KR20060132250A - Cooling apparatus having coolant leak sensor - Google Patents

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KR20060132250A KR1020050052488A KR20050052488A KR20060132250A KR 20060132250 A KR20060132250 A KR 20060132250A KR 1020050052488 A KR1020050052488 A KR 1020050052488A KR 20050052488 A KR20050052488 A KR 20050052488A KR 20060132250 A KR20060132250 A KR 20060132250A
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Abstract

A cooling apparatus having a coolant leak sensor is provided to prevent damage of a chiller by confirming efficiently and effectively the leakage of the coolant in a real-time period. A cooling unit(250) cools heat generated from a heat generation part of a semiconductor manufacturing process part. A coolant supply unit(100) supplies or collects a coolant for performing a heat exchange operation of the cooling unit. A coolant line(300) is used for supplying or collecting the coolant. A leak sensor cable(400) is wound around the coolant line in order to sense the leakage of the coolant from the coolant line. An alarm unit(500) receives a coolant leakage signal and outputs an alarm signal to a worker.

Description

냉매 누설을 감지하는 센서를 구비한 냉각 장치{Cooling apparatus having coolant leak sensor}Cooling apparatus having a sensor for detecting a leak of refrigerant {Cooling apparatus having coolant leak sensor}

도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장비용 냉각 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional cooling device for semiconductor device manufacturing equipment.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉매 누설을 감지하는 센서(sensor)를 구비한 냉각 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically illustrating a cooling device having a sensor for detecting a leak of a refrigerant according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자 제조 설비를 냉각할 때 냉매 누설을 실시간으로 감지할 수 있는 센서(sensor)를 구비한 냉각 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly, to a cooling apparatus having a sensor capable of detecting a leak of a refrigerant in real time when cooling a semiconductor device manufacturing facility.

반도체 소자를 제조하는 장치들은 많은 열을 발생시키는 부품들을 포함하여 구비될 수 있다. 예컨대, 진공 챔버 내에 진공을 형성하는 데 이용되는 터보 펌프(turbo pump)와 같은 장치는 동작 중에 많은 열을 발생시키고 있다. 이에 따라, 발생된 열을 식혀주기 위해 냉각 재킷(cooling jacket)과 같은 냉각부를 구비하고, 이러한 냉각부에 냉매를 공급하고 회수하는 냉매 라인(coolant line)들이 연결된 다. 또한, 냉각 라인을 통해 냉매를 공급하고 회수하는 냉매 공급부가 구비된다. 이러한 냉매 공급부는 열교환이 가능한 칠러(chiller) 및 냉매 순환 펌프와 같은 장비들을 포함하여 구성될 수 있다. Apparatuses for manufacturing a semiconductor device may include a component that generates a lot of heat. For example, devices such as turbo pumps used to create a vacuum in a vacuum chamber generate a lot of heat during operation. Accordingly, a cooling unit such as a cooling jacket is provided to cool the generated heat, and coolant lines for supplying and recovering the refrigerant are connected to the cooling unit. In addition, a refrigerant supply unit for supplying and recovering the refrigerant through the cooling line is provided. The refrigerant supply unit may be configured to include equipment such as a chiller and a refrigerant circulation pump capable of heat exchange.

도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장비용 냉각 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional cooling device for semiconductor device manufacturing equipment.

도 1을 참조하면, 칠러와 같은 냉매 공급부(10)는 반도체 소자 제조에 사용되는 공정 장비를 포함하는 공정부(20)의 열발생부(23)에 설치된 냉각부(25)에 냉매를 공급하고 회수하기 위해 설치된다. 공정부(20)는 식각 챔버 장비 등과 같은 반도체 소자 제조에 사용되는 공정 설비를 포함할 수 있으며, 열발생부(23)는 챔버에의 진공 형성을 위해 설치되는 터보 펌프와 같은 펌프들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a coolant supply unit 10 such as a chiller supplies a coolant to a cooling unit 25 installed in a heat generating unit 23 of a process unit 20 including process equipment used for manufacturing a semiconductor device. Installed for recovery. The process unit 20 may include process equipment used for manufacturing a semiconductor device, such as an etching chamber equipment, and the heat generator 23 may include pumps such as a turbo pump installed to form a vacuum in the chamber. have.

터보 펌프와 같은 열발생부(23)에서 발생된 열을 식혀주기 위해서, 열발생부(23)에는 냉각 재킷 등과 같은 냉각부(25)가 설치되어 발생된 열을 식혀주는 열교환 작용을 하게 된다. 이러한 냉각부(25)는 냉매, 예컨대, PCW 또는 초순수의 순환에 의해서 발생된 열을 식혀주는 역할을 하게 된다. 이를 위해 냉각부(25)에 냉매 공급 및 회수 라인과 같은 냉매 라인(30)이 설치된다. 냉매 라인(30)은 냉매 공급을 위한 튜브(tube: 31)와 튜브를 감싸는 보온 피복(35)을 포함하는 구조로 구성된다. In order to cool the heat generated by the heat generating unit 23 such as a turbo pump, the heat generating unit 23 is provided with a cooling unit 25 such as a cooling jacket to perform a heat exchange action to cool the generated heat. The cooling unit 25 serves to cool the heat generated by the circulation of the refrigerant, for example, PCW or ultrapure water. To this end, a coolant line 30 such as a coolant supply and recovery line is installed in the cooling unit 25. The coolant line 30 is configured to include a tube 31 for supplying a coolant and a heat insulating coating 35 surrounding the tube.

그런데, 이러한 냉매 라인(30)을 통해 냉매를 공급하고 회수하는 냉매 순환을 수행할 때, 냉매 라인(30)에 냉매의 누설(leak)이 발생될 수 있다. 실질적으로 냉매 라인(30)은 열이 많이 발생되는 장비에서 발생되는 열에 의해 훼손될 가능성 이 높아 냉매 누설이 빈번히 발생할 수 있다. 또한, 냉매 라인(30)의 연결부의 피팅(pitting)이 잘못될 경우, 조립 불량에 따라 냉매 누설이 발생될 수 있다. However, when performing a refrigerant circulation to supply and recover the refrigerant through the refrigerant line 30, leakage of the refrigerant may occur in the refrigerant line 30. Substantially, the refrigerant line 30 is likely to be damaged by heat generated in the equipment that generates a lot of heat, and thus refrigerant leakage may occur frequently. In addition, when the fitting of the connection portion of the refrigerant line 30 is incorrect, refrigerant leakage may occur due to poor assembly.

그런데, 이러한 냉매의 누설은 육안으로 확인하기 어려워 냉매 누설을 실시간으로 감지하기가 매우 어렵다. 냉매 누설이 발생될 경우, 설비에 치명적인 침해가 발생되어 설비가 오동작하기 이전에는 실질적으로 작업자가 확인하는 것은 불가능한 상태이다. 따라서, 냉매 누설에 대한 조치는 실질적으로 반도체 소자 제조용 장비에 오동작이 발생될 때에만 이루어지게 된다. 즉, 사후 조치 많이 가능하게 된다. However, such leakage of the refrigerant is difficult to check with the naked eye, so it is very difficult to detect the refrigerant leakage in real time. If a refrigerant leak occurs, a fatal intrusion occurs in the equipment, and it is impossible for the operator to confirm it before the equipment malfunctions. Thus, measures for refrigerant leakage are substantially made only when malfunctions occur in the equipment for manufacturing a semiconductor device. That is, a lot of follow-up is possible.

따라서, 냉매 누설이 발생할 때 즉각적인 조치가 가능하려면, 냉매 누설 발생 시 즉시 이를 경고하여 작업자가 이를 실시간으로 확인할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다. Therefore, in order to be able to take immediate action when a refrigerant leak occurs, there is a demand for the development of a method in which an operator can immediately check when a refrigerant leak occurs and check it in real time.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 냉매 누설을 즉각적으로 감지할 수 있는 반도체 제조 장비용 냉각 장치를 제시하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a cooling device for semiconductor manufacturing equipment that can immediately detect the leakage of refrigerant.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 반도체 소자 제조 공정부, 상기 공정부의 열발생부에서 발생된 열을 식혀주기 위한 냉각부, 상기 냉각부의 열 교환 작용을 위한 냉매를 공급 및 회수하는 냉매 공급부, 상기 냉매의 공급 및 회수를 위한 냉매 라인, 상기 냉매 라인에 감겨져 상기 냉매 라인으로부터의 냉매 누설을 감지하는 냉매 누설 센서 케이블(leak sensor cable), 및 상기 냉 매 누설 센서 케이블에서 발생된 냉매 누설 신호를 접수하여 작업자에게 경고하는 경고부를 포함하는 냉각 장치를 제시한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a semiconductor device manufacturing process unit, a cooling unit for cooling the heat generated in the heat generating unit of the process unit, supplying a refrigerant for the heat exchange action of the cooling unit and A refrigerant supply unit for recovering, a refrigerant line for supplying and recovering the refrigerant, a refrigerant sensor cable wound around the refrigerant line to detect a refrigerant leak from the refrigerant line, and a refrigerant leak sensor cable The present invention provides a cooling device including a warning unit configured to receive a refrigerant leakage signal and warn an operator.

상기 냉매 누설 센서 케이블은 상기 냉매 라인의 전 영역에 걸쳐 감겨져 상기 냉매 라인으로부터의 냉매 누설을 감지하는 것일 수 있다. The refrigerant leak sensor cable may be wound over the entire area of the refrigerant line to sense refrigerant leakage from the refrigerant line.

본 발명에 따르면, 냉매 라인에서의 냉매 누설을 즉각적으로 감지하여 작업자에게 경고할 수 있어, 냉매 누설에 따른 조치를 즉각적으로 수행할 수 있도록 하는 반도체 제조 장비용 냉각 장치를 제시할 수 있다. According to the present invention, a cooling device for semiconductor manufacturing equipment that can immediately detect a refrigerant leak in a refrigerant line and warn an operator, so that an action according to the refrigerant leakage can be immediately performed.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the invention are preferably to be interpreted as being provided to those skilled in the art to more fully describe the invention.

본 발명의 실시예에서는, 칠러와 같은 열교환 장비를 포함하는 냉매 공급부와, 터보 펌프와 같은 열발생부를 포함하는 반도체 소자 제조를 위한 공정부와의 사이에 연결되어, 공정부의 열발생부의 열을 식히기 위해 설치되는 냉각부와 냉매 공급부 사이에 냉매를 순환시키는 냉매 라인들에 냉매 누설을 감지하는 냉매 누설 센서 케이블(coolant leak sensor cable)을 설치한다. In an embodiment of the present invention, the coolant supply unit including a heat exchanger such as a chiller and a process unit for manufacturing a semiconductor device including a heat generator such as a turbo pump is connected to cool the heat generating unit of the process unit A coolant leak sensor cable for detecting a coolant leak is installed in the coolant lines circulating the coolant between the cooler installed and the coolant supply part.

냉매 누설 센서 케이블은 냉매 누설 시 화학적 작용으로 이를 감지하여 감지 신호를 발생시키는 센서로 케이블로 형태로 구성된다. 센서가 케이블 형태로 구성 되므로, 센서는 냉매 라인의 전 영역에 걸쳐 감기게 설치될 수 있다. 따라서, 냉매 라인 어는 곳에서 냉매가 누설될 때, 센서는 실시간으로 이를 감지할 수 있다. 따라서, 작업자는 센서의 경고에 의해 냉매 누설을 실시간으로 즉각적으로 감지할 수 있어, 냉매 누설에 대한 조치를 즉각적으로 수행할 수 있다. 따라서, 냉매 누설에 대한 즉각적인 조치에 의해, 냉매 누설에 따른 반도체 소자 제조 장비의 오동작 및 침해 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. Refrigerant leak sensor cable is a sensor that detects this by chemical action when refrigerant leaks and generates a detection signal. Since the sensor is configured in the form of a cable, the sensor can be installed to be wound over the entire area of the refrigerant line. Therefore, when the refrigerant leaks from the refrigerant line, the sensor can detect it in real time. Therefore, the operator can immediately detect the leakage of the refrigerant in real time by the warning of the sensor, it is possible to immediately perform the action on the refrigerant leakage. Therefore, by the immediate measures for the refrigerant leakage, it is possible to effectively prevent the malfunction and infringement damage of the semiconductor device manufacturing equipment due to the refrigerant leakage.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉매 누설을 감지하는 센서(sensor)를 구비한 냉각 장치를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically illustrating a cooling device having a sensor for detecting a leak of a refrigerant according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장비를 냉각하기 위한 냉각 장치는, 냉매 공급부(100)가 칠러와 같은 열교환 장비로 구성될 수 있고, 냉매 공급부(100)는 반도체 소자 제조에 사용되는 공정 장비, 예컨대, 식각 챔버 장비와 같은 챔버 장비를 포함하는 공정부(200)의 열발생부(230)에 설치된 냉각부(250)에 냉매를 공급하고 회수하기 위해 설치된다. 공정부(200)는 반도체 소자 제조에 사용되는 공정 설비를 포함할 수 있으며, 열발생부(230)는 챔버에의 진공 형성을 위해 설치되는 터보 펌프와 같은 펌프들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, in the cooling device for cooling the semiconductor device manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the refrigerant supply unit 100 may be configured as a heat exchange device such as a chiller, and the refrigerant supply unit 100 may be a semiconductor device. It is installed to supply and recover the refrigerant to the cooling unit 250 installed in the heat generating unit 230 of the process unit 200 including the process equipment used for manufacturing, for example, chamber equipment such as etching chamber equipment. The process unit 200 may include a process facility used for manufacturing a semiconductor device, and the heat generator 230 may include pumps such as a turbo pump installed to form a vacuum in the chamber.

터보 펌프와 같은 열발생부(230)에서 발생된 열을 식혀주기 위해서, 열발생부(230)에는 냉각 재킷 등과 같은 냉각부(250)가 설치된다. 냉각부(250)는 터보 펌프 등에서 발생된 열을 식혀주는 열교환 작용을 하게 된다. 이러한 냉각부(250)는 냉매, 예컨대, PCW 또는 초순수의 순환에 의해서 발생된 열을 식혀주는 역할을 하게 된다. 이를 위해 냉각부(250)에 냉매 공급 및 회수 라인과 같은 냉매 라인(300) 이 연결된다. 냉매 라인(300)은 냉매 공급을 위한 튜브(310)와 튜브를 감싸는 보온 피복(350)을 포함하는 구조로 구성될 수 있다. In order to cool the heat generated by the heat generating unit 230 such as a turbo pump, the heat generating unit 230 is provided with a cooling unit 250 such as a cooling jacket. The cooling unit 250 serves as a heat exchanger to cool down the heat generated from the turbopump. The cooling unit 250 serves to cool the heat generated by the circulation of the refrigerant, for example, PCW or ultrapure water. To this end, a refrigerant line 300 such as a refrigerant supply and recovery line is connected to the cooling unit 250. The coolant line 300 may be configured to include a tube 310 for supplying a coolant and an insulating coating 350 surrounding the tube.

이때, 냉매 라인(300)에는 냉매 누설 센서 케이블(400)이, 튜브(310)를 감싸게 설치될 수 있다. 이러한 냉매 누설 센서 케이블(400)의 냉매 누설 시 누설된 냉매에 의한 화학적 작용에 의해 전기적 신호를 발생시키는 역할을 하도록 구성될 수 있다. 즉, 냉매 누설 센서 케이블(400)은 냉매 누설을 감지하는 케이블로 구성될 수 있다. 냉매 누설 센서 케이블(400)은 케이블 형태이므로, 튜브(310)에 감기게 설치될 수 있어, 튜브(310)의 전 영역에 걸쳐 설치될 수 있다. 냉매 누설 센서 케이블(400)을 튜브(310)에 감은 후, 보온 피복(350)을 튜브(310) 상을 감싸게 설치할 수 있다. In this case, the refrigerant leak sensor cable 400 may be installed to surround the tube 310 in the refrigerant line 300. The refrigerant leakage sensor cable 400 may be configured to serve to generate an electrical signal by chemical action by the leaked refrigerant when the refrigerant leaks. That is, the refrigerant leak sensor cable 400 may be configured as a cable for detecting a refrigerant leak. Since the refrigerant leak sensor cable 400 is in the form of a cable, it may be installed to be wound around the tube 310, and thus may be installed over the entire area of the tube 310. After the refrigerant leak sensor cable 400 is wound around the tube 310, the thermal insulation coating 350 may be installed to surround the tube 310.

이러한 냉매 누설 센서 케이블(400)은 경고부(500)와 전기적으로 연결되며, 냉매 누설 센서 케이블(400)에서 감지된 냉매 누설 신호는 경고부(500)에 전달되어 경고부(500)가 경고 작동을 하도록 한다. 작업자는 경고부(500)의 경고음 또는 경광등 등의 작동에 의해, 냉매 누설을 감지하고 냉매 누설에 따른 조치를 신속히 하게 된다. 따라서, 냉매 누설이 실시간으로 감지되어 작업자에게 전달될 수 있다. 이에 따라, 냉매 누설에 따른 조치 또한 즉각적으로 수행될 수 있으므로, 냉매 누설 감지 지연에 의해 오랜 시간 동안 냉매 누설이 진행되어, 공정부(200)의 반도체 소자 제조 장비가 손상 또는 오동작하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. The refrigerant leakage sensor cable 400 is electrically connected to the warning unit 500, and the refrigerant leakage signal detected by the refrigerant leakage sensor cable 400 is transmitted to the warning unit 500 so that the warning unit 500 operates as a warning. Do it. The operator detects the leakage of the refrigerant by the operation of a warning sound or a warning light of the warning unit 500, and promptly takes measures according to the leakage of the refrigerant. Thus, the refrigerant leak can be detected in real time and delivered to the operator. Accordingly, the action due to the refrigerant leakage can also be performed immediately, so that the refrigerant leakage proceeds for a long time due to the refrigerant leakage detection delay, thereby effectively preventing damage or malfunction of the semiconductor device manufacturing equipment of the process unit 200 Can be.

상술한 본 발명에 따르면, 냉매 누설 유무를 실시간으로 빠르고 효과적으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 냉매 누설에 따른 조치를 신속히 할 수 있어, 냉매 누설에 따른 칠러의 손상 또는 공정 장비의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 설비 수명 연장 및 경비와 시간 절감의 효과를 구현할 수 있다. According to the present invention described above, it is possible to quickly and effectively check the presence or absence of refrigerant leakage in real time. Accordingly, it is possible to promptly take measures due to the leakage of the refrigerant, thereby effectively preventing the damage of the chiller or the damage of the process equipment due to the refrigerant leakage. Therefore, it is possible to realize the effect of extending the life of the equipment, and the cost and time savings.

냉매 누설을 오랜 시간 동안 감지하지 못할 경우, 냉매 누설에 따라 칠러 또는 펌프와 같은 장비에 큰 손상이 발생될 수 있고, 이에 따라 부품의 교체 등이 요구되나, 본 발명에 따르면, 냉매 누설을 실시간으로 감지하여 즉각 조치할 수 있으므로, 이러한 부품 교체에 의한 경비와 시간의 소모를 방지할 수 있다. If the leakage of the refrigerant is not detected for a long time, a great damage may occur to the equipment such as the chiller or the pump according to the refrigerant leakage, and accordingly the replacement of parts is required. It can be detected and acted upon immediately, thus avoiding the cost and time consuming caused by replacing these parts.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

Claims (2)

반도체 소자 제조 공정부;A semiconductor device manufacturing process unit; 상기 공정부의 열발생부에서 발생된 열을 식혀주기 위한 냉각부;Cooling unit for cooling the heat generated in the heat generating unit of the process unit; 상기 냉각부의 열 교환 작용을 위한 냉매를 공급 및 회수하는 냉매 공급부;A refrigerant supply unit supplying and recovering a refrigerant for a heat exchange operation of the cooling unit; 상기 냉매의 공급 및 회수를 위한 냉매 라인; A refrigerant line for supplying and withdrawing the refrigerant; 상기 냉매 라인에 감겨져 상기 냉매 라인으로부터의 냉매 누설을 감지하는 냉매 누설 센서 케이블(leak sensor cable); 및A refrigerant leak sensor cable wound around the refrigerant line and detecting a leak of refrigerant from the refrigerant line; And 상기 냉매 누설 센서 케이블에서 발생된 냉매 누설 신호를 접수하여 작업자에게 경고하는 경고부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치. And a warning unit configured to receive a refrigerant leak signal generated from the refrigerant leak sensor cable and warn an operator. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 냉매 누설 센서 케이블은 상기 냉매 라인의 전 영역에 걸쳐 감겨져 상기 냉매 라인으로부터의 냉매 누설을 감지하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치. And the refrigerant leak sensor cable is wound over the entire area of the refrigerant line to detect refrigerant leakage from the refrigerant line.
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