JP4168834B2 - Clamping device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相成長装置等に用いられパイプ等のように、比較的高温のガスを流通させるパイプをも把持可能なクランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、集積回路用基板を作るための材料となる半導体ウエーハは、チョクラルスキー法によって育成されたシリコン単結晶棒を平板状に加工したものが広く使われている。そして、エピタキシャル成長等の方法によりこのウエーハ上に任意の膜厚、抵抗率の単結晶シリコン層を形成することにより集積回路用基板を製造している。エピタキシャル膜を成長させる気相成長装置としては、加熱方法やサセプターの形状の違いにより各種構造の装置が提案されている。具体的には、円形平板上のサセプターを下側から加熱する縦型気相成長装置や、樽型のサセプターを側面のランプにより加熱するバレル型気相成長装置が知られており、最近では枚葉型の気相成長装置が開発されている。これらの気相成長装置の反応室内には黒鉛の表面にSiC膜をコーティングしたサセプタが配置され、このサセプタにはエピタキシャル膜を成長させるウエハを収容可能な円形凹部が形成される。
【0003】
これらの装置では、サセプタの凹部にエピタキシャル膜を成長させるウエハを収容した状態で反応室を減圧し、高周波コイル等の加熱手段によりその反応室内においてウエハを直接あるいは間接的に加熱し、同時に反応性ガスあるいは原料ガスを供給管から反応室内部に供給して、ウエハの表面に単結晶、多結晶または非品質の固体、例えばシリコンなどの半導体、酸化物、窒化物、金属、合金、その他の化合物の析出を行い、エピタキシャル膜を成長させている。一方、エピタキシャル膜を成長させた反応性ガスあるいは原料ガスは、その後排気管を介して装置の外部に排出される。この供給管や排気管は、反応性ガスあるいは原料ガスの漏れを防止するために、複数のパイプをいわゆるOリングを介して接続している。
【0004】
しかし、この反応性ガスあるいは原料ガスは比較的高温であることから、その供給管又は排気管を構成するパイプの接続をいわゆるOリングを介して行った場合、その部分における温度上昇に起因してOリングが比較的早期に劣化し、比較的頻繁にそのOリングを交換しなければならない不具合があった。ここで、円筒の外周にOリングを嵌着させ、その円筒にジャケットを嵌入させてその内周面をOリングに密接させることにより、円筒の外周とジャケットの内周面との間にOリングにより密閉区画された冷却水の空間を確保しようとする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このため、供給管又は排気管を構成するパイプを接続するために用いるOリングの温度上昇を、このOリングが密封する空間に冷却水を流して抑制することも考えられる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−306370号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、供給管又は排気管を構成するパイプを接続するOリングは、そのパイプの端面とそれに隣接するパイプの端面との間に位置してそれらの端面により挟持されるものである。従って、パイプにOリングが嵌入されることを前提とする上記技術をそのまま利用できない不具合があった。また、このように比較的高温のガスを流通させる供給管又は排気管にあっては、Oリングを使用することなくパイプを溶接し、そのパイプにより供給管及び排気管を配管させることも考えられるが、溶接により配管させると、その移動等が困難になり、腐食等の不具合が生じた場合におけるメンテナンスが比較的困難になる不具合がある。
本発明の目的は、取付けた部分における著しい温度上昇を防止することができるクランプ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、図1に示すように、雄ねじ13の基端が一端に枢支された第1クランプ片11と、雄ねじ13に螺合するナット14の座板12aが一端に一体的に形成され第1クランプ片11の他端に他端が枢支された第2クランプ片12とを備え、第1及び第2クランプ片11,12が重なり状態で円形を描くように互いに外側に半円状に湾曲して形成されたクランプ装置の改良である。その特徴ある構成は、第1クランプ片11の外面を覆うように第1クランプ片11に設けられ第1クランプ片11との間に第1冷却水空間21cを形成する第1冷却水ジャケット21と、第2クランプ片12の外面を覆うように第2クランプ片12に設けられ第2クランプ片12との間に第2冷却水空間22cを形成する第2冷却水ジャケット22と、第1冷却水空間21cと第2冷却水空間22cを連通させる可撓性の連通チューブ28とを備え、第1又は第2冷却水空間21c,22cに供給された冷却水が連通チューブ28を介して第2又は第1冷却水空間22c,21cに移動して外部に排出可能に構成されたところにある。
【0008】
この請求項1に係るクランプ装置では、第1及び第2クランプ片11,12により把持したパイプ17が加熱しても、その熱はそのパイプを把持する第1及び第2クランプ片11,12に伝達し、第1及び第2冷却水空間21c,22cを流通する冷却水により奪われ、その冷却水とともに外部に排出される。従って、本発明のクランプ装置を取付けた部分における著しい温度上昇は回避される。よって、比較的高温のガスを流通させるパイプを、Oリングを介して接続しても、そのOリングが用いられた部分にこのクランプ装置を取付ければ、そのOリングが熱により劣化することは回避され、Oリングを交換する作業頻度を減少させることができる。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、第1クランプ片11の一端近傍の第1冷却水ジャケット21に第1給排パイプ23が設けられ、第1クランプ片11の他端近傍の第1冷却水ジャケット21に第1連通パイプ24が設けられ、第2クランプ片12の他端近傍の第2冷却水ジャケット22に第2連通パイプ27が設けられ、第2クランプ片12の一端近傍の第2冷却水ジャケット22に第2給排パイプ26が設けられ、連通チューブ28の一端が第1連通パイプ24に連結され、連通チューブ28の他端が第2連通パイプ27に連結されたクランプ装置である。
この請求項2に係るでは、連通チューブ28の端部が接続される第1及び第2連通パイプ24,27を、第1及び第2クランプ片11,12の他端近傍の第1及び第2冷却水ジャケット21,22に設けるので、連通チューブ28を取り外すことなく、第1及び第2クランプ片11,12をその他端を中心として自由に回転させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、本発明のクランプ装置10は、それぞれが半円状に湾曲させられた板状の第1及び第2クランプ片11,12を備える。第1クランプ片11の一端には雄ねじ13の基端が枢支され、その雄ねじ13には先端からナット14が螺合される。即ち、雄ねじ13の基端にはその雄ねじ13に直交する第1支軸13aの中央部分が溶接され、その第1支軸13aの両側を第1クランプ片11の板状の一端が包囲するように折り返されることにより、第1クランプ片11の一端に雄ねじ13の基端が枢支される。一方、第2クランプ片12の一端にはナット14の座板12aが一体的に形成される。第1クランプ片11の他端は第2支軸16の両側を包囲するように折り返され、第2クランプ片12の他端はその第2支軸16の中央を包囲するように折り返される。これにより第1クランプ片11の他端には、第2支軸16を介して第2クランプ片12の他端が枢支される。
【0011】
第1及び第2クランプ片11,12は、重なり状態で円形を描くように互いに外側に湾曲して形成される。第2クランプ片12の一端における座板12aには、雄ねじ13の回転軌跡に対応する外端縁に開口する切欠き12bがその回転軌跡に沿って形成される(図2)。第1及び第2クランプ片11,12を重なり状態にし、そして図1の一点鎖線で示すような状態から第1支軸13aを中心に雄ねじ13を回転させて切欠き12bに挿入し、ナット14に座板12aを対向させてそのナット14を締め付けることにより、第1及び第2クランプ片11,12を重なり状態で維持でき、その第1及び第2クランプ片11,12の間に挿入されたパイプ17を挟持するように構成される。
【0012】
第1クランプ片11には、その第1クランプ片11の外面を覆うように第1冷却水ジャケット21が設けられ、第2クランプ片12には、その第2クランプ片12の外面を覆うように第2冷却水ジャケット22が設けられる。第1冷却水ジャケット21は、第1クランプ片11と同様に湾曲させられた第1底板21aとその第1底板21aを包囲するように第1底板21aの周囲に立ち上げられて形成された第1周フランジ21bを有し、この第1周フランジ21bの先端縁を第1クランプ片11の外面に当接させた状態で溶接される。このように溶接されることにより第1冷却水ジャケット21は第1クランプ片11との間に第1冷却水空間21cを形成するように構成される。一方、第2冷却水ジャケット22は、第2クランプ片12と同様に湾曲させられた第2底板22aとその第2底板22aを包囲するように第2底板22aの周囲に立ち上げられて形成された第2周フランジ22bを有し、この第2周フランジ22bの先端縁を第2クランプ片12の外面に当接させた状態で溶接される。このように溶接されることにより第2冷却水ジャケット22は第2クランプ片12との間に第2冷却水空間22cを形成する。
【0013】
第1クランプ片11の一端近傍の第1冷却水ジャケット21には第1給排パイプ23が設けられ、第1クランプ片11の他端近傍の第1冷却水ジャケット21には第1連通パイプ24が設けられる。この第1給排パイプ23及び第1連通パイプ24はそれぞれ第1冷却水ジャケット21における第1底板21aを貫通して設けられ、それぞれの一端が第1冷却水空間21cに開放するように構成される。一方、第2クランプ片12の一端近傍の第2冷却水ジャケット22には第2給排パイプ26が設けられ、第2クランプ片12の他端近傍の第2冷却水ジャケット22には第2連通パイプ27が設けられる。この第2給排パイプ26及び第2連通パイプ27はそれぞれ第2冷却水ジャケット22における第2底板22aを貫通して設けられ、それぞれの一端が第2冷却水空間22cに開放するように構成される。そして第1連通パイプ24の他端に連通チューブ28の一端が連結され、連通チューブ28の他端は第2連通パイプ27の他端に連結される。この実施の形態における連通チューブ28はSUS304から成る可撓性のチューブが用いられ、第1及び第2連通パイプ24,27を介して第1冷却水空間21cと第2冷却水空間22cを連通させるように構成される。
【0014】
このように構成されたクランプ装置の動作を説明する。
本発明のクランプ装置10によりパイプを把持させるには、図1の二点鎖線で示すように、第2支軸16を中心として第1又は第2クランプ片11,12を回転させてそれぞれの一端を開放させておく。この場合、本発明のクランプ装置は、連通チューブ28の端部が接続される第1及び第2連通パイプ24,27を、第1及び第2クランプ片11,12の他端近傍の第1及び第2冷却水ジャケット21,22に設けたので、連通チューブ28を取り外すことなく、第1及び第2クランプ片11,12をその他端を中心として回転させることができる。
【0015】
そして、この開放された一端から把持すべきパイプ17を第1及び第2クランプ片11,12の間に挿入し、第1又は第2クランプ片11,12を図1の2点鎖線矢印で示すように回転させて第1及び第2クランプ片11,12を重なり状態にする。そして図1の一点鎖線矢印で示すように第1支軸13aを中心に雄ねじ13を回転させて座板12aにおける切欠き12bに挿入し、ナット14に座板12aを対向させてそのナット14を締め付ける。これにより、第1及び第2クランプ片11,12を重なり状態で維持され、その第1及び第2クランプ片11,12の間に挿入されたパイプ17を第1及び第2クランプ片11,12で挟持させる。
【0016】
図3に示すように、把持すべき部分が、一方のパイプ17aとその一方のパイプ17aと同径の他方のパイプ17bの突き合わせ部分であって、その突き合わせ部分にOリング29を介在させてその部分における密閉性を確保している場合、そのパイプ17a,17bに比較的高温のガスを流通させると、そのOリング29がその温度により比較的早期に劣化することになる。この場合第1給排パイプ23の他端に図示しない冷却水供給装置を接続し、図1の破線矢印で示すように、この第1給排パイプ23を介して第1冷却水空間21cに冷却水を供給する。その第1冷却水空間21cに供給された冷却水は、その後第1連通パイプ24からその連通チューブ28に流れ込み、この連通チューブ28を介して第2連通パイプ27から第2冷却水空間22cに移動する。このように移動した冷却水は第2給排パイプ26から外部に排出される。
【0017】
パイプ17a,17bに比較的高温のガスを流通させると、そのガスの温度によりOリング29は加熱させられるけれども、その熱は直接に又は一方又は他方のパイプ17a,17bを介して第1及び第2クランプ片11,12に伝達する。第1及び第2クランプ片11,12に伝達された熱は第1及び第2冷却水空間21c,22cを流通する冷却水により奪われ、冷却水とともに外部に排出される。従って、Oリング29の著しい温度上昇は回避され、Oリング29が熱により劣化することは回避され、Oリング29を交換する作業頻度を減少させることができる。
なお、上述した実施の形態では、第1給排パイプ23の他端に図示しない冷却水供給装置を接続して冷却水を供給したが、第2給排パイプ26の他端に冷却水供給装置を接続し、この第2給排パイプ26から第2冷却水空間22cに冷却水を供給し、連通チューブ28を介して第1冷却水空間21cにその冷却水を移動させるようにしても良い。
【0018】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、第1クランプ片との間に第1冷却水空間を形成する第1冷却水ジャケットと、第2クランプ片との間に第2冷却水空間を形成する第2冷却水ジャケットと、第1冷却水空間と第2冷却水空間を連通させる可撓性の連通チューブとを備えたので、第1及び第2クランプ片により把持したパイプが加熱しても、第1及び第2冷却水空間を流通する冷却水によりその熱を奪い、外部に排出する。従って、クランプ装置を取付けた部分における著しい温度上昇を回避することができる。よって、比較的高温のガスを流通させるパイプを、Oリングを介して接続しても、そのOリングが用いられた部分にこのクランプ装置を取付ければ、そのOリングが熱により劣化することは回避され、Oリングを交換する作業頻度を減少させることができる。ここで、連通チューブの端部が接続される第1及び第2連通パイプを、第1及び第2クランプ片の他端近傍の第1及び第2冷却水ジャケットに設ければ、連通チューブを取り外すことなく、第1及び第2クランプ片を比較的自由に回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクランプ装置を示す図2のA−A線断面図。
【図2】その装置の斜視図。
【図3】図1のB−B線断面図。
【符号の説明】
10 クランプ装置
11 第1クランプ片
12 第2クランプ片
12a 座板
13 雄ねじ
14 ナット
21 第1冷却水ジャケット
21c 第1冷却水空間
22 第2冷却水ジャケット
22c 第2冷却水空間
23 第1給排パイプ
24 第1連通パイプ
26 第2給排パイプ
27 第2連通パイプ
28 連通チューブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clamping device capable of gripping a pipe that circulates a relatively high temperature gas, such as a pipe used in a vapor phase growth apparatus or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor wafers that have been processed into a flat plate from a silicon single crystal rod grown by the Czochralski method have been widely used as semiconductor wafers that are materials for making substrates for integrated circuits. Then, an integrated circuit substrate is manufactured by forming a single crystal silicon layer having an arbitrary film thickness and resistivity on the wafer by a method such as epitaxial growth. As a vapor phase growth apparatus for growing an epitaxial film, apparatuses having various structures have been proposed depending on the heating method and the difference in the shape of the susceptor. Specifically, there are known a vertical vapor phase growth apparatus that heats a susceptor on a circular flat plate from below, and a barrel type vapor phase growth apparatus that heats a barrel type susceptor with a side lamp. A leaf-type vapor phase growth apparatus has been developed. In the reaction chamber of these vapor phase growth apparatuses, a susceptor having a SiC film coated on the surface of graphite is disposed, and a circular recess capable of accommodating a wafer on which an epitaxial film is grown is formed on the susceptor.
[0003]
In these apparatuses, the pressure in the reaction chamber is reduced while the wafer for growing an epitaxial film is accommodated in the recess of the susceptor, and the wafer is directly or indirectly heated in the reaction chamber by heating means such as a high-frequency coil. Gas or source gas is supplied from the supply pipe to the inside of the reaction chamber, and a single crystal, polycrystalline or non-quality solid on the wafer surface, such as a semiconductor such as silicon, oxide, nitride, metal, alloy, or other compound Is deposited to grow an epitaxial film. On the other hand, the reactive gas or raw material gas on which the epitaxial film has been grown is then discharged outside the apparatus through the exhaust pipe. The supply pipe and the exhaust pipe are connected with a plurality of pipes via so-called O-rings in order to prevent leakage of reactive gas or raw material gas.
[0004]
However, since this reactive gas or raw material gas is relatively high temperature, when the pipe constituting the supply pipe or the exhaust pipe is connected via a so-called O-ring, the temperature rises in that portion. There was a problem that the O-ring deteriorated relatively early and the O-ring had to be replaced relatively frequently. Here, an O-ring is fitted on the outer periphery of the cylinder, a jacket is fitted on the cylinder, and the inner peripheral surface thereof is brought into close contact with the O-ring, whereby the O-ring is interposed between the outer periphery of the cylinder and the inner peripheral surface of the jacket. There has been proposed a technique for securing a space for cooling water that is hermetically sealed by (see, for example, Patent Document 1). For this reason, it is also conceivable to suppress the temperature rise of the O-ring used for connecting the pipes constituting the supply pipe or the exhaust pipe by flowing cooling water into the space sealed by the O-ring.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-306370 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the O-ring that connects the pipes constituting the supply pipe or the exhaust pipe is positioned between the end face of the pipe and the end face of the pipe adjacent thereto, and is sandwiched between the end faces. Therefore, there has been a problem that the above-described technique based on the assumption that an O-ring is inserted into the pipe cannot be used as it is. Further, in such a supply pipe or exhaust pipe through which a relatively high temperature gas is circulated, it is conceivable that the pipe is welded without using an O-ring, and the supply pipe and the exhaust pipe are connected by the pipe. However, when piping is made by welding, it becomes difficult to move and the like, and there is a problem that maintenance becomes relatively difficult when a problem such as corrosion occurs.
The objective of this invention is providing the clamp apparatus which can prevent the remarkable temperature rise in the attached part.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1, a
[0008]
In the clamp device according to the first aspect, even if the
[0009]
The invention according to
According to this second aspect, the first and
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1-3, the
[0011]
The first and
[0012]
The
[0013]
A first supply /
[0014]
The operation of the clamping device configured as described above will be described.
In order to grip the pipe by the clamping
[0015]
Then, the
[0016]
As shown in FIG. 3, the portion to be gripped is a butt portion of one
[0017]
When a relatively high temperature gas is circulated through the
In the above-described embodiment, the cooling water supply device (not shown) is connected to the other end of the first supply /
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the second cooling water space is formed between the first cooling water jacket that forms the first cooling water space between the first clamp piece and the second clamp piece. Since the second cooling water jacket and the flexible communication tube that communicates the first cooling water space and the second cooling water space are provided, the pipe gripped by the first and second clamp pieces can be heated. The heat is taken away by the cooling water flowing through the first and second cooling water spaces and discharged to the outside. Accordingly, it is possible to avoid a significant temperature increase in the portion where the clamp device is attached. Therefore, even if a pipe that circulates a relatively high temperature gas is connected via an O-ring, if the clamp device is attached to a portion where the O-ring is used, the O-ring will deteriorate due to heat. It is avoided and the frequency of work for exchanging the O-ring can be reduced. Here, if the first and second communication pipes to which the ends of the communication tube are connected are provided in the first and second cooling water jackets in the vicinity of the other ends of the first and second clamp pieces, the communication tube is removed. The first and second clamp pieces can be rotated relatively freely without any problem.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing a clamping device of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the apparatus.
3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1クランプ片(11)の外面を覆うように前記第1クランプ片(11)に設けられ前記第1クランプ片(11)との間に第1冷却水空間(21c)を形成する第1冷却水ジャケット(21)と、
前記第2クランプ片(12)の外面を覆うように前記第2クランプ片(12)に設けられ前記第2クランプ片(12)との間に第2冷却水空間(22c)を形成する第2冷却水ジャケット(22)と、
前記第1冷却水空間(21c)と前記第2冷却水空間(22c)を連通させる可撓性の連通チューブ(28)とを備え、
前記第1又は第2冷却水空間(21c,22c)に供給された冷却水が前記連通チューブ(28)を介して前記第2又は第1冷却水空間(22c,21c)に移動して外部に排出可能に構成された
ことを特徴とするクランプ装置。A first clamp piece (11) whose base end of the male screw (13) is pivotally supported at one end and a seat plate (12a) of a nut (14) screwed to the male screw (13) are integrally formed at one end. A second clamp piece (12) having the other end pivotally supported at the other end of the first clamp piece (11), and the first and second clamp pieces (11, 12) are drawn in a circular shape in an overlapping state; In the clamping device formed to be curved semicircularly outward from each other,
A first cooling water space (21c) is formed between the first clamp piece (11) and the first clamp piece (11) so as to cover an outer surface of the first clamp piece (11). Cooling water jacket (21),
A second cooling water space (22c) is formed between the second clamp piece (12) and the second clamp piece (12) so as to cover the outer surface of the second clamp piece (12). Cooling water jacket (22),
A flexible communication tube (28) for communicating the first cooling water space (21c) and the second cooling water space (22c);
The cooling water supplied to the first or second cooling water space (21c, 22c) moves to the second or first cooling water space (22c, 21c) via the communication tube (28), and goes outside. A clamping device characterized in that it can be discharged.
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