JPH08285698A - 複合熱電対の保護チューブとその成形方法 - Google Patents
複合熱電対の保護チューブとその成形方法Info
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- JPH08285698A JPH08285698A JP8056309A JP5630996A JPH08285698A JP H08285698 A JPH08285698 A JP H08285698A JP 8056309 A JP8056309 A JP 8056309A JP 5630996 A JP5630996 A JP 5630996A JP H08285698 A JPH08285698 A JP H08285698A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、半導体用の複合した熱電対を保護
するための保護チューブとその製造方法に関するもので
ある。 【解決手段】 半導体保護チューブは、チューブの開口
前端部に隣接するチューブの一部をシリコン層で覆い、
かつ中空を形成する開口端部の前方に伸び、しかも閉じ
たチップを有するセラミックチューブである。保護チュ
ーブは、セラミックチューブを準備し、チューブ前方の
前端部までマンドレルを貫通させ、しかも少なくともセ
ラミックチューブの前部およびマンドレルの長く伸びた
前方部に化学的蒸着法によってシリコンカーバイドを蒸
着する。引き続いて、マンドレルを除去し保護チューブ
の製造を完遂する。
するための保護チューブとその製造方法に関するもので
ある。 【解決手段】 半導体保護チューブは、チューブの開口
前端部に隣接するチューブの一部をシリコン層で覆い、
かつ中空を形成する開口端部の前方に伸び、しかも閉じ
たチップを有するセラミックチューブである。保護チュ
ーブは、セラミックチューブを準備し、チューブ前方の
前端部までマンドレルを貫通させ、しかも少なくともセ
ラミックチューブの前部およびマンドレルの長く伸びた
前方部に化学的蒸着法によってシリコンカーバイドを蒸
着する。引き続いて、マンドレルを除去し保護チューブ
の製造を完遂する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温環境下で使用
される熱電対保護チューブならびにその保護チューブの
製造方法に関するものである。
される熱電対保護チューブならびにその保護チューブの
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造のために使用される炉或いは
金属の有機的な化学的蒸着（ＭＯＣＶＤ）のために使用
される加熱されたチャンバーのような高温炉において、
当該プロセスが実施されている場所での温度を厳密にモ
ニターする必要がある。熱電対が温度モニターとして使
用されるが、加熱された炉或いはチャンバー内に存在す
る腐食性雰囲気のために熱電対を保護チューブ内に納め
る必要がある。この保護チューブは、腐食の進行する環
境に耐える素材で形成されるだけでなく、高い熱伝導率
を有していなければならず、それによってシースに納め
られた熱電対は、迅速に温度変化を感知しうることにな
る。半導体プロセスへの適用のためには、保護チューブ
は製造中にウエハーを汚さないために化学的に不活性で
かつ化学的純度に適合していなければならない。熱電対
保護チューブとして特に好適な素材は、例えばＵ．Ｓ．
Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，３１５，０９２の教示とそれ
に付随する参考例に教示されているように、化学的蒸着
で製造されたシリコンカーバイド（ＣＶＤ−ＳｉＣ）で
ある。
金属の有機的な化学的蒸着（ＭＯＣＶＤ）のために使用
される加熱されたチャンバーのような高温炉において、
当該プロセスが実施されている場所での温度を厳密にモ
ニターする必要がある。熱電対が温度モニターとして使
用されるが、加熱された炉或いはチャンバー内に存在す
る腐食性雰囲気のために熱電対を保護チューブ内に納め
る必要がある。この保護チューブは、腐食の進行する環
境に耐える素材で形成されるだけでなく、高い熱伝導率
を有していなければならず、それによってシースに納め
られた熱電対は、迅速に温度変化を感知しうることにな
る。半導体プロセスへの適用のためには、保護チューブ
は製造中にウエハーを汚さないために化学的に不活性で
かつ化学的純度に適合していなければならない。熱電対
保護チューブとして特に好適な素材は、例えばＵ．Ｓ．
Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，３１５，０９２の教示とそれ
に付随する参考例に教示されているように、化学的蒸着
で製造されたシリコンカーバイド（ＣＶＤ−ＳｉＣ）で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】中実のＣＶＤ−ＳｉＣ
保護チューブは既に知られている。これら保護チューブ
の製造は、非常に多くの機械加工を伴うものである。更
に、高い熱伝導率は感温性を促進するが、高い熱伝導性
は、またチューブ全体にわたり温度の均一化をも促進す
る。すなわち、チューブ本体の温度は、温度が測定され
る際に先端まで転移される傾向にある。
保護チューブは既に知られている。これら保護チューブ
の製造は、非常に多くの機械加工を伴うものである。更
に、高い熱伝導率は感温性を促進するが、高い熱伝導性
は、またチューブ全体にわたり温度の均一化をも促進す
る。すなわち、チューブ本体の温度は、温度が測定され
る際に先端まで転移される傾向にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、複合熱電対の
保護チューブを提供するものである。熱電対保護チュー
ブ本体は、セラミック材で形成された長いチューブ状の
構造である。少なくとも、チューブ状のセラミック構造
物はＣＶＤ−ＳｉＣで被覆され、その被膜は、そのセラ
ミックのチューブ状構造物の前端部で閉じたチューブ状
先端を形成している前方に延びる延長部まで覆ってい
る。熱電対の保護チューブを形成するためには、前記セ
ラミックのチューブ状構造物を形成し、しかもその全長
にわたってマンドレルが挿入され、同様に保護チューブ
の前端部から引き抜けるようにする。ＳｉＣは、化学的
にマンドレルと、セラミックのチューブ状構造物の少な
くとも前端部に蒸着される。その後、マンドレルを取り
除き、保護チューブの先端部にＣＶＤ−ＳｉＣを残し、
少なくともチューブ構造物の前端部を薄い層で覆うもの
である。
保護チューブを提供するものである。熱電対保護チュー
ブ本体は、セラミック材で形成された長いチューブ状の
構造である。少なくとも、チューブ状のセラミック構造
物はＣＶＤ−ＳｉＣで被覆され、その被膜は、そのセラ
ミックのチューブ状構造物の前端部で閉じたチューブ状
先端を形成している前方に延びる延長部まで覆ってい
る。熱電対の保護チューブを形成するためには、前記セ
ラミックのチューブ状構造物を形成し、しかもその全長
にわたってマンドレルが挿入され、同様に保護チューブ
の前端部から引き抜けるようにする。ＳｉＣは、化学的
にマンドレルと、セラミックのチューブ状構造物の少な
くとも前端部に蒸着される。その後、マンドレルを取り
除き、保護チューブの先端部にＣＶＤ−ＳｉＣを残し、
少なくともチューブ構造物の前端部を薄い層で覆うもの
である。
【０００５】本発明の要旨は以下の通りである。 １）開口前端部と開口後端部を有する長く延びたセラミ
ックチューブと、少なくとも前記前端部に隣接する前記
セラミックチューブの一部を被覆するシリコンカーバイ
ド層であって、前記開口前端部の前方に延びて閉じた前
端部を持つチューブ状のシリコンカーバイドチップを形
成するシリコンカーバイド層とを有する熱電対保護チュ
ーブである。また、この熱電対保護チューブ状のシリコ
ンカーバイドチップの内径が、前記セラミックチューブ
の、少なくとも前記前端部より後方にある部分の内径よ
りも狭く、更に、前記シリコンカーバイド層の後端部
と、前記セラミックチューブの開口後端部との間に距離
をあけ、前記セラミックチューブの少なくとも前記開口
後端部に隣接する部分は、前記シリコンカーバイドで被
覆せずに残したものである。前述のシリコンカーバイド
層は化学的蒸着により形成されることが望ましく、更
に、本発明による熱電対保護チューブは内部に熱電対を
収納して組み合わせることが望ましいものである。
ックチューブと、少なくとも前記前端部に隣接する前記
セラミックチューブの一部を被覆するシリコンカーバイ
ド層であって、前記開口前端部の前方に延びて閉じた前
端部を持つチューブ状のシリコンカーバイドチップを形
成するシリコンカーバイド層とを有する熱電対保護チュ
ーブである。また、この熱電対保護チューブ状のシリコ
ンカーバイドチップの内径が、前記セラミックチューブ
の、少なくとも前記前端部より後方にある部分の内径よ
りも狭く、更に、前記シリコンカーバイド層の後端部
と、前記セラミックチューブの開口後端部との間に距離
をあけ、前記セラミックチューブの少なくとも前記開口
後端部に隣接する部分は、前記シリコンカーバイドで被
覆せずに残したものである。前述のシリコンカーバイド
層は化学的蒸着により形成されることが望ましく、更
に、本発明による熱電対保護チューブは内部に熱電対を
収納して組み合わせることが望ましいものである。
【０００６】２）また、本発明は、開口前端部と開口後
端部を有する長く延びたセラミックチューブを準備し、
実質的に前記開口前端部の内径に合致する外径を有する
長く延びたマンドレルを準備し、前記マンドレルの一部
が開口前端部の前方に延びるようにマンドレルを前記セ
ラミックチューブに挿入し、少なくとも前記セラミック
チューブ前方部と前記マンドレルの前方の延長部にシリ
コンカーバイドの層を蒸着し、次いで前記マンドレルを
除去する熱電対保護チューブの成形方法である。この熱
電対保護チューブの成形に関しては、後端部に隣接する
領域にあるセラミックチューブの一部をマスクすること
により、マスクした部分にシリコンカーバイドが蒸着さ
れないようにしたり、前記シリコンカーバイドが化学的
蒸着により蒸着される。また、前記マンドレルはグラフ
ァイトで形成され、かつこのマンドレルがグラファイト
の燃焼によって除去されたり、前記マンドレルが、シリ
コンカーバイドよりも熱膨張係数の高いセラミック材で
成形されており、マンドレルが蒸着された層から冷却で
除去されるようにした熱電対保護チューブの成形方法で
ある。
端部を有する長く延びたセラミックチューブを準備し、
実質的に前記開口前端部の内径に合致する外径を有する
長く延びたマンドレルを準備し、前記マンドレルの一部
が開口前端部の前方に延びるようにマンドレルを前記セ
ラミックチューブに挿入し、少なくとも前記セラミック
チューブ前方部と前記マンドレルの前方の延長部にシリ
コンカーバイドの層を蒸着し、次いで前記マンドレルを
除去する熱電対保護チューブの成形方法である。この熱
電対保護チューブの成形に関しては、後端部に隣接する
領域にあるセラミックチューブの一部をマスクすること
により、マスクした部分にシリコンカーバイドが蒸着さ
れないようにしたり、前記シリコンカーバイドが化学的
蒸着により蒸着される。また、前記マンドレルはグラフ
ァイトで形成され、かつこのマンドレルがグラファイト
の燃焼によって除去されたり、前記マンドレルが、シリ
コンカーバイドよりも熱膨張係数の高いセラミック材で
成形されており、マンドレルが蒸着された層から冷却で
除去されるようにした熱電対保護チューブの成形方法で
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明を図面を以て詳細に説明す
る。図面に関し、各図において左サイドの部分は加熱さ
れた炉ないしチャンバー内に延びる端部を示し、ここで
は「前方部」として記述し、一方、各図において右サイ
ドの部分は炉ないしチャンバーの壁を通って延びる端部
を示し、ここでは「後方部」として記述する。ここで使
用される寸法は、特に熱電対の適用のための好ましいデ
ザインとして記述されただけであり、これら寸法は本発
明にとって重要ではなく、本発明による保護チューブは
様々な寸法のものが製造され得るものである。
る。図面に関し、各図において左サイドの部分は加熱さ
れた炉ないしチャンバー内に延びる端部を示し、ここで
は「前方部」として記述し、一方、各図において右サイ
ドの部分は炉ないしチャンバーの壁を通って延びる端部
を示し、ここでは「後方部」として記述する。ここで使
用される寸法は、特に熱電対の適用のための好ましいデ
ザインとして記述されただけであり、これら寸法は本発
明にとって重要ではなく、本発明による保護チューブは
様々な寸法のものが製造され得るものである。
【０００８】本発明の熱電対保護チューブ１０は、図４
（ａ）に示されているように、セラミックチューブ１２
と、閉じた前端部１８を持つ中空のチップ１６を形成す
るセラミックチューブの前方に延びるＣＶＤ−ＳｉＣ被
覆１４からなる。
（ａ）に示されているように、セラミックチューブ１２
と、閉じた前端部１８を持つ中空のチップ１６を形成す
るセラミックチューブの前方に延びるＣＶＤ−ＳｉＣ被
覆１４からなる。
【０００９】より本発明を理解し易くするために、保護
チューブ１０は組立てに関して最も適切に描かれ、図１
を参照して、そこにセラミックチューブ１２が準備され
る。セラミックチューブ１２は、高温環境下でも耐える
ことができるアルミナのような材料で成形され、また保
護チューブ１０は、好ましくは熱的に絶縁され露出して
いる。また、前記セラミックチューブ１２は、好ましく
はＣＶＤ−ＳｉＣの熱膨張係数に近いかそれ以下でない
材料で成形される。選択的には、ムライトおよびジルコ
ニアを含むアルミナでも良いが、これらに限定されるも
のではない。
チューブ１０は組立てに関して最も適切に描かれ、図１
を参照して、そこにセラミックチューブ１２が準備され
る。セラミックチューブ１２は、高温環境下でも耐える
ことができるアルミナのような材料で成形され、また保
護チューブ１０は、好ましくは熱的に絶縁され露出して
いる。また、前記セラミックチューブ１２は、好ましく
はＣＶＤ−ＳｉＣの熱膨張係数に近いかそれ以下でない
材料で成形される。選択的には、ムライトおよびジルコ
ニアを含むアルミナでも良いが、これらに限定されるも
のではない。
【００１０】例示されたセラミックチューブ１２は、全
体にわたり円形の横断面形状である。例えば、四角のよ
うな他の横断面形状も想定可能であり本発明の範囲内に
あるものと見做しうるが、製作にかなりの困難性を伴う
ものである。例示した前記セラミックチューブの全長に
わたって、その横断面形状は均一で、均一の外径（Ｏ．
Ｄ．）と均一の内径（Ｉ．Ｄ．）を有している。例示し
たセラミックチューブは、Ｏ．Ｄ．（外径）０．１３５
インチ × Ｉ．Ｄ．（内径）０．１００インチ ×
長さ ７．０インチである。０．５インチの長さをもつ
小さい円錐形のチューブ状前端部２０は、０．０６イン
チのＯ．Ｄ．× ０．０４インチのＩ．Ｄ．のくびれ部
を持つ。
体にわたり円形の横断面形状である。例えば、四角のよ
うな他の横断面形状も想定可能であり本発明の範囲内に
あるものと見做しうるが、製作にかなりの困難性を伴う
ものである。例示した前記セラミックチューブの全長に
わたって、その横断面形状は均一で、均一の外径（Ｏ．
Ｄ．）と均一の内径（Ｉ．Ｄ．）を有している。例示し
たセラミックチューブは、Ｏ．Ｄ．（外径）０．１３５
インチ × Ｉ．Ｄ．（内径）０．１００インチ ×
長さ ７．０インチである。０．５インチの長さをもつ
小さい円錐形のチューブ状前端部２０は、０．０６イン
チのＯ．Ｄ．× ０．０４インチのＩ．Ｄ．のくびれ部
を持つ。
【００１１】少量生産においては、セラミックチューブ
は要望された形状に合わせてロッドないしチューブ材を
機械加工し基材を成形するとによって製造することがで
きる。一方、大量生産においては、セラミックチューブ
は鋳造され、コストは低減される。
は要望された形状に合わせてロッドないしチューブ材を
機械加工し基材を成形するとによって製造することがで
きる。一方、大量生産においては、セラミックチューブ
は鋳造され、コストは低減される。
【００１２】図２（ａ）に関して、セラミックチューブ
１２の前端部のＩ．Ｄ．にほぼ相当するＯ．Ｄ．を有
し、かつこのセラミックチューブよりも長い棒状のマン
ドレル２２が前記セラミックチューブ後端部から突き出
ており、同様に前記セラミックチューブ前端部の前方約
１インチの突き出るように延びている。例示したマンド
レル２２は、球状の前端部２４を有している。このマン
ドレル２２は、ＣＶＤ−ＳｉＣの蒸着温度に耐え得るグ
ラファイトのような材料またはアルミナのようなセラミ
ックで形成されている。前記マンドレル２２の離脱を容
易にするために、素材はグラファイトのように燃焼し易
いもの、或いはＣＶＤ−ＳｉＣよりも実質的に熱膨張係
数の高い材料の何方かにすべきであり、それによってＣ
ＶＤ−ＳｉＣ蒸着に続く収縮率の相違でマンドレルの離
脱を容易にしている。
１２の前端部のＩ．Ｄ．にほぼ相当するＯ．Ｄ．を有
し、かつこのセラミックチューブよりも長い棒状のマン
ドレル２２が前記セラミックチューブ後端部から突き出
ており、同様に前記セラミックチューブ前端部の前方約
１インチの突き出るように延びている。例示したマンド
レル２２は、球状の前端部２４を有している。このマン
ドレル２２は、ＣＶＤ−ＳｉＣの蒸着温度に耐え得るグ
ラファイトのような材料またはアルミナのようなセラミ
ックで形成されている。前記マンドレル２２の離脱を容
易にするために、素材はグラファイトのように燃焼し易
いもの、或いはＣＶＤ−ＳｉＣよりも実質的に熱膨張係
数の高い材料の何方かにすべきであり、それによってＣ
ＶＤ−ＳｉＣ蒸着に続く収縮率の相違でマンドレルの離
脱を容易にしている。
【００１３】セラミックチューブ１２の後端部は、この
セラミックチューブ後端部上にＣＶＤ−ＳｉＣ蒸着を避
けるために、前記後端部３インチを図３（ａ）にあるよ
うにグラファイトのような材料またはアルミナのような
セラミックで形成した円筒状のマスク２６でマスクされ
ている。このマスク２６は、その前端部から穴が開けら
れている。殆ど最後部まで伸びている狭い穴部２７は、
マンドレルの後端部を受け入れるためにマンドレル２２
の直径に合致している。短く、大径でかつ同軸の穴部２
９は、セラミックチューブの後端部を受け入れ、かつ支
持するために前記セラミックチューブ１２の外径に合致
している。メインの同軸の穴部３１は、前記セラミック
チューブ１２の外径よりも僅か大きく、例えば約０．０
４０インチの径を有する。この部分はマスクされ、セラ
ミックチューブ１２とマスク２６の間に大量の蒸着ガス
が侵入することを防ぐために僅かな間隙しか設けていな
いために、この部分へのシリコンカーバイドの蒸着が防
止できる。それと同時に、前記間隙はＣＶＤ−ＳｉＣ蒸
着でセラミックチューブ１２にマスク２６が氷結するこ
とを防止し、それによって引き続くマスクの除去を容易
にしている。これは、保護チューブ形成の好ましい方法
であるが、そのため炉ないしチャンバーの壁を貫通して
延びる後端部のみが、ＳｉＣのような高熱伝導層を持た
ない熱伝導の低いセラミックで形成されている。セラミ
ックチューブ１２のマスクされた部分の長さは、出来る
だけ長い方が好ましく、そのために皮膜１４はチップ１
６の後方のセラミックチューブのシリコンカーバイドの
構造形態と一致して出来るだけ短くすることが好まし
い。ＳｉＣは、その後良く知られた公知の手段でマンド
レル２２を組み込んだセラミックチューブ１２の結合体
に蒸着される。ここで参考に引用する米国特許Ｎｏ．
５，３７４，４１２の教示は、熱伝導率３００Ｗ／ｍＫ
を有するＣＶＤ−ＳｉＣの蒸着を開示しており、そこで
開示された方法の経験では熱伝導率４００Ｗ／ｍＫおよ
びそれ以上を有するβＣＶＤの理論的最大値、すなわち
βＣＶＤの単結晶に近い多結晶のβＣＶＤ−ＳｉＣが製
造された。
セラミックチューブ後端部上にＣＶＤ−ＳｉＣ蒸着を避
けるために、前記後端部３インチを図３（ａ）にあるよ
うにグラファイトのような材料またはアルミナのような
セラミックで形成した円筒状のマスク２６でマスクされ
ている。このマスク２６は、その前端部から穴が開けら
れている。殆ど最後部まで伸びている狭い穴部２７は、
マンドレルの後端部を受け入れるためにマンドレル２２
の直径に合致している。短く、大径でかつ同軸の穴部２
９は、セラミックチューブの後端部を受け入れ、かつ支
持するために前記セラミックチューブ１２の外径に合致
している。メインの同軸の穴部３１は、前記セラミック
チューブ１２の外径よりも僅か大きく、例えば約０．０
４０インチの径を有する。この部分はマスクされ、セラ
ミックチューブ１２とマスク２６の間に大量の蒸着ガス
が侵入することを防ぐために僅かな間隙しか設けていな
いために、この部分へのシリコンカーバイドの蒸着が防
止できる。それと同時に、前記間隙はＣＶＤ−ＳｉＣ蒸
着でセラミックチューブ１２にマスク２６が氷結するこ
とを防止し、それによって引き続くマスクの除去を容易
にしている。これは、保護チューブ形成の好ましい方法
であるが、そのため炉ないしチャンバーの壁を貫通して
延びる後端部のみが、ＳｉＣのような高熱伝導層を持た
ない熱伝導の低いセラミックで形成されている。セラミ
ックチューブ１２のマスクされた部分の長さは、出来る
だけ長い方が好ましく、そのために皮膜１４はチップ１
６の後方のセラミックチューブのシリコンカーバイドの
構造形態と一致して出来るだけ短くすることが好まし
い。ＳｉＣは、その後良く知られた公知の手段でマンド
レル２２を組み込んだセラミックチューブ１２の結合体
に蒸着される。ここで参考に引用する米国特許Ｎｏ．
５，３７４，４１２の教示は、熱伝導率３００Ｗ／ｍＫ
を有するＣＶＤ−ＳｉＣの蒸着を開示しており、そこで
開示された方法の経験では熱伝導率４００Ｗ／ｍＫおよ
びそれ以上を有するβＣＶＤの理論的最大値、すなわち
βＣＶＤの単結晶に近い多結晶のβＣＶＤ−ＳｉＣが製
造された。
【００１４】前記ＣＶＤ−ＳｉＣ被覆１４は、丁度マン
ドレルの離脱の間にその構造形態を保持するに十分な程
非常に薄いものである。典型的な厚みは０．００５イン
チである。
ドレルの離脱の間にその構造形態を保持するに十分な程
非常に薄いものである。典型的な厚みは０．００５イン
チである。
【００１５】蒸着後、マスク２６に続いてマンドレル２
２を除去する。マスク２６の除去は、保護チューブ１０
のＣＶＤ−ＳｉＣ被覆のない後端部３０を残す。もし、
これがグラファイトであるならマンドレルは燃焼してな
くなっている。もし、マンドレルが十分に高い熱膨張係
数をもつセラミック材であるなら、マンドレルは単に引
き抜かれるだけである。マスク２６とマンドレル２２の
除去は、図４（ａ），図４（ｂ）に関して既に述べたよ
うに完全な保護チューブ１０を残すことになる。
２を除去する。マスク２６の除去は、保護チューブ１０
のＣＶＤ−ＳｉＣ被覆のない後端部３０を残す。もし、
これがグラファイトであるならマンドレルは燃焼してな
くなっている。もし、マンドレルが十分に高い熱膨張係
数をもつセラミック材であるなら、マンドレルは単に引
き抜かれるだけである。マスク２６とマンドレル２２の
除去は、図４（ａ），図４（ｂ）に関して既に述べたよ
うに完全な保護チューブ１０を残すことになる。
【００１６】図５は、折り重ねたワイヤー３３として示
した熱電対を備えた保護チューブ１０の前端部を例示
し、かつセラミックチューブ１２の内壁から離間した後
端部を持ったチップ１６内に前記熱電対３が挿入され
る。
した熱電対を備えた保護チューブ１０の前端部を例示
し、かつセラミックチューブ１２の内壁から離間した後
端部を持ったチップ１６内に前記熱電対３が挿入され
る。
【００１７】本発明による幾つかの利点がここで完全に
に享受できる。高い熱伝導性を有するチップ１６は、低
い熱伝導率を有するセラミック材よりも優れた熱測定を
提供できる。また、ＣＶＤ−ＳｉＣは非常に高い純度で
蒸着することが出来、そのためにＣＶＤ−ＳｉＣで被覆
された保護チューブ１２は低い純度のセラミック材であ
っても不純物を炉ないしチャンバー内に持ち込むことが
ない。その純度は、特に高温半導体製造の適用に有利で
ある。
に享受できる。高い熱伝導性を有するチップ１６は、低
い熱伝導率を有するセラミック材よりも優れた熱測定を
提供できる。また、ＣＶＤ−ＳｉＣは非常に高い純度で
蒸着することが出来、そのためにＣＶＤ−ＳｉＣで被覆
された保護チューブ１２は低い純度のセラミック材であ
っても不純物を炉ないしチャンバー内に持ち込むことが
ない。その純度は、特に高温半導体製造の適用に有利で
ある。
【００１８】全てのＣＶＤ−ＳｉＣ保護チューブと対照
的に、本発明はＣＶＤ−ＳｉＣの機械加工の必要性を省
くものである。セラミックチューブ１２は依然として成
形されなければならないが、これはＣＶＤ−ＳｉＣの機
械加工に比べて比較的簡単である。チップ１６は成形後
には機械加工が不要であるし、かつ非常に薄くできる。
ＣＶＤ−ＳｉＣは機械加工される必要はないので、保護
チューブのコストは全ＣＶＤ−ＳｉＣチューブに比較し
低減し得る。
的に、本発明はＣＶＤ−ＳｉＣの機械加工の必要性を省
くものである。セラミックチューブ１２は依然として成
形されなければならないが、これはＣＶＤ−ＳｉＣの機
械加工に比べて比較的簡単である。チップ１６は成形後
には機械加工が不要であるし、かつ非常に薄くできる。
ＣＶＤ−ＳｉＣは機械加工される必要はないので、保護
チューブのコストは全ＣＶＤ−ＳｉＣチューブに比較し
低減し得る。
【００１９】前記チップ１６の背後には、保護チューブ
１０本体が前記チップの後端に熱電対の部分と絶縁して
設けている。ＣＶＤ−ＳｉＣの薄い層がセラミックチュ
ーブ１２の前端部を覆っているのみであり、かつこのセ
ラミックチューブは、ＣＶＤ−ＳｉＣよりも低い熱伝導
率を持ち、更に中実のＣＶＤ−ＳｉＣ保護チューブに比
較して高い絶縁性を示している。例示した好ましいデザ
インにおいて、チップ１６のＩ．Ｄ．に比較してセラミ
ックチューブ１２のＩ．Ｄ．は大きく、保護チューブと
チップ前端の熱電対部分との間を絶縁するデッドスペー
スを設けている。
１０本体が前記チップの後端に熱電対の部分と絶縁して
設けている。ＣＶＤ−ＳｉＣの薄い層がセラミックチュ
ーブ１２の前端部を覆っているのみであり、かつこのセ
ラミックチューブは、ＣＶＤ−ＳｉＣよりも低い熱伝導
率を持ち、更に中実のＣＶＤ−ＳｉＣ保護チューブに比
較して高い絶縁性を示している。例示した好ましいデザ
インにおいて、チップ１６のＩ．Ｄ．に比較してセラミ
ックチューブ１２のＩ．Ｄ．は大きく、保護チューブと
チップ前端の熱電対部分との間を絶縁するデッドスペー
スを設けている。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、セラミックス材で形成された
長いチューブ状の熱電対保護チューブで、少なくとも、
チューブ状のセラミックス構造物はＣＶＤ−ＳｉＣで被
覆されているため、従来のＣＶＤ−ＳｉＣ保護チューブ
に比較して、本発明はＣＶＤ−ＳｉＣの機械加工の必要
性がなく、ＣＶＤ−ＳｉＣ被覆も非常に薄くでき、低コ
ストの複合熱電対保護チューブを提供することができる
ものである。
長いチューブ状の熱電対保護チューブで、少なくとも、
チューブ状のセラミックス構造物はＣＶＤ−ＳｉＣで被
覆されているため、従来のＣＶＤ−ＳｉＣ保護チューブ
に比較して、本発明はＣＶＤ−ＳｉＣの機械加工の必要
性がなく、ＣＶＤ−ＳｉＣ被覆も非常に薄くでき、低コ
ストの複合熱電対保護チューブを提供することができる
ものである。
【図１】図１は、本発明による複合保護チューブの部分
を形成するセラミックスチューブの横断面図である。
を形成するセラミックスチューブの横断面図である。
【図２】図２（ａ）は、全長にわたり貫通するマンドレ
ルを持つ図１のセラミックスチューブの横断面図であ
り、図２（ｂ）は、（ａ）のマンドレルとセラミックス
チューブの先端部分の拡大横断面図である。
ルを持つ図１のセラミックスチューブの横断面図であ
り、図２（ｂ）は、（ａ）のマンドレルとセラミックス
チューブの先端部分の拡大横断面図である。
【図３】図３（ａ）は、ＣＶＤ−ＳｉＣで被覆された図
２（ａ）のセラミックスチューブおよびマンドレル組立
部材の横断面図であり、図３（ｂ）は、（ａ）のセラミ
ックスチューブおよびマンドレルのＣＶＤ−ＳｉＣで被
覆された先端部分の拡大横断面図である。
２（ａ）のセラミックスチューブおよびマンドレル組立
部材の横断面図であり、図３（ｂ）は、（ａ）のセラミ
ックスチューブおよびマンドレルのＣＶＤ−ＳｉＣで被
覆された先端部分の拡大横断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３（ａ）の組立部材からマン
ドレルを除去した保護チューブの横断面図であり、図４
（ｂ）は、（ａ）の保護チューブ横断面図である。
ドレルを除去した保護チューブの横断面図であり、図４
（ｂ）は、（ａ）の保護チューブ横断面図である。
【図５】図５は、ワイヤー状熱電対を挿入した保護チュ
ーブ前端部の横断面図である。
ーブ前端部の横断面図である。
１０…熱電対保護チューブ １２…セラミックチューブ １４…ＣＶＤ−ＳｉＣ皮膜 １６…チップ １８…閉じた前端部 ２０…円錐形のチューブ状前端部 ２２…マンドレル ２４…マンドレルの球状の前端部 ２６…マスク ２７…狭い穴部 ２９…同軸の穴部 ３０…後端部 ３１…メインの同軸の穴部 ３３…折り重ねワイヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー イー．バーンズ アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01807，リーディング，バークレイ スト リート 23 (72)発明者 ヘマンド ディー．デサイ アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01807，リーディング，ウォルナット ス トリート 124 (72)発明者 レイモンド エル．テイラー アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01907，スワンプスコット，プリタン ロ ード 223
Claims (10)
- 【請求項１】 開口前端部と開口後端部を有する長く延
びたセラミックチューブと、少なくとも前記前端部に隣
接する前記セラミックチューブの一部を被覆するシリコ
ンカーバイド層であって、前記開口前端部の前方に延び
て閉じた前端部を持つチューブ状のシリコンカーバイド
チップを形成するシリコンカーバイド層とを有する熱電
対保護チューブ。 - 【請求項２】 前記チューブ状のシリコンカーバイドチ
ップの内径は、前記セラミックチューブの、少なくとも
前記前端部より後方にある部分の内径よりも狭い請求項
１記載の熱電対保護チューブ。 - 【請求項３】 前記シリコンカーバイド層の後端部と、
前記セラミックチューブの開口後端部との間に距離をあ
け、前記セラミックチューブの少なくとも前記開口後端
部に隣接する部分は、前記シリコンカーバイドで被覆せ
ずに残した請求項１記載の熱電対保護チューブ。 - 【請求項４】 前記シリコンカーバイド層が化学的蒸着
により形成される請求項１記載の熱電対保護チューブ。 - 【請求項５】 内部に収納した熱電対と組み合わせた請
求項１記載の熱電対保護チューブ。 - 【請求項６】 開口前端部と開口後端部を有する長く延
びたセラミックチューブを準備し、実質的に前記開口前
端部の内径に合致する外径を有する長く延びたマンドレ
ルを準備し、前記マンドレルの一部が開口前端部の前方
に延びるようにマンドレルを前記セラミックチューブに
挿入し、少なくとも前記セラミックチューブ前方部と前
記マンドレルの前方の延長部にシリコンカーバイドの層
を蒸着し、次いで前記マンドレルを除去する熱電対保護
チューブの成形方法。 - 【請求項７】 後端部に隣接する領域にあるセラミック
チューブの一部をマスクすることにより、マスクした部
分にシリコンカーバイドが蒸着されないようにした請求
項６記載の熱電対保護チューブの成形方法。 - 【請求項８】 シリコンカーバイドが化学的蒸着により
蒸着される請求項７記載の熱電対保護チューブの成形方
法。 - 【請求項９】 マンドレルがグラファイトで形成され、
かつこのマンドレルがグラファイトの燃焼によって除去
される請求項６記載の熱電対保護チューブの成形方法。 - 【請求項１０】 前記マンドレルが、シリコンカーバイ
ドよりも熱膨張係数の高いセラミック材で成形されてお
り、マンドレルが蒸着された層から冷却で除去されるよ
うにした請求項６記載の熱電対保護チューブの成形方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/421,177 US5618594A (en) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | Composite thermocouple protection tubes |
| US421177 | 1995-04-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285698A true JPH08285698A (ja) | 1996-11-01 |
| JP2716419B2 JP2716419B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=23669490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056309A Expired - Fee Related JP2716419B2 (ja) | 1995-04-13 | 1996-03-13 | 複合熱電対の保護チューブとその成形方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5618594A (ja) |
| JP (1) | JP2716419B2 (ja) |
| KR (1) | KR0173070B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009027164A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Asm Internatl Nv | 半導体プロセス設備用の部品の穴を内張りする保護用の挿入部材 |
| JP2009280495A (ja) * | 2000-11-10 | 2009-12-03 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 高い熱伝導率を有する炭化珪素 |
| JP2019207160A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 株式会社デンソー | 温度センサ |
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| US6679627B1 (en) | 1997-11-04 | 2004-01-20 | Rdc Controle Ltee | Self-floating device for measuring the temperature of liquids |
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| US7928366B2 (en) * | 2006-10-06 | 2011-04-19 | Lam Research Corporation | Methods of and apparatus for accessing a process chamber using a dual zone gas injector with improved optical access |
| US8146902B2 (en) * | 2006-12-21 | 2012-04-03 | Lam Research Corporation | Hybrid composite wafer carrier for wet clean equipment |
| US8464736B1 (en) | 2007-03-30 | 2013-06-18 | Lam Research Corporation | Reclaim chemistry |
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-
1995
- 1995-04-13 US US08/421,177 patent/US5618594A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056309A patent/JP2716419B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-22 KR KR1019960007823A patent/KR0173070B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-07 US US08/655,717 patent/US5654034A/en not_active Expired - Fee Related
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