KR20010019335A - 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치 - Google Patents

반도체용 오존 발생기의 냉각 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 관한 것으로서, 증발기내에 냉각용 유체의 이송관과 냉매의 이송관이 병행 설치되어 냉매의 냉각 순환 작용에 따라 유체를 냉각시키는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 있어서, 상기 유체 이송관 상에 유체의 온도를 감지하도록 부착된 온도 센서와, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도 값에 따라 설정 온도 범위를 벗어날 경우 압축기의 전원 차단 여부에 필요한 전기적 신호를 발생하는 복수의 온도 지시기와, 상기 온도 지시기의 신호를 입력하여 압축기의 전원을 차단하거나 공급케 하는 신호를 출력하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 설정 온도 이하에서도 압축기의 전원을 차단시키는 인터록(Interlock) 기능이 더 부가되므로 오존 발생기의 작동 불량을 방지할 수 있다.

Description

반도체용 오존 발생기의 냉각 장치{Chiller of ozone generator for semiconductor}
본 발명은 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오존 가스를 생성시키는데 따른 발산 열을 냉각시킬 때 냉각 장치의 온도가 일정치 이하로 내려가는 것을 감지하여 압축기의 작동을 정지시킬 수 있도록 하는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 에싱(Ashing) 공정은 에칭(Etching) 공정 후에 포토레지스터(Photo Resist)막을 제거하기 위한 부수적인 공정이다. 이는 공정 챔버 내에서 웨이퍼(Wafer) 상에, 예를 들어 오존(O3), 산소(O2), 질소(N2) 등과 같은 가스를 강하게 분사하여 포토레지스터의 주성분인 C(탄소) 기와 반응케 함으로써 이산화탄소(CO2)를 생성하는 원리를 이용한다. 이러한 에싱 공정에는 주로 오존(O3) 가스를 많이 사용하므로, 도 1 에서 개략 도시된 바와 같은 오존 발생기(1)가 필요하다.
도 1 에서, 상기 오존 발생기(1) 내에는 산소(O2) 가스를 공급받아 분해시킨 후 다시 오존(O3) 분자의 형태로 재결합시키는 오존 생성부(2)와, 에싱(Ashing) 공정을 활성화시킬 수 있는 산화 질소(N2O) 가스를 생성하는 산화 질소 생성부(3)를 갖추고 있다. 이러한 오존이나 산화 질소 가스를 생성하는 과정에서 상당히 많은 열이 발생된다. 따라서, 상기 오존 생성부(2) 및 산화 질소 생성부(3)로부터 각 각 냉각용 유체를 출입시킬 수 있는 배관(2a)(3a)이 하나의 유출입관(4a)(4b)으로 통합되어, 상기 유체를 공통으로 냉각시킬 수 있도록 배관 연결되는 냉각 장치(5)가 부수적으로 더 구비되어야 한다.
도 2 는 종래의 반도체 에싱 공정에서 사용되는 오존 발생기의 냉각 장치의 주요 구성을 나타낸 냉매 순환도이다.
도 2 에서 보면, 오존 발생기(도 1 의 1)로부터 증발기(7)로 유입되는 유체 이송관(6) 상의 냉각용 유체는 저장탱크(8)로 유입된 후 펌프(9)에 의하여 다시 설비(오존 발생기)로 되돌아오는 구성을 취하고, 이 유체는 프레온(Freon) 가스와 같은 냉매를 이용하여 냉각되고 있다. 즉, 냉매 이송관(10) 상의 냉매는 압축기(11)를 통하여 고온, 고압의 상태로 압축된 후, 응축기(12)를 통하여 방열되어 고압의 액체 상태로 변환된다. 이어서 도시되지 않은 모세관, 건조기, 수액기(13) 등을 거치면서 저압 냉매로 바뀌어 증발기(7)에서 주위의 열을 흡수하는 냉각 작용을 하게 된다. 따라서, 상기 냉매의 냉각 작용에 수반하여 오존 발생기로부터 증발기(7)로 유입되는 냉각용 유체의 냉각 작용이 이루어진다. 물론 이러한 냉매는 증발기(7)를 거쳐 다시 압축기(11)로 펌핑 유입되는 순환 구조를 취하고 있다.
여기서, 상기 유체 이송관(6)을 통하여 유동되는 유체의 온도는 온도 센서(14)에 의하여 감지되고, 온도 제어부(15)에서 압축기(11)의 작동 여부를 체크하게 되어 있다.
이와 같이 구비된 종래 실시예에 따른 냉각 장치는 냉각용 유체의 온도가 15 ∼ 20℃를 유지할 수 있도록 압축기(11)의 작동을 제어하게 되어 있고, 이 설정 온도 이상, 즉 대략 28℃를 초과하는 경우에는 시스템 상에서 경보를 울리게 되어 있다.
그러나, 종래의 냉각 장치는 유체 이송관(6) 상의 냉각 유체의 온도가 설정 온도 이하로 떨어질 경우를 측정하는 인터록(Interlock) 기능이 없으므로 지속적으로 냉각되면 오존 발생기(1)의 오존 생성부(2) 내부가 결빙되거나 이슬 맺힘 현상이 일어나게 된다. 이에 따라 수분이 생성되면, 양전극이 단락되므로 오존 생성부(2) 자체의 작동 불량을 야기하게 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 설정 온도 이하로 내려갈 경우 압축기로 공급되는 전원을 차단시키는 인터록 기능을 부가하여 오존 발생기의 작동 불능을 방지케 하는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치를 제공하는 데 있다.
도 1 은 일반적인 반도체용 오존 발생기의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2 는 종래 실시예에 따른 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치의 주요 구성을 나타낸 냉매 순환도.
도 3 은 본 발명 실시예에 따른 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치의 전체 구성을 나타낸 냉매 순환도.
도 4 는 도 3 의 요부 구성에 관한 개략적인 회로 블록도.
도 5 는 도 3 의 요부 구성에 관한 작동을 설명하기 위한 파형도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
22 : 유체 이송관, 24 : 냉매 이송관,
30 : 증발기, 50 : 압축기,
62 : 제 1 온도 센서, 63 : 제 2 온도 센서,
64 : 제 1 온도 지시기, 65 : 제 2 온도 지시기,
66 : 온도 제어부.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치는, 증발기내에 냉각용 유체의 이송관과 냉매의 이송관이 병행 설치되어 냉매의 냉각 순환 작용에 따라 유체를 냉각시키는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 있어서, 상기 유체 이송관 상에 유체의 온도를 감지하도록 부착된 온도 센서와, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도 값에 따라 설정 온도 범위를 벗어날 경우 압축기의 전원 차단 여부에 필요한 전기적 신호를 발생하는 복수의 온도 지시기와, 상기 온도 지시기의 신호를 입력하여 압축기의 전원을 차단하거나 공급케 하는 신호를 출력하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도 지시기는 설정 온도 이상의 온도에서는 압축기의 전원을 공급하는 신호를 발생하는 제 1 온도 지시기와, 설정 온도 이하의 온도에서는 압축기의 전원을 차단하는 신호를 발생하는 제 2 온도 지시기를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명 실시예에 따른 반도체 에싱 공정에 사용되는 오존 발생기의 냉각 장치의 전체 구성을 냉매 순환에 따라 나타낸 도면이다. 도 4 는 도 3 의 요부 구성에 관한 개략적인 회로 블록도이고, 도 5 는 도 3 의 요부 구성에 관한 작동을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3 에서, 부호 22 는 오존 발생기(도시 생략)로부터 유입 및 유출되는 냉각용 유체를 이송하는 유체 이송관이고, 부호 24 는 이 유체를 냉각시키기 위한, 예를 들어 프레온(Freon) 가스와 같은 냉매를 이송시키는 냉매 이송관이다. 이 유체 이송관(22)은 굵은 선으로 표시되고, 냉매 이송관(24)은 가는 선으로 표시된다.
상기 유체 이송관(22) 상의 냉각용 유체는 증발기(30), 저장 탱크(42), 펌프(44), 압력계(45) 및 유량계(46) 등을 거쳐 오존 발생기(도시 생략)로 회송되는 순환 루트를 가진다. 한편, 냉매 이송관(24) 상의 냉매는 증발기(30), 압축기(50), 응축기(51), 수액기(54), 건조기(55), 팽창 밸브(56) 등과 같은 일반적인 냉각장치 구성부를 거쳐 다시 증발기(30)로 회송되는 순환 루트를 가진다.
특히, 본 발명의 요부 구성인 온도 제어에 관한 구성은, 점선 도시된 바와 같이, 유체 이송관(22)의 관로 상에 유체의 온도를 감지하는 제 1, 2 온도 센서(62)(63)가 장착되고, 상기 온도 센서(62)(63)에는 감지된 온도 값에 따라 인터록(Interlock) 신호를 발생하는 제 1, 2 온도 지시기(64)(65)가 연결된다.
여기서, 상기 제 1 온도 지시기(64)는 설정 온도, 예를 들어 15 ∼ 20℃ 이상의 온도에서 압축기(50)의 전원을 공급하는 신호를 발생하는 것이다. 제 2 온도 지시기(65)는 설정 온도 이하의 온도에서 압축기(50)의 전원을 차단하는 신호를 발생하는 것이다. 상기 제 1, 2 온도 지시기(64)(65)에는 각 각 제 1, 2 온도 센서(62)(63)가 연결된다.
상기 제 1, 2 온도 지시기(64)(65)는 온도 제어부(66)에 전기적으로 연결되고, 이 온도 제어부(66)는 적정한 설정 온도가 입력됨과 동시에 상기 제 1, 2 온도 지시기(64)(65)의 신호를 입력하여 압축기(50)의 전원을 공급하거나 차단케 하는 신호를 출력하는 것이다.
도면 중 미 설명 부호 47 은 체크 밸브, 52 는 팬, 53 은 압력 스위치이다.
이와 같이 구비된 본 발명에 따른 냉각 장치에서 냉각용 유체의 냉각 작용에 관하여는 중복 설명을 피하기 위하여 생략하기로 하고, 이하에서는 도 4 및 도 5 를 참조하여 요부 구성에 관한 작동 관계를 중심으로 살펴본다.
냉각 장치의 전원을 ‘온(ON)’ 시킨 후 시작 버튼을 누르게 되면, 예를 들어 마그네트 스위치(Magnet Switch)로 이루어진 스위칭부(68)가 붙게 된다. 이 때, 온도 제어부(66)에 설정된 온도(예; 15 ∼ 20℃)보다 냉각 유체의 온도가 더 높은 온도로 제 1 온도 센서(62)에 감지될 경우에는 상기 온도 제어부(66)는 제 1 온도 지시기(64)에서 발생된 신호를 릴레이부(67)로 보낸다. 따라서, 압축기(50)로 전원이 공급(압축기‘온(ON)’상태)되어 냉각 장치는 가동된다.
반면에, 온도 제어부(66)의 오동작이나 기타 다른 이유로 인하여 설정된 온도보다 더 낮은 온도(예; - 1℃)를 제 2 온도 센서(63)로부터 감지되면, 온도 제어부(66)는 제 2 온도 지시기(65)로부터 발생된 신호를 받아 릴레이부(67)로 가는 신호를 차단케 한다. 따라서, 압축기(50)로 공급되는 전원이 차단(압축기‘오프(OFF)’상태)되어 냉각 장치의 가동이 중지된다. 물론, 제 2 온도 지시기(65)는 설정 온도 보다 더 낮은 일정 이하의 온도 범위를 입력하거나 변경하는 것이 가능하다.
이렇게 압축기(50)의 가동이 중지되면, 유체의 온도는 더 이상 내려가지 않게 된다. 따라서, 본 실시예는 종래와는 달리 설정 온도 이하에서도 냉각 장치를 제어하는 인터록(Interlock) 기능이 더 부가되어 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 설정 온도 이하에서도 압축기의 전원을 차단시키는 인터록(Interlock) 기능이 더 부가되므로 오존 발생기의 작동 불량을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 증발기내에 냉각용 유체의 이송관과 냉매의 이송관이 병행 설치되어 냉매의 냉각 순환 작용에 따라 유체를 냉각시키는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치에 있어서,
    상기 유체 이송관 상에 유체의 온도를 감지하도록 부착된 온도 센서와,
    상기 온도 센서로부터 감지된 온도 값에 따라 설정 온도 범위를 벗어날 경우 압축기의 전원 차단 여부에 필요한 전기적 신호를 발생하는 복수의 온도 지시기와,
    상기 온도 지시기의 신호를 입력하여 압축기의 전원을 차단하거나 공급케 하는 신호를 출력하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 지시기는 설정 온도 이상의 온도에서는 압축기의 전원을 공급하는 신호를 발생하는 제 1 온도 지시기와,
    설정 온도 이하의 온도에서는 압축기의 전원을 차단하는 신호를 발생하는 제 2 온도 지시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 온도 지시기는 각 각 제 1, 2 온도 센서가 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체용 오존 발생기의 냉각 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100647998B1 (ko) * 2005-10-20 2006-11-23 유니셈 주식회사 반도체 공정설비를 위한 칠러의 과열도 제어방법

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