JP2011077502A

JP2011077502A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2011077502A
Application number: JP2010157959A
Authority: JP
Inventors: Tenwa Yamaguchi; 天和山口; Akihiro Sato; 明博佐藤; Kenji Shirako; 賢治白子; Shuhei Nishido; 周平西堂
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2011-04-14
Also published as: US20110056434A1

Abstract

【課題】誘導電流による断熱材の温度上昇を抑制し、サセプタの加熱効率を高めた熱処理装置を提供する。
【解決手段】複数枚のシリコンカーバイド基板６上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管２１の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイル２７が設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタ２４が設けられ、該サセプタと前記反応管との間に断熱材２３が設けられ、該断熱材は周方向で分割され、分割された該断熱材間に絶縁物を挿入する。
【選択図】図２

Description

本発明はシリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等の熱処理を行う熱処理装置、特にＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウェーハ上にＳｉＣ膜を成長させる熱処理装置に関するものである。

従来の熱処理装置では、反応管の内部に画成された反応室に基板保持具であるボートが収納され、該ボートに複数枚の基板（ウェーハ）が垂直多段に保持されており、ボートの周囲を覆う様に設けられたサセプタを反応管の外にある加熱用コイルによって所定の温度迄誘導加熱し、成膜処理を行う。

この時、反応管や筐体等が前記サセプタからの輻射熱によって加熱されない様、反応管とサセプタの間に断熱材を設けている。該断熱材には、高温に耐え、不純物が少ないものとして一般にはカーボンが使用されることが多い。更に、熱伝導率を低くし、熱抵抗率を高くする目的で、カーボンをフェルト状に加工したものを使用するのが一般的となっている。

然し乍ら、カーボンは導電体であり、サセプタと同様に誘電されることで発熱する為、サセプタに加わるエネルギーの比率が低下し、パワーロスが生じる。又、断熱目的で設置した断熱材が発熱することで、断熱材の外側にある反応管の温度が上昇し、更に反応管からの輻射熱によって筐体の温度が上昇する為、筐体の温度を下げる為に水冷等を行わなければならず、一層パワーロスが生じるという問題があった。

又、カーボンフェルト製の断熱材を縦型装置で使用する場合には、縦型装置のウェーハの処理可能な枚数が増える程、反応室が高くなり断熱材が縦長となるが、カーボンフェルトの機械的強度は非常に低く、自立及び設置が非常に困難である。設置方法としては、バインダ等で固めて成型する方法があるが、不純物が少ないというカーボンの利点と相反するという問題がある。

更に、カーボンは消耗品の為、定期的に交換する必要があるが、カーボンフェルトは微細線状カーボンであり、交換の際に何かと擦れた場合には周囲に微細カーボンが飛散し、飛散した微細カーボンが皮膚に付着することで痒みを引起す等、人体に悪影響を及すという問題があった。

尚、誘導加熱手段に高周波電力を印加することにより、輻射部材を誘導加熱し、複数の基板上にエピタキシャル層を成長させる半導体結晶の成長装置として、特許文献１に示されるものがある。

特開２００７−９５９２３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、誘導電流による断熱材の温度上昇を抑制し、サセプタの加熱効率を高めた熱処理装置を提供するものである。

本発明は、複数枚のシリコンカーバイド基板上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイルが設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタが設けられ、該サセプタと前記反応管との間に断熱材が設けられ、該断熱材は周方向で分割され、分割された該断熱材間に絶縁物を挿入する熱処理装置に係るものである。

又本発明は、前記反応管と前記断熱材の間に石英容器が更に設けられ、前記断熱材は前記石英容器に固定され、一体化された熱処理装置に係り、又前記断熱材は、カーボン糸によって前記石英容器に縫止められ、前記カーボン糸を縫う方向は前記誘導電流の流れと交わる方向である熱処理装置に係るものである。

本発明によれば、複数枚のシリコンカーバイド基板上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイルが設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタが設けられ、該サセプタと前記反応管との間に断熱材が設けられ、該断熱材は周方向で分割され、分割された該断熱材間に絶縁物を挿入するので、前記コイルからの磁場によって前記断熱材に発生する誘導電流を前記絶縁物によって寸断することができ、誘導電流による前記断熱材の加熱を抑制できると共に、前記サセプタの加熱に於けるエネルギー効率を向上させることができる。

又本発明によれば、前記反応管と前記断熱材の間に石英容器が更に設けられ、前記断熱材は前記石英容器に固定され、一体化されたので、該石英容器の設置や交換を行う際に前記断熱材に触れる必要がない。

更に又本発明によれば、前記断熱材は、カーボン糸によって前記石英容器に縫止められ、前記カーボン糸を縫う方向は前記誘導電流の流れと交わる方向であるので、前記カーボン糸に誘導電流が発生することがなく、該カーボン糸の異常加熱や加熱による劣化を防止し、耐久性を向上させることができるという優れた効果を発揮する。

本発明に於ける熱処理装置の斜視図である。本発明に於ける熱処理装置の処理炉を示す立断面図である。本発明の第１の実施例に於ける石英容器と断熱材の構成を示す概略立断面図である。（Ａ）は図３のＡ−Ａ矢視図であり、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ矢視図である。（Ａ）〜（Ｃ）は断熱材の石英容器への取付け方法を示す説明図であり、（Ｄ）はカーボン糸を水平方向に縫合した場合の説明図である。本発明の第１の実施例に於ける高周波電流及び誘導電流の流れを示す作用説明図であり、（Ａ），（Ｂ）は分割した断熱材間に絶縁物を挿入した場合を示しており、（Ｃ），（Ｄ）は断熱材を分割しなかった場合を示している。本発明の第２の実施例に於ける断熱部を示し、（Ａ）は石英容器天井部及び断熱材天井部の概略立断面図であり、（Ｂ）は石英容器天井部及び断熱材天井部の概略平断面図であり、図３のＡ−Ａ矢視相当図であり、（Ｃ）は石英容器胴体部及び断熱材胴体部の概略平断面図であり、図３のＢ−Ｂ矢視相当図である。本発明の第２の実施例に於ける断熱部の変形例を示し、（Ａ）は石英容器天井部及び断熱材天井部の概略立断面図であり、（Ｂ）は石英容器天井部及び断熱材天井部の概略平断面図であり、図３のＡ−Ａ矢視相当図であり、（Ｃ）は石英容器胴体部及び断熱材胴体部の概略平断面図であり、図３のＢ−Ｂ矢視相当図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明が実施される熱処理装置の一例を説明する。

本発明に係る熱処理装置１では、ウェーハ６は基板収納容器としてのカセット２に収納され、搬入出される。

前記熱処理装置１は、筐体３を備え、該筐体３の正面壁にはカセット搬入搬出口４がフロントシャッタ（図示せず）によって開閉される様設けられている。前記筐体３の内部に、前記カセット搬入搬出口４に臨接してカセットステージ５が設けられている。

カセット２は前記カセットステージ５上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、又、前記カセットステージ５上から搬出される様になっている。

該カセットステージ５は、工程内搬送装置によって、カセット２内のウェーハ６が垂直姿勢となり、カセット２のウェーハ出入れ口が上方向を向く様に載置され、前記カセットステージ５は、カセット２をウェーハ出入れ口が筐体３後方を向く様に回転する。

前記筐体３内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）７が設置されており、該カセット棚７は複数段複数列にて各複数個のカセット２を保管する様に構成されている。前記カセット棚７にはウェーハ移載装置８の搬送対象となるカセット２が収納される移載棚９が設けられている。又、前記カセットステージ５の上方には予備カセット棚１１が設けられ、予備的にカセット２を保管する様に構成されている。

前記カセットステージ５と前記カセット棚７との間には、カセット搬送装置１２が設置されている。該カセット搬送装置１２は、前記カセットステージ５、前記カセット棚７、前記予備カセット棚１１との間で、カセット２を搬送する様に構成されている。

前記カセット棚７の後方には、前記ウェーハ移載装置８が設置されており、該ウェーハ移載装置８は、ウェーハ６を保持して、水平回転、進退、昇降可能であり、前記移載棚９のカセット２と基板保持具であるボート１３との間でウェーハ６の移載を行う様に構成されている。

前記筐体３の後部上方には、処理炉１４が設けられ、該処理炉１４の下端開口部（炉口部）は、炉口シャッタ１５により開閉される様に構成されている。

前記処理炉１４の下方には前記ボート１３を昇降し、前記処理炉１４に装入、引出しする昇降機構としてのボートエレベータ１６が設けられている。該ボートエレベータ１６は昇降アーム１７を具備し、該昇降アーム１７には蓋体としてのシールキャップ１８が水平に設けられており、該シールキャップ１８は前記ボート１３を垂直に支持し、前記炉口部を開閉する様に構成されている。

前記ボート１３は、ウェーハ６を汚染しない耐熱材料からなり、例えば石英製であり、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウェーハ６の中心を揃えて所定間隔で垂直方向に積層した状態で、それぞれ水平に保持する様に構成されている。

前記カセット棚７の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット１９が設けられ、該クリーンユニット１９はクリーンエアを前記筐体３の内部に流通させる様になっている。

次に、本発明の熱処理装置１の動作について説明する。

前記カセット搬入搬出口４が開放され、カセット２がカセットステージ５に供給される。その後、前記カセット２は前記カセット搬入搬出口４から搬入され、前記カセット搬送装置１２によってカセット棚７又は予備カセット棚１１に搬送され、一時的に保管された後、前記カセット棚７又は前記予備カセット棚１１から前記カセット搬送装置１２によって前記移載棚９に移載されるか、若しくは該移載棚９に直接搬送される。

前記カセット２が前記移載棚９に移載されると、ウェーハ６は前記ウェーハ移載装置８によって前記カセット２から降下した状態の前記ボート１３に装填される。

予め指定された枚数の未処理ウェーハ６が前記ボート１３に装填されると、前記炉口シャッタ１５によって閉じられていた前記処理炉１４の下端部が、前記炉口シャッタ１５によって、開放される。続いて、前記ボート１３は前記ボートエレベータ１６によって上昇されることにより、前記処理炉１４内へ装入されて行く。

前記ボート１３装入後は、前記処理炉１４にてウェーハ６に任意の処理が実施される。処理後は、上述の逆の手順で、前記ボート１３が降下され、前記ウェーハ移載装置８により処理済ウェーハ６が前記カセット２に移載され、処理済ウェーハ６が装填された前記カセット２は前記筐体３の外部へ払出される。

次に、図２〜図５に於いて、前記処理炉１４の詳細について説明する。

基板であるウェーハ６を処理する反応管２１が設けられ、該反応管２１の下端には、例えばステンレス製であるマニホールド２２が気密に設けられ、該マニホールド２２の下端開口は炉口部を形成し、該炉口部は前記炉口シャッタ１５、前記シールキャップ１８のいずれかによって択一的に閉塞される。

前記反応管２１内には、前記ボート１３装入時に該ボート１３を覆う様、有天筒状のサセプタ２４が前記マニホールド２２に立設され、前記サセプタ２４と前記反応管２１との間には、前記サセプタ２４を覆う様、有天筒状の断熱部２３が前記マニホールド２２に立設されている。前記断熱部２３は内層側に設けられたカーボンフェルト等からなる断熱材２５と、外層側に設けられた石英容器２６とが一体化された２重構造となっている。

前記反応管２１外には、該反応管２１の周囲を囲む様に磁場発生用の誘電コイル２７が設けられ、該誘電コイル２７はコイル支持部２８に支持され、該コイル支持部２８は断熱部２９によって覆われている。

又、少なくとも、前記サセプタ２４、前記マニホールド２２及び前記シールキャップ１８により反応室３０が画成される。

又、前記マニホールド２２にはガス供給口３１及びガス排気口３２が設けられており、前記ガス供給口３１は図示しないガス供給源に接続され、前記ガス排気口３２は図示しない真空ポンプ等の排気装置と接続されている。

次に、前記断熱部２３の詳細な構造と、前記断熱材２５の前記石英容器２６への取付け方法について説明する。

前記断熱部２３は前記断熱材２５と前記石英容器２６とが一体化された２重構造であり、該石英容器２６は石英容器天井部３３と、少なくとも１つ以上の石英容器胴体部３４と、石英容器底部３５からなる分割構造となっている（図３参照）。

前記石英容器天井部３３は円板形状であり、下面中央部には、外周に天井部内フランジ３３ａが形成される様に天井部凹部３３ｂが形成され、前記天井部内フランジ３３ａ外周にはリング状の天井部欠切部３３ｃが形成されている。又、前記石英容器胴体部３４は円筒形状であり、上面外周に前記天井部欠切部３３ｃと嵌脱可能なリング状の胴体部突条３４ａが形成され、下面外周には前記天井部欠切部３３ｃと同形状の胴体部欠切部３４ｂが形成されると共に、内周には胴体部内フランジ３４ｃが形成されている。又、前記石英容器底部３５の上面外周には前記胴体部突条３４ａと同形状の底部突条３５ａが形成されている。

前記天井部欠切部３３ｃと前記胴体部突条３４ａ、前記胴体部欠切部３４ｂと前記胴体部突条３４ａ、前記胴体部欠切部３４ｂと前記底部突条３５ａとがそれぞれインロー方式で嵌合されることで、前記石英容器２６が組立てられる。

尚、前記石英容器胴体部３４は多段に積層可能となっており、該石英容器胴体部３４の積層数を増減させることで前記石英容器２６の高さを調節できる様になっている。

又、前記石英容器胴体部３４の内壁には、所定間隔で複数個糸通し突起３６が突設されており、該糸通し突起３６の中心には孔３７が上下方向に穿設されている。

前記断熱材２５は断熱材天井部３８と多段に積層された断熱材胴体部３９からなり、更に該断熱材胴体部３９は円周方向に所要等分、図示では４等分された分割構造となっており、それぞれ例えば厚さ１０ｍｍのカーボンフェルトを複数枚（図示では３枚）重合せ、カーボン糸４１で縫合することで成形されている。

前記断熱材天井部３８の厚みは前記石英容器天井部３３に形成された天井部凹部３３ｂの深さと同等の厚みを有し、前記断熱材天井部３８の下面外周にはリング状の欠切部３８ａが形成される。前記断熱材天井部３８は変形されながら前記天井部凹部３３ｂに嵌込まれると共に、前記欠切部３８ａに前記天井部内フランジ３３ａが嵌合することで、前記断熱材天井部３８が落下しない様荷重を支持されている。

又、前記断熱材胴体部３９の高さは前記石英容器胴体部３４の高さよりも前記胴体部突条３４ａ分だけ低く、前記断熱材胴体部３９の下面外周にはリング状の欠切部３９ａが形成され、該欠切部３９ａは前記石英容器胴体部３４に形成された胴体部内フランジ３４ｃとインロー方式で嵌合可能であり、前記断熱材胴体部３９は前記胴体部内フランジ３４ｃによって落下しない様荷重を支持されている。

又、前記断熱材２５は、前記石英容器２６と同様、前記断熱材胴体部３９の積層数を増減させることで高さを調節できる様になっている。更に、前記断熱材胴体部３９の内径は前記石英容器底部３５の内径と等しくなっており、前記断熱材２５を前記石英容器２６に取付けた際には、最下段の前記断熱材胴体部３９の底面が前記石英容器底部３５の上面に載置される様になっている。

前記断熱材天井部３８は等角度に等分、図示では４半円に４分割され、前記断熱材胴体部３９は、周方向に分割（図示では４分割）され、前記断熱材胴体部３９には所定箇所に複数個糸通し孔４２が穿設されている。尚、前記断熱材胴体部３９は２分割、或は８分割等任意の数に分割可能であるのは言う迄もない。

分割された前記断熱材天井部３８，３８間には直径方向に延びる隙間が形成され、該隙間に絶縁物且つ耐熱材である介在物、例えば石英等の部材にジルコニア層を形成した天井部ジルコニアシート４３が挿入される。該天井部ジルコニアシート４３は中央に凹部が形成された２本の方柱形状のジルコニアシートを嵌合させるか、１本の長い方柱形状のジルコニアシートと２本の短い方柱形状のジルコニアシートとを組合わせてクロス状にしたものであり、前記断熱材天井部３８，３８と前記天井部ジルコニアシート４３とで円板を形成している。

尚、前記断熱材天井部３８と前記石英容器天井部３３とは、後述する前記断熱材胴体部３９と前記石英容器胴体部３４との固定と同様な方法で固定しており、又前記断熱材胴体部３９は交換可能となっている。

又、分割された前記断熱材胴体部３９，３９間には、所定箇所に複数の糸通し孔４４が穿設された、方柱形状の絶縁物且つ耐熱材である介在物、例えば石英等の部材にジルコニア層を形成した胴体部ジルコニアシート４５がそれぞれ挿入されており、前記断熱材胴体部３９，３９と前記胴体部ジルコニアシート４５で円筒を形成している。尚、前記天井部ジルコニアシート４３と前記断熱材天井部３８の厚さは同等であり、又前記胴体部ジルコニアシート４５と前記断熱材胴体部３９の厚さは同等になっている。

前記石英容器２６に前記断熱材２５を取付ける際には、前記石英容器天井部３３と前記断熱材天井部３８とを組立てることで天井部２３ａを作製し、前記石英容器胴体部３４と前記断熱材胴体部３９とを組立てることで胴体部２３ｂを作製し、前記天井部２３ａ及び前記胴体部２３ｂとをそれぞれユニット化し、その後、前記石英容器底部３５に前記胴体部２３ｂ、前記胴体部２３ｂに該胴体部２３ｂ、該胴体部２３ｂに前記天井部２３ａと順次積上げて前記断熱部２３を完成させる。

前記石英容器胴体部３４と前記断熱材胴体部３９を組立てる場合は、図５（Ａ）に示される様に、前記糸通し突起３６に穿設された前記孔３７にカーボン糸４１を通し、更に該カーボン糸４１を前記断熱材胴体部３９に穿設された前記糸通し孔４２に通すことで前記石英容器胴体部３４に前記断熱材胴体部３９が固定される。尚、前記カーボン糸４１は前記各糸通し孔４２毎に用意され、図５（Ｂ）に示される様に前記石英容器胴体部３４と前記断熱材胴体部３９は前記孔３７と前記糸通し孔４２毎にそれぞれ縫合される。又、前記断熱材胴体部３９に前記糸通し突起３６を嵌入可能な孔を設け、前記石英容器胴体部３４と前記断熱材胴体部３９が当接する様にしてもよい。

分割された該断熱材胴体部３９，３９間に隙間が形成される様、全て前記石英容器胴体部３４に取付けた後、図５（Ｃ）に示される様に前記断熱材胴体部３９，３９間に形成された隙間に前記胴体部ジルコニアシート４５を挿入し、前記孔３７にカーボン糸４１を通し、更に該カーボン糸４１を前記胴体部ジルコニアシート４５に穿設された糸通し孔４４に通すことで、前記石英容器胴体部３４に前記胴体部ジルコニアシート４５が固定され、ユニット化された前記胴体部２３ｂの組立てが完成する。尚、図示はしないが、前記石英容器胴体部３４と同様、前記石英容器天井部３３の凹部３３ｂには孔が穿設された糸通し突起が突設され、前記断熱材天井部３８には糸通し孔が穿設されており、該断熱材天井部３８を前記孔と前記糸通し孔を介してカーボン糸４１によって前記石英容器天井部３３に固定することで、ユニット化された前記天井部２３ａの組立てが完成する。

この時、分割された前記断熱材胴体部３９と、該断熱材胴体部３９，３９間に挿入された前記胴体部ジルコニアシート４５は、それぞれ別々のカーボン糸４１によって前記石英容器胴体部３４に取付けられ、互いに絶縁される様になっている。又、前記断熱材胴体部３９及び前記胴体部ジルコニアシート４５を固定するカーボン糸４１の向きは、図５（Ｄ）とは異なり、後述する高周波電流、及び誘導電流と交わる方向、例えば垂直となっており、又前記各糸通し突起３６毎に前記カーボン糸４１を結びつけ、該カーボン糸４１は周方向に分割されているので、前記カーボン糸４１に誘導電流を発生させない様になっている。

次に、前記胴体部２３ｂを所望の高さとなる迄積層させ（図３では２層）、最後に最上段の該胴体部２３ｂ上面と前記天井部２３ａ下面とを嵌合させることで、前記断熱材２５を前記石英容器２６に固定して一体化した前記断熱部２３が完成する。

成膜処理を行う際には、先ず所定枚数のウェーハ６が装填された前記ボート１３が前記反応室３０に装入される。

次に、図示しないガス供給源より、前記ガス供給口３１を介して前記反応室３０にモノシランやプロパン等の処理ガスが導入されると共に、前記誘電コイル２７に、例えば３０ｋＨｚの高周波電流を印加することで交番磁場を発生させ、交番磁場によって前記サセプタ２４に誘導電流４７が生じ、該誘導電流４７によって該サセプタ２４に過電流が流れ、該サセプタ２４がジュール熱によって加熱される。

この時、該サセプタ２４と同様、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示される様に、カーボンフェルト等で形成された前記断熱材２５にも前記誘電コイル２７を周方向に流れる高周波電流４６を打消す方向、即ち該高周波電流４６とは逆向きに前記誘導電流４７が流れるが、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示される様に前記胴体部ジルコニアシート４５によって前記誘導電流４７の経路が寸断されているので、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）に示される様な前記胴体部ジルコニアシート４５を設けない場合よりも前記誘導電流４７が小さくなり、前記断熱材２５の加熱が抑制される。従って、前記サセプタ２４に加わるエネルギー比率が増加し、該サセプタ２４を加熱する際のエネルギー効率を向上させることができる。

該サセプタ２４が加熱されることにより、該サセプタ２４に覆われた前記ボート１３及びウェーハ６が輻射熱によって所定の温度迄加熱され、ウェーハ６上にＳｉＣ結晶膜が成膜される。成膜処理が終了すると、図示しない排気装置によって処理ガスが前記ガス排気口３２から排気され、前記ボート１３が前記反応室３０から装脱される。

上記処理中、前記サセプタ２４は１５００℃〜１８００℃に加熱されており、前記断熱部２３及び前記断熱部２９は、加熱された前記サセプタ２４からの輻射熱を遮り、前記反応管２１及び前記筐体３等への熱伝達を抑制している。前記断熱部２３は通常前記反応管２１の壁面を１０００℃以下に降下させ、前記断熱部２９は前記反応管２１からの輻射熱を遮断する様になっている。

又、前記誘電コイル２７に印加された高周波電流４６により誘導加熱された前記サセプタ２４は、上部の温度が高く、下部の温度が低いという熱分布が存在し、同様に前記断熱材２５に関しても上下方向に熱分布を持つ。従って、前記断熱材２５の劣化速度が異なるが、本発明の前記石英容器２６及び前記断熱材２５を一体化させた前記断熱部２３は、ユニット化された該断熱部２３の胴体部２３ｂを積載させる分割構造であるので、劣化したユニットのみを交換可能であり、交換コストの削減を図ると共に、交換作業を容易とし、更に作業労力の軽減を図ることができる。

又、前記断熱材２５を前記石英容器２６に固定する際に用いたカーボン糸４１の向きを、前記高周波電流４６及び前記誘導電流４７と交わる方向としたので、前記カーボン糸４１に誘導電流が発生せず、該カーボン糸４１の異常発熱や熱による劣化を防止し、該カーボン糸４１の耐久性を向上させることができる。

更に、本発明では前記断熱材２５を前記孔３７、前記糸通し孔４２を介してカーボン糸４１で前記石英容器２６に固定して一体化させたので、前記断熱材２５を交換する際に直接該断熱材２５に触れる必要がなく、カーボンフェルトを形成する微細カーボンが飛散し、人体に悪影響を与えることがない。

次に、図７（Ａ）〜（Ｃ）に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、第２の実施例の基本的な構成は第１の実施例と同様であるのでその説明を省略し、又図７（Ａ）〜（Ｃ）中、図３、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例に於ける断熱材天井部４８は、円板形状の断熱材を上下方向に貫通する切れ目４９が１箇所穿設され、該切れ目４９は前記断熱材天井部４８の中心から周縁迄延出し（図示では半径と合致）、前記切れ目４９は立断面に於いて鉛直に対して傾斜している。該切れ目４９には該切れ目４９と同形状の絶縁物且つ耐熱材である介在物、例えば石英等の部材にジルコニア層を形成した天井部ジルコニアシート５１が挿入されている。従って、前記断熱材天井部４８は円周方向で前記切れ目４９によって切断され、非連続となっている。

又、断熱材胴体部５２は、円筒形状の断熱材を周方向に分断する様、切れ目５３が上端から下端迄全長に亘って穿設された形状となっている。該切れ目５３は平断面に於いて半径方向に対して傾斜しており、前記切れ目５３には該切れ目５３と同形状の絶縁物且つ耐熱材である介在物、例えば石英等の部材にジルコニア層を形成した胴体部ジルコニアシート５４が挿入されている。

前記断熱材天井部４８と石英容器天井部３３を組立てる際には、前記断熱材天井部４８がカーボン糸４１（図５参照）によって前記石英容器天井部３３に固定され、次に前記天井部ジルコニアシート５１が前記切れ目４９に挿入され、前記カーボン糸４１とは別のカーボン糸４１によって前記石英容器天井部３３に固定されることで、断熱部２３（図３参照）の天井部２３ａ（図３参照）がユニット化される。又、前記断熱材天井部４８の下面外周に形成されたリング状の欠切部４８ａと、前記石英容器天井部３３の下面に形成された天井部内フランジ３３ａとの嵌合によって、前記断熱材天井部４８が抜止めされ、前記石英容器天井部３３と前記断熱材天井部４８との一体化が強化される。

又、前記断熱材胴体部５２と石英容器胴体部３４を組立てる際には、前記断熱材胴体部５２が前記カーボン糸４１によって前記石英容器胴体部３４に固定され、次に前記胴体部ジルコニアシート５４が前記切れ目５３に挿入され、前記カーボン糸４１とは別のカーボン糸４１によって前記石英容器胴体部３４に固定されることで、前記断熱部２３の胴体部２３ｂ（図３参照）がユニット化され、更に石英容器底部３５（図３参照）、前記胴体部２３ｂ、前記天井部２３ａを順次積上げることで前記断熱部２３が組立てられる。

上記構成の該断熱部２３を用いて成膜処理を行った場合、断熱材２５には誘電コイル２７（図２参照）に印加された高周波電流４６（図６参照）とは逆向きに誘導電流４７（図６参照）が流れるが、前記切れ目４９及び切れ目５３によって前記断熱材天井部４８及び前記断熱材胴体部５２を流れる前記誘導電流４７の経路が寸断されるので、該誘導電流４７が小さくなり、前記断熱材２５の加熱が抑制される。

又、第２の実施例では、前記断熱材天井部４８及び前記断熱材胴体部５２に、前記切れ目４９及び切れ目５３を１箇所穿設する様にしたので、前記断熱材天井部４８及び前記断熱材胴体部５２はそれぞれ一体構造となり、前記石英容器天井部３３及び石英容器胴体部３４に取付ける際には位置合せ等の作業が不要となり、作業性が向上する。

更に、前記切れ目４９を鉛直に対して傾斜させ、前記切れ目５３を半径に対して傾斜させた、即ち前記サセプタ２４から輻射される熱と交差する様傾斜させたので、前記切れ目４９及び前記切れ目５３を透過しようとした前記サセプタ２４の輻射熱を前記切れ目４９及び前記切れ目５３の途中で遮ることができ、前記断熱材２５の断熱性能を向上させることができる。

尚、前記切れ目４９及び前記切れ目５３は、前記誘導電流４７の経路を寸断できる様物理的に寸断されていれば他の形状であってもよく、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施例の変形例を示している。

該変形例では、断熱材天井部４８に穿設された切れ目５５の立断面形状をく字状に屈曲させると共に、断熱材胴体部５２に穿設された切れ目５６の平断面形状をく字状に屈曲させたものである。

又、前記切れ目５５には該切れ目５５と同形状の天井部ジルコニアシート５７が挿入され、前記切れ目５６には該切れ目５６と同形状の胴体部ジルコニアシート５８が挿入されている。

上記した変形例の前記切れ目５５及び前記切れ目５６では、前記サセプタ２４より輻射される熱と複数回交差するので、第２の実施例の前記切れ目４９及び切れ目５３よりも輻射熱が逃げ難く、より断熱性能を向上させることができる。

尚、前記断熱材天井部４８及び前記断熱材胴体部５２を物理的に寸断し、前記誘導電流４７の経路を寸断できればよいので、前記断熱材天井部４８及び前記断熱材胴体部５２に切れ目を入れるだけで断熱材２５の加熱を抑制でき、前記サセプタ２４を加熱する際のエネルギー効率の向上を図ることができるが、第２の実施例及びその変形例の様に、切れ目に絶縁物且つ耐熱材であるジルコニアシートを挿入することでより絶縁性を高め、エネルギー効率を向上させることができるのは言う迄もない。

又、上記した第２の実施例に於いて、前記切れ目４９を鉛直に対して傾斜させ、前記切れ目５３を半径に対して傾斜させた、即ち熱の輻射方向に対して傾斜させたが、輻射熱が問題とならない場合には前記切れ目４９及び前記切れ目５３を穿設する向きを輻射熱と同じ方向としてもよい。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）複数枚のシリコンカーバイド基板上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイルが設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタが設けられ、該サセプタと前記反応管との間に断熱材が設けられ、該断熱材は周方向で分割され、分割された該断熱材間に絶縁物を挿入することを特徴とする熱処理装置。

（付記２）複数枚のシリコンカーバイド基板上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイルが設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタが設けられ、該サセプタと前記反応管との間に円板形状の断熱材天井部と円筒形状の断熱材胴体部が設けられ、前記断熱材天井部及び前記断熱材胴体部には周方向に切れ目が入れられ、該切れ目に絶縁物を挿入することを特徴とする熱処理装置。

（付記３）前記反応管と前記断熱材の間に石英容器が更に設けられ、前記断熱材は前記石英容器に固定され、一体化された付記１又は付記２の熱処理装置。

（付記４）前記石英容器は垂直方向に多段に積層可能な分割構造である付記３の熱処理装置。

（付記５）前記断熱材天井部の切れ目は立断面に於いて鉛直に対して傾斜している付記２の熱処理装置。

（付記６）前記断熱材胴体部の切れ目は平断面に於いて半径に対して傾斜している付記２の熱処理装置。

（付記７）前記断熱材天井部の切れ目は立断面に於いてく字状に屈曲している付記２の熱処理装置。

（付記８）前記断熱材胴体部の切れ目は平断面に於いてく字状に屈曲している付記２の熱処理装置。

１熱処理装置
６ウェーハ
２１反応管
２３断熱部
２４サセプタ
２５断熱材
２６石英容器
２７誘電コイル
３０反応室
４１カーボン糸
４３天井部ジルコニアシート
４５胴体部ジルコニアシート

Claims

複数枚のシリコンカーバイド基板上にシリコンカーバイド単結晶又は多結晶膜を成長させる熱処理装置であって、反応管の外側に該反応管を取巻く構造で磁場発生用のコイルが設けられ、前記反応管内に誘導電流により発熱するサセプタが設けられ、該サセプタと前記反応管との間に断熱材が設けられ、該断熱材は周方向で分割され、分割された該断熱材間に絶縁物を挿入することを特徴とする熱処理装置。
前記反応管と前記断熱材の間に石英容器が更に設けられ、前記断熱材は前記石英容器に固定され、一体化された請求項１の熱処理装置。
前記断熱材は、カーボン糸によって前記石英容器に縫止められ、前記カーボン糸を縫う方向は前記誘導電流の流れと交わる方向である請求項２の熱処理装置。