(57)【要約】【課題】成膜プロセス中に、基板の迅速な温度変化を実現するとともに、基板の温度分布を制御する。【解決手段】拡散板１０には、基板４の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部１０ｂが形成されており、非開口部１０ａは、基板加熱ヒータから照射された輻射エネルギーを拡散する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板であって、
被加熱物および加熱手段のそれぞれに対し、隙間を有するように配置されており、
被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、少なくとも１つの開口部が形成されており、
非開口部は、加熱手段から照射された輻射エネルギーを拡散するようになっていることを特徴とする拡散板。
【請求項２】
開口部は、相対的に加熱温度を高くすべき領域と重なるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の拡散板。
【請求項３】
開口部は、被加熱物の温度分布が均一になるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の拡散板。
【請求項４】
開口部は、被加熱物の温度が不均一になるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の拡散板。
【請求項５】
加熱手段から放射される輻射エネルギーを、透過および反射する材料からなることを特徴とする請求項１に記載の拡散板。
【請求項６】
窒化ホウ素からなるものであることを特徴とする請求項５に記載の拡散板。
【請求項７】
上記開口部は、開口面積が異なるものであることを特徴とする請求項１に記載の拡散板。
【請求項８】
被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板であって、
周縁部の少なくとも一部に、被加熱物方向に突出しており、被加熱物の裏面と接触した突出部を有し、
被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部が形成されており、
非開口部は、加熱手段から照射された輻射エネルギーを拡散するようになっていることを特徴とする拡散板。
【請求項９】
請求項１または８に記載の拡散板を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
請求項１または８に記載の拡散板を用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板と、被加熱物および拡散板を保持する保持部材とを備えた被加熱物保持部材であって、
拡散板として、請求項１または８に記載の拡散板を備えることを特徴とする被加熱物保持部材。
【請求項１２】
拡散板の外周部と保持部材とが嵌合するようになっていることを特徴とする請求項１１に記載の被加熱物保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物の温度分布を制御することのできる拡散板とその利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の成膜装置（基板処理装置）の一種である、分子線エピタキシャル装置（ＭＢＥ装置）は、基板ホルダに保持された基板に対し、成膜処理を施す。図９は、基板ホルダ３００の斜視図である。図１０は、図９の基板ホルダ３００のＢ−Ｂ断面図である。図９および図１０に示すように、基板ホルダ３００には、開口３１０が形成されている。開口３１０の周囲にはフランジ３２０が形成されており、フランジ３２０により、基板４００のおもて面（成膜面）側が保持される。つまり、図９に示されているのは、基板４００の裏面である。
【０００３】
ＭＢＥ装置では、基板４００の裏面が加熱ヒータにより加熱されるとともに、基板４００の成膜面には、分子線が照射される。これにより、基板４００の結晶成長が行われれる。
【０００４】
基板４００の結晶成長を均一にするには、分子線に暴露される基板４００の領域の温度は、均一であることが望ましい。
【０００５】
しかし、基板ホルダ３００の外径とほぼ同等の外径の基板加熱ヒータから発生する輻射エネルギー強度分布を一様にすると、一般に、基板加熱ヒータの中央から距離が遠くなるに従って基板４００温度が低下する。これは、基板加熱ヒータの中央から距離が遠くなるに従って熱エネルギーの放射による損失が増える為である。
【０００６】
このため、例えば、図９に示す基板ホルダ３００に装着された基板４００を輻射強度分布が一様である基板加熱ヒータで加熱すると、図１１のように基板ホルダ３００の内側（中央）ほど温度が高くなる基板温度分布となる。なお、基板ホルダ３００中心からの距離が０に近い領域には基板４００が存在しない為、データが無い。
【０００７】
この基板温度分布は、基板ホルダ３００の外径に対し、基板加熱ヒータの外径を十分大きくすると改善される。しかし、基板加熱ヒータの寸法が大きくなると、装置寸法やコストの点で問題を生ずるため、現実的ではない。
【０００８】
そこで、基板加熱ヒータは、限られた寸法であっても基板温度分布が均一になるように工夫されて製作される。例えば、基板加熱ヒータ表面の輻射エネルギー分布に勾配を設ける方法や、基板加熱ヒータを複数部分に分割し、各部分の温度を独立に制御する方法が知られている。
【０００９】
さらに、ＭＢＥ装置は、基板の温度分布を均一にするために、均熱板を備えている。この均熱板は、基板と、基板を加熱する基板加熱ヒータとの間に配置される。
【００１０】
ＭＢＥ装置における均熱板の配置は、以下の２つに分類される。
（ａ）均熱板と基板との間に隙間（部分的な隙間も含む）がある構成（例えば、特許文献１，２など）；
（ｂ）均熱板と基板との間に隙間がない構成（例えば、特許文献３など）。
【００１１】
（ａ）の構成は、均熱板が基板に接触しない構成、または、部分的に接触（部分接触）する構成といえる。一方、（ｂ）の構成は、均熱板が、基板に、全面的に接触（全面接触）する構成といえる。
【特許文献１】特開昭６２−３５５１４号公報（１９８７年２月１６日公開）
【特許文献２】特開昭６２−１３４９２４号公報（１９８７年６月１８日公開）
【特許文献３】特開平６−１３２２３３号公報（１９９４年５月１３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の均熱板では、成膜プロセス中に、基板の迅速な温度変化を実現することが困難である。
【００１３】
具体的には、例えば、半導体装置の製造プロセスでは、複数の膜を順番に成長させることによって、複数の膜を積層する場合が多い。膜の成長温度（成膜温度）は、膜の組成によって異なる。つまり、組成の異なる複数の膜を成長させる場合、各々の膜の組成（成分）によって、適切な成長温度が異なる。このため、組成の異なる複数の膜を成長させる場合、ある膜の成長温度から、次の膜の成長温度へと、迅速に温度変化させる必要がある。
【００１４】
しかし、従来の均熱板を用いると、そのような迅速な温度変化を、実現できない。すなわち、均熱板は、熱伝導を利用して、基板の均一な温度分布を実現するものである。つまり、均熱板は、均熱板自体の温度分布を均一にして、基板の温度分布を均一にするものである。このため、均熱板は、十分な厚さを必要とする。しかし、厚い均熱板が加熱されると、均熱板は大きな熱容量を有するようになる。その結果、その熱容量によって、均熱板の温度を、迅速に制御することができない。従って、従来の均熱板を用いると、成長温度を変化させるまでに待ち時間が発生するため、生産効率が非常に悪くなる。
【００１５】
なお、従来の均熱板を用いると、組成の異なる膜を成長させる場合に限らず、単一の組成の膜を成長させる場合にも、生産効率が悪くなる。これは、成膜処理開始時の昇温と、終了後の降温とに要する時間が長くなるためである。
【００１６】
一方、従来の均熱板は、基板の温度分布を均一にすることのみを目的としており、基板の温度分布を不均一にすることは意図されていない。つまり、従来の均熱板には、基板の温度分布を任意に制御することはできない。
【００１７】
本発明の目的は、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することである。また、本発明の別の目的は、被加熱物の温度分布を制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の拡散板は、被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板であって、被加熱物および加熱手段のそれぞれに対し、隙間を有するように配置されており、被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、少なくとも１つの開口部が形成されており、非開口部は、加熱手段から照射された輻射エネルギーを拡散するようになっていることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、拡散板の非開口部が、輻射エネルギーを拡散する機能を有している。このため、非開口部と重なった被加熱物の領域には、非開口部によって拡散された輻射エネルギーが照射される。一方、開口部と重なった被加熱物の領域には、開口部を透過した輻射エネルギーが照射される。すなわち、開口部と重なった被加熱の領域には、加熱手段から放射された輻射エネルギーが、そのまま照射される。
【００２０】
つまり、本発明の拡散板の開口部は、加熱手段から放射された輻射エネルギーを全て（１００％）透過させるのに対し、非開口部は、その輻射エネルギーの一部を透過させる。これにより、開口部と重なる被加熱物の領域と、非開口部と重なる被加熱物の領域とに伝わる輻射エネルギーは、異なる。従って、開口部と非開口部との設定により、被加熱物の温度分布を任意に制御することができる。
【００２１】
このように、上記の構成によれば、拡散板を介する被加熱物の加熱に、熱伝導率が利用されず、輻射エネルギーが利用される。このため、本発明の拡散板は、拡散板自体の温度分布を均一にする必要がなく、均熱板のように厚くする必要もない。従って、拡散板を薄く形成できるため、拡散板が大きな熱容量を有することもない。それゆえ、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することができる。
【００２２】
さらに、上記の構成によれば、開口部の位置，大きさ，数など、開口部の設定によって、被加熱物の温度分布を変更することができる。つまり、被加熱物の温度分布を、任意に制御することができる。例えば、本発明の拡散板は、基板の温度分布を均一にすることはもちろん、開口部の配置状態によっては、基板の温度分布を、任意の不均一な分布にすることもできる。
【００２３】
また、上記の構成によれば、拡散板と被加熱物との間には、隙間が形成されている。このため、外部から拡散板に応力がかかったとしても、その隙間によって、その応力は直接、被加熱物にかからない。従って、被加熱物の割れを防止することができる。
【００２４】
なお、「被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部が形成される」とは、被加熱物の少なくとも一部の領域の延長線上に、開口部が形成されているとも言い換えられる。
【００２５】
本発明の拡散板では、開口部は、相対的に加熱温度を高くすべき領域と重なるように形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、被加熱物の加熱温度を高めたい領域と重なるように、開口部が形成されている。これにより、被加熱物の温度分布を任意に制御することができる。
【００２７】
なお、加熱温度を高くすべき領域とは、被加熱物の温度分布を均一にするときは、拡散板なしでは温度が低くなっている領域である。また、被加熱物の温度分布を不均一にするときは、その不均一な温度分布の温度が高い領域である。また、「開口部は、相対的に加熱温度を高くすべき領域と重なるように形成されている」とは、「被加熱物の加熱温度を高くすべき領域の延長線上に、開口部が形成されている」とも言い換えられる。
【００２８】
本発明の拡散板では、開口部は、被加熱物の温度分布が均一になるように設けられていてもよい。これにより、加熱手段自身の温度分布に関係なく、被加熱物の温度分布を均一にすることができる。
【００２９】
本発明の拡散板では、開口部は、被加熱物の温度が不均一になるように設けられていてもよい。これにより、加熱手段の温度分布とは異なるように、被加熱物の温度分布を設定することができる。
【００３０】
本発明の拡散板では、加熱手段から放射される輻射エネルギーを、透過および反射する材料からなることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、加熱手段から放射される輻射エネルギーが、拡散板に照射されると、拡散板は、その輻射エネルギーの一部を透過し、一部を反射する。これにより、輻射エネルギーの拡散が効率よく行える。
【００３２】
なお、輻射エネルギーのほとんどを反射する材料から拡散板を構成した場合は、開口部の面積を大きくすることによって、被加熱物の温度分布の制御が可能である。
【００３３】
本発明の拡散板では、窒化ホウ素からなるものであることが好ましい。
【００３４】
拡散板を窒化ホウ素から構成すると、拡散板に照射された輻射エネルギーを透過および反射することができる。これにより、輻射エネルギーの拡散が効率よく行える。
【００３５】
本発明の拡散板では、上記開口部は、開口面積が異なるものであってもよい。これにより、より適切な開口部形状を選択することができる。
【００３６】
本発明の拡散板は、上記の課題を解決するために、被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板であって、周縁部の少なくとも一部に、被加熱物方向に突出しており、被加熱物の裏面と接触した突出部を有し、被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部が形成されており、非開口部は、加熱手段から照射された輻射エネルギーを拡散するようになっている構成とすることもできる。
【００３７】
上記の構成によれば、前記拡散板と同様に、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することができる。また、被加熱物の温度分布を、任意に制御することができる。
【００３８】
なお、突出部は、被加熱物の温度制御をする必要のない拡散板の周縁部に形成されている。このため、被加熱物の温度分布の制御に影響はない。
【００３９】
本発明の成膜装置は、前記いずれかの拡散板を備えることを特徴としている。本発明の成膜装置は、被加熱物が基板であれば、基板処理装置または薄膜形成装置（薄膜製造装置）ともいえる。
【００４０】
本発明の成膜方法は、前記いずれかの拡散板を用いることを特徴とする成膜方法。本発明の成膜方法は、被加熱物が基板であれば、基板処理方法または薄膜形成方法（薄膜の製造方法）ともいえる。
【００４１】
上記各構成および方法によれば、本発明の拡散板を用いるため、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することができる。このため、成長温度を変化させるまでに待ち時間を短くできるため、生産効率を高めることができる。
【００４２】
本発明の被加熱物保持部材は、被加熱物と被加熱物の裏面を加熱する加熱手段との間に配置される拡散板と、被加熱物および拡散板を保持する保持部材とを備えた被加熱物保持部材であって、拡散板として、前記いずれかの拡散板を備えることを特徴としている。
【００４３】
上記の構成によれば、本発明の拡散板を備えるため、これにより、被加熱物の温度分布を任意に制御することができる。
【００４４】
本発明の被加熱物保持部材は、拡散板の外周部と保持部材とが嵌合するようになっていることが好ましい。これにより、拡散板の回転を抑えることができ、基板と拡散板に設けられた開口部との相対関係変化を防止することができる。従って、適切な基板温度分布を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の拡散板は、以上のように、被加熱物の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部が形成されており、非開口部は、加熱手段から照射された輻射エネルギーを拡散する構成である。これにより、拡散板を薄く形成できるため、拡散板が大きな熱容量を有することもない。それゆえ、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することができるという効果を奏する。さらに、被加熱物の温度分布を、任意に制御することができるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１３に基づいて説明する。なお、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の拡散板は、分子線エピタキシャル装置（ＭＢＥ装置）および気相成長装置など、各種結晶成長装置（成膜装置）にも適用可能である。
【００４７】
以下の実施形態では、本発明の拡散板を、分子線エピタキシャル装置（成膜装置）に適用した例について説明する。
【００４８】
〔実施の形態１〕
本実施形態の成膜装置は、基板処理装置の１種である、分子線エピタキシー装置（ＭＢＥ装置）である。図４は、本実施形態のＭＢＥ装置の模式図である。
【００４９】
ＭＢＥ装置１００は、成膜室１内で、基板の成膜処理を行う。成膜室１は、円筒形様の真空チャンバ２から構成される。真空チャンバ２は、円筒形の中心軸が垂直になるように設置されている。
【００５０】
ＭＢＥ装置１００は、成膜室１内部に、成膜処理が施される基板（被加熱物；図示せず）を保持する基板ホルダ３，基板を加熱する基板加熱ヒータ（加熱手段）５，成膜物質（原料）６が充填された複数（図４では２つ）のルツボ７，および，ルツボ７から照射される成膜物質６の分子線８を遮断する遮蔽板９を備えている。
【００５１】
基板ホルダ３は、成膜処理を施す基板（図示せず）を保持する基板保持部材である。基板ホルダ３は、基板の成膜面がルツボ７側となるように、基板を保持する。基板ホルダ３には、後述のように、基板の温度を制御するための拡散板も保持している。基板ホルダ３の詳細は、後述する。通常、成膜時には、基板ホルダ３は回転する。
【００５２】
基板加熱ヒータ５は、輻射によって基板を加熱する発熱体（加熱源）である。基板加熱ヒータ５は、基板の裏面（結晶成長を行う面と反対の面）に、輻射エネルギーを照射することにより、基板の加熱を行う。基板ホルダ３は、駆動軸により保持されており、駆動軸により昇降できるようになっている。基板加熱ヒータ５は、基板の結晶成長を行わない側（裏面側）に輻射エネルギーを照射して基板を加熱する。
【００５３】
ルツボ７は、基板に照射する分子線を発生させるものである。ルツボ７内には、基板に照射する成膜物質（原料）６が充填されている。図４に示すように、ルツボ７は、真空チャンバ２の中心軸に対して、若干傾斜して複数（図４では２個）放射状に配置されている。成膜時には、ルツボ７内で成膜物質６が加熱溶融され、ルツボ７から発生する分子線８が基板に照射される。これにより、基板表面に結晶が成長する。なお、ＭＢＥ装置１００は、２つのルツボ７を有しており、２種類の分子線を発生するようになっている。ルツボ７の数は、発生させる分子線の種類（数）に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００５４】
遮蔽板９は、ルツボ７のそれぞれに対し設けられており、ルツボ７から発生する分子線の照射を切換えるものである。遮蔽板９は、その開閉により、基板に照射される分子線のオン／オフを行う。図４では、一方のルツボ７が遮蔽板９により閉状態となり、他方のルツボ７が遮蔽板９により開状態となっている。これにより、開状態となっているルツボ７から分子線が基板に照射される。
【００５５】
ＭＢＥ装置１００は、基板加熱ヒータ５が、拡散板（後述）を輻射加熱し、拡散板を介して、基板ホルダ３に装着された基板を、所望の温度まで昇温する構成となっている。本発明の最大の特徴は、基板ホルダ３に装着された基板の温度分布を制御するために、拡散板を用いることである。
【００５６】
図１は、基板ホルダ３による基板４および拡散板１０の装着状態を示す斜視図である。図１に示すように、基板ホルダ３には、円形の開口（穴）３１が形成されている。開口３１の形状は、基板４の形状によって変わる。図１では、基板４が円形であるため、開口３１も円形となっている。図１では、３つの開口３１が形成されているが、開口３１の数は、保持する基板４の数に応じて変更すればよく、特に限定されるものではない。例えば、開口３１は、１箇所でもよいし、２０箇所以上形成してもよい。
【００５７】
開口３１の周囲には、基板４および拡散板１０を保持するためのフランジ（サセプタ）３２が形成されている。段差状になっている。内側のフランジ３２ａには基板４が、外側のフランジ３２ｂには拡散板１０がそれぞれ保持される。これにより、基板４が、基板ホルダ３と拡散板１０との間に配置される。内側のフランジ３２ａの内径は、基板４の外径よりも大きく設定されている。
【００５８】
図２は、図１の基板ホルダ３におけるＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、基板４および拡散板１０は、段差状のフランジ３２に保持される。このため、基板４と拡散板１０との間には、隙間が形成される。成膜室１内は、真空に保持されているため、この隙間も真空となる。基板４の成膜面をおもて面とすると、基板４の裏面と拡散板１０とが対向する配置となっている。拡散板１０は、外側のフランジ３２ｂに保持されるため、基板４よりもやや大きい。本実施形態では、基板ホルダ３と拡散板１０とから、被加熱物保持部材が構成される。
【００５９】
このように、基板ホルダ３に形成されたフランジ３２によって、基板４および拡散板１０の縁が保持される。このため、基板４および拡散板１０が落下しない。なお、図１および図２において、拡散板１０が配置される側（上側）が、基板加熱ヒータ５（図４参照）側となる。また、基板４が配置される側（下側）が、ルツボ７側である。本実施形態のＭＢＥ装置１００は、複数の基板４の各々に対し、拡散板１０を備える構成となっている。しかし、複数の基板４に対し、１枚の拡散板１０を備える構成であってもよい。また、フランジ３２ａ・３２ｂは、同等寸法のリング状部品で代替してもよい。
【００６０】
仮に、基板４表面上に拡散板１０を載置する構成とした場合、両者を完全に密着させることは実質的に不可能である為、両者は部分的な接触となる。すると、接触している部分と隙間がある部分とでは熱伝導に大きな差が生じる。このため、逆に大きな温度分布が発生してしまう場合がある。
【００６１】
ここで、拡散板１０について説明する。拡散板１０は、基板４の温度分布を制御するためのものである。拡散板１０は、非開口部１０ａと開口部１０ｂとから構成される。拡散板１０は、非開口部１０ａにより拡散される輻射エネルギーと、開口部１０ｂを透過する輻射エネルギーとを積極的に利用することを特徴とする。これによって、開口部１０ｂを透過して基板４に伝わる輻射エネルギーと、非開口部１０ａを透過して被加熱物に伝わる輻射エネルギーとが異なるようになるため、基板４の温度分布を制御できる。
【００６２】
拡散板１０の開口部１０ｂは、基板４の少なくとも一部の領域と重なるように形成されている。拡散板１０は、基板４と基板加熱ヒータ５との間に配置される。拡散板１０は、基板４と基板加熱ヒータ５とに接触しない。
【００６３】
拡散板１０（非開口部１０ａ）は、基板加熱ヒータ５から照射された輻射エネルギーを拡散する機能を有するものである。ここで、「輻射エネルギーを拡散する機能を有する」とは、少なくとも、非開口部１０ａに到達した輻射エネルギーの一部のみを透過する機能を有し、かつ、非開口部１０ａから放射される輻射エネルギーの分布をあいまいにする機能を有することを示す。拡散板１０では、後者の機能が重要である。なお、後者の機能は、輻射エネルギーの指向性を緩和すること，または，輻射エネルギーの透過方向をばらばらにすることともいえる。このように、「輻射エネルギーを拡散する」とは、通常何もなければ直進する輻射エネルギーを、分散させることともいえる。
【００６４】
なお、非開口部１０ａが、輻射エネルギーの一部を透過する機能を有し、輻射エネルギーの照射分布をあいまいにする効果を有さない場合、非開口部１０ａと重なる基板４の領域の温度は、極端に低くなる。つまり、この場合、開口部１０ｂと重なる基板４の領域と、非開口部１０ａに覆われた基板４の領域との温度差が、顕著に大きくなる。このため、各領域の境界も鮮明となり、基板４の温度分布を制御することはできない。
【００６５】
拡散板１０は、前述のような輻射エネルギーを拡散するから機能を有する材料から構成されていればよく、その輻射エネルギーの一部を透過し、一部を反射する材料からなるものであることが好ましい。例えば、拡散板１０は、窒化ホウ素，熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）からなるものであることが好ましい。これにより、拡散板１０の開口部１０ｂでは、輻射エネルギーの全てが透過し、非開口部１０ａでは輻射エネルギーの一部が透過する。このため、拡散板１０は、開口部１０ｂと非開口部１０ａとでは、基板４に伝わる輻射エネルギー量が異なる。つまり、拡散板１０は、拡散板１０自身の温度分布が均一になることなく、輻射エネルギーを不均一に基板４に伝える。本実施形態では、拡散板１０は、ＰＢＮから構成されている。
【００６６】
拡散板１０は、基板４の裏面を加熱する基板加熱ヒータ５と基板４との間に配置される。基板４は、拡散板１０を介して、基板加熱ヒータ５の熱によって、加熱される。拡散板１０は、基板加熱ヒータ５から照射された熱を基板４に伝えることによって、基板４を加熱する。
【００６７】
また、拡散板１０と基板４との間、および、拡散板１０と基板加熱ヒータ５との間に、隙間（間隔）が形成されるように配置される。さらに、拡散板１０および基板４は、真空チャンバ２内に設けられているため、拡散板１０と基板４との間の隙間は、真空に保持されている。つまり、拡散板１０と基板４との間には、熱を伝達する媒体がない。従って、拡散板１０を介した基板４の加熱に、熱伝導は利用されない。
【００６８】
また、拡散板１０には、基板４の少なくとも一部の領域と重なるように、開口部１０ｂが形成されている。このため、開口部１０ｂから基板４が露出する。これにより、開口部１０ｂに放射された輻射エネルギーは、全て開口部１０ｂを透過し、その透過した全輻射エネルギーが、開口部１０ｂと重なる基板４の領域に照射される。
【００６９】
拡散板１０は、非開口部１０ａに照射された輻射エネルギーを拡散する機能を有する。これにより、拡散板１０から基板４に照射される輻射エネルギーは、基板加熱ヒータ５から拡散板１０に伝わる輻射エネルギーよりも、小さくなる。つまり、拡散板１０の開口部１０ｂは、基板加熱ヒータ５から放射された輻射エネルギーを全て（１００％）透過させるのに対し、非開口部１０ａは、その輻射エネルギーの一部を透過させる。これにより、開口部１０ｂと重なる基板４の領域と、非開口部１０ａと重なる基板４の領域とに伝わる輻射エネルギーは、異なる。従って、開口部１０ｂと非開口部１０ａとの設定により、基板４の温度分布を任意に制御することができる。
【００７０】
このように、本実施形態では、拡散板１０を介する基板４の加熱に、熱伝導率を利用せず、輻射エネルギーを利用する。このため、拡散板１０は、拡散板１０自体の温度分布を均一にする必要がなく、均熱板のように厚くする必要もない。従って、拡散板１０を薄く形成できるため、拡散板１０が大きな熱容量を有することもない。それゆえ、成膜プロセス中に、基板４の迅速な温度変化を実現することができる。
【００７１】
さらに、開口部１０ｂの位置，大きさ，数など、開口部１０ｂの設定によって、基板４の温度分布を変更することができる。つまり、基板４の温度分布を、任意に制御することができる。
【００７２】
図１の拡散板１０の形状は、基板４と同じ円形状（リング状）である。拡散板１０の外径は、基板４の外径よりも大きく、拡散板１０の内径は、基板４の外径よりも小さくなっている。図１の拡散板１０の一部（基板ホルダ３の中心側の部分）のリング幅が、広くなっている。これにより、この部分（非開口部１０ａ）は、基板４と重なる。つまり、基板４と拡散板１０とをフランジ３２に裁置すると、基板４の表面側（成膜面側）の周縁部が、フランジ３２ａと接触する。この接触部分は、フランジ３２ａにより覆われるため、分子線８に暴露されない。また、基板４の成膜領域（結晶成長が行われる領域）の一部の裏面が、拡散板１０の非開口部１０ｂに覆われることになる。
【００７３】
図３は、本実施形態の拡散板１０を用いて基板４を加熱した時の、基板４の温度分布を示すグラフである。なお、図１に示すように、拡散板１０のリングの幅が広くなっている部分を、基板温度が高くなる傾向にある基板ホルダ３の内側（中心）に向けて、拡散板１０を基板ホルダ３に裁置して、基板加熱を行った。図３において、実線のグラフが拡散板１０を用いた場合、破線のグラフが拡散板を用いずに、基板加熱ヒータ５により直接加熱した場合を示している。
【００７４】
図３に示すように、拡散板１０を適用せずに基板４の加熱を行った場合の基板４の温度分布（破線）では、基板ホルダ３中心からの距離が小さいほど基板温度が上昇する傾向が見られた。
【００７５】
図３のグラフに示すように、拡散板１０を用いた場合、測定範囲内の基板４の温度分布は、ほぼ均一である（実線）。これに対し、従来の均熱板を用いた場合、基板ホルダ３の中心から離れるにつれ、基板の温度が低くなっている（破線）。
【００７６】
これに対し、拡散板１０を用いた実線で表現されている基板４の温度分布では、拡散板１０の効果により温度分布が改善された。
【００７７】
このような改善効果は、以下の理由によるものと考えられる。基板ホルダ３の内側に位置する基板４の裏面に到達する輻射エネルギー量を、拡散板１０が抑制する。しかも、拡散板１０が輻射エネルギーの一部を反射することで、反射された輻射エネルギーが、基板ホルダ３の外側に位置する基板４裏面の加熱に使用されるようになる。この結果、基板４の温度が平均化され、基板４の温度分布を均一にすることができる。
【００７８】
なお、図３のグラフでは、基板ホルダの中心付近（０付近の枠）の温度分布のデータがない。これは、図１および図２に示すように、基板ホルダ３の中央部には基板４が存在しないためである。
【００７９】
拡散板１０において、開口部１０ｂは、実現したい基板４の温度分布に応じて形成できる。例えば、基板４の温度分布を不均一にしたい場合、温度を高めたい基板４の領域と重なるように、開口部を形成すればよい。また、基板４の温度分布を均一にしたい場合、基板加熱ヒータ５の温度分布に応じて、開口部１０ｂを形成すればよい。
【００８０】
例えば、基板４の中央の温度が外周部分よりも高い温度分布を、拡散板１０を用いて均一な温度分布とする場合、温度の高い中央部に非開口部１０ａを形成し、温度の低い外周部に適切な開口部１０ｂを形成すればよい。
【００８１】
なお、開口部１０ｂは、基板４の温度を高めたい領域と重なるように、設ける。すなわち、まず、拡散板１０のない状態で基板４を加熱して、基板４の温度分布を測定する。この測定の結果、相対的に低温となった領域が、基板４の温度を高めるべき領域である。このため、基板４の温度を高めるべき領域と重なるように、拡散板１０に開口部１０ｂを形成する。逆に、基板４の温度を低くしたい領域が、拡散板１０の非開口部１０ａに覆われるようにする。これにより、基板４の温度分布を均一にすることができる。
【００８２】
一方、基板４の温度分布を、不均一な任意の温度分布にする場合も、同様である。基板４の温度を高めたい領域と重なるように開口部１０ｂを形成し、基板４の温度を低くしたい領域を非開口部１０ａで覆うように、拡散板１０を形成する。これにより、基板４の温度分布を不均一な任意の温度分布にすることができる。
【００８３】
このように、本実施形態の拡散板１０では、任意の温度分布となるように拡散板１０の開口部１０ｂと非開口部１０ａとを設計することによって、基板４の温度分布を任意に制御することができる。
【００８４】
図５〜図８は、別の拡散板４０・５０・６０の構成を示す平面図である。これらの図に示すように、開口部４０ｂ・５０ｂ・６０ｂの面積，大きさ，密度は、異なるものであってもよい。開口部４０ｂ・５０ｂ・６０ｂは、拡散板を構成する材料および目的とする基板４の温度分布に応じて設定すればよい。これにより、より適切な開口部形状を選択することができる。
【００８５】
図５〜図８の拡散板４０・５０・６０は、図１の拡散板１０を用いた場合と同様の、基板４の温度分布となる。図５の拡散板４０および図８の拡散板６０では小さい開口部４０ｂ・６０ｂの側が、基板ホルダ３の中心の方となる。図７の拡散板６０では、開口部５０ｂの密度が低い方が、基板ホルダ３の中心の方となる。
【００８６】
つまり、図５〜図８の拡散板４０・５０・６０でも、基板ホルダ３の外側に開口部４０ｂ・５０ｂ・６０ｂが形成される。これにより、基板４の外側の温度を高くすることができ、基板４の温度分布を均一にできる。
【００８７】
さらに、図５の拡散板４０は、拡散板４０を貫通する複数の開口部４０ｂを有し、輻射エネルギーの透過と反射の量をより適切に調整する構成となっている。これにより、温度分布の制御を、より精密に実施することができる。このため、図５の構成は、より高度に制御された基板４の温度分布を得ることができる。従って、温度依存性の強い結晶成長を行う必要が生じた場合に、特に大きな効果が得られる。
【００８８】
なお、開口部１０ｂおよび非開口部１０ａの設計は、目的とする基板４の温度分布が得られるように、形成すればよい。例えば、基板加熱ヒータ５によって、直接、基板４を加熱した場合の基板４の温度分布を確認する。この場合、基板加熱ヒータ５の温度分布が、基板４の温度分布に反映される。そして、その反映された基板４の温度分布に基づいて、開口部１０ｂを形成した拡散板１０を準備し、目的とする基板４の温度分布が得られるまで、開口部１０ｂの大きさ，面積，形状などを整える。また、シュミレーションによって、目的とする基板４の温度分布となるような開口部１０ｂのレイアウトを求めることもできる。
【００８９】
拡散板１０を用いることによる基板４の温度分布は、例えば、放射温度計による計測，実際に基板４に形成した膜の特性の分布などから確認することができる。例えば、拡散板１０を用いて基板４に形成した膜の厚さが一定であれば、基板４の温度分布が均一であると判断できる。
【００９０】
本実施形態の拡散板１０は、図７のような構成とすることもできる。図７は、別の拡散板７０を示す平面図である。図１のように外形が円形の拡散板１０の場合、図７に示すように、拡散板７０のように、外周部に、凸部（嵌合部）７０ｃを設ける構成としてもよい。すなわち、拡散板７０に凸部７０ｃを設け、かつ、基板ホルダ３のフランジ３２に、凸部７０ｃに嵌合する凹部３４を設け、両者を勘合する構成とする。これにより、拡散板７０の回転を抑制できる。
【００９１】
拡散板７０の回転が抑制されると、図８に示されるような回転対称でない外形が円形の拡散板７０が回転してしまい、基板ホルダ３との相対位置関係が不適切となって、予定した効果が得られないという問題を解決できる。
【００９２】
なお、図８では、拡散板７０の外周部に凸部を設け、基板ホルダ３側に凹部を設ける構成としたが、互いに嵌合する構成であればよい。例えば、拡散板７０の外周部に凹部を設け、基板ホルダ３側に凸部を設ける構成であっても効果は同じである。
【００９３】
また、本実施形態の拡散板１０は、図１３および図１４のような構成とすることもできる。図１３および図１４は、別の拡散板の構成を示す平面図である。
【００９４】
すなわち、図１３の拡散板８０ように、開口部８０ａおよび非開口部８０ｂを、拡散板８０の放射方向に形成することもできる。
【００９５】
また、図１４のように、複数の拡散板９０，９１，９２を組み合わせて用いてもよい。
【００９６】
本実施形態の拡散板１０等は、単一の材料から作製できるため、安価に製造できる。また、輻射エネルギーの一部を透過し、一部を反射する材料から拡散板１０を構成すれば、特に、熱容量も小さくなる。これにより、基板加熱ヒータ５の加熱効率が良く、迅速な温度変化にも対応できる。
【００９７】
本実施形態では、ひとつの基板ホルダ３と基板４に対して適用される拡散板１０等を例に説明を行っているが、別の基板ホルダと基板４（例えば、保持できる基板の枚数または形状が異なる）に対して適用される拡散板を準備することにより、複数種類の基板ホルダと基板との組み合わせのすべてにおいて、基板加熱ヒータ５交換することなく、適切な基板４の温度分布となるように温度分布を制御できるようになる。
【００９８】
拡散板１０と従来の均熱板との相違点は、以下の通りである。
【００９９】
（１）拡散板１０は熱伝導率を用いない
従来用いられる均熱板は、基板の温度分布を均一にするために、熱伝導率を利用する。均熱板は、均熱板自体の温度分布を均一にする（無くす）ことによって、均熱板と接触する基板の温度分布を均一にする。均熱板は、熱伝導率を利用するため、熱伝導率の高い材料（金属，グラファイト，ＳｉＯ２など）から構成するのが必須となる。
【０１００】
これに対し、拡散板１０は、基板４の温度分布を制御するために、輻射エネルギーの拡散を利用する。本発明の拡散板１０では、開口部１０ｂは、輻射エネルギーを全て透過する一方、非開口部１０ａは、輻射エネルギーの一部を拡散する。つまり、本発明の拡散板１０は、拡散板１０自体（非開口部１０ａ）が、輻射エネルギーを拡散する機能を有する。
【０１０１】
拡散板１０は、輻射エネルギーを利用することによって、基板４の温度分布を制御する。このため、拡散板１０は、均熱板に要求されるほど、熱伝導率の高い材料から構成する必要はない。例えば、拡散板は、窒化ホウ素（ＢＮ），熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）などの熱伝導率の低い材料から構成できる。
【０１０２】
なお、通常、均熱板に用いられる材料の熱伝導率は、それぞれ、グラファイト：７０〜１４０Ｗ／ｍ．℃，銀：４３０Ｗ／ｍ．℃，銅：３９０Ｗ／ｍ．℃，アルミニウム：２３６Ｗ／ｍ．℃である。一方、特許文献１および２の均熱板（加熱板）に用いられる熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）は、厚さ方向の熱伝導率が２Ｗ／ｍ．℃、面方向の熱伝導率が６０Ｗ／ｍ．℃であり、グラファイトなどに比べると、熱伝導率が低い。
【０１０３】
特許文献１は、ＰＢＮ製均熱板をヒーターが加熱し、基板はＰＢＮ製均熱板（明細書内では加熱板）からの輻射によって加熱される構成である。ＰＢＮ製均熱板の面方向の熱伝導率が大きいため、均熱板の面内温度分布が小さくなることを期待していると考えられる。ところが、ＰＢＮの放射率は０．６であり、グラファイトの放射率（０．８〜０．９）よりも小さく、熱伝導率、放射率ともに、通常均熱板に用いられるグラファイトよりも劣る。このため、特許文献１において、熱伝導率、放射率ともにグラファイトよりも悪いＰＢＮをわざわざ使用する理由がない。
【０１０４】
一方、本発明の拡散板１０は、輻射エネルギーを拡散させるために、ＰＢＮを用いることができる。これは、ＰＢＮが、赤外線を透過する性質を有することを利用している。したがって、本発明の拡散板１０は、ＰＢＮの面方向熱伝導率異方性を利用する特許文献１の均熱板とは異なる。
【０１０５】
なお、特許文献１における「面方向の熱伝導率が高い」という記載は、均熱板（加熱板）が、ヒーターによって加熱され、その結果均熱板（加熱板）から放射される輻射エネルギーによって、基板を加熱する場合において有効である。
【０１０６】
これに対し、本発明における「輻射エネルギーを拡散する」ことは、拡散板自体は加熱されなくても、基板加熱ヒーターから放射された輻射エネルギーそのものを透過し、その輻射エネルギーで基板４を加熱する場合に有効である。
【０１０７】
つまり、特許文献１の均熱板（加熱板）は、２次輻射エネルギーを利用しているのに対し、本発明の拡散板は、１次輻射エネルギーを利用している。
【０１０８】
このように、拡散板１０は、拡散板自体の熱伝導率を利用しない点で、均熱板とは異なる。本発明の拡散板１０は、基板加熱ヒータ５から放射された輻射エネルギーを拡散する機能を有していればよい。従って、均熱板には到底適用できないような、熱伝導率が低い材料からでも、本発明の拡散板１０を構成することができる。
【０１０９】
（２）拡散板１０は基板４の温度分布を不均一にもできる
本発明の拡散板１０は、基板４の温度分布を、任意の不均一状態にもできる。例えば、基板４の温度分布が均一になる基板加熱ヒータ５を用いた場合、基板４の温度分布を不均一にすることもできる。また、基板４の温度分布が不均一になる基板加熱ヒータ５を用いるとすると、その基板加熱ヒータ５が元々有する温度分布とは、異なる温度分布にすることもできる。
【０１１０】
これに対し、均熱板は、基板の温度分布を均一にするものであって、基板の温度分布を不均一にすること、および、異なる温度分布に変えることはできない。
【０１１１】
（３）拡散板と均熱板との区別（輻射エネルギーを用いるか否か）
本発明の拡散板１０は、積極的に輻射エネルギーを利用するものであり、熱伝導を利用する均熱板とは異なる。例えば、下記の（ａ）および（ｂ）の構成は、熱伝導率を利用する構成であって、輻射エネルギーを利用する構成ではない。
（ａ）基板または均熱板と、温度分布を制御すべき基板の領域とが接触した構成。
（ｂ）基板または均熱板と、温度分布を制御すべき基板の領域との間に、熱を伝達する媒体（例えば気体）が存在する構成。
【０１１２】
これに対し、実施の形態１の拡散板１０は、基板４と接触せず、実施の形態２の拡散板２０が、基板４と接触するのは、温度分布を制御する必要のない領域である。
【０１１３】
ところで、特許文献２（特開昭６２−１３４９２４号公報）には、基板温度分布を均一にするために、均熱板と基板との間に隙間が形成された均熱板が、開示されている。
【０１１４】
また、特許文献３（特開平６−１３２２３３号公報）には、スリットが形成された均熱板が開示されている。しかし、この特許文献では、均熱板と基板とが全面的に接触するのが前提である。これに対し、本発明では、拡散板と被加熱物との間には、隙間が形成されている。従って、本発明の拡散板と上記特許文献の均熱板とでは、前提構成が異なる。
【０１１５】
その上、特許文献３では、基板の反りを防ぐために、均熱板にスリットが形成されている。この特許文献には、「基板の反りは、均熱板と基板とが全面的に接触した場合に特有の課題である」と記載されている（段落〔0005〕参照）。これに対し、本発明では、被加熱物の温度制御のために、開口部が形成されている。従って、本発明と特許文献３とでは、開口部（スリット）を形成する目的が異なる。
【０１１６】
しかも、特許文献３には、「均熱板と基板との間に隙間が生じると、前提条件が損なわれるため、正確に基板温度を制御できない」と記載されている（段落〔0005〕参照）。これに対し、本発明では、上記特許文献では、正確に基板温度を制御できないとされた隙間が、拡散板と被加熱物との間に形成されている。
【０１１７】
従って、基板温度分布を制御するために、均熱板と基板との間に隙間が形成された特許文献２の構成と、本発明の拡散板とは前提構成，課題，および開口部の目的が異なる。それゆえ、特許文献２と、特許文献３とを組み合せる必然性はない。
【０１１８】
通常利用される基板加熱ヒータ５は、それ自身が不均一な温度分布を有している。このため、基板４の温度分布は、不均一となる。そこで、従来は、均熱板を用いて、基板の温度分布の均一化が図られてきた。
【０１１９】
しかし、均熱板は熱伝導率を利用し、均熱板自体の温度分布を均一にすることによって、基板の温度分布を均一にするものである。このため、均熱板は、十分な厚さを必要とする。しかし、厚い均熱板が加熱されると、均熱板は大きな熱容量を有するようになる。その結果、その熱容量によって、均熱板の温度を、迅速に制御することができない。従って、従来の均熱板を用いると、成長温度を変化させるまでに待ち時間が発生するため、生産効率が非常に悪くなるという問題がある。
【０１２０】
本実施形態の拡散板１０は、開口部１０ｂを有するため、基板加熱ヒータ５から放射される輻射エネルギーを不均一に基板に伝えることができる。このため、不均一に加熱される基板加熱ヒータ５を用いても、基板４の温度分布を制御することができる。
【０１２１】
本実施形態のＭＢＥ装置１００では、基板ホルダ３が保持する基板４のそれぞれに対して、拡散板１０を備える構成としている。つまり、本実施形態のＭＢＥ装置１００は、基板４と拡散板１０とを１セットとして、このセットを複数有している。しかし、１つの拡散板１０が、複数の基板４の温度分布を制御するように構成してもよい。
【０１２２】
また、拡散板１０を複数枚重ねた積層型の拡散板とすることもできる。この場合、同じ材料から構成された拡散板１０を重ねてもよいし、異なる材料から構成された拡散板１０を重ねてもよい。
【０１２３】
基板ホルダ３に搭載される基板４の枚数，サイズ，および形状の変更に対し、柔軟に対応することができ、それぞれの状況において、適切な基板４の温度分布を実現できる。拡散板１０を赤外線に対して半透明な材料を用いれば、拡散板１０の開口部１０ｂの直下に位置する基板４の領域と、それ以外の基板４の領域との温度差を小さくすることができる。
【０１２４】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、基板ホルダ３は、段差状のフランジ３２によって、基板４と拡散板１０とを非接触状態で保持していた。
【０１２５】
本実施形態では、基板ホルダ３が、基板４と拡散板８０とが部分的に接触する構成について説明する。図１５は、実施の形態２における、基板ホルダ３に保持された基板４および拡散板１１０の断面図である。
【０１２６】
本実施形態では、拡散板１１０の外周部に、基板４側に突出した突出部１１１が形成されている。つまり、拡散板１１０は、拡散板１１０の外縁部の少なくとも一部を基板４側に突出部１１１を形成して、外縁部を厚くした構成となっている。突出部１１１は、基板の成膜エリアよりも外側に形成される。そして、この突出部１１１と基板４の裏面とが接触する。これにより、基板ホルダ３は、基板４さえ保持できればよく、実施の形態１のような段差状のフランジ３２が不要となる（図１参照）。このため、基板ホルダ３の構成を簡略化できる。さらに、この構成では、拡散板１１０の外径を基板４の外径とほぼ等しくすることができる。
【０１２７】
拡散板１１０の外周部に突出部１１１を形成すると、基板４と拡散板１１０との間に、隙間を形成することができる。基板４の外周部には、通常、膜を形成しない。前述の実施の形態１でも、基板４の外周部は、フランジ３２に保持されていた。つまり、基板４の外周部は、温度分布を制御しなくてもよい領域である。一方、基板４の外周部以外の領域（特に基板４の中央部）には、膜を形成するため、特に、基板の温度分布を正確に行うべき領域である。
【０１２８】
本実施形態の拡散板には、基板４の温度分布を制御しなくてもよい領域（基板４の外周部）と接触するように、突出部１１１が形成されている。つまり、本実施形態では、温度分布を制御する必要のない領域で、基板４と拡散板１１０とを接触させているため、基板４の温度分布の制御には、影響しない。
【０１２９】
従って、本実施形態の拡散板を用いても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１３０】
なお、実施の形態１および２の拡散板は、図１６のような構成とすることもできる。図１６の拡散板１２０は、異なる材料から構成されている。例えば、ある材料から構成される第１の部分１２０ａと、別の材料から構成される第２の部分１２０ｂとを有する拡散板１２０を構成することもできる。これにより、材料の異なる部分の性質（拡散板としての機能）も、異なる。例えば、基板ホルダ３の周方向の第１の部分１２０ａを、第２の部分１２０ｂよりも、輻射エネルギーを拡散する材料から構成すれば、第１の部分１２０ａに
対応する基板４の領域の温度を高めることができる。従って、厚さが均一な拡散板であっても、部分的に性質を変えることができる。
【０１３１】
本発明は、以下のような、基板処理装置における加熱方法に関するものであるともいえる。また、本発明は、特に、均一なエピタキシャル成長膜を形成する結晶成長方法に関するものであるともいえる。
【０１３２】
〔１〕発熱体が放射する輻射エネルギーが基板に照射されることによって被加熱物を加熱する発熱体を有し、概被加熱物を被加熱物保持部材に装着保持し、被加熱物を加熱しつつ被加熱物表面に成膜や結晶成長等の処理を行う装置において、被加熱物と発熱体との間に、それぞれに対し隙間を有して配置する輻射エネルギーを拡散する拡散板であって、前記拡散板は、少なくとも１個の拡散板を貫通し、かつ輻射エネルギーが透過しうる開口部を有し、
かつ前記拡散板の少なくとも一部が、被加熱物の成膜や結晶成長等の処理を行う領域の裏面側を覆っていることを特徴とする拡散板。
【０１３３】
〔２〕〔１〕に記載の拡散板を用い、複数種類の被加熱物に対応した複数種類の穴形状を有する拡散板を用意し、各被加熱物を加熱する際にそれぞれ対応する被加熱物と拡散板を対応させて使用することを特徴とする被加熱物の加熱方法。
【０１３４】
〔３〕〔１〕に記載の拡散板を用い、拡散板の外周部に少なくとも１つの凸もしくは凹部を有し、該拡散板を装着する被加熱物保持部材の拡散板装着部に該凸もしくは凹部に対応する凹もしくは凸部を有することを特徴とする拡散板と被加熱物保持部材。
【０１３５】
〔４〕〔１〕に記載の拡散板であって、該拡散板は、該発熱体が放射する輻射エネルギーの一部を透過し、一部を反射する材料より構成されることを特徴とする拡散板。
【０１３６】
〔５〕〔１〕に記載の拡散板であって、該拡散板の材質は窒化ホウ素であることを特徴とする拡散板。
【０１３７】
〔６〕〔１〕に記載の拡散板であって、該拡散板に設けられた開口部は、複数の穴であり、拡散板の表面に対し不均一な分布を有することを特徴とする拡散板。
【０１３８】
〔７〕〔１〕に記載の拡散板であって、該拡散板に設けられた開口部は、複数種類の開口面積を有する、複数の穴であることを特徴とする拡散板。
【０１３９】
〔８〕発熱体が放射する輻射エネルギーが基板に照射されることによって被加熱物を加熱する発熱体を有し、概被加熱物を被加熱物保持部材に装着保持し、被加熱物を加熱しつつ被加熱物表面に成膜や結晶成長等の処理を行う装置において、被加熱物と発熱体との間に配置する輻射エネルギーを拡散する拡散板であって、前記拡散板は、少なくとも１個の拡散板を貫通し、かつ輻射エネルギーが透過しうる開口部を有し、かつ前記拡散板の少なくとも一部が、被加熱物の成膜や結晶成長等の処理を行う領域の裏面側を覆っており、外縁部の少なくとも一部がほかの部分より厚いことを特徴とする拡散板。
【０１４０】
これらの構成によれば、特定の基板ホルダと基板の組み合わせに対して適用される適切な拡散板を、使用する基板ホルダと基板の組み合わせに対して用意することにより、複数種類の基板ホルダと基板の組み合わせにおいて、基板加熱ヒータの交換をすることなく、適切な基板温度分布を得ることが可能となる。つまり、複数種類の基板及び基板ホルダに対応して、基板温度分布を最適化すること可能となる。
【０１４１】
〔９〕基板を基板保持部材に装着し、基板を加熱し、基板表面に成膜や結晶成長等の処理を行う装置において、発熱体が放射する輻射エネルギーを基板に照射することによって基板を加熱する基板の加熱の際に、基板と発熱体との間に、前記輻射エネルギーの少なくとも一部の透過を妨害する拡散板を裁置し、前記拡散板は、少なくとも１個の拡散板を貫通する開口部を有し、かつ前記拡散板の少なくとも一部が、基板の成膜や結晶成長等の処理を行う領域の裏面側を覆っていることを特徴とする装置。
【０１４２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
以上のように、本発明によれば、基板の温度分布を任意に制御できるため、品質の良い優れた結晶成長を実現する気相成長装置を提供することができる。本発明の気相成長装置は、様々な種類の材料の結晶成長に好適に用いることができる。さらに、成膜プロセス中に、被加熱物の迅速な温度変化を実現することができるため、生産効率も高めることができる。このため、本発明は、分子線エピタキシー装置や気相成長装置等の結晶成長を行う装置における基板加熱に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明のＭＢＥ装置における、基板ホルダに装着された拡散板および基板を示す斜視図である。
【図２】図１の基板ホルダのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の拡散板を用いて基板を加熱したときの基板温度分布を示すグラフである。
【図４】本発明のＭＢＥ装置の概略構成を示す概略図である。
【図５】本発明の別の拡散板を示す平面図である。
【図６】本発明における別の拡散板を示す平面図である。
【図７】本発明における別の拡散板を示す平面図である。
【図８】本発明における別の拡散板を示す平面図である。
【図９】従来の基板ホルダによる基板および拡散板の装着状態を示す斜視図である。
【図１０】図９の基板ホルダのＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】別の従来の基板ホルダによる基板および拡散板の装着状態を示す斜視図である。
【図１２】図９および図１１の基板ホルダを用いて基板を加熱したときの基板温度分布を示すグラフである。
【図１３】本発明における別の拡散板を示す平面図である。
【図１４】本発明における別の拡散板を示す斜視図である。
【図１５】本発明における基板ホルダに保持された基板および拡散板を示す断面図である。
【図１６】本発明における別の拡散板を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  成膜室
２  真空チャンバ
３  基板ホルダ
４  基板（被加熱物）
５  基板加熱ヒータ（加熱手段）
６  成膜物質
７  ルツボ
８  分子線
９  遮蔽板
１０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，９１，９２，１００，
１１０，１２０  拡散板
１０ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ，９０ａ，９１ａ，９２ａ，
１００ａ，１１０ａ，１２０ａ  開口部
１０ｂ，４０ｂ，５０ｂ，６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ，９０ｂ，９１ｂ，９２ｂ，
１００ｂ，１１０ｂ，１２０ｂ  非開口部
１１１  突出部
３１  開口
３２，３２ａ，３２ｂ  フランジ
１００  ＭＢＥ装置（成膜装置）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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