JP2009149964A - Mounting stage configuration and heat treatment apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mounting stand structure which prevents the deposition of unnecessary adhesion films on the top surface of a mounting stand for mounting the workpiece to obstruct the hindrance of heating of the workpiece itself, and can maintain high uniformity of the intra-surface temperature of the workpiece. <P>SOLUTION: The mounting stand structure for mounting the workpiece W in order to perform a prescribed heat treatment to the workpiece within a treatment vessel 4 is provided with a quartz glass-made mounting stand 32 disposed upright within the treatment vessel, a heating means 38 which is disposed inside the mounting stand, and functions to heat the workpiece, an opaque heat absorber plate 40 which is disposed on the mounting stand, and functions to mount the workpiece thereon, and a thermal expansion absorption layer 42 which is interposed between the mounting stand, and the heat absorber plate, joins the mounting stand and heat absorber plate, and functions to absorb the thermal expansion difference between the mounting stand and the heat absorber plate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の熱処理装置及び載置台構造に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus and a mounting table structure for an object to be processed such as a semiconductor wafer.

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。 In general, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, a desired integrated circuit is obtained by repeatedly performing various processes such as a film forming process, an etching process, a heat treatment, a modification process, and a crystallization process on an object to be processed such as a semiconductor wafer. Is supposed to form. When performing various processes as described above, a necessary processing gas corresponding to the type of the process, for example, a film forming gas in the case of a film forming process, an ozone gas or the like in the case of a reforming process, In the case of crystallization treatment, an inert gas such as N ₂ gas or O ₂ gas is introduced into the processing vessel.

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。   For example, in the case of a single wafer type heat treatment apparatus that performs heat treatment on a semiconductor wafer one by one, for example, a mounting table with a built-in resistance heater is installed in a processing container that can be evacuated. A predetermined processing gas is allowed to flow while a semiconductor wafer is placed on the upper surface, and various heat treatments are performed on the wafer under predetermined process conditions.

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ＡｌＮ等のセラミックや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を発生する原因となっていた。この金属汚染等に関しては、最近のように成膜用の原料ガスとして有機金属材料を用いる場合には、特に厳しい汚染対策が望まれている。   By the way, the mounting table described above is generally installed in a processing container with its surface exposed. For this reason, the material constituting the mounting table, for example, a slight heavy metal contained in the ceramic or metal material such as AlN is diffused into the processing container due to heat and causes metal contamination and the like. With respect to this metal contamination and the like, particularly when a metal organic material is used as a raw material gas for film formation, a particularly severe countermeasure against contamination is desired.

また、通常は載置台に設けられる加熱ヒータは、例えば同心円状に複数のゾーンに分離区画されており、それらのゾーン毎に個別独立的に温度制御を行ってウエハ処理に最適な温度分布を実現するようになっているが、この場合、ゾーン間の温度分布が大きく異なる時には、この載置台を構成する材料のゾーン間における熱膨張差が大きく異なってしまって載置台自体が破損する場合がある。   In addition, the heater that is usually provided on the mounting table is divided into multiple zones, for example, concentrically, and temperature control is performed independently for each zone to achieve the optimum temperature distribution for wafer processing. However, in this case, when the temperature distribution between the zones is greatly different, the difference in thermal expansion between the zones of the material constituting the mounting table may be greatly different and the mounting table itself may be damaged. .

また、熱処理としてウエハ表面に薄膜を堆積させる成膜処理を行う場合には、薄膜が目的とするウエハ表面のみならず、載置台の表面や処理容器の内壁面等にも不要な膜として付着してしまうことは避けられない。この場合、この不要な膜が剥がれ落ちると、製品の歩留り低下の原因となるパーティクルが発生するので、定期的、或いは不定期的に処理容器内へエッチングガスを流して上記不要な膜を除去したり、或いは処理容器内の構造物を硝酸等のエッチング溶液中に浸漬して不要な膜を除去したりするクリーニング処理が行われている。   In addition, when performing a film formation process in which a thin film is deposited on the wafer surface as a heat treatment, the thin film adheres not only to the target wafer surface but also to the surface of the mounting table and the inner wall surface of the processing vessel as an unnecessary film. Inevitable. In this case, if the unnecessary film is peeled off, particles that cause a decrease in the yield of the product are generated. Therefore, the unnecessary film is removed by flowing an etching gas into the processing container regularly or irregularly. Alternatively, a cleaning process is performed in which a structure in the processing container is immersed in an etching solution such as nitric acid to remove unnecessary films.

この場合、上記した汚染対策や熱膨張差による破損の抑制やクリーニング処理回数の低減等を目的とし、特許文献１に開示されているように発熱体ヒータを石英ケーシングで覆って載置台を構成したり、特許文献２に開示されているように密閉された石英製のケース内に抵抗発熱体を設けてこの全体を載置台として用いるようにしたり、特許文献３及び４に開示されているようにヒータ自体を石英板で挟み込んで載置台として用いることが行われている。   In this case, for the purpose of the above-mentioned contamination countermeasures, suppression of breakage due to thermal expansion difference, reduction in the number of cleaning processes, and the like, a mounting table is configured by covering the heating element heater with a quartz casing as disclosed in Patent Document 1. Or, as disclosed in Patent Document 2, a resistance heating element is provided in a hermetically sealed quartz case so that the whole is used as a mounting table, or as disclosed in Patent Documents 3 and 4. The heater itself is sandwiched between quartz plates and used as a mounting table.

また、特許文献５に開示されているように、載置台自体を石英ガラスで形成し、この石英ガラス内に加熱ヒータを例えば埋め込むようにした構成が知られている。上述のように、載置台に対して透明な石英ガラスを用いた場合には、この載置台上に半導体ウエハを直接的に載置すると、加熱ヒータの配線経路に沿った部分のウエハ裏面が強力に加熱されて配線経路の高温部分が投影され、ウエハの面内温度に不均一分布が生じてしまう。   Further, as disclosed in Patent Document 5, a configuration is known in which the mounting table itself is formed of quartz glass and a heater is embedded in the quartz glass, for example. As described above, when transparent quartz glass is used for the mounting table, when the semiconductor wafer is directly mounted on the mounting table, the wafer back surface in the portion along the wiring path of the heater is strong. As a result, the high temperature portion of the wiring path is projected, and the in-plane temperature of the wafer is unevenly distributed.

従って、これを防止するためにカバー部材として例えばＡｌＮ、ＳｉＣ等のセラミック材よりなる不透明な熱吸収板を載置台の上面側に設置し、この熱吸収板の上に上記半導体ウエハを直接的に載置することによってウエハの面内温度分布の均一性を高くした状態で加熱するようになっている（特に特許文献５）。   Therefore, in order to prevent this, an opaque heat absorption plate made of a ceramic material such as AlN or SiC is installed as a cover member on the upper surface side of the mounting table, and the semiconductor wafer is directly placed on the heat absorption plate. The wafer is heated in a state where the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer is made high (particularly, Patent Document 5).

特開昭６３−２７８３２２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-278322 特開平０７−０７８７６６号公報JP 07-077866 A 特開平０３−２２０７１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-220718 特開平０６−２６０４３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-260430 特開２００４−３５６６２４号公報JP 2004-356624 A

ところで、上記した載置台上に設けられる熱吸収板は、上述したようにセラミック材で形成されており、載置台の構成材料である石英ガラスとはその熱膨張率が大きく、例えば１桁程度異なっている。そのため、両部材間に生ずる熱応力による破損を防止するために両者を接合しておらず、上記熱吸収板は載置台上に単に載置された状態となっている。   By the way, the heat absorption plate provided on the mounting table is made of a ceramic material as described above, and has a large coefficient of thermal expansion from quartz glass, which is a constituent material of the mounting table, and is different by, for example, about one digit. ing. Therefore, in order to prevent the damage by the thermal stress which arises between both members, both are not joined, but the said heat absorption board is only in the state mounted on the mounting base.

しかしながら、この場合には、例えば熱処理として成膜処理を行うと、上記載置台の上面と熱吸収板との間の隙間に成膜ガスが侵入することは避けられない。この結果、上記載置台の上面や熱吸収板の下面に不要な付着膜が堆積し、この不要な付着膜が原因でウエハ自体の加熱を阻害したり、或いはウエハの面内温度の均一性を劣化させたりする問題が発生していた。   However, in this case, for example, when a film formation process is performed as a heat treatment, it is inevitable that the film formation gas enters the gap between the upper surface of the mounting table and the heat absorption plate. As a result, an unnecessary adhesion film accumulates on the upper surface of the mounting table and the lower surface of the heat absorption plate, and this unnecessary adhesion film inhibits the heating of the wafer itself, or improves the uniformity of the in-plane temperature of the wafer. There was a problem of deterioration.

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、被処理体を載置する載置台と熱吸収板とを両者間の熱膨張差を吸収する熱膨張差吸収層により接合することにより載置台の上面や熱吸収板の下面に不要な付着膜が堆積するのを防止して、被処理体自体の加熱が阻害されるのを阻止することができ、且つ被処理体の面内温度の均一性を高く維持することが可能な載置台構造及び熱処理装置を提供することにある。   The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to join a mounting table on which an object is mounted and a heat absorption plate with a thermal expansion difference absorption layer that absorbs a difference in thermal expansion between the two, and thereby an upper surface of the mounting table or a lower surface of the heat absorption plate. It is possible to prevent deposition of an unnecessary adhesion film on the substrate, to prevent the heating of the object itself, and to maintain high uniformity of the in-plane temperature of the object to be processed. An object of the present invention is to provide a mounting table structure and a heat treatment apparatus.

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被処理体を載置する載置台構造において、前記処理容器内に起立させて設けられる石英ガラス製の載置台と、前記載置台の中に設けられて前記被処理体を加熱するための加熱手段と、前記載置台上に設けられて前記被処理体を、その上に載置するための不透明な熱吸収板と、前記載置台と前記熱吸収板との間に介在されて前記載置台と前記熱吸収板とを接合すると共に、前記載置台と前記熱吸収板との間の熱膨張差を吸収するための熱膨張差吸収層と、を備えたことを特徴とする載置台構造である。   According to a first aspect of the present invention, in the mounting table structure on which the object to be processed is placed in order to perform a predetermined heat treatment on the object to be processed in the processing container, the quartz glass provided upright in the processing container And a heating means provided in the mounting table for heating the object to be processed, and provided on the mounting table for mounting the object to be processed on the mounting table. It is interposed between the opaque heat absorbing plate, the mounting table and the heat absorbing plate to join the mounting table and the heat absorbing plate, and thermal expansion between the mounting table and the heat absorbing plate. A mounting table structure comprising: a thermal expansion difference absorption layer for absorbing a difference.

このように、被処理体を載置する載置台と熱吸収板とを両者間の熱膨張差を吸収する熱膨張差吸収層により接合するようにしたので、載置台の上面や熱吸収板の下面に不要な付着膜が堆積するのを防止して、被処理体自体の加熱が阻害されるのを阻止することができ、且つ被処理体の面内温度の均一性を高く維持することができる。   As described above, since the mounting table on which the object to be processed is mounted and the heat absorption plate are joined by the thermal expansion difference absorption layer that absorbs the difference in thermal expansion between the two, the upper surface of the mounting table and the heat absorption plate It is possible to prevent unnecessary adhesion film from being deposited on the lower surface, to prevent the heating of the object itself, and to maintain high uniformity of the in-plane temperature of the object to be processed. it can.

この場合、例えば請求項２に記載したように、前記熱膨張差吸収層は、熱膨張率が前記載置台の熱膨張率から前記熱吸収板の熱膨張率に向けてその熱膨張率が少しずつ異なる複数の接合膜の積層構造よりなる。
また例えば請求項３に記載したように、前記複数の接合膜は、熱膨張率が互いに異なる複数の石英ガラス膜よりなる。
また例えば請求項４に記載したように、前記複数の石英ガラス膜は、それぞれ異なる添加量の添加物を含んでいる。 In this case, for example, as described in claim 2, the thermal expansion difference absorption layer has a thermal expansion coefficient slightly smaller from the thermal expansion coefficient of the mounting table toward the thermal expansion coefficient of the heat absorption plate. It consists of a laminated structure of a plurality of different bonding films.
For example, as described in claim 3, the plurality of bonding films are made of a plurality of quartz glass films having different coefficients of thermal expansion.
For example, as described in claim 4, the plurality of quartz glass films contain different amounts of additives.

また例えば請求項５に記載したように、前記熱膨張差吸収層は、しなることが可能なしなり石英ガラス膜よりなる。
また例えば請求項６に記載したように、前記熱吸収板は、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びグラファイトよりなる群より選択される１の材料よりなる。 Further, for example, as described in claim 5, the thermal expansion difference absorption layer is made of a pliable quartz glass film.
For example, as described in claim 6, the heat absorption plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, SiC, Al ₂ O ₃ and graphite.

また例えば請求項７に記載したように、前記載置台には放射温度計が設けられており、前記放射温度計の測定波長は前記熱吸収板の黒体放射する波長に設定されている。
また例えば請求項８に記載したように、前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に薄膜を形成する成膜処理である。 Further, for example, as described in claim 7, the mounting table is provided with a radiation thermometer, and the measurement wavelength of the radiation thermometer is set to a wavelength of the black body radiation of the heat absorption plate.
Further, for example, the predetermined heat treatment is a film forming process for forming a thin film on a surface of the object to be processed.

請求項９に係る発明は、真空引き可能になされた処理容器と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の載置台構造と、前記処理容器内へ所定の熱処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a processing container capable of being evacuated, the mounting table structure according to any one of the first to eighth aspects, and supplying a gas necessary for a predetermined heat treatment into the processing container. And a gas supply means for performing the heat treatment.

本発明に係る載置台構造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。
被処理体を載置する載置台と熱吸収板とを両者間の熱膨張差を吸収する熱膨張差吸収層により接合するようにしたので、載置台の上面や熱吸収板の下面に不要な付着膜が堆積するのを防止して、被処理体自体の加熱が阻害されるのを阻止することができ、且つ被処理体の面内温度の均一性を高く維持することができる。 According to the mounting table structure and the heat treatment apparatus according to the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
Since the mounting table for mounting the object to be processed and the heat absorption plate are joined by the thermal expansion difference absorption layer that absorbs the difference in thermal expansion between them, it is unnecessary on the upper surface of the mounting table and the lower surface of the heat absorption plate. The adhesion film can be prevented from being deposited, the heating of the object itself can be prevented from being inhibited, and the uniformity of the in-plane temperature of the object to be processed can be kept high.

以下に本発明に係る載置台構造及び熱処理装置の一実施形態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、図２は載置台構造の一部を示す拡大断面図、図３は図２中の一部を示す部分拡大断面図である。 Hereinafter, an embodiment of a mounting table structure and a heat treatment apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional configuration view showing a heat treatment apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a part of a mounting table structure, and FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing a part of FIG.

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或いはアルミニウム合金製の処理容器４を有している。この処理容器４内の天井部には熱処理に必要な処理ガス、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１０Ａ、１０Ｂ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。   As shown in the figure, the heat treatment apparatus 2 has a processing vessel 4 made of aluminum or aluminum alloy, for example, whose inside is substantially circular. A shower head section 6 serving as a gas supply means for introducing a processing gas necessary for heat treatment, for example, a film forming gas, is provided on the ceiling portion in the processing container 4. In addition, the processing gas is sprayed from the large number of gas injection holes 10A and 10B toward the processing space S.

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。すなわち、ガス噴射孔１０Ａ、１０Ｂはマトリクス状に配置されている。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。   In the shower head portion 6, gas diffusion chambers 12A and 12B divided into two hollow shapes are formed. After the processing gas introduced therein is diffused in the plane direction, each gas diffusion chamber 12A is formed. , 12B are blown out from the respective gas injection holes 10A, 10B communicated with each other. That is, the gas injection holes 10A and 10B are arranged in a matrix. The entire shower head portion 6 is made of, for example, a nickel alloy such as nickel or Hastelloy (registered trademark), aluminum, or an aluminum alloy. The shower head unit 6 may have one gas diffusion chamber. A sealing member 14 made of, for example, an O-ring or the like is interposed at the joint between the shower head 6 and the upper end opening of the processing container 4 so that the airtightness in the processing container 4 is maintained. ing.

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。   In addition, a loading / unloading port 16 for loading / unloading a semiconductor wafer W as an object to be processed into / from the processing container 4 is provided on the side wall of the processing container 4, and the loading / unloading port 16 can be opened and closed in an airtight manner. A gate valve 18 is provided.

そして、この処理容器４の底部２０に排気空間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空間２２を形成している。そして、この排気空間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、例えば透明な石英ガラス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例えば透明な石英ガラスよりなる載置台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。   An exhaust space 22 is formed at the bottom 20 of the processing container 4. Specifically, a large opening 24 is formed in the central portion of the container bottom 20, and a cylindrical partition wall 26 having a bottomed cylindrical shape extending downward is connected to the opening 24, and the above described inside An exhaust space 22 is formed. The bottom 28 of the cylindrical partition wall 26 that partitions the exhaust space 22 is provided with a mounting table structure 29 that is characterized by standing up from the bottom 28. Specifically, the mounting table structure 29 is mainly composed of a cylindrical column 30 made of, for example, transparent quartz glass, and a mounting table 32 made of, for example, transparent quartz glass that is bonded and fixed to the upper end portion. Configured. Details of the mounting table structure 29 will be described later.

そして、上記排気空間２２の入口側の開口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、真空ポンプ３５が介設された排気管３６が接続されて、処理容器４内及び排気空間２２の雰囲気を真空引きして排気できるようになっている。   The opening 24 on the inlet side of the exhaust space 22 is set to be smaller than the diameter of the mounting table 32, and the processing gas flowing down outside the peripheral edge of the mounting table 32 wraps around below the mounting table 32. So as to flow into the opening 24. An exhaust port 34 is formed in the lower side wall of the cylindrical partition wall 26 so as to face the exhaust space 22, and an exhaust pipe 36 having a vacuum pump 35 is connected to the exhaust port 34. Thus, the atmosphere in the processing container 4 and the exhaust space 22 can be evacuated and exhausted.

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圧力調整弁３７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。   In the middle of the exhaust pipe 36, a pressure adjusting valve 37 that can control the opening degree is interposed. By automatically adjusting the valve opening degree, the pressure in the processing container 4 is increased. Can be maintained at a constant value or can be rapidly changed to a desired pressure.

また、上記載置台３２は、加熱手段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を有しており、この外側は後述するように例えば透明な石英ガラスにより構成され、この載置台３２の上面には、例えばセラミック材である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）よりなる薄い円板状の不透明な熱吸収板４０が本発明の特徴とする接着機能を有する熱膨張差吸収層４２を介して接合されている。   Further, the mounting table 32 has a resistance heater 38 made of, for example, a carbon heater embedded in a predetermined pattern shape, for example, as a heating means, and the outside is made of, for example, transparent quartz glass as will be described later. On the upper surface of the mounting table 32, a thin disc-shaped opaque heat absorbing plate 40 made of, for example, aluminum nitride (AlN), which is a ceramic material, absorbs the thermal expansion difference having an adhesive function as a feature of the present invention. The layers 42 are joined together.

そして、上記熱吸収板４０の上面に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は上記支柱３０内に配設された給電棒４４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。図示例では給電棒４４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。 The semiconductor wafer W as the object to be processed can be placed on the upper surface of the heat absorbing plate 40. The resistance heater 38 is connected to a power feed rod 44 disposed in the support column 30 so that power can be supplied while being controlled. The resistance heater 38 is divided into, for example, an inner zone and an outer zone that concentrically surrounds the outer zone, and the power can be controlled individually for each zone. Although only two power supply rods 44 are shown in the illustrated example, four power supply rods are actually provided.

また、上記載置台３２の下面に温度測定穴４６（図２参照）が形成されており、この温度測定穴４６内に温度検出器として例えば放射温度計４８が設けられ、ウエハＷの温度を測定するようになっている。この場合、この放射温度計４８の測定波長は上記熱吸収板４０の黒体放射する波長であって且つ、載置台３２及び熱膨張差吸収層４２を透過する波長となるように設定されている。   Further, a temperature measurement hole 46 (see FIG. 2) is formed in the lower surface of the mounting table 32, and a radiation thermometer 48, for example, is provided as a temperature detector in the temperature measurement hole 46 to measure the temperature of the wafer W. It is supposed to be. In this case, the measurement wavelength of the radiation thermometer 48 is set to be a wavelength that emits the black body of the heat absorbing plate 40 and a wavelength that transmits the mounting table 32 and the thermal expansion difference absorbing layer 42. .

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５０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５０に上下移動可能に遊嵌状態で挿通させた押し上げピン５２を配置している。この押し上げピン５２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５４が配置されており、この押し上げリング５４に、上記各押し上げピン５２の下端が乗っている。   A plurality of, for example, three pin insertion holes 50 are formed in the mounting table 32 so as to penetrate in the vertical direction (only two are shown in FIG. 1), and can be moved up and down in each of the pin insertion holes 50. The push-up pin 52 inserted in the loosely fitted state is disposed. A push-up ring 54 made of ceramic such as alumina having a circular ring shape is disposed at the lower end of the push-up pin 52, and the lower ends of the push-up pins 52 are on the push-up ring 54.

この押し上げリング５４から延びるアーム部５６は、容器底部２０を貫通して設けられる出没ロッド５８に連結されており、この出没ロッド５８はアクチュエータ６０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５２をウエハＷの受け渡し時に各ピン挿通孔５０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６０の出没ロッド５８の容器底部の貫通部には、伸縮可能なベローズ６２が介設されており、上記出没ロッド５８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。   The arm portion 56 extending from the push-up ring 54 is connected to a retracting rod 58 provided through the container bottom portion 20, and the retracting rod 58 can be moved up and down by an actuator 60. As a result, the push-up pins 52 are projected and retracted upward from the upper ends of the pin insertion holes 50 when the wafer W is transferred. In addition, a telescopic bellows 62 is interposed in the through-hole portion of the bottom of the retractable rod 58 of the actuator 60 so that the retractable rod 58 can be raised and lowered while maintaining the airtightness in the processing container 4. ing.

次に、上記載置台構造２９の具体的な構成について説明する。前述したように、この載置台構造２９の載置台３２及び支柱３０は共に耐熱性及び耐腐食性に優れた材料、例えば透明な石英ガラスにより形成されている。具体的には、図２及び図３にも示すように、上記載置台３２は、ベース板６４Ａと、上板６４Ｂとを重ねて溶着接合により接合した２層構成になっている。   Next, a specific configuration of the mounting table structure 29 will be described. As described above, the mounting table 32 and the column 30 of the mounting table structure 29 are both formed of a material having excellent heat resistance and corrosion resistance, for example, transparent quartz glass. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the mounting table 32 has a two-layer configuration in which a base plate 64A and an upper plate 64B are overlapped and joined by welding.

この場合、上記ベース板６４Ａの上面側には、その全面に亘って描かれた配線溝６６（図３参照）が形成されており、この配線溝６６内に沿って例えばカーボンヒータよりなる上記抵抗加熱ヒータ３８が配設されている。ここでは、上記抵抗加熱ヒータ３８は、例えば同心円状に複数のゾーン毎に区画して配設される。尚、この配線溝６６を上板６４Ｂの下面に形成してもよい。またこの抵抗加熱ヒータ３８はこれを上下層に配列して２層構造にしてもよく、この場合には、ヒータ層の数によって、石英ガラス板を更に重ねるように構成する。そして、この載置台３２の下面の中心部に、例えば透明な石英ガラスよりなる円筒状の支柱３０の上端部を溶接してこれらを一体化するようになっている。   In this case, a wiring groove 66 (see FIG. 3) drawn over the entire surface is formed on the upper surface side of the base plate 64A, and the resistance made of, for example, a carbon heater is formed along the wiring groove 66. A heater 38 is provided. Here, the resistance heater 38 is arranged, for example, concentrically and divided into a plurality of zones. The wiring groove 66 may be formed on the lower surface of the upper plate 64B. In addition, the resistance heater 38 may be arranged in a two-layer structure by arranging it in upper and lower layers, and in this case, a quartz glass plate is further stacked depending on the number of heater layers. And the upper end part of the cylindrical support | pillar 30 which consists of transparent quartz glass, for example is welded to the center part of the lower surface of this mounting base 32, and these are integrated.

そして、上記載置台３２の上面に、前述したように本発明の特徴とする接着機能を有する熱膨張差吸収層４２を介して不透明な熱吸収板４０が接合されている。上記熱吸収板４０は、ウエハＷを面内方向において均一に加熱するために例えばＡｌＮ等の不透明なセラミック材よりなり、例えば下部の抵抗加熱ヒータ３８の配線経路に沿った高熱部分がウエハに投影されないようになっている。   Then, the opaque heat absorbing plate 40 is joined to the upper surface of the mounting table 32 via the thermal expansion difference absorbing layer 42 having the adhesive function that is a feature of the present invention as described above. The heat absorbing plate 40 is made of an opaque ceramic material such as AlN in order to uniformly heat the wafer W in the in-plane direction. For example, a high heat portion along the wiring path of the lower resistance heater 38 is projected onto the wafer. Not to be.

そして、上記熱膨張差吸収層４２は、上記石英ガラス製の載置台３２とセラミック材製の熱吸収板４０との間の熱膨張差を吸収するために介在されている。具体的には、上記熱膨張差吸収層４２は、ここでは上記載置台３２の熱膨張率から上記熱吸収板４０の熱膨張率に向けてその熱膨張率が少しずつ異なる複数、ここでは３層の接合膜６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ（図３参照）の積層構造により形成されている。   The thermal expansion difference absorbing layer 42 is interposed in order to absorb the thermal expansion difference between the quartz glass mounting table 32 and the ceramic material heat absorbing plate 40. Specifically, the thermal expansion difference absorbing layer 42 has a plurality of thermal expansion coefficients which are slightly different from the thermal expansion coefficient of the mounting table 32 to the thermal expansion coefficient of the heat absorbing plate 40, in this case, 3 here. It is formed by a laminated structure of layer bonding films 68A, 68B, 68C (see FIG. 3).

これらの接合膜６８Ａ〜６８Ｃは、それぞれその熱膨張率が互いに異なる石英ガラス膜よりなっている。このような石英ガラス膜は、それぞれ熱膨張率を調整するための添加物が含まれており、その熱膨張率を調整するためにその添加量が異ならせてある。そして、このように熱膨張率が調整された石英ガラス膜よりなる接合膜６８Ａ〜６８Ｃを一層毎に塗布等により形成して高温で溶着させることにより、上記載置台３２と熱吸収板４０とを接合するようになっている。   These bonding films 68A to 68C are made of quartz glass films having different thermal expansion coefficients. Such quartz glass films each contain an additive for adjusting the coefficient of thermal expansion, and the amount added is different in order to adjust the coefficient of thermal expansion. Then, the mounting film 32 and the heat absorption plate 40 are formed by forming the bonding films 68 </ b> A to 68 </ b> C made of the quartz glass film whose thermal expansion coefficient is adjusted in this way by coating or the like and welding them at a high temperature. It comes to join.

通常は、上記熱吸収板４０を構成するセラミック材の熱膨張率は、３〜７×１０^−６／ｋ程度であるのに対して、上記載置台３２を構成する合成石英ガラスの熱膨張率は、５〜７×１０^−７程度であり、セラミック材の熱膨張率の方が１桁程大きい。 Normally, the thermal expansion coefficient of the ceramic material constituting the heat absorbing plate 40 is about 3 to 7 × 10 ⁻⁶ / k, whereas the thermal expansion coefficient of the synthetic quartz glass constituting the mounting table 32 is described above. Is about 5 to 7 × 10 ⁻⁷ , and the thermal expansion coefficient of the ceramic material is about one digit larger.

従って、上記熱膨張率差を吸収乃至緩和するために、載置台３２側と接する第１の接合膜６８Ａの熱膨張率を例えば１．５×１０^−６／ｋ（液晶化ガラス）に設定し、第２の接合膜６８Ｂの熱膨張率を例えば３．４×１０^−６／ｋ（ホウケイ酸ガラス）に設定し、熱吸収板４０側と接する第３の接合膜６８Ｃの熱膨張率を例えば４．３×１０^−６／ｋ（ホウケイ酸ガラス）に設定する。 Therefore, in order to absorb or alleviate the difference in thermal expansion coefficient, the thermal expansion coefficient of the first bonding film 68A in contact with the mounting table 32 side is set to 1.5 × 10 ⁻⁶ / k (liquid crystallized glass), for example. The coefficient of thermal expansion of the second bonding film 68B is set to 3.4 × 10 ⁻⁶ / k (borosilicate glass), for example, and the coefficient of thermal expansion of the third bonding film 68C in contact with the heat absorption plate 40 side is set to, for example, Set to 4.3 × 10 ⁻⁶ / k (borosilicate glass).

上記各接合膜６８Ａ〜６８Ｃの厚さは、それぞれ例えば０．０５〜３．０ｍｍ程度であるが、その厚さには特に限定されない。熱吸収板４０の厚さは、２〜５ｍｍ程度である。また、接合膜６８Ａ〜６８Ｂの積層数はここで３層としたが、この層数も特に限定されず、載置台３２と熱吸収板４０との間の熱膨張差に応じて上記層数を増減してもよい。   The thickness of each of the bonding films 68A to 68C is, for example, about 0.05 to 3.0 mm, but is not particularly limited. The thickness of the heat absorption plate 40 is about 2 to 5 mm. In addition, the number of layers of the bonding films 68 </ b> A to 68 </ b> B is three here, but the number of layers is not particularly limited, and the number of layers is set according to the difference in thermal expansion between the mounting table 32 and the heat absorption plate 40. It may be increased or decreased.

また上記各接合膜６８Ａ〜６８Ｃに加えられる添加物としては、例えばホウ砂、ホウ酸、酸化ホウ素、アルミナ、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化リン等を用いることができる。この場合、この熱膨張差吸収層４２の上面には、熱吸収板４０を接合するので、上記各接合膜６８Ａ〜６８Ｃに加えられる添加物による汚染の発生は阻止される。更には、ウエハに対する成膜処理を行う場合には、実際の成膜処理を行う前に通常は処理容器内の熱的条件を安定化させるために、プリコート処理が行われるので、このプリコート膜によっても上記添加物の汚染の発生は阻止される。   Examples of the additive added to each of the bonding films 68A to 68C include borax, boric acid, boron oxide, alumina, barium oxide, magnesium oxide, and phosphorus oxide. In this case, since the heat absorption plate 40 is bonded to the upper surface of the thermal expansion difference absorbing layer 42, the occurrence of contamination due to the additive added to the bonding films 68A to 68C is prevented. Furthermore, when film formation processing is performed on a wafer, pre-coating processing is usually performed before the actual film formation processing is performed in order to stabilize the thermal conditions in the processing container. However, the contamination of the additive is prevented.

次に、以上のように構成された熱処理装置の動作について説明する。
まず、未処理の半導体ウエハＷは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ１８、搬出入口１６を介して処理容器４内へ搬入され、このウエハＷは、上昇された押し上げピン５２に受け渡された後に、この押し上げピン５２を降下させることにより、ウエハＷを載置台３２の上面、具体的には熱吸収板４０の上面に載置してこれを支持する。 Next, the operation of the heat treatment apparatus configured as described above will be described.
First, an unprocessed semiconductor wafer W is loaded into the processing container 4 through the gate valve 18 and the loading / unloading port 16 which are held by a transfer arm (not shown) and opened, and the wafer W is lifted up. After being transferred to the pins 52, the push-up pins 52 are lowered to place the wafer W on the upper surface of the mounting table 32, specifically, the upper surface of the heat absorption plate 40, and support it.

次に、熱処理として例えばＴｉＮ膜やＳｉＯ_２ 等の成膜処理を行う場合には、シャワーヘッド部６へ成膜に必要な各成膜ガスをそれぞれ流量制御しつつ供給して、このガスをガス噴射孔１０Ａ、１０Ｂより噴射し、処理空間Ｓへ導入する。そして、排気管３６に設けた真空ポンプ３５の駆動を継続することにより、処理容器４内や排気空間２２内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁３７の弁開度を調整して処理空間Ｓの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。この時、ウエハＷの温度は堆積する膜種にもよるが、例えば５００〜６００℃程度に維持されている。これにより、半導体ウエハＷの表面に薄膜が形成されることになる。 Next, when a film forming process such as a TiN film or SiO ₂ is performed as the heat treatment, each film forming gas necessary for film forming is supplied to the shower head unit 6 while controlling the flow rate, and this gas is supplied as a gas. Injected from the injection holes 10 </ b> A and 10 </ b> B and introduced into the processing space S. Then, by continuing to drive the vacuum pump 35 provided in the exhaust pipe 36, the atmosphere in the processing container 4 and the exhaust space 22 is evacuated, and the opening degree of the pressure adjusting valve 37 is adjusted and processed. The atmosphere of the space S is maintained at a predetermined process pressure. At this time, the temperature of the wafer W is maintained at about 500 to 600 ° C., for example, although it depends on the type of film to be deposited. Thereby, a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer W.

このような成膜工程において、上述のように半導体ウエハＷは載置台３２中に埋め込まれている抵抗加熱ヒータ３８の発熱により上述したようなプロセス温度に加熱維持されていることになる。この場合、従来の載置台構造にあっては、不透明な熱吸収板４０は載置台３２上に着脱可能に単に載置されていただけなので、熱吸収板４０と載置台３２との間の僅かな隙間に成膜用のガスが侵入するなどして、ここにウエハの加熱を阻害したり、面内温度の均一性を劣化させる不要な薄膜が付着する場合があった。   In such a film forming process, as described above, the semiconductor wafer W is heated and maintained at the process temperature as described above by the heat generated by the resistance heater 38 embedded in the mounting table 32. In this case, in the conventional mounting table structure, the opaque heat absorbing plate 40 is simply mounted on the mounting table 32 so as to be detachable, so that there is a slight amount between the heat absorbing plate 40 and the mounting table 32. There is a case where an unnecessary thin film that inhibits the heating of the wafer or deteriorates the uniformity of the in-plane temperature adheres to the gap because a gas for film formation enters the gap.

しかしながら、本発明の場合には、この載置台３２と熱吸収板４０とは、両者の間に介在させた熱膨張差吸収層４２によって接合乃至接着された構造になっているので、上述した従来の載置台構造のような隙間はなくなり、ウエハの加熱を阻害したり、ウエハ温度の面内均一性を劣化させる原因となる不要な付着膜が形成されるのを防止することができる。従って、熱処理時に半導体ウエハＷ自体の温度の面内均一性を高く維持することができる。   However, in the case of the present invention, the mounting table 32 and the heat absorption plate 40 have a structure joined or bonded by a thermal expansion difference absorption layer 42 interposed between the two, so that the above-described conventional technique is used. As a result, there is no gap like the mounting table structure, and it is possible to prevent the formation of an unnecessary adhesion film that inhibits the heating of the wafer or deteriorates the in-plane uniformity of the wafer temperature. Therefore, the in-plane uniformity of the temperature of the semiconductor wafer W itself can be kept high during the heat treatment.

この場合、上記透明な石英ガラス製の載置台３２と不透明なセラミック材製の熱吸収板４０との間には、大きな熱膨張差が生じるが、両者間に介在されている熱膨張差吸収層４２の作用により、上記熱膨張差を吸収乃至緩和することができるので大きな熱応力が発生することがなく、熱吸収板４０或いは載置台３２が破損することを防止することができる。   In this case, a large difference in thermal expansion occurs between the transparent quartz glass mounting table 32 and the opaque ceramic material heat absorbing plate 40, but a thermal expansion difference absorbing layer interposed therebetween. Due to the action of 42, the difference in thermal expansion can be absorbed or alleviated, so that a large thermal stress is not generated and the heat absorbing plate 40 or the mounting table 32 can be prevented from being damaged.

具体的には、上記熱膨張差吸収層４２は、載置台３２と熱吸収板４０との間の熱膨張率の差を緩和するように熱膨張率が少しずつ異なる複数、ここでは３層の接合膜６８Ａ〜６８Ｃを積層させるようにして全体を接合しているので、上述のように熱膨張差を緩和乃至吸収することができる。従って、上記載置台３２と熱吸収板４０との間に発生する熱応力を緩和乃至解消することができる。   Specifically, the thermal expansion difference absorption layer 42 includes a plurality of, in this case, three layers, the thermal expansion coefficients slightly different so as to alleviate the difference in thermal expansion coefficient between the mounting table 32 and the heat absorption plate 40. Since the whole is bonded by laminating the bonding films 68A to 68C, the difference in thermal expansion can be reduced or absorbed as described above. Therefore, the thermal stress generated between the mounting table 32 and the heat absorbing plate 40 can be relaxed or eliminated.

また、この熱膨張差吸収層４２の上面には、熱吸収板４０を接合するので、上記各接合膜６８Ａ〜６８Ｃに加えられる添加物による汚染の発生は阻止される。更には、ウエハに対する成膜処理を行う場合には、実際の成膜処理を行う前に通常は処理容器内の熱的条件を安定化させるために、プリコート処理が行われるので、このプリコート膜によっても上記添加物の汚染の発生を阻止することができる。   Further, since the heat absorbing plate 40 is bonded to the upper surface of the thermal expansion difference absorbing layer 42, the occurrence of contamination due to the additives added to the bonding films 68A to 68C is prevented. Furthermore, when film formation processing is performed on a wafer, pre-coating processing is usually performed before the actual film formation processing is performed in order to stabilize the thermal conditions in the processing container. Can also prevent contamination of the additive.

また、載置台３２の下面側に設けた放射温度計４８の測定波長は、上記熱吸収板４０の黒体放射する波長に設定してあるので、この温度を正確に測定することができ、従って、この測定値に従って抵抗加熱ヒータ３８に加える電力を制御するので、半導体ウエハＷの温度を精度良く制御することができる。   Further, since the measurement wavelength of the radiation thermometer 48 provided on the lower surface side of the mounting table 32 is set to the wavelength of the heat absorption plate 40 that emits black body, it is possible to accurately measure this temperature. Since the electric power applied to the resistance heater 38 is controlled according to this measured value, the temperature of the semiconductor wafer W can be controlled with high accuracy.

ここで上記実施形態についてシミュレーションによって評価を行ったので、その評価結果について図５を参照して説明する。図５は熱膨張差吸収層の作用のシミュレーション結果を示すグラフであり、図中、横軸の左側は載置台の中心を示し、右側はエッジを示す。また縦軸は熱吸収板（ＡｌＮ）の上面（表）と下面（裏）に加わる応力を示す。尚、この図５には熱膨張差吸収層等の断面の模式図が併記されている。   Here, since the said embodiment was evaluated by simulation, the evaluation result is demonstrated with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing a simulation result of the action of the thermal expansion difference absorption layer. In the drawing, the left side of the horizontal axis shows the center of the mounting table, and the right side shows the edge. The vertical axis indicates the stress applied to the upper surface (front) and the lower surface (back) of the heat absorbing plate (AlN). In FIG. 5, a schematic diagram of a cross section of the thermal expansion difference absorbing layer and the like is also shown.

ここでは熱膨張差吸収層４２として、図３に示した３層構造のものとは異なって、熱膨張率が１．５×１０^−６／ｋで、厚さが２ｍｍの結晶化ガラス６４Ａ（下層）と熱膨張率が３．４×１０^−６／ｋで、厚さが２ｍｍのホウケイ酸ガラス６４Ｂ（上層）とよりなる２層構造のものを用いている。そして、合成石英ガラス（熱膨張率：５．９×１０^−７／ｋ）よりなる載置台３２上に、上記２層構造のガラス６４Ａ、６４Ｂよりなる熱膨張差吸収層４２を高温で接合し、更に、この上にＡｌＮ（熱膨張率：４．４×１０^−６／ｋ）の熱吸収板４０を高温で接合している。 Here, as the thermal expansion difference absorbing layer 42, unlike the three-layer structure shown in FIG. 3, a crystallized glass 64A (having a thermal expansion coefficient of 1.5 × 10 ⁻⁶ / k and a thickness of 2 mm) ( A lower layer) and a thermal expansion coefficient of 3.4 × 10 ⁻⁶ / k, and a borosilicate glass 64B (upper layer) having a thickness of 2 mm is used. Then, the thermal expansion difference absorption layer 42 made of the glass 64A and 64B having the above two-layer structure is bonded to the mounting table 32 made of synthetic quartz glass (thermal expansion coefficient: 5.9 × 10 ⁻⁷ / k) at a high temperature. Furthermore, a heat absorption plate 40 of AlN (thermal expansion coefficient: 4.4 × 10 ⁻⁶ / k) is bonded on the substrate at a high temperature.

比較例として載置台３２と熱吸収板４０とを直接的に高温（６００℃）で接合したものを図５（Ｂ）に示す。応力の測定に関しては、高温（２０℃）で接合した後に共に室温まで冷却してから行っている。図５から明らかなように、図５（Ｂ）に示す比較例の場合には、熱吸収板４０の上面である＜ＡｌＮ表＞の応力は３．６０８×１０^８ Ｐａ、下面である＜ＡｌＮ裏＞の応力は４．０５３×１０^８ Ｐａである。 FIG. 5B shows a comparative example in which the mounting table 32 and the heat absorption plate 40 are directly joined at a high temperature (600 ° C.). Regarding the measurement of stress, after joining at a high temperature (20 ° C.), both are cooled to room temperature. As apparent from FIG. 5, in the case of the comparative example shown in FIG. 5B, the stress of the <AlN table> which is the upper surface of the heat absorbing plate 40 is 3.608 × 10 ⁸ Pa, and the lower surface is <AlN The stress at the back> is 4.053 × 10 ⁸ Pa.

これに対して、本発明の場合には、図５（Ａ）に示すように、熱吸収板４０の上面である＜ＡｌＮ表＞の応力は２．６９０×１０^８ Ｐａ、下面である＜ＡｌＮ裏＞の応力は３．１９７×１０^８ Ｐａである。従って、＜ＡｌＮ表＞では（３．６０８−２．６９０）×１０^８ Ｐａ＝０．９１８×１０^８ Ｐａだけ、＜ＡｌＮ裏＞では（４．０５３−３．１９７）×１０^８ Ｐａ＝０．８５６×１０^８ Ｐａだけ、最大残留応力が低下している。このように、上記した構造の本発明の場合には、最大残留応力を１００ＭＰａ程度低下させることができることが判る。 On the other hand, in the case of the present invention, as shown in FIG. 5A, the stress of <AlN table> which is the upper surface of the heat absorption plate 40 is 2.690 × 10 ⁸ Pa, and the lower surface is <AlN. The stress on the back side is 3.197 × 10 ⁸ Pa. Therefore, in the <AlN table>, only (3.608-2.690) × 10 ⁸ Pa = 0.918 × 10 ⁸ Pa, and in the <AlN back>, (4.053-3.197) × 10 ⁸ Pa = 0. The maximum residual stress is reduced by .856 × 10 ⁸ Pa. Thus, it can be seen that the maximum residual stress can be reduced by about 100 MPa in the case of the present invention having the above-described structure.

上記図３に示した実施形態では、熱膨張差吸収層４２として熱膨張率が少しずつ異なる３層の接合膜６８Ａ〜６８Ｃを積層した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、図４に示す熱膨張差吸収層４２の変形例のように、しなることが可能なしなり石英ガラス膜７０を１層介在させて設けるようにしてもよい。このしなり石英ガラス膜７０は、上記載置台３２と熱吸収板４０との間に生じる熱応力に応じて平面方向へ変形するので、この熱応力を緩和乃至解消することができる。このようにしなることが可能な石英ガラスは、ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社により製造されたものを用いることができる。   In the embodiment shown in FIG. 3, the case where three layers of bonding films 68 </ b> A to 68 </ b> C having slightly different coefficients of thermal expansion are stacked as the thermal expansion difference absorption layer 42 has been described as an example. As shown in the modification of the thermal expansion difference absorbing layer 42 shown in FIG. 4, a single quartz glass film 70 that can be bent may be provided. The bent quartz glass film 70 is deformed in the plane direction in accordance with the thermal stress generated between the mounting table 32 and the heat absorbing plate 40, so that the thermal stress can be reduced or eliminated. Quartz glass that can be used in this way can be manufactured by HOYA CANDEO OPTRONICS.

尚、上記実施形態では測定検出器として放射温度計を用いたが、これに限定されず、例えば熱電対を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、熱吸収板４０の構成材料として、ＡｌＮ（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、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びグラファイトよりなる群より選択される１の材料を用いることができる。
また更には、上記熱吸収板４０の上面と半導体ウエハＷの下面との間に熱伝導を効率的に行うために、希ガス等よりなる、いわゆるバックサイドガスを流すようにしてもよい。 In the above embodiment, the radiation thermometer is used as the measurement detector. However, the present invention is not limited to this. For example, a thermocouple may be used.
In the above embodiment, the case where AlN (aluminum nitride) is used as the constituent material of the heat absorption plate 40 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is made of AlN, SiC, Al ₂ O ₃ and graphite. One material selected from the group can be used.
Furthermore, in order to efficiently conduct heat between the upper surface of the heat absorbing plate 40 and the lower surface of the semiconductor wafer W, a so-called backside gas made of a rare gas or the like may be allowed to flow.

また、ここでは熱ＣＶＤ用の処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、処理容器４内で高周波電力やマイクロ波電力によりプラズマを発生することができるプラズマ用の処理装置にも本発明を適用することができる。この場合、載置台３２を下部電極として兼用する場合には、上記載置台３２内に抵抗加熱ヒータ３８のみならず、下部電極用のメッシュ状の電極導体を埋め込むようにしてもよい。このメッシュ状の電極導体は、静電チャック用の電極導体としても用いることができる。   In addition, although a thermal CVD processing apparatus has been described as an example here, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a plasma processing apparatus that can generate plasma by high-frequency power or microwave power in the processing container 4. The invention can be applied. In this case, when the mounting table 32 is also used as the lower electrode, not only the resistance heater 38 but also a mesh electrode conductor for the lower electrode may be embedded in the mounting table 32. This mesh electrode conductor can also be used as an electrode conductor for an electrostatic chuck.

また、ここでは熱処理として成膜処理を例にとって説明したが、これに限定されず、エッチング処理、改質処理、酸化拡散処理等の各種の熱処理に適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ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。 Although the film formation process is described as an example of the heat treatment here, the present invention is not limited to this, and can be applied to various heat treatments such as an etching process, a modification process, and an oxidation diffusion process.
Although the semiconductor wafer is described as an example of the object to be processed here, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to a glass substrate, an LCD substrate, a ceramic substrate, and the like.

本発明に係る熱処理装置を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the heat treatment apparatus concerning the present invention. 載置台構造の一部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a part of mounting base structure. 図２中の一部を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows a part in FIG. 熱膨張差吸収層の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a thermal expansion difference absorption layer. 熱膨張差吸収層の作用のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the effect | action of a thermal expansion difference absorption layer.

符号の説明Explanation of symbols

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
３２ 載置台
３８ 抵抗加熱ヒータ（加熱手段）
４０ 熱吸収板
４２ 熱膨張差吸収層
４８ 放射温度計（温度検出器）
６４Ａ ベース板
６４Ｂ 上板
６８Ａ，６８Ｂ，３８Ｃ 接合膜
７０ しなり石英ガラス膜
Ｓ 処理空間
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） 2 Heat treatment equipment 4 Processing vessel 6 Shower head (gas supply means)
29 mounting table structure 30 support column 32 mounting table 38 resistance heater (heating means)
40 Heat Absorption Plate 42 Thermal Expansion Difference Absorption Layer 48 Radiation Thermometer (Temperature Detector)
64A Base plate 64B Upper plate 68A, 68B, 38C Bonding film 70 Flexible quartz glass film S Processing space W Semiconductor wafer (object to be processed)

Claims (9)

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被処理体を載置する載置台構造において、
前記処理容器内に起立させて設けられる石英ガラス製の載置台と、
前記載置台の中に設けられて前記被処理体を加熱するための加熱手段と、
前記載置台上に設けられて前記被処理体を、その上に載置するための不透明な熱吸収板と、
前記載置台と前記熱吸収板との間に介在されて前記載置台と前記熱吸収板とを接合すると共に、前記載置台と前記熱吸収板との間の熱膨張差を吸収するための熱膨張差吸収層と、
を備えたことを特徴とする載置台構造。 In the mounting table structure for mounting the object to be processed in order to perform a predetermined heat treatment on the object to be processed in the processing container,
A mounting table made of quartz glass provided standing in the processing vessel;
A heating means provided in the mounting table for heating the object to be processed;
An opaque heat-absorbing plate provided on the mounting table for mounting the object to be processed thereon;
Heat that is interposed between the mounting table and the heat absorption plate to join the mounting table and the heat absorption plate, and absorbs a difference in thermal expansion between the mounting table and the heat absorption plate. An expansion difference absorbing layer;
A mounting table structure characterized by comprising: 前記熱膨張差吸収層は、熱膨張率が前記載置台の熱膨張率から前記熱吸収板の熱膨張率に向けてその熱膨張率が少しずつ異なる複数の接合膜の積層構造よりなることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。 The thermal expansion difference absorbing layer has a laminated structure of a plurality of bonding films whose thermal expansion coefficients are slightly different from the thermal expansion coefficient of the mounting table to the thermal expansion coefficient of the heat absorption plate. The mounting table structure according to claim 1, wherein: 前記複数の接合膜は、熱膨張率が互いに異なる複数の石英ガラス膜よりなることを特徴とする請求項２記載の載置台構造。 The mounting table structure according to claim 2, wherein the plurality of bonding films are made of a plurality of quartz glass films having different coefficients of thermal expansion. 前記複数の石英ガラス膜は、それぞれ異なる添加量の添加物を含んでいることを特徴とする請求項３記載の載置台構造。 4. The mounting table structure according to claim 3, wherein each of the plurality of quartz glass films includes an additive having a different additive amount. 前記熱膨張差吸収層は、しなることが可能なしなり石英ガラス膜よりなることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。 The mounting table structure according to claim 1, wherein the thermal expansion difference absorption layer is made of a pliable quartz glass film. 前記熱吸収板は、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びグラファイト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のいずれか一項に記載の載置台構造。 The mounting table structure according to claim 1, wherein the heat absorption plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, SiC, Al ₂ O ₃ and graphite. 前記載置台には放射温度計が設けられており、前記放射温度計の測定波長は前記熱吸収板の黒体放射する波長に設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の載置台構造。 A radiation thermometer is provided on the mounting table, and a measurement wavelength of the radiation thermometer is set to a wavelength at which the heat absorbing plate emits a black body. The mounting table structure according to one item. 前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に薄膜を形成する成膜処理であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の載置台構造。 The mounting table structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the predetermined heat treatment is a film forming process for forming a thin film on a surface of the object to be processed. 真空引き可能になされた処理容器と、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の載置台構造と、
前記処理容器内へ所定の熱処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。 A processing vessel that can be evacuated;
The mounting table structure according to any one of claims 1 to 8,
Gas supply means for supplying a gas necessary for a predetermined heat treatment into the processing vessel;
A heat treatment apparatus comprising:

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