JP2005093685A - 熱処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 反応管内の広範囲の均熱長を安定して得られるようにする。
【解決手段】 反応管1のガスイン側を覆うように配置され、断熱材5aと分離可能な断熱材5bを反応管1のガスイン側に設け、反応管1のガスイン側が断熱材5bで覆われた状態でウェハWの熱処理を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】 反応管1のガスイン側を覆うように配置され、断熱材5aと分離可能な断熱材5bを反応管1のガスイン側に設け、反応管1のガスイン側が断熱材5bで覆われた状態でウェハWの熱処理を行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は熱処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、熱処理装置に用いられる断熱材の構造に適用して好適なものである。
従来の熱処理装置では、横型拡散炉のチューブの周囲にヒータを配置し、さらにその周囲に断熱材を配置することにより、チューブ内の温度の均一性を確保することが行われている。
また、例えば、特許文献1には、弾性断熱層が設けられた断熱部材を円筒形加熱炉の両端に配置し、円筒形加熱炉の両端に設けられたハウジングに沿って円筒形加熱炉の半径方向に断熱部材が移動できるようにすることにより、円筒形加熱炉内の均一温度領域を広げる方法が開示されている。
特開平5−5587号公報
また、例えば、特許文献1には、弾性断熱層が設けられた断熱部材を円筒形加熱炉の両端に配置し、円筒形加熱炉の両端に設けられたハウジングに沿って円筒形加熱炉の半径方向に断熱部材が移動できるようにすることにより、円筒形加熱炉内の均一温度領域を広げる方法が開示されている。
しかしながら、従来の熱処理装置では、1200℃以上の高温になると、チューブ内の温度の均一性を保つことが困難になり、広範囲の均熱長を得るためには、ヒータの温度補正を行わなければならないという問題があった。
特に、従来の熱処理装置では、チューブの取り外しを容易にするために、ガスイン側では断熱材から露出する部分が生じる。このため、ガスイン側での断熱材の位置合わせの再現性の確保が困難となり、広範囲の均熱長を安定して得ることができないという問題があった。
特に、従来の熱処理装置では、チューブの取り外しを容易にするために、ガスイン側では断熱材から露出する部分が生じる。このため、ガスイン側での断熱材の位置合わせの再現性の確保が困難となり、広範囲の均熱長を安定して得ることができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、反応管内の広範囲の均熱長を安定して得ることが可能な熱処理装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、処理対象が挿入される反応管と、前記反応管に結合されたガス供給管と、前記反応管内を加熱するヒータと、ガスイン側が覆われるようにして、前記反応管の周囲に配置された断熱材とを備えることを特徴とする。
これにより、反応管のガスイン側を断熱材で覆うことが可能となり、温度変化の激しいガスイン側の温度を安定化させることが可能となる。このため、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
これにより、反応管のガスイン側を断熱材で覆うことが可能となり、温度変化の激しいガスイン側の温度を安定化させることが可能となる。このため、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、処理対象が挿入される反応管と、前記反応管に結合されたガス供給管と、前記反応管内を加熱するヒータと、前記反応管の周囲に配置された第1の断熱材と、前記反応管のガスイン側を覆うように配置され、前記第1の断熱材と分離可能な第2の断熱材とを備えることを特徴とする。
これにより、反応管のガスイン側を第2の断熱材で覆うことを可能としつつ、第2の断熱材を取り外すことが可能となり、温度変化の激しいガスイン側の温度を安定化させることが可能となるとともに、反応管を容易に取り外すことが可能となる。このため、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、反応管のメンテナンスを容易に行うことを可能としつつ、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
これにより、反応管のガスイン側を第2の断熱材で覆うことを可能としつつ、第2の断熱材を取り外すことが可能となり、温度変化の激しいガスイン側の温度を安定化させることが可能となるとともに、反応管を容易に取り外すことが可能となる。このため、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、反応管のメンテナンスを容易に行うことを可能としつつ、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
また、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、前記第2の断熱材の前記反応管側の表面形状は、前記反応管のガスイン側の形状に対応していることを特徴とする。
これにより、反応管のガスイン側を断熱材でほぼ隙間なく覆うことが可能となり、ガスイン側の温度を安定化させることを可能として、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となる。
これにより、反応管のガスイン側を断熱材でほぼ隙間なく覆うことが可能となり、ガスイン側の温度を安定化させることを可能として、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、前記第2の断熱材を前記反応管の長手方向に移動させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする。
これにより、ガスイン側での断熱材の位置合わせの再現性を向上させることが可能となる。このため、反応管交換時の反応管と断熱材と間の位置ずれに起因する均熱長の変動を低減することが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となるとともに、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
これにより、ガスイン側での断熱材の位置合わせの再現性を向上させることが可能となる。このため、反応管交換時の反応管と断熱材と間の位置ずれに起因する均熱長の変動を低減することが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となるとともに、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
また、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、前記反応管の長手方向の温度分布を計測する均温度分布計測装置をさらに備え、前記駆動装置は、前記温度分布計測装置にて計測された温度分布に基づいて、前記第2の断熱材を移動させることを特徴とする。
これにより、断熱材を移動させることで、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、ヒータの温度補正の回数を減らすことが可能となるとともに、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となる。
これにより、断熱材を移動させることで、反応管内の温度の均一性を向上させることが可能となり、ヒータの温度補正の回数を減らすことが可能となるとともに、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る熱処理装置によれば、前記駆動装置は、前記反応管内の長手方向の温度分布が均一化されるように前記第2の断熱材を移動させることを特徴とする。
これにより、断熱材を移動させることで、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることを可能として、スループットを向上させることが可能となるとともに、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
これにより、断熱材を移動させることで、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることを可能として、スループットを向上させることが可能となるとともに、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、ガスイン側が覆われるように断熱材が周囲に配置された反応管内にウェハを載置する工程と、前記反応管内を加熱することにより、前記反応管内に載置されたウェハの熱処理を行う工程とを備えることを特徴とする。
これにより、ガスイン側の温度を安定化させながら、ウェハの熱処理を行うことが可能となる。このため、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
これにより、ガスイン側の温度を安定化させながら、ウェハの熱処理を行うことが可能となる。このため、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることが可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、反応管のガスイン側が覆われるように配置された断熱材の位置を、前記反応管内の長手方向の温度分布が均一化されるように調整する工程と、前記反応管内に載置されたウェハの熱処理を行う工程とを備えることを特徴とする。
これにより、断熱材を移動させることで、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることを可能として、スループットを向上させることが可能となる。
これにより、断熱材を移動させることで、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能となり、1度に処理できるウェハの枚数を増加させることを可能として、スループットを向上させることが可能となる。
以下、本発明の実施形態に係る熱処理装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
図1において、反応管1の一端には、反応管1内にガスを供給するガス供給管2が結合されるとともに、反応管1の他端には、反応管1を塞ぐ蓋3が設けられている。なお、反応管1としては、例えば、円筒形の石英チューブ又はシリコンカーバイドチューブを用いることができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
図1において、反応管1の一端には、反応管1内にガスを供給するガス供給管2が結合されるとともに、反応管1の他端には、反応管1を塞ぐ蓋3が設けられている。なお、反応管1としては、例えば、円筒形の石英チューブ又はシリコンカーバイドチューブを用いることができる。
また、反応管1の周囲には、反応管1内を加熱するヒータ4a、4b、4cが配置されるとともに、ヒータ4a、4b、4cの周囲には、断熱材5aが配置されている。ここで、反応管1内の均熱長を広範囲に安定させる場合、ヒータ4a、4b、4cの温度補正を行うことができる。
さらに、反応管1のガスイン側には、反応管1のガスイン側を取り囲むように配置され、断熱材5aと分離可能な断熱材5bが設けられている。ここで、断熱材5bは、反応管1とガス供給管2との結合部を覆うとともに、ガス供給管2にかかるように配置することができる。また、断熱材5bの反応管1側の表面形状は、反応管1のガスイン側の形状に対応させることができ、例えば、反応管1のガスイン側のアール形状に対応させて断熱材5bにアール部分を持たせることができる。
さらに、反応管1のガスイン側には、反応管1のガスイン側を取り囲むように配置され、断熱材5aと分離可能な断熱材5bが設けられている。ここで、断熱材5bは、反応管1とガス供給管2との結合部を覆うとともに、ガス供給管2にかかるように配置することができる。また、断熱材5bの反応管1側の表面形状は、反応管1のガスイン側の形状に対応させることができ、例えば、反応管1のガスイン側のアール形状に対応させて断熱材5bにアール部分を持たせることができる。
また、断熱材5a、5bの周囲には遮蔽材7が設けられ、断熱材5bは、固定金具6a、6bを介して遮蔽材7に固定することができる。
そして、ウェハWの熱処理を行う場合、ウェハホルダ8で保持されたウェハWを反応管1内に挿入する。そして、ガス供給管2を介して反応管1内にガスを供給しながら、ヒータ4a、4b、4cを用いて反応管1内を加熱する。
そして、ウェハWの熱処理を行う場合、ウェハホルダ8で保持されたウェハWを反応管1内に挿入する。そして、ガス供給管2を介して反応管1内にガスを供給しながら、ヒータ4a、4b、4cを用いて反応管1内を加熱する。
これにより、反応管1のガスイン側が断熱材5bで取り囲まれた状態で、ウェハWの熱処理を行うことが可能となり、ウェハWの熱処理を行う際に、温度変化の激しいガスイン側の温度を安定化させることが可能となる。このため、反応管1内の温度の均一性を向上させることが可能となり、ヒータ4a、4b、4cの温度補正の回数を減らすことが可能となるとともに、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハWの枚数を増加させることが可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
また、断熱材5a、5bを分離可能とすることにより、ガスイン側の断熱材5bを取り外すことを可能として、反応管1を容易に取り外すことが可能となる。このため、反応管のメンテナンスを容易に行うことを可能としつつ、反応管のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
図2は、本発明の第2実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
図2は、本発明の第2実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
図2において、反応管11の一端には、反応管11内にガスを供給するガス供給管12が結合されるとともに、反応管11の他端には、反応管11を塞ぐ蓋13が設けられている。なお、反応管11としては、例えば、円筒形の石英チューブ又はシリコンカーバイドチューブを用いることができる。
また、反応管11の周囲には、反応管11内を加熱するヒータ14a、14b、14cが配置されるとともに、ヒータ14a、14b、14cの周囲には、断熱材15aが配置されている。ここで、反応管1内の均熱長を広範囲に安定させる場合、ヒータ4a、4b、4cの温度補正を行うことができる。
また、反応管11の周囲には、反応管11内を加熱するヒータ14a、14b、14cが配置されるとともに、ヒータ14a、14b、14cの周囲には、断熱材15aが配置されている。ここで、反応管1内の均熱長を広範囲に安定させる場合、ヒータ4a、4b、4cの温度補正を行うことができる。
さらに、反応管11のガスイン側には、反応管11のガスイン側を取り囲むように配置され、反応管11の長手方向に移動可能な断熱材15bが設けられている。ここで、断熱材15bは、反応管11とガス供給管12との結合部を覆うとともに、ガス供給管12にかかるように配置することができる。
また、断熱材15bの反応管11側の表面形状は、反応管11のガスイン側の形状に対応させることができ、例えば、反応管11のガスイン側のアール形状に対応させて断熱材15bにアール部分を持たせることができる。
また、断熱材15bの反応管11側の表面形状は、反応管11のガスイン側の形状に対応させることができ、例えば、反応管11のガスイン側のアール形状に対応させて断熱材15bにアール部分を持たせることができる。
また、断熱材15a、15bの周囲には遮蔽材17が設けられ、遮蔽材17には、断熱材15bを保持する保持部材16a、16bが設けられている。
また、反応管11内には、反応管11内の温度を計測する温度センサ19a〜19eが反応管11の長手方向に沿って配置され、温度センサ19a〜19eは、反応管11内の長手方向の温度分布を算出する温度分布算出部20に接続されている。なお、温度センサ19a〜19eとしては、例えば、熱電対などを用いることができる。
また、反応管11内には、反応管11内の温度を計測する温度センサ19a〜19eが反応管11の長手方向に沿って配置され、温度センサ19a〜19eは、反応管11内の長手方向の温度分布を算出する温度分布算出部20に接続されている。なお、温度センサ19a〜19eとしては、例えば、熱電対などを用いることができる。
また、熱処理装置には、温度分布算出部20にて算出された反応管11内の温度分布に基づいて、反応管11の長手方向に沿って断熱材15bを移動させる駆動装置21が設けられている。ここで、駆動装置21は、反応管11内の長手方向の温度分布が均一化されるように、断熱材15bを移動させることができる。
そして、ヒータ14a、14b、14cを用いて反応管11内を加熱し、温度センサ19a〜19eにて反応管11内の温度を計測する。そして、温度センサ19a〜19eにて反応管11内の温度が計測されると、その計測結果が温度分布算出部20に送られ、温度分布算出部20にて反応管11内の長手方向の温度分布が算出される。そして、温度分布算出部20にて反応管11内の長手方向の温度分布を算出されると、その温度分布が駆動装置21に送られ、駆動装置21にて反応管11内の長手方向の温度分布が均一化されるように断熱材15bの位置を制御することができる。
そして、ヒータ14a、14b、14cを用いて反応管11内を加熱し、温度センサ19a〜19eにて反応管11内の温度を計測する。そして、温度センサ19a〜19eにて反応管11内の温度が計測されると、その計測結果が温度分布算出部20に送られ、温度分布算出部20にて反応管11内の長手方向の温度分布が算出される。そして、温度分布算出部20にて反応管11内の長手方向の温度分布を算出されると、その温度分布が駆動装置21に送られ、駆動装置21にて反応管11内の長手方向の温度分布が均一化されるように断熱材15bの位置を制御することができる。
これにより、反応管11内の温度の均一性を向上させることが可能となり、ヒータ14a、14b、14cの温度補正の回数を減らすことが可能となるとともに、広範囲の均熱長を安定して得ることを可能として、1度に処理できるウェハWの枚数を増加させることが可能となる。
また、断熱材15bを移動させることで、ガスイン側での断熱材15bの位置合わせの再現性を向上させることが可能となる。このため、反応管11交換時の反応管11と断熱材15bと間の位置ずれに起因する均熱長の変動を低減することが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となるとともに、反応管11のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
また、断熱材15bを移動させることで、ガスイン側での断熱材15bの位置合わせの再現性を向上させることが可能となる。このため、反応管11交換時の反応管11と断熱材15bと間の位置ずれに起因する均熱長の変動を低減することが可能となり、広範囲の均熱長を安定して得ることが可能となるとともに、反応管11のメンテナンス後の均熱長の確認にかかる手間を減らすことが可能となる。
なお、本発明の熱処理装置は、例えば、横型拡散炉、アニール炉、熱酸化炉または熱CVD炉などに適用することができる。
1、11 反応管、2、12 ガス供給管、3、13 蓋、4a、4b、4c、14a、14b、14c ヒータ、5a、5b、15a、15b 断熱材、6a、6b 固定金具、7、17 遮蔽材、8、18 ウェハホルダ、16a、16b 保持部材、19a〜19e 温度センサ、20 温度分布算出部、21 駆動装置
Claims (8)
- 処理対象が挿入される反応管と、
前記反応管に結合されたガス供給管と、
前記反応管内を加熱するヒータと、
ガスイン側が覆われるようにして、前記反応管の周囲に配置された断熱材とを備えることを特徴とする熱処理装置。 - 処理対象が挿入される反応管と、
前記反応管に結合されたガス供給管と、
前記反応管内を加熱するヒータと、
前記反応管の周囲に配置された第1の断熱材と、
前記反応管のガスイン側を覆うように配置され、前記第1の断熱材と分離可能な第2の断熱材とを備えることを特徴とする熱処理装置。 - 前記第2の断熱材の前記反応管側の表面形状は、前記反応管のガスイン側の形状に対応していることを特徴とする請求項2記載の熱処理装置。
- 前記第2の断熱材を前記反応管の長手方向に移動させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項2または3記載の熱処理装置。
- 前記反応管内の長手方向の温度分布を計測する均温度分布計測装置をさらに備え、
前記駆動装置は、前記温度分布計測装置にて計測された温度分布に基づいて、前記第2の断熱材を移動させることを特徴とする請求項4記載の熱処理装置。 - 前記駆動装置は、前記反応管内の長手方向の温度分布が均一化されるように前記第2の断熱材を移動させることを特徴とする請求項5記載の熱処理装置。
- ガスイン側が覆われるように断熱材が周囲に配置された反応管内にウェハを載置する工程と、
前記反応管内を加熱することにより、前記反応管内に載置されたウェハの熱処理を行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 反応管のガスイン側が覆われるように配置された断熱材の位置を、前記反応管内の長手方向の温度分布が均一化されるように調整する工程と、
前記反応管内に載置されたウェハの熱処理を行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006245202A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Denso Corp | 熱処理装置 |
JP2015153983A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
CN106524968A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-22 | 国核宝钛锆业股份公司 | 一种连续式退火炉均温区在线测定方法 |
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2003
- 2003-09-17 JP JP2003324592A patent/JP2005093685A/ja active Pending
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