JP2007081391A - 載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック製の載置台の割れや、これを支持する支柱との接合部の割れを防止することが可能な載置台構造を提供する。
【解決手段】 処理容器４内にて被処理体Ｗに対して所定の熱処理を施すために前記被処理体を載置するセラミック製の載置台３２と、前記載置台を支持する支持手段３１とを有する載置台構造において、前記載置台の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層５４を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の熱処理装置、載置台構造及び載置台構造の製造方法に関する。

一般に、半導体集積回路を製造するには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理、結晶化処理等の各種の処理を繰り返し行なって、所望する集積回路を形成するようになっている。上記したような各種の処理を行なう場合には、その処理の種類に対応して必要な処理ガス、例えば成膜処理の場合には成膜ガスを、改質処理の場合にはオゾンガス等を、結晶化処理の場合にはＮ_２ ガス等の不活性ガスやＯ_２ ガス等をそれぞれ処理容器内へ導入する。
例えば半導体ウエハに対して１枚毎に熱処理を施す枚葉式の熱処理装置を例にとれば、真空引き可能になされた処理容器内に、例えば抵抗加熱ヒータを内蔵した載置台を設置し、この上面に半導体ウエハを載置した状態で所定の処理ガスを流し、所定のプロセス条件下にてウエハに各種の熱処理を施すようになっている。

ところで、上記した載置台は、一般的には処理容器内にその表面を露出した状態で設置されている。このため、この載置台を構成する材料、例えばアルミニウム合金等の金属材料からこれに含まれる僅かな重金属等が熱によって処理容器内へ拡散して金属汚染等のコンタミネーションを発生する原因となっていた。このコンタミネーション等を抑制するために、最近にあっては、載置台自体をセラミック材で形成した構造が提案されている（特許文献１、２、３）。
このような載置台は、一般的にはセラミック材よりなる載置台の上面側に抵抗加熱ヒータを埋め込んで一体成形し、この載置台の裏面側に、同じくセラミック材よりなる支柱を接続して処理容器内に起立させて設置されている。

特開平６−２５２０５５号公報 特開２００１−２５０８５８号公報 特開２００３−２８９０２４号公報

ところで、上述したようなセラミック材よりなる載置台は、アルミニウム合金でこれを形成した場合よりは、金属汚染等のコンタミネーションを比較的に良好に抑制することができる。
しかしながら、上記したセラミック材よりなる載置台は、セラミック材自体が比較的脆い材料であることから、昇降温の繰り返し等により熱応力が繰り返し加えられると、比較的容易に割れてしまう、という問題があった。
特に、上述したようにセラミック製の載置台は、その下面でセラミック製の支柱の上端と接合されているが、この接合部を基点として多くの割れ（クラック）が発生する、という問題があった。

上記したような割れの発生を防止するために、上記特許文献２に開示されているように、載置台を支持するセラミック製の支持部材を複雑な形状に成形したり、或いは特許文献３に開示されているように、載置台と支持部材の接合部の外周を特定の曲率半径になるように形成することが行われているが、載置台等の割れを十分に抑制できるものではなかった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、セラミック製の載置台の割れや、これを支持する支柱との接合部の割れを防止することが可能な載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置を提供することにある。

本発明者は、セラミック製の載置台の割れについて鋭意研究した結果、セラミック製の載置台を形成する場合には面出し等を行うために必ず表面研磨加工を行い、また載置台と支柱との接合部もＲ（曲面）を出すために曲面加工を施すが、この際、微視的に僅かな傷が表面に付くことは避けられず、この傷を起点として割れが生じ、特に傷の方向と直交する方向に引張り力が作用すると、割れが生じ易くなる、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。

すなわち、請求項１に係る発明は、処理容器内にて被処理体に対して所定の熱処理を施すために前記被処理体を載置するセラミック製の載置台と、前記載置台を支持する支持手段とを有する載置台構造において、前記載置台の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層を形成するように構成したことを特徴とする載置台構造である。
このように、載置台の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層を形成するようにしたので、石英ガラスコーティング層の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。
また石英ガラスコーティング層自体が各種のガスに対して耐腐食性が高いので、載置台のセラミック部材等が直接的にガスに晒されることがないので、載置台自体の寿命を長くすることができる。

この場合、例えば請求項２に規定するように、前記支持手段は、前記処理容器の底部より起立されたセラミック製の支柱よりなり、前記支柱の上端と前記載置台との接合部と、少なくとも前記支柱の上端部とを含む部分に、前記石英ガラスコーティング層を形成する。
このように、支柱の上端と載置台との接合部と、少なくとも支柱の上端部とを含む部分に、石英ガラスコーティング層を形成するようにしたので、この接合部の石英ガラスコーティング層の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。
また例えば請求項３に規定するように、前記載置台には、前記被処理体を加熱するための加熱手段が埋め込まれている。

また例えば請求項４に規定するように、前記石英ガラスコーティング層は、該石英ガラスコーティング層を形成すべき表面部分に溶融状態の石英ガラスを軟化点以上の温度にて付着させ、前記溶融状態の石英ガラスを歪点以下の温度まで冷却することにより形成される。
また例えば請求項５に規定するように、前記セラミックの線膨張率は、前記石英ガラスコーティング層の線膨張率よりも大きくなされている。
また例えば請求項６に規定するように、前記セラミックは、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化シリコンよりなる群より選択される１の材料よりなる。

請求項７に係る発明は、処理容器内にて被処理体に対して所定の熱処理を施すために前記被処理体を載置するセラミック製の載置台と、前記載置台を支持する支持手段とを有する載置台構造の製造方法において、前記載置台の表面に、溶融状態の石英ガラスを軟化温度以上の温度にて付着させる付着工程と、前記溶融状態の石英ガラスを歪点以下の温度まで冷却することにより平面方向への圧縮応力が保持された状態の石英ガラスコーティング層を形成するコーティング層形成工程と、を有することを特徴とする載置台構造の製造方法である。

この場合、例えば請求項８に規定するように、前記付着工程後に、前記溶融状態の石英ガラスを流動温度以上の温度まで昇温する昇温工程を行うようにしてもよい。
また例えば請求項９に規定するように、前記支持手段は、前記処理容器の底部より起立されたセラミック製の支柱よりなり、前記支柱の上端と前記載置台との接合部と、少なくとも前記支柱の上端部とを含む部分に、前記石英ガラスコーティング層を形成するようにした。
また例えば請求項１０に規定するように、前記セラミックの線膨張率は、前記石英ガラスコーティング層の線膨張率よりも大きい。
請求項１１に係る発明は、排気可能になされた処理容器と、前記処理容器内へ所定の処理ガスを供給するガス供給手段と、前記載置台構造と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。

本発明に係る載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、３〜１１に係る発明によれば、載置台の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層を形成するようにしたので、石英ガラスコーティング層の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。
また石英ガラスコーティング層自体が各種のガスに対して耐腐食性が高いので、載置台のセラミック部材等が直接的にガスに晒されることがないので、載置台自体の寿命を長くすることができる。

請求項２に係る発明によれば、支柱の上端と載置台との接合部と、少なくとも支柱の上端部とを含む部分に、石英ガラスコーティング層を形成するようにしたので、この接合部の石英ガラスコーティング層の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。

以下に本発明に係る載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る熱処理装置を示す断面構成図である。
図示するようにこの熱処理装置２は、例えば断面の内部が略円形状になされたアルミニウム製の処理容器４を有している。この処理容器４内の天井部には必要な処理ガス、例えば成膜ガスを導入するためにガス供給手段であるシャワーヘッド部６が設けられており、この下面のガス噴射面８に設けた多数のガス噴射孔から処理空間Ｓに向けて処理ガスを吹き出すようにして噴射するようになっている。

このシャワーヘッド部６内には、中空状の２つに区画されたガス拡散室１２Ａ、１２Ｂが形成されており、ここに導入された処理ガスを平面方向へ拡散した後、各ガス拡散室１２Ａ、１２Ｂにそれぞれ連通された各ガス噴射孔１０Ａ、１０Ｂより吹き出すようになっている。このシャワーヘッド部６の全体は、例えばニッケルやハステロイ（登録商標）等のニッケル合金、アルミニウム、或いはアルミニウム合金により形成されている。尚、シャワーヘッド部６としてガス拡散室が１つの場合でもよい。そして、このシャワーヘッド部６と処理容器４の上端開口部との接合部には、例えばＯリング等よりなるシール部材１４が介在されており、処理容器４内の気密性を維持するようになっている。

また、処理容器４の側壁には、この処理容器４内に対して被処理体としての半導体ウエハＷを搬入搬出するための搬出入口１６が設けられると共に、この搬出入口１６には気密に開閉可能になされたゲートバルブ１８が設けられている。
そして、この処理容器４の底部２０に排気落とし込め空間２２が形成されている。具体的には、この容器底部２０の中央部には大きな開口２４が形成されており、この開口２４に、その下方へ延びる有底円筒体状の円筒区画壁２６を連結してその内部に上記排気落とし込め空間２２を形成している。そして、この排気落とし込め空間２２を区画する円筒区画壁２６の底部２８には、これより起立させて本発明の特徴とする載置台構造２９が設けられる。具体的には、この載置台構造２９は、支持手段３１として例えばセラミックよりなる円筒体状の支柱３０と、この上端部に接合して固定される同じくセラミックよりなる載置台３２とにより主に構成される。この載置台構造２９の詳細については後述する。

そして、上記排気落とし込め空間２２の入口開口２４は、載置台３２の直径よりも小さく設定されており、上記載置台３２の周縁部の外側を流下する処理ガスが載置台３２の下方に回り込んで入口開口２４へ流入するようになっている。そして、上記円筒区画壁２６の下部側壁には、この排気落とし込め空間２２に臨ませて排気口３４が形成されており、この排気口３４には、図示しない真空ポンプが介設された排気管３６が接続されて、処理容器４内及び排気落とし込め空間２２の雰囲気を例えば真空引きして排気できるようになっている。

そして、この排気管３６の途中には、開度コントロールが可能になされた図示しない圧力調整弁が介設されており、この弁開度を自動的に調整することにより、上記処理容器４内の圧力を一定値に維持したり、或いは所望する圧力へ迅速に変化させ得るようになっている。
また、上記載置台３２は、加熱手段３７として例えば内部に所定のパターン形状に埋め込まれた例えばカーボンヒータよりなる抵抗加熱ヒータ３８を有している。そして、この載置台３２の上面には、被処理体としての半導体ウエハＷを載置し得るようになっている。また、上記抵抗加熱ヒータ３８は支持手段３１としての上記筒状の支柱３０内に配設された給電線４０に接続されて、電力を制御しつつ供給できるようになっている。尚、抵抗加熱ヒータ３８は、例えば上記載置台３２の中央部に位置する内側ゾーンと、その外側を同心円状に囲む外側ゾーンとに分割されており、各ゾーン毎に個別に電力制御できるようになっている。図示例では給電線４０は２本しか記載していないが、実際には４本設けられることになる。また、上記支柱３０は、一本に限定されず、これを複数本設けるようにしてもよい。

上記載置台３２には、この上下方向に貫通して複数、例えば３本のピン挿通孔４１が形成されており（図１においては２つのみ示す）、上記各ピン挿通孔４１に上下移動可能に遊嵌状態で挿通させた押し上げピン４２を配置している。この押し上げピン４２の下端には、円形リング形状の例えばアルミナのようなセラミックス製の押し上げリング４４が配置されており、この押し上げリング４４に、上記各押し上げピン４２の下端が乗っている。この押し上げリング４４から延びるアーム部４５は、容器底部２０を貫通して設けられる出没ロッド４６に連結されており、この出没ロッド４６はアクチュエータ４８により昇降可能になされている。これにより、上記各押し上げピン４２をウエハＷの受け渡し時に各ピン挿通孔４１の上端から上方へ出没させるようになっている。また、アクチュエータ４８の出没ロッド４６の容器底部の貫通部には、伸縮可能なベローズ５０が介設されており、上記出没ロッド４６が処理容器４内の気密性を維持しつつ昇降できるようになっている。

ここで上記本発明の特徴とする載置台構造２９について具体的に説明する。前述したように載置台３２と支柱３０は、共にセラミック材で形成されている。このセラミック材としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いることができ、この載置台３２の厚さは２０ｍｍ程度に設定されている。そして、上記円板状の載置台３２の下面の略中央部に、上記支柱３０の上端部を接合している。この接合部５２の表面は曲面状に成形されて”Ｒ”が付されており、容易に割れが生じないようにしている。
そして、この載置台３２の表面及び、更にはここでは載置台３２と支柱３０との接合部５２と、少なくとも支柱３０の上端部とを含む部分の表面には、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層５４が形成されている。具体的には、この石英ガラスコーティング層５４は、上記載置台３２の上面、側面及び裏面の全ての表面を覆って形成されている。また更には、載置台３２のピン挿通孔４１の内周面にもこれを覆って石英ガラスコーティング層５４が形成されている。

また、支柱３０に関しては、上記載置台３２との接合部５２の曲面状になされた表面及び支柱３０の上端部の表面全体を覆うように石英ガラスコーティング層５４が一体的に形成されている。そして、上記石英ガラスコーティング層５４が形成された部分のセラミック材には、反対に引張り方向の応力（引張り応力）が残留することになる。尚、支柱３０に関しては、この上端部のみならず、支柱３０の全体の表面に石英ガラスコーティング層５４を形成するようにしてもよい。
この石英ガラスコーティング層５４は、例えば厚さが０．０１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ程度に設定されており、上述したように、平面方向への圧縮応力が付与乃至保持された状態で形成することにより、載置台３２自体や支柱３０との接合部５２に割れが発生することを防止するようになっている。ここで上記石英ガラスコーティング層５４の厚さを０．０１ｍｍより薄くした場合には、石英ガラスコーティング層５４を設けた効果を十分に発生できない。この場合、ここで使用される載置台３２や支柱３０の線膨張率は、上記石英ガラスコーティング層５４の線膨張率よりも大きいものを用い、後述するように、これにより石英ガラスコーティング層５４に圧縮応力が保持（残留）された状態となるようにすることができる。

次に、上記石英ガラスコーティング層５４の形成方法について説明する。図２はセラミック材よりなる部材の表面に、圧縮応力が残留するような状態で石英ガラスコーティング層５４を施すための原理的な手順を示す工程図、図３は各種石英ガラスの粘度の温度依存性を示すグラフ、図４は各種石英ガラスの線膨張係数（線膨張率）の温度依存性を示すグラフである。尚、上記図３及び図４に示す各グラフの内容は、文献「石英ガラスの世界」（著者：葛生伸，１９９５年１０月２３日発行，ＩＳＢＮ４−７６９３−４１００−８）に示されている。ここでは前述したように、セラミック材として窒化アルミニウムよりなる載置台３２の裏面中央部に同じく窒化アルミニウムよりなる支柱３０を接合した後、各部材の表面を平坦に研磨し、そして、接合部５２の表面を曲面形状になるように研磨した後に、上記石英ガラスコーティング層５４が形成される。図２中では上述のように圧縮応力が残留するような状態で石英ガラスコーティング層５４を形成するための原理を示すものであり、ここでは載置台３２の上面のみに石英ガラスコーティング層５４を形成する場合を例にとって説明する。

このような石英ガラスコーティング層５４は、コーティングの対象となるセラミックと石英ガラスコーティング層５４との線膨張率の差を利用して形成するものであり、具体的には、セラミックの線膨張率は石英ガラスコーティング層５４の線膨張率よりも大きいものを用い、ここではその一例として上述のように例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いられる。
破壊力学上の知見から、同じ長さの亀裂が表面に存在する試験片と内部に存在する試験片の破壊強度を比較すると、破壊強度は表面に亀裂が存在する試験片の方が小さくなってしまい、亀裂が内部に存在する試験片の破壊強度の約６割程度まで低下してしまう。この現象は表面効果と呼ばれる。例えば強化ガラスは表面効果を利用して熱処理により表面に圧縮方向の応力（圧縮応力）を残留させ、内部に引張り方向の応力（引張り応力）を残留させ、通常のガラスの数倍の強度を得ており、本発明ではこの表面効果を利用して石英ガラスコーティング層を形成することにより載置台３２等の強化を図るようにしている。

この図２に示す処理は、例えば真空中にて行われる。まず、図２（Ａ）に示すように、室温状態で所定の長さの窒化アルミニウム製の載置台３２がある。この窒化アルミニウムの焼結温度は１９００℃前後である。そして、図２（Ｂ）に示すように、この載置台３２を昇温して行き、この載置台３２の表面に石英ガラス５４Ａを設ける。そして、更に図２（Ｃ）に示すように、この載置台３２を昇温して石英ガラス５４Ａの軟化点以上の温度、例えば１７２０℃以上の温度に加熱する。この場合、好ましくは石英ガラス５４Ａの流動温度、例えば１８００℃以上まで加熱する。すると、載置台３２上の石英ガラス５４Ａは溶融状態となって粘性が低くなることから（例えば１０^５ Ｐ以下）、平面方向へ流動して載置台３２の表面に均一に広がって付着された状態、すなわちコーティングされた状態となる。

図３は各種の溶融石英ガラス（電気溶融石英ガラス、酸水素溶融石英ガラス及び直接法合成石英ガラス）の粘度の温度依存性を示しており、温度が高くなる程、全てのガラスの粘度が低下しているのが判る。
尚、ここで載置台３２を石英ガラス５４Ａの軟化点以上に加熱した後に、載置台３２の表面に石英ガラス５４Ａを設けるようにしてもよい。この場合には、石英ガラス５４Ａは直ちに溶融して平面方向へ均一に広がることになる。

このように、載置台３２を図２（Ｃ）に示すように軟化点以上に加熱した状態で一定の時間、例えば１５分程度保持した後に、図２（Ｄ）〜図２（Ｆ）に示すように、降温速度を管理しつつ室温まで除冷し、これにより均一に流動していた石英ガラス５４Ａは冷却されて石英ガラスコーティング層５４となる。この降温速度は、セラミック製の載置台３２や表面の石英ガラスコーティング層５４が割れないような速度に設定する。
上記載置台３２の除冷に際しては、溶融状態の石英ガラス５４Ａの歪点、例えば１１２０℃（図２（Ｄ）参照）までは、降温するに従って、セラミック製の載置台３２と溶融状態の石英ガラス５４Ａは、共に内部応力を生ずることなく、それぞれの線膨張率に従って熱収縮して行く。

そして、更に除冷されて載置台３２の温度が歪点以下になると、両部材は更に熱収縮し、石英ガラス５４Ａの粘性率が極めて大きくなるため、内部応力が事実上緩和されない。図２（Ｅ）では、７５０℃まで除冷した状態を示している。ここで、歪点以下では石英ガラス５４Ａの線膨張率は約５．５×１０^−７／℃程度である。図４は各種の溶融石英ガラス（直接法合成石英ガラス及び不透明石英ガラス）の線膨張係数（線膨張率）の温度依存性を示しており、温度３５０〜７００℃程度の範囲での全石英ガラスの平均の線膨張係数は約５．５×１０^−７／℃程度である。これに対して窒化アルミニウムの線膨張係数は約５．５×１０^−６／℃であり、上記石英ガラス５４Ａと比較すると一桁程度大きい。すなわち、石英ガラス５４Ａと比較して、セラミック製の載置台３２の方がより多く熱収縮しようとする。従って、ここで載置台３２と石英ガラス５４Ａとの間の線膨張率差に応じた応力が歪量として残存し、この結果、石英ガラス５４Ａには、矢印Ｆ１に示すような圧縮応力が付与され、これと同時にセラミック製の載置台３２には矢印Ｆ２に示すような引張り応力が付与される。

そして、載置台３２が室温まで低下すると、更に両部材は熱収縮し、結果的に、上記両部材の線膨張率差に応じた圧縮応力Ｆ１及び引張り応力Ｆ２が、それぞれ石英ガラスコーティング層５４及び載置台３２に残留応力として残ることになる。このようにして、石英ガラスコーティング層５４中に平面方向への圧縮応力が保持された状態にすることができる。
ここで、石英ガラスコーティング層５４の厚さは、セラミック製の載置台３２の厚さと比較して十分に小さいので、石英ガラスコーティング層５４に残留する圧縮応力Ｆ１と比較して載置台３２に残留する引張り応力Ｆ２は相対的に小さくなり、載置台３２に悪影響を与えることはない。

このように、載置台３２の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層５４を形成するようにしたので、石英ガラスコーティング層５４の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層５４には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。また石英ガラスコーティング層自体が各種のガスに対して耐腐食性が高いので、セラミック製の載置台自体が直接的にガスに晒されることがないので、載置台自体の寿命を長くすることができる。
また、支柱３０の上端と載置台３２との接合部５２と、少なくとも支柱３０の上端部とを含む部分に、石英ガラスコーティング層５４を形成するようにしたので、この接合部５２の石英ガラスコーティング層５４の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層５４には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。
またこの載置台３２は、一般的なプロセス時には石英ガラス５４Ａの歪点以下の温度で使用されるので、上記残留応力である圧縮応力Ｆ１や引張り応力Ｆ２が緩和されて消失することはない。

更には、副次的な効果として、載置台３２や支柱３０の上端部の周囲を石英ガラスコーティング層５４で囲むようにしたので、窒化アルミニウムよりなる載置台本体や支柱本体をプロセスガスから遮断することができるので、窒化アルミニウム自体にはプロセスガスに対する耐腐食性は要求されず、この材料選定の幅を広げることができる。例えば耐腐食性は低いが、熱伝導率の高い窒化アルミニウムを載置台３２の材料として選定することができる。
またプロセスガスによっては、石英ガラスコーティング層５４を構成する石英ガラス自体が徐々に腐食される場合もあるが、この場合には、石英ガラスコーティング層５４自体が透明材料であることから、載置台３２自体の残り寿命を外観を観察することによって判定することもできる。
尚、上記熱処理装置の実施例においては、加熱手段３７として載置台３２に埋め込まれた抵抗加熱ヒータ３８を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、加熱手段３７として加熱ランプを用いるようにしてもよい。

図５は上述したような本発明の熱処理装置の変形例を示す構成図である。尚、図５中において、図１中に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、この変形例においては、加熱手段３７として、抵抗加熱ヒータ３８（図１参照）に替えて複数の加熱ランプ６０を設けている。具体的には、処理容器４の底部２０に大口径の開口６２を形成し、この開口６２にＯリング等のシール部材６４を介して透明な石英板よりなる透過板６６を設けている。
そして、この透過板６６の下方にランプハウス６８を設け、このランプハウス６８内に、反射板を兼ねる回転台７０に取り付けた状態で上記複数の加熱ランプ６０が設けられている。この回転台７０は、回転モータ７２によって回転可能になされている。これにより、上記加熱ランプ６０からの熱線が上記透過板６６を透過して上方に位置する載置台７６の裏面を照射し、載置台７６をその裏面から加熱するようになっている。

ここで載置台構造２９は、支持手段３１として容器底部に大口径の円筒状のリフレクタ７４を配置し、内面が反射面となったリフレクタ７４の上端より水平方向に延びる複数、例えば３本（図示例では２本のみ記す）の支持ロッド７８で上記セラミック製の載置台７６を支持する構造となっている。ここで上記載置台７６の表面全体、すなわち上面、側面及び下面全体に、先の実施例と同様に石英ガラスコーティング層５４が付着させて設けられている。本実施例では、上記載置台７６を構成するセラミックとしては、光を透過しない黒色の窒化アルミニウムを用いることができ、また、厚さ自体は非常に薄く成形されており、例えば３〜４ｍｍ程度に設定されている。

この変形例の場合も先の実施例と同様な作用効果を発揮することができ、載置台７６の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層５４を形成するようにしたので、石英ガラスコーティング層５４の表面に傷等が発生していても、この石英ガラスコーティング層５４には圧縮応力が付与されているので、上記傷を起点として載置台自体に割れが発生することを防止することができる。また石英ガラスコーティング層自体が各種のガスに対して耐腐食性が高いので、セラミック製の載置台自体が直接的にガスに晒されることがないので、載置台自体の寿命を長くすることができる。
尚、上記実施例においては、セラミック材として窒化アルミニウムを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、アルミナ（Ａｌ_２ Ｏ_３ ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等も用いることができる。
また、本発明が適用される熱処理としては、成膜処理、エッチング処理、改質処理、アニール処理等のウエハＷを加熱処理する全ての熱処理が含まれる。
更には、被処理体としては半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。

本発明に係る熱処理装置を示す断面構成図である。 セラミック材よりなる部材の表面に圧縮応力が残留するような状態で石英ガラスコーティング層をコーティング施すための原理的な手順を示す工程図である。 各種石英ガラスの粘度の温度依存性を示すグラフである。 各種石英ガラスの線膨張係数の温度依存性を示すグラフである。 本発明の熱処理装置の変形例を示す構成図である。

符号の説明

２ 熱処理装置
４ 処理容器
６ シャワーヘッド部（ガス供給手段）
２９ 載置台構造
３０ 支柱
３１ 支持手段
３２ 載置台
３７ 加熱手段
３８ 抵抗加熱ヒータ
５４ 石英ガラスコーティング層
５４Ａ 石英ガラス
６０ 加熱ランプ
７４ リフレクタ
７６ 載置台
７８ 支持ロッド
Ｆ１ 圧縮応力
Ｆ２ 引張り応力
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (11)

1. 処理容器内にて被処理体に対して所定の熱処理を施すために前記被処理体を載置するセラミック製の載置台と、
   前記載置台を支持する支持手段とを有する載置台構造において、
   前記載置台の表面に、平面方向への圧縮応力が保持された状態で石英ガラスコーティング層を形成するように構成したことを特徴とする載置台構造。
2. 前記支持手段は、前記処理容器の底部より起立されたセラミック製の支柱よりなり、前記支柱の上端と前記載置台との接合部と、少なくとも前記支柱の上端部とを含む部分に、前記石英ガラスコーティング層を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
3. 前記載置台には、前記被処理体を加熱するための加熱手段が埋め込まれていることを特徴とする請求項１または２記載の載置台構造。
4. 前記石英ガラスコーティング層は、該石英ガラスコーティング層を形成すべき表面部分に溶融状態の石英ガラスを軟化点以上の温度にて付着させ、前記溶融状態の石英ガラスを歪点以下の温度まで冷却することにより形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の載置台構造。
5. 前記セラミックの線膨張率は、前記石英ガラスコーティング層の線膨張率よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の載置台構造。
6. 前記セラミックは、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化シリコンよりなる群より選択される１の材料よりなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の載置台構造。
7. 処理容器内にて被処理体に対して所定の熱処理を施すために前記被処理体を載置するセラミック製の載置台と、
   前記載置台を支持する支持手段とを有する載置台構造の製造方法において、
   前記載置台の表面に、溶融状態の石英ガラスを軟化温度以上の温度にて付着させる付着工程と、
   前記溶融状態の石英ガラスを歪点以下の温度まで冷却することにより平面方向への圧縮応力が保持された状態の石英ガラスコーティング層を形成するコーティング層形成工程と、
   を有することを特徴とする載置台構造の製造方法。
8. 前記付着工程後に、前記溶融状態の石英ガラスを流動温度以上の温度まで昇温する昇温工程を行うことを特徴とする請求項７記載の載置台構造の製造方法。
9. 前記支持手段は、前記処理容器の底部より起立されたセラミック製の支柱よりなり、前記支柱の上端と前記載置台との接合部と、少なくとも前記支柱の上端部とを含む部分に、前記石英ガラスコーティング層を形成するようにしたことを特徴とする請求項７または８記載の載置台構造の製造方法。
10. 前記セラミックの線膨張率は、前記石英ガラスコーティング層の線膨張率よりも大きいことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の載置台構造の製造方法。
11. 排気可能になされた処理容器と、
    前記処理容器内へ所定の処理ガスを供給するガス供給手段と、
    請求項１乃至６のいずれかに記載の載置台構造と、
    を備えたことを特徴とする熱処理装置。
    

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