(57)【要約】【課題】より良質な層膜を高速に対象基板に形成することができる構造の気相成長装置を提供する。【解決手段】高周波磁束により誘導加熱される固定サセプタ１１０に移動サセプタ１２０を介して対象基板ＣＢが保持される。ただし、固定サセプタ１１０の発熱の温度が補償される状態に移動サセプタ１２０への伝熱が伝熱調整機構で調整される。このため、固定サセプタ１１０の盤面の発熱温度が均等でなくとも、伝熱により加熱される移動サセプタ１２０の温度を均等とすることができる。このため、対象基板ＣＢを均等に加熱することができ、層膜を良好な品質で形成することができる。【選択図】図１
2008288265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相成長法により対象基板の表面に層膜を形成する気相成長装置であって、
前記対象基板を保持する移動保持部材と、
導電材で形成されていて前記移動保持部材を着脱自在に支持する円盤状の発熱支持部材と、
前記発熱支持部材を回転駆動する基板回転機構と、
前記発熱支持部材と前記移動保持部材とで支持された前記対象基板の表面に原料ガスを供給するガス供給機構と、
コイル部材により所定の高周波磁束を発生させて前記発熱支持部材を渦電流の誘導で発熱させる誘導加熱部と、
前記発熱支持部材の発熱の温度が補償される状態に前記移動保持部材への伝熱を調整する伝熱調整機構と、
を有する気相成長装置。
【請求項２】
前記伝熱調整機構は、前記移動保持部材と前記発熱支持部材との相互に当接する盤面の少なくとも一方に形成されている凹部からなる請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記伝熱調整機構は、前記凹部が同心円状の複数の凹溝として形成されている請求項２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
前記伝熱調整機構は、前記発熱支持部材の発熱温度が高温の部位では複数の前記凹部が高密度に配列されているとともに低温の部位では低密度に配列されている請求項３に記載の気相成長装置。
【請求項５】
前記伝熱調整機構は、前記発熱支持部材の発熱温度が高温の部位では前記凹部が幅広に形成されているとともに低温の部位では幅狭に形成されている請求項３または４に記載の気相成長装置。
【請求項６】
前記伝熱調整機構は、前記発熱支持部材の発熱温度が高温の部位では前記凹部が底深に形成されているとともに低温の部位では底浅に形成されている請求項２ないし５の何れか一項に記載の気相成長装置。
【請求項７】
前記移動保持部材と前記発熱支持部材との相互に当接する盤面の他方に前記凹部と係合する凸部が形成されている請求項２ないし６の何れか一項に記載の気相成長装置。
【請求項８】
前記基板回転機構は、前記発熱支持部材を回転支持軸で軸支しており、
前記コイル部材は、前記発熱支持部材の盤面と対向する円盤状の螺旋形に形成されており、中心に確保されている空間に前記回転支持軸が挿通されており、
前記回転支持軸は、少なくとも前記発熱支持部材に連結されている部分が導電材で形成されている請求項１ないし７の何れか一項に記載の気相成長装置。
【請求項９】
前記コイル部材は、断面形状が矩形の金属管を前記発熱支持部材の盤面と対向する円盤状の螺旋形に巻回した形状に形成されており、
前記金属管は、前記基板回転機構の軸心方向の縦幅が直交する横幅より長大な矩形の断面形状に形成されている請求項１ないし８の何れか一項に記載の気相成長装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の気相成長装置の移動保持部材であって、
前記発熱支持部材で支持される円盤状に形成されており、
前記発熱支持部材と当接する盤面に前記発熱の温度を補償する状態に伝熱を調整する凹部が形成されている移動保持部材。
【請求項１１】
請求項２に記載の気相成長装置の発熱支持部材であって、
前記移動保持部材と当接する盤面に前記発熱の温度を補償する状態に伝熱を調整する凹部が形成されている発熱支持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長法により対象基板の表面に層膜を形成する気相成長装置に関し、特に、コイル部材が発生する高周波磁束により渦電流の誘導で発熱支持部材を発熱させる気相成長装置、その移動保持部材および発熱支持部材、に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、対象基板の表面に層膜を気相成長法により形成することがあり、これに気相成長装置が利用されている。この気相成長装置は、例えば、気相成長法により対象基板の表面に層膜を形成する気相成長装置であって、対象基板を保持する移動保持部材と、導電材で形成されていて移動保持部材を着脱自在に支持する円盤状の発熱支持部材と、発熱支持部材を回転駆動する基板回転機構と、発熱支持部材と移動保持部材とで支持された対象基板の表面に原料ガスを供給するガス供給機構と、コイル部材により所定の高周波磁束を発生させて発熱支持部材を渦電流の誘導で発熱させる誘導加熱部と、を有する。
【０００３】
このような気相成長装置では、層膜を形成する対象基板が移動保持部材を介して発熱支持部材で支持される。この発熱支持部材および移動保持部材とともに対象基板が回転駆動される。この回転駆動される対象基板の表面にガス供給機構により原料ガスが供給される。
【０００４】
このとき、コイル部材に所定の周波数で交流の電力が印加されることにより、このコイル部材が所定の高周波磁束を発生する。すると、導電材からなる発熱支持部材が渦電流の誘導により発熱するので、これで加熱される対象基板の表面に原料ガスにより層膜が形成される。
【０００５】
なお、コイル部材は、上述のように高周波磁束の発生を目的としているが、このために高電圧の電力が印加されるので発熱する。そこで、この発熱を抑制するため、コイル部材を形成している金属管の内部に冷媒が流動されている。
【０００６】
従来の気相成長装置は、例えば、数百rpmの速度で発熱支持部材を回転させ、１２００℃程度の温度まで発熱支持部材の表面を発熱させている。現在、上述のような構造の気相成長装置として、各種の提案がある(例えば、特許文献１，２参照)。
【特許文献１】特開平１１−０９２２８０号公報
【特許文献２】特開平０７−０４５５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような気相成長装置では、導電材からなる発熱支持部材をコイル部材が発生する高周波磁束により１２００℃程度まで発熱させている。また、発熱支持部材を軸支する回転支持軸がコイル部材の中心空間に挿通されているので、回転自在に軸支された発熱支持部材にコイル部材が対向されている。
【０００８】
しかし、例えば、発熱支持部材を軸支する回転支持軸がコイル部材の中心空間に挿通されていると、発熱支持部材の中心にはコイル部材を対向させることができない。この場合、発熱支持部材は中心部分の発熱の温度が低下する。また、円盤状の発熱支持部材は、必然的に外縁部分も発熱の温度が低下している。
【０００９】
このため、発熱支持部材は、中央部分と外縁部分とが低温の不均一な温度分布で発熱する。従って、この発熱支持部材により移動保持部材を介して対象基板を均等に加熱することが困難であり、形成する層膜の品質が低下している。このようなことは、特に発熱支持部材の盤面に大径の一枚の対象基板を配置したときに顕著である。
【００１０】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、対象基板を均等に加熱して層膜を良好な品質で形成することができる構造の気相成長装置、その移動保持部材および発熱支持部材、を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の気相成長装置は、気相成長法により対象基板の表面に層膜を形成する気相成長装置であって、対象基板を保持する移動保持部材と、導電材で形成されていて移動保持部材を着脱自在に支持する円盤状の発熱支持部材と、発熱支持部材を回転駆動する基板回転機構と、発熱支持部材と移動保持部材とで支持された対象基板の表面に原料ガスを供給するガス供給機構と、コイル部材により所定の高周波磁束を発生させて発熱支持部材を渦電流の誘導で発熱させる誘導加熱部と、発熱支持部材の発熱の温度が補償される状態に移動保持部材への伝熱を調整する伝熱調整機構と、を有する。
【００１２】
本発明の気相成長装置では、層膜を形成する対象基板が移動保持部材を介して発熱支持部材で支持され、この発熱支持部材および移動保持部材とともに対象基板が回転駆動され、この回転駆動される対象基板の表面にガス供給機構により原料ガスが供給される。このとき、コイル部材に所定の周波数で交流の電力が印加されることにより、このコイル部材が所定の高周波磁束を発生する。すると、導電材からなる発熱支持部材が渦電流の誘導により発熱するので、これで移動保持部材を介して加熱される対象基板の表面に原料ガスにより層膜が形成される。なお、発熱支持部材を軸支する回転支持軸がコイル部材の中心空間に挿通されている場合、発熱支持部材の中心にはコイル部材を対向させることができず、発熱支持部材の中心部分の温度が低下する。また、円盤状の発熱支持部材は必然的に外縁部分の温度も低下する。つまり、発熱支持部材の盤面の発熱温度を均一とすることは困難である。しかし、発熱支持部材の発熱の温度が補償される状態に移動保持部材への伝熱が伝熱調整機構で調整される。このため、発熱支持部材の盤面の発熱温度が均等でなくとも、伝熱により加熱される移動保持部材の温度が均等となる。
【００１３】
本発明の移動保持部材は、本発明の気相成長装置の移動保持部材であって、発熱支持部材で支持される円盤状に形成されており、発熱支持部材と当接する盤面に発熱の温度を補償する状態に伝熱を調整する凹部が形成されている。
【００１４】
本発明の発熱支持部材は、本発明の気相成長装置の発熱支持部材であって、移動保持部材と当接する盤面に発熱の温度を補償する状態に伝熱を調整する凹部が形成されている。
【００１５】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の気相成長装置では、発熱支持部材の発熱の温度が補償される状態に移動保持部材への伝熱が伝熱調整機構で調整される。このため、発熱支持部材の盤面の発熱温度が均等でなくとも、伝熱により加熱される移動保持部材の温度を均等とすることができる。このため、対象基板を均等に加熱することができ、層膜を良好な品質で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の一形態を図１ないし図５を参照して以下に説明する。本実施の形態の気相成長装置１００は、例えば、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置であり、気相成長法により対象基板ＣＢの表面に層膜(図示せず)を形成する。
【００１８】
このため、本実施の形態の気相成長装置１００は、図１に示すように、対象基板ＣＢを保持する移動保持部材である移動サセプタ１２０と、導電材で形成されていて移動サセプタ１２０を着脱自在に支持する円盤状の発熱支持部材である固定サセプタ１１０と、固定サセプタ１１０を回転駆動する駆動モータ１３０と、固定サセプタ１１０と移動サセプタ１２０とで支持された対象基板ＣＢの表面に原料ガスを供給するガス供給機構１４０と、コイル部材１６０により所定の高周波磁束を発生させて固定サセプタ１１０を渦電流の誘導で発熱させる誘導加熱部１５０と、固定サセプタ１１０の発熱の温度が補償される状態に移動サセプタ１２０への伝熱を調整する伝熱調整機構と、を有する。
【００１９】
この伝熱調整機構は、図４および図５に示すように、固定サセプタ１１０と当接する移動サセプタ１２０の盤面である下面に凹部１２１として形成されている。この凹部１２１は、同心円状の複数の凹溝として形成されている。
【００２０】
ただし、この凹溝からなる複数の凹部１２１は、内幅と深さとが一定の矩形の断面形状に形成されている。しかし、固定サセプタ１１０の発熱温度が高温の部位では、複数の凹部１２１が高密度に配列されており、低温の部位では低密度に配列されている。より具体的には、移動サセプタ１２０は、下面の中心部分と外縁部分に凹部１２１が低密度に配列されており、これらの中間部分に凹部１２１が高密度に配列されている。
【００２１】
なお、固定サセプタ１１０は、上面の所定位置に凹穴が形成されており、移動サセプタ１２０は、図１および図４に示すように、固定サセプタ１１０の凹穴に係合する係合ピン１１２が下面に装着されている。
【００２２】
また、移動サセプタ１２０は、図４(ｂ)に示すように、固定サセプタ１１０と当接する下面に半径方向にも凹溝１２２が形成されている。このため、移動サセプタ１２０と固定サセプタ１１０との間隙に侵入した原料ガスなどが凹溝１２２から放出される。
【００２３】
また、誘導加熱部１５０は、図２に示すように、断面形状が矩形の金属管１６１を固定サセプタ１１０の盤面と対向する円盤状の螺旋形に巻回した形状のコイル部材１６０を有する。このコイル部材１６０は、上下方向と直交する平面と平行な円盤状の螺旋形に形成されており、金属管１６１は、横幅より縦幅が長大な矩形の断面形状に形成されている。
【００２４】
コイル部材１６０は、固定サセプタ１１０に下方から対向しており、中心に所定の空間が確保されている。そこで、回転支持軸１３１は、コイル部材１６０の中心空間を経由して固定サセプタ１１０を下方から軸支している。
【００２５】
また、回転支持軸１３１は、少なくとも固定サセプタ１１０に連結されている部分からコイル部材１６０の上面と同等な位置まで導電材で形成されており、この回転支持軸１３１の導電材で形成されている部分１３２と固定サセプタ１１０とが一体に形成されている。
【００２６】
本実施の形態の気相成長装置１００は、円筒状のリアクタ本体１０１を有し、このリアクタ本体１０１の上部にガス供給機構１４０が配置されている。また、リアクタ本体１０１の下部中央にはシール機構を介して回転支持軸１３１が挿通されている。
【００２７】
リアクタ本体１０１の下部には円環状の隔壁１０２が一体に固定されており、この隔壁１０２の内部にコイル部材１６０は配置されている。このコイル部材１６０には、所定の周波数で交流の電力を印加する電力印加機構(図示せず)と、その内部に冷媒として冷却水を流動させる冷媒流動機構１５１と、が連結されている。
【００２８】
なお、コイル部材１６０と固定サセプタ１１０とは隔壁１０２を介して対向しているが、この隔壁１０２は高周波磁束を最小限の減衰で透過する絶縁材からなる。さらに、固定サセプタ１１０と対向する隔壁１０２の上面には、やはり絶縁材からなる遮熱板１０３が設置されている。
【００２９】
本実施の形態の気相成長装置１００では、駆動モータ１３０は、例えば、最大３０００rpmなどの速度で固定サセプタ１１０を回転駆動する。また、コイル部材１６０を形成している金属管１６１は、例えば、矩形断面の縦幅が１５ｍｍ、横幅が６ｍｍ、板厚が１ｍｍ、の既存の銅管からなる。
【００３０】
コイル部材１６０は、例えば、外形が１００ｍｍ、中心空間の内径が１８ｍｍ、の円盤状の螺旋形に、上述の金属管１６１を五重に巻回することで形成されている。このコイル部材１６０には、例えば、ピーク電圧が最大２５０Ｖ、周波数が３５ｋＨｚ、の交流電圧が印加される。
【００３１】
固定サセプタ１１０は、導電材である黒鉛により、板厚が７ｍｍ、直径が８０ｍｍの円盤状に形成されており、その表面は絶縁材である熱分解性窒化硼素でコーティングされている。
【００３２】
同様に、移動サセプタ１２０も、導電材である黒鉛により、板厚が７ｍｍ、直径が８０ｍｍの円盤状に形成されており、その表面は絶縁材である熱分解性窒化硼素でコーティングされている。
【００３３】
固定サセプタ１１０と一体に黒鉛により形成されている回転支持軸１３１の部分１３２は、例えば、直径が１４ｍｍ、全長が２０ｍｍ、に形成されている。コイル部材１６０の上面と固定サセプタ１１０の下面との間隔は、例えば、１０ｍｍである。
【００３４】
固定サセプタ１１０は、コイル部材１６０による高周波誘導加熱で移動サセプタ１２０を介して対象基板ＣＢを２０００℃まで１００deg/sec以上の速度で加熱する。ガス供給機構１４０は、図３に示すように、内部が複数に区分されており、例えば、III族やＶ族の原料ガスを押圧ガスとともに下方に噴射する。
【００３５】
上述のような構成において、本実施の形態の気相成長装置１００では、層膜を形成する対象基板ＣＢが移動サセプタ１２０を介して固定サセプタ１１０で支持される。この固定サセプタ１１０とともに対象基板ＣＢが駆動モータ１３０により回転駆動され、この回転駆動される対象基板ＣＢの表面にガス供給機構１４０により原料ガスが供給される。
【００３６】
このとき、コイル部材１６０に所定の周波数で交流の電力が印加されることにより、このコイル部材１６０が所定の高周波磁束を発生する。すると、導電材からなる固定サセプタ１１０が渦電流の誘導により発熱するので、これで加熱される対象基板ＣＢの表面に原料ガスにより層膜が形成される。なお、対象基板ＣＢが移動サセプタ１２０を介して固定サセプタ１１０に着脱自在に装着されるので、対象基板ＣＢの交換も容易である。
【００３７】
本実施の形態の気相成長装置１００では、上述のようにコイル部材１６０が発生する高周波磁束により渦電流が誘導されることで固定サセプタ１１０が発熱する。しかし、コイル部材１６０は回転支持軸１３１を挿通させるために中央に空間が確保されている。
【００３８】
このため、固定サセプタ１１０の中央にはコイル部材１６０が対向しないので、固定サセプタ１１０の中央部分は良好に発熱しない懸念がある。また、円盤状の固定サセプタ１１０は、必然的に外縁部分も良好に発熱しない。
【００３９】
このため、図５(ａ)に示すように、固定サセプタ１１０は、中心部分と外縁部分とが低温となる、不均一な温度部分で発熱する。しかし、本実施の形態の気相成長装置１００では、移動サセプタ１２０は、図５(ｃ)に示すように、下面の中心部分と外縁部分とに凹部１２１が低密度に配列されて形成されており、これらの中間部分に凹部１２１が高密度に配列されている。
【００４０】
このため、図５(ｂ)に示すように、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１２０への伝熱の割合は、その中心部分と外縁部分とで高く、これらの中間部分では低い。従って、上述のように固定サセプタ１１０の盤面の発熱温度が均等でなくとも、伝熱により加熱される移動サセプタ１２０の温度が均等となる。
【００４１】
このため、本実施の形態の気相成長装置１００では、対象基板ＣＢを均等に加熱することができ、層膜を良好な品質で形成することができる。従って、移動サセプタ１２０の盤面に大径の一枚の対象基板ＣＢを設置した場合でも、その対象基板ＣＢを均等に加熱して盤面の全域に層膜を均質に形成することができる。
【００４２】
しかも、上述のように固定サセプタ１１０の発熱の温度が補償される状態に移動サセプタ１２０への伝熱を調整する伝熱調整機構が、移動サセプタ１２０の下面に形成された凹部１２１で実現されている。このため、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１２０への伝熱を簡単な構造で適切に調整することができる。
【００４３】
特に、移動サセプタ１２０の凹部１２１は、内幅と深さとが均一な矩形の断面形状に形成されており、その配列密度により伝熱性能が調整されている。このため、移動サセプタ１２０に凹部１２１を形成する切削工具(図示せず)などを一個とすることができ、移動サセプタ１２０に極めて簡単に凹部１２１を形成することができる。
【００４４】
しかも、移動サセプタ１２０の凹部１２１が同心円状の複数の凹溝として形成されている。このため、円盤状の移動サセプタ１２０の回転方向に不均一な温度分布が発生することもない。さらに、回転駆動する移動サセプタ１２０の盤面に切削工具を当接させれるだけで、極めて簡単に凹部１２１を形成することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態の気相成長装置１００では、回転支持軸１３１の固定サセプタ１１０に連結されている部分１３２も導電材で形成されている。このため、この部分１３２もコイル部材１６０が発生する高周波磁束で発熱することになり、その熱伝導により固定サセプタ１１０の中央部分の低温を改善することができる。従って、より均等に対象基板ＣＢを加熱して層膜を良好な品質で形成することができる。
【００４６】
また、上述のような凹部１２１は、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１２０への伝熱だけでなく、固定サセプタ１１０が放射する輻射熱の移動サセプタ１２０への吸収、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１２０への雰囲気による熱伝達、も調整する。ただし、一般的には伝熱が支配的であるため、少なくとも伝熱を調整できればよい。
【００４７】
さらに、本実施の形態の気相成長装置１００では、コイル部材１６０を形成している金属管１６１の断面形状が矩形であるため、断面形状が円形の一般的な金属管からなる従来のコイル部材に比較して、その表面積が大幅に増加している。
【００４８】
従って、コイル部材１６０の表面電位を上昇させることなく通電する電流量を増加させることができるので、コイル部材１６０から発生する高周波磁束の密度を増加させることができる。
【００４９】
このため、この高周波磁束により固定サセプタ１１０を従来より安全に、高温かつ高速に発熱させることができ、より良質な層膜を高速に対象基板ＣＢに形成することができる。
【００５０】
特に、コイル部材１６０の金属管１６１は、横幅より縦幅が長大な矩形の断面形状に形成されている。このため、固定サセプタ１１０と対向するコイル部材１６０の上面の面積に比較して、金属管１６１の表面積が増大している。従って、さらに良好に固定サセプタ１１０を高温に高速に発熱させることができ、さらに良質な層膜を高速に対象基板ＣＢに形成することができる。
【００５１】
なお、上述のように対象基板ＣＢを高温に加熱すると、対象基板ＣＢの表面に上昇気流が発生して形成される層膜が均質でなくなる懸念もある。しかし、本実施の形態の気相成長装置１００では、固定サセプタ１１０とともに対象基板ＣＢを従来より大幅に高速に回転させるので、上述の上昇気流が遠心力により栓流となる。このため、原料ガスが相対的に均一に対象基板ＣＢの表面に供給されることになり、層膜を均質に高速に形成することができる。
【００５２】
また、高周波磁束の発生を目的としたコイル部材１６０は発熱する必要がないが、電力印加により自己発熱するので、内部に冷却水が流動されることで水冷されている。そして、上述のようにコイル部材１６０は表面積が増大しており、冷却水の流路面積も増大しているので、その水冷の効果も良好である。
【００５３】
それでいて、コイル部材１６０は、既存の金属管１６１を巻回することで形成されているので、生産性が良好である。特に、金属管１６１は断面形状が縦長なので、横方向に湾曲させることが容易である。しかも、この金属管１６１は銅製なので、電流を良好な効率で通電することができる。
【００５４】
なお、本発明は本実施の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各種の変形を許容する。例えば、上記形態では伝熱調整機構となる凹部１２１が移動サセプタ１２０に形成されていることを例示した。
【００５５】
しかし、図６に例示するように、移動サセプタ１７０と当接する固定サセプタ１７１の盤面に伝熱調整機構となる凹部１７２が形成されており、固定サセプタ１７１と当接する移動サセプタ１７０の盤面は平坦でもよい。当然ながら、各々が凹部１７２，１２２を有する固定サセプタ１７１と移動サセプタ１２０とが組み合されてもよい(図示せず)。
【００５６】
さらに、図７に例示するように、固定サセプタ１１０と移動サセプタ１７０との相互に当接する盤面の両方が平坦に形成されており、そこに伝熱調整機構である伝熱調整円盤１８０が挟持されてもよい。
【００５７】
この伝熱調整円盤１８０は、例えば、上面から下面まで貫通した、同心円状の複数の穴部１８１が形成されている。その穴部１８１は内幅が均一であるが、伝熱調整円盤１８０の中心部分と外縁部分では低密度に配列されており、これらの中間部分では高密度に配列されている。
【００５８】
この場合、固定サセプタ１１０と移動サセプタ１７０として従来の製品を利用することができる。なお、上述のような伝熱調整円盤１８０は、穴部１８１で分断された複数の部品で形成されていてもよく、その部品が要所でランナ等により連結されていてもよい(図示せず)。
【００５９】
また、上記形態では移動サセプタ１７０に、内幅と深さとが均一な複数の凹部１７２が不均一な密度で配列されていることを例示した。しかし、図８に例示するように、移動サセプタ１９０に伝熱調整機構として複数の凹部１９１が、固定サセプタ１１０の発熱温度が高温の部位では幅広に形成されているとともに低温の部位では幅狭に形成されていてもよい。
【００６０】
さらに、図９に例示するように、移動サセプタ１９３に伝熱調整機構として凹部１９４が、固定サセプタ１１０の発熱温度が高温の部位では底深に形成されているとともに低温の部位では底浅に形成されていてもよい。
【００６１】
このような凹部１９４は、図示するように、一つとして形成されていてもよく、深さが相違する複数として形成されていてもよい(図示せず)。また、このように複数の深さの凹部１９４は、図示するように、段階的な深さとして形成されていてもよく、図１０に例示する移動サセプタ１９６の凹部１９７のように、連続的な断面形状として形成されていてもよい。
【００６２】
なお、上述のように連続的な断面形状の凹部１９７の形成は容易ではないが、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１９６への伝熱を理想点に調整することができる。一方、前述のように内幅と深さとが均一な複数の凹部１２１の配列密度を不均一としても、固定サセプタ１１０から移動サセプタ１２０への伝熱を理想点に調整することは困難であるが、その凹部１２１の形成は極めて容易である。
【００６３】
つまり、上述のような各種の凹部１２１，１９１，１９４，１９７の伝熱の調整性能と形成の難度とは対応している。従って、実際に気相成長装置１００等を実施する場合には、要求性能などを考慮して最適な一つを選定することがよい。
【００６４】
また、上記形態では円盤状の固定サセプタ１１０の表面に同一サイズの円盤状の移動サセプタ１２０が着脱自在に支持されることを例示した。しかし、大径の固定サセプタ１１０の盤面に複数の小径の移動サセプタ(図示せず)が支持されてもよい。
【００６５】
この場合、例えば、小径の移動サセプタを固定サセプタ１１０に装着する方向を規定しておき、その方向に対応して固定サセプタ１１０と同心円状の凹部などを移動サセプタの下面に形成しておくことがよい(図示せず)。
【００６６】
さらに、上記形態では凹部１２１が形成されていない固定サセプタ１１０の盤面が単純な平面からなることを例示した。しかし、その盤面に凹部１２１と係合する凸部が形成されていてもよい(図示せず)。
【００６７】
この場合、その凹部１２１と凸部との係合により移動サセプタ１２０を固定サセプタに良好に保持させることができる。なお、このような場合、当然ながら凸部は凹部１２１による伝熱の調整機能を阻害しない形状に形成することがよい。
【００６８】
また、上記形態では、固定サセプタ１１０は、盤面からなる上面で対象基板ＣＢを支持し、ガス供給機構１４０は、固定サセプタ１１０で支持された対象基板ＣＢの表面に上方から原料ガスを供給し、コイル部材１６０は、固定サセプタ１１０に下方から対向しており、回転支持軸１３１は、コイル部材１６０の中心空間を経由して固定サセプタ１１０を下方から軸支していることを例示した。
【００６９】
しかし、図１１に例示する気相成長装置２００のように、固定サセプタ１１０は、盤面からなる下面で対象基板ＣＢを支持し、ガス供給機構１４０は、固定サセプタ１１０で支持された対象基板ＣＢの表面に下方から原料ガスを供給し、コイル部材１６０は、固定サセプタ１１０に上方から対向しており、回転支持軸１３１は、コイル部材１６０の中心空間を経由して固定サセプタ１１０を上方から軸支してもよい。
【００７０】
なお、この気相成長装置２００では、前述のように係合ピン１１２による係合では移動サセプタ１２０が固定サセプタ１１０から落下するとともに、対象基板ＣＢも移動サセプタ１２０から落下する。
【００７１】
そこで、このような気相成長装置２００では、円環状の落下防止部材２０１とともに移動サセプタ１２０を固定サセプタ１１０にボルト２０２で装着し、その落下防止部材２０１で対象基板ＣＢを移動サセプタ１２０に保持させることがよい。
【００７２】
このような気相成長装置２００では、移動サセプタ１２０の交換の容易性は阻害される。しかし、対象基板ＣＢの表面が下方に位置するので、異物の付着を有効に防止することができる。
【００７３】
また、上記形態ではコイル部材１６０の中心空間に回転支持軸１３１が挿通されていることを例示した。しかし、図１２に例示する気相成長装置２１０のように、コイル部材１６０の中心空間にガス供給機構１４０のガス誘導管１４１が挿通されていてもよい。
【００７４】
より詳細には、この気相成長装置２１０でも、回転支持軸１３１により固定サセプタ１１０が上方から軸支されており、この固定サセプタ１１０の下面に移動サセプタ１２０および落下防止部材２０１で対象基板ＣＢが保持される。
【００７５】
コイル部材１６０は、固定サセプタ１１０に下方から対向しており、ガス供給機構１４０は、コイル部材１６０の中心空間に挿通されているガス誘導管１４１で対象基板ＣＢの表面に下方から原料ガスを供給する。
【００７６】
この気相成長装置２１０も、対象基板ＣＢの表面が下方に位置するので、異物の付着を有効に防止することができる。さらに、加熱されている対象基板ＣＢの表面に原料ガスが低温のコイル部材１６０の側から供給されるので、対象基板ＣＢの表面に到達する以前に原料ガスが反応することを有効に防止することができる。
【００７７】
ただし、この気相成長装置２１０では、コイル部材１６０に移動サセプタ１２０が直接に対向する。このため、この移動サセプタ１２０が渦電流により誘導加熱されると、前述のように伝熱の調整により対象基板ＣＢを均一に加熱することが困難となる。
【００７８】
そこで、この気相成長装置２１０では、固定サセプタ１１０は渦電流により誘導加熱される導電体で形成されているが、移動サセプタ１２０は渦電流により誘導加熱されない絶縁体で形成されている。このような移動サセプタ１２０は、例えば、窒化アルミニウムや炭化シリコンなどで形成することができる。
【００７９】
従って、この気相成長装置２１０でも、コイル部材１６０の高周波磁束により固定サセプタ１１０が誘導加熱され、この固定サセプタ１１０からの伝熱により移動サセプタ１２０が加熱される。なお、上述の気相成長装置２１０を上下逆様とした構造の気相成長装置(図示せず)も不可能ではない。
【００８０】
さらに、上記形態では導電材である黒鉛で固定サセプタ１１０と一体に形成されている回転支持軸１３１の部分１３２が、コイル部材１６０の上面付近まで形成されていることを例示した。
【００８１】
しかし、上述のような回転支持軸１３１の導電性の部分１３２が、コイル部材１６０の中心空間に完全に挿通されていてもよい(図示せず)。この場合、より良好に回転支持軸１３１の部分１３２を発熱させることができ、より良好に固定サセプタ１１０の発熱の不均一性を改善することができる。
【００８２】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の寸法や形状などを具体的に説明したが、その寸法や形状などは本願発明の機能を満足する範囲で各種に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態の気相成長装置の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図２】気相成長装置の要部の組立構造を示す模式的な分解斜視図である。
【図３】ガス供給機構の内部構造を示す模式的な底面図である。
【図４】移動保持部材である移動サセプタの外観を示す二面図である。
【図５】発熱支持部材である固定サセプタと移動サセプタとの断面形状を温度分布および伝熱特性とともに示す模式図である。
【図６】一の変形例の固定サセプタと移動サセプタとの断面形状を示す縦断正面図である。
【図７】他の変形例の固定サセプタと移動サセプタと伝熱調整円盤との断面形状を示す縦断正面図である。
【図８】さらに他の変形例の移動サセプタの外観を示す二面図である。
【図９】さらに他の変形例の移動サセプタの外観を示す二面図である。
【図１０】さらに他の変形例の移動サセプタの外観を示す二面図である。
【図１１】さらに他の気相成長装置の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図１２】さらに他の気相成長装置の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００    気相成長装置
１０１    リアクタ本体
１０２    隔壁
１０３    遮熱板
１１０    固定サセプタ
１１２    係合ピン
１２０    移動サセプタ
１２１    凹部
１２２    凹溝
１３０    駆動モータ
１３１    回転支持軸
１３２    部分
１４０    ガス供給機構
１４１    ガス誘導管
１５０    誘導加熱部
１５１    冷媒流動機構
１６０    コイル部材
１６１    金属管
１７０    移動サセプタ
１７１    固定サセプタ
１７２    凹部
１８０    伝熱調整円盤
１８１    穴部
１９０    移動サセプタ
１９１    凹部
１９３    移動サセプタ
１９４    凹部
１９６    移動サセプタ
１９７    凹部
２００    気相成長装置
２０１    落下防止部材
２０２    ボルト
２１０    気相成長装置
ＣＢ    対象基板
【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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【図１１】
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【図１２】
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