(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基底部を有し、被処理基板を収容するチャンバと、
前記基底部の中央領域に接続された、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記基底部の中央領域の周縁上方に配置され、前記基底部とは反対側の上端部に支持面と、パージガスを吐出するパージガス吐出部とを備える筒状の支持部材と、
縁部を有し、この縁部が前記支持面上に配置される、前記被処理基板を載置する載置台と、
押さえ面を有し、この押さえ面を前記支持面と対向させ、この支持面と前記押さえ面との間に前記載置台の縁部を挟むことで前記載置台の縁部を押さえる押さえ部材と、を備え、
前記押さえ部材の押さえ面が前記載置台の縁部を部分的に押さえるように構成され、かつ、前記パージガス吐出部が前記載置台の縁部から離れた位置に形成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
基底部を有し、被処理基板を収容するチャンバと、
前記基底部の中央領域に接続された、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記基底部の中央領域の周縁上方に配置され、前記基底部とは反対側の上端部に支持面と、パージガスを吐出するパージガス吐出部とを備える筒状の支持部材と、
縁部を有し、この縁部が前記支持面上に配置される、前記被処理基板を載置する載置台と、
押さえ面を有し、この押さえ面を前記支持面と対向させ、この支持面と前記押さえ面との間に前記載置台の縁部を挟むことで前記載置台の縁部を押さえる押さえ部材と、を備え、
前記パージガス吐出部が前記載置台の縁部から離れた位置に形成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
前記支持部材の支持面が前記載置台の縁部を部分的に支持するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記載置台の縁部と前記支持部材との間に、ロケーティングピンを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記被処理基板の大きさは前記載置台よりも小さく、
前記被処理基板を熱処理する時、前記載置台のうち、前記被処理基板から外れている箇所の温度を、前記載置台の中心の温度よりも高くすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記被処理基板は半導体ウエハであり、
前記半導体ウエハの直径が３００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記被処理基板は半導体ウエハであり、
前記熱処理装置は、前記半導体ウエハに、ポリシリコン、ＳｉＯ２、Ｗ、ＷＳｉ、Ｔｉ、ＴｉＮ、及びＴｉＳｉのいずれかの膜を成膜することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ等の被処理基板に所定の熱処理を施す熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路の製造工程においては、被処理基板である半導体ウエハに対して成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、アニール処理、改質処理等の種々の処理を施すことが行われている。例えば成膜処理を例にとれば、ウエハ表面にポリシリコン膜、ＳｉＯ２膜、Ｗ（タングステン）膜、ＷＳｉ（タングステンシリサイド）膜、Ｔｉ（チタン）膜、ＴｉＮ（チタンナイトライド）膜、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）膜等を堆積させたりする。
【０００３】
成膜処理を行う場合、成膜に用いる成膜ガスが半導体ウエハの表面のみに供給されることが理想であるが、現実には成膜ガスは熱処理装置のチャンバ内全体に供給されてしまう。このため、チャンバ内のいたるところに不要な膜が付着する。例えば、半導体ウエハを載置する載置台と加熱ランプの熱線を透過させる透過窓との間の空間（以下下側空間という）にも成膜ガスが入り込み、載置台の裏面や透過窓の上面にも膜が付着する。
【０００４】
成膜ガスの拡散速度がそれ程大きくない場合には、成膜ガスが下側空間に侵入することを十分に阻止できるが、拡散速度が非常に大きい場合には阻止することが困難である。拡散速度が大きい成膜ガスとしてはシランガスを挙げることができる。シランガスは、僅かなクリアランスから下側空間内に侵入し、載置台の裏面や透過窓の上面に、不要な膜を成長させてしまう。
【０００５】
このような下側空間への膜成長を解消するために、下側空間から外側空間に向かってパージガスを流したり、載置台とこの載置台を支持する支持部材との間にあり、下側空間に通じる僅かなクリアランスからも外側空間に向かってパージガスを流したりすることで、下側空間への成膜ガスの侵入を抑制するようした熱処理装置が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−０６４０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された熱処理装置は、下側空間に通じる僅かなクリアランスにも外側空間に向かってパージガスを流すので、下側空間への成膜ガスの侵入を抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された熱処理装置は、載置台と加熱ランプとの間に下側空間を備えており、透過窓の周縁上方に円筒状の支持部材を配置して、載置台の縁部を支持部材の支持面上に載せ、かつ、押さえ部材で載置台の縁部を押さえる構成である。
【０００８】
載置台の縁部が押さえ部材と支持部材とで挟み込む構造では、載置台から熱が逃げやすく、載置台の面内温度均一性の制御が難しい。
【０００９】
しかも、特許文献１に記載された熱処理装置は、載置台と支持部材との間の僅かなクリアランスにもパージガスを流す。このため、載置台の面内温度均一性の制御は、さらに困難なものとなっている。
【００１０】
この発明は、載置台の面内温度均一性を、より良好にできる熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様に係る熱処理装置は、基底部を有し、被処理基板を収容するチャンバと、前記基底部の中央領域に接続された、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、前記基底部の中央領域の周縁上方に配置され、前記基底部とは反対側の上端部に支持面と、パージガスを吐出するパージガス吐出部とを備える筒状の支持部材と、縁部を有し、この縁部が前記支持面上に配置される、前記被処理基板を載置する載置台と、押さえ面を有し、この押さえ面を前記支持面と対向させ、この支持面と前記押さえ面との間に前記載置台の縁部を挟むことで前記載置台の縁部を押さえる押さえ部材と、を備え、前記押さえ部材の押さえ面が前記載置台の縁部を部分的に押さえるように構成され、かつ、前記パージガス吐出部が前記載置台の縁部から離れた位置に形成されている。
【００１２】
この発明の第２の態様に係る熱処理装置は、基底部を有し、被処理基板を収容するチャンバと、前記基底部の中央領域に接続された、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、前記基底部の中央領域の周縁上方に配置され、前記基底部とは反対側の上端部に支持面と、パージガスを吐出するパージガス吐出部とを備える筒状の支持部材と、縁部を有し、この縁部が前記支持面上に配置される、前記被処理基板を載置する載置台と、押さえ面を有し、この押さえ面を前記支持面と対向させ、この支持面と前記押さえ面との間に前記載置台の縁部を挟むことで前記載置台の縁部を押さえる押さえ部材と、を備え、前記パージガス吐出部が前記載置台の縁部から離れた位置に形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、載置台の面内温度均一性を、より良好にできる熱処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１はこの発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の一例を概略的に示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、熱処理装置１は、チャンバ２と、加熱手段３と、支持部材４と、載置台５と、押さえ部材６とを備える。
【００１８】
チャンバ２は基底部２ａを有し、この基底部２ａの外周に沿って側壁２ｂが形成されている。側壁２ｂ上には上蓋２ｃが被せられている。チャンバ２は、基底部２ａ、側壁２ｂ、及び上蓋２ｃによって被処理基板Ｗを収容し、被処理基板に処理を施す処理空間を構成する。被処理基板Ｗの一例は半導体ウエハである。本例の上蓋２ｃにはシャワーヘッド２０が取り付けられている。シャワーヘッド２０は拡散空間２０ａを有する。拡散空間２０ａはガス供給管２０ｂに接続されるとともに、チャンバ２内に向かって形成された複数の吐出孔２０ｃを有する。成膜ガス供給機構２１は、拡散空間２０ａにガス供給管２０ｂを介して接続される。成膜ガスに用いる成膜ガスは成膜ガス供給機構２１から供給される。成膜ガスは、拡散空間２０ａ内で拡散された後、吐出孔２０ｃを介してチャンバ２内に吐出される。
【００１９】
加熱手段３は被処理基板Ｗを加熱する。被処理基板Ｗを加熱する加熱体の一例は、ランプ３０である。ランプ３０はランプ取り付け台３１上に取り付けられている。ランプ取り付け台３１の支柱３１ａはランプ駆動機構３２に接続されている。ランプ駆動機構３２は支柱３１ａを回転駆動する。これにより、ランプ取り付け台３１は回転する。ランプ３０、及びランプ取り付け台３１はランプ室３３に収容される。本例のランプ室３３は、チャンバ２の外側に配置されて基底部２ａに取り付けられる。本例の基底部２ａはその中央領域に開口部２ｄを有しており、この開口部２ｄにランプ３０からの熱線を透過させる透過窓２２が取り付けられている。ランプ室３３は、中に収容されているランプ３０を透過窓２２に対向させるようにして基底部２ａの外壁上に取り付けられる。
【００２０】
支持部材４は、基底部２ａの中央領域の周縁上方に配置される。本例では、支持部材４と基底部２ａの内壁との間に取り付け部材４１を設け、支持部材４が取り付け部材４１を介して基底部２ａの内壁上に取り付けられるようにしている。支持部材４及び取り付け部材４１は、双方とも筒状である。本例では、被処理基板Ｗとして半導体ウエハを想定しているので、支持部材４及び取り付け部材４１は、双方とも円筒状である。支持部材４及び取り付け部材４１は、円筒の内側に上記透過窓２２が配置されるようにして基底部２ａの内壁上に取り付けられる。支持部材４は、基底部２ａと反対側の上端部に、載置台５の縁部を支持する支持面を有する。
【００２１】
載置台５は円形状である。載置台５の縁部は支持部材４の支持面上に配置される。被処理基板Ｗは、載置台５のシャワーヘッド２０に対向する面上に載置される。載置台５の裏面は透過窓２２と対向する。載置台５は、透過窓２２と、円筒状の支持部材４、及び同じく円筒状の取り付け部材４１とで下側空間５０を形成する。載置台５内には、載置台５の温度を測定するための光ファイバーが設けられており、この光ファイバーはパイロメータ５１に接続されている。パイロメータ５１で測定された載置台５の温度は、温度コントローラ５２に伝えられる。温度コントローラ５２は、載置台５の温度が処理に応じた所定の温度となるように、ランプ３０からの熱線を弱めたり、もしくは強めたりしながら、載置台５の温度を制御する。
【００２２】
押さえ部材６は支持部材４の支持面に対向した面に押さえ面を有する。押さえ面と支持面との間には、載置台５の縁部が挟まれる。押さえ部材６は、支持部材４と一緒に、載置台５の縁部を挟むことで載置台５を押さえる。
【００２３】
基底部２ａの、取り付け部材４１と側壁部２ｂとの間の部分には排気孔２３が形成されている。排気孔２３は図示せぬ排気機構に接続される。排気機構はチャンバ２内を真空排気する。
【００２４】
支持部材４、及び取り付け部材４１は、パージガス供給機構６０に接続されている。パージガス供給機構６０は、取り付け部材４１を介して下側空間５０内にパージガスを供給し、載置台５と支持部材４の支持面との間に支持部材４を介してパージガスを供給する。この構造について図２、及び図３を参照しながら、より詳しく説明する。
【００２５】
図２は、図１中の破線枠Ａ内を拡大して示す断面図である。図３は、図２に示された各部材を分解して示す分解断面図である。
【００２６】
図２、及び図３に示すように、本例のチャンバ２の基底部２ａにはパージガスが導入されるパージガス導入孔２ｅ、及び２ｆが形成されている。導入孔２ｅ、及び２ｆは、パージガス供給機構６０に接続され、パージガスが供給されるようになっている。パージガスの一例は不活性ガスである。不活性ガスの例としては、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）を挙げることができる。本例では、アルゴンガスとした。導入孔２ｅ、及び２ｆはともに基底部２ａの上面２ｇに貫通する。基底部２ａの上面２ｇ上には取り付け部材４１が取り付けられる。
【００２７】
取り付け部材４１の取り付け面４１ａには、導入孔２ｅ、及び２ｆの位置に対応する位置に、導入溝４１ｂ、及び４１ｃがそれぞれ形成されている。導入溝４１ｂ、及び４１ｃは、例えば、取り付け面４１ａに沿って環状に形成される。取り付け部材４１が基底部２ａ上に取り付けられると、導入孔２ｅ、及び２ｆ上に、導入溝４１ｂ、及び４１ｃが重なる。これにより導入孔２ｅ、及び２ｆは、導入溝４１ｂ、及び４１ｃに接続され、パージガスが導入可能となる。導入溝４１ｂは下側空間５０に貫通する吐出孔４１ｄを、例えば、複数有する。導入溝４１ｂに導入されたパージガスは、吐出孔４１ｄを介して下側空間５０内に吐出される。導入溝４１ｃは導入孔４１ｅを、例えば、複数有する。導入孔４１ｅは支持部材取り付け面４１ｆに貫通する。支持部材取り付け面４１ｆ上には支持部材４が取り付けられる。
【００２８】
支持部材４の取り付け面４ａには、導入孔４１ｅの位置に対応する位置に、導入溝４ｂが形成されている。導入溝４ｂは、例えば、取り付け面４ａに沿って環状に形成される。支持部材４が取り付け面４１ｆ上に取り付けられると、導入孔４１ｅに導入溝４ｂが重なる。これにより導入溝４ｂにはパージガスが導入可能となる。導入溝４ｂは導入孔４ｃを、例えば、複数有する。導入孔４ｃはパージガス吐出部４ｄ、本例では環状の導入溝に接続される。パージガス吐出部４ｄは支持面４ｅに貫通する。パージガス吐出部４ｄは、基本的には環状に形成される。環状のパージガス吐出部４ｄは切れ目無く形成されても良いし、部分的に切れていても良い。部分的に切れる場合の一例は、例えば、載置台５に、被処理基板Ｗをリフトアップさせるためのリフトピンが設けられる場合である。環状のパージガス吐出部４ｄは、リフトピンが形成される部分において、リフトピンを通すために切れる。また、パージガス吐出部４ｄは環状に形成されるばかりでなく、複数の吐出孔を円状に並べることで形成されても良い。
【００２９】
基底部２ａには導入孔２ｅ、及び２ｆに加えて、パージガスを排気する排気孔２ｈが形成されている。排気孔２ｈは基底部２ａの上面２ｇに貫通する。
【００３０】
取り付け部材４１の取り付け面４１ａには、排気孔２ｈの位置に対応する位置に、排気孔４１ｇが形成されている。取り付け部材４１が基底部２ａ上に取り付けられると、排気孔２ｈ上に、排気孔４１ｇが重なり、パージガスが排気可能となる。排気孔４１ｇは環状に形成された排気溝４１ｈに接続される。排気溝４１ｈは取り付け部材４１ａの下側空間５０側に面した側面４１ｉに貫通する。
【００３１】
取り付け部材４１の側面４１ｉ上には、流路形成部材７が取り付けられる。流路形成部材７は筒状、本例では円筒状である。流路形成部材７は、取り付け部材４１、及び支持部材４との間に微小なクリアランス７ａを持たせながら、側面４１ｉ上に取り付けられる。クリアランス７ａは排気溝４１ｈに達する。下側空間５０に導入されたパージガスはクリアランス７ａから取り込まれ、排気溝４１ｈ、排気孔４１ｇ、及び排気孔２ｈを介して排気される。
【００３２】
支持部材４の支持面４ｅ上には、載置台５の縁部が置かれる。
【００３３】
押さえ部材６は、取り付け部材４１の上部にある取り付け面４１ｊ上に取り付けられる。押さえ部材６が取り付けられると、押さえ部材６の押さえ面６ａが、支持面４ｅ上に置かれた載置台５の縁部を押さえる。載置台５は、その縁部が支持部材４と押さえ部材６とによって挟まれることで固定される。
【００３４】
また、取り付けられた押さえ部材６と支持部材４との間には、排気通路６ｂが形成される。押さえ部材６のチャンバ２の側壁２ｂに面した側面６ｃには、排気通路６ｂに貫通する排気孔６ｄが形成されている。
【００３５】
載置台５が固定された状態においては、支持部材４と載置台５との間に、微小なクリアランス４ｆが設定される。クリアランス４ｆは、パージガス吐出部４ｄを排気通路６ｂに接続する。パージガス吐出部４ｄから導入されたパージガスは、載置台５の縁部に吹き付けられたのち、クリアランス４ｆを介して排気通路６ｂに流れ、さらに、排気孔６ｄを介して排気される。
【００３６】
さて、上述してきた第１の実施形態に係る熱処理装置１は、載置台５の縁部を、支持部材４と押さえ部材６とで挟み込む構造である。このため、載置台５から熱が逃げやすく、載置台５の面内温度均一性の制御が難しい構造である。
【００３７】
そこで、第１の実施形態に係る熱処理装置１は、載置台５の縁部周囲の構造を、以下に説明するように工夫することで、面内温度均一性を改善した。
【００３８】
図４は、図２中の破線枠Ｂ内を拡大して示す断面図である。図５は参考例を示す。図５に示す断面は図４に示す断面に対応する。
【００３９】
図４に示すように、熱処理装置１では、押さえ部材６の押さえ面６ａを、載置台５の縁部を部分的に押さえるように構成した。本例では、押さえ面６ａを部分的に後退させて凹部６ｅを形成し、押さえ面６ａのうち、凹部６ｅ以外の部分を用いて載置台５の縁部を押さえるようにした。
【００４０】
このように、載置台５の縁部を部分的に押さえるようにしたことで、図５に示す参考例のように、押さえ面６ａの全体が載置台５の縁部を押さえる構造に比較して、載置台５と押さえ部材６との接触面積を小さくすることができる。接触面積が小さくなることで、載置台５から押さえ部材６に向かって逃げる熱を小さくすることができる。載置台５から逃げる熱が小さくなることで、図５に示す参考例に比較して、載置台５の面内温度均一性を向上させることが可能となる。
【００４１】
図６は、第１の実施形態に係る熱処理装置の載置台温度及び被処理基板温度の測定結果を示す図である。本測定は、被処理基板Ｗとして直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、載置台５の温度を約６７０℃に加熱したものである。
【００４２】
図６に示すように、第１の実施形態に係る熱処理装置１によれば、載置台５の温度（Ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を約６７０℃という高温にした場合においても、中心（Ｃｅｎｔｅｒ）から縁にかけての温度差を約１０℃以内に抑制することができた。
【００４３】
また、載置されたシリコンウエハの温度（Ｗａｆｅｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）についても、直径３００ｍｍという大きなシリコンウエハを約６２４℃という高温にした場合でも、中心から縁にかけての温度差を約３℃以内に抑え込むことができた。
【００４４】
このように、第１の実施形態に係る熱処理装置１によれば、載置台５の温度を、約６７０℃という高温にした場合においても温度差を約１０℃以内にでき、載置台５の面内温度均一性を、良好にすることができた。
【００４５】
よって、第１の実施形態によれば、載置台の面内温度均一性を、より良好にできる熱処理装置を提供することができる。
【００４６】
また、載置台５の面内温度均一性が良好になった結果、たとえ、直径３００ｍｍという大口径シリコンウエハを約６２４℃という高温にした場合であっても温度差を約３℃以内にできた。
【００４７】
よって、第１の実施形態によれば、直径３００ｍｍの大口径被処理基板であった場合でも、被処理基板の処理時における面内温度均一性を向上させることができる。
【００４８】
この結果から、第１の実施形態の構成は、直径３００ｍｍ以上の大口径被処理基板の面内温度均一性の維持向上に、有利な構成であることも確認された。
【００４９】
なお、本測定例において、載置台５の温度が、中心から１００ｍｍ〜１２０ｍｍ離れた位置でピークになっているのは、載置台５の縁部からの温度の逃げを考慮しながら、被処理基板Ｗの中心と縁（中心から１５０ｍｍの位置）との温度がほぼ同じ温度となるように制御したためである。図６に示すように、載置台５の中心から１００ｍｍ〜１２０ｍｍ離れた位置を、強く加熱することで、被処理基板Ｗの中心と縁との温度をほぼ同じ温度、本例では約６２４℃に制御することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図６に示す測定結果に示すように、第１の実施形態は、直径３００ｍｍのシリコンウエハを約６２４℃という高い温度に加熱した場合であっても、温度差を３℃以内とすることができた。これは、充分に満足のいく結果である。
【００５１】
しかしながら、本件の発明者らは、さらに温度差を縮めることができるように、さらなる改善を試みた。
【００５２】
本件の発明者らが着目した改善点は、載置台５の被処理基板Ｗから外れている箇所の温度である。図６を例にとるならば１５０ｍｍを超え１６５ｍｍ近辺の温度である。この範囲にある部分の温度は、図６に示すように、載置台５の中心の温度よりも低くなっている。この範囲にある箇所は、被処理基板Ｗから外れているから、被処理基板Ｗの加熱には寄与しない。このため、この範囲にある箇所の温度は、今までは無視されてきた箇所である。
【００５３】
図７はこの発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の一例を概略的に示す断面図である。なお、図７に示す断面は、図２に示す断面の部分に対応する。図７において、図２と同一の部分については同一の参照符号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００５４】
図７に示すように、第２の実施形態が、第１の実施形態と異なるところは、パージガス吐出部４ｄを載置台５の縁部から離れた位置に形成し、パージガスが載置台５の縁部に直接に吹き付けられないように構成したことである。
【００５５】
載置台５の縁部に、パージガスが吹き付けられると、載置台５の縁部の温度が下がりやすくなる。これを改善するために、パージガス吐出部４ｄを、載置台５の縁部から離れた位置に形成した。
【００５６】
図８は、第２の実施形態に係る熱処理装置の載置台温度及び被処理基板温度の測定結果を示す図である。本測定は、第１の実施形態と同様に、被処理基板Ｗとして直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、載置台５の温度を約６７０℃に加熱したものである。
【００５７】
図８に示すように、第２の実施形態に係る熱処理装置によれば、第１の実施形態と同様に、載置台５の温度を約６７０℃という高温にした。第１の実施形態では、中心から縁にかけての温度差を約１０℃以内に抑制することができたが、第２の実施形態では、さらに温度差を小さくでき、約４℃以内まで低減することができた。
【００５８】
さらに、載置されたシリコンウエハの温度についても、直径３００ｍｍという大きなシリコンウエハを約６２４℃という高温にした場合でも、中心から縁にかけての温度差を、約３℃以内から、約１．２℃以内まで改善することができた。
【００５９】
このように、第２の実施形態に係る熱処理装置によれば、パージガス吐出部４ｄを載置台５の縁部から離れた位置に形成し、パージガスが載置台５の縁部に直接に吹き付けられないように構成したことで、載置台５の面内温度均一性を、さらに良好にすることができた。
【００６０】
また、載置台５の面内温度均一性が、さらに良好になった結果、直径３００ｍｍという大口径シリコンウエハを約６２４℃という高温にした場合であっても、温度差を約１．２℃以内にまで、さらに改善できた。
【００６１】
この結果から、第２の実施形態の構成もまた、第１の実施形態と同様に、直径３００ｍｍ以上の大口径被処理基板の面内温度均一性の維持向上に、有利な構成である。
【００６２】
また、本測定例においても、被処理基板Ｗの中心と縁との温度がほぼ同じ温度となるように、載置台５の温度を制御した。本測定例では、載置台５の温度ピークを、中心から１４０ｍｍ〜１５０ｍｍ離れた位置にもってきた。第２の実施形態では、載置台５のうち、中心から１４０ｍｍ〜１５０ｍｍ離れた位置を強く加熱する。さらに、第２の実施形態では、載置台５の被処理基板Ｗから外れている箇所、本例では、中心から１５０ｍｍを超え１６５ｍｍ近辺（末端部）までの箇所Ｄの温度を、載置台５の中心よりも高い温度とする。このように、載置台５の温度を制御することで、温度差が約１．２℃以内としたまま、被処理基板Ｗの中心と縁との温度をほぼ同じ温度、本例では約６２４℃に制御することができる。
【００６３】
さらに、第２の実施形態のように、パージガス吐出部４ｄを載置台５の縁部から離れた位置に形成する構成であると、次のような工夫も可能である。
【００６４】
図９は、図７中の破線枠Ｃ内を拡大して示す断面図である。
【００６５】
図９に示すように、パージガス吐出部４ｄは載置台５の縁部から離れているので、載置台５の縁部と支持部材４との間には、載置台を支持する以外機能的な機構は基本的に何もなく、載置台５の縁部の下に支持部材４があるのみとなる。載置台５の縁部と支持部材４との間に、基本的に何もない構成において、支持部材４の支持面４ｅが載置台５の縁部全面を支えるのではなく、これを部分的に支持するように構成することもできる。本例では、支持面４ｅを部分的に後退させて凹部４ｇを形成し、支持面４ｅのうち、凹部４ｇ以外の部分を用いて載置台５の縁部を支持するようにした。
【００６６】
このように、載置台５の縁部を部分的に支持するようにすることで、支持面４ｅ全体が載置台５の縁部を支持する構造に比較して、載置台５と支持部材４との接触面積を小さくすることができる。よって、載置台５から支持部材４に向かって逃げる熱を小さくすることができ、載置台５の面内温度均一性を、さらに向上させることができる。
【００６７】
また、支持部材４及び押さえ部材６の双方が、載置台５の縁部を部分的に支持したり、押さえたりする構造では、載置台５と支持部材４との接触面積、並びに載置台５と押さえ部材６の接触面積の双方とも小さくなる。このため、載置台５の固定強度が低くなりやすい傾向がある。載置台５の固定強度が低くなると、例えば、載置台５の大きな位置ずれが発生することが懸念される。このような大きな位置ずれが懸念される場合には、図１０に示すように、載置台５の縁部と支持部材４との間に、ロケーティングピン８を、例えば対角線上に２本設けるようにしても良い。
【００６８】
以上、第１、第２の実施形態に係る熱処理装置は、載置台５の温度の面内均一性を良好にでき、この結果、被処理基板Ｗ、例えば、半導体ウエハの処理時における温度の面内均一性を良好にできる。
【００６９】
しかも、高温加熱、例えば、６００℃以上への高温加熱、かつ、直径３００ｍｍの大口径半導体ウエハであっても、温度の面内均一性は、第１の実施形態では約３℃以内、第２の実施形態では約１．２℃以内と良好である。
【００７０】
このような第１、第２の実施形態に係る熱処理装置は、例えば、トランジスタのゲート電極を構成するようなポリシリコンの成膜等に有用である。また、ポリシリコンの成膜の他、ＳｉＯ２膜、Ｗ膜、ＷＳｉ膜、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＳｉ膜等の成膜にも適用することができる。
【００７１】
さらに、第１、第２の実施形態に係る熱処理装置は、今後進展する被処理基板の大口径化、例えば、直径３００ｍｍ以上の半導体ウエハを用いた半導体装置の製造における、半導体ウエハ温度の面内均一性の維持向上にも役立つ。
【００７２】
以上、この発明を実施形態に基づいて説明したが、この発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。
【００７３】
例えば、第２の実施形態では、パージガス吐出部４ｄを載置台５の縁部から離す構成と、載置台５の縁部を押さえ部材６により部分的に押さえる構成とを併用したが、パージガス吐出部４ｄを載置台５の縁部から離す構成のみを用いるようにしても良い。
【００７４】
また、被処理基板の例として半導体ウエハを例示したが、被処理基板は半導体ウエハに限られるものではない。例えば、被処理基板を、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図２】図１中の破線枠Ａ内を拡大して示す断面図
【図３】図２に示された各部材を分解して示す分解断面図
【図４】図２中の破線枠Ｂ内を拡大して示す断面図
【図５】参考例を示す断面図
【図６】第１の実施形態に係る熱処理装置の載置台温度及び被処理基板温度の測定結果を示す図
【図７】この発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の一例を概略的に示す断面図
【図８】第２の実施形態に係る熱処理装置の載置台温度及び被処理基板温度の測定結果を示す図
【図９】図７中の破線枠Ｃ内を拡大して示す断面図
【図１０】第２の実施形態に係る熱処理装置の変形例を示す断面図
【符号の説明】
【００７６】
１…熱処理装置、２…チャンバ、２ａ…基底部、３…加熱手段、４…支持部材、４ｅ…支持面、４ｄ…パージガス吐出部、５…載置台、６…押さえ部材、６ａ…押さえ面、８…ロケーティングピン、Ｗ…被処理基板
【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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