氧化硅热反射板的制作方法

本发明例如涉及一种氧化硅热反射板，该氧化硅热反射板在半导体电子零件领域中，能够用作在高温下对晶圆、衬底等进行热处理的各种热处理装置的热反射板，由于具有高反射率，所以能够实现热处理装置的节能化，且能够抑制污染。

背景技术：

1、在半导体晶圆的制造或处理步骤中，为了对半导体晶圆赋予各种性质而进行热处理作业。例如将半导体晶圆收纳在高纯度石英制的炉芯管中，控制炉芯管内的气体氛围而进行热处理作业。在该热处理步骤所使用的热处理装置中，为了维持炉内的高温及防止向炉床部的散热，在炉内与炉床之间以堵住炉开口部的方式设有保温体(盖体)。

2、作为这种保温体，存在具有石英板的保温体，该石英板将热处理室的开口部封堵并相互分离地积层，且露出到热处理室，这种保温体具有如下特征：石英板表面平滑且无气泡，在石英板内部形成着金薄膜，金薄膜是通过金蒸镀而形成的(例如参照专利文献1)。

3、另外，公开了如下技术：在具有供石英管贯穿中心的孔及供石英棒贯穿的孔的石英板之上，通过丝网印刷来涂布将有机物添加到铂(pt)与氧化物(sio或pbo等)的混合物中并制成糊状所得的糊状物，将该糊状物烘烤硬化，由此形成包含电阻发热体的例如厚度5～10微米的反射面(例如参照专利文献2)。

4、也公开了如下技术，立式热处理炉的隔热构造体包含多根支柱、及沿上下方向以指定间隔设置在这些支柱的多片具有反射性的隔热板(例如参照专利文献3)。根据专利文献3，隔热板由反射膜、及被覆该反射膜的表面的透明石英层形成。作为形成该隔热板的一方法，有以下方法：使用形成透明石英层的圆形的一对透明石英板，在其中一透明石英板的单侧的面上设置反射膜，将该反射膜夹入所述一透明石英板与另一透明石英板之间，将两透明石英板的周缘部熔接而使它们密封及一体化。

5、背景技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本专利特开2001-102319号公报

8、专利文献2：日本专利特开平9-148315号公报

9、专利文献3：日本专利特开平11-97360号公报

10、专利文献4：日本专利特开2019-217530号公报

11、专利文献5：日本专利4172806号公报

12、专利文献6：日本专利6032667号公报

技术实现思路

1、[发明要解决的问题]

2、专利文献1中使用金薄膜作为反射膜，但金的熔点为1064℃，在1500℃以上的热处理时，存在膜熔融、或者膜卷起或缩小的问题，实际使用时耐热性存在问题。

3、专利文献2中，由于要用作反射板兼加热器，所以在中央利用石英管来设置加热器导通部位，但会因该构造而产生一部分辐射热无法被完全阻断的部位。为了更高的节能化，必须获得较大的反射面积率，且使反射板更薄，使热容较小。

4、专利文献3中，采用了夹入在石英板之间并进行熔接的方法，但由于受到热的影响，所以在用薄膜实施该方法时会产生膜剥离的问题。进而，难以将内部保持为真空，无法避免因高温使用时的内压上升而导致薄膜破损的风险。另外，即使在浇铸透明石英来制作隔热板的方法中，对金属薄膜实施该方法时，也无法避免热性损坏、及物理性损坏。

5、本发明的目的在于提供一种氧化硅热反射板，其相比以往方法能够确保更多的反射面积率，且热容小，能够实现节能化，具有高反射率，能够抑制炉内的污染，寿命较长。

6、[解决问题的技术手段]

7、本发明者等人经过努力研究后发现，通过将以含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo的表面层作为反射面的反射体配置在氧化硅板的内部，能够解决所述问题，从而完成了本发明。即，本发明的氧化硅热反射板的特征在于具有：氧化硅板；及反射体，配置在该氧化硅板的内部，外周围由该氧化硅板完全覆盖，且将入射到该氧化硅板的一表面的红外线反射；且所述反射体为薄膜、板或箔，所述反射体的至少包含反射面的表面层含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo，或包含含有选自ir、pt、rh、ru、re、hf及mo中的至少任一种的合金。

8、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述氧化硅板具有层合板构造，即，第1氧化硅板与第2氧化硅板对向配置，且周缘部彼此沿着周缘呈环状连续地接合。由于能使氧化硅板及反射体变薄，所以能使热容较小。

9、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述层合板构造具有空腔，该空腔设置在所述第1氧化硅板与所述第2氧化硅板的相向的面之间，且在所述第1氧化硅板侧及所述第2氧化硅板侧的至少一侧通过所述周缘部彼此的接合部而密闭；且在该空腔内配置着所述反射体。由于反射体处于作为密闭空间的空腔内，所以由反射体引起的剥离的方向的应力不易施加到周缘部彼此的接合部，能够抑制由反射体破损所致的炉内的污染。进而能够避免由氧化硅板与反射体的热膨胀差所致的破损。

10、本发明的氧化硅热反射板中，优选至少在所述第1氧化硅板侧具有所述空腔，在所述第1氧化硅板的所述空腔内的表面上具有作为所述反射体而形成的薄膜，该薄膜为积层膜，该积层膜从所述第1氧化硅板的所述空腔内的表面侧起依序具有基底膜、及作为包含所述反射面的表面层的反射膜，所述基底膜含有ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co或ni，或包含含有选自ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co及ni中的至少任一种的合金，所述反射膜含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo，或包含含有选自ir、pt、rh、ru、re、hf及mo中的至少任一种的合金，所述基底膜与所述反射膜具有不同的组成。由于在第1氧化硅板的空腔内的表面上形成着反射体，所以由反射体引起的剥离的方向的应力不易施加到周缘部彼此的接合部，能够抑制由反射体破损所致的炉内的污染。进而能够避免由氧化硅板与反射体的热膨胀差所致的破损。

11、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述第1氧化硅板为平板，在所述第2氧化硅板侧具有所述空腔，在所述第1氧化硅板的表面上具有作为所述反射体而形成的薄膜，该薄膜为积层膜，该积层膜从所述第1氧化硅板的表面侧起依序具有基底膜、及作为包含所述反射面的表面层的反射膜，所述基底膜含有ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co或ni，或包含含有选自ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co及ni中的至少任一种的合金，所述反射膜含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo，或包含含有选自ir、pt、rh、ru、re、hf及mo中的至少任一种的合金，所述基底膜与所述反射膜具有不同的组成。由于在为平板的第1氧化硅板上形成作为反射体的薄膜，所以能够制成生产性优异的氧化硅热反射板。

12、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述反射体为板或箔，且含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo，或包含含有选自ir、pt、rh、ru、re、hf及mo中的至少任一种的合金。本发明的氧化硅热反射板成为在空腔内收容有作为反射体的板或箔的状态，不易发生板或箔的腐蚀。进而，由板或箔引起的剥离的方向的应力不易施加到周缘部彼此的接合部。

13、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述空腔内的压力减小为小于大气压。能够在热处理时抑制空腔的内压升高，能够进一步抑制炉内的污染。

14、本发明的氧化硅热反射板中，优选(1)所述第1氧化硅板具有设置在所述周缘部的堤部、及由该堤部包围而构成所述空腔的凹部，所述第2氧化硅板为平板状，或(2)所述第1氧化硅板为平板状，所述第2氧化硅板具有设置在所述周缘部的堤部、及由该堤部包围而构成所述空腔的凹部。通过在第1氧化硅板设置凹部，能以简单的构造在氧化硅板内设置空腔。或者，通过在第2氧化硅板设置凹部，能以简单的构造在氧化硅板内设置空腔。

15、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述氧化硅热反射板具有至少1根支柱部，该支柱部在所述空腔内竖立设置在所述层合板构造的对向的面彼此之间。能够利用支柱部来提高层合板构造的接合强度。

16、本发明的氧化硅热反射板中，所述支柱部包含柱状或筒状的形态。通过设为柱状或筒状，能够提高接合强度，且获得较宽的反射体的面积。

17、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述氧化硅热反射板具有多根所述支柱部，该支柱部为筒状，且各支柱部具有相互共有一部分筒壁的三维空间填充构造。通过设为三维空间填充构造，能够提高接合强度，且能够获得较宽的反射体的面积，进而能够提高反射板自身的强度。

18、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述三维空间填充构造包含蜂巢构造、矩形格子构造、方形格子构造或菱形格子构造的形态。

19、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述第1氧化硅板与所述第2氧化硅板的相向的面彼此均为平坦面，所述反射体为薄膜，形成在所述第2氧化硅板侧的所述第1氧化硅板的表面中的、所述周缘部彼此的环状接合部的内侧区域，该薄膜为积层膜，该积层膜从所述第1氧化硅板的表面侧起依序具有基底膜、及作为包含所述反射面的表面层的反射膜，所述基底膜含有ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co或ni，或包含含有选自ta、mo、ti、zr、nb、cr、w、co及ni中的至少任一种的合金，所述反射膜含有ir、pt、rh、ru、re、hf或mo，或包含含有选自ir、pt、rh、ru、re、hf及mo中的至少任一种的合金，所述基底膜与所述反射膜具有不同的组成。能够进一步抑制因反射体与第2氧化硅板的局部接触而产生的干扰条纹。

20、本发明的氧化硅热反射板中，优选至少在所述第1氧化硅板侧具有所述空腔，在所述第1氧化硅板的所述空腔内的表面上具有作为所述反射体而形成的薄膜，该薄膜为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜。在为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜时，作为反射体而形成的薄膜也可以是单层膜。

21、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述第1氧化硅板为平板，在所述第2氧化硅板侧具有所述空腔，在所述第1氧化硅板的表面上具有作为所述反射体而形成的薄膜，该薄膜为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜。在为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜时，作为反射体而形成的薄膜也可以是单层膜。

22、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述第1氧化硅板与所述第2氧化硅板的相向的面彼此均为平坦面，所述反射体为薄膜，形成在所述第2氧化硅板侧的所述第1氧化硅板的表面中的、所述周缘部彼此的环状接合部的内侧区域，该薄膜为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜。在为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜时，作为反射体而形成的薄膜也可以是单层膜。

23、本发明的氧化硅热反射板中，优选在所述第1氧化硅板侧及所述第2氧化硅板侧具有所述空腔，在所述第1氧化硅板的所述空腔内的表面上具有作为所述反射体而形成的薄膜，该薄膜为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜。在为mo膜或含有50质量％以上的mo的合金膜时，作为反射体而形成的薄膜也可以是单层膜。

24、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述反射体的厚度为0.01μm以上5mm以下。能够保持反射体对辐射热的反射效率，能够减小氧化硅热反射板的热容。

25、本发明的氧化硅热反射板中，优选所述周缘部彼此的接合部是表面活化接合部。通过相比通常的熔接方法使接合宽度变短，能够进一步使辐射热向炉内反射。另外，作为反射体的薄膜不易受到接合处理所致的热性损坏及物理性损坏。另外，接合部的接合强度提高，氧化硅热反射板的寿命变得更长，且耐腐蚀性提升，炉内的污染得到抑制。

26、[发明的效果]

27、根据本发明，能够提供一种氧化硅热反射板，其相比以往方法能够确保更多的反射面积率，且热容小，能够实现节能化，能够抑制炉内的污染，寿命较长。