[发明专利]半导体工艺用冷却装置

说明书

公开一种半导体工艺用冷却装置，该冷却装置在控制各个通道的箱的液位平衡时也能够最小化温度控制的影响。温度控制模块与连接于所述工艺腔室的热区和冷区的两个通道对应地构成，在连接于所述冷区的第一通道中，设置成从回收线到供应线依次布置有箱、循环泵、结合于所述制冷循环的蒸发器以及线加热器，在连接于所述热区的第二通道中，设置成从回收线到供应线依次布置有箱、循环泵、冷却水热交换器以及线加热器，流过各个通道的制冷剂在所述第一通道的蒸发器和所述第二通道的冷却水热交换器中被冷却控制，并且在所述第一通道及所述第二通道的线加热器中被加热控制。

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺用冷却装置，尤其涉及一种在按各个通道而控制箱的液位平衡时也能够最小化温度控制的影响的技术。

背景技术

正在积极进行半导体市场的3D存储器相关技术的开发。3D存储器技术是一种由于在现有的2D存储器制造中的微处理技术的局限性而将半导体元件在垂直方向上堆叠多层的元件的方法。

这种3D存储器工艺是要求大容量和高速处理的第四工业时代必要的技术，并且其市场规模正在快速增长。为了在执行3D存储器工艺时确保高生产率和效率，需要具有比现有工艺更宽的温度范围和更快的响应性。

半导体用冷却装置是用于维持静电吸盘(ESC CHUCK)的精确温度控制的装置，所述静电吸盘控制进行如上所述的工艺的腔室的内部温度和晶圆表面的温度。

例如，由本申请人提交的韩国授权专利第2070455号公开了“半导体工艺用冷却装置及其温度控制方法”。

近来，为了对以往的在工艺温度范围(例如，-20℃～90℃)下根据所需的设定值来提高或降低系统的温度时消耗较多时间的工艺进行改善，利用热区(hot zone)和冷区(cold zone)的两个通道进行混合或切换而进行快速的温度响应的工艺逐渐增加。

但是，在进行混合或切换工艺时，两个温度区域混合而温度波动的部分成为问题。

并且，由于在进行混合或切换工艺时所产生的箱之间的制冷剂的偏移，即，制冷剂流量的不均衡，对冷却装置的温度控制性造成不良影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够快速响应工艺温度变化的冷却装置。

本发明的另一目的在于提供一种按各个通道而控制箱的液位平衡时也能够最小化温度控制的影响的冷却装置。

本发明的另一目的在于提供一种能够通过瞬间加热来提高温度响应性的冷却装置。

上述的目的借由如下的半导体工艺用冷却装置而达成，其特征在于，配备有设置于制冷循环与工艺腔室之间的温度控制模块，所述温度控制模块与连接于所述工艺腔室的热区(hot zone)和冷区(cold zone)的两个通道对应地构成，在连接于所述冷区的第一通道中，设置成从回收线到供应线依次布置有箱、循环泵、结合于所述制冷循环的蒸发器以及线加热器，在连接于所述热区的第二通道中，设置成从回收线到供应线依次布置有箱、循环泵、冷却水热交换器以及线加热器，流过各个通道的制冷剂在所述第一通道的蒸发器和所述第二通道的冷却水热交换器中被冷却控制，并且在所述第一通道及所述第二通道的线加热器中被加热控制。

优选地，在各个通道的线加热器的后端可以设置有进一步连接于各个通道的回收线的三通阀，从而调节各个通道的供应线的流量。

优选地，所述冷区和热区执行通过三通阀的轨道调节的混合(mixing)控制或者通过双向电磁阀的打开/关闭控制的切换(switching)控制。

根据本发明，由于在循环过程中在各个通道的箱的后端控制温度，因此在控制箱之间的平衡时也可以最小化温度控制的影响，并且会提高控制响应性。