JP3798721B2 - 半導体熱処理用反射板およびこの半導体熱処理用反射板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体熱処理用反射板に関し、より詳細には、半導体熱処理に用いられるヒータの反射板、また半導体熱処理炉に用いられる反射板、あるいはウエハボードの載置されるダミーウエハ等の半導体熱処理用反射板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造分野において、発熱体からの輻射熱を反射するために各種形状、サイズの反射板が用いられている。具体的に例示すれば、半導体熱処理に用いられるヒータの反射板、半導体熱処理炉に用いられる反射板、ボードに載置されるダミーウエハ等を挙げることができる。
これら反射板は、半導体ウエハの熱処理において用いられるため、埃や微粒子等パーティクル発生の原因とならないこと、また雰囲気ガスが強い腐食性を有するガスである場合が多いため、充分な耐食性を有するものでなければならない。
【０００３】
これら要求を満足するもとして、本願出願人は半導体熱処理に用いられるヒータの反射板を提案している（特開２０００−２１８９０号公報）。この反射板を図８，９に基づいて説明する。
この反射板２０は、少なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板２２を、板状の石英ガラス支持体２１に封入した構成を備えている。
そして、この反射板２０は、石英ガラス上板２１ａと、片面が鏡面のカーボン製反射板２２と、反射板用設定座ぐり（凹部）２１ｃを有する石英ガラス下板２１ｂとを、図９に示す配置で組み立て、前記融着処理を施すことにより、石英ガラス支持体２１（２１ａ、２１ｂ）を一体化させたものである。
【０００４】
この反射板２０にあっては、石英ガラス体でカーボン製反射板２２を覆っているために、埃や微粒子等パーティクル発生を抑制でき、また充分な耐食性を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体熱処理用反射板は、２００〜１２００℃の炉内環境下で使用される。
そのため、前記カーボン製反射板が、前記反射板用設定座ぐり（凹部）によって形成される内部空間の雰囲気ガス、あるいは石英ガラスと反応し、石英ガラス体の内部に反応による異物が付着するという技術的課題があった。
また、カーボン製反射板と石英ガラス体との反応ガスによって、カーボン製反射板と、カーボン製反射板と接する石英ガラス体との間が局所的に気圧が上昇し、石英ガラス体が割れたりあるいは変形するという技術的課題があった。
【０００６】
また、前記した反射板は、反射板用設定座ぐり（凹部）を有する石英ガラス下板にカーボン製反射板を収納し、前記反射板用設定座ぐり（凹部）を覆うように石英ガラス上板を１２００℃以上の高温域で荷重を加え、融着処理している。
このとき、カーボン製反射板に吸着されている吸着水分、残留ガス、また反射板用設定座ぐり（凹部）によって形成される空間の気体が膨張し、前記密閉空間を形成する石英ガラス体が膨張変形もしくは破損する虞があった。
【０００７】
本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、異物の付着、反応ガスの発生を抑制することによって、割れ、変形を防止した半導体熱処理用反射板を提供することを目的とする。
また、製造時に、反射板に吸着されている吸着水分、残留気体、また収容空間の雰囲気の影響を受けることなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる半導体熱処理用反射板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかる半導体熱処理用反射板は、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつこの面に溝が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであるため、反射率を低下させることなく、両板状体の接触による反応を抑制することができる。その結果、光透過性材料の内表面への異物の付着、反応ガスの発生を抑制することができる。
また、無機材料からなる板状体の一面に溝が形成されているため、無機材料とからなる板状体と前記光透過性材料からなる板状体との間の、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１０】
ここで、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端から外周端に連続する溝であることが望ましい。
このように、無機材料からなる板状体に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝が設けられているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
特に、内周端から外周端に連続する溝であるため、反応ガスを内外周端方向に逃がすことにより、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１１】
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端から該外周端に対向する他の外周端に連続する溝であることが望ましい。
このように、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体が円板状であっても良く、無機材料からなる板状体がリング状の場合と同様に、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１２】
この場合、前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の中心を通る溝であることが望ましく、これにより、特に中心部に発生する局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１３】
また、前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の同心円状に一つないし複数形成されていることが望ましい。
このように、無機材料からなる板状体に溝を、該板状体の同心円状に一つないし複数形成しているため、反応ガスを周方向に逃がすことにより、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１４】
前記無機材料からなる板状体に形成されている溝によって、該板状体の表面が略均等に区画されていることが望ましい。
このように、溝によって、該板状体の表面が略均等に区画されているため、板状体の全域のおいて、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１５】
また、前記無機材料からなる板状体が密閉配置された前記光透過性材料からなる板状体の内部が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されていることが望ましい。
このように、前記光透過性材料からなる板状体の内部が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されているため、無機材料からなる板状体と光透過性材料からなる板状体の内部空間内における光透過性材料と無機材料との高温反応を抑制することができる。
【００１６】
また、板状体の内部が減圧されているため、反応ガスが生じても、無機材料からなる板状体が密閉配置された前記光透過性材料からなる板状体が膨張変形、あるいは破損することはない。
更に、製造過程において減圧する際、無機材料からなる板状体に形成された前記溝によって、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができる。
【００１７】
また、前記無機材料からなる板状体の任意の位置に、厚さ方向に貫通する孔が形成されていることが望ましい。
このように厚さ方向に貫通する孔が形成されているため、製造時に、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、また前記光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができる。
また、孔によって無機材料からなる板状体の上面と下面とが連通するため、使用時、製造時における無機材料の上下空間の圧力差による光透過性材料の変形を抑制することができる。
【００１８】
また、無機材料からなる板状体に形成された溝が交差する位置に、前記孔が設けられていることが望ましい。
溝が交差する位置に前記孔が設けられているため、製造時において、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、あるいはまた光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気ガスをより効率的に排気することができる。
【００１９】
また、前記孔が、無機材料からなる板状体の中心部に設けられていることが望ましい。
光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを排気した際、板状体の中心部の上面と下面との間が、最も圧力差が生じ易い。
前記したように無機材料からなる板状体の中心部に孔が設けられている場合には、使用時、製造時におけるこの圧力差を小さくすることができ、光透過性材料からなる板状体の変形を防止できる。
【００２０】
前記無機材料からなる板状体されている溝の長さの総和が板状体の外周長さの１倍未満では、局所的な圧力上昇により、変形、割れが生じ、１０倍を超えると強度不足、反射率の低下を招くため、溝の長さの総和が、該板状体の外周長さの１乃至１０倍であることが好ましい。
【００２１】
また、上記技術的課題を解決するためになされた半導体熱処理用反射板の製造方法は、前記光透過性材料からなる第一の板状体に、一面に溝が形成された無機材料からなる板状体を収容する凹部を形成すると共に、その底面に貫通したガス抜き穴を形成し、前記溝が形成された面が前記凹部底面と接するように、凹部内に無機材料からなる板状体を収容し、この凹部を光透過性材料からなる第二の板状体で覆い、第一の板状体と第二の板状体とを１２００℃以上の高温域で、前記凹部内部の雰囲気をガス抜き穴を介して排気しながら、融着処理し、融着処理後、前記ガス抜き穴を閉塞することを特徴としている。
【００２２】
このような製造方法によるため、製造時に、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、前記光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気を効率的に排気することができ、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
【００２３】
また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかる半導体熱処理用反射板は、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつ前記無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝が形成されていることを特徴としている。
このように、無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝を形成しても、前記した半導体熱処理用反射板と同様に、両板状体の接触による反応を抑制することができる。その結果、光透過性材料の内表面への異物の付着、反応ガスの発生を抑制することができる。
また、前記光透過性材料からなる板状体の一面に溝が形成されているため、無機材料とからなる板状体と前記光透過性材料からなる板状体との間の、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００２４】
ここで、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
このように、光透過性材料からなる板状体に、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝が、あるいは直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝が形成されているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる半導体熱処理用反射板およびこの半導体熱処理用反射板の製造方法の実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、図１は半導体熱処理用反射板の実施形態を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図、図３は無機材料からなる板状体の溝形成面を示す平面図、図４は半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【００２６】
図１に示すように、半導体熱処理用反射板１は、少なくとも片面が５００〜２０００ｎｍ波長光での反射率が３０％の光沢面もしくは８０％以上の鏡面になされた無機材料からなる板状体２を、前記光透過性材料からなる板状体３（３ａ，３ｂ）に封入した構成になっている。
この無機材料からなる板状体２としては、カーボン、ＳｉＣ、ＴｉＮ等のセラミックス材料もしくはＡｕ，Ｐｔ等の金属材料を用いることができ、耐熱性、純度、コストの観点からカーボン、特に、熱膨張黒鉛シートが好ましい。
【００２７】
また、前記板状体３と接触する無機材料からなる板状体２の面２ａの表面粗さは、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されている。
このように、板状体２の面２ａの表面粗さが、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されているため、板状体２の面２ａの全てが、前記光透過性材料からなる板状体３と完全に接していない。
そのため、半導体熱処理用反射板１が２００〜１２００℃の半導体熱処理炉で使用されても、前記板状体３と板状体２との間の反応を抑制でき、異物の発生、反応ガスの発生を抑制できる。
【００２８】
特に、Ｒａが０．１μｍ未満では完全接触により反応が起きやすくなり好ましくなく、Ｒａが１０．０μｍを超えると凹凸面の凸部での反応が生じ易くなり好ましくない。
なお、この表面粗さＲａはＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に定義される算術平均粗さであり、これは▲１▼カットオフ値＝０．８ｍｍ▲２▼区間数＝５（測定長＝４ｍｍ）の設定条件で通常の表面粗さ測定機（例えばMitutoyo製SURFTEST SJ−２０１）を用いて測定したものである。
【００２９】
また、この無機材料からなる板状体２および前記光透過性材料からなる板状体３はリング状に形成されている。
そして、前記板状体２の面２ａには、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃが、所定の間隔をもって複数形成されている。図３では、溝２ｃを４５度の間隔をもって８個形成した場合を示している。
【００３０】
また、前記板状体２の面２ａには、同心円状の３つの溝２ｄが形成され、前記溝２ｄの一つの溝と前記溝２ｃの一つの溝とが交差する位置に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが形成されている。
また、板状体２の他の面２ｂは鏡面になされている。このように、他の面２ｂを鏡面とすることにより、面２ａ，２ｂのいずれかの面を良好な反射面とすることができる。
【００３１】
次に、光透過性材料からなる板状体３について説明する。
この光透過性材料からなる板状体３は、図４に示すようにリング状の石英ガラス上板３ａと、前記無機材料からなる板状体２を収容する凹部３ｃが形成されたリング状の石英ガラス下板３ｂとからなり、前記石英ガラス上板３ａと、石英ガラス下板３ｂとを融着処理し、一体化したものである。
また、前記石英ガラス下板３ｂにはガス抜き穴３ｄが形成され、このガス抜き穴３ｄと連通する石英ガラス製のガス排出管３ｅが石英ガラス下板３ｂの外側面に形成されている。
このガス排気管３ｅは、無機材料からなる板状体２が吸着している吸着水分、残留気体、また凹部３ｃ内（内部空間）の雰囲気ガスを排出し、減圧状態（２００ｔｏｒｒ以下）になすものであり、排出後、閉塞される。
【００３２】
この光透過性材料からなる板状体３を構成する部材を、前記したように石英ガラスとした場合について説明したが、透光性アルミナ等を用いることもできる。しかし、純度、耐熱性、加工性の観点から石英ガラスが好ましい。
【００３３】
以上のように、半導体熱処理用反射板１は、無機材料からなる板状体２の面２ａを前記石英ガラス下板３ｂの凹部３ｃの底面と接するように収容し、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを融着し、一体化したものである。なお、前記板状体２が収納されている凹部３ｃ内は減圧状態（２００ｔｏｒｒ以下）になされている。
【００３４】
したがって、２００〜１２００℃の炉内環境下で使用しても、板状体２の面２ａの表面粗さが、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されているため、前記板状体３と板状体２との間の反応を抑制でき、異物の発生、反応ガスの発生を抑制できる。
また、無機材料からなる板状体２に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃおよび板状体の同心円状に複数の溝２ｄが設けられているため、反応ガスを径方向（内外周端方向）及び周方向に逃がすことができ、前記反応ガスに伴う局所的な気圧の上昇を確実に抑制できる。その結果、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００３５】
また、前記光透過性材料からなる板状体３の内部空間が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されているため、無機材料からなる板状体２と光透過性材料からなる板状体３との高温反応を抑制することができる。また反応ガスが生じても、減圧状態にあるため、光透過性材料からなる板状体３が、膨張変形、あるいは破損することはない。
更に、前記無機材料からなる板状体２に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが形成されているため、無機材料からなる板状体２の上下空間の圧力差による光透過性材料からなる板状体３の変形を抑制することができる。特に、溝２ｃ，２ｄが交差する位置に前記孔２ｅが設けられているため、使用時、製造時における、無機材料からなる板状体２の上下空間との圧力差によるよる光透過性材料からなる板状体３変形を抑制することができる。
【００３６】
次に、半導体熱処理用反射板の製造方法について、図４に基づいて説明する。まず、前記光透過性材料からなる石英ガラス下板３ｂに、無機材料からなる板状体２を収容する凹部３ｃをざぐり加工により形成すると共にその底面に貫通したガス抜き穴３ｄを形成する。また、このガス抜き穴３ｄと連通する石英ガラス製のガス排出管３ｅを石英ガラス下板３ｂの外側面に形成する。
また、無機材料からなる板状体２の面２ａを所定の表面粗さになすと共に、溝２ｃおよび溝２ｄを形成する。
【００３７】
そして、無機材料からなる板状体２の面２ａが凹部底面と接するように、板状体２を凹部３ｃ内に収容する。その後、この凹部３ｃを石英ガラス上板３ａで覆い、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを型４によって荷重を加えながら、１２００℃以上の高温域で、融着する。
このとき、前記凹部３ｃ内部の雰囲気ガス、板状体２の吸着水分、残留ガス等をガス抜き穴３ｄを介して排気し、最終的に２００ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、前記ガス抜き穴３ｄを閉塞し、板状体３内に板状体２が密閉配置される。なお、図４中、符号５は基台、また符号６はストッパであって、型４の下方移動を規制するものである。
【００３８】
このような製造方法によるため、製造時に、無機材料からなる板状体２の吸着水分、残留気体、前記板状体３内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができ、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
特に、溝２ｃ，２ｄ、孔２ｅが形成されているため、製造時においても、無機材料からなる板状体２の上下の空間の圧力差による光透過性材料からなる板状体３の変形を抑制することができる。また、反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体３の割れ、変形が抑制される。
【００３９】
上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体２に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃおよび同心円状の溝２ｄが設けられている場合を示したが、これに限定されず、図５に示すように同心円状の溝２ｄのみを設けても（図５（ａ））、あるいは直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃのみを設けても（図５（ｂ））よい。
【００４０】
また、上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体２に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが１つ形成されている場合を示したが、特に限定されるものではなく、図６に示すように、複数個の孔２ｅを形成しても良い。
【００４１】
更に、上記実施形態にあっては、リング状の光透過性材料からなる板状体内に、リング状の無機材料からなる板状体を密閉配置した場合について説明したが、特にリング形状に限定されるものではなく、図７に示すように、円板状の無機材料からなる板状体１０を円板状の光透過性材料からなる板状体内に、密閉配置しても良い。
また、前記無機材料からなる板状体１０が円板状である場合には、図７に示すように、板状体１０に形成される溝１０ａが直線状であって一の外周端から該外周端に対向する他の外周端に連続した複数の溝１０ａを形成するのが良い。
【００４２】
前記溝１０ａは、該板状体１０の中心を通る溝であり、また板状体１０を貫通する孔１０ｂが、板状体１０の中心部に設けられている。
光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを排気する際、板状体１０の中心部の上面側空間と下面側空間との間が、最も圧力差が生じ易い。
しかし、板状体１０の中心部に孔１０ｂが設けられている場合には、この圧力差を小さくすることができ、光透過性材料からなる板状体１０の変形を防止できる。
【００４３】
また、板状体１０に形成されている溝１０ａによって、該板状体の表面が略均等に区画（特に円周方向において）されている。このように、略均等に区画されているため、板状体の全域のおいて、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
なお、図７に示す実施形態において、板状体１０に同心円状の一つないし複数の溝を形成しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体に溝を形成した場合について説明したが、これに対して光透過性材料からなる板状体に溝を形成しても良い。
即ち、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつ前記無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝が形成されているものであっても、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４５】
また、光透過性材料からなる板状体に溝を形成する場合においても、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
このように、光透過性材料からなる板状体に、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝が、あるいは直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝が形成されているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
この無機材料からなる板状体２は、材質が熱膨張黒鉛シートであり、外径φ３１６ｍｍ、内径φ１０３ｍｍ、厚さ５５０μｍ、のシート状の板状体であって、その一面（光透過性材料からなる板状体と接する面）の表面粗さＲａを、１．０μｍに形成した。
また、その溝形成面に、図３に示ような、幅および深さがいずれも０．１ｍｍの８本の溝２ｃと、幅および深さがいずれも０．１ｍｍの３つの溝２ｄが形成した。また、図３の示す位置に、貫通する直径５ｍｍの孔２ｅを形成した。
【００４７】
また、前記光透過性材料からなる板状体３の形成材料として、材質が石英ガラスであり、図４に示すような、外径φ３２６ｍｍ、内径φ９３ｍｍ、凹部３ｃの深さ０．６ｍｍの石英ガラス下板３ｂと、外径φ３２６ｍｍ、内径φ９３ｍｍ、厚さ２ｍｍの石英ガラス上板３ａを用意した。
なお、ガス抜き穴３ｄとして、石英ガラス下板３ｂの凹部３ｃの底面に直径４ｍｍの穴を形成した。またガス抜き穴３ｄにガス排出管３ｅを融着により、石英ガラス下板３ｂの外側面に接続した。
【００４８】
そして、板状体２の面２ａが凹部３ｃの底面と接するように、板状体２を凹部３ｃ内に収容する。その後、この凹部３ｃを石英ガラス上板３ａで覆い、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを、図４に示す型４によって、５０ｋｇの荷重を加えながら、１２００℃以上の高温域で、排気しながら、融着処理を行った。
そして、最終的に２００ｔｏｒｒ以下まで、前記凹部３ｃ内部を減圧した後、ガス抜き穴３ｅを閉塞し、板状体２を板状体３内に密閉配置した。
【００４９】
その結果、前記光透過性材料からなる板状体３に変形、割れ等の発生はなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができた。
また、この半導体熱処理用反射板を、１２００℃で延べ３００時間使用したが、前記光透過性材料からなる板状体３に変形、割れ等の発生はなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を維持することができた。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる半導体熱処理用反射板によれば、異物の付着、反応ガス発生を抑制することができ、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形を防止することができる。
また、本発明にかかる半導体熱処理用反射板の製造方法によれば、無機材料からなる板状体に吸着されている吸着水分、残留気体、また前記光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気でき、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、半導体熱処理用反射板の実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図３は、図１に示した無機材料からなる板状体の溝形成面を示す平面図である。
【図４】図４は、半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、無機材料からなる板状体に形成された溝の変形例を示す平面図であって、（ａ）は同心円状の溝のみを設けた場合、（ｂ）は直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃのみ設けた場合を示す平面図である。
【図６】図７は、無機材料からなる板状体に形成された貫通した孔の変形例を示す平面図である。
【図７】図７は、無機材料からなる板状体の変形例を示す平面図である。
【図８】図８は、従来の半導体熱処理用反射板を示す断面図である。
【図９】図９は、従来の半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体熱処理用反射板
２ 無機材料からなる板状体
２ａ 面
２ｂ 面
２ｃ 溝
２ｄ 溝
２ｅ 孔
３ 光透過材料からなる板状体
３ａ 石英ガラス上板
３ｂ 石英ガラス下板
３ｃ 凹部
３ｄ ガス抜き穴
３ｅ ガス排出管
１０ 無機材料からなる板状体
１０ａ 溝
１０ｂ 孔
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体熱処理用反射板に関し、より詳細には、半導体熱処理に用いられるヒータの反射板、また半導体熱処理炉に用いられる反射板、あるいはウエハボードの載置されるダミーウエハ等の半導体熱処理用反射板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造分野において、発熱体からの輻射熱を反射するために各種形状、サイズの反射板が用いられている。具体的に例示すれば、半導体熱処理に用いられるヒータの反射板、半導体熱処理炉に用いられる反射板、ボードに載置されるダミーウエハ等を挙げることができる。
これら反射板は、半導体ウエハの熱処理において用いられるため、埃や微粒子等パーティクル発生の原因とならないこと、また雰囲気ガスが強い腐食性を有するガスである場合が多いため、充分な耐食性を有するものでなければならない。
【０００３】
これら要求を満足するもとして、本願出願人は半導体熱処理に用いられるヒータの反射板を提案している（特開２０００−２１８９０号公報）。この反射板を図８，９に基づいて説明する。
この反射板２０は、少なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板２２を、板状の石英ガラス支持体２１に封入した構成を備えている。
そして、この反射板２０は、石英ガラス上板２１ａと、片面が鏡面のカーボン製反射板２２と、反射板用設定座ぐり（凹部）２１ｃを有する石英ガラス下板２１ｂとを、図９に示す配置で組み立て、前記融着処理を施すことにより、石英ガラス支持体２１（２１ａ、２１ｂ）を一体化させたものである。
【０００４】
この反射板２０にあっては、石英ガラス体でカーボン製反射板２２を覆っているために、埃や微粒子等パーティクル発生を抑制でき、また充分な耐食性を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体熱処理用反射板は、２００〜１２００℃の炉内環境下で使用される。
そのため、前記カーボン製反射板が、前記反射板用設定座ぐり（凹部）によって形成される内部空間の雰囲気ガス、あるいは石英ガラスと反応し、石英ガラス体の内部に反応による異物が付着するという技術的課題があった。
また、カーボン製反射板と石英ガラス体との反応ガスによって、カーボン製反射板と、カーボン製反射板と接する石英ガラス体との間が局所的に気圧が上昇し、石英ガラス体が割れたりあるいは変形するという技術的課題があった。
【０００６】
また、前記した反射板は、反射板用設定座ぐり（凹部）を有する石英ガラス下板にカーボン製反射板を収納し、前記反射板用設定座ぐり（凹部）を覆うように石英ガラス上板を１２００℃以上の高温域で荷重を加え、融着処理している。
このとき、カーボン製反射板に吸着されている吸着水分、残留ガス、また反射板用設定座ぐり（凹部）によって形成される空間の気体が膨張し、前記密閉空間を形成する石英ガラス体が膨張変形もしくは破損する虞があった。
【０００７】
本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、異物の付着、反応ガスの発生を抑制することによって、割れ、変形を防止した半導体熱処理用反射板を提供することを目的とする。
また、製造時に、反射板に吸着されている吸着水分、残留気体、また収容空間の雰囲気の影響を受けることなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる半導体熱処理用反射板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかる半導体熱処理用反射板は、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつこの面に溝が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであるため、反射率を低下させることなく、両板状体の接触による反応を抑制することができる。その結果、光透過性材料の内表面への異物の付着、反応ガスの発生を抑制することができる。
また、無機材料からなる板状体の一面に溝が形成されているため、無機材料とからなる板状体と前記光透過性材料からなる板状体との間の、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１０】
ここで、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端から外周端に連続する溝であることが望ましい。
このように、無機材料からなる板状体に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝が設けられているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
特に、内周端から外周端に連続する溝であるため、反応ガスを内外周端方向に逃がすことにより、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１１】
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端から該外周端に対向する他の外周端に連続する溝であることが望ましい。
このように、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体が円板状であっても良く、無機材料からなる板状体がリング状の場合と同様に、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１２】
この場合、前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の中心を通る溝であることが望ましく、これにより、特に中心部に発生する局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１３】
また、前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の同心円状に一つないし複数形成されていることが望ましい。
このように、無機材料からなる板状体に溝を、該板状体の同心円状に一つないし複数形成しているため、反応ガスを周方向に逃がすことにより、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１４】
前記無機材料からなる板状体に形成されている溝によって、該板状体の表面が略均等に区画されていることが望ましい。
このように、溝によって、該板状体の表面が略均等に区画されているため、板状体の全域のおいて、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００１５】
また、前記無機材料からなる板状体が密閉配置された前記光透過性材料からなる板状体の内部が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されていることが望ましい。
このように、前記光透過性材料からなる板状体の内部が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されているため、無機材料からなる板状体と光透過性材料からなる板状体の内部空間内における光透過性材料と無機材料との高温反応を抑制することができる。
【００１６】
また、板状体の内部が減圧されているため、反応ガスが生じても、無機材料からなる板状体が密閉配置された前記光透過性材料からなる板状体が膨張変形、あるいは破損することはない。
更に、製造過程において減圧する際、無機材料からなる板状体に形成された前記溝によって、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができる。
【００１７】
また、前記無機材料からなる板状体の任意の位置に、厚さ方向に貫通する孔が形成されていることが望ましい。
このように厚さ方向に貫通する孔が形成されているため、製造時に、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、また前記光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができる。
また、孔によって無機材料からなる板状体の上面と下面とが連通するため、使用時、製造時における無機材料の上下空間の圧力差による光透過性材料の変形を抑制することができる。
【００１８】
また、無機材料からなる板状体に形成された溝が交差する位置に、前記孔が設けられていることが望ましい。
溝が交差する位置に前記孔が設けられているため、製造時において、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、あるいはまた光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気ガスをより効率的に排気することができる。
【００１９】
また、前記孔が、無機材料からなる板状体の中心部に設けられていることが望ましい。
光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを排気した際、板状体の中心部の上面と下面との間が、最も圧力差が生じ易い。
前記したように無機材料からなる板状体の中心部に孔が設けられている場合には、使用時、製造時におけるこの圧力差を小さくすることができ、光透過性材料からなる板状体の変形を防止できる。
【００２０】
前記無機材料からなる板状体されている溝の長さの総和が板状体の外周長さの１倍未満では、局所的な圧力上昇により、変形、割れが生じ、１０倍を超えると強度不足、反射率の低下を招くため、溝の長さの総和が、該板状体の外周長さの１乃至１０倍であることが好ましい。
【００２１】
また、上記技術的課題を解決するためになされた半導体熱処理用反射板の製造方法は、前記光透過性材料からなる第一の板状体に、一面に溝が形成された無機材料からなる板状体を収容する凹部を形成すると共に、その底面に貫通したガス抜き穴を形成し、前記溝が形成された面が前記凹部底面と接するように、凹部内に無機材料からなる板状体を収容し、この凹部を光透過性材料からなる第二の板状体で覆い、第一の板状体と第二の板状体とを１２００℃以上の高温域で、前記凹部内部の雰囲気をガス抜き穴を介して排気しながら、融着処理し、融着処理後、前記ガス抜き穴を閉塞することを特徴としている。
【００２２】
このような製造方法によるため、製造時に、無機材料からなる板状体の吸着水分、残留気体、前記光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気を効率的に排気することができ、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
【００２３】
また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかる半導体熱処理用反射板は、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつ前記無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝が形成されていることを特徴としている。
このように、無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝を形成しても、前記した半導体熱処理用反射板と同様に、両板状体の接触による反応を抑制することができる。その結果、光透過性材料の内表面への異物の付着、反応ガスの発生を抑制することができる。
また、前記光透過性材料からなる板状体の一面に溝が形成されているため、無機材料とからなる板状体と前記光透過性材料からなる板状体との間の、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００２４】
ここで、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
このように、光透過性材料からなる板状体に、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝が、あるいは直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝が形成されているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる半導体熱処理用反射板およびこの半導体熱処理用反射板の製造方法の実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、図１は半導体熱処理用反射板の実施形態を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図、図３は無機材料からなる板状体の溝形成面を示す平面図、図４は半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【００２６】
図１に示すように、半導体熱処理用反射板１は、少なくとも片面が５００〜２０００ｎｍ波長光での反射率が３０％の光沢面もしくは８０％以上の鏡面になされた無機材料からなる板状体２を、前記光透過性材料からなる板状体３（３ａ，３ｂ）に封入した構成になっている。
この無機材料からなる板状体２としては、カーボン、ＳｉＣ、ＴｉＮ等のセラミックス材料もしくはＡｕ，Ｐｔ等の金属材料を用いることができ、耐熱性、純度、コストの観点からカーボン、特に、熱膨張黒鉛シートが好ましい。
【００２７】
また、前記板状体３と接触する無機材料からなる板状体２の面２ａの表面粗さは、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されている。
このように、板状体２の面２ａの表面粗さが、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されているため、板状体２の面２ａの全てが、前記光透過性材料からなる板状体３と完全に接していない。
そのため、半導体熱処理用反射板１が２００〜１２００℃の半導体熱処理炉で使用されても、前記板状体３と板状体２との間の反応を抑制でき、異物の発生、反応ガスの発生を抑制できる。
【００２８】
特に、Ｒａが０．１μｍ未満では完全接触により反応が起きやすくなり好ましくなく、Ｒａが１０．０μｍを超えると凹凸面の凸部での反応が生じ易くなり好ましくない。
なお、この表面粗さＲａはＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に定義される算術平均粗さであり、これは▲１▼カットオフ値＝０．８ｍｍ▲２▼区間数＝５（測定長＝４ｍｍ）の設定条件で通常の表面粗さ測定機（例えばMitutoyo製SURFTEST SJ−２０１）を用いて測定したものである。
【００２９】
また、この無機材料からなる板状体２および前記光透過性材料からなる板状体３はリング状に形成されている。
そして、前記板状体２の面２ａには、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃが、所定の間隔をもって複数形成されている。図３では、溝２ｃを４５度の間隔をもって８個形成した場合を示している。
【００３０】
また、前記板状体２の面２ａには、同心円状の３つの溝２ｄが形成され、前記溝２ｄの一つの溝と前記溝２ｃの一つの溝とが交差する位置に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが形成されている。
また、板状体２の他の面２ｂは鏡面になされている。このように、他の面２ｂを鏡面とすることにより、面２ａ，２ｂのいずれかの面を良好な反射面とすることができる。
【００３１】
次に、光透過性材料からなる板状体３について説明する。
この光透過性材料からなる板状体３は、図４に示すようにリング状の石英ガラス上板３ａと、前記無機材料からなる板状体２を収容する凹部３ｃが形成されたリング状の石英ガラス下板３ｂとからなり、前記石英ガラス上板３ａと、石英ガラス下板３ｂとを融着処理し、一体化したものである。
また、前記石英ガラス下板３ｂにはガス抜き穴３ｄが形成され、このガス抜き穴３ｄと連通する石英ガラス製のガス排出管３ｅが石英ガラス下板３ｂの外側面に形成されている。
このガス排気管３ｅは、無機材料からなる板状体２が吸着している吸着水分、残留気体、また凹部３ｃ内（内部空間）の雰囲気ガスを排出し、減圧状態（２００ｔｏｒｒ以下）になすものであり、排出後、閉塞される。
【００３２】
この光透過性材料からなる板状体３を構成する部材を、前記したように石英ガラスとした場合について説明したが、透光性アルミナ等を用いることもできる。しかし、純度、耐熱性、加工性の観点から石英ガラスが好ましい。
【００３３】
以上のように、半導体熱処理用反射板１は、無機材料からなる板状体２の面２ａを前記石英ガラス下板３ｂの凹部３ｃの底面と接するように収容し、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを融着し、一体化したものである。なお、前記板状体２が収納されている凹部３ｃ内は減圧状態（２００ｔｏｒｒ以下）になされている。
【００３４】
したがって、２００〜１２００℃の炉内環境下で使用しても、板状体２の面２ａの表面粗さが、Ｒａ０．１〜１０．０μｍに形成されているため、前記板状体３と板状体２との間の反応を抑制でき、異物の発生、反応ガスの発生を抑制できる。
また、無機材料からなる板状体２に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃおよび板状体の同心円状に複数の溝２ｄが設けられているため、反応ガスを径方向（内外周端方向）及び周方向に逃がすことができ、前記反応ガスに伴う局所的な気圧の上昇を確実に抑制できる。その結果、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００３５】
また、前記光透過性材料からなる板状体３の内部空間が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されているため、無機材料からなる板状体２と光透過性材料からなる板状体３との高温反応を抑制することができる。また反応ガスが生じても、減圧状態にあるため、光透過性材料からなる板状体３が、膨張変形、あるいは破損することはない。
更に、前記無機材料からなる板状体２に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが形成されているため、無機材料からなる板状体２の上下空間の圧力差による光透過性材料からなる板状体３の変形を抑制することができる。特に、溝２ｃ，２ｄが交差する位置に前記孔２ｅが設けられているため、使用時、製造時における、無機材料からなる板状体２の上下空間との圧力差によるよる光透過性材料からなる板状体３変形を抑制することができる。
【００３６】
次に、半導体熱処理用反射板の製造方法について、図４に基づいて説明する。まず、前記光透過性材料からなる石英ガラス下板３ｂに、無機材料からなる板状体２を収容する凹部３ｃをざぐり加工により形成すると共にその底面に貫通したガス抜き穴３ｄを形成する。また、このガス抜き穴３ｄと連通する石英ガラス製のガス排出管３ｅを石英ガラス下板３ｂの外側面に形成する。
また、無機材料からなる板状体２の面２ａを所定の表面粗さになすと共に、溝２ｃおよび溝２ｄを形成する。
【００３７】
そして、無機材料からなる板状体２の面２ａが凹部底面と接するように、板状体２を凹部３ｃ内に収容する。その後、この凹部３ｃを石英ガラス上板３ａで覆い、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを型４によって荷重を加えながら、１２００℃以上の高温域で、融着する。
このとき、前記凹部３ｃ内部の雰囲気ガス、板状体２の吸着水分、残留ガス等をガス抜き穴３ｄを介して排気し、最終的に２００ｔｏｒｒ以下まで減圧する。その後、前記ガス抜き穴３ｄを閉塞し、板状体３内に板状体２が密閉配置される。なお、図４中、符号５は基台、また符号６はストッパであって、型４の下方移動を規制するものである。
【００３８】
このような製造方法によるため、製造時に、無機材料からなる板状体２の吸着水分、残留気体、前記板状体３内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気することができ、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
特に、溝２ｃ，２ｄ、孔２ｅが形成されているため、製造時においても、無機材料からなる板状体２の上下の空間の圧力差による光透過性材料からなる板状体３の変形を抑制することができる。また、反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体３の割れ、変形が抑制される。
【００３９】
上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体２に、直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃおよび同心円状の溝２ｄが設けられている場合を示したが、これに限定されず、図５に示すように同心円状の溝２ｄのみを設けても（図５（ａ））、あるいは直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃのみを設けても（図５（ｂ））よい。
【００４０】
また、上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体２に、厚さ方向に貫通する孔２ｅが１つ形成されている場合を示したが、特に限定されるものではなく、図６に示すように、複数個の孔２ｅを形成しても良い。
【００４１】
更に、上記実施形態にあっては、リング状の光透過性材料からなる板状体内に、リング状の無機材料からなる板状体を密閉配置した場合について説明したが、特にリング形状に限定されるものではなく、図７に示すように、円板状の無機材料からなる板状体１０を円板状の光透過性材料からなる板状体内に、密閉配置しても良い。
また、前記無機材料からなる板状体１０が円板状である場合には、図７に示すように、板状体１０に形成される溝１０ａが直線状であって一の外周端から該外周端に対向する他の外周端に連続した複数の溝１０ａを形成するのが良い。
【００４２】
前記溝１０ａは、該板状体１０の中心を通る溝であり、また板状体１０を貫通する孔１０ｂが、板状体１０の中心部に設けられている。
光透過性材料からなる板状体の内部空間の雰囲気ガスを排気する際、板状体１０の中心部の上面側空間と下面側空間との間が、最も圧力差が生じ易い。
しかし、板状体１０の中心部に孔１０ｂが設けられている場合には、この圧力差を小さくすることができ、光透過性材料からなる板状体１０の変形を防止できる。
【００４３】
また、板状体１０に形成されている溝１０ａによって、該板状体の表面が略均等に区画（特に円周方向において）されている。このように、略均等に区画されているため、板状体の全域のおいて、局所的な気圧の上昇を確実に抑制でき、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
なお、図７に示す実施形態において、板状体１０に同心円状の一つないし複数の溝を形成しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態にあっては、無機材料からなる板状体に溝を形成した場合について説明したが、これに対して光透過性材料からなる板状体に溝を形成しても良い。
即ち、円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつ前記無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝が形成されているものであっても、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４５】
また、光透過性材料からなる板状体に溝を形成する場合においても、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
また、前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝であることが望ましい。
このように、光透過性材料からなる板状体に、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝が、あるいは直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝が形成されているため、前記反応ガスの発生に伴う局所的な気圧の上昇が抑制され、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形が抑制される。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
この無機材料からなる板状体２は、材質が熱膨張黒鉛シートであり、外径φ３１６ｍｍ、内径φ１０３ｍｍ、厚さ５５０μｍ、のシート状の板状体であって、その一面（光透過性材料からなる板状体と接する面）の表面粗さＲａを、１．０μｍに形成した。
また、その溝形成面に、図３に示ような、幅および深さがいずれも０．１ｍｍの８本の溝２ｃと、幅および深さがいずれも０．１ｍｍの３つの溝２ｄが形成した。また、図３の示す位置に、貫通する直径５ｍｍの孔２ｅを形成した。
【００４７】
また、前記光透過性材料からなる板状体３の形成材料として、材質が石英ガラスであり、図４に示すような、外径φ３２６ｍｍ、内径φ９３ｍｍ、凹部３ｃの深さ０．６ｍｍの石英ガラス下板３ｂと、外径φ３２６ｍｍ、内径φ９３ｍｍ、厚さ２ｍｍの石英ガラス上板３ａを用意した。
なお、ガス抜き穴３ｄとして、石英ガラス下板３ｂの凹部３ｃの底面に直径４ｍｍの穴を形成した。またガス抜き穴３ｄにガス排出管３ｅを融着により、石英ガラス下板３ｂの外側面に接続した。
【００４８】
そして、板状体２の面２ａが凹部３ｃの底面と接するように、板状体２を凹部３ｃ内に収容する。その後、この凹部３ｃを石英ガラス上板３ａで覆い、石英ガラス上板３ａと石英ガラス下板３ｂとを、図４に示す型４によって、５０ｋｇの荷重を加えながら、１２００℃以上の高温域で、排気しながら、融着処理を行った。
そして、最終的に２００ｔｏｒｒ以下まで、前記凹部３ｃ内部を減圧した後、ガス抜き穴３ｅを閉塞し、板状体２を板状体３内に密閉配置した。
【００４９】
その結果、前記光透過性材料からなる板状体３に変形、割れ等の発生はなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができた。
また、この半導体熱処理用反射板を、１２００℃で延べ３００時間使用したが、前記光透過性材料からなる板状体３に変形、割れ等の発生はなく、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を維持することができた。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる半導体熱処理用反射板によれば、異物の付着、反応ガス発生を抑制することができ、光透過性材料からなる板状体の割れ、変形を防止することができる。
また、本発明にかかる半導体熱処理用反射板の製造方法によれば、無機材料からなる板状体に吸着されている吸着水分、残留気体、また前記光透過性材料からなる板状体内部空間の雰囲気ガスを効率的に排気でき、高精度寸法の半導体熱処理用反射板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、半導体熱処理用反射板の実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図３は、図１に示した無機材料からなる板状体の溝形成面を示す平面図である。
【図４】図４は、半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、無機材料からなる板状体に形成された溝の変形例を示す平面図であって、（ａ）は同心円状の溝のみを設けた場合、（ｂ）は直線状であって内周端から外周端に連続する溝２ｃのみ設けた場合を示す平面図である。
【図６】図７は、無機材料からなる板状体に形成された貫通した孔の変形例を示す平面図である。
【図７】図７は、無機材料からなる板状体の変形例を示す平面図である。
【図８】図８は、従来の半導体熱処理用反射板を示す断面図である。
【図９】図９は、従来の半導体熱処理用反射板の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体熱処理用反射板
２ 無機材料からなる板状体
２ａ 面
２ｂ 面
２ｃ 溝
２ｄ 溝
２ｅ 孔
３ 光透過材料からなる板状体
３ａ 石英ガラス上板
３ｂ 石英ガラス下板
３ｃ 凹部
３ｄ ガス抜き穴
３ｅ ガス排出管
１０ 無機材料からなる板状体
１０ａ 溝
１０ｂ 孔
Claims (15)
- 円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、
前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつこの面に溝が形成されていることを特徴とする半導体熱処理用反射板。 - 前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、
無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端から外周端に連続する溝であることを特徴とする請求項１に記載された半導体熱処理用反射板。 - 前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、
無機材料からなる板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端から該外周端に対向する他の外周端に連続する溝であることを特徴とする請求項１に記載された半導体熱処理用反射板。 - 前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の中心を通る溝であることを特徴とする請求項３に記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記無機材料からなる板状体に形成されている溝が、該板状体の同心円状に一つないし複数形成されていることを特徴とする前記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記無機材料からなる板状体に形成されている溝によって、該板状体の表面が略均等に区画されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記無機材料からなる板状体が密閉配置された前記光透過性材料からなる板状体の内部が、２００ｔｏｒｒ以下に減圧されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記無機材料からなる板状体の任意の位置に、厚さ方向に貫通する孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板。
- 無機材料からなる板状体に形成された溝が交差する位置に、前記孔が設けられていることを特徴とする請求項８に記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記孔が、無機材料からなる板状体の中心部に設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記無機材料からなる板状体されている溝の長さの総和が、該板状体の外周長さの１乃至１０倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板。
- 前記請求項１乃至１１のいずれかに記載された半導体熱処理用反射板の製造方法において、
前記光透過性材料からなる第一の板状体に、一面に溝が形成された無機材料からなる板状体を収容する凹部を形成すると共に、その底面に貫通したガス抜き穴を形成し、
前記溝が形成された面が前記凹部底面と接するように、凹部内に無機材料からなる板状体を収容し、この凹部を光透過性材料からなる第二の板状体で覆い、
第一の板状体と第二の板状体とを１２００℃以上の高温域で、前記凹部内部の雰囲気をガス抜き穴を介して排気しながら、融着処理し、
融着処理後、前記ガス抜き穴を閉塞することを特徴とする半導体熱処理用反射板の製造方法。 - 円板状もしくはリング状の光透過性材料からなる板状体内に、無機材料からなる板状体を密閉配置した半導体熱処理用反射板において、
前記光透過性材料からなる板状体と接する無機材料からなる板状体の少なくとも一面の表面粗さがＲａ０．１〜１０．０μｍであって、かつ前記無機材料からなる板状体と接する前記光透過性材料からなる板状体の少なくとも一面に溝が形成されていることを特徴とする半導体熱処理用反射板。 - 前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれもリング状であり、
光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって内周端の融着面から外周端の融着面に連続する溝であることを特徴とする請求項１３に記載された半導体熱処理用反射板。 - 前記光透過性材料からなる板状体及び前記無機材料からなる板状体がいずれも円板状であり、
光透過性材料からなる板状体の内周端及び外周端に融着面が存在し、かつ該板状体に形成されている溝が、直線状であって一の外周端の融着面から該外周端に対向する他の外周端の融着面に連続する溝であることを特徴とする請求項１３に記載された半導体熱処理用反射板。
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