JP6602230B2 - Quartz tube holding structure and heat treatment apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、石英管保持構造及びこれを用いた熱処理装置に関する。 The present invention relates to a quartz tube holding structure and a heat treatment apparatus using the same.
従来から、少なくとも１つのガス供給孔を有する直管部と、直管部の下端に形成され、直管部の径より大きい幅を持つ下端部と、下端部を載置する載置部と、下端部を載置部に固定し、下端部が傾いた時に下端部の上面を支持する支持面を有する蓋部と、を有し、蓋部の上面には前記直管部に対して所定間隔を有するように切欠きが形成され、前記載置部には下端部との接触面にガスを導入する導入孔が形成されているガス供給部が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a straight pipe part having at least one gas supply hole, a lower end part formed at the lower end of the straight pipe part and having a width larger than the diameter of the straight pipe part, and a placing part for placing the lower end part, And a lid portion having a support surface that supports the upper surface of the lower end portion when the lower end portion is inclined, and the upper surface of the lid portion has a predetermined interval with respect to the straight pipe portion. There is known a gas supply part in which a notch is formed so as to have an opening, and an introduction hole for introducing gas into the contact surface with the lower end part is formed in the mounting part (see, for example, Patent Document 1). .
かかる特許文献１に記載のガス供給部では、載置部と蓋部によって下端部を挟み込むことにより、下端部を固定して自立させ、ガスノズル設置等のメンテナンス作業を容易にしている。 In the gas supply unit described in Patent Document 1, the lower end portion is sandwiched between the placement portion and the lid portion so that the lower end portion is fixed and self-supporting, thereby facilitating maintenance work such as gas nozzle installation.
また、基板を処理する反応室を形成するとともに、反応室内に確保された反応空間に複数枚の基板を縦方向に積載した状態で収容する反応管と、反応空間に縦方向に沿って設置されるガス供給ノズルと、反応空間に設置されるガス供給ノズルの傾きを抑制する傾き抑制手段と、を備え、傾き抑制手段は、ガス供給ノズルの下端部を受け面で受けるノズル受け部と、受け面でガス供給ノズルの下端部を受けた状態でガス供給ノズルをノズル受け部に固定可能な固定部とが形成されたノズル固定部材を備える基板処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, a reaction chamber for processing the substrate is formed, and a reaction tube that accommodates a plurality of substrates stacked in a vertical direction in a reaction space secured in the reaction chamber and a vertical direction in the reaction space are installed. A gas supply nozzle, and an inclination suppression means that suppresses an inclination of the gas supply nozzle installed in the reaction space, the inclination suppression means, a nozzle receiving portion that receives the lower end portion of the gas supply nozzle at the receiving surface, 2. Description of the Related Art A substrate processing apparatus is known that includes a nozzle fixing member formed with a fixing portion capable of fixing a gas supply nozzle to a nozzle receiving portion while receiving the lower end portion of the gas supply nozzle on the surface (for example, Patent Document 2). reference).
かかる特許文献２に記載の基板処理装置では、反応室内にガス供給ノズルを設置する場合に、ガス供給ノズルの傾きを低減することを目的としている。 The substrate processing apparatus disclosed in Patent Document 2 aims to reduce the inclination of the gas supply nozzle when the gas supply nozzle is installed in the reaction chamber.
ところで、近年、半導体製造プロセスの多様化と面内均一性の担保の高い要求に基づき、供給ガスの種類を増加させたり、同じガスをエリア毎に異なるノズルで供給したりする要請があり、ガス供給ノズルの設置本数が増加傾向にある。 By the way, in recent years, there has been a demand to increase the types of supply gas or supply the same gas with different nozzles for each area based on the diversification of semiconductor manufacturing processes and high guarantees of in-plane uniformity. The number of supply nozzles is increasing.
しかしながら、特許文献１では、載置部と蓋部の下端部の挟み込みにより直管部の下端部を固定して自立させる構造であるため、載置部、蓋部及び下端部をある程度大きな構造をせざるを得ず、ガス供給ノズルが増加するとスペースが不足し、ガス供給ノズルを多く設置するのは困難であるという問題があった。 However, in Patent Document 1, since the lower end portion of the straight pipe portion is fixed and self-supported by sandwiching the lower end portion of the placement portion and the lid portion, the placement portion, the lid portion, and the lower end portion have a somewhat large structure. Inevitably, when the number of gas supply nozzles increases, there is a problem that space is insufficient and it is difficult to install a large number of gas supply nozzles.
また、特許文献２ではガス供給ノズルの下端部をノズル固定部材のノズル受け部に固定して傾きを低減する構造のため、ノズル固定部材はある程度の大きさを有して構成せざるを得ず、やはりガス供給ノズルを多く設置するのは困難であるという問題があった。 Further, in Patent Document 2, since the lower end portion of the gas supply nozzle is fixed to the nozzle receiving portion of the nozzle fixing member to reduce the inclination, the nozzle fixing member has to be configured with a certain size. After all, there was a problem that it was difficult to install many gas supply nozzles.
そこで、本発明は、簡素な構造で揺れ、傾き、脱離等無く確実に石英管を固定することができ、多数の石英管の設置も可能な石英管保持構造及びこれを用いた熱処理装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a quartz tube holding structure capable of securely fixing a quartz tube with a simple structure without shaking, tilting, detachment, etc. and capable of installing a large number of quartz tubes, and a heat treatment apparatus using the quartz tube holding structure. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る石英管保持構造は、縦長の処理容器と、
該処理容器の内壁面の長手方向に沿って、少なくとも該処理容器の下部において前記内壁面と間隔を有して設けられた石英管と、
該石英管を下方から支持する支持部材と、
前記処理容器の下部において、前記石英管に前記処理容器の内側から前記内壁面に向かう押圧力を加えて前記石英管を固定する押圧力発生具と、を有し、
前記押圧力発生具は、前記支持部材よりも上方に設けられる。
In order to achieve the above object, a quartz tube holding structure according to an aspect of the present invention includes a vertically long processing container,
A quartz tube provided along the longitudinal direction of the inner wall surface of the processing container at least at a lower portion of the processing container and spaced from the inner wall surface;
A support member for supporting the quartz tube from below;
In the lower portion of the processing container, have a, a pressing force generating device for fixing the quartz tube by adding a pressing force toward the inner wall surface from the inside of the processing chamber to the quartz tube,
The pressing force generating device is Ru provided above said support member.
本発明の他の態様に係る熱処理装置は、前記石英管保持構造と、
該石英管保持構造の前記処理容器を外側から加熱する加熱手段と、を有する。
The heat treatment apparatus according to another aspect of the present invention includes the quartz tube holding structure,
Heating means for heating the processing vessel of the quartz tube holding structure from the outside.
本発明によれば、簡素な構造でありながら、揺れ、傾き、脱離、破損等無く確実に石英管を保持することができる。 According to the present invention, the quartz tube can be reliably held without shaking, tilting, detachment, breakage, etc. while having a simple structure.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置の一例を示した図である。本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造は、処理対象、処理内容は特に限定されず、ガスを処理容器内に供給して処理を行う種々の処理装置に適用可能であるが、本実施形態では、基板に熱処理を行う熱処理装置に適用した例に挙げて説明する。よって、図１は、縦型熱処理装置の構成を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a quartz tube holding structure and a heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. The quartz tube holding structure according to the first embodiment of the present invention is not particularly limited in the processing target and the processing content, and can be applied to various processing apparatuses that perform processing by supplying gas into the processing container. In the present embodiment, an example applied to a heat treatment apparatus that performs heat treatment on a substrate will be described. Therefore, FIG. 1 shows the configuration of the vertical heat treatment apparatus.
図１において、熱処理装置は、半導体ウエハＷを収容する処理容器１０を有している。処理容器１０は、耐熱性の高い石英により略円筒体状に成形され、天井に排気口１１を有する。処理容器１０は、鉛直方向に延びる縦型の形状に構成されている。処理容器１０の直径は、例えば処理されるウエハＷの直径が３００ｍｍの場合には、３５０〜４５０ｍｍ程度の範囲に設定されている。 In FIG. 1, the heat treatment apparatus has a processing container 10 that accommodates a semiconductor wafer W. The processing container 10 is formed in a substantially cylindrical shape from quartz having high heat resistance, and has an exhaust port 11 on the ceiling. The processing container 10 is configured in a vertical shape extending in the vertical direction. For example, when the diameter of the wafer W to be processed is 300 mm, the diameter of the processing container 10 is set in a range of about 350 to 450 mm.
処理容器１０の天井部の排気口１１には、ガス排気ポート２０が接続される。ガス排気ポート２０は、例えば、排気口１１から延びて直角に横方向へＬ字状に屈曲された石英管から構成される。 A gas exhaust port 20 is connected to the exhaust port 11 in the ceiling of the processing container 10. The gas exhaust port 20 is formed of, for example, a quartz tube that extends from the exhaust port 11 and is bent in an L shape in a lateral direction at a right angle.
ガス排気ポート２０には、処理容器１０内の雰囲気を排気する真空排気系３０が接続される。具体的には、真空排気系３０は、ガス排気ポート２０に連結される例えばステンレススチールよりなる金属製のガス排気管３１を有している。そして、このガス排気管３１の途中には、開閉弁３２、バタフライバルブのような圧力調整弁３３及び真空ポンプ３４が順次介設されており、処理容器１０内の雰囲気を圧力調整しつつ真空引きできるようになっている。なお、ガス排気ポート２０の内径は、ガス排気管３１の内径と同じに設定されている。 A vacuum exhaust system 30 that exhausts the atmosphere in the processing container 10 is connected to the gas exhaust port 20. Specifically, the vacuum exhaust system 30 includes a metal gas exhaust pipe 31 made of, for example, stainless steel, connected to the gas exhaust port 20. In the middle of the gas exhaust pipe 31, an on-off valve 32, a pressure adjusting valve 33 such as a butterfly valve, and a vacuum pump 34 are sequentially provided so that the atmosphere in the processing vessel 10 is evacuated while adjusting the pressure. It can be done. The inner diameter of the gas exhaust port 20 is set to be the same as the inner diameter of the gas exhaust pipe 31.
処理容器１０の側部には、処理容器１０を取り囲むようにして加熱手段４０が設けられており、内側に位置する半導体ウエハＷを加熱し得るようになっている。加熱手段４０の外周には、断熱材５０が設けられており、この熱的安定性を確保するようになっている。 A heating means 40 is provided at a side portion of the processing container 10 so as to surround the processing container 10 so that the semiconductor wafer W positioned inside can be heated. A heat insulating material 50 is provided on the outer periphery of the heating means 40 so as to ensure this thermal stability.
石英製の処理容器１０の下端部は開口されて、ウエハＷを搬入、搬出できるようになっている。処理容器１０の下端部の開口は、蓋体６０により開閉が行われる構成となっている。 The lower end of the quartz processing vessel 10 is opened so that the wafer W can be loaded and unloaded. The opening at the lower end of the processing container 10 is configured to be opened and closed by the lid body 60.
蓋体６０よりも上方には、ウエハボート８０が設けられている。ウエハボート８０は、ウエハＷを保持するためのウエハ保持部材であり、鉛直方向に複数枚のウエハを離間した状態で保持可能に構成される。ウエハボート８０が保持するウエハの枚数は特に定められていないが、例えば、５０〜１００枚のウエハＷを保持する。 A wafer boat 80 is provided above the lid body 60. The wafer boat 80 is a wafer holding member for holding the wafer W, and is configured to be able to hold a plurality of wafers separated in the vertical direction. Although the number of wafers held by the wafer boat 80 is not particularly defined, for example, 50 to 100 wafers W are held.
ウエハボート８０は、石英製の保温筒７５を介してテーブル７４上に載置されており、テーブル７４は、処理容器１０の下端開口部を開閉する蓋体６０を貫通する回転軸７２の上端部に支持される。そして、この回転軸７２の貫通部には、例えば磁性流体シール７３が介設され、この回転軸７２を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋体６０の周辺部と処理容器１０の下端部には、例えばＯ−リング等よりなるシール部材６１が介設されており、処理容器１０内のシール性を保持している。 The wafer boat 80 is placed on a table 74 via a quartz heat insulating cylinder 75, and the table 74 has an upper end portion of a rotating shaft 72 that passes through a lid body 60 that opens and closes a lower end opening portion of the processing container 10. Supported by For example, a magnetic fluid seal 73 is interposed in the penetrating portion of the rotating shaft 72 and supports the rotating shaft 72 so as to be rotatable while hermetically sealing. Further, a seal member 61 made of, for example, an O-ring or the like is interposed between the peripheral portion of the lid 60 and the lower end portion of the processing container 10 to maintain the sealing performance in the processing container 10.
回転軸７２は、例えばボートエレベータ等の昇降機構７０に支持されたアーム７１の先端に取り付けられており、ウエハボート８０及び蓋体６０等を一体的に昇降できるようになされている。なお、テーブル７４を蓋体６０側へ固定して設け、ウエハボート８０を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。 The rotating shaft 72 is attached to the tip end of an arm 71 supported by an elevating mechanism 70 such as a boat elevator, for example, so that the wafer boat 80 and the lid 60 can be integrally raised and lowered. Note that the table 74 may be fixed to the lid 60 side and the wafer W may be processed without rotating the wafer boat 80.
処理容器１０の下端部には、処理容器１０の内周壁に沿って延びる部分を有するとともに、半径方向外方に向けて延びるフランジ状の部分を有するマニホールド９０が配置されている。そして、マニホールド９０を介して、処理容器１０の下端部から、処理容器１０内へ必要なガスを導入する。マニホールド９０は、処理容器１０とは別部品で構成されるが、処理容器１０の側壁と一体的に設けられ、処理容器１０の側壁の一部を構成するように設けられる。 A manifold 90 having a portion extending along the inner peripheral wall of the processing container 10 and a flange-shaped portion extending radially outward is disposed at the lower end of the processing container 10. Then, necessary gas is introduced into the processing container 10 from the lower end of the processing container 10 through the manifold 90. Although the manifold 90 is configured as a separate part from the processing container 10, the manifold 90 is provided integrally with the side wall of the processing container 10 and is provided so as to constitute a part of the side wall of the processing container 10.
マニホールド９０は、インジェクタ１１０を支持する。インジェクタ１１０は、処理容器１０内にガスを供給するためのガス供給手段であり、石英で構成される。即ち、インジェクタ１１０は、石英管で構成される。本発明の実施形態に係る石英管保持構造は、種々の石英管に適用可能であるが、第１の実施形態においては、インジェクタ１１０として構成された石英管に適用する例を挙げて説明する。なお、インジェクタ１１０は、処理容器１０の内部で上下方向に延在するように設けられ、直接的にガスをウエハＷに供給する。 The manifold 90 supports the injector 110. The injector 110 is a gas supply means for supplying gas into the processing container 10 and is made of quartz. That is, the injector 110 is composed of a quartz tube. The quartz tube holding structure according to the embodiment of the present invention can be applied to various quartz tubes. In the first embodiment, an example applied to a quartz tube configured as an injector 110 will be described. The injector 110 is provided so as to extend in the vertical direction inside the processing container 10 and directly supplies gas to the wafer W.
インジェクタ１１０は、ガスの種類に応じて複数設けられるのが一般的であるが、近年では、更にウエハボート８０に積載された上下方向の領域毎に、個別のインジェクタ１１０を設ける場合もあることから、１０本以上ものインジェクタ１１０を設ける必要がある場合もある。本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置は、そのような多数本のインジェクタの設置を可能とする構成を有するが、その点の詳細については後述する。 In general, a plurality of injectors 110 are provided according to the type of gas. However, in recent years, individual injectors 110 may be provided for each vertical region loaded on the wafer boat 80. It may be necessary to provide ten or more injectors 110. The quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention have a configuration that enables the installation of such a large number of injectors. Details of this point will be described later.
インジェクタ１１０を固定すべく、ホルダ１４０が設けられる。ホルダ１４０は、処理容器１０の内側から処理容器１０の内壁面１２に向かってインジェクタ１１０に押圧力を加える押圧力発生具である。また、処理容器１０の内壁面１２に沿って、挿入穴１５１を有するインナーガイド１５０が設けられており、インジェクタ１１０の上端部付近の所定箇所が挿入穴１５１に挿入されている。ホルダ１４０は、処理容器１０の内壁面１２に向かって押圧力を加えているため、インジェクタ１１０の上端部付近の所定箇所がインナーガイド１５０の挿入穴１５１の内壁面１２側（外側）に押し付けられて接触している。なお、図１において、インジェクタ１１０は垂直に描かれているが、ホルダ１４０により外側に向かう押圧力が加えられているため、インナーガイド１５０の挿入穴１５１の位置によっては、僅かに内壁面１２側に向かって傾斜する場合もある。 A holder 140 is provided to fix the injector 110. The holder 140 is a pressing force generator that applies a pressing force to the injector 110 from the inside of the processing container 10 toward the inner wall surface 12 of the processing container 10. An inner guide 150 having an insertion hole 151 is provided along the inner wall surface 12 of the processing container 10, and a predetermined location near the upper end portion of the injector 110 is inserted into the insertion hole 151. Since the holder 140 applies a pressing force toward the inner wall surface 12 of the processing container 10, a predetermined location near the upper end of the injector 110 is pressed against the inner wall surface 12 side (outside) of the insertion hole 151 of the inner guide 150. Touching. In FIG. 1, the injector 110 is drawn vertically, but since a pressing force toward the outside is applied by the holder 140, depending on the position of the insertion hole 151 of the inner guide 150, the injector 110 may be slightly on the inner wall 12 side. There is also a case of tilting toward.
インジェクタ１１０へガスを供給するためにガス供給系１２０が設けられる。ガス供給系１２０はインジェクタ１１０へ連通される金属、例えばステンレススチール製のガス配管１２１を有しており、ガス配管１２１の途中には、マスフローコントローラのような流量制御器１２３及び開閉弁１２２が順次介設されて、処理ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。基板処理に必要な他の処理ガスも、同様に構成されたガス供給系１２０及びマニホールド９０を介して供給される。 A gas supply system 120 is provided to supply gas to the injector 110. The gas supply system 120 has a gas pipe 121 made of metal, for example, stainless steel, communicated with the injector 110. A flow controller 123 such as a mass flow controller and an on-off valve 122 are sequentially provided in the middle of the gas pipe 121. The process gas can be supplied while controlling the flow rate. Other processing gases necessary for substrate processing are also supplied through the gas supply system 120 and the manifold 90 that are similarly configured.
処理容器１０の下端部のマニホールド９０の周辺部は、例えばステンレススチールにより形成されたベースプレート１３０により支持されており、このベースプレート１３０により処理容器１０の荷重を支えるようになっている。このベースプレート１３０の下方は、図示しないウエハ移載機構を有するウエハ移載室となっており、略大気圧の窒素ガス雰囲気になっている。またベースプレート１３０の上方は通常のクリーンルームの清浄な空気の雰囲気となっている。 The peripheral portion of the manifold 90 at the lower end of the processing container 10 is supported by a base plate 130 made of, for example, stainless steel, and the base plate 130 supports the load of the processing container 10. Below the base plate 130 is a wafer transfer chamber having a wafer transfer mechanism (not shown), which is in a nitrogen gas atmosphere at approximately atmospheric pressure. Above the base plate 130 is a clean air atmosphere of a normal clean room.
次に、本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置のマニホールド９０の構成についてより詳細に説明する。 Next, the configuration of the manifold 90 of the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail.
図２は、本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置のマニホールド９０の断面構成の一例を示した断面斜視図である。マニホールド９０は、インジェクタ支持部９１と、ガス導入部９５とを有する。インジェクタ支持部９１は、処理容器１０内壁面に沿って鉛直方向に延びる部分であり、インジェクタ１１０を支持する。インジェクタ支持部９１は、インジェクタ１１０の下端が挿入可能であり、インジェクタ１１０の下端を外嵌支持可能な挿入穴９２を有する。ガス導入部９５は、インジェクタ支持部９１から半径方向外側に延び、処理容器１０の外側に露出する部分であり、ガス導入路（ガス流路）９６を有する。 FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing an example of a cross-sectional configuration of the manifold 90 of the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. The manifold 90 has an injector support part 91 and a gas introduction part 95. The injector support portion 91 is a portion that extends in the vertical direction along the inner wall surface of the processing container 10 and supports the injector 110. The injector support portion 91 has an insertion hole 92 in which the lower end of the injector 110 can be inserted and the lower end of the injector 110 can be externally supported. The gas introduction part 95 is a part that extends radially outward from the injector support part 91 and is exposed to the outside of the processing container 10, and has a gas introduction path (gas flow path) 96.
図２に示されるように、インジェクタ支持部９１は、処理容器１０の内周壁に沿って延在し、複数本のインジェクタ１１０を支持可能なように、複数の挿入穴９２が周方向に沿って配置される。各挿入穴９２は、１本のインジェクタ１１０の下端部が挿入されたときに、インジェクタ１１０を鉛直に立たせた状態で支持できる高さを有して構成される。インジェクタ１１０の側面には、開口１１２が形成され、ガス導入部９５のガス導入路９６と連通可能に構成される。 As shown in FIG. 2, the injector support portion 91 extends along the inner peripheral wall of the processing container 10, and a plurality of insertion holes 92 are provided along the circumferential direction so as to support a plurality of injectors 110. Be placed. Each insertion hole 92 is configured to have a height capable of supporting the injector 110 in a state where the injector 110 stands vertically when the lower end of one injector 110 is inserted. An opening 112 is formed in the side surface of the injector 110 and is configured to be able to communicate with the gas introduction path 96 of the gas introduction unit 95.
次に、図３乃至図５を用いて、ホルダ１４０及びインナーガイド１５０の構成についてより詳細に説明する。図３は、ホルダ１４０及びインナーガイド１５０の一例の構成を示した斜視図である。 Next, the configuration of the holder 140 and the inner guide 150 will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an example of the holder 140 and the inner guide 150.
図４は、ホルダ１４０の一例の構成を示した図である。図４（ａ）はホルダ１４０の平面図であり、図４（ｂ）はホルダ１４０の正面図である。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＥ−Ｅ断面におけるホルダ１４０の側断面図である。なお、図４（ｃ）において、右側がネジ止めされる背面側の位置を示し、左側が処理容器１０の内壁面１２と対面する前面側の位置を示している。図４（ｄ）は、図４（ｂ）のＡ−Ａ断面図と側面図を組み合わせた図である。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an example of the holder 140. 4A is a plan view of the holder 140, and FIG. 4B is a front view of the holder 140. Moreover, FIG.4 (c) is a sectional side view of the holder 140 in the EE cross section of FIG.4 (b). In FIG. 4C, the right side shows the position on the back side where the screwing is performed, and the left side shows the position on the front side facing the inner wall surface 12 of the processing container 10. FIG.4 (d) is the figure which combined AA sectional drawing and side view of FIG.4 (b).
図５は、ホルダ１４０の一例の構成を示した側面図である。図５（ａ）は、ホルダ１４０の固定前の状態を示した側面図であり、図５（ｂ）は、ホルダ１４０の固定後の状態を示した側面図である。 FIG. 5 is a side view illustrating an exemplary configuration of the holder 140. FIG. 5A is a side view showing a state before the holder 140 is fixed, and FIG. 5B is a side view showing a state after the holder 140 is fixed.
図３及び図５に示されるように、ホルダ１４０は、下部固定部材１４１と、上部押圧部材１４２と、連結部材１４３とを有する。下部固定部材１４１は、インジェクタ支持部９１の上面にネジ固定され、ホルダ１４０をインジェクタ支持部９１の上面に固定するための部材で、インジェクタ１１０の回転及び脱離を防止するための部材である。また、上部押圧部材１４２は、インジェクタ１１０を処理容器１０の内壁面１２側に押圧するための部材であり、連結部材１４３は、下部固定部材１４１と上部押圧部材１４２とを連結するための部材である。 As shown in FIGS. 3 and 5, the holder 140 includes a lower fixing member 141, an upper pressing member 142, and a connecting member 143. The lower fixing member 141 is a member that is fixed to the upper surface of the injector support portion 91 with screws and is used to fix the holder 140 to the upper surface of the injector support portion 91, and is a member that prevents rotation and detachment of the injector 110. The upper pressing member 142 is a member for pressing the injector 110 toward the inner wall surface 12 of the processing container 10, and the connecting member 143 is a member for connecting the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142. is there.
図３及び図４（ａ）に示されるように、上部押圧部材１４２は、インジェクタ１１０を処理容器１０の内壁面１２側に押圧可能な形状を有する。本実施形態においては、上部押圧部材１４２は、Ｕ字形状に構成され、Ｕ字の窪み内にインジェクタ１１０を保持し、外側に押圧力を加えることが可能な形状となっている。なお、本実施形態では、上部押圧部材１４２は、Ｕ字形状に構成されているが、インジェクタ１１０を一方向に押圧することが可能な形状であれば、種々の形状に構成されてよい。但し、インジェクタ１１０を確実に保持するためには、インジェクタ１１０と係合可能な形状であることが好ましく、本実施形態のようなＵ字形状や、Ｖ字形状等の円筒形のインジェクタ１１０を保持可能な窪みを有する平面形状であることが好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4A, the upper pressing member 142 has a shape capable of pressing the injector 110 toward the inner wall surface 12 of the processing container 10. In the present embodiment, the upper pressing member 142 is configured in a U shape, and has a shape capable of holding the injector 110 in a U-shaped recess and applying a pressing force to the outside. In the present embodiment, the upper pressing member 142 is configured in a U shape, but may be configured in various shapes as long as the injector 110 can be pressed in one direction. However, in order to securely hold the injector 110, it is preferable that the injector 110 has a shape that can be engaged with the injector 110, and holds a cylindrical injector 110 such as a U-shape or a V-shape as in this embodiment. It is preferably a planar shape with possible depressions.
下部固定部材１４１は、上部押圧部材１４２と同様にＵ字形状に構成され、Ｕ字の窪み内にインジェクタ１１０を近接して配置することが可能な形状となっている。下部固定部材１４１は、インジェクタ支持部９１の上面に固定されて設けられてもよい。図３及び図５に示されるように、下部固定部材１４１は、例えば、ネジ１４５等を用いて、インジェクタ支持部９１に固定されてもよい。また、図４（ａ）、（ｄ）に示されるように、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪みのインジェクタ１１０との接触点となる窪み部分１４２ａは、下部固定部材１４１のＵ字形状の窪み部分１４１ａが形成された面よりも前面に位置するように構成されている。よって、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａがインジェクタ１１０と接触する位置で、下部固定部材１４１をインジェクタ支持部９１の上面にネジ止め固定すると、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａは必ずインジェクタ１１０に接触することになる。これにより、上部押圧部材１４２はインジェクタ１１０を前方に押し出し、処理容器１０の内壁面１２に押圧力を加えることになる。なお、下部固定部材１４１は、インジェクタ１１０とは非接触の状態でインジェクタ支持部９１の上面に固定され、インジェクタ１１０に荷重負担を加えないように構成される。よって、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａは、インジェクタ１１０を保持するようにしてインジェクタクタ１１０を押圧するが、下部固定部材１４１は、インジェクタ１１０の外周の少なくとも半分以上、より詳細には２／３〜３／４程度を、３方向から近接して囲む又は覆うように配置される。尤も、下部固定部材１４１は、インジェクタ１１０と離間して配置されるので、インジェクタ１１０と係合しないが、形状自体はＵ字形状であるので、インジェクタ１１０と係合可能な形状を有している。 The lower fixing member 141 is configured in a U shape similarly to the upper pressing member 142, and has a shape in which the injector 110 can be disposed close to the U-shaped recess. The lower fixing member 141 may be fixed to the upper surface of the injector support portion 91. As shown in FIGS. 3 and 5, the lower fixing member 141 may be fixed to the injector support portion 91 using, for example, a screw 145 or the like. Also, as shown in FIGS. 4A and 4D, the recessed portion 142 a that is the contact point of the U-shaped recessed portion of the upper pressing member 142 with the injector 110 is the U-shaped portion of the lower fixing member 141. It is comprised so that it may be located in a front surface rather than the surface in which the hollow part 141a was formed. Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, the lower fixing member 141 is placed on the upper surface of the injector support portion 91 at a position where the U-shaped depression 142 a of the upper pressing member 142 is in contact with the injector 110. When fixed with screws, the U-shaped depression 142a of the upper pressing member 142 always comes into contact with the injector 110. Thereby, the upper pressing member 142 pushes the injector 110 forward, and applies a pressing force to the inner wall surface 12 of the processing container 10. The lower fixing member 141 is fixed to the upper surface of the injector support portion 91 in a non-contact state with the injector 110, and is configured so as not to apply a load to the injector 110. Therefore, the U-shaped depression 142a of the upper pressing member 142 presses the injector 110 so as to hold the injector 110, but the lower fixing member 141 is more detailed than at least half of the outer periphery of the injector 110. Is arranged so as to surround or cover approximately 2/3 to 3/4 from three directions. However, since the lower fixing member 141 is disposed apart from the injector 110, it does not engage with the injector 110, but the shape itself is U-shaped, and thus has a shape that can be engaged with the injector 110. .
なお、連結部材１４３は、下部固定部材１４１と上部押圧部材１４２とを連結する部材であり、下部固定部材１４１の固定により、上部押圧部材１４２に前方への押圧力を付与する。連結部材１４３は、連結部材１４３が変形することによって生じる弾性力を上部押圧部材１４２に伝達することができれば、その構成や形状は問わないが、図３乃至図５に示すように、例えば、複数の棒状の形状を有して構成されてもよい。棒状の形状を有することにより、連結部材１４３が変形することによって生じる弾性力を直接的に上部押圧部材１４２に伝達することができる。 The connecting member 143 is a member that connects the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142, and applies a forward pressing force to the upper pressing member 142 by fixing the lower fixing member 141. The connecting member 143 may have any configuration or shape as long as it can transmit the elastic force generated by the deformation of the connecting member 143 to the upper pressing member 142. For example, as shown in FIGS. It may be configured to have a bar shape. By having the rod shape, the elastic force generated by the deformation of the connecting member 143 can be directly transmitted to the upper pressing member 142.
連結部材１４３は、弾性を有することが好ましく、例えば、金属から構成されてもよい。下部固定部材１４１及び上部押圧部材１４２も、連結部材１４３と同様に金属で構成されてもよい。石英管保持構造を、熱処理装置等の高温の装置に用いる場合には、熱膨張係数が小さく、かつ耐熱性に優れた金属を用いることが好ましい。このような熱膨張係数が小さく、耐熱性に優れた金属としては、例えば、ハステロイが挙げられる。よって、ホルダ１４０は、例えば、ハステロイで構成されてもよい。熱処理装置は、６００℃以上で処理を行う場合が多いため、熱膨張係数の高い金属を使用すると、インジェクタ１１０を適切に固定することができず、ガタツキや脱離を生じる原因ともなる。よって、ホルダ１４０は、熱膨張係数の小さい金属で構成することが好ましい。 The connecting member 143 preferably has elasticity, and may be made of metal, for example. Similarly to the connecting member 143, the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142 may be made of metal. When the quartz tube holding structure is used in a high-temperature apparatus such as a heat treatment apparatus, it is preferable to use a metal having a small thermal expansion coefficient and excellent heat resistance. Examples of such a metal having a small thermal expansion coefficient and excellent heat resistance include Hastelloy. Therefore, the holder 140 may be made of hastelloy, for example. Since a heat treatment apparatus often performs treatment at 600 ° C. or higher, if a metal having a high thermal expansion coefficient is used, the injector 110 cannot be properly fixed, which causes backlash and detachment. Therefore, the holder 140 is preferably made of a metal having a small thermal expansion coefficient.
なお、このような高温の領域に使用され得る材料として、石英やセラミクスも存在するが、弾性が不足する場合が多い。勿論、ある程度の弾性を有し、熱膨張率が小さく耐熱性が高い新素材が開発されれば、そのような材料を好適に利用することができる。 In addition, quartz and ceramics exist as materials that can be used in such a high temperature region, but the elasticity is often insufficient. Of course, if a new material having a certain degree of elasticity, a low thermal expansion coefficient and a high heat resistance is developed, such a material can be suitably used.
また、下部固定部材１４１、上部押圧部材１４２及び連結部材１４３同士の接合は、例えば、溶接で行われてもよい。 Moreover, joining of the lower fixing member 141, the upper pressing member 142, and the connecting member 143 may be performed by welding, for example.
かかる熱膨張係数が小さく、弾性を有する連結部材１４３を介して上部押圧部材１４２と下部固定部材１４１とを連結することにより、インジェクタ１１０の揺れを防止することができる。 By connecting the upper pressing member 142 and the lower fixing member 141 via the connecting member 143 having a small thermal expansion coefficient and elasticity, it is possible to prevent the injector 110 from shaking.
インナーガイド１５０は、円環状の部材にインジェクタ１１０に対応した挿入穴１５１が形成されて構成される。挿入穴１５１の外側にインジェクタ１１０を押し付けることにより、インジェクタ１１０の傾斜及び揺れの発生を防止することができる。なお、インナーガイド１５０は、処理容器１１０の内壁面１２に設けられるので、処理容器１１０と同様に石英で構成することが好ましい。なお、インジェクタ１１０が押し付けられる挿入穴１５１の外側の内周面は、処理容器１０の内壁面１２よりも内側に隆起しているが、その隆起の程度は、インジェクタ１１０の配置等に応じて適宜定められてよい。インジェクタ１１０が処理容器１０の内壁面１２に近接している場合には、内壁面１２と略同一面となるように構成されてもよい。 The inner guide 150 is configured by forming an insertion hole 151 corresponding to the injector 110 in an annular member. By pressing the injector 110 outside the insertion hole 151, it is possible to prevent the injector 110 from tilting and shaking. In addition, since the inner guide 150 is provided on the inner wall surface 12 of the processing container 110, it is preferable that the inner guide 150 is made of quartz as with the processing container 110. Note that the inner peripheral surface of the outer side of the insertion hole 151 to which the injector 110 is pressed is raised on the inner side of the inner wall surface 12 of the processing container 10, but the degree of the rise is appropriately determined according to the arrangement of the injector 110 and the like. May be defined. When the injector 110 is close to the inner wall surface 12 of the processing container 10, the injector 110 may be configured to be substantially flush with the inner wall surface 12.
図４（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示されるように、下部固定部材１４１と上部押圧部材１４２は、ともに中心部分にＵ字形状の窪み部分１４１ａ、１４２ａを有し、両外側が連結部材１４３で連結されている。そして、図４（ａ）、（ｄ）に示されるように、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａの方が、下部固定部材１４１のＵ字形状の窪み部分１４１ａよりも前方に出ていることが分かる。具体的には、Ｕ字形状の窪み部分１４１ａ、１４２ａの水平方向におけるズレ量Ｘは数ｍｍ程度に設定されるのが好ましく、第１の実施形態においては１．５ｍｍである。また、下部固定部材１４１と上部押圧部材１４２の間の連結部材１４３の長さＹは数十ｍｍに設定されるのが好ましく、第１の実施形態においては５０ｍｍである。ホルダ１４０の材質がハステロイである場合、下部固定部材１４１をインジェクタ支持部９１に固定することによって得られる上部押圧部材１４２の押圧力は約３．０Ｎｍである。 As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4D, the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142 both have U-shaped recessed portions 141a and 142a at the center portions, They are connected by a connecting member 143. As shown in FIGS. 4A and 4D, the U-shaped depression 142a of the upper pressing member 142 protrudes forward from the U-shaped depression 141a of the lower fixing member 141. I understand that Specifically, the amount of deviation X in the horizontal direction of the U-shaped depressions 141a and 142a is preferably set to about several mm, and is 1.5 mm in the first embodiment. In addition, the length Y of the connecting member 143 between the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142 is preferably set to several tens of millimeters, and is 50 mm in the first embodiment. When the material of the holder 140 is Hastelloy, the pressing force of the upper pressing member 142 obtained by fixing the lower fixing member 141 to the injector support portion 91 is about 3.0 Nm.
なお、図４（ｃ）に示されるように、下部固定部材１４１には、ネジ１４５と螺合可能なネジ穴１４４が形成されている。 As shown in FIG. 4C, the lower fixing member 141 is formed with a screw hole 144 that can be screwed with the screw 145.
また、図４（ａ）に示されるように、上部押圧部材１４２のＵ字形状の内周面は全体が丸く曲線的に構成されているが、下部固定部材１４１のＵ字形状の両側の内周面の一部には、直線的な形状を有する直線部１４１ｂが形成されている。これは、インジェクタ１１０の下部に下部固定部材１４１と係合可能な平坦面が形成され、脱離防止構造を構成しているからである。ここで、直線部１４１ｂの長さ、つまり直線部１４１ｂの奥行きの長さは、インジェクタ１１０の直径の大きさよりも短い。直線部１４１ｂは、インジェクタ１１０の平坦面と対向し得る範囲に設けられていれば十分だからである。なお、直線部１４１ｂは、インジェクタ１１０の平坦面と係合可能な形状を有するが、下部固定部材１４１の固定時には、インジェクタ１１０の平坦面と接触せず、対向している状態である。この点の詳細については後述する。 Further, as shown in FIG. 4A, the U-shaped inner peripheral surface of the upper pressing member 142 is entirely rounded and curved, but the inner sides of both sides of the U-shaped lower fixing member 141 are formed. A linear portion 141b having a linear shape is formed on a part of the peripheral surface. This is because a flat surface that can be engaged with the lower fixing member 141 is formed in the lower portion of the injector 110, and constitutes a detachment prevention structure. Here, the length of the straight portion 141 b, that is, the depth of the straight portion 141 b is shorter than the diameter of the injector 110. This is because it is sufficient that the straight portion 141b is provided in a range that can face the flat surface of the injector 110. The straight portion 141b has a shape that can be engaged with the flat surface of the injector 110, but is not in contact with the flat surface of the injector 110 when the lower fixing member 141 is fixed. Details of this point will be described later.
図５（ａ）は、ホルダ１４０をインジェクタ１１０に嵌め合わせ、インジェクタ支持部９１の上面にネジ１４５で仮止めした状態を示している。なお、図５（ａ）では、ネジ１４５でホルダ１４０が仮止めされているが、インジェクタ１１０が下方に抜け落ちなければ、ネジ１４５が無くても作業的には問題無い。 FIG. 5A shows a state in which the holder 140 is fitted to the injector 110 and temporarily fixed to the upper surface of the injector support portion 91 with a screw 145. In FIG. 5A, the holder 140 is temporarily fixed with a screw 145. However, if the injector 110 does not fall downward, there is no problem in terms of work even if the screw 145 is not provided.
図５（ｂ）は、ネジ１４５を固定した状態を示している。ネジ１４５でホルダ１４０の下部固定部材１４１をインジェクタ支持部９１の上面に固定すると、力Ｆ１が下部固定部材１４１に加わった状態となり、下部固定部材１４１の底面がインジェクタ支持部９１の上面に密着する。上部押圧部材１４２は、インジェクタ１１０に接触しており移動できないため、力Ｆ２が加わり、連結部材１４３が背面側に反るように変形する。この連結部材１４３の変形に伴い、前方方向（処理容器１０の内壁面１２方向）への弾性力Ｆ３が発生し、上部押圧部材１４２には前方方向の押圧力Ｆ４が加わる。このようにして、上部押圧部材１４２の押圧力Ｆ４により、インジェクタ１１０を固定することができる。 FIG. 5B shows a state in which the screw 145 is fixed. When the lower fixing member 141 of the holder 140 is fixed to the upper surface of the injector support portion 91 with the screw 145, the force F1 is applied to the lower fixing member 141, and the bottom surface of the lower fixing member 141 is in close contact with the upper surface of the injector support portion 91. . Since the upper pressing member 142 is in contact with the injector 110 and cannot move, the force F2 is applied and the connecting member 143 is deformed so as to warp to the back side. With the deformation of the connecting member 143, an elastic force F3 in the forward direction (in the direction of the inner wall surface 12 of the processing container 10) is generated, and a forward pressing force F4 is applied to the upper pressing member 142. In this way, the injector 110 can be fixed by the pressing force F4 of the upper pressing member 142.
図６は、インジェクタ１１０及び下部固定部材１４１の脱離防止構造の一例を示した断面図である。なお、図６は、インジェクタ支持部９１の周方向に沿った断面を示している。図６に示されるように、インジェクタ１１０の下部のインジェクタ支持部９１の直上の位置の所定箇所には、円筒形の外周が削られて平坦面１１１が形成される。平坦面１１１は、処理容器１０の半径方向に沿って反対側同士に２面形成され、平行面を形成している。この平坦面１１１が下部固定部材１４１のＵ字形状部分の内周面の直線部１４１ｂと係合し、インジェクタ１１０の回転を防ぐ回り止めとして機能するとともに、脱離を防止する脱離防止構造として機能する。なお、インジェクタ１１０の外周面と下部固定部材１４１のＵ字形状部分の内周面との間および、インジェクタ１１０の平坦面１１１の下端から水平方向に延びる下部水平面（図６の"Ｄ"で示される部分）と下部固定部材１４１の底面との間にはクリアランスが設けられており、下部固定部材１４１をインジェクタ支持部９１にネジ固定しても接触することはない。これにより、下部固定部材１４１が金属であっても、石英管が破損することを防止できる。また、インジェクタ１１０の平坦面１１１より下の部分は、インジェクタ１１０の直径よりも僅かに大きな大径部を有することが好ましい。この大径部は、インジェクタ支持部９１の挿入穴９２と略同一径に設定されるが、インジェクタの直径が大径部と同じ寸法である場合、インジェクタ１１０を取り付ける際に挿入穴９２に干渉してしまうためである。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a structure for preventing the injector 110 and the lower fixing member 141 from being detached. FIG. 6 shows a cross section of the injector support portion 91 along the circumferential direction. As shown in FIG. 6, a cylindrical outer surface is cut to form a flat surface 111 at a predetermined position at a position directly above the injector support portion 91 below the injector 110. Two flat surfaces 111 are formed on opposite sides along the radial direction of the processing container 10 to form parallel surfaces. The flat surface 111 engages with the linear portion 141b on the inner peripheral surface of the U-shaped portion of the lower fixing member 141, and functions as a detent for preventing rotation of the injector 110, and as a detachment prevention structure for preventing detachment. Function. A lower horizontal plane (indicated by “D” in FIG. 6) extending horizontally between the outer peripheral surface of the injector 110 and the inner peripheral surface of the U-shaped portion of the lower fixing member 141 and from the lower end of the flat surface 111 of the injector 110. A clearance is provided between the lower fixing member 141 and the bottom surface of the lower fixing member 141, and even if the lower fixing member 141 is screwed to the injector support portion 91, no contact is made. Thereby, even if the lower fixing member 141 is a metal, the quartz tube can be prevented from being damaged. Further, it is preferable that the portion below the flat surface 111 of the injector 110 has a large diameter portion slightly larger than the diameter of the injector 110. The large diameter portion is set to have substantially the same diameter as the insertion hole 92 of the injector support portion 91. However, when the diameter of the injector is the same as that of the large diameter portion, it interferes with the insertion hole 92 when the injector 110 is attached. It is because it ends up.
次に、図７を用いて本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造におけるインジェクタ１１０の設置方法について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造におけるインジェクタ１１０の設置方法の一例を示した図である。 Next, a method for installing the injector 110 in the quartz tube holding structure according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view showing an example of a method for installing the injector 110 in the quartz tube holding structure according to the first embodiment of the present invention.
図７（ａ）は、インジェクタ挿入工程の一例を示した図である。インジェクタ挿入工程においては、インジェクタ１１０がインジェクタ支持部９１の挿入穴９２に挿入され、上部では、インジェクタ１１０の上端部がインナーガイド１５０の挿入穴１５１に挿入される。その際、インジェクタ１１０は、平坦面１１１が周方向に沿って配置されるようにする。 FIG. 7A is a diagram showing an example of an injector insertion process. In the injector insertion step, the injector 110 is inserted into the insertion hole 92 of the injector support portion 91, and the upper end portion of the injector 110 is inserted into the insertion hole 151 of the inner guide 150 in the upper part. At that time, the injector 110 causes the flat surface 111 to be arranged along the circumferential direction.
図７（ｂ）は、ホルダ設置工程の一例を示した図である。ホルダ設置工程では、ホルダ１４０がインジェクタ１１０と係合するように設置される。即ち、下部固定部材１４１及び上部押圧部材１４２のＵ字形状部分をインジェクタ１１０に嵌め込む。その際、下部固定部材１４１の直線部１４１ｂがインジェクタ１１０の平坦面１１１と係合するように位置合わせを行う。また、ネジ穴１４４にネジ１４５を挿入し、インジェクタ１１０の上端部とインナーガイド１５０の挿入穴１５１との接触面に大きな加重がかからない程度にネジ１４５を仮固定することが好ましい。この状態において、上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａはインジェクタ１１０の外面に接触するが、下部固定部材１４１のＵ字形状の窪み部分１４１ａはインジェクタ１１０の外面に接触しない。インジェクタ１１０の平坦面１１１の上端から水平方向に延びる上部水平面（図６の"Ｕ"で示される部分）は下部固定部材１４１の上面によって支えられるため、インジェクタ１１０が下方へ抜け落ちることはない。 FIG. 7B is a diagram showing an example of the holder installation process. In the holder installation process, the holder 140 is installed so as to engage with the injector 110. That is, the U-shaped portions of the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142 are fitted into the injector 110. At that time, alignment is performed so that the straight portion 141 b of the lower fixing member 141 is engaged with the flat surface 111 of the injector 110. Further, it is preferable to insert the screw 145 into the screw hole 144 and temporarily fix the screw 145 to such an extent that a large load is not applied to the contact surface between the upper end portion of the injector 110 and the insertion hole 151 of the inner guide 150. In this state, the U-shaped depression 142 a of the upper pressing member 142 contacts the outer surface of the injector 110, but the U-shaped depression 141 a of the lower fixing member 141 does not contact the outer surface of the injector 110. Since the upper horizontal surface (portion indicated by “U” in FIG. 6) extending in the horizontal direction from the upper end of the flat surface 111 of the injector 110 is supported by the upper surface of the lower fixing member 141, the injector 110 does not fall down.
図７（ｃ）は、インジェクタ設置工程の一例を示した図である。インジェクタ設置工程においては、挿入穴９２の下端部にプラグ（円形部材）が嵌め込まれ、挿入穴９２の下端部が塞がれる。これにより、インジェクタ１１０の下端部がプラグ１０２上に載置されて支持された状態となり、インジェクタ支持部９１に形成されたガス導入部９５のガス導入路９６とインジェクタ１１０の下方に形成された開口１１２とが連通する。この後にネジ１４５を固定する。ネジで固定すると、下部固定部材１４１の底面がインジェクタ支持部９１の上面に密着すると同時に連結部材１４３が変形し、上部押圧部材１４２には処理容器１０の内壁面１２に向かう押圧力Ｆ４が発生してインジェクタ１１０を保持する。なお、インジェクタ１１０の固定の原理は、図５で説明した通りである。 FIG. 7C is a diagram showing an example of the injector installation process. In the injector installation step, a plug (circular member) is fitted into the lower end portion of the insertion hole 92 and the lower end portion of the insertion hole 92 is closed. As a result, the lower end portion of the injector 110 is placed and supported on the plug 102, and the gas introduction path 96 of the gas introduction portion 95 formed in the injector support portion 91 and the opening formed below the injector 110. 112 communicates. Thereafter, the screw 145 is fixed. When fixed with screws, the bottom surface of the lower fixing member 141 is brought into close contact with the upper surface of the injector support portion 91, and at the same time, the connecting member 143 is deformed, and the upper pressing member 142 generates a pressing force F4 toward the inner wall surface 12 of the processing vessel 10. To hold the injector 110. The principle of fixing the injector 110 is as described in FIG.
例えば、このようにして、インジェクタ１１０は処理容器１０内に設置される。 For example, the injector 110 is installed in the processing container 10 in this way.
図８は、設置されたインジェクタ１１０及びホルダ１４０の一例を示した側断面図である。図８に示されるように、上部押圧部材１４２よりも下部固定部材１４１の方が前後の長さが大きく、固定部材としての機能を果たし、上部押圧部材１４２は、前方に押圧力を加える背面のみがインジェクタ１１０よりも後方にあり、押圧の役割を有しない前方は、インジェクタ１１０よりも前方に到達しておらず、最小限のサイズで構成されている。このように、部品点数も少なく、簡素に構成されているため、隣接するインジェクタ１１０同士の間隔が狭い場合であっても、互いに干渉することなく設置できる。 FIG. 8 is a side sectional view showing an example of the installed injector 110 and holder 140. As shown in FIG. 8, the lower fixing member 141 has a longer front and rear length than the upper pressing member 142 and functions as a fixing member. The upper pressing member 142 has only a back surface that applies a pressing force forward. Is behind the injector 110 and does not have a pressing role. The front does not reach the front of the injector 110 and is configured to have a minimum size. Thus, since the number of parts is small and the structure is simple, even when the interval between the adjacent injectors 110 is narrow, they can be installed without interfering with each other.
図９は、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置の支持点を説明するための図である。図９において、インジェクタ１１０がホルダ１４０を用いて固定されているときにおけるインジェクタ１１０の支持点Ｓ１〜Ｓ３が示されている。支持点Ｓ１は、インジェクタ支持部９１の挿入穴９２の外側の面である。そして、支持点Ｓ２は、ホルダ１４０の上部押圧部材１４２のＵ字形状の窪み部分１４２ａである。支持点Ｓ３は、インナーガイド１５０の挿入穴１５１の外側の部分である。このように、インジェクタ１１０の上端部及び下端部を外側から支持点Ｓ１、Ｓ３で支持し、インジェクタ１１０の下部を内側から支持点Ｓ２で支持し、３点支持で、プラグ１０２上に載置されたインジェクタ１１０を固定して保持している。より詳細には、支持点Ｓ２で内側から外側に向かって押圧力を加え、上端部及び下端部の支持点Ｓ１、Ｓ３でその押圧力を受け、インジェクタ１１０の両側から挟むようにして固定している。 FIG. 9 is a view for explaining the support points of the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 9, support points S <b> 1 to S <b> 3 of the injector 110 when the injector 110 is fixed using the holder 140 are shown. The support point S1 is a surface outside the insertion hole 92 of the injector support portion 91. The support point S <b> 2 is a U-shaped depression 142 a of the upper pressing member 142 of the holder 140. The support point S3 is a portion outside the insertion hole 151 of the inner guide 150. In this way, the upper end and lower end of the injector 110 are supported from the outside by the support points S1 and S3, and the lower part of the injector 110 is supported from the inside by the support point S2, and is mounted on the plug 102 with three-point support. The injector 110 is fixedly held. More specifically, a pressing force is applied from the inner side to the outer side at the support point S2, and the pressing force is received at the support points S1 and S3 at the upper end portion and the lower end portion, and is fixed so as to be sandwiched from both sides of the injector 110.
また、図９において、ホルダ１４０の下部固定部材１４１は、ホルダ１４０の下部固定部材１４１の底面とインジェクタ１１０の平坦面１１１の下端から水平方向に延びる下部水平面（図６の"Ｄ"で示される部分）との間に隙間Ｇ１を有して固定されていることが示されている。これにより、インジェクタ１１０と下部固定部材１４１とが接触してインジェクタ１１０が破損することを防止できる。 In FIG. 9, the lower fixing member 141 of the holder 140 is a lower horizontal surface (indicated by “D” in FIG. 6) extending horizontally from the bottom surface of the lower fixing member 141 of the holder 140 and the lower end of the flat surface 111 of the injector 110. It is shown that it is fixed with a gap G1 between them. Thereby, it can prevent that the injector 110 and the lower fixing member 141 contact, and the injector 110 is damaged.
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置のインジェクタ設置状態の一例を示した図である。図１０に示されるように、縦長の細いインジェクタ１１０が、インナーガイド１５０、インジェクタ支持部９１の挿入穴９２及びホルダ１４０という最小限の支点で固定されている状態が示されており、本実施形態に係る石英保持構造がいかに簡素化されたものであるかということが示されている。また、インジェクタ１１０の一部を掴むような構成ではなく、安定した少ない支持点Ｓ１〜Ｓ３に押し付ける構造であるため、これらの支持点Ｓ１〜Ｓ３に変形等が生じない限り、揺れ、傾き及び脱離無く確実にインジェクタ１１０を保持することができる。 FIG. 10 is a diagram showing an example of an injector installation state of the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the vertically long injector 110 is fixed at the minimum fulcrum of the inner guide 150, the insertion hole 92 of the injector support portion 91 and the holder 140, and this embodiment is shown. It is shown how the quartz holding structure according to the above is simplified. In addition, since the structure is such that the injector 110 is not pressed against a part of the injector 110 and is pressed against a small number of stable support points S1 to S3, as long as the support points S1 to S3 are not deformed, swinging, tilting and detaching are performed. The injector 110 can be securely held without separation.
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造で３本のインジェクタ１１０を固定した状態を示した図である。図１１に示されるように、３本のインジェクタ１１０が、非常に狭い間隔で配置されている。このように、本実施形態に係る石英管保持構造によれば、ホルダ１４０が非常に簡素に構成されているため、インジェクタ１１０同士の間隔が狭い場合にも適用可能であり、適用範囲が大きい。 FIG. 11 is a view showing a state in which three injectors 110 are fixed in the quartz tube holding structure according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the three injectors 110 are arranged at a very narrow interval. As described above, according to the quartz tube holding structure according to the present embodiment, the holder 140 has a very simple configuration, and thus can be applied even when the interval between the injectors 110 is narrow, and the application range is large.
図１２は、図１１に対応した３本のインジェクタ１１０の上部の支持構造を示した図である。インジェクタ１１０の上端部においても、インナーガイド１５０を用いてコンパクトにインジェクタ１１０を配置固定できる構成となっている。 FIG. 12 is a view showing a support structure of the upper part of the three injectors 110 corresponding to FIG. Also at the upper end portion of the injector 110, the injector 110 can be arranged and fixed in a compact manner using the inner guide 150.
このように、本発明の第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置によれば、簡素な構造でありながら、高温下で使用されても揺れ、傾き、脱離及び破損を生じさせること無く石英管を保持することができる。 As described above, according to the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention, even though it is a simple structure, it causes shaking, tilting, detachment, and breakage even when used at high temperatures. The quartz tube can be held without any trouble.
〔第２の実施形態〕
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置の一例を示した図である。第２の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置は、処理容器１０の上部においてインナーガイド１５０が設けられておらず、インジェクタ１１０を処理容器１０の内壁面１２で支持している点が異なっている。その他の構成については、第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置と同様であるので、対応する構成要素には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing an example of a quartz tube holding structure and a heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. The quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the second embodiment are different in that the inner guide 150 is not provided in the upper part of the processing vessel 10 and the injector 110 is supported by the inner wall surface 12 of the processing vessel 10. ing. Since other configurations are the same as those of the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment, the corresponding components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図１３に示される通り、支持点Ｓ１、Ｓ２は、第１の実施形態と全く同様である。一方、インジェクタ１１０の上端部の支持点Ｓ３０は、処理容器１０の内壁面１２となっている。第２の実施形態においては、インナーガイド１５０を設けず、インジェクタ１１０の上部を直接処理容器１０の内壁面１２に接触させている。インナーガイド１５０を設けないことにより、インジェクタ１１０は若干外側に傾斜するが、インジェクタ１１０と内壁面１２との間のクリアランスは数ｍｍ程度であり、２〜３ｍｍ前後に設定される場合が多いので、１５００ｍｍ以上の長さを有するインジェクタ１１０では、殆ど無視できる傾斜となり、プロセスに何ら悪影響を与えない。 As shown in FIG. 13, the support points S1 and S2 are exactly the same as in the first embodiment. On the other hand, the support point S <b> 30 at the upper end of the injector 110 is the inner wall surface 12 of the processing container 10. In the second embodiment, the inner guide 150 is not provided, and the upper portion of the injector 110 is in direct contact with the inner wall surface 12 of the processing container 10. By not providing the inner guide 150, the injector 110 is slightly inclined outward, but the clearance between the injector 110 and the inner wall surface 12 is about several mm, and is often set to about 2 to 3 mm. In the injector 110 having a length of 1500 mm or more, the inclination is almost negligible, and the process is not adversely affected.
よって、第２の実施形態のように、インナーガイド１５０を設けず、インジェクタ１１０の上端部の所定箇所を処理容器１０の内壁面１２に直接押し付けるような構成であってもよい。 Therefore, as in the second embodiment, the inner guide 150 may not be provided, and a predetermined portion at the upper end of the injector 110 may be directly pressed against the inner wall surface 12 of the processing container 10.
なお、ホルダ１４０の下部固定部材１４１の底面とインジェクタ１１０の平坦面１１１の下端から水平方向に延びる下部水平部（図６の"Ｄ"で示される部分）との間に隙間Ｇ１が形成されている点は、第１の実施形態と同様である。 A gap G1 is formed between the bottom surface of the lower fixing member 141 of the holder 140 and a lower horizontal portion (portion indicated by “D” in FIG. 6) that extends in the horizontal direction from the lower end of the flat surface 111 of the injector 110. This is the same as in the first embodiment.
その他の構成は、第１の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the first embodiment, the description thereof is omitted.
図１４は、第２の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置のインジェクタ設置状態の一例を示した図である。図１４に示されるように、インジェクタ１１０の上端部においては、処理容器１０の内壁面１２に支持されているが、内壁面１２とインジェクタ１１０のクリアランスは非常に小さいため、インジェクタ１１０の傾斜は殆ど無視でき、鉛直に立っているのにほぼ等しい。よって、プロセスに何ら悪影響を与えることは無く、石英管保持構造及び熱処理装置に何ら問題無く適用可能である。 FIG. 14 is a view showing an example of an injector installation state of the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 14, the upper end portion of the injector 110 is supported by the inner wall surface 12 of the processing vessel 10. However, since the clearance between the inner wall surface 12 and the injector 110 is very small, the inclination of the injector 110 is almost the same. It can be ignored and is almost equivalent to standing upright. Therefore, the process is not adversely affected and can be applied to the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus without any problem.
このように、第２の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置によれば、更に簡素な構造で、部品点数を減らしてインジェクタ１１０を支持することができ、構造の更なる簡素化及びコストの低減を図ることができる。 As described above, according to the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the second embodiment, the injector 110 can be supported with a simpler structure with a reduced number of parts, and the structure can be further simplified and cost reduced. Can be reduced.
〔第３の実施形態〕
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置の一例を示した側断面図である。図１５に示されるように、第３の実施形態に係る石英管保持構造では、石英管であるインジェクタ１１５が、下端部に水平部分１１５ｂを有するＬ字形状に構成されている。インジェクタ１１５は、下端部においてインジェクタ支持部９７を水平に貫通し、処理容器１０の内部で鉛直部１１５ａが垂直に上方に延びている構成を有する。そして、インジェクタ支持部９７の上面にホルダ１４０を設け、Ｌ字形状のインジェクタ１１５を固定することができる。このように、ホルダ１４０は、Ｌ字形のインジェクタ１１５にも同様に用いることができる。ホルダ１４０の設置により、インジェクタ１１５は、処理容器１０の内壁面１２に向かう押圧力を受け、第１及び第２の実施形態と同様にインジェクタ１１５を固定することができる。
[Third Embodiment]
FIG. 15 is a side sectional view showing an example of a quartz tube holding structure and a heat treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, in the quartz tube holding structure according to the third embodiment, an injector 115 which is a quartz tube is configured in an L shape having a horizontal portion 115b at the lower end. The injector 115 has a configuration in which a lower end portion thereof horizontally penetrates the injector support portion 97, and a vertical portion 115a extends vertically upward inside the processing container 10. And the holder 140 can be provided in the upper surface of the injector support part 97, and the L-shaped injector 115 can be fixed. Thus, the holder 140 can be used for the L-shaped injector 115 as well. By installing the holder 140, the injector 115 receives a pressing force toward the inner wall surface 12 of the processing container 10, and can fix the injector 115 as in the first and second embodiments.
図１６は、第３の実施形態に係る石英管保持構造のホルダ１４０の設置方法の一例を示した図である。図１６（ａ）は、ホルダ１４０の設置前のインジェクタ１１５の状態を示した図であり、図１６（ｂ）は、ホルダ１４０の設置後のインジェクタ１１５の状態を示した図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an installation method of the holder 140 of the quartz tube holding structure according to the third embodiment. 16A is a diagram showing a state of the injector 115 before the holder 140 is installed, and FIG. 16B is a diagram showing a state of the injector 115 after the holder 140 is installed.
図１６（ａ）、（ｂ）に示されるように、インジェクタ支持部９７の上面に、内側から外側に向かって下部固定部材１４１及び上部押圧部材１４２をインジェクタ１１５に嵌め込み、下部固定部材１４１をネジ止め固定することにより、インジェクタ１１５を外側に押圧して固定することができる。 As shown in FIGS. 16A and 16B, the lower fixing member 141 and the upper pressing member 142 are fitted into the injector 115 on the upper surface of the injector support portion 97 from the inside to the outside, and the lower fixing member 141 is screwed. By stopping and fixing, the injector 115 can be pressed and fixed outward.
なお、インジェクタ１１５の上端部の固定方法は、第１の実施形態のように、インナーガイド１５０を設けて挿入穴１５１に挿入して固定する構成であってもよいし、第２の実施形態のように、単に処理容器１０の内壁面１２に押し付ける構成であってもよい。 In addition, the fixing method of the upper end part of the injector 115 may be a configuration in which the inner guide 150 is provided and inserted into the insertion hole 151 and fixed as in the first embodiment, or in the second embodiment. Thus, the structure which presses against the inner wall surface 12 of the processing container 10 may be sufficient.
図１７は、第３の実施形態に係る石英管保持構造において外側からインジェクタ１１５及びホルダ１４０を示した斜視図である。内側から外側に向かってインジェクタ１１５を上部押圧部材１４２が押圧し、固定する点は、第１及び第２の実施形態と同様である。 FIG. 17 is a perspective view showing the injector 115 and the holder 140 from the outside in the quartz tube holding structure according to the third embodiment. The point that the upper pressing member 142 presses and fixes the injector 115 from the inside to the outside is the same as in the first and second embodiments.
このように、ホルダ１４０は種々の石英管に利用することができ。種々の石英管保持構造及び熱処理装置を構成することができる。 Thus, the holder 140 can be used for various quartz tubes. Various quartz tube holding structures and heat treatment apparatuses can be configured.
また、第１乃至第３の実施形態では、石英管をインジェクタ１１０、１１５として構成する例を挙げて説明したが、石英管が熱電対として構成されている場合等、種々の石英管に本発明の実施形態に係る石英管保持構造を適用することができる。 In the first to third embodiments, the example in which the quartz tube is configured as the injectors 110 and 115 has been described. However, the present invention may be applied to various types of quartz tubes such as when the quartz tube is configured as a thermocouple. The quartz tube holding structure according to the embodiment can be applied.
本発明の実施形態に係る石英管保持構造及び熱処理装置によれば、高温の条件下においても、石英管を簡素な構造で、揺れ、傾斜、脱離及び破損無く確実に保持することができる。また、押圧力発生具であるホルダ１４０を非常に小型に構成できるため、インジェクタ１１０、１１５同士の間隔が狭い場合であっても、好適に適用することができる。 According to the quartz tube holding structure and the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the quartz tube can be reliably held without shaking, tilting, detachment, and breakage with a simple structure even under high temperature conditions. Moreover, since the holder 140 which is a pressing force generation tool can be comprised very small, even if it is a case where the space | interval of injectors 110 and 115 is narrow, it can apply suitably.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
１０ 処理容器
１２ 内壁面
４０ 加熱手段
９１、９７ インジェクタ支持部
９２ 挿入穴
１０２ プラグ
１１０、１１５ インジェクタ
１１１ 平坦面
１４０ ホルダ
１４１ 下部固定部材
１４１ａ、１４２ａ 窪み形状部分
１４１ｂ 直線部
１４２ 上部押圧部材
１４３ 連結部材
１４４ ネジ穴
１４５ ネジ
１５０ インナーガイド
１５１ 挿入穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing container 12 Inner wall surface 40 Heating means 91, 97 Injector support part 92 Insertion hole 102 Plug 110, 115 Injector 111 Flat surface 140 Holder 141 Lower fixing member 141a, 142a Depression-shaped part 141b Linear part 142 Upper press member 143 Connection member 144 Screw hole 145 Screw 150 Inner guide 151 Insertion hole
Claims (18)
該処理容器の内壁面の長手方向に沿って、少なくとも該処理容器の下部において前記内壁面と間隔を有して設けられた石英管と、
該石英管を下方から支持する支持部材と、
前記処理容器の下部において、前記石英管に前記処理容器の内側から前記内壁面に向かう押圧力を加えて前記石英管を固定する押圧力発生具と、を有し、
前記押圧力発生具は、前記支持部材よりも上方に設けられる石英管保持構造。 A vertically long processing container;
A quartz tube provided along the longitudinal direction of the inner wall surface of the processing container at least at a lower portion of the processing container and spaced from the inner wall surface;
A support member for supporting the quartz tube from below;
In the lower portion of the processing container, have a, a pressing force generating device for fixing the quartz tube by adding a pressing force toward the inner wall surface from the inside of the processing chamber to the quartz tube,
The pressing force generating device, said that provided above the support member quartz tube holding structure.
前記下側固定部材を前記支持部材の上面に固定したときに、前記連結部材により前記上側押圧部材を前記処理容器の前記内壁面に向かわせる弾性力が作用し、前記上側押圧部材により前記石英管に前記押圧力が加えられる請求項４に記載の石英管保持構造。 The pressing force generator has a shape that can surround more than half of the outer periphery of the quartz tube and has a lower fixing member provided on the lower side, and a shape that can press the quartz tube and on the upper side. An upper pressing member provided; and a connecting member that connects the lower fixing member and the upper pressing member;
When the lower fixing member is fixed to the upper surface of the support member, an elastic force that causes the upper pressing member to move toward the inner wall surface of the processing container acts by the connecting member, and the quartz tube is formed by the upper pressing member. The quartz tube holding structure according to claim 4 , wherein the pressing force is applied to the quartz tube.
前記下側固定部材を前記支持部材の上面に固定したときに、前記連結部材の弾性力により前記上側押圧部材を前記処理容器の前記内壁面に向かわせる前記押圧力が作用する請求項５に記載の石英管保持構造。 The pressing surface of the upper pressing member is arranged in front of the inner peripheral surface of the lower fixing member in a longitudinal section along the pressing direction,
When fixing the lower clamp to the upper surface of the support member, according to claim 5, wherein the pressing force to direct the upper push member by the elastic force of the connecting member to the inner wall surface of the processing container acts Quartz tube holding structure.
前記支持部材は、前記石英管の下端部を支持する請求項１４に記載の石英管保持構造。 The quartz tube has a rod-like shape,
The quartz tube holding structure according to claim 14 , wherein the support member supports a lower end portion of the quartz tube.
前記支持部材は、前記水平部分を支持する請求項１４に記載の石英管保持構造。 The quartz tube has an L shape with a horizontal portion at the lower end,
The quartz tube holding structure according to claim 14 , wherein the support member supports the horizontal portion.
該石英管保持構造の前記処理容器を外側から加熱する加熱手段と、を有する熱処理装置。 A quartz tube holding structure according to any one of claims 1 to 17 ,
And a heating means for heating the processing vessel of the quartz tube holding structure from the outside.
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