KR100906629B1

KR100906629B1 - Thermostat

Info

Publication number: KR100906629B1
Application number: KR1020080135276A
Authority: KR
Inventors: 이찬우; 김종현; 윤수민; 김시용; 정동현
Original assignee: (주)테키스트
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2009-07-10
Anticipated expiration: 2028-12-29

Abstract

개시된 본 발명에 온도 조절 장치는 반도체 제조 공정 중 공정챔버의 온도를 조절하는 온도 조절 장치에 있어서, 공정챔버에 설정된 온도의 냉각유체를 공급하고 회수하는 구동유닛, 냉각유체를 수용하는 저장탱크와 상기 공정챔버에서 가열 또는 냉각된 냉각유체를 냉각수(PCW)와 열교환시키는 열교환기를 포함하는 레저버유닛, 및 상기 공정챔버 내부로 원하는 조건의 냉각유체를 공급 및 회수하도록 제어하는 제어유닛을 포함한다. 상기 공정챔버는 챔버상부와 챔버하부를 포함하고, 상기 구동유닛은 상기 챔버상부와 챔버하부에 각기 독립적으로 상기 냉각유체를 공급 및 회수하며, 공정 중 상기 챔버상부와 챔버하부에서 나와 상기 열교환기를 거친 냉각유체는 상기 레저버유닛의 저장탱크로 유입되지 않고 다시 상기 구동유닛 내부로 순환한다.The temperature control device according to the present invention is a temperature control device for controlling a temperature of a process chamber during a semiconductor manufacturing process, the drive unit for supplying and recovering a cooling fluid of a temperature set in a process chamber, a storage tank for receiving the cooling fluid and the And a reservoir unit including a heat exchanger for heat-exchanging the cooling fluid heated or cooled in the process chamber with the cooling water (PCW), and a control unit for controlling the supply and recovery of the cooling fluid of a desired condition into the process chamber. The process chamber includes an upper chamber and a lower chamber, and the driving unit independently supplies and recovers the cooling fluid to the upper chamber and the lower chamber, and passes through the heat exchanger from the upper chamber and the lower chamber during the process. The cooling fluid does not flow into the reservoir tank of the reservoir unit but circulates back into the drive unit.

Description

Thermostat for controlling the temperature

본 발명은 온도 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정 중 고온공정에서 공정챔버를 원하는 온도로 조절하기 위한 온도 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device, and more particularly, to a temperature control device for controlling a process chamber to a desired temperature in a high temperature process of a semiconductor manufacturing process.

반도체 제조 공정은 크게 준비단계로서 웨이퍼 제조 및 회로를 설계하는 공정, 전공정으로서 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시켜 이미 만든 마스크를 사용하여 특정부분을 선택적으로 깍아내는 작업을 되풀이함으로써 전자회로를 구성하는 공정(웨이퍼를 가공), 후공정으로서 조립 및 검사를 하는 공정으로 구분될 수 있다. 이와 같은 반도체 제조를 위한 일련의 공정 중, 일부 공정은 필요한 장비가 구비된 Main Equipment 내의 공정챔버에서 진행된다. 예를 들면, 식각 공정, 증착 공정, 이온주입공정 등은 공정챔버 내에서 진행된다. The semiconductor manufacturing process is largely a preparatory step of manufacturing wafers and designing circuits, and as a preliminary step, various types of films are formed on the surface of the wafer to selectively cut out specific parts using a mask made previously. It can be divided into a process of forming (wafer processing) and a process of assembling and inspecting as a post process. In a series of processes for manufacturing such semiconductors, some processes are carried out in process chambers in the main equipment where necessary equipment is provided. For example, an etching process, a deposition process, an ion implantation process, and the like are performed in the process chamber.

상기 공정챔버에서 진행되는 각 공정에서는 공정온도를 정밀하게 유지하는 것이 매우 중요하며 이를 위해 온도 조절 장치(칠러(chiller))가 사용된다. 한편, 반도체 제조 공정 중 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학기상증착) 공정, ALD(Atomic Layer Deposiont, 원자층증착) 공정 등 고온공정에서 상기 공정챔버의 온도를 조절하기 위해, 온도 조절 장치는 공정챔버 내부에 적절하게 냉각 또는 가열된 고온의 냉각유체를 공급하여 온도를 제어하게 된다.In each process performed in the process chamber, it is very important to maintain the process temperature precisely, and a temperature control device (chiller) is used for this purpose. Meanwhile, in order to control the temperature of the process chamber in a high temperature process such as a chemical vapor deposition (CVD) process and an atomic layer deposition (ALD) process during a semiconductor manufacturing process, a temperature control device is provided inside a process chamber. The temperature is controlled by supplying a high temperature cooling fluid that is appropriately cooled or heated.

도 1 및 도 2는 일반적인 고온공정에서의 온도 조절 장치를 나타낸 것이다.1 and 2 show a temperature control device in a general high temperature process.

도 1을 참조하면, 공정챔버(20)는 그 내부에 반도체 제조 공정이 수행되는 공간을 형성하며 챔버상부(21)와 챔버하부(22)를 포함한다. 그리고, 온도 조절 장치는 제 1 온도 조절 장치(30)와 제 2 온도 조절 장치(40)를 포함하며 각각의 온도 조절 장치가 챔버상부(21)와 챔버하부(22)로 고온의 냉각유체를 공급 및 회수하여 온도를 조절한다. 상기 공정챔버(20) 내부의 온도를 조절하기 위해 하나의 온도 조절 장치를 적용할 수 있으나, 공정챔버 내부의 상하부의 온도차이가 발생하므로 보다 정밀한 온도 조절을 위해, 도시된 바와 같이 챔버상부(21)와 챔버하부(22) 각각의 온도를 조절할 수 있도록 두 개의 온도 조절 장치가 적용되는 것이 최근의 추세이다.Referring to FIG. 1, the process chamber 20 forms a space in which a semiconductor manufacturing process is performed and includes a chamber upper part 21 and a chamber lower part 22. The temperature control device includes a first temperature control device 30 and a second temperature control device 40, and each temperature control device supplies a high-temperature cooling fluid to the upper chamber 21 and the lower chamber 22. And recovery to adjust the temperature. One temperature control device may be applied to control the temperature inside the process chamber 20. However, since a temperature difference occurs in the upper and lower parts of the process chamber, the chamber upper part 21 is illustrated as shown in FIG. It is a recent trend that two temperature regulating devices are applied to adjust the temperature of each of the chamber and the lower chamber 22.

도 2를 참조하여 온도 조절 장치의 구성 및 동작을 살펴보기로 한다. 여기서 제 1 및 제 2 온도 조절 장치(30, 40)의 구성 및 동작은 동일하므로, 제 1 온도 조절 장치(30)의 구성 및 동작 만을 설명하기로 하며, 도면 부호 역시 제 1 온도 조절 장치(30)에 대해서만 병기하기로 한다.The configuration and operation of the temperature control device will be described with reference to FIG. 2. Here, since the configuration and operation of the first and second temperature control devices 30 and 40 are the same, only the configuration and operation of the first temperature control device 30 will be described, and reference numerals also refer to the first temperature control device 30. We will write only for).

제 1 온도 조절 장치(30)는 챔버상부(21)를 냉각시킬 냉각유체가 수용되는 저장탱크(31), 챔버상부(21)를 거친 냉각유체와 외부에서 유입된 냉각수(PCW:Process Cooling Water)를 열교환시키는 열교환기(37), 냉각유체를 순환시키도록 하는 펌프(33)를 포함한다. 냉각유체 순환배관(60)은 저장탱크(31)의 냉각 유체가 챔버상부(21)를 거쳐 열교환기(37)로 유입된 후 다시 저장탱크(31)로 유입되도록 각 구성요소들을 연결한다. 그리고, 냉각수 순환배관(50)은 외부에서 유입된 냉각수가 열교환기(37)를 거쳐 다시 외부로 나가도록 열교환기와 연결된다. 도면에 도시된 화살표의 방향은 냉각유체와 냉각수의 순환방향을 각각 나타낸 것이다. 한편, 미설명된 도면부호 '34, 35'는 온도센서를, '36'는 유량센서를 각각 나타낸 것이다.The first temperature control device 30 includes a storage tank 31 in which a cooling fluid to cool the upper chamber 21 is accommodated, a cooling fluid passing through the upper chamber 21 and cooling water introduced from the outside (PCW: Process Cooling Water). Heat exchanger (37) for heat exchange, and a pump (33) for circulating the cooling fluid. The cooling fluid circulation pipe 60 connects the respective components such that the cooling fluid of the storage tank 31 flows into the heat exchanger 37 through the upper chamber 21 and then flows back into the storage tank 31. In addition, the cooling water circulation pipe 50 is connected to the heat exchanger such that the cooling water introduced from the outside goes out again through the heat exchanger 37. The direction of the arrow shown in the drawing shows the circulation direction of the cooling fluid and the cooling water, respectively. Meanwhile, reference numerals '34' and '35' denote temperature sensors and '36' denote flow sensors, respectively.

저장탱크(31) 내부의 냉각유체는 히터(32)에 의하여 일정한 온도로 가열된 후, 펌프(33)에 의하여 챔버상부(21)에 공급된다. 공정챔버에서는 고온공정이 진행되어 고온으로 상승하게 되는데, 따라서 공급된 냉각유체는 챔버상부(21)를 냉각시키고 가열된 고온의 냉각유체는 열교환기(37)로 유입된다. 냉각유체 순환배관(60)을 통하여 열교환기(37)로 유입된 냉각유체는 냉각수 순환배관(50)을 통하여 열교환기(37)로 유입된 냉각수과 열교환된 후 다시 저장탱크(31)로 유입된다. 냉각유체는 저장탱크(31) 내부에서 히터(32)에 의하여 일정한 온도로 가열되어 다시 챔버상부(21)로 공급된다. The cooling fluid inside the storage tank 31 is heated to a constant temperature by the heater 32 and then supplied to the upper chamber 21 by the pump 33. In the process chamber, a high temperature process is performed to rise to a high temperature. Therefore, the supplied cooling fluid cools the upper chamber 21 and the heated high temperature cooling fluid flows into the heat exchanger 37. The cooling fluid introduced into the heat exchanger 37 through the cooling fluid circulation pipe 60 is heat-exchanged with the cooling water introduced into the heat exchanger 37 through the cooling water circulation pipe 50 and then flows back into the storage tank 31. The cooling fluid is heated to a constant temperature by the heater 32 in the storage tank 31 and is again supplied to the upper chamber 21.

그런데 이와 같은 종래의 온도 조절 장치는 아래와 같은 문제점이 발생한다.However, such a conventional temperature control device has the following problems.

먼저, 도시되고 전술한 바와 같이, 온도 조절 장치는 각각의 챔버공간별(챔버상부와 챔버하부)의 온도를 조절하기 위해 독립된 구조의 제 1 및 제 2 온도 조절 장치(30, 40)로 구분되는데, 따라서 각각의 온도 조절 장치는 각각의 저장탱크를 가지고 있다. 한편, 상기 저장탱크(31) 각각은 냉각유체 순환배관(60)에 연결되어 고온의 냉각유체는 저장탱크(31)를 통과하면서 순환하게 된다. 그런데, 100℃ 이상의 고온공정이 진행될 때 고온의 냉각유체가 순환하는 냉각유체 순환배관(60) 전체가 고온상태를 유지하게 되며 이는 냉각유체의 증발을 가져오는 가져오는 문제가 발생한다. 특히, 냉각유체가 많이 수용되어 있는 저장탱크(31) 역시 냉각유체 순환배관(60)에 연결되어 있으므로 이 저장탱크(31)에서 증발하는 냉각유체의 증발량은 더욱 많게 되므로 냉각유체의 공급이 지속적으로 이루어져야 한다. 문제는 냉각유체가 매우 고가이므로 이러한 냉각유체의 증발은 결국 제조 비용의 상승 원인이 된다.First, as shown and described above, the temperature regulating device is divided into first and second temperature regulating devices 30 and 40 having independent structures in order to adjust the temperature of each chamber space (upper chamber and lower chamber). Therefore, each thermostat has its own storage tank. Meanwhile, each of the storage tanks 31 is connected to the cooling fluid circulation pipe 60 so that the high temperature cooling fluid circulates while passing through the storage tank 31. However, when the high temperature process of 100 ° C. or more proceeds, the entire cooling fluid circulation pipe 60 in which the high temperature cooling fluid circulates is maintained at a high temperature, which causes a problem of bringing evaporation of the cooling fluid. In particular, since the storage tank 31, which contains a large amount of cooling fluid, is also connected to the cooling fluid circulation pipe 60, the amount of cooling fluid evaporating from the storage tank 31 is increased so that the supply of cooling fluid is continuously maintained. Should be done. The problem is that the cooling fluid is very expensive, the evaporation of such cooling fluid eventually leads to an increase in the manufacturing cost.

도 3은 냉각유체의 일 예('GALDEN HT270')의 물성치 값을 나타낸 표로서, 표에 나타난 바와 같이 25℃의 상온에서의 증기압(Vapor Pressure)은 0.003Torr, 50℃의 중온에서의 증기압은 0.027Torr, 150℃ 고온에서의 증기압은 11.64Torr로서, 25℃와 50℃에서의 증기압 차이는 9배, 25℃와 150℃에서의 증기압 차이는 3880배, 50℃와 150℃에서의 증기압 차이는 431배 차이가 난다. 실제로 ALD(Atomic Layer Deposiont, 원자층증착) 공정의 경우 상기 공정챔버 내부는 200℃ 이상까지 온도가 상승하는데, 공정챔버로 공급되는 냉각유체의 온도는 150℃이고 공정챔버를 거친 냉각유체의 온도는 160℃~180℃ 정도가 된다. 이와 같은 고온의 냉각유체가 흐름으로써 냉각유체 순환배관(60) 특히, 저장탱크 내의 냉각유체에는 많은 양의 냉각유체가 증발되게 된다. 3 is a table showing physical property values of an example of a cooling fluid ('GALDEN HT270'), as shown in the table, the vapor pressure at room temperature of 25 ° C. (Vapor Pressure) is 0.003 Torr, and the vapor pressure at medium temperature of 50 ° C. The vapor pressure at 0.027 Torr and 150 ° C high temperature is 11.64 Torr, and the vapor pressure difference at 25 ° C and 50 ° C is 9 times and the vapor pressure difference at 25 ° C and 150 ° C is 3880 times and the vapor pressure difference at 50 ° C and 150 ° C is 431 times the difference. In fact, in the case of ALD (Atomic Layer Deposiont) process, the temperature inside the process chamber rises to 200 ° C or higher. The temperature of the cooling fluid supplied to the process chamber is 150 ° C and the temperature of the cooling fluid passing through the process chamber is It becomes about 160 degreeC-180 degreeC. As such a high-temperature cooling fluid flows, a large amount of cooling fluid is evaporated in the cooling fluid circulation pipe 60, in particular, the cooling fluid in the storage tank.

또한, 온도 조절 장치에는 각종 센서 및 제어 부품이 장착되는데, 저장탱크 및 냉각유체가 순환되는 냉각유체 순환배관(60) 라인이 고온의 상태가 되어 센서 및 제어부품의 오작동 및 고장의 문제를 야기시켜, 공정의 신뢰도를 떨어뜨리고 주 기적인 정비 및 부품 교환이 이루어지기 때문에 이 역시 제조비용의 상승을 가져오게 된다. In addition, the temperature control device is equipped with a variety of sensors and control parts, the line of the cooling fluid circulation pipe (60) through which the storage tank and the cooling fluid is circulated to a high temperature state causing problems of malfunction and failure of the sensor and control parts. This, in turn, leads to an increase in manufacturing costs, as the process is less reliable and regular maintenance and parts replacement takes place.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 조절 장치(30, 40)는 각각의 저장탱크를 구비하므로 부피가 커지므로, 일반적으로 Main Equipment(10)의 하부에 설치된다. 따라서, Main Equipment(10) 내부의 공정챔버 공간별(챔버상부 및 챔버하부) 내부로 냉각유체를 공급하기 위해서는 고용량의 펌프 사용 부수적인 부품의 사용이 많아지게 되어 온도 조절 장치의 부피가 커지는 문제점이 발생하고, 또한 냉각유체 순환배관의 길이가 길어지게 되어 결국 제조비용의 상승을 가져오는 문제점이 있다. 또한, 냉각유체의 순환배관 라인이 길어짐으로써, 원거리 공정온도 제어에 따라 응답속도 저하 및 이를 제어하기 위한 부하량이 증가하게 된다.In addition, as shown in Figures 1 and 2, the temperature control device (30, 40) is provided because each of the storage tank is bulky, it is generally installed in the lower portion of the Main Equipment (10). Therefore, in order to supply the cooling fluid to each process chamber space (upper chamber and lower chamber) of the main equipment 10, the use of high capacity pump ancillary parts increases, thereby increasing the volume of the temperature control device. In addition, there is a problem that the length of the cooling fluid circulation pipe becomes long, resulting in an increase in manufacturing cost. In addition, the longer the circulation pipe line of the cooling fluid, the lower the response speed and the load for controlling the same according to the remote process temperature control.

한편, 전술한 바와 같이 ALD 공정의 경우 챔버상부(21)를 거친 냉각유체의 온도는 160℃~180℃ 정도가 된다고 했는데, 이 챔버상부(21)를 거친 냉각유체는 열교환기(37)로 유입된다. 또한, 열교환기(37)에 공급되는 냉각수의 온도는 보통 상온인 20℃~25℃ 정도인데, 따라서 열교환기에서는 20℃~25℃의 냉각수와 160℃~180℃ 정도의 냉각유체 간에 열교환이 일어나게 된다. 이렇게 열교환 유체간의 온도차이가 큰 경우 열교환기 내부에는 부식 또는 크랙(crack)이 발생하여 열교환기가 손상되는 문제점이 있다. 일반적으로 온도 조절 장치에 적용되는 열교환기는 열교환 효율을 높이기 위해 몸체 내부에 판형 또는 이중관 형태의 용접형 열교환기를 사용하는데, 상기한 바와 같이 열교환 유체간의 온도차이가 큰 경우 상기 용접부(접합부)에 부식 또는 크랙이 발생하게 되며, 이러한 문제점은 열교환기 내부로 유체가 계속 흐르기 때문에 더욱 커지게 된다. On the other hand, as described above, in the ALD process, the temperature of the cooling fluid passing through the upper chamber 21 is about 160 ° C. to 180 ° C., but the cooling fluid passing through the upper chamber 21 is introduced into the heat exchanger 37. do. In addition, the temperature of the cooling water supplied to the heat exchanger 37 is usually about 20 ° C. to 25 ° C., which is normal temperature. Therefore, in the heat exchanger, heat exchange occurs between 20 ° C. to 25 ° C. cooling water and 160 ° C. to 180 ° C. cooling fluid. do. Thus, when the temperature difference between the heat exchange fluid is large, there is a problem in that the heat exchanger is damaged due to corrosion or cracks inside the heat exchanger. In general, a heat exchanger applied to a temperature control device uses a welded heat exchanger in the form of a plate or a double tube inside a body to increase heat exchange efficiency. As described above, when the temperature difference between heat exchange fluids is large, corrosion or corrosion occurs in the welded part (junction). Cracking occurs, and this problem becomes larger because the fluid continues to flow into the heat exchanger.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 챔버상부 및 챔버하부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치 각각에 저장탱크를 적용하지 않고 이를 통합하여 통합형 저장탱크를 사용하고, 공정 중 상기 챔버상부와 챔버하부에서 나와 열교환기를 거친 고온의 냉각유체는 상기 저장탱크로 유입되지 않고 다시 순환하도록 하는 온도 조절 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above, the present invention uses an integrated storage tank by integrating it without applying a storage tank to each of the temperature control device for controlling the temperature of the upper chamber and the lower chamber, the process It is an object of the present invention to provide a temperature control device for circulating the high temperature cooling fluid from the upper chamber and the lower chamber through the heat exchanger without being introduced into the storage tank.

또한, 본 발명은 온도 조절 장치를 몇 개의 모듈화로 구현함으로써, 공정챔버가 설치되는 메인 설비(Main Equipment)와 근거리 또는 그 내부에 설치하도록 하는 온도 조절 장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to provide a temperature control device to be installed in the main equipment (Main Equipment) and the near or inside the process chamber is installed by implementing the temperature control device in several modular.

또한, 본 발명은 열교환 하는 냉각유체와 냉각수를 한 몸체의 내부에서 순환하도록 하는 대신, 냉각유체가 내부를 흐르는 몸체와 냉각수(PCW)가 내부를 흐르는 몸체를 서로 결합하여 열교환하는 간접방식의 열교환기를 적용한 온도 조절 장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention, instead of circulating the cooling fluid and the cooling water to heat exchange in the interior of the body, the heat exchanger of the indirect type of heat exchange by coupling the body and the body of the cooling fluid (PCW) flowing through the cooling fluid flows inside each other Another object is to provide an applied temperature control device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 조절 장치는 반도체 제조 공정 중 공정챔버의 온도를 조절하는 온도 조절 장치에 있어서, 상기 공정챔버에 설정된 온도의 냉각유체를 공급하고 회수하는 구동유닛; 냉각유체를 수용하는 저장탱크와, 상기 공정챔버에서 가열 또는 냉각된 냉각유체를 냉각수(PCW)와 열교환시키는 열교환기를 포함하는 레저버유닛; 및, 상기 공정챔버 내부로 원하는 조건의 냉각유체를 공급 및 회수하도록 제어하는 제어유닛;을 포함하며, 상기 공정챔버는 챔버상부와 챔버하부를 포함하고, 상기 구동유닛은 상기 챔버상부와 챔버하부에 각기 독립적으로 상기 냉각유체를 공급 및 회수하며, 공정 중 상기 챔버상부와 챔버하부에서 나와 상기 열교환기를 거친 냉각유체는 상기 레저버유닛의 저장탱크로 유입되지 않고 다시 상기 구동유닛 내부로 순환하는 것을 특징으로 한다.A temperature control device according to the present invention for achieving the above object is a temperature control device for controlling the temperature of the process chamber during the semiconductor manufacturing process, the drive unit for supplying and recovering the cooling fluid of the temperature set in the process chamber; A reservoir unit including a storage tank accommodating a cooling fluid and a heat exchanger configured to heat-exchange the cooling fluid heated or cooled in the process chamber with cooling water (PCW); And a control unit controlling to supply and recover a cooling fluid having a desired condition into the process chamber, wherein the process chamber includes an upper chamber and a lower chamber, and the driving unit is disposed in the upper chamber and the lower chamber. Each of the cooling fluids is independently supplied and recovered, and the cooling fluids passing from the upper chamber and the lower chamber during the process and passing through the heat exchanger are circulated back into the driving unit without being introduced into the reservoir tank of the reservoir unit. It is done.

상기 구동유닛은, 상기 챔버상부에 설정된 온도의 냉각유체를 공급해주는 제1구동유닛; 및, 상기 챔버하부에 설정된 온도의 냉각유체를 공급해주는 제2구동유닛;을 포함하며, 상기 제1구동유닛, 제2구동유닛, 레저버유닛은 각각 독립된 구조의 모듈로 설치된다.The drive unit, the first drive unit for supplying a cooling fluid of a temperature set on the chamber; And a second driving unit supplying a cooling fluid having a temperature set under the chamber, wherein the first driving unit, the second driving unit, and the reservoir unit are installed as modules having independent structures.

상기 레저버유닛은, 상기 챔버상부에서 가열 또는 냉각된 냉각유체를 냉각수(PCW)와 열교환시키는 제1열교환기와, 상기 챔버하부에서 가열 또는 냉각된 냉각유체를 냉각수(PCW)와 열교환시키는 제2열교환기를 포함하며, 상기 제1열교환기 및 제2열교환기는 각각, 냉각유체가 내부를 흐르는 제1몸체와 냉각수(PCW)가 내부를 흐르는 제2몸체를 서로 결합하여 열교환하는 간접방식의 열교환기인 것이 바람직하다.The reservoir unit may include a first heat exchanger for exchanging a heated or cooled cooling fluid with a cooling water (PCW) and a second heat exchanger for exchanging a heated or cooled cooling fluid with a cooling water (PCW) in a lower portion of the chamber. And a first heat exchanger and a second heat exchanger, respectively, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are indirect heat exchangers for coupling and heat-exchanging a first body through which cooling fluid flows and a second body through which cooling water PCW flows. Do.

한편, 상기 레저버유닛의 저장탱크 내부 상단부에는, 상기 저장탱크 내부에 담겨져 있는 냉각유체가 증발되는 것을 방지하는 증발억제 필터를 구비한다.On the other hand, the upper end of the inside of the storage tank of the reservoir unit, the evaporation suppression filter for preventing the cooling fluid contained in the storage tank is evaporated.

또한, 상기 제1구동유닛 및 제2구동유닛 각각은, 냉각유체가 순환하는 경로 상에, 냉각유체가 강제 순환하도록 하는 펌프, 상기 챔버상부 및 챔버하부로 유입되는 냉각유체의 온도를 설정된 온도로 가열시키는 히터, 냉각유체의 온도를 감지 하는 유입 및 유출 온도센서, 냉각유체의 유량을 감지하는 유량센서, 및 챔버상부 및 챔버하부로 냉각유체를 일정한 압력으로 공급할 수 있도록 조절하기 위한 바이패스 밸브를 포함한다.In addition, each of the first driving unit and the second driving unit includes a pump for allowing the cooling fluid to circulate on the path through which the cooling fluid circulates, and a temperature of the cooling fluid flowing into the upper and lower chambers at a predetermined temperature. Heater for heating, inlet and outlet temperature sensor for detecting the temperature of the cooling fluid, flow sensor for detecting the flow of the cooling fluid, and bypass valve for controlling the supply of cooling fluid at a constant pressure to the upper and lower chamber Include.

이와 같이 본 발명에 의하면, 공정 중 고온의 냉각유체는 저장탱크 내부로 유입되지 않게 저장탱크 내의 냉각유체는 항상 상온 또는 중온을 유지할 수 있고, 따라서 저장탱크 내부에 있는 냉각유체가 증발되는 것을 최소화할 수 있어, 비용 절감의 효과를 가져온다. Thus, according to the present invention, the cooling fluid in the storage tank can always maintain a room temperature or a medium temperature so that the cooling fluid of the high temperature does not flow into the storage tank during the process, thus minimizing evaporation of the cooling fluid in the storage tank. Can reduce the cost.

또한, 저장탱크를 기존에 챔버공간별(챔버상부 및 챔버하부)로 설치하였던 것을 하나로 통합하여 사용함으로써 온도 조절 장치의 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다. 그리고, 제1구동유닛, 제2구동유닛, 레저버유닛, 제어유닛을 각각 독립된 구조의 모듈 형태로 설치하며, Main Equipment 근거리에 또는, 도시된 바와 같이 Main Equipment 내부에 설치하는 것이 가능한데, 이에 의해 온도 조절 장치와 공정챔버를 연결하는 순환 배관의 사용을 최소화할 수 있고, 따라서 그 내부를 순환하는 냉각유체의 양 역시 줄어들게 된다. 배관의 사용이 최소화 됨으로써 제조비용이 줄어드는 이점이 있고, 또한 냉각유체의 양이 줄어들게 되면 결국 고온의 냉각유체의 증발양이 줄어들게 되어 결국 비용절감의 효과를 가져오게 된다. 또한, 순환배관의 길이가 최소화함으로써 기존의 원거리 공정온도 제어에 따른 응답속도 저하를 해결할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정온도 제어를 위한 부하량이 감소하게 되어 소비전력이이 줄어드는 이점이 있다. In addition, there is an advantage that can be reduced by the volume of the temperature control device by using the storage tank integrated into one that was previously installed in the chamber space (chamber upper and lower chamber) by one. In addition, the first driving unit, the second driving unit, the reservoir unit, and the control unit are respectively installed in the form of modules having independent structures, and it is possible to install the main equipment at a short distance or inside the main equipment as shown. It is possible to minimize the use of the circulation pipe connecting the temperature control device and the process chamber, thus reducing the amount of cooling fluid circulating therein. By minimizing the use of pipes, the manufacturing cost is reduced, and the amount of cooling fluid is reduced, so that the evaporation amount of the high temperature cooling fluid is reduced, resulting in cost savings. In addition, by minimizing the length of the circulation pipe, it is possible to solve the decrease in the response speed according to the existing remote process temperature control, thereby improving the reliability of the product and reducing the power consumption for the process temperature control, thereby reducing the power consumption. .

또한, 본 발명에 적용되는 열교환기를 간접 방식의 열교환기를 적용함으로써, 기존의 열교환 유체(냉각유체와 냉각수)간의 온도차이가 큰 경우 열교환기 내부에 부식 또는 크랙(crack)이 발생하여 열교환기가 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다. In addition, by applying an indirect heat exchanger to the heat exchanger applied to the present invention, if the temperature difference between the existing heat exchange fluid (cooling fluid and cooling water) is large, corrosion or cracks are generated inside the heat exchanger, thereby damaging the heat exchanger. There is an effect that can solve the problem.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a temperature control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 및 도 5를 참조하면, 온도 조절 장치는 구동유닛(101)과, 레저버유닛(130) 및 제어유닛(140)을 포함한다. 구동유닛(101)은 챔버상부(210)와 챔버하부(220)를 포함하는 공정챔버(201)에 설정된 온도의 냉각유체를 공급하고 회수하며, 레저버유닛(130)은 공정챔버에서 가열 또는 냉각된 냉각유체를 열교환시켜 다시 순환하도록 하고 또한 냉각유체를 저장한다. 그리고 제어유닛(140)은 구동유닛(101)과 레저버유닛(130)의 각 구성요소들과 전기적으로 연결되어, 원하는 조건의 냉각유체를 공정챔버에 공급 및 회수하도록 제어한다.4 and 5, the temperature control device includes a driving unit 101, a reservoir unit 130, and a control unit 140. The driving unit 101 supplies and recovers a cooling fluid having a temperature set in the process chamber 201 including the upper chamber 210 and the lower chamber 220, and the reservoir unit 130 is heated or cooled in the process chamber. The exchanged cooling fluid is circulated again to circulate again, and the cooling fluid is stored. In addition, the control unit 140 is electrically connected to each of the components of the driving unit 101 and the reservoir unit 130 to control the supply and recovery of cooling fluid of a desired condition to the process chamber.

본 실시예에서 구동유닛(101)은 챔버상부(210)에 냉각유체를 공급하고 회수하는 제1구동유닛(110)과 챔버하부(220)에 냉각유체를 공급하고 회수하는 제2구동유닛(120)으로 구분된다. 제1구동유닛(110)과 제2구동유닛(120)은 모두 각각 펌프(112,122), 히터(114,124), 유입 온도센서(115,125), 유출 온도센서(116,126), 유량센서(118,128), 바이패스 밸브(119,129) 등을 포함한다. 한편, 냉각유체 순환배관(150, 160)은 냉각유체가 순환하는 경로로서, 상기 펌프(112,122), 히터(114,124), 챔버상부(챔버하부), 레저버유닛(130)의 열교환기(131)를 각각 연결한다. 제1구동유닛(110)과 제2구동유닛(120)은 모두 동일한 구성요소를 가지고 동일한 기능을 수행하므로, 여기서는 제1구동유닛(110)에 대해서만 설명하기로 한다.In this embodiment, the driving unit 101 is the first drive unit 110 for supplying and recovering the cooling fluid to the upper chamber 210 and the second drive unit 120 for supplying and recovering the cooling fluid to the lower chamber 220. ). The first driving unit 110 and the second driving unit 120 are all pumps 112 and 122, heaters 114 and 124, inlet temperature sensors 115 and 125, outlet temperature sensors 116 and 126, flow sensors 118 and 128, and bypasses, respectively. Valves 119 and 129 and the like. On the other hand, the cooling fluid circulation pipe (150, 160) is a path through which the cooling fluid circulates, the pump (112, 122), the heater (114, 124), the upper chamber (lower chamber), the heat exchanger (131) of the reservoir unit 130 Connect each of them. Since the first driving unit 110 and the second driving unit 120 both have the same components and perform the same function, only the first driving unit 110 will be described herein.

펌프(112)는 냉각유체가 냉각유체 순환배관(150)을 통해 강제 순환하도록 한다. 히터(114)는 챔버상부(210)로 유입되는 냉각유체를 원하는 조건의 온도로 가열한다. 챔버상부(210)의 유입단 및 유출단에는 챔버상부(210)로 냉각유체를 공급하는 냉각유체 공급밸브(117a)와 챔버상부(210)로부터 냉각유체를 회수하기 위한 냉각유체 회수밸브(117b)가 각각 설치된다. 냉각유체의 경로상 냉각유체 공급밸브(117a)의 전단에는 챔버상부(210)로 유입되는 냉각유체의 온도를 감지하는 유입 온도센서(115)가, 냉각유체 회수밸브(117b)의 후단에는 챔버상부(210)를 거친 냉각유체의 온도를 감지하는 유출 온도센서(116)가 각각 설치된다. 또한 유출 온도센서(116)의 후단에는 챔버상부(210)를 거친 냉각유체의 유량을 감지하는 유량센서(118)가 설치된다. 한편, 냉각유체 순환배관(150)에는 펌프(112)가 챔버상부(210)로 냉각유체를 일정한 압력으로 공급할 수 있도록 조절하기 위한 바이패스 밸브(119)가 설치된다.The pump 112 allows the cooling fluid to be forcedly circulated through the cooling fluid circulation pipe 150. The heater 114 heats the cooling fluid flowing into the upper chamber 210 to a temperature of a desired condition. Cooling fluid supply valves 117a for supplying cooling fluid to the upper chamber 210 and cooling fluid recovery valves 117b for recovering cooling fluid from the chamber upper portion 210 at the inlet and outlet ends of the upper chamber 210. Are respectively installed. An inlet temperature sensor 115 for sensing the temperature of the cooling fluid flowing into the upper chamber 210 is provided at the front of the cooling fluid supply valve 117a on the path of the cooling fluid, and at the rear of the cooling fluid recovery valve 117b. Outflow temperature sensor 116 for sensing the temperature of the cooling fluid through the 210 is installed, respectively. In addition, at the rear end of the outflow temperature sensor 116, a flow sensor 118 for detecting a flow rate of the cooling fluid passing through the upper chamber 210 is installed. On the other hand, the cooling fluid circulation pipe 150 is provided with a bypass valve 119 for controlling the pump 112 to supply the cooling fluid at a constant pressure to the upper chamber (210).

레저버유닛(130)은 열교환기(131)와 저장탱크(134)를 포함한다. The reservoir unit 130 includes a heat exchanger 131 and a storage tank 134.

열교환기(131)는 챔버상부(210)를 거쳐 제1구동유닛(110)을 통과한 냉각유체를 외부에서 유입된 냉각수(PCW)와 열교환시키는 제1열교환기(132)와, 챔버하 부(220)를 거쳐 제2구동유닛(120)을 통과한 냉각유체를 외부에서 유입된 냉각수와 열교환시키는 제2열교환기(133)를 포함한다. 상기 제1열교환기(132) 및 제2열교환기(133) 역시 동일한 구조 및 동일한 기능을 수행하므로, 이하에서는 제1열교환기(132)에 대해서만 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 제1열교환기(132)에서는 냉각유체와 냉각수가 열교환되므로, 냉각유체 순환배관(150)과 냉각수 순환배관(170)이 각각 연결된다. 한편 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치에 적용되는 제1열교환기(132)는 냉각유체가 내부를 흐르는 제1몸체(132b)와 냉각수가 내부를 흐르는 제2몸체(132a)를 서로 결합하여 열교환하는 간접방식의 열교환기인 것이 바람직하다. 여기서, 제1몸체(132b)와 제2몸체(132a)는 일반적인 열교환기의 구조를 갖는 것으로 이해하면 족하고, 따라서 상기 제1열교환기(132)는 두 개의 열교환기가 조립 또는 결합된 형태의 구조를 갖는다. 따라서, 본 발명의 열교환기에 의해, 열교환 유체(냉각유체와 냉각수)간의 온도차이가 큰 경우 열교환기 내부에 부식 또는 크랙(crack)이 발생하여 열교환기가 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다. The heat exchanger 131 has a first heat exchanger 132 for exchanging the cooling fluid passing through the first driving unit 110 with the coolant PCW introduced from the outside through the upper chamber 210, and the lower chamber ( And a second heat exchanger 133 for exchanging the cooling fluid passing through the second driving unit 120 with the cooling water introduced from the outside. Since the first heat exchanger 132 and the second heat exchanger 133 also perform the same structure and the same function, only the first heat exchanger 132 will be described below. As shown, since the cooling fluid and the cooling water are heat exchanged in the first heat exchanger 132, the cooling fluid circulation pipe 150 and the cooling water circulation pipe 170 are connected to each other. Meanwhile, referring to FIG. 6, the first heat exchanger 132 applied to the temperature control device according to the embodiment of the present invention includes a first body 132b through which a cooling fluid flows and a second body through which the cooling water flows. It is preferable that the heat exchanger of the indirect type in which the heat exchanger 132a is combined with each other. Here, it is sufficient to understand that the first body 132b and the second body 132a have a structure of a general heat exchanger. Therefore, the first heat exchanger 132 has a structure in which two heat exchangers are assembled or combined. Have Therefore, by the heat exchanger of the present invention, when the temperature difference between the heat exchange fluid (the cooling fluid and the cooling water) is large, there is an advantage that the heat exchanger may be damaged due to corrosion or cracks occurring inside the heat exchanger.

다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 냉각유체 경로 상의 제1열교환기(132) 유입단에는 제1열교환기(132) 내부로의 냉각유체의 유입을 제어하는 냉각유체 순환제어밸브(136a)가 설치된다. 상기 냉각유체 순환제어밸브(136a)는 장치의 초기 구동 시 잠겨 있어 제1구동유닛(110) 내의 에어 빼기용으로도 사용되고, 공정 진행시 열도록 작동된다. 한편, 냉각수 순환배관(170) 상에는 제1열교환기(132) 전단에 냉각수 유량제어밸브(138)와 역류 방지용 체크밸브(139a)가 설치되고, 제1열교환기(132) 후단에는 열교환기로의 역류를 방지하기 위한 역류 방지용 체크밸브(139b)가 설치된다. 4 and 5, a cooling fluid circulation control valve 136a for controlling the inflow of the cooling fluid into the first heat exchanger 132 is provided at the inlet end of the first heat exchanger 132 on the cooling fluid path. Is installed. The cooling fluid circulation control valve 136a is locked during the initial driving of the apparatus, and is also used for bleeding air in the first driving unit 110, and is operated to open during the process. On the other hand, on the cooling water circulation pipe 170, the cooling water flow control valve 138 and the check valve 139a for preventing the backflow are installed at the front end of the first heat exchanger 132, and the reverse flow to the heat exchanger at the rear end of the first heat exchanger 132. The check valve 139b for preventing the flow of water is installed.

도시된 바와 같이, 제1열교환기(132)를 거쳐 열교환된 냉각유체는 저장탱크(134)로 유입되지 않고 펌프(112)로 연결되는 냉각유체 순환배관(150)을 흐르게 된다. 그리고, 제1열교환기(132)를 거친 냉각수는 외부로 배출되게 된다.(굵은 화살표 참조) 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.As shown, the cooling fluid heat-exchanged through the first heat exchanger 132 flows through the cooling fluid circulation pipe 150 connected to the pump 112 without entering the storage tank 134. Then, the cooling water passing through the first heat exchanger 132 is discharged to the outside (see the thick arrow). A detailed description thereof will be described later.

저장탱크(134)에는 냉각유체가 저장되며 상단에는 유입구(134a)가 형성된다. 한편, 저장탱크(134)의 내부 상단부에는 저장탱크(134) 내부에 담겨져 있는 냉각유체가 증발되는 것을 방지하는 증발억제 필터(135)가 설치된다. 증발억제 필터(135)의 구조는 다양한 형태로 설계될 수 있으며 본 발명의 범위는 특정 구조에 한정되지 않으나, 본 실시예에서는 메쉬(mesh) 형태의 구조를 갖는다. 한편, 저장탱크(134)는 냉각유체 순환배관(150)과 제1연결관(181) 및 제2연결관(182)에 의해 연결된다. 상기 연결관(181,182)도 큰 의미에서 냉각유체 순환배관(150)에 포함될 수 있으나, 공정이 진행중인 경우에는 냉각유체가 순환하지 않으므로, 본 설명에서는 냉각유체 순환배관(150)과 구분하여 연결관(181,182)으로 구분하여 칭하기로 한다. 제2연결관(182)에는 저장탱크(134)에서 냉각유체 순환배관(150)으로 냉각유체의 공급을 제어하는 냉각유체 순환제어밸브(136b)가 설치된다.Cooling fluid is stored in the storage tank 134, and an inlet 134a is formed at the top. On the other hand, the inner upper end of the storage tank 134 is provided with an evaporation suppression filter 135 to prevent the cooling fluid contained in the storage tank 134 is evaporated. The structure of the evaporation suppression filter 135 may be designed in various forms and the scope of the present invention is not limited to a specific structure, but in this embodiment, it has a mesh structure. On the other hand, the storage tank 134 is connected by the cooling fluid circulation pipe 150, the first connecting pipe 181 and the second connecting pipe 182. The connecting pipes 181 and 182 may also be included in the cooling fluid circulation pipe 150 in a large sense, but since the cooling fluid does not circulate when the process is in progress, in the present description, the connection pipes are distinguished from the cooling fluid circulation pipe 150. 181,182) will be referred to. The second connection pipe 182 is provided with a cooling fluid circulation control valve 136b for controlling the supply of the cooling fluid from the storage tank 134 to the cooling fluid circulation pipe 150.

제어유닛(140)은 구동유닛(101) 및 레저버유닛(130)의 각 구성요소들과 전기적으로 연결되어, 공정 중 챔버상부(210) 및 챔버하부(220) 내부로 원하는 조건의 냉각유체를 원할하게 공급할 수 있도록 상기 구성요소들을 제어한다.The control unit 140 is electrically connected to each of the components of the drive unit 101 and the reservoir unit 130 to supply cooling fluids under desired conditions into the upper chamber 210 and lower chamber 220 during the process. The components are controlled to supply smoothly.

이하 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치의 동작을 살펴보기로 한다.Hereinafter will be described the operation of the temperature control device according to an embodiment of the present invention.

장치의 초기 구동 시, 제2연결관(182)에 설치된 냉각유체 순환제어밸브(136b)는 열리고 제1열교환기(132) 전단의 냉각유체 순환제어밸브(136a)는 닫혀서, 저장탱크(134)에 저장되어 있는 냉각유체를 냉각유체 순환배관(150)으로 공급하고 구동유닛(101) 내부의 냉각유체 순환배관(150) 내의 공기를 뺀다. In the initial operation of the device, the cooling fluid circulation control valve 136b installed in the second connecting pipe 182 is opened and the cooling fluid circulation control valve 136a in front of the first heat exchanger 132 is closed, thereby storing the storage tank 134. Cooling fluid stored in the supply to the cooling fluid circulation pipe 150 and the air in the cooling fluid circulation pipe 150 inside the drive unit 101 is drained.

한편, 일정 시간이 지난 후 공기가 다 빠지고 공정(본 실시예에서는 ALD 공정을 예로 들기로 한다)에 필요한 냉각유체가 충분히 공급되면, 냉각유체 순환제어밸브(136b)는 닫히고 제1열교환기(132) 전단의 냉각유체 순환제어밸브(136a)는 열리게 된다. 그러면, 펌프(112)의 구동에 의해 냉각유체 순환배관(150) 상의 냉각유체는 챔버상부(210)로 공급되는데, 그 전에 히터(114)에 의해 150℃로 가열된다. ALD 공정 시 챔버상부(210)는 대략 200℃ 이상까지 상승되는데, 챔버상부(210)로 유입된 냉각유체는 가열된 챔버상부(210)를 냉각시킨 후 빠져나오며, 이 때 냉각유체는 대략 160℃~180℃가 된다. 챔버상부(210)를 빠져나온 냉각유체는 제1열교환기(132)로 유입되어, 냉각수 순환배관(170)을 통해 제1열교환기(132)로 유입된 상온(대략 20℃~30℃)의 냉각수와 열교환을 하게 된다. 제1열교환기(132)를 거친 냉각유체는 펌프(112)의 구동에 의해 다시 냉각유체 순환배관(150)을 순환하게 된다. 도 4에 도시된 굵은 선의 화살표는 공정 중 냉각유체 순환배관(150, 160)을 통해 흐르는 냉각유체의 흐름을 나타낸 것이다. 한편, 공정 중 온도변화에 따른 전체적인 냉각유체의 부피변화에 대응하여 일부 소량의 냉각유체는 저장탱크(134)에서 냉각유체 순환배관(150)으로 유입되거나 그 역으로 냉각유체 순환배관(150)에서 저장 탱크(134)로 유입된다. On the other hand, if the air is exhausted after a predetermined time and the cooling fluid required for the process (in this embodiment, ALD process is taken as an example) is sufficiently supplied, the cooling fluid circulation control valve 136b is closed and the first heat exchanger 132 is closed. The cooling fluid circulation control valve 136a at the front end is opened. Then, the cooling fluid on the cooling fluid circulation pipe 150 is supplied to the upper chamber 210 by the driving of the pump 112, before being heated to 150 ° C by the heater 114. In the ALD process, the chamber upper portion 210 is raised to about 200 ° C. or more, and the cooling fluid introduced into the chamber upper portion 210 exits after cooling the heated chamber upper portion 210, and at this time, the cooling fluid is approximately 160 ° C. It becomes -180 degreeC. Cooling fluid exiting the upper chamber 210 is introduced into the first heat exchanger 132, the room temperature (approximately 20 ℃ ~ 30 ℃) introduced into the first heat exchanger 132 through the cooling water circulation pipe 170 Heat exchange with the coolant. The cooling fluid that has passed through the first heat exchanger 132 circulates the cooling fluid circulation pipe 150 again by driving the pump 112. The thick arrow shown in Figure 4 shows the flow of the cooling fluid flowing through the cooling fluid circulation pipe (150, 160) during the process. On the other hand, in response to the volume change of the overall cooling fluid according to the temperature change during the process, a small amount of cooling fluid is introduced into the cooling fluid circulation pipe 150 from the storage tank 134 or vice versa in the cooling fluid circulation pipe 150 Flows into the storage tank 134.

이와 같이 공정 중에는 냉각유체는 저장탱크(134) 내부로 유입되지 않게 된다. 즉, 저장탱크(134)는 냉각유체에 노출되지 않게 된다. 전술한 바와 같이 냉각유체 순환배관(150, 160)을 흐르는 냉각유체는 매우 고온인데, 이러한 고온의 냉각유체에 노출되지 않고 또한 고온의 냉각유체가 유입되지 않음으로써, 저장탱크(134) 내의 냉각유체는 항상 상온 또는 중온을 유지할 수 있고, 따라서 저장탱크 내부에 있는 냉각유체가 증발되는 것을 최소화할 수 있게 된다. As such, the cooling fluid is not introduced into the storage tank 134 during the process. That is, the storage tank 134 is not exposed to the cooling fluid. As described above, the cooling fluid flowing through the cooling fluid circulation pipes 150 and 160 is very high temperature. The cooling fluid in the storage tank 134 is not exposed to the high temperature cooling fluid and no high temperature cooling fluid is introduced. It can always maintain the room temperature or the middle temperature, thus minimizing the evaporation of the cooling fluid in the storage tank.

또한, 저장탱크를 기존에 챔버공간별(챔버상부 및 챔버하부)로 설치하였던 것을 하나로 통합하여 사용함으로써, 온도 조절 장치의 부피를 줄일 수 있는 이점이 있게 된다. In addition, by using the storage tanks that were previously installed for each chamber space (chamber upper and chamber lower) integrated into one, there is an advantage that can reduce the volume of the temperature control device.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치가 공정챔버(201)가 설치되는 메인 설비(Main Equipment, 100) 내부에 설치된 상태의 개략 구성도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 제1구동유닛(110), 제2구동유닛(120), 레저버유닛(130), 제어유닛(미도시)은 각각 독립된 구조의 모듈 형태로 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명에 의하면 저장탱크를 기존에 챔버공간별(챔버상부 및 챔버하부)로 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치 각각에 설치하였던 것을 하나로 통합하여 사용함으로써 장치의 부피를 크게 줄일 수 있고, 따라서 독립된 구조의 모듈화로 구현할 수 있고, 또한 소형의 모듈화를 구현할 수 있음으로 하여 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치를 Main Equipment(100) 근거리에 또는, 도시된 바와 같이 Main Equipment(100) 내부에 설치하는 것이 가능하다. 7 is a schematic configuration diagram of a state in which a temperature control device according to an embodiment of the present invention is installed inside a main equipment 100 in which a process chamber 201 is installed. As shown, it can be seen that the first driving unit 110, the second driving unit 120, the reservoir unit 130, and the control unit (not shown) are each installed in an independent structure. As described above, according to the present invention, the storage tank can be significantly reduced in volume by integrating one previously installed in each of the temperature control devices for controlling temperature by chamber space (upper chamber and lower chamber). Therefore, since the modular structure of the independent structure and the small modularity can be implemented, the temperature control device according to the embodiment of the present invention is located at the main equipment 100 or at the main equipment 100 as shown. It is possible to install inside.

한편, 이렇게 온도 조절 장치를 Main Equipment 근거리에 또는, Main Equipment 내부에 설치함으로써, 냉각유체와 공정챔버를 연결하는 순환 배관의 사용을 최소화할 수 있고, 따라서 그 내부를 순환하는 냉각유체의 양 역시 줄어들게 된다. 배관의 사용이 최소화 됨으로써 제조비용이 줄어드는 이점이 있고, 또한 냉각유체의 양이 줄어들게 되면 결국 고온의 냉각유체의 증발양이 줄어들게 되어 결국 비용절감의 효과를 가져오게 된다. 또한, 순환배관의 길이가 최소화함으로써 기존의 원거리 공정온도 제어에 따른 응답속도 저하를 해결할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정온도 제어를 위한 부하량이 감소하게 되어 소비전력이이 줄어드는 이점이 있다. On the other hand, by installing the temperature control device at or near the main equipment, it is possible to minimize the use of the circulation pipe connecting the cooling fluid and the process chamber, thus reducing the amount of cooling fluid circulating therein. do. By minimizing the use of pipes, the manufacturing cost is reduced, and the amount of cooling fluid is reduced, so that the evaporation amount of the high temperature cooling fluid is reduced, resulting in cost savings. In addition, by minimizing the length of the circulation pipe, it is possible to solve the decrease in the response speed according to the existing remote process temperature control, thereby improving the reliability of the product and reducing the power consumption for the process temperature control, thereby reducing the power consumption. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 온도 조절 장치의 개략 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a conventional temperature control device;

도 2는 도 1의 온도 조절 장치의 개념도,2 is a conceptual diagram of the temperature control device of FIG.

도 3은 냉각유체의 물성치 값을 나태난 표,3 is a table showing the physical property values of the cooling fluid,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치의 개념도,4 is a conceptual diagram of a temperature control device according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치의 블록 구성도,5 is a block diagram of a temperature control device according to an embodiment of the present invention;

도 6은 도 4의 열교환기의 구성도,6 is a configuration diagram of a heat exchanger of FIG.

도 7는 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a temperature control device according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명 ><Description of Major Symbols in Drawing>

101. 구동유닛 110. 제1구동유닛101. Drive unit 110. First drive unit

120. 제2구동유닛 130. 레저버유닛120. Second drive unit 130. Reservoir unit

131. 열교환기 132. 제1열교환기131. Heat exchangers 132. First heat exchanger

133. 제2열교환기 134. 저장탱크133. Second heat exchanger 134. Storage tank

140. 제어유닛 201. 공정챔버140. Control unit 201. Process chamber

210. 챔버상부 220. 챔버하부210. Upper chamber 220. Lower chamber

Claims

In the temperature control device for controlling the temperature of the process chamber during the semiconductor manufacturing process,

A driving unit for supplying and recovering a cooling fluid of a temperature set in the process chamber;

A reservoir unit including a storage tank accommodating a cooling fluid and a heat exchanger configured to heat-exchange the cooling fluid heated or cooled in the process chamber with cooling water (PCW); And,

And a control unit configured to control supply and recovery of cooling fluid having a desired condition into the process chamber.

The process chamber includes an upper chamber and a lower chamber, and the driving unit independently supplies and recovers the cooling fluid to the upper chamber and the lower chamber, respectively, and comes out of the upper chamber and the lower chamber during the process. Cooling fluid passing through the heat exchanger connected to the unit independently does not flow into the reservoir tank of the reservoir unit is circulated back into the drive unit.

The method of claim 1, wherein the drive unit,

A first driving unit supplying a cooling fluid having a temperature set above the chamber; And,

And a second driving unit supplying a cooling fluid having a temperature set below the chamber.

The first driving unit, the second driving unit, the reservoir unit and the control unit are each a temperature control device, characterized in that installed as an independent structure of the module.

The method of claim 2, wherein the reservoir unit,

A first heat exchanger for exchanging the heated or cooled cooling fluid with the cooling water (PCW) in the upper chamber, and a second heat exchanger for exchanging the heated or cooled cooling fluid with the cooling water (PCW) in the lower chamber,

The first heat exchanger and the second heat exchanger, respectively, the temperature control, characterized in that the heat exchanger of the indirect type to heat exchange by coupling the first body flowing through the cooling fluid and the second body flowing through the cooling water (PCW), respectively Device.

The method of claim 2,

And an evaporation suppression filter on the upper end portion of the reservoir unit in the storage tank to prevent evaporation of the cooling fluid contained in the storage tank.

The method of claim 2, wherein each of the first drive unit and the second drive unit,

An outflow temperature sensor for sensing the temperature of the cooling fluid recovered from the upper chamber and the lower chamber, a flow rate sensor for detecting the flow rate of the cooling fluid, a pump for forced cooling of the cooling fluid after the heat exchange in the heat exchanger, the upper part of the chamber and A heater for heating the temperature of the cooling fluid flowing into the lower part of the chamber to a predetermined temperature, and an inlet temperature sensor for controlling the cooling fluid at a constant temperature and supplying it to the upper and lower chambers, in order to sequentially circulate the cooling fluid. To be positioned,

And a bypass valve branched between the pump outlet and the heater to join the cooling fluid flowing from the rear end of the flow sensor so that the cooling fluid can be supplied at a constant pressure and flow rate to the upper and lower chambers. Thermostat made with.

The method of claim 5, wherein

The pump, the heater and the inlet temperature sensor are installed at the front end of the process chamber (upper chamber and lower chamber) on the circulation path of the cooling fluid, and the outflow temperature sensor and the flow sensor are connected to the process chamber (upper chamber and lower chamber). Temperature control device, characterized in that installed in the rear end.

The method according to any one of claims 1 to 6,

The temperature control device is installed in the main equipment (Main Equipment) in which the process chamber is installed.