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詳細な分析とその分類と用途

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。

チラー

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。

1. 1圧縮

このプロセスは、コンプレッサーで低温、低圧のガス冷媒を高温、高圧のガスに圧縮することから始まります。これは、ポンプが勢いよく膨らんで圧力と温度が急激に上昇するのと似ています。

1.2 スロットリング

次に、液体冷媒は膨張弁(スロットル弁とも呼ばれる)を通過し、高いところから滑り落ちるのと同じように、圧力が急激に低下します。温度も下がり、液体の一部が蒸発して、低温、低圧の液体とガスの混合物になります。

1.3 結露

次に、高温高圧のガス冷媒は凝縮器に入り、冷却水や空気と反応して熱が奪われ、冷媒は中温高圧の液体に変化します。これは「冷却」して余分な熱を放出すると考えるといいでしょう。

1.4 蒸発

冷媒は蒸発器に入り、そこで二次冷媒(水やグリコール溶液など)から熱を吸収し、完全に気体状態になります。この熱吸収により二次冷媒が冷却され、目的の冷却効果が得られます。

1.5 サイクル

最後に、ガス冷媒はコンプレッサーに戻り、新たなサイクルが再び始まります。

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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。

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熱電冷却チラー。
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コンプレッサー式冷却チラー。
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チラー

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。

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4. チラーの有名メーカー。

同社の半導体チラーは、シリコン ウェーハの製造と研究用に特別に設計されており、高温ガス バイパス技術を使用して高い安定性を実現しています。温度制御精度 ±0.1°C で、5°C から 27°C まで連続的に冷却します。ウェーハ チャックの冷却、テスト ヘッドの冷却、その他の半導体プロセス装置の冷却に適した複数のモデルが用意されています。

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同社は 1952 年以来、さまざまな業界に信頼性の高い流体冷却装置を提供し、さまざまなサイズと携帯性の要件を満たす半導体業界向けの標準またはカスタマイズされたシステムを提供しています。同社の製品は耐用年数が長く、さまざまな半導体製造プロセスに適しています。

プロセス環境制御、流体輸送プロセス制御、ウェーハ環境制御に使用されるチラーを製造するアメリカのメーカー。

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半導体業界向けの冷却装置および熱交換器の製造に重点を置いています。


半導体温度制御装置、排ガス処理装置の国内大手メーカー。半導体専用チラーは、主に12インチウェーハ前工程エッチング、化学蒸着などの工程で使用され、各社の主要プロセス装置と互換性がある。主流の集積回路製造ラインで広く使用されており、2022年の国内市場シェアは35.7%である。

媒体エッチングデュアルチャネルチラーや半導体シングルチャネル冷却装置など、さまざまなタイプの半導体チラーを提供しています。同社の製品は、さまざまなプロセス制御ニーズを満たす幅広い温度制御範囲を提供し、自動霜取りとモジュール設計を特徴としています。半導体装置の高温および低温テストに適しています。

同社の半導体デバイス高温・低温試験装置用チラーは、高度な制御技術により、デバイスの安定性、制御精度、応答速度を高め、±0.1℃の温度制御精度を実現しており、エッチング装置やCMPなど半導体関連のさまざまな分野で使用されています。

「Lneya」は、お客様向けにカスタマイズされた温度制御ソリューションを提供します。

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