JP2011249826A - 断熱壁体、加熱装置および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止する。
【解決手段】発熱体４２が設けられる取付溝４０の側壁に断熱壁体３３の中心方向に行くに従って発熱体４２から遠ざかるように傾斜するテーパ面４０ｂ、４０ｃを設ける。熱膨張に伴って発熱体４２が取付溝４０内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０のテーパ面４０ｂ、４０ｃに引っ掛かってしまうのを防止できるので、発熱体４２が降温して収縮しても、発熱体４２は取付溝４０内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻ることができる。発熱体の熱膨張および熱収縮に伴う変形を防止することにより、発熱体の熱膨張および熱収縮に伴って発生する発熱体の断線は未然に防止できるので、発熱体の寿命を延長できる。
【選択図】図３
【解決手段】発熱体４２が設けられる取付溝４０の側壁に断熱壁体３３の中心方向に行くに従って発熱体４２から遠ざかるように傾斜するテーパ面４０ｂ、４０ｃを設ける。熱膨張に伴って発熱体４２が取付溝４０内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０のテーパ面４０ｂ、４０ｃに引っ掛かってしまうのを防止できるので、発熱体４２が降温して収縮しても、発熱体４２は取付溝４０内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻ることができる。発熱体の熱膨張および熱収縮に伴う変形を防止することにより、発熱体の熱膨張および熱収縮に伴って発生する発熱体の断線は未然に防止できるので、発熱体の寿命を延長できる。
【選択図】図３
Description
本発明は、断熱壁体、発熱体の保持構造体、加熱装置および基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に絶縁膜や金属製膜および半導体膜を堆積（デポジション）させるＣＶＤ装置、酸化膜形成装置、拡散装置、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール等の熱処理（thermal treatment ）に使用される熱処理装置（furnace ）等の半導体製造装置に利用して有効なものに関する。
ＩＣの製造方法において、ウエハに成膜処理や拡散処理を施すのにバッチ式縦形ホットウオール形拡散・ＣＶＤ装置が広く使用されている。
一般に、バッチ式縦形ホットウオール形拡散・ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、被処理基板である複数枚のウエハを保持してインナチューブの処理室に搬入するボートと、インナチューブ内に原料ガスを導入するガス導入管と、プロセスチューブ内を排気する排気管と、プロセスチューブ外に設けられてプロセスチューブ内を加熱するヒータユニットとを備えている。
そして、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入（ボートローディング）された後に、インナチューブ内に原料ガスがガス導入管から導入されるとともに、ヒータユニットによってプロセスチューブ内が加熱される。これにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションされ、また、拡散処理が施される。
一般に、バッチ式縦形ホットウオール形拡散・ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、被処理基板である複数枚のウエハを保持してインナチューブの処理室に搬入するボートと、インナチューブ内に原料ガスを導入するガス導入管と、プロセスチューブ内を排気する排気管と、プロセスチューブ外に設けられてプロセスチューブ内を加熱するヒータユニットとを備えている。
そして、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入（ボートローディング）された後に、インナチューブ内に原料ガスがガス導入管から導入されるとともに、ヒータユニットによってプロセスチューブ内が加熱される。これにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションされ、また、拡散処理が施される。
従来のこの種のＣＶＤ装置において、加熱装置であるヒータユニットは、アルミナやシリカ等の断熱材（heat insulating material）が使用されてバキュームフォーム（真空吸着成形）法によってプロセスチューブを全体的に被覆する長い円筒形状に形成された断熱壁体と、鉄−クロム−アルミニウム（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ）合金やモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2 ）が使用されて長大に形成された発熱体と、断熱壁体を被覆するケースとを備えており、発熱体が断熱壁体の内周に設けられて構成されている。
このようなヒータユニットにおいて、例えば３０℃／分以上の急速加熱を実施する場合には、発熱有効面積を大きくするために板形状に形成された発熱体が使用されている。
この板形状の発熱体を断熱壁体の内周に設けた従来の発熱体の保持構造体としては、断熱壁体の内周に設けられた複数の取付溝のそれぞれに発熱体が溝底面から離間した状態で設けられているものがある。例えば、特許文献１参照。
このようなヒータユニットにおいて、例えば３０℃／分以上の急速加熱を実施する場合には、発熱有効面積を大きくするために板形状に形成された発熱体が使用されている。
この板形状の発熱体を断熱壁体の内周に設けた従来の発熱体の保持構造体としては、断熱壁体の内周に設けられた複数の取付溝のそれぞれに発熱体が溝底面から離間した状態で設けられているものがある。例えば、特許文献１参照。
前記した断熱壁体においては、発熱体が取付溝内にそれぞれ設けられているので、上下で隣り合う発熱体同士の接触は防止することができる。
しかし、発熱体の熱膨張および熱収縮に対処する必要上、発熱体は半径方向には動くことができるようになっている。
したがって、熱膨張時には、発熱体は取付溝内において半径方向外向きに動き、熱収縮時には、発熱体は取付溝内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻る。
しかしながら、発熱体が熱膨張時に取付溝の側壁面に引っ掛かり、当該引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで、発熱体が変形してしまう。同様に、発熱体が熱膨張時に取付溝の側壁面に引っ掛かり、その引っ掛かった状態のままで、発熱体が降温して収縮すると、当該引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで発熱体が変形してしまう。
このような変形が蓄積した場合や変形が大きい場合には、発熱体の断線に至るという問題点がある。
しかし、発熱体の熱膨張および熱収縮に対処する必要上、発熱体は半径方向には動くことができるようになっている。
したがって、熱膨張時には、発熱体は取付溝内において半径方向外向きに動き、熱収縮時には、発熱体は取付溝内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻る。
しかしながら、発熱体が熱膨張時に取付溝の側壁面に引っ掛かり、当該引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで、発熱体が変形してしまう。同様に、発熱体が熱膨張時に取付溝の側壁面に引っ掛かり、その引っ掛かった状態のままで、発熱体が降温して収縮すると、当該引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで発熱体が変形してしまう。
このような変形が蓄積した場合や変形が大きい場合には、発熱体の断線に至るという問題点がある。
本発明の第一の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる断熱壁体を提供することにある。
本発明の第二の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる発熱体の保持構造体を提供することにある。
本発明の第三の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる加熱装置を提供することにある。
本発明の第四の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる基板処理装置を提供することにある。
本発明の第二の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる発熱体の保持構造体を提供することにある。
本発明の第三の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる加熱装置を提供することにある。
本発明の第四の目的は、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる基板処理装置を提供することにある。
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックのうちの一つに前記取付溝を形成する一対の側壁の一方となる第一の側壁が形成されており、
前記第一の側壁が形成される断熱ブロックに隣り合って積み重ねられた断熱ブロックには、前記第一の側壁に対向し前記取付溝を形成する一対の側壁の他方となる第二の側壁が形成されており、
前記第一の側壁と前記第二の側壁との間隔は、前記取付溝の底部から該取付溝の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（２）前記（１）の断熱壁体を有する加熱装置。
（３）前記（２）の加熱装置を有する基板処理装置。
（１）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックのうちの一つに前記取付溝を形成する一対の側壁の一方となる第一の側壁が形成されており、
前記第一の側壁が形成される断熱ブロックに隣り合って積み重ねられた断熱ブロックには、前記第一の側壁に対向し前記取付溝を形成する一対の側壁の他方となる第二の側壁が形成されており、
前記第一の側壁と前記第二の側壁との間隔は、前記取付溝の底部から該取付溝の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（２）前記（１）の断熱壁体を有する加熱装置。
（３）前記（２）の加熱装置を有する基板処理装置。
前記した手段によれば、発熱体の引っ掛かりを防止し、発熱体の変形を未然に防止することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、本発明に係る断熱壁体は、本発明に係る基板処理装置の一実施の形態であるＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）に設置された本発明に係る加熱装置の一実施の形態であるヒータユニットに使用されている。
本実施の形態において、本発明に係る断熱壁体は、本発明に係る基板処理装置の一実施の形態であるＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）に設置された本発明に係る加熱装置の一実施の形態であるヒータユニットに使用されている。
本発明の基板処理装置の一実施の形態であるＣＶＤ装置は、図１に示されているように、垂直に配されて固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１１を備えており、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とから構成されている。
アウタチューブ１２は石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて円筒形状に一体成形されており、インナチューブ１３は石英（ＳｉＯ2 ）もしくは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形されている。
アウタチューブ１２は内径がインナチューブ１３の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ１３にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。
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おり、インナチューブ１３の筒中空部はボート２２によって垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１４を形成している。インナチューブ１３の下端開口はウエハを出し入れするための炉口１５を構成している。
アウタチューブ１２は石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて円筒形状に一体成形されており、インナチューブ１３は石英（ＳｉＯ2 ）もしくは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形されている。
アウタチューブ１２は内径がインナチューブ１３の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ１３にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。
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おり、インナチューブ１３の筒中空部はボート２２によって垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１４を形成している。インナチューブ１３の下端開口はウエハを出し入れするための炉口１５を構成している。
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によって気密封止されており、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ＣＶＤ装置のヒータベース１９に支持されることにより、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。
マニホールド１６がＣＶＤ装置のヒータベース１９に支持されることにより、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。
マニホールド１６の側壁の上部には排気管１７が接続されており、排気管１７は排気装置（図示せず）に接続されて処理室１４を所定の真空度に真空排気し得るように構成されている。排気管１７はアウタチューブ１２とインナチューブ１３との間に形成された隙間に連通した状態になっており、アウタチューブ１２とインナチューブ１３との隙間によって排気路１８が構成されている。排気路１８の横断面形状は一定幅の円形リング形状になっている。
排気管１７がマニホールド１６に接続されているため、排気管１７は円筒形状の中空体を形成されて垂直方向に長く形成された排気路１８の最下端部に配置された状態になっている。
排気管１７がマニホールド１６に接続されているため、排気管１７は円筒形状の中空体を形成されて垂直方向に長く形成された排気路１８の最下端部に配置された状態になっている。
マニホールド１６には下端開口を閉塞するシールキャップ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はアウタチューブ１２の外径と略等しい円盤形状に形成されており、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の中心線上には、被処理基板としてのウエハ１を保持するためのボート２２が垂直に立脚されて支持されている。
ボート２２は複数枚のウエハ１を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。
ボート２２は複数枚のウエハ１を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。
シールキャップ２０にはガス導入管２３がインナチューブ１３の炉口１５に連通するように接続されており、ガス導入管２３には原料ガス供給装置およびキャリアガス供給装置（いずれも図示せず）に接続されている。ガス導入管２３から炉口１５に導入されたガスは、インナチューブ１３の処理室１４内を流通して排気路１８を通って排気管１７から排気される。
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であるヒータユニット３０がアウタチューブ１２の周囲を包囲するように同心円に設備されている。
ヒータユニット３０はステンレス鋼（ＳＵＳ）が使用されて上端閉塞で下端開口の円筒形状に形成されたケース３１を備えており、ケース３１の内径および全長はアウタチューブ１２の外径および全長よりも大きく設定されている。
ケース３１の内部には本発明の一実施の形態である発熱体の保持構造体が設置されている。本実施の形態に係る発熱体の保持構造体は、発熱体と断熱壁体３３とを備えている。
本発明の一実施の形態である断熱壁体３３はアウタチューブ１２の外径よりも大きい円筒形状に形成されており、アウタチューブ１２と同心円に設置されている。断熱壁体３３とケース３１の内周面との間の隙間３２は、空冷のための空間である。
ヒータユニット３０はステンレス鋼（ＳＵＳ）が使用されて上端閉塞で下端開口の円筒形状に形成されたケース３１を備えており、ケース３１の内径および全長はアウタチューブ１２の外径および全長よりも大きく設定されている。
ケース３１の内部には本発明の一実施の形態である発熱体の保持構造体が設置されている。本実施の形態に係る発熱体の保持構造体は、発熱体と断熱壁体３３とを備えている。
本発明の一実施の形態である断熱壁体３３はアウタチューブ１２の外径よりも大きい円筒形状に形成されており、アウタチューブ１２と同心円に設置されている。断熱壁体３３とケース３１の内周面との間の隙間３２は、空冷のための空間である。
断熱壁体３３はケース３１の内径より小さい外径を有する円盤形状の天井壁部３４と、アウタチューブ１２の外径よりも大きい内径およびケース３１の内径よりも小さい外径を有する円筒形状の側壁部３５とを備えている。
天井壁部３４は側壁部３５の上端の開口を閉塞するように被せられており、天井壁部３４の上端面はケース３１の天井壁の下面に接するように設けられている。
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、断熱壁体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構成してもよい。
側壁部３５の外径がケース３１の内径よりも小さく設定されていることにより、側壁部３５とケース３１との間には空冷空間としての隙間３２が形成されている。
なお、隙間３２と断熱壁体３３とアウタチューブ１２との間の空間を貫通させるように断熱壁体３３の側壁部３５に貫通孔を設け、断熱壁体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構成してもよい。
そして、断熱壁体３３の側壁部３５は断熱ブロック３６が複数個、垂直方向に積み重ねられることで一つの筒体として構築されている。
天井壁部３４は側壁部３５の上端の開口を閉塞するように被せられており、天井壁部３４の上端面はケース３１の天井壁の下面に接するように設けられている。
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、断熱壁体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構成してもよい。
側壁部３５の外径がケース３１の内径よりも小さく設定されていることにより、側壁部３５とケース３１との間には空冷空間としての隙間３２が形成されている。
なお、隙間３２と断熱壁体３３とアウタチューブ１２との間の空間を貫通させるように断熱壁体３３の側壁部３５に貫通孔を設け、断熱壁体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構成してもよい。
そして、断熱壁体３３の側壁部３５は断熱ブロック３６が複数個、垂直方向に積み重ねられることで一つの筒体として構築されている。
図１および図２に示されているように、断熱ブロック３６は短尺の円筒形状であるドーナツ形状の本体３７を備えており、本体３７は繊維状または球状のアルミナやシリカ等の絶縁材（insulating material ）としても機能する断熱材が使用されて、バキュームフォーム法の成形型によって一体成形されている。
なお、断熱ブロック３６および本体３７は円筒形状の内周方向に複数個に分割、例えば円筒形状を所定の角度にて複数個に分割した状態で成形し、その後、円筒形状に組み立てるようにしてもよい。
こうすると、断熱ブロック３６にも遊び（動き易さ）が形成されるために、断熱ブロック３６へ応力が加わったとしても割れにくくなる。好ましくは、四分割とするとサイズ的にもよい。
本体３７の下端部には、結合雄部（凸部）３８が本体３７の内周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されている。本体３７の上端部には、結合雌部（凹部）３９が本体３７の外周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されている。
また、本体３７の上端の内周側には、内側方向に突き出た突出部３７ａが形成されている。
隣り合う上下の断熱ブロック３６の突出部３７ａ間に、発熱体を取り付けるための取付溝（凹部）４０が側壁部３５の内周面を円形リング状に切り欠かれた状態となるように、一定深さ一定高さに形成されている。取付溝４０はそれぞれの断熱ブロック３６に対し一つずつ形成されており、一つの閉じた円形状となっている。
取付溝４０の内周面には、図３（ｂ）に示されているように、発熱体４２を位置決め保持するための鎹（かすがい）形状の保持具４１が複数個、周方向に略等間隔に取り付けられている。
取付溝４０はその上下方向の幅が円筒形状の側壁部３５の外径方向（円筒の中心と反対方向）すなわち溝底４０ａに近づくに従って漸次狭くなるように形成されている。すなわち、取付溝４０の上下の一対の側壁にはテーパ面４０ｂ、４０ｃが形成されており、両テーパ面４０ｂ、４０ｃ間の距離は溝底４０ａに近づくほど小さくなっている。
また、別の言い方をすれば、取付溝４０の垂直方向の一対の側壁の間隔は、側壁の頂部（突出部３７ａの内周面上）から取付溝４０の底部（溝底４０ａの内周面上）に近づくほど次第に小さくなっている。
なお、図３（ｃ）に示されているように、テーパ面４０ｂは取付溝４０の垂直方向の一対の側壁のうち上側の側壁に形成され、取付溝４０に収納されている発熱体４２より垂直方向上側に位置し、取付溝４０の円筒形状半径方向中心側に向けて次第に垂直方向上側に広がっている。
また、テーパ面４０ｃは取付溝４０の垂直方向の一対の側壁のうち下側の側壁に形成され、取付溝４０に収納されている発熱体４２より垂直方向下側に位置し、取付溝４０の円筒形状半径方向中心側に向けて次第に垂直方向下側に広がっている。
なお、断熱ブロック３６および本体３７は円筒形状の内周方向に複数個に分割、例えば円筒形状を所定の角度にて複数個に分割した状態で成形し、その後、円筒形状に組み立てるようにしてもよい。
こうすると、断熱ブロック３６にも遊び（動き易さ）が形成されるために、断熱ブロック３６へ応力が加わったとしても割れにくくなる。好ましくは、四分割とするとサイズ的にもよい。
本体３７の下端部には、結合雄部（凸部）３８が本体３７の内周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されている。本体３７の上端部には、結合雌部（凹部）３９が本体３７の外周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されている。
また、本体３７の上端の内周側には、内側方向に突き出た突出部３７ａが形成されている。
隣り合う上下の断熱ブロック３６の突出部３７ａ間に、発熱体を取り付けるための取付溝（凹部）４０が側壁部３５の内周面を円形リング状に切り欠かれた状態となるように、一定深さ一定高さに形成されている。取付溝４０はそれぞれの断熱ブロック３６に対し一つずつ形成されており、一つの閉じた円形状となっている。
取付溝４０の内周面には、図３（ｂ）に示されているように、発熱体４２を位置決め保持するための鎹（かすがい）形状の保持具４１が複数個、周方向に略等間隔に取り付けられている。
取付溝４０はその上下方向の幅が円筒形状の側壁部３５の外径方向（円筒の中心と反対方向）すなわち溝底４０ａに近づくに従って漸次狭くなるように形成されている。すなわち、取付溝４０の上下の一対の側壁にはテーパ面４０ｂ、４０ｃが形成されており、両テーパ面４０ｂ、４０ｃ間の距離は溝底４０ａに近づくほど小さくなっている。
また、別の言い方をすれば、取付溝４０の垂直方向の一対の側壁の間隔は、側壁の頂部（突出部３７ａの内周面上）から取付溝４０の底部（溝底４０ａの内周面上）に近づくほど次第に小さくなっている。
なお、図３（ｃ）に示されているように、テーパ面４０ｂは取付溝４０の垂直方向の一対の側壁のうち上側の側壁に形成され、取付溝４０に収納されている発熱体４２より垂直方向上側に位置し、取付溝４０の円筒形状半径方向中心側に向けて次第に垂直方向上側に広がっている。
また、テーパ面４０ｃは取付溝４０の垂直方向の一対の側壁のうち下側の側壁に形成され、取付溝４０に収納されている発熱体４２より垂直方向下側に位置し、取付溝４０の円筒形状半径方向中心側に向けて次第に垂直方向下側に広がっている。
発熱体４２にはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金やＭＯＳｉ2 およびＳｉＣ等の抵抗発熱材料が使用される。発熱体４２は、図３（ａ）に示されているように、波形の平板形状をしている。また、上側波部４２ａと上側隙間４３ａおよび下側波部４２ｂと下側隙間４３ｂがそれぞれ交互に形成されている。これらはプレス加工やレーザ切断加工等によって一体成形される。
発熱体４２は断熱ブロック３６の内周に沿って、円形リング形状に設けられている。発熱体４２が形成する円形リング形状の外径は、断熱ブロック３６の取付溝４０の内径（内周面の直径）よりも若干だけ小径である。
また、発熱体４２が形成する円形リング形状の内径は、断熱ブロック３６の突出部３７ａの内径より若干だけ大径である。
以上述べたように、円形リング形状をした発熱体４２の円筒部５１が形成される。
図１〜図３に示されているように、発熱体４２の円筒部５１は断熱ブロック３６の取付溝４０毎に設けられている。その、上下段には隣合う他の発熱体４２の円筒部５１が隔離されて設けられている。
図３（ａ）（ｂ）に示されているように、複数個の保持具４１、４１が上側隙間４３ａの下端から下側隙間４３ｂの上端に跨がるようにそれぞれ配置され、断熱ブロック３６に挿入される。このようにして、取付溝４０の内周面から離間された状態で発熱体４２は保持されている。
図２および図３に示されているように、発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４には一対の給電部４５、４６が、円形リング形状の円周方向と直角であって半径方向外向きにそれぞれ屈曲されて形成されている。一対の給電部４５、４６の先端部には一対の接続部４７、４８が互いに逆方向となるように、給電部４５、４６と直角にそれぞれ屈曲されて形成されている。
一対の給電部４５、４６における発熱量の低下を抑制するために、一対の給電部４５、４６の間隔は小さく設定されている。
好ましくは、一対の給電部４５、４６が円形リング形状の円周方向から半径方向外向きの直角にそれぞれ屈曲される箇所は、発熱体４２の上側波部４２ａの最上部付近もしくは下側波部４２ｂの最下部付近とするとよい。
こうすることにより、発熱体４２を一対の給電部４５、４６にさらに隙間なく敷き詰めることができる。
発熱体４２は断熱ブロック３６の内周に沿って、円形リング形状に設けられている。発熱体４２が形成する円形リング形状の外径は、断熱ブロック３６の取付溝４０の内径（内周面の直径）よりも若干だけ小径である。
また、発熱体４２が形成する円形リング形状の内径は、断熱ブロック３６の突出部３７ａの内径より若干だけ大径である。
以上述べたように、円形リング形状をした発熱体４２の円筒部５１が形成される。
図１〜図３に示されているように、発熱体４２の円筒部５１は断熱ブロック３６の取付溝４０毎に設けられている。その、上下段には隣合う他の発熱体４２の円筒部５１が隔離されて設けられている。
図３（ａ）（ｂ）に示されているように、複数個の保持具４１、４１が上側隙間４３ａの下端から下側隙間４３ｂの上端に跨がるようにそれぞれ配置され、断熱ブロック３６に挿入される。このようにして、取付溝４０の内周面から離間された状態で発熱体４２は保持されている。
図２および図３に示されているように、発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４には一対の給電部４５、４６が、円形リング形状の円周方向と直角であって半径方向外向きにそれぞれ屈曲されて形成されている。一対の給電部４５、４６の先端部には一対の接続部４７、４８が互いに逆方向となるように、給電部４５、４６と直角にそれぞれ屈曲されて形成されている。
一対の給電部４５、４６における発熱量の低下を抑制するために、一対の給電部４５、４６の間隔は小さく設定されている。
好ましくは、一対の給電部４５、４６が円形リング形状の円周方向から半径方向外向きの直角にそれぞれ屈曲される箇所は、発熱体４２の上側波部４２ａの最上部付近もしくは下側波部４２ｂの最下部付近とするとよい。
こうすることにより、発熱体４２を一対の給電部４５、４６にさらに隙間なく敷き詰めることができる。
一対の給電部４５、４６の位置に対応する円筒形状の断熱ブロック３６には、一対の挿通溝４９、５０がそれぞれ形成されている。両挿通溝４９、５０は取付溝４０側から円筒形状の半径方向に本体３７の外周側にかけて達するように形成される。両給電部４５、４６の両挿通溝４９、５０にそれぞれ挿通されている。
なお、挿通溝４９、５０は両給電部４５、４６が挿通される前は、両挿通溝４９、５０の間をも含め、両挿通溝４９、５０が一つの挿通溝となるように形成しておき、両給電部４５、４６を挿通後に、両給電部４５、４６間に繊維状または球状のアルミナやシリカ等の絶縁材としても機能する断熱材を埋めることで、断熱壁体３３および挿通溝４９、５０を形成してもよい。
本体３７の外周面における両挿通溝４９、５０の部分には、碍子（以下、外側碍子という。）５２が設けられている。
外側碍子５２は、アルミナやシリカ等の耐熱性を有する絶縁材としてのセラミックが使用されて、焼結法等の適当な製法により、断熱ブロック３６よりも硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。例えば、外側碍子５２は断熱ブロック３６よりアルミナ成分の含有率を高くすることで硬度、曲げ強度、密度を高くすることができる。
図４（ａ）に示されているように、外側碍子５２は略正方形であって、断熱ブロック３６の外周面の曲面に対応するような若干の曲面Ｒ１を持つ平盤形状に一体成形されており、本体３７の外周面に固定されている。
外側碍子５２は、少なくとも断熱ブロック３６と同等以上の硬度、同等以上の曲げ強度および同等以上の密度を備えている。
なお、好ましくは、外側碍子５２の硬度を、断熱ブロック３６の硬度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
また、好ましくは、外側碍子５２の曲げ強度および／または密度を断熱ブロック３６の曲げ強度および／または密度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
外側碍子５２の上部には、一対の給電部を挿通するための挿通部としての一対の保持溝５３、５４がそれぞれ形成されている。両保持溝５３、５４の位置は、両挿通溝４９、５０の位置に対応させ、略同位置となるようにしている。両保持溝５３、５４には両挿通溝４９、５０に挿通された両給電部４５、４６がそれぞれ挿通されて保持されている。
好ましくは、図４（ａ）に示されているように、保持溝５３、５４は外側碍子５２の最上部に至るまで切欠くように形成するとよい。一対の給電部を設置した後に、外側碍子５２を取付けたり、交換することが可能となるからである。但し、保持溝５３、５４は外側碍子５２の最上部まで切欠かずに孔形状で形成することもできる。
外側碍子５２の両保持溝５３、５４は、発熱体４２の給電部４５、４６を保持することにより、発熱体４２の暴れを抑えることができる。両保持溝５３、５４の間隔は本体３７の両挿通溝４９、５０の間隔に対応させて、同じ間隔としている。
ここで、発熱体４２の暴れとは、発熱体４２に給電することにより発熱体４２が熱膨張を起こしたり、給電を止めることにより熱収縮を起こしたりして、本来配置されている位置からずれたり、移動したり、捩じれたりするように動く現象のことをいう。
なお、挿通溝４９、５０は両給電部４５、４６が挿通される前は、両挿通溝４９、５０の間をも含め、両挿通溝４９、５０が一つの挿通溝となるように形成しておき、両給電部４５、４６を挿通後に、両給電部４５、４６間に繊維状または球状のアルミナやシリカ等の絶縁材としても機能する断熱材を埋めることで、断熱壁体３３および挿通溝４９、５０を形成してもよい。
本体３７の外周面における両挿通溝４９、５０の部分には、碍子（以下、外側碍子という。）５２が設けられている。
外側碍子５２は、アルミナやシリカ等の耐熱性を有する絶縁材としてのセラミックが使用されて、焼結法等の適当な製法により、断熱ブロック３６よりも硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。例えば、外側碍子５２は断熱ブロック３６よりアルミナ成分の含有率を高くすることで硬度、曲げ強度、密度を高くすることができる。
図４（ａ）に示されているように、外側碍子５２は略正方形であって、断熱ブロック３６の外周面の曲面に対応するような若干の曲面Ｒ１を持つ平盤形状に一体成形されており、本体３７の外周面に固定されている。
外側碍子５２は、少なくとも断熱ブロック３６と同等以上の硬度、同等以上の曲げ強度および同等以上の密度を備えている。
なお、好ましくは、外側碍子５２の硬度を、断熱ブロック３６の硬度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
また、好ましくは、外側碍子５２の曲げ強度および／または密度を断熱ブロック３６の曲げ強度および／または密度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
外側碍子５２の上部には、一対の給電部を挿通するための挿通部としての一対の保持溝５３、５４がそれぞれ形成されている。両保持溝５３、５４の位置は、両挿通溝４９、５０の位置に対応させ、略同位置となるようにしている。両保持溝５３、５４には両挿通溝４９、５０に挿通された両給電部４５、４６がそれぞれ挿通されて保持されている。
好ましくは、図４（ａ）に示されているように、保持溝５３、５４は外側碍子５２の最上部に至るまで切欠くように形成するとよい。一対の給電部を設置した後に、外側碍子５２を取付けたり、交換することが可能となるからである。但し、保持溝５３、５４は外側碍子５２の最上部まで切欠かずに孔形状で形成することもできる。
外側碍子５２の両保持溝５３、５４は、発熱体４２の給電部４５、４６を保持することにより、発熱体４２の暴れを抑えることができる。両保持溝５３、５４の間隔は本体３７の両挿通溝４９、５０の間隔に対応させて、同じ間隔としている。
ここで、発熱体４２の暴れとは、発熱体４２に給電することにより発熱体４２が熱膨張を起こしたり、給電を止めることにより熱収縮を起こしたりして、本来配置されている位置からずれたり、移動したり、捩じれたりするように動く現象のことをいう。
取付溝４０の内周面における両挿通溝４９、５０に対応する部位には、碍子（以下、内側碍子という。）５５が当接されて固定されている。
内側碍子５５はアルミナやシリカ等の耐熱性を有する絶縁材としてのセラミックが使用されて、焼結法等の適当な製法により、断熱ブロック３６よりも硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。
例えば、内側碍子５５は断熱ブロック３６よりアルミナの成分の含有率を高くすることで、硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。
図４（ｂ）に示されているように内側碍子５５は略正方形であって、断熱ブロック３６の取付溝４０の内周面の曲面に対応するような若干の曲面Ｒ２を持つ平盤形状に一体成形されている。
内側碍子５５は、少なくとも断熱ブロック３６と同等以上の硬度が備えられている。
なお、好ましくは、内側碍子５５の硬度を断熱ブロック３６の硬度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
また、好ましくは、内側碍子５５の曲げ強度および／または密度を断熱ブロック３６の曲げ強度および／または密度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
内側碍子５５の上部には、一対の給電部を挿通するための挿通部としての一対の保持溝５６、５７がそれぞれ形成されている。両保持溝５６、５７の位置は、両挿通溝４９、５０の位置に対応させ、略同位置となるようにしている。両保持溝５６、５７には両挿通溝４９、５０に挿通された両給電部４５、４６がそれぞれ挿通されて保持されている。
好ましくは、図４（ｂ）に示されているように、保持溝５６、５７は内側碍子５５の最上部に至るまで切欠くように形成するとよい。一対の給電部４５、４６を設置した後に内側碍子５５を取り付けたり、交換することが可能となるからである。但し、保持溝５６、５７は内側碍子５５の最上部まで切欠かずに孔形状で形成することもできる。
内側碍子５５の両保持溝５６、５７は、発熱体４２の給電部４５、４６を保持することにより発熱体４２の暴れを抑えることができる。両保持溝５６、５７の間隔は本体３７の挿通溝４９、５０に対応させ、同じ間隔としている。
内側碍子５５の内側端面（断熱ブロック３６と反対側の端面すなわち発熱体４２の円筒部５１側の端面）には、両保持溝５６、５７の間に、発熱体４２の一対の給電部４５、４６および円筒部５１を隔てる隔壁部５８が設けられている。隔壁部５８は取付溝４０の内周面に当接し固定した際に、少なくとも発熱体４２の円筒部５１の内周面上の位置まで設けられる厚さ（ｔ）になっている。
好ましくは、図２に示されているように、隔壁部５８は取付溝４０の内周面に接するように設けて固定した際に、発熱体４２の円筒部５１の内周面上を越えて円筒部５１の内側まで設けられる厚さ（ｔ）とするとよい。このようにすることにより、効果的に発熱体４２の一対の給電部４５、４６および円筒部５１を隔てることができる。
また、隔壁部５８の高さ（ｈ）は、取付溝４０の内周面に当接し固定した際に、少なくとも、発熱体４２の板幅と同等以上の値ないし寸法（ｈ）とされている。また、発熱体４２の一対の給電部４５、４６を隔てるように一対の給電部４５、４６を同じ高さの位置に設置できるように、両保持溝５６、５７と同じ高さ位置に設けられている。
好ましくは、隔壁部５８の高さ（ｈ）は、図３（ａ）に示されるように、取付溝４０の内周面に接するように設けて固定した際に、発熱体４２の円筒部５１の上側波部４２ａの最上部の高さと下側波部４２ｂの最下部の高さとの間の値（ｈ１）より大きくするとよい。このようにすることにより、一対の給電部４５、４６および円筒部５１を効果的に隔てることができる。
隔壁部５８は内側碍子５５の内側端面から両側に曲部Ｒ３を形成させて設けられている。この曲部Ｒ３が設けられることにより、内側碍子５５を成形し易くできるとともに、内側碍子５５の強度が増し、発熱体４２の円筒部５１が膨張し、伸び、隔壁部５８と接触しても内側碍子５５が割れたりし難くなる。
なお、曲部Ｒ３は曲面形状とするのみならず、平坦面から成るテーパ形状としてもよい。
内側碍子５５はアルミナやシリカ等の耐熱性を有する絶縁材としてのセラミックが使用されて、焼結法等の適当な製法により、断熱ブロック３６よりも硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。
例えば、内側碍子５５は断熱ブロック３６よりアルミナの成分の含有率を高くすることで、硬度、曲げ強度および密度を高くすることができる。
図４（ｂ）に示されているように内側碍子５５は略正方形であって、断熱ブロック３６の取付溝４０の内周面の曲面に対応するような若干の曲面Ｒ２を持つ平盤形状に一体成形されている。
内側碍子５５は、少なくとも断熱ブロック３６と同等以上の硬度が備えられている。
なお、好ましくは、内側碍子５５の硬度を断熱ブロック３６の硬度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
また、好ましくは、内側碍子５５の曲げ強度および／または密度を断熱ブロック３６の曲げ強度および／または密度よりも高くすると、効果的に発熱体４２の暴れを抑止することができる。
内側碍子５５の上部には、一対の給電部を挿通するための挿通部としての一対の保持溝５６、５７がそれぞれ形成されている。両保持溝５６、５７の位置は、両挿通溝４９、５０の位置に対応させ、略同位置となるようにしている。両保持溝５６、５７には両挿通溝４９、５０に挿通された両給電部４５、４６がそれぞれ挿通されて保持されている。
好ましくは、図４（ｂ）に示されているように、保持溝５６、５７は内側碍子５５の最上部に至るまで切欠くように形成するとよい。一対の給電部４５、４６を設置した後に内側碍子５５を取り付けたり、交換することが可能となるからである。但し、保持溝５６、５７は内側碍子５５の最上部まで切欠かずに孔形状で形成することもできる。
内側碍子５５の両保持溝５６、５７は、発熱体４２の給電部４５、４６を保持することにより発熱体４２の暴れを抑えることができる。両保持溝５６、５７の間隔は本体３７の挿通溝４９、５０に対応させ、同じ間隔としている。
内側碍子５５の内側端面（断熱ブロック３６と反対側の端面すなわち発熱体４２の円筒部５１側の端面）には、両保持溝５６、５７の間に、発熱体４２の一対の給電部４５、４６および円筒部５１を隔てる隔壁部５８が設けられている。隔壁部５８は取付溝４０の内周面に当接し固定した際に、少なくとも発熱体４２の円筒部５１の内周面上の位置まで設けられる厚さ（ｔ）になっている。
好ましくは、図２に示されているように、隔壁部５８は取付溝４０の内周面に接するように設けて固定した際に、発熱体４２の円筒部５１の内周面上を越えて円筒部５１の内側まで設けられる厚さ（ｔ）とするとよい。このようにすることにより、効果的に発熱体４２の一対の給電部４５、４６および円筒部５１を隔てることができる。
また、隔壁部５８の高さ（ｈ）は、取付溝４０の内周面に当接し固定した際に、少なくとも、発熱体４２の板幅と同等以上の値ないし寸法（ｈ）とされている。また、発熱体４２の一対の給電部４５、４６を隔てるように一対の給電部４５、４６を同じ高さの位置に設置できるように、両保持溝５６、５７と同じ高さ位置に設けられている。
好ましくは、隔壁部５８の高さ（ｈ）は、図３（ａ）に示されるように、取付溝４０の内周面に接するように設けて固定した際に、発熱体４２の円筒部５１の上側波部４２ａの最上部の高さと下側波部４２ｂの最下部の高さとの間の値（ｈ１）より大きくするとよい。このようにすることにより、一対の給電部４５、４６および円筒部５１を効果的に隔てることができる。
隔壁部５８は内側碍子５５の内側端面から両側に曲部Ｒ３を形成させて設けられている。この曲部Ｒ３が設けられることにより、内側碍子５５を成形し易くできるとともに、内側碍子５５の強度が増し、発熱体４２の円筒部５１が膨張し、伸び、隔壁部５８と接触しても内側碍子５５が割れたりし難くなる。
なお、曲部Ｒ３は曲面形状とするのみならず、平坦面から成るテーパ形状としてもよい。
図２および図３に示されているように、上段側の発熱体４２の一方の接続部（以下、プラス側接続部という。）４７には給電端子６１が溶接されており、他方の接続部（以下、マイナス側接続部という。）４８には渡り線６２の上端部が溶接されている。渡り線６２の下端部は下段側の発熱体４２のプラス側接続部４７に接続されている。
したがって、下段側の発熱体４２のプラス側接続部４７は上段側の発熱体４２のマイナス側接続部４８の真下付近に位置しており、その分だけ下段側の発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４は上段側の発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４よりも周方向にずれた状態になっている。
渡り線６２はこの渡り線６２の表面からの放熱を小さく抑制するために、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金やＭＯＳｉ2 およびＳｉＣ等の抵抗発熱材料が使用されて、断面が円形の丸棒形状に形成されている。但し、渡り線の電流容量の都合によっては、渡り線６２は断面が四角形の角棒形状に形成してもよい。
したがって、下段側の発熱体４２のプラス側接続部４７は上段側の発熱体４２のマイナス側接続部４８の真下付近に位置しており、その分だけ下段側の発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４は上段側の発熱体４２の円筒部５１の両端部４４、４４よりも周方向にずれた状態になっている。
渡り線６２はこの渡り線６２の表面からの放熱を小さく抑制するために、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金やＭＯＳｉ2 およびＳｉＣ等の抵抗発熱材料が使用されて、断面が円形の丸棒形状に形成されている。但し、渡り線の電流容量の都合によっては、渡り線６２は断面が四角形の角棒形状に形成してもよい。
図２および図５に示されているように、ヒータユニット３０のケース３１の外周面における給電端子６１の設置場所に対応する位置には、両接続部４７、４８や渡り線６２を被覆する端子ケース６３が被せ付けられており、端子ケース６３の内部にはガラスウール等の断熱材６４が充填されている。端子ケース６３には複数個の給電端子６１が絶縁碍子６５を介して挿入されている。
次に、前記構成に係るＣＶＤ装置によるＩＣ等の半導体装置の製造方法における成膜工程を簡単に説明する。
図１に示されているように、複数枚のウエハ１がボート２２に装填（ウエハチャージ）されると、複数枚のウエハ１を保持したボート２２は、ボートエレベータ２１によって持ち上げられて処理室１４に搬入（ボートローディング）される。
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。
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。
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を介して真空排気される。
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によって加熱される。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への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、ボート２２が回転機構２５によって回転されることにより、ウエハ１が回転される。
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によって加熱される。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への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、ボート２２が回転機構２５によって回転されることにより、ウエハ１が回転される。
次いで、所定の流量に制御された原料ガスが、処理室１４内へガス導入管２３を通じて導入される。
導入された原料ガスは処理室１４内を上昇し、インナーチューブ１３の上端開口から排気路１８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、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。
導入された原料ガスは処理室１４内を上昇し、インナーチューブ１３の上端開口から排気路１８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、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。
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、処理室１４内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室１４内の圧力が常圧に復帰される。
その後、ボートエレベータ２１によりシールキャップ２０が下降されて、マニホールド１６の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ１がボート２２に保持された状態で、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）される。
その後に、処理済のウエハ１はボート２２から取り出される（ウエハディスチャージ）。
その後に、処理済のウエハ１はボート２２から取り出される（ウエハディスチャージ）。
ところで、ヒータユニット３０の発熱体４２は温度が上昇すると、熱膨張によって伸びるために、全体的に円形リング形状の発熱体４２の円筒部５１は直径が大きくなる。発熱体４２の直径が大きくなると、発熱体４２は保持具４１によって断熱壁体３３の中心方向への移動だけが規制されているために、発熱体４２は取付溝４０内において半径方向外向きに動く状態になる。
例えば、図６（ａ）に示されているように、上下の側壁が互いに平行に形成された取付溝４０’の場合には、取付溝４０’内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０’の側壁面に引っ掛かってしまい、引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで発熱体が変形してしまう可能性がある。
また、同様に、発熱体が熱膨張時に取付溝４０’の側壁面に引っ掛かりその引っ掛かった状態のままで、発熱体４２が降温して収縮すると、当該引っ掛かった部位が固定端となるよう作用することで、発熱体４２が変形してしまう。このような変形が蓄積した場合や変形が大きい場合には、発熱体４２が断線に至る可能性がある。また、熱膨張により上側波部４２ａは上側に下側波部４２ｂは、下側にそれぞれ伸びるため取付溝４０の両側壁と発熱体４２との距離はせまくなってしまうため、上述の問題はさらに顕著になる。
しかし、本実施の形態においては、取付溝４０の両側壁にはテーパ面４０ｂ、４０ｃが形成されているので、図６（ｂ）に示されているように、取付溝４０内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０の側壁面に引っ掛かってしまうのを防止することができる。また、発熱体４２が熱膨張時に一方の側壁側にずれたとしても、テーパ面を発熱体４２が滑り、所定の上下位置に収めることができる。
したがって、発熱体４２が降温して収縮しても、発熱体４２は取付溝４０内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻る。つまり、発熱体４２の熱膨張および熱収縮に伴う変形、劣化、断線は未然に防止することができる。
なお、好ましくは、取付溝４０の溝底４０ａの垂直方向（上下方向）の幅は、少なくとも発熱体４２の円筒部５１の上側波部４２ａの最上部の高さと下側波４２ｂの最下部の高さとの間の値（ｈ１）より大きい幅にするとよい。こうすることにより、取付溝４０の溝底４０ａまで発熱体４２は側壁面に引っ掛かってしまうことなく、熱膨張することができる。
例えば、図６（ａ）に示されているように、上下の側壁が互いに平行に形成された取付溝４０’の場合には、取付溝４０’内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０’の側壁面に引っ掛かってしまい、引っ掛かった部位が固定端となるように作用することで発熱体が変形してしまう可能性がある。
また、同様に、発熱体が熱膨張時に取付溝４０’の側壁面に引っ掛かりその引っ掛かった状態のままで、発熱体４２が降温して収縮すると、当該引っ掛かった部位が固定端となるよう作用することで、発熱体４２が変形してしまう。このような変形が蓄積した場合や変形が大きい場合には、発熱体４２が断線に至る可能性がある。また、熱膨張により上側波部４２ａは上側に下側波部４２ｂは、下側にそれぞれ伸びるため取付溝４０の両側壁と発熱体４２との距離はせまくなってしまうため、上述の問題はさらに顕著になる。
しかし、本実施の形態においては、取付溝４０の両側壁にはテーパ面４０ｂ、４０ｃが形成されているので、図６（ｂ）に示されているように、取付溝４０内において半径方向外向きに動く時に、発熱体４２が取付溝４０の側壁面に引っ掛かってしまうのを防止することができる。また、発熱体４２が熱膨張時に一方の側壁側にずれたとしても、テーパ面を発熱体４２が滑り、所定の上下位置に収めることができる。
したがって、発熱体４２が降温して収縮しても、発熱体４２は取付溝４０内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻る。つまり、発熱体４２の熱膨張および熱収縮に伴う変形、劣化、断線は未然に防止することができる。
なお、好ましくは、取付溝４０の溝底４０ａの垂直方向（上下方向）の幅は、少なくとも発熱体４２の円筒部５１の上側波部４２ａの最上部の高さと下側波４２ｂの最下部の高さとの間の値（ｈ１）より大きい幅にするとよい。こうすることにより、取付溝４０の溝底４０ａまで発熱体４２は側壁面に引っ掛かってしまうことなく、熱膨張することができる。
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
1) 発熱体が取付られる取付溝の側壁を、側壁間の距離が溝底に近づく程小さくなるように、傾斜させることにより、熱膨張に伴って発熱体が取付溝内において半径方向外向きに動く時に、発熱体が取付溝の側壁面に引っ掛かってしまうのを防止することができる。この結果、発熱体が降温して収縮しても、発熱体は取付溝内において半径方向内向きに動いて元の位置に戻ることができる。
2) 発熱体の熱膨張および熱収縮に伴う発熱体の変形や応力負荷を防止することにより、発熱体の熱膨張および熱収縮に伴って発生する発熱体の劣化や断線を未然に防止することができるので、発熱体の寿命を延長することができる。
3) 発熱体の熱膨張および熱収縮に伴う発熱体の上下方向（垂直方向）の動きを所望の範囲とすることにより、プロセスチューブ内のボートに上下方向（垂直方向）に敷き詰められたウエハを熱する際の上下方向のウエハ間の温度が発熱体の上下方向への移動により、ウエハへの温度分布を劣化させたり、適正な温度分布とするよう再調整する必要が生じたりすることを防止することができるので、ヒータユニットひいてはＣＶＤ装置の性能を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施の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。
例えば、断熱壁体は複数個の断熱ブロックを垂直方向に積み重ねて一本の筒体に構築して構成するに限らず、一体的に成形してもよい。
外側碍子および内側碍子は前記実施の形態のものを使用するに限らないし、省略してもよい。
本発明に係る断熱壁体は、ＣＶＤ装置のヒータユニットにおける発熱体の保持構造体に適用するに限らず、酸化膜形成装置や拡散装置およびアニール装置のヒータユニット等の加熱装置の断熱壁体全般に適用することができる。
さらに、本発明に係る基板処理装置は、ＣＶＤ装置に適用するに限らず、酸化膜形成装置や拡散装置およびアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
さらに、本発明に係る基板処理装置は、ＣＶＤ装置に適用するに限らず、酸化膜形成装置や拡散装置およびアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
本発明の好ましい態様を付記する。
（１）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、溝底に近づくにつれて小さくなるよう形成されている断熱壁体。
（２）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、前記取付溝の底部から該側壁の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（３）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が前記取付溝の底部から前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（４）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁のうちの前記発熱体より垂直方向上側に位置する側壁は、前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に垂直方向上側に広がり、
前記取付溝を形成する一対の側壁のうちの前記発熱体より垂直方向下側に位置する側壁は、前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に垂直方向下側に広がるよう形成されている断熱壁体。
（５）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝の垂直方向の幅は少なくとも前記発熱体の垂直方向の上下端より大きく形成されており、該幅は前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（６）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックのうちの一つに前記取付溝を形成する一対の側壁の一方となる第一の側壁が形成されており、
前記第一の側壁が形成される断熱ブロックに隣り合って積み重ねられた断熱ブロックには、前記第一の側壁に対向し前記取付溝を形成する一対の側壁の他方となる第二の側壁が形成されており、
前記第一の側壁と前記第二の側壁との間隔は、前記取付溝の底部から該取付溝の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（７）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックの下端部には、結合雄部が前記断熱ブロックの内周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されており、
前記断熱ブロックの上端部には、結合雌部が前記断熱ブロックの外周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されており、
前記断熱ブロックの内周面における上端と該断熱ブロックと隣接する断熱ブロックの内周面における上端との間に、前記取付溝が形成されており、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が前記取付溝の底部から該側壁の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（８）前記取付溝が垂直方向に複数個形成されている前記（１）〜（７）いずれかの断熱壁体。
（９）基板処理装置に用いられる発熱体の保持構造体であって、
円筒形状に形成された断熱壁体の内周面に取付溝が形成されており、この取付溝内に前記発熱体が設けられており、前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、溝底に近づくにつれて小さくなるよう形成されている発熱体の保持構造体。
（１０）前記（１）〜（８）いずれかの断熱壁体を有する加熱装置。
（１１）前記（１０）の加熱装置を有する基板処理装置。
（１２）前記取付溝の溝底から側壁頂部までの高さが、前記取付溝の溝底から前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（１）の断熱壁体。
（１３）前記取付溝の底部から側壁頂部までの高さが、前記取付溝の底部から前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（２）（６）または（７）の断熱壁体。
（１４）前記取付溝が形成する底部から側壁頂部までの高さが、前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（３）（４）（５）または（８）の断熱壁体。
（１５）前記（１２）（１３）（１４）の断熱壁体を有する加熱装置。
（１６）前記（１５）の加熱装置を有する基板処理装置。
（１）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、溝底に近づくにつれて小さくなるよう形成されている断熱壁体。
（２）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、前記取付溝の底部から該側壁の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（３）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が前記取付溝の底部から前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（４）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝を形成する一対の側壁のうちの前記発熱体より垂直方向上側に位置する側壁は、前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に垂直方向上側に広がり、
前記取付溝を形成する一対の側壁のうちの前記発熱体より垂直方向下側に位置する側壁は、前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に垂直方向下側に広がるよう形成されている断熱壁体。
（５）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
該円筒形状の内周面に発熱体を収納するための取付溝を有し、
前記取付溝の垂直方向の幅は少なくとも前記発熱体の垂直方向の上下端より大きく形成されており、該幅は前記円筒形状の半径方向中心側に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（６）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックのうちの一つに前記取付溝を形成する一対の側壁の一方となる第一の側壁が形成されており、
前記第一の側壁が形成される断熱ブロックに隣り合って積み重ねられた断熱ブロックには、前記第一の側壁に対向し前記取付溝を形成する一対の側壁の他方となる第二の側壁が形成されており、
前記第一の側壁と前記第二の側壁との間隔は、前記取付溝の底部から該取付溝の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（７）基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックの下端部には、結合雄部が前記断熱ブロックの内周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されており、
前記断熱ブロックの上端部には、結合雌部が前記断熱ブロックの外周の一部を円形リング形状に切り欠かれた状態に形成されており、
前記断熱ブロックの内周面における上端と該断熱ブロックと隣接する断熱ブロックの内周面における上端との間に、前記取付溝が形成されており、
前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が前記取付溝の底部から該側壁の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。
（８）前記取付溝が垂直方向に複数個形成されている前記（１）〜（７）いずれかの断熱壁体。
（９）基板処理装置に用いられる発熱体の保持構造体であって、
円筒形状に形成された断熱壁体の内周面に取付溝が形成されており、この取付溝内に前記発熱体が設けられており、前記取付溝を形成する一対の側壁の間隔が、溝底に近づくにつれて小さくなるよう形成されている発熱体の保持構造体。
（１０）前記（１）〜（８）いずれかの断熱壁体を有する加熱装置。
（１１）前記（１０）の加熱装置を有する基板処理装置。
（１２）前記取付溝の溝底から側壁頂部までの高さが、前記取付溝の溝底から前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（１）の断熱壁体。
（１３）前記取付溝の底部から側壁頂部までの高さが、前記取付溝の底部から前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（２）（６）または（７）の断熱壁体。
（１４）前記取付溝が形成する底部から側壁頂部までの高さが、前記発熱体の内周側表面までの高さよりも高くなるよう形成されている前記（３）（４）（５）または（８）の断熱壁体。
（１５）前記（１２）（１３）（１４）の断熱壁体を有する加熱装置。
（１６）前記（１５）の加熱装置を有する基板処理装置。
１…ウエハ（基板）、１１…プロセスチューブ、１２…アウタチューブ、１３…インナチューブ、１４…処理室、１５…炉口、１６…マニホールド、１７…排気管、１８…排気路、１９…ヒータベース、２０…シールキャップ、２１…ボートエレベータ、２２…ボート、２３…ガス導入管、２４…温度センサ、２５…回転機構、３０…ヒータユニット（加熱装置）、３１…ケース、３２…隙間、３３…断熱壁体、３４…天井壁部、３５…側壁部、３６…断熱ブロック、３７…本体、３７ａ…突出部、３８…結合雄部（凸部）、３９…結合雌部（凹部）、４０…取付溝（凹部）、４０ａ…溝底、４０ｂ、４０ｃ…テーパ面、４１…保持具、４２…発熱体、４３…隙間、４４…両端部、４５、４６…給電部、４７、４８…接続部、４９、５０…挿通溝、５１…円筒部、５２…外側碍子（絶縁構造体）、５３、５４…保持溝、５５…内側碍子（絶縁構造体）、５６、５７…保持溝、５８…隔壁部、６１…給電端子、６２…渡り線、６３…端子ケース、６４…断熱材、６５…絶縁碍子。
Claims (3)
- 基板処理装置に用いられる加熱装置の円筒形状の断熱壁体であって、
内周面に発熱体を収納するための取付溝を有する円筒形状の断熱ブロックを複数積み重ねられ、
前記断熱ブロックのうちの一つに前記取付溝を形成する一対の側壁の一方となる第一の側壁が形成されており、
前記第一の側壁が形成される断熱ブロックに隣り合って積み重ねられた断熱ブロックには、前記第一の側壁に対向し前記取付溝を形成する一対の側壁の他方となる第二の側壁が形成されており、
前記第一の側壁と前記第二の側壁との間隔は、前記取付溝の底部から該取付溝の頂部に向けて次第に大きくなるよう形成されている断熱壁体。 - 前記請求項１の断熱壁体を有する加熱装置。
- 前記請求項２の加熱装置を有する基板処理装置。
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| JPH0758046A (ja) * | 1993-08-11 | 1995-03-03 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
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-
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- 2011-07-19 JP JP2011158310A patent/JP5383752B2/ja active Active
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