JP3587280B2 - 縦型熱処理装置およびキャスター付ヒーターの設置方法 - Google Patents
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Description
本発明は、縦型熱処理装置およびキャスター付ヒーターの設置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造においては、被処理基板である半導体ウエハに酸化、拡散、CVD(Chemical Vapor Deposition)、アニールなどの処理を施すために、各種の熱処理装置が使用されている。その熱処理装置の一つである縦型熱処理装置は、筐体内に水平なベースプレートを備えており、このベースプレート上に縦型熱処理炉を構成する円筒状のヒーターを設置している。
【0003】
この場合、上記ヒーターは、筐体の高さが限られていることから、水平方向からベースプレート上に搬送移動されて設置されるようになっている。従来のヒーターは、比較的小口径のウエハを対象として製作されており、それほど重くなかったので、ベースプレート上にスライド移動させて設置したり、あるいはメンテナンスのためにスライド移動させて搬出することができ、搬送移動に特に問題はなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ヒーターは、ウエハサイズの増大に伴い、重量が増大する傾向がある。例えば、8インチ用のヒーターでは、重量が70〜80Kgと重くなり、搬送移動に苦労するようになり、また、300mm用のヒータでは、重量が120〜300Kgと格段に重くなり、最早、従来の移動方法で搬送移動することは困難であった。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものである。本発明の目的は、ヒーターの重量が増大しても、ヒーターを容易に搬送移動することができる縦型熱処理装置を提供することにある。また、本発明の目的は、ヒーターが設置される筐体内の奥部に手が届きにくいことから、ヒーターの設置時にキャスターの取外しを不要にした縦型熱処理装置を提供することにある。また、本発明の目的は、ヒーターをベースプレート上に容易に搭載することができるキャスター付ヒーターの設置方法を提供することにある。
【0006】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に係る発明は、ベースプレート上に水平方向から搬送移動されて設置されるヒーターを備えた縦型熱処理装置において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、ヒーターの底板をベースプレート上に締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定したことを特徴とする。
【0007】
請求項2に係る発明は、前記キャスターが、球形の車輪を回転可能に支持したキャスター本体と、前記ヒーターの底板に設けた取付穴に取付けられ、キャスター本体を上下移動可能に収容するキャスターケーシングと、キャスター本体の上下移動を一定範囲に規制するためにキャスターケーシングの上端部および下端部に取付けられた上蓋および下蓋と、該下蓋に形成され前記車輪が突出又は引っ込み可能な開口部と、キャスターケーシングの上端とキャスター本体の下端に設けられて上下方向で互いに対向するフランジ部と、両フランジ部間にキャスター本体とキャスターケーシングの間の環状空間に収容された状態で介設され、前記車輪を下蓋の開口部から突出するように付勢するコイル状のバネとを備えていることを特徴とする。
【0008】
請求項3に係る発明は、縦型熱処理装置におけるベースプレート上にヒーターを設置する方法において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、前記ベースプレート上に前記キャスター付ヒーターのキャスターを案内するレールを有するヒーターセット治具を取付け、前記キャスター付ヒーターを前記ヒーターセット治具のレールと対応するレールを有する昇降プレート上に載せ、この昇降プレートを昇降機によりヒーターセット治具の高さまで上昇搬送し、昇降プレートとヒーターセット治具の対向する端部同士を連結し、キャスター付ヒーターを昇降プレートとヒーターセット治具のレール上に沿ってベースプレート上まで搬送移動し、ヒーターセット治具を取り去り、ベースプレート上にキャスター付ヒーターの底板を締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定することを特徴とする。
【0012】
【実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明の実施の形態を示すキャスター付ヒーターの斜視図、図2は同キャスター付ヒーターのキャスター部分の拡大断面図、図3はキャスター付ヒーターを具備した縦型熱処理装置の縦断面図である。
【0013】
先ず、縦型熱処理装置の一例について図3を参照して説明する。この縦型熱処理装置は、例えばCVD処理に適するように構成された縦型熱処理炉1を有している。この縦型熱処理炉1は、熱処理室を構成する縦長円筒状の反応管2を有している。この反応管2は、耐熱性および赤外線透過性を有する材料、例えば石英により形成されている。また、反応管2は、上端および下端が開口した内管3と、上端が閉塞され、下端が開口した外管4とからなる二重管構造に構成されていることが好ましい。
【0014】
上記反応管1の下端部には、処理ガス等の供給、排気を行なうガス供給管部5および排気管部6を側壁に有する円筒状のマニホールド7が接続されている。このマニホールド7は、耐食性および耐食性を有する材料、例えばステンレスにより形成されている。このマニホールド7は、上方に水平に配置されたベースプレート8に図示しない取付部材を介して取付けられている。
【0015】
上記マニホールド7の上端部に上記外管4の下端部が気密に接続され、マニホールド7の内側に形成された鍔部9に上記内管3の下端部が支持されている。上記ガス供給管部5は、上記内管3の内側に沿って上方へ処理ガス等を供給するように設けられ、上記排気管部6は、上記内管3と外管4との間の環状通路10から処理後の排ガスを排気するように設けられている。
【0016】
上記反応管1の周囲には、反応管1内を所定の温度、例えば500〜1200℃に加熱するために、ヒーター11が配置されている。このヒーター11は、ヒーター線(発熱抵抗線)12を反応管1の周囲を巻回する如くコイル状に形成し、このヒーター線12の外側を断熱材13で覆い、更にこの断熱材13の外側を冷却ジャケット等のアウターシェル14で覆った構造になっている。ヒーター11は、後述するようにして上記ベースプレート8上に設置されている。
【0017】
縦型熱処理炉1の炉口を形成する上記マニホールド7の下端開口部は、蓋体15で開閉可能に閉じられるようになっている。この蓋体15は、耐熱性および耐食性を有する材料、例えばステンレス製であることが好ましい。この蓋体15上には、例えば石英製の保温筒16を介して熱処理用基板支持具であるウエハボート17が着脱可能に載置される。このウエハボート17は、被処理基板である円板状の半導体ウエハWを水平状態で上下方向に所定の間隔で多数枚、例えば150枚程度支持可能に構成されている。
【0018】
上記蓋体15は、昇降機構18の昇降アーム19に取付けられており、この昇降機構18により蓋体15の開閉と、反応管1に対するウエハボート17の搬入、搬出が行なわれるようになっている。上記蓋体15には、保温筒16を介してウエハボート17を軸廻りに回転させるための回転機構(図示省略)が設けられていることが好ましい。
【0019】
上記マニホールド7の側壁に設けられたガス供給管部5には、処理ガス等の供給源に通じるガス供給管20が接続され、排気管部6には、排気系に通じる排気管21が接続されている。この排気系には、反応管1内を所定の減圧雰囲気ないし真空度、例えば10〜10−8Torrに減圧排気するための図示しない真空ポンプ等を有する減圧制御装置(図示省略)が設けられている。上記縦型熱処理炉1の下方は、炉内へのウエハボート17の搬入搬出を行うためのローディングエリアになっている。
【0020】
上記縦型熱処理炉1や昇降機構18、その他の関連機器等は、清浄な雰囲気に維持された図示しない筐体内に配設されている。ところで、縦型熱処理装置の組立においては、上記筐体内におけるベースプレート8上にヒーター11を設置する場合、上記筐体の高さが限られていることから、ヒーター11を水平方向からベースプレート8上に搬送移動して設置しなければならない。なお、ヒーター11の設置後に、反応管2等が取付けられる。
【0021】
上記ヒーター11の設置時およびメンテナンス時におけるヒーター11の搬送移動を容易にするために、ヒーター11には、図1ないし図2に示すように、搬送移動用のキャスター22が設けられている。このキャスター22は、ヒーター11にバネ23を介して底面から引っ込み可能に突出付勢された状態で設けられており、図9に示すように、ヒーター11をベースプレート8上にボルト24により締め付け固定するときに、その締め付け力により上記バネ23を圧縮させてキャスター22をヒーター11の底面から引っ込ませるように構成されていることが好ましい。
【0022】
上記ヒーター11は、その下部開口端にボトムメンバーである鍔状の底板25を有しており、この底板25に上記キャスター22が取付けられている。キャスター22は、ヒーター11を安定した支持状態で移動可能とするために、周囲に適宜間隔で複数個配設されていることが好ましく、図示例のように、底板25の四隅に配設されていることが好ましい。
【0023】
上記キャスター22は、ローラー状の一般的な車輪を有していてもよいが、移動性や構造上の観点から、球形の車輪26を有していることが好ましい。この車輪26としては、例えば鋼球が好適である。キャスター22は、上記車輪26をキャスター本体27に回転可能に支持して構成されている。上記車輪26は、キャスター本体27にベアリングを介して回転可能に支持されていることが好ましい(図示省略)。
【0024】
上記キャスター22すなわちキャスター本体27は、円筒状のキャスターケーシング28内に上下移動可能に収容されている。キャスター本体27の上下移動を一定範囲に規制するために、キャスターケーシング28の上端部には上蓋29が、下端部には車輪26が突出又は引っ込み可能な開口部30を有する下蓋31が取付けられている。上記キャスターケーシング28の上端とキャスター本体27の下端には、上下方向で互いに対向するフランジ部32,33が設けられ、これら両フランジ部32,33間に、コイル状の上記バネ23がキャスター本体27とキャスターケーシング28の間の環状空間に収容された状態で介設されている。
【0025】
上記バネ23としては、ヒーター11の荷重により圧縮されてキャスター22の車輪26が底板25の下面から引っ込むことがないように、所定のバネ定数のものが用いられる。上記バネ23は、図示例では一重(一本)に配置されているが、二重に配置されていてもよい。上記ヒーター11の底板25には、キャスターケーシング28を取付けるための取付穴34が設けられ、キャスターケーシング28は、上記取付穴34に嵌合されてネジ35で固定されている。以上のようにしてキャスター付ヒーター11が構成されている。
【0026】
次に、上記構成のキャスター付ヒーター11をベースプレート8上に搭載設置する方法について図4〜図9を参照しながら説明する。図4はヒーターセット治具を用いてキャスター付ヒーターを縦型熱処理装置のベースプレート上にセットする状況を概略的に示す平面図、図5は図4の側面図、図6はヒーターセット治具の基部側の取付構造を示す側面図、図7はヒーターセット治具の先端側の位置決め支持構造を示す断面図、図8はベースプレートとキャスター付ヒーターの間からヒータセット治具を取り去る状況を示す部分的側面図、図9はベースプレート上にキャスター付ヒーターを固定した状態を示す部分的側面図である。
【0027】
先ず、上記ベースプレート8上に、キャスター付ヒーター11のキャスター22を案内する一対のレール36を有するヒーターセット治具37を取付ける。このヒーターセット治具37は、一対のレール36を一端で連結板38を介して連結することにより平面コ字状に形成されている。上記連結板38の下面には、図6に示すように、ベースプレート8を支持固定している架台39の側面に当接される位置決め用の当接部材40を有しており、この当接部材40がボルト41と上記架台39に固定されたナット42とにより上記架台39に固定されるようになっている。上記レール36の先端部の位置決めおよび浮き上がり防止のために、上記ベースプレート8上には、図7に示すように、鋲状のストッパー43が突設され、レール36の先端には、上記ストッパー43に係合する切欠部44が形成されている。
【0028】
次に、上記ヒーターセット治具37と図示しない床との間には高低差があるため、例えば巻上機等によりキャスター付ヒーター11を昇降プレート45上に載せ、この昇降プレート45を図示しないリフター(昇降機)によりヒーターセット治具37の高さまで上昇搬送する。昇降プレート45の下面には、リフターのフォーク46を差し込むフォーク差込部47が設けられている。昇降プレート45の上面には、上記ヒーターセット治具37のレール36と対応する同様の一対のレール48が設けられている。ヒーターセット治具37上のレール36および昇降プレート45上のレール48は、板状であり、その上面にキャスター22の車輪26を案内する案内溝49,50が形成されていることが好ましい。
【0029】
上記昇降プレート45上のレール48がヒーターセット治具37上のレール46と同一レベルになったときに、両者を結合するために、昇降プレート45とヒーターセット治具47の対向する端部51,52同士をボルト53とナット54により連結する。この場合、上記ボルト53は、図6に仮想線で示すように昇降プレート45の端部51側に収納可能に設けられていることが好ましい。
【0030】
昇降プレート45とヒーターセット治具37の対向する端部51,52同士をボルト53とナット54により連結したなら、キャスター付ヒーター11をキャスター22を介してレール48,36上に沿ってベースプレート8の上部まで搬送移動する。次いで、図8に示すように、キャスター付ヒーター11の底板25に取付けられたセット用のボルト55によりキャスター付ヒータ11をベースプレート8上から浮かせた支持状態にし、この状態でベースプレート8とヒーター11の間からヒーターセット治具37を取り去る。次いで、図9に示すように、ヒーター11の底板25をベースプレート8上に締結固定具であるボルト24により締め付けて固定すればよく、その締め付け力によりバネ23が圧縮されてキャスター22の車輪26が底板25の下面より引っ込み、底板25がベースプレート8上に結合され、ヒーター11の設置が完了する。このようにしてヒーター11をベースプレート8上に容易に搭載することができる。
【0031】
なお、ヒーター11の底板25には、上記ベースプレート8上に突設されたストッパー43と干渉を避けるための凹部ないし穴部が設けられている(図示省略)。また、ヒーター11のメンテナンスを行う場合には、上記とは逆の順序によりヒーター11をベースプレート8上から容易に搬出することができる。
【0032】
以上のように構成されたキャスター付ヒータ11によれば、ヒーター11に搬送移動用のキャスター22が設けられているため、ヒーター11の重量が増大しても、容易に搬送移動することができる。従って、ウエハサイズ300mm以上用のヒーター11であったとしても、ヒーター11の設置時およびメンテナンス時の搬送作業を容易に行うことができ、労力の軽減および作業性の向上が図れる。
【0033】
また、上記キャスター付ヒーター11によれば、ヒーター11にバネ23を介して底面から引っ込み可能に突出付勢された搬送移動用のキャスター22が設けられ、ヒーター11をベースプレート8上に締め付け固定するときに、その締め付け力により上記バネ23が圧縮されてキャスター22がヒーター11の底面から引っ込むように構成されているため、ヒーター11の設置時にキャスター22の取外しが不要になり、また、キャスター22がヒーター11の設置作業の妨げにならず、作業性の向上が図れる。ヒーター11が設置される筐体内の奥部は手が届きにくく、キャスターの取外し作業を行うことが困難であるため、出没可能な上記キャスターを採用することにより、キャスターの取外しが不要になり、作業性が向上する。
【0034】
更に、上記キャスター22が球形の車輪26を有していることから、ヒーター11を任意の方向へ容易に搬送移動することができる。また、上記キャスター22は、ヒーター11の底部にバネ23を介して設けられているため、ヒーター11の搬送時に発生する振動を上記バネ23によって吸収することができる。なお、キャスター22は、ヒーター11の設置後に取外さないが、ヒーター11の外側の例えば50℃程度しか昇温しない底板25に設けられているため、熱影響を受ける心配はない。
【0035】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、バネ23は、高耐熱性を有する材料、例えばインコネル製あるいはセラミック製等であることが好ましいが、ステンレス製等の普通バネ材料であってもよい。縦型熱処理装置としては、CVD以外に、例えば酸化、拡散、アニール等の熱処理に適するように構成されていてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【0037】
(1)請求項1に係る発明によれば、ヒーターの重量が増大してもヒーターを容易に搬送移動することができ、また、ヒーターの設置時にキャスターの取外しが不要になり、キャスターがヒータの設置作業の妨げにならず、作業性の向上が図れる。また、請求項3に係る発明によれば、ヒーターをベースプレート上に容易に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すキャスター付ヒーターの斜視図である。
【図2】同キャスター付ヒーターのキャスター部分の拡大断面図である。
【図3】キャスター付ヒーターを具備した縦型熱処理装置の縦断面図である。
【図4】ヒーターセット治具を用いてキャスター付ヒーターを縦型熱処理装置のベースプレート上にセットする状況を概略的に示す平面図である。
【図5】図4の側面図である。
【図6】ヒーターセット治具の基部側の取付構造を示す側面図である。
【図7】ヒーターセット治具の先端側の位置決め支持構造を示す断面図である。
【図8】ベースプレートとキャスター付ヒーターの間からヒータセット治具を取り去る状況を示す部分的側面図である。
【図9】ベースプレート上にキャスター付ヒーターを固定した状態を示す部分的側面図である。
【符号の説明】
8 ベースプレート
11 ヒーター
22 キャスター
23 バネ
26 球形の車輪
Claims (3)
- ベースプレート上に水平方向から搬送移動されて設置されるヒーターを備えた縦型熱処理装置において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、ヒーターの底板をベースプレート上に締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定したことを特徴とする縦型熱処理装置。
- 前記キャスターは、球形の車輪を回転可能に支持したキャスター本体と、前記ヒーターの底板に設けた取付穴に取付けられ、キャスター本体を上下移動可能に収容するキャスターケーシングと、キャスター本体の上下移動を一定範囲に規制するためにキャスターケーシングの上端部および下端部に取付けられた上蓋および下蓋と、該下蓋に形成され前記車輪が突出又は引っ込み可能な開口部と、キャスターケーシングの上端とキャスター本体の下端に設けられて上下方向で互いに対向するフランジ部と、両フランジ部間にキャスター本体とキャスターケーシングの間の環状空間に収容された状態で介設され、前記車輪を下蓋の開口部から突出するように付勢するコイル状のバネとを備えていることを特徴とする請求項1記載の縦型熱処理装置。
- 縦型熱処理装置におけるベースプレート上にヒーターを設置する方法において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、前記ベースプレート上に前記キャスター付ヒーターのキャスターを案内するレールを有するヒーターセット治具を取付け、前記キャスター付ヒーターを前記ヒーターセット治具のレールと対応するレールを有する昇降プレート上に載せ、この昇降プレートを昇降機によりヒーターセット治具の高さまで上昇搬送し、昇降プレートとヒーターセット治具の対向する端部同士を連結し、キャスター付ヒーターを昇降プレートとヒーターセット治具のレール上に沿ってベースプレート上まで搬送移動し、ヒーターセット治具を取り去り、ベースプレート上にキャスター付ヒーターの底板を締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定することを特徴とするキャスター付ヒーターの設置方法。
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