KR102510849B1 - 반도체 장비 온도 조절 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 이산화탄소 냉동 사이클을 이용하여 저온의 냉매와 고온의 냉매를 생성하고, 각각의 냉매를 이용하여 반도체 장비의 온도를 조절하는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장비 온도 조절 장치는, 냉매인 사이클 냉매를 가압하여 고온 고압으로 형성시키는 압축기; 압축기로부터 전달받은 사이클 냉매와 반도체 장비로부터 배출된 쿨런트 간 열교환시켜 쿨런트의 온도를 증가시키는 제1응축기; 제1응축기로부터 전달받은 사이클 냉매와 외부의 냉각수인 PCW 간 열교환시켜 사이클 냉매의 온도를 감소시키는 제2응축기; 및 제2응축기로부터 전달받은 사이클 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브; 제1팽창밸브를 통과한 사이클 냉매를 증발시킴으로써 반도체 장비로부터 배출되어 통과하는 쿨런트의 온도를 감소시키는 증발기를 포함한다.

Description

반도체 장비 온도 조절 장치 {An apparatus that controls the temperature of semiconductor manufacturing equipment}
본 발명은 반도체 장비 온도 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이산화탄소 냉동 사이클을 이용하여 저온의 냉매와 고온의 냉매를 생성하고, 각각의 냉매를 이용하여 반도체 장비의 온도를 조절하는 기술에 관한 것이다.
국제적인 협약에 의한 오존층 파괴물질의 사용규제가 기존의 냉동공조기기 부문에서 사용되고 있는 프레온 계열의 냉매류를 더 이상 사용할 수 없도록 함에 따라, 대체냉매를 이용한 새로운 냉동공조기기의 개발이 이 분야 산업의 지속적인 발전의 관건이 되고 있다.
한편 기존의 냉동공조기기에 사용되는 HFC계 냉매는, 지구온난화지수(GWP, Globla Warming Potential)가 1800~3000 정도의 High GWP 냉매로서 온실가스를 다량 배출하는 냉매이며, 이러한 냉매는 2024년부터 HFC계 냉매 사용량 동결 개시와 점차적으로 생산중단, 사용규제로 인해 사용이 불가능해진다.
이에 따라, GWP(지구온난화지수)가 0에 가까운, 구체적으로는 10 이하의 GWP를 가지는 친환경 냉매인 LOW GWP(저GWP) 냉매를 이용하는 추세로 전환 중이며, 자연 냉매로써 이산화탄소(CO2) 등을 이용하는 시스템에 대한 연구 개발이 증가하고 있다.
이산화탄소(CO2)는 무취, 무색, 비가연성, 환경 친화적인 장점 때문에 대체 냉매로써 사용량이 증가하고 있다. 특히, 지구온난화 물질에 대한 규제에 의하여 CFCs와 HCFCs 등의 냉매를 이용하지 못함에 따라, 이산화탄소(CO2) 등과 같은 대체냉매에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있다.
한편, 반도체 공정설비에 있어서 챔버 등의 반도체 장비 온도를 제어하는 방법은 여러 가지가 있으나 냉동 사이클을 이용하는 방식이 가장 널리 이용되고 있으며, 본 발명은 상기와 같은 이산화탄소(CO2) 냉동 사이클의 장점을 이용하여 반도체 장비에 대한 온도 조절을 수행하도록 하기 위해 안출된 것이다.
대한민국 등록특허 제10-2345640호(발명의 명칭: 반도체 공정용 칠러 장치)에서는, 냉매 경로 상에 압축기, 응축기, 증기주입 열교환기 모듈, 제1팽창밸브, 및 증발기가 순차 배치되어 냉매가 반복되는 순환되는 냉동사이클을 구비하며, 상기 증기주입 열교환기 모듈은 증기주입 열교환기와 제2팽창밸브로 구성되고, 상기 증기주입 열교환기는 상기 응축기로부터 주 라인이 입출력되고, 상기 증발기로 출력되는 상기 주 라인의 출력단에서 분기된 제1분기 라인이 입출력되어 상기 증기주입 열교환기 내에서 상기 주 라인과 상기 제1분기 라인이 열교환하고, 상기 제1분기 라인의 입력단에 상기 제2팽창밸브가 설치되고, 상기 제1분기 라인의 출력단에 솔레노이드 밸브가 설치되고 상기 압축기로 출력되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 칠러 장치가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제10-2345640호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 이산화탄소 냉동 사이클을 이용하여 저온의 냉매와 고온의 냉매를 생성하고, 각각의 냉매를 이용하여 반도체 장비의 온도를 조절하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 반도체 장비에 공급되는 냉매인 쿨런트의 온도를 조절하는 반도체 장비 온도 조절 장치에 있어서, 냉매인 사이클 냉매를 가압하여 고온 고압으로 형성시키는 압축기; 상기 압축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매와 상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트 간 열교환시켜 상기 쿨런트의 온도를 증가시키는 제1응축기; 상기 제1응축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매와 외부의 냉각수인 PCW 간 열교환시켜 상기 사이클 냉매의 온도를 감소시키는 제2응축기; 상기 제2응축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브; 및 상기 제1팽창밸브를 통과한 상기 사이클 냉매를 증발시킴으로써 상기 반도체 장비로부터 배출되어 통과하는 상기 쿨런트의 온도를 감소시키는 증발기를 포함하고, 상기 PCW는 상기 반도체 장비 외 다른 장비에 상시 이용되는 용수로써, 상기 용수의 이용으로 다단 응축이 가능하여, 상기 사이클 냉매를 이용한 냉동 사이클의 효율이 증대되며, 상기 제1응축기에 의한 상기 쿨런트 가열로 인해 별도의 가열 수단이 불필요하여, GWP가 감소됨과 동시에 에너지 사용이 저감되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 반도체 장비로부터 전달받은 상기 쿨런트를 상기 증발기 또는 상기 제1응축기로 전달하고, 상기 증발기 또는 상기 제1응축기를 통과한 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 밸브부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 사이클 냉매는 이산화탄소(CO2)일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 밸브부는, 상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트를 상기 증발기로 전달하거나 상기 증발기를 통과하여 온도가 감소된 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 저온밸브; 및 상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트를 상기 제1응축기로 전달하거나 상기 제1응축기를 통과하여 온도가 증가된 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 고온밸브를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 밸브부는, 상기 반도체 장비로부터 상기 쿨런트를 전달받고, 상기 쿨런트를 상기 증발기 또는 상기 제1응축기로 전달하는 분배밸브를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 저온밸브와 상기 고온밸브 및 상기 분배밸브로 제어신호를 전달하여 제어를 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 반도체 장비로 공급되는 상기 쿨런트의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제2응축기를 통과한 상기 사이클 냉매를 전달받아 기액 분리를 수행하는 플래시탱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 플래시탱크에서 기체 상태의 사이클 냉매는 상기 플래시탱크와 상기 압축기 사이에 형성된 믹서로 전달되고, 상기 플래시탱크에서 액체 상태의 사이클 냉매는 상기 제1팽창밸브로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 믹서는, 상기 증발기를 통과한 상기 사이클 냉매와 상기 플래시탱크로부터 배출된 기체 상태의 사이클 냉매를 혼합시킨 후 상기 압축기로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제2응축기를 통과한 상기 사이클 냉매를 팽창시켜 상기 플래시탱크로 전달하는 제2팽창밸브를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 종래기술에서 고온의 반도체 장비용 쿨런트를 혼합하기 사용하기 위하여 히터를 사용함으로써 별도의 에너지를 소비했던 것과 달리, 별도의 히터 사용이 불필요하여, 반도체 장비용 쿨런트와 냉동사이클의 사이클 냉매의 GWP(Global Warming Potential, 지구온난화지수)가 낮아진다는 것이다.
또한, 반도체 장비로 공급되는 냉매에 대한 온도 조절을 정밀하게 수행할 수 있고, 상기와 같이 히터가 제외되어 단순한 구성으로 온도 조절을 수행할 수 있으므로, 반도체 장비 온도 조절의 효율을 증대시킬 수 있다는 것이다.
또한, 상기와 같이 히터 및 히터가 포함된 Reservoir 등의 구성이 불필요하여 전체 장비의 부피를 줄여, 장치의 설치 공간 활용도가 증가할 수 있다는 것이다.
그리고, 본 발명의 효과는, 냉동사이클의 냉매로 이산화탄소를 이용하므로, 친환경적일 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용한 초월임계 사이클이 수행되어 본 발명의 온도 조절 장치의 효율이 증대되어, 결과적으로 반도체 장비 온도 조절의 효율이 증대될 수 있다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 실시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 일 부위에 대한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 타 부위에 대한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이클 냉매에 대한 PH선도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 실시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 일 부위에 대한 공정도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 조절 장치의 타 부위에 대한 공정도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사이클 냉매에 대한 PH선도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 온도 조절 장치는, 반도체 장비에 공급되는 냉매인 쿨런트의 온도를 조절하는 본 발명의 온도 장치는, 냉매인 사이클 냉매를 가압하여 고온 고압으로 형성시키는 압축기(110); 압축기(110)로부터 전달받은 사이클 냉매와 반도체 장비로부터 배출된 쿨런트 간 열교환시켜 쿨런트의 온도를 증가시키는 제1응축기(121); 제1응축기(121)로부터 전달받은 사이클 냉매와 외부의 냉각수인 PCW 간 열교환시켜 사이클 냉매의 온도를 감소시키는 제2응축기(122); 제2응축기(122)로부터 전달받은 사이클 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(131); 및 제1팽창밸브(131)를 통과한 사이클 냉매를 증발시킴으로써 반도체 장비로부터 배출되어 통과하는 쿨런트의 온도를 감소시키는 증발기(140)를 포함한다.
그리고, 반도체 장비로부터 전달받은 쿨런트를 증발기(140) 또는 제1응축기(121)로 전달하고, 증발기(140) 또는 제1응축기(121)를 통과한 쿨런트를 반도체 장비로 전달하는 밸브부를 더 포함한다.
PCW(Process Cooling Water)는 반도체 장비 외 다른 장비에 상시 이용되는 용수로써, 용수의 이용으로 다단 응축이 가능하여, 사이클 냉매를 이용한 냉동 사이클의 효율이 증대될 수 있다.
그리고, 제1응축기(121)에 의한 쿨런트 가열로 인해 별도의 가열 수단이 불필요하여, GWP가 감소됨과 동시에 에너지 사용이 저감될 수 있다.
본 발명의 온도 조절 장치를 사용하는 경우, 종래기술에서 고온의 반도체 장비용 쿨런트를 혼합하기 사용하기 위하여 히터를 사용함으로써 별도의 에너지를 소비했던 것과 달리, 별도의 히터 사용이 불필요하여, 반도체 장비용 쿨런트와 냉동사이클의 사이클 냉매의 GWP(Global Warming Potential, 지구온난화지수)가 낮아진다.
또한, 히터가 제외되어 단순한 구성으로 온도 조절을 수행할 수 있으므로, 반도체 장비 온도 조절의 효율을 증대시킬 수 있으며, 히터 및 히터가 포함된 Reservoir 등의 구성이 불필요하여 전체 장비의 부피를 줄여, 장치의 설치 공간 활용도가 증가할 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 온도 조절 장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
사이클 냉매는 이산화탄소(CO2)일 수 있다. 도 2의 PH선도에 있어서, 1지점은 압축기(110)로 유동하는 사이클 냉매에 대한 것이고, 2지점은 압축기(110)를 통과한 사이클 냉매에 대한 것이며, 3지점은 제1응축기(121)와 제2응축기(122)를 통과한 후의 사이클 냉매에 대한 것이고, 4지점은 제1응축기(121)와 제2응축기(122)를 통과한 후 관을 따라 유동 중인 사이클 냉매에 대한 것이다. 구체적으로, 4지점은 하기된 필터드라이어(180)로 유동하는 사이클 냉매에 대한 것이다.
또한, 5지점은 제2팽창밸브(132)를 통과하여 플래시탱크(150)로 공급되는 사이클 냉매에 대한 것이고, 6지점은 플래시탱크(150) 내 액체 상태의 사이클 냉매에 대한 것이며, 7지점은 증발기(140)를 통과하는 사이클 냉매에 대한 것이고, 8지점은 증발기(140)를 통과한 후의 사이클 냉매에 대한 것이다.
그리고, 9지점은 플래시탱크(150) 내 기체 상태의 사이클 냉매에 대한 것이고, 10지점은 플래시탱크(150)로부터 배출되어 유동하는 기체 상태의 사이클 냉매에 대한 것이며, 11지점은 증발기(140)를 통과한 후 관을 따라 유동하여 압축기(110)로 공급되는 사이클 냉매에 대한 것이다.
2지점에서의 이산화탄소는 약 120℃의 온도와 75bar의 압력 상태로 임계 상태이고, 임계점에서 등온압축성(isothermal compressibility), 열팽창계수(thermal expansion coefficient), 등압비열, 열전도도가 이론상으로 무한대이며, 상기와 같이 본 발명의 온도 조절 장치에서는 이산화탄소의 초월임계 사이클이 구현될 수 있다.
상기와 같이 사이클 냉매인 이산화탄소의 사이클은 초월임계과정을 겪는 냉각 과정 중에 온도 변화가 크게 나타나고, 이에 따라, 증발기(140) 등의 내부 열교환기를 이용하는 경우, 장치의 성능이 향상된다는 장점이 있다.
그리고, 이산화탄소를 이용하는 압축기(110)의 압력비(Pout/Pin)는 2.5~3.5 정도인 반면에, CFC-12를 이용하는 압축기(110)는 압력비가 5~7정도이므로, 이산화탄소를 이용하는 본 발명의 온도 조절 장치에서는 냉동 사이클의 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 온도 장치는, 제2응축기(122)를 통과한 사이클 냉매를 팽창시켜 플래시탱크(150)로 전달하는 제2팽창밸브(132)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 온도 장치는, 제2응축기(122)를 통과한 사이클 냉매를 전달받아 기액 분리를 수행하는 플래시탱크(150)를 더 포함할 수 있다. 상기된 제1팽창밸브(131)와 제2팽창밸브(132) 각각은 전자팽창밸브(EEV)로 형성될 수 있다.
그리고, 플래시탱크(150)에서 기체 상태의 사이클 냉매는 플래시탱크(150)와 압축기(110) 사이에 형성된 믹서(160)로 전달되고, 플래시탱크(150)에서 액체 상태의 사이클 냉매는 제1팽창밸브(131)로 전달될 수 있다. 여기서, 믹서(160)는, 증발기(140)를 통과한 사이클 냉매와 플래시탱크(150)로부터 배출된 기체 상태의 사이클 냉매를 혼합시킨 후 압축기(110)로 전달할 수 있다.
제2팽창밸브(132)의 일측은 제2응축기(122)와 연결되고 제2팽창밸브(132)의 타측은 플래시탱크(150)와 연결되며, 사이클 냉매가 제2팽창밸브(132)를 통과하면서 팽창되어 저온 저압으로 감압됨으로써, 플래시탱크(150)로 투입 시 기액 분리가 용이하게 수행될 수 있다.
상기와 같이 플래시탱크(150)에서는 유입된 사이클 냉매가 기체와 액체로 분리되며, 플래시탱크(150)의 상부에 위치하는 기체 상태의 사이클 냉매는 플래시탱크(150)로부터 배출되어 믹서(160) 및 압축기(110)로 유동하고, 액체 상태의 사이클 냉매가 제1팽창밸브(131)를 통과 후 증발기(140)로 공급되므로, 증발기(140)의 증발 효율이 증가되어, 결과적으로는 본 발명의 온도 장치에서 수행되는 냉동사이클의 성능을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 플래시탱크(150)로부터 배출되는 기체 상태의 사이클 냉매와 증발기(140)를 통과하여 기체 상태인 사이클 냉매가 믹서(160)로 유동한 후 믹서(160) 내에서 혼합되며, 이와 같이 혼합된 기체 상태의 사이클 냉매가 압축기(110)로 전달되어, 각각 별도로 형성된 기체 상태의 사이클 냉매가 하나의 유체 상태로 압축기(110)로 전달되어 압축기(110)의 부하 변동을 최소화시켜 압축기(110)의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상기와 같은 냉동사이클이 다시 진행될 수 있다.
본 발명의 온도 장치는, 일측이 압축기(110)와 연결되고 타측이 제1응축기(121)와 연결되는 오일분리기(Oil Separator)(170)를 더 포함할 수 있다. 압축기(110)로부터 배출된 사이클 냉매는 오일분리기(170)를 통과한 후 제1응축기(121)로 유동할 수 있다.
오일분리기(170)는 압축기(110)를 통과한 사이클 냉매로부터 냉동유를 분리하여 압축기(110)로 전달함으로써 압축기(110)에의 냉동유 보급을 충분히 확보할 수 있고, 제1응축기(121)와 제2응축기(122) 및 증발기(140)와 같은 내부 열교환기로 순환하는 냉동유의 양을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라, 본 발명의 온도 장치의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 온도 장치는, 일측이 제2응축기(122)와 연결되고 타측이 제2팽창밸브(132)와 연결되는 필터드라이어(Filter Dryer)(180)를 더 포함할 수 있다. 필터드라이어(180)는 사이클 냉매를 통과시키면서 사이클 냉매 내 존재하는 수분을 흡수하여 본 발명의 온도 장치에서 수행되는 냉동사이클의 성능을 향상시킬 수 있다.
구체적인 사이클 냉매의 유동 관련 구조에 있어서, 관의 형상인 제1 내지 제7사이클관(270)이 형성될 수 있으며, 압축기(110)로부터 배출된 사이클 냉매가 제1-1사이클관(211)을 따라 유동한 후 오일분리기(170)를 통과한 다음 제1-2사이클관(212)을 따라 유동하여 제1응축기(121)로 전달될 수 있다.
또한, 제1응축기(121)를 통과한 사이클 냉매는 제2사이클관(220)을 따라 유동하여 제2응축기(122)로 전달되고, 제2응축기(122)를 통과한 사이클 냉매는 제3사이클관(230)을 따라 유동하여 플래시탱크(150)로 전달되며, 이 때, 사이클 냉매는 제3사이클관(230)과 결합한 필터드라이어(180)와 제2팽창밸브(132)를 순차적으로 통과할 수 있다.
또한, 플래시탱크(150)에는 제4사이클관(240)과 제5사이클관(250)이 결합될 수 있으며, 플래시탱크(150) 내 액체 상태의 사이클 냉매는 제4사이클관(240)을 따라 유동하면서 제4사이클관(240)과 결합한 제1팽창밸브(131)를 통과한 후 증발기(140)로 전달되고, 증발기(140)를 통과한 사이클 냉매는 제6사이클관(260)을 따라 유동하여 믹서(160)로 전달될 수 있다.
그리고, 플래시탱크(150) 내 기체 상태의 사이클 냉매는 제5사이클관(250)을 따라 유동하여 믹서(160)로 전달되고, 믹서(160)에서 혼합된 사이클 냉매는 믹서(160)로부터 배출된 후 제7사이클관(270)을 따라 유동하여 압축기(110)로 전달될 수 있다.
증발기(140)에서는 2차 유체로서의 쿨런트가 냉각되어 반도체 장비의 냉각에 이용될 수 있으며, 제1응축기(121)에서는 쿨런트가 가열되어 반도체 장비의 가열에 이용될 수 있다.
구체적으로, 압축기(110)를 통과한 사이클 냉매는 상기와 같이 고온 고압으로 되며, 이와 같은 고온 고압의 사이클 냉매가 제1응축기(121)를 통과 시 쿨런트도 제1응축기(121)를 통과하여 사이클 냉매와 쿨런트 간 열교환이 수행되고, 이에 따라, 쿨런트가 가열되어, 온도가 증가된 쿨런트를 이용하여 반도체 장비를 가열할 수 있다.
또한, 제1응축기(121)를 통과한 사이클 냉매는 제2응축기(122)에서 외부의 냉각수인 PCW에 의해 추가 냉각되며, 여기서, PCW는 반도체 제조 시스템에 이용되는 용수로써 항시 공급되는 용수일 수 있으며, 온도는 약 25℃일 수 있다.
제2응축기(122)는 PCW가 유동하는 PCW투입관(281) 및 PCW배출관(282)과 연결될 수 있으며, 외부의 냉각수인 PCW는 PCW투입관(281)을 따라 유동하여 제2응축기(122)를 통과한 후 PCW배출관(282)을 따라 유동하여 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 제1응축기(121)와 제2응축기(122)를 통과한 사이클 냉매는 플래시탱크(150)에서 기액 분리된 후, 플래시탱크(150)로부터 배출된 액체 상태의 사이클 냉매가 증발기(140)를 통과하면서 증발되어 쿨런트로부터 열을 뺐게 되므로, 쿨런트가 냉각되어, 온도가 감소된 쿨런트를 이용하여 반도체 장비를 냉각시킬 수 있다.
상기와 같은 쿨런트의 가열 또는 냉각을 위한 쿨런트의 유동 제어를 위해 밸브부가 형성될 수 있으며, 밸브부는, 반도체 장비로부터 배출된 쿨런트를 증발기(140)로 전달하거나 증발기(140)를 통과하여 온도가 감소된 쿨런트를 반도체 장비로 전달하는 저온밸브(310); 및 반도체 장비로부터 배출된 쿨런트를 제1응축기(121)로 전달하거나 제1응축기(121)를 통과하여 온도가 증가된 쿨런트를 반도체 장비로 전달하는 고온밸브(320)를 구비할 수 있다.
또한, 밸브부는, 반도체 장비로부터 쿨런트를 전달받고, 쿨런트를 증발기(140) 또는 제1응축기(121)로 전달하는 분배밸브(330)를 더 구비할 수 있다. 상기된 저온밸브(310), 고온밸브(320) 및 분배밸브(330) 각각은 전자식 삼방밸브로 형성될 수 있다.
구체적인 쿨런트의 유동 관련 구조에 있어서, 관의 형상인 제1 및 제2저온관(412), 제1 및 제2고온관(422), 저온측회수관(413)과 고온측회수관(423), 저온공급관(431)과 고온공급관(432) 및, 장비배출관(442)과 장비공급관(441)이 형성될 수 있으며, 반도체 장비로부터 배출되어 장비배출관(442)을 따라 유동한 쿨런트는 분배밸브(330)로 전달될 수 있다.
또한, 제1저온관(411)의 일단은 분배밸브(330)와 결합하고 제1저온관(411)의 타단은 증발기(140)와 결합하며, 제2저온관(412)의 일단은 증발기(140)와 결합하고 제2저온관(412)의 타단은 저온밸브(310)와 결합하며, 저온측회수관(413)의 일단은 제2저온관(412)의 일부위와 결합하고 저온측회수관(413)의 타단은 저온밸브(310)와 결합할 수 있다.
또한, 제1고온관(421)의 일단은 분배밸브(330)와 결합하고 제1고온관(421)의 타단은 제1응축기(121)와 결합하며, 제2고온관(422)의 일단은 제1응축기(121)와 결합하고 제2고온관(422)의 타단은 고온밸브(320)와 결합하며, 고온측회수관(423)의 일단은 제2고온관(422)의 일부위와 결합하고 고온측회수관(423)의 타단은 고온밸브(320)와 결합할 수 있다.
또한, 제2저온관(412)은, 증발기(140)를 통과하여 온도가 감소한 저온의 쿨런트를 저장하는 탱크인 저온탱크(361) 및 저온탱크(361)를 통과한 쿨런트에 압력을 제공하는 저온펌프(362)와 결합할 수 있다.
또한, 제2고온관(422)은, 제1응축기(121)를 통과하여 온도가 증가한 고온의 쿨런트를 저장하는 탱크인 고온탱크(371) 및 고온탱크(371)를 통과한 쿨런트에 압력을 제공하는 고온펌프(372)와 결합할 수 있다.
그리고, 저온공급관(431)의 일단은 저온밸브(310)와 결합하고 저온공급관(431)의 타단은 장비공급관(441)의 일단과 결합하며, 고온공급관(432)의 일단은 고온밸브(320)와 결합하고 고온공급관(432)의 타단은 장비공급관(441)의 일단과 결합할 수 있다. 장비공급관(441)의 타단은 반도체 장비와 연결될 수 있다.
장비공급관(441)에는 혼합기(350)가 결합될 수 있으며, 혼합기(350)는 제2저온관(412)과 저온밸브(310)를 통과한 쿨런트, 저온측회수관(413)과 저온밸브(310)를 통과한 쿨런트, 제2고온관(422)과 고온밸브(320)를 통과한 쿨런트 또는 고온측회수관(423)과 고온밸브(320)를 통과한 쿨런트가 전달되고, 전달된 쿨런트가 혼합기(350) 내에서 혼합된 후 반도체 장비로 공급될 수 있다.
본 발명의 온도 장치는, 반도체 장비로 공급되는 쿨런트의 온도를 측정하는 온도센서(340)를 더 포함할 수 있다. 온도센서(340)는 장비공급관(441)과 결합할 수 있으며, 혼합기(350)를 통과한 쿨런트가 온도센서(340)를 통과하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 온도 조절 장치에 의해 온도가 조절된 쿨런트의 최종적인 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 본 발명의 온도 장치는, 제1 내지 저온측회수관(413), 제1 내지 고온측회수관(423), 저온공급관(431)과 고온공급관(432) 및 장비배출관(442)과 장비공급관(441), 저온탱크(361)와 고온탱크(371), 저온펌프(362)와 고온펌프(372) 등 본 발명의 온도 장치를 형성하는 모든 구성에 제어신호를 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
제어부는, 온도센서(340)로부터 장비공급관(441)을 통과하여 반도체 장비로 공급되는 쿨런트의 온도 정보를 전달받고, 쿨런트의 온도 정보를 이용하여 장비공급관(441)을 통과하는 쿨런트의 온도를 제어할 수 있다.
제어부에는 사전에 설정된 쿨런트의 온도에 대한 기준 범위인 온도기준범위에 대한 데이터가 저장되어 있으며, 제어부는 온도기준범위를 이용하여 저온밸브(310), 고온밸브(320) 및 분배밸브(330) 등으로 제어신호를 전달하여, 저온의 쿨런트 또는 고온의 쿨런트가 장비공급관(441)을 통과하도록 제어할 수 있다.
제어부에 의한 냉매냉각모드에 있어서, 제어부에서 장비공급관(441)을 통과하는 쿨런트의 온도가 온도기준범위 최고값보다 커서 저온의 쿨런트의 공급이 필요하다고 판단되는 경우, 제어부로부터 분배밸브(330), 저온밸브(310)와 고온밸브(320) 및 저온펌프(362)로 제어신호가 전달될 수 있다.
그리고, 분배밸브(330)에 의해 장비배출관(442)과 제1저온관(411)이 연결되고, 저온밸브(310)에 의한 제2저온관(412)과 저온공급관(431)의 연결 또는 저온측회수관(413)과 저온공급관(431)의 연결이 수행될 수 있다. 이 때, 고온밸브(320)는 폐쇄될 수 있다.
이에 따라, 혼합기(350)에는 온도가 감소된 쿨런트가 저장되고 반도체 장비에 냉각된 쿨런트가 공급될 수 있다. 여기서, 제2저온관(412)과 저온공급관(431)의 연결과 저온측회수관(413)과 저온공급관(431)의 연결이 번갈아 수행될 수 있다.
먼저, 제2저온관(412)과 저온공급관(431)이 연결되는 경우, 분배밸브(330)를 통과한 쿨런트가 제1저온관(411)을 따라 유동하여 증발기(140)로 전달된 후 증발기(140)를 통과하면서 냉각되고, 증발기(140)를 통과한 쿨런트는 저온탱크(361)에 수집 저장되며, 저온탱크(361)로부터 배출된 쿨런트가 저온펌프(362)로부터 압력을 제공받아 제2저온관(412)을 따라 유동하여 저온밸브(310)로 전달된 후, 쿨런트가 저온밸브(310)를 통과하고 저온공급관(431)을 따라 유동한 다음 장비공급관(441)을 통해 혼합기(350)로 전달될 수 있다.
그리고, 저온측회수관(413)과 저온공급관(431)이 연결되는 경우, 분배밸브(330)를 통과한 쿨런트가 제1저온관(411)을 따라 유동하다가 저온측회수관(413)으로 유동한 다음 저온밸브(310)로 전달된 후, 저온밸브(310)를 통과하고 저온공급관(431)을 따라 유동한 다음 장비공급관(441)을 통해 혼합기(350)로 전달될 수 있다.
상기와 같이, 제2저온관(412)을 통과한 저온의 쿨런트 및 저온측회수관(413)을 통과하며 저온의 쿨런트보다 상대적으로 고온의 온도인 쿨런트가 혼합기(350)에서 혼합된 후 반도체 장비로 공급되므로, 쿨런트를 냉각시킴에 있어, 혼합기(350) 내 쿨런트의 급격한 온도 변화를 방지함으로써, 반도체 장비에서의 온도 변화 충격을 감소시킴과 동시에 쿨런트의 온도 조절을 정밀하게 수행할 수 있다.
제어부에 의한 가열냉각모드에 있어서, 제어부에서 장비공급관(441)을 통과하는 쿨런트의 온도가 온도기준범위 최저값보다 작아서 고온의 쿨런트의 공급이 필요하다고 판단되는 경우, 제어부로부터 분배밸브(330), 저온밸브(310)와 고온밸브(320) 및 고온펌프(372)로 제어신호가 전달될 수 있다.
그리고, 분배밸브(330)에 의해 장비배출관(442)과 제1고온관(421)이 연결되고, 고온밸브(320)에 의한 제2고온관(422)과 고온공급관(432)의 연결 또는 고온측회수관(423)과 고온공급관(432)의 연결이 수행될 수 있다. 이 때, 저온밸브(310)는 폐쇄될 수 있다.
이에 따라, 혼합기(350)에는 온도가 증가된 쿨런트가 저장되고 반도체 장비에 가열된 쿨런트가 공급될 수 있다. 여기서, 제2고온관(422)과 고온공급관(432)의 연결과 고온측회수관(423)과 고온공급관(432)의 연결이 번갈아 수행될 수 있다.
먼저, 제2고온관(422)과 고온공급관(432)이 연결되는 경우, 분배밸브(330)를 통과한 쿨런트가 제1고온관(421)을 따라 유동하여 제1응축기(121)로 전달된 후 제1응축기(121)를 통과하면서 냉각되고, 제1응축기(121)를 통과한 쿨런트는 고온탱크(371)에 수집 저장되며, 고온탱크(371)로부터 배출된 쿨런트가 고온펌프(372)로부터 압력을 제공받아 제2고온관(422)을 따라 유동하여 고온밸브(320)로 전달된 후, 쿨런트가 고온밸브(320)를 통과하고 고온공급관(432)을 따라 유동한 다음 장비공급관(441)을 통해 혼합기(350)로 전달될 수 있다.
그리고, 고온측회수관(423)과 고온공급관(432)이 연결되는 경우, 분배밸브(330)를 통과한 쿨런트가 제1고온관(421)을 따라 유동하다가 고온측회수관(423)으로 유동한 다음 고온밸브(320)로 전달된 후, 쿨런트가 고온밸브(320)를 통과하고 고온공급관(432)을 따라 유동한 다음 장비공급관(441)을 통해 혼합기(350)로 전달될 수 있다.
상기와 같이, 제2고온관(422)을 통과한 고온의 쿨런트 및 고온측회수관(423)을 통과하며 고온의 쿨런트보다 상대적으로 저온의 온도인 쿨런트가 혼합기(350)에서 혼합된 후 반도체 장비로 공급되므로, 쿨런트를 가열시킴에 있어, 혼합기(350) 내 쿨런트의 급격한 온도 변화를 방지함으로써, 반도체 장비에서의 온도 변화 충격을 감소시킴과 동시에 쿨런트의 온도 조절을 정밀하게 수행할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 온도 조절 장치를 이용하는 경우, 반도체 장비로 공급되는 냉매에 대한 온도 조절을 정밀하게 수행할 수 있으므로, 반도체 장비 온도 조절의 효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 냉동사이클의 냉매로 이산화탄소를 이용하므로, 친환경적일 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용한 초월임계 사이클이 수행되어 본 발명의 온도 조절 장치의 효율이 증대되어, 결과적으로 반도체 장비 온도 조절의 효율이 증대될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 압축기 121 : 제1응축기
122 : 제2응축기 131 : 제1팽창밸브
132 : 제2팽창밸브 140 : 증발기
150 : 플래시탱크 160 : 믹서
170 : 오일분리기 180 : 필터드라이어
211 : 제1-1사이클관 212 : 제1-2사이클관
220 : 제2사이클관 230 : 제3사이클관
240 : 제4사이클관 250 : 제5사이클관
260 : 제6사이클관 270 : 제7사이클관
281 : PCW투입관 282 : PCW배출관
310 : 저온밸브 320 : 고온밸브
330 : 분배밸브 340 : 온도센서
350 : 혼합기 361 : 저온탱크
362 : 저온펌프 371 : 고온탱크
372 : 고온펌프 411 : 제1저온관
412 : 제2저온관 413 : 저온측회수관
421 : 제1고온관 422 : 제2고온관
423 : 고온측회수관 431 : 저온공급관
432 : 고온공급관 441 : 장비공급관
442 : 장비배출관

Claims (11)

  1. 반도체 장비에 공급되는 냉매인 쿨런트의 온도를 조절하는 반도체 장비 온도 조절 장치에 있어서,
    냉매인 사이클 냉매를 가압하여 고온 고압으로 형성시키는 압축기;
    상기 압축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매와 상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트 간 열교환시켜 상기 쿨런트의 온도를 증가시키는 제1응축기;
    상기 제1응축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매와 외부의 냉각수인 PCW 간 열교환시켜 상기 사이클 냉매의 온도를 감소시키는 제2응축기;
    상기 제2응축기로부터 전달받은 상기 사이클 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브; 및
    상기 제1팽창밸브를 통과한 상기 사이클 냉매를 증발시킴으로써 상기 반도체 장비로부터 배출되어 통과하는 상기 쿨런트의 온도를 감소시키는 증발기를 포함하고,
    상기 PCW는 상기 반도체 장비 외 다른 장비에 상시 이용되는 용수로써, 상기 용수의 이용으로 다단 응축이 가능하여, 상기 사이클 냉매를 이용한 냉동 사이클의 효율이 증대되며,
    상기 제1응축기에 의한 상기 쿨런트 가열로 인해 별도의 가열 수단이 불필요하여, GWP가 감소됨과 동시에 에너지 사용이 저감되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 장비로부터 전달받은 상기 쿨런트를 상기 증발기 또는 상기 제1응축기로 전달하고, 상기 증발기 또는 상기 제1응축기를 통과한 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 사이클 냉매는 이산화탄소(CO2)인 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트를 상기 증발기로 전달하거나 상기 증발기를 통과하여 온도가 감소된 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 저온밸브; 및
    상기 반도체 장비로부터 배출된 상기 쿨런트를 상기 제1응축기로 전달하거나 상기 제1응축기를 통과하여 온도가 증가된 상기 쿨런트를 상기 반도체 장비로 전달하는 고온밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 밸브부는, 상기 반도체 장비로부터 상기 쿨런트를 전달받고, 상기 쿨런트를 상기 증발기 또는 상기 제1응축기로 전달하는 분배밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 저온밸브와 상기 고온밸브 및 상기 분배밸브로 제어신호를 전달하여 제어를 수행하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 장비로 공급되는 상기 쿨런트의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2응축기를 통과한 상기 사이클 냉매를 전달받아 기액 분리를 수행하는 플래시탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 플래시탱크에서 기체 상태의 사이클 냉매는 상기 플래시탱크와 상기 압축기 사이에 형성된 믹서로 전달되고, 상기 플래시탱크에서 액체 상태의 사이클 냉매는 상기 제1팽창밸브로 전달되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 믹서는, 상기 증발기를 통과한 상기 사이클 냉매와 상기 플래시탱크로부터 배출된 기체 상태의 사이클 냉매를 혼합시킨 후 상기 압축기로 전달하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2응축기를 통과한 상기 사이클 냉매를 팽창시켜 상기 플래시탱크로 전달하는 제2팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 온도 조절 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101829909B1 (ko) * 2017-04-17 2018-02-19 (주)디이에스 반도체 웨이퍼 척의 냉각 시스템
KR102153016B1 (ko) * 2019-07-17 2020-09-07 주식회사 에프에스티 극저온 칠러
KR20200129999A (ko) * 2019-05-10 2020-11-18 (주)티티에스 반도체 공정용 칠러 제어 장치
KR20210067929A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 주식회사 에이치앤에이치테크 반도체 공정설비용 브라인 공급 온도 제어 시스템
KR102345640B1 (ko) 2020-02-21 2021-12-31 (주)피티씨 반도체 공정용 칠러 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101829909B1 (ko) * 2017-04-17 2018-02-19 (주)디이에스 반도체 웨이퍼 척의 냉각 시스템
KR20200129999A (ko) * 2019-05-10 2020-11-18 (주)티티에스 반도체 공정용 칠러 제어 장치
KR102153016B1 (ko) * 2019-07-17 2020-09-07 주식회사 에프에스티 극저온 칠러
KR20210067929A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 주식회사 에이치앤에이치테크 반도체 공정설비용 브라인 공급 온도 제어 시스템
KR102345640B1 (ko) 2020-02-21 2021-12-31 (주)피티씨 반도체 공정용 칠러 장치

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