KR20170139240A - 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 - Google Patents

유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템에 관한 것으로서, 칠러시스템을 이루는 장치들의 사이즈가 커서 반도체 공정 설비가 설치된 상부층에 근접설치하지 못하고 하부층에 설치하고 있었다. 이에 본 발명은 쿨 루프 시스템의 열전소자모듈과, 핫 루프 시스템의 열교환모듈을 분리하여 온도콘트롤 유닛으로 메인 툴과 근접되게 상부층에 설치하고, 상기 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크와 펌프 및 상기 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크, 히터 및 펌프는 하부층에 순환 유닛으로 설치하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 온도콘트롤유닛이 메인툴과 근접설치되기 때문에 온도콘트롤 응답성을 빠르게 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 온도 콘트롤 유닛의 쿨 루프와 핫 루프 열교환매체를 환합하여 메인 툴에 공급하는 믹싱 모듈을 더 포함시킴으로써, 메인 툴에서 요구되는 다양한 온도대역의 온도 콘트롤이 가능해진다.

Description

유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템{Built-In Chiller for Semiconductor Process}
본 발명은 반도체 공정 설비의 온도 제어를 위한 칠러 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칠러 시스템의 온도 제어 유닛을 분리하여 반도체 공정 설비와 같은 층에 설치하고, 칠러 시스템의 나머지 유닛들은 반도체 공정 설비의 하층에 설치하여 온도 제어 응답성을 향상시키고, 반도체 공정 설비의 온도 분포를 개선할 수 있도록 한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템에 관한 것이다.
반도체를 제조하는 과정에서 반도체 공정용 설비는 항상 그 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시켜야 하며, 이러한 온도 유지의 역할을 하는 장비가 반도체 고정용 칠러(chiller)이다.
도 1은 반도체 공정 설비의 온도 조절을 위한 칠러 시스템 개요도이다.
이에 도시된 바와 같이 반도체 공정 설비인 챔버(1)의 내부 하측에 웨이퍼(2)가 놓여지는 정전척(3)의 온도를 조절하기 위한 쿨링 플레이트(4)가 설치되고, 챔버(1)의 내부 상측에 공정중 전극을 발생시키는 탑 모듈(5)이 설치되며, 칠러(6)에서 상기 쿨링 플레이트(4)로 열교환매체를 순환시켜 웨이퍼를 냉각시키기 위한 쿨 루프(Cool Loop)(7)와, 상기 탑 모듈(4)로 열교환매체를 순환시켜 냉각시키기 위한 핫 루프(Hot Loop)(8)가 연결된다.
이처럼 반도체 공정 설비(예; 챔버)를 위한 온도 조절시스템으로서 칠러(6)가 이용되는데, 예컨데, 에칭공정(Etch) 및 화학기상층착공정(CVD)에서는 일반적으로, 도 1과 같이 2개의 루프 즉, 쿨 루프(7)와 핫 루프(8)를 사용하고 있다.
그런데 칠러(6)와 챔버(1)의 거리가 가까울수록 온도 제어성이 향상되나 상부층의 공간에 한계가 있어서 일반적으로 칠러는 하부층에 설치하고 있다. 이는 칠러의 구성요소로서 냉각 또는 가열 유닛, 열교환매체를 저장하기 위한 저장탱크, 열교환매체를 이송하기 위한 펌프를 비롯한 많은 부품들을 필요로 하기 때문에 상부층에 설치하지 못하고 하부층에 설치하여 운영하고 있다.
도 2는 종래 반도체 공정 설비용 칠러 시스템의 구성도이다.
종래의 반도체 공정 설비용 칠러 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 공정 설비인 메인 툴(10)이 상부층에 설치되고, 메인 툴(10)의 하부층에 쿨 루프 시스템(20)과 핫 루프 시스템(30)이 설치되어 구성된다.
쿨 루프 시스템(20)은, 외부 냉각수 라인(PCW IN, PCW OUT)을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의한 열교환에 의해 방열시키면서 메인 툴(10)에서 요구되는 냉각 온도로 메인 툴(10)을 냉각시키기 위한 열교환매체를 냉각시켜 상기 상부층의 메인 툴(10)로 열교환매체를 공급하는 열전소자모듈(21)과, 상기 상부층의 메인 툴(10)로부터 열교환매체를 회수하여 저장하는 열교환매체 저장탱크(22)와, 상기 열교환매체 저장탱크(22)의 열교환매체를 펌핑하여 상기 열교환모듈(21)로 공급하는 펌프(23)로 구성된다.
핫 루프 시스템(30)은, 상기 외부 냉각수 라인(PCW IN, PCW OUT)을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의해 열교환매체를 열교환시켜 메인 툴(10)의 요구 온도에 맞춰 메인 툴(10)로 공급하는 열교환모듈(31)과, 상기 상부층의 메인 툴(10)로부터 회수되는 열교환매체를 저장하는 열교환매체 저장탱크(32)와, 열교환매체 저장탱크(32) 내의 열교환매체를 가열하기 위한 히터(33)와, 상기 히터(33)에 의해 가열이 제어되는 열교환매체 저장탱크(32)의 열교환매체를 펌핑하여 상기 열교환모듈(31)로 공급하는 펌프(34)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 종래의 칠러 시스템은, 메인 툴(10)이 설치된 상부층에는 칠러시스템의 유닛은 설치되지 않고 하부층에 쿨 루프 시스템(20)과 핫 루프 시스템(30)이 모두 설치되고, 하부층에서 상부층으로 쿨 루프의 열교환매체 공급라인 및 회수라인과, 핫 루프의 열교환매체 공급라인 및 회수라인이 연결되어 설치되는 구조이다. 이는 칠러 시스템을 구성하는 장치들의 사이즈가 커서 메인툴(10)과 같은 상부층에 설치하지 못하기 때문에 모두 하부층에 설치하여 운영하고 있다.
그러므로 하부층에서 상부층으로 쿨 루프 및 핫 루프의 공급라인과 회수라인이 길게 연결되어 있기 때문에 온도 조절 응답속도가 느릴 수밖에 없었다.
한편, 상기와 같은 종래 칠러 시스템의 문제점을 감안하여 선행기술로서 한국공개특허 10-2015-0007555호의 반도체 공정용 칠러가 제안되었다. 상기 선행기술은, 상층에는 팽창유닛을, 하층에는 냉동유닛을 설치하고 있다. 팽창유닛은 공정 챔버와 같은 상층에 근접하여 팽창밸브와 공급측 온도센서 및 회수측 온도센서와 제어밸브를 설치하고, 하층에는 압축기 응축기 수액기 및 액분리기를 구비한 냉동유닛을 설치한 구성이 제안되었다.
그러나 상기 종래기술은 냉매를 압축-응축-팽창-증발로 순환시키는 냉각 싸이클을 운영하는 쿨 루프 시스템만을 적용하고 있으며, 핫 루프 시스템에 대한 구성은 설명이 없는 칠러이고, 냉각 싸이클의 냉매를 직접 메인 툴에 공급하는 방식으로서 온도 제어성은 좋다고 볼 수 있으나, 냉매를 보내기 위한 배관내 사용 압력이 높아 냉매 가스의 Leak 위험성이 존재하며 냉매 가스와 척의 반응성이 검증되지 않아 기존에 사용하던 액체 성분의 열교환매체를 선호하고 있다. 또한 핫 루프 시스템을 상부층 또는 하부층에 독립적으로 설치하여 온도를 조절 해야하는 시스템이다.
한국공개특허 10-2015-0007555호(2015.01.21)
본 발명은 칠러 시스템의 열전소자 모듈과 열교환 모듈을 반도체 공정 설비와 근접시켜 상부층에 설치하고, 펌프와 열매체저장 탱크를 포함하는 나머지 유닛은 하부층에 설치하여 온도 제어 반응 속도를 향상시킬 수 있도록 한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은, 메인 툴로 연결되는 핫 루프와 쿨 루프의 열교환 매체를 혼합하여 메인 툴에서 요구되는 온도로 빠르게 맞추어 공급할 수 있도록 한 믹싱 모듈을 상부층에 더 설치하여 메인 툴이 원하는 어떠한 온도 대역도 즉시 대응이 가능하도록 하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템은,
열전소자모듈과, 열교환매체 저장탱크 및 펌프를 포함하여 이루어지는 쿨 루프 시스템과, 열교환모듈과, 열교환매체 저장탱크, 히터 및 펌프를 포함하여 이루어지는 핫 루프 시스템이 구비되는 반도체 공정 설비용 칠러 시스템에 있어서,
상기 쿨 루프 시스템의 열전소자모듈과, 상기 핫 루프 시스템의 열교환모듈을 분리하여 메인 툴과 근접되게 상부층에 설치하고,
상기 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크와 펌프 및 상기 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크, 히터 및 펌프는 하부층에 설치하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템이 구성됨에 특징이 있다.
본 발명은,
상부층에 설치되는 상기 열전소자모듈과, 상기 열교환 모듈을 하나의 하우징에 내장하여 온도 콘트롤 유닛으로 상부층에 설치하고,
상기 쿨 루프 시스템의 열매체 저장탱크와, 펌프 및 상기 핫 루프 시스템의 열매체 저장탱크와 히터, 펌프를 하나의 하우징에 내장하여 순환 유닛으로 하부층에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부층에 설치되는 열전소자모듈과 상기 열교환모듈은, 상부층으로 직접 연결되는 외부 냉각수 라인을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의해 열전소자모듈의 방열과, 열교환 모듈의 열교환매체 열교환이 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
상기 상부층에 설치되는 핫 루프의 열교환 모듈은,
상기 하부층의 펌프에서 출력되는 열교환 매체를 입력받아 제1경로와 제2경로의 2출력으로 분배하여, 상기 제1경로를 통해 상기 열교환모듈의 입력단으로 분배된 열교환매체를 공급하는 제1쓰리웨이 밸브와, 상기 열교환 모듈의 출력단에서 출력되는 열교환매체와, 상기 제1쓰리웨이 밸브의 제2경로를 통해 출력되는 열교환매체를 2 입력으로 입력받아 혼합하여 상기 메인 툴의 핫 루프의 열교환매체로 공급하는 제2쓰리웨이 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
상기 상부층의 열전소자모듈에서 메인 툴로 출력되는 쿨 루프의 열교환 매체와, 상기 상부층의 열교환 모듈에서 메인툴로 출력되는 핫 루프의 열교환 매체를 혼합하여 상기 메인 툴로 공급하는 믹싱 모듈을 더 포함시켜 상부층에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 믹싱 모듈은,
쿨 루프의 열전소자모듈에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인툴로 공급하는 하나의 혼합밸브와, 상기 메인툴에서 회수되는 열교환매체를 하부층의 쿨 루프의 열교환매체 저장탱크로 회수하는 제1회수밸브와, 상기 메인 툴에서 회수되는 열교환매체를 하부층의 핫 루프의 열교환매체 저장탱크로 회수하는 제2회수밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 믹싱모듈의 다른 예로서,
쿨 루프의 열전소자모듈에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인툴로 공급하는 하나의 혼합밸브와, 상기 메인툴에서 회수되는 열교환매체를 하부층의 쿨 루프의 열교환매체 저장탱크와, 하부층의 핫 루프의 열교환매체 저장탱크로 분배시켜 회수하는 회수분배밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 믹싱모듈의 또 다른 예로서,
쿨 루프의 열전소자모듈에서 출력되는 열교환매체의 공급을 제어하는 제1밸브와, 상기 핫 루프의 열교환모듈에서 출력되는 열교환 매체의 공급을 제어하는 제2밸브와, 상기 제1,제2밸브를 통해 출력되는 쿨 루프와 핫 루프의 열교환매체를 혼합하여 출력함과 아울러 상기 메인 툴로부터 열교환매체를 회수하는 혼합탱크와, 상기 혼합 탱크에서 혼합된 열교환매체를 상기 메인툴로 공급하는 순환펌프와, 상기 혼합탱크의 오버플로우 배관으로 연결되어 하부층 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크와, 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크로 공통으로 연결되는 오버플로우 회수배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 쿨 루프의 열전소자모듈과, 핫 루프의 열교환모듈을 분리하여 상부층에 설치하고, 쿨 루프의 열교환매체 저장탱크, 펌프 및 핫 루프의 열교환매체 저장탱크, 히터, 펌프는 하부층에 설치함으로써, 상부층의 메인툴에 근접하여 칠러의 온도콘트롤 유닛을 설치할 수 있으서 응답성을 빠르게 할 수 있다. 또한 본 발명은 온도콘트롤 유닛에서 쿨루프와 핫루프의 열교환매체를 적절히 혼합하여 메인툴로 공급하도록 믹싱모듈을 더 포함시킴으로써 제3의 온도 대역으로 메인툴의 요구 온도에 빠르게 응답할 수 있고 온도분포도를 향상킬수 있는 효과가 있다.
도 1은 반도체 공정 설비의 온도 조절을 위한 칠러 시스템 개요도.
도 2는 종래 반도체 공정 설비용 칠러 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 개요도.
도 4는 본 발명에 의한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 믹싱모듈의 다른 실시예를 보인 구성도.
도 7은 본 발명에 의한 믹싱모듈의 또 다른 실시예를 보인 구성도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 개요도이고, 도 4는 본 발명에 의한 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,
열전소자모듈과, 열교환매체 저장탱크 및 펌프를 포함하여 이루어지는 쿨 루프 시스템(20)과, 열교환모듈과, 열교환매체 저장탱크, 히터 및 펌프를 포함하여 이루어지는 핫 루프 시스템(30)이 구비되고, 상기 열전소자모듈과 상기 열교환모듈은, 외부에서 유입되어 순환되는 외부 냉각수에 의해 열교환이 이루어지도록 구성되는 반도체 공정 설비용 칠러 시스템에 있어서,
상기 쿨 루프 시스템의 열전소자모듈(110)과, 상기 핫 루프 시스템의 열교환모듈(120)을 분리하여 메인 툴(10)과 근접되게 상부층에 설치하고,
상기 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(210)와 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(230), 히터(240) 및 펌프(250)는 하부층에 설치하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템이 구성됨에 특징이 있다.
본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이,
상부층에 설치되는 상기 열전소자모듈(110)과, 상기 열교환 모듈(120)을 하나의 하우징에 내장하여 온도 콘트롤 유닛(100)으로 상부층에 설치하고,
상기 쿨 루프 시스템(20)의 열매체 저장탱크(210)와, 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템(30)의 열매체 저장탱크(230)와 히터(240), 펌프(250)를 하나의 하우징에 내장하여 순환 유닛(200)으로 하부층에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부층에 설치되는 열전소자모듈(110)과 상기 열교환모듈(120)은, 상부층으로 직접 연결되는 외부 냉각수 라인(PCW IN)(PCW OUT)을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의해 열전소자모듈(110)의 방열과, 열교환 모듈(120)의 열교환매체 열교환이 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 도 4에 도시된 바와 같이,
상기 상부층에 설치되는 핫 루프 시스템(30)의 열교환 모듈(120)은,
상기 하부층의 펌프(250)에서 출력되는 열교환 매체를 입력받아 제1경로와 제2경로의 2출력으로 분배하여, 상기 제1경로를 통해 상기 열교환모듈(120)의 입력단으로 열교환매체를 공급하는 제1쓰리웨이 밸브(131)와, 상기 열교환 모듈(120)의 출력단에서 출력되는 열교환매체와, 상기 제1쓰리웨이 밸브(131)의 제2경로를 통해 출력되는 열교환매체를 2 입력으로 입력받아 혼합하여 상기 메인 툴(10)의 핫 루프의 열교환매체로 공급하는 제2쓰리웨이 밸브(132)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 쿨 루프 시스템(20)과, 핫 루프 시스템(30)의 열전소자모듈(110)과, 열교환모듈(120)을 온도 콘트롤 유닛(100)으로 분리하여 반도체 공정 설비의 메인 툴(10)에 근접되게 상부층에 설치한다. 이때 상부층에 설치되는 열전소자모듈(110)과 열교환모듈(120)은 모두 외부 냉각수 라인(PCW IN)(PCW OUT)을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의해 열교환이 이루어지도록 구성된다.
본 발명은 쿨 루프 또는 핫 루프 중 어느 하나만을 상부층에 설치하는 칠러 시스템이 아니라 쿨 루프와 핫 루프의 온도콘트롤유닛(100)을 분리하여 모두 상부층에 설치하여 메인 툴(10)에 근접되게 설치할 수 있다.
쿨 루프의 쿨링 수단으로서 열전소자모듈(110)을 채용하여 소형화하고, 핫 루프의 열교환 모듈(120)과 함께 하나의 하우징에 내장하여 콤팩트한 구성으로 상부층에 설치함으로써, 메인 툴(10) 즉, 챔버에 근접하여 설치할 수 있게 된다.
그리고 쿨 루프 시스템(20)과 핫 루프 시스템(30)의 열교환매체 저장탱크(210)(230), 펌프(220)(250), 히터(240)를 순환유닛(200)으로 단일 함체에 수납하여 하나의 유닛으로 설치한다.
상부층과 하부층 사이에는 쿨 루프와 핫 루프의 열교환 매체 공급 및 회수 배관만 연결되고, 상부층의 온도 콘트롤유닛(10)의 열전소자모듈(110)과 열교환모듈(120)에서 각각 열교환매체의 온도조절이 이루어지는 것이므로, 메인툴(10)에 근접된 위치에서 온도 콘트롤이 이루어진 열교환매체를 공급할 수 있어서 온도 콘트롤 응답성을 빠르게 할 수 있는 것이고, 쿨 루프와 핫 루프 모두 상부층에서 온도콘트롤이 이루어지므로 메인 툴의 온도분포를 개선할 수 있는 것이다.
한편, 반도체 공정 설비의 메인 툴(10)에 쿨 루프와 핫 루프의 열교환매체를 혼합하여 열교환매체를 정전척의 쿨링 플레이트로 순환시키도록 구성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,
쿨 루프 시스템(20)과 핫 루프 시스템(30)이 구비되는 칠러 시스템에 있어서, 상기 쿨 루프 시스템(20)의 열전소자모듈(110)과, 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환 모듈(120)을 분리구성하여 온도 콘트롤 유닛(100)으로 상부층의 메인 툴(10)에 근접 설치하고,
상기 쿨 루프 시스템(20)의 열교환매체 저장탱크(210)와 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환매체 저장탱크(230), 히터(240), 펌프(250)를 순환 유닛(200)으로 구성하여 하부층에 설치하되,
상기 상부층에 설치되는 온도콘트롤 유닛(100)은, 상기 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 상기 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체 각각의 공급량을 조절하여 혼합한 후 상기 메인툴(10)로 공급하여 하부층의 순환유닛(200)으로 회수시키는 믹싱 모듈(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 믹싱 모듈(300)은,
쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인툴(10)로 공급하는 하나의 혼합밸브(예; 쓰리웨이 밸브)(301)와, 상기 메인툴(10)에서 열교환매체를 회수하는 두 라인 중 한 라인에 설치되어 하부층의 쿨 루프 열교환매체 저장탱크(210)로 회수하는 제1회수밸브(302)와, 상기 메인 툴(10)에서 열교환매체를 회수하는 두 라인중 나머지 한라인에 설치되어 하부층의 핫 루프 열교환매체 저장탱크(230)로 회수하는 제2회수밸브(303)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 각각의 채널로 서로다른 온도의 열교환매체를 메인 툴(10)로 보낼 수 있음은 물론이고, 믹싱 모듈(300)을 더 설치하게 되면, 상부층에 위치한 각각의 서로 다른 온도 채널을 별도의 믹싱 모듈(300)을 이용해 핫이나 쿨이 아닌 제3의 온도로 구현하여 메인 툴(10)로 공급하여 보다 빠르게 온도 콘트롤이 가능해진다.
여기서, 도 5는, 한 채널로 메인툴(10)에 열교환매체를 공급하여 순환시키는 구성인데, 도 1과 같이 챔버 내부의 하부 쿨 플레이트와 상부 탑 모듈을 각각 쿨링시키기 위한 2채널 냉각인 경우, 도 5의 믹싱모듈(300)의 출력을 분기시켜 하측 쿨 플레이트와 상측 탑 모듈로 각기 분배량을 조절해서 공급하여 온도조절을 할 수도 있고, 챔버 내부의 하측 쿨 플레이트와 상측 탑 모듈을 각기 서로 다른 온도로 조절해야 하는 경우, 상기 믹싱모듈(300)의 출력은 하측 쿨플레이트로 공급하여 순환시키도록 이용하고, 핫 루프의 열교환모듈(120)의 출력을 분기시켜 하나는 믹싱모듈(300)로 하나는 챔버내의 탑모듈로 각기 공급량을 조절하여 공급하게 하고, 챔버내의 상측 탑모듈에서 회수되는 열교환매체는 하부층의 순환유닛(200)의 열교환매체 저장탱크(230)로 직접 회수하거나, 상기 믹싱모듈(300)의 핫루프측 회수라인으로 공통 연결하여 공통으로 회수되게 구성할 수 있다. 이와 같이 챔버의 온도조절을 상하측 2채널로 조절해야 하는 경우 도 5를 응용하게 쉽게 적용할 수 있음은 자명한 사실이다. 따라서, 도 5에서는 한 채널로 메인 툴(10)에 열교환매체를 공급하여 회수하는 구성 예만을 설명한다.
또한, 상기 믹싱모듈(300)은 서로 다른 온도 대역의 유체를 혼합하는 구성으로서, 여러가지 변형 구성이 있을 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 믹싱모듈의 다른 실시예를 보인 구성도이다.
상기 믹싱모듈의 다른 예로서, 쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인 툴(10)로 공급하는 하나의 혼합밸브(301)와, 상기 메인 툴(10)에서 회수되는 열교환매체를 하부층의 쿨 루프의 열교환매체 저장탱크(210)와, 하부층의 핫 루프의 열교환매체 저장탱크(230)로 분배시켜 회수하는 회수분배밸브(304)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이는 도 5와 비교하여보면, 도 5에서는 메인 툴(10)에서 쿨 루프와 핫 루프로 각각 회수라인을 구성한 예이고, 도 6은 메인 툴(10)에서 하나의 회수라인으로 나와서 회수분배밸브(304)를 통해 쿨프프와 핫루프로 분배하여 회수시키도록 구성한 것이다. 이러한 차이는 회수라인의 배관 설비의 편의성을 도모하기 위한 것이거나 메인 툴(10)의 특성에 따라 적합한 형태를 선택구성할 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 믹싱모듈의 또 다른 실시예를 보인 구성도이다.
상기 믹싱모듈(300)의 또 다른 예로서, 쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체의 공급을 제어하는 제1밸브(310)와, 상기 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체의 공급을 제어하는 제2밸브(320)와, 상기 제1,제2밸브(310)(320)를 통해 출력되는 쿨 루프와 핫 루프의 열교환매체를 혼합하여 출력함과 아울러 상기 메인 툴(10)로부터 열교환매체를 회수하는 혼합탱크(300)와, 상기 혼합 탱크(330)에서 혼합된 열교환매체를 상기 메인 툴(10)로 공급하는 순환펌프(340)와, 상기 혼합탱크(330)의 오버플로우 배관으로 연결되어 하부층 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(210)와, 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(230)로 공통으로 연결되는 오버플로우 회수배관(350)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 믹싱 모듈(300)은, 쿨루프의 열교환매체와 핫 루프의 열교환매체를 각각 제1,제2밸브(310)(320)를 통해 공급량을 조절하여 혼합탱크(330)로 공급하여 메인 툴(10)에서 회수되는 열교환매체와 혼합한다. 그러므로 메인 툴(10)에서 회수되는 열교환매체에 쿨 루프 또는 핫 루프의 열교환매체를 적절히 조절하여 혼합시킴으로써, 빠르게 원하는 온도로 조절할수 있고, 혼합탱크(330)에서 온도 조절이 이루어진 후 순환펀프(340)를 통해 메인툴(10)로 공급하여 자동 순환되게 한 것이다.
그리고 혼합탱크(330)의 상단측에는 오버플로우 회수배관(350)을 설치하여 혼합탱크(330)에서 오버플로우되는 열교환 매체를 하부층의 순환유닛(200)으로 회수시키도록 구성한다.
따라서, 도 7과 같이 혼합탱크(330)를 이용하여 쿨 루프와 핫 루프의 열교환매체를 혼합하여 메인 툴(10)로 공급하는 구성은, 메인 툴(10)에서 회수되는 열교환 매체의 온도가 순환 펌프(340)를 통해 메인 툴(10)로 공급하는 열교환 매체의 온도와 크게 차이가 나지 않기 때문에 제1밸브(310) 또는 제2밸브(320)를 통해 쿨루프의 열교환매체 또는 핫 루프의 열교환매체를 적은량만 혼합하여도 원하는 공급 온도로 조절할수 있다, 그러므로 불필요하게 냉각 또는 히팅하지 않아도 온도조절이 용이해지는 것이다. 이때 혼합탱크(330)에는 오버플로우 회수배관(350)을 설치함으로써 제1,제2밸브(310)(330)를 통해 공급된 열교환매체의 공급량만큼 오버플로우 회수배관(350)을 통해 하부층으로 회수될 수 있다.
10 : 메인 툴 20 : 쿨 루프 시스템
30 : 핫 루프 시스템 100 : 온도콘트롤유닛
101 : 외부 냉각수 라인 110 : 열전소자모듈
120 : 열교환모듈 131, 132 : 제1,제3쓰리웨이밸브
200 : 순환 유닛 210, 230 : 열교환매체 저장탱크
220, 250 : 펌프 240 : 히터
300 : 믹싱모듈 301 : 혼합밸브
302, 303 : 제1,제2회수밸브 304 : 회수분배밸브
310, 320 : 제,제2밸브 330 : 혼합탱크
340 : 순환펌프 350 : 오버플로우 회수배관

Claims (8)

  1. 열전소자모듈과, 열교환매체 저장탱크 및 펌프를 포함하여 이루어지는 쿨 루프 시스템(20)과, 열교환모듈과, 열교환매체 저장탱크, 히터 및 펌프를 포함하여 이루어지는 핫 루프 시스템(30)이 구비되는 반도체 공정 설비용 칠러 시스템에 있어서,
    상기 쿨 루프 시스템(20)의 열전소자모듈(110)과, 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환모듈(120)을 분리하여 메인 툴(10)과 근접되게 상부층에 설치하고,
    상기 쿨 루프 시스템(20)의 열교환매체 저장탱크(210)와 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환매체 저장탱크(230), 히터(240), 펌프(250)는 하부층에 설치하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상부층에 설치되는 상기 열전소자모듈(110)과, 상기 열교환 모듈(120)을 하나의 하우징에 내장하여 온도 콘트롤 유닛(100)으로 상부층에 설치하고,
    상기 쿨 루프 시스템(20)의 열매체 저장탱크(210)와, 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템(30)의 열매체 저장탱크(230)와 히터(240), 펌프(250)를 하나의 하우징에 내장하여 순환 유닛(200)으로 하부층에 설치하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부층에 설치되는 열전소자모듈(110)과 상기 열교환모듈(120)은, 상부층으로 직접 연결되는 외부 냉각수 라인(PCW IN)(PCW OUT)을 통해 순환되는 외부 냉각수에 의해 열전소자모듈(110)의 방열과, 열교환 모듈(120)의 열교환매체 열교환이 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부층에 설치되는 핫 루프 시스템(30)의 열교환 모듈(120)에는,
    상기 하부층의 펌프(250)에서 출력되는 열교환 매체를 입력받아 제1경로와 제2경로의 2출력으로 분배하여, 상기 제1경로를 통해 상기 열교환모듈(120)의 입력단으로 열교환매체를 공급하는 제1쓰리웨이 밸브(131)와,
    상기 열교환 모듈(120)의 출력단에서 출력되는 열교환매체와, 상기 제1쓰리웨이 밸브(131)의 제2경로를 통해 출력되는 열교환매체를 2 입력으로 입력받아 혼합하여 상기 메인 툴(10)의 핫 루프의 열교환매체로 공급하는 제2쓰리웨이 밸브(132)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  5. 열교환 매체를 냉각시켜 메인 툴로 공급하여 순환시키는 쿨 루프 시스템(20)과 상기 쿨 루프 시스템(20)과는 다른 온도로 열교환 매체를 냉각시켜 상기 메인 툴로 공급하여 순환시키는 핫 루프 시스템(30)이 구비되는 칠러 시스템에 있어서,
    상기 쿨 루프 시스템(20)의 열전소자모듈(110)과, 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환 모듈(120)을 분리구성하여 온도 콘트롤 유닛(100)으로 상부층의 메인 툴(10)에 근접 설치하고,
    상기 쿨 루프 시스템(20)의 열교환매체 저장탱크(210)와 펌프(220) 및 상기 핫 루프 시스템(30)의 열교환매체 저장탱크(230), 히터(240), 펌프(250)를 순환 유닛(200)으로 구성하여 하부층에 설치하되,
    상기 상부층에 설치되는 온도콘트롤 유닛(100)은, 상기 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 상기 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체 각각의 공급량을 조절하여 혼합한 후 상기 메인툴(10)로 공급하여 하부층의 순환유닛(200)으로 회수시키는 믹싱 모듈(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 믹싱 모듈(300)은,
    쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인툴(10)로 공급하는 하나의 혼합밸브(301)와,
    상기 메인 툴(10)에서 열교환매체를 회수하는 두 라인 중 한 라인에 설치되어 하부층의 쿨 루프 열교환매체 저장탱크(210)로 회수하는 제1회수밸브(302)와,
    상기 메인 툴(10)에서 열교환매체를 회수하는 두 라인중 나머지 한라인에 설치되어 하부층의 핫 루프 열교환매체 저장탱크(230)로 회수하는 제2회수밸브(303)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 믹싱 모듈(300)은,
    쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체와 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체를 혼합하여 메인 툴(10)로 공급하는 하나의 혼합밸브(301)와,
    상기 메인 툴(10)에서 회수되는 열교환매체를 하부층의 쿨 루프의 열교환매체 저장탱크(210)와, 하부층의 핫 루프의 열교환매체 저장탱크(230)로 분배시켜 회수하는 회수분배밸브(304)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 믹싱 모듈(300)은,
    쿨 루프의 열전소자모듈(110)에서 출력되는 열교환매체의 공급을 제어하는 제1밸브(310)와,
    상기 핫 루프의 열교환모듈(120)에서 출력되는 열교환 매체의 공급을 제어하는 제2밸브(320)와,
    상기 제1,제2밸브(310)(320)를 통해 출력되는 쿨 루프와 핫 루프의 열교환매체를 혼합하여 출력함과 아울러 상기 메인 툴(10)로부터 열교환매체를 회수하는 혼합탱크(300)와,
    상기 혼합 탱크(330)에서 혼합된 열교환매체를 상기 메인 툴(10)로 공급하는 순환펌프(340)와,
    상기 혼합탱크(330)의 오버플로우 배관으로 연결되어 하부층 쿨 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(210)와, 핫 루프 시스템의 열교환매체 저장탱크(230)로 공통으로 연결되는 오버플로우 회수배관(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛 분리형 반도체 공정 설비용 칠러 시스템.
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