JPWO2006043530A1 - 基板加熱処理装置及び基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ - Google Patents

基板加熱処理装置及び基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ Download PDF

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Abstract

【課題】加熱処理される基板の表面荒れの発生を抑えることができる基板の加熱処理装置を提供する。【解決手段】真空排気可能な処理室内に配置された基板を加熱処理する加熱手段を備え、前記処理室中に配置されている基板を前記加熱手段によって加熱処理する基板加熱処理装置であって、前記加熱手段と基板との間にサセプタが配備されており、当該サセプタの前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている基板加熱処理装置。前記基板を間に挟んで、前記サセプタに対向する側に前記サセプタを介した前記加熱手段からの熱を受ける熱受け体が配備されており、当該熱受け体の前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている基板加熱処理装置。【選択図】図６

Description

この発明は、半導体基板の加熱処理に用いられる基板加熱処理装置及び基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイに関する。
半導体基板を高温処理する熱処理は従来から広く行われている。例えば、イオン注入された不純物を活性化する処理や、イオン注入により生じた結晶欠陥の回復等を目的として高速加熱処理（Rapid Thermal Process、Rapid Thermal Anneal）（以下、単に「ＲＴＰ」と表すことがある。）が広く行われている。
この基板加熱処理は、半導体製造装置において、真空室中に配置されている基板（半導体基板）を加熱手段によって急速加熱するものである。例えば、図９図示のように、真空排気可能な処理室（不図示）内に配置されていて、内部に加熱手段２４を備えているサセプタ２５の上に基板２３を載置して急速加熱する。あるいは、不図示の高周波誘導加熱手段、電子衝撃加熱用の熱電子発生手段、赤外線ランプ加熱用の赤外線ランプなどによって、サセプタ２５の上に載置されている基板２３を加熱する。
このような従来技術は、例えば、特開平１０−１４４６１８号公報、国際公開公報ＷＯ９７／１３０１１、特許第２９１２９１３号公報などに記載されている。
半導体基板の加熱処理、特にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板の加熱処理は、１５００℃〜２０００℃程度の高温で行われる。このような高温加熱により加熱処理を受ける基板（半導体基板）の表面が荒れてしまうという問題があった。
例えば、ＳｉＣ基板の場合、その材料特性より熱拡散が低く、局所ドーパント制御はイオン注入法を用いるが、高エネルギーで加速した不純物イオンを注入する際にＳｉＣ結晶が壊れてしまうことがある。このほぼアモルファス化したＳｉＣを再結晶化する際に高温加熱処理が行われる。
しかし、ＳｉＣ基板を高温で加熱処理すると基板の表面が荒れることがある。このように表面が荒れたＳｉＣ基板をＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果トランジスタ）に用いると、ＭＯＳＦＥＴでの電子移動度の低下につながるという問題があった。
すなわち、ＳｉＣ基板でＭＯＳＦＥＴなどを作成しようとするときに、前記のようにＳｉＣ基板の表面が荒れていると、荒れたＳｉＣ基板表面にゲート絶縁膜などを形成することになり、良質な界面を得られなくなる。その結果、トランジスタとしての性能が低下してしまう。また、単純に金属とコンタクトを取る際にも、荒れた表面に対して金属を接触させることはコンタクト抵抗を上昇させる要因になりかねないという問題がある。
そこで、この発明は、半導体基板を高温処理する基板加熱処理に用いられる基板加熱処理装置及びかかる基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイであって、加熱処理される基板（半導体基板）の表面荒れの発生を抑え、その一方で、効率よく基板加熱処理を行うことができる基板加熱処理装置及びかかる基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイを提供することを目的としている。
この発明は、前記課題を解決するため、加熱手段と基板（加熱処理を受ける半導体基板）との間に配備されているサセプタの、基板が配置されている側の表面を基板加熱処理の間にガスを放出しない部材によって被覆することを提案する。
また、基板（加熱処理を受ける半導体基板）を間に挟んで、前記サセプタに対向する側に前記サセプタを介した前記加熱手段からの熱を受ける熱受け体を配備し、当該熱受け体の前記基板が配置されている側の表面をも基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆することを提案する。
更に、前記サセプタは加熱手段を内蔵していて当該サセプタの上に基板（加熱処理を受ける半導体基板）を配置可能なものとし、当該サセプタの上に配置可能で、上側面に前記基板が配置される基板支持部を有し、外周が当該サセプタの外周より大きく、少なくとも前記上側面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている、基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイを提案する。
この発明の基板加熱処理装置と、基板搬送用トレイとによれば、半導体基板を高温処理する熱処理において、加熱処理される基板の表面荒れの発生を抑え、その一方で効率よく加熱処理を行うことができる。
そこで、１５００℃〜２０００℃程度の高温で加熱処理が行われるため、表面に荒れが生じることがあるＳｉＣ基板の加熱処理を、表面荒れの発生を抑えて効率よく行うことができる。
また、かかる本発明の基板加熱処理装置によって行われる基板加熱処理に用いられる本発明の基板搬送用トレイは、加熱処理の間にトレイからガスが発生することを防止できるので、加熱処理される基板の表面荒れの発生を抑え、その上で、複数枚の基板を効率よく加熱処理することに有用である。
この発明が提案する基板加熱処理装置は、真空排気可能な処理室内に配置された基板（加熱処理を受ける半導体基板）を加熱処理する加熱手段を備え、前記処理室中に配置されている基板（加熱処理を受ける半導体基板）を、前記加熱手段によって加熱処理するものである。かかる基板加熱処理装置において、本発明は、前記加熱手段と基板との間にサセプタが配備されており、当該サセプタの前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることを特徴としている。
本発明の基板加熱処理装置によれば、加熱処理される基板と加熱手段との間に配備されているサセプタが加熱手段によって所定の温度に保持され、この所定の温度に保持されたサセプタから基板に均一に熱が伝わる。ここで、サセプタの基板が配置されている側の表面は前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている。そこで、高温、例えば、１５００℃〜２０００℃に加熱されてもサセプタからガスが放出されることを防止できる。これによって加熱処理される基板の表面荒れの発生を防止できる。
なお、基板加熱処理の間にサセプタから放出されたガスによって加熱処理される基板に表面荒れなどが発生することを防止するという目的がより効果的に達せられるように、基板が配置されている側の表面であって、加熱処理の間にガス放出が生じる可能性のあるサセプタの表面はすべて基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されているようにすることが望ましい。
前述した本発明の基板加熱処理装置は、更に、前記基板（加熱処理を受ける半導体基板）を間に挟んで、前記サセプタに対向する側に前記サセプタを介した前記加熱手段からの熱を受ける熱受け体が配備されており、当該熱受け体の前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている形態にすることができる。
基板（加熱処理を受ける半導体基板）を間に挟んで、前記サセプタに対向する側に前記サセプタを介した前記加熱手段からの熱を受ける熱受け体が配備されていることにより、当該熱受け体も加熱され、この熱受け体からの輻射熱で効率よく基板を加熱することができる。更に、この熱受け体の基板が配置されている側の表面も前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されているので、熱受け体が高温、例えば、１５００℃〜２０００℃に加熱されても熱受け体からガスが放出されることを防止できる。これによって加熱処理される基板の表面荒れの発生を防止できる。
以上の本発明の基板加熱処理装置において、サセプタは加熱手段を内蔵していて当該サセプタの上方に基板（加熱処理を受ける半導体基板）を配置可能な形態にすることができる。
そしてこの場合に、熱受け体は、サセプタの上方から前記基板を覆い、前記基板を前記処理室内の空間と隔離するキャップからなり、当該キャップの少なくとも前記基板の側に向かう側の表面は前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている形態にすることができる。
このようにして、例えば、加熱手段を内蔵するサセプタの上に直接基板（加熱処理を受ける半導体基板）を置くようにすれば、加熱処理を受ける基板は、サセプタから直接、均一な加熱を受ける。また、これを上方からキャップで覆って、サセプタの上に配置されている基板を処理室内の空間と隔離する形態になっているため、熱受け体たるキャップからの輻射熱による基板の加熱をより効率よく行うことができる。
そして、この形態の場合も、例えば、加熱手段を内蔵するサセプタの上に直接基板が置かれていれば、サセプタの基板が配置されている側の表面、すなわち、基板が配置されているサセプタの上面と、キャップの基板が配置されている側に向かう表面、すなわち、サセプタの上に配置されている基板を処理室内の空間と隔離しているキャップの内側面は、それぞれ、前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている。そこで、加熱処理される基板がキャップによって処理室内の空間と隔離されているキャップ内部の空間にサセプタ及びキャップからガスが放出されることを防止でき、より効果的に、加熱処理される基板の表面荒れの発生を防止できる。
これらの場合も、基板加熱処理の間に、熱受け体、キャップから放出されたガスによって加熱処理される基板に表面荒れなどが発生することを防止するという目的がより効果的に達せられるように、基板が配置されている側の表面であって、加熱処理の間にガス放出が生じる可能性のある熱受け体の表面はすべて加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることが望ましい。また、基板が配置されている側に向かう表面であって、加熱処理の間にガス放出が生じる可能性のあるキャップの表面はすべて、加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されているようにすることが望ましい。
以上の本発明の基板加熱処理装置において、加熱される基板（半導体基板）は、例えば、ＳｉＣ基板にすることができる。
また、加熱手段は、電子衝撃加熱用の熱電子発生手段または赤外線ランプ加熱用の赤外線ランプにすることができる。
ＲＴＰなどのように、半導体製造装置の真空排気された処理室中に配置されている基板を加熱する処理、あるいは半導体製造装置の処理室中（大気圧状態）に配置されている基板を加熱する処理においては、例えば、図８（ａ）図示のように、時刻ｔまで加熱を続けた後、直ちに加熱を停止する場合や、図８（ｂ）図示のように、時刻ｔ１まで加熱を続けた後、時刻ｔ２まで所定の温度に保ち続け、そこで加熱を停止する場合など、種々の加熱工程が採用されている。
そこで、前記の基板加熱処理の間にガスを放出しない部材は、半導体基板を高温処理する熱処理におけるこれらのプロセス条件を考慮して、例えば、１０−４Ｐａ〜大気圧状態、８００℃〜２３００℃で、１８００秒を越えない範囲においてガスを放出しない部材である必要がある。そこで、例えば、熱分解炭素（Pyrolytic Graphite、Pyrolytic Carbon）を使用することができるが、これ以外でも、前記の条件の下でガスを放出しない部材であれば種々のものを使用することができる。
次に前記課題を解決するため本発明が提案する基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイは、前述した本発明の基板加熱処理装置において、サセプタが加熱手段を内蔵していて当該サセプタの上方に基板（加熱処理を受ける基板）を配置可能な形態である場合に採用されるものである。そして、当該サセプタの上に配置可能で、前記加熱手段によって加熱処理される基板が上側面に配置される基板支持部を有し、外周が当該サセプタの外周より大きく、少なくとも前記上側面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることを特徴とするものである。
高温に加熱された基板をサセプタ上から取り除き、次に加熱処理される基板をサセプタ上に載置する場合、加熱処理後の基板が高温であるので、温度が低下するのを待つ必要がある。このように温度が低下するまで待ってから加熱処理を受けた基板をサセプタ上から取り除くのでは処理時間が長くなり、効率よく加熱処理を行うことができない。
そこで、前述した本発明の基板加熱処理装置において、サセプタが加熱手段を内蔵していて当該サセプタの上方に基板を配置可能な形態である場合に採用される基板搬送用トレイとして本発明の前述した本発明の基板搬送用トレイを提案するものである。
本発明の基板搬送用トレイはその外周がサセプタの外周より大きいので、前記トレイをサセプタ上に配置し、このトレイの上に基板を載せた状態で加熱処理を行い、加熱処理が完了したならば、基板の温度が低下するのを待たずに、トレイごとサセプタ上から取り除くことができる。そして、次に加熱処理が行われる基板が基板支持部の上側面に置かれている新たなトレイをサセプタ上に配置して、次の基板に対する加熱処理を行うことができる。これによって複数枚の基板に対する効率のよい加熱処理を可能にしたものである。
そして、この場合も、少なくとも基板支持部側の上側面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている形態にすることによって、基板加熱処理の間に、トレイから放出されたガスによって加熱処理される基板に表面荒れなどが発生することを防止できる。
なお、この基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイは、基板支持部の周縁から前記サセプタの外側を下側方向に向かって延びる筒状の側壁部と、当該筒状側壁部の下端側から径方向外側に向かって延びる環状部とを備えている形態にすることができる。
このようにすれば、基板支持部の周縁からサセプタの外側を下側方向に向かって延びる筒状の側壁部を備えているので、基板支持部に温度分布が発生することを防止でき、基板支持部での基板のより均一な加熱を可能にすることができる。
いずれの形態であっても、本発明の基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイは、少なくとも、加熱処理が行われる基板が配置される基板支持部の上側面が、基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されている。そこで、加熱処理の間に、トレイからのガス発生を抑え、加熱処理される基板の表面荒れの発生を防止できる。
ここでも、基板加熱処理の間にトレイから放出されたガスによって加熱処理される基板に表面荒れなどが発生することを防止するという目的がより効果的に達せられるように、基板加熱処理の間にガス放出が生じる可能性のあるトレイの表面はすべて加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されているようにすることが望ましい。
なお、トレイの表面に被覆される前記の基板加熱処理の間にガスを放出しない部材は、前記と同様に、半導体基板を高温処理する熱処理におけるプロセス条件を考慮して、例えば、１０−４Ｐａ〜大気圧状態、８００℃〜２３００℃で、１８００秒を越えない範囲においてガスを放出しない部材、例えば、熱分解炭素（Pyrolytic Graphite、Pyrolytic Carbon）を使用することができる。また、これ以外でも、前記の条件の下でガスを放出しない部材であれば種々のものを使用することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
図１、図２は、この発明の第一の実施例を説明するものであって、真空排気可能な処理室１内に配置された基板３を加熱する加熱手段４を備え、真空排気された処理室１中に配置されている基板３を加熱手段４によって加熱する基板加熱処理装置である。
図１、図２図示の実施形態では、サセプタ５内に加熱手段４が内蔵されており、サセプタ５の図１中上側の基板支持部の上側面に加熱処理を受ける基板３が置かれる。このように、加熱手段４と加熱処理される基板３との間に配備されるサセプタ５は、図２に拡大して表したように、基板３が配置されている基板支持部の上側面が熱分解炭素のコーティング層１５で被覆されている。
このように本発明の基板加熱処理装置では、加熱手段４と加熱処理される基板３との間に配備されるサセプタ５の、基板３が配置されている側の表面が熱分解炭素のコーティング層１５で被覆されている。そこで、加熱手段４が１５００℃〜２０００℃程度の高温に加熱された場合であっても、サセプタ５からのガスの発生が抑えられ、加熱処理される基板３の表面荒れの発生を抑えることができる。
図１、図２図示の本発明の実施形態では、基板３を間に挟んで、サセプタ５に対向する側にサセプタ５を介した加熱手段４からの熱を受ける熱受け体が配備され、当該熱受け体の基板３が配置されている側の表面が熱分解炭素で被覆されている。
すなわち、図２図示のように、基板３が加熱手段４を内蔵するサセプタ５の上に配置され、この基板３を間に挟んで、サセプタ５に対向する側にサセプタ５を介した加熱手段４からの熱を受ける熱受け体たるキャップ６が配備されている。そして、このキャップ６の基板３が配置されている側の表面、すなわち、キャップ６の内側面は、図２に拡大して表したように、熱分解炭素のコーティング層１６で被覆されている。
このキャップ６は、図１、図２図示のようにサセプタ５の上に配置されて基板３の上に被せられ、基板３が配置されているキャップ６の内部空間２６を処理室１内の空間２７と隔離する役割を果たしている。
この図１、図２図示の実施形態によれば、加熱処理を受ける基板３は、加熱手段４を内蔵するサセプタ５上に置かれていることによりサセプタ５から直接、均一な加熱を受ける。
そこで、キャップ６を使用しない形態、すなわち、基板３を上側からキャップ６で覆ってサセプタ５の上に配置されている基板３を処理室１内の空間２７と隔離する形態（図１、図２図示）にしなくても、基板３を効率よく、均一に加熱することができる。図３は、このように、キャップ６が使用されていない本発明の基板加熱処理装置を表すものである。図１、図２図示の実施形態と共通する部分には共通する符号をつけてその説明を省略する。なお、図３図示の実施形態では、基板３が配置されている側の表面であって、加熱処理の間にガス放出が生じる可能性のあるサセプタ５の表面がすべて熱分解炭素のコーティング層１５で被覆されている。
図３図示の実施形態でも、サセプタ５の基板３が配置されている側の表面、すなわち、少なくとも、基板３が配置されているサセプタ５の基板支持部の上側面が、符号１５で示すように熱分解炭素のコーティング層で被覆されている。そこで、高温での加熱処理の間に、サセプタ５から放出されたガスによって加熱処理される基板３に表面荒れが発生することを効果的に防止できる。
図１、図２図示の形態では、サセプタ５の上にキャップ６を被せて基板３が配置されている空間２６をキャップ６で密封している。そこで、前述した図３図示のキャップ６を使用していない形態に比較すれば、加熱された基板３からの放熱を抑制し、より効率的な加熱を実現することができる。
また、サセプタ５の基板３が配置されている側の表面、すなわち、基板３が配置されているサセプタ５の基板支持部の上側面と、キャップ６の基板３が配置されている側に向かう表面、すなわち、サセプタ５の上に配置されている基板３を処理室１内の空間２７と隔離しているキャップ６の内側面は、それぞれ、符号１５、１６で示すように熱分解炭素のコーティング層で被覆されている。
そこで、高温での加熱処理の間に、加熱処理される基板３がキャップ６によって処理室１内の空間２７と隔離されているキャップ６内部の空間２６に、サセプタ５及びキャップ６からガスが放出されることを防止でき、加熱処理される基板３の表面荒れの発生をより効果的に防止できる。
なお、表面に熱分解炭素のコーティング層１５、１６が形成されているサセプタ５や、キャップ６は、高純度処理されたカーボンで、型を形成した後に、その表面に熱分解炭素をコーティングして製作することができる。
コーティング層１５、１６の厚みは１０〜５０μｍとしておくことが望ましい。
加熱処理を受ける基板３をＳｉＣ基板にする場合、加熱処理は２０００℃もの高温で行われることがある。このような高温でのＳｉＣ基板の加熱処理を考慮して、前述した実施例では、高温におけるサセプタ５、キャップ６の材料からのガス放出を避けるべく、熱分解炭素をコーティングして、サセプタ５や、キャップ６にコーティング層１５、１６を形成している。これに代えて、サセプタ５や、キャップ６の材質を、ＳｉＣあるいは、カーボン（より好ましくは、高純度処理されたカーボン）にすることもできる。あるいは、これらの材質で形成したサセプタ５、キャップ６の表面に、熱分解炭素をコーティングしてサセプタ５や、キャップ６にコーティング層１５、１６を形成してもよい。
また、図示していないが、熱分解炭素のコーティング層１５、１６を設けるのに代えて、熱分解炭素そのものでサセプタ５、キャップ６を形成することもできる。
前記のようにして加熱処理を行った後は、キャップ６の温度が低下してから、手動で（手動装置の場合）、あるいは所定の搬送機構（自動化装置の場合）によってキャップ６をサセプタ５の上から取り除き、ついで、加熱処理後の基板３を処理室１から搬出する。そして、次に加熱処理を行う基板を搬入してきてサセプタ５の上に置き、必要ならば、キャップ６を被せて、処理室１を真空状態にした後、加熱処理を行う。
なお、発熱手段４としては、電子衝撃加熱用の熱電子発生手段、赤外線ランプ加熱用の赤外線ランプなどを採用することができる。
図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）は本発明の第二の好ましい実施例を説明する図であって、実施例１の図２に対応しているものである。
実施例１、図１〜図３で説明した構造部分と同一の構造部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
この実施例は、高温での加熱処理の間にサセプタなどからガスが放出されることによって加熱処理される基板３に表面荒れが発生することを効果的に防止できるとともに、複数枚の基板を加熱処理する場合に、効率よく処理を行うことを可能ならしめる本発明の基板加熱処理装置と基板搬送用トレイとを説明するものである。
この実施形態の基板加熱処理装置は、実施例１、図１〜図３の実施形態のものに加えて、サセプタ５上に配置され、加熱手段４によって加熱処理される基板３が上側面に配置される基板支持部８を有する本願発明のトレイ７を更に備えている。
この基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイであるトレイ７は、図４（ａ）、４（ｂ）図示の実施形態では、加熱手段４によって加熱処理される基板３が上側面（図４（ａ）、図４（ｂ）中、上側の面）に配置される基板支持部８を備えている。そして、図示のように、外周がサセプタ５の外周より大きい。これにより、サセプタ５の上に配置したときに、図４（ａ）、図４（ｂ）図示のように、サセプタ５の外周よりも径方向外側に突出する周縁部２０を備えている。更に、少なくとも前記上側面が熱分解炭素のコーティング層１７で被覆されている。
図５（ａ）、図５（ｂ）図示のトレイ７は、加熱手段４によって加熱処理される基板３が上側面に配置される基板支持部８を有し、当該基板支持部８の周縁からサセプタ５の外側を下側方向に向かって延びる筒状の側壁部９と、当該筒状側壁部９の下端側から径方向外側に向かって延びる環状部１０とを備えている。これによって、外周がサセプタ５の外周より大きくなっている。そして、少なくとも前記上側面が熱分解炭素のコーティング層１７で被覆されている。
なお、図４（ａ）は図２に対応して、熱受け体としてのキャップ６が使用されるもので、図４（ｂ）は、図３に対応してキャップ６が使用されていないものである。
図５（ａ）は図２に対応して、熱受け体としてのキャップ６が使用されるもので、図５（ｂ）は、図３に対応してキャップ６が使用されていないものである。
また、図４（ａ）、図５（ａ）図示の実施形態では図２図示の実施形態とは異なり、キャップ６は、処理室内の空間２７に面する側も熱分解炭素のコーティング層１６で被覆されている。
この実施例２の基板加熱処理装置によれば、トレイ７をサセプタ５上に載置し、トレイ７の上に基板３を載せた状態で加熱処理を行う。加熱処理が完了したならば、基板３あるいは、キャップ６及び基板３の温度が低下するのを待たずに、基板３に比較して温度の低いトレイ７の周縁部２０や、環状部１０を、先端が二股状になっているロボット等の搬送機構の二股状の先端部で、図４（ａ）〜図５（ｂ）中、下側から支持して、トレイ７ごとサセプタ５上から取り除く。そして、次に加熱処理が行われる基板３が基板支持部８の上側面に置かれている新たなトレイ７を搬送してきてサセプタ５上に載置し、次の基板３に対する加熱処理を行うことができる。これにより、効率よく複数枚の基板の加熱処理を行うことができる。
この実施例２の場合も、トレイ７における基板支持部８の、加熱手段４によって加熱処理される基板３が配置される上側面は熱分解炭素のコーティング層１７で被覆されているので、基板加熱処理の間にトレイ７からのガス発生を防止して、加熱処理される基板３の表面荒れの発生を防止できる。
なお、図４（ａ）〜図５（ｂ）図示の実施形態では、基板加熱処理の間にトレイ７からガスが発生することをより効果的に防止するために、トレイ７の表面全体を熱分解炭素のコーティング層１７で被覆している。
図５（ａ）、（ｂ）図示の基板加熱処理装置におけるトレイ７は、基板支持部８の周縁からサセプタ５の外側を下側方向に向かって延びる筒状の側壁部７を備えているので、基板加熱処理の間に、基板支持部８に温度分布が発生することをより効果的に防止できる。これにより、基板支持部８での基板３のより均一な加熱を可能にすることができる。この点で、図４（ａ）、（ｂ）図示の平板状で径の大きいトレイ７よりは有利である。
図５（ａ）、（ｂ）図示の実施形態において、トレイ７の環状部１０は、前述したように搬送機構によってトレイ７を搬送する際の支持部になるものであるが、前述した加熱処理の間の基板支持部８における温度分布発生を防止し、基板支持部８での基板３のより均一な加熱を行う上で、筒状側壁部９の下端側から径方向外側に向かって延びる環状部に形成されていることが望ましい。
図４（ａ）〜図５（ｂ）図示の実施例２の実施形態においても、サセプタ５、キャップ６、トレイ７の表面は、１０〜５０μｍ程度の厚みの熱分解炭素のコーティング層１５、１６、１７で被覆されている。
このため、１５００℃〜２０００℃程度の高温での基板加熱処理の間に、サセプタ５、キャップ６、トレイ７からガスが発生することを防止でき、加熱処理される基板３の表面荒れの発生を防止できる。
なお、図４（ａ）〜図５（ｂ）図示の実施例２の実施形態では、サセプタ５、キャップ６、トレイ７の表面全体が熱分解炭素のコーティング層１５、１６、１７で被覆されている。そこで、基板加熱処理の間における、サセプタ５、キャップ６、トレイ７からのガス発生を防止できるだけでなく、サセプタ５、キャップ６、トレイ７を形成している材質の飛散を抑制し、基板３だけでなく、アニールチャンバ等の処理室１の内面の汚染防止をも図ることができる。
図１〜図３図示の実施形態では、少なくとも、加熱処理を受ける基板３が配置されている側におけるサセプタ５、キャップ６の表面を熱分解炭素のコーティング層１５、１６で被覆し、加熱処理中の、サセプタ５、キャップ６からのガス発生抑制、加熱処理される基板３の表面荒れ防止を図っていた。この図１〜図３図示の実施形態において、図４（ａ）〜図５（ｂ）図示の実施形態のように、サセプタ５、キャップ６の表面全体を熱分解炭素のコーティング層１５、１６で被覆するようにすれば、更に、加熱処理中の、サセプタ５、キャップ６を形成している材質の飛散抑制、基板３や、アニールチャンバ等の処理室１の内面の汚染防止を図る上で有利である。
図６図示の実施形態も図１〜図３図示の実施形態と同じく、真空排気可能な処理室１内に配置された基板３を加熱する加熱手段４を備え、真空排気された処理室１中に配置されている基板３を加熱手段４によって加熱する基板加熱処理装置である。
図６図示の処理室１は、内壁鏡面仕上げにより反射率を高めたアルミニウム製で、流体流動部１２に冷却用流動体が流動可能にされている水冷アルミ製のアニールチャンバである。この処理室１は、１０−２Ｐａ程度の真空に排気可能になっているが、大気圧状態において加熱処理を行うことも可能である。
サセプタ５内には加熱手段４が内蔵されており、サセプタ５の図６中上側にあたる基板支持部の上側面に加熱処理を受ける基板３が置かれる。上側面に基板３が置かれるサセプタ５の基板支持部には図示のようにセンサ１１が配備されており、これによって、加熱温度が検知されるようになっている。加熱手段４としては、実施例１、２と同じく、電子衝撃加熱用の熱電子発生手段、赤外線ランプ加熱用の赤外線ランプなどが採用される。
サセプタ５の内部は、処理室１とは別系統の真空ポンプ等の排気手段によって、常時、１０−２Ｐａ程度の真空に排気可能になっている。
この実施形態でも、加熱手段４と加熱処理される基板３との間に配備されることになるサセプタ５は、基板３が配置されている側の表面、すなわち、この実施例では、処理室１の内壁面に対向するサセプタ５の表面が熱分解炭素のコーティング層１５で被覆されている。
このように本発明の基板加熱処理装置では、加熱手段４と加熱処理される基板３との間に配備されるサセプタ５の、基板３が配置されている側の表面が熱分解炭素のコーティング層１５で被覆されている。そこで、加熱手段４が１５００℃〜２０００℃程度の高温に加熱された場合であっても、サセプタ５からのガスの発生が抑えられ、加熱処理される基板３の表面荒れの発生を抑えることができる。
図７図示の実施形態は、加熱手段が真空排気可能な処理室の壁側に配置され、真空排気された処理室中に配置されている基板３を当該処理室の壁側に配置されている加熱手段によって加熱するものである。
真空排気可能な処理室３１には、基板３への薄膜形成等に用いられる原料ガス等が導入されるガス供給管３２と、不図示の排気手段に連結されている排気管３４が接続されている。
処理室３１内には図７中、上下方向に移動可能な基板支持部３９が備えられており、この基板支持部３９の上に、成膜処理や、加熱処理などを受ける基板３が置かれる。
処理室３１の周囲には加熱手段３５が配置されている。
加熱手段３５が配備されている位置における処理室３１の内周壁側にはサセプタ３６が断熱材４１を介して配置されており、こうして、加熱手段３５と基板３との間にサセプタ３６が配置されている。
図示の形態の処理室３１は、ガス供給管３２から導入されたガスが、漏斗状部３３、ガス供給路３８を介して、サセプタ３６が配備されている部分に至る構造になっている。
図示のように、サセプタ３６の基板３が配置されている側の表面、すなわち、処理室３１の内壁に当たる部分が熱分解炭素のコーティング層３７で被覆されている。
そこで、１５００℃〜２０００℃程度の高温での加熱処理の間に、サセプタ３６からガスが発生することを防止でき、加熱処理される基板３の表面荒れの発生を防止できる。
また、この実施例では、基板３を間に挟んで、サセプタ３６に対向する側に位置し、サセプタ３６を介した加熱手段３５からの熱を受ける熱受け体に相当する上側面（基板支持面）を含めて、基板支持部３９の表面全体が熱分解炭素のコーティング層４０で被覆されている。
そこで、１５００℃〜２０００℃程度の高温での加熱処理の間に、サセプタ３６からだけでなく、基板支持部３９からガスが発生することも防止でき、一層効果的に加熱処理される基板３の表面荒れの発生を防止できるようになっている。
更に、この実施例では、図７に図示したように、断熱材４１の処理室３１内側、すなわち、漏斗状部３３、ガス供給路３８の処理室３１内側なども熱分解炭素のコーティング層４２で被覆され、基板支持部３９を支持するロッド部も処理室３１内側にあたるその外周が、熱分解炭素のコーティング層４３で被覆されている。
そこで、１５００℃〜２０００℃程度の高温での加熱処理の間におけるガス発生を一層効果的に防止することができる。
このように、内部に加熱処理される基板が配置され、真空に排気可能な処理室の内周壁全面、かかる処理室の内部空間に露出する各部材の表面全体を、基板加熱処理の間にガスを放出しない部材、例えば、熱分解炭素で被覆しておけば、基板加熱処理の間に、処理室の内周壁、処理室の内部空間に露出している各部材の表面からガス放出が生じるおそれを未然に防止できる。これにより、加熱処理される基板の表面荒れの発生を防止する上で最も効果的である。
以上、本発明の好ましい実施形態、実施例を添付図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施例、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
本発明の第一の実施形態を説明する一部を省略した断面図。 図１図示の基板加熱処理装置の一部を拡大して説明する断面図。 本発明の第一の実施形態の他の例を説明する図１に対応する図。 （ａ）本発明の第二の実施形態の一部を拡大して説明する断面図。（ｂ）本発明の第二の実施形態の他の例の一部を拡大して説明する断面図。 （ａ）本発明の第三の実施形態の一部を拡大して説明する断面図。（ｂ）本発明の第三の実施形態の他の例の一部を拡大して説明する断面図。 本発明の第四の実施形態を説明する一部を省略した断面図。 本発明の第五の実施形態を説明する一部を省略した断面図。 （ａ）本発明の基板加熱処理装置による加熱工程の一例を表す図、（ｂ）本発明の基板加熱処理装置による加熱工程の他の例を表す図。 従来の基板加熱処理装置を説明する一部を省略し、一部を拡大した断面図。

Claims (10)

  1. 真空排気可能な処理室内に配置された基板を加熱処理する加熱手段を備え、前記処理室中に配置されている基板を前記加熱手段によって加熱処理する基板加熱処理装置であって、前記加熱手段と基板との間にサセプタが配備されており、当該サセプタの前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材によって被覆されていることを特徴とする基板加熱処理装置。
  2. 前記基板を間に挟んで、前記サセプタに対向する側に前記サセプタを介した前記加熱手段からの熱を受ける熱受け体が配備されており、当該熱受け体の前記基板が配置されている側の表面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることを特徴とする請求項１記載の基板加熱処理装置。
  3. サセプタは加熱手段を内蔵していて当該サセプタの上方に基板を配置可能なものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板加熱処理装置。
  4. 熱受け体はサセプタの上方から前記基板を覆い、前記基板を前記処理室内の空間と隔離するキャップからなり、当該キャップの少なくとも前記基板の側に向かう側の表面は前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることを特徴とする請求項３記載の基板加熱処理装置。
  5. 加熱される基板がＳｉＣ基板であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の基板加熱処理装置。
  6. 加熱手段が電子衝撃加熱用の熱電子発生手段または赤外線ランプ加熱用の赤外線ランプであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の基板加熱処理装置。
  7. 基板加熱処理の間にガスを放出しない部材が熱分解炭素であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の基板加熱処理装置。
  8. 請求項３記載の基板加熱処理装置における加熱手段を内蔵するサセプタの上に配置可能で、前記加熱手段によって加熱処理される基板が上側面に配置される基板支持部を有し、外周が当該サセプタの外周より大きく、少なくとも前記上側面が前記基板加熱処理の間にガスを放出しない部材で被覆されていることを特徴とする基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ。
  9. トレイは前記基板支持部の周縁から前記サセプタの外側を下側方向に向かって延びる筒状の側壁部と、当該筒状側壁部の下端側から径方向外側に向かって延びる環状部とを備えていることを特徴とする請求項８記載の基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ。
  10. 基板加熱処理の間にガスを放出しない部材が熱分解炭素であることを特徴とする請求項８又は９記載の基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ。
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