KR20230083913A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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정두현
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Abstract

본 기술의 실시 예에 따른 반도체 제조 장치는 챔버; 상기 챔버와 연결되며, 상기 챔버의 설정 온도에 따라 고온 냉매 및 저온 냉매의 공급량을 조절하여 상기 챔버에 제공하는 복수의 믹서; 상기 복수의 믹서와 각각 공통 연결되고, 상기 고온 냉매 및 상기 저온 냉매를 지속적으로 제공하는 복수의 냉매 공급부; 및 상기 복수의 냉매 공급부들에 공유되어 상기 복수의 냉매 공급부에 냉매를 전달하는 공유 저수조를 포함하며; 상기 공유 저수조는 상기 챔버에서 사용된 상기 냉매를 회수하며; 상기 챔버는 상기 복수의 냉매 공급부들과 공통 연결된 상기 믹서에 의해 상기 설정된 온도를 유지하기 위한 상기 혼합 냉매를 지속적으로 공급받도록 구성될 수 있다.

Description

반도체 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR}
본 기술은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 안정적으로 냉매를 공급할 수 있는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 장비에서 원활한 제품 생산을 위해 설치되는 보조 장치 중 하나인 칠러는 챔버에서 요구하는 조건으로 냉매 온도를 제어하여 반도체 생산 장비에 공급하는 역할을 할 수 있다. 하나의 챔버에 하나의 칠러가 직렬 연결되어 온도 조절 불량 및 냉매 부족 등 다양한 칠러 고장 발생으로 반도체 생산 장비에 영향을 끼쳐 제품 생산 중단, 제품 불량의 문제점이 발생될 수 있다.
본 기술은 복수의 히터 및 복수의 쿨러를 공통으로 연결하여 반도체 소자 생산시 공정이 이뤄지는 챔버에 끊김없이 냉매를 제공할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 기술의 실시 예에 따른 반도체 제조 장치는 복수의 냉매 공급부; 상기 복수의 냉매 공급부들로부터 공통으로 냉매를 제공받는 복수의 믹서; 상기 복수의 믹서들 중 선택되는 하나와 연결되는 복수의 챔버; 및 상기 복수의 냉매 공급부에 상기 냉매를 전달하며, 상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 냉매를 회수하는 공유 저수조를 포함할 수 있다.
본 기술의 실시 예에 따른 반도체 제조 장치는 챔버; 상기 챔버와 연결되며, 상기 챔버의 설정 온도에 따라 고온 냉매 및 저온 냉매의 공급량을 조절하여 상기 챔버에 제공하는 복수의 믹서; 상기 복수의 믹서와 각각 공통 연결되고, 상기 고온 냉매 및 상기 저온 냉매를 지속적으로 제공하는 복수의 냉매 공급부; 및 상기 복수의 냉매 공급부들에 공유되어 상기 복수의 냉매 공급부에 냉매를 전달하는 공유 저수조를 포함하며; 상기 공유 저수조는 상기 챔버에서 사용된 상기 냉매를 회수하며; 상기 챔버는 상기 복수의 냉매 공급부들과 공통 연결된 상기 믹서에 의해 상기 설정된 온도를 유지하기 위한 상기 혼합 냉매를 지속적으로 공급받도록 구성될 수 있다.
본 기술의 실시 예에 따르면 반도체 소자 제조 시 챔버에 공급되는 냉매가 끊김없이 제공될 수 있다. 챔버에 냉매를 공급할 수 있는 복수의 히터 및 쿨러를 포함하는 반도체 제조 장치를 통해, 히터 또는 쿨러 일부에 문제가 발생하더라도, 병렬로 연결된 다른 히터 및 쿨러가 대신하여 해당 챔버에 냉매를 공급할 수 있다. 따라서, 반도체 소자 제조 시 냉매를 무중단으로 공급할 수 있기에 반도체 소자 제조의 생산율을 높일 수 있다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 간략하게 도식화한 도면이다.
도 2는 본 기술의 실시예에 따른 제1 저수조와 제2 저수조의 냉매 충전량을 조절하는 것을 도시화한 도면이다.
도 3은 본 기술의 실시예에 따라 히터 및 쿨러가 블록화된 것을 표시한 도면이다.
도 4는 본 기술의 실시 예에 따라 공정 온도에 따라 설치되는 반도체 제조 장치를 표시한 도면이다.
도 5는 본 기술의 실시 예에 따라 반도체 제조 장치의 구성 요소를 블록화한 도면이다.
도 6은 본 기술의 실시 예에 따른 통합 정보 저장부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 기술의 실시 예에 따른 믹서 내의 배관 및 밸브를 표시한 도면이다.
도 8은 본 기술의 실시 예에 따른 믹서의 정방향인 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 기술의 실시 예에 따른 믹서의 역방향인 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다.
본 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 기술은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 기술의 개시가 완전하도록 하며, 본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 기술의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 기술은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 간략하게 도식화한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 복수의 히터(100) 및 복수의 쿨러(200)를 구비한 냉매 공급부(20), 제1 저수조(300) 및 제2 저수조(400)를 구비한 공유 저수조(30), 믹서(500), 전장부(600) 및 챔버(700)를 포함할 수 있다.
냉매 공급부(20)는 복수의 히터(100) 및 복수의 쿨러(200)를 포함하며 믹서(500)에 냉매를 공급할 수 있다.
히터(100)는 복수 개가 구비되며, 병렬로 믹서(500)에 연결될 수 있다. 히터(100)는 제1 매니폴드(Hot manifold;H)를 통해 제1 저수조(300) 및 믹서(500)와 연결될 수 있다. 히터(100)는 제1 매니폴드(H)를 통해 가열된 냉매를 믹서(500)로 공급할 수 있고, 제1 매니폴드(H)와 연결된 제1 저수조(300)를 통해 냉매를 공급받을 수 있다. 히터(100)는 냉매를 가열시킬 수 있다. 일례로, 히터(100)는 냉매를 100 ℃까지 가열시킬 수 있으며, 온도가 이에 한정되는 것은 아니다. 히터(100)에서 가열되어 나오는 냉매를 '고온 냉매' 라고 지칭할 수 있다.
쿨러(200)는 복수 개가 구비되며, 병렬로 믹서(500)에 연결될 수 있다. 쿨러(200)는 제2 매니폴드(Cold manifold;C)를 통해 제2 저수조(400) 및 믹서(500)와 연결될 수 있다. 쿨러(200)는 제2 매니폴드(C)를 통해 냉각된 냉매를 믹서(500)로 공급할 수 있고, 제2 매니폴드(C)와 연결된 제2 저수조(400)를 통해 냉매를 공급받을 수 있다. 쿨러(200)는 냉매를 냉각시킬 수 있다. 일례로, 쿨러(200)는 냉매를 영하 30 ℃까지 냉각시킬 수 있으며, 온도가 이에 한정되는 것은 아니다. 쿨러(200)에서 냉각되어 나오는 냉매를 '저온 냉매' 라고 지칭할 수 있다.
상술하였듯이, 본 기술의 실시 예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 복수의 히터(100) 및 쿨러(200) 등이 믹서(500)에 병렬로 연결되어 있다. 일례로 식각 장비에 포함된 챔버(700)에 냉매를 공급하는 히터(100) 및 쿨러(200)가 정해져 있는 것이 아니라, 믹서(500)에 병렬로 연결되어 있는 히터(100) 및 쿨러(200)가 여러 제조 장비의 챔버(700)에 냉매를 공급할 수 있는 것이다. 반도체 제조 장치(10)는 모든 제조 장비에 구분 없이 온도 조절이 필요한 곳에 냉매를 공급할 수 있다.
일례로, 식각 장비의 챔버(700)에 냉매를 공급하던 히터(100) 및 쿨러(200) 중 어느 하나가 문제가 발생하면, 종래에는 가동 중이던 식각 장비를 중단시키고 문제를 해결한 후 다시 냉매 공급이 가능한 상태에서 식각 장비를 재작동 시킬 수 있었다.
하지만, 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 히터(100) 또는 쿨러(200)에 문제가 발생하였더라도, 인접한 다른 히터(100) 및 쿨러(200)가 냉매를 공급할 수 있다. 따라서, 어느 하나 이상의 히터(100) 및 쿨러(200)에 문제가 발생하더라도 공통으로 연결된 나머지 히터(100) 및 쿨러(200)가 냉매를 믹서(500)에 공급할 수 있기 때문에 반도체 제조 장치(10)를 중단시키지 않고 공정을 진행시킬 수 있다. 이러한 반도체 제조 장치(10)는 보다 효율적으로 제조 장비의 온도를 조절할 수 있게 한다.
공유 저수조(30)는 제1 저수조(300) 및 제2 저수조(400)를 포함할 수 있다. 공유 저수조(30)는 냉매 공급부(20)에 냉매를 제공할 수 있다. 공유 저수조(30)는 각각의 챔버(700)에서 사용되고 난 후의 냉매를 회수할 수 있다.
제1 저수조(300)는 히터(100)를 통해 믹서(500)로 공급되고 남은 가열된 냉매를 회수할 수 있으며, 추후에 언급되는 제3 매니폴드(Return manifold;R)를 통해 챔버(700)에서 사용되고 난 후의 냉매를 회수할 수 있다. 제1 저수조(300)는 제1 매니폴드(H)를 통해 복수의 히터(100)에 냉매를 공급할 수 있다. 제1 저수조(300)는 가열된 냉매를 회수하거나 히터(100)로 공급함에 따라, HOT 저수조라고도 지칭할 수 있다.
제2 저수조(400)는 쿨러(200)를 통해 믹서(500)로 공급되고 남은 냉각된 냉매를 회수할 수 있으며, 제1 저수조(300)로부터 냉매를 전달받을 수 있다. 제2 저수조(400)는 제2 매니폴드(C)를 통해 복수의 쿨러(200)에 냉매를 공급할 수 있다. 제2 저수조(400)는 냉각된 냉매를 회수하거나 쿨러(200)로 공급함에 따라, COLD 저수조라고도 지칭할 수 있다. 제2 저수조(400)는 제1 저수조(300)로부터 냉매를 전달받을 수 있는데, 이는 도 2를 참조하여 후술하고자 한다.
믹서(500)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 하나의 믹서(500)는 적어도 하나 이상의 챔버(700)에 연결될 수 있다. 믹서(500)는 복수의 히터(100)와 복수의 쿨러(200)와 연결되어 있으며, 냉매를 공급받을 수 있다. 믹서(500)는 히터(100)로부터 공급받는 온도가 높은 냉매와 쿨러(200)로부터 공급받는 온도가 낮은 냉매를 혼합하여, 챔버(700)에 필요로 하는 온도의 냉매를 조절할 수 있다. 믹서(500)에서 혼합되는 냉매를 '혼합 냉매' 라고 지칭할 수 있다. 믹서(500)에서 설정 온도에 맞춰진 혼합 냉매는 챔버(700)로 공급될 수 있다. 믹서(500)에서 설정 온도로 냉매를 혼합하기 위해 밸브를 제어하는 것에 대해서는 도 7과 같이 후술하도록 한다.
전장부(600)는 각각의 히터(100) 및 쿨러(200)에 포함될 수 있으며, 해당 모듈의 전반적인 제어를 할 수 있다.
제1 매니폴드(H)는 히터(100)로부터 가열된 냉매를 믹서(500)로 공급할 수 있는 연결 수단일 수 있다. 제1 매니폴드(H)는 히터(100)와 믹서(500) 및 히터(100)와 제1 저수조(300) 사이에 연결된 배관일 수 있다. 제1 매니폴드(H)는 HOT 매니폴드라고도 지칭할 수 있다.
제2 매니폴드(C)는 쿨러(200)로부터 냉각된 냉매를 믹서(500)로 공급할 수 있는 연결 수단일 수 있다. 제2 매니폴드(C)는 쿨러(200)와 믹서(500) 및 쿨러(200)와 제2 저수조(300) 사이에 연결된 배관일 수 있다. 제2 매니폴드(C)는 COLD 매니폴드라고도 지칭할 수 있다.
제1 매니폴드(H) 및 제2 매니폴드(C)는 매니폴드 내부의 압력을 감지하는 압력 센서(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 반도체 제조 장치(10)는 가동 중인 챔버가 갑자기 중단되었을 때, 챔버로 공급되는 냉매의 흐름이 갑자기 막힘으로써 매니폴드 내의 압력이 증가할 수 있다. 이 때, 매니폴드 내의 압력 센서는 매니폴드 내부의 압력을 감지하여 제어부(900)로 정보를 전달하며, 제어부(900)는 반도체 제조 장치(10) 내의 밸브를 조절하여 각 매니폴드의 저수조로 냉매를 분산시켜 매니폴드 내의 압력을 유지시킬 수 있도록 한다.
제3 매니폴드(R)는 챔버(700)에서 사용되고 난 후의 냉매를 제1 저수조(300)로 전달할 수 있는 배관일 수 있다. 챔버(700)에서 열 교환이 이뤄지고 난 후의 냉매는 온도가 높을 수 있다. 온도가 높은 냉매를 냉각시키는 것 보다는 온도가 높은 냉매를 가열시키는 것이 소요시간 및 에너지적인 면에서 효율적일 수 있다. 따라서, 챔버(700)에서 사용되어지고 난 후의 냉매는 히터(100)에 냉매를 공급하는 제1 저수조(300)로 회수될 수 있다. 이를 위해, 제3 매니폴드(R)는 챔버(700)와 제1 저수조(300)를 연결할 수 있다.
믹서(500)에서 챔버(700)를 거치지 않고 제3 매니폴드(R)로 이어지는 바이패스용 배관(B)이 있을 수 있다. 일례로, 챔버(700)의 정비로 인해 냉매 공급이 필요 없을 경우, 믹서(500)에 있던 냉매를 챔버(700)가 아닌 제1 저수조(300)로 회수시키기 위해 바이패스용 배관(B)을 이용할 수 있다. 이는, 챔버(700)의 정비가 필요한 경우 이외에도 믹서(500)의 냉매를 제1 저수조(300)로 바로 회수시키기 위한 어떤 경우에도 적용될 수 있다. 믹서(500)의 냉매를 바이패스용 배관(B) 및 제3 매니폴드(R)를 거쳐 제1 저수조(300)로 회수시킬 수 있다. 또 다른 예로, 믹서(500)에서 챔버(700)로 공급하는 냉매의 양을 조절하며 챔버(700)로 공급되지 못한 냉매를 바이패스용 배관(B)을 거치고 제3 매니폴드(R)를 따라 제1 저수조(300)로 회수시킬 수 있다.
제1 저수조(300)와 제2 저수조(400)를 잇는 연결 배관(L)이 있을 수 있다. 챔버(700)에서 사용되어지고 난 후의 냉매가 제1 저수조(300)로 회수되기 때문에, 제1 저수조(300)와 제2 저수조(400)의 냉매 충전량에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 제1 저수조(300)와 제2 저수조(400)의 냉매 충전량을 유사하게 조절하기 위해 제1 저수조(300)에서 제2 저수조(400)로 냉매를 이동시킬 수 있는 연결 배관(L)이 있다.
도 2는 본 기술의 실시예에 따른 제1 저수조와 제2 저수조의 냉매 충전량을 조절하는 것을 도시화한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 저수조(300)는 연결 배관(L)을 통해 제2 저수조(400)와 연결될 수 있다. 상술하였듯이, 챔버(700)에서 사용된 후 온도가 높아진 냉매는 히터(100)로 냉매를 공급하는 제1 저수조(300)로 회수될 수 있다. 챔버(700)에서 사용된 냉매는 제2 저수조(400)로는 회수되지 않고, 제1 저수조(300)로만 회수된다. 사용된 냉매가 제1 저수조(300)로만 회수되기 때문에 제1 저수조(300)의 냉매 충전량과 제2 저수조(400)의 냉매 충전량은 차이가 발생할 수 있다. 각각 제1 저수조(300) 및 제2 저수조(400) 내에는 센서(S)가 포함될 수 있다. 제1 저수조(300) 및 제2 저수조(400) 내의 센서(S)는 각각의 저수조 내에 냉매 충전량을 감지할 수 있다. 각각의 냉매 충전량은 후술되는 통합 정보 저장부 (800)로 취합될 수 있다. 통합 정보 저장부(800)는 제어부(900)와 연결되어 제1 저수조(300)와 제2 저수조(400)의 냉매 충전량의 불균형을 해결하기 위해 제1 저수조(300)의 냉매를 제2 저수조(400)로 이동시켜 냉매 충전량의 균형을 맞출 수 있다.
도 3은 본 기술의 실시예에 따라 히터 및 쿨러가 블록화된 것을 표시한 도면이다. 도 4는 본 기술의 실시예에 따라 공정 온도에 따라 설치되는 반도체 제조 장치를 표시한 도면이다. 도 5는 본 기술의 실시예에 따라 반도체 제조 장치의 구성 요소를 블록화한 도면이다.
도 3을 참조하면, 반도체 제조 장치(10) 내의 구성 요소를 블록화하여 표기하고 있으며, 크게 히터(100)와 쿨러(200)를 도식화하고 있다. 그 외 반도체 제조 장치(10)의 구성 요소는 도시하지 않았을 뿐, 상술한 반도체 제조 장치(10)와 동일한 구성 요소를 포함하고 있다.
종래의 칠러 시스템은 히터 및 쿨러 등을 모두 하나의 세트 안에 포함되어 설치되었다. 따라서, 챔버에 필요한 칠러 시스템을 설치하기 위해 일정한 공간 이상이 필요했다. 하지만, 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 히터(100) 및 쿨러(200)를 개별적으로 설치될 수 있는 구조이다. 챔버(700)가 진행되는 공정에 따라 요구되는 냉매의 온도가 다를 수 있으므로, 공정에 따른 챔버(700)에 반도체 제조 장치(10)의 히터(100) 및 쿨러(200)의 개수를 조절할 수 있다.
도 4를 참조하면, 챔버(700)에 따라 요구되는 냉매의 온도 범위가 표기되어 있으며, 해당 챔버(700)의 구역에 따라 히터(100) 및 쿨러(200)의 개수를 변동하여 설치할 수 있다. 도 3 및 도 4에서 별도로 표기하진 않았지만 반도체 제조 장치(10)의 다른 구성요소, 즉 제1 저수조(300), 제2 저수조(400) 및 믹서(500) 등 또한 필요에 따라 설치할 수 있다.
히터(100) 및 쿨러(200)가 설치되는 개수를 조절할 수 있기에 필요로 하는 공정 온도에 맞춰 보다 용이하게 냉매를 공급할 수 있다. 제조 장비에 따라 필요한 공정 온도가 있을 것이다. 일례로, 도 4에서처럼, 공정 온도가 낮을수록 쿨러(200)의 설치 수가 많아질 수 있고, 반대로 챔버(700)에서 요구되는 공정 온도가 높을수록 히터(100)의 설치 수가 많아질 수 있다. 도 4의 경우에만 한정되는 것은 아니고, 보다 다양한 조합의 히터(100) 및 쿨러(200)로 반도체 제조 장치(10)를 구성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 반도체 제조 장치(10)의 구성 요소, 히터(100), 쿨러(200), 제1 저수조(300), 제2 저수조(400) 및 믹서(500) 등을 블록화되어 적층한 것을 표기한 도면이다. 도 5를 참조하면, 반도체 제조 장치(10)에서 빈 슬롯을 포함할 수 있다. 빈 슬롯에는 히터(100) 및 쿨러(200) 등 다른 구성 요소가 추가로 더 설치될 수 있다. 또한, 히터(100) 및 쿨러(200) 등 다른 구성 요소가 불량이 발생하거나 교체 또는 점검이 필요할 때 해당 구성 요소만 별도로 꺼내어 점검할 수 있다. 히터(100) 및 쿨러(200) 등이 병렬로 복수 개 연결되어 있기 때문에, 반도체 제조 장치(10)는 냉매 공급을 중단하지 않고도, 불량이 발생한 구성 요소를 교체 및 점검할 수 있다. 도 5와 같이, 불량이 발생한 쿨러(200)만을 별도로 꺼내 점검하고, 상술하였던 것과 같이, 인접한 히터(100) 또는 쿨러(200) 등의 나머지 구성 요소들이 정상적으로 작동하기 때문에 냉매를 믹서(500)에 끊김없이 공급할 수 있다.
도 6은 본 기술의 실시 예에 따른 통합 정보 저장부를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 기술의 실시예에 따라 반도체 제조 장치(10) 내의 구성 요소들이 포함하고 있는 정보들이 모두 통합 정보 저장부(800)로 취합되는 것을 보여주고 있다. 통합 정보 저장부(800)는 히터(100), 쿨러(200), 제1저수조(300), 제2 저수조(400) 및 믹서(500)들의 정보를 모두 취합할 수 있으며, 제어부(900)와 연결될 수 있다. 통합 정보 저장부(800)로부터 받은 정보들을 토대로 제어부(900)는 각 구성 요소에 제어 명령을 전달할 수 있다. 통합 정보 저장부(800)는 각 구성 요소의 외부에 화면으로 정보를 제공할 수도 있으며, 사용자가 원격으로 정보를 확인할 수도 있다. 사용자는 통합 정보 저장부(800)의 정보를 토대로 반도체 제조 장치(10)의 동작을 원격으로 제어할 수 있다.
통합 정보 저장부(800)에 저장되는 정보들을 다음과 같을 수 있다. 히터(100)는 냉매를 가열시켜야 하는 설정 온도 및 현재 히터(100) 내에 있는 냉매의 온도 및 유량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 쿨러(200)는 냉매를 냉각시켜야 하는 설정 온도 및 현재 쿨러(200) 내에 있는 냉매의 온도 및 유량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제1 저수조(300) 및 제2 저수조(400)는 각각 저수조 내에 냉매 충전량이 얼마나 되는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 믹서(500)는 챔버(700)에 제공해야하는 설정된 냉매의 온도, 믹서(500) 내에 있는 냉매의 온도, 냉매의 유량 및 냉매를 제공해야하는 챔버(700)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 통합 정보 저장부(800)에 저장되는 정보들은 상술한 것에 한정되지 않고, 그 외 반도체 제조 장치(10)와 관련된 모든 정보들을 전달받아 저장하고, 제어부(900)와 정보를 공유할 수 있다.
또한, 통합 정보 저장부(800)는 취합되는 정보들을 토대로, 문제가 발생하는 구성 요소에 대한 알람을 띄울 수 있다. 이는 사용자가 원격으로 제어부(900)를 조절하여 확인할 수 있으며, 반도체 제조 장치(10)가 설치되어 있는 곳에서 직접 확인할 수도 있다.
도 7 내지 도 9는 본 기술의 실시 예에 따른 믹서 내의 배관 및 밸브를 표시하고, 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 기술의 실시 예에 따라 반도체 제조 장치(10)는 쿨러(200)에서 믹서(500)로 들어오는 경로에 제1밸브(V1), 히터(100)에서 믹서(500)로 들어오는 경로에 제2밸브(V2)를 포함할 수 있다.
믹서(500)는 크게 챔버(700)로 이어지는 경로 및 냉매를 회수하여 제1 저수조(300)로 보내는 경로 두 가지로 나뉠 수 있다. 냉매가 믹서(500)에서 제1 저수조(300)로 회수되기 위해 바이패스용 배관(B) 및 제3 매니폴드(R)를 거쳐 진행될 수 있다. 제3밸브(V3)는 믹서(500)에서 바이패스용 배관(B)으로 냉매를 보내는 것을 조절할 수 있다. 추후에 서술되는 유량계(Flow meter)는 믹서(500)에서 챔버(700)로 공급되는 냉매의 양을 감지할 수 있다. 유량계를 통해 냉매의 양을 감지하고, 믹서(500)에서 챔버(700)로 공급되는 냉매의 양을 조절하기 위해 제3밸브(V3)를 제어하여 일정량의 냉매를 믹서(500)에서 바이패스용 배관(B)으로 공급할 수 있다. 또한, 챔버(700)로 공급되지 못하고 믹서(500)에 남은 냉매를 제1 저수조(300)로 회수시켜야 할 경우, 제3밸브(V3)를 조절하여 바이패스용 배관(B)으로 냉매를 보내 제3 매니폴드(R)를 거쳐 제1 저수조(300)로 회수되게 할 수 있다.
믹서(500)에서 챔버(700)로 이어지는 경로에는 유량계(Flow meter)를 포함할 수 있다. 유량계를 지난 배관은 두 방향으로 분기되어 냉매가 챔버(700)로 들어가는 입/출구(In/Out)를 포함할 수 있다. 입/출구(In/out)로 들어가는 경로에 제4밸브(V4) 및 제5밸브(V5)가 위치할 수 있다. 그리고 챔버(700)에서 사용되고 난 후 제1 저수조(300)로 회수 되기 위해 챔버(700)의 입/출구(In/Out)로부터 각각 배관이 연장되어 나와 병합되어 제1 저수조(300)로 연결될 수 있다. 이 때, 각각의 배관에 제6밸브(V6), 제7밸브(V7)를 포함할 수 있고, 제1 저수조(300)로 냉매를 회수할 때 냉매가 챔버(700)로 역류되는 것을 방지하고자 제1,2 체크밸브(CV1, CV2)를 더 포함할 수 있다.
이 외, 믹서(500)에서 챔버(700)로 연결되는 배관에는 온도 센서(TS1,TS2)들이 추가적으로 포함될 수 있다. 온도 센서들의 위치는 도 7에 한정되지 않고 배관의 다른 위치에도 설치될 수 있다.
믹서(500)는 챔버(700)에 공급하기 위해 설정된 온도로 냉매를 혼합할 수 있다. 믹서(500)에서 혼합되는 냉매를 '혼합 냉매' 라고 지칭할 수 있다. 믹서(500)에 구비된 온도 센서는 냉매의 온도를 감지하고 냉매의 온도 정보를 통합 정보 저장부(800) 또는 제어부(900)에 전송할 수 있다. 제어부(900)는 챔버(700)로 공급해야하는 설정된 냉매의 온도값과 실제 냉매의 온도 차이를 계산하여, 히터(100) 및 쿨러(200)로부터 공급되는 냉매를 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)를 제어하여 조절할 수 있다.
일례로, 히터(100)는 100 ℃로 가열된 냉매를 믹서(500)로 공급하고, 쿨러(200)는 -30℃도로 냉각된 냉매를 믹서(500)로 공급할 수 있다. 만약, 챔버(700)에 공급해야하는 냉매의 설정 온도 값이 -30℃라면, 히터(100)와 연결된 제2밸브(V2)는 클로즈하고, 쿨러(200)와 연결된 제1밸브(V1)만 오픈하여, 설정된 온도 값으로 냉매를 조절할 수 있다. 또한, 만약 챔버(700)에 공급해야하는 냉매의 설정 온도 값이 100℃라면, 반대로 히터(100)와 연결된 제2밸브(V2)를 오픈하고, 쿨러(200)와 연결된 제1밸브(V1)를 클로즈하여, 설정된 온도 값으로 냉매를 조절할 수 있다. 챔버(700)에 공급해야하는 냉매의 설정 온도 값이 -30℃와 100℃ 사이의 중간 값이라면, 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)의 개폐 정도를 조절하여, 설정된 온도 값으로 냉매를 제어할 수 있을 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 기술의 실시 예에 따른 냉매가 흐를 수 있는 정방향 및 역방향 흐름을 나타내고 있다.
본 기술의 실시 예에 따르면, 냉매가 챔버(700)로 들어가는 입/출구를 변경할 수 있다. 종래에는 냉매가 챔버(700)로 들어가는 입/출구를 변경하기 위해서는 칠러의 작동을 중단 시킨후, 입/출구의 배관을 바꿔서 체결해야 했다. 입/출구를 변경하여 냉매를 공급한 뒤, 다시 입/출구의 배관 위치를 원복하기 위해 칠러를 다시 중단하고 원복시켜야 했다.
본 기술은 냉매가 챔버(700)로 들어가는 입/출구 방향을 밸브 제어를 통해 정방향 또는 역방향으로 흐름을 제어할 수 있다.
도 8은 냉매가 믹서(500)에서 챔버(700)의 입구 방향으로 들어가 출구 방향으로 나오는 정방향 흐름도이다. 제어부(900)는 냉매를 정방향 흐름으로 조절하기 위해, 챔버(700)의 입구 방향의 제4밸브(V4)와 챔버(700)의 출구 방향에서 연장된 라인에 위치하는 제7밸브(V7)가 오픈되고, 그 외의 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)는 클로즈 상태를 만들 수 있다.
반대로, 도 9는 냉매가 믹서(500)에서 챔버(700)의 출구 방향으로 들어가 입구 방향으로 나오는 역방향 흐름도이다. 제어부(900)는 냉매를 역방향 흐름으로 조절하기 위해 챔버(700)의 출구 방향의 제5밸브(V5)와 챔버(700)의 입구 방향에서 연장된 라인에 위치하는 제6밸브(V6)가 오픈되고, 그 외의 제4밸브(V4) 및 제7밸브(V7)는 클로즈 상태를 만들 수 있다.
이와 같이, 본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 필요에 따라 챔버(700)로 들어가는 냉매의 흐름을 정방향 또는 역방향으로 제어할 수 있다.
본 기술의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는 챔버(700)에 냉매를 끊김 없이 공급할 수 있다. 복수의 히터(100)와 복수의 쿨러(200) 및 복수의 믹서(500)들이 병렬 형태로 연결되어 있다. 반도체 제조 장치(10) 내의 일부 구성 요소가 점검 또는 교체가 필요할 때, 병렬로 연결되어 있는 구성 요소들이 해당 구성 요소의 역할을 대신해줄 수 있다. 따라서, 반도체 제조 장치(10) 내의 일부 구성 요소가 점검 또는 교체가 필요할 때, 냉매 공급을 중단하지 않고 해당 문제가 생긴 구성 요소만 별도로 작업을 할 수 있다. 그러는 동안, 병렬로 연결되어 있는 히터(100) 및 쿨러(200)들이 냉매를 공급할 수 있다. 이를 통해, 반도체 제조 공정을 진행할 때 끊김 없이 진행할 수 있기에, 생산성을 높일 수 있다.
또한, 필요에 따라 히터(100) 및 쿨러(200)의 개수를 조절할 수 있으며, 구성 요소를 추가적으로 설치하거나 제거하는 작업을 보다 용이하게 진행할 수 있다.
이와 같이, 본 기술이 속하는 기술분야의 당업자는 본 기술이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 기술의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 기술의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 반도체 제조 장치 20 : 냉매 공급부
30 : 공유 저수조 100 : 히터
200 : 쿨러 300 : 제1 저수조
400 : 제2 저수조 500 : 믹서
600 : 전장부 700 : 챔버
800 : 통합 정보 저장부 900 : 제어부

Claims (16)

  1. 복수의 냉매 공급부;
    상기 복수의 냉매 공급부들로부터 공통으로 냉매를 제공받는 복수의 믹서;
    상기 복수의 믹서들 중 선택되는 하나와 연결되는 복수의 챔버; 및
    상기 복수의 냉매 공급부에 상기 냉매를 전달하며, 상기 복수의 챔버 각각으로부터 상기 냉매를 회수하는 공유 저수조를 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 공급부는
    복수의 히터; 및 복수의 쿨러를 포함하며;
    상기 복수의 히터 및 상기 복수의 쿨러 내에 상기 복수의 히터 및 상기 복수의 쿨러의 제어 동작을 수행하는 전장부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 믹서는 상기 챔버의 설정 온도에 따라 상기 복수의 히터 및 상기 복수의 쿨러로부터 상기 냉매를 공급받는 양을 조절하는 반도체 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공유 저수조는
    상기 냉매를 상기 히터로 공급하는 제1저수조; 및
    상기 냉매를 상기 쿨러로 공급하는 제2저수조를 포함하는 반도체 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버에서 사용되고 난 후의 상기 냉매는 상기 제1저수조로 회수되는 반도체 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1저수조 및 상기 제2저수조는 상호 연결되며, 상기 제1저수조 및 상기 제2저수조의 상기 냉매의 충전량이 균일해진 상태에서 상기 복수의 히터 및 상기 복수의 쿨러에 상기 냉매를 제공하는 반도체 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 믹서들과 상기 공유 저수조 사이를 직접 연결하는 바이패스 라인;을 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 공급부; 상기 복수의 믹서; 및 상기 공유 저수조의 정보를 취합하는 통합 정보 저장부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통합 정보 저장부와 연결되어, 상기 냉매의 흐름을 조절하기 위한 상기 냉매 공급부, 상기 공유 저수조 및 상기 복수의 믹서의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 믹서와 상기 챔버를 연결하는 밸브를 제어하여 상기 냉매의 흐름을 정방향 또는 역방향으로 공급하는 반도체 제조 장치.
  11. 챔버;
    상기 챔버와 연결되며, 상기 챔버의 설정 온도에 따라 고온 냉매 및 저온 냉매의 공급량을 조절하여 상기 챔버에 제공하는 복수의 믹서;
    상기 복수의 믹서와 각각 공통 연결되고, 상기 고온 냉매 및 상기 저온 냉매를 지속적으로 제공하는 복수의 냉매 공급부; 및
    상기 복수의 냉매 공급부들에 공유되어 상기 복수의 냉매 공급부에 냉매를 전달하는 공유 저수조를 포함하며;
    상기 공유 저수조는 상기 챔버에서 사용된 상기 냉매를 회수하며;
    상기 챔버는 상기 복수의 냉매 공급부들과 공통 연결된 상기 믹서에 의해 상기 설정된 온도를 유지하기 위한 상기 혼합 냉매를 지속적으로 공급받도록 구성된 반도체 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 공급부는
    상기 고온 냉매를 제공하는 복수의 히터; 및
    상기 저온 냉매를 제공하는 복수의 쿨러를 포함하는 반도체 제조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 공유 저수조는
    상기 냉매를 상기 히터로 공급하는 제1저수조; 및
    상기 냉매를 상기 쿨러로 공급하는 제2저수조를 포함하는 반도체 제조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 챔버에서 사용된 상기 냉매는 상기 공유 저수조 중 상기 제1저수조로 회수되는 반도체 제조 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1저수조 및 상기 제2저수조는 상호 연결되며, 상기 제1저수조 및 상기 제2저수조의 상기 냉매의 충전량이 균일해진 상태에서 상기 복수의 냉매 공급부로 상기 냉매를 제공하는 반도체 제조 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 믹서들과 상기 공유 저수조 사이를 직접 연결하는 바이패스 라인;을 더 포함하는 반도체 제조 장치.
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