KR20070080113A - Thermocouple device comprising junction protecting means - Google Patents

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Abstract

A thermocouple device comprising a junction protecting unit is provided to prevent warpage and contact of a thermocouple part including a junction exposed from a thermocouple protection tube by using a protective device for protecting a junction part of a thermocouple. A thermocouple(100) is formed with two kinds of metal wires(110,120). Both ends of each of the metal wires are connected with each other to form a first junction and a second junction. A thermocouple protection tube(220) is formed to protect the metal wires. The thermocouple protection tube includes a protective device for protecting the first junction which is placed on a measuring point. The thermocouple is formed with a K-type thermocouple including a plus pole formed with NiCr and a minus pole formed with NiAl. The thermocouple protection tube has a cylindrical tube for covering the metal wires. The protective device is a part for covering the first junction by extending the cylindrical tube to the first junction.

Description

접점 보호수단을 구비한 열전대 소자{Thermocouple device comprising junction protecting means}Thermocouple device comprising junction protecting means

도 1a 및 1b는 종래 열전대 소자를 보여주는 사시도들이다.1A and 1B are perspective views illustrating a conventional thermocouple device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자에 대한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a thermocouple device having contact protection means according to an embodiment of the present invention.

도 3a은 본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자에 대한 단면도이다.3A is a cross-sectional view of a thermocouple device having contact protection means according to a second embodiment of the present invention.

도 3b는 도 3a의 열전대 소자에 대한 사시도이다.3B is a perspective view of the thermocouple device of FIG. 3A.

<도면에 주요부분에 대한 설명><Description of main parts in the drawing>

100:열전대......................110,120:금속 와이어100: thermocouple ......... 110, 120: metal wire

140:접점........................200:열전대 보호관140: contact point ........ 200: thermocouple protective tube

220:보호수단220: means of protection

본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 확산 공정 중 챔버 내부의 온도를 측정하는 열전대 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly to a thermocouple device for measuring the temperature inside the chamber during the semiconductor diffusion process.

일반적으로 확산(diffusion)이란 평형상태를 이루려는 자연 현상을 이용한 물질 간의 혼합을 말하며, 미시적으로 원자들 간의 혼합현상을 의미한다. 그러나 실제 반도체 소자 제조 공정들은 대부분 어느 정도 확산과 관계가 있으며, 특히 열산화 공정(Thermal Oxidation), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 등은 확산 개념을 많이 이용하고 있는 공정이다.Generally, diffusion refers to mixing between materials using natural phenomena to achieve an equilibrium state, and microscopically refers to mixing between atoms. However, the actual semiconductor device manufacturing process is mostly related to diffusion to some extent, and thermal oxidation process (Chemical Vapor Deposition: CVD) is a process that uses many diffusion concepts.

이러한 확산공정에 사용하는 확산 장비는 설비의 안정적인 작동을 위하여 주기적인 예방정비(PM)를 실시해야 하며, 이러한 PM 중에 프로파일(profile), 즉 확산 장비 튜브의 정확한 온도를 제어하기 위해 열전대(thermocouple:TC)를 이용하여 온도 보상을 위한 일련의 작업을 하게 된다.Diffusion equipment used in this diffusion process should be subjected to periodic preventive maintenance (PM) to ensure stable operation of the plant, and during this PM, thermocouples to control the exact temperature of the diffusion equipment tubes. TC) is used to perform a series of tasks for temperature compensation.

그러나 그러한 PM 작업 중에 취급 부주의로 인한 열전대가 불량하게 되는 경우가 종종 발생한다.However, it is often the case that poor thermocouples due to careless handling become poor during such PM operations.

도 1a 및 1b는 종래 열전대 소자를 보여주는 사시도들이다.1A and 1B are perspective views illustrating a conventional thermocouple device.

도 1a를 참조하면, 열전대 소자는 열전대 보호관 포트(10), 열전대 보호관(20) 및 열전대 보호관에 의해 보호되는 열전대(30)를 포함한다. 열전대(30)는 대부분 열전대 보호관(20)에 둘러싸여 있으나 온도를 측정하고자 하는 부분의 접점(32) 및 금속 와이어의 일정 부분은 외부로 노출되어 있다.Referring to FIG. 1A, a thermocouple element includes a thermocouple protection tube port 10, a thermocouple protection tube 20, and a thermocouple 30 protected by a thermocouple protection tube. Most of the thermocouple 30 is surrounded by the thermocouple protection tube 20, but a portion of the contact 32 and the metal wire of the portion to be measured temperature is exposed to the outside.

도 1b는 도 1a의 A 부분을 확대하여 보여주는 사시도로, 열전대 보호관(20) 및 열전대(30)가 도시된다. 일반적으로 열전대(30)는 열전대 보호관(20)으로부터 5 ㎜ 정도 노출되어 있고 그 끝으로 접점(32,junction)이 형성되어 있다. 이렇게 열전대(30)가 외부로 노출되어 있기 때문에 PM 작업과 같은 열전대 소자를 직접적으 로 다루는 작업 중에 노출된 열전대(30) 부분이 휘어지거나 열전대를 이루는 두 금속 와이어가 접촉되어 열전대 소자를 불량하게 한다. FIG. 1B is an enlarged perspective view of portion A of FIG. 1A, in which a thermocouple protective tube 20 and a thermocouple 30 are shown. Generally, the thermocouple 30 is exposed about 5 mm from the thermocouple protection tube 20, and the contact point 32 is formed in the tip. Since the thermocouple 30 is exposed to the outside, the exposed thermocouple 30 may be bent or the two metal wires constituting the thermocouple may be in contact with the thermocouple element, such as a PM operation. .

좀더 상세히 설명하면, 열전대는 서로 다른 재질의 두 금속 와이어 각각의 끝단이 접속하여 두 접점을 이루고 두 접점 간의 온도차에 의해 열전대로 전류가 흐르게 하는 기전력이 발생한다. 열전대는 그러한 기전력을 측정함으로써, 측정하고자 하는 곳의 온도를 측정하게 된다. In more detail, the thermocouple has an electromotive force that causes an electric current to flow in the thermocouple due to the temperature difference between the two contacts by connecting the ends of each of the two metal wires of different materials. Thermocouples measure such electromotive force to measure the temperature at which they are to be measured.

그러나 도 1b에서 도시된 바와 같이 금속 와이어가 휘어지는 경우 정확한 위치에서의 온도측정을 힘들게 하고 휘어짐 등에 의해 두 금속 와이어가 접촉되면, 그에 따라 기전력의 변화가 발생하게 되어 정확한 온도측정을 할 수 없게 된다.However, as shown in FIG. 1B, when the metal wire is bent, it is difficult to measure the temperature at the correct position, and when the two metal wires are contacted by the bend or the like, a change in electromotive force occurs accordingly, thereby making it impossible to accurately measure the temperature.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 확산 공정 중에 사용되는 열전대 소자에서 열전대 보호관 외부로 노출되는 열전대 및 접점을 보호할 수 있는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자를 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermocouple device having contact protection means capable of protecting thermocouples and contacts exposed to the outside of a thermocouple protection tube in a thermocouple device used during a semiconductor diffusion process.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 두 종류의 다른 금속 와이어로 형성되고 상기 두 금속 와이어의 양 끝단이 각각 접속되어 제1 및 제2 접점(junction)이 형성된 열전대(thermocouple); 및 상기 두 금속 와이어를 보호하는 보호관으로서, 상기 두 접점 중 측정하고자 하는 곳에 위치하는 제1 정션을 보호할 수 있는 보호수단을 구비한 열전대 보호관;을 포함하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a thermocouple formed of two kinds of different metal wires and both ends of the two metal wires are connected to each other to form first and second junctions; And a thermocouple protecting tube for protecting the two metal wires, the thermocouple protecting tube having a protecting means capable of protecting a first junction located at a position to be measured between the two contacts. do.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 열전대 보호관은 상기 두 금속 와이어를 감싸는 원통형 관의 형태를 가지며, 상기 보호수단은 상기 원통형 관이 상기 제1 접점까지 연장되어 상기 제1 접점을 감싸도록 형성된 부분이 될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thermocouple protective tube has a form of a cylindrical tube surrounding the two metal wires, and the protective means has a portion formed such that the cylindrical tube extends to the first contact point to surround the first contact point. Can be.

또한, 상기 열전대 보호관의 보호수단을 이루는 부분은 상시 열전대 보호관의 다른 부분보다 단면적이 더 넓게 형성될 수 있으며, 상기 원통형 관의 측면으로 일정간격의 개방부가 형성되도록 할 수도 있다.In addition, the portion constituting the protection means of the thermocouple protection tube may be formed to have a wider cross-sectional area than the other parts of the thermocouple protection tube at all times, it may be to have a predetermined interval opening on the side of the cylindrical tube.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에 도시된 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 과장되었고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention; In the drawings shown below, the thickness or size of each component is omitted or exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals in the drawings refer to the same element. On the other hand, the terms used are used only for the purpose of illustrating the present invention and are not used to limit the scope of the invention described in the meaning or claims.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자에 대한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a thermocouple device having contact protection means according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 열전대 소자는 열전대(100) 및 열전대 보호관(200)을 포함한다. 열전대(100)는 두 금속 와이어(110,120) 및 두 금속 와이어(110,120) 양 끝단이 접속된 두 접점(junction)을 포함한다. 도면상 온도를 측정하고자 곳에 위치하게 될 접점(140,junction)만이 도시되어 있다. 열전대는 두 금속 와이어의 종류에 따라 J-형, K-형 등 여러 가지 종류로 구별된다. 예건대, K-형은 플러스(+)극과 마이너스(-)극의 금속 와이어 모두가 합금으로 이루어지는데 플러스(+)극은 니켈 크롬(NiCr)이 이용되고, 마이너스(-)극으로 니켈 알루미늄(NiAl)이 이용된다.Referring to FIG. 2, the thermocouple device includes a thermocouple 100 and a thermocouple protective tube 200. The thermocouple 100 includes two metal wires 110 and 120 and two junctions at which both ends of the two metal wires 110 and 120 are connected. Only contacts 140, which will be located where to measure temperature in the drawing, are shown. Thermocouples are classified into various types, such as J-type and K-type, depending on the type of the two metal wires. For example, in the K-type, both the positive and negative metal wires are made of an alloy, and the nickel and nickel chromium are used for the positive electrode and nickel aluminum for the negative electrode. (NiAl) is used.

열전대 보호관(200)은 열전대(100)를 보호하기 위하여 원통형 관 형태로 형성되며, 두 금속 와이어(110,120)를 서로 절연시키기 위한 절연 물질들로 내부가 채워져 있다. 열전대 보호관(200)은 일반적으로 세라믹으로 형성될 수 있으며, 원통형 관 형태에 한하지 않고 열전대(100)를 보호할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. The thermocouple protective tube 200 is formed in the shape of a cylindrical tube to protect the thermocouple 100, and is filled with insulating materials for insulating the two metal wires 110 and 120 from each other. Thermocouple protection tube 200 may be generally formed of a ceramic, it is not limited to the cylindrical tube shape may be formed in various forms that can protect the thermocouple 100.

본 발명에 의한 열전대 보호관(200)은 종래와 달리 열전대(100)의 노출 부분을 보호할 보호수단(220)을 포함하여 형성되어 있다. 보호수단(220)은 원통형 관이 노출 부분까지 연장되어 접점(140)을 포함한 노출부분을 감싸도록 형성된다. 보호수단(220)은 원통형 관에 일치되는 형상으로 형성되어 있지만, 열전대 보호관(200)이 다른 형태, 예컨대 단면이 직사각형 형태의 관인 경우는 그에 일치되게 단면이 직사각형 형태로 형성되는 것이 바람직하다. The thermocouple protective tube 200 according to the present invention is formed to include a protection means 220 to protect the exposed portion of the thermocouple 100, unlike the prior art. The protection unit 220 is formed so that the cylindrical tube extends to the exposed portion to surround the exposed portion including the contact 140. Although the protection means 220 is formed in a shape corresponding to the cylindrical tube, when the thermocouple protection tube 200 is another shape, for example, a tube of a rectangular shape, it is preferable that the cross section is formed in a rectangular shape to match it.

본 실시예와 같이 열전대 보호관(200)에 보호수단(220)을 형성함으로써, PM 작업과 같은 수작업 중에 열전대(100)가 휘거나 두 금속 와이어가 접촉되는 것을 방지할 수 있다. By forming the protection means 220 in the thermocouple protection tube 200 as in this embodiment, it is possible to prevent the thermocouple 100 from bending or contacting the two metal wires during manual operation such as PM work.

도 3a은 본 발명의 제2 실시예에 따른 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자에 대한 단면도이다. 본 실시예에서의 열전대 소자는 제1 실시예와 유사하나 보호수단의 형상이 다르다. 3A is a cross-sectional view of a thermocouple device having contact protection means according to a second embodiment of the present invention. The thermocouple element in this embodiment is similar to the first embodiment but has a different shape of the protection means.

즉, 본 실시예에서는 보호수단(220a)은 열전대 보호관(200)의 단면적보다 넓은 단면적을 가진 형태로 형성된다. 보호수단(220a)의 단면적이 넓게 형성됨으로 써, 접점(140)이 충분한 공간을 가지고 보호됨으로써, 측정하고자하는 곳의 실제적인 온도를 더 정확히 측정할 수 있다.That is, in this embodiment, the protection means 220a is formed to have a cross-sectional area larger than that of the thermocouple protection tube 200. Since the cross-sectional area of the protective means 220a is wide, the contact 140 is protected with sufficient space, so that the actual temperature of the place to be measured can be measured more accurately.

보호수단(220a)의 형태는 원통형에 한하지 않고, 접점을 보호하면서 접점 주변으로 충분한 공간을 가지는 여러 가지 형태로 형성될 수 있음은 물론이다. The protection means 220a is not limited to a cylindrical shape, but may be formed in various forms having a sufficient space around the contact while protecting the contact.

도 3b는 도 3a의 열전대 소자에 대한 사시도이다. 열전대 소자의 보호수단(220a)은 열전대 보호관(200)보다 단면적이 넓게 형성되고, 측면으로 일정간격으로 형성된 개구부(H)가 형성될 수 있다. 이러한 개구부(H)가 형성됨으로써, 접점(140)은 주변의 공간으로 더 많이 노출되고 그에 따라 온도측정이 더욱 정확해 질 수 있다. 개구부(H)는 2개 이상으로 일정 간격을 가지고 형성되고, 되도록 넓게 형성되는 것이 바람직하다.3B is a perspective view of the thermocouple device of FIG. 3A. The protection means 220a of the thermocouple device may have a wider cross-sectional area than the thermocouple protection tube 200, and may have an opening H formed at a predetermined interval on a side surface thereof. As the opening H is formed, the contact 140 is more exposed to the surrounding space, and thus the temperature measurement can be more accurate. The openings H are formed at two or more at regular intervals, preferably as wide as possible.

본 발명의 실시예들에 의한 열전대 소자는 열전대의 접점을 포함한 노출부분을 보호하는 보호수단을 가짐으로써, 종래 노출부분의 금속 와이어가 휘거나 두 금속 와이어가 접촉되어 발생하는 온도측정의 불량문제를 현저히 개선할 수 있다. 그에 따라, 확산 공정과 같은 반도체 공정을 좀더 정밀하게 수행하여 그 수율을 향상시킬 수 있다. The thermocouple device according to the embodiments of the present invention has a protection means for protecting an exposed portion including a thermocouple contact, thereby preventing the problem of temperature measurement caused by bending of the metal wire of the exposed portion or the contact of two metal wires. It can be significantly improved. As a result, the semiconductor process such as the diffusion process can be performed more precisely to improve the yield.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

지금까지 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 열전대 소자는 열전대의 접점 부분을 보호할 수 있는 보호수단을 갖춤으로써, 열전대 보호관으로부터 노출된 접점을 포함한 열전대 부분의 휨 또는 접촉 문제를 방지할 수 있다.As described in detail above, the thermocouple device according to the present invention has protection means for protecting the contact portion of the thermocouple, thereby preventing warpage or contact problems of the thermocouple portion including the contact exposed from the thermocouple protective tube.

그에 따라, 반도체 공정의 챔버 내의 온도측정의 불량 문제를 개선할 수 있고 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the problem of poor temperature measurement in the chamber of the semiconductor process can be improved and the yield of the process can be improved.

Claims (6)

두 종류의 다른 금속 와이어로 형성되고 상기 두 금속 와이어의 양 끝단이 각각 접속되어 제1 및 제2 접점(junction)이 형성된 열전대(thermocouple); 및A thermocouple formed of two kinds of different metal wires, and both ends of the two metal wires connected to each other to form first and second junctions; And 상기 두 금속 와이어를 보호하는 보호관으로서, 상기 두 접점 중 측정하고자 하는 곳에 위치하는 제1 접점을 보호할 수 있는 보호수단을 구비한 열전대 보호관;을 포함하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.A protective tube for protecting the two metal wires, the thermocouple protection tube having a protective means for protecting the first contact point located in the position to be measured of the two contacts; thermocouple element having a contact protection means comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 열전대는 플러스(+)극으로 니켈 크롬(NiCr)이 이용되고,The thermocouple is nickel chromium (NiCr) is used as a positive (+) pole, 마이너스(-)극으로 니켈 알루미늄(NiAl)이 이용되는 K-형 열전대인 것을 특징으로 하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.A thermocouple device having contact protection means characterized in that it is a K-type thermocouple in which nickel aluminum (NiAl) is used as a negative (-) pole. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 열전대 보호관은 상기 두 금속 와이어를 감싸는 원통형 관의 형태를 가지며,The thermocouple protective tube has the form of a cylindrical tube surrounding the two metal wires, 상기 보호수단은 상기 원통형 관이 상기 제1 접점까지 연장되어 상기 제1 접점을 감싸도록 형성된 부분인 것을 특징으로 하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.The protection means is a thermocouple element having a contact protection means characterized in that the cylindrical tube is formed to extend to the first contact to surround the first contact. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열전대 보호관의 보호수단을 이루는 부분은 상기 열전대 보호관의 다른 부분보다 단면적이 더 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.The portion of the thermocouple protective tube forming a protective means is a thermocouple element having a contact protection means characterized in that the cross-sectional area is formed wider than other portions of the thermocouple protective tube. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열전대 보호관의 보호수단을 이루는 부분은 상기 원통형 관의 측면으로 일정간격으로 개방부가 형성된 것을 특징으로 하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.A portion of the thermocouple protective tube forming a protective means is a thermocouple device having a contact protection means characterized in that the opening is formed at a predetermined interval to the side of the cylindrical tube. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 개방부는 적어도 2개 형성된 것을 특징으로 하는 접점 보호수단을 구비한 열전대 소자.At least two openings are formed, the thermocouple device having a contact protection means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102072625B1 (en) 2019-02-26 2020-02-03 김종현 Thermocouple device with function of prevent disconnection

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