KR101705667B1 - 반도체 공정용 칠러 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 공정용 칠러 장치관 한 것으로서, 종래의 열교환식 칠러는 고온용으로만 사용할 수 있고, 냉동 싸이클을 구비한 칠러장치는 소형화가 어려워 1층에 설치하기 때문에 냉각 유체의 배관이 길어져 응답성이 떨어진다는 단점이 있었다. 이에 따라 본 발명은, 반도체 공정 설비에 설치되는 냉각 플레이트로 냉각 유체를 순환시킴과 아울러 상기 냉각 유체를 냉동 유닛의 냉매에 의해 열교환시키도록 이루어져 반도체 공정설비가 설치된 탑 영역에 설치되는 열교환 유닛과, 압축기, 응축기, 리시버, 전자팽창밸브로 냉동 싸이클을 형성하여 상기 전자팽창밸브에서 출력되는 냉매를 상기 열교환 유닛으로 공급하고, 상기 열교환 유닛에서 회수되는 냉매를 상기 압축기로 회수하여 냉매를 순환시키도록 이루어져 반도체 공정 설비가 설치된 탑 영역 아래의 플레넘 영역에 설치되는 냉동 유닛으로 분리 구성함으로서, 히터를 이용한 고온용과, 냉동 싸이클을 이용한 저온용 칠러로 운전이 가능하며, 소형화가 가능한 열교환 유닛을 다중 구성하고 하나의 냉동유닛에서 전자팽창밸브 앞단의 냉매를 분기시켜 각각의 전자팽창밸브를 통해 열교환 유닛으로 공급하도록 하여 다중 구성이 가능해진다.

Description

반도체 공정용 칠러 장치{Chiller for semiconductor progress}
본 발명은 반도체 공정의 정온 조절을 위해 사용되는 칠러(Chiller) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환식 칠러에서 냉각 유체를 냉각시키는 냉매로서 냉각수(PCW)가 아닌 냉동기 시스템의 냉매를 이용하여 냉각시킬 수 있도록 함으로써 칠러 열교환 시스템의 소형화가 가능해지고, 빠른 반응 속도를 얻을 수 있으며, 냉각수 사용시보다 저온으로의 온도 제어를 가능하게 하는 반도체 공정용 칠러 장치에 관한 것이다.
반도체를 제조하는 과정에서 반도체 공정용 설비는 항상 그 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시켜야 하며, 이러한 온도 유지의 역할을 하는 장비가 반도체용 칠러(chiller)이다.
반도체 공정용 설비는 반도체의 제조과정에서 열적 부하를 받아 온도가 상승하게 되는데 반도체용 칠러는 펌프를 사용하여 챔버 내부에 냉각 유체를 순환시키는 방법으로 상기의 열적 부하를 반도체용 칠러로 회수하여 열을 제거한다.
반도체용 칠러는 본체로 회수된 냉각 유체의 냉각 목표 온도에 따라 저온용 칠러와 고온용 칠러로 구분할 수 있으며, 저온용 칠러는 통상적으로 프레온가스를 이용한 냉각사이클을 이용하여 냉각 유체를 냉각하는 방식이며, 고온용 칠러(또는, 열교환기식 칠러)는 냉매를 이용하여 냉각 유체를 냉각하는 방식이다.
도 1은 종래 반도체 공정용 열교환식 칠러 장치의 싸이클 계통도이고, 도 2는 종래 반도체 공정용 열교환식 칠러 장치의 설치 설명도이다.
반도체 공정 설비(20)에 설치되는 냉각 플레이트(1)와, 상기 냉각 플레이트(1)의 열교환을 위해 순환되는 냉각 유체를 유입 받아 외부로부터 유입되는 냉각수와 열교환하는 열교환기(2)와, 상기 열교환기(2)에서 열교환된 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 탱크(3)와, 상기 냉각 유체 탱크(3) 내에 설치되는 히터(4)와, 상기 냉각 유체 탱크(3)로부터 냉각 유체를 펌핑하여 상기 냉각 플레이트(1)로 공급하는 펌프(5)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 열교환식 칠러 장치는, 반도체 공정 설비내에 설치되는 냉각 플레이트(1)에 냉각 유체를 순환시켜 냉각 유체에 의해 냉각 플레이트(1)를 열교환함으로써 반도체 공정설비의 정온 유지를 제어한다.
그러나, 열교환기(1)의 열교환 매체가 공장의 냉각수(PCW)이므로, 냉각수(PCW)의 온도 이하로 낮출 수 없다는 문제점이 있는 것이다. 즉, 도 1과 같은 열교환식 칠러 장치는 냉각수 온도 이하로 낮출 수 없기 때문에 냉각수 온도 이상으로 유지하는 고온용 칠러로서만 이용될 수 있다.
한편, 통상의 반도체 공정 설비(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하층의 플레넘 영역(PLENUM AREA)(F1)과, 중간층의 프록시메이트 영역(PROXIMATE AREA)(F2)과, 그레이팅(GRATING)으로 분리되는 상부의 탑 영역(TOP AREA)(F3)로 구획되는 3층 구조의 공장에서 상부의 탑 영역(F3)에 설치된다.
고온용 칠러장치(10)는 소형화가 가능한 장치로서, 반도체 공정 설비(20) 내에 냉각 플레이트(1)가 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 설치(20)와 동일층인 탑 영역(F3)에 고온용 칠러 장치(10) 즉, 열교환기(2), 냉각 유체 탱크(2), 히터(3) 및 펌프(5)가 설치된다.
따라서, 상부의 탑 영역(F3)에 반도체 공정 설비(20)와 함께 고온용 칠러 장치(10)가 설치되므로, 냉각 플레이트(1)와의 거리가 가까워 빠른 응답성을 유지할 수 있으나, 냉각수 온도 이하로 낮출 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 열교환식 칠러장치의 냉각수 이하의 온도로 낮출 수 없다는 문제점을 해결하기 위하여 냉동싸이클을 구비한 저온용 칠러 장치가 사용된다.
도 3은 종래의 냉동 싸이클을 구비하는 칠러 장치 구성도이다.
반도체 공정 설비(20) 내에 설치되는 냉각 플레이트(31), 냉각 플레이트(31)를 순환하는 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 탱크(32), 냉각 유체 탱크(32)의 냉각 유체를 펌핑하는 펌프(33), 상기 펌프(33)로부터 공급되는 냉각 유체를 냉동싸이클의 냉매와 열교환하여 상기 냉각 플레이트(31)로 공급하는 냉동싸이클의 증발기(34), 상기 증발기(34)의 냉매를 압축하는 압축기(35), 상기 압축기(35)에서 압축된 냉매를 외부 냉각수(PCW IN, PCW OUT)와 열교환하여 응축하는 응축기(36), 상기 응축기(36)에서 응축된 냉매를 완충시키는 리시버(37), 상기 리시버(37)의 액상냉매를 팽창시켜 상기 증발기(34)로 공급하는 전자팽창밸브(EEV)(38)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 저온용 칠러장치(20)는, 냉동사이클을 구비하여 반도체 공정 설비(20)내에 설치된 냉각 플레이트(31)를 순환하는 냉각 유체를 냉동싸이클의 냉매에 의해 냉각시켜 저온 제어가 가능하도록 이루어진다.
그런데 칠러장치에 사용되는 냉동 싸이클의 각 장치들은 대형 장치들로서 반도체 공정 설비(20)들과 함께 같은 층 즉, 탑 영역(F3)에 설치할 수 없다.
도 4는 종래 냉동 싸이클을 구비한 저온용 칠러 장치의 설치 설명도이다.
냉각 플레이트(31)는 반도체 공정 설비(20)에 설치되고, 냉각 유체 탱크(32), 펌프(33) 및 증발기(34), 압축기(35), 응축기(36), 리시버(37) 및 전자팽창밸브(38)를 포함하는 저온용 칠러장치(30)는 최하층인 플레넘 영역(F1)에 설치하게 된다.
이에 따라 최하층에 설치된 냉동 싸이클이 구비된 칠러 장치(30)와 최상층인 탑 영역(F3)에 설치된 반도체 공정용 설비(20) 내의 냉각 플레이트(31) 사이에는 냉각 유체 공급 및 회수 배관(30a(30b)이 연결된다.
이와 같이 종래의 냉동 싸이클을 구비한 저온용 칠러 장치는, 소형화가 불가능하여 냉동 싸이클을 포함하는 칠러 장치(30)를 최하층인 플레넘 영역(F1)에 설치하고, 냉각 유체 배관(30a)(30b)을 통해 최상 층인 탑영역(F3)에 설치된 반도체 공정설치(20) 속의 냉각 플레이트(31)와 연결하게 되므로, 근접성이 떨어지고, 배관을 통해 연결되어 반응 속도에 불리하다는 단점이 있다.
한편 선행기술문헌으로 한국공개특허 10-2011-0124556호(2011.11.17)의 반도체 공정용 열교환식 칠러장치 및 이의 온도제어방법이 있는데, 이 선행기술문헌에 의하면, 열교환기를 경유하는 냉매 경로와 상기 열교환기와 공정 설비를 순환하는 냉각 유체 경로가 상기 열교환기를 개재하여 열 교환이 이루어지며, 상기 냉각 유체 경로의 배관은 냉각 유체 탱크에 연결되고, 상기 냉각 유체 경로 중 한 위치에서 분기한 분기관은 상기 열교환기를 거쳐 상기 냉각 유체 경로의 다른 위치에 연결되는 반도체 공정용 열교환식 칠러 장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 선행기술문헌의 열교환식 칠러장치도 냉각 유체를 냉각시키기 위한 냉매로서 공장 냉각수를 이용하고 있으므로, 냉각수 온도 미만으로 냉각 유체 온도를 낮출 수가 없어서 고온용 칠러 장치로만 이용될 수 있고, 저온용 칠러장치로 이용할 수 없다는 문제점이 있다.
공개특허 10-2011-0124556호(2011.11.17)
본 발명은, 반도체 공정용 칠러에서 저온 제어가 가능하면서도 온도 제어 응답성이 빠른 구조를 제공하여 칠러의 온도 제어 성능을 향상시킬 수 있도록 한 반도체 공정용 칠러 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은, 하나의 냉동 유닛에서 냉매를 분기시켜 복수의 열교환 유닛의 냉각 유체를 열교환시키도록 구성하여 하나의 냉동유닛으로 복수의 반도체 공정용 설비의 온도를 제어할 수 있도록 한 반도체 공정용 칠러 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은, 냉각 유체의 온도에 따라 냉동 유닛의 냉매에 의해 냉각 유체의 일부는 열교환 하고, 나머지는 열교환 없이 직접 공급할 수 있도록 하여 에너지를 절감할 수 있도록 한 반도체 공정용 칠러 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 반도체 공정용 칠러 장치에 있어서, 반도체 공정 설비(20)에 설치되는 냉각 플레이트(101)로 냉각 유체를 순환시킴과 아울러 상기 냉각 유체를 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 열교환시키도록 이루어져 반도체 공정설비(20)가 설치된 탑 영역(F3)에 설치되는 열교환 유닛(100)과; 압축기(210), 응축기(220), 리시버(230), 전자팽창밸브(240)로 냉동 싸이클을 형성하여 상기 전자팽창밸브(240)에서 출력되는 냉매를 상기 열교환 유닛(100)으로 공급하고, 상기 열교환 유닛(100)에서 회수되는 냉매를 상기 압축기(210)로 회수하여 냉매를 순환시키도록 이루어져 반도체 공정 설비(20)가 설치된 탑 영역(F3) 아래의 플레넘 영역(F1)에 설치되는 냉동 유닛(200)으로 구성되고; 상기 열교환 유닛(100)은, 상기 냉동유닛(200)의 냉매에 의해 냉각 유체를 열교환하는 열교환기(110)와; 냉각 플레이트(101)의 냉각 유체를 회수하여 저장하는 냉각 유체 탱크(120)와; 상기 냉각 유체 탱크(120)에 설치되어 냉각 유체를 가열하기 위한 히터(130)와; 상기 냉각 유체 탱크(120)의 냉매를 펌핑하는 펌프(140)와; 상기 펌프(140)의 출력을 제1,제2출력관(141a,141b)으로 분기시켜 제1출력관(141a)을 상기 열교환기(110)의 냉각 유체 입력단에 연결하는 냉각 유체 분기관(141)과; 상기 열교환기(110)의 냉각 유체 출력단을 제1경로단(151a)에, 상기 냉각 유체 분기관(141)의 제2출력관(141b)을 제2경로단(151b)에 각각 연결하고, 제3경로단(151c)을 냉각 플레이트(101)의 냉각 유체 입력단에 연결하며, 제1,2경로단(151a,151b)의 냉각 유체를 혼합하여 제3경로단(151c)을 통해 냉각 플레이트(101)로 공급하는 3웨이 밸브(150)와; 반도체 공정 설비(20)의 설정 온도가 되도록 상기 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도에 따라 상기 3웨이 밸브(150)의 제1,제2경로단(151a,151b)의 개폐량을 조절함과 아울러 상기 히터(130)를 제어하는 PID제어기(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 칠러 장치를 제공한다.
이때, 상기 열교환기(110)는 상기 냉각 유체 탱크(120)로 유입되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제1온도센서(T1)와; 상기 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제2온도센서(T2)와; 상기 반도체 공정 설비(20)의 설정온도에 대응하여 상기 제1온도센서(T1)의 온도에 따라 상기 냉동유닛(200)의 전자팽창밸브(240)의 개도량을 PID 제어함과 아울러, 상기 제2온도센서(T2)의 온도에 따라 상기 히터(130)를 PID제어하는 것에도 그 특징이 있다.
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이와 같은 본 발명은, 소형화가 가능한 열교환 유닛은 반도체 공정 설비와 함께 탑 영역에 근접 설치하여 냉각 유체의 순환 경로를 짧게 구성하고, 소형화가 어려운 냉동 유닛은 하층의 플레넘 영역에 설치함으로써 응답 속도를 빠르게 할 수 있음과 아울러 저온 및 고온 온도 제어가 가능한 칠러 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 냉동유닛의 냉매를 분기시켜 팽창밸브를 다중으로 구성하여 복수의 열교환 유닛으로 분기시켜 열교환 시킬 수 있어서 하나의 냉동유닛에 복수의 열교환 유닛을 연결하는 다중 구성으로 설비의 효율적 활용과 구성이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명은 열교환 유닛에서 열교환기에서 열교환된 냉각 유체와 냉각 유체 탱크의 히터에 의해 가열제어되는 냉각 유체를 3웨이 밸브를 통해 혼합하여 냉각 플레이트에 공급할 수 있도록 구성하여 히터나 냉동 싸이클의 에너지를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 열교환식 칠러 장치 구성도.
도 2는 종래 열교환식 칠러 장치의 설치 예시도.
도 3은 종래 냉동 싸이클 방식 칠러 장치의 구성도.
도 4는 종래 냉동 싸이클 칠러 장치의 설치 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정용 칠러 장치 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 구성의 반도체 공정용 칠러 장치의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 보인 열교환 유닛의 구성도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정용 칠러 장치 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 공정용 칠러 장치는,
반도체 공정 설비(20)에 설치되는 냉각 플레이트(101)와, 상기 냉각 플레이트(101)를 순환하는 냉각 유체를 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 열교환시키기 위한 열교환기(110)와, 상기 열교환기(110)를 통과한 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 탱크(120)와, 상기 냉각 유체 탱크(120) 내에 설치되어 냉각 유체를 가열하기 위한 히터(130)와, 상기 냉각 유체 탱크(120)의 냉각 유체를 상기 냉각 플레이트(101)로 공급하는 펌프(140)로 이루어진 열교환 유닛(100)과;
상기 열교환 유닛(100)의 열교환기(110)에서 상기 냉각 유체와 열교환된 냉매를 회수하여 압축하는 압축기(210)와, 상기 압축기(210)의 냉매를 응축하는 응축기(220)와, 상기 응축기(220)의 냉매를 완충 저장하는 리시버(230)와, 상기 리시버(230)의 냉매를 상기 열교환 유닛(100)의 열교환기(110)에 공급하는 전자팽창밸브(EEV)(240)로 이루어진 냉동유닛(200)으로 구성되고,
상기 열교환 유닛(100)은 상기 반도체 공정 설비(20)와 함께 탑 영역(F3)에 설치되며,
상기 냉동유닛(200)은 상기 탑 영역(F3) 아래의 플레넘 영역(F1)에 설치되어 상기 열교환 유닛(100)과 냉매 공급 배관(200a) 및 회수 배관(200b)으로 연결되어 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 열교환 유닛(100)과, 냉동 유닛(200)으로 분리 구성하고, 열교환 유닛(100)은, 냉각 플레이트(101)에 흐르는 냉각 유체를 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 열교환시켜 순환시키도록 이루어진다. 열교환 유닛(100)은, 열교환기(110), 냉각 유체 탱크(120), 히터(130) 및 펌프(140)로 이루어진 것으로서 소형화가 가능하다. 이에 따라 열교환 유닛(100)은, 반도체 공정설비(20)가 설치된 탑 영역(F3)에 설치함으로써, 냉각 플레이트(101)와의 사이에 연결되는 냉각 유체 배관의 길이를 짧게 설치할 수 있게 된다. 그러므로 냉각 유체의 배관 길이가 짧아 온도 제어에 대한 응답성이 빨라져 칠러의 온도 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
한편 냉동 유닛(200)은, 냉동 싸이클을 이루는 설비들로서 소형화가 어렵다. 이에 따라 냉동 유닛(200)은 1층인 플레넘 영역(F1)에 설치하고, 냉매 공급 배관(200a)과 냉매 회수 배관(200b)을 3층인 탑 영역(F3)의 열교환 유닛(100)에 연결한다. 냉배 배관이 1층과 3층 사이에 연결되어 냉각 유체와 열교환 되는 구조이다.
따라서, 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 저온용 칠러 장치로서 운전이 가능하고, 열교환 유닛(100)의 히터(130)를 이용해 고온용 칠러장치로서도 운전이 가능해진다.
또한 본 발명은, 상기 열교환 유닛(100)의 열교환기(110)에서 상기 냉각 유체 탱크(120)로 유입되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제1온도센서(T1)와;
상기 열교환 유닛(100)의 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제2온도센서(T2)와;
상기 반도체 공정 설비(20)의 설정온도에 대응하여 상기 제1온도센서(T1)의 온도에 따라 상기 냉동유닛(200)의 전자팽창밸브(240)의 개도량을 PID 제어함과 아울러, 상기 제2온도센서(T2)의 온도에 따라 상기 열교환 유닛(100)의 히터(130)를 PID제어하는 PID제어기(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 PID 제어기(300)를 이용하여 히터(130)와 전자 팽창 밸브(240)를 PID 제어하도록 구성함으로써, 저온용 또는 고온용 칠러 장치로서 선택 운전이 가능해지고, 온도 응답성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 공정용 칠러 장치의 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,
반도체 공정 설비(20)에 설치되는 냉각 플레이트(101)와, 상기 냉각 플레이트(101)를 순환하는 냉각 유체를 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 열교환시키기 위한 열교환기(110)와, 상기 열교환기(110)를 통과한 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 탱크(120)와, 상기 냉각 유체 탱크(120) 내에 설치되어 냉각 유체를 가열하기 위한 히터(130)와, 상기 냉각 유체 탱크(120)의 냉각 유체를 상기 냉각 플레이트(101)로 공급하는 펌프(140)로 하나의 열교환 유닛(100)이 구성되어 반도체 공정 설비와 함께 탑 영역에 설치되는 복수의 열교환 유닛(100A, 100B, 100C)과;
상기 열교환 유닛(100)의 열교환기(110)에서 상기 냉각 유체와 열교환된 냉매를 회수하여 압축하는 압축기(210)와, 상기 압축기(210)의 냉매를 응축하는 응축기(220)와, 상기 응축기(220)의 냉매를 완충 저장하는 리시버(230)와, 상기 리시버(230)의 냉매를 상기 열교환 유닛(100)의 열교환기(110)에 공급하는 전자팽창밸브(240)로 이루어져 플레넘 영역(F1)에 설치되는 하나의 냉동유닛(200)으로 구성되되,
상기 냉동유닛(200)의 전자팽창 밸브(240)는,
상기 리시버(230)의 냉매를 복수의 경로로 분기시켜 복수의 전자 팽창밸브(240a, 240b, 240c)를 설치하고, 각 전자팽창밸브(240a, 240b, 240c)의 출력을 각각의 냉매 공급배관(200a)을 통해 해당되는 각각의 열교환 유닛(100A, 100B, 100C)에 연결하며,
상기 복수의 열교환 유닛(100A, 100B, 100C)에서 냉매를 회수하기 위한 냉매 회수배관(200b)은 공통으로 냉동 유닛(200)의 압축기(210)에 연결된 것을 특징으로 한다.
따라서, 소형화가 가능한 열교환 유닛(100) 복수 개를 설치하고, 하나의 냉동유닛(200)에서 분기된 냉매에 의해 각 열교환 유닛(100)의 냉각 유체가 각각 열교환 되게 함으로써, 하나의 냉동유닛(200)에 다중으로 열교환 유닛(100A, 100B, 100C)을 설치하여 운전할 수 있다.
그러므로 복수의 반도체 공정 설비마다 서로 다른 온도로 제어할 경우에 하나의 냉동유닛과 복수의 열교환 유닛을 설치하여 다중으로 구성할 수 있어서, 칠러 장치의 설비 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열교환 유닛의 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,
상기 냉동유닛(200)의 냉매에 의해 냉각 유체를 열교환하는 열교환기(110)와;
냉각 플레이트(101)의 냉각 유체를 회수하여 저장하는 냉각 유체 탱크(120)와;
상기 냉각 유체 탱크(120)에 설치되어 냉각 유체를 가열하기 위한 히터(130)와;
상기 냉각 유체 탱크(120)의 냉매를 펌핑하는 펌프(140)와;
상기 펌프(140)의 출력을 제1,제2출력관(141a)(141b)으로 분기시켜 제1출력관(141a)을 상기 열교환기(110)의 냉각 유체 입력단에 연결하는 냉각 유체 분기관(141)과;
상기 열교환기(110)의 냉각 유체 출력단을 제1경로단(151a)에, 상기 냉각 유체 분기관(141)의 제2출력관(141b)을 제2경로단(151b)에 각각 연결하고, 제3경로단(151c)을 냉각 플레이트(101)의 냉각 유체 입력단에 연결하며, 제1,2경로단(151a, 151b)의 냉각 유체를 혼합하여 제3경로단(151c)을 통해 냉각 플레이트(101)로 공급하는 3웨이 밸브(150)와;
반도체 공정 설비(20)의 설정 온도가 되도록 상기 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도에 따라 상기 3웨이 밸브(150)의 제1,제2경로단(151a, 151b)의 개폐량을 조절함과 아울러 상기 히터(130)를 제어하는 PID제어기(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 3웨이 밸브(150)를 사용하는 열교환 유닛(100)은, 열교환기(110)의 출력과 펌프(140)의 출력을 혼합하여 냉각 플레이트(101)로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 이에 따라 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도에 따라 3웨이 밸브(150)의 제1,제2경로단(151a, 151b)의 개도량을 제어하여 온도를 조절할 수 있고, 또한 히터(130)의 구동 제어를 할 수 있어서 에너지를 절감시킬 수 있다.
20 : 반도체 공정 설비 101, 101A, 101B, 101C : 냉각 플레이트
100, 100A, 100B, 100C : 열교환 유닛
110 : 열교환기 120 : 냉각 유체 탱크
130 : 히터 140 : 펌프
141 : 냉각 유체 분기관 141a, 141b : 제1,제2출력관
150 : 3웨이 밸브 151a, 151b, 151c : 제1,제2,제3경로관
200 : 냉동유닛 200a : 냉매 공급 배관
200b : 냉매 회수 배관 210 : 압축기
220 : 응축기 230 : 리시버
240, 240a, 240b, 240c : 전자팽창밸브
300 : PID 제어기

Claims (5)

  1. 반도체 공정용 칠러 장치에 있어서,
    반도체 공정 설비(20)에 설치되는 냉각 플레이트(101)로 냉각 유체를 순환시킴과 아울러 상기 냉각 유체를 냉동 유닛(200)의 냉매에 의해 열교환시키도록 이루어져 반도체 공정설비(20)가 설치된 탑 영역(F3)에 설치되는 열교환 유닛(100)과; 압축기(210), 응축기(220), 리시버(230), 전자팽창밸브(240)로 냉동 싸이클을 형성하여 상기 전자팽창밸브(240)에서 출력되는 냉매를 상기 열교환 유닛(100)으로 공급하고, 상기 열교환 유닛(100)에서 회수되는 냉매를 상기 압축기(210)로 회수하여 냉매를 순환시키도록 이루어져 반도체 공정 설비(20)가 설치된 탑 영역(F3) 아래의 플레넘 영역(F1)에 설치되는 냉동 유닛(200)으로 구성되고;
    상기 열교환 유닛(100)은, 상기 냉동유닛(200)의 냉매에 의해 냉각 유체를 열교환하는 열교환기(110)와; 냉각 플레이트(101)의 냉각 유체를 회수하여 저장하는 냉각 유체 탱크(120)와; 상기 냉각 유체 탱크(120)에 설치되어 냉각 유체를 가열하기 위한 히터(130)와; 상기 냉각 유체 탱크(120)의 냉매를 펌핑하는 펌프(140)와; 상기 펌프(140)의 출력을 제1,제2출력관(141a,141b)으로 분기시켜 제1출력관(141a)을 상기 열교환기(110)의 냉각 유체 입력단에 연결하는 냉각 유체 분기관(141)과; 상기 열교환기(110)의 냉각 유체 출력단을 제1경로단(151a)에, 상기 냉각 유체 분기관(141)의 제2출력관(141b)을 제2경로단(151b)에 각각 연결하고, 제3경로단(151c)을 냉각 플레이트(101)의 냉각 유체 입력단에 연결하며, 제1,2경로단(151a,151b)의 냉각 유체를 혼합하여 제3경로단(151c)을 통해 냉각 플레이트(101)로 공급하는 3웨이 밸브(150)와; 반도체 공정 설비(20)의 설정 온도가 되도록 상기 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도에 따라 상기 3웨이 밸브(150)의 제1,제2경로단(151a,151b)의 개폐량을 조절함과 아울러 상기 히터(130)를 제어하는 PID제어기(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 칠러 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기(110)는 상기 냉각 유체 탱크(120)로 유입되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제1온도센서(T1)와; 상기 냉각 플레이트(101)에 공급되는 냉각 유체의 온도를 검출하는 제2온도센서(T2)와; 상기 반도체 공정 설비(20)의 설정온도에 대응하여 상기 제1온도센서(T1)의 온도에 따라 상기 냉동유닛(200)의 전자팽창밸브(240)의 개도량을 PID 제어함과 아울러, 상기 제2온도센서(T2)의 온도에 따라 상기 히터(130)를 PID제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 칠러 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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