KR100212132B1 - 횡형 확산로의 프로파일 열전대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체의 확산 공정 설비에 사용되는 횡형 확산로의 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)에 관한 것으로서, 서로 다른 두종의 금속이 접합된 복수의 합금선을 각 각 절연체로 피복하여 노 내의 여러위치의 온도를 감지할 수 있도록 삽입되어지는 보호관이 구비된 온도감지 수단과, 상기 합금선 들을 보호관의 외부로 인출시켜 노 내의 열에 의하여 생성되는 기전력을 외부로 전달할 수 있도록 각각의 끝단에 접속구가 결합된 복수의 연장선과, 상기 온도 감지 수단을 제1고정관에, 상기 연장선 들을 제2고정관에 삽입시켜 상기 제1,2고정관이 암/수로 접속 고정되는 고정 수단으로 구비된 것을 특징으로하여, 분리 가능한 내열성의 고정 수단을 채용함으로써 보다 안정된 온도 감지를 할 수 있을 뿐만 아니라 분해 및 조립도 용이한 것이다.

Description

횡형 확산로의 프로파일 열전대

제1도는 종래의 횡형 확산로에 삽입되는 프로파일 열전대를 전체적으로 나타낸 부분 사시도.

제2도는 제1도의 a부를 확대 도시한 상세도.

제3도는 본 발명에 따른 횡형 확산로의 프로파일 열전대를 전체적으로 나타낸 부분 사시도.

제4도는 제3도의 A부를 확대 도시한 상세도.

제5도는 본 발명의 요부인 고정 수단을 발췌 도시한 부분 단면도.

제6도는 제5도의 페룰(Ferrule)을 발췌 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 온도 감지 수단 12 : 합금선

14 : 절연체 16 : 보호관

20 : 고정 수단 22 : 제1고정관

24 : 제2고정관 24a : 돌출부

26 : 페룰(Ferrule) 30 : 연장선

40 : 접속구 50 : 탄성 부재

본 발명은 반도체의 확산 공정 설비에 사용되는 횡형 확산로의 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전대를 열에 잘 견딜 수 있을 뿐만 아니라 견고하게 고정함으로써 확산로내의 공정 온도를 보다 안정되게 감지할 수 있는 횡형 확산로의 프로파일 열전대에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조설비중에서 공정 설비에 이용되는 확산로에서는 내부 온도를 감지하는 온도 감지 센서로써 열전대(Thermocouple)가 사용되고 있다.

상기 열전대(Thermocouple)는 두 종류의 금속, 예를 들어 백금+로듐-백금, 크로멜-알루멜, 철-콘스탄탄 등을 조합하였을 때 접합 양단의 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르게 되는데, 이 때 생성되는 기전력으로써 두 접점 간의 온도차를 측정할 수 있는 것이다.

통상, 확산로는 수직형(종형)과 수평평(횡형)이 있고, 이 중에서 횡형 확산로에 채용되는 열전대는 외측 히터부의 온도를 감지할 수 있도록 확산로의 폭 방향으로 삽입되는 스파이크 열전대(Spike Thermocouple)와, 내측 석영로의 내부 온도를 감지할 수 있도록 확산로의 길이 방향으로 삽입되는 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)로 구분되며, 제1도에서 종래의 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)를 전체적으로 나타내고 있다.

제1도에서, 종래의 열전대는 횡형 확산로 내의 온도를 여러 부분, 예를 들어, 전, 중, 후로 나뉘어 감지하는 서로 다른 두 종의 금속이 접합된 복수의 합금선(1)과, 상기 합금선(1)을 각각 감싸며 절연하는 절연체(2)와, 상기 절연체(2)로 피복된 복수의 합금선(1)중에서 노 내에 삽입되는 부분을 보호하는 석영 재질의 보호관(Protecting Tube : Quartz Sheath)(3)으로 이루어 진다.

특히, 제2도에 나타낸 바와 같이, 절연체(2) 일측 선단에는 합금선(1)의 접합부(1a)가 돌출되고, 상기 접합부(1a)는 합금선(1)의 굵기 보다 더 굵게 되어 있다.

이러한 종래의 열전대는 보호관(3)의 후단에 테프론(TEFLON) 재질로 된 열 수축관(4)을 삽입시켜 고정하며, 상기 열 수축관(4)의 외부로 상기 합금선(1)의 연장선(5)이 여러 갈래로 돌출 연장되고, 상기 연장선(5)의 끝단에는 측정부(도시안됨)에 접속하기 위하여 각각 접속구(6)가 장착된다.

이와 같이 종래의 열전대는 합금선(1), 절연체(2), 보호관(3) 및 연장선(5)을 열 수축관(4)에 의하여 고정시킨 후, 확산로(도시안됨) 내부에 보호관(3)을 삽입함으로써 내부 온도를 측정할 수 있다.

그러나, 상기 열 수축관(4)은 확산로에 인접하므로 공정 진행에 따른 고열을 많이 받게 되면, 타 버리거나 녹아서 접히게 되는 등 쉽게 손상될 염려가 있다.

이렇게 열 수축관(4)이 고열에 의하여 파손되면 합금선(1)이 단락되므로 노 내의 온도를 정확하게 감지할 수 없고, 결국에는 설비의 고장이나 공정 불량의 원인이 된다.

또한, 일단 열 수축관(4)으로 고정하고 나면 조립 및 분해가 어려우므로 유지 및 보수 작업이 어렵고, 아울러 열전대의 수명을 단축시키는 등의 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열 수축관 대신에 분리 가능한 내열성의 고정 수단을 채용함으로써 보다 안정된 온도 감지를 수행할 수 있는 횡형 확산로의 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 횡형 확산로의 프로파일 열전대(Profile Thermocouple)는, 서로 다른 두종의 금속이 접합된 복수의 합금선을 각각 절연체로 피복하여 노 내의 여러 위치의 온도를 감지할 수 있도록 삽입되어지는 보호관이 구비된 온도 감지 수단과,

상기 합금선 들을 보호관의 외부로 인출시켜 노 내의 열에 의하여 생성되는 기전력을 외부로 전달할 수 있도록 각각의 끝단에 접속구가 결합된 복수의 연장선과,

상기 온도 감지 수단을 제1고정관에, 상기 연장선 들을 제2고정관에 삽입시켜 상기 제1,2고정관이 암/수로 접속 고정되는 고정수단으로 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 횡형 확산로의 프로파일 열전대를 전체적으로 나타낸 부분 사시도이다.

상기 도면에서, 본 발명의 열전대는 횡형 확산로 내에 온도를 감지하는 온도 감지 수단(10)이 삽입 설치되고, 상기 온도 감지 수단(10)으로부터 감지된 온도를 외부에서 측정할 수 있도록 확산로 외부로 복수의 연장선(30)이 인출되며, 상기 연장선(30)의 각 끝단에는 도시 생략된 외부의 측정장치와 접속되는 접속구(40)가 결합된다.

상기 온도 감지 수단(10)은 노 내의 온도를 여러부분, 예를 들어, 전, 중, 후로 나뉘어 감지하는 서로 다른 두 종의 금속이 접합된 복수의 합금선(12)과, 상기 합금선(12)을 각각 감싸며 절연하는 절연체(14)와, 상기 절연체(14)로 피복된 복수의 합금선(12)중에서 노 내에 삽입되는 부분을 보호하는 석영 재질의 보호관(Quartz Sheath)(16)으로 이루어 진다.

상기 보호관(16)의 외변에는 노 내에 삽입되는 부분을 제한하는 돌출턱(16a)이 형성되어 있지만, 상기 돌출턱(16a)은 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.

특히, 제4도에 나타낸 바와 같이, 절연체(14) 일측선단에는 합금선(12)의 접합부(12a)가 돌출되고, 상기 접합부(12a)는 수명이 오래가도록 합금선(12)의 굵기 보다 더 굵게 되어있다.

이러한 본 발명의 열전대는 온도 감지 수단(10)의 보호관(16)을 고정할 수 있도록 상기 보호관(16)의 일측단, 즉 연장선(30)의 인출부에 두 부분으로 나뉘어 결합되는 고정 수단(20)을 구비한다.

즉, 상기 고정 수단(20)은, 제5도에 발췌 도시한 바와 같이, 예를 들어 나사 결합 방법 등과 같이 암/수로 체결되어지는 제1,2고정관(22),(24)으로 구성되고, 상기 제1고정관(22)은 온도 감지 수단(10)을, 제2고정관(24)은 연장선(30)들을 각각 삽입시켜 상호 체결한다.

더욱이, 상기 고정 수단(20)은, 예를 들어 듀랄루민 합금(Al + Cu, Mn, Mg)과 같은 금속재로 이루어지면 열에 잘 견딜 뿐만 아니라 매우 가벼워서 바람직하다.

또한, 상기 고정수단(20)은 제1고정관(22)내에 제6도에서 나타낸 바와 같은 링 형상의 페룰(Ferrule)(26)이 삽입되면 보호관(16)을 상당히 견고하게 고정시킬 수 있으므로 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 연장선(30)은 제2고정관(24)의 돌출부(24a)내에 삽입될 때 탄성 부재(50)에 의하여 삽입 지지되면 잘 접히지 않고 유동이 용이하게 된다.

도면 중 미설명 부호 60은 측정 온도를 기록할 수 있는 택(Tag)을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 열전대는 온도 감지 수단(10)과 연장선(30)을 제1,2고정관(22)(24)으로 된 고정 수단(20)으로 조립 고정한 후, 확산로(도시안됨) 내부에 온도 감지 수단(10), 즉 보호관(16)을 삽입하여 공정 온도를 측정하게 된다.

더욱이, 보호관(16) 및 연장선(30)을 내열, 경량성의 금속재로 된 고정 수단(20)으로 견고하게 고정하고 있으므로 특히 확산로에 인접한 부분에는 비록 열의 영향을 많이 받더라도 파손될 염려는 현저히 줄어든다.

따라서, 본 발명에 의하면 온도 감지 수단(10)의 단락이나 단선을 막을 수 있어 노내의 온도를 보다 정확하게 감지할 수 있고, 결국 설비의 고장이나 공정 불량을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 분리 할 수 있는 고정 수단(20)으로 조립 고정되므로 분해 및 조립이 용이하여 열전대의 유지 및 보수가 더욱 쉬운 이점도 있다.

Claims (1)

1. 서로 다른 두 종의 금속이 접합된 복수의 합금선을 각각 절연체로 피복하여 노 내의 여러 위치의 온도를 감지할 수 있도록 삽입되어지는 보호관과, 상기 보호관의 외부로 상기 합금선들을 인출시켜 노 내의 열에 의하여 생성되는 기전력을 외부로 전달할 수 있도록 각각의 끝단에 접속구가 결합된 복수의 연장선과, 상기 연장선의 인출부에 삽입고정되는 고정 수단을 포함하는 횡형 확산로의 프로파일 열전대에 있어서, 상기 고정 수단은 상기 보호관을 더욱 견고하게 고정시킬 수 있도록 링형의 페룰이 삽입되는 제1고정관과, 상기 연장선들을 삽입 고정시킬 수 있는 제2고정관을 상호 암/수로 접속 고정시킬 수 있도록 구비하고, 상기 제1,2고정관은 듀랄류민 합금재로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡형 확산로의 프로파일 열전대.