特許 7308699 熱電対構造、熱処理装置及び熱電対構造の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-06

(45)【発行日】2023-07-14

(54)【発明の名称】熱電対構造、熱処理装置及び熱電対構造の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/02 20210101AFI20230707BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230707BHJP

【ＦＩ】

G01K7/02 E

G01K7/02 C

H01L21/31 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019160679

(22)【出願日】2019-09-03

(65)【公開番号】P2021039008

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-07-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000136561

【氏名又は名称】株式会社フルヤ金属

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】井上 久司

(72)【発明者】

【氏名】小林 正寿

(72)【発明者】

【氏名】菊池 康晃

(72)【発明者】

【氏名】山口 達也

(72)【発明者】

【氏名】吉井 弘治

(72)【発明者】

【氏名】森田 健介

(72)【発明者】

【氏名】板橋 淳

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１２５８５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４５－０１１１０３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実開昭５７－０８６４３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１５／０４１３１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭６０－０８３９３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０３２４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７５００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５７９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５１０５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ ７／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の熱電対素線と、
前記第１の熱電対素線の先端又は途中の異なる位置に接合され、前記第１の熱電対素線と異なる材料により形成された複数の第２の熱電対素線と、
前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線の少なくともいずれかを被覆する絶縁性の被覆部材と、
前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線を収容する保護管と、
を有し、
前記複数の第２の熱電対素線の少なくとも１つは、先端が前記第１の熱電対素線の途中の部分と共に圧着接合されている、
熱電対構造。

【請求項2】

前記被覆部材は、少なくとも前記第２の熱電対素線を被覆する、
請求項１に記載の熱電対構造。

【請求項3】

前記被覆部材は、１つの前記第２の熱電対素線を被覆する第１の被覆部材と、複数の前記第２の熱電対素線を被覆する第２の被覆部材と、を含む、
請求項２に記載の熱電対構造。

【請求項4】

前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線を保持する絶縁性の保持部材を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱電対構造。

【請求項5】

２本の第１の熱電対素線と、
前記２本の第１の熱電対素線の先端と共に先端が圧着接合され、前記第１の熱電対素線と異なる材料により形成された第２の熱電対素線と、
を有する、
熱電対構造。

【請求項6】

縦長の処理容器と、
前記処理容器の周囲に設けられた加熱手段と、
前記処理容器内又は前記処理容器と前記加熱手段との間の空間に設けられた熱電対構造と、
を備え、
前記熱電対構造は、
第１の熱電対素線と、
前記第１の熱電対素線の先端又は途中の異なる位置に接合され、前記第１の熱電対素線と異なる材料により形成された複数の第２の熱電対素線と、
前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線の少なくともいずれかを被覆する被覆部材と、
前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線を収容する保護管と、
を有し、
前記複数の第２の熱電対素線の少なくとも１つは、先端が前記第１の熱電対素線の途中の部分と共に圧着接合されている、
熱処理装置。

【請求項7】

前記加熱手段は、前記処理容器の長手方向において独立して制御できる複数の加熱領域に区分されており、
前記第１の熱電対素線と前記第２の熱電対素線とが接合されて形成された複数の測温部は、前記複数の加熱領域の各々に対応して設けられる、
請求項６に記載の熱処理装置。

【請求項8】

第１の熱電対素線と、前記第１の熱電対素線と異なる材料により形成された複数の第２の熱電対素線と、を準備する工程と、
前記第１の熱電対素線の先端に、前記複数の第２の熱電対素線の１つを圧着接合する工程と、
前記第１の熱電対素線の途中に、前記複数の第２の熱電対素線の別の１つの先端を前記第１の熱電対素線の途中の部分と共に圧着接合する工程と、
を有する、
熱電対構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱電対構造、熱処理装置及び熱電対構造の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の測温部を有する熱電対構造が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。また、２本の素線と挟持部材とを有し、挟持部材が２本の素線の先端部同士を並列に接触させた状態で挟持することで測温接点部が設けられた熱電対が知られている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１５１０５５号公報

【文献】特開昭５８－２２２５８２号公報

【文献】実開昭６１－１１０１３５号公報

【文献】特開２０１８－２５５２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、複数の測温部を有する熱電対構造を省スペース化できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による熱電対構造は、第１の熱電対素線と、前記第１の熱電対素線の先端又は途中の異なる位置に接合され、前記第１の熱電対素線と異なる材料により形成された複数の第２の熱電対素線と、前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線の少なくともいずれかを被覆する絶縁性の被覆部材と、前記第１の熱電対素線及び前記複数の第２の熱電対素線を収容する保護管と、を有し、前記複数の第２の熱電対素線の少なくとも１つは、先端が前記第１の熱電対素線の途中の部分と共に圧着接合されている。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、複数の測温部を有する熱電対構造を省スペース化できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図

【図2】熱電対構造を利用した温度測定方法の一例の説明図

【図3】熱電対構造の測温部の一例を示す図

【図4】熱電対構造の測温部の別の例を示す図

【図5】熱電対構造の測温部の更に別の例を示す図

【図6】熱電対構造を備える熱処理装置の構成例を示す図

【図7】図６の熱処理装置の処理容器を説明する図

【図8】第２の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図

【図9】第３の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔第１の実施形態〕
（熱電対構造）
第１の実施形態の熱電対構造の構成例について説明する。図１は、第１の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図である。図２は、熱電対構造を利用した温度測定方法の一例の説明図である。

【0010】

図１及び図２に示されるように、熱電対構造１００は、第１の熱電対素線１１０と、第２の熱電対素線１２０と、被覆部材１３０と、保護管１４０と、計測器１５０と、切替装置１６０と、を有する。なお、図１においては、計測器１５０及び切替装置１６０の図示を省略している。また、図２においては、被覆部材１３０及び保護管１４０の図示を省略している。

【0011】

第１の熱電対素線１１０は、第２の熱電対素線１２０と熱電対を構成する。第１の熱電対素線１１０は、一端（先端）が第２の熱電対素線１２０と接合され、他端が計測器１５０と接続されている。第１の熱電対素線１１０は、１本の素線により形成されていてもよく、複数の素線が接合されて形成されていてもよい。第１の熱電対素線１１０の材料としては、特に限定されないが、例えば白金、白金ロジウム合金等の金属導体を利用できる。

【0012】

第２の熱電対素線１２０は、第１の熱電対素線１１０と異なる材料により形成されており、第１の熱電対素線１１０と熱電対を構成する。第２の熱電対素線１２０は、第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを含む。

【0013】

第２の熱電対素線１２０ａは、一端が第１の熱電対素線１１０の先端に接合されており、第１の熱電対素線１１０と共に測温部Ａ１を形成する。第２の熱電対素線１２０ｂは、一端が第１の熱電対素線１１０の先端から第１の熱電対素線１１０の他端の側に所定の長さだけ離れた位置に接合されており、第１の熱電対素線１１０と共に測温部Ａ２を形成する。第２の熱電対素線１２０ｃは、第１の熱電対素線１１０と第２の熱電対素線１２０ｂとが接合されている位置から第１の熱電対素線１１０の他端の側に所定の長さだけ離れた位置に接合されており、第１の熱電対素線１１０と共に測温部Ａ３を形成する。

【0014】

第２の熱電対素線１２０ａと第２の熱電対素線１２０ｂとの間隔、及び第２の熱電対素線１２０ｂと第２の熱電対素線１２０ｃとの間隔は、温度計測部位の位置に応じて設定され、同じであってもよく、異なっていてもよい。第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの他端は、それぞれ切替装置１６０を介して計測器１５０と接続される。

【0015】

第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの材料は、特に限定されないが、例えば白金、白金ロジウム合金等の金属導体を利用できる。一例としては、第１の熱電対素線１１０の材料が白金である場合、第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの材料として白金ロジウム合金を利用できる。

【0016】

なお、第２の熱電対素線１２０の本数は、上記の３本に限定されるものではなく、温度計測部位の数に応じて定められ、例えば２本であってもよく、４本以上であってもよい。

【0017】

被覆部材１３０は、第２の熱電対素線１２０を被覆する絶縁部材である。被覆部材１３０は、第１の熱電対素線１１０と第２の熱電対素線１２０との接触を防止する。被覆部材１３０は、被覆部材１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃを含む。

【0018】

被覆部材１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃは、それぞれ内部に第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを挿通して被覆する絶縁管である。絶縁管の材料としては、特に限定されないが、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、マグネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＯ_２）等のセラミックス、石英、炭化珪素（ＳｉＣ）を利用できる。

【0019】

なお、被覆部材１３０としては、第２の熱電対素線１２０を被覆できる絶縁部材であればよく、例えば絶縁ビーズ、絶縁シートを利用してもよい。絶縁ビーズを利用する場合、第２の熱電対素線１２０に複数の絶縁ビーズを取り付けることにより、第２の熱電対素線１２０を被覆して絶縁できる。絶縁シートを利用する場合、第２の熱電対素線１２０を覆うように絶縁シートを巻き付けることにより、第２の熱電対素線１２０を被覆して絶縁できる。

【0020】

また、被覆部材１３０は、第２の熱電対素線１２０に代えて第１の熱電対素線１１０を被覆してもよく、第１の熱電対素線１１０と第２の熱電対素線１２０ａの両方を被覆してもよい。

【0021】

保護管１４０は、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０を収容する。保護管１４０は、例えば石英、ＳｉＣにより形成されている。

【0022】

計測器１５０は、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０の熱起電力に基づいて温度を計測する。計測器１５０としては、例えばデータロガーを利用できる。

【0023】

切替装置１６０は、計測器１５０と第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃとの接続状態を切り替える。計測器１５０と第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃとの接続状態を切り替えることにより、測温部Ａ１～Ａ３の温度を切り替えて測定できる。例えば、切替装置１６０を切り替えて第２の熱電対素線１２０ａと計測器１５０とを接続させると、測温部Ａ１の温度を計測できる。計測器１５０と切替装置１６０とは、第２の熱電対素線１２０と同じ材料の熱電対素線により接続されている。ただし、計測器１５０と切替装置１６０とは、補償導線により接続されていてもよい。

【0024】

以上に説明した熱電対構造１００によれば、第１の熱電対素線１１０と、該第１の熱電対素線１１０と熱電対を構成する３つの第２の熱電対素線１２０とによって、３つの測温部Ａ１～Ａ３を有する多岐熱電対が形成されている。これにより、多点測定する場合の熱電対素線の数を低減できるので、省スペース化でき、製造コストを削減できる。具体的には、一対の熱電対素線により形成される熱電対を用いると６本の熱電対素線が必要となるが、熱電対構造１００を用いると１本の第１の熱電対素線１１０及び３本の第２の熱電対素線１２０の合計４本の熱電対素線でよく、熱電対素線の数を低減できる。

【0025】

（測温部）
図１の熱電対構造１００の測温部Ａ１～Ａ３の構成例について、測温部Ａ２を例に挙げて説明する。

【0026】

図３は、熱電対構造１００の測温部Ａ２の一例を示す図である。図３に示されるように、測温部Ａ２は、２本の第１の熱電対素線１１０と、該第１の熱電対素線１１０の各々の先端１１０ｐに溶接接合された第２の熱電対素線１２０とにより形成されている。言い換えると、２本の第１の熱電対素線１１０の各々の先端１１０ｐと、第２の熱電対素線１２０の先端１２０ｐとが溶接接合されることにより、測温部Ａ２が形成される。

【0027】

溶接接合を形成する方法は特に限定されないが、例えばガス溶接、スポット溶接を利用できる。図３では、ガス噴出部Ｇから吹き出される燃焼炎Ｆを用いたガス溶接の例を示す。

【0028】

図４は、熱電対構造１００の測温部Ａ２の別の例を示す図である。図４に示されるように、測温部Ａ２は、第１の熱電対素線１１０と、第２の熱電対素線１２０と、挟持部材１７０とにより形成されている。

【0029】

挟持部材１７０は、第１の熱電対素線１１０の途中の部分と第２の熱電対素線１２０の先端とを接触させた状態で挟持して、測温部Ａ２を形成する。挟持部材１７０は、例えば筒状部材であってよく、板状部材を筒状に丸めた部材であってもよい。挟持部材１７０は、例えば白金、白金ロジウム等の金属導体により形成されている。挟持部材１７０の材料は、異種材料の接触による熱起電力の発生を抑制するという観点から、第１の熱電対素線１１０又は第２の熱電対素線１２０の材料と同じであることが好ましい。

【0030】

挟持部材１７０を用いて測温部Ａ２を形成する方法は特に限定されないが、例えば圧着接合を利用できる。具体的には、まず、第１の熱電対素線１１０の途中の部分と第２の熱電対素線１２０の先端とを並列させた状態で、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０を挟持部材１７０の筒内に配置する。続いて、挟持部材１７０を押しつぶして測温部Ａ２を形成する。

【0031】

このように、図４に示される例では、第１の熱電対素線１１０と、該第１の熱電対素線１１０の途中に圧着接合された第２の熱電対素線１２０とにより測温部Ａ２が形成される。そのため、熱による熱電対素線の伸縮に起因する第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０の断線リスクを低減できる。

【0032】

また、第１の熱電対素線１１０と第２の熱電対素線１２０とを並列させた状態で挟持部材１７０の筒内に配置した後、挟持部材１７０を押しつぶして測温部Ａ２を形成する。そのため、所望の位置に測温部Ａ２を形成しやすく、位置出し精度が向上する。

【0033】

図５は、熱電対構造１００の測温部Ａ２の更に別の例を示す図である。図５に示されるように、測温部Ａ２は、２本の第１の熱電対素線１１０ａ，１１０ｂと、第２の熱電対素線１２０と、挟持部材１７０とにより形成されている。

【0034】

挟持部材１７０は、２本の第１の熱電対素線１１０ａ，１１０ｂの各々の先端と第２の熱電対素線１２０の先端とを接触させた状態で挟持して、測温部Ａ２を形成する。

【0035】

挟持部材１７０を用いて測温部Ａ２を形成する方法は特に限定されないが、例えば圧着接合を利用できる。具体的には、まず、第１の熱電対素線１１０ａと第１の熱電対素線１１０ｂの各々の先端を突き合わせると共に第２の熱電対素線１２０の先端と並列させた状態で、挟持部材１７０の筒内に配置する。続いて、挟持部材１７０を押しつぶして測温部Ａ２を形成する。

【0036】

このように、図５に示される例では、２本の第１の熱電対素線１１０の先端と、第２の熱電対素線１２０の先端とが圧着接合されることにより測温部Ａ２が形成される。そのため、熱による熱電対素線の伸縮に起因する第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０の断線リスクを低減できる。

【0037】

また、第１の熱電対素線１１０ａと第１の熱電対素線１１０ｂの各々の先端を突き合わせると共に第２の熱電対素線１２０の先端と並列させた状態で、挟持部材１７０の筒内に配置した後、挟持部材１７０を押しつぶして測温部Ａ２を形成する。そのため、所望に位置に測温部Ａ２を形成しやすく、位置出し精度が向上する。

【0038】

（熱処理装置）
熱電対構造１００を備える熱処理装置について、処理容器内において、基板保持具に複数の基板を多段に保持した状態で、複数の基板に対し熱処理を実行できるバッチ式の熱処理装置を例に挙げて説明する。ただし、熱電対構造１００を備える熱処理装置は、バッチ式の熱処理装置に限定されるものではなく、例えば枚葉式の熱処理装置にも適用可能である。図６は、熱電対構造１００を備える熱処理装置の構成例を示す図である。図７は、図６の熱処理装置の処理容器を説明する図である。

【0039】

図６に示されるように、熱処理装置１は、処理容器３４と、蓋体３６と、ウエハボート３８と、ガス供給手段４０と、排気手段４１と、ヒータ４２とを有する。

【0040】

処理容器３４は、ウエハボート３８を収容する縦長の容器である。ウエハボート３８は、多数枚の半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を所定の間隔で保持する基板保持具である。処理容器３４は、下端が開放された有天井の円筒形状の内管４４と、下端が開放されて内管４４の外側を覆う有天井の円筒形状の外管４６とを有する。内管４４及び外管４６は、石英等の耐熱性材料により形成されており、同軸状に配置されて二重管構造となっている。

【0041】

内管４４の天井部４４Ａは、例えば平坦になっている。内管４４の一側には、その長手方向（上下方向）に沿ってガス供給管を収容するノズル収容部４８が形成されている。例えば図７に示されるように、内管４４の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部５０を形成し、凸部５０内をノズル収容部４８として形成している。ノズル収容部４８に対向させて内管４４の反対側の側壁には、その長手方向（上下方向）に沿って矩形状の開口５２が形成されている。

【0042】

開口５２は、内管４４内のガスを排気できるように形成されたガス排気口である。開口５２の長さは、ウエハボート３８の長さと同じであるか、又は、ウエハボート３８の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。

【0043】

処理容器３４の下端は、例えばステンレス鋼により形成される円筒形状のマニホールド５４によって支持されている。マニホールド５４の上端にはフランジ部５６が形成されており、フランジ部５６上に外管４６の下端を設置して支持するようになっている。フランジ部５６と外管４６との下端との間にはＯリング等のシール部材５８を介在させて外管４６内を気密状態にしている。

【0044】

マニホールド５４の上部の内壁には、円環状の支持部６０が設けられており、支持部６０上に内管４４の下端を設置してこれを支持するようになっている。マニホールド５４の下端の開口には、蓋体３６がＯリング等のシール部材６２を介して気密に取り付けられており、処理容器３４の下端の開口、即ち、マニホールド５４の開口を気密に塞ぐようになっている。蓋体３６は、例えばステンレス鋼により形成される。

【0045】

蓋体３６の中央部には、磁性流体シール部６４を介して回転軸６６が貫通させて設けられている。回転軸６６の下部は、ボートエレベータよりなる昇降手段６８のアーム６８Ａに回転自在に支持されている。

【0046】

回転軸６６の上端には回転プレート７０が設けられており、回転プレート７０上に石英製の保温台７２を介してウエハＷを保持するウエハボート３８が載置されるようになっている。従って、昇降手段６８を昇降させることによって蓋体３６とウエハボート３８とは一体として上下動し、ウエハボート３８を処理容器３４内に対して挿脱できるようになっている。

【0047】

ガス供給手段４０は、マニホールド５４に設けられており、内管４４内へ成膜ガス、エッチングガス、パージガス等のガスを導入する。ガス供給手段４０は、複数（例えば３本）の石英製のガス供給管７６，７８，８０を有している。各ガス供給管７６，７８，８０は、内管４４内にその長手方向に沿って設けられると共に、その基端がＬ字状に屈曲されてマニホールド５４を貫通するようにして支持されている。

【0048】

ガス供給管７６，７８，８０は、図７に示されるように、内管４４のノズル収容部４８内に周方向に沿って一列になるように設置されている。各ガス供給管７６，７８，８０には、その長手方向に沿って所定の間隔で複数のガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａが形成されており、各ガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａより水平方向に向けて各ガスを放出できるようになっている。所定の間隔は、例えばウエハボート３８に支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、各ガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａが上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されており、各ガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できるようになっている。ガスの種類としては、成膜ガス、エッチングガス、及びパージガスが用いられ、各ガスを流量制御しながら必要に応じて各ガス供給管７６，７８，８０を介して供給できるようになっている。

【0049】

マニホールド５４の上部の側壁であって、支持部６０の上方には、ガス出口８２が形成されており、内管４４と外管４６との間の空間部８４を介して開口５２より排出される内管４４内のガスを排気できるようになっている。ガス出口８２には、排気手段４１が設けられる。排気手段４１は、ガス出口８２に接続された排気通路８６を有しており、排気通路８６には、圧力調整弁８８及び真空ポンプ９０が順次介設されて、処理容器３４内を真空引きできるようになっている。

【0050】

外管４６の周囲には、外管４６を覆うように円筒形状のヒータ４２が設けられている。ヒータ４２は、処理容器３４内に収容されるウエハＷを加熱する加熱手段である。ヒータ４２は、複数の加熱領域に区分されており、鉛直方向の上側から下側に向かって、ヒータ４２ａ～４２ｅが設けられている。ヒータ４２ａ～４２ｅは、それぞれ電力制御器４３ａ～４３ｅによって独立して発熱量が制御される。

【0051】

また、内管４４の内壁の近傍には、ヒータ４２ａ～４２ｅに対応して設けられた測温部Ａ１～Ａ５を有する熱電対構造１００が設けられている。

【0052】

熱処理装置１の全体の動作は、制御部９５により制御される。制御部９５は、熱電対構造１００により計測される温度に基づいて、電力制御器４３ａ～４３ｅを制御することにより、ヒータ４２ａ～４２ｅの発熱量を制御する。制御部９５は、例えばコンピュータ等であってよい。また、熱処理装置１の全体の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。

【0053】

以上に説明した熱処理装置１によれば、省スペース化された熱電対構造１００を有するので、内管４４とウエハボート３８との間の狭い空間に熱電対構造１００を容易に配置できる。

【0054】

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の熱電対構造の構成例について説明する。図８は、第２の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図である。

【0055】

図８に示されるように、第２の実施形態の熱電対構造２００は、第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂがまとめて１つの被覆部材２３０ｂによって被覆されている点で、第１の実施形態の熱電対構造１００と異なる。なお、その他の構成については、熱電対構造１００と同様の構成である。以下、熱電対構造１００と異なる点を中心に説明する。

【0056】

熱電対構造２００は、第１の熱電対素線１１０と、第２の熱電対素線１２０と、被覆部材２３０と、保護管１４０と、計測器１５０と、切替装置１６０と、を有する。なお、図８においては、計測器１５０及び切替装置１６０の図示を省略している。

【0057】

被覆部材２３０は、被覆部材２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃを含む。被覆部材２３０ａは、内部に第２の熱電対素線１２０ａを挿通して被覆する絶縁管である。被覆部材２３０ｂは、内部に第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂを挿通して被覆する絶縁管である。被覆部材２３０ｃは、内部に第２の熱電対素線１２０ｃを挿通して被覆する絶縁管である。なお、被覆部材２３０ａ，２３０ｃは第１の被覆部材の一例であり、被覆部材２３０ｂは第２の被覆部材の一例である。

【0058】

以上に説明した熱電対構造２００によれば、第１の熱電対素線１１０と、該第１の熱電対素線１１０と熱電対を構成する３本の第２の熱電対素線１２０とによって、３つの測温部Ａ１～Ａ３を有する多岐熱電対が形成されている。これにより、多点測定する場合の熱電対素線の数を低減できるので、省スペース化でき、製造コストを削減できる。

【0059】

また、熱電対構造２００によれば、２つの第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂを１つの被覆部材１３０ｂによって被覆している。これにより、熱電対構造２００をより省スペース化できる。

【0060】

なお、熱電対構造２００においても、熱電対構造１００と同様に、溶接接合、圧着接合等によって測温部Ａ１～Ａ３を形成できる。また、熱電対構造２００は、熱電対構造１００と同様、バッチ式の熱処理装置１の温度計測用に好適である。

【0061】

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態の熱電対構造の構成例について説明する。図９は、第３の実施形態の熱電対構造の構成例を示す図である。図９（ａ）は熱電対構造の概略を示す図であり、図９（ｂ）は保持部材の平面図である。

【0062】

図９（ａ）に示されるように、第３の実施形態の熱電対構造３００は、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを保持する絶縁性の保持部材３８０を有する点で、第２の実施形態の熱電対構造２００と異なる。なお、その他の構成については、熱電対構造２００と同様の構成である。以下、熱電対構造２００と異なる点を中心に説明する。

【0063】

熱電対構造３００は、第１の熱電対素線１１０と、第２の熱電対素線１２０と、被覆部材２３０と、保護管１４０と、計測器１５０と、切替装置１６０と、保持部材３８０と、を有する。なお、図９（ａ）においては、計測器１５０及び切替装置１６０の図示を省略している。

【0064】

保持部材３８０は、図９（ｂ）に示されるように、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを挿通できる４つの挿通穴３８０ｈが形成された円板形状の絶縁部材である。保持部材３８０の挿通穴３８０ｈに第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを挿通することで、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ間の位置関係が保持される。そのため、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを保護管１４０に挿入する際に、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ間の位置関係のずれが生じることを抑制できる。

【0065】

以上に説明した熱電対構造３００によれば、第１の熱電対素線１１０と、該第１の熱電対素線１１０と熱電対を構成する３本の第２の熱電対素線１２０とによって、３つの測温部Ａ１～Ａ３を有する多岐熱電対が形成されている。これにより、多点測定する場合の熱電対素線の数を低減できるので、省スペース化でき、製造コストを削減できる。

【0066】

また、熱電対構造３００によれば、２つの第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂを１つの被覆部材１３０ｂによって被覆している。これにより、熱電対構造３００をより省スペース化できる。

【0067】

また、熱電対構造３００によれば、保持部材３８０によって第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ間の位置関係が保持される。そのため、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを保護管１４０に挿入する際に、第１の熱電対素線１１０及び第２の熱電対素線１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ間の位置関係にずれが生じることを抑制できる。

【0068】

なお、熱電対構造３００においても、熱電対構造１００と同様に、溶接接合、圧着接合等によって測温部Ａ１～Ａ３を形成できる。また、熱電対構造３００は、熱電対構造１００と同様、バッチ式の熱処理装置１の温度計測用に好適である。

【0069】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１ 熱処理装置
３４ 処理容器
４２ ヒータ
１００ 熱電対構造
１１０ 第１の熱電対素線
１２０ 第２の熱電対素線
１３０ 被覆部材
１４０ 保護管
２００ 熱電対構造
２３０ 被覆部材
３００ 熱電対構造
３８０ 保持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】