KR20020022864A - 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로에 관한 것으로서, 히팅챔버를 형성하는 본체, 상기 본체의 내측에 설치되어 상기 챔버내에 열을 가하는 히팅코일, 상기 히팅코일에 접하는 부분이 유연성을 갖도록 구성된 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하며, 히팅코일의 온도를 감지하는 열전대의 인슐레이터의 구조를 그 대략 중앙부가 외부력이 가해질 경우 탄력적으로 유동될 수 있도록 유동부를 구비시킴에 따라 외부적인 힘에 의해 상기 인슐레이터가 부러지게 되어 열전대의 양극선 또는 음극선의 단락 및 쇼트의 위험성을 해소시키고, 따라서, 진행중인 공정을 멈추게 하고 결국엔 생산손실을 초래하는 것을 방지하게 된다.

Description

열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로{Furnace for Semiconductor Manufacture having Protecting Ability of Thermocouple}

본 발명은 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로에 관한 것으로서, 특히, 히팅코일의 온도를 감지하는 열전대의 구조를 개선하여 히팅코일의 변형에 대응하여 탄력적으로 유동되도록 함에 따라 열전대가 파손되는 것을 방지하는 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조에는 여러 가지 공정과 이에 따른 주설비 및 보조설비가 사용되고 있다.

이러한 여러 가지 공정 중에서 웨이퍼 산화막을 성장시키거나 전기적인 특성을 갖게 하기 위하여 붕소나 인등의 불순물 활성화 및 안정화시키기 위한 어닐링(Annealing)처리 등을 하는 공정으로 확산공정(Diffusion Process)이 있다.

상기 확산공정을 수행하는 주설비로는 로(Furnace)가 있으며, 상기 로는 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다.

이러한 종래의 반도체 확산설비는 도 1에 도시한 바와 같이 외관을 형성하는 본체(1)와, 상기 본체(1)의 내측에 설치되어 실질적인 반응공간(C)을 형성하는 이너튜브(3)와, 상기 이너튜브(3)의 외측에 설치된 아웃튜브(5)와, 상기 이너튜브(3)의 내측에 다수의 웨이퍼(W)를 적재시킨 보트(7)와, 상기 아웃튜브(3)의 외벽에 외감되어 챔버(C)내에 열을 가하는 히팅코일(9)과, 상기 히팅코일(9)의 외벽에 접하도록 설치되어 상기 히팅코일(9)의 가열온도를 감지하는 열전대(11)로 구성된다.

상기 보트(7)는 엘리베이터시스템(13)에 의해 승·하강하게 되며, 상기 엘리베이터시스템(13)에는 상기 반응공간(C)내의 하부측의 온도 및 안정화를 꾀하는 보트캡(15)이 구성된다.

열전대(11)는 양극선(11a) 및 음극선(11b)으로 구성되며, 상기 양극선(11a) 및 음극선(11b)을 전기적 또는 기타 외부조건으로부터 보호하도록 인슐레이터(11c)로 감싸져 있고, 상기 인슐레이터(11c)는 세라믹소재로 구성된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 반도체 제조용 반응로는 히팅코일(9)을 통해 온도를 올리고 내리는 작업을 장시간 반복적으로 행하게 됨에 따라 히팅코일(9)이 열적 변형을 일으키게 되어 처지는 현상이 발생되고, 이에 따라 상기 히팅코일(9)의 외벽에 접하도록 설치된 열전대(11)의 인슐레이터(11c)가 파손되어 양극선(11a) 또는 음극선(11b)에 영향을 주게 되어 단락 또는 쇼트를 발생시킨다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 음극선 및 양극선을 감싸는 열전대의 인슐레이터를 그 대략 중간부분에 유동이 가능한 유동부를 형성하여 히팅코일의 열적 변형에 따른 가압력에 의해 상기 인슐레이터가 파손되는 것을 방지하여 전기적으로 쇼트 및 단락되는 현상을 방지하는 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 히팅챔버를 형성하는 본체, 상기 본체의 내측에 설치되어 상기 챔버내에 온도를 가하는 히팅코일, 상기 히팅코일에 접하는 부분이 유연성을 갖도록 구성된 열전대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 반도체 제조용 반응로의 구성을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 A표시부를 확대해서 도시한 도면,

도 3은 종래의 반도체 제조용 반응로의 열전대가 파손되는 상태를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 의한 반도체 제조용 온도감지장치가 구성된 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 본체 22 : 아웃튜브

23 : 이너튜브 24 : 히팅코일

25 : 열전대 25a : 양극선

25b : 음극선 25c : 인슐레이터

25d : 유동부

이하, 첨부된 도면 도 4를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히설명하고자 한다.

상기 도면에 도시한 바와 같이 외관을 형성하는 본체(21)가 있고, 상기 본체(21)의 내부에는 아웃튜브(22)가 있고, 상기 아웃튜브(22)의 내측에는 실질적인 반응공간(C)을 형성하는 이너튜브(23)가 있다.

상기 본체(21) 및 아웃튜브(22)의 사이에는 이너튜브(23)의 반응공간(C)에 열을 가하는 히팅코일(24)이 설치되어 있고, 상기 히팅코일(24)의 일측에는 상기 히팅코일(24)의 온도를 감지하는 열전대(25)가 설치되어 있다.

상기 열전대(25)는 양극선(25a)과 음극선(25b)으로 구성되며, 그 양극선(25a) 및 음극선(25b)의 외부에는 상기 양·음극선(25a,25b)을 감싸 절연 또는 보호기능을 하는 인슐레이터(25c)가 구성된다.

상기 인슐레이터(25c)에는 상기 히팅코일(24)이 열적변형을 일으켜 처지게 될 경우 그 가압력에 대응하여 유동하도록 유연성을 갖는 유동부(25d)가 구성된다.

상기 유동부(25d)는 열에 강한 탄력성있는 물질로 제작함이 바람직하며, 상기 인슐레이터(25c)와의 접합부위의 결합조건을 좋게 하여 외부 열이 내부로 침투하는 것을 막도록 함이 바람직하다.

또한, 장기간 사용할 수 있는 재료를 선택함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로는 먼저, 이너튜브(23)의 내측으로 다수의 웨이퍼를 적재시킨 보트(미도시)를 삽입시킨 후 히팅코일(24)에 전기를 인가하면 상기 히팅코일(24)이 발열을 하게 되며 그 발열과정을 통해 생긴 열이 이너튜브(23)내의 반응공간(C)의 온도를 높이게된다.

그러면, 도시되지 않은 반응가스주입구를 통하여 이너튜브(23)의 내부로 반응가스(N2,O2, H2)를 분사시켜 웨이퍼에 OXIDE막(산화막)을 성장시키게 되고, 웨이퍼 성장후 잔여가스는 배기구(미도시)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 상기 히팅코일(24)의 일측에 설치된 열전대(25)는 상기 히팅코일(24)의 온도를 감지하여 온도를 올리거나 내리는 과정을 반복적으로 행하도록 한다.

이와 같이 온도를 올리거나 내리는 작업이 장시간 반복되는 동안 상기 히팅코일(24)은 열적변형을 일으켜 처지게 되고, 그 처짐력에 의해 열전대(25)의 인슐레이터(25c)를 가압하게 된다.

이때, 상기 인슐레이터(25c)에는 유동부(25d)가 구비되어 종래와 같이 부러지는 현상을 초래하지 않고 그 가압력에 대응하여 휘어지게 된다.

따라서, 그 내부에 구성되어 있는 양극선 및 음극선을 보호하게 되어 단락 및 쇼트가 발생되는 위험성을 제거하게 되며, 완성된 확산공정을 이루도록 함에 따라 웨이퍼의 손실 및 전체 물량에 악영향을 끼치는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기와 같이 인슐레이터(25c)가 파손되는 것을 방지함에 따라 사용부품의 장기화를 이룸으로써 원가절감에 기여할 수도 있게 된다.

상술한 내용에 있어서, 외부적인 힘을 히팅코일(24)의 열적 변형에 따른 처짐력에 한정하여 설명하였으나, 그에 한정된 것은 물론 아니며, 외부로부터 가해지는 모든 외력에 적용됨은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 히팅코일의 온도를 감지하는 열전대의 인슐레이터의 구조를 그 대략 중앙부가 외부력이 가해질 경우 탄력적으로 유동될 수 있도록 유동부를 구비시킴에 따라 외부적인 힘에 의해 상기 인슐레이터가 부러지게 되어 열전대의 양극선 또는 음극선의 단락 및 쇼트의 위험성을 해소시키고, 따라서, 진행중인 공정을 멈추게 하고 결국엔 생산손실을 초래하는 것을 방지하게 된다.

Claims (2)

1. 히팅챔버를 형성하는 본체;

   상기 본체의 내측에 설치되어 상기 챔버내에 열을 가하는 히팅코일;

   상기 히팅코일에 접하는 부분이 유연성을 갖도록 구성된 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열전대의 유연성을 갖는 부분은 열에 강하며 탄력성이 있는 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 열전대 보호기능을 갖는 반도체 제조용 반응로.