JP2011202865A - Substrate treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置、基板を処理する基板処理装置、及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a heating apparatus, a substrate processing apparatus for processing a substrate, and a method for manufacturing a semiconductor device.
DRAM等の半導体装置の製造方法の一工程として、シリコンウエハ等の基板を加熱して処理する基板処理工程が実施されている。係る工程は、加熱室内に設けられ、基板を処理する処理室と、前記加熱室内を加熱する加熱装置と、を備えた基板処理装置により実施されている。前記加熱装置は、上下端のそれぞれに山部と谷部とが交互に複数連なることで蛇行状に形成され、両端が固定される環状の発熱体と、前記加熱室の一部を構成し、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、を備えていた(例えば特許文献1参照)。 As one step of a method for manufacturing a semiconductor device such as a DRAM, a substrate processing step of heating and processing a substrate such as a silicon wafer is performed. Such a process is performed by a substrate processing apparatus provided in a heating chamber and including a processing chamber for processing a substrate and a heating device for heating the heating chamber. The heating device is formed in a meandering shape by alternately connecting a plurality of crests and troughs to each of the upper and lower ends, and constitutes a part of the heating chamber, an annular heating element in which both ends are fixed, A heat insulator provided on the outer periphery of the heat generator, and a holding body that is fixed to the heat insulator and holds the heat generator (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述の構成では、昇温に伴い環状の発熱体の直径が広がるように熱膨張(すなわち、発熱体の外周が延長するように熱膨張)すると、発熱体に応力が加わり、発熱体が変形して断線等する恐れが生じる。 However, in the above-described configuration, when the thermal expansion is performed so that the diameter of the annular heating element increases as the temperature rises (that is, thermal expansion so that the outer periphery of the heating element extends), stress is applied to the heating element, There is a risk of deformation and disconnection.
そこで、発熱体の少なくとも山部の一部を断熱体側に折り曲げるように構成して発熱体の強度を高めることが考えられる。この構成により、発熱体の変形を抑制して発熱体が断線等することを抑制することができる。 Therefore, it is conceivable to increase the strength of the heat generating element by bending at least a part of the peak of the heat generating element toward the heat insulating body. With this configuration, it is possible to suppress the heat generating element from being disconnected by suppressing the deformation of the heat generating element.
しかしながら、発熱体の少なくとも山部の一部を断熱体側に折り曲げると、その分発熱体と断熱体との距離が長くなる。これに伴い、発熱体を保持する保持体を長く構成すると、発熱体の自重等により保持体が変形してしまう恐れが生じる。 However, if at least a part of the peak portion of the heat generating element is bent toward the heat insulating body, the distance between the heat generating element and the heat insulating element increases accordingly. Along with this, if the holding body that holds the heating element is configured to be long, the holding body may be deformed due to its own weight or the like.
本発明は、発熱体の断線等を抑制し、発熱体の自重等による保持体の変形を抑制することが可能な加熱装置、基板処理装置、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a heating apparatus, a substrate processing apparatus, and a semiconductor device manufacturing method capable of suppressing disconnection of the heating element and the like, and suppressing deformation of the holding body due to the weight of the heating element. To do.
本発明の第1の態様によれば、加熱室内に設けられ、基板を処理する処理室と、前記加熱室内を加熱する加熱装置と、を有し、前記加熱装置は、上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、を備え、前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える基板処理装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a processing chamber provided in a heating chamber for processing a substrate and a heating device for heating the heating chamber, and the heating device has a mountain on each of upper and lower ends. A heating element that is formed so that a plurality of portions and troughs are continuous, and both ends are fixed, a heat insulating body that is provided on an outer periphery of the heating element, and a holding body that is fixed to the heat insulating body and holds the heating element Wherein at least a part of the peak portion of the heat generating body is bent toward the heat insulating body, and the heat insulating body is protruded toward the heat generating body with a portion facing the valley portion of the heat generating body, There is provided a substrate processing apparatus including a protruding portion that supports a holding body.
本発明の第2の態様によれば、加熱室内を加熱する加熱装置であって、上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える加熱装置が提供される。
According to the second aspect of the present invention, a heating device for heating a heating chamber, wherein a heating element is formed so that a plurality of ridges and valleys are connected to each of upper and lower ends, and both ends are fixed; A heat insulator provided on an outer periphery of the heat generator, a holding body fixed to the heat insulator and holding the heat generator,
At least a part of the peak portion of the heat generating body is bent toward the heat insulating body, and the heat insulating body protrudes toward the heat generating body side at a portion facing the valley portion of the heat generating body A heating device is provided that includes a protrusion that supports the body.
本発明の第3の態様によれば、加熱室内に設けられる処理室内に基板を搬入する工程と、上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、を備え、前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える加熱装置により前記加熱室内を加熱し、前記処理室内の前記基板を加熱処理する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, the step of carrying the substrate into the processing chamber provided in the heating chamber, and a plurality of peaks and valleys are formed in each of the upper and lower ends, and both ends are fixed. A heat generating body, a heat insulating body provided on an outer periphery of the heat generating body, and a holding body that is fixed to the heat insulating body and holds the heat generating body, wherein at least a part of the mountain portion of the heat generating body is the heat insulating member. The heat insulator is heated in the heating chamber by a heating device including a protruding portion that supports the holding body, and a portion of the heat generating body that protrudes toward the heat generating body is protruded toward the heat generating body. And a step of heat-treating the substrate in the processing chamber.
本発明に係る加熱装置、基板処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、発熱体の断線等を抑制し、発熱体の自重等による保持体の変形を抑制できる。 According to the heating device, the substrate processing apparatus, and the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, it is possible to suppress disconnection of the heating element and the like, and to suppress deformation of the holding body due to the weight of the heating element.
<第1の実施形態>
以下に本発明の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の垂直断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るヒータユニット30の斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るヒータユニット30の部分拡大図である。図4(a)は本発明の第1の実施形態に係る環状部42Rを構成する線状材料を例示する概略図であり、図4(b)は環状部42Rを構成する板状材料を例示する概略図である。図5(a)は本発明の第1の実施形態に係る環状部42Rの部分拡大図であり、図5(b)は拡大部分の側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the
(1)基板処理装置の構成 (1) Configuration of substrate processing apparatus
以下、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の構成について説明する。本実施形
態に係る基板処理装置は、図1に例示するようにバッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD(Chamical Vapor Deposition)装置として構成されている。
Hereinafter, the configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. The substrate processing apparatus according to the present embodiment is configured as a batch type vertical hot wall type low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus as illustrated in FIG.
本実施形態に係る基板処理装置は、垂直に支持された縦形のプロセスチューブ11を備えている。プロセスチューブ11は、アウタチューブ12とインナチューブ13とを備えている。アウタチューブ13及びインナチューブ13は、例えば石英(SiO2)や炭化珪素(SiC)等の耐熱性の高い材料によってそれぞれ一体成形されている。アウタチューブ12は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ13は、上下両端が開口した円筒形状に形成されている。アウタチューブ12の内径は、インナチューブ13の外径よりも大きく構成されている。アウタチューブ12は、インナチューブ13の外側を取り囲むように、インナチューブ13に対して同心円状に設けられている。インナチューブ13内には、基板保持具としてのボート22によって水平姿勢で多段に積層されたウエハ1を収納して処理する処理室14が形成されている。インナチューブ13の下端開口は、ボート22を出し入れするための炉口15を構成している。
The substrate processing apparatus according to this embodiment includes a
アウタチューブ12とインナチューブ13との間の下端部は、円形リング形状に形成されたマニホールド16によってそれぞれ気密に封止されている。マニホールド16は、例えばステンレス鋼(SUS)により形成される。マニホールド16は、インナチューブ13およびアウタチューブ12についての交換等のために、インナチューブ13およびアウタチューブ12にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド16がヒータベース19により水平姿勢で支持されることで、プロセスチューブ11は垂直に据え付けられた状態になっている。
Lower ends between the
マニホールド16の側壁には、排気管17の上流端が接続されている。排気管17内は、インナチューブ13とアウタチューブ13との間に円筒形状の中空体(隙間)として形成された排気路18内に連通している。排気路18の横断面形状は、例えば一定幅の円形リング形状になっている。排気管17は、円筒形状の中空体である排気路18の最下端部に接続された状態になっている。排気管17には、上流から順に、圧力センサ17a、圧力調整バルブとしてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ17b、真空排気装置17cが設けられている。真空排気装置を作動させつつ、圧力センサにより検出された圧力に基づいてAPCバルブの開度を制御することで、処理室14内の圧力が所定の圧力(真空度)とすることが可能なように構成されている。主に排気管17、圧力センサ17a、APCバルブ17b、真空排気装置17cにより、処理室14内の雰囲気を排気する排気ラインが構成されている。圧力センサ17a、APCバルブ17b、真空排気装置17cは、制御部としてのコントローラ280に接続されている。コントローラ280は、圧力センサ17aにより検出された圧力情報に基づいて、APCバルブ17bの弁開度を制御することで、処理室14内の圧力を所定の処理圧力とすることが可能なように構成されている。
An upstream end of the
マニホールド16には、マニホールド16の下端開口を閉塞する円盤形状のシールキャップ20が、垂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20の外径は、アウタチューブ12、マニホールド16の外径と略等しく構成されている。シールキャップ20は、プロセスチューブ11の外部に設備されたボートエレベータ21(一部のみが図示されている。)によって垂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20の下方には回転機構25が設けられている。回転機構25の回転軸はシールキャップ20を垂直に貫通している。回転機構25の回転軸上には、上述のボート22が垂直に立脚されて支持されている。上述したように、ボート22は、複数枚のウエハ1を水平姿勢かつ互いに中心を揃えた状態で多段に積層させて保持するように構成されている。回転機構25を作動させることで、処理室14内でボート22を回転させることが可能な
ように構成されている。
A disk-shaped
シールキャップ20には、ガス導入管23が垂直方向に接続されている。ガス導入管23の上流側端(下端)には、原料ガス供給装置23aおよびキャリアガス供給装置23bがそれぞれ接続されている。ガス導入管23の下流側端(上端)は、処理室14内に向けてガスを供給(噴出)するように構成されている。ガス導入管23から処理室14内(インナチューブ13内)に供給されたガスは、処理室14内に保持された各ウエハ1の表面を流通した後、インナチューブ13の上端開口から排気路18内に流出して排気管17から排気される。主に、ガス導入管23、原料ガス供給装置23a、キャリアガス供給装置23bにより、処理室14内にガスを供給するガス供給ラインが構成されている。原料ガス供給装置23a、キャリアガス供給装置23bは、コントローラ280に接続されている。コントローラ280は、原料ガス供給装置23aおよびキャリアガス供給装置23bを制御することで、処理室14内へ所定のタイミングで所定の流量の原料ガス及びキャリアガスを供給することが可能なように構成されている。
A
また、アウタチューブ12とインナチューブ13との間の隙間には、温度センサ24が鉛直方向に配設されている。温度センサ24は、コントローラ280に接続されている。コントローラ280は、温度センサ24により検出された温度情報に基づいて、後述するヒータユニット30が備える各発熱体42への通電具合(一対の給電部45,46による電力供給)を制御することで、処理室14内に保持されているウエハ1の表面温度を所定の処理温度とすることが可能ように構成されている。
A
(2)ヒータユニットの構成
アウタチューブ12の外部には、プロセスチューブ11の内部を加熱する加熱装置としてのヒータユニット30が、アウタチューブ12の周囲を囲うように設けられている。ヒータユニット30は、ケース31と、発熱体42と、断熱体33と、保持体41と、を備えている。
(2) Configuration of Heater Unit
ケース31は、断熱体33の外周を囲うように設けられている。ケース31は、例えば上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。ケース31は、例えばステンレス鋼(SUS)により形成されている。断熱体33の外周面とケース31の内周面との間の隙間32は、空冷のための空間として機能する。なお、天井壁部34およびケース31の天井壁を貫通する排気口を設け、断熱体33とアウタチューブ12との間の雰囲気を強制空冷させるように構成してもよい。
The
発熱体42は、アウタチューブ12の周囲を囲うように、鉛直方向に少なくとも1つ以上設けられている。図2、図3に示すように、発熱体42は、環状部42Rと、一対の給電部45,46と、をそれぞれ備えている。環状部42Rは、アウタチューブ12の外周を囲うように環状に構成されている。環状部42Rの両端部は、接触することなく近接して固定されており、電気的には非接触の状態となっている。すなわち、環状部42Rは、電気的には完全な円形ではなく、例えばC字状のリング形状に構成されている。環状部42Rを構成する材料としては、例えばFe−Cr−Al合金、MoSi2、SiC等の抵抗発熱材料を用いることが可能であり、その形状は、図4(a)に示すような線状材料であっても良く、図4(b)に示すような板状材料であっても良い。なお、図4(b)に示す板状材料は、図4(a)に示す線状材料に比べ、断面積に対して表面積が大きいので、熱の輻射効率が良く、急速な昇降温に有効である。
At least one
図5(a)に、環状部42Rの中心側から見た(プロセスチューブ11側から見た)環状部42Rの部分拡大図(平面図)を示す。環状部42Rの上下端には、山部42aと谷部42bとがそれぞれ交互に複数連なっている。すなわち、環状部42Rは蛇行状(波状
)に形成されている。環状部42Rの上下端に設けられた各谷部42bの末端(谷底部)には、例えば楕円状の切り欠け部として形成された保持体受け部42cが設けられている。なお、山部42aは、図5(a)に示すように外線を楕円状に形成しても良いし、角状、例えば長方形状に形成しても良いし、角状、例えば、長方形状に形成しかつ角部を湾曲させるように形成しても良い。
FIG. 5A shows a partially enlarged view (plan view) of the
なお、本実施形態では、好適な形態として環状部42Rが保持体41により保持されて固定されているが、昇温時に環状部42Rが熱膨張した際に、万が一にも保持体41が断熱体33から抜けたり、破損したりしないように、保持体受け部42cの幅を谷部42bの幅よりも広く構成して環状部42Rの動き代を確保している。すなわち、環状部42Rは、環状部42Rの周方向に沿って最大で保持体受け部42cの幅b分に相当する動き代が確保されつつ固定される。また、環状部42Rの半径方向に沿って所定の大きさの動き代が確保される。すなわち、環状部42Rの半径方向に沿って最大で幅cに相当する動き代が確保されつつ固定される。尚、本実施形態では、保持体受け部42cの幅を谷部42bの幅よりも広く構成して環状部42Rの動き代を確保しているが、これに限らず、保持体受け部42eの幅を谷部42bの幅と同等以下で構成しても良い。
In the present embodiment, the
一対の給電部45,46は、後述する断熱体33(側壁部35)を貫通して断熱体33に固定されると共に、その端部が環状部42Rの両端部にそれぞれ接続されている。一対の給電部45,46は、金属などの導電性材料により構成されている。一対の給電部45,46を介して環状部42Rの一端から他端に向けて電流を流すことで、環状部42Rが加熱されてプロセスチューブ11内が昇温されるように構成されている。一対の給電部45,46は、コントローラ280に接続されている。
The pair of
断熱体33は、環状部42Rの外周を囲うように設けられている。断熱体33は、上下端が開口した円筒状の側壁部35と、側壁部35の上部開口を覆う天井壁部34と、を備えており、下端が開口した円筒形状に形成されている。断熱体33は、アウタチューブ12及び環状部42Rに対してそれぞれ同心円状に設けられている。側壁部35と天井壁部34とは、例えば、繊維状または球状のアルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)等の断熱材料により形成されている。側壁部35と天井壁部34は、それぞれ例えばバキュームフォーム法等によって一体成形されている。なお、側壁部35は、一体成型されている場合に限らず、複数の円形の断熱材が複数積み上げられることで構成されていてもよい。このように構成することで、側壁部35に応力が加わったときの側壁部35の破損を抑制したり、メンテナンス性を向上させたりすることが可能となる。
The
図5(a),(b)に示すように、各保持体41は、環状部42Rに設けられた保持体受け部42c内に配置されて、断熱体33に固定されるように構成されている。保持体41は、例えばブリッジ型(鎹(かすがい)形状)のピンとして構成されている。ブリッジ型のピンとして構成された保持体41の両端は、環状部42Rの中心側から外側(側壁部35側)に向けて、隣接する保持体受け部42c内にそれぞれ挿入され、断熱体33(側壁部35)の内周面(突出部51)から背面側に貫通して固定される。なお、保持体41は、上述のブリッジ型に限定されず、その一端部が断熱体33(側壁部35)の内周面に挿入されて固定されるL字型のピンとして構成されていてもよく、その中央部が断熱体33(側壁部35)の内周面に挿入されて固定されるT字型のピンとして構成されていてもよい。
As shown in FIGS. 5A and 5B, each holding
なお、昇温に伴い環状部42Rの直径が広がるように熱膨張すると(環状部42Rが周方向に熱膨張すると)、環状部42Rに応力が加わり変形してしまう。特に、図4(b)に示した板状材料は、図4(a)に示した線状材料に比べて、長手方向に応力が加わると変形し易い。そこで本実施形態では、環状部42Rの各山部42aの少なくとも一部であ
る先端部42fを、断熱体33側に折り曲げるように構成している。このような構成により、環状部42Rの強度を高め、環状部42Rの変形を抑制することができる。
In addition, when the thermal expansion is performed so that the diameter of the
但し、環状部42Rは、断熱体33側に折り曲げられている分、環状部42Rの半径方向外側(断熱体33側)に延出している。このため、環状部42Rが周方向に熱膨張すると(環状部42Rの直径が広がるように熱膨張すると)、環状部42Rと断熱体33とが接触し易くなってしまう。そこで本実施形態では、環状部42Rの熱膨張量に加え、環状部42Rの半径方向外側(断熱体33側)への延出量を考慮して、各保持体41の長さを定めている。すなわち、本実施形態に係る各保持体41は、環状部42Rが熱膨張したとき、折り曲げられた各山部42aの先端42gが断熱体33(側壁部35)に接触しないように、所定の距離を保って環状部42Rを保持するように構成されている。
However, the
しかしながら、発熱体42(環状部42R)と断熱体33との距離を長く構成すると、すなわち環状部42Rを保持する保持体41を長く構成すると、環状部42Rの自重により保持体41が変形してしまう恐れが生じる。そこで本実施形態では、発熱体42の谷部42bに相対する断熱体33の部分(山部42aの先端部42fを除く中央部42eに相対する部分)が発熱体42側に向って突き出され、保持体41を支持する突出部51を備える。言い換えれば、断熱体33(側壁部35)の内周面には、環状部42Rの先端部42fに相対する部分に溝部52が形成されている(図1参照)。これにより、保持体41は、断熱体33(側壁部35)の内周面からの突出部51の突出高さ分、短く構成することができる。そして、発熱体42の自重等による保持体41の変形を抑制することができる。
However, if the distance between the heat generating body 42 (the
(3)基板処理工程
次に、上述の基板処理装置により実施される基板処理工程の一例としての成膜工程を簡単に説明する。以下の説明において、基板処理装置の各部の動作はコントローラ280によって制御される。
(3) Substrate Processing Step Next, a film forming step as an example of a substrate processing step performed by the above-described substrate processing apparatus will be briefly described. In the following description, the operation of each part of the substrate processing apparatus is controlled by the
図1に示すように、複数枚のウエハ1を装填(ウエハチャージ)したボート22を、ボートエレベータ21によって持ち上げて処理室14内に搬入(ボートローディング)する。この状態で、シールキャップ20はマニホールド16の下端開口をシールした状態となる。
As shown in FIG. 1, a
プロセスチューブ11の内部が所定の圧力(真空度)となるように排気管17を介して真空排気する。また、プロセスチューブ11の内部が所定の温度となるようにヒータユニット30によって加熱する。すなわち、一対の給電部45,46を介して環状部42Rの一端から他端に向けて電流を流すことで、蛇行状の環状部42Rを加熱してプロセスチューブ11内を昇温する。この際、処理室14内が所定の温度分布となるように、温度センサ24が検出した温度情報に基づきヒータユニット30の発熱体42への通電具合をフィードバック制御する。続いて、ボート22を回転機構25によって回転させて、ウエハ1を回転させる。
The
ここで、昇温時、ヒータユニット30の環状部42Rは、蛇行状に形成されているので、環状部42Rが熱膨張すると、応力がかかる。本実施形態では、各山部42aの先端部42fが断熱体33側に折り曲げられて構成されているので、強度が高くなり変形が抑制される。
Here, when the temperature is raised, the
また、環状部42Rが熱膨張により半径方向に伸びても、保持体41は、環状部42Rの折り曲げられた各山部42aの先端42gと、断熱体33の側壁部35の内周面とを、所定の間隔(環状部42Rの半径方向に沿った幅c)で保持しているので、係る伸び量が
最大で幅c未満であれば、環状部42Rと断熱体33の側壁部35とが干渉(接触)してしまうことが抑制される。また、保持体41は、上述した所定間隔の幅cを保ちつつ、突出部51に設けられているので、短く構成している。このため、環状部42R(発熱体42)の自重等による保持体41の変形を抑制することができる。
Further, even if the
次いで、所定の流量に制御された原料ガスを、処理室14内へガス導入管23を通じて導入する。導入した原料ガスは、処理室14内を流通した後、インナチューブ13の上端開口から排気路18内に流出して排気管17から排気される。原料ガスは処理室14内を通過する際にウエハ1の表面と接触し、この際に、ウエハ1が処理され、例えば熱CVD反応によってウエハ1の表面上に薄膜が堆積(デポジション)される。
Next, the raw material gas controlled to a predetermined flow rate is introduced into the
予め設定された処理時間が経過したら、不活性ガス供給源(図示せず)から不活性ガスを供給し、処理室14内を不活性ガスに置換するとともに、処理室14内の圧力を常圧に復帰する。
When a preset processing time has elapsed, an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown), the inside of the
その後、ボートエレベータ21によりシールキャップ20を下降して、マニホールド16の下端を開口するとともに、処理済のウエハ1を保持したボート22を、マニホールド16の下端からプロセスチューブ11の外部に搬出(ボートアンローディング)する。その後、処理済のウエハ1をボート22から取り出す(ウエハディスチャージ)。
Thereafter, the
(4)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果を奏する。
(4) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態によれば、環状部42Rの各山部42aの先端部42fが断熱体33側に折り曲げられて構成されている。これにより、環状部42Rは、昇温に伴い熱膨張しても強度が高くなり変形が抑制される。結果として、環状部42Rは、変形が抑制されるので、断線等を抑制することができる。
(A) According to this embodiment, the
(b)本実施形態によれば、発熱体42の谷部42bに相対する断熱体33の部分(山部42aの先端部42fを除く中央部42eに相対する部分)が発熱体42側に向って突き出され、保持体41を支持する突出部51を備える。これにより、保持体41は、断熱体33(側壁部35)の内周面からの突出部51の突出高さ分、短く構成することができる。従って、保持体41を短く構成できるので、発熱体42の自重による保持体41の変形を抑制することができる。なお、支持体41を太く構成して強度を高めることが考えられるが、支持体41が太いと支持体41の熱容量が増加し、環状部42R(発熱体42)の昇降温性能が低下する。また支持体41の加工が困難となってしまう。
(B) According to the present embodiment, the portion of the heat insulating body 33 (the portion facing the
なお、参考までに、突出部51を形成していない断熱体33Y(側壁部35Y)に固定されている保持体41Yの様子を、図9及び図10を用いて説明する。
For reference, the state of the holding body 41Y fixed to the
図9(a)は、突出部51を形成していない断熱体33Y(側壁部35Y)に固定されている保持体41Y及びこの保持体41Yにより保持される環状部42Rの部分拡大図であり、(b)は拡大部分の側面図である。また、図10(a)は、図9(a)の状態から保持体41Yが環状部42Rの自重により変形(垂れ下がり)した際の保持体41Y及びこの保持体41Yにより保持される環状部42Rの部分拡大図であり、(b)は拡大部分の側面図である。
FIG. 9A is a partially enlarged view of the holding body 41Y fixed to the
図9(b)に示すように、保持体41Yは、突出部51を形成していない断熱体33Y(側壁部35Y)の内周面表面に直接固定される。保持体41Yは、環状部42Rの熱膨張量に加え、環状部42Rの半径方向外側(断熱体33側)への延出量を考慮して、折り
曲げられた各山部42aの先端42gが断熱体33(側壁部35)に接触しないように、所定の距離を保って環状部42Rを保持するように発熱体42(環状部42R)と断熱体33との距離を長く構成されている。このように構成される保持体41Yは、図10(a)及び図10(b)に示すように、発熱体42の自重等により保持体41が変形してしまう。
As shown in FIG. 9B, the holding body 41Y is directly fixed to the inner peripheral surface of the
本実施形態では、上述したように断熱体33(側壁部35)の内周面に保持体41を支持する突出部51を設けている。これにより、保持体41は、断熱体33(側壁部35)の内周面からの突出部51の突出高さ分、短く構成することができる。従って、保持体41を短く構成できるので、発熱体42の自重等による保持体41の変形を抑制することができる。
In this embodiment, the
(c)本実施形態によれば、断熱体33の突出部51表面から突出部51の反対側面である断熱体33の外周側壁面を貫通して保持体41を取り付けている。これにより、保持体41が断熱体33を貫通していない場合に比べて断熱体33を貫通している場合は、てこの原理により保持体41にかかる発熱体42の自重に抗する力が増大し、発熱体42を支持する力が増大する。従って、発熱体42の自重等による保持体41の変形を抑制することができる。
(C) According to the present embodiment, the holding
(d)本実施形態によれば、保持体受け部42cの幅を谷部42bの幅よりも広く構成して環状部42Rの動き代を確保している。これにより、昇温時に環状部42Rが熱膨張した際に、万が一にも保持体41が断熱体33から抜けたり、破損したりすることを抑制できる。
(D) According to the present embodiment, the width of the holding
<第2の実施形態>
以下に、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<Second Embodiment>
Below, the 2nd Embodiment of this invention is described, referring drawings.
図6は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置の垂直断面図である。図7は、本発明の第2の実施形態に係る環状部42R及び保持体41の部分拡大図である。図8は、図7の状態から熱膨張した環状部42R及び保持体41の部分拡大図である。
FIG. 6 is a vertical sectional view of a substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partially enlarged view of the
(1)発熱体及び断熱体の構成
本実施形態に係る基板処理装置は、発熱体42及び断熱体33の構成が上述の実施形態と異なる。その他の構成は上述の実施形態とほぼ同じである。
(1) Configuration of Heating Element and Heat Insulator The substrate processing apparatus according to this embodiment is different from the above-described embodiment in the structure of the
本実施形態にかかる断熱体33は、上述の実施形態と同様に、環状部42Rの外周面を囲うように筒状に形成されている。本実施形態に係る断熱体33が上述の実施形態と異なる点は、図6、図7に示すように、例えばドーナツ形状の断熱ブロック36により垂直方向に複数積層されて側壁部35を構成していることである。
The
断熱ブロック36は、例えば繊維状または球状のアルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)等の断熱材料により形成されている。断熱ブロック36は、例えばバキュームフォーム法等によって一体成形されている。このように、断熱体33の側壁部35が複数の断熱ブロック36により構成されることで、ヒータユニット30の組み立てが容易になると共に、側壁部35に応力が加わったときの側壁部35(断熱ブロック36)の破損を抑制することが可能となる。また、多段に積層された断熱ブロック36や発熱体42の一部を部分的に取り出して交換したりメンテナンスしたりすることも容易となる。但し、側壁部35はこのような構成に限らず、一体成型されていてもよい。また、断熱ブロック36は一体成型される場合に限らず、複数のドーナツ形状の断熱材により構成されていてもよい。
The
また、図7に示すように、断熱体33(側壁部35)の内周面からの突出部51の突出高さeは、環状部42Rの折り曲げられた山部42aの先端42gと、環状部42Rの谷部42bと、の高低差dよりも小さく構成されている。これにより、図8に示すように、昇温に伴い、環状部42Rが熱膨張して断熱体33側に移動し、環状部42Rの山部42aの先端42gが万が一にも先に断熱体33に接触することにより、環状部42Rの谷部42bが断熱体33に接触することを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the protrusion height e of the
なお、好ましくは、保持体41を断熱体33の外周側壁面から貫通して延出している延出部分が折り曲げられて外周側壁面に掛け止めるように構成すると良い。これにより、保持体41は、断熱体33に対して保持体41の抜けが防止される。
Preferably, the holding
(2)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち一つ又は複数の効果を奏する。
(2) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects are achieved.
(a)本実施形態によれば、断熱体33の突出部51の突出高さeは、環状部42Rの折り曲げられた山部42aの先端42gと、環状部42Rの谷部42bと、の高低差dよりも小さく構成されている。これにより、昇温時、環状部42Rの谷部42bが断熱体33に接触することを抑制することができる。その結果、(電流が流れやすく温度上昇等の温度制御に寄与する)谷部42bが断熱体33に接触することによる温度低下を抑制することができる。また、環状部42Rが断熱体33に接触することによる環状部42Rの局所的な温度上昇(異常温度上昇)や環状部42Rの溶断を回避でき、環状部42Rや断熱体33の寿命を延ばすことが可能となる。
(A) According to the present embodiment, the protruding height e of the protruding
(b)本実施形態によれば、断熱体33の側壁部35が断熱ブロック36により垂直方向に複数積層されて構成されている。これにより、ヒータユニット30の組み立てが容易になると共に、側壁部35に応力が加わったときの側壁部35(断熱ブロック36)の破損を抑制することが可能となる。また、多段に積層された断熱ブロック36や発熱体42の一部を部分的に取り出して交換したりメンテナンスしたりすることも容易となる。
(B) According to the present embodiment, a plurality of
<本発明の他の実施形態>
尚、上述した発明の実施形態では、発熱体の形態として、上下端にそれぞれに山部と谷部とが交互に複数連なることで蛇行状に形成され、両端が固定される発熱体として例示したが、発熱量等が若干劣る形態として例えば谷部と山部とをそれぞれ鉛直方向同一位置とし、ひょうたん型が複数連なるように形成しても良い。すなわち、上下端にそれぞれ山部と谷部とがそれぞれ鉛直方向同一位置において形成されることでひょうたん状の形態が複数連なるように形成し、谷部に保持体を設けるようにしても良い。つまり、上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体に適用することができる。
<Other Embodiments of the Present Invention>
In the above-described embodiment of the invention, the form of the heating element is exemplified as a heating element that is formed in a meandering shape by alternately connecting a plurality of peaks and valleys to the upper and lower ends, and both ends are fixed. However, as a form in which the heat generation amount is slightly inferior, for example, the valley and the mountain may be formed at the same position in the vertical direction, and a plurality of gourds may be formed. That is, it is also possible to form a plurality of gourd-like forms by forming a crest and a trough at the same position in the vertical direction on the upper and lower ends, respectively, and provide a holding body in the trough. That is, the present invention can be applied to a heating element in which a plurality of crests and troughs are connected to each of the upper and lower ends and both ends are fixed.
本発明は半導体製造装置に限らず、LCD装置のようなガラス基板を処理する装置であっても好適に適用できる。また、プロセスチャンバの構成も上述の実施形態に限定されない。すなわち、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理だけでなく、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理等の処理であってもよい。また、成膜処理は、例えばCVD、PVD、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。さらには、フォトリソグラフィで実施される露光処理や、レジスト液やエッチング液の塗布処理であってもよい。 The present invention is not limited to a semiconductor manufacturing apparatus, and can be suitably applied to an apparatus for processing a glass substrate such as an LCD apparatus. Further, the configuration of the process chamber is not limited to the above-described embodiment. That is, the specific content of the substrate processing is not questioned, and it may be processing such as annealing processing, oxidation processing, nitriding processing, and diffusion processing as well as film forming processing. The film formation process may be, for example, a process for forming a CVD, PVD, oxide film, or nitride film, or a process for forming a film containing a metal. Furthermore, it may be an exposure process performed by photolithography or a coating process of a resist solution or an etching solution.
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary.
<本発明の好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
本発明の第1の態様は、
加熱室内に設けられ、基板を処理する処理室と、
前記加熱室内を加熱する加熱装置と、を有し、
前記加熱装置は、
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、
前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、
前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える
基板処理装置が提供される。
The first aspect of the present invention is:
A processing chamber provided in the heating chamber for processing the substrate;
A heating device for heating the heating chamber,
The heating device is
A heating element that is formed such that a plurality of peaks and valleys are connected to each of the upper and lower ends, and both ends are fixed,
A heat insulator provided on the outer periphery of the heating element;
A holding body fixed to the heat insulator and holding the heating element;
With
At least a part of the peak portion of the heating element is bent toward the heat insulator,
A portion of the heat generator that is opposed to the valley of the heat generator protrudes toward the heat generator, and a substrate processing apparatus is provided that includes a protrusion that supports the holder.
本発明の第2の態様は、
加熱室内を加熱する加熱装置であって、
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、
前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、
前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える
加熱装置が提供される。
The second aspect of the present invention is:
A heating device for heating the heating chamber,
A heating element that is formed such that a plurality of peaks and valleys are connected to each of the upper and lower ends, and both ends are fixed,
A heat insulator provided on the outer periphery of the heating element;
A holding body fixed to the heat insulator and holding the heating element;
With
At least a part of the peak portion of the heating element is bent toward the heat insulator,
The heat insulator is provided with a heating device including a protruding portion that supports the holding body, with a portion of the heat generating body facing the valley portion protruding toward the heat generating body.
本発明の第3の態様は、
加熱室内に設けられる処理室内に基板を搬入する工程と、
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、を備え、前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える加熱装置により前記加熱室内を加熱し、前記処理室内の前記基板を加熱処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
The third aspect of the present invention is:
Carrying a substrate into a processing chamber provided in the heating chamber;
A heating element formed such that a plurality of crests and valleys are connected to each of the upper and lower ends, both ends are fixed, a heat insulator provided on the outer periphery of the heat generator, and the heat generator fixed to the heat insulator. And at least a part of the peak portion of the heat generating body is bent toward the heat insulating body, and the heat insulating body has a portion facing the valley portion of the heat generating body on the heat generating body side. A step of heating the heating chamber by a heating device provided with a protruding portion that protrudes toward and supports the holding body, and heat-treats the substrate in the processing chamber;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.
好ましくは、前記保持体は、前記発熱体が熱膨張したとき、前記折り曲げられた山部の先端が前記断熱体に接触しないように所定の距離を保って前記発熱体を保持する。 Preferably, the holding body holds the heating element at a predetermined distance so that a tip of the bent peak portion does not contact the heat insulator when the heating element is thermally expanded.
また、好ましくは、前記断熱体の前記突出部の突出高さは、前記発熱体の前記折り曲げられた山部の先端と、前記発熱体の谷部と、の高低差よりも小さい。 Preferably, the protruding height of the protruding portion of the heat insulator is smaller than the difference in height between the tip of the bent ridge of the heating element and the valley of the heating element.
また、好ましくは、前記保持体は、前記断熱体の前記突出部表面から該突出部の反対側の前記断熱体の外周側壁面を貫通して取り付けられている。 Preferably, the holding body is attached through the outer peripheral side wall surface of the heat insulator opposite to the protrusion from the surface of the protrusion of the heat insulator.
また、好ましくは、前記保持体は、前記発熱体の前記谷部内に配置される。 Preferably, the holding body is disposed in the valley portion of the heating element.
また、好ましくは、
前記発熱体は、前記山部と前記谷部とが交互に複数連なる箇所で環状部が形成されると共に、該環状部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記環状部の外周面を囲うように筒状に形成される。
Also preferably,
In the heating element, an annular portion is formed at a place where a plurality of the peak portions and the valley portions are alternately arranged, and the annular portion is bent toward the heat insulator,
The heat insulator is formed in a cylindrical shape so as to surround the outer peripheral surface of the annular portion.
また、好ましくは、
前記断熱体を貫通して該断熱体に固定され、前記環状部の両端にそれぞれ接続される一対の給電部を有する。
Also preferably,
It has a pair of electric power feeding parts which penetrate the said heat insulating body, are fixed to this heat insulating body, and are respectively connected to the both ends of the said annular part.
また、好ましくは、
前記発熱体の前記谷部の末端にそれぞれ設けられ、該谷部の幅よりも大きな幅を有する切り欠け部として形成された保持体受け部を有し、
前記保持体は、前記保持体受け部内に配置されて前記断熱体に固定される。
Also preferably,
A holding body receiving portion provided as a notch portion provided at each end of the valley portion of the heating element and having a width larger than the width of the valley portion;
The holding body is disposed in the holding body receiving portion and fixed to the heat insulating body.
また、好ましくは、前記断熱体は、筒状に形成される複数のブロックにより構成される。 Preferably, the heat insulator is composed of a plurality of blocks formed in a cylindrical shape.
本発明の他の態様は、
加熱室内を加熱する加熱装置であって、
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、
前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、
前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記発熱体が熱膨張したとき、前記折り曲げられた山部の先端が前記断熱体に接触しないように前記折り曲げられた山部に相対する部分に溝部を形成している
加熱装置が提供される。
Another aspect of the present invention is:
A heating device for heating the heating chamber,
A heating element that is formed such that a plurality of peaks and valleys are connected to each of the upper and lower ends, and both ends are fixed,
A heat insulator provided on the outer periphery of the heating element;
A holding body fixed to the heat insulator and holding the heating element;
With
At least a part of the peak portion of the heating element is bent toward the heat insulator,
The heat insulator has a groove formed in a portion facing the bent peak so that a tip of the bent peak does not contact the heat insulator when the heating element is thermally expanded. Is provided.
好ましくは、前記断熱体の前記溝部の深さは、前記発熱体の前記折り曲げられた山部の先端と、前記発熱体の谷部と、の高低差よりも小さい。 Preferably, the depth of the groove portion of the heat insulator is smaller than a height difference between the bent peak portion of the heat generating body and the valley portion of the heat generating body.
1 ウエハ(基板)
14 処理室
30 ヒータユニット(加熱装置)
33 断熱体
41 保持体
42 発熱体
42R 環状部
42a 山部
42b 谷部
42g 先端
1 Wafer (substrate)
14
33
Claims (3)
前記加熱室内を加熱する加熱装置と、を有し、
前記加熱装置は、
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、
前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、
前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える
ことを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber provided in the heating chamber for processing the substrate;
A heating device for heating the heating chamber,
The heating device is
A heating element that is formed such that a plurality of peaks and valleys are connected to each of the upper and lower ends, and both ends are fixed,
A heat insulator provided on the outer periphery of the heating element;
A holding body fixed to the heat insulator and holding the heating element;
With
At least a part of the peak portion of the heating element is bent toward the heat insulator,
The said heat insulation body is provided with the protrusion part which the part facing the said trough part of the said heat generating body protrudes toward the said heat generating body side, and supports the said holding body. The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned.
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、
前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、
を備え、
前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、
前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える
ことを特徴とする加熱装置。 A heating device for heating the heating chamber,
A heating element that is formed such that a plurality of peaks and valleys are connected to each of the upper and lower ends, and both ends are fixed,
A heat insulator provided on the outer periphery of the heating element;
A holding body fixed to the heat insulator and holding the heating element;
With
At least a part of the peak portion of the heating element is bent toward the heat insulator,
The said heat insulation body is provided with the protrusion part which the part facing the said trough part of the said heat generating body protrudes toward the said heat generating body side, and supports the said holding body. The heating apparatus characterized by the above-mentioned.
上下端のそれぞれに山部と谷部とが複数連なるように形成され、両端が固定される発熱体と、前記発熱体の外周に設けられる断熱体と、前記断熱体に固定され、前記発熱体を保持する保持体と、を備え、前記発熱体の前記山部の少なくとも一部が前記断熱体側に折り曲げられ、前記断熱体は、前記発熱体の前記谷部に相対する部分が前記発熱体側に向って突き出され、前記保持体を支持する突出部を備える加熱装置により前記加熱室内を加熱し、前記処理室内の前記基板を加熱処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 Carrying a substrate into a processing chamber provided in the heating chamber;
A heating element formed such that a plurality of crests and valleys are connected to each of the upper and lower ends, both ends are fixed, a heat insulator provided on the outer periphery of the heat generator, and the heat generator fixed to the heat insulator. And at least a part of the peak portion of the heat generating body is bent toward the heat insulating body, and the heat insulating body has a portion facing the valley portion of the heat generating body on the heat generating body side. A step of heating the heating chamber by a heating device provided with a protruding portion that protrudes toward and supports the holding body, and heat-treats the substrate in the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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