專利名稱：放置臺結(jié)構(gòu)以及具有該放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及放置半導體晶片等被處理體的放置臺結(jié)構(gòu)以及具有該放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置。
背景技術：
一般地，在制造半導體集成電路時，在半導體晶片等被處理體上反復進行成膜處理、蝕刻處理、熱處理、改質(zhì)處理、結(jié)晶化處理等各種單片處理，以形成所希望的集成電路。在進行上述各種處理的情況下，對應于處理的種類而需要向處理容器內(nèi)分別導入必要的處理氣體，例如，在成膜處理的情況下需要導入成膜氣體，在改質(zhì)處理的情況下需要導入臭氧氣體等，在結(jié)晶化處理的情況下需要導入N2氣體等惰性氣體或者O2氣體等。
例如，以對半導體晶片的每個都進行熱處理的單片式熱處理裝置為例，在能夠抽成真空的處理容器內(nèi)，例如設置內(nèi)置有電阻加熱器的放置臺，在將半導體晶片放置在其上面的狀態(tài)下，使規(guī)定的處理氣體流動，在規(guī)定的處理條件下，對晶片進行各種熱處理。
然而，上述放置臺一般都是處于其表面從處理容器內(nèi)露出的狀態(tài)下而設置的。因此，在構(gòu)成該放置臺的材料(例如AlN等陶瓷或者金屬材料)中所包含的少量重金屬等，因受熱而從該材料向著處理容器內(nèi)擴散，從而成為產(chǎn)生金屬污染以及有機污染的原因。最近，在利用有機金屬材料作為成膜用原料氣體的情況下，希望對這種金屬污染以及有機污染等的污染有特別嚴格的污染對策。
此外，通常對于設置在放置臺中的加熱器來說，例如被分隔劃分為同心圓狀的多個區(qū)域，對每個區(qū)域分別進行獨立的溫度控制，而能夠?qū)崿F(xiàn)在晶片處理時的最優(yōu)溫度分布，但是，在這種情況下，當因每個區(qū)域而引起投入電力存在較大差異時，構(gòu)成該放置臺的材料區(qū)域間的熱膨脹差會存在很大的不同，放置臺本身有時會破損。此外，在高溫的情況下，在AlN等材料中，AlN材料的絕緣電阻明顯降低，從而有泄漏電流流動。由于這種原因而不可能將處理溫度提高至650℃以上。
此外，當作為熱處理而進行在晶片表面上堆積薄膜的成膜處理的情況下，不僅在以薄膜作為目標的晶片表面，而且在放置臺的表面或者處理容器的內(nèi)壁面等上，都不可避免地會附著有不需要的膜。在這種情況下，當剝落這種不需要的膜時，由于會產(chǎn)生導致制品合格率降低原因的顆粒，因此需要定期或者不定期地進行使蝕刻氣體在處理容器內(nèi)流動以除去上述不需要的膜的清潔處理；或者進行將處理容器內(nèi)的構(gòu)造物浸漬在硝酸等蝕刻溶液中，以除去不需要的膜的清潔處理。
在這種情況下，以減少上述污染對策或者清潔處理的次數(shù)等為目的，如日本專利特開昭63-278322號公報中所揭示的那樣，利用石英殼體覆蓋發(fā)熱體加熱器來構(gòu)成放置臺；也可以如日本專利特開平07-078766號公報所揭示的那樣，在密閉的石英制的殼體內(nèi)設置電阻發(fā)熱體，使用其整體作為放置臺；也可以如日本專利特開平03-220718號公報和日本專利特開平06-260430號公報所揭示的那樣，利用石英板夾住加熱器本身作為放置臺來使用。
然而，在上述現(xiàn)有的各種技術中，雖然通過石英蓋覆蓋放置臺能夠在一定程度上抑制金屬污染等污染的產(chǎn)生，但是這種對策并不是很好。此外，在使用的石英板為透明的情況下，當用加熱器線的溫度分布在晶片溫度上投影時，會使晶片的面內(nèi)溫度分布產(chǎn)生不均勻。而且，不需要的薄膜會呈斑點狀或者凹凸狀而附著在放置臺的背面或者覆蓋其背面?zhèn)鹊纳w上。在這種情況下，因為在附著的不需要的膜的較厚部分和較薄部分上的熱輻射率不同，所以，以其為原因，在放置臺的表面溫度產(chǎn)生分布，以致引起晶片表面的溫度不均，從而成為降低晶片的熱處理的面內(nèi)均勻性的原因。
此外，由于附著在放置臺的表面或者蓋的表面上的不需要的膜容易較快地剝落，因此，有必要在該不需要的膜剝落前，進行清潔處理，以縮短清潔處理等的維護間隔，因此，必需頻繁地進行維護作業(yè)。此外，在可對作為加熱體的放置臺的每個區(qū)域加熱的情況下，當投入各區(qū)域中的每一個區(qū)域的電力差較大時，由于加熱器材質(zhì)的熱膨脹的原因，而會產(chǎn)生放置臺破損等問題。
本發(fā)明鑒于以上問題而提出了有效解決這些問題的方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種不但能夠可靠地抑制金屬污染等污染的發(fā)生，而且為了與傳熱良好的高溫熱處理相對應來實現(xiàn)均熱，而能夠進行大范圍的區(qū)域調(diào)整的放置臺結(jié)構(gòu)以及熱處理裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種即使不需要的膜呈斑點狀而附著在放置臺上，也能夠排除其熱的不良劣影響，高度維持放置臺的面內(nèi)溫度均勻性的放置臺結(jié)構(gòu)和熱處理裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種即使不需要的膜附著在放置臺等上，也能夠盡可能地防止其剝落，從而使清潔處理等的維護循環(huán)長期化的放置臺結(jié)構(gòu)和熱處理裝置。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種在由多個加熱區(qū)域構(gòu)成的放置臺中，可以自由地指定區(qū)域間的投入電力差，高度維持面內(nèi)溫度的均勻性，或者可以進行特殊加熱的放置臺結(jié)構(gòu)和具有該放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，對于本發(fā)明第一方面所述的發(fā)明，是一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括放置臺，具有為了在處理容器內(nèi)、對被處理體進行規(guī)定的熱處理而放置所述被處理體，并同時加熱所述被處理體的加熱裝置；和從所述處理容器的底部立起而支撐該放置臺的支柱，其中，在所述放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件和下面蓋部件。
這樣，由于在放置被處理體的放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的蓋部件，而能夠防止成為污染原因的金屬原子從放置臺熱擴散，因此能夠防止金屬污染和有機污染等各種污染的發(fā)生。
對于第二方面所述的發(fā)明，是一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括放置臺，具有為了在處理容器內(nèi)、對被處理體進行規(guī)定的熱處理而放置所述被處理體，并同時加熱所述被處理體的加熱裝置；和從所述處理容器的底部立起而支撐該放置臺的支柱，其中，在所述放置臺的下面一側(cè)設置有具有耐熱性的不透明背面蓋部件。
這樣，由于在放置被處理體的放置臺的下面設置有具有耐熱性的不透明背面蓋部件，即使不需要的膜例如呈斑點狀(凹凸狀)而在放置臺背面附著在不透明背面蓋部件的表面(下面)，從該不透明背面蓋部件的表面發(fā)出的輻射率可以保持大致均勻，因此，可以較高地維持放置臺的表面溫度的面內(nèi)均勻性和被處理體的面內(nèi)溫度的均勻性。
對于第三方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺的上面、側(cè)面、和上述不透明背面蓋部件的下面分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件、和下面蓋部件。
這樣，由于在放置被處理體的放置臺的上面、側(cè)面和不透明背面蓋部件的下面分別設置有具有耐熱性的蓋部件，而能夠防止成為污染原因的金屬原子從放置臺熱擴散，因此，可以防止金屬污染或者有機污染等各種污染的發(fā)生。
對于第四方面所述的發(fā)明，其特征在于上述上面蓋部件的直徑被設定成與上述放置臺的直徑實質(zhì)上相同，在上述上面蓋部件的上面形成有凸部，同時，在該凸部上設置有凹陷下去成凹部狀，放置上述被處理體的收容凹部。
對于第五方面所述的發(fā)明，其特征在于上述上面蓋部件的周邊邊緣部的上面與上述側(cè)面蓋部件的一部分接觸而覆蓋。
對于第六方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺的側(cè)面設置有不透明的石英蓋部件。
對于第七方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述不透明背面蓋部件和上述下面蓋部件之間形成有間隙。
對于第八方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述不透明背面蓋部件的下面形成有用于形成上述間隙的突起狀的腳部。
對于第九方面所述的發(fā)明，是一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括具有為了在處理容器內(nèi)對被處理體進行規(guī)定的熱處理的放置臺；和從所述處理容器的底部立起來支撐該放置臺的支柱，其中，所述放置臺和所述支柱分別由石英玻璃制成，在所述放置臺內(nèi)埋入有加熱裝置。
這樣，可以防止成為污染原因的金屬原子從放置臺熱擴散，因此，能夠防止金屬污染等各種污染發(fā)生。
對于第十方面所述的發(fā)明，其特征在于在將上述支柱形成為圓筒狀的同時，將上述加熱裝置的供電線從上述放置臺的中心部向下方插通上述圓筒狀的支柱內(nèi)。
對于第十一方面所述的發(fā)明，其特征在于上述放置臺將上板、中板和下板接合，在上述上板的下面和上述中板的上面中的任何一方上，形成有用于收容上述加熱裝置的線路槽，在上述中板的下面和上述下板的上面中的任何一方上，形成有用于收容從上述加熱裝置延伸的上述供電線的線路槽。
對于第十二方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺的上面設置有不透明的上面蓋部件。
這樣，由于在放置臺的上面設置有不透明的均熱板，可提高被處理體的溫度分布在面內(nèi)的均勻性。
對于第十三方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺上設置有將清洗用氣體供給至上述的放置臺的上面的后側(cè)用氣體孔，上述后側(cè)用氣體孔與供給氣體的石英管連接。
對于第十四方面所述的發(fā)明，其特征在于上述石英管配置在上述支柱的外側(cè)，其上下端通過焊接而被安裝固定。
對于第十五方面所述的發(fā)明，其特征在于上述石英玻璃為透明石英玻璃。
對于第十六方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺的下面設置有具有耐熱性的不透明背面蓋部件。
這樣，由于在放置被處理體的放置臺的下面設置有具有耐熱性的不透明背面蓋部件，即使不需要的膜呈斑點狀(凹凸狀)附著在該不透明的背面蓋部件的表面(下面)上，也可使從該不透明背面蓋部件表面發(fā)出的輻射率保持大致均勻，因此，能夠較高地維持放置臺的表面溫度的面內(nèi)均勻性和被處理體的面內(nèi)溫度的均勻性。
對于第十七方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件和下面蓋部件。
這樣，由于在放置被處理體的放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的蓋部件，因此，可以防止成為污染原因的金屬原子等從放置臺的熱擴散，從而能夠防止金屬污染等各種污染的發(fā)生。
此外，由于放置臺其側(cè)面、下面蓋部件的材質(zhì)例如為石英，因此可以降低從這些部件因熱擴散而造成的金屬污染等污染的發(fā)生。而且，還可以防止成膜氣體附著在放置臺上。這樣，由于延長了放置臺的濕洗清潔循環(huán)，從而可以確保長時間的壽命和初期形狀。
對于第十八方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述支柱的下端部設置有用于防止該支柱破損的緩沖件。
對于第十九方面所述的發(fā)明，其特征在于上述不透明背面蓋部件為不透明石英玻璃。
對于第二十方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述支柱的側(cè)面設置有具有耐熱性的支柱蓋部件。
這樣，由于在放置臺的支柱也設置有蓋部件，所以不但可防止金屬污染而且還能夠防止成膜氣體附著在支柱上。
對于第二十一方面所述的發(fā)明，其特征在于上述上面蓋部件、上述側(cè)面蓋部件、上述下面蓋部件和上述支柱蓋部件構(gòu)成蓋部件；上述蓋部件和上述支柱蓋部件形成為一體，上述蓋部件的全體能夠分解以及組裝。
這樣，由于能夠分解和組裝各個蓋部件，從而能夠迅速地進行濕洗清潔處理等維護作業(yè)。
對于第二十二方面所述的發(fā)明，其特征在于除了在上述放置臺的上面形成的上面蓋部件和上述不透明背面蓋部件以外的其他的蓋部件，分別由透明石英玻璃制成，對該透明石英玻璃的蓋部件的表面進行用于防止附著在上面的膜剝離的表面粗化處理。
這樣，由于能夠防止成為附著在蓋部件的表面上的顆粒的不需要的膜容易剝落，因此可以延長清潔處理等維護作業(yè)的循環(huán)。
對于第二十三方面所述的發(fā)明，其特征在于在上述支柱的下端的接合部上設置有密封部件，同時，在該密封部件的附近，在上述密封部件上設置有遮斷從上述放置臺放出的熱量的不透明部件。
這樣，對于設置在支柱下端接合部上的密封部件來說，由于利用設置在附近的不透明部件遮斷從放置臺來的輻射熱，因此不會受到熱的損傷。
對于第二十四方面所述的發(fā)明，其特征在于上述支柱的全體由不透明部件構(gòu)成，并且在上述支柱的內(nèi)部設置有不透明部件，保護上述支柱下端部的密封部件不受從上述放置臺放出的熱量的影響。
對于第二十五方面所述的發(fā)明，其特征在于，包括可抽成真空的處理容器，如第一～第二十四方方面中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)；和將規(guī)定的處理氣體供給至上述處理容器的氣體供給裝置。
對于第二十六方面所述的發(fā)明，上述放置臺的加熱裝置由內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩個加熱區(qū)域構(gòu)成。


圖1是表示具有本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置的一個實施方式的簡要截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的第一實施方式的截面圖。
圖3是表示圖2所示的放置臺結(jié)構(gòu)的蓋部件的分解立體圖。
圖4是表示本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的第二實施方式的截面圖。
圖5是表示圖4所示的放置臺結(jié)構(gòu)的支柱的下端部的放大截面圖。
圖6是表示圖4所示的放置臺結(jié)構(gòu)的放置臺的一部分的放大截面圖。
圖7是表示圖4所示的放置臺結(jié)構(gòu)的放置臺的接合前的狀態(tài)的分解圖。
圖8是表示圖4所示的放置臺結(jié)構(gòu)的蓋部件的分解立體圖。
圖9是表示在規(guī)定壓力范圍內(nèi)的放置臺的溫度分布的面內(nèi)均勻性的圖表。
圖10是表示本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的第二實施方式的變形例的截面圖。
圖11是表示本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的第二實施方式的另一變形例的截面圖。
圖12是表示圖11所示的另一個例子的分解立體圖。
圖13是表示本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的第三實施方式的截面圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)圖1～圖13，對具有本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置的實施方式進行詳細說明。
圖1～圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式的示意圖。
圖1是表示具有本發(fā)明的放置臺結(jié)構(gòu)的熱處理裝置的截面圖，圖2是表示放置臺結(jié)構(gòu)的截面圖，圖3是表示圖2所示的放置臺結(jié)構(gòu)的蓋部件的分解圖。
如圖所示，熱處理裝置2具有例如截面的內(nèi)部大致呈圓形的鋁制的處理容器4。在該處理容器4的頂部設置有作為導入必要的處理氣體(例如成膜氣體)用的氣體供給裝置的噴淋部6，將處理氣體從設置其下面的氣體噴射表面8上的多個氣體噴射孔，以向著處理空間S吹出的方式來進行噴射。
在該噴淋部6內(nèi)形成有被分隔為呈中空狀的兩個氣體擴散室12A、12B，當從這里導入的處理氣體向平面方向擴散后，從分別與各氣體擴散室12A、12B連通的各氣體噴射孔10A、10B吹出。即，將氣體噴射孔10A、10B配置成矩陣形狀。該噴淋部6的整體例如由鎳或者哈司特鎳合金(注冊商標)等鎳合金、鋁或者鋁合金而制成。其中，作為噴淋部6，也有氣體擴散室為一個的時候。然后，在該噴淋部6與處理容器4的上端開口部的接合部上，放置有由O形環(huán)等構(gòu)成的密封部件14，來維持處理容器4內(nèi)的氣密性。
此外，在處理容器4的側(cè)壁上，設置有相對于該處理容器4進行作為處理體的半導體晶片W的搬入搬出用的搬入搬出口16，同時，在該搬入搬出口16上設置有能夠氣密開閉的閘閥18。
然后，在該處理容器4的底部20上形成有排氣落入空間22。具體地說，在該容器底部20的中央部形成有較大的開口24，該開口24與向著其下方延伸的有底圓筒體狀的圓筒分隔壁26連接，在其內(nèi)部形成有上述排氣落入空間22。然后，在分隔該排氣落入空間22的圓筒分隔壁26的底部28設置有從此處立起的作為本發(fā)明特征的放置臺結(jié)構(gòu)29。具體地說，該放置臺結(jié)構(gòu)29具有例如由AlN等陶瓷構(gòu)成的圓筒體狀的支柱30、和設置在該支柱30的上端部的放置臺32。
此外，上述排氣落入空間22的入口開口24被設定成比放置臺32的直徑小，在上述放置臺32的周邊邊緣部的外側(cè)流下的處理氣體，在放置臺32的下方轉(zhuǎn)回而向著入口開口24流入。然后，在上述圓筒分隔壁26的下部側(cè)壁上，鄰接該排氣落入空間22而形成有排氣口34，該排氣口34與設置有圖未示出的真空泵的排氣管36連接，能夠?qū)μ幚砣萜?內(nèi)以及排氣落入空間22內(nèi)的氣體進行真空排氣。
接著，在石英排氣管36的中途設置能夠進行開度控制的圖未示出的壓力調(diào)整閥，通過自動地調(diào)整該閥的開度，而能夠使上述處理容器4內(nèi)的壓力維持在一定值，或者可以迅速地向所希望的壓力變化。
此外，上述放置臺32具有作為加熱裝置而例如按照規(guī)定的圖形形狀配置在內(nèi)部的、例如由鉬制成的電阻加熱器38，其外側(cè)例如由燒結(jié)AlN等構(gòu)成的陶瓷所制成，在其上面可放置作為被處理體的半導體晶片W。此外，上述電阻加熱器38與配置在上述支柱30內(nèi)的供電線40連接，可以控制來供給電力。然后，該供電線40被插通在石英管39內(nèi)，此外，該供電線40在上述支柱30的下部與電源電纜連接。其中，電阻加熱器38例如被分割為內(nèi)側(cè)區(qū)域和以同心圓狀包圍其外側(cè)的外側(cè)區(qū)域，能夠在各個區(qū)域的每一個上進行電力控制。在圖示的例子中，供電線40只表示出了兩根，但是此時也可以設置四根。
在上述放置臺32上形成有在上下方向貫通的多個(例如三個)銷插通孔41(在圖1中只表示出兩個)，在上述各個銷插通孔41內(nèi)配置有可上下移動并以游離嵌入狀插入的壓緊銷42。在該壓緊銷42的下端配置有形成為圓環(huán)狀的、例如由類似于氧化鋁的陶瓷所制成的壓緊圓環(huán)44，上述各個壓緊銷42的下端在不固定的狀態(tài)下，而被支撐在該壓緊圓環(huán)44上。從該壓緊圓環(huán)44延伸的臂部45，與貫通容器底部20設置的出沒桿46連接，該出沒桿46通過致動器48而能夠升降。因此，在交換晶片W時，能夠使上述各個壓緊銷42從各個銷插通孔41的上端向著上方伸出和縮回。此外，在致動器48的出沒桿46的容器底部的貫通部上介設有可伸縮的波紋管50，從而能夠上述出沒桿46在維持處理容器4內(nèi)的氣密性的同時進行升降。
接著，如圖2所示，例如在支撐固定放置臺32的AlN等的圓筒體狀的支柱30的下端部設置有直徑被擴大的凸緣部52。其中，在圖2中省略了放置臺32的內(nèi)部構(gòu)造和壓緊銷40的說明。接著，在底部28的中心形成有規(guī)定大小的開口54，通過螺釘58將直徑比上述開口54稍大的例如由鋁合金制成的基板56，以從內(nèi)側(cè)堵塞該開口54的方式來進行擰緊固定。在底部28的上面和上述基板56的下面之間例如設置有類似于O形環(huán)等的密封部件60，來保持該部分的氣密性。
然后，將上述支柱30在上述基板56上立起，將作成圓環(huán)狀的、截面為L字形的例如由鋁合金制成的壓緊部件62嵌裝在該支柱30的凸緣部52上，使用螺釘64來固定該壓緊部件62和上述基板56，通過這樣而能夠利用上述壓緊部件60來夾住固定上述凸緣部52。這里，在上述基板56的上面和上述凸緣部52的下面之間放置有O形環(huán)等密封部件66，以保持該部分的氣密性。此外，在上述基板56上設置有多個貫通孔68，通過該貫通孔68來將上述供電線40向外部引出。因此，該圓筒狀的支柱30內(nèi)成為大氣壓氣氛。其中，該支柱30的上端部通過焊接方式等而氣密地與放置臺32的背面的中心部連接固定。此外，也可以將上述支柱30內(nèi)氣密地密封。
然后，在這樣安裝固定的放置臺結(jié)構(gòu)29上設置有作為本發(fā)明特征的蓋部件。具體地說，如圖3所示，作為上述蓋部件，分別設置有覆蓋放置在上述放置臺32的上面的半導體晶片W的部分的、呈圓板狀的上面蓋部件72；覆蓋該放置臺32的周邊邊緣以及其側(cè)面的一部分或者全部的、呈圓環(huán)狀的周邊邊緣部蓋部件74；覆蓋該放置臺32的側(cè)面的一部分或者全部以及放置臺32的下面的下面蓋部件76；覆蓋上述支柱30的側(cè)面整體的支柱蓋部件78；和覆蓋支柱30的下端部的腳部蓋部件80。此外，在該實施方式中，還特別設置有與上述放置臺32的下面(背面)直接接觸并放置在其與上述下面蓋部件76之間的、呈圓環(huán)狀的不透明背面蓋部件82。因此，在這種情況下，上述下面蓋部件76覆蓋上述不透明的背面蓋部件82的下面。
上述全部的蓋部件72、74、76、78、80、82由耐熱性和耐腐蝕性材料制成。特別是上面蓋部件72，因為在其上面直接放置有晶片W，因此，由產(chǎn)生金屬污染或者有機污染等污染極少且傳熱性良好的材料(例如SiC等陶瓷)制成。此外，不透明背面蓋部件82由金屬污染或者有機污染等污染發(fā)生情況較少并且熱線難以透過的材料(例如不透明玻璃)制成。此外，其他的蓋部件74、76、78、80由產(chǎn)生金屬污染或者有機污染等極少的材料(例如透明石英玻璃)制成。
由傳熱性良好的SiC制成的上述上面蓋部件72形成為圓板形，并且在其中央部設置有直接放置晶片W的收容凹部84，該收容凹部84的深度與晶片W的厚度大致相同。在該上面蓋部件72上設置有可使壓緊銷42(參見圖1)通過的通孔41。此外，該上面蓋部件72的厚度例如為3.0mm左右。
由透明石英玻璃制成的上述周邊邊緣部蓋部件74形成為圓環(huán)形，如上所示，其截面形成為逆L字形，使得能夠覆蓋放置臺32的上面的周邊部和側(cè)面的一部分或者全部，而且，如圖2所示，能夠可裝卸地嵌裝在放置臺32的周邊邊緣部上。此外，在該周邊邊緣部蓋部件74的內(nèi)周面上，沿著其周邊方向而以圓環(huán)狀設置接合臺階部86，使上述上面蓋部件72的周邊邊緣部與該接合臺階部86接觸，從而能夠可裝卸地支撐該上面蓋部件72。該周邊邊緣部蓋部件74的厚度例如為2.0～3.0mm。
對于由透明石英玻璃制成的上述下部蓋部件76和由相同的透明石英玻璃制成的上述支柱蓋部件78來說，通過焊接而形成為一體。首先，將下面蓋部件，如上所述那樣形成為圓形的容器狀，以覆蓋放置臺32的側(cè)面的一部分或者全部以及放置臺32的下面全體，在其中心部形成有用于使支柱30(參照圖2)通過的開口88。然后，將上述支柱蓋部件78的上端焊接在該開口88的周邊邊緣部。將上述放置臺32的整體可插脫地收容在上述容器狀的下面蓋部件76內(nèi)。在這種情況下，上述周邊邊緣部蓋部件74的側(cè)壁的內(nèi)徑比上述下面蓋部件76的側(cè)壁的外徑稍大。如圖2所示，上述周邊邊緣部蓋部件74的側(cè)壁的下端部覆蓋上述下面蓋部件76的側(cè)壁的外周面的全體，在與其相接的狀態(tài)下，以重疊兩端部的方式而可分解地嵌裝。
因此，上述放置臺32的側(cè)面完全被覆蓋。然后，在其下面蓋部件76上設置有用于插入上述壓緊銷42(參見圖1)的銷插通孔41。
此外，將與該下面蓋部件76一體接合的上述支柱蓋部件78的內(nèi)徑設定為比凸緣部52的外徑稍大，其下端部可達到上述壓緊部件62(參見圖2)的上面。這里，如上所述，在該下面蓋部件76和支柱蓋部件78一體接合的狀態(tài)下，在放置臺32分解時，可從支柱30一側(cè)向下方拔出。該下面蓋部件76的厚度例如為3.0mm左右，支柱蓋部件78的厚度例如為5.0mm左右。
此外，由透明石英玻璃構(gòu)成的上述腳部蓋部件80的截面形成為逆L字形，其全體形成為圓環(huán)狀，使得能夠覆蓋上述壓緊部件62的露出表面和上述基板56的露出表面。該腳部蓋部件80被做成可分割為兩部分的半分割狀態(tài)，以便易于進行裝卸。該腳部蓋部件80的厚度例如為3.0mm左右。其中，上述腳部蓋部件80也可以不分割成兩部分，而一體形成為圓環(huán)狀。
此外，將上述凸緣部52的直徑設定成比上述支柱蓋部件78的內(nèi)徑稍小，當松開螺釘58、64而取出基板56和壓緊部件62時，可將支柱蓋78內(nèi)的支柱30向上方拔出來分解。
另一方面，上述不透明背面蓋部件82形成為圓板狀，使得能夠覆蓋上述放置臺32的下面(背面)的大致全部(除了與支柱30的接續(xù)部以外)，在其中心部設置有使支柱30通過的開口90。此外，在該不透明背面蓋部件82上設置有用于插通壓緊銷42的銷插通孔41。此外，該不透明背面蓋部件82處于與放置臺32的下面密接的狀態(tài)，通過在不透明背面蓋部件82的下面設置三個(圖2中只表示兩個)凸起狀的腳部120來在不透明背面蓋部件82和下面蓋部件76之間形成間隙122，從而能夠保持在不透明背面蓋部件82上移動的自由度，以防止不透明背面蓋部件82的裂開。此外，也可以在下面蓋部件76的上面，以突起狀來設置該腳部120。
對于上述不透明的背面蓋部件82來說，如上所述，例如使用含有多個細微氣泡并且呈白濁狀態(tài)的不透明石英玻璃，能夠阻止熱線從放置臺32的下面向外透過并同時使熱線向上面反射。因此，作為該不透明背面蓋部件82的材料，至少應為不透明的、有耐熱性的材料，反射率越高越好。
在本實施方式中，對由上述透明石英玻璃構(gòu)成的蓋部件(即周邊邊緣部蓋部件74、下面蓋部件76、支柱蓋部件78和腳部蓋部件80)的各個表面上，預先進行噴砂等表面粗化處理，在其表面形成微小的凹凸，使得附著在該表面上的不需要的膜通過固定效果而難以剝離。
其中，雖然圖未示出，但是，在該放置臺32上，安裝有用于在控制溫度時檢測該溫度的熱電偶，此外，為了使與晶片W的傳熱性保持良好而在晶片W的背面上設置有例如供給N2氣體或者Ar氣等惰性氣體的氣體供給口。
其次，說明以上構(gòu)造的熱處理裝置的動作。
首先，將未處理的半導體晶片W夾持在圖未示出的搬送臂上，經(jīng)由成為打開狀態(tài)的閘閥18和搬入搬出口16而搬入到處理容器4內(nèi)，在將該晶片W交換到上升的壓緊銷42后，通過使該壓緊銷42下降而能夠?qū)⒕琖放置在放置臺32的上面，具體地說，是放置在上面蓋72的上面的收容凹部84內(nèi)來支撐該晶片W。
其次，對作為處理氣體的例如TiCl4、H2、NH3、WF6、SiH4、H2、PET、O2等成膜氣體進行流量控制，并同時將其供給至噴淋部6，將該氣體從氣體噴射孔10吹出而噴射，從而導入到處理空間S。然后，雖然圖未示出，但是通過繼續(xù)進行設置在排氣管36上的真空泵的驅(qū)動，而能夠?qū)μ幚砣萜?和排氣落入空間22內(nèi)的氣體進行真空排氣，然后，調(diào)整壓力調(diào)整閥的閥開度來將處理空間S的氣氛維持在規(guī)定處理壓力。這時，晶片W的溫度例如維持在400～700℃左右。因此，在半導體晶片W的表面形成Ti、TiN、W、WSi、Ta2O5等的薄膜。
在這種成膜過程中，有可能從被加熱至高溫的、例如由AlN材料制成的放置臺32中，其所含有的非常少的重金屬等熱擴散而向著處理容器4內(nèi)一側(cè)放出。然而，在本實施例中，對于放置臺32的整個表面來說，是通過由耐熱性高且沒有金屬污染或者有機污染等污染的材料(例如SiC)制成的上面蓋部件72，以及由作為相同的耐熱性高且沒有金屬污染或者有機污染等污染的材料的透明石英玻璃制成的周邊邊緣部蓋部件74和下面蓋部件76所完全覆蓋，因此，可以阻止重金屬等向處理容器4內(nèi)側(cè)擴散，從而能夠防止半導體晶片W被金屬污染或者有機污染等。在這種情況下，即使只設置上述三個蓋部件(即上面蓋部件72、周邊邊緣部蓋部件74和下面蓋部件76)，也可以得到良好防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。
然后，在本實施方式中，因為將由例如AlN材料所構(gòu)成的支柱30的周圍，使用由同樣透明的石英玻璃制成的支柱等部件78所完全覆蓋，而能夠進一步提高防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。此外，由于固定該支柱30的下端部的壓緊部件62和基板56的表面也由透明石英玻璃構(gòu)成的腳部蓋部件80所覆蓋，所以能夠進一步提高防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。
此外，對于放置在放置臺32和晶片W之間的上面蓋部件72來說，因為由傳熱性比透明石英玻璃好的材料(例如SiC)構(gòu)成，所以能夠?qū)⒂陕袢敕胖门_32內(nèi)的電阻電熱器38所放出的熱量高效率地傳遞至晶片W，從而能夠高效率地對其進行加熱。此外，也可以由石英玻璃形成上面蓋部件72，在這種情況下，通過實驗證明，加熱器38和晶片W的溫度差比SiC時的情況小。
此外，隨著成膜的進行，不但在晶片W的表面上堆積有作為目標的必要的膜，而且在各個蓋部件74、76、78、80的露出面上也不可避免地附著有不需要的膜。在這種情況下，在本實施方式中，在各個蓋部件74、76、78、80的表面上，由于進行表面粗化處理而形成細微的凹凸，因此，在上述附著不需要的膜的情況下，利用上述細微的凹凸產(chǎn)生的固定效果，而使得不需要的膜難以剝落。因此，可以延長清潔處理等的維護循環(huán)，從而能夠提高裝置的運轉(zhuǎn)率。
此外，在成膜處理時，在放置臺32的下面一側(cè)(即下面蓋部件76的下面一側(cè))，有不需要的膜呈斑點狀附著的傾向，在現(xiàn)有技術的裝置中，該呈斑點狀附著的膜成為從放置臺發(fā)出的輻射熱產(chǎn)生分布的原因，但是，在本實施例中，由于設置圓環(huán)狀的不透明的背面蓋部件82與放置臺32的整個下面接觸，因此，即使上述不需要的膜呈斑點狀附著，從放置臺32發(fā)出的輻射熱也不產(chǎn)生分布，因此，放置臺32的溫度分布為目標的溫度分布，例如可維持面內(nèi)均勻性，因此，能夠提高晶片W的溫度的面內(nèi)均勻性。
然后，從這點出發(fā)，如本發(fā)明所述那樣，當在每個區(qū)域上可對電阻加熱器38進行溫度調(diào)整的情況下，可以減少成膜處理時的溫度調(diào)整的必要性。此外，該不透明的背面蓋部件82也可以反射從放置臺32發(fā)出的熱線來抑制輻射熱的放出，因此，可以提高電阻加熱器38的熱效率。
其中，在本實施方式中，設置有多個蓋部件，但是也可以只在上述放置臺32的下面設置上述不透明背面蓋部件82，在這種情況下，如上所述，即使不需要的膜呈斑點狀附著，也能夠較高地維持放置臺32和晶片W的溫度分布的面內(nèi)均勻性，還可以抑制輻射熱，因此可以提高電阻加熱器38的熱效率。
此外，這里，在放置臺32的下面一側(cè)設置下面蓋部件76和不透明背面蓋部件82這兩個蓋部件，但是并不局限于此，也可以省略下面蓋部件76的設置，而將上述不透明背面蓋部件82直接焊接在支柱蓋部件78的上端，將兩者形成為一體。
此外，在清潔處理的情況下，由于只需以各個蓋部件72、74、76、78、80為對象來對其進行濕洗或者干洗，因此能夠提高維護性能。
其中，在上述實施方式中，以裝置臺32和在其上立起的支柱30都是使用AlN材料制成的情況為例進行說明，但是，即使是他們采用任何一種材料制成的情況下，也可以使用本發(fā)明。
其次，根據(jù)圖4～圖9，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。
圖4是表示第二實施方式的放置臺結(jié)構(gòu)229的具體構(gòu)造。該放置臺結(jié)構(gòu)229的放置臺232和支柱230都是由耐熱性和耐腐蝕性好的材料(例如透明石英玻璃)制成。然后，設置上面蓋部件272、周邊邊緣部蓋部件274、下面蓋部件276、支柱蓋部件278、腳部蓋部件280和不透明的背面蓋部件282，以覆蓋放置臺232和支柱230。其中，關于蓋部件在以后進行說明。具體地說，如圖6所示，上述放置臺232是按照重疊上板300A、中板300B、下板300C的順序并通過焊接接合而接合成的三層構(gòu)造。然后，如上所述，在該上板300A上可裝卸地設置有由SiC等不透明材料制成的薄的上面蓋部件272。在上述中板300B的上面一側(cè)，形成有在其整個表面描出的線路槽302，在該線路槽302內(nèi)，沿著該槽302配置有例如由石碳加熱器構(gòu)成的電阻加熱器238。這里，上述電阻加熱器238在多個區(qū)域的每一個中，例如被分隔成同心圓狀來配置。其中，也可以在上板300A的下面形成有該線路槽302。此外，該電阻加熱器238也可以在上下層配置成雙層構(gòu)造，在這種情況下，根據(jù)加熱器的層數(shù)，能夠進一步重疊石英板來構(gòu)成。
此外，在中板300B和下板300C上，在必要的地方形成有用于使供電線通過的線路孔303，還可以在中板300B的下面，向著放置臺232的中心而形成有用于收容供電線的線路槽305。其中，也可以在下板300C的上面設置該線路槽305。然后，在將電阻加熱器238和供電線240彎曲配置在上述各個線路槽302、305和線路孔303中之后，如上所述，將上述上板300A、中板300B和下板300C分別焊接接合而一體化，通過這樣而能夠形成放置臺232。此外，將例如由透明石英玻璃制成的圓筒狀支柱230的上端部焊接在放置臺232的下面的中心部，使它們成為一體。
然后，各個供電線240集中在放置臺232的中心部，從該放置臺232的大致中心向下方延伸。延伸至該下方的供電線240例如插入在石英管239內(nèi)。該石英管239的上端部也被焊接在上述下板300C的下面。此外，以貫通上述下板300C和中板300B并達到上述上板300A的方式而形成熱電偶收容孔304，在該熱電偶收容孔304內(nèi)設置有溫度控制用的熱電偶306。
此外，貫通上述下板300C、中板300B和上板300A而設置有供給清洗用氣體的后側(cè)用氣體孔308，該后側(cè)用氣體孔308與從其開始延伸至下方的、例如由透明石英管制成的氣體管310(參見圖6)連接。在這種情況下，后側(cè)用氣體孔308的上端的氣體出口位于放置臺232的大致中心，可使氣體向著其周邊部大致均勻地分散。然后，在上述支柱230的下端部的接合部附近，設置有用于保護放在該接合部上的O形環(huán)等密封部件260、266(參見圖4)不受從放置臺232放射的熱的作用的不透明部件312，來遮斷上述熱。具體地說，首先，上述支柱230的中途通過焊接而與例如由透明石英玻璃制成的圓筒體狀的第一不透明的部件312A連接。該第一不透明部件312A的長度例如為70mm左右。
在該第一不透明部件312A的內(nèi)側(cè)，嵌裝有例如由相同的不透明石英玻璃制成的圓板體狀的第二不透明部件312B。而且，在上述密封部件260、266的正上面，設置有例如由不透明的石英玻璃制成的圓環(huán)狀的第三不透明部件312C，使得直接與上述支柱蓋部件278的下端接觸。然后，利用上述第一～第三不透明部件312A～312C來遮斷從放置臺232放射的、向著上述密封部件260、266的熱(輻射熱)，以防止上述各個密封部件260、266受到熱損傷。這里，上述不透明石英玻璃不但是指可以遮斷熱線或者輻射熱的石英玻璃，也可以是含有多個細微氣泡、成白濁狀態(tài)的石英玻璃，或者著色的石英玻璃。此外，支柱整體或者不透明部件312A的下側(cè)支柱的整體，也可以由不透明的石英玻璃構(gòu)成。此外，在壓緊部件262和第三不透明部件312C上，設置有使作為氣體通路314的氣體管通過的槽。此外，由于將上述氣體管310拉出至支柱230的外部，該氣體管310的上端與放置臺232焊接，下端與凸緣部252焊接，因此，可以使用上下兩端部強固地支撐。此外，由于氣體管310被設置在支柱230以外，所以在支柱230內(nèi)可以收容有多根供電線240。此外，在底部228、基板256上設置有與上述氣體管310連通的氣體通路314。
其次，說明上述蓋部件。具體地說，如圖8所示，作為上述蓋部件，分別設置優(yōu)在上述放置臺232的上面的放置半導體晶片W的圓板狀的上面蓋部件272；覆蓋該放置臺232的周邊邊緣部以及其則面一部分或者全部的圓環(huán)狀的周邊邊緣部蓋部件274；覆蓋該放置臺232的側(cè)面的一部分或者全部以及放置臺232下面的下面蓋部件276；覆蓋上述支柱230的全部側(cè)面的支柱蓋部件278；和覆蓋支柱230的下端的腳部蓋部件280。然后，在上述上面蓋部件272的周邊邊緣部的上面，支撐上述周邊邊緣部蓋部件274的上端。特別是在該實施方式中，設置有直接與上述放置臺232的下面(背面)接觸并且設置在放置臺和上述下面蓋部件276之間的圓環(huán)狀的不透明背面蓋部件282。因此，在這種情況下，上述下面蓋部件276覆蓋上述不透明背面蓋部件282的下面。
上述全部的蓋部件272、274、276、278、280、282用耐熱性和耐腐蝕性材料制成。特別對于上面蓋部件272來說，因為直接將晶片W放置在上面，因此，要用產(chǎn)生金屬污染等污染極少而且傳熱性良好的材料(例如高純度的SiC等陶瓷)制成。此外，不透明背面蓋部件282由發(fā)生金屬污染極少、而且熱線難以透過的材料(例如不透明石英玻璃)制成。其他蓋部件274、276、278、280也由產(chǎn)生金屬污染等極少的材料(例如透明的石英玻璃)制成。
由傳導性好的SiC構(gòu)成的上述上面蓋部件272形成為薄的圓板狀，在中心設置有用于直接放置晶片W的收容凹部284，該收容凹部284的深度大致與晶片W的厚度相等。該上面蓋部件272的周邊邊緣部285形成為低的臺階狀。該上面蓋部件272的周邊邊緣部285也形成為低的臺階狀。然后，該上面蓋部件272可進行裝卸，通過該上面蓋部件272來覆蓋放置臺232的大致整個上面。此外，在該上面蓋部件272上設置有使壓緊銷42(參見圖1)通過的銷插通孔241。該上面蓋部件272的厚度例如為6.5mm左右。
對于由透明石英玻璃制成的上述周邊邊緣部蓋部件274來說，其形成為圓環(huán)狀，如上所述，其截面形成為逆L字形，以覆蓋放置臺232的上面的周邊邊緣部和側(cè)面的一部分或者全部，而且，如圖4所示，從上述上面蓋部件272上可裝卸地嵌裝而安裝在放置臺232的周邊邊緣部上。然后，使該周邊邊緣部蓋部件274的上端部的下面與上述上面蓋部件272的周邊邊緣部285的上面接觸，可裝卸(可分解)地支撐該周邊邊緣部蓋部件274。該周邊邊緣部蓋部件274的厚度例如為3mm左右。
由透明石英玻璃構(gòu)成的上述下面蓋部件276和相同的透明石英玻璃制成的上述支柱蓋部件278，通過焊接而形成為一體。首先，如上所述，將下面蓋部件形成為圓形的容器狀，以覆蓋放置臺232的側(cè)面的一部分或者全部以及放置臺232的下面全部，在其中心部設置用于使支柱230(參見圖4)通過的開口288。然后，將上述支柱蓋部件278的上端部焊接在該開口288的周邊邊緣部上。將全部上述放置臺232可插脫地收容在上述容器狀的下面蓋部件276內(nèi)。在這種情況下，上述周邊邊緣部蓋部件274的側(cè)壁內(nèi)徑被設定成比上述下面蓋部件276的側(cè)壁的外徑稍大。如圖4所示，在上述周邊邊緣部蓋部件274的側(cè)壁的下端部，以與上述下面蓋部件276的側(cè)壁的上端部的外周面接觸的狀態(tài)下，而使其兩端部重疊很少來可分解地嵌裝。
因此，上述放置臺232的側(cè)面完全被覆蓋。然后，在該下面蓋部件276上設置有用于使上述壓緊銷42(參照圖1)插通的銷插通孔41。此外，與該下面蓋部件276接合成一體的上述支柱蓋部件278的內(nèi)徑被設定成比支柱230的外徑(具體地說是凸緣部252的外徑)稍大一點，其下端部可達到上述壓緊部件262(參見圖4)的上面。這里，如上所述，在該下面蓋部件276和支柱蓋部件278一體地結(jié)合的狀態(tài)下，當放置臺232分解時，可將放置臺232向上方拔出。該下面蓋部件276和支柱蓋部件278的厚度例如為3～5mm左右。
另一方面，上述不透明背面蓋部件282形成為圓板狀，以覆蓋上述放置臺232的下面(背面)的大致全部(除了與支柱230連接的部分)，在其中心部設置有用于使支柱230通過的開口290。此外，在該不透明背面蓋部件282上設置有用于插通壓緊銷42的銷插通孔41。如上所述，該不透明的背面蓋部件282處于在放置臺232的下面和下面蓋部件276之間圖未示出的突起處、由三點支撐的狀態(tài)。如上所述，該不透明的背面蓋部件282例如使用包含多個細微的氣泡、并且成白濁狀態(tài)的不透明石英玻璃，其能夠阻止熱線從放置臺232的下面向外透過。
另一方面，如圖4所示，在支撐固定放置臺232的例如由透明石英玻璃制成的圓筒體狀的支柱230的下端部，設置有直徑被擴大了的凸緣部252。其中，在圖4中省略了放置臺232的內(nèi)部構(gòu)造和壓緊銷42等的說明。然后，在底部228的中心設置有規(guī)定大小的開口254，使用螺釘258來擰緊固定直徑比上述開口254稍大的鋁合金制的基板256，以便從內(nèi)側(cè)塞住該開口254。在該底部228的上面和上述基板256的下面之間設置有O形環(huán)等密封部件260，來保持該部分的氣密性。
然后，使上述支柱230在上述基板256上立起，將形成為圓環(huán)狀的、截面為L字形的例如由鋁合金制的壓緊部件262嵌裝在該支柱230的凸緣部252上，通過使用螺釘264固定該壓緊部件262和上述基板256，而能夠由上述壓緊部件262來夾住固定上述凸緣部252。這時，在該凸緣部252的上面和壓緊部件262的接合面之間設置有不產(chǎn)生顆粒且具有緩沖功能的、厚度例如為0.5mm左右的圓環(huán)形的例如由碳片制成的緩沖件263，以防止上述凸緣部252的破損。這里，在上述基板256的上面和上述凸緣部252的下面之間放置有例如O形環(huán)等密封部件266，以保持該部分的氣密性。此外，在上述基板256上形成有一個較大的通孔268，經(jīng)由該通孔268而將上述供電線240向外拉出。因此，該圓筒狀支柱230內(nèi)成為人氣壓氣氛，也可以對該支柱230內(nèi)進行密封。
此外，由透明石英玻璃制成的上述腳部蓋部件280的截面形成為逆L字形，其全體形成為圓環(huán)形，以覆蓋上述壓緊部件262的露出表面和上述基板256的露出表面。該腳部蓋部件280的厚度例如為2.75～7.85mm左右。
此外，上述凸緣部252的直徑被設定成比上述支柱蓋部件278的內(nèi)徑稍小，當松開螺釘258、264取出基板256和壓緊部件262時，能夠?qū)⒅е?30從支柱蓋部件278內(nèi)向上方拔出分解。
此外，在本實施例中，預先對上述透明石英玻璃制成的蓋部件(即周邊邊緣部蓋部件274、下面蓋部件276、支柱蓋部件278和腳部蓋部件280)的各個表面進行噴砂等表面粗化處理，在該表面上形成細微的凹凸，附著在該表面上的不需要的膜通過固定效果而難以剝離。
其次，說明以上這樣構(gòu)成的熱處理裝置的動作。
首先，將未處理的半導體晶片W夾持在圖未示出的搬送臂上，通過成為開狀態(tài)的閘閥18和搬入搬出口16而搬入到處理容器4內(nèi)，在將該晶片W交換到上升的壓緊銷42之后，通過使該壓緊銷42下降，而將晶片W放置在放置臺232的上面，具體地說，是放置在上面蓋272的上面的收容凹部284中來支撐該晶片W。
其次，例如在堆積Ti膜的情況下，對作為處理氣體的TiCl4、H2、NH3等的成膜氣體，或者是在堆積TiN膜的情況下，對作為處理氣體的TiCl4、NH3等的成膜氣體，分別進行流量控制，并供給到噴淋部6，將該氣體從氣體噴射孔10吹出來噴射，從而導入處理空間S。此外，雖然圖未示出，但是通過繼續(xù)進行設置在排氣管36上的真空泵的驅(qū)動，而將處理容器4和排氣落入空間22內(nèi)的氣體抽成真空，然后，調(diào)整壓力調(diào)整閥的閥開度，將處理空間S的氣氛維持在規(guī)定處理壓力。這時，晶片W的溫度例如維持在500～600℃。這樣，在半導體晶片W的表面上形成Ti膜或者TiN膜等薄膜。
在這種成膜過程中，在現(xiàn)有裝置的情況下，有可能從被加熱至高溫的、例如由AlN材料制成的放置臺中，其所含有的非常少的重金屬等熱擴散而向著處理容器4內(nèi)一側(cè)放出。然而，在本實施例中，由于構(gòu)成放置臺232和支柱230的材料具有耐熱性和耐腐蝕性，而且?guī)缀跤刹缓亟饘俚鹊耐该魇⒉Ａ纬桑虼藢琖的傳熱好，同時可防止引起金屬污染等的污染。而且，放置臺232的全部表面，被由耐熱性高且沒有金屬污染或者有機污染等污染的材料(例如SiC)制成的上面蓋部件272，以及由作為同樣耐熱性高且沒有金屬污染或者有機污染等污染的材料的透明石英玻璃制成的周邊邊緣部蓋部件274和下面蓋部件276所完全覆蓋，因此可以阻止重金屬等向處理容器4內(nèi)側(cè)擴散，從而能夠更加可靠地防止半導體晶片W被金屬污染或者有機污染等。在這種情況下，即使只設置上述三個蓋部件(即上面蓋部件272、周邊邊緣部蓋部件274和下面蓋部件276)，也能夠得到很好的防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。
此外，在本實施例中，如上所述，由石英玻璃制成支柱230，并且利用例如由透明石英玻璃制成的支柱蓋部件278完全覆蓋該支柱230的周圍，因此能夠進一步提高防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。此外，由于固定該支柱230的下端部的壓緊部件262和基板256的表面通過由透明石英玻璃構(gòu)成的腳部蓋部件280所覆蓋，因此，能夠進一步提高防止金屬污染或者有機污染等污染的效果。
此外，對于設置在放置臺232和晶片W之間的上面蓋部件272來說，因為是由傳熱性比透明石英玻璃好的材料(例如SiC)構(gòu)成，因此可將由埋入放置臺232內(nèi)的電阻電熱器238發(fā)出的熱高效率地傳遞至晶片W，從而可以高效率地對其進行加熱。其中，因為透明石英玻璃的傳熱性比不透明石英玻璃好，因此，由透明石英玻璃形成放置臺232的方式的傳熱損失少。
在這種情況下，由于在放置臺232的上面設置有例如由SiC構(gòu)成的不透明的上面蓋部件272，因此，在電阻加熱器238上產(chǎn)生的溫度分布不投影在晶片W上，由于這點，能夠提高晶片W的溫度的面內(nèi)均勻性。即，該上面蓋部件272兼并具有均熱板的功能。
此外，隨著成膜的進行，不但在晶片W的表面上堆積作為目標的必要的膜，而且在各個蓋部件272、274，、276、278、280的露出面上也不可避免地附著有不需要的膜。在這種情況下，在本實施例中，在各個蓋部件272、274、276、278、280的表面上，由于進行表面粗化處理而形成細微的凹凸，因此，在上述附著不需要的膜的情況下，利用上述細微的凹凸所產(chǎn)生的固定效果，使得不需要的膜難以剝落。因此，可以延長清潔處理等的維護循環(huán)，從而能夠提高裝置的運轉(zhuǎn)率。
此外，在成膜處理時，在放置臺232的下面一側(cè)(即下面蓋部件276的下面一側(cè))，有不需要的膜呈斑點狀附著的傾向。在現(xiàn)有技術的裝置中，該呈斑點狀附著的膜成為從放置臺發(fā)出的輻射熱產(chǎn)生分配的原因，但是，在本實施例中，由于在放置臺232的下面全體，隔開大約1～2mm的距離而設置有圓環(huán)狀的不透明的背面蓋部件282，因此，即使上述不需要的膜呈斑點狀附著，從放置臺232發(fā)出的輻射熱也不產(chǎn)生分配，這樣，放置臺232的溫度分布為目標的溫度分布，能夠維持面內(nèi)均勻性，因此，能夠提高晶片W的溫度的面內(nèi)的均勻性。
然后，從這點出發(fā)，如本發(fā)明那樣，當能夠在每個區(qū)域上對電阻加熱器238進行溫度調(diào)整的情況下，可以減少成膜處理時的溫度調(diào)整的必要性。此外，由于石英玻璃的熱膨脹小，所以在區(qū)域之間不會因溫度差而引起破損，從而能夠自由地進行區(qū)域加熱。此外，由于該不透明背面蓋部件282可以抑制輻射熱的放出，因此，可以提高電阻加熱器238的熱效率。
此外，這里，在放置臺232的下面設置有下面蓋部件276和不透明的背面蓋部件282這兩個蓋部件，但是并不局限于此，也可以省略下面蓋部件276的設置，將上述不透明背面蓋部件282直接焊接在支柱蓋部件278的上端部，將兩者形成為一體。
此外，在清潔處理的情況下，由于只以各個蓋部件272、274、276、278、280為對象來進行濕洗或者干洗，因此可以提高維護性能。
此外，在本實施方式中，由于利用熱膨脹率比在現(xiàn)有技術的放置臺中使用的AlN等陶瓷小的透明石英玻璃制成放置臺232的整體，因此熱處理溫度比現(xiàn)有的裝置的溫度高，可以提高耐熱性。即，由于作為放置臺的232的材質(zhì)使用熱膨脹小的石英，所以即使投入每個區(qū)域中的電力差大，放置臺也不會破損。例如，實驗結(jié)果顯示，在AlN制的現(xiàn)有的放置臺的情況下，在700℃下，放置臺破損，而在本發(fā)明的透明石英玻璃制的放置臺232的情況下，將處理溫度提高至720℃，也沒有破損。特別是，由于使放置臺232的溫度分布最合適化，在放置臺232的內(nèi)側(cè)區(qū)域和外側(cè)區(qū)域投入的電力比不同的情況下，進行了使內(nèi)側(cè)區(qū)域的投入電力和外側(cè)區(qū)域的投入電力之比(內(nèi)側(cè)區(qū)域的投入電力/外側(cè)區(qū)域的投入電力)在0.2～1的較大范圍內(nèi)變化的實驗，在400～720℃的范圍下的熱處理中，放置臺232沒有破損。此外，將放置臺232的溫度提高至1200℃，放置臺也沒有破損。
這時，評價在上述溫度范圍內(nèi)的放置臺232的溫度分布的面內(nèi)均勻性，這時的結(jié)果表示在圖9中。其中，處理壓力在10-1～666Pa范圍內(nèi)變化。從圖9可以看出，在400～720℃范圍內(nèi)溫度分布的面內(nèi)均勻性為±0.7％以下(平均為±0.5％)，在現(xiàn)有的放置臺的情況下，為±1.2％，因此可以確認，與現(xiàn)有的放置臺情況相同或者在其以上，可以實現(xiàn)良好的溫度分布的面內(nèi)均勻性。
此外，由于將多塊石英玻璃板重疊而將電阻加熱器238埋入內(nèi)部，因此，可以從放置臺232的中心部向下方抽出供電線240。通過使用多塊玻璃板300A、300B、300C焊接放置臺232，而能夠?qū)⒎胖门_232完全從處理容器4內(nèi)分離。此外，通過用后側(cè)用氣體沖洗放置臺232的上面，可防止在放置臺232的上面、上面蓋部件272的下面和熱電偶收容孔304中成膜。
在上述第二實施方式中，如圖10所示，也可以在上面蓋部件372和上極300A之間設置例如由SiC等不透明材料制成的均熱板401。這樣，可以更均勻地對晶片進行熱供給。
此外，如圖10所示，也可以不通過凸緣部252，而通過第三不透明部件312C、壓緊部件262、基板256和底部228，將與氣體管410連通的氣體通路414向外部引出。
而且，也可以在不透明背面蓋部件282的下面設置突起狀的腳部420，從而在與下面蓋部件276之間設置間隙422。
此外，如圖11和圖12所示，在上述第一和第二實施方式中，也可以使該上面蓋部件572的直徑實質(zhì)上與放置臺532的直徑相同。這樣，能夠用該上面蓋部件572覆蓋放置臺532的上面全體。在這種情況下，使用圖10中說明的均熱板401也可以，不使用也可以。
然后，除了該上面蓋部件572的周邊邊緣部以外的中心部，作為向上方稍微突出的圓形的凸部524而形成。在該凸部524中設置凹陷下去呈凹部狀，形成用于收容和放置晶片W的收容凹部584。分隔該收容凹部584的周邊部的臺階部526的內(nèi)周面，作為向著其內(nèi)側(cè)傾斜的錐度面526A而形成，即使在晶片W的放置時產(chǎn)生位置偏移，該晶片W也可以通過沿著該錐度面526滑落來修正其位置偏移。此外，周邊邊緣部蓋部件574的下面與作為上述上面蓋部件572的一部分的周邊邊緣部的上面接觸，并覆蓋該上面。
此外，如圖11和圖12所示，在上述第一、第二實施方式中，在放置臺532的外周側(cè)面上設置有不透明石英蓋528，以覆蓋該周圍，這樣，通過該不透明石英蓋528而能夠反射從放置臺532一側(cè)發(fā)出的熱線，以提高熱效率。這里，不透明石英蓋528與覆蓋放置臺532下面的不透明背面蓋部件582形成為一體，也可以將兩者分割而個別設置。其中，在圖2、圖4所示的上述第一和第二實施方式中使用設置在放置臺532側(cè)面上的不透明石英蓋部件528，也可以得到同樣的效果。
這里，當放置臺532例如由AlN制成的情況下，上述上面蓋部件572也可以用AlN或者石英玻璃(透明也可以，不透明也可以)制成。與此相對，如圖10所述，在利用透明的石英玻璃制造放置臺532的情況下，上述蓋部件572可以用AlN或者不透明的石英玻璃制成。
此外，在上述實施例中，在放置臺232和支柱230上設置有蓋部件，但是不僅限于此，如圖13所示的本發(fā)明的第三實施例那樣，也可以不設置蓋部件。即，如圖13所示，在該放置臺結(jié)構(gòu)629中，不設置圖4所示的周邊邊緣部蓋部件274、下面蓋部件276、支柱蓋部件278和腳部蓋部件280。這里，在放置臺232的下面設置不透明背面蓋部件282，即使不需要的膜呈斑點附著在該蓋282的下面，也可以防止其引起的熱對放置臺232的不利影響。此外，在這種情況下，在放置臺232的上面，設置上面蓋部件272，以提高晶片溫度的面內(nèi)均勻性。
在圖13所示的實施例的情況下，通過預先對放置臺232和支柱230的透明石英玻璃的露出面進行噴吵等表面粗化處理，可以應對顆粒的問題。
在圖4和圖13所示的實施例中，電可以利用不透明石英玻璃來代替作為構(gòu)成放置臺232和支柱230的材料的透明石英玻璃，也可以只將下板300C替換成不透明石英玻璃。這樣，可以不需要設置在放置臺232的下面的不透明背面蓋部件282。
此外，在上述實施方式中，以熱CVD成膜處理作為處理的例子進行了說明，但是并不局限于此，對于等離子體CVD處理裝置、蝕刻處理裝置、氧化擴散處理裝置、飛濺處理裝置等也可使用本發(fā)明。
此外，在本實施方式中，以半導體晶片作為被處理體為例進行了說明，但是不僅限于此，對于LCD基板、玻璃基板等也可以適用。
其中，所謂透明石英玻璃是指對面能夠透過看見，但是，即使不能透過看見，只要能夠通過規(guī)定值以上的光也是透明的。所謂不透明石英當然是指全部的光不能通過，但包含只有規(guī)定值以下的光能通過的情況。此外，該規(guī)定值是指光作為熱能而該熱能是否對放置臺或者處理容器有影響為基準。
權(quán)利要求
1.一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括放置臺，具有為了在處理容器內(nèi)、對被處理體進行規(guī)定的熱處理而放置所述被處理體，并同時加熱所述被處理體的加熱裝置；和從所述處理容器的底部立起而支撐該放置臺的支柱，其中，在所述放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件和下面蓋部件。
2.一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括放置臺，具有為了在處理容器內(nèi)、對被處理體進行規(guī)定的熱處理而放置所述被處理體，并同時加熱所述被處理體的加熱裝置；和從所述處理容器的底部立起而支撐該放置臺的支柱，其中，在所述放置臺的下面一側(cè)設置有具有耐熱性的不透明背面蓋部件。
3.如權(quán)利要求2所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺的上面、側(cè)面、和所述不透明背面蓋部件的下面，分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件、和下面蓋部件。
4.如權(quán)利要求1或者3所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上面蓋部件的直徑被設定成與所述放置臺的直徑實質(zhì)上相同，在所述上面蓋部件的上面形成有凸部，同時，在該凸部上設置有呈凹部狀而凹陷下去的、用于放置所述被處理體的收容凹部。
5.如權(quán)利要求1、3、4中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上面蓋部件的周邊邊緣部的上面與所述側(cè)面蓋部件的一部分接觸而覆蓋。
6.如權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺的側(cè)面設置有不透明石英蓋部件。
7.如權(quán)利要求3所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述不透明的背面蓋部件和所述下面蓋部件之間形成有間隙。
8.如權(quán)利要求7所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述不透明背面蓋部件的下面形成有用于形成所述間隙的突起狀的腳部。
9.一種放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括具有為了在處理容器內(nèi)對被處理體進行規(guī)定的熱處理而放置所述被處理體的放置臺；和從所述處理容器的底部立起來支撐該放置臺的支柱，其中，所述放置臺和所述支柱分別由石英玻璃制成，在所述放置臺內(nèi)埋入有加熱裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在將所述支柱形成為圓筒狀的同時，將所述加熱裝置的供電線從所述放置臺的中心部向下方插通在所述圓筒狀的支柱內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9或者10所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述放置臺將上板、中板和下板接合，在所述上板的下面和所述中板的上面中的任何一方上，形成有用于收容所述加熱裝置的線路槽，在所述中板的下面和所述下板的上面中的任何一方上，形成有用于收容從所述加熱裝置延伸的所述供電線的線路槽。
12.如權(quán)利要求9～11中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺的上面設置有不透明的上面蓋部件。
13.如權(quán)利要求9～12中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺上設置有將清洗用氣體供給至所述放置臺的上面的后側(cè)用氣體孔，所述后側(cè)用氣體孔與用于供給氣體的石英管連接。
14.如權(quán)利要求13所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述石英管配置在所述支柱的外側(cè)，其上下端通過焊接而被安裝固定。
15.如權(quán)利要求9～14中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述石英玻璃為透明石英玻璃。
16.如權(quán)利要求9～15中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺的下面一側(cè)設置有耐熱性的不透明背面蓋部件。
17.如權(quán)利要求9～16中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的上面蓋部件、側(cè)面蓋部件和下面蓋部件。
18.如權(quán)利要求9～17中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述支柱的下端部設置有用于防止該支柱破損的緩沖件。
19.如權(quán)利要求2、3、7、8、16中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述不透明背面蓋部件為不透明石英玻璃。
20.如權(quán)利要求1～18中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述支柱的側(cè)面設置有具有耐熱性的支柱蓋部件。
21.如權(quán)利要求20所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上面蓋部件、所述側(cè)面蓋部件、所述下面蓋部件和所述支柱蓋部件構(gòu)成蓋部件，所述下面蓋部件和所述支柱蓋部件形成為一體，所述蓋部件的全體能夠分解以及組裝。
22.如權(quán)利要求3、7、8、17、21中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于除了在所述放置臺的上面形成的上面蓋部件和所述不透明背面蓋部件以外的其他的蓋部件，分別由透明石英玻璃制成，對該透明石英玻璃蓋部件的表面進行用于防止附著在上面的膜剝離的表面粗化處理。
23.如權(quán)利要求1～18中的任何一項所述的熱處理裝置，其特征在于在所述支柱的下端部的接合部上設置有密封部件，同時，在該密封部件的附近，在所述密封部件上設置有用于遮斷從所述放置臺一側(cè)放出的熱量的不透明部件。
24.如權(quán)利要求23所述的放置臺結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支柱的全體由不透明部件構(gòu)成，并且在所述支柱的內(nèi)部設置有不透明部件，保護所述支柱下端部的密封部件不受從所述放置臺一側(cè)放出的熱量的影響。
25.一種熱處理裝置，其特征在于，包括可抽成真空的處理容器，如權(quán)利要求1～24中的任何一項所述的放置臺結(jié)構(gòu)；和將規(guī)定的處理氣體供給至所述處理容器的氣體供給裝置。
26.如權(quán)利要求17所述的熱處理裝置，其特征在于所述放置臺的加熱裝置由內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩個加熱區(qū)域構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱處理裝置，將被處理體(W)放置在經(jīng)由支柱而從處理容器(4)的底部立起并在內(nèi)部埋入有加熱裝置(38)的放置臺(32)的上面，對該被處理體進行規(guī)定熱處理，其中，在上述放置臺的上面、側(cè)面和下面分別設置有具有耐熱性的蓋部件(72、73、76)。因此，可以防止成為污染原因的金屬原子等從放置臺熱擴散情況的發(fā)生，從而，可以防止金屬污染或者有機污染等的各種污染的發(fā)生。
文檔編號H01L21/31GK1833312SQ20048000929
公開日2006年9月13日 申請日期2004年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者川崎裕雄, 巖田輝夫, 綱倉學 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社