(57)【要約】【課題】チャンバ内で基板が割れることがあっても、簡単な構造で基板の破片の飛散を抑制する。【解決手段】熱処理装置１は、基板９を熱処理する空間を形成するチャンバ本体６、チャンバ本体６内において基板９を保持するサセプタ７、サセプタ７からの熱エネルギーを反射するヒータリフレクタ３０、チャンバ本体６の底面に対してサセプタ７を昇降するサセプタ昇降機構４、サセプタ７の外周に配置されるライナ２０、および、基板９に光を照射して基板９を加熱する光照射部５を備える。熱処理装置１では、ライナ２０とヒータリフレクタ３０とにより、サセプタ７の外周にてラビリンス構造６０を形成することにより、熱処理を行う際にチャンバ６５内で基板９が割れることがあっても、基板９の破片の飛散を抑制できる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、
基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内において基板を保持しつつ前記基板を加熱する保持部と、前記保持部から放射される熱エネルギーを少なくとも前記保持部の外周にて反射する熱反射部と、
前記保持部の外周に配置され、前記熱反射部とともに前記チャンバ本体内にラビリンス構造を形成する環状部と、を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理装置であって、
前記熱反射部が、
前記保持部の外周を囲む筒部と、
前記筒部が分離可能に載置され、前記保持部の基板を保持する側の面とは反対側の面を覆う底部と、を有することを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱処理装置であって、
前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、
前記熱反射部が前記保持部と共に昇降し、前記熱反射部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の熱処理装置であって、基板に光を照射して前記基板を加熱する光照射部をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、
基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内において基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持される基板を加熱する加熱部と、
前記保持部の外周を囲むライナと、
前記保持部の外周に配置されて前記ライナとともに前記チャンバ本体内にラビリンス構造を形成する環状部と、を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の熱処理装置であって、
前記ライナが、前記チャンバ本体に対して着脱自在とされることを特徴とする熱処理装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の熱処理装置であって、
前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、
前記環状部が前記保持部と共に昇降し、前記環状部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項８】
基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、
基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内において基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持される基板を加熱する加熱部と、
前記保持部の外周にてラビリンス構造を形成する第１環状部および第２環状部と、を備え、
前記第１環状部が、
前記保持部の外周を囲む第１円筒部と、
前記第１円筒部の前記保持部に保持される基板側の端部から外側に広がる第１支持部と、を有し、
前記第２環状部が、
前記第１円筒部の外周を囲むとともに前記第１支持部から所定の間隙を隔てて配置される第２円筒部と、
前記第２円筒部の前記第１支持部とは反対側の端部から内側に広がるとともに前記第１円筒部のもう一方の端部から所定の間隙を隔てて配置される第２支持部と、を有することを特徴とする熱処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の熱処理装置であって、
前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、
前記第２環状部が前記保持部と共に昇降し、前記第２環状部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１０】
請求項５ないし９のいずれかに記載の熱処理装置であって、
前記加熱部が、基板に光を照射して前記基板を加熱する光照射部であることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１１】
請求項４または１０に記載の熱処理装置であって、
前記光照射部がフラッシュランプを有することを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体基板等（以下、単に「基板」という。）の製造の様々な段階において基板に対する熱処理が行われており、熱処理方法の１つとして急速加熱工程（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ、以下、「ＲＴＰ」という。）が利用されている。ＲＴＰでは、処理室内の基板をハロゲンランプ等で加熱して短時間で所定の温度まで昇温することにより、酸化膜等の絶縁膜の薄膜化、イオン注入法により添加した不純物の活性化工程における不純物の再拡散抑制等、従来の電気炉による長時間の熱処理では困難であった処理を実現することができる。近年、基板の加熱源としてフラッシュランプを用いて、さらに短時間で基板を加熱する技術も提案されている。
【０００３】
ところで、ＲＴＰに限らず、基板に熱処理を行う熱処理装置では、基板の表面に不要な粒子が付着して品質を劣化させることがないように熱処理室内を清浄に保つ必要があり、不要な粒子（パーティクル）等により熱処理室内が汚染されるのを防止するために様々な技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、基板を支持するサセプタのエッジ部と予備加熱リングのエッジ部とが相補型階段形状を有することよりサセプタ裏面への不要物の蒸着を防止して、不要物が剥離した際のパーティクルの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、基板を加熱する発熱板と、熱反射板カバーとを気密に溶接することにより、発熱板の裏面等における不要物の蒸着を防止する技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３の気相成長装置では、サセプタとリングのそれぞれのエッジ部から垂下されるスカート部を近接対面させて配置することにより、サセプタの破損を防止しつつサセプタ裏面や熱処理室内の壁面への不要物の蒸着を抑制する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−７８８６３号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２６７８８号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２４７０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱処理室内の汚染原因は、上述のような蒸着した不要物が剥離する際に発生するパーティクル以外にも、処理中に割れた基板の破片等がある。特に、フラッシュランプを用いて行う熱処理においては、極めて短時間に基板の表面温度を上昇させるために、表面の急速な熱膨張により基板が粉々に割れることがある。
【０００９】
従来の装置では、割れた基板の破片は熱処理室内の広い範囲に飛散し、複雑な構造の間隙等にも入り込むため、汚染原因を除去して装置を復旧するには熱処理室を開放して内部を清掃する必要があり、多大な時間と労力を要してしまう。このような破片の飛散を、基板を保持するサセプタ近辺にて抑制する一手法としてサセプタを大きくすることが考えられるが、この手法は熱処理装置全体の大型化に直結するため現実的ではない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、熱処理室内で基板が割れた場合であっても、簡単な構造で基板の破片の飛散を抑制することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、前記チャンバ本体内において基板を保持しつつ前記基板を加熱する保持部と、前記保持部から放射される熱エネルギーを少なくとも前記保持部の外周にて反射する熱反射部と、前記保持部の外周に配置され、前記熱反射部とともに前記チャンバ本体内にラビリンス構造を形成する環状部とを備える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱処理装置であって、前記熱反射部が、前記保持部の外周を囲む筒部と、前記筒部が分離可能に載置され、前記保持部の基板を保持する側の面とは反対側の面を覆う底部とを有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の熱処理装置であって、前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、前記熱反射部が前記保持部と共に昇降し、前記熱反射部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱処理装置であって、基板に光を照射して前記基板を加熱する光照射部をさらに備える。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、前記チャンバ本体内において基板を保持する保持部と、前記保持部に保持される基板を加熱する加熱部と、前記保持部の外周を囲むライナと、前記保持部の外周に配置されて前記ライナとともに前記チャンバ本体内にラビリンス構造を形成する環状部とを備える。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の熱処理装置であって、前記ライナが、前記チャンバ本体に対して着脱自在とされる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の熱処理装置であって、前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、前記環状部が前記保持部と共に昇降し、前記環状部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成される。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、基板に加熱を伴う処理を行う熱処理装置であって、基板を処理する空間を形成するチャンバ本体と、前記チャンバ本体内において基板を保持する保持部と、前記保持部に保持される基板を加熱する加熱部と、前記保持部の外周にてラビリンス構造を形成する第１環状部および第２環状部とを備え、前記第１環状部が、前記保持部の外周を囲む第１円筒部と、前記第１円筒部の前記保持部に保持される基板側の端部から外側に広がる第１支持部とを有し、前記第２環状部が、前記第１円筒部の外周を囲むとともに前記第１支持部から所定の間隙を隔てて配置される第２円筒部と、前記第２円筒部の前記第１支持部とは反対側の端部から内側に広がるとともに前記第１円筒部のもう一方の端部から所定の間隙を隔てて配置される第２支持部とを有する。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の熱処理装置であって、前記保持部を前記チャンバ本体の底面に対して昇降する昇降機構をさらに備え、前記第２環状部が前記保持部と共に昇降し、前記第２環状部が前記底面に対して上昇した状態において前記ラビリンス構造が形成される。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項５ないし９のいずれかに記載の熱処理装置であって、前記加熱部が、基板に光を照射して前記基板を加熱する光照射部である。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項４または１０に記載の熱処理装置であって、前記光照射部がフラッシュランプを有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る熱処理装置１の構成を示す図であり、熱処理装置１は半導体基板９（以下、「基板９」という。）に光を照射して加熱を伴う処理を行う装置である。
【００２３】
熱処理装置１は、略円筒状の内壁を有するチャンバ側部６３、チャンバ側部６３の下部を覆うチャンバ底部６２、および、チャンバ側部６３の上部を覆う透光板６１を備え、これらにより基板９を熱処理する空間（以下、「チャンバ」という。）６５を形成するチャンバ本体６が構成される。
【００２４】
また、熱処理装置１は、チャンバ本体６内において基板９を保持しつつ基板９を加熱するサセプタ７、サセプタ７から放射される熱エネルギーを反射するヒータリフレクタ３０、サセプタ７をチャンバ本体６の底面であるチャンバ底部６２に対して昇降するサセプタ昇降機構４、サセプタ７の外周に配置されるライナ２０、サセプタ７に保持される基板９に光を照射して基板９を加熱する光照射部５、および、これらの構成を制御して熱処理を行う制御部８を備える。
【００２５】
透光板６１は、例えば、石英等の赤外線透過性を有する材料により形成され、光照射部５からの光を透過してチャンバ６５に導くチャンバ窓として機能する。
【００２６】
チャンバ底部６２およびチャンバ側部６３は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されており、チャンバ底部６２には、サセプタ７を貫通して基板９をその下面（光照射部５からの光が照射される側とは反対側の面）から支持するための複数の支持ピン７０が立設されている。
【００２７】
チャンバ側部６３は、基板９の搬入および搬出を行うための開口部６６を有し、開口部６６は、軸６７を中心に回動するゲートバルブ６８により開閉可能とされる。チャンバ側部６３の開口部６６と反対側の部位にはチャンバ６５に処理ガス（例えば、窒素（Ｎ２）ガス）を導入する導入路７８が設けられ、開閉弁８０を介して図示省略の供給装置に接続される。また、開口部６６にはチャンバ内の気体を排出する排出路７９が形成され、開閉弁８１を介して図示省略の排気装置に接続される。
【００２８】
サセプタ７は、基板９を予備加熱（いわゆる、アシスト加熱）する加熱プレート７４、および、加熱プレート７４の上面（サセプタ７が基板９を保持する側の面）に設置される熱拡散板７３を有し、熱拡散板７３の上面には、基板９の位置ずれを防止するピン７５が設けられる。また、加熱プレート７４の下面側には、サセプタ７を支持する筒状体４１が設けられる。
【００２９】
加熱プレート７４は、窒化アルミニウムにより形成され、その内部に図示省略のヒータと、そのヒータを制御するためのセンサとを有する。熱拡散板７３は、不純物の少ないサファイア（Ａｌ２Ｏ３：酸化アルミニウム）や石英等により形成され、加熱プレート７４から放射される熱エネルギーを拡散する。
【００３０】
ヒータリフレクタ３０は、石英により形成され、サセプタ７および筒状体４１の周囲に配置される。図２はヒータリフレクタ３０を示す斜視図である。ヒータリフレクタ３０は、図１に示すサセプタ７の外周を囲む環状のリフレクタ円筒部３１、サセプタ７の基板９を保持する側の面とは反対側の面を覆うリフレクタ底部３２、および、筒状体４１を囲むリフレクタ下部３３を有し、リフレクタ底部３２上にはリフレクタ円筒部３１が分離可能に載置される。ここで、サセプタ７の外周とは、サセプタ７の基板９を保持する側の面のエッジから、反対側の面のエッジへと伸びる面（すなわち、略円板状のサセプタ７の側面）の周囲、さらに換言すれば、サセプタ７に保持される基板９の径方向外側を指す。
【００３１】
リフレクタ底部３２には、複数の支持ピン７０がそれぞれ貫通する貫通孔３４が形成される。また、ヒータリフレクタ３０の表面全体は、ブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈し、加熱プレート７４からの熱エネルギーが熱拡散板７３以外に伝導することを抑制する。
【００３２】
図１に示すように、サセプタ昇降機構４は、移動板４２、ガイド部材４３、固定板４４、ボールネジ４５、連結部材４６および４７、ナット４８並びにモータ４０を有する。移動板４２は、筒状体４１を介してサセプタ７に、連結部材４６および４７を介してナット４８に連結され、チャンバ底部６２に上端が固定されたガイド部材４３により案内されて昇降可能とされる。モータ４０は、ガイド部材４３の下端部に取り付けられる固定板４４の中央部に設置され、ボールネジ４５が接続される。サセプタ昇降機構４によりサセプタ７が昇降する際には、制御部８の制御によりモータ４０がボールネジ４５を回転し、ナット４８に連結される移動板４２がガイド部材４３に沿って移動し、それに伴いサセプタ７が図１中のＺ方向に滑らかに移動する。
【００３３】
また、移動板４２にはヒータリフレクタ３０の下端（すなわち、リフレクタ下部３３のリフレクタ底部３２と反対側の端）が固定され、サセプタ７が昇降する際には、ヒータリフレクタ３０もサセプタ７と共に昇降する。
【００３４】
移動板４２とチャンバ底部６２との間には、筒状体４１およびリフレクタ下部３３の周囲を囲む伸縮自在の蛇腹７７が設けられる。蛇腹７７の一方の端はチャンバ底部６２に、他方の端は移動板４２に接続され、チャンバ６５を気密状態に保つ。サセプタ昇降機構４によりサセプタ７およびヒータリフレクタ３０がチャンバ底部６２に対して上昇する際には蛇腹７７は収縮され、下降する際には蛇腹７７が伸張される。
【００３５】
ライナ２０は、例えば、石英により形成され、チャンバ６５内においてサセプタ７の外周を囲むように、チャンバ底部６２およびチャンバ側部６３に沿ってチャンバ本体６に対して着脱自在に取り付けられる。
【００３６】
図３は、ライナ２０を示す斜視図である。ライナ２０は、図１に示すチャンバ底部６２の内壁面を覆うライナ底部２４と、チャンバ側部６３の内壁面を覆うライナ側部２５と、ライナ側部２５の上端（ライナ底部２４とは反対側のエッジ）からチャンバ６５の内側へと広がるライナリング部２６、および、ライナリング部２６の内側のエッジからライナ底部２４へと広がるライナ円筒部２７を一体的に有する環状の部材とから構成される。なお、図３では、ライナ底部２４を下段に、ライナ側部２５、ライナリング部２６およびライナ円筒部２７を上段に示している。
【００３７】
ライナ２０では、ライナ側部２５はライナ底部２４と、ライナリング部２６はライナ側部２５と分離可能とされるため、ライナ２０をチャンバ本体６に容易に着脱することができる。
【００３８】
ライナ底部２４には、筒状体４１およびリフレクタ下部３３が挿入される貫通孔２１、並びに、支持ピン７０が挿入される貫通孔２２が形成され、貫通孔２１および２２の周縁部には、チャンバ６５の内側へと若干突出する円環状の突出部２８が設けられる。なお、貫通孔２２が形成される位置は、図２に示すリフレクタ底部３２に形成される貫通孔３４の位置と対応する。
【００３９】
ライナ側部２５には、ライナ２０をチャンバ本体６に取り付ける際に開口部６６とチャンバ６５とを連通させる開口２３、および、導入路７８から排出路７９へと流れる処理ガスが通過するための流路（図示省略）が形成される。また、ライナ２０の外側の表面（すなわち、チャンバ底部６２およびチャンバ側部６３に対向する面）は、ブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。
【００４０】
図１に示す光照射部５は、複数（本実施の形態においては２５本）のキセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」という。）６９、および、リフレクタ７１を有する。複数のフラッシュランプ６９は、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向がサセプタ７に保持される基板９の主面に沿って互いに平行に平面状に配列されている。リフレクタ７１は、複数のフラッシュランプ６９の上方にそれら全体を覆うように設けられ、その表面はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。また、光照射部５と透光板６１との間には、赤外線を透過する石英ガラスの表面に光拡散加工を施した光拡散板７２が設けられる。
【００４１】
図４および図５は、基板９を熱処理する際の熱処理装置１の動作の流れを示す図である。本実施の形態では、基板９はイオン注入法により不純物が添加された半導体基板であり、熱処理装置１による熱処理により添加された不純物の活性化が行われる。
【００４２】
熱処理装置１により基板９が熱処理される際には、まず、サセプタ７が図１に示すようにチャンバ底部６２に近接した位置に配置される。以下、図１におけるサセプタ７およびヒータリフレクタ３０のチャンバ６５内における位置を「受渡位置」という。サセプタ７およびヒータリフレクタ３０が受渡位置にあるとき、支持ピン７０の先端は、サセプタ７およびヒータリフレクタ３０を貫通してサセプタ７の上方に位置する。次に、開口部６６が開放され、制御部８により制御される搬送ロボット（図示省略）により開口部６６を介して基板９がチャンバ６５内に搬入され（ステップＳ１１）、複数の支持ピン７０上に載置される。
【００４３】
その後、ゲートバルブ６８により開口部６６が閉鎖され（ステップＳ１２）、開閉弁８０および８１が開かれてチャンバ６５内に常温の窒素ガスが導入される（ステップＳ１３）。サセプタ昇降機構４によりサセプタ７およびヒータリフレクタ３０は、図６に示すように透光板６１に近接した位置まで上昇し（ステップＳ１４）、サセプタ７の周囲にラビリンス構造６０が形成される。このとき、基板９は支持ピン７０からサセプタ７へと渡され、サセプタ７に保持される。そして、サセプタ７およびヒータリフレクタ３０がチャンバ底部６２に対して上昇した状態において熱処理が行われる。以下、図６に示すサセプタ７およびヒータリフレクタ３０のチャンバ６５内における位置を「処理位置」という。なお、サセプタ７と透光板６１との間の距離は、サセプタ昇降機構４のモータ４０の回転量を制御することにより任意に調整することが可能である。
【００４４】
サセプタ７は、加熱プレート７４に内蔵されたヒータにより予め所定の温度に加熱されており、基板９はサセプタ７（正確には、熱拡散板７３）と接触することにより予備加熱され（ステップＳ１５）、基板９の温度が次第に上昇する。このとき、熱拡散板７３により加熱プレート７４からの熱エネルギーが拡散されるため、基板９は均一に予備加熱される。また、サセプタ７から放射される熱線等の熱エネルギーは、サセプタ７の外周にてリフレクタ円筒部３１により、サセプタ７の底面側にてリフレクタ底部３２により反射されて周囲への熱伝導が抑制されるため、サセプタ７からの熱エネルギーを効率的に基板９の予備加熱に利用することができる。
【００４５】
基板９の表面温度は加熱プレート７４内の温度センサにより間接的に継続して計測され（ステップＳ１６）、計測された温度が設定された予備加熱温度（以下、「設定温度」という。）に到達したか否かが判断される（ステップＳ１７）。
設定温度は、基板９に添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし６００℃程度、好ましくは３５０℃ないし５５０℃程度とされる。
【００４６】
基板９の表面温度が設定温度よりも低い場合には、ステップＳ１５に戻って予備加熱が継続され、基板９の表面温度の計測および確認（ステップＳ１５，Ｓ１６）が、基板９の表面温度が設定温度以上になるまで繰り返される（ステップＳ１７）。表面温度が設定温度以上になると、制御部８の制御により光照射部５から基板９へ向けてフラッシュ光が照射される（ステップＳ１８）。このとき、光照射部５のフラッシュランプ６９から放射される光の一部は光拡散板７２および透光板６１を透過して直接チャンバ６５内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ７１により反射されてから光拡散板７２および透光板６１を透過してチャンバ６５内へと向かい、これらの光の照射により基板９の加熱（以下、予備加熱と区別するため、基板９の表面温度を処理温度まで上昇させる加熱を「主加熱」という。）が行われる。このように、主加熱が光の照射により行われることによって、基板９の表面温度を短時間で昇降することができる。
【００４７】
光照射部５、すなわち、フラッシュランプ６９から照射される光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリ秒ないし１０ミリ秒程度の極めて短く強い閃光であり、フラッシュランプ６９からの光により主加熱される基板９の表面温度は、瞬間的に１０００℃ないし１１００℃程度の処理温度まで上昇し、基板９に添加された不純物が活性化される。このとき、基板９の表面温度が極めて短い時間で処理温度まで上昇して急速に下降するため、基板９に添加された不純物の熱による拡散（この拡散現象を、基板９中の不純物のプロファイルがなまる、ともいう。）を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。
【００４８】
また、主加熱の前に加熱プレート７４により基板９を予備加熱しておくことにより、フラッシュランプ６９からの光の照射によって基板９の表面温度を処理温度まで速やかに上昇させることができる。
【００４９】
なお、主加熱の際にフラッシュランプ６９からの光がライナ２０に入射することがあっても、ブラスト処理により粗面化されたライナ２０の外面（チャンバ本体６に対向する面）により光がある程度遮られるため、チャンバ本体６の内側の表面が光に曝されて変質、あるいは、劣化する現象を抑制することができる。
【００５０】
主加熱の終了後、サセプタ昇降機構４によりサセプタ７およびヒータリフレクタ３０が再び図１に示す受渡位置まで下降し（ステップＳ１９）、基板９がサセプタ７から支持ピン７０へと渡される。続いて、開閉弁８０および８１が閉じられて窒素ガスの導入が停止され（ステップＳ２０）、ゲートバルブ６８により閉鎖されていた開口部６６が開放される（ステップＳ２１）。支持ピン７０上に載置された基板９は搬送ロボットにより搬出され（ステップＳ２２）、熱処理装置１による一連の熱処理動作が完了する。
【００５１】
ところで、フラッシュランプを用いて行う熱処理においては、フラッシュランプからの光の照射により極めて短時間に基板の表面温度を上昇させるため、光が照射された側の表面の急速な熱膨張により基板が粉々に割れて飛散することがある。
【００５２】
熱処理装置１では、図６に示すようにサセプタ７およびヒータリフレクタ３０がチャンバ底部６２に対して上昇した状態、すなわち、サセプタ７およびヒータリフレクタ３０が処理位置に配置された状態において、ライナ２０がヒータリフレクタ３０とともに、チャンバ本体６内のサセプタ７および基板９の周囲にラビリンス構造６０を形成するため、熱処理中に基板９が割れることがあっても、基板９の破片の飛散は、ラビリンス構造６０、リフレクタ底部３２および透光板６１により囲まれる空間（以下、「処理空間」という。）６５１内で抑えられ、その外側には破片はほとんど飛散しない。
【００５３】
ラビリンス構造６０は具体的には、サセプタ７の外周に配置されるライナ円筒部２７、ライナ円筒部２７のサセプタ７に保持される基板９側の端部から外側に広がるライナリング部２６、ライナ円筒部２７の外周を囲むリフレクタ円筒部３１、および、リフレクタ円筒部３１のライナリング部２６とは反対側の端部から内側に広がるリフレクタ底部３２により形成される。リフレクタ円筒部３１はライナリング部２６から所定の間隙を隔てて配置され、リフレクタ底部３２はライナ円筒部２７のライナリング部２６とは反対側の端部から所定の間隙を隔てて配置される。
【００５４】
このように、熱処理装置１では、ライナ２０とヒータリフレクタ３０とによりサセプタ７の外周にてラビリンス構造６０が形成されるため、基板９の被処理面側の処理空間６５１がチャンバ６５内の他の空間から分離され、チャンバ６５内で基板９が割れることがあっても、簡単な構造で基板の破片の飛散を抑制することができる。その結果、サセプタ７をチャンバ本体６から取り出すことなく、サセプタ７の近傍の清掃のみで熱処理装置１を復旧することができ、熱処理工程のダウンタイムを低減し、熱処理装置１の稼働率を向上することができる。
【００５５】
また、リフレクタ円筒部３１とリフレクタ底部３２とが分離可能とされるため、ヒータリフレクタ３０のコーナ部（すなわち、リフレクタ円筒部３１とリフレクタ底部３２との接触部近傍）を容易に清掃することができる。
【００５６】
さらに、ライナ２０がチャンバ本体６に対して着脱可能とされるため、処理空間６５１の外側まで基板９の破片が飛散するような破損が発生した場合、あるいは、軽度の破損が繰り返された場合であっても、ライナ２０を取り外して容易に清掃することができる。また、ライナ底部２４に図３に示す突出部２８が設けられているため、ライナ２０を取り外さずに清掃しても貫通孔２１または２２から破片が落下することを防止できる。なお、このようなライナ２０の清掃をより容易にするために、ライナ２０の内側の表面（既述のブラスト処理が施された表面以外の表面）は平滑にされることが好ましい。
【００５７】
熱処理装置１では、チャンバ６５内における窒素ガスの流れや、チャンバ本体６の熱分布の不均一等の影響により基板９の温度分布がばらつく（具体的には、導入路７８および開口部６６の側で低温となり、その他の部分で高温となる）ことがあるが、ラビリンス構造６０により処理空間６５１における窒素ガスの流れが抑制される（整流されると捉えることもできる。）ことにより、基板９の温度分布のばらつきを抑制することができる。
【００５８】
また、熱処理装置１では、図６に示すようにヒータリフレクタ３０がサセプタ７とともに上昇し、ヒータリフレクタ３０がチャンバ底部６２から上昇した状態において、チャンバ６５内にラビリンス構造６０が形成されるため、熱処理装置１の構造を簡素化することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００６０】
例えば、光照射部５では、フラッシュランプ６９の数、配列または形状は上記実施の形態に示したものに限定されず、熱処理される基板９の大きさ等の諸条件に合わせて適宜変更が可能である。また、キセノンフラッシュランプに代えて、クリプトンフラッシュランプが用いられてもよく、フラッシュランプでないハロゲンランプ等の他の光源が用いられてもよい。さらには、基板９の主加熱は光の照射以外の手法により行われてもよく、予備加熱が省かれてもよい。例えば、加熱プレート７４のみによって加熱を伴う処理が行われてもよい。
【００６１】
ヒータリフレクタ３０では、リフレクタ円筒部３１とリフレクタ底部３２とは一体的に形成されてもよい。また、サセプタ７から下方へと放射される熱エネルギーが許容範囲内である、または、サセプタ７の下面が別部材で覆われている等の場合は、リフレクタ底部３２は省略されてもよい。リフレクタ底部３２が省略される場合であっても、基板９の大きな破片をラビリンス構造６０およびサセプタ７により処理空間６５１内部に留めることができ、清掃を容易に行うことができる。なお、比較的小さな破片がサセプタ７とライナ円筒部２７との間隙から処理空間６５１の外側のチャンバ６５内に飛散したとしても、ライナ底部２４等を清掃することにより容易に熱処理装置１を復旧することができる。
【００６２】
ラビリンス構造６０は、必ずしもライナ２０とヒータリフレクタ３０とにより形成される必要はなく、例えば、ライナ２０に代えて透光板６１から垂下される円筒状の部材が設けられてもよい。また、ヒータリフレクタ３０に代えてヒータリフレクタ３０を保護する保護部材等の他の環状の部材が利用されてもよい。もちろん、ラビリンス構造を形成するために必要に応じて別途環状の部材が設けられてもよい。
【００６３】
熱処理装置１では、基板９に対して、不純物の活性化処理以外にも、酸化、アニール、ＣＶＤ等の様々な加熱を伴う処理が行われてよい。また、熱処理装置１は、半導体基板のみならず、液晶表示装置やプラズマ表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板に対する熱処理にも利用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明では、チャンバ本体内で基板が割れた場合であっても、簡単な構造で基板の破片の飛散を抑制することができる。
【００６５】
請求項２の発明では、筒部と底部との接触部近傍を容易に清掃することができる。
【００６６】
請求項３、７および９の発明では、熱処理装置の構造を簡素化することができる。
【００６７】
請求項６の発明では、ライナを容易に清掃することができる。
【００６８】
請求項１１の発明では、基板の表面温度を短時間で昇降することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一の実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す図である。
【図２】ヒータリフレクタを示す斜視図である。
【図３】ライナを示す斜視図である。
【図４】熱処理装置の動作の流れを示す図である。
【図５】熱処理装置の動作の流れを示す図である。
【図６】熱処理装置の構成を示す他の図である。
【符号の説明】
１  熱処理装置
４  サセプタ昇降機構
５  光照射部
６  チャンバ本体
７  サセプタ
９  基板
２０  ライナ
２６  ライナリング部
２７  ライナ円筒部
３０  ヒータリフレクタ
３１  リフレクタ円筒部
３２  リフレクタ底部
６０  ラビリンス構造
６２  チャンバ底部
６５  チャンバ
６９  フラッシュランプ
Ｓ１１〜Ｓ２２  ステップ
【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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