(57)【要約】【課題】処理室内で基板を載置する基板載置台を加熱する場合に、該基板載置台の熱変形を抑制できる基板載置台や基板処理装置を提供する。【解決手段】基板載置台を、発熱体と、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され前記発熱体を囲繞する第１の部材と、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成され前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とから構成する。【選択図】図８
2013008949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、
セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、
アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成され、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第２の部材の一面には基板を載置する載置面を備える基板載置台。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備えた基板処理装置であって、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載された基板処理装置であって、
前記第１の部材は、その底面の少なくとも周囲を、前記第１の部材よりも熱伝導率の低い第３の部材により支持されている基板処理装置。
【請求項４】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と、
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備え、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内に基板を搬入して前記基板載置台に基板を載置する工程と、
前記発熱体により基板を加熱する加熱工程と、
前記ガス供給部から前記処理室に処理ガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス排気部により前記処理室内からガスを排気する排気工程と、
前記処理室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造装置である基板処理装置、特に、半導体集積回路が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウエハ）を処理する処理室を備えた基板処理装置において、処理室内で基板を載置する基板載置台を加熱した場合に、該基板載置台の熱変形を抑制できる基板載置台、該基板載置台を用いた基板処理装置、及び該基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば特許文献１に開示されているように、処理室内において基板を載置する基板載置台にヒータを内蔵し、該ヒータにより基板を加熱して処理する基板処理装置が知られている。このような基板処理装置では、基板載置台が主にアルミニウムで製作されるため、基板載置台の耐熱性を考慮し熱変形させないようにするには、約４００℃以下で使用するのが通常である。熱変形をさせないようにすることで、基板載置台上に載置した基板を均一に加熱することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より高温で且つ均一に基板を処理することが求められている。これを達成するために、例えば、純アルミ系の不純物の少ない合金を基板載置台の材料として採用することが考えられる。しかしながら、純アルミ系の不純物の少ない合金を高温にすると、基板載置台表面にアルミの結晶化が進みシワ状の凹凸が発生する。この凹凸により、載置台表面に載置された基板とヒータとの距離にばらつきが起きるため、基板を均一に加熱できないという問題が起きる。
【０００５】
また、耐高温性材質であるＡ５０５２アルミ合金を基板載置台の材料として採用することが考えられる。しかしながら、Ａ５０５２はマグネシウム（Ｍｇ）を含有しているため、高温状態にするとＭｇが酸化し、基板載置台表面が変色することが考えられる。変色した場合、ヒータから放射される熱線の放射率が変化してしまうため、ヒータが所望の温度まで昇温できなくなる。
【０００６】
より高温で基板処理できるようにするには、基板載置台の材料をステンレスや窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で製作する方法があるが、これらの材料はアルミニウムに比べ熱伝導率が低いため、基板を加熱する際に温度均一性が低下する。更に、基板載置台全体の重量増を引き起こす要因、或いは大幅なコスト増の要因となる。
本発明の目的は、処理室内で基板を載置する基板載置台を加熱する場合に、基板を高温状態とし、且つ均一に加熱することができる基板載置台や基板処理装置、あるいは基板載置台の製造方法や半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための、本発明の代表的な基板載置台の構成は、次のとおりである。すなわち、
発熱体と、
セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、
アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成され、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第２の部材の一面には基板を載置する載置面を備える基板載置台。
【０００８】
また、本発明の代表的な基板処理装置の構成は、次のとおりである。すなわち、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備えた基板処理装置であって、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置。
【０００９】
また、本発明の代表的な半導体装置の製造方法の構成は、次のとおりである。すなわち、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と、
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備え、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内に基板を搬入して前記基板載置台に基板を載置する工程と、
前記発熱体により基板を加熱する加熱工程と、
前記ガス供給部から前記処理室に処理ガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス排気部により前記処理室内からガスを排気する排気工程と、
前記処理室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、処理室内で基板載置台に載置された基板を加熱する場合に、高温で均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置の全体構成図であり、上面からみた概念図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の一部の垂直断面図である。
【図３】図１に示す処理室１６ａの垂直断面図である。
【図４】図１に示す処理室１６ａの斜視図である。
【図５】図１に示す処理室１６ａを上方からみた図である。
【図６】本発明の実施形態に係る基板保持ピン７４を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る基板載置台の固定方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に係る基板載置台の垂直断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る基板載置台の製造方法を説明する図である。
【図１０】図１に示す処理室１６ａにおける基板搬送方法を説明する図である。
【図１１】図１に示す処理室１６ａにおける基板搬送方法を説明する図である。
【図１２】図１に示す処理室１６ａにおける基板搬送方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。以下、本発明の１実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の全体構成図であり、基板処理装置１０を上方から見た概念図である。図２は、図１に示す基板処理装置１０の一部の垂直断面図である。
図１や図２に示すように、基板処理装置１０は、例えば搬送室１２を中心として、ロードロック室１４ａ，１４ｂ及び２つの処理室１６ａ，１６ｂが配置されており、ロードロック室１４ａ，１４ｂの上流側にカセットなどのキャリアとの間で基板を搬送するための大気搬送室（EFEM：Equipment  Front  End Module）２０が配置されている。搬送室１２は、真空雰囲気中で基板を搬送するものであり、大気搬送室２０は、大気中で基板を搬送するものである。大気搬送室２０は、例えば２５枚の基板を縦方向に一定間隔を隔てて収容可能な基板収容器であるフープ（図示せず）が３台配置されている。また、大気搬送室２０には、大気搬送室２０とロードロック室１４ａ，１４ｂとの間で基板を例えば５枚ずつ搬送する図示しない大気ロボットが配置されている。例えば、搬送室１２、ロードロック室１４ａ，１４ｂ及び処理室１６ａ，１６ｂは、アルミニウム（Ａ５０５２）にて形成されている。
【００１３】
なお、ロードロック室１４ａと１４ｂは、互いに対称となる位置に配置されており、同様の構成を有する。また、処理室１６ａと１６ｂも、互いに対称となる位置に配置されており、同様の構成を有する。
以下、ロードロック室１４ａ及び処理室１６ａを中心に説明する。
【００１４】
図２に示すように、ロードロック室１４ａには、例えば２５枚のウエハなどの基板２２を縦方向に一定間隔を隔てて収容する基板支持体（ボート）２４が設けられている。基板支持体２４は、例えば炭化珪素からなり、上部板２４ｃと下部板２４ｄとを接続する例えば３つの支柱２４ａを有する。支柱２４ａの長手方向内側には例えば２５個の載置部２４ｂが平行に形成されている。また、基板支持体２４は、ロードロック室１４ａ内において、鉛直方向に移動（上下方向に移動）するようにされているとともに、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされている。基板支持体２４が鉛直方向に移動することにより、基板支持体２４の３つの支柱２４ａそれぞれに設けられた載置部２４ｂの上面に、後述する真空ロボット３６のフィンガ対３８から基板２２が同時に２枚ずつ移載される。また、基板支持体２４が鉛直方向に移動することにより、基板支持体２４からフィンガ対３８へも基板２２が同時に２枚ずつ移載されようになっている。
【００１５】
搬送室１２には、ロードロック室１４ａと処理室１６ａとの間で基板２２を搬送する真空ロボット３６が設けられている。真空ロボット３６は、上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂから構成されるフィンガ対３８が設けられたアーム３７を有する。上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂは、例えば同一の形状をしており、上下方向に所定の間隔で離間され、アーム３７からそれぞれ略水平に同じ方向に延びて、それぞれ基板２２を同時に支持することができるようにされている。アーム３７は、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされているとともに、水平方向に移動するようにされ、同時に２枚の基板２２を搬送可能にされている。処理室１６ａは、後述するチャンバ５０の同一空間内に基板載置台４４ａ，４４ｂが設けられている。基板載置台４４ａと基板載置台４４ｂとの間の空間は、仕切り部材４８により水平方向の一部が仕切られている。そして、処理室１６ａは、真空ロボット３６を介して基板載置台４４ａ，４４ｂに基板２２がそれぞれ載置されることにより、チャンバ５０の同一空間内で２枚の基板２２を同時に熱処理することができるようにされている。
【００１６】
次に、処理室１６ａの概要について、図３ないし図７を用いて説明する。図３は、処理室１６ａの垂直断面図である。図４は、処理室１６ａの斜視図である。図５は、処理室１６ａを上方からみた図である。図６は、基板保持ピン７４を説明する図である。図７は、基板載置台４４ａの固定方法を説明する図である。
図３ないし図５に示すように、処理室１６ａは、装置本体４９の上部に蓋５３ａ、５３ｂが形成され、下方に１つのチャンバ５０が形成されている。ガス供給部５１ａ，５１ｂは処理ガスを供給する。チャンバ５０は、図示しないポンプにより例えば０．１Ｐａ程度までの真空にすることができるようにされている。
【００１７】
基板載置台４４ａ，４４ｂの内、蓋５３ａ、５３ｂに近い面には、基板載置面４６ａ，４６ｂが設けられている。
基板載置台４４ａ，４４ｂは、それぞれの高さがチャンバ５０内の高さよりも低くされ、チャンバ５０の同一空間内で独立して配置されて、固定部材５２により装置本体４９にそれぞれ固定されている。
また、基板載置台４４ａ，４４ｂには、発熱体であるヒータ４５ａ，４５ｂが内包されており、例えば基板を４７０℃まで昇温可能にされている。
基板載置台の詳細は後述する。
【００１８】
基板載置面４６ａ，４６ｂと異なる方向であって、基板載置台４４ａ，４４ｂの下方にはフランジ４７ａ，４７ｂが設けられる。
フランジ４７ａ，４７ｂには、装置本体４９に固定された複数の支柱４３が接続され、支柱４３がそれぞれの基板載置台４４を支持している。
この支持構造については後述する。
【００１９】
基板載置台４４ａと基板載置台４４ｂとの間には、上述した仕切り部材４８が配置されている。仕切り部材４８は、例えばアルミニウム（Ａ５０５２又はＡ５０５６等）、石英又はアルミナ等により形成されており、例えば装置本体４９に対して着脱自在にされた角柱状の部材である。
【００２０】
基板載置台４４ａ，４４ｂには、それぞれの周囲を囲むように、上面視が環状の排気バッフルリング５４ａ，５４ｂが配置されている。排気バッフルリング５４ａ，５４ｂは、その周囲に多数の孔部５６が設けられており、基板載置台４４ａ，４４ｂの周囲に形成された第１の排気空間５８に向けて排気可能にされている。孔部５６は、第１の排気口を構成する。また、基板載置台４４ａ，４４ｂの下方には、上面視が円形の第２の排気口６０及び第３の排気口６２がそれぞれ設けられている。主に、第１の排気口５６や第２の排気口６０及び第３の排気口６２から、処理室内からガスを排気するガス排気部が構成される。
【００２１】
仕切り部材４８の一端側には、基板２２を搬送可能なロボットアーム７０が配置されている。ロボットアーム７０は、上述したアーム３７が搬送する基板２２のうちの１枚を基板載置台４４ｂに向けて搬送するとともに、基板載置台４４ｂから回収するようにされている。ロボットアーム７０は、例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）からなるフィンガ７２（フィンガ７２の基部は位置、レベル合わせのために金属からなる）と、軸部７１とを有し、軸部７１に回転及び昇降を行う２軸の駆動ユニット（図示せず）が設けられている。フィンガ７２は、基板２２よりも大きな弧状部７２ａを有し、この弧状部７２ａから中心に向けて延びる３つの突起部７２ｂが所定の間隔で設けられている。軸部７１は、水冷された磁気シールにより、チャンバ５０が真空にされた場合において、大気と遮断をするように構成されている。
なお、仕切り部材４８及びロボットアーム７０は、チャンバ５０内の空間を完全に分離することがないように、チャンバ５０内に配置されている。
【００２２】
したがって、ガス供給部５１ａ，５１ｂから供給された処理ガスは、チャンバ５０内の基板載置台４４ａ，４４ｂに載置される基板２２それぞれに沿って流れ、第１の排気口である孔部５６、第１の排気空間５８、第２の排気口６０及び第３の排気口６２を通って排出される。
【００２３】
さらに、基板載置台４４ａ，４４ｂには、それぞれ３つの基板保持ピン７４が鉛直方向に貫通しており、搬送室１２から真空ロボット３６を介して搬送された基板２２が基板保持ピン７４に載置されるようになっている。基板保持ピン７４は、図６に示すように、上下方向に昇降するようにされている。また、基板載置台４４ａ，４４ｂには、基板載置台４４ａ，４４ｂの上面に対し、上述した突起部７２ｂが上方から下方へ移動可能なように、縦方向（上下方向）にそれぞれ３つの溝部７６が設けられている。
【００２４】
次に、図７を用いて、基板載置台４４ａ，４４ｂと支柱４３の固定方法について説明する。基板載置台４４ａと４４ｂは同じ構造なので、基板載置台４４ａを例として説明する。図７（ａ）は基板載置台４４ａの垂直断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の部分拡大図である。基板載置台４４ａに内蔵しているヒータ４５ａは、図示を省略している。
基板載置台４４ａは、その周囲に環状のフランジ４７ａを有し、フランジ４７ａを支柱４３が支持することで、基板載置台４４ａを支持している。支柱４３は、例えばステンレスであり、その下端部が装置本体４９に挿入され固定される。
【００２５】
基板載置台４４ａの底面の周囲であってフランジ４７ａの下部を支えるように固定部としてのリング４２が設けられる。リング４２は環状の一体型構造であって、熱伝導率が低く、且つ高温でも変形しないような材料とし、例えばステンレスとする。リング４２は、基板載置台４４ａの底面に固着されている。リング４２には、支柱４３が挿入される挿入口４２ａが設けられている。
支柱４３は段差４３ａを有し、段差４３ａによってリング４２が支持される。支柱４３の上部である凸部４３ｂは、挿入口４２ａを貫通し、フランジ４７ａの下部に設けた凹部に嵌合している。
こうして、リング４２で基板載置台４４ａを支えているので、基板を加熱する際に、ヒータ４５ａにより基板載置台４４ａが加熱され、変形されうるような高温状態になったとしても、変形が抑制される。なお、リング４２は、基板載置台４４ａの底面に固着しない構成も可能であるが、より強固に基板載置台４４ａの熱変形を抑制するのであれば、固着する構成としてもよい。
また、挿入口４２ａの側面は、支柱４３の凸部４３ｂの側面と接触するように構成されている。このような構成とすることで、支柱４３が傾くことを防ぐことが可能となる。
【００２６】
次に、図８を用いて基板載置台４４ａの構造について説明する。基板載置台４４ｂの構造も、基板載置台４４ａの構造と同様であるので、ここでは基板載置台４４ａを例として説明する。
図８において、８１は上面視が螺旋状であるニクロム線等の抵抗加熱ヒータ、８２はヒータ８１を取り囲むように設けられた第１の部材、８３は第１の部材を取り囲むように設けられた第２の部材、８５はヒータ８１へ電力を供給する給電線を収容するヒータ配線用パイプであり、基板載置台４４ａはリング４２で支持されている。リング４２は、第１の部材８２よりも熱変形の小さい第３の部材であり、図８に示すような幅の環状の板である。
第２の部材８３の上面は、基板を載置する載置面として構成される。
【００２７】
第１の部材８２は、少なくともアルミニウム、セラミックスの複合材であり、本実施形態では、アルミニウム、シリコン、セラミックスの複合材としており、第１の部材８２におけるセラミックスの体積比率は２０〜５０％である。第１の部材８２にセラミックスを含有させることで、アルミニウムよりも熱膨張を小さくでき、熱変形を抑制することができる。即ち、基板載置台４４ａの載置面の変形を防ぐことができる。したがって、基板載置台４４ａに載置された基板は、ヒータ８１が発生する熱線を再現性良く受けることができる。
なお、セラミックスは、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)やシリカ（ＳｉＯ２）が主成分であるが、少量のナトリウム（Ｎａ）等も含まれており、これがチャンバ５０内に漏れると金属汚染の原因となる。
【００２８】
ここで、第１の部材８２においてセラミックスの割合が多い場合、次のような問題が起きる。
第１の問題は、後述するように基板載置台４４ａを製造する際、セラミックスの割合が多いとアルミニウムを注入しづらいことである。その結果、熱伝導性の高いアルミニウムが、熱伝導性の低いセラミックスの間にまばらに充填されてしまう。このような場合、基板載置台４４ａ内の温度分布が不均一になり、基板の面内における加熱均一性が低くなる。また、基板載置台４４ａ毎に基板載置台４４ａ内の温度分布が異なり、基板間における加熱均一性が低くなる。
第２の問題は、セラミックスが断熱材に相当する働きをするため、ヒータ８１から基板へ放射される熱線を断片的に遮り、基板への加熱効率が低下することである。
第３の問題は、セラミックスとアルミニウムの複合材である第１の部材８２とアルミニウム合金である第２の部材８３の熱膨張係数の差が大きくなり、第１の部材８２と第２の部材８３との接合面や第２の部材８３である表層のアルミ合金が破損しやすくなることである。
以上のような問題を起こさせないこと及び熱変形抑制の観点から、第１の部材８２におけるセラミックスの比率を２０〜５０％としている。
【００２９】
第２の部材８３は、本実施形態では、アルミニウムとシリコンの合金であって、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下のアルミニウム合金であり、第１の部材８２よりもセラミックス成分の含有率が小さい。第２の部材８３中のセラミックス成分は０（ゼロ）でもよい。このように、第１の部材８２の表面を、第２の部材８３で覆うことで、不純物（例えばＮａ）が多いセラミックスを多く含む第１の部材８２から発生する金属汚染を抑制することができる。
また、第２の部材８３を、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下のアルミニウム合金とすることにより、局所的なシリコンの析出を低減することができる。局所的なシリコンの析出が発生すると、表面に斑点が現れるため、基板載置台４４ａ内の温度分布が不均一になり、基板の面内における加熱均一性が低くなる。なお、第２の部材８３は、鋳造の容易さや強度向上の観点から、シリコンの割合が４．０ｗｔ％以上のアルミニウム合金とするのが好ましい。
第２の部材８３のアルミニウム合金は、第１の部材８２の複合材よりも熱膨張率が大きい。第１の部材８２と第２の部材８３の熱膨張差の影響を小さくするために、第２の部材８３を薄くすることが望ましいが、後述の加工性も考慮する必要があるため、本実施例においては第２の部材８３の厚さを２〜１０ｍｍの範囲としている。
【００３０】
図７の説明で述べたように、リング４２（第３の部材)は、熱伝導率が低く、且つ高温でも変形しないような材料とし、例えばステンレスとしている。すなわち、リング４２は、第１の部材８２や第２の部材８３よりも熱伝導率が低く、且つ、第１の部材８２や第２の部材８３に比べて高温でも変形しない。第３の部材４２は、リング形状であり、基板載置台４４ａの底面の周囲であってフランジ４７ａの下部を支えるように設けられている。支柱４３は、段差４３ａを有し、段差４３ａによってリング４２が支持されている。支柱４３の上部である凸部４３ｂは、挿入口４２ａを貫通し、フランジ４７ａの下部に設けた凹部に嵌合している。こうして、リング４２で基板載置台４４ａを支えているので、ヒータ４５ａにより基板載置台４４ａが加熱され、変形されうるような高温状態になったとしても、基板載置台４４ａの変形が抑制される。
また、図７の説明で述べたように、第３の部材４２の挿入口４２ａの側面は、支柱４３の凸部４３ｂの側面と接触するように構成されている。このような構成とすることで、支柱４３が傾くことを防ぐことが可能となる。
更には、リング４２は第１の部材８２や第２の部材８３よりも熱伝導性の低い材質であるため、第１の部材８２や第２の部材８３で構成されるフランジ４７ａからの局所的な熱逃げを防ぐことができる。したがって、基板載置面に載置された基板を再現性良く加熱することができる。
【００３１】
次に、図９を用いて基板載置台４４ａの製作方法について説明する。基板載置台４４ｂの製作方法も、基板載置台４４ａの製作方法と同様である。ここでは、説明の便宜上、フランジ４７ａの形成方法を省略する。
まず、図９（ａ）に示すように、ヒータを内蔵するヒータパイプ９１をセラミックス製のセラミックスボード９２で挟み込み、これを容器９５の中に入れる。セラミックスボード９２は多孔質であり、例えば空孔率が８０％程度である。セラミックスボード９２の寸法は、完成形の基板載置台４４ａの寸法よりも小型にしておく。
次に、図９（ｂ）に示すように、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下の溶融アルミニウム９３を、容器９５の中に流し込む。溶融アルミニウム９３は、シリコンとアルミニウムの合金を溶融させたものであり、前述したように、シリコンの割合が４ｗｔ％以上であることが好ましい。
【００３２】
次に、図９（ｃ）に示すように、溶融アルミニウム９３を加圧し、セラミックスボード９２中に溶融アルミニウム９３を含浸する。加圧する理由は、溶融アルミニウム９３を容器９５中に流し込むだけでは、セラミックスボード９２中に十分含浸しないためである。加圧することにより、溶融アルミニウム９３から形成されるシリコンとアルミニウムの合金中に「巣」と呼ばれる空孔が発生することを抑制できる。
以上の工程により、セラミックスボード９２の周囲は、溶融アルミニウム９３から形成されるシリコンとアルミニウムの合金である第２の部材８３により覆われる。次に、セラミックスボード９２の周囲を覆ったシリコンとアルミニウムの合金を、切削加工等により、２〜１０ｍｍ程度の厚さに加工する。セラミックスボード９２の寸法は、基板載置台４４ａの寸法よりも小型なので、基板載置台４４ａの表面に、セラミックスとアルミニウムの複合材である第１の部材８２が露出することを防ぐことができる。
【００３３】
以上説明した方法により、ヒータの周囲をセラミックスとアルミニウムの複合材である第１の部材で覆い、さらに、第１の部材の周囲を、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下のアルミニウム合金である第２の部材で覆うことができるので、温度均一性と経済性に優れ、例えば４７０℃まで昇温可能な基板載置台を実現することが容易となる。
この方法で製作した基板載置台で温度サイクルテストを実施したところ、従来のアルミ合金製の基板載置台にみられる変色やシワの発生はみられなかった。この温度サイクルテストは、４５０℃に昇温した後２００℃に降温し再び４５０℃に昇温するサイクルを繰り返すもので、４５０℃→２００℃→４５０℃のサイクルを４０サイクル行った。
【００３４】
次に、ロボットアーム７０が基板２２を搬送する動作及び本実施形態における半導体装置の製造方法の一工程としての基板処理方法について、図１０ないし図１２を用いて説明する。
図１０から図１２において、ロボットアーム７０が基板２２を搬送する経過が示されている。なお、図１０から図１２においては、ロボットアーム７０等の動作を明確にするために、基板２２は図示されていない。
まず、図１０に示すように、真空ロボット３６のフィンガ対３８の上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂは、それぞれ基板を搬送室１２からチャンバ５０内に搬送（２枚の基板２２を同時搬送）し、基板載置台４４ａの上方で停止する。
この時、ロボットアーム７０のフィンガ７２は、基板載置台４４ａの上方で２枚の基板２２の間に位置するように待機させられている。
【００３５】
そして、フィンガ対３８が停止した状態で、基板載置台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４と、ロボットアーム７０とが上方に移動する。ここで、下フィンガ３８ｂに載置されていた基板２２は、基板載置台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４に移載され、上フィンガ３８ａに載置されていた基板２２は、フィンガ７２に移載される。２枚の基板２２が移載されたフィンガ対３８は、搬送室１２に戻される。
【００３６】
次に、図１１に示すように、ロボットアーム７０は、軸部７１が回転することにより、フィンガ７２が基板載置台４４ｂの上方に移動する。
そして、図１２に示すように、フィンガ７２の突起部７２ｂそれぞれが基板載置台４４ｂの溝部７６に沿って上方から下方へ移動し、基板載置台４４ｂを貫通している３つの基板保持ピン７４に基板２２を受け渡す。
【００３７】
その後、ロボットアーム７０のフィンガ７２は、基板載置面４６ｂよりも下方に移動する。ロボットアーム７０のフィンガ７２が下方に移動すると、基板載置台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４及び基板載置台４４ｂを貫通している３つの基板保持ピン７４が下方に移動し、下フィンガ３８ｂが搬送した基板２２と上フィンガ３８aが搬送した基板２２は、それぞれ基板載置面４６ａと４６ｂ上に略同じタイミングで載置される。
また、ロボットアーム７０は、ガス供給部５１ａ，５１ｂから供給されるガスが上方から下方へ流れることを阻害しない状態で、基板２２の処理中にもチャンバ５０内に位置する。
【００３８】
各基板載置面４６に載置された基板２２は、ヒータ４５ａ，４５ｂによって所望の温度、例えば４７０℃に加熱される。
基板の加熱処理と並行して、処理ガスをガス供給部５１ａ，５１ｂから供給する。処理ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給する。供給された処理ガスの雰囲気にて、基板２２が加熱され、所定の熱処理がなされる。
【００３９】
所定の熱処理が終了したら、チャンバ５０内から２枚の基板２２を搬送室１２へ搬送する。この場合、ロボットアーム７０及びフィンガ対３８は、図１０から図１２を用いて説明した動作を逆の順序で行う。
【００４０】
以上説明した実施形態によれば、少なくとも次の（１）〜（７）の効果を得ることができる。
（１）処理室内で基板を載置する基板載置台を加熱する場合に、第１の部材中のセラミックスにより基板載置台の熱変形を抑制できるので、基板を再現性よく加熱することができる。また、第２の部材により第１の部材中のセラミックスに起因する金属汚染を抑制することができる。
（２）第２の部材は、シリコンとアルミニウムの混合材料によって形成されているので、表面変色による放射率変化と結晶化によるシワの発生を抑制することができ、基板載置台の変形を抑制できるので、基板を再現性よく加熱することができる。
（３）第２の部材は、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下であるので、シリコンの局所的な析出を抑制できる。
（４）第２の部材の厚さを２〜１０ｍｍの範囲としているので、第１の部材との熱膨張差の影響を小さくでき、加工性をよくすることができる。
（５）第１の部材や第２の部材は、その底面の少なくとも周囲を、第１の部材や第２の部材よりも熱変形の小さい第３の部材であるステンレスにより支持されているので、第１の部材や第２の部材の熱変形をさらに抑制することができる。
（６）第１の部材や第２の部材は、その底面の少なくとも周囲を、第１の部材や第２の部材よりも熱伝導率の低い第３の部材であるステンレスにより支持されているので、第３の部材を介する局所的な熱逃げを抑制でき、基板を均一に加熱することができる。
（７）上述の基板載置台の製造方法により、発熱体の周囲をセラミックスとアルミニウムの複合材である第１の部材で覆い、さらに、第１の部材の周囲を、セラミックス成分の含有率が第１の部材よりも低い第２の部材で覆う基板載置台を実現することが容易となる。
【００４１】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
前記実施形態では、第２の部材は、第１の部材を囲繞するように構成したが、処理室内に供給された処理ガスに晒される基板載置台の部位のみを覆うように構成することもできる。このように構成すると、金属汚染の抑制は前記実施形態よりやや低下するが、基板載置台の製作が容易となる。
また、前記実施形態においては、ウエハ等の基板に処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【００４２】
本明細書の記載には、少なくとも次の発明が含まれる。
第１の発明は、
発熱体と、
セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、
アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成され、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第２の部材の一面には基板を載置する載置面を備える基板載置台。
【００４３】
第２の発明は、前記第１の発明に記載された基板載置台であって、
前記第２の部材は、シリコンとアルミニウムの混合材料によって形成されている基板載置台。
【００４４】
第３の発明は、前記第２の発明に記載された基板載置台であって、
前記第２の部材は、シリコンの割合がシリコンとアルミニウムの共晶点である１１．７ｗｔ％以下である基板載置台。
【００４５】
第４の発明は、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備えた基板処理装置であって、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置。
【００４６】
第５の発明は、前記第４の発明に記載された基板処理装置であって、
前記第２の部材は、少なくとも前記処理室内に供給された処理ガスに晒される前記基板載置台の部位を覆うものである基板処理装置。
【００４７】
第６の発明は、前記第４の発明又は第５の発明に記載された基板処理装置であって、
前記第１の部材は、その底面の少なくとも周囲を、前記第１の部材よりも熱変形の小さい第３の部材により支持されている基板処理装置。
【００４８】
第７の発明は、前記第４の発明又は第５の発明に記載された基板処理装置であって、
前記第１の部材は、その底面の少なくとも周囲を、前記第１の部材よりも熱伝導率の低い第３の部材により支持されている基板処理装置。
【００４９】
第８の発明は、
発熱体を、セラミックス材料で挟み込む発熱体挟み込みステップと、
前記発熱体を挟み込んだセラミックス材料を、溶融アルミニウム中に浸すアルミニウム浸漬ステップと、
前記溶融アルミニウム中に浸したセラミックス材料に対し、溶融アルミニウムを加圧して含浸させるアルミニウム含浸ステップと、
を備える基板載置台の製造方法。
【００５０】
第９の発明は、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気するガス排気部と、
前記処理室内に設けられる基板載置台とを備え、
前記基板載置台は、発熱体と、前記発熱体を囲繞する第１の部材と、前記第１の部材の表面を被覆する第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、セラミックスとアルミニウムを含む材料によって形成され、
前記第２の部材は、アルミニウムを含みセラミックス成分の含有率が前記第１の部材よりも低い材料によって形成される基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内に基板を搬入して前記基板載置台に基板を載置する工程と、
前記発熱体により基板を加熱する加熱工程と、
前記ガス供給部から前記処理室に処理ガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス排気部により前記処理室内からガスを排気する排気工程と、
前記処理室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００５１】
１０…基板処理装置、１２…搬送室、１４ａ，１４ｂ…ロードロック室、１６ａ，１６ｂ…処理室、２０…大気搬送室、２２…基板、２４…基板支持体（ボート）、２４ａ…支柱、２４ｂ…載置部、２４ｃ…上部板、２４ｄ…下部板、３６…真空ロボット、３７…アーム、３８…フィンガ対、３８ａ…上フィンガ、３８ｂ…下フィンガ、４２…リング、４２ａ…挿入口、４３…支柱、４３ａ…段差、４３ｂ…凸部、４４ａ，４４ｂ…基板載置台、４５ａ，４５ｂ…ヒータ、４６ａ，４６ｂ…基板載置面、４７ａ，４７ｂ…フランジ、４８…仕切り部材、４９…装置本体、５０…チャンバ、５１ａ，５１ｂ…ガス供給部、５２…固定部材、５３ａ，５３ｂ…蓋、５４ａ，５４ｂ…排気バッフルリング、５６…孔部（第１の排気口）、５８…第１の排気空間、６０…第２の排気口、６２…第３の排気口、７０…ロボットアーム、７１…軸部、７２…フィンガ、７２ａ…弧状部、７２ｂ…突起部、７４…基板保持ピン、７６…溝部。
【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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