KR100308202B1 - 열전대고정구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 온도측정작업을 안정하게 실시하게 하는 열전대고정구에관한 것이다.

본 발명에 의한 열전대고정구는 열전대가 삽입되는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 히터의 외측에 고정되는반원통관과, 상기 열전대가 삽입되는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 반원통관의 외주면을 따라 위치조절이가능하도록 고정되는 고정블록과, 상기 고정블록에 안착되어 고정되며, 상기 열전대의 일부면을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 양단 측면에 각각 형성된 열전대고정쇠 및 상기 열전대의 나머지 일부분을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 상기 고정블록의 열전대삽입홈에 대응하여 형성되어 상기 열전대를 면접촉 상태로 가압 및 삽입수용할 수 있도록 상기 열전대고정쇠의 양단 측면에 각각 고정되는 열전대죔쇠를 구비하여 이루어진다.

따라서, 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 상기 열전대의 파손을 방지하고, 온도측정작업의 정확성 및안정성을 향상시키며, 설비비용을 절감하게 하는 효과를 갖는다.

Description

열전대고정구

본 발명은 열전대고정구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 온도측정작업을 안정하게 실시하게 하는 열전대고정구에 관한 것이다.

일반적으로 열전대는 온도에 따라 열기전력을 발생하는 2개의 금속도선이 2개의 접점을 이루며 결합되어 있고, 상기 금속도선들을 외부로부터 보호하는 보호관을 구비하여 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 상기 열전대를 이용하여 온도를 측정하는 방법은 산업체에서 요구하는 특성을 많이 보유하고 있으므로 철강, 금속, 화력 및 원자력발전, 석유정제, 석유화학, 각종 합성화학, 요업, 항공기, 조선, 반도체 등의 분야에 널리 사용되고 있다.

특히, 반도체장치 제조공정에서는 설비내부의 상태에 따라 각 제조공정의 결과가 다르게 도출될 수 있으므로, 웨이퍼가 반도체장치로 제작됨에 있어서 설비내부의 상태 즉, 진공상태, 온도상태, 가스주입상태 등을 각각의제조공정에서 요구되는 상태로 유지하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해서 상기 열전대를 이용하여 설비 내부의 온도를 측정하고 있다.

도1을 참조하여 종래의 열전대고정구에 대해 설명하면, 먼저 웨이퍼(1)가 위치하는 공정챔버(2)의 외부에 상기 공정챔버(2)를 가열하는 히터(3)가 설치되어 있다.

이때, 상기 공정챔버(2)는 에스아이씨 라이너(SIC-Liner)를 구비하여 상기 히터(3)에서 발생한 열을 일정한열전도율에 의해 상기 웨이퍼(1)로 전달하며, 상기 에스아이씨 라이너의 내부에는 석영튜브가 삽입되어 있다.

그리고, 상기 히터(3)는 내부에 저항코일이 설치되어 있으며, 상기 저항코일에 전압을 가함으로써 열을 발생하도록 구성되어 있다.

상기 히터(3)의 외벽에는 2개의 접점을 이루며 결합된 2개의 금속도선과 상기 금속도선들을 보호하도록 보호관을 구비하는 열전대(4)가 상기 히터 (3)를 관통하여 상기 공정챔버(2)에 근접하도록 설치되어 있으며, 상기열전대(4)는 열전대고정구(5)에 의해 상기 히터(3)의 외벽에 고정된다.

도2를 참조하여 상기 열전대고정구(5)에 대해 설명하면, 상기 열전대고정구 (5)는 상기 열전대(4)가 삽입되는관통홀(6)이 형성되어 있으며, 상기 히터 (3)의 외측에 나사결합되는 반원통관(7)을 구비하고 있다.

상기 반원통관(7)의 길이방향의 양 측면에는 나사홀(8)이 형성된 결합플레이트(9)가 돌출하여 형성되어 있으며, 상기 결합플레이트(9)가 상기 히터 (3)에 면접촉하고, 고정나사(10)가 상기 나사홀(8)을 관통하여 상기 히터(3)에 결합됨으로써 상기 반원통관(7)이 상기 히터(3)에 고정된다.

이때, 상기 나사홀(8)은 상기 반원통관(7)이 상기 히터(3)의 외벽을 따라 이동되어 위치조절이 가능하도록장공 형태로 형성되어 있다.

그리고, 상기 반원통관(7)의 상부에는 수평판(11)과 수직판(12)을 구비하는 'ㄴ'자 형상의 체결판(13)이 나사결합에 의해 고정되어 있다.

상기 체결판(13)에 구비된 상기 수평판(11)에는 상기 반원통관(7)의 원호의 양 측단을 파지하여 상기 반원통관(7)에 형성된 나사홀(14)에 나사결합되도록 고리형상 결합부(15)이 형성되어 있으며, 상기 고리형상 결합부(15)에는 나사홀(16)이 형성되어 있다.

그러므로, 상기 고리형상 결합부(15)의 구부러진 틈새에 상기 반원통관(7)이 삽입되고, 고정나사(17)가 상기고리형상 결합부(15)와 상기 반원통관(7)에 각각 형성된 상기 나사홀(16)(14)을 관통하여 결합된다.

이때, 상기 반원통관(7)에 형성된 상기 나사홀(14)은 상기 체결판(13)이 상기 반원통관(7) 상에서 이동하여위치조절이 가능하도록 상기 반원통관(7)의 원호를 따라 장공 형태로 형성된다.

그리고, 상기 체결판(13)에 형성된 수직판(12)에는 2개의 나사봉(18)이 상기 수평판(11)에 평행하여 형성되어있다.

상기 수평판(11) 상에는 열전대블록(19)이 안착되어 결합되며, 상기 열전대블록(19)에는 상기 수직판(12)에 구비된 상기 나사봉(18)이 각각 삽입되는 나사봉삽입홈(20)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 열전대블록(19)이 상기 수평판(11) 상에 위치하게 되면 상기 나사봉(18)의 일부가 상기 나사봉삽입홈(20)의 외부로 돌출하게 되고, 돌출된 상기 나사봉(18)에 고정너트(21)가 결합되어 상기 열전대블록(19)을 상기 수직판(12)에 밀착시킴으로써 상기 열전대블록(19)과 상기 체결판(13)을 고정시킨다.

그리고, 상기 열전대블록(19)에는 상기 열전대(4)가 삽입되는 열전대삽입홀 (22)이 형성되어 있으며, 상기 열전대삽입홀(22)에 삽입된 상기 열전대(4)는 상기 열전대삽입홀(22)과 직교하도록 상기 열전대블록(19)의 측면에형성된 나사홀(23)과 결합되는 열전대고정나사(24)에 의해 고정된다.

그러나, 상기 히터(3)에 상기 열전대(4)를 고정하는 것을 1개의 상기 열전대고정나사(24)에 의존하고 있으므로, 상기 열전대고정나사(24)가 느슨해짐에 따라 상기 열전대(4)의 위치가 달라져 측정온도에 오차가 발생하게 되어 온도측정작업의 정확성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 열전대(4)와 상기 열전대고정나사(24)가 직접 점접촉하여 고정되므로 상기 열전대고정나사(24)를힘주어 고정시키면 상기 열전대(4)의 보호관에 갈라짐이나 깨짐이 발생하게 되어 상기 열전대(4)를 구성하는금속도선들 간에 합선이 발생하여 온도측정이 불가능하게 되며, 파손된 상기 열전대(4)를 교체하기 위한 설비비용이 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 상기 열전대의 파손을 방지하고, 온도측정작업의 정확성 및 안정성을 향상시키며, 설비비용을 절감하게 하는 열전대고정구를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 열전대고정구를 나타낸 부분 절개 단면도이다.

도2는 종래의 열전대고정구를 나타낸 분해사시도이다.

도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 열전대고정구를 나타낸 분해사시도이다.

도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 2, 26 : 공정챔버

3, 27 : 히터(Heater) 4, 28 : 열전대(Thermo-couple)

5, 25 : 열전대고정구 6, 29, 35 : 관통홀

7, 30 : 반원통관 9, 32 : 결합플레이트

8, 14, 16, 23, 31, 36, 38 : 나사홀

10, 17, 33, 39, 41, 43 :고정나사

11 : 수평판 12 : 수직판

13 : 체결판 15, 37 : 고리형상 결합부

18 : 나사봉 19 : 열전대블록

20 : 나사봉삽입홈 21 : 고정너트

22 : 열전대삽입홀 24 : 열전대고정나사

34 ; 고정블록 40 : 열전대고정쇠

42 : 열전대죔쇠 44, 45 : 열전대삽입홈

46 : 가이드플레이트(Guide-plate) 47 : 위치조절나사

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열전대고정구는, 열전대를 이용하여 히터에 의해 가열된 공정챔버의 온도를 측정하도록 상기 열전대를 상기 히터에 삽입시켜 고정시키는 열전대고정구에 있어서, 상기 열전대가 삽입되는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 히터의 외측에 고정되는 반원통관과, 상기 열전대가 삽입되는관통홀이 형성되어 있으며, 상기 반원통관의 외주면을 따라 위치조절이 가능하도록 고정되는 고정블록과, 상기 고정블록에 안착되어 고정되며, 상기 열전대의 일부면을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 양단 측면에 각각형성된 열전대고정쇠 및 상기 열전대의 나머지 일부분을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 상기 고정블록의 열전대삽입홈에 대응하여 형성되어 상기 열전대를 면접촉 상태로 가압 및 삽입수용할 수 있도록 상기 열전대고정쇠의 양단 측면에 각각 고정되는 열전대죔쇠를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 열전대고정구(25)에 대해 설명하면, 먼저 웨이퍼가위치하는 공정챔버(26)의 외부에 상기 공정챔버(26)를 가열하는 히터(27)가 설치되어 있으며, 상기 공정챔버(26)는 에스아이씨 라이너를 구비하여 상기 히터(27)에서 발생한 열을 일정한 열전도율에 의해 상기 웨이퍼로 전달하고, 상기 에스아이씨 라이너의 내부에는 석영튜브가 삽입되어 있다.

그리고, 상기 히터(27)는 내부에 저항코일이 설치되어 있으며, 상기 저항코일에 전압을 가함으로써 열을 발생하도록 구성되어 있으며, 이는 종래의 설비의 구성과 동일하다.

상기 히터(27)의 외벽에는 2개의 접점을 이루며 결합된 2개의 금속도선과 상기 금속도선들을 보호하도록 보호관을 구비하는 열전대(28)가 상기 히터 (27)를 관통하여 상기 공정챔버(26)에 근접하도록 설치되어 있으며,상기 열전대(28)는 상기 열전대고정구(25)에 의해 상기 히터(27)의 외측에 고정된다.

여기서, 상기 열전대고정구(25)는 상기 열전대(28)가 삽입되는 관통홀(29)이 형성되어 있으며, 상기 히터(27)의 외측에 나사결합되는 반원통관(30)을 구비하고 있다.

상기 반원통관(30)은 길이방향의 양 측면에 나사홀(31)이 형성된 결합플레이트(32)가 돌출하여 형성되어 있으며, 상기 결합플레이트(32)가 상기 히터 (27)에 면접촉하고, 고정나사(33)가 상기 나사홀(31)을 관통하여 상기히터 (27)에 결합됨으로써 상기 반원통관(30)이 상기 히터(27)에 고정된다.

이때, 상기 나사홀(31)은 상기 반원통관(30)이 상기 히터(27)의 외벽을 따라 이동되어 위치조절이 가능하도록장공 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 반원통관(30)의 상부에는 고정블록(34)이 나사결합에 의해 고정되어 있으며, 상기 고정블록(34)에는 상기 열전대(28)가 삽입되는 관통홀 (35)이 형성되어 있다.

상기 고정블록(34)의 양 측면의 하부에는 상기 반원통관(30)의 원호의 양 측단을 파지하여 상기 반원통관(30)에 형성된 나사홀(36)에 나사결합되도록 고리형상 결합부(37)가 형성되어 있으며, 상기 고리형상 결합부(37)에는 나사홀(38)이 형성되어 있다.

그러므로, 상기 고리형상 결합부(37)의 구부러진 틈새에 상기 반원통관(30)이 삽입되고, 고정나사(39)가 상기고리형상 결합부(37)와 상기 반원통관(30)에 각각 형성된 상기 나사홀(38)(36)을 관통하여 결합된다.

이때, 상기 반원통관(30)에 형성된 상기 나사홀(36)은 상기 고정블록(34)이 상기 반원통관(30)이 외주면을 따라 위치조절이 가능하도록 상기 반원통관 (30)의 원호를 따라 장공 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정블록(34)의 상부에는 상기 열전대(28)를 고정시키는 열전대고정쇠(40)가 고정나사(41)에 의해안착되어 고정되고, 상기 열전대고정쇠 (40)의 양 측면에는 열전대죔쇠(42)가 각각 고정나사(43)에 의해 나사결합된다.

상기 열전대고정쇠(40)의 양단 측면에는 상기 열전대(28)의 일부분을 수용하기 위한 열전대삽입홈(44)이 각각형성되어 있고, 상기 열전대죔쇠(42)의측면에는 상기 열전대(28)의 나머지 일부분을 수용하기 위한 열전대삽입홈 (45)이 상기 열전대고정쇠(40)의 열전대삽입홈(44)에 대응하여 형성되어 상기 열전대(28)를 면접촉 상태로고정시킨다.

즉, 상기 열전대(28)의 일부분이 상기 열전대고정쇠(40)에 형성된 상기 열전대삽입홈(44)에 수용되면, 상기열전대죔쇠(42)가 상기 고정나사(43)에 의해 상기 열전대고정쇠(40)에 결합되고, 상기 열전대(28)의 일부분이상기 열전대죔쇠(42)에 형성된 상기 열전대삽입홈(45)에 수용됨으로써 상기 열전대(28)를 가압 및 삽입수용시킴으로써 면접촉 상태로 고정시킨다.

이때, 상기 고정블록(34)의 양 측면에는 상방으로 직립하는 가이드플레이트 (46)가 형성되어 상기 열전대고정쇠(40)와 상기 열전대죔쇠(42)의 유동을 방지한다.

도4를 참조하여 설명하면, 상기 열전대고정쇠(40)와 상기 고정블록(34)을 결합시키는 상기 고정나사(41)에 근접하여 위치조절나사(47)가 구비되어 있으며, 상기 위치조절나사(47)는 상기 열전대고정쇠(40)를 관통하여 상기고정블록(34)의 상면에 접촉되도록 형성된다.

그리고, 상기 위치조절나사(47)는 상기 열전대고정쇠(40)와 상기 고정블록 (34)과의 거리를 조절하여 상기 공정챔버(26)의 상부에서 상기 열전대(28)의 위치를 미세하게 조절하여 온도측정을 정확하게 실시하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 상기 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 상기 열전대에 구비된 상기 보호관에 골고루 힘이 가해지도록 하여 상기 보호관의 파손을 방지할 수 있고, 상기 열전대를 안정되게 고정시킴으로써 온도측정작업을 안정되게 실시할 수 있으며, 상기 열전대의 위치를 미세하게 조절할 수 있으므로 온도측정을 정확하게실시할 수 있다.

또한, 상기 열전대의 파손을 방지하여 수명을 연장시킴으로써 설비의 교체에 필요한 설비비용을 절감할 수있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 열전대고정구에 의하면 열전대를 면접촉 상태로 고정시킴으로써 상기 열전대의 파손을 방지하고, 온도측정작업의 정확성 및 안정성을 향상시키며, 설비비용을 절감하게 하는 효과를갖는다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 열전대를 이용하여 히터에 의해 가열된 공정챔버의 온도를 측정하도록 상기 열전대를 상기 히터에 삽입시켜 고정시키는 열전대고정구에 있어서,

   상기 열전대가 삽입되는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 히터의 외측에 고정되는 반원통관;

   상기 열전대가 삽입되는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 반원통관의 외주면을 따라 위치조절이 가능하도록고정되는 고정블록;

   상기 고정블록에 안착되어 고정되며, 상기 열전대의 일부면을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 양단 측면에 각각 형성된 열전대고정쇠; 및

   상기 열전대의 나머지 일부분을 수용하기 위한 열전대삽입홈이 상기 고정블록의 열전대삽입홈에 대응하여 형성되어 상기 열전대를 면접촉 상태로 가압 및 삽입수용할 수 있도록 상기 열전대고정쇠의 양단 측면에 각각 고정되는 열전대죔쇠; 를 포함하여 이루어지되, 상기 반원통관의 길이방향의 양 측면에는 상기 히터에 면접촉하여 나사결합되도록 나사홀이 형성된 결합플레이트가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 열전대고정구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 나사홀은 상기 반원통관이 상기 히터의 외벽을 따라 이동되어 위치조절이 가능하도록 장공 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 상기 열전대고정구.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정블록의 양 측면의 하부에는 상기 반원통관의 원호의 양 측단을 파지하여 상기 반원통관에 형성된나사홀에 나사결합되는 고리형상 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 열전대고정구.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 나사홀은 상기 고정블록이 상기 반원통관 상에서 이동하여 위치조절이 가능하도록 상기 반원통관의 원호를 따라 장공 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 상기 열전대고정구.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정블록의 길이방향의 양 측면에는 상기 열전대고정쇠와 상기 열전대죔쇠의 유동을 방지하도록 가이드플레이트가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 열전대고정구.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 열전대고정쇠와 상기 고정블록과의 거리를 조절하여 열전대의 위치를 조절할 수 있도록 상기 열전대고정쇠를 관통하여 상기 고정블록의 상면에접촉하는 위치조절나사가 구비된 것을 특징으로 하는 상기 열전대고정구.