KR20230099562A - Wafer cooling device - Google Patents

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KR20230099562A
KR20230099562A KR1020210189055A KR20210189055A KR20230099562A KR 20230099562 A KR20230099562 A KR 20230099562A KR 1020210189055 A KR1020210189055 A KR 1020210189055A KR 20210189055 A KR20210189055 A KR 20210189055A KR 20230099562 A KR20230099562 A KR 20230099562A
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cooling
cooling water
temperature
wafer
passage
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KR1020210189055A
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엄기상
이우람
이승한
이영준
최진호
박동운
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세메스 주식회사
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Abstract

저온의 냉각수가 공급되는 냉각수 인렛 부재와 고온의 냉각수가 배출되는 냉각수 아웃렛 부재를 이격 또는 분리시켜 상호 열전달을 최소화하기 위한 웨이퍼 냉각 장치가 개시된다. 웨이퍼 냉각 장치는, 제1 방향으로 적층된 복수의 냉각 플레이트들; 상기 냉각 플레이트들 각각의 내부에 배치된 냉각 유로; 제2 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 일단에 연결되어, 상기 제2 방향을 따라 공급되는 저온의 냉각수를 상기 냉각 유로에 공급하는 냉각수 인렛 부재; 및 제3 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 타단에 연결되어, 상기 냉각 유로를 통해 배출되는 고온의 냉각수를 상기 제3 방향을 따라 배출하는 냉각수 아웃렛 부재를 포함한다. A wafer cooling apparatus for minimizing mutual heat transfer by separating or separating a cooling water inlet member through which low-temperature cooling water is supplied and a cooling water outlet member through which high-temperature cooling water is discharged. A wafer cooling device includes a plurality of cooling plates stacked in a first direction; a cooling passage disposed inside each of the cooling plates; a cooling water inlet member disposed along a second direction and connected to one end of the cooling passage to supply low-temperature cooling water supplied along the second direction to the cooling passage; and a cooling water outlet member disposed along a third direction and connected to the other end of the cooling passage to discharge high-temperature cooling water discharged through the cooling passage along the third direction.

Description

웨이퍼 냉각 장치{WAFER COOLING DEVICE}Wafer cooling device {WAFER COOLING DEVICE}

본 발명은 웨이퍼 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온의 냉각수가 공급되는 냉각수 인렛 부재와 고온의 냉각수가 배출되는 냉각수 아웃렛 부재를 이격 또는 분리시켜 상호 열전달을 최소화하기 위한 웨이퍼 냉각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wafer cooling device, and more particularly, to a wafer cooling device for minimizing mutual heat transfer by separating or separating a cooling water inlet member through which low-temperature cooling water is supplied and a cooling water outlet member through which high-temperature cooling water is discharged. .

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 에칭 및 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 패턴을 형성하기 위해 수행되는 포토 리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다. In general, in order to manufacture a semiconductor device, various processes such as cleaning, deposition, photography, etching, and ion implantation are performed. A photolithography process performed to form a pattern plays an important role in achieving high integration of a semiconductor device.

사진 공정은 기판 상에 패턴을 형성하기 위해 수행된다. 사진 공정은 도포 공정, 노광 공정, 및 현상 공정이 순차적으로 진행되며, 각 공정들은 복수의 기판 처리 단계들을 포함한다. 이러한 기판 처리 단계들은 하나의 처리 단계가 진행된 후 다음 단계의 진행을 위해 기판을 임시 보관하는 과정을 거친다. 기판을 임시 보관하는 과정 중에는, 일반적으로 처리가 완료된 기판이 고온의 상태를 유지하므로, 기판을 냉각시키기 위한 냉각 공정이 수행된다. A photo process is performed to form a pattern on a substrate. In the photo process, a coating process, an exposure process, and a developing process are sequentially performed, and each process includes a plurality of substrate processing steps. In these substrate processing steps, after one processing step is performed, the substrate is temporarily stored for the next step. During the process of temporarily storing the substrate, a cooling process is performed to cool the substrate since the processed substrate generally maintains a high temperature.

도 1은 일반적인 냉각 유닛을 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a typical cooling unit.

도 1을 참조하면, 냉각 유닛은 복수 개의 냉각 플레이트들(2)이 상하 방향으로 배열되며, 플레이트 지지부재(4)에 의해 지지된다. 각 냉각 플레이트(2)에는 내부에 냉각 유로가 형성되며, 각 냉각 유로들은 플레이트 지지부재(4) 내에 형성된 공급 유로에 의해 서로 연통된다. 냉각수는 플레이트 지지부재(4)의 공급 유로를 통해 각각의 냉각 플레이트들(2)의 유로로 공급된다. Referring to FIG. 1 , in the cooling unit, a plurality of cooling plates 2 are vertically arranged and supported by a plate support member 4 . A cooling passage is formed inside each cooling plate 2 , and each cooling passage communicates with each other by a supply passage formed in the plate support member 4 . Cooling water is supplied to the passages of each of the cooling plates 2 through the supply passages of the plate support member 4 .

이러한 냉각 유닛을 이용하여 기판 냉각을 반복적으로 사용할 경우, 플레이트 온도 열전달로 인해 온도가 상승한다. 이러한 온도 상승은 후속 공정에 악영향을 미친다. When the substrate is repeatedly cooled using such a cooling unit, the temperature rises due to heat transfer to the plate temperature. This temperature rise adversely affects subsequent processes.

일반적인 웨이퍼 냉각 장치는 저온의 냉각수가 공급되는 블록과 고온의 냉각수가 배출되는 블록은 인접하게 배치되어 냉각과 배출이 인접한 블록에 존재한다. 이에 따라, 기판을 동시에 냉각시킬 때, 열간섭이 발생한다. 적층된 쿨링 플레이트에 냉각 유로와 배출 유로가 동시에 가공되어 있다. In a general wafer cooling apparatus, a block to which low-temperature cooling water is supplied and a block to which high-temperature cooling water is discharged are disposed adjacent to each other, so that cooling and discharge exist in adjacent blocks. Accordingly, when simultaneously cooling the substrate, thermal interference occurs. A cooling passage and a discharge passage are simultaneously processed on the stacked cooling plates.

상호 열전달로 인해 의도했던 냉각 온도가 유지되지 못한다. 이에 따라, 온도 초기화 차이로 코팅 후속 공정에 영향을 미친다. The intended cooling temperature is not maintained due to mutual heat transfer. Accordingly, the temperature initialization difference affects the subsequent coating process.

냉각 유로의 공급과 배기가 하나의 블록을 공통으로 사용하기 때문에 열교환이 발생된다. 이에 따라, 공급되는 냉각수가 되돌아 오는 고온 액체에 재가열되는 문제가 발생되어, 냉각 시간이 증가하고 층별 기판의 온도 편차가 발생된다. Since one block is commonly used for supply and exhaust of the cooling passage, heat exchange occurs. Accordingly, a problem arises in that the supplied cooling water is reheated to the returning high-temperature liquid, which increases the cooling time and causes a temperature deviation of the substrate for each layer.

한국공개특허 제2016-0042236호(2016. 04. 19.)Korean Patent Publication No. 2016-0042236 (2016. 04. 19.)

이에 본 발명의 기술적 과제는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저온의 냉각수가 공급되는 블록과 고온의 냉각수가 배출되는 블록을 이격 또는 분리시켜 상호 열전달을 최소화하기 위한 웨이퍼 냉각 장치를 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention is to solve the problem, and the object of the present invention is to provide a wafer cooling device for minimizing mutual heat transfer by separating or separating a block to which low-temperature cooling water is supplied and a block to which high-temperature cooling water is discharged. is to do

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 웨이퍼 냉각 장치는, 제1 방향으로 적층된 복수의 냉각 플레이트들; 상기 냉각 플레이트들 각각의 내부에 배치된 냉각 유로; 제2 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 일단에 연결되어, 상기 제2 방향을 따라 공급되는 저온의 냉각수를 상기 냉각 유로에 공급하는 냉각수 인렛 부재; 및 제3 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 타단에 연결되어, 상기 냉각 유로를 통해 배출되는 고온의 냉각수를 상기 제3 방향을 따라 배출하는 냉각수 아웃렛 부재를 포함한다. In order to realize the object of the present invention described above, a wafer cooling apparatus according to an embodiment includes a plurality of cooling plates stacked in a first direction; a cooling passage disposed inside each of the cooling plates; a cooling water inlet member disposed along a second direction and connected to one end of the cooling passage to supply low-temperature cooling water supplied along the second direction to the cooling passage; and a cooling water outlet member disposed along a third direction and connected to the other end of the cooling passage to discharge high-temperature cooling water discharged through the cooling passage along the third direction.

일실시예에서, 상기 냉각수 인렛 부재와 상기 냉각수 아웃렛 부재는 이격될 수 있다. In one embodiment, the cooling water inlet member and the cooling water outlet member may be separated from each other.

일실시예에서, 상기 냉각 유로는, 상기 냉각수 인렛 부재에 연결되어 저온의 냉각수를 분배하는 분배공급부; 상기 분배공급부에 병렬 연결되되, 상기 냉각 플레이트들 각각에 대응하여 동심원 형상으로 형성된 냉각 루프부재; 및 상기 냉각 루프부재가 병렬로 연결되고 상기 냉각수 아웃렛 부재가 연결되며, 병렬로 연결된 상기 냉각 루프부재를 통해 고온의 냉각수를 유입받고, 상기 유입된 냉각수를 상기 냉각수 아웃렛 부재를 통해 유출하는 합류회수부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the cooling passage may include a distribution supply unit connected to the cooling water inlet member to distribute low-temperature cooling water; a cooling loop member connected in parallel to the distribution supply unit and formed in a concentric circle shape corresponding to each of the cooling plates; and a confluence recovery unit in which the cooling loop members are connected in parallel and the cooling water outlet members are connected, receive high-temperature cooling water through the cooling loop members connected in parallel, and discharge the introduced cooling water through the cooling water outlet member. can include

일실시예에서, 상기 분배공급부 및 상기 합류회수부 각각은 상기 제1 방향으로 따라 배치될 수 있다. In one embodiment, each of the distribution supply unit and the confluence/recovery unit may be disposed along the first direction.

일실시예에서, 상기 웨이퍼 냉각 장치는, 상기 분배공급부를 수납하고, 상기 냉각 인렛 부재를 지지하는 플레이트 지지부재; 및 상기 합류회수부를 수납하고, 상기 냉각 아웃렛 부재를 지지하는 아웃렛 지지부재를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wafer cooling device includes a plate support member accommodating the distribution supply unit and supporting the cooling inlet member; and an outlet support member accommodating the confluence recovery unit and supporting the cooling outlet member.

일실시예에서, 상기 냉각수 인렛 부재는 상기 플레이트 지지부재에서 돌출되도록 배치되고, 상기 냉각수 아웃렛 부재는 상기 아웃렛 지지부재에서 돌출되도록 배치될 수 있다. In one embodiment, the cooling water inlet member may be disposed to protrude from the plate support member, and the cooling water outlet member may be disposed to protrude from the outlet support member.

이러한 웨이퍼 냉각 장치에 의하면, 저온의 냉각수가 공급되는 냉각수 인렛 부재와 고온의 냉각수가 유출되는 냉각수 아웃렛 부재는 서로 이격 또는 분리되어 상호 열전달을 최소화할 수 있다. 즉, 냉각수 인렛 부재를 통해 공급되는 저온의 냉각수는 냉각수 아웃렛 부재를 통해 유출되는 고온의 냉각수에 의한 열전달을 받지 않아 열간섭이 발생되지 않는다. According to the wafer cooling apparatus, the cooling water inlet member through which low-temperature cooling water is supplied and the cooling water outlet member through which high-temperature cooling water flows are spaced apart or separated from each other, thereby minimizing mutual heat transfer. That is, the low-temperature cooling water supplied through the cooling water inlet member does not receive heat transfer by the high-temperature cooling water flowing out through the cooling water outlet member, so that thermal interference does not occur.

도 1은 일반적인 냉각 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2의 웨이퍼 냉각 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3의 냉각 유로의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5a은 일반적인 웨이퍼 냉각 장치에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일반적인 웨이퍼 냉각 장치와 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치 각각에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 그래프이다. 1 is a cross-sectional view showing a typical cooling unit.
2 is a perspective view for explaining a cooling unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the wafer cooling device of FIG. 2 .
FIG. 4 is a perspective view for explaining an example of the cooling passage of FIG. 3 .
5A is a diagram for explaining a temperature change result by a general wafer cooling device, and FIG. 5B is a diagram for explaining a temperature change result by a wafer cooling device according to the present invention.
6 is a graph for explaining temperature change results by each of a general wafer cooling device and a wafer cooling device according to the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail. Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 유닛을 설명하기 위한 사시도이다. 2 is a perspective view for explaining a cooling unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 냉각 유닛(100)은 기판의 공정 처리 전과 공정 처리 후에 기판을 일시적으로 보관할 수 있는 버퍼 유닛(미도시)으로 제공될 수 있다. 냉각 유닛(100)은 복수 개로 제공되며, 도포 모듈(미도시) 및 현상 모듈(미도시) 각각에 대응되게 위치될 수 있다. 냉각 유닛(100)은 하우징(110) 및 웨이퍼 냉각 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the cooling unit 100 may be provided as a buffer unit (not shown) capable of temporarily storing a substrate before and after substrate processing. The cooling unit 100 is provided in plurality, and may be positioned to correspond to each of the application module (not shown) and the developing module (not shown). The cooling unit 100 includes a housing 110 and a wafer cooling device 200 .

하우징(110)은 내부에 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판이 일시적으로 보관되는 공간으로 기능한다. 하우징(110)은 대체로 직육면체 형상을 가진다. 하우징(110)은 양측부가 개방된다. 일 예로 하우징(110)은 개방된 양측부는 서로 대향되게 위치된다. 하우징(110)의 개방된 양측부는 기판(미도시)이 출입하는 입구로 기능한다. 하우징(110)의 내부에는 받침대(112)가 제공된다. 받침대(112)는 직사각의 판으로 제공될 수 있다. 받침대(112)는 복수 개가 제공될 수 있다. 각각의 받침대(112)는 상하 방향으로 서로 이격되게 위치한다. 이에 따라 하우징(110)의 내부 공간은 상하 방향으로 구획된다. The housing 110 has a space inside. The inner space of the housing 110 functions as a space in which a substrate is temporarily stored. The housing 110 generally has a rectangular parallelepiped shape. Both sides of the housing 110 are open. For example, both sides of the housing 110 that are open are positioned to face each other. Both open sides of the housing 110 function as entrances through which a substrate (not shown) enters and exits. A pedestal 112 is provided inside the housing 110 . The pedestal 112 may be provided as a rectangular plate. A plurality of pedestals 112 may be provided. Each pedestal 112 is spaced apart from each other in the vertical direction. Accordingly, the inner space of the housing 110 is partitioned in the vertical direction.

각각의 받침대(112)에는 복수의 냉각 플레이트들을 갖는 웨이퍼 냉각 장치(200)가 위치된다. 일 예로 받침대(112)는 3개가 제공된다. 선택적으로 받침대(112)는 2개 이하 또는 4개 이상으로 제공될 수 있다. A wafer cooling device 200 having a plurality of cooling plates is positioned on each pedestal 112 . For example, three pedestals 112 are provided. Optionally, the pedestal 112 may be provided in two or less or four or more.

도 3은 도 2의 웨이퍼 냉각 장치를 설명하기 위한 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view for explaining the wafer cooling device of FIG. 2 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 냉각 장치(200)는 복수의 냉각 플레이트들(210), 냉각 유로(220), 냉각수 인렛 부재(230) 및 냉각수 아웃렛 부재(240)를 포함하고, 구획된 하우징(110)의 내부 공간에 각각 위치된다. 2 and 3, the wafer cooling device 200 includes a plurality of cooling plates 210, a cooling passage 220, a cooling water inlet member 230 and a cooling water outlet member 240, They are respectively located in the inner space of the housing 110.

냉각 플레이트들(210)은 제1 방향(D1), 즉 상하 방향을 따라 서로 이격되도록 위치된다. 냉각 플레이트들(210)은 위에서 아래를 향하는 방향을 따라 순차적으로 위치된다. 냉각 플레이트들(210) 각각은 기판(미도시)과 대응되는 원형의 판 형상으로 형성될 수 있다. 도 3에서 4개의 냉각 플레이트들이 배치된다. The cooling plates 210 are spaced apart from each other in the first direction D1 , that is, in the vertical direction. The cooling plates 210 are sequentially positioned along a direction from top to bottom. Each of the cooling plates 210 may be formed in a circular plate shape corresponding to a substrate (not shown). In FIG. 3 four cooling plates are arranged.

냉각 유로(220)는 냉각 플레이트들(210) 각각의 내부에 배치된다. 냉각 유로(220)는 냉각 플레이트들(210) 각각의 내부에 가공 처리되어 형성될 수도 있고, 별도의 파이프 형태로 형성되어 냉각 플레이트들(210) 각각의 내부에 수용될 수도 있다. The cooling passage 220 is disposed inside each of the cooling plates 210 . The cooling passage 220 may be processed and formed inside each of the cooling plates 210 or may be formed in a separate pipe shape and accommodated inside each of the cooling plates 210 .

도 4는 도 3의 냉각 유로의 일례를 설명하기 위한 사시도이다. FIG. 4 is a perspective view for explaining an example of the cooling passage of FIG. 3 .

도 4를 참조하면, 냉각 플레이트들(210) 각각의 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각 유로(220)가 배치된다. 냉각 유로(220)는 단일의 유로로 형성된다. 상부에서 바라볼 때, 냉각 유로(220)는 냉각 플레이트들(210)에 동심원 형상으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4 , a cooling passage 220 through which cooling water flows is disposed inside each of the cooling plates 210 . The cooling passage 220 is formed as a single passage. When viewed from above, the cooling passage 220 may be concentrically formed on the cooling plates 210 .

일 예로, 냉각 유로(220)는 하나의 냉각 플레이트(210)에 대응하여 3개의 원형으로 형성될 수 있다. 각각의 원형의 냉각 유로(220)는 동심원 형상을 이루며, 일정 거리 이격되어 형성될 수 있다. For example, the cooling passage 220 may be formed in three circular shapes corresponding to one cooling plate 210 . Each of the circular cooling passages 220 may have a concentric circle shape and be spaced apart from each other by a predetermined distance.

즉, 저온의 냉각수가 흐르는 관점에서, 냉각 유로(220)는 냉각 플레이트(210)의 외부에서 출발하여 냉각 플레이트(210)의 최외측의 제1 동심원, 상기 제1 동심원보다 작은 제2 동심원, 및 상기 제2 동심원보다 작은 제3 동심원을 따라 형성된 후 냉각 플레이트(210)의 외부로 연장된다. That is, from the point of view of low-temperature cooling water flowing, the cooling passage 220 includes a first concentric circle at the outermost side of the cooling plate 210 starting from the outside of the cooling plate 210, a second concentric circle smaller than the first concentric circle, and After being formed along the third concentric circle smaller than the second concentric circle, it extends to the outside of the cooling plate 210 .

보다 상세하게, 냉각 유로(220)는 분배공급부(222), 냉각 루프부재(224) 및 합류회수부(226)를 포함한다. More specifically, the cooling passage 220 includes a distribution supply unit 222, a cooling loop member 224, and a confluence/recovery unit 226.

분배공급부(222)는 일단을 통해 냉각수 인렛 부재(230)에 연결되어 냉각수 인렛 부재(230)를 통해 공급되는 저온의 냉각수를 타단을 통해 연결된 냉각 루프부재(224)에 분배한다. The distribution supply unit 222 is connected to the cooling water inlet member 230 through one end and distributes the low-temperature cooling water supplied through the cooling water inlet member 230 to the cooling loop member 224 connected through the other end.

냉각 루프부재(224)는 서로 평행한 제1 냉각 루프(224a), 제2 냉각 루프(224b), 제3 냉각 루프(224c) 및 제4 냉각 루프(224d)를 포함하고 일단을 통해 분배공급부(222)에 연결되고, 타단을 통해 합류회수부(226)에 연결된다. 제1 냉각 루프(224a), 제2 냉각 루프(224b), 제3 냉각 루프(224c) 및 제4 냉각 루프(224d)는 냉각 플레이트들(210) 각각에 대응하여 동심원 형상으로 형성된다. The cooling loop member 224 includes a first cooling loop 224a, a second cooling loop 224b, a third cooling loop 224c, and a fourth cooling loop 224d parallel to each other, and has a distribution supply unit ( 222) and is connected to the confluence recovery unit 226 through the other end. The first cooling loop 224a, the second cooling loop 224b, the third cooling loop 224c, and the fourth cooling loop 224d correspond to each of the cooling plates 210 and are concentrically formed.

예를 들어, 제1 냉각 루프(224a)는 최하단, 즉 1층 영역에 배치되어 해당 1층 영역에 대응하여 배치된 냉각 플레이트(210)의 온도를 냉각시키도록 저온의 냉각수가 흐르는 경로를 제공한다. 제2 냉각 루프(224b)는 2층 영역에 배치되어 해당 2층 영역에 대응하여 배치된 냉각 플레이트(210)의 온도를 냉각시키도록 저온의 냉각수가 흐르는 경로를 제공한다. 제3 냉각 루프(224c)는 3층 영역에 배치되어 해당 3층 영역에 대응하여 배치된 냉각 플레이트(210)의 온도를 냉각시키도록 저온의 냉각수가 흐르는 경로를 제공한다. 제4 냉각 루프(224d)는 최상단, 즉 4층 영역에 배치되어 해당 4층 영역에 대응하여 배치된 냉각 플레이트(210)의 온도를 냉각시키도록 저온의 냉각수가 흐르는 경로를 제공한다. For example, the first cooling loop 224a is disposed at the lowest level, that is, in the first floor area, and provides a path through which low-temperature cooling water flows to cool the temperature of the cooling plate 210 disposed corresponding to the corresponding first floor area. . The second cooling loop 224b is disposed in the second floor area and provides a path through which low-temperature cooling water flows to cool the temperature of the cooling plate 210 disposed corresponding to the second floor area. The third cooling loop 224c is disposed in the third layer area and provides a path through which low-temperature cooling water flows to cool the temperature of the cooling plate 210 disposed corresponding to the third layer area. The fourth cooling loop 224d is disposed at the uppermost level, that is, in the 4th floor area, and provides a path through which low-temperature cooling water flows to cool the temperature of the cooling plate 210 disposed corresponding to the 4th floor area.

합류회수부(226)는 일단을 통해 냉각 루프부재(224)에 연결되고 타단을 통해 냉각수 아웃렛 부재(240)가 연결되며, 병렬로 연결된 냉각 루프부재(224)을 통해 고온의 냉각수를 유입받고, 유입된 냉각수를 냉각수 아웃렛 부재(240)를 통해 유출한다. 본 실시예에서, 합류회수부(226)는 제1 냉각 루프(224a), 제2 냉각 루프(224b), 제3 냉각 루프(224c) 및 제4 냉각 루프(224d) 각각의 타단에 연결되어 고온의 냉각수를 회수하고, 회수된 고온의 냉각수를 냉각수 아웃렛 부재(240)에 공급한다. The confluence recovery unit 226 is connected to the cooling loop member 224 through one end and to the cooling water outlet member 240 through the other end, and receives high-temperature cooling water through the cooling loop member 224 connected in parallel, The introduced cooling water is discharged through the cooling water outlet member 240 . In this embodiment, the confluence recovery unit 226 is connected to the other end of each of the first cooling loop 224a, the second cooling loop 224b, the third cooling loop 224c, and the fourth cooling loop 224d to obtain a high temperature. Cooling water is recovered, and the recovered high-temperature cooling water is supplied to the cooling water outlet member 240 .

도 3을 다시 참조하면, 냉각수 인렛 부재(230)는 제2 방향(D2)을 따라 배치되고 냉각 유로(220)의 일단에 연결되어, 제2 방향(D2)을 따라 공급되는 냉각수를 냉각 유로(220)에 공급한다. Referring back to FIG. 3 , the cooling water inlet member 230 is disposed along the second direction D2 and is connected to one end of the cooling passage 220 to pass cooling water supplied along the second direction D2 to the cooling passage ( 220) is supplied.

냉각수 아웃렛 부재(240)는 제3 방향(D3)을 따라 배치되고 냉각 유로(220)의 타단에 연결되어, 냉각 유로(220)를 통해 배출되는 냉각수를 제3 방향(D3)을 따라 배출한다. The cooling water outlet member 240 is disposed along the third direction D3 and is connected to the other end of the cooling passage 220 to discharge the cooling water discharged through the cooling passage 220 along the third direction D3.

웨이퍼 냉각 장치(200)는 복수의 플레이트들(210) 및 냉각수 인렛 부재(230)을 각각 지지하는 플레이트 지지부재(250)와, 냉각수 아웃렛 부재(240)를 지지하는 아웃렛 지지부재(260)를 더 포함한다. The wafer cooling device 200 further includes a plate support member 250 supporting the plurality of plates 210 and the cooling water inlet member 230, respectively, and an outlet support member 260 supporting the cooling water outlet member 240. include

냉각수 인렛 부재(230)는 플레이트 지지부재(250)에서 제3 방향(D3)에 평행하게 돌출되도록 배치되고, 냉각수 아웃렛 부재(240)는 아웃렛 지지부재(260)에서 제2 방향(D2)과 평행하게 돌출되도록 배치된다. 이에 따라, 저온의 냉각수가 공급되는 냉각수 인렛 부재(230)와 고온의 냉각수가 유출되는 냉각수 아웃렛 부재(240)는 서로 이격 또는 분리되어 상호 열전달을 최소화할 수 있다. 즉, 냉각수 인렛 부재(230)를 통해 공급되는 저온의 냉각수는 냉각수 아웃렛 부재(240)를 통해 유출되는 고온의 냉각수에 의한 열전달을 받지 않아 열간섭이 발생되지 않는다. The coolant inlet member 230 is disposed to protrude parallel to the third direction D3 from the plate support member 250, and the coolant outlet member 240 is parallel to the second direction D2 from the outlet support member 260. It is arranged so that it protrudes. Accordingly, the cooling water inlet member 230 through which low-temperature cooling water is supplied and the cooling water outlet member 240 through which high-temperature cooling water flows are spaced apart or separated from each other, thereby minimizing mutual heat transfer. That is, the low-temperature cooling water supplied through the cooling water inlet member 230 does not receive heat transfer by the high-temperature cooling water flowing out through the cooling water outlet member 240, so that thermal interference does not occur.

도 5a은 일반적인 웨이퍼 냉각 장치에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 도면이다. 5A is a diagram for explaining a temperature change result by a general wafer cooling device, and FIG. 5B is a diagram for explaining a temperature change result by a wafer cooling device according to the present invention.

도 5a를 참조하면, 일반적인 웨이퍼 냉각 장치의 냉각 플레이트의 평균 온도는 대략 섭씨 0.25도 내외인 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5A , it can be seen that the average temperature of the cooling plate of a typical wafer cooling device is approximately 0.25 degrees Celsius.

이에 반해, 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치의 냉각 플레이트의 평균 온도는 대략 섭씨 0.14도 내외인 것을 확인할 수 있다. In contrast, referring to FIG. 5B , it can be confirmed that the average temperature of the cooling plate of the wafer cooling apparatus according to the present invention is approximately 0.14 degrees Celsius.

도 6은 일반적인 웨이퍼 냉각 장치와 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치 각각에 의한 온도 변화 결과를 설명하기 위한 그래프이다. 6 is a graph for explaining temperature change results by each of a general wafer cooling device and a wafer cooling device according to the present invention.

도 6을 참조하면, 일반적인 웨이퍼 냉각 장치의 냉각 플레이트에서, 초기 온도는 대략 섭씨 180도이고, 5초가 경과된 온도는 대략 섭씨 120도이고, 10초가 경과된 온도는 대략 섭씨 70도이고, 15초가 경과된 온도는 대략 섭씨 45도이고, 20초가 경과된 온도는 대략 섭씨 32도이다. Referring to FIG. 6 , in a cooling plate of a typical wafer cooling device, the initial temperature is approximately 180 degrees Celsius, the temperature after 5 seconds is approximately 120 degrees Celsius, the temperature after 10 seconds is approximately 70 degrees Celsius, and the temperature after 15 seconds is approximately 70 degrees Celsius. The temperature elapsed is approximately 45 degrees Celsius, and the temperature after 20 seconds is approximately 32 degrees Celsius.

이에 반해, 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치의 냉각 플레이트에서, 초기 온도는 대략 섭씨 180도이고, 5초가 경과된 온도는 대략 섭씨 80도이고, 10초가 경과된 온도는 대략 섭씨 40도이고, 15초가 경과된 온도는 대략 섭씨 30도이고, 20초가 경과된 온도는 대략 섭씨 25도이다. In contrast, in the cooling plate of the wafer cooling device according to the present invention, the initial temperature is approximately 180 degrees Celsius, the temperature after 5 seconds is approximately 80 degrees Celsius, the temperature after 10 seconds is approximately 40 degrees Celsius, and the temperature after 15 seconds is approximately 40 degrees Celsius. The elapsed temperature is approximately 30 degrees Celsius, and the temperature after 20 seconds is approximately 25 degrees Celsius.

따라서, 본 발명에 따른 웨이퍼 냉각 장치는 일반적인 웨이퍼 냉각 장치에 비해 냉각 효율이 우수함을 확인할 수 있다. Therefore, it can be confirmed that the wafer cooling device according to the present invention has superior cooling efficiency compared to general wafer cooling devices.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 저온의 냉각수가 공급되는 냉각수 인렛 부재와 고온의 냉각수가 유출되는 냉각수 아웃렛 부재는 서로 이격 또는 분리되어 상호 열전달을 최소화할 수 있다. 즉, 냉각수 인렛 부재를 통해 공급되는 저온의 냉각수는 냉각수 아웃렛 부재를 통해 유출되는 고온의 냉각수에 의한 열전달을 받지 않아 열간섭이 발생되지 않는다. As described above, according to the present invention, the cooling water inlet member through which the low-temperature cooling water is supplied and the cooling water outlet member through which the high-temperature cooling water flows are spaced apart or separated from each other to minimize mutual heat transfer. That is, the low-temperature cooling water supplied through the cooling water inlet member does not receive heat transfer by the high-temperature cooling water flowing out through the cooling water outlet member, so that thermal interference does not occur.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to examples, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand.

100 : 냉각 유닛 110 : 하우징
200 : 웨이퍼 냉각 장치 210 : 냉각 플레이트
220 : 냉각 유로 222 : 분배공급부
224 : 냉각 루프부재 226 : 합류회수부
230 : 냉각수 인렛 부재 240 : 냉각수 아웃렛 부재
250 : 플레이트 지지부재 260 : 아웃렛 지지부재100: cooling unit 110: housing
200: wafer cooling device 210: cooling plate
220: cooling passage 222: distribution supply unit
224: cooling loop member 226: confluence recovery unit
230: coolant inlet member 240: coolant outlet member
250: plate support member 260: outlet support member

Claims (6)

제1 방향으로 적층된 복수의 냉각 플레이트들;
상기 냉각 플레이트들 각각의 내부에 배치된 냉각 유로;
제2 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 일단에 연결되어, 상기 제2 방향을 따라 공급되는 저온의 냉각수를 상기 냉각 유로에 공급하는 냉각수 인렛 부재; 및
제3 방향을 따라 배치되고 상기 냉각 유로의 타단에 연결되어, 상기 냉각 유로를 통해 배출되는 고온의 냉각수를 상기 제3 방향을 따라 배출하는 냉각수 아웃렛 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치. a plurality of cooling plates stacked in a first direction;
a cooling passage disposed inside each of the cooling plates;
a cooling water inlet member disposed along a second direction and connected to one end of the cooling passage to supply low-temperature cooling water supplied along the second direction to the cooling passage; and
and a cooling water outlet member disposed along a third direction and connected to the other end of the cooling passage to discharge high-temperature cooling water discharged through the cooling passage along the third direction. 제2항에 있어서, 상기 냉각수 인렛 부재와 상기 냉각수 아웃렛 부재는 이격된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치. The wafer cooling apparatus according to claim 2, wherein the cooling water inlet member and the cooling water outlet member are separated from each other. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유로는,
상기 냉각수 인렛 부재에 연결되어 저온의 냉각수를 분배하는 분배공급부;
상기 분배공급부에 병렬 연결되되, 상기 냉각 플레이트들 각각에 대응하여 동심원 형상으로 형성된 냉각 루프부재; 및
상기 냉각 루프부재에 병렬로 연결되고 상기 냉각수 아웃렛 부재가 연결되며, 병렬로 연결된 상기 냉각 루프부재를 통해 고온의 냉각수를 유입받고, 상기 유입된 냉각수를 상기 냉각수 아웃렛 부재를 통해 유출하는 합류회수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치. The method of claim 1, wherein the cooling passage,
a distribution supply unit connected to the cooling water inlet member to distribute low-temperature cooling water;
a cooling loop member connected in parallel to the distribution supply unit and formed in a concentric circle shape corresponding to each of the cooling plates; and
A confluence recovery unit connected in parallel to the cooling loop member and connected to the cooling water outlet member, receiving high-temperature cooling water through the cooling loop member connected in parallel, and discharging the introduced cooling water through the cooling water outlet member Wafer cooling device characterized in that for doing. 제3항에 있어서, 상기 분배공급부 및 상기 합류회수부 각각은 상기 제1 방향으로 따라 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치.4. The wafer cooling apparatus according to claim 3, wherein each of the distribution supply unit and the confluence/recovery unit is disposed along the first direction. 제3항에 있어서,
상기 분배공급부를 수납하고, 상기 냉각 인렛 부재를 지지하는 플레이트 지지부재; 및
상기 합류회수부를 수납하고, 상기 냉각 아웃렛 부재를 지지하는 아웃렛 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치. According to claim 3,
a plate support member accommodating the distribution supply unit and supporting the cooling inlet member; and
The wafer cooling device further comprises an outlet support member accommodating the confluence recovery unit and supporting the cooling outlet member. 제5항에 있어서, 상기 냉각수 인렛 부재는 상기 플레이트 지지부재에서 돌출되도록 배치되고, 상기 냉각수 아웃렛 부재는 상기 아웃렛 지지부재에서 돌출되도록 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 냉각 장치.
The wafer cooling apparatus of claim 5, wherein the cooling water inlet member is disposed to protrude from the plate support member, and the cooling water outlet member is disposed to protrude from the outlet support member.
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