JP3588437B2 - Mounting structure of thermocouple device - Google Patents
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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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure of a thermocouple device in a vertical furnace for heating a semiconductor wafer using a vertical process tube.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional thermocouple device mounting structure employed in a vertical furnace. In the figure, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional thermocouple device mounting structure, the length of the
In order to avoid such a situation, the accuracy of the angle must be maintained at a very high level, which increases the manufacturing cost of the thermocouple device.
[0004]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a thermocouple device mounting structure that can be mounted and adjusted within a predetermined range even if there is a manufacturing error.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The mounting structure of the thermocouple device of the present invention,
A vertical process tube,
A thermocouple is housed in a protective tube, and a vertical tube portion is disposed vertically along an inner wall of the process tube, and a horizontal L-shaped portion is formed laterally from a lower end of the vertical tube portion. A thermocouple device having a tube portion;
A support member provided at a lower portion of the process tube, for interpolating the horizontal tube portion, and supporting the other end side movably up and down within a predetermined range with one end of the horizontal tube portion as a fulcrum,
An adjustable mounting member fixed to the support member so that the relative position with respect to the support member can be adjusted up and down, and the other end of the horizontal tube portion is fixed to the support member ;
(i) The support member has a small-diameter portion having a locally small inner diameter, and the fulcrum is formed at a contact portion between the small-diameter portion and the horizontal pipe portion (claim 1).
In the mounting structure of the thermocouple device configured as described above, the supporting member supports the contact portion between the small-diameter portion and one end of the horizontal tube portion as a fulcrum so that the other end can move up and down within a predetermined range. I do. The adjustable mounting member is fixed so that the relative position with respect to the support member can be adjusted up and down, so that the other end of the horizontal tube portion can be moved up and down to be mounted. If there is an error in the angle between the vertical pipe and the horizontal pipe, this error is absorbed by moving the other end of the horizontal pipe up and down with the one end of the horizontal pipe as the fulcrum. The parts can be arranged in a desired posture.
Also, instead of the above (i) ,
(ii) The lateral pipe portion may have a large diameter portion having an locally large outer diameter, and the fulcrum may be formed at a contact portion between the large diameter portion and the support member. 2).
In this case, the support member supports the other end side movably up and down with the contact portion with the large diameter portion at one end side of the horizontal tube portion as a fulcrum. Others are the same as above.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view of a vertical furnace according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
[0007]
Next, a mounting structure of the
[0008]
FIG. 3 is a view of the
[0009]
On the other hand, FIG. 4A is an enlarged sectional view on the left end side of the
[0010]
Note that, in the above-described embodiment, an example has been described in which the
In the above embodiment, the
Further, the mounting structure of the above embodiment can be applied not only to a thermocouple device but also to a thin tube member of a similar form such as a gas tube for introducing a processing gas into a process tube.
[0011]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
According to the thermocouple device mounting structure of the first aspect, when there is an error in the angle between the vertical tube portion and the horizontal tube portion , the contact portion between the small diameter portion and one end side of the horizontal tube portion is used as a fulcrum. By moving the other end up and down as described above, this error can be absorbed and the vertical pipe portion can be arranged in a desired posture. Therefore, even if there is a manufacturing error, it is possible to perform mounting adjustment to absorb the manufacturing error within a predetermined range, and as a result, a required accuracy error is reduced. Therefore, the thermocouple device can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
According to the thermocouple device mounting structure of the second aspect, when there is an error in the angle between the vertical tube portion and the horizontal tube portion, the large diameter portion on one end side of the support member and the horizontal tube portion. By moving the other end up and down with the contact portion with the fulcrum as a fulcrum, this error can be absorbed and the vertical pipe portion can be arranged in a desired posture. Thereby, the same effect as above can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a vertical furnace according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a horizontal tube portion and a support member in the vertical furnace shown in FIG.
3 (a) is a view of a flange and the like viewed from a direction of III in FIG. 2, and FIG. 3 (b) is a view showing a through hole in a part on the right end side before screw mounting.
4A is an enlarged sectional view of a left end portion of a port of a support member shown in FIG. 2, and FIG. 4B is another structural example of the portion.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional thermocouple device mounting structure.
[Explanation of symbols]
3
F fulcrum
Claims (2)
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。A vertical process tube,
A thermocouple is housed in a protective tube, and a vertical tube portion is disposed vertically along an inner wall of the process tube, and a horizontal L-shaped portion is formed laterally from a lower end of the vertical tube portion. A thermocouple device having a tube portion;
A support member provided at a lower portion of the process tube, for interpolating the horizontal tube portion, and supporting the other end side movably up and down within a predetermined range with one end of the horizontal tube portion as a fulcrum,
An adjustable mounting member fixed to the support member so that the relative position with respect to the support member can be adjusted vertically, and the other end of the horizontal tube portion is fixed to the support member ;
The mounting structure for a thermocouple device, wherein the support member has a small-diameter portion whose inside diameter is locally small, and the fulcrum is formed at a contact portion between the small-diameter portion and the horizontal tube portion .
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、A thermocouple is housed in a protective tube, and includes a vertical tube portion vertically arranged along an inner wall of the process tube, and a horizontal L-shaped member formed in a lateral direction from a lower end of the vertical tube portion. A thermocouple device having a tube portion;
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、A support member provided at a lower portion of the process tube, which inserts the horizontal pipe portion, and supports the other end side movably up and down in a predetermined range with one end of the horizontal pipe as a fulcrum,
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、An adjustable attachment member fixed vertically adjustable relative to the support member, and fixing the other end of the horizontal tube portion to the support member;
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。The mounting structure for a thermocouple device, wherein the horizontal tube portion has a large-diameter portion having a locally large outer diameter, and the fulcrum is formed at a contact portion between the large-diameter portion and the support member.
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