(57)【要約】【課題】シリコン半導体の製造などに用いられる熱処理装置などに好適に使用できる新規な熱線反射部材を提供する。【解決手段】本発明の熱線反射部材１は、基材１０と、熱線反射層２０を備える。熱線反射層２０は、基材１０の上に配されている。熱線反射層２０は、シリコン層２２と酸化シリコン層２１とが交互に積層されてなる。シリコン層２２は、結晶シリコンを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の上に配されており、シリコン層と酸化シリコン層とが交互に積層されてなる熱線反射層と、を備え、前記シリコン層は、結晶シリコンを含むことを特徴とする熱線反射部材。
【請求項２】
前記基材は、酸化シリコン及びシリコンの少なくとも一方により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱線反射部材。
【請求項３】
シリコン層を形成する工程における基材の温度が７００〜９００℃であることを特徴とする熱線反射部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線反射部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン半導体の製造などにおいて使用される熱処理装置などに熱線反射部材が用いられている。例えば特許文献１には、透明石英層と、透明石英層の上に配されており、金、チタンナイトライドからなる層とを有する炉蓋を熱線反射部材として半導体の熱処理装置に配することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、透明石英層と、金またチタンナイトライドからなる層とを有する熱線反射部材を半導体装置に用いた場合、熱線反射部材に含まれる金、チタン、窒素等により、シリコン半導体にコンタミネーションが生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、シリコン半導体の製造などに用いられる熱処理装置などに好適に使用できる新規な熱線反射部材を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱線反射部材は、基材と、前記基材の上に配されており、シリコン層と酸化シリコン層とが交互に積層されてなる熱線反射層と、を備え、前記シリコン層は、結晶シリコンを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記基材は、酸化シリコン及びシリコンの少なくとも一方により構成されていることが好ましい。
【０００８】
本発明の熱線反射部材の製造方法は、シリコン層を形成する工程における基材の温度が７００〜９００℃であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シリコン半導体の製造などに用いられる熱処理装置などに好適に使用できる新規な熱線反射部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱線反射部材の略図的断面図である。
【図２】本発明の実施例における熱線反射部材の断面の顕微鏡写真である。
【図３】本発明の比較例における熱線反射部材の断面の顕微鏡写真である。
【図４】本発明の比較例における熱線反射部材の表面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１２】
また、実施形態において参照する図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１３】
熱線反射部材１は、例えば、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの波長範囲に入るような熱線を反射させる部材である。図１に示されるように、本実施形態に係る熱線反射部材１は、基材１０を備える。基材１０は、例えば、酸化シリコン及びシリコンのうちの少なくとも一方により構成されていることが好ましい。基材１０の厚みは、耐久性、重量などの観点から、通常１ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１４】
基材１０の上には、熱線反射層２０が配されている。熱線反射層２０の厚みは、熱線反射部材１に付与しようとする熱線反射特性等に応じて適宜設定することができる。熱線反射層２０の厚みは、例えば、２０００ｎｍ〜３００００ｎｍ程度とすることができる。
【００１５】
熱線反射層２０は、交互に積層された少なくともひとつのシリコン層２２と少なくともひとつの酸化シリコン層２１との積層体により構成されている。酸化シリコン層２１は、酸化シリコンにより構成されている。
【００１６】
シリコン層２２及び酸化シリコン層２１のそれぞれの厚み、シリコン層２２と酸化シリコン層２１との積層数は、熱線反射部材１に付与しようとする熱線反射特性等に応じて適宜設定することができる。シリコン層２２の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすることができる。酸化シリコン層２１の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。シリコン層２２と酸化シリコン層２１との積層数は、例えば、７〜５０程度とすることができる。
【００１７】
なお、基材１０と熱線反射層２０との間の密着強度を高める観点からは、熱線反射層２０の基材１０と接する層を酸化シリコン層２１とすることが好ましい。
【００１８】
なお、シリコン層２２及び酸化シリコン層２１の形成方法は、特に限定されない。シリコン層２２及び酸化シリコン層２１は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法等により形成することができる。
【００１９】
以上説明したように、熱線反射部材１では、熱線反射層２０がシリコン層２２と酸化シリコン層２１とにより構成されている。このため、熱線反射層が金、チタン、窒素等を含む場合とは異なり、熱線反射部材１をシリコン半導体の製造などに使用される熱処理装置に用いられた場合であっても、シリコン半導体にコンタミネーションが生じ難い。シリコン半導体にコンタミネーションがより生じ難くする観点からは、基材１０が酸化シリコン及びシリコンの少なくとも一方により構成されていることが好ましい。基材１０は、例えば、石英基材により構成されていることが好ましい。
【００２０】
ところで、シリコン半導体にコンタミネーションが生じることを抑制する観点からは、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層とＳｉＯ２層とが交互に積層された熱線反射層を設けることも考えられる。しかしながら、ａ−Ｓｉ層とＳｉＯ２層とが交互に積層された熱線反射層を設けた場合は、例えば１０００℃を超えるような高温雰囲気中において、熱線反射層が剥離したり、熱線反射層や基材にクラックや割れが生じたりする場合がある。従って、例えば１０００℃を超えるような高温雰囲気中において使用することが困難である。
【００２１】
それに対して、本発明の熱線反射部材１では、シリコン層２２は、結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）を含むことを特徴する。このため、熱線反射部材１を例えば１０００℃を超えるような高温雰囲気中に配した場合であっても、熱線反射層２０の剥離や、熱線反射層２０及び基材１０に割れやクラックが生じ難い。従って、熱線反射部材１は、例えば１０００℃を超えるような高温雰囲気中においても使用可能である。換言すれば、熱線反射部材１は、優れた耐熱性を有する。シリコン層２２がアモルファスシリコンからなる場合には、１０００℃を超えるような高温雰囲気下で結晶が析出し、急激な体積変化を起こして酸化シリコン層２１とシリコン層２２との間に大きな応力を発生させるために、上記の剥離、割れおよびクラックが発生するものと考えられる。一方、本発明のように、シリコン層２２が結晶シリコンを含むことにより、高温雰囲気下に配した場合のシリコン層２２の体積変化を抑制できるため、酸化シリコン層２１とシリコン層２２との間の応力を小さくできることが考えられる。たとえば、Ｘ線回折装置やラマンスペクトル装置を用いた測定により、シリコン層２２が、結晶シリコンを含むことが確認できる。
【００２２】
シリコン層２２は、結晶化度が５０％以上であることが好ましい。本発明において、結晶化度は、シリコン層２２について測定されるラマンスペクトルにおける結晶シリコンに係るピーク面積  Ａｃ（５１５〜５２５ｃｍ−１）、μ結晶シリコンに係るピーク面積  Ａμ（５００ｃｍ−１）、アモルファスシリコンに係るピーク面積  Ａａ（４８０ｃｍ−１）から、次式によって求められる。
【００２３】
結晶化度（％）＝｛（Ａｃ＋Ａμ）／（Ａｃ＋Ａμ＋Ａａ）｝×１００
【００２４】
熱線反射層２０は、基材１０の一主面の上のみに設けられていてもよいし、基材１０の両主面に設けられていてもよい。
【００２５】
本発明の熱線反射部材の製造方法は、シリコン層を形成する工程における基材の温度が７００〜９００℃であることを特徴とする。この温度が上記範囲を満たすことにより、シリコン層２２に結晶シリコンを含有しやすくなる。この温度が低すぎると、シリコン層２２に結晶シリコンを含有しにくくなるため、熱線反射部材として使用したときに熱線反射層が剥離したり、割れたりする傾向がある。一方、基材の温度が高すぎると、酸化シリコン層２１が失透するため反射率が低下する傾向がある。基材の温度は、７２０〜８００℃であることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００２７】
（実施例１）
スパッタリング装置を用いて、洗浄した石英基材上（厚さ４ｍｍ）にシリコン層及び酸化シリコン層を形成し、表１に記載の層構成の熱性反射層を有する熱線反射部材を作製した。ターゲットには、シリコンを用いた。シリコン層を形成しているときには、アルゴンガスを導入しながらスパッタリングを行った。また、酸化シリコン層を形成しているときには、アルゴンガスと酸素ガスを導入しながらスパッタリングを行った。スパッタリング時の基材温度は７５０℃とした。表１におけるＮｏ．は、石英基材からの成膜の順序である。表１に示すように、石英基材に対する熱線反射層の積層数は３５である。シリコン層は結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）からなることが確認された。
【００２８】
次に、得られた熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００２９】
次に、熱線反射部材を１０００℃で２４時間加熱した。その結果、熱線反射部材の形状に変化はなかった。図２に、加熱後の熱線反射部材の断面の顕微鏡写真を示す。
【００３０】
次に、加熱後の熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
（実施例２）
表２に記載の層構成としたこと以外は、実施例１と同様にして、熱線反射層を有する熱線反射部材を作製した。表２に示すように、石英基材に対する熱線反射層の積層数は２７である。シリコン層は結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）からなることが確認された。
【００３３】
次に、得られた熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００３４】
次に、熱線反射部材を１０００℃で２４時間加熱した。その結果、熱線反射部材の形状に変化はなかった。
【００３５】
次に、加熱後の熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
（実施例３）
表３に記載の層構成としたこと以外は、実施例１と同様にして、熱線反射層を有する熱線反射部材を作製した。表３に示すように、石英基材に対する熱線反射層の積層数は、照射面に１９、反対面に９である。シリコン層は結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）からなることが確認された。
【００３８】
次に、得られた熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００３９】
次に、熱線反射部材を１０００℃で２４時間加熱した。その結果、熱線反射部材の形状に変化はなかった。
【００４０】
次に、加熱後の熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
（実施例４）
表４に記載の層構成としたこと以外は、実施例１と同様にして、熱線反射層を有する熱線反射部材を作製した。表４に示すように、石英基材に対する熱線反射層の積層数は、照射面に２７、反対面に９である。シリコン層は結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）からなることが確認された。
【００４３】
次に、得られた熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００４４】
次に、熱線反射部材を１０００℃で２４時間加熱した。その結果、熱線反射部材の形状に変化はなかった。
【００４５】
次に、加熱後の熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００４６】
【表４】
2014173161.tif 000006
【００４７】
（比較例１）
表５に記載の層構成としたこと、スパッタリング時の基材温度は１００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、熱線反射層を有する熱線反射部材を作製した。シリコン層はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなることが確認された。
【００４８】
次に、得られた熱線反射部材について、１５００ｎｍ〜５０００ｎｍの熱線を照射したところ、この波長領域において、９５％以上の反射率を示した。
【００４９】
次に、熱線反射部材を１０００℃で２４時間加熱した。その結果、図３に、加熱後の熱線反射部材の断面の顕微鏡写真を示す。図３から明らかなように、石英基材と熱線反射層にクラックが発生していた。また、熱線反射層の一部が石英基材から剥離していた。
【００５０】
図４に、加熱後の熱線反射部材の表面の写真を示す。図４からも、石英基材と熱線反射層にクラックと剥離が発生していることが分かる。
【００５１】
【表５】
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【００５２】
以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１    熱線反射部材
１０  基材
２０  熱線反射層
２１  酸化シリコン層
２２  シリコン層
【図１】
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【図２】
2014173161.tif 000009
【図３】
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【図４】
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