cooling the process chamber or the ambient temperature of the wafer to maintain a constant during the process of generating excessive heat, such as etching, deposition, ion implantation of the semiconductor manufacturing process evaporation, Refrigeration control is achieved through compression, condensation and expansion.

상기 칠러(110)에는 주 냉각수 공급라인(1)으로부터 분기된 냉각수 공급라인(111)을 통해 저온의 냉각수가 유입되고, 상기 칠러(110)에서 열교환이 이루어져 열을 흡수한 냉각수는 냉각수 환수라인(112)을 거쳐 주 냉각수 환수라인(2)을 통해 배출된다.Cooling water of low temperature is introduced into the chiller 110 through the cooling water supply line 111 branched from the main cooling water supply line 1, and the cooling water absorbing heat by heat exchange in the chiller 110 is a cooling water return line ( 112 is discharged through the main cooling water return line (2).

한편, 상기 칠러(110)에서의 열교환으로 냉각된 냉각수는 냉각수라인(113)을 통해 플래튼(70)으로 공급되어, 상기 플래튼(70)의 내부를 경유하여 순환하면서 고온상태의 플래튼(70)을 소정의 온도까지 냉각시키게 되며, 상기 플래튼(70)에서 발생되는 열을 흡수한 냉각수는 다시 냉각수라인(114)을 통해 칠러(110)로 유입된다.On the other hand, the cooling water cooled by the heat exchange in the chiller 110 is supplied to the platen 70 through the cooling water line 113, circulating through the interior of the platen 70 while the platen in a high temperature state ( 70 is cooled to a predetermined temperature, and the coolant absorbing heat generated from the platen 70 is introduced into the chiller 110 through the coolant line 114 again.

즉, 상기 칠러(110)에서는 상기 칠러(110)의 좌측에 도시된 냉각수 공급라인(111)에서 냉각수 환수라인(112) 방향으로 흐르는 저온의 냉각수와 상기 칠러(110)의 우측에 도시된 상측의 냉각수라인(114)에서 하측의 냉각수라인(113) 방향으로 흐르는 냉각수 간에 열교환이 계속적으로 이루어지게 되어, 플래튼(70)으로 공급되는 냉각수를 항상 저온 상태로 유지시켜 플래튼(70)의 온도상승을 방지할 수 있게 된다.That is, in the chiller 110, the coolant having a low temperature flowing in the coolant supply line 111 shown in the left side of the chiller 110 toward the coolant return line 112 and the upper side shown in the right side of the chiller 110. Heat exchange is continuously performed between the coolant flowing in the coolant line 114 toward the lower coolant line 113, and the temperature of the platen 70 is always maintained by keeping the coolant supplied to the platen 70 at a low temperature. Can be prevented.

또한, 상기 칠러(110)에서 플래튼(70) 방향으로 냉각수가 흐르는 냉각수라인(113) 상에는 냉각수의 저항을 측정하기 위한 저항센서(115)와, 상기 냉각수의 유량을 조절하도록 개폐되는 공기밸브(Pneumatic Valve, 120)가 구비되고, 상기 플래튼(70)에서 칠러(110) 방향으로 냉각수가 흐르는 냉각수라인(114) 상에는 냉각수의 온도를 감지하기 위한 온도센서(125)와, 냉각수 내에 함유된 불순물을 제거하여 냉각수를 통한 열교환이 원활히 이루어지도록 하기 위한 순수필터(DI Filter, 130)와, 냉각수의 유량을 조절하는 공기밸브(135)가 구비되고, 상기 온도센서(125)에서 감지된 냉각수의 온도신호는 온도제어부(150)로 송출되며, 상기 온도제어부(150)에서는 상기 칠러(110)에서의 냉각온도를 제어하게 된다.In addition, on the cooling water line 113 in which the coolant flows from the chiller 110 to the platen 70, a resistance sensor 115 for measuring the resistance of the coolant and an air valve opened and closed to control the flow rate of the coolant ( Pneumatic Valve 120 is provided, the temperature sensor 125 for detecting the temperature of the coolant on the coolant line 114 flows the coolant in the direction of the chiller 110 in the platen 70, and impurities contained in the coolant Pure water filter (DI Filter, 130) and the air valve 135 to adjust the flow rate of the coolant to remove the heat exchange through the coolant is made smoothly, the temperature of the coolant detected by the temperature sensor 125 is provided The signal is sent to the temperature controller 150, and the temperature controller 150 controls the cooling temperature in the chiller 110.

상기 저항센서(115)에서 감지된 냉각수의 비저항값이 기준 범위 이하로 떨어 질 경우에는 그만큼 냉각수에 흐르는 전류가 증가하게 되며 이로 인하여 원하지 않는 부분이 단락(short)되는 등 장비고장의 원인이 될 수 있으므로, 상기 저항센서(115)는 냉각수의 비저항을 측정하여 냉각수의 비저항이 일정범위 이하로 떨어질 때 초래될 수 있는 공정사고를 예방할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.If the specific resistance value of the coolant sensed by the resistance sensor 115 falls below the reference range, the current flowing in the coolant increases accordingly, which may cause an equipment failure such as an undesired short circuit. Therefore, the resistance sensor 115 serves to prevent a process accident that may occur when the specific resistance of the cooling water falls below a certain range by measuring the specific resistance of the cooling water.

또한, 상기 순수필터(130)는 냉각수 내의 불순물을 걸러서 제거함으로써, 냉각수의 비저항이 떨어지는 문제를 방지하는 역할을 한다.In addition, the pure water filter 130 serves to prevent the problem that the specific resistance of the cooling water falls by filtering out impurities in the cooling water.

상기 칠러(110)에서는 상기 온도제어부(150)의 제어에 따라 상기 플래튼(70)으로 공급되는 냉각수의 온도를 10 ~ 25 ℃, 바람직하게는 10 ~ 15 ℃의 범위가 되도록 조절하게 된다.In the chiller 110, the temperature of the cooling water supplied to the platen 70 is controlled to be in a range of 10 to 25 ° C., preferably 10 to 15 ° C. under the control of the temperature control unit 150.

상기 냉각수의 온도조절은 상기 칠러(110)와 플래튼(70) 사이의 냉각수라인(114) 상에 구비된 온도센서(125)에서 냉각수의 온도를 감지하고, 상기 온도제어부(150)에서는 상기 온도센서(125)에서 감지된 온도가 기준온도보다 높은 경우라면 상기 공기밸브(120,135)에서는 냉각수의 유량이 증가되도록 조절함과 아울러, 상기 칠러(100) 내부에 구비된 냉각장치의 가동율을 높임으로써 플래튼(70)에 안착되어 공정이 수행되는 웨이퍼의 온도를 일정온도 이하의 범위로 조절할 수 있게 된다.Temperature control of the coolant is detected by the temperature sensor 125 provided on the coolant line 114 between the chiller 110 and the platen 70, the temperature controller 150 in the temperature control unit 150 If the temperature sensed by the sensor 125 is higher than the reference temperature, the air valves 120 and 135 adjust the flow rate of the cooling water and increase the operating rate of the cooling device provided in the chiller 100. The temperature of the wafer on which the process is performed by being seated on the tongue 70 may be adjusted to a range below a predetermined temperature.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. will be.

도 1은 종래 이온주입장비의 온도조절 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,1 is a schematic view showing a temperature control system of a conventional ion implantation equipment,

도 2는 본 발명에 따른 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,2 is a schematic view showing a platen temperature control system using a chiller according to the present invention;

도 3은 도 2에서 칠러와 플래튼간을 연결하는 냉각수라인을 분리하여 도시한 구성도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a separate cooling water line connecting the chiller and the platen in FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 온도조절 시스템 12 : 분배기10: temperature control system 12: distributor

14 : 집배기 20 : 열교환기14: collector 20: heat exchanger

30 : 터미널 40 : 엔드스테이션30 Terminal 40 End Station

32,52,125 : 온도센서 34,42 : 펌프32,52,125: Temperature sensor 34,42: Pump

50 : 저장조 60 : 냉각수 분배기50: reservoir 60: coolant distributor

61,62,63,64,65 : 밸브 70 : 플래튼61, 62, 63, 64, 65: valve 70: platen

71,72 : 스테이지 펌프 74 : 포커스 컵71,72: stage pump 74: focus cup

75 : 엘리베이터 펌프 80 : 유량계 스위치75: elevator pump 80: flow meter switch

100 : 플래튼 온도조절 시스템 110 : 칠러100: platen temperature control system 110: chiller

115 : 저항센서 120,135 : 공기밸브115: resistance sensor 120,135: air valve

130 : 순수필터 150 : 온도제어부130: pure water filter 150: temperature control unit

Claims (5)

이온주입장비의 그라운드 설비를 순환하고 환수되는 냉각수를 저장하는 저장조; 상기 저장조 내의 냉각수가 상기 저장조에 연결된 냉각수라인을 따라 순환하도록 펌핑하는 펌프; 상기 냉각수라인을 따라 순환하는 냉각수를 주 냉각수 공급라인으로부터 유입되어 주 냉각수 환수라인으로 환수되는 저온의 냉각수와의 열교환으로 소정의 온도로 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기를 경유하면서 저온상태로 된 냉각수를 내부에 수용함과 아울러, 상기 그라운드 설비 각각으로 냉각수를 분배하는 냉각수 분배기;및 상기 저장조 내의 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서;로 이루어져, 상기 그라운드 설비로 공급되는 냉각수의 온도를 제어하는 이온주입장비의 온도조절 시스템에 있어서,A storage tank circulating the ground facilities of the ion implantation equipment and storing the cooling water returned; A pump for pumping the coolant in the reservoir to circulate along the coolant line connected to the reservoir; A heat exchanger for cooling the cooling water circulating along the cooling water line to a predetermined temperature by heat exchange with the low temperature cooling water flowing from the main cooling water supply line and returned to the main cooling water return line; Cooling water distributor for receiving the cooling water in the low temperature state while passing through the heat exchanger, and distributes the cooling water to each of the ground facilities; and a temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water in the reservoir; In the temperature control system of the ion implantation equipment for controlling the temperature of the supplied coolant, 상기 주 냉각수 공급라인에서 분기되는 냉각수 공급라인과 상기 주 냉각수 환수라인에서 분기되는 냉각수 환수라인에 연결되고, 상기 냉각수 공급라인으로 유입되는 냉각수를 소정의 온도로 냉각시키는 칠러;및 상기 칠러에서 냉각된 냉각수가 플래튼의 내부를 경유하는 냉각수라인을 따라 순환되도록 하여, 상기 그라운드 설비중 상기 플래튼의 온도 제어를 이루는 온도제어부;를 포함하여, 상기 그라운드 설비중 웨이퍼가 안착되는 플래튼의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템.A chiller connected to a cooling water supply line branching from the main cooling water supply line and a cooling water return line branching from the main cooling water return line, and cooling the cooling water flowing into the cooling water supply line to a predetermined temperature; and cooled in the chiller. Cooling water is circulated along the cooling water line passing through the inside of the platen, the temperature control unit for controlling the temperature of the platen of the ground facilities, including, the cooling of the platen is seated in the ground facilities Platen temperature control system using a chiller, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 칠러와 상기 플래튼 사이를 연결하는 냉각수라인 상에는, 냉각수의 저항을 감지하는 저항센서; 상기 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서;및 상기 냉각수의 유량을 조절하는 공기밸브;가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템.According to claim 1, On the cooling water line connecting between the chiller and the platen, a resistance sensor for sensing the resistance of the cooling water; Temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water; and Air valve for adjusting the flow rate of the cooling water; Platen temperature control system using a chiller, characterized in that further provided. 제1항에 있어서, 상기 칠러는 냉각수의 온도를 10 ~ 15 ℃의 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템.According to claim 1, wherein the chiller is a platen temperature control system using a chiller, characterized in that for controlling the temperature of the cooling water in the range of 10 ~ 15 ℃. 제2항에 있어서, 상기 칠러와 상기 플래튼 사이의 냉각수라인 상에는 냉각수에 함유된 불순물을 제거하기 위한 순수필터;가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템.The platen temperature control system according to claim 2, further comprising: a pure water filter on the cooling water line between the chiller and the platen for removing impurities contained in the cooling water. 제2항에 있어, 상기 공기밸브는 상기 칠러에서 상기 플래튼 방향으로 냉각수가 공급되는 냉각수라인과 상기 플래튼에서 상기 칠러 방향으로 냉각수가 환수되는 냉각수라인 상에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 칠러를 이용한 플래튼 온도조절 시스템.The chiller of claim 2, wherein the air valve is provided on a coolant line through which coolant is supplied from the chiller to the platen direction and on a coolant line from which the coolant is returned to the chiller direction. Platen temperature control system.
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