JPH0777389A - 熱処理炉の温度測定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウェーハの酸化、拡散、押込等熱処理を行う熱
処理炉の温度測定機構において、熱電対の位置ズレに起
因する炉芯管内の温度ズレが発生する。熱電対の位置ず
れが起こりにくい構造、位置ずれが起った場合検知でき
る構造にすることで、常に正確な温度を測定する。 【構成】ジャンクション部１ａを露呈し熱電対１を収納
固定する碍子筒３を貫通穴に入れ、外板４ｃの貫通穴４
ｄの端部と段差部３ａとをスプリング５ｂで押し付け碍
子筒３の位置を決める。熱遮蔽部８により熱輻射を受け
ない箇所に設置され取付部５ｃにより碍子筒３は固定さ
れる。また、碍子筒３の位置ずれは位置検知部である溝
部３ｂをセンサ６で常時検知され、位置ズレが発生した
場合警報等ができるコントローラ９を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＳｉウェーハの酸化、不
純物の拡散およびその他の熱処理等を行う熱処理炉に関
し、特にその温度測定機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２（ａ）および（ｂ）は従来の熱処理
炉の一例を示す断面図およびＢＢ断面図である。従来、
この種の熱処理炉は、例えば、図２（ａ）に示すよう
に、Ｓｉウェーハを収納する炉芯管１０と、この炉芯管
１０の周囲にあって発熱素線４ａをコイル状に巻付けて
なるヒータと、このヒータの周囲を囲む断熱材４ｂおよ
び外板４ｃとを有していた。

【０００３】また、この熱処理炉の温度制御や温度モニ
ターに使用する熱電対１は、図２（ｂ）に示すように、
耐熱セラミック製の絶縁用の碍子２に収納され、熱電対
の端部（ジャンクション部）が発熱素線４ａ付近に位置
するように取付られている。そして、熱電対１を収納す
る絶縁用の碍子２は取付部７に位置し、室温に近い（２
０〜３０℃）状態で締めつけ固定される構造になってい
る。通常、Ｓｉウェーハの処理時には、ヒータを形成す
る発熱素線４ａは１２００℃以上になるが、絶縁用の碍
子２を取付ける取付部７も発熱素線４ａの輻射熱等を受
け３００〜４００℃まで昇温していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の熱処理
炉では、温度制御、温度モニターに用いられる熱電対を
収納した絶縁碍子は取付部に固定され、碍子の取付部は
熱膨張の比較的大きいＳＵＳ３０４等の金属で成形され
ている。しかも発熱素線の熱輻射等を受けやすい場所に
設けてあるので、使用前では絶縁碍子付近は室温（２０
〜３０℃）状態であるものの、使用状態になると、高温
（１２００℃以上）状態になり、取付部品は熱膨張によ
り大きく変化する。このような状態を頻繁にを繰り返し
ている内に、締付ネジのゆるみ、押え板の変形等により
絶縁碍子の位置が変化しやすいという問題がある。ま
た、処理によっては高精度（例１２００±０．５℃）が
要求される状況では、熱電対の位置ずれは炉芯管内の温
度を正確に制御できず、処理品質に多大なる欠陥をもた
らすという問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、昇降温度を頻繁
に繰返しても温度測定子の位置ずれを起すことなく処理
温度を正確に測定する熱処理炉の温度測定機構を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、半導体
基板を熱処理する熱処理炉の温度測定機構において、熱
電対のジャンクション部のみ露呈し収納固定するととも
にばね圧でそれ自体を位置固定するのある碍子筒と、こ
の碍子筒の取付部を熱を遮断する熱遮蔽部と、前記碍子
筒の位置ずれを監視する手段とを設ける熱処理炉の温度
測定機構である。

【０００７】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００８】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
例を示す熱処理炉の温度測定機構のの平面図およびＡＡ
断面図である。この温度測定機構は、図１に示すよう
に、断熱材４ｂの貫通穴４ｄを通し先端部に熱電対１の
ジャンクション部１ａを露呈するとともに断熱材４ｂの
外板４ｃに段差部３ａを当接して位置決めされる碍子筒
３と、この碍子筒３の後端側にあって発熱素線の輻射熱
を遮断する熱遮蔽部８と、この熱遮蔽部８に取付けられ
る取付部５ｃおよびナット５ａの空間に挿入され碍子筒
３の段差部３に押圧力を与えるスプリングと、碍子筒３
の後端部の溝部３ｂの位置を検出し熱電対１のずれの有
無を判定するセンサ６およびコントローラ９とを備えて
いる。

【０００９】このように熱電対１をジヤンクション部１
ａのみ露呈させ線部を断熱性のある碍子筒３で包み固定
し、熱遮蔽部８によって輻射熱が遮蔽される箇所に設置
された取付部５ｃで碍子筒３を固定し、さらに、スプリ
ング５ｂにより碍子筒３をヒータ発熱素線４ａ側に常に
押しつけてやれば、温度の昇降を繰り返しを頻繁に行な
っても取付部に緩みが生じないので、熱電対のジャンク
ション部１ａとヒータ発熱素線４ａとの距離が変化しな
い。勿論、スプリング５ｂになる碍子筒３に加わる押し
付け力はガイシ取付部ナット５ａにより調整可能になっ
ている。

【００１０】また、碍子筒３の位置は溝部３ｂを位置検
知のセンサ６で常時検知され、位置ずれが発生した場合
等コントローラ９等に送信できる構造となっている。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、熱電対の
ジャンクション部のみ露呈し収納固定するとともにばね
圧でそれ自体を位置固定するのある碍子筒と、この碍子
筒の取付部に熱遮蔽部と、碍子筒の位置ずれを監視する
手段とを設けるこによって、熱電対の位置ずれの発生が
無く常に正確な温度を測定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す熱処理炉の温度測定機
構のの平面図およびＡＡ断面図である。

【図２】従来の熱処理炉の一例を示す断面図およびＢＢ
断面図である。

【符号の説明】

１ 熱電対 １ａ ジャンクション部 ２ 碍子 ３ 碍子筒 ３ａ 段差部 ３ｂ 溝部 ４ａ 発熱素線 ４ｂ 断熱材 ４ｃ 外板 ４ｄ 貫通穴 ５ｃ，７ 取付部 ５ａ ナット ５ｂ スプリング ６ センサ ８ 熱遮蔽部 ９ コントローラ １０ 炉芯管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板を熱処理する熱処理炉の温度
   測定機構において、熱電対のジャンクション部のみ露呈
   し収納固定するとともにばね圧でそれ自体を位置固定す
   るのある碍子筒と、この碍子筒の取付部を熱を遮断する
   熱遮蔽部と、前記碍子筒の位置ずれを監視する手段とを
   設けることを特徴とする熱処理炉の温度測定機構。