CN104501977B - 温度检测部、衬底处理装置和半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制热电偶线材因经时变化而断线、热电偶接合部的位置偏离的温度检测装置、衬底处理装置和半导体装置的制造方法。该温度检测装置具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束，以将上述热电偶线材的上部或铅垂方向的中间部支承于上述绝缘管的方式构成温度检测装置。

Description

温度检测部、衬底处理装置和半导体装置的制造方法
本申请是申请号为201210246306.6、申请日为2012年07月13日、发明名称为“温度检测装置、衬底处理装置和半导体装置的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及将被处理衬底收容到处理室中，在由加热器加热了的状态下实施处理的热处理技术，例如，为了对供安装半导体集成电路装置(所谓的半导体器件，以下称为IC。)的半导体衬底(例如半导体晶片)实施氧化处理、扩散处理，或者用于离子射入后的载体的活性化、平坦化的回流处理和退火处理，或基于热CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)反应的成膜处理等热处理而使用的温度检测装置、衬底处理装置、衬底处理方法、半导体装置的制造方法。
背景技术
在IC的制造中，为了对衬底进行热处理，广泛地使用批量式立式热处理装置。在以往的这种热处理装置的处理炉中，在上端封闭且下端开放的大致圆筒形的立式反应管的内部，将装载有多张晶片的舟皿从下方插入，利用以围绕反应管的外侧的方式设置的加热器，对舟皿上的晶片进行热处理。在舟皿上，多张晶片以水平姿势且晶片的中心彼此对齐的状态呈多层地层叠并被保持。在反应管与加热器之间，设有上端封闭且下端开放的大致圆筒形的均热管。均热管用于使自加热器辐射到晶片的热变得均匀，以防止因部位不同而变得不均匀。
在反应管与均热管之间，设置用于检测温度的温度检测管，基于由该温度检测管检测到的温度，将加热器输出、即晶片温度控制成规定的温度。在温度检测管的内部插入有作为温度检测元件的热电偶， 热电偶通过信号线与温度控制部连接。在下述的专利文献1中公开了在具有反应管和加热器的立式热处理炉中，设置用于检测处理炉的温度的热电偶的技术。
用图12～图15说明以往装置的热电偶的设置方法。图12是表示以往的热电偶的构造的图，是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图13是图12的A-A剖视图，是热电偶的水平剖视图。图14是从侧面观察图12的热电偶的垂直剖视图。图15是表示以往的热电偶的支承状态的图。在图12的例子中，热电偶存在具有热电偶接合部423a的第一热电偶、具有热电偶接合部423b的第二热电偶、具有热电偶接合部423c的第三热电偶、具有热电偶接合部423d的第四热电偶、具有热电偶接合部423e的第五热电偶这5对热电偶。第一热电偶和第四热电偶插入保护管431a内，第二热电偶和第五热电偶插入保护管431b内，第三热电偶插入保护管431c内。
第一热电偶用于处理炉的最上部的加热器(U熔区加热器)的温度检测，第二热电偶用于U熔区加热器的正下方的加热器(CU熔区加热器)的温度检测，第三热电偶用于CU熔区加热器的正下方的加热器(C熔区加热器)的温度检测，第四热电偶用于C熔区加热器的正下方的加热器(CL熔区加热器)的温度检测，第五热电偶用于处理炉的最下部的加热器(L熔区加热器)的温度检测。
如图12的A-A剖视图即图13所示，在保护管431a内，第四热电偶位于前方(处理炉的中心侧)，第一热电偶位于后方。此外，在保护管431b内，第五热电偶位于前方，第二热电偶位于后方。第一热电偶的绝缘管432a的截面是长圆形，贯穿有2个孔，在该孔中以穿通的方式收容有正极侧的热电偶线材421a和负极侧的热电偶线材422a。第二热电偶～第五热电偶的绝缘管432b～432e也同样。热电偶线材是将温度转换为热电动势的热电偶的线材部分。
第一热电偶由正极侧的热电偶线材421a和负极侧的热电偶线材422a、在热电偶线材421a和热电偶线材422a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部423a、用于使热电偶线材421a和热电偶线材422a彼 此绝缘的绝缘管432a、封闭绝缘管432a的上端的盖434a等构成。
图14是第一热电偶的侧视图。如图14所示，热电偶线材421a和热电偶线材422a(热电偶线材422a未图示)在均热管221的内部沿铅垂方向延伸，在这些热电偶线材421a和热电偶线材422a的上端设有热电偶接合部423a。热电偶线材421a和热电偶线材422a被分别收容于2孔的绝缘管432a内，以防止彼此短路。在绝缘管432a的上端安装有盖434a，以封闭热电偶接合部423a。绝缘管432a被插入保护管431a内，保护管431a的下部由保护管保持架436固定。此外，沿铅垂方向延伸的绝缘管432a的下部与沿水平方向延伸的绝缘管433a抵接，绝缘管433a被固定于保护管保持架436上。沿铅垂方向通过绝缘管432a内的热电偶线材421a和热电偶线材422a在绝缘管432a的下端方向改变90度，沿水平方向通过绝缘管433a内，连接于温度控制部(未图示)。
与第一热电偶相同，第二热电偶由正极侧的热电偶线材421b和负极侧的热电偶线材422b、在热电偶线材421b和热电偶线材422b的顶端部将其接合而成的热电偶接合部423b、用于使热电偶线材421b和热电偶线材422b彼此绝缘的绝缘管432b、封闭绝缘管432b的上端的盖434b等构成。第三热电偶由正极侧的热电偶线材421c和负极侧的热电偶线材422c、在热电偶线材421c和热电偶线材422c的顶端部将其接合而成的热电偶接合部423c、用于使热电偶线材421c和热电偶线材422c彼此绝缘的绝缘管432c、封闭绝缘管432c的上端的盖434c等构成。第四热电偶由正极侧的热电偶线材421d和负极侧的热电偶线材422d、在热电偶线材421d和热电偶线材422d的顶端部将其接合而成的热电偶接合部423d、用于使热电偶线材421d和热电偶线材422d彼此绝缘的绝缘管432d、封闭绝缘管432d的上端的盖434d等构成。第五热电偶由正极侧的热电偶线材421e和负极侧的热电偶线材422e、在热电偶线材421e和热电偶线材422e的顶端部将其接合而成的热电偶接合部423e、用于使热电偶线材421e和热电偶线材422e彼此绝缘的绝缘管432e、封闭绝缘管432e的上端的盖434e等构 成。
并且，如图15所示，以往，使正极侧的热电偶线材421和负极侧的热电偶线材422在它们下部的热电偶线材支承部424成为固定状态。具体而言，热电偶线材421和热电偶线材422在由绝缘管432和绝缘管433构成的L字部弯曲成L字状。因而，热电偶线材421和热电偶线材422的下部相对于铅垂方向实质上成为固定状态。另外，将热电偶线材421a～421e统称为热电偶线材421，将热电偶线材422a～422e统称为热电偶线材422，将热电偶接合部423a～423e统称为热电偶接合部423，将绝缘管432a～432e统称为绝缘管432，将绝缘管433a～433e统称为绝缘管433，将盖434a～434e统称为盖434。
图16是表示以往的热电偶的膨胀收缩状态的图，图16(a)是热处理前的待机状态(500℃)，图16(b)是热处理中的生产过程状态(1200℃)，图16(c)是热处理后的待机状态(500℃)。从图16(a)的待机状态成为图16(b)的热处理状态时，热电偶线材421、422和绝缘管432热膨胀，热电偶线材从绝缘管432上端伸出，变长ΔL。由于伸出量ΔL由热电偶线材421、422和绝缘管432的膨胀差决定，所以选择膨胀差小的绝缘管材料。从图16(b)的热处理状态成为图16(c)的待机状态时，热电偶线材421和热电偶线材422热收缩，变短ΔL，恢复原先的长度。
反复这些热膨胀和热收缩时，由于热电偶线材421、422的自重、绝缘管432的摩擦力等的经时变化，产生热电偶线材421、422的粒界偏离、钩挂。所谓粒界偏离，是指由于热处理，热电偶线材421、422的结晶粒粗大化，相邻的结晶粒间的结晶粒界由于随着热膨胀、热收缩的应力而偏离。图17是表示以往的热电偶呈现断线的样子的图，图17(a)表示待机状态，图17(b)表示热处理状态。若反复图17(a)的待机状态和图17(b)的热处理状态，则例如热电偶线材422伸展，产生线材变形部411，与绝缘管432的摩擦力变大。此外，绝缘管432从绝缘管433向上方分离。在经时变化进一步进行时，如图17(c)所示，在热收缩时热电偶线材422被绝缘管432拘束的 约束力变强，对热电偶线材421的拉伸应力变大。最终，超过热电偶线材422的拉伸强度，在断线部412形成断线。
此外，在以往的热电偶设置方法中，因为如上述那样固定热电偶线材421、422的下部，所以热电偶接合部423的位置、即温度测量位置由于热电偶线材421、422的热膨胀而产生不小变化。例如，在热电偶线材长度1500mm、周围温度1200℃的条件下，温度测量位置移动约19mm。因此，难以测量准确的温度，不容易进行适当的温度控制。
专利文献1：日本特开2004-311712号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能抑制由于经时变化而引起的热电偶线材断线、热电偶接合部的位置偏离的温度检测装置和衬底处理装置。
为了解决上述的课题，本发明的温度检测装置的有代表性的结构如下。即，一种温度检测装置，具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀受到拘束的状况，将上述热电偶线材的上部或铅垂方向的中间部支承于上述绝缘管。
根据上述的结构，能够抑制热电偶线材因经时变化而断线、热电偶接合部的位置偏离。
附图说明
图1是本发明的实施方式的衬底处理装置的立体透视图。
图2是本发明的实施方式的处理炉的垂直剖视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的热电偶的支承状态的图。
图4是表示本发明的第一实施方式的热电偶的构造的图。
图5是图4的热电偶的水平剖视图。
图6是表示本发明的第二实施方式的热电偶的支承状态的图。
图7是表示本发明的第二实施方式的热电偶的构造的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的热电偶的膨胀收缩状态的图。
图9是表示本发明的第三实施方式的热电偶的支承状态的图。
图10是表示本发明的第三实施方式的热电偶的构造的图。
图11是图10的热电偶的水平剖视图。
图12是表示以往的热电偶的构造的图。
图13是图12的热电偶的水平剖视图。
图14是从侧面观察图12的热电偶的垂直剖视图。
图15是表示以往的热电偶的支承状态的图。
图16是表示以往的热电偶的膨胀收缩状态的图。
图17是表示以往的热电偶呈现断线的样子的图。
图18是表示本发明的第四实施方式的热电偶的支承状态的图。
图19是表示本发明的第四实施方式的热电偶构造的一个例子的图。
图20是图19的热电偶的水平剖视图。
图21是表示本发明的第四实施方式的热电偶构造的其他的例子的图。
附图标记的说明
10...衬底处理装置，21...热电偶线材，22...热电偶线材，23...热电偶接合部，24...热电偶线材支承部，25...热电偶线材支承部，26...热电偶线材支承部，31...保护管，32...绝缘管，33...绝缘管止挡件，34...盖，35...线材保持部，36...保护管保持架，37...罩，38...缓冲区域，41...固定部，42...固定部，43...固定部，44...热电偶线材固定位置，100...盒，101...壳体，105...盒载置台，112...晶片移载机构，114...盒架，115...盒输送装置，116...炉口闸门，121...舟皿升降装置，123... 移载架，200...晶片(衬底)，202...处理炉，204...处理室，205...炉口，206...集流腔，208...加热器单元，209...基台，210...保温筒，217...舟皿，219...密封盖，221...均热管，222...反应管，224...处理气体供给喷嘴，224a...喷嘴开口部，225...处理气体供给管，226...处理气体供给机构，231...气体排气管，232...APC阀，233...气体排气管，234...真空泵，236...压力传感器，237...舟皿旋转机构，280...控制器，411...线材变形部，412...断线部，421...热电偶线材，422...热电偶线材，423...热电接合部，424...热电偶线材支承部，431...保护管，432...绝缘管，433...绝缘管，434...盖，435...线材保持部，436...保护管保持架。
具体实施方式
(第一实施方式)
在用于实施本发明的方式中，用图1说明利用作为半导体装置(IC等)的制造工序中的1个工序的热处理实施衬底处理工序的衬底处理装置的构成例。图1是本发明的第一～第四各实施方式的衬底处理装置的立体透视图。如图1所示，本发明的各实施方式的衬底处理装置10包括壳体101，为了向壳体101内外输送由硅等构成的作为衬底的晶片200，作为晶片载体(衬底收容容器)而使用盒110。
在壳体101的正面前方侧设置盒载置台105。盒110利用壳体101外的工序内输送装置(未图示)，被搬入、载置到盒载置台105上，并且从盒载置台105上向壳体101外搬出。在壳体101内的前后方向的大致中央部设置有盒架114。盒架114保管多个盒110。作为盒架114的一部分，设有移载架123，在移载架123中收纳有成为后述的晶片移载机构112的输送对象的盒110。在盒载置台105和盒架114之间设置有盒输送装置115。盒输送装置115在盒载置台105、盒架114、移载架123之间输送盒110。
在盒架114的后方设置有晶片移载机构112。晶片移载机构112能够从移载架123上的盒110内拾取晶片200，装填(装载)于后述 的舟皿(衬底保持件)217，或能够从舟皿217卸下(卸载)晶片200，收纳于移载架123上的盒110内。
在壳体101的后侧上方设有处理炉202。处理炉202的下端部构成为能够由炉口闸门116开闭。有关处理炉202的结构后述。在处理炉202的下方，设置有作为使舟皿217升降而向处理炉202内外输送的机构的舟皿升降装置121。在舟皿升降装置121上设置有作为升降台的臂122。在臂122上水平姿势设置有密封盖219。密封盖219在铅垂方向上支承舟皿217，并且，在舟皿217利用舟皿升降装置121上升时，作为气密地封闭处理炉202的下端部的盖体而发挥作用。有关舟皿217的结构后述。
(处理炉的结构)
接着，用图2说明第一～第四各实施方式的处理炉202的结构。图2是衬底处理装置的处理炉的垂直剖视图。在该实施方式中，处理炉202构成为批量式立式热壁型的热处理炉。
(反应管与均热管)
处理炉202在其内侧包括立式的反应管222。反应管222呈上端封闭且下端开口的大致圆筒形状，以开口的下端朝向下方且筒方向的中心线成为铅垂的方式纵方向配置。在反应管222内形成处理室204，该处理室204收容并处理利用作为衬底保持件的舟皿217以水平姿势呈多层层叠的多张晶片200。反应管222的内径被设定为大于保持晶片200组的舟皿217的最大外径。反应管222在本例中由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性高的材料一体成形为大致圆筒形状。
在反应管222的外侧设有均热管221，该均热管221谋求从后述的加热器单元208向反应管222辐射的热的均匀化。均热管221与反应管222相同，呈上端封闭且下端开口的大致圆筒形状，以开口的下端朝向下方且筒方向的中心线成为铅垂的方式纵方向配置。均热管221大于反应管222，且是与反应管222大致相似形状，以围绕反应管222的外侧的方式呈同心圆状覆盖。均热管221的下端部由作为壳体101的一部分的金属制的基台209支承。均热管221在本例子中由 石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性高的材料一体成形为大致圆筒形状。
反应管222的下端部由水平截面是大致圆环形状的集流腔206气密地封闭。反应管222为了其保管维护作业和清扫作业，装卸自如地安装于集流腔206。通过集流腔206被壳体101支承，反应管222成为铅垂地安装于壳体101的状态。集流腔206的下端开口构成供保持有晶片200组的舟皿217出入的炉口205。
(衬底保持件)
封闭集流腔206的下端开口的密封盖219从铅垂方向下侧与集流腔206抵接。密封盖219形成具有与反应管222的外径同等以上的外径的圆盘形状，利用在反应管222的外部铅垂设置的舟皿升降装置121，以将上述圆盘形状保持为水平姿势的状态沿铅垂方向升降。在密封盖219上，铅垂地支承有作为保持晶片200的衬底保持件的舟皿217。舟皿217包括上下一对的端板和横跨两端板间且铅垂设置的多根、本例子中为3根的晶片保持构件(舟皿支柱)。端板和晶片保持构件例如由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性高的材料构成。
在各晶片保持构件上，沿水平方向刻设的多条保持槽在整个长度方向上等间隔地设置。各晶片保持构件以保持槽彼此相对、且各晶片保持构件的保持槽的铅垂位置(铅垂方向的位置)对齐的方式设置。晶片200的周缘分别插入多根晶片保持构件的同一层的保持槽内，由此，多张(例如50～150张左右)晶片200以水平姿势且晶片的中心彼此对齐的状态沿铅垂方向呈多层地层叠保持。
此外，在舟皿217和密封盖219之间设有保温筒210。保温筒210例如由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性材料构成。利用保温筒210，抑制来自后述的加热器单元208的热向集流腔206侧传递。
在密封盖219的下侧(与处理室204相反侧)设有使舟皿217旋转的舟皿旋转机构237。舟皿旋转机构237的舟皿旋转轴贯穿密封盖219地从下方支承舟皿217。通过使舟皿旋转轴旋转，能够使晶片200在处理室204内旋转。密封盖219构成为利用上述的舟皿升降装置121 沿铅垂方向升降，由此，能够将舟皿217向处理室204内输送或将舟皿217从处理室204输送到外部。舟皿旋转机构237和舟皿升降装置121电连接于控制部280。控制部280进行控制，使得舟皿旋转机构237和舟皿升降装置121在希望的时刻进行希望的动作。
(加热器单元)
在均热管221的外部，作为将反应管222内遍及整体地加热成均匀或规定的温度分布的加热机构的加热器单元208，以围绕均热管221的方式设置。加热器单元208通过被支承在衬底处理装置10的壳体101上，成为铅垂地安装的状态，例如由石墨加热器等电阻加热加热器构成。
(温度检测装置)
在均热管221和反应管222之间以沿铅垂方向延伸的方式设置有内置并保护作为温度测量元件的热电偶的保护管31。保护管31的下端由保护管保持架36支承并固定。保护管31由碳化硅(SiC)等耐热性高的材料形成为圆筒形状，其长度是约1500mm，外径是约8mm，上端封闭，下端具有开口部。从该开口部插入收容有热电偶线材的绝缘管。这样，防止热电偶线材暴露于腐蚀性气体中，并且防止从绝缘管、热电偶产生的污染物扩散。有关绝缘管、热电偶线材将后述。保护管保持架36由氧化铝、不锈钢等形成，包括支承保护管31的铅垂部分和供热电偶线材穿过并向处理室204外引导的水平部分。
均热管221和反应管222之间的空间是大气流通的大气环境气体，与处理室204内气密地隔离，成为处理气体不会进入、均热管221和反应管222之间的空间的大气也不会进入处理室204内的构造。加热器单元208和热电偶电连接于控制部280。控制部280基于由上述热电偶检测到的温度信息，控制对加热器单元208的通电量，使得处理室204内的温度在希望的时刻成为希望的温度分布。
在第一实施方式中，如图3所示，在热电偶线材支承部24支承热电偶线材21和热电偶线材22的上端。图3是表示本发明的第一实施方式的热电偶的支承状态的图。热电偶线材支承部24是为了使热 电偶线材21、22通过而设于后述的绝缘管32的2个贯穿孔之间的壁部的上端32k。此外，即使在热膨胀时也保持热电偶线材的下部不被拘束的自由状态。通过这些结构，在热膨胀时，热电偶线材21和热电偶线材22能够利用自重保持直线状，能抑制局部弯曲、避免承受约束力，其结果，能抑制热电偶线材21、22和绝缘管32之间产生大的摩擦力。有关这些结构以下详细地说明。
图4是表示本发明的第一实施方式的温度检测装置的构造的图。图4(a)是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图4(b)是从侧面观察图4(a)的温度检测装置的垂直剖视图。图5是图4的A-A部的水平剖视图。在第一实施方式中，如图4(a)所示，热电偶的保护管存在3根保护管，即保护管31a、保护管31b、保护管31c。各保护管的下端由保护管保持架36支承。详细而言，保护管保持架36借助零件被固定在衬底处理装置10的壳体101上，通过插入固定保护管31，将保护管31保持为沿铅垂方向直立。
此外，在各保护管31内，收容正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电偶线材22并使该热电偶线材21、22彼此绝缘的绝缘管32各插入1根。如图4(a)、(b)所示，绝缘管32的下端被插入并被支承于绝缘管止挡件33。绝缘管止挡件33的下端由保护管保持架36的底部支承。绝缘管32和绝缘管止挡件33的材质例如是氧化铝，正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电偶线材22的材质例如分别是铂铑合金和铂。
另外，将保护管31a～31c统称为保护管31。此外，将后述的热电偶线材21a～21e统称为热电偶线材21，将热电偶线材22a～22e统称为热电偶线材22，将热电偶接合部23a～23e统称为热电偶接合部23，将绝缘管32a～32c统称为绝缘管32，将绝缘管止挡件33a～33c统称为绝缘管止挡件33，将盖34a～34c统称为盖34。
在第一实施方式中，相对于处理炉的5个加热器熔区，分别配置热电偶。第一热电偶用于处理炉的最上部的加热器(U熔区加热器)的温度检测，第二热电偶用于U熔区加热器的正下方的加热器(CU 熔区加热器)的温度检测，第三热电偶用于CU熔区加热器的正下方的加热器(C熔区加热器)的温度检测，第四热电偶用于C熔区加热器的正下方的加热器(CL熔区加热器)的温度检测，第五热电偶用于处理炉的最下部的加热器(L熔区加热器)的温度检测。
构成第一热电偶的第一温度检测装置由正极侧的热电偶线材21a和负极侧的热电偶线材22a、在热电偶线材21a、22a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23a、用于使热电偶线材21a、22a彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。构成第二热电偶的第二温度检测装置由正极侧的热电偶线材21b和负极侧的热电偶线材22b、在热电偶线材21b、22b的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23b、用于使热电偶线材21b、22b彼此绝缘的绝缘管32b、封闭绝缘管32b的上端的盖34b、绝缘管止挡件33b、保护管31b、保护管保持架36等构成。构成第三热电偶的第三温度检测装置由正极侧的热电偶线材21d和负极侧的热电偶线材22d、在热电偶线材21d、22d的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23d、用于使热电偶线材21d、22d彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。构成第四热电偶的第四温度检测装置由正极侧的热电偶线材21e和负极侧的热电偶线材22e、在热电偶线材21e、22e的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23e、用于使热电偶线材21e、22e彼此绝缘的绝缘管32b、封闭绝缘管32b的上端的盖34b、绝缘管止挡件33b、保护管31b、保护管保持架36等构成。构成第五热电偶的第五温度检测装置由正极侧的热电偶线材21c和负极侧的热电偶线材22c、在热电偶线材21c、22c的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23c、用于使热电偶线材21c、22c彼此绝缘的绝缘管32c、封闭绝缘管32c的上端的盖34c、绝缘管止挡件33c、保护管31c、保护管保持架36等构成。
在图4(a)中所示，第一热电偶用的热电偶接合部23a被配置在绝缘管32a的顶端的盖34a的位置，第二热电偶用的热电偶接合部23b 被配置在绝缘管32b的顶端的盖34b的位置，第三热电偶用的热电偶接合部23d被配置在绝缘管32a之间的32am的位置，第四热电偶用的热电偶接合部23e被配置在绝缘管32b之间的32bm的位置，第五热电偶用的热电偶接合部23c被配置在绝缘管32c的顶端的盖34c的位置。
如图4、图5所示，在保护管31a内插入有绝缘管32a。在保护管31b内插入有绝缘管32b。在保护管31c内插入有绝缘管32c。在保护管保持架36内，绝缘管32a的下端由绝缘管止挡件33a支承，绝缘管32b的下端由绝缘管止挡件33b支承，绝缘管32c的下端由绝缘管止挡件33c支承。
如图5所示，绝缘管32a的截面为圆形且贯穿有4个孔，在该4个孔中穿过并收容有第一热电偶用的热电偶线材21a、22a和第三热电偶用的热电偶线材21d、22d。此外，绝缘管32b的截面为圆形且贯穿有4个孔，在该4个孔中穿过并收容有第二热电偶用的热电偶线材21b、22b和第四热电偶用的热电偶线材21e、22e。此外，绝缘管32c的截面为圆形且贯穿有4个孔，在其中的2个孔中穿过并收容有第五热电偶用的热电偶线材21c、22c。
如图4(a)的A-A剖视图即图5所示，在绝缘管32a内，第三热电偶位于前方(处理室204的中心侧)，第一热电偶位于后方。此外，在绝缘管32b内，第四热电偶位于前方，第二热电偶位于后方。
图4(b)是保护管31a、保护管保持架36的侧视图，也是第一热电偶和第三热电偶的侧视图。图4(c)是位于绝缘管32a的上端的第一热电偶的热电偶接合部23a附近的垂直截面放大图。图4(d)是位于绝缘管32a的上端和下端中间的第三热电偶的热电偶接合部23d附近的垂直截面放大图。如图4(c)所示，热电偶线材21a和热电偶线材22a(热电偶线材22a未图示)在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸，在它们的上端设有热电偶接合部23a。设有热电偶接合部23a的部分的绝缘管32a是仅绝缘管32a的外周部残留的圆筒状，热电偶接合部23a由热电偶线材21a用的孔与热电偶线材22a用的孔的交界处 的绝缘管32a的壁部的上端(相当于图3的32k)支承。
此外，如图4(d)所示，热电偶线材21d和热电偶线材22d(热电偶线材22d未图示)在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸，在它们的上端且绝缘管32a的中途部分设有热电偶接合部23d。设有热电偶接合部23d的部分的绝缘管32a成为绝缘管32a的外周部的一部分以及热电偶线材21d用的孔与热电偶线材22d用的孔的交界部被削除了的形状，热电偶接合部23d由热电偶线材21d用的孔与热电偶线材22d用的孔的交界处的绝缘管32a的壁部的上端(相当于图3的32k)支承。上述的绝缘管32a的外周部的一部分是朝向处理室204的中心侧的部分。
如图4(b)所示，热电偶线材21a和热电偶线材22a的另一端以及热电偶线材21d和热电偶线材22d的另一端，在中空构造的保护管保持架36内，从绝缘管32a的下端沿铅垂方向伸出，在线材保持部35内沿水平方向穿过，连接于处理室204外的温度控制部(未图示)。在保护管保持架36内，各热电偶线材由达到800℃左右的耐热绝缘管(例如，由陶瓷纤维、玻璃纤维等编织的管)覆盖，彼此绝缘。另外，在图4(b)中仅表示热电偶线材21d，因为热电偶线材22d、21a、22a、绝缘管32b内的热电偶线材21b、22b、21e、22e、绝缘管32c内的热电偶线材21c、22c也和热电偶线材21d相同，所以以下对热电偶线材21d进行说明。
热电偶线材21d从绝缘管32a的下端向铅垂下方伸出后，将朝向改变为水平方向，从线材保持部35的一端35a(处理室204的中心侧)进入线材保持部35内。从上述一端35a到保护管保持架36的底部的尺寸例如约为10～15mm，用于热膨胀时使热电偶线材21d不被保护管保持架36拘束的缓冲区域38形成在保护管保持架36内。所谓热电偶线材21d不被保护管保持架36拘束的状态，例如是热膨胀时热电偶线材21d不接触保护管保持架36的底部或即使接触了也未对热电偶线材21d施加到使其断线那样的力的状态。绝缘管止挡件33在比缓冲区域38高的位置、即比线材保持部35的一端35a高的位置支 承绝缘管32的底部。由此，更容易扩大缓冲区域。绝缘管止挡件33a内部沿铅垂方向贯穿，来自绝缘管32a的下端的热电偶线材21d自该贯穿孔导入缓冲区域38。由此，热电偶线材容易沿铅垂方向保持直线状，能抑制从绝缘管止挡件接受的约束力。
这样，将热电偶线材21d进入的线材保持部35的位置(35a)和热电偶线材21d伸出的绝缘管32的下端的位置设为距保护管保持架36的底部约10mm以上，即，通过在比缓冲区域38高的位置进行支承，能够抑制被热膨胀时使热电偶线材21d接触保护管保持架36的底部并使其达到断线那样的力拘束。在图4(b)中，在缓冲区域38内，以实线表示热处理前后的待机状态(500℃)的热电偶线材21d，以虚线表示热处理中的生产过程状态(1200℃)的热电偶线材21d。
此外，热电偶线材21d在线材保持部35内由陶瓷系粘接剂等固定。这是为了防止缓冲区域38内的热电偶线材21d被从处理室204外拉拽。
如以上说明了那样，热电偶接合部23由绝缘管32的上端或中途部分支承，绝缘管32由绝缘管止挡件33支承，绝缘管止挡件33由保护管保持架36支承。即，热电偶线材21、22的上端由绝缘管32等支承。此外，热电偶线材21、22从绝缘管32的下端伸出的部分在缓冲区域38内，成为不被保护管保持架36的底部等拘束的状态。因而，在热膨胀时，热电偶线材21、22能够以自重保持直线状，能抑制局部弯曲，其结果，能抑制热电偶线材21、22和绝缘管32之间产生大的摩擦力，能抑制热电偶线材21、22的断线。此外，绝缘管32的线膨账系数采用比热电偶线材21、22的线膨账系数小的线膨账系数，能够与以往相比减小由于热膨胀导致的热电偶接合部23的位置、即温度测量位置的变化。例如，绝缘管32的线膨账系数是8.1×10-4/℃，热电偶线材21的线膨账系数是10.2×10-4/℃，热电偶线材22的线膨账系数是10.6×10-4/℃。
(气体供给系统)
用图2说明气体供给系统。如图2所示，向处理室204内供给处 理气体的气体喷嘴224沿着反应管222的侧壁设置，在反应管222的上部设有喷嘴开口部224a。在气体喷嘴224上连接有处理气体供给管225。在处理气体供给管225上连接有处理气体供给机构226。处理气体供给机构226从上游起依次具有供给处理气体的处理气体供给源、作为流量制御装置的MFC(质量流控制器)和开闭阀。处理气体供给部主要由气体喷嘴224、处理气体供给管225、处理气体供给机构226构成。处理气体供给机构226的MFC、开闭阀电连接于控制部280。控制部280控制MFC和开闭阀，使得向处理室204内供给的气体的种类在希望的时刻成为希望的气体种类，还使得供给的气体的流量在希望的时刻成为希望的流量。
(气体排气系统)
在集流腔206的侧壁的一部分连接有排出处理室204内的环境气体的排气管231。在排气管231上，从上游起依次设有作为压力检测器的压力传感器236、作为压力调整器的APC(Auto Pressure Controller)阀232。在APC阀232的下游，经由排气管233连接有作为真空排气装置的真空泵234。从反应管222内排出气体的排气部主要由排气管231、APC阀232、真空泵234构成。APC阀232和压力传感器236电连接于控制部280。控制部280基于由压力传感器236检测到的压力值，控制APC阀232的开度，使得处理室204内的压力在希望的时刻成为希望的压力。
(控制器)
控制部280包括未图示的操作部、输入输出部，与衬底处理装置10的各构成部电连接，控制衬底处理装置10的各构成部。控制部280对基于以时间轴表示成膜等生产过程的控制时序的制程程序的温度控制、压力控制、流量控制和机械驱动控制发出指令。
(本实施方式的衬底处理动作)
接着，以IC的制造方法中的成膜工序为例，说明本实施方式的衬底处理动作。该衬底处理动作由控制器280控制。首先，在晶片装载步骤中，晶片200被装填于舟皿217中。多张晶片200在舟皿217 中的装载状态下，其中心对齐，彼此平行且水平，呈多层地装载并排列。接着，在舟皿装载步骤中，装载并保持有多张晶片200的舟皿217被搬入(舟皿装载)到处理室204。接着，在减压步骤中，利用真空泵234，经由排气管231，反应管222的内部被减压到规定的真空度，并且在升温步骤中，基于由温度检测装置测量到的温度，利用加热器单元208，反应管222的内部升温到规定的温度。
接着，在成膜步骤中，舟皿217旋转的同时，规定的原料气体被供给气体喷嘴224，并被导入处理室204。被导入到处理室204的原料气体流出到反应管222内，从开设于集流腔206的排气管231被排出。这样，利用接触晶片200的表面的同时在上下相邻的晶片200之间的空间中平行地流过的原料气体，晶片200的表面被成膜。
像以上那样，完成了希望的成膜处理后，停止原料气体的供给，利用惰性气体，处理室204内恢复为大气压后，在舟皿卸载步骤中，由于密封盖219下降，处理室204的下端开放，处理结束的晶片200组以被保持在舟皿217中的状态从处理室204被搬出(舟皿卸载)到外部。
根据第一实施方式，至少能获得以下的(1)～(7)的效果。
(1)在热电偶线材的上部支承该热电偶线材，在热电偶线材的下方设有缓冲区域，使热电偶线材的下部成为不被其他的构件、例如保护管保持架的底部等拘束的状态，所以热电偶线材能以自重保持直线状，能抑制部分地弯曲，能抑制热电偶线材的断线。
(2)使收容热电偶线材的绝缘管的下端的高度和固定热电偶线材的一部分的线材保持部的高度为距保护管保持架的底部10mm以上的高度，所以能在热电偶线材的下方容易地设置充分的缓冲区域。
(3)在比固定热电偶线材的一部分的线材保持部高的位置支承收容热电偶线材的绝缘管的下端，所以更容易扩大缓冲区域。
(4)在绝缘管止挡件上设置铅垂方向的贯穿孔，并在该贯穿孔中穿过热电偶线材，所以热电偶线材在铅垂方向上容易保持直线状，能抑制从绝缘管止挡件受到的约束力。
(5)在线材保持部内固定热电偶线材，所以能防止缓冲区域内的热电偶线材从处理室外受到拉伸力。
(6)由绝缘管止挡件支承收容热电偶线材的绝缘管的下端，并由保护管保持架的底部支承绝缘管止挡件的下端，所以也可以不用粘接剂将热电偶线材粘接到绝缘管，能容易地支承热电偶线材的上部。
(7)绝缘管的截面是圆形且沿铅垂方向贯穿4个孔，在该4个孔中收容多个热电偶用的热电偶线材，所以能减小保护管的直径。
(第二实施方式)
用图6～图8说明第二实施方式的温度检测装置的结构。另外，因为温度检测装置以外的结构、衬底处理动作和第一实施方式相同，所以省略说明。在本实施方式中，如图6所示，将沿铅垂方向(上下方向)延伸的热电偶的热电偶线材支承部25，即热电偶线材的支承位置25设于热电偶线材21、22的铅垂方向上的大致中间位置。图6是表示第二实施方式的热电偶的支承状态的图。利用该结构，在热膨胀时，在支承位置25的下部，由于热电偶线材21、22的自重，获得提高其自身的直线性的效果，能抑制与绝缘管的摩擦力增加，能够抑制随着经时变化的线材变形引起的钩挂的产生。此外，在热电偶支承位置25的上部，通过缩短从支承位置25到热电偶接合点23的距离，热电偶自身的自重减少，与绝缘管的摩擦力减少，所以同样地能够抑制随着经时变化的线材变形引起的钩挂的产生。有关这些结构以下详细地说明。
图7是表示第二实施方式的温度检测装置的构造的图。图7(a)是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图7(b)是从侧面观察图7(a)的温度检测装置的垂直剖视图。在第二实施方式中，如图7(a)所示，热电偶的保护管存在2根保护管，即保护管31a、保护管31b。各保护管的下端由保护管保持架36支承。因为保护管保持架36的构造、保护管保持架36支承保护管的构造和第一实施方式相同，所以省略说明。
在各保护管31内，收容正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电 偶线材22，插入有用于使该热电偶线材21、22彼此绝缘的绝缘管32。在保护管31a中插入有绝缘管32a，在保护管31b中插入有绝缘管32b和绝缘管32c。如图7(a)、(b)所示，绝缘管32a的下端被插入并支承于绝缘管止挡件33a，绝缘管32b和绝缘管32c的下端被插入并支承于绝缘管止挡件33b。绝缘管止挡件33a、33b的下端由保护管保持架36的底部支承。绝缘管32、绝缘管止挡件33、热电偶线材21、22的材质和第一实施方式相同。
另外，将保护管31a～31b统称为保护管31。此外，将后述的热电偶线材21a～21c统称为热电偶线材21，将热电偶线材22a～22c统称为热电偶线材22，将热电偶接合部23a～23c统称为热电偶接合部23，将绝缘管32a～32c统称为绝缘管32，将绝缘管止挡件33a～33b统称为绝缘管止挡件33，将盖34a～34c统称为盖34。
在第二实施方式中，相对于处理炉的3个加热器熔区分别配置热电偶。第一热电偶用于处理炉的最上部的加热器(U熔区加热器)的温度检测，第二热电偶用于U熔区加热器的正下方的加热器(C熔区加热器)的温度检测，第三热电偶用于C熔区加热器的正下方的加热器(L熔区加热器)的温度检测。
构成第一热电偶的第一温度检测装置由正极侧的热电偶线材21a和负极侧的热电偶线材22a、在热电偶线材21a、22a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23a、使热电偶线材21a、22a彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。构成第二热电偶的第二温度检测装置由正极侧的热电偶线材21b和负极侧的热电偶线材22b、在热电偶线材21b、22b的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23b、使热电偶线材21b、22b彼此绝缘的绝缘管32b、封闭绝缘管32b的上端的盖34b、绝缘管止挡件33b、保护管31b、保护管保持架36等构成。构成第三热电偶的第三温度检测装置由正极侧的热电偶线材21c和负极侧的热电偶线材22c、在热电偶线材21c、22c的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23c、使热电偶线材21c、22c彼此绝缘的绝缘管32c、封闭 绝缘管32c的上端的盖34c、绝缘管止挡件33b、保护管31b、保护管保持架36等构成。
在图7(a)中所示，第一热电偶用的热电偶接合部23a配置在绝缘管32a的顶端的盖34a的位置，第二热电偶用的热电偶接合部23b配置在绝缘管32b的顶端的盖34b的位置，第三热电偶用的热电偶接合部23c配置在绝缘管32c的顶端的盖34c的位置。
与图13所示的以往例的绝缘管相同，绝缘管32a的截面是长圆形且贯穿有2个孔，在该2个孔中，穿过并收容有第一热电偶用的热电偶线材21a、22a。此外，绝缘管32b也具有与绝缘管32a相同的形状，在其2个孔中穿过并收容有第二热电偶用的热电偶线材21b、22b。此外，绝缘管32c也具有与绝缘管32a相同的形状，在其2个孔中穿过并收容有第三热电偶用的热电偶线材21c、22c。此外，如图7(a)所示，在绝缘管32b内，第三热电偶位于前方(处理室204的中心侧)，第二热电偶位于后方。
图7(b)是保护管31a、保护管保持架36的侧视图，也是第一热电偶的侧视图。图7(c)是绝缘管32a的上端与下端的中间位置(图7(b)的热电偶线材固定位置44的位置)的垂直截面放大图。图7(d)是位于绝缘管32c的上端的第三热电偶的热电偶接合部23c附近的垂直截面放大图。如图7(c)所示，热电偶线材21a、22a在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸，在它们的上端设有热电偶接合部23a。在绝缘管32a的上端与下端的中间位置，设有将热电偶线材21a固定并支承在绝缘管32a上的固定部41和将热电偶线材22a固定并支承在绝缘管32a上的固定部42。
固定部41是面向图从右侧面起挖空绝缘管32a的一部分，仅使作为正极线的热电偶线材21a暴露，之后，在挖空的部分中注入并固定粘固剂等固定剂而成的部分。由于无间隙地注入并填埋固定剂，通过挖空而暴露的热电偶线材21a被粘接固定于绝缘管32a，或者通过供热电偶线材21a穿过的贯穿孔变狭小而产生的摩擦的增加，热电偶线材21a被有意地固定于固定部41，被支承在该部分。此外，如图7(c) 所示，暴露的热电偶线材21a暂时少许弯曲，通过在弯曲的状态下进行固定，能进一步加强热电偶线材21a的固定。
固定部42是对作为负极线的热电偶线材22a进行了同样的处理的部分。固定部41、42的大小在上下方向上例如为20～30mm，挖空的深度直到绝缘管32a的大致中心部为止，充分地达到固定支承热电偶线材21、22的这种目的。固定部41和固定部42在上下方向上例如取得50mm左右的距离，这是在挖空加工时防止绝缘管32a折弯而考虑的。
在图7(a)中，使固定部41、固定部42的位置为从绝缘管32a的中间部起稍微向顶端部的热电偶接合部23a侧偏离的位置的原因如下，即，相对于支承位置下方的热电偶线材的热膨胀方向和自重方向是同方向，因为支承位置上方的热电偶线材的热膨胀方向和自重方向是相反方向，所以能够抑制产生与以往结构相同的问题的风险。
此外，如图7(d)所示，热电偶线材21c、22c在绝缘管32c的内部沿铅垂方向延伸，在它们的上端设有热电偶接合部23c。在绝缘管32c的上端设有将热电偶线材21c、22c固定地支承在绝缘管32c上的固定部43。
固定部43是相对于绝缘管32c的顶端，面向图沿进深方向设置狭缝状的挖空部分，之后注入并固定粘固剂等固定剂而成的部分。由于无间隙地注入并填埋固定剂，由于挖空部分而暂时暴露的热电偶线材21c、22c被粘接固定于绝缘管32c，或者由于供热电偶线材21c、22c穿过的贯穿孔变狭小而引起摩擦的增加，热电偶线材21c、22c被有意地固定于固定部43，并被支承在该部分。此外，如图7(d)所示，将暂时暴露的热电偶线材21c、22c少许弯曲，并在弯曲的状态下进行固定，能进一步加强热电偶线材21c、22c的固定。固定部43的上下方向的大小和深度例如均为20～30mm，充分地达到固定支承热电偶线材21c、22c的这种目的。
如图7(b)所示，热电偶线材21a、22a的另一端在中空构造的保护管保持架36内，从绝缘管32a的下端沿铅垂方向伸出，沿水平 方向穿过线材保持部35内，连接于处理室204外的温度控制部(未图示)。另外，在图7(b)中仅表示热电偶线材21a，然而热电偶线材22a、21b、22b、21c、22c也与热电偶线材21a相同。
热电偶线材21a从绝缘管32a的下端向铅垂下方伸出后，朝向改变为水平方向，从线材保持部35的一端35a进入线材保持部35内。从上述一端35a到保护管保持架36的底部的尺寸与第一实施方式相同，例如约为10～15mm，用于在热膨胀时使热电偶线材21d不被保护管保持架36拘束的缓冲区域38形成在保护管保持架36内。绝缘管止挡件33与第一实施方式相同，在比缓冲区域38高的位置支承绝缘管32的底部，内部被沿铅垂方向贯穿，来自绝缘管32a下端的热电偶线材21a从该贯穿孔被导入缓冲区域38。
这样，通过在比缓冲区域38高的位置支承热电偶线材21a进入的线材保持部35的位置和绝缘管32的下端的位置，能抑制热膨胀时热电偶线材21d被使其接触保护管保持架36的底部并达到断线那样的力拘束。在图7(b)中，在缓冲区域38内，以实线表示热处理前后的待机状态(500℃)的热电偶线材21a，以虚线表示热处理中的生产过程状态(1200℃)的热电偶线材21a。此外，热电偶线材21a与第一实施方式相同，在线材保持部35内被固定。
图8是表示第二实施方式的第一热电偶的膨胀收缩状态的图，图8左图表示热处理前后的待机状态(500℃)，图8右图表示热处理中的生产过程状态(1200℃)。从图8左图的待机状态成为图8右图的热处理状态时，热电偶线材21a、22a和绝缘管32a热膨胀，热电偶线材从绝缘管32a上端伸出，变长ΔL。从图8右图的热处理状态成为图8左图的待机状态时，热电偶线材21a、22a热收缩，变短ΔL，恢复原先的长度。
在第二实施方式中，由于在绝缘管32a的中间位置25支承热电偶线材21a、22a，所以从支承位置25到上方的热电偶接合部23a，热膨胀时产生来自绝缘管32a上端的热电偶线材21a、22a的伸出量ΔL，然而由于该量与以往结构相比较小，所以反复热膨胀/热收缩引起的钩 挂的产生的概率变小。此外，在从支承位置25到下方的缓冲区域中，由于热电偶线材21a、22a的自重而获得提高其自身的直线性的效果，能够抑制与绝缘管32a的摩擦力增加。
如以上说明那样，热电偶接合部23a在绝缘管32a的上端与下端的中间位置被支承，绝缘管32a由绝缘管止挡件33a支承，绝缘管止挡件33a由保护管保持架36支承。即，由绝缘管32a等支承热电偶线材21a、22a的中间位置。此外，热电偶线材21a、22a的从绝缘管32a的下端伸出的部分在缓冲区域38内成为不被保护管保持架36的底部等拘束的状态。因而，在热膨胀时，在热电偶线材21a、22a的支承部的下部，热电偶线材21a、22a利用自重保持直线状，能抑制部分地弯曲。在热电偶线材21a、22a的支承部的上部，来自绝缘管32a上端的热电偶线材21a、22a的伸出量ΔL比以往相比变小。其结果，能抑制在热电偶线材21a、22a与绝缘管32a之间产生大的摩擦力，能抑制热电偶线材21a、22a的断线。此外，绝缘管32a的线膨账系数采用比热电偶线材21a、22a的线膨账系数小的线膨账系数，能够使因热膨胀引起的热电偶接合部23a的位置、即温度测量位置的变化比以往小。
根据第二实施方式，除了第一实施方式的(1)～(7)的效果之外，至少能获得以下的(8)～(11)的效果。
(8)在热电偶线材的铅垂方向的中间位置固定并支承该热电偶线材，在热电偶线材的下方设置缓冲区域，使热电偶线材的下部成为不被其他的部件、例如保护管保持架的底部等拘束的状态，所以上述中间位置的下部的热电偶线材能利用自重保持直线状，能抑制部分地弯曲，能抑制热电偶线材的断线。此外，与以往相比能抑制上述中间位置的上部的热电偶线材因自重而弯曲。
(9)在绝缘管的上部、中间位置固定热电偶线材时，挖空绝缘管的一部分，对其挖空部分注入粘固剂等粘接剂，所以容易将热电偶线材固定到绝缘管上。
(10)在绝缘管的挖空部分固定热电偶线材时，使露出于该挖空 部分的热电偶线材弯曲，在弯曲状态下注入并固定粘接剂，所以能利用绝缘管可靠地固定热电偶线材。
(11)使将热电偶线材固定于绝缘管的位置为从绝缘管的中间部起向顶端侧偏离的位置，所以能进一步抑制固定位置上方的热电偶线材弯曲。
(第三实施方式)
用图9～图11说明第三实施方式的温度检测装置的结构。在本实施方式中，如图9所示，将沿铅垂方向(上下方向)延伸的热电偶的热电偶线材支承部26设于热电偶线材21、22的铅垂方向的上端，在该支承位置，利用粘固剂等粘接剂将热电偶线材21、22的上端和热电偶接合部23固定并支承在绝缘管上。利用该结构，在热膨胀时，利用热电偶线材21、22的自重，获得提高其自身的直线性的效果，能抑制与绝缘管的摩擦力增加，能抑制随着经时变化的线材变形引起的钩挂的产生。有关这些结构以下详细地说明。
第三实施方式的衬底处理装置与第一实施方式不同的点只是热电偶线材的支承方法。即，在第一实施方式中，在绝缘管的贯穿孔之间的壁的上端支承热电偶线材的上端，但是在第三实施方式中，利用粘接剂将热电偶线材的上端固定并支承于绝缘管。其以外的点，包含温度检测装置以外的结构和衬底处理动作也与第一实施方式相同，所以适宜省略说明。
图10是表示第三实施方式的温度检测装置的构造的图。图10(a)是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图10(b)是从侧面观察图10(a)的温度检测装置的垂直剖视图。图11是图10(a)的A-A部的水平剖视图。另外，在第三实施方式中也与第一实施方式相同，热电偶的保护管存在保护管31a～31c这3根，存在第一热电偶～第五热电偶，但是在图10中，为了简明说明只表示保护管31a，说明与保护管31a相关的事项。
在保护管31a内，收容正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电偶线材22，插入用于使该热电偶线材21、22彼此绝缘的绝缘管32a(参 照图11)。如图10(a)、(b)所示，保护管31a的下端由保护管保持架36支承。绝缘管32a的下端被插入并支承于绝缘管止挡件33a。绝缘管止挡件33a的下端由保护管保持架36的底部支承。
在第三实施方式中也与第一实施方式相同，相对于处理炉的5个加热器熔区，配置第一热电偶～第五热电偶。在保护管31 a内，与第一实施方式相同，配置第一热电偶和第三热电偶。构成第一热电偶的第一温度检测装置由正极侧的热电偶线材21a和负极侧的热电偶线材22a、在热电偶线材21a、22a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23a、用于使热电偶线材21a、22a彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。构成第三热电偶的第三温度检测装置由正极侧的热电偶线材21d和负极侧的热电偶线材22d、在热电偶线材21d、22d的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23d、用于使热电偶线材21d、22d彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。
在图10(a)中所示，第一热电偶用的热电偶接合部23a被配置在绝缘管32a的顶端的盖34a的位置，第三热电偶用的热电偶接合部23d被配置在绝缘管32a的中间位置。如作为图10(a)的A-A剖视图的图11所示，与第一实施方式的绝缘管相同，绝缘管32a的截面是圆形且贯穿有4个孔，在该4个孔中穿过并收容有第一热电偶用的热电偶线材21a、22a和第三热电偶用的热电偶线材21d、22d。在绝缘管32a内，第一热电偶位于前方(处理室204的中心侧)，第三热电偶位于后方。
图10(b)是保护管31a和保护管保持架36的侧视图，也是第一热电偶和第三热电偶的侧视图。图10(c)是位于绝缘管32a的上端的第一热电偶的热电偶接合部23a附近的垂直截面放大图。图10(c)包含放大图10(c)部分，从该图的正面观察的图10(h)、从上方观察图10(h)部分的图10(f)、从左侧观察图10(h)部分的图10(g)。
如图10(c)所示，面向图沿进深方向设有狭缝状挖空部51。在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸的热电偶线材21a和热电偶线材22a的上端设有热电偶接合部23a，该热电偶接合部23a被配置于挖空部51。在挖空部51中注入粘固剂等固定剂，在挖空部51中，热电偶线材21a和热电偶线材22a以及热电偶接合部23a被固定并支承于绝缘管32a。通过无间隙地注入并填埋固定剂，将因挖空而暴露的热电偶线材21a、22a粘接固定于绝缘管32a，或者由于供热电偶线材21a、22a穿过的贯穿孔变狭小而引起摩擦的增加，热电偶线材21a、22a被有意地固定在挖空部51，并由该部分支承。
图10(d)是位于绝缘管32a的上端与下端的中间的第三热电偶的热电偶接合部23d附近的垂直截面放大图。图10(d)包含放大图10(d)部分，从图的正面观察的图10(m)、从右侧观察图10(m)部分的图10(n)。如图10(d)所示，在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸的热电偶线材21d和热电偶线材22d的上端设有热电偶接合部23d。设有热电偶接合部23d的部分的绝缘管32a以保留绝缘管32a的外周部的一部分的方式被挖空。在该挖空部52中，热电偶线材21d和热电偶线材22d以及热电偶接合部23d由粘固剂等粘接剂固定并支承。
挖空部51、52的大小在上下方向上例如为20～30mm，挖空部52挖空的深度为直到绝缘管32a的大致中心部，充分地达到固定支承热电偶线材21、22的这种目的。
如图10(b)所示，热电偶线材21a、22a的另一端在中空构造的保护管保持架36内，从绝缘管32a的下端沿铅垂方向伸出，沿水平方向穿过线材保持部35内，连接于处理室204外的温度控制部(未图示)。热电偶线材21a从绝缘管32a的下端向铅垂下方伸出后，将朝向改变为水平方向，从线材保持部35的一端35a进入线材保持部35内。从上述一端35a到保护管保持架36的底部的尺寸与第一实施方式相同，例如约为10～15mm，用于在热膨胀时使热电偶线材21a不被保护管保持架36拘束的缓冲区域38形成在保护管保持架36内。 绝缘管止挡件33与第一实施方式相同，在比缓冲区域38高的位置支承绝缘管32的底部，内部沿铅垂方向被贯穿，利用该贯穿孔，将来自绝缘管32a下端的热电偶线材21a导入缓冲区域38。
这样，通过在比缓冲区域38高的位置支承热电偶线材21a进入的线材保持部35的位置和绝缘管32的下端的位置，能抑制热膨胀时热电偶线材21a被使其接触保护管保持架36的底部并达到断线那样的力拘束。在图10(b)中，在缓冲区域38内，以实线表示热处理前后的待机状态(500℃)的热电偶线材21a，以虚线表示热处理中的生产过程状态(1200℃)的热电偶线材21a。此外，热电偶线材21a与第一实施方式相同，在线材保持部35内被固定。
在第三实施方式中，由于热电偶线材接合部23、热电偶线材21、22的上端由绝缘管32固定并支承，所以在从热电偶线材支承部26到下方的缓冲区域，利用热电偶线材21、22的自重获得提高其自身的直线性的效果，能够抑制与绝缘管32a的摩擦力增加。
如以上说明那样，热电偶接合部23在绝缘管32的上端或中途部分被支承，绝缘管32由绝缘管止挡件33支承，绝缘管止挡件33由保护管保持架36支承。即，热电偶线材21、22的上端被固定并支承于绝缘管32。此外，热电偶线材21、22的从绝缘管32的下端伸出的部分在缓冲区域38内成为不被保护管保持架36的底部等拘束的状态。因而，能获得与第一实施方式相同的效果，能抑制热电偶线材21、22的断线。
根据第三实施方式，除了第一实施方式的(1)～(7)的效果之外，至少能获得以下的(12)的效果。
(12)在将热电偶线材固定于绝缘管的上部、中间位置时，挖空绝缘管的一部分，在该挖空部分中注入粘固剂等粘接剂，所以容易将热电偶线材固定于绝缘管。
(第四实施方式)
用图18～图21说明第四实施方式的温度检测装置的结构。图18是表示本发明的第四实施方式的热电偶的支承状态的图。第四实施方 式的温度检测装置与第三实施方式(图10)不同的只是热电偶线材的支承构造，其他的结构与第三实施方式相同。在第四实施方式中，如图18所示，在热电偶接合部23的大致正下方，热电偶线材21和热电偶线材22以向外侧鼓起的方式弯曲，在热电偶线材21和热电偶线材22上分别形成向水平方向外侧鼓起的鼓起部A和鼓起部B。由鼓起部A和鼓起部B形成的线材宽度比由供热电偶线材21和热电偶线材22穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度大。在这里，所谓线材宽度，是指在热电偶接合部23被接合的2个热电偶线材的鼓起部A和鼓起部B的外缘在绝缘管32的上端的上方形成的最大距离，即，在水平方向上连结绝缘管32的上端面与热电偶接合部23之间的2个热电偶线材的外缘的直线中的最长直线的距离。所谓孔宽度，是指包括供热电偶线材21和热电偶线材22穿过的2个贯穿孔在内的椭圆的长径，即，连结上述2个贯穿孔的外缘(在图18的例子中为圆周)的直线中的最长直线的距离，详细而言是在绝缘管32的上端，将上述2个贯穿孔的水平截面所成的2个圆的圆周在水平方向上连结而成的直线中的最长直线的距离。
这样，因为在热电偶接合部23的附近线材宽度比孔宽度大，所以热电偶线材21和热电偶线材22的外缘在绝缘管32的上端钩挂于2个贯穿孔的圆周部分，即，由绝缘管32的上端面支承。例如在上述的第一实施方式中，因为线材宽度未构成为比孔宽度大，所以在热电偶接合部23由绝缘管32支承的状态下，由于热电偶线材21和热电偶线材22的重力，相对于热电偶接合部23产生外侧方向的力。因此，为了不损伤接合热电偶线材21和热电偶线材22的热电偶接合部23，需要增大热电偶接合部23的大小等提高强度。相对于此，在第四实施方式中，因为线材宽度构成为比孔宽度大，所以在热电偶线材21和热电偶线材22由绝缘管32的上端面支承的状态下，热电偶线材21和热电偶线材22的重力由绝缘管32的上端面支承，能够与第一实施方式相比降低施加于热电偶接合部23的力。此外，在制作衬底处理装置时的组装热电偶时，即使误将热电偶线材向下侧拉拽，也能抑制 热电偶接合部的损伤。此外，在搬运衬底处理装置时，即使由于振动，相对于热电偶线材向下侧施加力，也能抑制热电偶接合部的损伤。
如上述那样，第四实施方式的衬底处理装置与第三实施方式的衬底处理装置的不同点只是热电偶线材的支承构造，除此以外的点，也包含温度检测装置以外的结构、衬底处理动作与第三实施方式相同，所以适宜省略说明。图19是表示第四实施方式的温度检测装置的构造的一个例子的图。图19(a)是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图19(b)是从侧面观察图19(a)的温度检测装置的垂直剖视图。图20是图19(a)的A-A部的水平剖视图。另外，在第四实施方式中也与第三实施方式相同，热电偶的保护管存在保护管31a～31c这3根，存在第一热电偶～第五热电偶，但是在图19中，为了简明说明而只表示保护管31a，说明与保护管31a相关的事项。
在保护管31a内，收容正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电偶线材22，插入用于使该热电偶线材21、22彼此绝缘的绝缘管32a(参照图20)。如图19(a)、(b)所示，保护管31a的下端由保护管保持架36支承。绝缘管32a的下端被插入并支承于绝缘管止挡件33a。绝缘管止挡件33a的下端由保护管保持架36的底部支承。
在第四实施方式中也与第三实施方式相同，在保护管31a内配置第一热电偶和第三热电偶。构成第一热电偶的第一温度检测装置由正极侧的热电偶线材21a和负极侧的热电偶线材22a、在热电偶线材21a、22a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23a、用于使热电偶线材21a、22a彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、在热电偶接合部23d附近覆盖绝缘管32a的外周的罩37、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。构成第三热电偶的第三温度检测装置由正极侧的热电偶线材21d和负极侧的热电偶线材22d、在热电偶线材21d、22d的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23d、用于使热电偶线材21d、22d彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、在热电偶接合部23d附近覆盖绝缘管32a的 外周的罩37、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。
在图19(a)中所示，第一热电偶用的热电偶接合部23a被配置在绝缘管32a的顶端的盖34a的位置，第三热电偶用的热电偶接合部23d被配置在绝缘管32a的中间位置的罩37的位置。如作为图19(a)的A-A剖视图的图20所示，与第三实施方式的绝缘管相同，绝缘管32a的截面是圆形且贯穿有4个孔，在该4个孔中穿过并收容有第一热电偶用的热电偶线材21a、22a和第三热电偶用的热电偶线材21d、22d。在绝缘管32a内，第一热电偶位于前方(处理室204的中心侧)，第三热电偶位于后方。
图19(b)是保护管31a和保护管保持架36的侧视图，也是第一热电偶和第三热电偶的侧视图。图19(c)是位于绝缘管32a的上端的第一热电偶的热电偶接合部23a附近的垂直截面放大图。图19(d)是从上方观察图19(c)部分的图。如图19(c)所示，在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸的热电偶线材21a和热电偶线材22a的上端设有热电偶接合部23a，在绝缘管32a的上端面与热电偶接合部23a之间的2个热电偶线材21a和热电偶线材22a分别在水平方向外侧形成鼓起部。如在图18中说明那样，由这些鼓起部形成的线材宽度构成为比由供热电偶线材21a和热电偶线材22a穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度大。因而，热电偶线材21a和热电偶线材22a由绝缘管32a的上端支承。
图19(e)是位于绝缘管32a的上端和下端之间的第三热电偶的热电偶接合部23d附近的垂直截面放大图。图19(f)是图19(e)的侧视图。如图19(e)所示，在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸的热电偶线材21d和热电偶线材22d的上端设有热电偶接合部23d。设有热电偶接合部23d的部分的绝缘管32a以保留绝缘管32a的外周部的一部分的方式被挖空。在该挖空部52，热电偶线材21d和热电偶线材22d分别在水平方向外侧形成鼓起部。如图18说明那样，由这些鼓起部形成的线材宽度构成为比由供热电偶线材21d和热电偶线材 22d穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度大。因而，热电偶线材21 d和热电偶线材22d由绝缘管32a的挖空部52的下端支承。
挖空部52的大小在上下方向上例如为10～30mm，挖空部52挖空的深度是直到绝缘管32a的大致中心部，充分地达到支承热电偶线材21d、22d的这种目的。在挖空部52的外侧，用于保护挖空部52内的热电偶接合部23d、热电偶线材21d、热电偶线材22d的圆筒形的罩37以围绕覆盖绝缘管32a的外周的方式固定地设置。罩37的材质与盖34相同，例如是氧化铝。另外，如图19(b)所示，热电偶线材21、22的另一端位于中空构造的保护管保持架36内，然而保护管保持架36内的结构和作用与第三实施方式相同。
用图21说明第四实施方式的温度检测装置的其他的构成例。图21是表示第四实施方式的温度检测装置的其他的构成例的构造的图。图21(a)是从处理炉的中心观察位于反应管与均热管之间的热电偶的图。图21(b)是从侧面观察图21(a)的温度检测装置的垂直剖视图。该构成例是在第二实施方式的温度检测装置(图7)中只变更了热电偶线材的支承构造的例子，其他的构成与第二实施方式相同。
在本构成例中，与第二实施方式相同，如图21(a)所示，热电偶的保护管存在保护管31a、保护管31b这两根。各保护管的下端由保护管保持架36支承。因为保护管保持架36内的构造与第二实施方式相同，所以省略说明。在各保护管31内，收容正极侧的热电偶线材21和负极侧的热电偶线材22，插入用于使该热电偶线材21、22彼此绝缘的绝缘管32。在保护管31a中插入绝缘管32a，在保护管31b中插入绝缘管32b和绝缘管32c。
在本构成例中，与第二实施方式相同，相对于处理炉的3个加热器熔区分别配置热电偶。第一热电偶用于处理炉的最上部的加热器(U熔区加热器)的温度检测，第二热电偶用于U熔区加热器的正下方的加热器(C熔区加热器)的温度检测，第三热电偶用于C熔区加热器的正下方的加热器(L熔区加热器)的温度检测。构成各热电偶的各温度检测装置的结构与第二实施方式相同，例如，构成第一热电偶的 第一温度检测装置由正极侧的热电偶线材21a和负极侧的热电偶线材22a、在热电偶线材21a、22a的顶端部将其接合而成的热电偶接合部23a、用于使热电偶线材21a、22a彼此绝缘的绝缘管32a、封闭绝缘管32a的上端的盖34a、绝缘管止挡件33a、保护管31a、保护管保持架36等构成。
在图21(a)中所示，第一热电偶用的热电偶接合部23a被配置在绝缘管32a的顶端的盖34a的位置。与图13所示的以往例的绝缘管相同，绝缘管32a的截面是长圆形且贯穿有2个孔，在该2个孔中穿过并收容有第一热电偶用的热电偶线材21a、22a。绝缘管32b、绝缘管32c也是和绝缘管32a相同的形状。
图21(c)是位于绝缘管32a的上端的第一热电偶的热电偶接合部23a附近的垂直截面放大图。如图21(c)所示，热电偶线材21a、22a在绝缘管32a的内部沿铅垂方向延伸，在它们的上端设有热电偶接合部23a。在热电偶接合部23a和绝缘管32a的上端面之间的热电偶线材21a、22a上设有向水平方向外侧鼓起的鼓起部。由这些鼓起部形成的线材宽度构成为比由供热电偶线材21a、22a穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度大。因而，能用绝缘管32a的上端支承热电偶线材21a、22a，能降低施加于热电偶接合部23a的力。
根据第四实施方式，除了第一实施方式的(1)～(7)的效果之外，至少能获得以下的(13)的效果。
(13)在热电偶接合部和绝缘管的上端面之间的热电偶线材上形成向水平方向外侧鼓起的鼓起部，由这些鼓起部形成的线材宽度构成为比由供热电偶线材21和热电偶线材22穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度大，所以能用绝缘管的上端支承热电偶线材，能降低施加于热电偶接合部的力。
另外，本发明不限定于上述的各实施方式，当然在不脱离其要旨的范围能够进行各种变更。在上述的第一实施方式中，用绝缘管的贯穿孔之间的壁的上端支承热电偶线材的上端，但是也可以如第三实施方式那样，利用粘接剂将热电偶线材的上端固定并支承于绝缘管。此 外，在上述的第一实施方式、第三实施方式中，绝缘管的贯穿孔为4个，在第二实施方式中，绝缘管的贯穿孔为2个，然而也能够作为其他的数量。例如，也能够使绝缘管的贯穿孔为1个，供正极侧的热电偶线材或负极侧的热电偶线材穿过。在该情况下，1对热电偶需要正极线用和负极线用的2个绝缘管。
此外，在上述的第四实施方式中，以缓慢弯曲的方式形成了热电偶线材的鼓起部，但是不限于此，例如也能通过直角弯曲而形成。此外，在上述的第四实施方式中，在热电偶线材上形成鼓起部，通过该鼓起部，用绝缘管的上端支承热电偶线材，然而也能够在热电偶接合部和绝缘管的上端面之间的热电偶线材上设有比由供热电偶线材21和热电偶线材22穿过的2个贯穿孔形成的孔宽度在水平方向上长的被支承体。该被支承体例如能够通过利用粘接剂将氧化铝制的棒状物体粘接于热电偶线材21和热电偶线材22而构成。这样也与在热电偶线材形成有鼓起部的结构同样，能降低施加于热电偶接合部的力。此外，在热电偶线材上不形成鼓起部，而是通过将2个热电偶线材间的间隔缩小为短于连结2个贯穿孔的外缘的最小长度，也能够用绝缘管的上端面支承热电偶线材。此外，也能够通过扭转或加捻2个热电偶线材，用绝缘管的上端面支承热电偶线材。在该情况下，使2个热电偶线材间绝缘以防止2个热电偶线材电气短路。
此外，在上述的实施方式中，说明了对晶片实施处理的情况，但是处理对象既可以是晶片以外的衬底，也可以是光掩模、印刷布线基板、液晶面板、光盘或磁盘等。此外，在上述的实施方式中，说明了应用于使用反应管与均热管的批量式立式热壁型装置的情况，但是不限于此，也能应用于不使用均热管的衬底处理装置。此外，本发明不仅能够应用于半导体制造装置，也能应用于处理如LCD制造装置那样的玻璃衬底的装置、其他的衬底处理装置。衬底处理的处理内容不仅是形成CVD、PVD、氧化膜、氮化膜、金属含有膜等的成膜处理，也可以是曝光处理、光刻、涂敷处理等。
在本说明书中至少包含以下的技术方案。即，第1技术方案是一 种温度检测装置，具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的状况，将上述热电偶线材的上部或铅垂方向的中间部支承于上述绝缘管。
第2技术方案是根据第1技术方案所述的温度检测装置，该温度检测装置还具有将从上述绝缘管的下端伸出后朝向改变为水平方向的热电偶线材的一部分固定的线材保持部。
第3技术方案是根据第2技术方案所述的温度检测装置，该温度检测装置还具有收容上述绝缘管的保护管和支承该保护管的下部的保护管保持架，上述绝缘管的下端从上述保护管的下端开口露出在上述保护管保持架内，上述保护管保持架内的上述绝缘管的下端的高度和上述线材保持部的高度比上述保护管保持架的底部高10mm以上。
第4技术方案是根据第1～3技术方案中任一项技术方案所述的温度检测装置，该温度检测装置还具有支承上述绝缘管的下端的绝缘管止挡件，使热电偶线材穿过设于上述绝缘管止挡件的铅垂方向的贯穿孔。
第5技术方案是根据第2～4技术方案中任一项技术方案所述的温度检测装置，上述绝缘管的下端的高度比上述线材保持部的高度高。
第6技术方案是根据第4技术方案或第五技术方案中任一项技术方案所述的温度检测装置，用上述绝缘管止挡件支承上述绝缘管的下端，用上述保护管保持架的底部支承上述绝缘管止挡件的下端。
第7技术方案是根据第1～6技术方案中任一项技术方案所述的温度检测装置，在上述绝缘管上存在4个上述铅垂方向的贯穿孔，使2组热电偶线材穿过1个绝缘管。
第8技术方案是根据第1～7技术方案中任一项技术方案所述的 温度检测装置，挖空上述绝缘管的一部分，在该挖空部分注入粘接剂，将上述热电偶线材固定于上述绝缘管。
第9技术方案是根据第8技术方案所述的温度检测装置，在使露出于上述挖空部分的热电偶线材弯曲的状态下注入粘接剂而固定该热电偶线材。
第10技术方案是根据第8技术方案或第9技术方案所述的温度检测装置，使将上述热电偶线材固定于上述绝缘管的位置为从上述绝缘管的中间部向顶端侧偏离的位置。
第11技术方案是一种衬底处理装置，包括：舟皿，以在铅垂方向分别隔开间隔的方式层叠地保持多张衬底；反应管，收容上述舟皿，并对保持于该舟皿上的上述衬底进行处理；加热部，设置于上述反应管的周围，并加热被收容于上述处理室内的上述衬底；温度检测装置，用于进行上述反应管内的温度检测；处理气体供给部，向上述反应管内供给处理气体；以及排气部，从上述反应管内排出气体，其中，上述温度检测装置具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的状况，将上述热电偶线材的上部或铅垂方向的中间部支承于上述绝缘管。
第12技术方案是一种温度检测装置，具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的状况，在上述绝缘管的上端面与上述热电偶接合部之间的热电偶线材上设有支承于上述绝缘管的上端面的被支承部。对于该第12技 术方案，也能够应用上述的第2技术方案～第11技术方案的结构。
第13技术方案是根据第12技术方案所述的温度检测装置，上述被支承部是使上述绝缘管的上端面与上述热电偶接合部之间的热电偶线材向水平方向外侧鼓起而成的鼓起部。
第14技术方案是根据第13技术方案所述的温度检测装置，上述鼓起部的水平方向的长度比将上述绝缘管的上端面的上述绝缘管的2个贯穿孔的外缘连结的最大长度即孔宽度长。
第15技术方案是一种衬底处理装置，包括：舟皿，以在铅垂方向分别隔开间隔的方式层叠地保持多张衬底；反应管，收容上述舟皿，并对保持于该舟皿上的上述衬底进行处理；加热部，设置于上述反应管的周围，并加热被收容于上述处理室内的上述衬底；温度检测装置，用于进行上述反应管内的温度检测；处理气体供给部，向上述反应管内供给处理气体；以及排气部，从上述反应管内排出气体，其中，上述温度检测装置具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的状况，在上述绝缘管的上端面与上述热电偶接合部之间的热电偶线材上设有支承于上述绝缘管的上端面的被支承部。
第16技术方案是一种半导体装置的制造方法，其是衬底处理装置中的半导体装置的制造方法，该衬底处理装置包括：舟皿，以在铅垂方向分别隔开间隔的方式层叠地保持多张衬底；反应管，收容上述舟皿，并对保持于该舟皿上的上述衬底进行处理；加热部，设置于上述反应管的周围，并加热被收容于上述处理室内的上述衬底；温度检测装置，用于进行上述反应管内的温度检测；处理气体供给部，向上述反应管内供给处理气体；以及排气部，从上述反应管内排出气体，上述温度检测装置具有绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，该绝缘管以 沿铅垂方向延伸的方式设置，具有铅垂方向的贯穿孔；该热电偶线材在上端具有热电偶接合部，且该热电偶线材穿过上述绝缘管的贯穿孔，从上述绝缘管的下端伸出的铅垂方向的部分的朝向改变为水平方向；该缓冲区域是设于上述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从上述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的状况，在上述绝缘管的上端面与上述热电偶接合部之间的热电偶线材上设有支承于上述绝缘管的上端面的被支承部，其中，该半导体装置的制造方法包括：将保持有多张衬底的上述舟皿收容于上述反应管的工序；一边利用上述温度检测装置进行上述反应管内的温度检测，一边利用上述加热部将上述反应管内加热成规定的温度的工序；一边利用上述处理气体供给部向上述反应管内供给处理气体，一边利用上述排气部从上述反应管内排出气体，从而对保持在上述舟皿上的多张衬底进行处理的工序；以及将保持有上述处理后的多张衬底的舟皿从上述反应管搬出的工序。

Claims (27)

1.一种温度检测装置，其特征在于，具有纵长的绝缘管、热电偶线材以及缓冲区域，所述绝缘管收纳于保护管，沿铅垂方向具有贯穿孔；所述热电偶线材穿过所述贯穿孔，所述缓冲区域是设于所述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀受到拘束的状况，
所述热电偶线材具有：从所述绝缘管的上端伸出的正极侧的热电偶线材和负极侧的热电偶线材接合而成的热电偶接合部；在从所述绝缘管的下端伸出的部分形成的具有曲线的弯曲部；以及处于所述弯曲部的后部、且向水平方向延伸的水平部，
所述水平部的高度高于所述弯曲部的最下端的高度。
2.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，还具有绝缘管止挡件，其支承所述绝缘管的下端，沿铅垂方向具有贯穿孔，构成为使所述热电偶线材穿过所述贯穿孔。
3.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于，所述弯曲部形成在抑制从所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的所述缓冲区域内。
4.根据权利要求3所述的温度检测装置，其特征在于，所述水平部形成在所述缓冲区域内。
5.根据权利要求3所述的温度检测装置，其特征在于，所述绝缘管止挡件在比所述缓冲区域高的位置支承所述绝缘管的底部。
6.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于，所述绝缘管止挡件具有与所述贯穿孔连通的切缺部。
7.根据权利要求6所述的温度检测装置，其特征在于，所述切缺部的至少一部分形成在抑制从所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的所述缓冲区域内。
8.根据权利要求6所述的温度检测装置，其特征在于，所述切缺部形成在所述绝缘管止挡件的下端。
9.根据权利要求8所述的温度检测装置，其特征在于，所述切缺部形成为纵长。
10.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于，所述保护管为纵长形，并具有支承所述保护管的中空的保护管保持架。
11.根据权利要求10所述的温度检测装置，其特征在于，所述绝缘管止挡件的下端由所述保护管保持架的底部支承。
12.根据权利要求10所述的温度检测装置，其特征在于，所述弯曲部和所述水平部形成在所述保护管保持架内。
13.根据权利要求10所述的温度检测装置，其特征在于，所述水平部比所述保护管保持架的底部高出10～15mm。
14.根据权利要求10所述的温度检测装置，其特征在于，所述绝缘管的下端的高度为，与所述保护管保持架的底部相距10mm以上。
15.根据权利要求10所述的温度检测装置，其特征在于，所述弯曲部形成在抑制从所述保护管保持架内的所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀被拘束的所述缓冲区域内。
16.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，在所述绝缘管的上端部支承所述热电偶线材。
17.根据权利要求16所述的温度检测装置，其特征在于，通过粘接剂将所述热电偶线材的上端和热电偶接合部固定在所述绝缘管的上端部。
18.根据权利要求17所述的温度检测装置，其特征在于，所述粘接剂的材质是粘固剂。
19.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述绝缘管构成为，形成有四个所述贯穿孔，以供两组热电偶线材穿过，其中，以正极侧的热电偶线材和负极侧的热电偶线材这两根热电偶线材为一组。
20.根据权利要求19所述的温度检测装置，其特征在于，将所述绝缘管的一部分挖空而形成与所述贯穿孔连通的挖空部。
21.根据权利要求20所述的温度检测装置，其特征在于，在所述挖空部的开口部分设有圆筒形的罩。
22.根据权利要求21所述的温度检测装置，其特征在于，所述罩由氧化铝形成。
23.根据权利要求20所述的温度检测装置，其特征在于，在所述挖空部注入粘接剂，将所述热电偶线材固定于所述绝缘管。
24.根据权利要求23所述的温度检测装置，其特征在于，在使露出于所述挖空部的热电偶线材弯曲的状态下注入粘接剂而固定该热电偶线材。
25.根据权利要求23所述的温度检测装置，其特征在于，使将所述热电偶线材固定于所述绝缘管的位置为从所述绝缘管的中间部向顶端侧偏离的位置。
26.一种衬底处理装置，包括：反应管，对保持于衬底保持件上的衬底进行处理，所述衬底保持件用于保持所述衬底；加热部，设置于所述反应管的周围，并加热所述反应管内的所述衬底；温度检测装置，检测所述反应管内的温度；处理气体供给部，向所述反应管内供给处理气体；以及排气部，对所述反应管内进行排气，
所述温度检测装置具有纵长的绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，所述绝缘管收纳于保护管，沿铅垂方向具有贯穿孔，所述热电偶线材穿过所述贯穿孔，所述缓冲区域是设于所述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀受到拘束的状况，
所述热电偶线材具有：从所述绝缘管的上端伸出的正极侧的热电偶线材和负极侧的热电偶线材接合而成的热电偶接合部；在从所述绝缘管的下端伸出的部分形成的具有曲线的弯曲部；以及处于所述弯曲部的后部、且向水平方向延伸的水平部，
所述水平部的高度高于所述弯曲部的最下端的高度。
27.一种半导体装置的制造方法，包括：
输送工序，将衬底输送到反应管内，所述反应管的周围设置有对衬底进行加热的加热部；
温度控制工序，利用温度检测装置检测反应管内的温度，并基于检测出的温度来控制反应管内的温度，所述温度检测装置构成为：具有纵长的绝缘管、热电偶线材和缓冲区域，所述绝缘管收纳于保护管，沿铅垂方向具有贯穿孔，所述热电偶线材穿过所述贯穿孔，所述缓冲区域是设于所述绝缘管的下方的空间，且抑制发生从所述绝缘管的下端伸出的热电偶线材的热膨胀受到拘束的状况，所述热电偶线材具有：从所述绝缘管的上端伸出的正极侧的热电偶线材和负极侧的热电偶线材接合而成的热电偶接合部；在从所述绝缘管的下端伸出的部分形成的具有曲线的弯曲部；以及处于所述弯曲部的后部、且向水平方向延伸的水平部，所述水平部的高度高于所述弯曲部的最下端的高度；
处理工序，对所述反应管内的衬底进行处理。
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