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TWI396237B - 加熱裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

加熱裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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TWI396237B
TWI396237B TW099123093A TW99123093A TWI396237B TW I396237 B TWI396237 B TW I396237B TW 099123093 A TW099123093 A TW 099123093A TW 99123093 A TW99123093 A TW 99123093A TW I396237 B TWI396237 B TW I396237B
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heat insulator
annular
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valley
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TW099123093A
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TW201117299A (en
Inventor
Hitoshi Murata
Tetsuya Kosugi
Shinobu Sugiura
Original Assignee
Hitachi Int Electric Inc
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Publication date
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Description

加熱裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法
本發明係關於加熱裝置、處理基板之基板處理裝置及半導體裝置之製造方法。
作為DRAM等之半導體裝置之製造方法的其中一個製程而言，有實施加熱矽晶圓等之基板以進行處理的基板處理製程。該製程係藉由基板處理裝置實施，該基板處理裝置具備：收容並處理基板之處理室；及加熱該處理室內之加熱裝置。加熱裝置具備：圍繞於處理室外周之環狀發熱體；及設於發熱體外周之環狀隔熱體。發熱體係以複數個山峰部與山谷部(缺口部)分別在上下端交互地相連的方式形成為蛇行狀(例如，參照專利文獻1)。
[習知技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-88325號公報
該發熱體係藉由將環狀之發熱體的兩端貫穿而固定於隔熱體的側壁，並將發熱體之各山谷部分別固定於隔熱體的內周側壁，而保持於隔熱體之內周側。為了將發熱體之各山谷部固定於隔熱體的內周側壁，一般採用構成為例如橋形銷之保持體。亦即，將保持體之兩端分別插入相鄰的各山谷部的末端部[谷底部)而固定於隔熱體的內周側壁，藉此，來抑制發熱體之偏移。
然而，在上述構成中，當發熱體隨著昇溫而產生熱變形時，會有造成山谷部之間隙變窄而使得保持構件被剪斷的情況發生。
在此，本發明之目的在於，提供一種能抑制發熱體之偏移，並可抑制因發熱體之熱變形所引起的保持構件之剪斷的加熱裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法。
根據本發明之一個態樣，提供一種加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上。
根據本發明之另一個態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上；及處理室，係設於該加熱裝置之內部，用來處理基板。
根據本發明之再一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法，其具備：將基板搬入設於加熱裝置內部之處理室內的製程；及將該加熱裝置所具備且以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀的發熱體之兩端，固定於該發熱體之外周所設置的隔熱體上，並將保持體配置於分別被設於該山谷部之末端且形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部的保持體承受部內，且固定於該隔熱體上，藉此，一面保持該發熱體之位置，一面使該發熱體昇溫而對該處理室內之基板進行加熱處理的製程。
根據本發明之加熱裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法，可抑制發熱體之偏移，並可抑制因發熱體之熱變形所引起的保持構件之剪斷。
 〈第1實施形態〉
以下，參照圖面說明本發明之第1實施形態。
第1圖為本發明之第1實施形態的基板處理裝置之垂直剖視圖。第2圖為本發明之第1實施形態的加熱單元之立體圖。第3圖為本發明之第1實施形態的加熱單元之局部放大圖。第4(a)圖為例示構成本發明之第1實施形態的環狀部之線狀材料的示意圖，第4(b)圖為例示構成該環狀部之板狀材料的示意圖。第5(a)圖為本發明之第1實施形態的環狀部之局部放大圖，第5(b)圖為放大部分之側視圖。
(1)基板處理裝置的構成
以下，針對本發明之一實施形態的基板處理裝置之構成進行說明。如第1圖所示，本實施形態之基板處理裝置，係作為分批式縱熱壁型減壓CVD(Chemical Vapor Deposition)裝置而構成。
本實施形態之基板處理裝置，具有被垂直地支撐之縱形處理管11。處理管11具備外管12及內管13。外管12及內管13係由例如石英(SiO2 )或碳化矽(SiC)等之高耐熱性材料而分別一體成型。外管12係形成為上端閉塞且下端開口之圓筒形狀。內管13係形成為上下兩端開口之圓筒形狀。外管12之內徑係構成為比內管13的外徑大。外管12係以圍繞於內管13外側之方式相對於內管13設成同心圓狀。在內管13內形成有收容及處理晶圓1用之處理室14，該晶圓1係藉由作為基板保持器之晶舟22而以水平姿勢多層地疊置。內管13之下端開口係構成使晶舟22進出用的爐口15。
外管12與內管13之間的下端部，係藉由形成為圓環形的歧管16而分別被氣密性地密封。歧管16係由例如不鏽鋼(SUS)所形成。為了能進行內管13及外管12之交換等，歧管16係分別以可裝卸自如的方式裝設於內管13及外管12。歧管16係藉加熱器底座19而以水平姿勢支撐，藉此，處理管11成為垂直站立的狀態。
於歧管16之側壁連接排氣管17之上游端。排氣管17之內部係與形成於內管13及外管12之間的圓筒形中空體(間隙)之排氣通道18內連通。排氣通道18之橫截面形狀成為例如一定寬度之圓環形。排氣管17成為連接於作為圓筒形中空體之排氣通道18的最下端部的狀態。在排氣管17上，從上游起依序設置壓力感測器17a、作為壓力調整閥之APC(Auto Pressure Controller)閥17b、真空排氣裝置17c。藉由一面使真空排氣裝置作動，一面根據藉壓力感測器檢測出之壓力來控制APC閥的開啟度，可使處理室14內之壓力成為既定壓力(真空度)。主要藉由排氣管17、壓力感測器17a、APC閥17b、真空排氣裝置17c，來構成對處理室14內之環境氣體進行排氣的排氣線路。壓力感測器17a、APC閥17b、真空排氣裝置17c，係連接於作為控制部之控制器280。控制器280係構成為可根據藉壓力感測器17a檢測出之壓力資訊來控制APC閥17b的閥開度，從而可使處理室14內之壓力成為既定之處理壓力。
封閉歧管16之下端開口部的圓盤形密封蓋20，係從垂直方向下側抵接於於歧管16。密封蓋20之外徑係構成為與外管12、歧管16的外徑大致相等。密封蓋20係構成為可藉由裝設於處理管11外部之晶舟昇降器21(僅圖示其中一部分)而沿垂直方向昇降。在密封蓋20之下方設有旋轉機構25。旋轉機構25之旋轉軸係垂直貫穿密封蓋20。該晶舟22係垂直立起地被支撐於旋轉機構25之旋轉軸上。如上述，晶舟22係構成為在使複數片晶圓1以水平姿勢且晶圓中心相互對齊的狀態下多層地疊置保持複數片晶圓1。藉由使旋轉機構25動作，可使晶舟22在處理室14內旋轉。
在密封蓋20上，於垂直方向連接有氣體導入管23。於氣體導入管23之上游側端(下端)，分別連接有原料氣體供給裝置23a及運載氣體供給裝置23b。氣體導入管23之下游側端(上端)，係構成為朝處理室14內供給(噴出)氣體。從氣體導入管23供給至處理室14內(內管13內)之氣體，流經保持於處理室14內之各晶圓1的表面後，從內管13之上端開口流出至排氣通道18內而從排氣管17排出。主要由氣體導入管23、原料氣體供給裝置23a及運載氣體供給裝置23b構成將氣體供給至處理室14內之氣體供給線路。原料氣體供給裝置23a及運載氣體供給裝置23b，係連接於控制器280。控制器280係構成為藉由控制原料氣體供給裝置23a及運載氣體供給裝置23b，而在既定的時間點朝處理室14內供給既定流量之原料氣體及運載氣體。
另外，在外管12與內管13之間的間隙，沿垂直方向配置有溫度感測器24。溫度感測器24係連接於控制器280。控制器280係構成為可根據藉溫度感測器24檢測出之溫度資訊，來控制對後述之加熱單元30具備的各發熱體42的通電情況(一對供電部45,46之供電)，藉此，構成使保持於處理室14內之晶圓1的表面溫度成為既定之處理溫度。
(2)加熱單元的構成
在外管12之外部以圍繞於外管12周圍的方式設有作為加熱處理管11內部的加熱裝置之加熱單元30。加熱單元30具備：發熱體42、隔熱體33、保持體41及外殼31。
發熱體42係以圍繞於外管12周圍之方式沿垂直方向設置至少一個以上。如第2、第3圖所示，發熱體42分別具備環狀部42R及一對供電部45,46。環狀部42R係以圍繞於外管12外周之方式構成為環狀。環狀部42R之兩端部係相互靠近地固定而沒有接觸，成為非電性接觸狀。亦即，環狀部42R係構成為不是完全電性狀態的圓形，而是形成為例如C字狀的環形。作為構成環狀部42R之材料而言，可使用例如Fe-Cr-Al合金、MOSi2 、SiC等之電阻發熱材料，其形狀可為第4(a)圖所示之線狀材料，亦可為第4(b)圖所示之板狀材料。一對供電部45,46係貫穿後述之隔熱體33(側壁部35)而固定於隔熱體33上，且其端部分別連接於環狀部42R的兩端部。一對供電部45,46係由金屬等之導電性材料所構成。透過一對供電部45,46而從環狀部42R的一端朝另一端流動電流，藉此，可加熱環狀部42R而使得處理管11內昇溫。一對供電部45,46係連接於控制器280。
隔熱體33係以圍繞於環狀部42R外周之方式而設。隔熱體33具備：上下端開口之圓筒狀側壁部35；及覆蓋側壁部35之上部開口的頂壁部34；隔熱體33係形成為下端開口之圓筒狀。隔熱體33係分別相對於外管12及環狀部42R而形成為同心圓狀。側壁部35及頂壁部34，係由例如纖維狀或球狀之氧化鋁(Al2 O3 )或氧化矽(SiO2 )等的隔熱材料形成。側壁部35及頂壁部34係分別藉由例如真空成型法等而一體成型。又，側壁部35不限定於一體成型之情況，還可藉由多層地堆疊複數個圓形之隔熱材而構成。藉由此種構成，可抑制應力施加於側壁部35上時之側壁部35的破損，或者可提高維護性。
第5(a)圖顯示從環狀部42R之中心側觀察(從處理管11側觀察)之環狀部42R的局部放大圖。於環狀部42R之上下端分別交互地連接有複數個山峰部(突出部)42a及山谷部(缺口部)42b。亦即，環狀部42R係形成為蛇行狀(波狀)。在設於環狀部42R之上下端的各山谷部42b的末端(谷底部)，設有形成為例如橢圓形之缺口部的保持體承受部42c。保持體承受部42c之寬度(沿環狀部42R之周方向的寬度，以下亦稱為第2寬度(b))，係構成為比山谷部42b之寬度(沿環狀部42R之周方向的寬度，以下亦稱為第1寬度(a))寬。
環狀部42R係藉由將一對供電部45,46貫穿隔熱體33(側壁部35)而固定，並如第5圖所示，藉由複數個保持體41將各山谷部42b分別固定於隔熱體33(側壁部35)的內周面，而被保持於隔熱體33之內周側。各保持體41係構成配置於保持體承受部42c內且固定於隔熱體33上。保持體41係作為橋形(爬釘形)的銷而構成。構成為橋形銷之保持體41的兩端，係以從環狀部42R之中心側朝外側(側壁部35側)分別插入相鄰之保持體承受部42c內，且刺入於隔熱體33(側壁部35)的內周面之方式固定。環狀部42R之外周面與側壁部35的內周面，係以不會接觸而保持既定之間隔(沿環狀部42R之半徑向的寬度，以下亦稱為第3寬度(c))進行固定之方式構成。又，保持體41不限定於上述橋形，還可構成為其一端部被插入固定於隔熱體33(側壁部35)的內周面之L字形銷，並還可構成為其中央部被插入固定於隔熱體33(側壁部35)的內周面之T字形銷。
以上述方式構成之結果，可確保沿環狀部42R之周方向的移動量大於以往之移動量。亦即，環狀部42R係一面沿環狀部42R之周方向確保最大相當於保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))的移動量一面固定。另外，可沿環狀部42R之半徑方向，確保既定大小之移動量。亦即，一面沿環狀部42R之半徑方向確保最大相當於第3寬度(c)的移動量一面固定。
蛇行狀之環狀部42R具有當加熱時因熱膨脹而朝周方向或半徑方向伸展的特性。根據本實施形態，即使環狀部42R因熱膨脹而朝周方向伸展，只要其延伸量小於該移動量(最大為第2寬度(b))，則仍可抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)。其結果，可抑制保持體41之脫落等。另外，可減低施加於環狀部42R的壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形、破裂或短路等。
又，當環狀部42R之延伸量超過一定量而使得沿環狀部42R之周方向的移動量變為零時，則塑性壓力會施加於環狀部42R之各部分，而會有環狀部42R發生變形的情況。例如，環狀部42R具有以山谷部42b的寬度(第1寬度(a))變窄之方式變形的情況。根據本實施形態，將配置保持體41之保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))構成為比山谷部42b的寬度(第1寬度(a))寬。因此，即使環狀部42R變形而使得山谷部42b的寬度(第1寬度(a))變窄，保持體41與環狀部42R仍可構成為不容易干涉(接觸)，可抑制保持體41之剪斷。
另外，即使環狀部42R因熱膨脹朝半徑方向伸展，只要該延伸量未滿該移動量(最大為第3寬度(c))，則仍可抑制環狀部42R與隔熱體33之內周壁的接觸。另外，可抑制環狀部42R之局部溫度上昇(異常溫度上昇)或環狀部42R的熔斷，可延長環狀部42R或隔熱體33之壽命。另外，可使處理室14內之溫度分布達成均勻化。
外殼31係以圍繞於隔熱體33外周之方式而設。外殼31係形成為例如上端閉塞且下端開口之圓筒形狀。外殼31係由例如不鏽鋼(SUS)形成。隔熱體33之外周面與外殼31的內周面之間的間隙32，係可用作為進行空氣冷卻的空間。又，還可設置貫穿頂壁部34及外殼31的頂壁之排氣口，而構成強制性地對隔熱體33與外管12之間的環境氣體進行空氣冷卻。
(3)基板處理製程
其次，簡單地說明作為藉該基板處理裝置實施之基板處理製程的一例之成膜製程。在以下之說明中，基板處理裝置之各部分的動作，係由控制器280所控制。
如第1圖所示，藉由晶舟昇降器21將裝填(充填晶圓)了複數片晶圓1之晶舟22抬起並搬入(裝載晶舟)處理室14內。在此狀態下，密封蓋20成為密封歧管16之下端開口的狀態。
以處理管11之內部成為既定壓力(真空度)的方式透過排氣管17進行真空排氣。另外，以處理管11之內部成為既定溫度的方式，藉加熱單元30進行加熱。亦即，藉由透過一對供電部45,46從環狀部42R的一端朝另一端流動電流，來加熱蛇行狀之環狀部42R以使處理管11內昇溫。此時，以處理室14內成為既定溫度分布之方式，根據溫度感測器24檢測出之溫度資訊，來反饋控制加熱單元30朝發熱體42通電的程度。接著，藉由旋轉機構25使晶舟22旋轉，而使晶圓1旋轉。
當蛇行狀之環狀部42R加熱時，會因熱膨脹而朝周方向或半徑方向伸展。根據本實施形態，可確保沿環狀部42R之周方向及半徑方向的移動量大於以往之移動量。另外，即使環狀部42R因熱膨脹而朝周方向伸展，只要其延伸量未滿該移動量(最大為第2寬度(b))，仍可抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)的情況發生。其結果，可抑制保持體41之脫落等。另外，可減低施加於環狀部42R的壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形、破裂或短路等。
接著，將控制為既定流量之原料氣體通過氣體導入管23導入處理室14內。導入之原料氣體流通於處理室14內後，從內管13之上端開口流出至排氣通道18內而從排氣管17排出。原料氣體在通過處理室14內時與晶圓1的表面接觸，此時，晶圓1受到處理，例如，藉熱CVD反應而於晶圓1表面上堆積(沉積)薄膜。
在經過了預先設定之處理時間後，從惰性氣體供給源(未圖示)供給惰性氣體，將處理室14內換成惰性氣體，並使處理室14內之壓力返回至常壓。
然後，藉由晶舟昇降器21使密封蓋20下降，將歧管16之下端開口打開，並將保持完成處理的晶圓1之晶舟22從歧管16之下端運出(晶舟卸載：Boat Unloading)至處理管11的外部。然後，從晶舟22取出(晶圓取出：Wafer Discharge)完成處理的晶圓1。
(4)本實施形態之效果
根據本實施形態，可獲得以下所示(a)～(e)中之一個或複數個效果。
(a)在本實施形態之設於環狀部42R的上下端之各山谷部42b的末端(谷底部)設有形成作為缺口部之保持體承受部42c。保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))，係構成為比山谷部42b之寬度(第1寬度(a))更寬。環狀部42R係藉由將一對供電部45,46貫穿隔熱體33的側壁而固定，並藉保持體41將各山谷部42b分別固定於隔熱體33的內周側壁，而被保持於隔熱體33之內周側。保持體41係以配置於各保持體承受部42c內且固定於隔熱體33上的方式構成。
蛇行狀之環狀部42R具有因熱膨脹而朝周方向伸展的特性。於是，當環狀部42R之周方向的延伸量超過一定量而使得移動量變為零時，則塑性壓力會施加於環狀部42R之各部分，而會有環狀部42R變形的情況。例如，環狀部42R具有以山谷部42b的寬度(第1寬度(a))變窄之方式變形的情況。根據本實施形態，將配置保持體41之保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))構成為比山谷部42b的寬度(第1寬度(a))寬。因此，即使環狀部42R變形而使得山谷部42b之寬度(第1寬度(a))變窄，保持體41與環狀部42R仍可構成為不容易干涉(接觸)，可抑制保持體41之剪斷。
又，假設於各山谷部42b的末端不設置保持體承受部42c，而直接將保持體41配置於各山谷部42b內，則會有因山谷部42b的寬度(第1寬度(a))變窄，致使環狀部42R與保持體41干涉(接觸)而造成其中任一方的損傷，或者，保持體41受到山谷部42b挾持而被剪斷的情況。
(b)另外，如上述構成之結果，可確保沿環狀部42R之周方向的移動量大於以往之移動量。亦即，可確保沿環狀部42R之周方向的移動量為最大相當於保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))的大小。其結果，即使環狀部42R因熱膨脹而朝周方向伸展，仍可抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)的情況發生，可抑制保持體41之脫落等。另外，環狀部42R與保持體41不容易干涉(接觸)，所以，可減低施加於環狀部42R的壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形，破裂或短路等。
第17圖為顯示本發明之第1實施形態的發熱體之熱變形的狀態之示意圖，第17(a)圖顯示昇溫前之狀態，第17(b)圖顯示昇溫後之狀態。由第17圖可知，如區域A10所示，藉由設置構成為寬缺口部之保持體承受部42c，可大幅地確保沿環狀部42R之周方向的移動量，可抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)，抑制保持體41之脫落等。另外，可減低施加於環狀部42R的壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形、破裂或短路等。又，如上述，即使假設環狀部42R發生變形，藉由將保持體41配置於保持體承受部42c，仍可成為不容易使保持體41受到山谷部42b挾持的構成，可抑制保持體41之破損或剪斷。
使用第16圖來說明不具備保持體承受部42c之發熱體的熱變形的狀態，作為參考。
第16(a)圖顯示不具備保持體承受部42c之環狀部42R'在昇溫前之狀態。於環狀部42R'之上下端分別交互地連接有複數個山峰部42a'及山谷部42b'，環狀部42R'係形成為蛇行狀(波狀)。環狀部42R'係藉保持體41'將各山谷部42b'分別固定於隔熱體的內周側壁，而被保持於隔熱體(未圖示)之內周側。又，保持體41'係直接配置於山谷部42b'內。第16(b)圖顯示環狀部42R'在昇溫後的狀態。如上述，蛇行狀之環狀部42R'因熱膨脹而朝周方向伸展。第16(b)圖顯示環狀部42R'之周方向的延伸量超過一定量，而使得沿環狀部42R'之周方向的移動量變為零之狀態(保持體41'與環狀部42R'干涉的狀態)。
當環狀部42R'進一步伸展時，成為第16(c)圖所示之狀態。第16(c)圖顯示因熱變形而產生保持體41'之剪斷、環狀部42R'之破裂、環狀部42R'之短路的狀態。如上述，當周方向的延伸量超過一定量時，保持體41'與環狀部42R'干涉，塑性應力會施加於環狀部42R'，使得環狀部42R'發生變形。在符號A6所表示之區域，顯示保持體41'被山谷部42b'從兩側挾持而剪斷之狀態，在符號A7所表示之區域，顯示環狀部42R'產生破裂之狀態，在符號A8所表示之區域，顯示環狀部42R'產生短路之狀態。第16(d)圖為第16(c)圖所示之環狀部42R'的側視圖，顯示因熱變形而產生保持體41'之脫落的狀態。在符號A9所表示之區域，顯示保持體41'因環狀部42R'之變形而從隔熱體抬起而將要脫離之狀態。
(c)根據本實施形態，如第5(b)圖所示，環狀部42R之外周面與側壁部35的內周面，係構成為不接觸而以相隔既定之間隔(第3寬度(c))的方式固定。
以此方式構成之結果，可沿環狀部42R之半徑方向確保既定大小的移動量。亦即，環狀部42R可一面沿環狀部42R之半徑方向確保最大相當於(第3寬度(c))的移動量一面固定。其結果，即使環狀部42R因熱膨脹而朝半徑方向伸展，只要該延伸量未滿該移動量(最大為第3寬度(c))，則仍可抑制環狀部42R與隔熱體33之內周壁的接觸。另外，可抑制環狀部42R之局部溫度上昇(異常溫度上昇)或環狀部42R的熔斷，可延長環狀部42R或隔熱體33之壽命。另外，可使處理室14內之溫度分布達成均勻化。
(d)根據本實施形態，藉由擴大設於環狀部42R之上下端的各山谷部42b的末端(谷底部)的寬度而設置保持體承受部42c，可獲得上述效果中至少一個以上的效果。亦即，不會大幅地減少環狀部42R之表面積(發熱面積)(不會降低加熱單元30之加熱性能)，可獲得上述效果中至少一個以上的效果。
(e)根據本實施形態，藉由擴大各山谷部42b的末端(谷底部)的寬度而設置保持體承受部42c，可達成各山谷部42b之末端(谷底部)的電流密度之分散，實現環狀部42R之長壽化。另外，可減小環狀部42R內之溫度差，可提高基板處理時之基板的溫度均一性。
第19圖為例示不具備保持體承受部之環狀部42R'內的電流路徑C之示意圖，第20圖為例示本發明之第1實施形態的環狀部42R內的電流路徑C之示意圖。
由第19圖可知，在山谷部42b'的末端(谷底部)，電流係以描繪成陡峻之曲線的方式流動。亦即，在山谷部42b'的末端(谷底部)，電流密度增大，與末端以外之部分相比，其發熱量增大，而使得局部溫度變得容易上昇。當環狀部42R'內之溫度差增大時，因熱膨脹量之差而對環狀部42R'施加塑性應力，恐有環狀部42R'變形破損的可能性。
由第20圖可知，在山谷部42b之末端(谷底部)設置大徑的保持體承受部42c，在山谷部42b的末端，電流係以描繪成較平緩之曲線的方式流動。亦即，在山谷部42b的末端(谷底部)，與第19圖之情況比較，可減小電流密度，減小與其他部分之發熱量的差，可抑制局部溫度之上昇。當環狀部42R內之溫度差減小時，因熱膨脹量之差而使得施加於環狀部42R'之塑性應力減小，可抑制環狀部42R之變形、破損。另外，可減小環狀部42R內之溫度差，可提高基板處理時之基板的溫度均一性。
又，以將保持體承受部42c之形狀設為橢圓形較為適宜。藉由此種構成，可更進一步地分散電性密度。另外，可增大保持體承受部42c周邊之強度。另外，可增大發熱體42之面積。
(6)變化例
以下，說明本實施形態之變化例。
(變化例)
本發明之保持體承受部42c，不限定於像上述實施形態那樣為橢圓形的情況，亦可形成為具有比山谷部42b的寬度(第1寬度(c))還大的直徑(與第2寬度(b)相同大小之直徑)之圓形缺口部。第6(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之環狀部42R之局部放大圖，第6(b)圖為放大部分之側視圖。
根據本變化例，可更加地確保沿環狀部42R之上下方向的移動量大於以往之移動量。亦即，可將沿環狀部42R之上下方向的移動量，設成最大相當於保持體承受部42c之直徑(第2寬度(b))的大小。其結果，即使環狀部42R因熱膨脹而於上下方向偏移，只要其偏移量未滿該移動量(最大為第2寬度(b))，即可抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)。其結果，可抑制保持體41之脫落等。另外，可減低施加於環狀部42R的壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形、破裂或短路等。
另外，根據本變化例，藉由將保持體承受部42c形成為具有比山谷部42b的寬度(第1寬度(c))還大的直徑(與第2寬度(b)相同大小之直徑)之圓形缺口部，可達成各山谷部42b之末端(谷底部)的電流密度之進一步的分散。亦即，在各山谷部42b的末端，電流係以描繪成更平緩之曲線的方式流動，可進一步地抑制環狀部42R之變形、破損，可使傳導於基板之溫度達成均勻，可進一步提高基板處理之溫度均一性。
(其他變化例)
根據本發明者等的檢討，在將一對供電部45,46固定於隔熱體33的情況，因熱膨脹而導致之環狀部42R的各部分之位置偏移量，係隨著離開一對供電部45,46而累積變大。在該情況，環狀部42R之移動量，不需要涵蓋環狀部42R的全周都均等，可根據位置偏移量或位置偏移方向來適宜地調整。在本變化例中，未將保持體承受部42c之寬度(或直徑)設成涵蓋環狀部42R的全周都為均等大小，而是根據位置偏移量或位置偏移方向來作局部變動。例如，將保持體承受部42c之寬度設定為隨著遠離一對供電部45,46而變大。
第7(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之加熱單元30之局部放大圖，第7(b)圖為以符號A1表示之區域中的環狀部42R之局部放大圖，第7(c)圖為以符號A2表示之區域中的環狀部42R之局部放大圖。由第7圖可知，遠離一對供電部45,46之區域(例如，以符號A2表示之區域)中的保持體承受部42c之寬度(第1寬度(a2))，係設定為比接近於一對供電部45,46之區域(例如，以符號A1表示之區域)中的保持體承受部42c之寬度(第1寬度(a1))還大。
根據本變化例，可分別於環狀部42R之各部分確保必要的移動量，一面抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)，一面於環狀部42R之各部中減少多餘的移動量，提高環狀部42R之保持穩定性。又，假設於第7圖中，將保持體承受部42c之寬度於環狀部42R全周皆均等地設定為第1寬度(a2)，則一對供電部45,46附近之環狀部42R的延伸量變得過大，致使環狀部42R之保持變得不穩定。另外，若將保持體承受部42c之寬度涵蓋環狀部42R全周均等地設定為第1寬度(a1)，則遠離一對供電部45,46之環狀部42R的延伸量變得過小，環狀部42R與保持體41容易相互干涉(接觸)，使得塑性應力容易被施加於環狀部42R。
另外，根據本變化例，藉由分別將各保持體承受部42c之大小設成所需之最小限度，不會無益地減少環狀部42R之表面積(發熱面積)，可抑制加熱單元30之加熱性能的降低。
參照第21圖及第22圖，說明環狀部42R之熱變形的狀態，作為參考。
第21圖為顯示環狀部42R之膨脹方向的示意圖。如第21圖所示，因為一對供電部45,46被固定於隔熱體33上，所以，環狀部42R之各部分不會呈同心圓狀膨脹，而是以一對供電部45,46附近之區域(以符號A13表示之區域)為基點分別朝圖中箭頭所示的各方向膨脹。因此，環狀部42R之各部分的位置偏移量，隨著離開一對供電部45,46而累積變大。
第22圖為顯示與環狀部42R之熱膨脹有關的測量結果之示意圖。在第22圖所示之測量中，在20℃～1000℃之溫度區域，藉由線膨脹係數為15×10-6 的KANTHAL APM(登錄商標)來製成環狀部42R。又，設20℃時之環狀部42R的直徑為481mm。另外，一面固定一對供電部45,46附近之區域，一面將環狀部42R從20℃昇溫至1020℃。因昇溫而產生之直徑的延伸量=(環狀部42R之長度)×(1020-20)×15×10-6 mm，1020℃時之環狀部42R的直徑為488.2mm。環狀部42R之各部分的位置偏移量係如圖所示般，隨著離開一對供電部45,46而逐漸變大(以符號A13表示之區域為基點，為3.0mm、5.1mm、6.7mm)，在最離開一對供電部45,46的部位成為最大(7.2mm)。另外，在最離開一對供電部45,46的部位，於周方向幾乎沒有位置偏移，而僅於半徑方向產生位置偏移。因此，在最離開一對供電部45,46的部位，亦可不用像第7(c)圖所示那樣擴大保持體承受部42c之寬度。
(再一其他變化例)
在本變化例中，於環狀部42R之全周各部分中的至少一部分，將保持體承受部42c與保持體41之相對位置設定為不同。亦即，不是使保持體承受部42c之寬度局部變動，而是藉由調整配置於保持體承受部42c之保持體41的位置，來局部地改變沿環狀部42R之周方向的移動量。
第8(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之加熱單元30之局部放大圖，第8(b)圖為以符號A3表示之區域中的環狀部之局部放大圖，第8(c)圖為以符號A4表示之區域中的環狀部之局部放大圖，第8(d)圖為以符號A5表示之區域中的環狀部之局部放大圖。
如第8(b)圖所示，在以符號A3表示之區域(一對供電部45,46附近)中，沿環狀部42R之周方向的移動量可為最小，所以，於保持體承受部42c之中心配置保持體41的端部。在該情況下，以符號A3表示之區域中的沿環狀部42R之周方向的移動量，成為保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))的一半左右。
另外，如第8(c)圖所示，在以符號A4表示之區域(遠離一對供電部45,46附近的部位)中，需要有沿環狀部42R之周方向的移動量，所以，不是於保持體承受部42c之中心配置保持體41的端部，而是於沿位置偏移方向偏移的位置上配置保持體41的端部。藉由使保持體41的端部偏移至保持體承受部42c的邊緣部，可將沿環狀部42R之周方向的移動量最大確保為第2寬度(b)。
如第8(d)圖所示，在以符號A5表示之區域中，沿環狀部42R之周方向的移動量可為最小，所以，於保持體承受部42c之中心配置保持體41的端部。如上述，這是因為在以符號A5表示之區域(最遠離一對供電部45,46的部位)中，於周方向幾乎沒有位置偏移，而僅於半徑方向產生較大之位置偏移的緣故。在該情況下，與第8(b)圖之情況相同，以符號A3表示之區域中沿環狀部42R之周方向的移動量，成為保持體承受部42c之寬度(第2寬度(b))的一半程度。
根據本變化例，可在環狀部42R之各部分分別確保必須之移動量，來抑制環狀部42R與保持體41之干涉(接觸)，減低施加於環狀部42R的塑性應力。另外，可在環狀部42R之各部分分別減少多餘之移動量，可提高環狀部42R之保持穩定性。又，只要於涵蓋環狀部42R之全周將各保持體承受部42c之大小設為一定即可，所以，可減低環狀部42R之製造成本。
〈第2實施形態〉
以下，參照圖面說明本發明之第2實施形態。
第9圖為本發明之第2實施形態的基板處理裝置之垂直剖視圖。第10圖為本發明之第2實施形態的發熱體之立體圖。第11(a)圖為本發明之第2實施形態的環狀部之局部放大圖，第11(b)圖為放大部分之側視圖。第12圖為保持本發明之第2實施形態的環狀部之隔熱體之局部放大圖，第12(a)圖顯示昇溫前之狀態，第12(b)圖顯示昇溫後之狀態。
(1)發熱體及隔熱體的構成
本實施形態之基板處理裝置在發熱體42及隔熱體33的構成上與上述實施形態不同。其他之構成與上述實施形態相同。
本實施形態之發熱體42係與上述實施形態相同，具有：環狀部42R，係形成於複數個山峰部42a及山谷部42b交互地連接之部位；及一對供電部45,46，係貫穿隔熱體33而固定於隔熱體33上，且分別連接於環狀部42R的兩端。如第10及第11圖所示，本實施形態之環狀部42R與上述實施形態之差異點在於，環狀部42R中的山峰部42a的前端42d，係以朝向環狀部42R之中心的方式相對於環狀部42R中除了山峰部42a前端之中央部42e分別呈鈍角傾斜。
本實施形態之隔熱體33係與上述實施形態相同，以圍繞於環狀部42R之外周面的方式形成為筒狀。如第9及第12圖所示，本實施形態之隔熱體33與上述實施形態之差異在於，於隔熱體33之內周面設置用來收容環狀部42R的溝狀收容部40之點。溝狀收容部40係以分別與各環狀部42R對應之方式沿垂直方向設置複數個。
收容部40之底面40e的內徑(水平方向之直徑)，係構成為比環狀部42R之外形(水平方向之直徑)大。收容部40之開口部的上下方向之寬度，係構成為比包含山峰部42a在內之環狀部42R的上下方向之寬度大。收容部40之底面40e的上下方向之寬度，係構成為比環狀部42R中除了山峰部42a前端之中央部42e的上下方向之寬度小。收容部40之兩側壁(上下一對之側壁)40d，係相對於溝狀收容部40之底面40e分別呈鈍角傾斜。亦即，收容部40之上下方向之寬度，係形成為隨著朝圓筒形狀之隔熱體33的外徑方向(與圓筒之中心相反的方向)行進(隨著接近於底面40e)而逐漸變窄。換言之，收容部40之兩側壁40d係形成為錐面，兩側壁40d間之距離，係隨著越接近底面40e而逐漸變小。
隔熱體33之側壁部35，係藉由沿垂直方向層積複數個例如甜甜圈形狀之隔熱塊36而構成。隔熱塊36係由例如纖維狀或球狀之氧化鋁(Al2 O3 )或氧化矽(SiO2 )等的隔熱材料形成。隔熱塊36係藉由例如真空成型法等而一體成型。如此，藉由複數個隔熱塊36來構成隔熱體33之側壁部35，可容易地形成溝狀收容部40、或可容易地組裝加熱單元30，並且可抑制應力施加於側壁部35時之側壁部35(隔熱塊36)的破損。另外，可容易部分地取出多層層積之隔熱塊36或發熱體42的一部分，來進行更換或維護。但側壁部35不限定於此種構成，還可一體成型。另外，隔熱塊36不限於一體成型之情況，還可藉由複數個甜甜圈形狀之隔熱材來構成。
環狀部42R中之山峰部42a的前端42d之傾斜角度與收容部40之兩側壁40d的傾斜角度，係設定為相同角度。亦即，山峰部42a的前端42d與收容部40之兩側壁40d係構成為大致平行。另外，如第12(a)圖所示，在環狀部42R處於昇溫前之狀態(至少為室溫狀態)，山峰部42a的前端42d與收容部40之兩側壁40d係構成為保持既定之間隔d而不接觸。另外，如第12(b)圖所示，在環狀部42R昇溫而朝半徑方向延伸時，山峰部42a的前端42d與收容部40之兩側壁40d，構成為分別進行面接觸。此時，環狀部42R中除了山峰部42a前端以外，中央部42e與收容部40之底面40e係構成為保持既定之間隔d2而不接觸。
(2)本實施形態之效果
根據本實施形態，可獲得以下所示效果中之一個或複數個效果。
(a)根據本實施形態，環狀部42R中之山峰部42a的前端42d之傾斜角度與收容部40之兩側壁40d的傾斜角度，係設定為相同角度。亦即，山峰部42a的前端42d與收容部40之兩側壁40d係構成為大致平行。另外，在環狀部42R昇溫而朝半徑方向延伸時，山峰部42a的前端42d與收容部40之兩側壁40d，係構成為分別進行面接觸。其結果，變得不容易對環狀部42R施加壓縮應力，可抑制環狀部42R的變形。
(b)根據本實施形態，在環狀部42R昇溫而朝半徑方向延伸時，環狀部42R中除了山峰部42a前端以外，中央部42e與收容部40之底面40e係構成為保持既定之間隔d2而不接觸。藉此，可避免環狀部42R與隔熱體33接觸所引起之環狀部42R的局部溫度上昇(異常溫度上昇)或環狀部42R的熔斷，可延長環狀部42R或隔熱體33之壽命。另外，可使處理室14內之溫度分布達成均勻化。
(3)變化例
在上述實施形態中，收容部40之底面40e的上下方向之寬度，係構成為小於環狀部42R中除了山峰部42a前端以外之中央部42e的上下方向之寬度，但本發明不限定於該形態。例如，亦可將收容部40之底面40e的上下方向之寬度形成為大於環狀部42R中除了山峰部42a前端以外之中央部42e的上下方向之寬度，且於收容部40之底面40e設置以比中央部42e的上下方向之寬度還小的寬度形成之階差部。
第13圖為顯示本發明之第2實施形態的收容部之變化例之示意圖，第13(a)圖為收容環狀部之收容部的局部放大圖，第13(b)圖為放大部分之側視圖。由第13圖可知，收容部40之底面40e的上下方向之寬度E2，係設定為大於環狀部42R中除了山峰部42a前端以外之中央部42e的上下方向之寬度E1。另外，於收容部40之底面40e設置以比中央部42e的寬度E1還小的寬度形成之階差部40f。
根據本變化例，即使環狀部42R昇溫而朝半徑方向延伸，使得環狀部42R中除了山峰部42a前端以外之中央部42e與收容部40之底面40e的距離d2成為零，中央部42e僅與階差部40f接觸，而可減小中央部42e與底面40e之接觸面積。其結果，可避免中央部42e的局部溫度上昇(異常溫度上昇)或熔解。尤其是，只要將階差部40f設置成與中央部42e中之電流密度低的區域接觸，可更有效地避免中央部42e的局部溫度上昇(異常溫度上昇)。
〈第3實施形態〉
以下，參照圖面說明本發明之第3實施形態。
第14圖為本發明之第3實施形態在昇溫前之加熱單元30的水平剖視圖。第15圖為本發明之第3實施形態在昇溫後之加熱單元30的水平剖視圖。
在本實施形態之基板處理裝置中，如第14圖所示，底面40e與中央部42e之間的距離，係設定為至少在環狀部42R處於室溫狀態時，隨著遠離一對供電部45,46而變大(亦即，於室溫狀態時，以成為圖中A<B<C的方式設定)。另外，如第15圖所示，底面40e與中央部42e之間的距離，係設定為至少在環狀部42R處於基板處理時之溫度狀態時，收容部40及環狀部42R中的全周各部分因熱膨脹而成為相同的距離(亦即，於基板處理時之溫度狀態時，以成為圖中A≒B≒C的方式設定)。
發熱體42之環狀部42R，因溫度上昇而熱膨脹或朝半徑方向及周方向延伸。因環狀部42R朝半徑方向延伸，使得底面40e與中央部42e之間的距離涵蓋環狀部42R之全周成為不均勻時，會有環狀部42R之溫度分布之均勻性涵蓋周方向降低的情況。亦即，會有在底面40e與中央部42e接近之部位，環狀部42R之溫度異常上昇、或者在底面40e與中央部42e接近之部位，環狀部42R之溫度降低的情況。相對於此，根據本實施形態，在環狀部42R處於基板處理時之溫度狀態時，收容部40及環狀部42R中的全周各部分因熱膨脹而成為相同的距離，所以，可涵蓋環狀部42R之周方向實現均勻之加熱。
參照第18圖來說明環狀部42R之熱變形的狀態，作為參考。
第18圖為顯示在室溫狀態下收容部40與環狀部42R成為同心圓狀時的環狀部42R之熱變形的狀態之示意圖，第18(a)圖顯示昇溫前之狀態，第18(b)圖顯示昇溫後之狀態。根據第18(a)圖，於昇溫前，底面40e與中央部42e之間的距離，係涵蓋環狀部42R之全周成為均一。然而，如第18(b)圖所示，當將環狀部42R昇溫至基板處理時之溫度時，環狀部42R朝徑向延伸，收容部40之底面40e與鄰接於底面40e的環狀部42R中除了山峰部42a前端以外之中央部42e之間的距離，涵蓋環狀部42R之全周成為不均一(圖中成為A>B>C)。亦即，因為一對供電部45,46被固定於隔熱體33上，所以，環狀部42R之各部分，係以一對供電部45,46附近之區域(以符號A11表示之區域)為基點而膨脹。另外，底面40e與中央部42e之間的距離隨著離開一對供電部45,46而逐漸變短，而於離一對供電部45,46最遠的區域(以符號A12表示之區域)，底面40e與中央部42e之間的距離成為最小(本實施例中為零)。其結果，會產生環狀部42R之局部溫度上昇(異常溫度上昇)，造成環狀部42R被熔斷。另外，環狀部42R之溫度分布的均勻性，係涵蓋周方向降低。
〈本發明之其他實施形態〉
本發明之第3實施形態，不限定於像上述實施形態那樣在山谷部42b的末端設置形成作為缺口部之保持體承受部42c的情況。亦即，如第19圖所例示，只要是具備以下構成之發熱體的加熱裝置，即使在不設置保持體承受部42c的情況，本發明仍可適合地應用，其中該發熱體具備：環狀部42R'，係由複數個山峰部42a'及山谷部42b'交互地連接之部位形成；及一對供電部45,46，係貫穿隔熱體33而固定於隔熱體33上，且分別連接於環狀部42R'的兩端。另外，即使為具備如下構成之環狀部及一對供電部之加熱裝置，本發明仍可適合地應用，其中該環狀部係複數個山峰部42a'及山谷部42b'沒有交互地連接之形態的環狀部，例如為線圈形狀之環狀部，而該一對供電部係貫穿隔熱體而固定於隔熱體上，且分別連接於環狀部的兩端。
本發明不限定於半導體製造裝置，還適合地應用於處理如LCD裝置那樣之玻璃基板的裝置。另外，處理室之構成亦不限定於上述實施形態。亦即，與基板處理之具體內容無關，除了成膜處理外，還可為退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理等的處理。另外，成膜處理還可為形成例如CVD、PVD、氧化膜、氮化膜的處理、或形成包含金屬之膜的處理。又，還可為以微影術實施之曝光處理、光阻液或蝕刻液的塗布處理。
以上，雖具體地說明了本發明之實施形態，但本發明不限定於上述實施形態，只要在未超出本發明之要旨的範圍內，即可作種種之變更。
〈本發明之較佳態樣〉
以下，針對本發明之較佳態樣附加說明如下。
本發明之第1態樣為，一種加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上。
較佳為，該保持體承受部係形成作為具有比該山谷部之寬度大的直徑之圓形缺口部。
較佳為，該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該保持體承受部之寬度係設定為隨著遠離該一對供電部而增大。
又，較佳為，該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該保持體承受部與該保持體之相對位置，係在該環狀部之全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
本發明之第2態樣為，如申請專利範圍第1項之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於該環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該環狀部中的該山峰部前端，係以朝該環狀部之中心的方式相對於該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部分別呈鈍角傾斜；該收容部之兩側壁係相對於該收容部之底面分別呈鈍角傾斜；該山峰部前端之傾斜角度與該收容部之兩側壁的傾斜角度，係設定為相同的角度。
較佳為，該收容部中之該底面的寬度係形成為比該中央部之寬度大，在該收容部之該底面具有以比該中央部窄之寬度形成的階差部。
本發明之第3態樣為，如第1態樣之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於該環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該收容部之底面與鄰接於該底面的該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部之間的距離，係在該收容部及該環狀部之全周各部中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於室溫狀態時，該距離係在該收容部及該環狀部的全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於基板處理時之溫度狀態時，該距離係以該收容部及該環狀部之全周各部分因熱膨脹而成為相同距離的方式設定。
較佳為，該距離係設定為隨著遠離該一對供電部而增大。
本發明之第4態樣為：一種基板處理裝置，其具備：加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上；及處理室，係設於該加熱裝置之內部，用來處理基板。
較佳為，該保持體承受部係形成作為具有比該山谷部之寬度大的直徑之圓形缺口部。
又，較佳為，該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該保持體承受部之寬度，係設定為隨著遠離該一對供電部而增大。
較佳為，該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該環狀部中的該山峰部前端，係以朝向該環狀部之中心的方式相對於該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部分別呈鈍角傾斜；該收容部之兩側壁係相對於該收容部之底面分別呈鈍角傾斜；該山峰部前端之傾斜角度與該收容部之兩側壁的傾斜角度，係設定為相同的角度。
較佳為，該收容部中之該底面的寬度係形成為大於該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部之寬度，在該收容部之該底面具有以比該中央部窄之寬度形成的階差部。較佳為，該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於該環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該收容部之底面與鄰接於該底面的該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部之間的距離，係在該收容部及該環狀部之全周各部中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於室溫狀態時，該距離係在該收容部及該環狀部的全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於基板處理時之溫度狀態時，該距離係係以該收容部及該環狀部之全周各部分因熱膨脹而成為相同距離的方式設定。
較佳為，該距離係設定為隨著遠離該一對供電部而增大。
本發明之第5態樣為：一種半導體裝置之製造方法，其具備：將基板搬入設於加熱裝置內部之處理室內的製程；及將該加熱裝置所具備且以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀的發熱體之兩端，固定於該發熱體之外周所設置的隔熱體上，並將保持體配置於分別被設於該山谷部之末端且形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部的保持體承受部內，且固定於該隔熱體上，藉此，一面保持該發熱體之位置，一面使該發熱體昇溫而對該處理室內之基板進行加熱處理的製程。
本發明之其他態樣為：一種加熱裝置，其具備：發熱體，具有由複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成之環狀部；及隔熱體，係以圍繞於環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該發熱體具有貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接的一對供電部；該環狀部中的該山峰部前端，係以朝向該環狀部之中心的方式相對於該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部分別呈鈍角傾斜；該收容部之兩側壁係相對於該收容部之底面分別呈鈍角傾斜；該山峰部前端之傾斜角度與該收容部之兩側壁的傾斜角度，係設定為相同的角度。
較佳為，該收容部中之該底面的寬度係形成為比該中央部之寬度大，在該收容部之該底面具有以比該中央部窄之寬度形成的階差部。
本發明之又一態樣為，一種加熱裝置，其具備：發熱體，具有由複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成之環狀部；及隔熱體，係以圍繞於環狀部之外周面的方式形成為筒狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該發熱體具有貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接的一對供電部；該收容部之底面與鄰接於該底面的該環狀部中除了該山峰部前端以外的中央部之間的距離，係在該收容部及該環狀部之全周各部中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於室溫狀態時，該距離係在該收容部及該環狀部的全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
較佳為，至少在該環狀部處於基板處理時之溫度狀態時，該距離係以該收容部及該環狀部之全周各部分因熱膨脹而成為相同距離的方式設定。
1．．．晶圓(基板)
11．．．處理管
12．．．外管
13．．．內管
14．．．處理室
15．．．爐口
16．．．岐管
17．．．排氣管
17a．．．壓力感測器
17b．．．APC閥
17c．．．真空排氣裝置
18．．．排氣通道
20．．．密封蓋
21．．．晶舟昇降器21
22．．．晶舟
23．．．氣體導入管
23a．．．原料氣體供給裝置
23b．．．運載氣體供給裝置
24．．．溫度感測器
25．．．旋轉機構
30．．．加熱單元(加熱裝置)
31．．．外殼
32．．．間隙
33．．．隔熱體
34．．．頂壁部
35．．．側壁部
40．．．收容部
40d．．．收容部之兩側壁
40e．．．收容部之底面
41,41'．．．保持體
42．．．發熱體
42R,42R'．．．環狀部
42a,42a'．．．山峰部
42b,42b'．．．山谷部
42c．．．保持體承受部
45,46．．．供電部
280．．．控制器
第1圖為本發明之第1實施形態的基板處理裝置之垂直剖視圖。
第2圖為本發明之第1實施形態的加熱單元之立體圖。
第3圖為本發明之第1實施形態的加熱單元之局部放大圖。
第4(a)圖為例示構成本發明之第1實施形態的環狀部之線狀材料的示意圖，第4(b)圖為例示構成該環狀部之板狀材料的示意圖。
第5(a)圖為本發明之第1實施形態的環狀部之局部放大圖，第5(b)圖為放大部分之側視圖。
第6(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之環狀部之局部放大圖，第6(b)圖為放大部分之側視圖。
第7(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之加熱單元之局部放大圖，第7(b)圖為以符號A1表示之區域中的環狀部之局部放大圖，第7(c)圖為以符號A2表示之區域中的環狀部之局部放大圖。
第8(a)圖為本發明之第1實施形態的變化例之加熱單元之局部放大圖，第8(b)圖為以符號A3表示之區域中的環狀部之局部放大圖，第8(c)圖為以符號A4表示之區域中的環狀部之局部放大圖，第8(d)圖為以符號A5表示之區域中的環狀部之局部放大圖。
第9圖為本發明之第2實施形態的基板處理裝置之垂直剖視圖。
第10圖為本發明之第2實施形態的發熱體之立體圖。
第11(a)圖為本發明之第2實施形態的環狀部之局部放大圖，第11(b)圖為放大部分之側視圖。
第12圖為保持本發明之第2實施形態的環狀部之隔熱體之局部放大圖，第12(a)圖顯示昇溫前之狀態，第12(b)圖顯示昇溫後之狀態。
第13圖為顯示本發明之第2實施形態的收容部之變化例之示意圖，第13(a)圖為收容環狀部之收容部的局部放大圖，第13(b)圖為放大部分之側視圖。
第14圖為本發明之第3實施形態的昇溫前之加熱單元的水平剖視圖。
第15圖為本發明之第3實施形態的昇溫後之加熱單元的水平剖視圖。
第16圖為顯示不具備保持體承受部之環狀部的熱變形的狀態之局部放大圖，第16(a)圖顯示昇溫前之狀態，第16(b)圖顯示昇溫後之狀態，第16(c)圖顯示因熱變形而產生保持體之剪斷、環狀部之破裂、環狀部之短路的狀態，第16(d)圖顯示因熱變形而產生保持體之脫落的狀態。
第17圖為顯示本發明之第1實施形態的發熱體之熱變形的狀態之示意圖，第17(a)圖顯示昇溫前之狀態，第17(b)圖顯示昇溫後之狀態。
第18圖為顯示在室溫狀態下，收容部與環狀部成為同心圓狀時的環狀部之熱變形的狀態之示意圖，第18(a)圖顯示昇溫前之狀態，第18(b)圖顯示昇溫後之狀態。
第19圖為例示不具備保持體承受部之環狀部內的電流路徑之示意圖。
第20圖為例示本發明之第1實施形態的發熱體內的電流路徑之示意圖。
第21圖為顯示環狀部之膨脹方向的示意圖。
第22圖為顯示與環狀部之熱膨脹有關的測量結果之示意圖。
33．．．隔熱體
35．．．側壁部
41．．．保持體
42a．．．山峰部
42b．．．山谷部
42c．．．保持體承受部
42R．．．環狀部

Claims (10)

  1. 一種加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上。
  2. 如申請專利範圍第1項之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於環狀部之外周面的方式形成為環狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該環狀部中的該山峰部前端，係以朝向該環狀部之中心的方式相對於該環狀部中除了該山峰部前端的中央部分別呈鈍角傾斜；該收容部之兩側壁係相對於該收容部之底面分別呈鈍角傾斜；該山峰部前端之傾斜角度與該收容部之兩側壁的傾斜角度，係設定為相同的角度。
  3. 如申請專利範圍第1項之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該隔熱體係以圍繞於該環狀部之外周面的方式形成為環狀，且於該隔熱體之內周面具有收容該環狀部的溝狀收容部；該收容部之底面與鄰接於該底面的該環狀部之間的距離，係在該收容部及該環狀部之全周各部中的至少一部分被設定為不同。
  4. 如申請專利範圍第1項之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由該複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該保持體承受部之寬度，係設定為隨著遠離該一對供電部而增大。
  5. 如申請專利範圍第1項之加熱裝置，其中該發熱體具備：環狀部，係由複數個山峰部與山谷部交互地相連的部位形成；及一對供電部，係貫穿該隔熱體而固定於該隔熱體上，且分別與該環狀部之兩端連接；該保持體承受部與該保持體之相對位置，係在該環狀部之全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
  6. 如申請專利範圍第2項之加熱裝置，其中該收容部中之該底面的寬度係形成為比該中央部之寬度大，在該收容部之該底面具有以比該中央部窄之寬度形成的階差部。
  7. 如申請專利範圍第3項之加熱裝置，其中至少在該環狀部處於室溫狀態時，該距離係在該收容部及該環狀部的全周各部分中的至少一部分被設定為不同。
  8. 如申請專利範圍第3項之加熱裝置，其中至少在該環狀部處於基板處理時之溫度狀態時，該距離係以該收容部及該環狀部之全周各部分因熱膨脹而成為相同距離的方式設定。
  9. 一種基板處理裝置，其具備：加熱裝置，其具備：發熱體，係以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀且兩端固定；保持體承受部，係分別設於該山谷部之末端，形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部；隔熱體，係設於該發熱體之外周；及保持體，係配置於該保持體承受部內且固定於該隔熱體上；及處理室，係設於該加熱裝置之內部，用來處理基板。
  10. 一種半導體裝置之製造方法，其具備：將基板搬入設於加熱裝置內部之處理室內的製程；及將該加熱裝置所具備且以複數個山峰部與山谷部交互地相連的方式形成為蛇行狀的發熱體之兩端，固定於該發熱體之外周所設置的隔熱體上，並將保持體配置於分別被設於該山谷部之末端且形成作為具有比該山谷部之寬度大的寬度之缺口部的保持體承受部內，且固定於該隔熱體上，藉此，一面保持該發熱體之位置，一面使該發熱體昇溫而對該處理室內之基板進行加熱處理的製程。
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