JP6080451B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び熱電対支持体 - Google Patents

Description

本発明は、被処理基板を処理室に収容し、ヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（いわゆる半導体デバイス、以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウェハ）に、酸化処理や拡散処理、あるいは、イオン打ち込み後のキャリアの活性化や平坦化のためのリフロー処理やアニール処理、もしくは、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）反応による成膜処理等の熱処理を施すために使用される温度検出方法や基板処理装置や基板処理方法や半導体装置の製造方法に関する。

ＩＣの製造において、基板を熱処理するため、バッチ式縦形熱処理装置が広く使用されている。従来のこの種の熱処理装置の処理炉においては、上端が閉塞し下端が開放された略円筒形の縦型反応管の内部に、複数枚のウェハを搭載したボートを下方から挿入し、反応管の外側を囲むように設けられたヒータにより、ボート上のウェハを熱処理する。ボート上において、複数枚のウェハは、水平姿勢、かつ互いにウェハの中心を揃えた状態で多段に積層されて保持される。

また、上述の熱処理装置においては、反応管とヒータの間に熱電対（以下、ヒータ熱電対）を配置してヒータ内部の温度を計測し、その計測温度に基づいてヒータをフィードバック制御している。また、装置の準備段階として反応管の内部に別の熱電対（以下、プロファイル熱電対）を配置し、ヒータをフィードバック制御してヒータ熱電対の計測温度およびプロファイル熱電対の計測温度が定常状態になったときの温度差（以下、プロファイル補正値）を予め記録する。そして、装置の運用状態においては、プロファイル熱電対を取り外し、ヒータ熱電対の計測温度がプロファイル補正値を考慮した目標温度になるよう、ヒータを制御することにより、反応管内部の温度を所望の温度に制御している。

しかしながら、ヒータ熱電対はヒータ発熱体近傍に配置されるのに対し、プロファイル熱電対は反応管内部の基板に近い場所に配置されるため、ヒータ熱電対の計測温度が定常状態になってからプロファイル熱電対の計測温度が定常状態になるまでに、例えば３０分から１時間以上程度の、長い時間を要する。そのため、装置の運用状態においては、ヒータ熱電対の計測温度がプロファイル補正値を考慮した所望の温度の定常状態になってから一定の時間を待機し、その後に、所定の熱処理を行うようにしている。この待機時間は、装置の処理能力を左右する要素となるので、可能な限り短くすることが要求されている。

この解決策として、プロファイル熱電対を石英等からなる保護管で覆う構造とし、装置の運用状態においても反応管内部にプロファイル熱電対を継続して配置し、プロファイル熱電対の計測温度が所望の目標温度となるようダイレクトにフィードバック制御する方法が実施されている。しかし、この方法では、プロファイル熱電対の保護管が熱処理されてしまうためにプロファイル熱電対の定期的なメンテナンスが必要であることに加えて、ごみが発生する等、熱処理の結果にも悪影響を与えかねないという問題がある。
下記の特許文献１には、反応管とヒータを有する縦型熱処理装置において、処理炉の温度を検出するための熱電対を設置する技術が開示されている。

特開２００４−３１１７１２号公報

本発明は、上記実情に鑑みて為されたもので、プロファイル熱電対を使用しない場合においても、熱処理を開始するまでの待機時間を短くすることのできる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び温度検出方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための、本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
前記反応管内に収容された基板を処理するガスを、前記反応管内へ供給するガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部と、
を備える基板処理装置。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
前記反応管内に収容された基板を処理する処理ガスを、前記反応管内へ供給するガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部と、
を備える基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記複数枚の基板を保持する基板保持具を前記反応管内に収容する工程と、
前記加熱部により前記反応管内を加熱する工程と、
前記保護管内の前記絶縁管に挿通された前記熱電対を用いて温度を検出する温度検出工程と、
前記ガス供給部から前記反応管内へ前記処理ガスを供給する工程と、
前記温度検出工程で検出した温度に基づき、前記反応管内に収容された前記基板保持具上の複数枚の基板を処理する工程と、
前記排気部により前記反応管内からガスを排気する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。

また、本発明に係る温度検出方法の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
を備える基板処理装置を用いる温度検出方法であって、
前記加熱部により前記反応管内を加熱する工程と、
前記保護管内の前記絶縁管に挿通された前記熱電対を用いて温度を検出する温度検出工程と、
を備える温度検出方法。

上記の構成により、熱処理を開始するまでの待機時間を短くすることができる。

本発明の第１実施形態における基板処理装置の斜透視図である。 本発明の第１実施形態における処理炉の垂直断面図である。 本発明の第１実施形態における処理炉の垂直断面図である。 本発明の第１実施形態における処理炉と熱電対を示す図である。 図４の処理炉の水平断面図である。 本発明の第１実施形態における熱電対の支持構造の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における熱電対の支持構造の他の例を示す図である。 本発明の第１実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。 本発明の第２実施形態における処理炉と熱電対を示す図である。 本発明の第２実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。 本発明の第３実施形態における処理炉と熱電対を示す図である。 本発明の第３実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。 本発明の第３実施形態における熱電対リード部の状態を示す図である。 図１３の熱電対の水平断面図である。 本発明の実施形態における好適な熱電対の温度応答特性を説明する図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態として、半導体装置（ＩＣ等）の製造工程の１工程としての熱処理による基板処理工程を実施する基板処理装置の構成例について、図１を用いて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における基板処理装置の斜透視図である。図１に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１０は、筐体１０１を備え、シリコン等からなる基板であるウェハ２００を筐体１０１内外へ搬送するために、ウェハキャリア（基板収容器）としてカセット（ポッド、ＦＯＵＰとも言う）１１０が使用される。

筐体１０１の正面前方側にはカセットステージ１０５が設置されている。カセット１１０は、筐体１０１外の工程内搬送装置（図示せず）によって、カセットステージ１０５上に搬入、載置され、また、カセットステージ１０５上から筐体１０１外へ搬出される。
筐体１０１内の前後方向における略中央部には、カセット棚１１４が設置されている。カセット棚１１４は、複数個のカセット１１０を保管する。カセット棚１１４の一部として、移載棚１２３が設けられ、移載棚１２３には、後述するウェハ移載機構１１２の搬送対象となるカセット１１０が収納される。
カセットステージ１０５とカセット棚１１４との間には、カセット搬送装置１１５が設置されている。カセット搬送装置１１５は、カセットステージ１０５、カセット棚１１４、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送する。

カセット棚１１４の後方には、ウェハ移載機構１１２が設置されている。ウェハ移載機構１１２は、ウェハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして、後述するボート（基板保持具）２１７へ装填（チャージング）したり、ウェハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して、移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりすることができる。

筐体１０１の後側上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ１１６により開閉可能なように構成されている。処理炉２０２の構成については後述する。
処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する機構としてのボートエレベータ１２１が設置されている。ボートエレベータ１２１には、昇降台としてのアーム１２２が設置されている。アーム１２２上には、シールキャップ２１９が水平姿勢で設置されている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を鉛直に支持するとともに、ボートエレベータ１２１によりボート２１７が上昇したときに、処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体として機能するものである。ボート２１７の構成については後述する。

（処理炉の構成）
次に、第１実施形態における処理炉２０２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。この実施形態においては、処理炉２０２は、バッチ式縦形ホットウオール形の熱処理炉として構成されている。

（反応管）
処理炉２０２は、その内側に、縦形の反応管２２２を備えている。反応管２２２は、上端が閉塞され下端が開口された略円筒形状をしており、開口された下端が下方を向くように、かつ、筒方向の中心線が鉛直になるように縦向きに配置されている。
反応管２２２内には、基板保持具としてのボート２１７によって水平姿勢で多段に積層された複数枚のウェハ２００を収容して処理する処理室２０４が形成される。反応管２２２の内径は、ウェハ２００群を保持するボート２１７の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
反応管２２２は、本例では、石英（ＳｉＯ_２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、略円筒形状に一体成形されている。

反応管２２２の下端部は、その水平断面が略円形リング形状であるマニホールド２０６によって気密に封止されている。反応管２２２は、その保守点検作業や清掃作業のために、マニホールド２０６に着脱自在に取り付けられている。マニホールド２０６が筐体１０１に支持されることにより、反応管２２２は、筐体１０１に鉛直に据え付けられた状態になっている。マニホールド２０６の下端開口は、ウェハ２００群を保持したボート２１７を出し入れするための炉口２０５を構成している。

反応管２２２の外側の側面（外壁）には、温度測定素子である熱電対を内蔵し保護する保護管６３が、鉛直方向に延在するように設置されている。保護管６３の下端は、保護管ホルダ３６により支持され固定されている。保護管６３は、炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって形成されている。保護管ホルダ３６は、アルミナやステンレス等によって形成され、保護管６３を支える鉛直部分と、熱電対素線を挿通して処理室２０４外へ導く水平部分を備える。熱電対や保護管６３の詳細については後述する。

（基板保持具）
マニホールド２０６には、マニホールド２０６の下端開口を閉塞するシールキャップ２１９が、鉛直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は反応管２２２の外径と同等以上の外径を有する円盤形状に形成されており、反応管２２２の外部に鉛直に設備されたボートエレベータ１２１によって、前記円盤形状を水平姿勢に保った状態で鉛直方向に昇降されるように構成されている。
シールキャップ２１９上には、ウェハ２００を保持する基板保持具としてのボート２１７が鉛直に支持されるようになっている。ボート２１７は、上下で一対の端板と、両端板間に渡って鉛直に設けられた複数本、本例では３本のウェハ保持部材（ボート支柱）とを備えている。端板及びウェハ保持部材は、例えば、石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料から構成される。

各ウェハ保持部材には、水平方向に刻まれた多数条の保持溝が、長手方向にわたって等間隔に設けられている。各ウェハ保持部材は、保持溝が互いに対向し、各ウェハ保持部材の保持溝の鉛直位置（鉛直方向の位置）が一致するように設けられている。ウェハ２００の周縁が、複数本のウェハ保持部材における同一の段の保持溝内に、それぞれ挿入されることにより、複数枚（例えば、５０〜１５０枚程度）のウェハ２００は、水平姿勢、かつ互いにウェハの中心を揃えた状態で鉛直方向に多段に積層されて保持される。

また、ボート２１７とシールキャップ２１９との間には、保温筒２１０が設けられている。保温筒２１０は、例えば、石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料から構成されている。保温筒２１０によって、後述するヒータユニット２０８からの熱が、マニホールド２０６側に伝わるのを抑止する。

シールキャップ２１９の下側（処理室２０４と反対側）には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２３７が設けられている。ボート回転機構２３７のボート回転軸は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持している。ボート回転軸を回転させることにより、処理室２０４内にてウェハ２００を回転させることが可能となる。シールキャップ２１９は、上述のボートエレベータ１２１によって鉛直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート２１７を処理室２０４内外に搬送することが可能となっている。
ボート回転機構２３７及びボートエレベータ１２１は、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、ボート回転機構２３７及びボートエレベータ１２１が所望のタイミングにて所望の動作をするように制御する。

（ヒータユニット）
反応管２２２の外部には、反応管２２２内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱部としてのヒータユニット２０８が、反応管２２２を包囲するように設けられている。ヒータユニット２０８は、基板処理装置１０の筐体１０１に支持されることにより鉛直に据え付けられた状態になっており、例えば、カーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータにより構成されている。

（ガス供給系）
ガス供給系について、図２を用いて説明する。図２に示すように、処理室２０４内に処理ガスを供給するガスノズル２２４が、シールキャップ２１９を鉛直方向に貫通して設けられている。なお、ガスノズル２２４は、マニホールド２０６を水平方向に貫通するように設けてもよい。ガスノズル２２４には、処理ガス供給機構２２６が接続されている。処理ガス供給機構２２６は、上流から順に、処理ガスを供給する処理ガス供給源、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）、及び開閉バルブを有する。主にガスノズル２２４から処理ガス供給部が構成される。なお、処理ガス供給機構２２６を処理ガス供給部に含めて考えることもできる。
処理ガス供給機構２２６のＭＦＣや開閉バルブは、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、処理室２０４内に供給するガスの種類が所望のタイミングにて所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるよう、ＭＦＣ及び開閉バルブを制御する。

（ガス排気系）
マニホールド２０６の側壁の一部には、処理室２０４内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流から順に、圧力検出器としての圧力センサ２３６、圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２３２が設けられている。ＡＰＣバルブ２３２の下流には、排気管２３３を介し、真空排気装置としての真空ポンプ２３４が接続されている。主に排気管２３１により、反応管２２２内からガスを排気する排気部が構成される。なお、ＡＰＣバルブ２３２、真空ポンプ２３４を、排気部に含めて考えることもできる。
ＡＰＣバルブ２３２および圧力センサ２３６は、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、処理室２０４内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ２３６により検出された圧力値に基づいてＡＰＣバルブ２３２の開度を制御する。

（コントローラ）
制御部（コントローラ）２８０は、図示しない操作部や入出力部を備え、基板処理装置１０の各構成部と電気的に接続されており、基板処理装置１０の各構成部を制御する。制御部２８０は、成膜等のプロセスの制御シーケンスを時間軸で示したレシピに基づく温度制御や圧力制御、流量制御および機械駆動制御を指令する。

（温度検出装置）
第１実施形態における温度検出装置の概略について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３と図４は、第１実施形態における処理炉の垂直断面図である。図を解り易くするため、図３には、ヒータ熱電対とプロファイル熱電対を示すが、反応管熱電対の図示を省略している。また、図４には、ヒータ熱電対と反応管熱電対を示すが、プロファイル熱電対の図示を省略している。図５は、図４の処理炉の水平断面図である。

図３に示すように、ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅは、反応管２２２を取り囲むように設けられたヒータユニット２０８を水平方向に貫通するように、ヒータユニット２０８近傍に設けられ、ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅの各熱電対接合部（以下、単に接合部ともいう。）は、反応管２２２の外側側面に対向している。ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅの各素線は、ヒータユニット２０８の外側に延びており、制御部２８０に接続されている。ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅを代表させる場合は、ヒータ熱電対５１と称す。

また、図３に示すように、プロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅは、シールキャップ２１９を鉛直方向に貫通するように設けられたプロファイル熱電対用保護管６２内に収容されている。
プロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅは、基板処理装置１０の準備状態において設置され、プロファイル補正値を取得する。そして、装置１０の運用状態においては取り外される。

ヒータユニット２０８は、複数の加熱ゾーンに分割されており、図３の例では５つのゾーンに分割されている。熱電対５１ａ，５２ａは、処理炉の最上部のヒータ（Ｕゾーンヒータ）の温度検出用であり、熱電対５１ｂ，５２ｂは、Ｕゾーンヒータの直ぐ下のヒータ（ＣＵゾーンヒータ）の温度検出用であり、熱電対５１ｃ，５２ｃは、ＣＵゾーンヒータの直ぐ下のヒータ（Ｃゾーンヒータ）の温度検出用であり、熱電対５１ｄ，５２ｄは、Ｃゾーンヒータの直ぐ下のヒータ（ＣＬゾーンヒータ）の温度検出用であり、熱電対５１ｅ，５２ｅは、処理炉の最下部のヒータ（Ｌゾーンヒータ）の温度検出用である。

ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅの計測温度は、分割された要素（加熱ゾーン）ごとに独立にまたは連携してフィードバック制御され、事前に取得したプロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅの計測温度を参照しつつ、ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅ及び後述する反応管熱電対５３ａ〜５３ｅの計測温度と目標温度との誤差が小さくなるように、ヒータユニット２０８の発熱量が制御される。
なお、ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅを用いずに反応管熱電対５３ａ〜５３ｅを用いて、反応管熱電対５３ａ〜５３ｅの計測温度と目標温度との誤差が小さくなるように、ヒータユニット２０８の発熱量を制御する構成とすることや、ヒータ熱電対５１ａ〜５１ｅとプロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅを用いずに反応管熱電対５３ａ〜５３ｅを用いて、反応管熱電対５３ａ〜５３ｅの計測温度と目標温度との誤差が小さくなるように、ヒータユニット２０８の発熱量を制御する構成とすることも可能である。

図４と図５に示すように、反応管熱電対５３ａ〜５３ｅは、反応管２２２の外壁と反応管熱電対用保護管６３a〜６３ｅの内壁の間の空間に設置され、当該空間（以下、反応管熱電対空間）の温度を計測する。分割ヒータ（Ｕゾーンヒータ〜Ｌゾーンヒータ）に対応して、それぞれ、５３ａ〜５３ｅの５本が設置されている。
反応管熱電対用保護管６３ａ〜６３ｅは、石英からなる断面が半円管状の保護管で、反応管２２２の外壁に鉛直方向に当接して、例えば溶接固定または鍵ピン等で機械的に固定され、反応管熱電対空間を構成して反応管２２２の一部とされ、その内部に反応管熱電対５３ａ〜５３ｅを収容するようになっている。反応管熱電対用保護管６３ａ〜６３ｅ壁部の肉厚は、概ね反応管２２２と同じ厚さであり、例えば１０ｍｍである。なお、反応管熱電対用保護管６３ａ〜６３ｅは、断面が半円管状に限られるものではなく、反応管熱電対空間を構成できる形状であればよい。

反応管熱電対５３ａ〜５３ｅの支持構造について、図６〜図７を用いて説明する。図６は、第１実施形態における熱電対の支持構造の一例を示す図であり、図７は、第１実施形態における熱電対の支持構造の他の例を示す図である。
図６の例では、熱電対素線２１と熱電対素線２２の上端を、熱電対素線支持部２４において支持するようにしている。熱電対素線支持部２４は、熱電対素線２１，２２を通すために絶縁管３１２に設けられた２つの貫通穴の間の壁部の上端３１２ｋであり、例えば、後述する図８のえぐり部３１０における２つの貫通穴の間の壁部の上端である。絶縁管３１２は、２つの貫通穴に通す熱電対素線２１，２２を電気的に絶縁する。
この構成により、熱膨張時において、熱電対素線２１と熱電対素線２２が自重で直線状を保つことができ、部分的に屈曲することや拘束力を受けることを抑制でき、その結果、熱電対素線２１，２２と絶縁管３１２との間に大きな摩擦力が発生することを抑制できる。

図７の例では、熱電対接合部２３の概ね直下において、熱電対素線２１と熱電対素線２２は外側に膨らむように曲げられて、熱電対素線２１と熱電対素線２２にそれぞれ、水平方向外側に膨らむ膨らみ部Ａと膨らみ部Ｂとが形成される。膨らみ部Ａと膨らみ部Ｂにより形成される素線幅は、熱電対素線２１と熱電対素線２２とが挿通されている２つの貫通穴により形成される穴幅よりも大きくなるように構成されている。

ここで、素線幅とは、熱電対接合部２３で接合される２つの熱電対素線の膨らみ部Ａと膨らみ部Ｂの外縁が、絶縁管３２の上端（例えば、後述する図８のえぐり部３１０における２つの貫通穴の間の壁部の上端）よりも上方においてなす最大距離、つまり、絶縁管３２の上端面と熱電対接合部２３との間における２つの熱電対素線の外縁を水平方向に結ぶ直線のうち最も長い直線の距離である。穴幅とは、熱電対素線２１と熱電対素線２２とが挿通されている２つの貫通穴を含む楕円の長径であって、上記２つの貫通穴の外縁（図１８の例では円周）を結ぶ直線のうち最も長い直線の距離、詳しくは、絶縁管３２の上端において上記２つの貫通穴の水平断面がなす２つの円の円周を水平方向に結ぶ直線のうち最も長い直線の距離である。
このように、熱電対接合部２３の近傍において素線幅が穴幅よりも大きいので、熱電対素線２１と熱電対素線２２の外縁が、絶縁管３２の上端において２つの貫通穴の円周部分に引っ掛かる、つまり、絶縁管３２の上端面により支持される。

なお、図７の例では、熱電対素線の膨らみ部を緩やかに曲げるように形成したが、これに限られず、例えば、直角に曲げて形成することも可能である。
また、図７の例では、熱電対素線に膨らみ部を形成し、この膨らみ部により熱電対素線を絶縁管の上端で支持するようにしたが、熱電対接合部と絶縁管の上端面との間の熱電対素線に、熱電対素線２１と熱電対素線２２とが挿通されている２つの貫通穴により形成される穴幅よりも水平方向に長い被支持体を設けるよう構成することも可能である。この被支持体は、例えばアルミナ製の棒状物体を、熱電対素線２１と熱電対素線２２に接着剤で接着することにより構成できる。このようにしても、熱電対素線に膨らみ部を形成した構成と同様に、熱電対接合部にかかる力を低減できる。
また、熱電対素線に膨らみ部を形成するのではなく、２つの貫通穴の外縁を結ぶ最小長よりも、２つの熱電対素線間の間隔を小さくすることにより、熱電対素線を絶縁管の上端面で支持することも可能である。
また、２つの熱電対素線を捩じるあるいは撚ることにより、熱電対素線を絶縁管の上端面で支持することも可能である。この場合、２つの熱電対素線が電気的にショートしないよう、２つの熱電対素線間を絶縁する。

次に、第１実施形態における反応管熱電対の構造を、図８を用いて説明する。図８は、第１実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。図８（ａ）は、第１実施形態における反応管熱電対支持体３００の具体例の構成図であり、図８（ｂ）は、後述するえぐり部３１０の正面図であり、図８（ｃ）は、えぐり部３１０の側面図であり、図８（ｄ）は、反応管熱電対支持体３００の反応管２２２への取り付け概略図である。
図８の例では、反応管熱電対支持体３００は、反応管熱電対５３と、えぐり部３１０を有する絶縁管３１２と、えぐり部３１０を覆うフタ３０４と、キャップ３０２と、スペーサ３０６とを備える。また、温度検出装置は、反応管熱電対支持体３００と、反応管熱電対用保護管６３と、反応管２２２とを備える。

反応管熱電対５３は、熱電対接合部２３と、該熱電対接合部２３で接合された２本の熱電対素線（プラス線とマイナス線）を有する。例えば、プラス線の材質は白金ロジウムであり、マイナス線の材質は白金である。
図８（ｂ），（ｃ）に示すように、絶縁管３１２は、反応管熱電対５３の２本の熱電対素線をそれぞれ挿通可能な内径の穴を少なくとも２穴以上、例えば２穴有するアルミナ製の円管である。
えぐり部３１０は、絶縁管３１２の中間位置を側面からえぐった部分であり、絶縁管３１２の内部の２穴を露出させ、この穴から反応管熱電対５３の熱電対素線を挿通できるようにするとともに、反応管熱電対５３の接合部２３を内包できるような空間を持つ。

キャップ３０２は、アルミナ製の円柱又は円管であり、絶縁管３１２の頭頂（上部先端）に、例えばセラミック系接着剤等により接着固定され、反応管熱電対支持体３００の先端を構成する。その外径は、反応管熱電対空間の水平方向における直径よりも大きい。

フタ３０４は、アルミナ製の円管状の蓋であり、反応管熱電対５３の熱電対素線を絶縁管３１２の穴に挿通した後、反応管熱電対５３の接合部２３をえぐり部３１０の内部空間に納めて、絶縁管３１２の外側に例えばセラミック系接着剤等により接着され設置される。これにより、反応管熱電対５３の接合部２３を保護している。フタ３０４の厚みは、フタ３０４の外径がスペーサ３０６の外径より小さくなるよう設定されている。

スペーサ３０６は、フタ３０４の下方位置に設けられ、絶縁管３１２の外側に例えばセラミック系接着剤等により接着されたアルミナ製の円管であり、その外径を、反応管熱電対空間の水平方向における直径（内径）よりもやや小さくしている。これにより、反応管熱電対支持体３００が反応管熱電対空間に設置された状態において、反応管熱電対５３の接合部２３が反応管熱電対空間の水平断面の概ね中央に位置するように支持すると共に、振動等によってフタ３０４が反応管２２２の外壁や反応管熱電対用保護管６３の内壁に接触しないようにしている。

このように、反応管熱電対５３は、その接合部２３が、えぐり部３１０の内部空間にある。また、その熱電対素線を構成するプラス線とマイナス線が、えぐり部３１０の下方の絶縁管３１２の２穴にそれぞれ挿通され、絶縁管３１２の底面から、熱電対リード部３１４として引き出される構成になっている。熱電対リード部３１４では、プラス線とマイナス線が接触しないように、それぞれ耐熱絶縁チューブで被覆されている。

図８（ｄ）に示すように、反応管熱電対支持体３００は、反応管熱電対空間に挿入され、キャップ３０２の底面を反応管熱電対用保護管６３の上面に引っ掛けて支持される。
また、反応管熱電対用保護管６３の下端部分には、リード部引出し窓３１８が備えられ、そこから熱電対リード部３１４を引き出すようになっている。

（本実施形態に係る基板処理動作）
次に、本実施形態に係る基板処理動作を、ＩＣの製造方法における成膜工程を例にして説明する。この基板処理動作は、コントローラ２８０により制御される。まず、ウェハチャージングステップにおいて、ウェハ２００はボート２１７に装填される。複数枚のウェハ２００は、ボート２１７におけるチャージング状態において、その中心を揃えられて互いに平行かつ水平、多段に積載され、整列されている。
次に、ボートローディングステップにおいて、複数枚のウェハ２００を積載、保持したボート２１７は、処理室２０４に搬入（ボートローディング）される。続いて、減圧ステップにおいて、排気管２３１を介して真空ポンプ２３４により、反応管２２２の内部が所定の真空度に減圧されるとともに、昇温ステップにおいて、温度検出装置により測定した温度に基づき、ヒータユニット２０８により反応管２２２の内部が所定の温度に昇温される。

次に、成膜ステップにおいて、ボート２１７が回転されつつ、所定の原料ガスが、ガスノズル２２４に供給され、処理室２０４に導入される。処理室２０４に導入された原料ガスは、反応管２２２内に流出して、マニホールド２０６に開設された排気管２３１から排気される。成膜ステップにおいて、温度検出装置により測定した温度に基づき、ヒータユニット２０８により反応管２２２の内部が所定の温度に維持される。このようにして、ウェハ２００の表面に接触しながら上下で隣合うウェハ２００とウェハ２００との間の空間を平行に流れて行く原料ガスによって、ウェハ２００の表面が成膜される。

以上のようにして所望の成膜処理がなされた後に、原料ガスの供給が停止され、不活性ガスにより、処理室２０４内が大気圧に復帰される。また、温度検出装置により測定した温度に基づき、反応管２２２の内部が所定の温度に降温される。その後、ボートアンローディングステップにおいて、シールキャップ２１９が下降されることによって処理室２０４の下端が開口され、ボート２１７に保持された状態で処理済みのウェハ２００群が処理室２０４から外部に搬出（ボートアンローディング）される。

上述した昇温動作、温度維持動作、降温動作は、反応管熱電対により測定した温度に基づき、該測定温度が目標温度にとなるよう、コントローラ２８０により制御、例えば公知のＰＩＤ制御が行われる。

第１実施形態によれば、少なくとも次の（Ａ１）〜（Ａ５）の効果を得ることができる。
（Ａ１）反応管外壁に当接させて反応管熱電対用保護管を設け、その中に反応管熱電対を配置したので、反応管熱電対の温度特性を、プロファイル熱電対の温度特性に近づけることができる。これにより、実運用時においてプロファイル熱電対を使用しない場合も、熱処理を開始するまでの待機時間を短くすることができる、あるいは、より正確な反応管内の温度計測が可能となる。
（Ａ２）１本の絶縁管に２つの貫通穴を設け、該貫通穴に１対の反応管熱電対を挿通し、その絶縁管１本のみを１つの反応管熱電対用保護管内に配置したので、反応管熱電対用保護管の外径を小さくできる。これにより、反応管外壁に、つまり反応管とヒータユニットとの間の空間に反応管熱電対用保護管を設置することが容易となる。
（Ａ３）絶縁管の上端にキャップを設け、該キャップの底面を反応管熱電対用保護管の上面で支持するようにしたので、絶縁管の交換が容易となり、反応管熱電対の清掃や交換等の保守作業を容易に行うことができる。
（Ａ４）絶縁管のえぐり部内に反応管熱電対の接合部を収容し、えぐり部をフタで覆うようにしたので、接合部が反応管熱電対用保護管と接触して破損することを防止できる。
（Ａ５）スペーサをえぐり部の下方に設け、スペーサの外径をえぐり部のフタの外径よりも大きく、かつ、反応管熱電対空間（反応管外壁と反応管熱電対用保護管で囲まれた空間）の内径よりも小さくしたので、反応管熱電対の接合部が反応管熱電対空間の水平断面の概ね中央に位置するように支持できると共に、振動等によってフタが反応管外壁や反応管熱電対用保護管の内壁に接触しないように保護できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における反応管熱電対の構造を、図９と図１０を用いて説明する。図９は、第２実施形態における処理炉と熱電対を示す図である。図１０は、第２実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。図１０（ａ）は、第２実施形態における反応管熱電対支持体４００の具体例の構成図であり、図１０（ｂ）は、後述するえぐり部４１０の正面図であり、図１０（ｃ）は、えぐり部４１０の側面図であり、図１０（ｄ）は、反応管熱電対支持体４００の反応管２２２への取り付け概略を示す上面図である。なお、反応管及び反応管熱電対支持体以外の構成や基板処理動作は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

第２実施形態では、反応管熱電対５３ａ〜５３ｅを２対ずつまとめ、反応管熱電対用保護管６３の石英材料や、反応管熱電対支持体の部品点数を減らすことによって、処理炉２０２をより安価にする構成としている。図９の例では、反応管熱電対５３ａと５３ｅをまとめ、反応管熱電対用保護管６３ａで形成する反応管熱電対空間に設置する。また、反応管熱電対５３ｂと５３ｄをまとめ、反応管熱電対用保護管６３ｂで形成する反応管熱電対空間に設置する。反応管熱電対５３ｃは、反応管熱電対用保護管６３ｃで形成する反応管熱電対空間に設置する。

図１０に示すように、反応管熱電対支持体４００は、反応管熱電対５３と、えぐり部４１０ａ，４１０ｅを有する絶縁管４１２と、えぐり部４１０ａ，４１０ｅをそれぞれ覆うフタ４０４ａ，４０４ｅと、キャップ４０２と、スペーサ４０６ａ，４０６ｅとを備える。また、温度検出装置は、反応管熱電対支持体４００と、反応管熱電対用保護管６３と、反応管２２２とを備える。

第２実施形態では、２対の反応管熱電対５３が、１つの絶縁管４１２内に収容され、１つの反応管熱電対用保護管６３内に設置される。図１０の例では、反応管熱電対５３ａと５３ｅを、１つの絶縁管４１２内に収容している。反応管熱電対５３ａと５３ｅは、それぞれが、熱電対接合部２３と、該熱電対接合部２３で接合された２本の熱電対素線（プラス線とマイナス線）を有する。

図１０（ｄ）に示すように、絶縁管４１２は、反応管熱電対５３ａと５３ｅの計４本の熱電対素線をそれぞれ挿通可能な内径の穴を少なくとも４穴以上、例えば４穴有するアルミナ製の円管である。
図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、えぐり部４１０ａは、絶縁管４１２の中間位置を側面からえぐった部分であり、絶縁管４１２の内部の２穴を露出させ、この穴から反応管熱電対５３ａの熱電対素線を挿通できるようにするとともに、反応管熱電対５３ａの接合部２３を内包できるような空間を持つ。えぐり部４１０ａのえぐり位置は、反応管熱電対５３ａに対応している。
えぐり部４１０ｅは、反応管熱電対５３ｅに対応している。えぐり部４１０ｅは、４１０ａと同様の構造である。えぐり部４１０ａと４１０ｅは、絶縁管４１２の４穴のうち、それぞれ別の２穴を露出させて使用する。

キャップ４０２は、アルミナ製の円柱又は円管であり、絶縁管４１２の頭頂（上部先端）に接着固定され、反応管熱電対支持体４００の先端を構成する。その外径は、反応管熱電対空間の水平方向における直径よりも大きい。キャップ４０２は、図１０（ｄ）に示すように、反応管２２２の外側側面と面接触する接触部４０２ａを有している。接触部４０２ａが反応管２２２と接触する部分は、平坦な面又は反応管２２２の外側側面と略同様の曲率半径を有する曲面である。

フタ４０４ａは、アルミナ製の円管状の蓋であり、反応管熱電対５３ａの熱電対素線を絶縁管４１２の穴に挿通した後、反応管熱電対５３ａの接合部２３をえぐり部４１０ａの内部空間に納めてその外側に接着され設置される。これにより、反応管熱電対５３ａの接合部２３を保護している。フタ４０４ａの厚みは、フタ４０４ａの外径がスペーサ４０６ａや４０６ｅの外径より小さくなるよう設定されている。

フタ４０４ｅは、フタ４０４ａと同様に、アルミナ製の円管状の蓋であり、反応管熱電対５３ｅの熱電対素線を絶縁管４１２の穴に挿通した後、反応管熱電対５３ｅの接合部２３をえぐり部４１０ｅの内部空間に納めて、絶縁管４１２の外側に接着され設置される。これにより、反応管熱電対５３ｅの接合部２３を保護している。フタ４０４ｅの厚みは、フタ４０４ｅの外径がスペーサ４０６ａや４０６ｅの外径より小さくなるよう設定されている。

スペーサ４０６ａ、４０６ｅは、それぞれ、フタ４０４ａと４０４ｅの上方位置と下方位置において、絶縁管４１２の外側に接着されて設けられたアルミナ製の円管であり、その外径を、反応管熱電対空間の水平方向における直径よりもやや小さくしている。これにより、反応管熱電対支持体４００が反応管熱電対空間に設置されたときに、反応管熱電対５３ａおよび５３ｅの各接合部２３が反応管熱電対空間の水平断面の概ね中央に位置するように支持すると共に、振動等によってフタ４０４ａとフタ４０４ｅが反応管２２２の外壁や反応管熱電対用保護管６３の内壁に接触しないようにしている。

このように、反応管熱電対５３aおよび５３eは、それぞれ、接合部２３が、えぐり部４１０ａと４１０ｅの内部空間にある。また、それらの熱電対素線を構成するプラス線とマイナス線が、それぞれ、えぐり部４１０ａと４１０ｅの下方の絶縁管４１２の４穴に挿通され、絶縁管４１２の底面から、熱電対リード部４１４として引き出される構成になっている。熱電対リード部４１４では、プラス線とマイナス線が接触しないように、それぞれ耐熱絶縁チューブで被覆されている。

反応管熱電対支持体４００は、反応管熱電対空間に挿入され、図１０（ｄ）に示すように、最後に、キャップ４０２の底面を反応管熱電対用保護管６３の上面に引っ掛けて支持される。加えて、キャップ４０２の接触部４０２ａを反応管２２２の外壁に接するように設置することにより、絶縁管４１２の水平方向の回転を防止することができ、反応管熱電対支持体４００の向きが固定され、熱電対リード部４１４が絡まないようになっている。
また、反応管熱電対用保護管６３の下端部分には、リード部引出し窓４１８（不図示）が備えられ、そこから熱電対リード部４１４を引き出すようになっている。

第２実施形態によれば、少なくとも次の（Ｂ１）〜（Ｂ２）の効果を得ることができる。
（Ｂ１）１本の絶縁管に４つの貫通穴を設け、該貫通穴に２対の反応管熱電対を挿通し、その１本の絶縁管を１つの反応管熱電対用保護管内に配置したので、絶縁管と反応管熱電対用保護管の数を第１実施形態よりも少なくすることができ、装置コストを低減できる。
（Ｂ２）キャップの側面に、反応管外壁と面接触する接触部を設けたので、反応管熱電対支持体の向きを固定することができ、熱電対リード部が絡まないようすることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、反応管熱電対用保護管６３をその長手方向（鉛直方向）に分割し、さらに分割した各反応管熱電対用保護管６３の肉厚をそれぞれ違う厚さとした。すなわち、各反応管熱電対５３に対応するように反応管熱電対用保護管６３を分離し、互いに離間させて設け、分離した各反応管熱電対用保護管６３の肉厚をそれぞれ異なる厚さとした。なお、第３実施形態においても、反応管及び反応管熱電対支持体以外の構成や基板処理動作は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

本発明者等による研究の結果、プロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅの温度特性が互いに異なるために、図３において各プロファイル熱電対５２ａ〜５２ｅに対応する位置にある反応管熱電対用保護管６３を構成する壁面の厚さは、それぞれ互いに異なる厚さ、つまり互いに異なる熱容量としたほうが良い結果が出ることがわかった。例えば、プロファイル熱電対５２ａは、上方がヒータユニット２０８の天井なので熱が逃げにくく、計測温度の応答性が比較的早い。一方でヒータユニット２０８の下部開口のベース２０９やマニホールド２０６からはマニホールドなどの炉口下部に設けられている冷却部による冷却が原因で熱が逃げやすくなるため、プロファイル熱電対５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅと下位置になるにつれて、ヒータユニット２０８からの発熱に対するプロファイル熱電対５２の計測温度の応答性が遅くなる。

また、反応管熱電対用保護管６３の鉛直方向の長さは、反応管熱電対５３の接合部２３が上下方向のヒータユニット２０８から受ける熱的影響を考慮し、例えば接合部２３の位置から上下１０〜２０ｃｍ程度とした。このことにより、反応管熱電対用保護管６３の石英材料を最小化して安価に製作できるとともに、２つの反応管熱電対用保護管６３の間に切れ目ができるので反応管熱電対５３の設置が容易になるという効果がある。

図１１を用いて具体的に説明する。図１１は、第３実施形態における処理炉と熱電対を示す図である。
反応管熱電対用保護管６３ａは、反応管熱電対５３ａに対応している。反応管熱電対用保護管６３ａの材質や反応管２２２への取り付け方法は、第１実施形態の反応管熱電対用保護管６３と同じ構成であるが、図１１の反応管熱電対用保護管６３ａの長さは、上述したように、上下方向からの熱的影響を考慮した長さとした。但し、反応管２２２の上部は半球面となっているため、上方向は鉛直に設置できるまでの長さとした。また、反応管熱電対用保護管６３ａの壁部の厚さ（肉厚）は、プロファイル熱電対５２ａの計測温度の応答性が比較的早いので、反応管２２２の肉厚よりやや薄くしている。こうして、反応管熱電対用保護管６３ａの壁部の厚さを反応管２２２の肉厚と同じにした場合に比べて、反応管熱電対用保護管６３ａの熱容量を小さくしている。

反応管熱電対用保護管６３ｅは、反応管熱電対５３ｅに対応している。前述の反応管熱電対用保護管６３ａと同様の構成であり、その長さは上下方向からの熱的影響を考慮した長さとしたが、下方向は反応管２２２下端までとしている。また、その厚さは、プロファイル熱電対５２ｅの計測温度の応答性が比較的遅いので、反応管２２２の肉厚よりやや厚くしている。こうして、反応管熱電対用保護管６３ｅの壁部の厚さを反応管２２２の肉厚と同じにした場合に比べて、反応管熱電対用保護管６３ｅの熱容量を大きくしている。

反応管熱電対用保護管６３ｅは、反応管熱電対用保護管６３ｂおよび６３ｄの鉛直方向の下方位置、反応管熱電対用保護管６３ｃの鉛直方向の下方位置にも設置され、それぞれ支持している反応管熱電対支持体５００の下部分が動かないように拘束する。
反応管熱電対用保護管６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、それぞれ反応管熱電対５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに対応し、反応管熱電対用保護管６３ａと同様の構成であるが、その厚さは、保護管６３ａ＜６３ｂ＜６３ｃ＜６３ｄ＜６３ｅとなるように反応管上部から反応管下部になるにつれて厚くなるように設けるのが好ましい。このようにすると、反応管熱電対用保護管６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの順に、熱容量を大きくすることができる。

なお、各反応管熱電対用保護管６３ａ〜６３ｅにおいて、保護管６３の厚さを一様にする必要はなく、保護管６３の一部が水平方向に突出するような形状とすることもできる。また、各保護管６３の鉛直方向の長さも同じ長さにする必要はなく、各保護管６３ごとに異なる長さとすることもできる。このようにすると、各保護管６３の熱容量を微調整することができるので、各保護管６３ごとに最適な熱容量を設定することが容易になる。

第３実施形態における反応管熱電対支持体の構造を、図１２を用いて説明する。図１２は、第３実施形態における反応管熱電対支持体の構造を示す図である。図１２（ａ）は、第３実施形態における反応管熱電対支持体５００の具体例の構成図であり、図１２（ｂ）は、キャップ５０２部分の垂直断面図であり、図１２（ｃ）は、後述するえぐり部５１０の正面図であり、図１２（ｄ）は、えぐり部５１０の側面図であり、図１２（ｅ）は、反応管熱電対支持体５００の反応管２２２への取り付け概略を示す図である。

図１２（ａ）に示すように、反応管熱電対支持体５００は、反応管熱電対５３と、えぐり部５１０を有する絶縁管５１２と、えぐり部５１０を覆うフタ５０４と、キャップ５０２と、スペーサ５０６，５０８と、絶縁管ストッパ５１６とを備える。また、温度検出装置は、反応管熱電対支持体５００と、反応管熱電対用保護管６３と、反応管２２２とを備える。
第１，第２実施形態では、それぞれ、キャップ３０２，４０２により絶縁管３１２，４１２を支持したが、第３実施形態では、後述するように、絶縁管ストッパ５１６により絶縁管５１２を支持する。絶縁管ストッパ５１６は、例えばアルミナ製である。

また、第３実施形態では、２対の反応管熱電対５３が１つの絶縁管５１２内に収容され、１対の反応管熱電対５３のみが１つの反応管熱電対用保護管６３内（反応管熱電対空間）に設置される。図１２の例では、反応管熱電対５３ａと５３ｅを、１つの絶縁管５１２内に収容している。反応管熱電対５３ａと５３ｅは、それぞれが、熱電対接合部２３と、該熱電対接合部２３で接合された２本の熱電対素線（プラス線とマイナス線）を有する。

絶縁管５１２は、第２実施形態の絶縁管４１２と同様に、反応管熱電対５３ａと５３ｅの計４本の熱電対素線をそれぞれ挿通可能な内径の穴を少なくとも４穴以上、例えば４穴有するアルミナ製の円管である。

図１２（ｂ）に示すように、キャップ５０２は、絶縁管５１２の頭頂（上部先端）に接着固定され、反応管熱電対支持体５００の先端を構成する。キャップ５０２は、アルミナ製の帽子状のフタであり、その内部空間に反応管熱電対５３ａの接合部２３を封じて保護している。キャップ５０２の厚みは、キャップ５０２の水平方向の直径がスペーサ５０６や５０８の水平方向の外径より小さくなっている。

図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、えぐり部５１０は、絶縁管５１２の中間位置を側面からえぐった部分であり、絶縁管５１２の内部の２穴を露出させ、この穴から反応管熱電対５３ｅの熱電対素線を挿通できるようにするとともに、反応管熱電対５３ｅの接合部２３を内包できるような空間を持つ。えぐり部５１０のえぐり位置は、反応管熱電対５３ｅに対応している。

フタ５０４は、アルミナ製の円管状の蓋であり、反応管熱電対５３ｅの熱電対素線を絶縁管５１２の穴に挿通した後、反応管熱電対５３ｅの接合部２３をえぐり部５１０の内部空間に納めてその外側に接着して設置される。これにより、反応管熱電対５３ｅの接合部２３を保護している。フタ５０４の厚みは、フタ５０４の外径がスペーサ５０６や５０８の外径より小さくなるよう設定されている。

スペーサ５０６、５０８は、それぞれ、キャップ５０２の下方位置とフタ５０４の下方位置に接着して設けられたアルミナ製の円管であり、それらの外径を、反応管熱電対空間の水平方向における直径よりもやや小さくしている。これにより、反応管熱電対支持体５００が反応管熱電対空間に設置されたときに、反応管熱電対５３ａおよび５３ｅの各接合部２３が反応管熱電対空間の水平断面の概ね中央に位置するように支持すると共に、振動等によってキャップ５０２とフタ５０４が反応管２２２の外壁や反応管熱電対用保護管６３の内壁に接触しないようにしている。

このように、反応管熱電対５３ａは、その接合部２３がキャップ５０２の内部空間にある。また、その熱電対素線を構成するプラス線とマイナス線が、絶縁管５１２の２穴にそれぞれ挿通され、絶縁管５１２の底面から、熱電対リード部５１４として引き出される構成になっている。
また、反応管熱電対５３ｅは、その接合部２３がえぐり部５１０の内部空間にある。また、その熱電対素線を構成するプラス線とマイナス線が、その下方の絶縁管５１２の２穴（反応管熱電対５３ａを挿通する２穴とは別の２穴）にそれぞれ挿通され、絶縁管５１２の底面から、熱電対リード部５１４として引き出される構成になっている。
熱電対リード部５１４では、計４本のプラス線とマイナス線が接触しないように、それぞれ耐熱絶縁チューブで被覆されている。

図１２（ｅ）に示すように、反応管熱電対支持体５００は、反応管熱電対用保護管６３ａと６３ｅで構成される分割された反応管熱電対空間に挿入され、反応管熱電対用保護管６３ｅの下端部分に設置されている鍔部５２０上に載置される。また、反応管熱電対用保護管６３ｅの下端部分には、リード部引出し窓５１８が備えられており、熱電対リード部５１４を引き出せるようになっている。

あるいは、反応管熱電対支持体５００を鍔部５２０上に載置するのではなく、反応管熱電対支持体５００の下端の絶縁管ストッパ５１６を保護管ホルダ３６内に挿入して支持するように構成することもできる。
このように構成した場合の保護管ホルダ３６内における熱電対リード部５１４の状態を、図１３と図１４を用いて説明する。図１３は、第３実施形態における熱電対リード部の状態を示す図である。図１３（ａ）は、反応管熱電対用保護管６３内に収容されている絶縁管５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃを、処理炉２０２の中心から見た図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）を側面から見た垂直断面図である。図１４は、図１３のＡ−Ａ部における水平断面図であり、図１４（ａ）は絶縁管５１２ａの断面、図１４（ｂ）は絶縁管５１２ｂの断面、図１４（ｃ）は絶縁管５１２ｃの断面である。図１３と図１４において、解り易くするため、反応管熱電対用保護管６３、キャップ５０２、フタ５０４、スペーサ５０６等は図示を省略している。

絶縁管５１２ａは、図１１の反応管熱電対用保護管６３ａ，６３ｅ内に収容され、絶縁管５１２ｂは、図１１の反応管熱電対用保護管６３ｂ，６３ｄ内に収容され、絶縁管５１２ｃは、図１１の反応管熱電対用保護管６３ｃ内に収容される。

図１３（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁管５１２ａの下端は、絶縁管ストッパ５１６ａに挿入されて支持され、絶縁管ストッパ５１６ａの下端は、保護管ホルダ３６の底部により支持される。同様に、絶縁管５１２ｂの下端は、絶縁管ストッパ５１６ｂに挿入されて支持され、絶縁管ストッパ５１６ｂの下端は、保護管ホルダ３６の底部により支持される。また、絶縁管５１２ｃの下端は、絶縁管ストッパ５１６ｃに挿入されて支持され、絶縁管ストッパ５１６ｃの下端は、保護管ホルダ３６の底部により支持される。

図１４（ａ）に示すように、絶縁管５１２ａは、断面が円形で４つの穴が貫通しており、その４つの穴に、反応管熱電対５３ａ用の熱電対素線２１ａ，２２ａと反応管熱電対５３ｅ用の熱電対素線２１ｅ，２２ｅとが挿通し収容されるようになっている。
また、図１４（ｂ）に示すように、絶縁管５１２ｂは、断面が円形で４つの穴が貫通しており、その４つの穴に、反応管熱電対５３ｂ用の熱電対素線２１ｂ，２２ｂと反応管熱電対５３ｄ用の熱電対素線２１ｄ，２２ｄが挿通し収容されるようになっている。
また、図１４（ｃ）に示すように、絶縁管５１２ｃは、断面が円形で４つの穴が貫通しており、そのうち２つの穴に、反応管熱電対５３ｃ用の熱電対素線２１ｃ，２２ｃが挿通し収容されるようになっている。

図１３（ｂ）に示すように、熱電対素線２１ａの下端は、中空構造の保護管ホルダ３６内において、絶縁管５１２ａの下端から鉛直方向に出て素線保持部３５内を水平方向に挿通し、処理室２０４外の制御部２８０に接続されている。保護管ホルダ３６内において、各熱電対素線は、８００℃程度までの耐熱絶縁チューブ（例えば、セラミック繊維やガラス繊維などで編みこんだチューブ）で覆われており、互いに絶縁されている。
なお、図１３（ｂ）では、熱電対素線２１ａのみを示しているが、熱電対素線２２ａ，２１ｅ，２２ｅや、絶縁管５１２ｂ内の熱電対素線２１ｂ，２２ｂ，２１ｄ，２２ｄや、絶縁管５１２ｃ内の熱電対素線２１ｃ，２２ｃについても、熱電対素線２１ａと同様であるので、以下、熱電対素線２１ａについて説明する。

熱電対素線２１ａは、絶縁管５１２ａの下端から鉛直下方に出た後、水平方向に向きを変え、素線保持部３５の一端３５ａ（処理室２０４の中心側）から素線保持部３５内に入っている。前記一端３５ａから保護管ホルダ３６の底部までの寸法は、例えば約１０〜１５ｍｍであり、熱膨張時に熱電対素線２１ａが保護管ホルダ３６に拘束されないためのバッファエリア３８が、保護管ホルダ３６内に形成されている。熱電対素線２１ａが保護管ホルダ３６に拘束されない状態とは、例えば、熱膨張時に熱電対素線２１ａが保護管ホルダ３６の底部に接触しないか、接触したとしても熱電対素線２１ａに断線に至るような力が加わらないような状態である。
絶縁管ストッパ５１６ａは、絶縁管５１２ａの底部をバッファエリア３８より高い位置、つまり、素線保持部３５の一端３５ａより高い位置で支持する。これにより、バッファエリアを広くすることがより容易になる。
絶縁管ストッパ５１６ａは、内部が鉛直方向に貫通されており、この貫通穴により絶縁管５１２ａ下端からの熱電対素線２１ａをバッファエリア３８に導くようになっている。これにより、熱電対素線が鉛直方向に直線状を保つことが容易となり、絶縁管ストッパから受ける拘束力を抑制できる。

このように、熱電対素線２１ａが入る素線保持部３５の位置（３５ａ）と熱電対素線２１ａが出る絶縁管５１２ａの下端の位置を、保護管ホルダ３６の底部から約１０ｍｍ以上とする、つまり、バッファエリア３８より高い位置で支持することにより、熱膨張時に熱電対素線２１ａが保護管ホルダ３６の底部に接触して断線に至るような力で拘束されることを抑制できる。
図１３（ｂ）では、バッファエリア３８内において、熱処理前後の待機状態（５００℃）における熱電対素線２１ａを実線で、熱処理中のプロセス状態（１２００℃）における熱電対素線２１ａを破線で示している。

また、熱電対素線２１ａは、素線保持部３５内でセラミック系接着剤等により固定されている。これは、バッファエリア３８内の熱電対素線２１ａが、処理室２０４外から引っ張られないようにするためである。

以上説明したように、熱電対接合部２３は絶縁管５１２の上端又は途中部分で支持され、絶縁管５１２は絶縁管ストッパ５１６で支持され、絶縁管ストッパ５１６は保護管ホルダ３６で支持されている。つまり、熱電対素線２１，２２は、その上端を絶縁管５１２等により支持されている。また、熱電対素線２１，２２は、絶縁管５１２の下端から出た部分が、バッファエリア３８内において保護管ホルダ３６の底部等に拘束されない状態になっている。したがって、熱膨張時において、熱電対素線２１，２２が自重で直線状を保つことができ、部分的に屈曲することを抑制でき、その結果、熱電対素線２１，２２と絶縁管３２との間に大きな摩擦力が発生することを抑制でき、熱電対素線２１，２２の断線を抑制できる。
また、絶縁管５１２の線膨張係数は、熱電対素線２１，２２の線膨張係数よりも小さいものを採用しており、熱膨張に伴う熱電対接合部２３の位置、つまり温度測定位置の変化を従来よりも小さくすることができる。例えば、絶縁管５１２の線膨張係数は８．１×１０^−４／℃であり、熱電対素線２１の線膨張係数は１０．２×１０^−４／℃であり、熱電対素線２２の線膨張係数は１０．６×１０^−４／℃である。

第３実施形態によれば、少なくとも次の（Ｃ１）〜（Ｃ７）の効果を得ることができる。
（Ｃ１）反応管熱電対用保護管を、反応管熱電対の接合部に対応させて、互いに分離し、離間させて設けたので、反応管熱電対用保護管の材料（例えば石英）を節減できる。
（Ｃ２）分離した各反応管熱電対用保護管の肉厚を互いに異ならせるようにしたので、各反応管熱電対用保護管の熱量量を互いに異ならせることができ、各反応管熱電対用保護管内に配置する反応管熱電対の温度特性を、プロファイル熱電対の温度特性、つまり熱処理炉内の温度特性に近づけることが可能となる。
（Ｃ３）分離した各反応管熱電対用保護管のうち、最上部にある反応管熱電対用保護管の肉厚を、最下部にある反応管熱電対用保護管の肉厚よりも薄くしたので、最上部と最下部にある反応管熱電対の温度特性を、最上部と最下部にあるプロファイル熱電対の温度特性に近づけることができる。
（Ｃ４）分離した各反応管熱電対用保護管の位置が、上部から下部へ移るに連れて、各反応管熱電対用保護管の肉厚を、次第に厚くするようにしたので、各反応管熱電対の温度特性を、プロファイル熱電対の温度特性に近づけることができる。
（Ｃ５）分離した２つの反応管熱電対用保護管を、同一鉛直線上に配置したので、２対の反応管熱電対を挿通した１本の絶縁管を、該同一鉛直線上に配置した２つの反応管熱電対用保護管内に配置することができる。これにより、使用する絶縁管数を節減できるとともに、２つの反応管熱電対用保護管の間に切れ目ができるので反応管熱電対の設置が容易になる。
（Ｃ６）絶縁管の上端のキャップ内に、反応管熱電対の接合部を配置し、絶縁管を絶縁管ストッパで支持するようにしたので、反応管熱電対用保護管上端付近の温度計測が可能となる。
（Ｃ７）絶縁管下方にバッファエリアを設けたので、反応管熱電対素線の断線を抑制できる。

（第４実施形態）
前述の第３実施形態では、１本の絶縁管５１２に反応管熱電対５３を２対まとめて配置する構成としたが、１本の絶縁管５１２に反応管熱電対５３を１対のみ配置する構成とすることもでき、これを第４実施形態とする。すなわち、第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、各反応管熱電対５３に対応するように反応管熱電対用保護管６３を分離し、互いに離間させて設け、分離した各反応管熱電対用保護管６３の肉厚をそれぞれ異なる厚さ、つまり異なる熱容量とする。そして、第３実施形態の図１１に示す反応管熱電対用保護管６３ｃ，６３ｅ、絶縁管５１２ｃ、反応管熱電対５３ｃのような構成を、反応管熱電対５３の接合部２３の高さ位置を変えて、反応管２２２の外壁上に並列に５組設ける。つまり、第４実施形態では、反応管熱電対５３をそれぞれ１対配置された５本の絶縁管５１２が、反応管２２２の外壁上に並列かつ鉛直方向に配置された５対の反応管熱電対用保護管６３内に収容される。
なお、第４実施形態において、上述した反応管及び反応管熱電対支持体以外の構成や基板処理動作は、第３実施形態と同じであるので説明を省略する。

第４実施形態によれば、少なくとも次の（Ｄ１）の効果を得ることができる。
（Ｄ１）第４実施形態における絶縁管５１２は２穴あれば十分であるので、その外径が小さくなり、それによって反応管熱電対空間を小さくでき、その結果、反応管熱電対用保護管６３の外径が小さくなって、反応管熱電対用保護管や反応管熱電対支持体を設けるためのスペースの確保が容易となる。

図１５は、第１ないし第４実施形態の熱電対の温度応答特性を説明する図である。図１５（ａ）は、目標温度７１に対する従来のヒータ熱電対７２とプロファイル熱電対７３の温度応答である。図１５（ｂ）は、目標温度７４に対する第１ないし第４実施形態の反応管熱電対７５とプロファイル熱電対７６の温度応答である。いずれも、縦軸は温度、横軸は時間である。

図１５（ａ）に示すように、ヒータ熱電対７２は、ヒータの発熱体近傍に位置するために応答が早いのに対し、プロファイル熱電対７３は、反応管の内部に位置するので応答が遅い。図１５（ｂ）に示すように、反応管熱電対７５は、プロファイル熱電対７６と同じような応答性能に設定することができるので、反応管熱電対７５の計測温度をフィードバックしてヒータを制御すると、反応管熱電対７５の計測温度が定常状態になってからの待機時間を短縮できる。その結果、ヒータ熱電対でヒータ制御するよりも、反応管熱電対でヒータ制御する方が、熱処理を開始するまでの待機時間を短くすることができる。

また、装置の運用状態においてプロファイル熱電対を設置しなくても、反応管熱電対の計測温度をその代わりとして使用することができ、より正確な温度計測ができるので、不正確な温度計測に起因する熱処理での問題を除去することができる。
このように、反応管の外壁に当接させて設けた反応管熱電対用保護管の内部に反応管熱電対が設置されるので、反応管熱電対の計測温度の温度応答性能をプロファイル熱電対のそれと同じように設定することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
上述した第３実施形態や第４実施形態では、分割された反応管熱電対用保護管６３の厚さを互いに異ならせるように構成したが、第１実施形態や第２実施形態の分割されていない反応管熱電対用保護管６３においても、反応管熱電対５３の接合部２３が存在する付近における反応管熱電対用保護管６３の厚さを互いに異ならせるように構成してもよいし、全ての実施形態における反応管熱電対用保護管の材質を熱容量の異なる材質で構成してもよい。
また、上述した第３実施形態や第４実施形態では、２対となる反応管熱電対の組み合わせ方を図面に記載されている反応管熱電対５３ａと５３ｅ、５３ｂと５３ｄ、という組み合わせ方を記載したが、他の組合せとなる反応管熱電対の組み合わせ方であっても良い。

また、上述した実施形態では、処理がウェハに施される場合について説明したが、処理対象はウェハ以外の基板であってもよく、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクあるいは磁気ディスク等であってもよい。
また、本発明は、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ製造装置のようなガラス基板を処理する装置や、他の基板処理装置にも適用できる。基板処理の処理内容は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜、金属含有膜等を形成する成膜処理だけでなく、露光処理、リソグラフィ、塗布処理等であってもよい。

以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
前記反応管内に収容された基板を処理するガスを、前記反応管内へ供給するガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部と、
を備える基板処理装置が提供される。

（付記２）
付記１の基板処理装置において、好ましくは、
前記保護管は、前記反応管外壁に設置される位置に応じて、当該保護管の壁部の肉厚が異なるよう構成される。
なお、この保護管は、１つであっても複数であってもよい。

（付記３）
付記２の基板処理装置において、好ましくは、
前記保護管は、前記反応管外壁に複数、鉛直方向に分離して設置されるよう構成される。

（付記４）
付記３の基板処理装置において、好ましくは、
前記複数の保護管は、最上部に設置される保護管の壁部の肉厚が、最下部に設置される保護管の壁部の肉厚よりも薄くなるよう構成される。

（付記５）
付記１ないし付記４の基板処理装置において、好ましくは、
前記絶縁管は、前記貫通穴を４つ以上有し、該貫通穴に２対分の前記熱電対の熱電対素線が挿通されるよう構成される。

（付記６）
付記１ないし付記５の基板処理装置において、好ましくは、
前記絶縁管の上端には、前記絶縁管の水平方向の外径よりも大きい外径を有するキャップが設けられ、該キャップの底面を前記保護管の上面で支持することにより、前記絶縁管が前記保護管で支持されるよう構成される。

（付記７）
付記６の基板処理装置において、好ましくは、
前記キャップは、その側面に、前記反応管外壁と接触して、前記絶縁管の水平方向の回転を防止するための接触部を有するよう構成される。

（付記８）
付記１ないし付記７の基板処理装置において、好ましくは、
前記絶縁管は、前記熱電対接合部を収容するえぐり部を有し、
前記絶縁管の前記えぐり部の位置には、前記えぐり部を覆う蓋が設けられ、
前記絶縁管の前記えぐり部の下方又は上方の位置には、前記蓋の水平方向の外径よりも大きい外径を有するスペーサが設けられるよう構成される。

（付記９）
付記１ないし付記８の基板処理装置において、好ましくは、
前記絶縁管の下方に設けられた空間であって、前記絶縁管の下端から出た前記熱電対素線が熱膨張したときに拘束されることを抑制するバッファエリアを有するよう構成される。

（付記１０）
付記１の基板処理装置において、好ましくは、
前記保護管は、前記反応管外壁に設置される位置に応じて、当該保護管の熱容量が異なるよう構成される。

（付記１１）
付記１の基板処理装置において、好ましくは、
前記加熱部近傍に配置され当該加熱部の温度を検出するための加熱部熱電対を有するよう構成される。

（付記１２）
本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
前記反応管内に収容された基板を処理する処理ガスを、前記反応管内へ供給するガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部と、
を備える基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記複数枚の基板を保持する基板保持具を前記反応管内に収容する工程と、
前記加熱部により前記反応管内を加熱する工程と、
前記保護管内の前記絶縁管に挿通された前記熱電対を用いて温度を検出する温度検出工程と、
前記ガス供給部から前記反応管内へ前記処理ガスを供給する工程と、
前記排気部により前記反応管内からガスを排気する工程と、
前記温度検出工程で検出した温度に基づき、前記反応管内に収容された前記基板保持具上の複数枚の基板を処理する工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。

（付記１３）
本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具を収容し、前記基板保持具上に保持された基板を処理する反応管と、
前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
前記保護管内に配置され、内部に貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対と、
を備える基板処理装置を用いる温度検出方法であって、
前記加熱部により前記反応管内を加熱する工程と、
前記保護管内の前記絶縁管に挿通された前記熱電対を用いて温度を検出する温度検出工程と、
を備える温度検出方法が提供される。

（付記１４）
本発明の他の態様によれば、
柱形状であって、該柱形状の内部を長手方向に貫く貫通穴を有する絶縁管と、
上端に熱電対接合部を有し熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された熱電対とを備え、
前記絶縁管は、前記熱電対接合部を収容するえぐり部を有し、前記えぐり部の位置には、前記えぐり部を覆う蓋が設けられ、前記えぐり部の下方又は上方の位置には、前記蓋の水平方向の外径よりも大きい外径を有するスペーサが設けられる熱電対支持体が提供される。

（付記１５）
付記１４の熱電対支持体において、好ましくは、
前記絶縁管は、前記貫通穴を４つ以上有し、該貫通穴に２対分の前記熱電対の熱電対素線が挿通されるよう構成される。

（付記１６）
付記１４又は付記１５の熱電対支持体において、好ましくは、
前記絶縁管の上端には、前記絶縁管の水平方向の外径よりも大きい外径を有するキャップが設けられるよう構成される。

（付記１７）
付記１６の熱電対支持体において、好ましくは、
前記キャップは、その側面に平坦部を有するよう構成される。

１０…基板処理装置、２１…熱電対素線、２２…熱電対素線、２３…熱電対接合部、２４…熱電対素線支持部、２５…熱電対素線支持部、２６…熱電対素線支持部、３５…素線保持部、３６…保護管ホルダ、３８…バッファエリア、５１…ヒータ熱電対、５２…プロファイル熱電対、６２…プロファイル熱電対用保護管、５３…反応管熱電対、６３…反応管熱電対用保護管、１００…カセット、１０１…筐体、１０５…カセットステージ、１１２…ウェハ移載機構、１１４…カセット棚、１１５…カセット搬送装置、１１６…炉口シャッタ、１２１…ボートエレベータ、１２３…移載棚、２００…ウェハ（基板）、２０２…処理炉、２０４…処理室、２０５…炉口、２０６…マニホールド、２０８…ヒータユニット（加熱部）、２０９…ベース、２１０…保温筒、２１７…ボート（基板保持具）、２１９…シールキャップ、２２２…反応管、２２４…処理ガス供給ノズル、２２６…処理ガス供給機構、２３１…ガス排気管、２３２…ＡＰＣバルブ、２３３…ガス排気管、２３４…真空ポンプ、２３６圧力センサ、２３７ボート回転機構、２８０…コントローラ、３００…熱電対支持体、３０２…キャップ、３０４…フタ、３０６…スペーサ、３１０…えぐり部、３１２…絶縁管、３１４…熱電対リード部、３１８…リード部引出し窓、４００…熱電対支持体、４０２…キャップ、４０２ａ…接触部、４０４…フタ、４０６…スペーサ、４１０…えぐり部、４１２…絶縁管、４１４…熱電対リード部、４１８…リード部引出し窓、５００…熱電対支持体、５０２…キャップ、５０４…フタ、５０６，５０８…スペーサ、５１０…えぐり部、５１２…絶縁管、５１４…熱電対リード部、５１６…絶縁管ストッパ、５１８…リード部引出し窓、５２０…鍔部。

Claims (11)

1. 基板を保持する基板保持具を収容する反応管と、
   前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、
   前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、
   前記保護管内に配置され、内部を長手方向に貫く貫通穴を有する１本の絶縁管と、
   上端に第１の熱電対素線と第２の熱電対素線を接合する第１の熱電対接合部を有し、前記第１の熱電対素線と前記第２の熱電対素線が前記貫通穴に挿通された第１の熱電対と、を備え、
   前記絶縁管は、前記絶縁管の長手方向における中間位置をえぐって形成され前記第１の熱電対接合部を収容するえぐり部をさらに有する基板処理装置。
2. 前記絶縁管は、前記貫通穴とは別に、前記絶縁管の内部を長手方向に貫く他の貫通穴を備え、
   上端に第３の熱電対素線と第４の熱電対素線を接合する第２の熱電対接合部を有し、前記第３の熱電対素線と前記第４の熱電対素線が前記他の貫通穴に挿通された第２の熱電対を備え、
   前記絶縁管の上端に前記第２の熱電対接合部を収容する請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記えぐり部の位置には、前記えぐり部を覆う蓋が設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記えぐり部の下方又は上方の位置には、前記蓋の水平方向の外径よりも大きい外径を有するスペーサが設けられる請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記絶縁管の下方に設けられた空間であって、前記絶縁管の下端から出た前記第１の熱電対素線及び前記第２の熱電対素線が熱膨張したときに拘束されることを抑制するバッファエリアを有する請求項１から４のいずれか１つに記載の基板処理装置。
6. 前記絶縁管の上端には、前記絶縁管の水平方向の外径よりも大きい外径を有するキャップが設けられ、該キャップの底面を前記保護管の上面で支持することにより、前記絶縁管が前記保護管で支持されるよう構成される請求項１に記載の基板処理装置。
7. 前記保護管は、前記反応管外壁に設置される位置に応じて、当該保護管の熱容量が異なるように構成される請求項１から６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
8. 基板を保持する基板保持具を収容する反応管と、前記反応管の外部に設置され、前記反応管内を加熱する加熱部と、前記反応管外壁に当接して設置された保護管と、前記保護管内に配置され、内部を長手方向に貫く貫通穴を有する１本の絶縁管と、上端に第１の熱電対素線と第２の熱電対素線を接合する第１の熱電対接合部を有し、前記第１の熱電対素線と前記第２の熱電対素線が前記貫通穴に挿通された第１の熱電対と、を備え、前記絶縁管は、前記絶縁管の長手方向における中間位置をえぐって形成され前記第１の熱電対接合部を収容するえぐり部をさらに有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
   前記基板保持具を前記反応管内に収容する工程と、
   前記第１の熱電対によって計測された温度を基に前記加熱部を加熱制御して、前記基板に半導体装置を形成する工程と、
   を備える半導体装置の製造方法。
9. 内部を長手方向に貫く貫通穴を有する１本の絶縁管と、
   上端に第１の熱電対素線と第２の熱電対素線を接合する第１の熱電対接合部を有し、前記第１の熱電対素線と前記第２の熱電対素線が前記絶縁管の貫通穴に挿通された第１の熱電対とを備え、
   前記絶縁管は、前記絶縁管の長手方向における中間位置をえぐって形成され前記第１の熱電対接合部を収容するえぐり部を有する熱電対支持体。
10. 前記絶縁管は、前記貫通穴とは別に、前記絶縁管の内部を長手方向に貫く他の貫通穴を備え、
    上端に第３の熱電対素線と第４の熱電対素線を接合する第２の熱電対接合部を有し、前記第３の熱電対素線と前記第４の熱電対素線が前記他の貫通穴に挿通された第２の熱電対を備え、
    前記絶縁管の上端に前記第２の熱電対接合部を収容する請求項９に記載の熱電対支持体。
11. 前記絶縁管において、前記えぐり部の位置には、前記えぐり部を覆う蓋が設けられ、前記えぐり部の下方又は上方の位置には、前記蓋の水平方向の外径よりも大きい外径を有するスペーサが設けられる請求項９に記載の熱電対支持体。

Images