JP3588437B2 - 熱電対装置の取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型のプロセスチューブを用いて半導体ウェハを加熱する縦型炉における、熱電対装置の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、縦型炉に採用されている従来の熱電対装置の取付構造における要部を示す断面図である。図において、熱電対ＴＣを石英管１０１に収納した熱電対装置１００は、縦方向に長い縦管部１０１ａ（長さ１０００ｍｍ以上）と、この縦管部１０１ａの下端からＬ字状に形成された横管部１０１ｂ（長さ１００ｍｍ程度）とを有している。縦型のプロセスチューブ（図示せず。）の下端部には、横管部１０１ｂを支持する支持部材１０２が設けられている。支持部材１０２の一部は外方に突出して接続部１０２ａを形成しており、接続部１０２ａの先端外周にねじ加工が施されている。横管部１０１ｂは支持部材１０２に対してほとんど隙間なく内挿され、内周にねじ加工が施されたキャップ１０３を接続部１０２ａに締め付けることにより、横管部１０１ｂが支持部材１０２に固定される。上記縦管部１０１ａ及び横管部１０１ｂの相互間の角度は、９０度になるように製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の熱電対装置の取付構造においては、縦管部１０１ａの長さが横管部１０１ｂの長さに比してかなり大きい。従って、製造誤差、特に上記角度の誤差が少しでもあると、縦管部１０１ａの先端のずれが大きくなる。例えば、角度が９０度より大きい場合には、縦管部１０１ａがプロセスチューブの内方（図の左方）に傾斜し、その先端が、半導体ウェハを載せてプロセスチューブ内に搬入・搬出されるボート（図示せず。）に接触すると、ボートの搬出時に縦管部１０１ａの先端が引っかかって、当該縦管部１０１ａ又はボートが破損することがある。また、角度が９０度より小さい場合には、上記と反対側に傾斜し、プロセスチューブと干渉して取付が困難になり、無理に取り付けようとすると縦管部１０１ａが破損することがある。
このような事態を避けるには、上記角度の精度を非常に高く維持しなければならず、このことは熱電対装置の製造コストを押し上げる要因となる。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、製造誤差があっても所定範囲で取付調整が可能な熱電対装置の取付構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱電対装置の取付構造は、
縦型のプロセスチューブと、
熱電対を保護管に収めたものであって、前記プロセスチューブの内壁に沿って縦方向に配置される縦管部と、この縦管部の下端から横方向へＬ字状に形成された横管部とを有する熱電対装置と、
前記プロセスチューブの下部に設けられ、前記横管部を内挿させるとともに、当該横管部の一端側を支点として他端側を所定範囲で上下に移動可能に支持する支持部材と、
前記支持部材に対する相対的な位置を上下に可調整に固定され、前記横管部の他端側を前記支持部材に固定する可調整取付部材とを備え、
(i) 前記支持部材は内径が局部的に小さい小径部を有し、前記支点は当該小径部と前記横管部との接触部に形成されるものである（請求項１）。
上記のように構成された熱電対装置の取付構造においては、支持部材が、その小径部と横管部の一端側との接触部を支点として他端側を所定範囲で上下に移動可能に支持する。可調整取付部材は、支持部材に対する相対的な位置を上下に可調整として固定されることにより、横管部の他端側を上下に移動させて取り付けることを可能にする。縦管部と横管部との相互間の角度に誤差がある場合には、横管部の一端側を支点にして他端側を上下に移動させることにより、この誤差を吸収し、縦管部を所望の姿勢で配置することができる。
また、上記 (i) に代えて、
(ii) 前記横管部は外径が局部的に大きい大径部を有し、前記支点は当該大径部と前記支持部材との接触部に形成されるものであってもよい（請求項２）。
この場合においては、支持部材が、横管部の一端側の大径部との接触部を支点にして他端側を上下に移動可能に支持する。その他は、上記と同様である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態による縦型炉の断面図である。図において、炉体１の側面にはヒータ２が設けられ、炉体１の内部にはヒータ２に取り囲まれる石英のプロセスチューブ３が設けられている。プロセスチューブ３の内部には、半導体ウェハ４を多段に載置したボート５が配置されている。ボート５は、下方から図示の位置に搬入され、また、図示の位置から蓋６とともに下方に搬出される。熱電対装置７は、熱電対を石英保護管に収めたもので、プロセスチューブ３の内壁に沿って垂直に配置される縦管部７ａと、この縦管部７ａの下端から水平方向へＬ字状に形成された横管部７ｂとを備えている。縦管部７ａの長さは例えば１０００〜１３３５ｍｍ程度、また、横管部７ｂの長さは例えば１００ｍｍ程度である。横管部７ｂは、プロセスチューブ３の支持部材８に取り付けられている。
【０００７】
次に、上記横管部７ｂの支持部材８への取付構造に関して図２〜図４を参照して説明する。図２は、横管部７ｂ及び支持部材８の拡大断面図である。図２において、支持部材８の一部は外方に突出した筒状のポート８ａを構成している。横管部７ｂはポート８ａに内挿され、右端部がポート８ａから少し突出している。ポート８ａの右端部にはＯリング９が装着され、これを介して、可調整取付部材としてのフランジ１０が取り付けられている。横管部７ｂの右端部近傍に設けられた周溝７ｂ１には止め輪１１が装着される。横管部７ｂの右端部にはキャップ１２が取り付けられ、このキャップ１２の端部からリード線１３が導出される。縦管部７ａ及び横管部７ｂの内部には熱電対素線７ｔが設けられ、リード線１３と接続されている。
【０００８】
図３は、図２の矢印ＩＩＩ方向からフランジ１０等を見た図である。フランジ１０は図３の（ｂ）に示すように、左右一対に、直径６ｍｍの通し孔１０ａが設けられており、（ａ）に示すように、Ｍ４のねじ１４によってポート８ａの端面に取り付けられる。６ｍｍの孔に対してＭ４のねじを用いることにより、ポート８ａに対するフランジ１０の相対的な取付位置は上下に２ｍｍの範囲内で可調整である。フランジ１０の内径と、フランジ１０に内挿された横管部７ｂの外径との間には、横管部７ｂの円滑な挿入を可能とする程度のわずかの隙間しかない。
【０００９】
一方、図４の（ａ）はポート８ａの左端側の拡大断面図である。図において、横管部７ｂの外径は２０ｍｍである。ポート８ａは、その内径に関して小径部８Ｓと大径部８Ｌとを有している。小径部８Ｓは左端側から１０ｍｍまでの部分であり、内径が２０．６ｍｍである。大径部８Ｌは小径部８Ｓより右方にあり、内径が２１．６ｍｍである。このような２段内径の筒体とすることにより、大径部８Ｌは横管部７ｂの上下動を所定範囲で許容し、小径部８Ｓの下方と横管部７ｂとの点接触部が横管部７ｂを支える支点Ｆとなる。このようなポート８ａの構造と、前述のフランジ１０の取付位置可調整構造とにより、横管部７ｂは、上記支点Ｆと、フランジ１０とによって、ポート８ａすなわち支持部材８に固定される。ここで、フランジ１０を上下動させることによって、図２の矢印Ａの方向に横管部７ｂを揺動させ、矢印Ｂの方向に縦管部７ａを揺動させることができる。従って、本来直角であるべき縦管部７ａと横管部７ｂとの角度に誤差があっても、フランジ１０の上下動可能範囲内でこれを吸収し、縦管部７ａを所望の姿勢、すなわち、プロセスチューブ３の内壁に沿って垂直に配置することができる。
【００１０】
なお、上記実施形態では、縦管部７ａを垂直に、横管部７ｂを水平にそれぞれ配置する例について説明したが、これらはそれぞれ垂直及び水平に限られず、所定の角度であっても、上記のようなポート８ａの構造と、フランジ１０の取付位置可調整構造とが応用できることはいうまでもない。
また、上記実施形態では支持部材８に小径部８Ｓと大径部８Ｌとを設けたが、これと同様の作用効果をもたらす変形例として、図４の（ｂ）に示すように、支持部材８の内径を一定とし、横管部７ｂに大径部７Ｌと小径部７Ｓとを設ける構造を採用することもできる。
また、上記実施形態の取付構造は、熱電対装置のみならず、プロセスチューブ内に処理ガスを導入するためのガス管等の、同様な形態の細管部材に適用することができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の熱電対装置の取付構造によれば、縦管部と横管部との相互間の角度に誤差がある場合には、小径部と横管部の一端側との接触部を支点にして他端側を上下に移動させることにより、この誤差を吸収し、縦管部を所望の姿勢で配置することができる。従って、製造誤差があっても、所定範囲でこれを吸収する取付調整が可能となり、その結果、要求される精度誤差が緩和される。従って、熱電対装置の製造が容易になり、製造コストも低減できる。
また、請求項２の熱電対装置の取付構造によれば、縦管部と横管部との相互間の角度に誤差がある場合には、支持部材と横管部の一端側の大径部との接触部を支点にして他端側を上下に移動させることにより、この誤差を吸収し、縦管部を所望の姿勢で配置することができる。これにより、上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による縦型炉の断面図である。
【図２】図１に示す縦型炉における横管部及び支持部材の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＩＩＩの方向からフランジ等を見た図であり、（ｂ）はその右端側の一部における、ねじ取付前の通し孔を示す図である。
【図４】（ａ）は、図２に示す支持部材のポートの左端部の拡大断面図であり、（ｂ）は当該部分の他の構造例である。
【図５】従来の熱電対装置の取付構造における要部を示す断面図である。
【符号の説明】
３ プロセスチューブ
７ 熱電対装置
７ａ 縦管部
７ｂ 横管部
７ｔ 熱電対素線
８ 支持部材
１０ フランジ（可調整取付部材）
Ｆ 支点

Claims (2)

1. 縦型のプロセスチューブと、
   熱電対を保護管に収めたものであって、前記プロセスチューブの内壁に沿って縦方向に配置される縦管部と、この縦管部の下端から横方向へＬ字状に形成された横管部とを有する熱電対装置と、
   前記プロセスチューブの下部に設けられ、前記横管部を内挿させるとともに、当該横管部の一端側を支点として他端側を所定範囲で上下に移動可能に支持する支持部材と、
   前記支持部材に対する相対的な位置を上下に可調整として固定され、前記横管部の他端側を前記支持部材に固定する可調整取付部材とを備え、
   前記支持部材は内径が局部的に小さい小径部を有し、前記支点は当該小径部と前記横管部との接触部に形成されることを特徴とする熱電対装置の取付構造。
2. 縦型のプロセスチューブと、
   熱電対を保護管に収めたものであって、前記プロセスチューブの内壁に沿って縦方向に配置される縦管部と、この縦管部の下端から横方向へＬ字状に形成された横管部とを有する熱電対装置と、
   前記プロセスチューブの下部に設けられ、前記横管部を内挿させるとともに、当該横管部の一端側を支点として他端側を所定範囲で上下に移動可能に支持する支持部材と、
   前記支持部材に対する相対的な位置を上下に可調整として固定され、前記横管部の他端側を前記支持部材に固定する可調整取付部材とを備え、
   前記横管部は外径が局部的に大きい大径部を有し、前記支点は当該大径部と前記支持部材との接触部に形成されることを特徴とする熱電対装置の取付構造。

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