(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱デバイスと基板を担持するための支持面（１０８；２１２；３０４）が設けられた担体（１００；２０３）とを有する基板の熱処理のための装置（２００）であって、
前記担体（１００；２０３）の少なくとも一部が、無定形基質成分と半導体材料の形態の追加成分とを含む複合材料から生成され、前記加熱デバイスの一部であって電流が通過する時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）が、該担体（１００；２０３）の前記面に適用される、
ことを特徴とする装置（２００）。
【請求項２】
装置（２００）が、前記担体（１００；２０３）が位置付けられた処理チャンバ（２０２）を有し、該処理チャンバ（２０２）は、前記導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）を電気接触させるために第１の電位及び第２の電位がそれを通して該処理チャンバ（２０２）内に導通される電流フィードスルーを有する処理チャンバ壁を有することを特徴とする請求項１に記載の装置（２００）。
【請求項３】
基板のための少なくとも１つの支持面（１０８；２１２；３０４）が設けられた基板の熱処理のための担体（１００；２０３）であって、
担体（１００；２０３）の少なくとも一部が、無定形基質成分と半導体材料の形態の追加成分とを含む複合材料から生成され、電流が通って流れる時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）が、該複合材料の面に適用される、
ことを特徴とする担体（１００；２０３）。
【請求項４】
前記無定形基質成分は、シリカガラスであり、
前記半導体材料は、元素形態で存在し、該半導体材料の重量による比率が、０．１％から５％の間の範囲にある、
ことを特徴とする請求項３に記載の担体（１００；２０３）。
【請求項５】
前記導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）は、プラチナ、高耐熱鋼、タンタル、フェライト系ＦｅＣｒＡｌ合金、オーステナイト系ＣｒＦｅＮｉ合金から、又はモリブデンベースの合金から生成され、かつ０．０１ｍｍ２から２．５ｍｍ２の範囲の断面積を有することを特徴とする請求項３または４に記載の担体（１００；２０３）。
【請求項６】
担体（１００；２０３）が、前記支持面（１０８；２１２；３０４）を有する少なくとも１つの支持要素（２０５；３００；４００；５００；６００）と上面及び底面（４０１）とを含み、該支持面（１０８；２１２；３０４）は、該上面に割り当てられ、前記導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）は、該底面（４０１）に割り当てられることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の担体（１００；２０３）。
【請求項７】
複数の導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）が設けられ、該導体経路の各々が、個々に電気的に制御可能であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の担体（１００；２０３）。
【請求項８】
半導体材料で作られたウェーハ状基板を水平の向きに受け入れるように設計されることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の担体（１００；２０３）。
【請求項９】
基板を担持するための支持面（１０８；２１２；３０４）を有する基板の熱処理のための担体（１００；２０３）のための基板支持要素（２０５；３００；４００；５００；６００）であって、
支持要素（２０５；３００；４００；５００；６００）が、無定形基質成分、並びに半導体材料の形態の追加成分を含む複合材料から生成され、電流が通過する時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路（３０５；４０２；５０１；５０２；６０１；６０２）が、該複合材料の面に適用される、
ことを特徴とする基板支持要素（２０５；３００；４００；５００；６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱デバイスと基板を担持するための支持面が設けられた担体とを有する基板の熱処理のための装置に関する。
【０００２】
本発明は、更に、基板のための少なくとも１つの支持面を有する基板の熱処理のための担体に関する。
【０００３】
最後に、本発明は、基板のための支持面を有する基板の熱処理のための担体のための基板支持要素に関する。
【０００４】
本発明の関連での装置は、例えば、半導体産業及び光電池産業で半導体ウェーハの熱処理に向けて使用され、それらは、一般的に、複数の基板の同時照射に向けて設計され、かつ通例では不連続工程（バッチ工程）に使用される。これらの装置では、通常、基板は、特定の環境条件による熱処理に向けて設計された閉鎖処理チャンバに配置され、処理チャンバは、好ましくは、ガス抜きすることができ、又は反応又は保護ガスで加圧することができる。
【０００５】
本発明の関連での担体は、１又は複数の基板を受け入れて保持するように設計され、及び／又はこれらの基板を搬送するために使用することができ、これらの担体は、１又は複数の支持面を有し、その各々は、１又は複数の基板を受け入れるように設計することができる。担体は、単一部分又は複数の部分に具現化することができる。後者の場合に、担体は、多くの場合に、１又は複数の基板支持要素を受け入れることができる保持フレームを有する。
【０００６】
本発明の関連での基板支持要素は、基板を担持するための例えば凹部の形態の少なくとも１つの支持面を有する。それらは、例えば、１又は複数の基板のためのホルダ又は担体として使用される。
【背景技術】
【０００７】
シリコンウェーハの生成及び処理中に、シリコンウェーハを熱処理することが頻繁に必要である。シリコンウェーハは、基板上面と基板底面とを有する薄いウェーハ状基板である。シリコンウェーハの熱処理に対して、基板受け入れ要素に加えて一般的に１又は複数の赤外線エミッタの形態にある加熱デバイスを有する装置が使用される。
【０００８】
シリコンウェーハの熱処理は、特殊条件下で、例えば、真空中又は別の適切な雰囲気中で、例えば、反応性雰囲気中で多くの場合に行われるので、基板受け入れ要素は、一般的に、気密閉鎖処理チャンバ内に位置付けられる。ウェーハの高スループットは、処理チャンバ内で複数のウェーハを同時に熱処理する熱処理中に達成される。これを行うために、ウェーハは、複数のウェーハで充填された状態で熱処理に供給される担体上に有利に保持される。
【０００９】
そのような担体は、多くの場合に垂直構造を有し、それらは、複数のスロット付き横棒によって互いに接合された上側及び下側制限板を基本的に含む。半導体のためのウェーハの技術処理中に、これらの担体は、例えば、コーティング又はエッチングシステム内の炉内で使用されるが、ウェーハを搬送かつ格納するためにも使用される。そのような担体は、例えば、ＤＥ  ２０  ２００５  ００１  ７２１  Ｕ１から公知である。これに代えて及びこれに加えて、棚システムのように複数のレベルにウェーハが配置される水平構造が使用される。
【００１０】
しかし、公知の担体の欠点は、担体内に保持されたウェーハの間に僅かなアセンブリ空間しか残らず、それによって加熱デバイスが担体の側面に配置されることになることである。側面からのウェーハの照射は、一般的に、ウェーハの縁部領域と中心領域の不均等な放射にリンクする。これは、照射をウェーハの中心領域でさえも選択温度に達するまで続ける必要があるので、より長い処理時間をもたらす場合がある。
【００１１】
公知の装置では、赤外線エミッタは、可能な最も高い照射強度をウェーハ面上で可能にするために処理チャンバに配置される。大きい表面積を有する基板の良好で均一な熱処理は、複数の赤外線エミッタが処理チャンバに位置付けられる場合に達成される。一般的に、赤外線エミッタは、それらのエミッタ管の長手軸が互いに平行な状態で配置される。赤外線エミッタは、好ましくは、基板の上面及び底面に位置付けられる。しかし、これは、照射されることになるウェーハの上方及び／又は下方に比較的大きい利用可能なアセンブリ空間の存在を必要とする。
【００１２】
赤外線エミッタの電気接触は、一般的に処理チャンバの外側である。これは、接触場所での放電が処理チャンバの内側で回避されるという利点を有する。しかし、この場合に、赤外線エミッタは、処理チャンバ壁を通して導通されなければならず、そのために特殊なシールがフィードスルーに対して必要である。
【００１３】
例えば、ＤＥ  １０  ２００８  ０６３  ６７７  Ｂ４からは、真空チャンバに設置することができ、かつ気密密封に向けてＯリングの形態の密封要素が設けられた赤外線エミッタが公知である。しかし、そのようなシールは、密封要素が密封要素を損傷する可能性がある高い熱応力を定常的に受けるという欠点を有する。従って、赤外線エミッタのためのフィードスルーの継続的な熱シールを達成するのは面倒である。
【００１４】
最後に、処理チャンバの中に配置された赤外線エミッタは、ある一定の空間的広がりを有し、かつある一定量のアセンブリ空間の利用可能性を要求する。基板の熱処理に使用される装置のアセンブリ空間は、多くの場合に制限され、かつ望むように拡大することができない。更に、追加で必要とされるアセンブリ空間は、例えば、より大きい寸法を有する装置におけるガス抜き工程がより長期であるので、必要とされる処理時間の延長に寄与する場合がある。これは、スループットがウェーハの熱処理中に低減されることをもたらす場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】ＤＥ  ２０  ２００５  ００１  ７２１  Ｕ１
【特許文献２】ＤＥ  １０  ２００８  ０６３  ６７７  Ｂ４
【特許文献３】ＷＯ  ２００６／０２１４１６  Ａ１
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍａｎａｒａ、Ｍ．Ｋｅｌｌｅｒ、Ｄ．Ｋｒａｕｓ、Ｍ．Ａｒｄｕｉｎｉ−Ｓｃｈｕｓｔｅｒ著「高温での透明及び半透明材料の透過率及びエミッタンスの決定（ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＴＨＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＡＮＣＥ  ＡＮＤ  ＥＭＩＴＴＡＮＣＥ  ＯＦ  ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ  ＡＮＤ  ＳＥＭＩＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＡＴ  ＥＬＥＶＡＴＥＤ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳ）」、５ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｈｅｒｍａｌ−Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、オランダ（２００８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の根底にある技術的目的は、従って、高い基板スループットを可能にする装置を提供することである。
【００１８】
更に、本発明の根底にある目的は、高スループットで基板の簡単な熱処理を可能にする担体と担体のための基板支持要素とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
基板の熱処理のための装置に関して、上述の目的は、上述の装置から始めて、担体の少なくとも一部が、無定形基質成分と半導体材料の形態の追加成分とを含む複合材料から生成され、加熱デバイスの一部であって電流が通過する時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路が、担体の表面に適用されることで本発明によって達成される。
【００２０】
基板の熱処理のための公知の装置は、担体と加熱デバイスを有する。これらの装置では、担体と加熱デバイスは、別々のアセンブリとして具現化され、加熱デバイスは、一般的に、担体に隣接して、例えば、担体の上方及び／又は下方で処理チャンバに配置され、又は加熱デバイスは、担体の側部に位置付けられる。加熱デバイスは、熱放射放出加熱要素、並びに加熱要素を作動させるのに必要とされる電気接続部及び回路を含む。
【００２１】
本発明の根底にある概念は、可能な最も小型の設計を装置が有する場合に高い基板スループットを達成することができるということである。これは、本発明により、別個の加熱デバイスを用いずに担体内に加熱デバイスが一体化されるという点で達成される。更に、一体化加熱デバイスを有する担体は、そこに置かれた基板の非常に均一な照射に寄与する。
【００２２】
従って、本発明により、一方が担体の材料に関連し、他方が担体の電気接触のタイプに関連する担体の２つの修正を提案する。
【００２３】
担体による赤外線放射の放出を可能にするために、担体の少なくとも一部は、複合材料から生成される。複合材料の組成は、低エネルギ開始状態を取りかつ高エネルギ励起状態を取ることができる熱励起可能材料が得られるように選択される。そのような材料が励起状態から開始状態に戻る場合に、エネルギが、好ましくは赤外線放射の形態で放出され、かつ基板を放射するのに利用可能である。
【００２４】
複合材料を励起するのに必要とされるエネルギは、担体の面に適用された導電性抵抗材料から作られた導体経路によって与えられ、導体経路は、電流がそこを通って流れる時に熱を発生する。導体経路は、担体の少なくとも一部分を局所的に加熱することができる「局所」加熱要素として作用する。しかし、導体経路は、装置内で基板を加熱するのに使用する実際の加熱要素を形成するわけではなく、代わりに主として別の装置構成要素、特に担体自体を加熱するためのものである。導体経路は、それが複合材料で作られた担体の部分を加熱するように寸法決めされる。電気抵抗要素から担体への熱搬送は、熱伝導、対流、又は熱放射に基づく場合がある。
【００２５】
更に、担体内に一体化された加熱デバイスは、加熱要素から基板面までの平均距離を最小にするのに寄与する。それによって特に有効な加熱工程及び短い処理時間が可能になる。
【００２６】
そのような担体構造を有する装置では、複合材料から生成された担体の部分は、赤外線放射を放出する実際の要素を形成する。複合材料は、以下の成分を含む。
【００２７】
・無定形基質成分は、重量及び体積に関して複合材料の最大部分を表す。それは、複合材料の機械的特性及び化学特性、例えば、その耐熱性、強度、及び腐食特性をほぼ決定する。基質成分は無定形であり、すなわち、それは、好ましくはガラスを含むので、担体の幾何学的構成は、結晶材料で作られた担体よりも本発明の装置の特定の用途の要件により簡単に適応させることができる。更に、本質的に無定形材料成分を含む複合材料は、特殊基板形状に適応させるのが容易である。
【００２８】
基質成分は、非ドープ又はドープのシリカガラスを含むことができ、かつＳｉＯ２以外に、最大で１０重量％までの量の他の酸化物成分、窒化物成分、又は炭化物成分を含むことができる。
【００２９】
・更に、本発明により、半導体材料の形態の追加成分が基質成分に挿入されることも提供する。追加成分は、無定形基質成分中に分散された個別無定形相を形成し、又は結晶相を形成する。
【００３０】
半導体は、ΔＥ≒３ｅＶまでの幅を有する禁制帯によって互いから分離することができる価電子帯と伝導帯を有する。禁制帯の幅は、例えば、Ｇｅでは０．７２ｅＶ、Ｓｉでは１．１２ｅＶ、ＩｎＳｂでは０．２６ｅＶ、ＧａＳｂでは０．８ｅＶ、ＡｌＳｂでは１．６ｅＶ、ＣｄＳでは２．５ｅＶである。半導体の伝導率は、どれ程多くの電子が禁制帯を横断して価電子帯から伝導帯に移動することができるかに依存する。原理的には、室温では少数の電子のみが禁制帯を横断して伝導帯に移動することができ、そのために、通例では、室温で半導体は限られた伝導率のみを有する。しかし、半導体の伝導率のレベルは、半導体の温度に実質的に依存する。半導体材料の温度が上昇する場合に、電子を価電子帯から伝導帯に移動するのに利用可能な十分なエネルギが存在する確率も同様に高まる。従って、半導体の伝導率は、温度と共に増大する。正しい温度では、半導体材料は、良好な導電率を有する。
【００３１】
個別相としての追加成分は、均一に又は意図的に不均一に分散される。追加成分は、基板の光学特性及び熱特性をほぼ決定し、より正確には、７８０ｎｍと１ｍｍの間の波長領域である赤外線スペクトルにおいて、それは、吸収を引き起こす。このスペクトル範囲の放射線の少なくとも一部に対して、追加成分は、基質成分のものよりも高い吸収率を有する。
【００３２】
追加成分の相領域は、基質内で光学的不連続部として作用し、その結果、例えば、複合材料は、室温で層厚に依存して視覚的に黒又は黒寄りの灰色に見える場合がある。これに加えて、不連続部は、それ自体で熱を吸収する。
【００３３】
追加成分は、好ましくは、複合材料内でそれが６００℃の温度で２μｍと８μｍの間の波長に対して少なくとも０．６のスペクトルエミッタンスεを引き起こすような方式及び量で複合材料に存在する。
【００３４】
特に高いエミッタンスは、追加成分が、追加成分相として存在し、かつ平均で２０μｍよりも小さいが、好ましくは３μｍよりも大きい最大寸法を有する非球形態を有する時に達成することができる。
【００３５】
追加成分相の非球形態はまた、高い機械強度及び複合材料の低い亀裂形成傾向に寄与する。用語「最大寸法」は、顕微鏡写真において検出可能な追加成分相を有する隔離領域の最長広がりを意味する。上述の平均は、顕微鏡写真内の最長広がりの全てのものの平均値から見出される。
【００３６】
キルヒホフの放射法則により、熱平衡にある実体のスペクトル吸収率αλとスペクトルエミッタンスελとは等しい。
αλ＝ελ  （１）
【００３７】
追加成分は、従って、基板材料が赤外線放射を放出することを意味する。スペクトルエミッタンスελは、既知のターゲット半球スペクトル反射率Ｒｇｈ及び透過率Ｔｇｈを用いて以下のように計算することができる。
ελ＝１−Ｒｇｈ−Ｔｇｈ  （２）
【００３８】
「スペクトル放射率」は、「スペクトル垂直放射率」を意味すると解釈されるものとする。それは、「黒体境界条件」（ＢＢＣ）として公知であり、かつＪ．Ｍａｎａｒａ、Ｍ．Ｋｅｌｌｅｒ、Ｄ．Ｋｒａｕｓ、Ｍ．Ａｒｄｕｉｎｉ−Ｓｃｈｕｓｔｅｒ著「高温での透明及び半透明材料の透過率及びエミッタンスの決定（ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＴＨＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＡＮＣＥ  ＡＮＤ  ＥＭＩＴＴＡＮＣＥ  ＯＦ  ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ  ＡＮＤ  ＳＥＭＩＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＡＴ  ＥＬＥＶＡＴＥＤ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳ）」、５ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｈｅｒｍａｌ−Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、オランダ（２００８年）に公開された測定原理を用いて見出される。
【００３９】
複合材料内の無定形基質成分、すなわち、追加成分との関連での無定形基質成分は、追加成分のない場合で考えられるよりも高い熱放射吸収率を有する。これは、導体経路から基板内への改善された熱伝導、より高速な熱分散、及び基板上への高い放射率をもたらす。それに起因して、単位面積当たりでより強い放射力を与えることができ、かつ薄い支持構造壁厚及び／又は比較的低い導体負荷密度の場合であっても均一な放出及び均一な温度場を生成することが可能である。薄い壁厚を有する担体は、低い熱質量を有し、かつ高速度変化を可能にする。従って、冷却要素は不要である。
【００４０】
本発明による装置の好ましい実施形態において、追加成分は、１０００℃の温度での複合材料内で２μｍと８μｍの間の波長に対して少なくとも０．７５のスペクトル放射率εを引き起こすタイプ及び量で存在する。
【００４１】
その結果、複合材料は、２μｍと８μｍの間で、すなわち、赤外線放射の波長領域で熱放射に対して高い吸収及び放出容量を有する。これは、複合材料面上の反射を低減し、従って、無視することができる程の小さい透過を仮定すると、その結果は、２μｍと８μｍの間の波長に対して１０００℃よりも高い温度で最大で０．２５、６００℃の温度で０．４の反射率である。従って、反射熱放射の再現不能な加熱が回避され、これは、均一な又は望ましい不均一な温度分布に寄与する。
【００４２】
本発明による装置の好ましい実施形態において、装置が、担体が位置付けられた処理チャンバを有し、処理チャンバが、第１の電位及び第２の電位が導体経路を電気接触させるために処理チャンバ内にそれを通して伝導される電流フィードスルーを有する処理チャンバ壁を有することを提供する。
【００４３】
担体内に一体化された加熱デバイスを作動させるために、導体経路のための給電が必要である。導体経路を作動させるためには、従来の加熱デバイスと比較して弱い作動電流しか必要とされないので、導体経路は、処理空間内への単一の電流フィードスルーを通して電気接触させることができる。あらゆるタイプの電流フィードスルーは、それらを密封しなければならないという欠点を有する。しかし、そのようなシールは、特に永久シールは達成するのがほぼ不可能であるので、多くの場合に問題を呈する。多くの場合に、制限ファクタは、使用される光学部材の、特に、それらが高い放射力又は反応性雰囲気に露出される時の耐久時間である。本発明による装置の１つの利点は、担体の複数の導体経路であっても１つの電流フィードスルーを用いて給電することができ、従って、２つの電位のみを処理チャンバ内に伝導するだけでよいことである。好ましくは、第１の電位を有する第１の個々の線及び第２の電位を有する第２の個々の線だけが処理チャンバ内に伝導される。第１の個々の線と第２の個々の線は、共有ケーブル内に統合することができる。それに接続された導体は、並列又は直列に切り換えることができる。
【００４４】
基板の熱処理のための担体に関して、上述の目的は、上記で言及した担体から始めて、担体の少なくとも一部が、無定形基質成分と半導体材料の形態の追加成分とを含む複合材料から生成され、かつ電流が通って流れる時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路が複合材料の面に適用されるという点で本発明によって達成される。
【００４５】
本発明の担体は、半導体ウェーハ（シリコンウェーハ）の熱処理に向けて特に設計される。
【００４６】
基板の熱処理のための公知の担体は、通常は耐熱性材料から生成される。更に、半導体生産において、半導体構成要素の収率及び電気作動性能は、生産中に半導体が不純物によって汚染されるのを防止することの成否に非常に大きく依存する。汚染が担体を通して処理チャンバ内に導入されるのを防止するために、公知の担体は、高い化学耐性を有する単一材料からそれが基板に対する低い汚染危険性を表すので多くの場合に生成される。
【００４７】
本発明による担体は、単一部分に又は複数の部分に具現化することができ、それは、特に、垂直構造又は水平構造を有する場合がある。担体は、好ましくは、水平構造を有する。水平構造では、基板のための支持面は、処理チャンバの床面と平行に延びる。複数の担体要素が設けられる場合に、それらは、互いに平行に配置される。基板のそのような水平の向きは、基板が重力に起因してそのそれぞれの支持面上に位置決めされるという利点を有する。それによって支持面から関連の基板への良好な熱伝達が可能になる。この関連において、棚タイプ担体構造の使用は、このタイプの担体を使用することで、基板を加熱するのに必要とされるエネルギを２つの機構を通じて、具体的には、基板の直接照射により、かつ同じく担体自体との熱伝導によって間接的に与えることができるので特に有利であることが判明している。
【００４８】
本発明による担体は、複合材料から生成され、同時に抵抗材料で作られた導体経路がそれに設けられるので、担体を用いて赤外線放射を直接に生成することができる。従って、本発明の担体は、第１に担体は、基板を搬送及び格納するために使用することができること、第２に担体は、基板の熱処理に向けてそのための追加の外部放射線源を必要とすることなく放射線源として使用することもできることの２つの機能を有する。同じく例えば基板を照射するのに適する特殊担体内に基板を移し替える必要もない。
【００４９】
本発明により、担体がそこから生成される材料及び電気接触のタイプは、担体材料の少なくとも一部をエネルギを材料内に導入することによって開始状態から励起状態に変換することができ、特に、それ故、励起状態から開始状態へのその帰還中に担体材料が基板を照射するために与えられる赤外線放射を放出するように選択される。
【００５０】
そのような担体を有する装置では、複合材料から生成された担体の部分は、実際の赤外線放出要素である。複合材料は、本発明による装置に関して上記で詳細に記述したように無定形基質成分と半導体材料の形態の追加成分とを含む。
【００５１】
導電性抵抗材料で作られた導体経路が担体の面に適用されるので、熱が、抵抗材料によって電流がそれを通って流れる時に発生する場合がある。導体経路は、支持構造の少なくとも部分領域を局所的に加熱することができる「局所」加熱要素として作用する。
【００５２】
本発明による担体の１つの好ましい実施形態において、支持面の領域内でそれが複合材料から生成されることを提供する。
【００５３】
通例では、基板の熱処理に使用される担体は、良好な温度安定性及び良好な化学耐性によってほぼ特徴付けられる材料から生成される。半導体生産において、特に半導体構成要素の収率及び電気作動性能は、半導体生産中に半導体が不純物によって汚染されるのを防止することの成否に非常に大きく依存する。そのような汚染は、例えば、使用される装置によって引き起こされる可能性がある。
【００５４】
担体の全て又は一部は、複合材料から生成され得る。全体的に複合材料から生成される担体は、生成することが簡単かつ費用効果的である。そのような支持面の上部は、導体経路で完全又は部分的に覆うことができる。担体の上部の一部のみが導体経路で覆われる時に有利であることが判明している。この場合に、導体経路に関連付けられた担体の領域のみが熱的に直接に励起される。熱的に直接に励起されない領域は、４０℃よりも低い温度ではいかなる判別可能な赤外線放射放出も示さない。放射領域は、基板の均一な熱処理がもたらされるように導体経路のレイアウトを配置し、かつ導体経路で覆われる領域を適切に選択することによって基板形状に適応させることができる。
【００５５】
支持面上に置かれた基板の均一な照射を確実にするために、担体が支持面の領域内でのみ複合材料から生成される時、又は導体経路が担体に適用される時に、担体が支持面の領域内でのみ励起されて有利であることが判明している。両方の場合に、支持面のみが赤外線放射のエミッタとして作用する。支持面の形状は、基板の形状に簡単に適応させることができる。この場合に、同じ形状を有する加熱デバイスは、基板の特に均一な照射が可能にされるように、支持面上に置かれた基板に割り当てられる。
【００５６】
支持面は、好ましくは、平坦面として具現化される。
【００５７】
平坦面を生成するのはそれ程複雑ではなく、例えば、平滑化によって特に高い品質の支持面を達成することができる。平坦支持面は、更に、同じく平坦である基板が支持面との可能な最大の接触面を有するという利点を有する。これは、基板への特に均一な熱伝達に寄与する。
【００５８】
支持面上に適用された基板は、支持面上で完全に又は部分的に担持することができる。好ましくは、支持面上に適用された基板の側面全体が支持面に対面している。これは、そこに位置決めされた側面の温度を基板の可能な最も均一な加熱が可能になるように支持面の導体経路を電気起動することによって可能な最大の範囲まで調節することができるという利点を有する。
【００５９】
基板のための支持面は、好ましくは、サイズが１０，０００ｍｍ２から１６０，０００ｍｍ２の範囲、特に好ましくは、サイズが１０，０００ｍｍ２から１５，０００ｍｍ２の範囲にある。
【００６０】
１０，０００ｍｍ２から１６０，０００ｍｍ２の範囲の支持面は、例えば、半導体ウェーハの現在の基板を受け入れるほど十分に大きい。これに加えて、１６０，０００ｍｍ２よりも大きい支持面は生成することが複雑である。
【００６１】
支持面の面積サイズが１０，０００ｍｍ２から１５，０００ｍｍ２の範囲にある時に有利であることが判明している。この範囲にある支持面は、それらが電子構成要素の製造、例えば、集積回路の製造に使用される時にウェーハを受け入れるのに特に適している。支持面が正方形又は丸形の形状を有する時に有利であることが判明している。正方形支持面の場合に、そのサイズは、好ましくは、１００ｍｍ×１００ｍｍと１２２ｍｍ×１２２ｍｍの間にあり、丸形支持面に対しては、支持面直径は、好ましくは、５６ｍｍと１２０ｍｍの間にある。
【００６２】
無定形基質成分がシリカガラスであり、半導体材料が元素形態で存在し、重量での半導体材料の比率が０．１％から５％の間の範囲にある時に有利であることが判明している。
【００６３】
この関連において、無定形基質成分及び追加成分が６００℃よりも低い温度で電気絶縁特性を有する時に有利であることが判明している。
【００６４】
シリカガラスは、電気絶縁体であり、高い強度を有することに加えて、それは、腐食、温度、及び熱衝撃に対して良好な耐性を有し、更に、それは、高い純度で利用可能である。従って、それはまた、１１００℃までの温度での高温加熱工程に対する基質材料として適している。冷却は必要ではない。
【００６５】
基質内では、半導体相の細かい領域は、一方で、光学的不連続部として作用し、層厚に依存して、結果的に、基板材料は、室温で視覚的に黒又は黒寄りの灰色に見える場合がある。他方で、不連続部はまた、全体的に複合材料の熱吸収に対する効果を有する。これは、本質的に半導体からの細かく分散された元素相の特性まで辿ることができ、それに従って第１に価電子帯と伝導帯の間のエネルギ（バンドギャップエネルギ）が温度と共に低下し、第２に活性化エネルギが十分に高い時に電子が価電子帯から伝導帯内に横断し、これは、吸収係数の有意な増大に関連付けられる。伝導帯の熱的に活性化された占有は、半導体材料が、室温である一定の波長（約１０００ｎｍ又はそれよりも長いような）である程度透明であり、かつ高温で不透明である可能性があることをもたらす場合がある。
【００６６】
従って、複合材料の温度が上昇すると、吸収率及び放射率は、急激に増大する可能性がある。この効果は、取りわけ、半導体の構造（無定形／結晶）及びそのドーピングの関数である。
【００６７】
追加成分は、好ましくは、元素シリコンである。例えば、純シリコンは、約６００℃で始まる放出の顕著な増加を示すが、これは、約１０００℃で始まる飽和に達する。
【００６８】
半導体材料及び特に好ましく使用される元素シリコンは、従って、特に室温で、同じく高温でも、例えば、６００℃よりも高い温度でもガラス性基質成分の黒色化を引き起こす。それによって高温での広帯域高放出の関連で良好な放出特性が達成される。半導体材料、好ましくは、元素シリコンは、基質内に分散された個別Ｓｉ相を形成する。それは、複数の半金属又は金属（しかし、追加成分の重量部分に対して最大で５０重量％までであるが２０重量％を超えない方が良い金属）を含むことができる。複合材料は、いかなる開放気孔率も示さないが、最良で０．５％よりも低い閉鎖気孔率と少なくとも２．１９ｇ／ｃｍ３の固有密度とを有する。それは、従って、担体がそこから生成される材料の純度又は気密性が主な懸念である担体に対して適切である。
【００６９】
複合材料の熱吸収率は、追加成分の比率に依存する。従って、追加成分の重量部分は、好ましくは、少なくとも０．１％であるべきである。その一方、追加成分の側の高い体積部分は、基質の化学特性及び機械的特性に対して悪影響を有する場合がある。これを前提として、追加成分の重量部分は、好ましくは、０．１％と５％の間の範囲にある。
【００７０】
無定形基質成分が、シリカガラスであり、かつ好ましくは少なくとも９９．９９％の化学純度のＳｉＯ２と最大で１％のクリストバライト含有量とを有する担体の一実施形態は、担体からの基板汚染の危険性を低減するのに特に有利であることが判明している。基質は、１％又はそれ未満の低クリストバライト含有量を有するので、低い失透傾向が存在し、従って、担体としての使用中の亀裂形成の危険性が低い。これにより、半導体生産工程に対して一般的に存在するような粒子からの解放、純度、及び不活性に対する高い要求も満たされる。
【００７１】
導体経路が、プラチナ、高耐熱鋼、タンタル、フェライト系ＦｅＣｒＡｌ合金、オーステナイト系ＣｒＦｅＮｉ合金から、又はモリブデンベースの合金から生成され、かつ０．０１ｍｍ２から２．５ｍｍ２の範囲の断面積を有する時に有利であることが判明している。
【００７２】
導体経路は、担体が加熱される際に使用する加熱デバイスの一部であり、それは、電流が通って流れる時に熱を発生する抵抗材料から生成される。抵抗材料は、電気エネルギを熱エネルギ（熱）に変換することができる電気構成要素を形成し、それは、従って、熱抵抗器と呼ぶ場合もある。抵抗材料の熱出力は、材料の固有抵抗、材料の断面及び長さに、かつそこに印加される作動電流又は作動電圧に依存する。
【００７３】
作動電流及び作動電圧は、抵抗材料がそうでなければ溶融する可能性があるので望むような方式で高めることができないので、熱出力は、抵抗材料の長さ及び断面を変更することによって簡単かつ迅速に適応させることができる。この関連において、断面積が０．０１ｍｍ２から２．５ｍｍ２の範囲にある時に有利であることが判明している。０．０１ｍｍ２よりも小さい断面積を有する導体経路を通しては、限られた電流（１Ａよりも低い）しか流れることができない。２．５ｍｍ２よりも大きい断面積を有する導体経路は、高い抵抗を示し、かつ強い作動電流（８Ａよりも高い）を必要とする。更に、そのような導体経路は、１２８Ａよりも高い高始動電流に関連付けられ、従って、始動電流制限器を必要とするであろう。
【００７４】
断面積が０．０１ｍｍ２から０．０５ｍｍ２の間にある時に特に有利であることが判明している。この範囲の断面積は、特に有利な電圧／電流比によって区別され、それは、特に１００Ｖから４００Ｖの範囲の電圧と１Ａから４．５Ａまでの電流とによる作動を可能にする。
【００７５】
導体経路の形状の適切な選択を行うことによって導体長を変更することが可能である。可能な最も均一な温度分布に関して、導体経路が、少なくとも１ｍｍ、好ましくは、少なくとも２ｍｍの介在空間が隣接導体経路セグメント間に残るように基板の面を覆う線パターンとして具現化される時に有利であることが判明している。低い被覆密度は、隣接導体経路セグメント間の最小距離が１ｍｍ又はそれよりも長く、好ましくは、２ｍｍ又はそれよりも長いということで特徴付けられる。導体経路セグメント間の大きい距離は、特に真空下で高電圧を用いて作動している時に発生する可能性があるフラッシュオーバーを防止する。本発明による装置及び担体は、好ましくは、８０Ｖ未満の低電圧に向けて設計され、従って、真空中の作動に特に適している。導体経路は、好ましくは、渦巻き又は蛇行線パターンで延びる。それによって単一導体を用いて均一なカバレージが可能になる。単一導体経路は、電流源に接続され、かつ特に簡単な方式で制御することができる。
【００７６】
導体経路端部に接触要素が設けられる時に有利であることが判明している。接触要素は、導体経路に対して簡単な電気接触を提供し、それらは、好ましくは、プラグコネクタのプラグ要素を形成する。プラグコネクタは、接触要素を電流供給部に着脱可能に接続するためのものである。それによって給電線、特に、電流／電圧源との導体の簡単な分離及び接続が可能になる。
【００７７】
抵抗材料は、好ましくは、高耐熱鋼、タンタル、モリブデンベースの合金、オーステナイト系ＣｒＦｅＮｉ合金、又はフェライト系ＦｅＣｒＡｌ合金、例えば、Ｋａｎｔｈａｌ（登録商標）（Ｋａｎｔｈａｌ（登録商標）は、ＳＡＮＤＶＩＫ  ＡＢの登録商標である）である。
【００７８】
導体経路は、特に好ましくはプラチナから生成され、その理由は、そのような導体が電気エネルギを熱エネルギに変換することに関して特に高い効率を有するからである。更に、プラチナで作られた導体経路は、生成することが簡単かつ費用効果的であり、それは、焼成厚膜層として具現化することができる。そのような厚膜層は、例えば、スクリーン印刷を用いて抵抗ペーストから、又はインクジェットプリンタを用いて金属含有インクから生成され、その後に、高温で焼成される。
【００７９】
本発明の支持構造の好ましい実施形態において、担体が、支持面を有する少なくとも１つの支持要素を含むこと、及びそれが上面と底面を有し、支持面が上面に割り当てられ、導体経路が底面に割り当てられることを提供する。
【００８０】
担体は、１又は複数の支持面をそれら自体が有することができる１又は複数の支持要素を含むことができる。単一の基盤又は複数の基板を支持面の上に置くことができる。支持面は支持要素の上面に割り当てられるので、基板は、その上に簡単に置くことができる。基板は、好ましくは、基板の片側の面の可能な限り大きい部分が支持面に対して位置決めされるように支持面の上に置かれる。それによって特に熱伝導及び熱放射を用いて基板の特に均一な加熱が可能になる。
【００８１】
導体経路は、支持要素の底面に割り当てられるので、支持要素の複合材料は、支持要素の上部に位置決めされた基板に向う赤外線放射の放射線を導体経路が妨げることなく十分に加熱かつ励起することができる。他方、隣接導体経路セグメント間では、担体の底面は、赤外線放射がそれを通じて放出される場合がある中間空間を有する。２つの支持要素が互いに上下に配置される場合に、上側支持要素の底面から放出された放射線は、下側支持要素の上部に位置決めされた基板を照射するために使用することができる。
【００８２】
担体の１つの特に有利な実施形態は、複合材料が導体経路に向く面を有すること、この面の一部が多孔質シリカガラスで作られたカバー層で覆われ、導体経路の少なくとも一部がカバー層に埋め込まれることで特徴付けられる。
【００８３】
不透明シリカガラスで作られたカバー層は、拡散反射器として作用し、かつ導体経路を保護して同時に安定化させる。カバー層を使用することで、支持要素の底面の方向に放出された放射線を支持要素の上部に位置決めされた基板の上に偏向させることが可能である。このようにして、支持要素によって放出された放射線は、そこに位置決めされた基板を照射するのに利用可能である。カバー層は拡散反射器として作用するので、基板の均一な照射が可能にされる。
【００８４】
不透明シリカガラスからのそのようなカバー層の製造は、例えば、ＷＯ  ２００６／０２１４１６  Ａ１に記載されている。カバー層は、液体中に無定形ＳｉＯ２粒子を含む分散剤から生成される。それは、好ましくは支持要素の底面である導体経路に面する支持要素の面に適用され、それは、乾燥させてグリーンシートを生成し、このグリーンシートは、高温で焼結される。グリーンシートの焼結及び導体経路の焼成は、好ましくは、１つのかつ同じ加熱工程において行われる。
【００８５】
各々が個々に電気制御可能である複数の導体経路が設けられる時に特に有利であることが判明している。
【００８６】
複数の導体経路の具備は、担体を用いて達成可能な照射力の個々の適応化を可能にする。その一方、複合材料の放射力は、隣接導体経路セグメント間の距離を適切に選択することによって調節することができる。複合材料のセグメントは、それらが異なる放射力を有する赤外線放射を放出するように異なる強度で加熱される。
【００８７】
これに代えて、導体経路は、それらが異なる作動電圧又は作動電流で作動されるように個々に電気的に起動することができる。特に、基板の縁部領域は、多くの場合に基板の中心領域よりも集中的に加熱されることが明らかにされている。この理由は、縁部領域が赤外線放射により簡単にアクセス可能であり、通例では基板の上部が支持面よりも小さい時により集中的に照射されることである。特定の導体経路に印加される作動電圧又は電流を変化させることは、加熱される基板上の温度分布の簡単かつ迅速な適応化を可能にする。
【００８８】
本発明による担体は、好ましくは、半導体材料で作られたウェーハ状基板を水平の向きに受け入れるように設計され、それは、好ましくは、あるタイプの棚のように具現化され、かつ半導体ウェーハの熱処理に使用される。
【００８９】
基板支持要素に関して、上述の目的は、上述の基板支持要素から始めて、支持要素が無定形基質成分、並びに半導体材料の形態の追加成分を含む複合材料から生成され、電流が通過する時に熱を発生する導電性抵抗材料で作られた導体経路が複合材料の面に適用されるという点で達成される。
【００９０】
基板の熱処理に使用される担体は、多くの場合に複数の部分を有する。それらは、例えば、複数の基板支持要素を内部に置くことができる保持フレームを有する場合がある。これに代えて、複数の基板支持要素は、互いに上下に積み重ねることもできる。これは、支持構造のサイズを特定の照射工程に個々に適応させることができるという利点を有する。各基板支持要素は、好ましくは、単一基板を受け入れるように設計される。
【００９１】
基板支持要素は、複合材料から全体的に又は部分的に生成することができる。担体に関して上記で既に詳細に記載したように、基板支持要素は、抵抗要素で作られた導体を用いて開始状態から励起状態まで移行させることができる特殊材料から生成され、この材料は、赤外線放射の形態の放射線を放出する。基質成分及び追加成分で作られた複合材料の化学組成に関しては、装置に関して及び担体に関して上記で提供した情報を参照されたい。
【００９２】
本発明による基板支持要素は、半導体ウェーハの熱処理のための公知の担体に有利に置くことができる。有利なことに、本発明による担体は、複数の基板支持要素を含み、この基板支持要素は、それらのそれぞれの基板支持面が互いに平行に延びるように配置される。
【００９３】
例示的実施形態及び図面を用いて本発明を以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】半導体ウェーハを水平の向きに受け入れるように設計された本発明による基板の熱処理のための担体の例示的実施形態を描示する図である。
【図２】導体経路の電気接触が処理チャンバ内への単一電流フィードスルーを通じて達成される本発明による基板の熱処理のための照射装置の実施形態の断面図である。
【図３】本発明による基板の熱処理のための担体のための基板支持要素の第１の実施形態の上面及び底面の斜視図である。
【図４】基板の熱処理のための担体のための基板支持要素の第２の実施形態の上面図である。
【図５】２つの個々に電気制御可能な導体経路が適用された本発明による基板支持要素の第３の実施形態の底面の上面図である。
【図６】２つの個々に電気制御可能な導体経路が適用された本発明による基板支持要素の第４の実施形態の底面の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
図１は、全体的に参照番号１００を有する本発明による担体の実施形態の斜視図である。担体１００は、シリコンウェーハの熱処理に向けて設計され、例えば、半導体産業及び光電池産業に使用される。このタイプの担体は、英語では「スタック」としても公知である。
【００９６】
担体１００は、シリコンウェーハを水平の向きに受け入れるように設計された棚状構成を有する。図１に例示的に示す担体１００は、レベル毎に１つのシリコンウェーハを受け入れるための５つのレベル１０３ａ〜１０３ｅ及び１０３ｆ〜１０３ｊを各々が有する２つの受け入れフレーム１０２ａ、１０２ｂを含む。担体１００の合計受け入れ容量は、シリコンウェーハ１０個分である。担体１００及び受け入れフレーム１０２ａ、１０２ｂは、原理的には所望個数のウェーハを含むことができるように寸法決定することができる。
【００９７】
担体１００内では、受け入れフレーム１０２ａ、１０２ｂは、各々が単一部分に具現化される。担体は、無定形基質成分と追加成分とを含む複合材料から全部が生成される。
【００９８】
無定形基質成分は、９９．９９％の化学純度を有するシリカガラス基質であり、無定形基質成分のクリストバライト含有量は、０．２５％である。
【００９９】
この基質内に、非球形領域の形状にある元素シリコンで作られた相が均等に分散される。追加成分は、２％の重量比率（ｍ／ｍ）を有する。Ｓｉ相領域の最大寸法は、平均（中央値）で約１μｍから１０μｍの範囲にある。
【０１００】
複合材料は気密であり、それは、２．１９ｇ／ｃｍ３の密度を有し、かつ約１，１５０℃の温度まで空気中で安定している。
【０１０１】
担体１００は、視覚的に半透明から透明に見える。顕微鏡下で見た場合に、担体１００は開放気孔を持たず、いずれの閉鎖気孔も、平均で１０μｍよりも小さい最大寸法を有する。一方、介在Ｓｉ相が複合材料の不透明性に寄与し、複合材料の光学特性及び熱特性に対する効果を有する。高温では、複合材料は、高い熱放射吸収率及び高い放射率を示す。
【０１０２】
一代替実施形態（図示せず）では、担体全体は、単一部分に具現化され、担体１００の別の代替実施形態（同じく図示せず）では、それは、複数の基板支持要素から形成される。基板支持要素は互いに積み重ねることができ、又は基板支持要素を内部に受け入れる保持フレームを設けることができる。これは、例えば、ホルダフレームサイズ又は互いに積み重ねられる基板支持要素の個数を適切に選択することによってサイズ及び受け入れ容量を望むように選択することができるという利点を有する。
【０１０３】
レベル１０３ａ〜１０３ｅ及び１０３ｆ〜１０３ｊは同一に具現化され、従って、下記ではレベル１０３ａをレベル１０３ｂ〜１０３ｅ及び１０３ｆ〜１０３ｊを表す例として詳細に説明する。
【０１０４】
レベル１０３ａは、２００ｍｍの長さ（３０ｍｍの突出長を有する突出部１０６を含む縦辺１０５に対応する）を有する。レベル１０３ａの幅は、１５０ｍｍ（横辺１０４に対応する）である。レベル１０３ａの厚みは２ｍｍである。
【０１０５】
レベル１０３ａは、上部１０７と上部１０７に対向する底部１０９とを有する。上部１０７には、平坦基板のための支持面１０８として作用する凹部が設けられる。支持面１０８は矩形形状を有し、１０１ｍｍの長さと１０１ｍｍの幅とを有する。
【０１０６】
プラチナ抵抗ペーストを塗布して焼成することにより、底面１０５上に導体経路（図示せず）が生成される。導体経路は、底面１０５の一部分にしか割り当てられず、導体経路は、底面１０９の面のうちで支持面１０８と正反対にあって支持面１０８に対応する面積を有する部分にわたって延びる。導体は、渦巻き形の線パターンで延びる。導体経路を電流供給部（図示せず）に電気接続することを可能にするクランプ（図示せず）が、導体経路の両方の端部に設けられる。
【０１０７】
導体経路に電位が印加される場合に、導体経路は高温になる。同時に、担体１００は支持面１０８の領域内で加熱される。予め決められた温度からは、支持面１０８の放射率が有意に増大する。これは、基質に追加された元素シリコンで作られた相が半導体であり、半導体の価電子帯と伝導帯の間のエネルギ（バンドギャップエネルギ）が温度と共に低下し、従って、温度及び活性化エネルギが十分に高い場合に電子が価電子帯から伝導帯に横断し、それによってこれらの電子が価電子帯に戻る時にエネルギが熱放射の形態で放出されるという事実によって確かに推論することができる。更に、伝導帯の熱活性化による占有は、室温では特定の波長に関するある一定の範囲内で半導体材料に熱放射を放出させる。この効果は、担体の高温により、特に６００℃よりも高い担体温度で増幅される。導体経路は支持面１０８の反対に配置されるので、支持面１０８は、熱放射に対する板状の放射面として作用することができる。放出された熱放射の一部は、担体１００内にも結合され、従って、担体１００は全体的に熱放射を放出する。熱放射は、特に支持面１０８の領域におけるものである。
【０１０８】
放出された熱放射を支持面１０８上に置かれた基板の上に向けることができるように、例えば、反射器層（図示せず）が、底面１０５に適用された導体経路に更に適用される。反射器層は不透明シリカガラスを含み、約１．７ｍｍの平均層厚を有する。反射器層は、亀裂の欠如及び約２．１５ｇ／ｃｍ３の高い密度によって特徴付けられ、それは、１１００℃よりも高い温度まで耐熱性を有する。
【０１０９】
図２は、全体的に参照番号２００でラベル付けした半導体ウェーハを照射するための本発明による装置の断面図である。照射装置２００は、処理チャンバ２０２を封入するハウジング２０１を有する。処理チャンバ２０２内には、２つの受け入れフレーム２０４ａ、２０４ｂを有する担体２０３が配置される。受け入れフレーム２０４ａ、２０４ｂを電気接触させるために、ハウジング２０１を通して導通され、かつ受け入れフレーム２０４ａ、２０４ｂがそれを通じて電圧源（図示せず）に取り付けられる単一電流フィードスルー２２０が設けられる。
【０１１０】
図２で図１に用いたものと同じ参照番号を使用する場合に、これらの参照番号は、既出の図１で記述したものに同一又は同等な担体の構成要素に適用される。
【０１１１】
担体２０３は、それが複数の部分に具現化される点で図１に記載の担体１００から区別される。半導体ウェーハを受け入れるために、横辺２０６上に位置決めされた突出部２０７を通して円筒形横ロッド２０８内に挿入された基板支持要素２０５が設けられる。横ロッド２０８は、９９．９９％の純度を有するシリカガラスから生成される。横ロッド２０８のシリカガラスには、追加成分は追加されていない。
【０１１２】
横ロッド２０８には、支持要素の突出部２０７のうちの１つを挿入することができるスロット（図示せず）が設けられる。スロット深さは７ｍｍであり、スロット幅は４ｍｍであり、スロット間隔は１５ｍｍである。横ロッド２０８は円形の半径方向断面を有し、横ロッド２０８の直径は２０ｍｍである。
【０１１３】
横ロッド２０８内に挿入される基板支持要素２０５は、２００ｍｍの長さ（３０ｍｍの突出長を有する突出部２０７を含む縦辺２１０に対応する）と１５０ｍｍの幅（横辺２０６に対応する）とを有する。担体２０３は、互いに上下に配置された２０個のレベルに４０個の基板支持要素２０５を含み、２つの基板支持要素２０５は、各レベル内で互いに隣接して配置される。
【０１１４】
基板支持要素２０５は同一に具現化される。基板支持要素の各々の上面は、半導体を受け入れるための支持面２１２を有する。支持面２１２は、１０１ｍｍの幅と１０１ｍｍの長さと２ｍｍの基板支持要素高さとを有する。基板支持要素２０５は積層ガラスから生成される。積層ガラスは、２つの要素、具体的には支持面２１２を形成する第１の複合要素と、支持面２１２を取り囲む第２の複合要素とを含む。第１の複合要素は、９９．９９％の純度を有するシリカガラスを含む。第２の複合要素は、シリカガラスの基質をベースとし、かつ追加成分として３重量％の元素シリコンが追加された複合材料を含む。支持面２１２の底部には電流が通って流れる時に熱を発生するプラチナコーティングが追加される。
【０１１５】
支持面２１２のみが第２の複合要素、すなわち、複合材料から生成されるので、支持面２１２の領域のみが熱放射を直接に放出することができる。勿論、基板支持要素の他の領域も、熱放射、例えば、基板支持要素内に結合された何らかの放射線を放出することができる。しかし、通例ではそのような部分放射は、基板支持要素の全放射力と比較して無視することができる。この関連において、基板支持要素が、例えば、粗面の形態の脱結合ゾーンを第１の複合要素から第２の複合要素への移行領域内に有する時に有利であることが判明している。粗面は拡散器として作用し、無指向性、従って、均一な放射線放出に結び付けられる。基板支持要素内の放射力を低減するための代替手段は、第１の複合成分を熱放射吸収ドーピング剤でドープすることである。
【０１１６】
図３は、本発明の基板支持要素３００の２つの図（Ｉ、ＩＩ）を示している。
【０１１７】
図Ｉは、基板支持要素３００の上面（Ａ）の斜視立面図を提供し、図ＩＩは、基板支持要素３００の底面（Ｂ）を示している。
【０１１８】
基板支持要素３００は２つの材料から生成され、具体的には支持面３０４を取り囲む領域３１０内ではシリカガラスで作られ、支持面３０４の領域内では複合材料で作られる。複合材料は、シリカガラスで作られた基質を含む。基質は、視覚的に半透明から透明に見える。顕微鏡下で見た場合に、複合材料は開放気孔を持たず、いずれの閉鎖気孔も、平均で１０μｍよりも小さい最大寸法を有する。非球形領域の形状にある元素シリコンで作られた相がこの基質内に均等に分散される。元素シリコンで作られた相の重量比は５％である。Ｓｉ相領域の最大寸法は、平均（中央値）で約１μｍから１０μｍの範囲にある。複合材料は気密であり、それは、２．１９ｇ／ｃｍ３の密度を有し、かつ約１２００℃の温度まで空気中で安定している。
【０１１９】
一方、介在Ｓｉ相が複合材料の不透明性に寄与し、複合材料の光学特性及び熱特性に対する効果を有する。高温では、複合材料は、高い熱放射吸収率及び高いエミッタンスを示す。
【０１２０】
複合材料の放射率は、室温では積分球（ウルブリヒト球としても公知）を用いて測定される。ウルブリヒト球は、有向半球スペクトル反射率Ｒｇｈ及び有向半球スペクトル透過率Ｔｇｈの測定を可能にし、これらから垂直スペクトル放射率が計算される。放射率は、上述の「黒体境界条件」（ＢＢＣ）測定原理を用いて、ＢＢＣ試料チャンバが追加の光学系を通して結合されたＦＴＩＲ分光計（Ｂｒｕｋｅｒ  ＩＦＳ  ６６ｖフーリエ変換赤外線分光計（ＦＴＩＲ））を用いて高温で２μｍから１８μｍまでの波長領域で測定される。この試料チャンバは、試料マウントの前及び背後の半空間内に温度制御可能黒体環境と検出器を有するビーム射出開口部とを有する。試料は、別個のオーブン内で予め決められた温度まで加熱され、予め決められた温度に設定された黒体環境を有する試料チャンバのビーム経路に測定に向けて移動される。検出器によって取り込まれた強度は、放出成分、反射成分、及び透過成分、すなわち、試料自体によって放出された強度、試料上に前側半空間から入射し、この試料によって反射された強度、及び試料上に後側半空間から入射し、この試料によって透過された強度から構成される。放射率、反射率、及び透過率の個々のパラメータを決定するためには３回の測定を実施しなければならない。
【０１２１】
２μｍから４μｍまでの波長領域で複合材料に対して測定された放射率は温度に依存する。温度が高い程、放出は強い。６００℃では、２μｍから４μｍまでの波長領域の垂直エミッタンスは０．６よりも大きい。１０００℃では、２μｍと８μｍの間の全ての波長領域の垂直エミッタンスは０．７５よりも大きい。
【０１２２】
基板支持要素３００は、２つの縦辺３０１ａ、３０１ｂと２つの横辺３０２ａ、３０２ｂとを有する。横辺３０２ａ、３０２ｂの各々の上には、基板支持要素３００を保持フレーム（図示せず）の横ロッドに取り付けることができる２つの突出部３０３が配置される。
【０１２３】
基板支持要素３００は、３００ｍｍの長さ（３０ｍｍの突出長を有する各突出部３０３を含む縦辺３０１ａ及び３０１ｂに対応する）と２００ｍｍの幅（横辺３０２ａ、３０２ｂに対応する）とを有する。基板支持要素３００の厚みは４ｍｍである。
【０１２４】
基板支持要素３００の上部（Ａ）上に矩形凹部の形状にある支持面３０４が半導体のために設けられる。支持面３０４は矩形形状を有し、１２１ｍｍの長さと１２１ｍｍの幅とを有する。支持面３０４は、基板のための支持面と熱放射に対する放射面との両方として作用する。放射線の方向を方向矢印３０８に示している。
【０１２５】
底面（Ｂ）の上面には、プラチナ抵抗ペーストから生成された導体経路３０５が適用される。導体経路３０５は蛇行進路を有する。導体経路３０５の各端部には電気エネルギを供給する接点３０６が溶接される。導体経路３０５は、支持面３０４に対応する面区域３０７内を延びる。隣接する導体経路セグメント間の距離は２ｍｍである。導体経路３０５は、１ｍｍの幅と２０μｍの厚みとを有する少なくとも０．０２ｍｍ２の断面積を有する。薄い厚みの理由から、高価な導体経路材料の材料部分は、その効率と比較して低い。導体経路３０５は、基板支持要素３００の底面との直接接触を有し、従って、可能な最大量の熱が基板支持要素３００内に伝達される。
【０１２６】
支持面３０７と導体経路３０５の両方は、不透明シリカガラスで作られた反射器層３０９によって覆われる。反射器層３０９は、１．７ｍｍの平均層厚を有する。反射器層３０９は、約２．１５ｇ／ｃｍ３の高い密度で特徴付けられる。更に、反射器層３０９は、１１００℃よりも高い温度までの耐熱性を有する。反射器層３０９は、導体３０５を完全に覆い、それによって導体３０５を環境からの化学的影響及び機械的影響から保護する。更に、反射器層３０９は、基板支持要素によって放出された放射線を底面の方向に反射し、かつこの放射線を支持面３０４上に置かれたあらゆる基板に向けて反射して戻す。
【０１２７】
図４は、基板支持要素４００の代替実施形態の底面４０１の上面図である。
【０１２８】
基板支持要素４００は、その基質成分がシリカガラスである複合材料から全部が生成され、元素シリコンで作られた相が、このシリカガラスに３％の濃度で追加される。
【０１２９】
底面４０１の上には銀ペーストで作られた導体経路４０２が印刷されて焼成される。導体経路４０２は、湾曲区域が急激に先細になった蛇行進路を有する。これは、丸形湾曲経路とは対照的に、基板支持要素の縁部領域が導体経路の低い被覆密度を有するという利点を有する。これは、作動中に縁部領域が基板支持要素４００の中心領域と比較して過度に加熱されないことを確実にする。従って、この導体経路形状は、その上に位置決めされたあらゆる基板の可能な最も均一な放射に寄与する。更に、反射器が底面４０１、特に導体４０２に適用されておらず、従って、底面４０１の領域内で放出された放射線は、その下に配置された隣接基板を照射するのに利用可能である。
【０１３０】
図５は、全体的な参照番号５００を有する本発明の基板支持要素の底部の上面図である。底面にかつ支持面に対応して適用されているのは、プラチナで作られた２つの導体経路５０１、５０２であり、これらの各々に電圧を個々に印加することができる。導体経路５０１、５０２は、個々に電気制御可能であり、すなわち、これらの導体経路は、異なる作動電圧又は作動電流を用いて作動させることができるので、作動電圧又は作動電流を適切に選択することにより、加熱される基板上の望ましい温度分布を簡単かつ迅速に設定することができる。
【０１３１】
図６は、本発明の基板支持要素６００の第４の実施形態の底面の上面図である。基板支持要素６００は、各々が個々に電気制御可能な２つの導体経路６０１、６０２を含む。
【０１３２】
熱基板処理中に、基板の縁部領域は、多くの場合にその中心領域よりも強く加熱されることが見出されている。可能な最も均一な温度分布は、異なる作動電流又は作動電圧を用いて互いに独立に作動させることができる導体経路が縁部領域と中心領域に割り当てられるという点で加熱される基板上で達成される。図６では、導体経路６０２は、基板縁部領域に割り当てられ、導体経路６０１は、基板中心領域に割り当てられる。導体経路６０１、６０２に印加される作動電圧又は作動電流を変えることにより、基板の均一な照射を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１００  担体
１０２  受け入れフレーム
１０３  レベル
１０５  底面
１０８  支持面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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