KR101842351B1 - 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정설비로부터 냉각장치로 보내지는 냉각유체를 탱크로 바이패스시켜 가열장치에 의한 냉각유체의 가열을 최소화시킬 수 있는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치를 개시한다. 본 발명은 냉각유체를 수용하여 펌프의 작동에 의해 공정설비로 보내는 탱크와, 냉각유체를 설정 온도로 가열하는 가열장치와, 공정설비를 지난 냉각유체를 냉각시키는 냉각장치와, 탱크로부터 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 가열수단의 작동을 제어하는 가열 온도 제어장치와, 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도와 공정설비로부터 냉각수단으로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 냉각수단으로 보내지는 냉각유체를 탱크로 바이패스시키는 냉각 온도 제어장치로 구성되어 있다. 본 발명에 의하면, 공정설비로부터 냉각장치로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 냉각유체를 탱크로 바이패스시켜 가열장치에 의한 냉각유체의 가열을 최소화시킴으로써, 가열장치의 전력 소비량을 줄여 운전비를 감소시킬 수 있다. 또한, 가열장치에 의한 냉각유체의 과도한 가열을 방지하여 변질을 방지함으로써, 냉각유체의 변질로 인한 유독성 가스의 발생을 최소화시킬 수 있는 유용한 효과가 있다. 또한, 냉각장치로 통과되는 유량을 제어 하므로 냉각 PID의 선형적 제어를 가열 제어와 유사하게 구현할 수 있다.

Description

공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치{TEMPERATURE CONTROL APPARATUS FOR COOLING FLUID FOR PROCESS EQUIPMENT}
본 발명은 냉각유체의 온도 제어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정설비로부터 냉각장치로 보내지는 냉각유체를 탱크로 바이패스(Bypass)시켜 가열장치에 의한 냉각유체의 가열을 최소화시킬 수 있는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위한 식각, 증착(Deposition), EDS(Electrical die sorting) 등의 반도체 공정에서 과도한 열이 발생한다. 양질의 반도체 소자를 제조하기 위해서는 체임버(Chamber) 내의 웨이퍼(Wafer), 웨이퍼 척(Wafer chuck) 및 주변 온도를 일정하게 제어해야 한다.
공정설비용 칠러는 반도체 공정의 온도를 일정하게 제어하여 공정 효율을 개선시키는 장비이다. 이러한 칠러는 평판 디스플레이(Flat panel display, FPD), 발광다이오드(Light emitting diode, LED) 등의 제조 공정에도 많이 사용되고 있다. 공정설비용 칠러는 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정을 거치는 냉동 사이클(Refrigerating cycle), 오토 케스케이드(Auto cascade) 방식을 이용한 냉동 사이클, 그리고 냉각수(Process cooling water)를 활용한 냉각 사이클(Cooling cycle)을 이용한다. 일반적으로 칠러는 온도 영역에 따라 냉매(Refrigerant)를 이용하는 냉동 사이클과 냉각수를 이용하는 냉각 사이클을 구비하는 하이브리드 방식(Hybrid form)으로 구성되고 있다.
공정설비용 칠러는 한국 등록특허 제10-0707976호 "냉각수의 유량제어수단과 냉각제의 가열수단을 구비한 반도체 공정용 칠러", 등록특허 제10-1579851호"유독성 가스의 발생 차단 기능을 갖는 공정설비용 칠러", 한국 공개특허 제10-2014-0008266호 "냉각유체의 유독성 가스 누설 차단장치를 구비한 반도체 공정설비용 칠러" 등 많은 특허문헌들에서 쉽게 찾아볼 수 있다.
한국 등록특허 제10-0707976호는 냉각수와 반도체 공정 장비로부터 유출되는 냉각제를 유입하여 열교환시키는 열교환기와, 열교환기에서 유출되는 냉각제의 온도를 제어하기 위하여 열교환기로 유입되는 냉각수의 유량을 조절하는 유량조절수단과, 열교환기에서 유출된 냉각제를 수용하고 수용된 냉각제를 설정 온도가 되도록 가열시키는 냉각제가열수단과, 냉각제순환배관과, 냉각수배관과, 냉각제순환배관 내에서 냉각제를 순환시키는 펌프로 구성되어 있다. 쿨링 PID(Proportional integral derivative) 제어기를 구비하는 유량조절수단에 의해 냉각제의 냉각을 제어하고, 히팅 PID 제어기를 구비하는 냉각제가열수단에 의해 냉각제의 온도가 설정 온도가 되도록 가열하여 제어한다. 위 특허문헌들에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
이와 같은 공정설비용 칠러의 쿨링 PID 제어에 있어서 열교환기로 유입되는 냉각수 또는 냉매의 유량 조절 시 냉각수 또는 냉매의 품질에 따라 컨트롤 밸브(Control valve)의 부식 및 막힘이 발생되는 단점이 있다. 또한, 냉매의 유량을 제어하는 방법은 팽창밸브(Expansion valve)의 잠열 반응으로 인해 냉동 성능의 과도한 변화가 발생되어 온도의 선형적 제어가 곤란한 문제가 있다.
한편, 히팅 PID 제어는 히터(Heater)의 작동에 의해 냉각제, 즉 냉각유체를 설정 온도로 가열하는 것이나, 열교환을 거친 냉각유체를 가열하기 때문에 히터의 전력 소비량이 증가되어 운전비가 상승되는 문제가 있다. 냉각유체는 갈덴(상품명, Galdenㄾ SV, HV, ZT, HT, 제조사 솔베이 솔레시스 에스.피.에이.(Solvay Solexis S.p.A.)), 노벡(상품명, 3M Novec Engineered Fluid, 제조사 쓰리엠(3M) 컴퍼니) 등의 불소용액(Fluorine solution)을 통상적으로 사용하고 있다. 불소용액은 열 및 화학적 노출이 장기간 지속될 시 맹독성으로 변질되며, 이는 인체에 대단히 해롭다. 히터의 작동에 의해 불소용액이 과도하게 가열되는 경우, 불소와 수소가 반응하여 불산가스가 생성될 우려가 높다.
본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치가 제공된다. 본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는, 냉각유체를 수용하여 펌프의 작동에 의해 공정설비로 보내는 탱크와; 냉각유체를 설정 온도로 가열하는 가열수단과; 공정설비를 지난 냉각유체를 냉각시키는 냉각수단과; 탱크로부터 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 가열수단의 작동을 제어하는 가열 온도 제어수단과; 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도와 공정설비로부터 냉각수단으로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 냉각수단으로 보내지는 냉각유체를 탱크로 바이패스시키는 냉각 온도 제어수단을 포함한다.
본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치에 있어서, 가열 온도 제어수단은 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도를 검출하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서로부터의 온도를 처리하여 히터의 작동을 제어하는 가열 온도 제어기로 이루어진다. 냉각 온도 제어수단은 공정설비와 냉각수단 사이에 연결되어 있는 파이프라인으로부터 탱크로 냉각유체를 바이패스시킬 수 있도록 탱크와 파이프라인 사이에 연결되어 있는 바이패스라인과, 바이패스라인에 냉각유체의 흐름을 제어할 수 있도록 장착되어 있는 전자밸브와, 공정설비로 보내지는 냉각유체의 온도를 검출하는 제2 온도 센서와, 공정설비로부터 냉각수단으로 보내지는 냉각유체의 온도를 검출하는 제3 온도 센서와, 제2 온도 센서와 제3 온도 센서로부터의 온도를 처리하여 냉각유체가 바이패스되도록 전자밸브의 작동을 제어하는 냉각 온도 제어기로 이루어진다.
본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는, 웨이퍼 척 등의 공정설비로부터 냉각장치로 보내지는 냉각유체의 온도에 따라 냉각유체를 탱크로 바이패스시켜 가열장치에 의한 냉각유체의 가열을 최소화시킴으로써, 가열장치의 전력 소비량을 줄여 운전비(Operating cost)를 감소시킬 수 있다. 또한, 가열장치에 의한 냉각유체의 과도한 가열을 방지하여 변질을 방지함으로써, 냉각유체의 변질로 인한 유독성 가스의 발생을 최소화시킬 수 있는 유용한 효과가 있다. 또한, 냉각장치로 통과되는 유량을 제어하므로, 냉각 PID의 선형적 제어를 가열 제어와 유사하게 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉각유체의 온도 제어장치가 적용되는 일례로 공정 설비용 칠러를 나타낸 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각유체의 온도 제어장치가 적용되는 다른 예의 공정 설비용 칠러를 나타낸 계통도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는 일례로 공정설비용 칠러(10)에 설치된다. 공정설비용 칠러(10)는 공정설비(20)를 냉각시키기 위하여 냉각유체(1)로 브라인(Brine)을 이용하는 냉동 사이클과 냉매를 이용하는 냉각 사이클을 구비하는 하이브리드 방식으로 구성되어 있다. 브라인은 갈덴, 노벡 등의 불소용액이 사용될 수 있다. 공정설비(20)는 웨이퍼의 증착을 위한 증착장비(Deposition equipment), 식각을 위한 식각장비(Etcher) 등의 반도체 공정설비가 대표적이나, FPD, LED 등의 제조를 위한 공정설비가 될 수도 있다.
냉각유체(1)는 탱크(30)에 수용되어 있다. 냉각유체(1)는 펌프(31)의 작동에 의해 파이프라인(Pipeline: 32)을 통해 탱크(30)로부터 공정설비(20)의 체임버(Chamber: 21)에 공급된다. 가열수단으로 히터(40)가 탱크(21)에 수용되어 있는 냉각유체(1)를 가열할 수 있도록 탱크(30)에 설치되어 있다.
공정설비용 칠러(10)는 공정설비(20)를 지나 탱크(30)로 보내지는 냉각유체(1)를 냉각시키는 냉각장치(50)를 구비한다. 냉각장치(50)는 체임버(21)로부터 탱크(30)로 보내지는 냉각유체(1)를 팽창시키는 팽창밸브(51)와, 팽창밸브(51)를 지난 냉각유체(1)의 온도를 냉매와의 열교환에 의해 냉각하는 열교환기(52)를 구비한다. 열교환기(52)는 증발기(Evaporator; 53)로 구성되어 있다. 팽창밸브(51)와 증발기(53)는 체임버(21)와 탱크(30) 사이에 연결되어 있는 파이프라인(54)에 장착되어 있다. 냉매로 냉각수는 파이프라인(55)을 통해 외부에서 열교환기(52)에 공급된다.
본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는 탱크(30)로부터 공정설비(20)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도에 따라 히터(40)의 작동을 제어하는 가열 온도 제어장치(60)를 구비한다. 가열 온도 제어장치(60)는 제1 온도 센서(61)와 가열 온도 제어기(62)로 구성되어 있다. 제1 온도 센서(61)는 파이프라인(32)을 통해 공정설비(20)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도를 검출한다. 가열 온도 제어기(62)는 히터(40)와 제1 온도 센서(61)에 연결되어 있다. 가열 온도 제어기(62)는 제1 온도 센서(61)로부터 입력되는 온도를 처리하여 히터(40)의 작동을 PID 제어한다. 히터(40)는 가열 온도 제어기(62)의 PID 제어에 의해 냉각유체(1)를 설정 온도로 가열한다.
본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는 냉각장치(50)로 보내지는 냉각유체(1)를 탱크(30)로 바이패스(Bypass)시키는 냉각 온도 제어장치(70)를 포함한다. 냉각 온도 제어장치(70)는 바이패스라인(Bypass line: 71), 전자밸브(Solenoid valve: 72), 제2 온도 센서(73), 제3 온도 센서(74)와 냉각 온도 제어기(75)로 구성되어 있다.
바이패스라인(71)은 공정설비(20)와 냉각장치(50) 사이에 연결되어 있는 파이프라인(54)으로부터 탱크(30)로 냉각유체(1)를 바이패스 시킬 수 있도록 탱크(30)와 파이프라인(54) 사이에 연결되어 있다. 전자밸브(72)는 바이패스라인(71)에 냉각유체(1)의 흐름을 제어할 수 있도록 장착되어 있다. 제2 온도 센서(73)는 파이프라인(32)에 장착되어 탱크(30)로부터 체임버(21)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도를 검출한다. 바이패스라인(71)은 탱크(30)와 팽창밸브(51) 사이의 파이프라인(54), 즉 팽창밸브(51)의 상류에 연결되어 있다. 따라서 전자밸브(72)의 개방 시 냉각유체(1)는 바이패스라인(71)을 통해 탱크(30)로 원활한 흐름으로 바이패스되게 된다.
제3 온도 센서(74)는 파이프라인(54)에 장착되어 체임버(21)로부터 전자밸브(72)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도를 검출한다. 냉각 온도 제어기(75)는 가열 온도 제어기(62), 전자밸브(72), 제2 온도 센서(73)와 제3 온도 센서(74) 각각에 연결되어 있다. 냉각 온도 제어기(75)는 제2 및 제3 온도 센서(73, 74)로부터 입력되는 온도를 처리하여 전자밸브(72)의 작동을 PID 제어한다. 전자밸브(72)는 냉각 온도 제어기(75)의 PID 제어에 의해 여닫혀 바이패스라인(71)을 따라 체임버(21)로부터 배출되는 냉각유체(1)를 탱크(30)로 바이패스시킨다. 가열 온도 제어기(62)는 냉각유체(1)의 가열 온도를 냉각 온도 제어기(75)에 전송한다.
냉각 온도 제어장치(70)는 탱크(30) 안의 냉각유체(1)의 온도를 검출하는 제4 온도 센서(76)를 더 구비한다. 제4 온도 센서(76)는 탱크(30) 안의 냉각유체(1)의 온도를 검출하여 냉각 온도 제어기(75)에 입력한다. 냉각 온도 제어기(75)는 제4 온도 센서(76)으로부터 입력되는 온도가 제2 및 제3 온도 센서(73, 74)로부터 입력되는 온도보다 10℃ 이상 낮아지지 않도록 전자밸브(72)의 작동을 PID 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치는, 펌프(31)의 작동에 의해 탱크(30)로부터 펌핑되는 냉각유체(1)는 파이프라인(32)을 통해 공정설비(20)의 체임버(21)에 보내져 체임버(21)의 온도를 제어한다. 제1 온도 센서(61)는 탱크(30)로부터 체임버(21)로 공급되는 냉각유체(1)의 온도를 검출하여 가열 온도 제어기(62)에 입력한다. 가열 온도 제어기(62)는 제1 온도 센서(61)로부터 입력되는 냉각유체(1)의 온도에 따라 PID 제어에 의해 히터(40)를 작동시킨다. 히터(40)는 냉각유체(1)를 설정 온도로 가열한다.
계속해서, 냉각유체(1)는 체임버(21)의 온도를 설정 온도로 유지시킨 후, 냉각유체(1)는 체임버(21)로부터 파이프라인(54)을 통해 팽창밸브(51)로 보내져 팽창되 증발기(53)로 보내진다. 증발기(53)는 외부로부터 공급되는 냉각수와의 열교환에 의해 냉각유체(1)를 냉각시킨다. 냉각유체(1)는 증발기(53)로부터 파이프라인(54)을 통해 탱크(30)로 회수된다.
제2 온도 센서(73)는 탱크(30)로부터 체임버(21)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도를 검출하여 냉각 온도 제어기(75)에 입력하고, 제3 온도 센서(74)는 체임버(21)로부터 팽창밸브(72)로 보내지는 냉각유체(1)의 온도를 검출하여 냉각 온도 제어기(75)에 입력한다.
계속해서, 냉각 온도 제어기(75)는 제2 및 제3 온도 센서(73, 74)로부터 입력되는 냉각유체(1)의 온도에 따라 PID 제어에 의해 전자밸브(72)를 여닫는다. 전자밸브(72)가 열리면, 냉각유체(1)의 일부는 바이패스라인(71)을 통해 바이패스되어 탱크(30)로 회수된다.
한편, 팽창밸브(51)는 냉각유체(1)의 감압과 유량을 제어하여 증발기(53)로 보낸다. 이러한 팽창밸브(51)의 유량 제어 기능에 의해 전자밸브(72)의 개방 시 냉각유체(1)는 바이패스라인(71)을 통해 탱크(30)로 원활하게 바이패스된다. 전자밸브(72)가 완전히 닫히면, 냉각유체(1)는 파이프라인(54)을 통해 팽창밸브(51)와 증발기(53)로 보내진다. 증발기(53)는 외부로부터 공급되는 냉각수 또는 냉매와의 열교환에 의해 냉각유체(1)를 냉각시켜 냉각유체(1)의 온도를 낮춰주게 된다.
본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치에 있어서 냉각유체(1)가 바이패스되지 않을 경우, 히터(40)의 작동에 의한 냉각유체(1)의 가열량()은 수학식 1에 의해 구할 수 있다.
Figure 112016055724914-pat00002
여기에서,
Figure 112016055724914-pat00003
는 냉각유체의 전체 순환 유량,
Figure 112016055724914-pat00004
는 냉각유체의 바이패스 유량,
Figure 112016055724914-pat00005
은 탱크로부터 체임버로 보내지는 냉각유체의 온도,
Figure 112016055724914-pat00006
는 냉각장치로부터 탱크로 보내지는 냉각유체의 온도이다.
냉각유체(1)가 바이패스라인(71)을 통해 바이패스되는 경우, 히터(40)의 작동에 의한 냉각유체(1)의 가열량(
Figure 112016055724914-pat00007
)은 수학식 2에 의해 구할 수 있다.
Figure 112016055724914-pat00008
여기에서,
Figure 112016055724914-pat00009
는 체임버로부터 냉각장치로 보내지는 냉각유체의 온도이다.
위 수학식 1과 수학식 2에 의해 냉각유체(1)의 일부를 냉각장치(50)로 보내지 않고 탱크(30)로 바이패스시키는 경우, 히터(40)에 의한 냉각유체(1)의 가열량이 적은 것을 알 수 있다.
한편, 냉각 온도 제어기(75)는 탱크(30)로 회수되는 냉각유체(1)의 온도, 즉 제4 온도 센서(76)으로부터 입력되는 탱크(30) 안의 냉각유체(1)의 온도가 제2 및 제3 온도 센서(74)로부터 입력되는 냉각유체(1)의 온도보다 약 10℃ 이상 낮아지지 않도록 전자밸브(72)의 작동을 PID 제어한다. 또한, 냉각 온도 제어기(75)는 탱크(30)로 회수되는 냉각유체(1)의 온도가 가열 온도 제어기(62)에 의해 설정되는 설정 온도보다 약 10℃ 이하로 유지되도록 전자밸브(72)의 작동을 PID 제어할 수도 있다. 이와 같이 전자밸브(72)를 통해 탱크(30)로 바이패스되는 냉각유체(1)의 유량을 제어하여 히터(40)에 의한 냉각유체(1)의 가열량을 감소시킴으로써, 히터(40)의 전력 소비량을 줄여 운전비를 감소시킬 수 있다. 또한, 히터(40)에 의한 냉각유체(1)의 과도한 가열을 방지하여 변질을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 2에 본 발명에 따른 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치가 적용되는 공정설비용 칠러의 다른 실시예가 도시되어 있다. 다른 실시예의 공정설비용 칠러(10A)가 도 1에 도시되어 있는 공정설비용 칠러(10)와 다른 점은 열교환기(52)로 증발기(53)가 탱크(30) 안에 배치된 점이다. 탱크(30) 안에 배치되어 있는 증발기(53)는 파이프라인(54)을 통해 체임버(21)와 연결되어 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10, 10A: 공정설비용 칠러 20: 공정설비
21: 체임버 30: 탱크
40: 히터 50: 냉각장치
51: 팽창밸브 52: 열교환기
53: 증발기 60: 가열 온도 제어장치
61: 제1 제1 온도 센서 62: 가열 온도 제어기
70: 냉각 온도 제어장치 71: 바이패스라인
72: 전자밸브 73: 제2 온도 센서
74: 제3 온도 센서 75: 냉각 온도 제어기
76: 제4 온도 센서

Claims (7)

  1. 냉각유체를 수용하여 펌프의 작동에 의해 공정설비로 보내는 탱크와;
    상기 냉각유체를 설정 온도로 가열하는 가열수단과;
    상기 공정설비로부터 파이프라인을 통해 상기 탱크로 보내지는 상기 냉각유체를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 지난 상기 냉각유체와 냉매의 열교환에 의해 상기 냉각유체를 냉각시켜 상기 탱크로 보내는 열교환기를 구비하는 냉각 수단과;
    상기 탱크로부터 상기 공정설비로 보내지는 상기 냉각유체의 온도를 검출하는 제1 온도 센서를 구비하고, 상기 제1 온도 센서로부터의 온도를 처리하여 상기 가열수단의 작동을 제어하는 가열 온도 제어수단과;
    상기 냉각유체를 상기 탱크로 바이패스시킬 수 있도록 상기 탱크와 상기 팽창밸브 사이에 연결되어 있는 바이패스라인과;
    상기 바이패스라인에 장착되어 있으며, 개방 시 상기 냉각유체를 상기 바이패스라인으로 통과시키는 전자밸브와;
    상기 공정설비로 보내지는 상기 냉각유체의 온도를 검출하는 제2 온도 센서와;
    상기 공정설비로부터 상기 냉각수단으로 보내지는 상기 냉각유체의 온도를 검출하는 제3 온도 센서와;
    상기 제2 온도 센서와 상기 제3 온도 센서로부터의 온도를 처리하여 상기 냉각유체가 바이패스되도록 상기 전자밸브의 작동을 제어하는 냉각 온도 제어기를 포함하는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열수단은 상기 냉각유체의 가열을 위해 상기 탱크에 설치되어 있는 히터로 이루어지고,
    상기 가열 온도 제어수단은 상기 제1 온도 센서로부터의 온도를 처리하여 상기 히터의 작동을 제어하는 가열 온도 제어기를 구비하는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 온도 제어기는 상기 탱크로 회수되는 상기 냉각유체의 온도가 상기 제2 및 제3 온도 센서로부터 입력되는 상기 냉각유체의 온도보다 10℃ 이상 낮아지지 않도록 상기 전자밸브를 통해 바이패스되는 상기 냉각유체의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 온도 제어수단은 상기 탱크 안의 상기 냉각유체의 온도를 검출하여 상기 냉각 온도 제어기에 입력하는 제4 온도 센서를 더 구비하고, 상기 냉각 온도 제어기는 상기 제4 온도 센서로부터 입력되는 온도가 상기 제2 및 제3 온도 센서로부터 입력되는 온도보다 10℃ 이상 낮아지지 않도록 상기 전자밸브를 통해 바이패스되는 상기 냉각유체의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 온도 제어기는 가열 온도 제어수단과 연결되어 있고, 상기 냉각 온도 제어기는 상기 탱크로 회수되는 상기 냉각유체의 온도가 상기 가열 온도 제어수단에 의해 설정되는 상기 냉각유체의 설정 온도보다 10℃ 이하로 유지되도록 상기 전자밸브를 통해 바이패스되는 상기 냉각유체의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 공정설비용 냉각유체의 온도 제어장치.
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698148B (zh) * 2018-12-27 2021-04-13 上海华力集成电路制造有限公司 一种用于磷酸机台温度控制的管路设备
KR102368013B1 (ko) * 2021-10-04 2022-03-02 씨씨에스 주식회사 공정 냉각수 온도제어 시스템 및 이를 구비하는 항온장치
KR102543103B1 (ko) * 2022-12-18 2023-06-13 주식회사 삼현테크 쿨링 유닛 장치
CN116798920B (zh) * 2023-08-16 2024-05-17 北京北方华创微电子装备有限公司 温度控制装置、方法及半导体工艺设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100884319B1 (ko) 2008-12-03 2009-02-18 (주)피티씨 소비전력절감을 위한 칠러 장치
KR101558426B1 (ko) * 2015-01-23 2015-10-12 (주)테키스트 냉매의 순환방향 전환이 가능한 열교환기를 이용한 반도체 제조 설비의 온도제어시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100884319B1 (ko) 2008-12-03 2009-02-18 (주)피티씨 소비전력절감을 위한 칠러 장치
KR101558426B1 (ko) * 2015-01-23 2015-10-12 (주)테키스트 냉매의 순환방향 전환이 가능한 열교환기를 이용한 반도체 제조 설비의 온도제어시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102458920B1 (ko) * 2022-02-21 2022-10-25 삼성전자주식회사 유체 공급 장치

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