チラーとは何ですか?
現代の工業生産において、温度制御技術は、特に高精度半導体製造の分野で重要な役割を果たしています。温度制御システムの中核機器であるチラーは、半導体生産ラインで広く使用されており、さまざまな機器が適切な温度で安定して動作し、製品の品質と機器の寿命に悪影響を与える温度変動を回避できるようにしています。チラーは、生産プロセスで発生する熱を効率的に制御できるだけでなく、多くの高精度プロセスでかけがえのない役割を果たしています。この記事では、半導体生産におけるチラーの動作原理、主要コンポーネント、重要性を詳しく説明し、生産効率の向上と製品品質の確保におけるチラーの重要な役割をさらに理解します。
1. チラーの冷却原理とその主要構成部品。
チラーの冷却原理は、熱力学的蒸気圧縮サイクルまたは吸収サイクルに基づいています。チラーの主なコンポーネントには、コンプレッサー、コンデンサー、膨張弁、蒸発器、冷媒が含まれます。

2.半導体製造にはなぜ チラー?
半導体製造において、チラーは欠かせない「縁の下の力持ち」です。チラーの主な役割は、フォトリソグラフィーやエッチングなどのプロセスには非常に厳しい温度要件があるため、温度を正確に制御することです。わずかな変動でもウェハの品質に影響を及ぼします。チラーは安定した冷却水を供給し、装置が最適な温度を維持できるようにします。
プラズマエッチング装置などの製造装置は、稼働中に大量の熱を発生します。この熱が効果的に放散されないと、プロセスの安定性が損なわれたり、装置が損傷したりする可能性があります。チラーは「冷却剤」として機能し、余分な熱を除去して装置の寿命を延ばします。
効果的な温度制御は、ウェハの反りや構造異常などの問題を防ぐことで製品の歩留まりも向上させ、生産効率にとって非常に重要です。さらに、レーザーや真空ポンプなどの特定の主要コンポーネントは温度に非常に敏感です。チラーはこれらのコンポーネント専用の冷却を提供し、安定した動作を保証します。
環境要件が厳しいクリーンルームでも、チラーは HVAC システムをサポートして適切な温度と湿度を維持できます。EUV リソグラフィーなどの高度なプロセスでは、さらに厳しい温度制御が求められますが、チラーはそれを容易に実現できます。つまり、チラーのサポートにより、半導体製造はより効率的で信頼性が高くなります。
3.半導体チラーは2つのタイプに分けられます。



熱電冷却チラー。
これは、熱電効果に基づいた小型ながら効率的な冷却ソリューションです。p 型および n 型半導体で構成された熱電対に直流電流が流れると、電流の「キャリア」である電子が冷側から温側へ熱を伝達します。その結果、冷側は冷え、温側は温まり、冷却プロセスが完了します。興味深いことに、電流の方向を逆にすると温側と冷側が入れ替わり、冷却と加熱の両方の機能が有効になります。
その構造は単純です:
• ヒートシンク: 余分な熱を取り除きます。
• P型半導体とN型半導体: コア冷却タスクを処理します。
• 温側と冷側の電極: エネルギーの架け橋として機能します。
• DC電源: 原動力を提供します。
• 制御回路: 安定したインテリジェントな操作を保証します。
これらのコンポーネントを組み合わせることで、信頼性が高く効率的な熱電冷却システムが実現します。
コンプレッサー式冷却チラー。
このタイプの冷却プロセスはマラソンを走るのに似ており、閉ループ サイクルを着実に完了します。コンプレッサーはまず蒸発器から低圧蒸気を吸い込み、それを「圧縮」して高温高圧ガスにし、次にそれを凝縮器に押し込んで冷却し、高圧液体にします。次に、高圧液体は膨張弁を通過して「スリム化」して低圧液体になり、蒸発器に戻されて熱を吸収して蒸発します。プロセス全体を通じて熱が継続的に「伝達」され、機器が冷却されます。
主要部品には、蒸発器、コンプレッサー、凝縮器、膨張弁が含まれます。蒸発器は熱を吸収し、コンプレッサーは冷媒を圧縮して押し出し、凝縮器は熱を放散し、膨張弁は流量を調整します。調和して動作すると、冷却効果が優れています。
さらに、チラーの種類に関係なく、循環ポンプと制御システムが不可欠です。循環ポンプは冷却液を動かし続け、制御システムは「司令官」として機能し、センサーのフィードバックに基づいて温度を調整し、システムが正確かつ安定して動作することを保証します。
