KR20030025004A - 반도체 제조설비의 열전대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자 제조를 위한 확산공정에서 확산로 외벽에 설치되는 온도감지센서로 사용되는 열전대에 관한 것이다.

높은 온도에 의해 절연관이 열화되지 않도록 하고 단자박스에서 두 금속선이 쇼트되지 않도록 하여 역기전력의 변화를 방지하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 열전대는, 종류가 서로 다른 2개의 금속선이 이탈되지 않고 쇼트되지 않도록 터미널단자에 고정하며, 계기측과 접촉되는 단자박스와, 서스 벨로우즈재질로 형성되어 상기 단자박스에 고정된 2개의 금속선의 접합으로 측온접점이 형성되어 상기 2개의 금속선이 절연되도록 하는 동시에 열을 보호하도록 하는 절연관과, 상기 절연관을 고정하기 위한 고정부로 구성한다.

Description

반도체 제조설비의 열전대{THERM0COUPLE OF SEMECONDUCTOR PRODUCT DEVICE}

본 발명은 반도체 제조설비의 열전대에 관한 것으로, 특히 반도체소자 제조를 위한 확산공정에서 확산로 외벽에 설치되는 온도감지센서로 사용되는 열전대에 관한 것이다.

통상적으로 실리콘 재질의 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속배선 등의 공정이 반복 수행됨에 따라 반도체 장치로 제작되며, 이들 각 공정을 진행하기 위해 설비별로 특정한 상태가 설정되고, 이렇게 설정되는 상태 즉, 진공 상태, 온도 상태, 가스주입 상태 등은 감지장치에 의해 감지된다.

반도체 제조기술에 있어서, 로(furnance)의 온도를 제어하면서 행하는 공정은 매우 많으며, 특히 확산 공정이나 감압 화학기상증착(LPCVD) 공정 등, 피처리기판에 막을 형성하는 공정에서는 챔버 내부에 조성된 온도 의존도가 매우 높다.

그리고 반도체 제조공정에 있어 온도상태는 대략 450℃ 내지 500℃정도를 기준으로 하여 설정온도에 따라 저온 및 고온 공정으로 구분되며, 이들 중 확산공정은 웨이퍼에 불순물을 확산시키기 위해 반응로 내부상태가 고온으로 설정되는 고온공정에 해당한다.

따라서 확산공정의 온도를 감지하는 온도감지센서로는 통상적으로 열전대가 사용되고 있다. 열전대는 서로 다른 두 종류의 금속을 조합하였을 접합된 양단의 온도가 설로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르게 되고 이 전류를 확인하여 두 접점간의 온도차를 알 수 있는 원리를 이용하고 있다.

도 1은 종래의 반도체소자 제조장치에 사용되는 열전대의 구조도이다.

서로 다른 종류의 2개의 금속선(16a, 16b)이 이탈되지 않고 쇼트되지 않도록 고정하며, 도시하지 않은 계기측과 접촉되는 단자박스(10)와, 면재질로 형성되어 상기 단자박스(10)에 고정된 2개의 금속선(16a, 16b)의 접합으로 측온접점이 형성되어 상기 2개의 금속선(16a, 16b)이 절연되도록 하는 동시에 열을 보호하도록 하는 절연관(12)과, 열전대를 고정하기 위한 고정부(14)로 구성되어 있다.

절연관(12)은 종류가 서로 다른 금속선(16a, 16b)의 일단부가 서로접합되어접합부를 형성하고 있으며, 이 접합부는 소정위치의 온도를 감지하여 전기적신호로 변환시키고 이렇게 변환된 신호는 2개의 금속선(16a, 16b)의 다른 일단부가 단자박스(10)에 접속된 계기와 접촉되어 온도를 감지하게 된다. 절연관(12)은 면재질로 형성되어 종류가 서로 다른 12개의 금속선(16a, 16b)이 쇼트되지 않도록 감싸고 있다. 그리고 단자박스(10)에는 서로 다른 2개의 금속선(16a, 16b)이 한 방향으로 들어가 직접 연결되도록 되어 있다.

상기와 같은 종래의 열전대는 종류가 서로 다른 2개의 금속선을 감싸고 있는 절연관이 면재질로 형성되어 있어 450℃ 내지 500℃의 높은 온도에 의해 열화가 되어 두 금속선이 쇼트되어 열기전력의 변화로 온도헌팅(temperature hunting)한다. 그리고 단자박스에서 종류가 서로 다른 2개의 금속선(16a, 16b)이 한 방향으로 들어가 콘넥터 단자에 각각 직접 연결되도록 되어 있어 서스셉터(Susceptor) 교환 시 단자박스(10)의 2개의 터미널단자(18a, 18b)에 2개의 금속선을 구부려서 고정되도록 하므로 2개의 터미널단자(18a, 18b)가 쇼트됨으로 인해 역기전력이 변화되어 온도헌팅이 발생한다.

이러한 역기전력이 변화되면 온도헌팅, 온도다운, 설비히터의 데미지가 가해지고 온도가 200℃이하로 다운될 경우 설비적으로 헤드/가이드링에 파우더 리프팅이 발생되어 로스를 가져오는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 높은 온도에 의해 절연관이 열화되지 않도록 하고 단자박스에서 두 금속선이 쇼트되지 않도록 하여 역기전력의 변화를 방지하는 반도체 제조설비의 열전대를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 절연관의 열화에 의해 두 금속선의 소트를 방지하고, 온도 다운으로 인해 설비의 헤드/가이드링에 파우더 리프팅이 발생하지 않도록 하여 로스를 줄일 수 있는 반도체 제조설비의 열전대를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체소자 제조장치에 사용되는 열전대의 구조도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 열전대의 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20: 단자박스 12, 22: 절연관

14, 24: 고정부 16a, 16b, 26a, 26b: 금속선

18a, 18b, 28a, 28b: 터미널단자

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 열전대에 있어서, 종류가 서로 다른 2개의 금속선이 이탈되지 않고 쇼트되지 않도록 터미널단자에 고정하며, 계기측과 접촉되는 단자박스와, 서스 벨로우즈재질로 형성되어 상기 단자박스에 고정된 2개의 금속선의 접합으로 측온접점이 형성되어 상기 2개의 금속선이 절연되도록 하는 동시에 열을 보호하도록 하는 절연관과, 상기 절연관을 고정하기 위한 고정부로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 열전대의 구조도로서,

서로 다른 종류의 2개의 금속선(26a, 26b)이 이탈되지 않고 쇼트되지 않도록 터미널단자(28a, 28b)에 고정하며, 도시하지 않은 계기측과 접촉되는 단자박스(20)와, 서스 벨로우즈(sus bellows)재질로 형성되어 상기 단자박스(20)에 고정된 2개의 금속선(26a, 26b)의 접합으로 측온접점이 형성되어 상기 2개의 금속선(26a, 26b)이 절연되도록 하는 동시에 열을 보호하도록 하는 절연관(22)과, 열전대를 고정하기 위한 고정부(24)로 구성되어 있다. 상기 단자박스(20)에 고정되는 2개의 금속선(26a, 26b)의 끝단부가 각각 ㄷ자형태로 이루어져 터미널단자(28a, 28b)에 접속된다.

상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

절연관(22)은 종류가 서로 다른 금속선(26a, 26b)의 일단부가 서로 접합되어 접합부를 형성하고 있으며, 이 접합부는 소정위치의 온도를 감지하여 전기적신호로 변환시키고 이렇게 변환된 신호는 2개의 금속선(26a, 26b)의 다른 일단부가 단자박스(20)에 접속된 계기와 접촉되어 온도를 감지하게 된다. 절연관(22)은 서스 벨로우즈(sus bellows)재질로 형성되어 종류가 서로 다른 2개의 금속선(26a, 26b)이 쇼트되지 않도록 감싸고 있다. 상기 단자박스(20)에 고정되는 2개의 금속선(26a, 26b)의 끝단부가 각각 ㄷ자형태로 이루어져 터미널단자(28a, 28b)에 접속된다. 따라서 서스셉터(Susceptor) 교환 시 단자박스(20)의 터미널단자(28a, 28b)에 직접 삽입되도록 하여 터미널단자(28a, 28b)에서 2개의 금속선(26a, 26b)이 쇼트되지 않아 역기전력의 변화가 없으므로 온도헌팅이 발생하지 않게 된다.

또한 상기 절연관(22)이 서스 벨로우즈(sus bellows)재질로 형성되어 서로 다른 2개의 금속선(26a, 26b)이 쇼트되지 않도록 감싸고 있고 있기 때문에 고온에 열화되지 않아 열화로 인해 서로 다른 2개의 금속선(26a, 26b)이 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 서로 다른 2개의 금속선의 끝단부가 ㄷ자형태를 갖도록 하여 단자박스의 터미널단자에 직접삽입 고정되도록 하여 서스셉터(Susceptor) 교환 시 2개의 금속선이 쇼트로 인해 역기전력의 변화를 방지할 수 있고, 또한 절연관을 서스벨로우즈 재지로 형성하여 높은 온도에 의해 절연관이 열화되지 않도록 하고 2개의 금속선이 쇼트되지 않도록 하여 역기전력의 변화를 방지하므로, 온도다운에 의해 설비의 파우더 리프팅발생으로 인한 로스를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조설비의 열전대에 있어서,

   종류가 서로 다른 2개의 금속선이 이탈되지 않고 쇼트되지 않도록 터미널단자에 고정하며, 계기측과 접촉되는 단자박스와,

   서스 벨로우즈재질로 형성되어 상기 단자박스에 고정된 2개의 금속선의 접합으로 측온접점이 형성되어 상기 2개의 금속선이 절연되도록 하는 동시에 열을 보호하도록 하는 절연관과,

   상기 절연관을 고정하기 위한 고정부로 구성함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 열전대.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2개의 금속선은 일측단의 끝단부가 서로 접합되어 있고, 타측의 끝단부가 ㄷ자형태로 이루어져 상기 단자박스의 터미널단자에 직접 삽입 고정되는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 열전대.