JP5321069B2

JP5321069B2 - 触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造

Info

Publication number: JP5321069B2
Application number: JP2009001520A
Authority: JP
Inventors: 敏一仁木
Original assignee: 株式会社石川製作所
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: JP2010159450A

Description

本発明は、触媒化学気相成長装置に使用される触媒体を把持する触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造に関する。

触媒化学気相成長法（Catalytic Chemical Vapor Deposition Technique）による触媒化学気相成長装置は、真空容器内に配された所定形状の触媒体を加熱させ、真空容器内に注入した原料ガスを加熱された触媒体に接触させて、加熱された触媒体の表面での接触分解反応によって原料ガスを分解し、分解種を真空容器内で低温に保持された基板に輸送して（堆積させて）薄膜を形成する装置であり、半導体薄膜や高分子薄膜の作製等に広く用いられている（特許文献１）。金属製の触媒体は、通電加熱され高温になり、基板に所定量の薄膜が形成された後に常温に戻されるという冷熱サイクルを繰り返す。

触媒化学気相成長装置の真空容器内では、原料ガスの分解種が低温に保持された基板に輸送されて薄膜が形成されるが、真空容器の内壁や触媒体を把持する把持部材（枠体）にも原料ガスの分解種が付着して付着膜が形成され易く、厚く堆積すると剥離して塵埃となり、基板に付着する不具合となる。このため、真空容器の内壁や触媒体を把持する把持部材に付着した付着膜を定期的に除去（クリーニング）しなければならない。

真空容器内の付着膜除去の方法としては、真空容器内にクリーニングガスを注入して、クリーニングガスと付着膜を反応させて生成された気体状物質を排気することにより付着膜を除去する方法が知られている（特許文献１）。また、半導体加工装置では、真空容器の内壁に予め防着板を取り付けておき、定期的にこれらの防着板を交換することで、真空容器内の清浄度を一定範囲内に保つ方法が知られている（特許文献２）。一方、触媒体を把持する把持部材（枠体）への膜付着防止としては、触媒線を通す通し穴が形成された箱形状の防着カバーを対向配置させて枠体に取り付けることが文献公知となっている（特許文献３）。

特許第３７８０３６４号公報特開２０００−１６４５６４号公報特開２００２−９３７２３号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のクリーニングガスによる付着膜除去方法は、クリーニングガスと付着膜との化学反応を利用しているので、装置内部が複雑な形状をしている連続式触媒化学気相成長装置では、クリーニングガスが隅々まで行き渡らず、装置内壁や把持部材（枠体）に付着した膜を十分に除去することができない。また特許文献２記載の防着板は、単純な形状の真空容器内壁についてのみ適用可能な板状部材である。

特許文献３記載の防着カバーは、図１３に示すように、触媒線（発熱体３と記載されている）を通す通し穴が形成された箱形状の防着カバー３０１と３０２を対向配置させて触媒線を把持する長方形状の枠体３１の短辺側に取り付けるものであり、防着カバー３０１と３０２が保護する箇所は触媒線の端部周辺に限定され、枠体３１の触媒線端部周辺以外の場所（長辺側）は露出している。このため、枠体３１の触媒線端部周辺以外の場所（長辺側）には付着膜が形成されてしまう。しかも、ジグザグ状や狭間隔で複数配線された触媒線に振動や衝撃を加えずに防着カバーを四角形状の枠体３１に取り付けたり、四角形状の枠体３１から取り外したりすることは容易ではない。例えば、触媒線として、一般に、タングステンワイヤが使用されているが、通電加熱され高温で赤熱したタングステンワイヤはいったん柔らかくなり、使用後に常温に戻されると、熱処理されることで脆くなってしまう。したがって、加熱されて常温に戻されたタングステンワイヤに振動や衝撃が加わると、容易に破断する場合があり、破断すると再使用できなくなってしまう。

上述のように、触媒体を把持する把持部材（枠体）への付着膜の除去に対しては、従来、有効な対策がなく、基板又は基材フィルムへの膜形成を１〜数ロット処理する毎に、把持部材を分解洗浄しなければならず、分解の過程で振動や衝撃により破断した触媒体（触媒線）を破棄しているのが実情である。しかし、触媒体を把持する把持部材（枠体）を分解・洗浄して、再組み立てするため、多大な労力が費やされる。

そこで本発明の目的は、脱着が容易な防着ユニットを備えることで、触媒体を把持する把持部材への膜付着を防止し、装置洗浄前後の脱着の際に触媒体を破断させることなく、触媒体の長期的繰り返し使用を可能とする触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造を提供することにある。

本発明の触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造は、所定間隔で配される触媒体を介して向かい合う一対の枠構成部材と、前記触媒体の両側をそれぞれ把持しつつ前記枠構成部材とは電気絶縁された状態で前記触媒体に通電する電気回路を構成する複数の導電金具と、向かい合う導電金具のうち一方の導電金具を他方の導電金具から離す方向に押す圧縮コイルばねと、前記導電金具と電気絶縁された状態で前記枠構成部材を覆う防着ユニットを備え、前記圧縮コイルばねが前記枠構成部材に内蔵されており、前記圧縮コイルばねを通電することなく前記触媒体に通電する構成とされ、前記防着ユニットは、前記触媒体の軸付近を境目として前記触媒体の軸と略垂直方向に上下に分割する上側部材と下側部材からなり、これら上側部材と下側部材とが前記触媒体に非接触の状態で組み合わさっていることを特徴とする。

本発明によれば、前記防着ユニットが前記触媒体の軸付近を境目として前記触媒体の軸と略垂直方向に上下に分割する上側部材と下側部材からなることで、前記防着ユニットの上側部材又は下側部材を前記触媒体に非接触の状態で触媒化学気相成長装置に着脱自在に取り付けることができる。そして、ケース状の前記防着ユニットの上側部材と下側部材を互いに嵌め合う嵌め合い構造とすれば、前記触媒体の軸付近を除く前記把持部材の周囲を、隙間無く覆うことが容易である。したがって、堆積する薄膜から枠体の一部を構成する把持部材の防着が図られる。

本発明は、例えば、触媒化学気相成長装置の真空容器内の原料ガスの流路を形成するため所定間隔で形成された２つの支柱（側壁）に各前記防着ユニットの下側部材を取り付けておき、着脱自在に前記枠構成部材同士の間隔を固定する橋渡し部材を取り付けた状態で各前記防着ユニットの下側部材に各前記枠構成部材を取り付け、そして、前記橋渡し部材を取り外し、その後、前記防着ユニットの上側部材を取り付けて前記枠構成部材を覆う。

本発明によれば、前記橋渡し部材を取り外した場合、成膜時において所定のスペースが確保されるため、真空容器内に注入した原料ガスの流路を拡げることが可能となり、原料ガスの前記触媒体への接触反応を良好に保つとともに、前記触媒体で発生した堆積種が前記橋渡し部材に付着して失活することがなく、堆積種が確実に基板へ到達し、材料効率や堆積速度を向上させることが可能となる。従来、流路を確保するために、大きなサイズの触媒体支持枠体が必要であったが、本発明によれば、前記触媒体及び前記枠構成部材の脱着が、小さいサイズの触媒体支持枠体でも可能となり、軽量で交換容易であるとともに、装置設計の自由度が増える。また、従来の四角形状の枠体とは異なり、本発明では前記橋渡し部材を取り外して使用することから、前記橋渡し部材に薄膜が堆積することがない。

本発明によれば、向かい合う導電金具のうち一方の導電金具を他方の導電金具から離す方向に押す圧縮コイルばねによって、前記触媒体の垂下を防止する張力が前記触媒体に付与されるため、前記触媒体の通電加熱時においても、前記触媒体の変形（ダレ）がない。このため、前記触媒体が、前記触媒体を通す前記把持部材の窪み部と接触して断線することもなく、前記把持部材の窪み部のサイズを小さくすることができる。したがって、前記把持部材の窪み部からの原料ガスの侵入を最小限に抑えることができ、前記把持部材への膜付着が最小限に抑えられる。

本発明は、前記触媒体が棒材からなることが好ましい。

従来、前記触媒体としては、線材からなる触媒線がスプール状（リール状）で市販されており、このスプール状の線材からなる触媒線を、真っ直ぐになるように引っ張って使用している。スプール状の線材からなる触媒線は、メーカーの製造工程にてスプール状（リール状）に曲げており、使用時点では既に弓なりに曲っているため、高温で撓みやすく形状安定性（ノンサグ性）に劣る。また、スプール状の線材からなる触媒線の軸方向に張力を与えるためには、弓なりに曲った触媒線を真っ直ぐになるよう引っ張らなければならず、余分に張力を与えて引っ張ることになる。本発明によれば、前記触媒体が棒材からなることで、スプール状の線材からなる触媒体に比べて小さな張力で真っ直ぐに引っ張ることができる。また、棒材からなる触媒体は形状安定性に優れており、真っ直ぐな状態を維持することが容易である。なお本明細書では、材料面から見た棒材のみならず、スプール状（リール状）に曲げ加工する工程を有しない触媒体を棒材と表現している。

本発明は、前記触媒体が真っ直ぐな棒状又は真っ直ぐな線状の触媒体であることが好ましい。前記触媒体の形状としては、棒状又は線状、コイル状、板状又は箔状、メッシュ状が挙げられる。前記触媒体が真っ直ぐな棒状又は真っ直ぐな線状の触媒体であることで、前記導電金具で前記触媒体をピンと張ることが容易である。

したがって、脱着が容易な防着ユニットを備えることで、触媒体を把持する把持部材への膜付着を防止し、装置洗浄前後の脱着の際に触媒体を破断させることなく、触媒体の長期的繰り返し使用を可能とする触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造が実現する。

本発明を適用した実施形態の防着ユニットを取り付けた触媒体支持構造を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。本発明を適用した他の実施形態の防着ユニットを取り付けた触媒体支持構造を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。上記実施形態の防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。本発明の触媒体支持構造が適用される触媒化学気相成長装置の一例を示す断面図である。本発明の触媒体支持構造が適用される触媒体支持枠の一例を示す構造図である。上記触媒体支持枠の触媒体支持構造部分を抜き出して示す構造図である。従来の触媒体支持枠と防着カバーを示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を引用しながら説明する。

（触媒化学気相成長装置）
最初に、本発明の触媒体支持構造が適用される触媒化学気相成長装置の概要について説明する。図１０は、連続式の触媒化学気相成長装置を示す断面図である。触媒化学気相成長装置１００は、筐体（真空容器）１０３と、筐体１０３の下方から原料ガスを供給する原料ガス供給手段１０２と、電力線１１１を介して電力供給手段１０１に接続して通電加熱する触媒体４と、触媒体４を張架する把持部材と、把持部材を防着する防着ユニット１と、成膜する基材フィルム１０７を成膜エリアに引き出して、成膜した基材フィルム１１７を巻き取るローラ機構１０５と、筐体１０３の下方に接続され使用済みの原料ガスを排気する排気手段（真空ポンプ）１０４を備える。矢印ａは、原料ガスの流れを示す。原料ガス供給手段１０２から供給された原料ガスは、多数のガス吹き出し孔１２２を有するガス供給器１１２から真空容器１０３内に放出される。ローラ機構１０５は、３つのローラ１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃと複数のテンションローラ１１５（図５では２つのテンションローラ）からなる。巻装ローラ１０５Ａに予め巻装された基材フィルム１０７は、触媒体４近傍の成膜エリアに引き出されて冷却ローラ１０５Ｂに密着され、基材フィルム１０７の始端部が巻取りローラ１０５Ｃに巻き取られる。冷却ローラ１０５Ｂには冷却手段が備わり、基材フィルム１０７を低温に保持することで、分解された高温ガスを基材フィルム１０７上に成膜させる。そして、成膜済みの基材フィルム１１７が巻取りローラ１０５Ｃに巻き取られる。テンションローラ１１５は、基材フィルム１０７（及び１１７）に所定のテンションをかけることで、基材フィルム１０７（及び１１７）に皺が寄らないようにする。基材フィルム１０７は、フィルム状の基板を使用したり、板状の基板を搬送フィルムに貼り付けて使用する。

次に、本発明の触媒体支持構造が適用される触媒化学気相成長装置による成膜手順を以下に説明する（図１０を参照）。先ず、巻装ローラ１０５Ａに予め巻装された基材フィルム１０７を触媒体４近傍の成膜エリアに引き出して冷却ローラ１０５Ｂに密着させ、基材フィルム１０７の始端部を巻取りローラ１０５Ｃに巻き取らせる。次にダクト１１４を介して真空容器１０３に接続された真空ポンプ１０４にて真空容器１０３を所定の真空度に真空引きする。そして張架された触媒体４を通電加熱する。例えば触媒体４としてタングステンワイヤを使用する場合、通電により１８００℃に加熱して、ガス供給器１１２から原料ガスを真空容器１０３内に放出させ、加熱した触媒体４に原料ガスを接触させて、触媒体４の表面での接触分解反応によって原料ガスを分解し、分解種を低温に保持した冷却ローラ１０５Ｂ上の基材フィルム１０７の露出面に輸送して（堆積させて）薄膜を形成して、成膜した基材フィルム１１７を巻取りローラ１０５Ｃにて連続的に巻き取らせる。残ったガスは、真空ポンプ１０４にて機外に排出される（矢印ａを参照）。規定量の成膜が終了すると、原料ガス供給手段１０２から真空容器１０３への原料ガスの供給を停止し、電力供給手段１０１から触媒体４への電力供給を停止する。そして真空ポンプ１０４を停止して、所定の気体（空気や窒素等）を真空容器１０３に注入して大気圧とし、巻取りローラ１０５Ｃに巻き取らせた成膜済みの基材フィルム１１７を機外に取り出す。

次に、本発明の触媒体支持構造が適用される触媒化学気相成長装置のクリーニング手順を以下に説明する（図１０を参照）。成膜が完了した後、装置内のクリーニング作業を行う。先ず、電力線１１１と触媒体４に電気接続する電力プレートの結線を切り離し、触媒体４及び触媒支持枠２とその防着ユニット１を、後述する取り外し方法で取り外して機外に取り出す。次に、真空容器１０３の内壁やローラ機構１０５に取り付けられた防着板（図示せず）を取り外して機外に取り出す。掃除機、ブロア、手拭等の清掃手段を用いて防着板から落ちた塵を装置内より除去する。次に装置内壁やローラ機構１０５に新しい防着板を取り付け、前回まで使用していた触媒体４及び触媒体支持枠を引き続き使用して、新しい防着ユニット１を後述する所定の方法で装置内部に取り付け、電力線１１１と電極プレートを結線する。そして、巻装ローラ１０５Aに基材フィルム１０７を装填する。以下、成膜手順と洗浄手順を繰り返す。そして、取り外された防着板や、防着ユニット１は、ブラスト処理や酸洗浄によって、表面に付着した膜を取り除き、純水洗浄と乾燥を行い、塵のない状態に再生する。

（触媒体支持枠）
次に、本発明の触媒体支持構造に使用される触媒体支持枠２の構造について説明する。図１１（ａ）は、本実施形態の触媒体支持枠を示す正面図であり、図１１（ｂ）は、その側面図である。本実施形態の触媒体支持枠２は、断面四角形状で棒状の橋渡し部材８０と断面四角形状で棒状の枠体２１（２０）をそれぞれ２つずつ対向配置させて、ネジ、ボルト等の固定手段により固定して組み合わせた四角形状の枠である（図１１（ａ））。触媒体４は、断面円形状で軸方向に真っ直ぐな棒形状の単線であり、図１１（ａ）では触媒体４がそれぞれ平行となる位置で、隣り合う触媒体４同士の中心間隔だけずらした位置で向かい合って配された同一形状の１対の導電金具５０（５１と５２）にて触媒体４がそれぞれ２本ずつ把持されている。そして橋渡し部材８０に近接した導電金具５３に触媒体４がそれぞれ１本ずつ把持されている。本実施形態では合計６本の触媒体４が触媒体支持枠２に張架されている。そして、一方側の枠体２１には、触媒体４を張架する方向に張力を与える複数のスプリング６が内蔵されている（図１１（ａ））。

スプリング６は、耐熱性金属又はセラミックスからなる圧縮コイルばねであり、図１１（ａ）ではスプリング６が２本それぞれ平行となる位置で枠体２１に内蔵され、スプリング６に近い側の導電金具５１をスプリング６に遠い側の導電金具５２、５３から離す方向に押す配置構成となっている。一方の導電金具５３は、電力線１１１を介して電力供給手段１０１の負電位側に接続され、他方の導電金具５３は、電力線１１１を介して電力供給手段１０１の正電位側に接続され、触媒体４を通電する電気回路を構成する。枠体２１はアルミナなどのセラミックス、又はステンレスなどの金属製であり、少なくとも導電金具５０（５１、５２、５３）との接触面は、電気絶縁される。橋渡し部材８０は寸法安定性のよいセラミックスや金属、或いはプラスチックからなる。

導電金具５０はステンレスやモリブデン等の、高融点で低電気抵抗の金属材料からなる。図１１では、触媒体４は直列に電気接続されている。本実施形態は、枠体２１に内蔵され触媒体４を張架する方向に張力を与えるスプリング６が、枠体２１を挟んで向かい合って配されて触媒体４を把持すると共に触媒体４を通電する電気回路を構成する複数の導電金具５０のうちの少なくとも一方の導電金具５１を他方の導電金具５２、５３から離す方向に押すことで、触媒体４を張架する方向にのみ張力を与える。なお、図１１では、スプリング６が導電金具５１側の枠体２１にのみ内蔵されているが、スプリング６が導電金具５２、５３側の枠体２１にのみ内蔵されていてもよく、両側の枠体２１，２１にそれぞれ内蔵されていてもよい。本実施形態では、触媒体４が直列に電気接続されているが、触媒体４が並列に電気接続されていてもよい。

図１２は、本実施形態の触媒体支持枠２から触媒体支持構造部分を抜き出し拡大して示す構造図である。図１２（ａ）は触媒体支持構造部分を上方側から見た正面図であり、図１２（ｂ）は触媒体支持構造部分を上方側からその内部を示す断面図であり、図１２（ｃ）は触媒体支持構造部分を分解して上方側から見た正面図である。導電金具５１（５０）は、本体５１１と、本体５１１とで触媒体４を挟んで把持する板状部材５１６からなり、ボルト７で本体５１１と板状部材５１６を締め付けて触媒体４を把持する（図１２（ｃ））。導電金具５１の本体５１１には所定間隔で枠体２１の方向に突出した1対の管状部分５１２が形成され、枠体２１の当該管状部分５１２に対応する位置には、管状部分５１２の外周よりも大きい内周の貫通穴２１２が形成され、この１対の貫通穴２１２に管状部分５１２が非接触で挿入される（図１２）。そして導電金具５１の管状部分５１２の先端から位置決めガイド部５１４の側面（管状部分５１２の反対側の面）までは、触媒体４を挿通するための挿通穴５１２１が形成されている。挿通穴５１２１の内径は、触媒体４の外径よりも若干大きく、触媒体４は、非接触で挿通穴５１２１に挿入される（図１２）。板状部材５１６が取り付けられる本体５１１の所定箇所には、上記挿通穴５１２１と連続して、断面が半円形の溝形状部５１２２が形成される（図１２（ｃ））。管状部分５１２の先端の挿通穴５１２１に触媒体４の端部を挿通し、位置決めガイド部５１４を突き抜けて溝形状部５１２２をほぼ横断させると、溝形状部５１２２にて触媒体４の上半分が上方に突出した形となり、導電金具５１の本体５１１と板状部材５１６とで、触媒体４を挟持する。そして板状部材５１６は、板状部材５１６の厚みに応じた高さだけ本体５１１から上方に突出した位置決めガイド部５１４にて位置決めされ、ボルト７により締め付けられて固定される（図１２（ａ））。導電金具５２は導電金具５１と同一であり、触媒体４を２本把持する。導電金具５３は触媒体４を１本把持する以外は、導電金具５１と同様の構造である。

従来、触媒体４の一種であるタングステンワイヤが、原料ガスの一種であるシランガスと反応してシリコン化合物を生成する現象（シリサイド化）が知られており、このシリサイド化によって触媒体４の抵抗値が下がり発熱量が減少して、成膜速度が低下する不具合が確認されている。このシリサイド化は、触媒体温度の低い触媒体４の端部から進行する。本実施形態によれば、触媒体４が非接触で導電金具５１の管状部分５１２に形成された管状部分５１２より若干径の大きい貫通穴５１２１に挿入されることで、導電金具の凸状部分が触媒体の端部への原料ガスの侵入を抑制し、仮に原料ガスが侵入してきたとしても、触媒体４の端部に到達する前に分解されてしまうので、触媒体温度の低い触媒体４の端部のシリサイド化を防止することができる。また、触媒体４の端部付近が挿通された導電金具５１（５０）の本体５１１の管状部分５１２が枠体２１に形成された貫通穴２１２に非接触で挿入されるため、通電加熱され発熱した触媒体４から枠体２１への熱伝導が抑えられる。導電金具５１（５０）は、所定間隔で枠体２１の方向に突出した１対の円柱状部分（凸状部分）５１３が備わり、当該円柱状部分５１３の外周には、円柱状部分５１３の外周よりも大きい内周を有する圧縮コイルばね６が挿入される（図１２）。枠体２１の当該円柱状部分５１３に対応する位置には、圧縮コイルばね６の外周よりも大きい内周であって圧縮コイルばね６の全長よりも浅い位置に窪み部分２１３が形成され、かつ、圧縮コイルばね６の内周よりも小さい内周であって円柱状部分５１３の全長よりも深い位置に窪み部分２１４が形成され、これら窪み部分２１３と２１４の中心軸は同一であり、これら窪み部分２１３と２１４とに円柱状部分５１３が挿入される（図１２）。本実施形態によれば、所定間隔で配された２つの触媒体４の一方が導電金具５０の一方に把持され、所定間隔で配された２つの圧縮コイルばね６が導電金具５０の少なくとも一方を押す構成となる。圧縮コイルばね６は、部品の加工ばらつきや熱履歴等によって必ずしも軸方向のみに伸縮せずに軸方向以外の方向にも若干伸縮することがあり、いわゆる捩れが生じることがある。本実施形態によれば、圧縮コイルばね６が捩れた場合でも、導電金具５０の一方に所定間隔で把持された２つの触媒体４がそれぞれ均等な張力で平行になるように引っ張られ、触媒体４同士が接触してショートすることがない。

また、本実施形態の触媒体４は、棒材からなり、従来のスプール状の線材からなる触媒体に比べて小さな張力で真っ直ぐに引っ張ることができる。また、棒材からなる触媒体４は形状安定性に優れており、真っ直ぐな状態を維持することが容易である。

（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の触媒化学気相成長装置の防着ユニット、並びに防着ユニットを備えた触媒体支持構造、及び防着ユニットの取り付け方法について、以下に説明する。図１は、本実施形態の防着ユニットを取り付けた触媒体支持構造を示す斜視図である。図２から図４は、防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。

本実施形態の防着ユニット１は、触媒化学気相成長装置１００の真空容器内の原料ガスの流路を形成するために、所定間隔で形成された２つの支柱（側壁）１３０，１３０に、それぞれ取り付けられ、所定形状の触媒体４の端部を把持する把持部材２０を覆うものである（図１）。触媒体４は、断面円形状で軸方向に真っ直ぐな棒形状の単線であり、それぞれ平行となる位置で把持部材２０によって把持されている。触媒体４の端部と把持部材２０との境目の箇所には、シリサイド化防止の筒状体５１２が付加されており、片側に配置された防着ユニット１の触媒体４の反対側には、触媒体４に通電するための１組の電極プレート５５が付加されている（図１）。防着ユニット１は、上側部材１ａと下側部材１ｂからなり、上側部材１ａと下側部材１ｂとは、触媒体４の軸付近を境目として触媒体４の軸と略垂直方向に分割する（図１）。上側部材１ａと下側部材１ｂは、アルミナ、ジルコニアなどの耐熱性の絶縁性セラミックス、又は電気回路と接触する部分が絶縁加工されたステンレス、モリブデンなどの耐熱性の金属からなる。

本実施形態の防着ユニット１の取り付け手順について、以下に説明する。まず、所定間隔で形成された２つの支柱（側壁）１３０，１３０に、下側部材１ｂを支柱１３０に固定するためのブラケットを取り付ける等して、２つの下側部材１ｂを、半円形状の窪み部１１を向かい合わせに配置して、それぞれ支柱１３０に固定する（図１）。その一方で、1組の把持部材２０に、把持部材２０同士の間隔を保つための橋渡し部材８０を、ネジ、六角ボルト等の固定金具９によって取り付けて、触媒体４を張架させる（図２）。そして、予め設置された２つの防着ユニット１の下側部材１ｂに把持部材２０の下側半分をそれぞれ収納する（図３）。防着ユニット１の下側部材１ｂの内側サイズは、把持部材２０が丁度収まるサイズとなっている。所定間隔で配された触媒体４と把持部材２０との境目には、下側部材１ｂに形成された半円形状の窪み部１１が形成されており、防着ユニット１が触媒体４に非接触となる窓となる。

そして、防着ユニット１の下側部材１ｂに把持部材２０の下側半分を収納した後、１組の電極プレート５５をネジ、六角ボルト等の固定金具１９によって取り付ける。電極プレート５５はＬ字形状を呈しており、Ｌ字形状の一辺を固定金具１９にて把持部材２０に取り付けて、導電金具５０を介して触媒体４と電気接続させ、Ｌ字形状の他辺を下側部材１ｂの外側に突出させ、引き出し電極とする（図３）。電極プレート５５は、ステンレスやモリブデン等の、高融点で低電気抵抗の金属材料からなる。次に、橋渡し部材８０の固定金具９を緩めて橋渡し部材８０を取り外し、２つの防着ユニット１の上側部材１ａを把持部材２０の上側半分に取り付ける（図４）。ここで電極プレート５５が取り付けられている側の上側部材１ａには、電極プレート５５を逃がすための四角形状の溝（切り欠き）１２が形成されている（図４）。本実施形態の防着ユニット１によれば、防着ユニット１には筒状体５１２を突出させるための窪み部１１と電極プレートを引き出すための溝１２が形成されるのみであり、防着ユニット１を把持部材２０に取り付けることで把持部材２０を完全に覆うことができる。

図５と図６は、上記実施形態の他の例による防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。本実施形態の防着ユニット１の上側部材１ａは、半円形状の窪み部１１のある面以外の面を下方に延長させる延長部材１３を備え（図５，図６）、上側部材１ａの内側寸法は、下側部材１ｂの外側寸法よりも僅かに大きい寸法に設定される。本実施形態によれば、防着ユニット１の上側部材１ａが下側部材１ｂに嵌め合わされ、上側部材１ａの延長部材１３が下側部材１ｂの外周の約３／４を覆う構造となり、上側部材１ａと下側部材１ｂとの隙間をほとんどなくすことができる。

（本発明の第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の触媒化学気相成長装置の防着ユニット、並びに防着ユニットを備えた触媒体支持構造、及び防着ユニットの取り付け方法について、以下に説明する。図７は、本実施形態の防着ユニットを取り付けた触媒体支持構造を示す斜視図である。図８と図９は、上記防着ユニットの取り付け過程を示す斜視図である。

本実施形態の防着ユニット１は、所定形状の触媒体４の端部を把持する触媒体支持枠２から橋渡し部材８０を取り外すことなく、そのままの形で、触媒体支持枠２を覆うものである（図７）。防着ユニット１は、その中央部が開放された窓枠形状の上側部材１ａと下側部材１ｂからなり、上側部材１ａと下側部材１ｂとは、触媒体４の軸付近を境目として触媒体４の軸と略垂直方向に分割する（図７）。

本実施形態の防着ユニット１の取り付け手順について、以下に説明する。まず、所定間隔で形成された２つの支柱（側壁）１３０，１３０に、下側部材１ｂを支柱１３０に固定するためのブラケットを取り付ける等して、固定する（図８）。そして、触媒体支持枠２の下側半分を防着ユニット１の下側部材１ｂに収納する（図９）。防着ユニット１の下側部材１ｂの内側サイズは、把持部材２０が丁度収まるサイズとなっている。所定間隔で配された触媒体４と把持部材２０との境目には、下側部材１ｂに形成された半円形状の窪み部１１が形成されており、防着ユニット１は、触媒体４に非接触である。

そして、１組の電極プレート５５をネジ、六角ボルト等の固定金具１９によって取り付ける。電極プレート５５はＬ字形状を呈しており、Ｌ字形状の一辺を固定金具１９にて把持部材２０に取り付けて、導電金具５０を介して触媒体４と電気接続させ、Ｌ字形状の他辺を下側部材１ｂの外側に突出させ、引き出し電極とする（図９）。電極プレート５５は、ステンレスやモリブデン等の、高融点で低電気抵抗の金属材料からなる。次に、防着ユニット１の上側部材１ａを触媒体支持枠２の上側半分に取り付ける（図９）。本実施形態の防着ユニット１によれば、触媒体支持枠２から橋渡し部材８０を取り外すことなく、そのままの形で、触媒体支持枠２を覆うことができるので、取り付や取り外しが容易である。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば円環状の触媒体支持枠にも本発明が適用できる。また、取り付け方法においても例示しているものであり、例えば防着ユニットの装置内での交換が難しい場合には、あらかじめ装置の外部で支柱と同じ間隔で取り付ける冶具或いはガス放出板の一部を準備しておき、この上で上述した実施の形態と同様に防着ユニット内に把持部材を収納してから、装置内へ設置しても良い。設置後、冶具を取り外すか、ガス流路の妨げにならない場合には、冶具を付けたままでも良い。装置内部の作業スペースが狭い場合には、把持部材を防着ユニットから取り外すとき、作業中に触媒体が装置内壁等に接触して破断する危険があるため、機外で防着ユニットを交換するほうが作業し易い。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

１防着ユニット、
１ａ防着ユニットの上側部材、
１ｂ防着ユニットの下側部材、
２触媒体支持枠、
２０枠構成部材（把持部材、枠体）、
４触媒体、
５０、５１、５２、５３導電金具、
５５電極プレート、
６圧縮コイルばね（スプリング）、
８０橋渡し部材、
１００触媒化学気相成長装置、
１３０支柱（側壁）

Claims

所定間隔で配される触媒体を介して向かい合う一対の枠構成部材と、前記触媒体の両側をそれぞれ把持しつつ前記枠構成部材とは電気絶縁された状態で前記触媒体に通電する電気回路を構成する複数の導電金具と、向かい合う導電金具のうち一方の導電金具を他方の導電金具から離す方向に押す圧縮コイルばねと、前記導電金具と電気絶縁された状態で前記枠構成部材を覆う防着ユニットを備え、前記圧縮コイルばねが前記枠構成部材に内蔵されており、前記圧縮コイルばねを通電することなく前記触媒体に通電する構成とされ、前記防着ユニットは、前記触媒体の軸付近を境目として前記触媒体の軸と略垂直方向に上下に分割する上側部材と下側部材からなり、これら上側部材と下側部材とが前記触媒体に非接触の状態で組み合わさっていることを特徴とする触媒化学気相成長装置の触媒体支持構造。