(57)【要約】【課題】対象物の選択的な加熱が可能であり、かつ、炉体の気密性を可能な限り高めた加熱装置等を提供する。【解決手段】炉体１０と、炉体１０の内部に配置された誘導加熱コイルと、炉体１０に形成された導入口１５にその内壁と非接触の状態で挿通され、誘導加熱コイルへの高周波電力が入力される導体部３２と、を備え、導体部３２が挿通された状態の導入口１５は、少なくとも導体部３２に接触する部分が電気絶縁性を有する封止部材３３により気密封止されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体と、
前記炉体の内部に配置された誘導加熱コイルと、
前記炉体に形成された導入口に当該導入口の内壁と非接触の状態で挿通され、前記誘導加熱コイルへの高周波電力が入力される導体部と、を備え、
前記導体部が挿通された状態の前記導入口は、少なくとも前記導体部に接触する部分が電気絶縁性を有する封止部材により気密封止されている
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記封止部材は、電気絶縁材料からなる筒状の絶縁管を含み、
前記絶縁管は、前記導体部のうち前記導入口内に存在する部分全体を被覆している
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記封止部材は、
電気絶縁材料からなり、前記導体部と前記絶縁管との両方に密着して配されることで前記導体部と前記絶縁管との間隙を気密封止するキャップ部を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記炉体の壁部が当該炉体の外部へ向けて筒状に延出しているとともに、その延出端がフランジ状となっており、
前記炉体の壁部における筒状に延出した部分が前記導入口となっており、
前記封止部材が、さらに、前記絶縁管に密着して配されるとともに前記延出端と対応するフランジ部を有する蓋材と、前記延出端と前記フランジ部との間に介挿されたＯリングとを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項５】
さらに、前記炉体を冷却する冷却装置を備え、
前記冷却装置の熱交換部は、前記延出端と接触するように配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記炉体の壁部が当該炉体の外部へ向けて筒状に延出していることにより、前記炉体の壁部が当該炉体の熱を外部に放熱する放熱部を構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項７】
さらに、前記炉体を冷却する冷却装置を備え、
前記冷却装置の熱交換部は、前記炉体における前記導入口近傍の壁部に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記誘導加熱コイルは、当該誘導加熱コイルを冷却するための流体が流されるパイプで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項９】
さらに、電気絶縁材料からなり、前記導入口から前記炉体の外部に露出した導体部を冷却する冷却部材を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１０】
被加熱物は、絶縁基板上に短冊状の導電性薄膜がストライプ状に複数形成されてなり、
前記誘導加熱コイルは、長辺と短辺を有する矩形状に巻回されており、
さらに、
前記被加熱物を搬送し、前記誘導加熱コイルで囲繞されてなる誘導加熱領域を通過させる搬送機構と、
前記各導電性薄膜の長辺方向が前記誘導加熱コイルの長辺方向と一致しない状態で搬送されるように、前記被加熱物を前記搬送機構にセットするセット機構と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１１】
さらに、
被加熱物の前記炉体内への搬入が行われる搬入口から、前記誘導加熱コイルで囲繞されてなる誘導加熱領域まで、前記被加熱物を搬送する搬送機構と、
前記炉体の外部に配置された抵抗加熱コイルと、を備え、
前記抵抗加熱コイルは、前記搬入口から前記誘導加熱領域との間に位置する抵抗加熱領域に搬送されてきた前記被加熱物を加熱する
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１２】
さらに、前記抵抗加熱領域から前記誘導加熱領域にかけて形成された伝熱部材を備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記伝熱部材は、前記抵抗加熱領域に対応する前記炉体の一部が、当該抵抗加熱領域から前記誘導加熱領域へ向けて延出してなる
ことを特徴とする請求項１２に記載の加熱装置。
【請求項１４】
前記誘導加熱コイルは前記抵抗加熱領域と隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１５】
前記高周波電力の周波数は２〜１００ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１６】
前記高周波電力の周波数は２〜６０ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１５に記載の加熱装置。
【請求項１７】
前記誘導加熱コイルを複数個備える
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１８】
炉体と、前記炉体の内部に配置された誘導加熱コイルと、前記炉体に形成された導入口に当該導入口の内壁と非接触の状態で挿通され、前記誘導加熱コイルへの高周波電力が入力される導体部と、を備え、前記導体部が挿通された状態の前記導入口が、少なくとも前記導体部に接触する部分が電気絶縁性を有する封止部材により気密封止されている加熱装置において、導電性薄膜が形成された絶縁基板を前記炉体内に搬入する搬入工程と、
前記炉体内に雰囲気ガスを封入するガス封入工程と、
前記導電性薄膜を前記誘導加熱コイルにより加熱する加熱工程と、を含む
ことを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項１９】
前記搬入工程における前記絶縁基板の搬入は、前記炉体に設けられた搬入口にて行われ、
前記加熱工程において、
搬入された前記絶縁基板を前記搬入口から前記誘導加熱コイルで囲繞されてなる誘導加熱領域へ搬送するとともに、前記誘導加熱領域内を通過させることで前記導電性薄膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１８に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２０】
前記導電性薄膜は、前記絶縁基板上に短冊状に複数、ストライプ状に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項１９に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２１】
前記各導電性薄膜は、短辺方向の長さが３〜１０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２０に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２２】
前記誘導加熱コイルは、長辺と短辺を有する矩形状に巻回されており、
前記加熱工程において、
前記絶縁基板は、前記各導電性薄膜の長辺方向が前記誘導加熱コイルの長辺方向と一致しない状態で搬送される
ことを特徴とする請求項２０に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２３】
前記加熱工程において、
前記絶縁基板は、前記各導電性薄膜の長辺のうち、平面視にて前記誘導加熱領域と交錯してなる線分の長さが７０ｍｍ以下である状態で搬送される
ことを特徴とする請求項２２に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２４】
前記加熱工程における誘導加熱を行う前に、さらに、
前記炉体の外部に配置され、前記搬入口から前記誘導加熱領域との間に位置する抵抗加熱領域に搬送されてきた前記絶縁基板を加熱する抵抗加熱コイルにより、前記絶縁基板全体を加熱する予熱工程を含む
ことを特徴とする請求項１９に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２５】
前記導電性薄膜はモリブデンを含む
ことを特徴とする請求項１８に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２６】
前記絶縁基板には、さらに、前記導電性薄膜の上面を覆うように受熱層が形成されており、
前記加熱工程において、前記受熱層は、前記誘導加熱コイルにより加熱された前記導電性薄膜からの熱を受けて加熱される
ことを特徴とする請求項１８に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２７】
前記雰囲気ガスはセレンを含み、
前記受熱層は銅、インジウム、ガリウムを含む
ことを特徴とする請求項２６に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２８】
前記雰囲気ガスは硫黄を含み、
前記受熱層は銅、インジウム、ガリウムを含む
ことを特徴とする請求項２６に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２９】
前記加熱装置は、さらに、前記抵抗加熱領域から前記誘導加熱領域にかけて形成された伝熱部材を備える
ことを特徴とする請求項２３に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項３０】
前記伝熱部材は、前記抵抗加熱領域に対応する前記炉体の一部が、当該抵抗加熱領域から前記誘導加熱領域へ向けて延出してなる
ことを特徴とする請求項２９に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項３１】
前記誘導加熱コイルは前記抵抗加熱領域と隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項３２】
請求項１８〜３１のいずれか１項に記載の半導体薄膜の製造方法によって製造された
ことを特徴とする半導体薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置等に関し、特に、誘導加熱コイルによる加熱領域を有する加熱装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱装置は、スパッタ、蒸着、印刷、スプレー塗布等の薄膜製造や、結晶成長等による半導体薄膜製造等に広く用いられている。薄膜形成時の温度は薄膜の特性に大きく影響するため、薄膜製造においては炉体の温度の管理が重要となっている。
このような加熱装置の加熱方式としては、例えば、抵抗加熱式、誘導加熱式（例えば、特許文献１）、ランプ式、熱気流照射式等が知られている。さらには、これらの方式を併用したものも知られており、例えば、特許文献２には、抵抗加熱式と誘導加熱式とを併用する加熱装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２に係る加熱装置によれば、抵抗加熱領域（抵抗加熱による加熱が行われる領域）においては、当該領域内に搬送された対象物全体に対して加熱処理が行われる。これに対し、誘導加熱領域（誘導加熱による加熱が行われる領域）においては、搬送された対象物のうち導電材料のみを選択的に加熱することが可能である。例えば、ガラス基板上に半導体薄膜を成膜するような場合、抵抗加熱領域においてはガラスの歪点未満の温度で予熱処理を行い、誘導加熱領域においては上記歪点以上の温度での加熱処理を行うことができる。
【０００４】
さらに、特許文献２に係る加熱装置においては、特許文献１に係る加熱装置とは異なり、誘導加熱コイルが炉体の内部に配置されている。そのため、導電材料と誘導加熱コイルとの距離が縮まることで、さらに効率的な加熱処理が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３００７９３号公報
【特許文献２】特許第４７９６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
真空下での加熱や雰囲気ガス下での加熱を行う場合、加熱装置における炉体はより気密性が高い方が望ましい。炉体の気密性が低い場合には、例えば、雰囲気ガス下での薄膜製造を行う際、炉体内の雰囲気ガスに大気が混入することにより、所望の性能を備えた薄膜を得ることができなくなる等の問題が生じる。特許文献２に係る加熱装置の炉体は、当該炉体における誘導加熱コイルが装入される部分での気密性を有しないため、その分、炉体の気密性が低い。
【０００７】
本発明は、対象物の選択的な加熱が可能であり、かつ、炉体の気密性を可能な限り高めた加熱装置等の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱装置は、炉体と、前記炉体の内部に配置された誘導加熱コイルと、前記炉体に形成された導入口に当該導入口の内壁と非接触の状態で挿通され、前記誘導加熱コイルへの高周波電力が入力される導体部と、を備え、前記導体部が挿通された状態の前記導入口は、少なくとも前記導体部に接触する部分が電気絶縁性を有する封止部材により気密封止されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の加熱装置によれば、誘導加熱コイルが炉体の内部に配置されているため、特許文献２と同様に、対象物の選択的な加熱が可能である。また、誘導加熱コイルへ高周波電力を入力するための導体部が、炉体に形成された導入口に当該導入口の内壁と非接触の状態で挿通されている。そして、導体部が挿通された状態の導入口は、少なくとも導体部に接触する部分が絶縁性を有する封止部材により気密封止されている。このような構成により、少なくとも炉体における誘導加熱コイルが装入される部分の気密性は確保されるため、特許文献２と比較して炉体の気密性は向上する。
【００１０】
したがって、本発明によれば、対象物の選択的な加熱が可能であり、かつ、炉体の気密性を可能な限り高めた加熱装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る加熱装置１００の全体構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）図１に示す（Ａ）面における断面図（ＸＺ断面図）と、（ｂ）図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線矢視断面図（ＸＹ断面図）である。
【図３】熱庇の構造に係る変形例を示す図である。
【図４】（ａ）第１の実施形態に係る加熱装置１００の抵抗加熱コイル２０、シールド３７および高周波電源３８を取り去った状態を示す斜視図と、（ｂ）図４（ａ）に示す破線で囲った領域の拡大図である。
【図５】図４（ｂ）に示す（Ｃ）面における断面図（ＸＹ断面図）である。
【図６】誘導加熱コイル３１と誘導加熱を受ける導電材料との位置関係について説明するための図である。
【図７】搬送機構４０に被加熱物をセットした状態の加熱装置１００の構成を示す図である。
【図８】被加熱物の他の一例としての試料５０Ａの構造を説明するための図である。
【図９】短冊状の導電性薄膜間でスパークが発生する原理を説明するための図である。
【図１０】図１０はスパーク発生の有無に関する検証実験に用いた、被加熱物としての試料の構成を示す図である。
【図１１】θを１０〜９０［°］の範囲内で変化させた場合におけるスパーク発生の有無の結果を示す図である。
【図１２】熱庇の効果に係る検証実験の結果を示す図である。
【図１３】誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数と、導電性薄膜における昇温速度の関係を示す図である。
【図１４】加熱装置の炉体に搬入される被加熱物としての試料５０Ｂの構造を示す図である。
【図１５】半導体薄膜の製造に係る試料の変形例を示す図である。
【図１６】ｅｎｔｒｙ１１〜１５に係る抵抗加熱および誘導加熱における加熱温度を示す表である。
【図１７】変形例（７）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。
【図１８】変形例（８）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。
【図１９】変形例（９）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。
【図２０】変形例（１０）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。
【図２１】変形例（１１）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
≪第１の実施形態≫
［全体構成］
図１は、第１の実施形態に係る加熱装置１００の全体構成を示す斜視図である。また、図２（ａ）は図１に示す（Ａ）面における断面図（ＸＺ断面図）であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線矢視断面図（ＸＹ断面図）である。
【００１３】
図１，図２に示すように、本実施形態に係る加熱装置１００は、その主な構成として、炉体１０、炉体１０の内部に配置された誘導加熱コイル３１、誘導加熱コイル３１への高周波電力が入力される導体部３２、導体部３２が挿通される導入口を気密封止する封止部材を備える。
加熱装置１００は、炉体１０、抵抗加熱コイル２０、誘導加熱ユニット３０、搬送機構４０で構成され、例えば半導体薄膜の製造工程中における加熱工程に用いられるものである。
【００１４】
加熱装置１００の使用方法は、概説すると、まず、炉体１０内に搬入された被加熱物を抵抗加熱領域ＡRまで搬送し、被加熱物全体を抵抗加熱コイル２０により予熱する。予熱後、被加熱物を誘導加熱領域ＡIまで搬送し、誘導加熱ユニット３０により被加熱物における導電材料を選択的に加熱する。被加熱物の搬送は、搬送機構４０により行われる。抵抗加熱領域ＡRは、抵抗加熱コイル２０による加熱を受ける炉体１０内の領域を指し、搬入口１１から誘導加熱領域ＡIとの間に位置する。また、誘導加熱領域ＡIは誘導加熱コイル３１で囲繞されてなる領域を指す。
【００１５】
以下、加熱装置１００の各部構成について説明する。
［各部構成］
＜炉体＞
炉体１０は、被加熱物の加熱および当該加熱による薄膜製造が行われる容器であり、その内部を真空排気したとしても形状を維持できる強度を有する材料で構成されている。このような材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、真鍮等が挙げられる。炉体１０を構成する材料は、炉体１０内に充填する雰囲気ガスの種類等によって適宜選択される。
【００１６】
図１，図２に示すように、炉体１０には搬入口１１、搬出口１２、熱庇１３、電波シールド１４が設けられている。
搬入口１１は、被加熱物の炉体１０内への搬入が行われる部分であり、搬出口１２は、加熱処理を終えた被加熱物の炉体１０外部への搬出が行われる部分である。炉体１０は、搬入口１１、搬出口１２、および後述する封止部材と組み合わされて全体として高い気密性を維持している。そのため、炉体１０内に封入される雰囲気ガスが外部に漏洩したり、炉体１０内に大気が混入したりすることがない。
【００１７】
なお、特に図示しないが、炉体１０は、雰囲気ガスを導入するためのガス導入管と、
成膜等のプロセス終了後に炉体１０内に導入されている雰囲気ガスを排気するためのガス排気管を備える。さらに、ガス排気管の先には、必要に応じて、排気用ポンプや排ガス処理装置が設置されている。
熱庇１３は、抵抗加熱領域ＡRと誘導加熱領域ＡIとの間を搬送する間の被加熱物の温度低下抑制を担う伝熱部材であり、抵抗加熱領域ＡRから誘導加熱領域ＡIにかけて形成されている。熱庇１３は、耐熱性、熱伝導性および熱放射性に優れた材料で構成されることが望ましく、このような材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム等の金属材料が挙げられる。本実施形態における熱庇１３は、炉体１０と別体となっている。熱庇１３が炉体１０と別体である場合には、熱庇１３の材料を炉体１０と合わせる必要が無いので、材料選択に自由度が生まれる。その結果、被加熱物の温度低下を抑制するために最も適した材料を熱庇１３に使用するといったことが可能となる。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、熱庇１３は炉体１０の内壁面に対して平行に、かつ、炉体１０の内壁面に近い位置に設けられている。ここで、加熱処理の種類にも因るが、加熱処理中における炉体１０の温度は約８００［℃］程度まで上昇する。炉体１０の内壁面に近い位置に熱庇１３を設けることで、熱庇１３は炉体１０の内壁面からの伝熱によって高温に保たれる。さらに、図２（ｂ）に示すように、熱庇１３は炉体１０のＹ軸方向における全幅に亘って形成されている。このようにすることで、炉体１０のＹ軸方向における全幅の一部にしか設けられていない場合と異なり、被加熱物全体に亘って温度低下を抑制することが可能である。被加熱物の温度低下が抑制されることより、例えば半導体薄膜製造の場合にあっては、結晶欠陥が少なく性能の良い薄膜を得ることが可能である。
【００１９】
熱庇の構造は図２に示したものに限定されない。図３は熱庇の構造に係る変形例を示す図である。図３では、加熱装置１００のＸＺ断面図における熱庇周辺のみを取り出して示している。図２に示す熱庇１３は、加熱装置１００における天井側と底面側に１枚ずつ設けられていたが、図３（ａ）に示す熱庇１３１のように、天井側と底面側に２枚ずつ設けることとしてもよい。熱庇の枚数を増やすことで、被加熱物の温度低下をさらに抑制することができる。また、２枚ずつ設ける場合、ＸＹ平面において、図３（ａ）のように各熱庇が重なるように配置することとしてもよいし、図３（ｂ）に示す熱庇１３２のように、各熱庇がずれて配置されるようにすることとしてもよい。各熱庇をずらして配置することで、炉体１０内における熱庇が設けられている区間を延長することができ、さらなる温度低下抑制効果を得ることが可能である。
【００２０】
電波シールド１４は、誘導加熱コイル３１から放射される電磁波を吸収する機能を有する。電波シールド１４は、電磁波を通しにくく、かつ、耐熱性を有する材料で構成されており、このよう材料としては、例えば、ステンレス製織網等がある。電波シールド１４は電磁波が漏洩しそうな場所を覆うように設けられる。本実施形態においては誘導加熱コイル３１を覆うように配置されており、炉体１０と電気的に接続されることで効果が発揮される。
【００２１】
＜抵抗加熱コイル＞
抵抗加熱コイル２０は、抵抗加熱領域ＡRに搬送されてきた被加熱物を加熱するものであり、ニクロム線等の抵抗体で構成されている。図１，図２に示すように、抵抗加熱コイル２０は炉体１０の外部に配置されている。抵抗加熱コイル２０による加熱が行われる抵抗加熱領域ＡRにおいては、当該領域に搬送されてきた被加熱物全体に対して予熱処理が行われる。基板上に導電材料が形成されてなるような被加熱物の場合、予熱処理は基板の歪点未満の温度で行われる。
【００２２】
＜誘導加熱ユニット＞
誘導加熱ユニット３０は、誘導加熱コイル３１、整合器３６、シールド３７、高周波電源３８を含む。
図４（ａ）は、第１の実施形態に係る加熱装置１００の抵抗加熱コイル２０、シールド３７および高周波電源３８を取り去った状態を示す斜視図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す破線で囲った領域の拡大図である。さらに、図５は、図４（ｂ）に示す（Ｃ）面における断面図（ＸＹ断面図）である。
【００２３】
図４，図５に示すように、本実施形態に係る誘導加熱ユニット３０は、さらに、導体部３２、封止部材３３、冷却水管３４、冷却フィン３５を含む。以下、誘導加熱ユニット３０の各部構成について説明する。
（誘導加熱コイル３１）
誘導加熱コイル３１は、被加熱物における導電材料のみを選択的に加熱するものであり、炉体１０の内部に配置されている。基板上に導電材料が形成されてなるような被加熱物の場合であっても、誘導加熱コイル３１で囲繞されてなる誘導加熱領域ＡIにおいては、基板の歪点を超える温度で加熱処理を行うことができる。例えば、基板として歪点が約５２０［℃］であるソーダガラスを用いる場合には、この温度を超える温度で加熱処理を行うことができる。
【００２４】
誘導加熱コイル３１の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等が使用可能であり、炉体１０内に充填する雰囲気ガスの種類等によって適宜選択される。なお、電気抵抗損失の抑制の面では、銅、アルミニウムを用いることが好ましい。本実施形態における誘導加熱コイル３１は、図２（ａ）に示すように、炉体１０内におけるＺ軸方向上方側に１ターン、下方側に１ターンずつ巻回されている。
【００２５】
加熱装置１００における加熱処理中においては、誘導加熱コイル３１の温度が数百［℃］以上になることがある。このような場合の例としては、例えば、抵抗加熱領域ＡRで発生した熱により誘導加熱コイル３１近傍の雰囲気ガスが高温になっている場合や、誘導加熱コイル３１に流す高周波電流によるＩＲ損（オーム損）が大きい場合等が考えられる。このように、誘導加熱コイル３１がその耐久性を害するほどの高温となる場合には、誘導加熱コイル３１を冷却するための流体が流されるパイプで、誘導加熱コイル３１を構成することが望ましい。誘導加熱コイル３１を冷却するための流体としては、例えば、水または空気等を用いることができる。
【００２６】
図６は、誘導加熱コイル３１と誘導加熱を受ける導電材料との位置関係について説明するための図であり、図２（ａ）における誘導加熱コイル３１を取り出した状態を示している。図６において、Ｚ軸方向上方側に巻回されている誘導加熱コイル３１を３１ｕで、Ｚ軸方向下方側に巻回されている誘導加熱コイル３１を３１ｄでそれぞれ示している。また、同図に示す導電材料は、誘導加熱コイル３１による選択的加熱を受けるものである。
【００２７】
導電材料のＺ軸方向における厚みが０．２〜１［μｍ］である場合、誘導加熱コイル３１ｕと導電材料との距離Ｌ１および誘導加熱コイル３１ｄと導電材料との距離Ｌ２は、５〜２０［ｍｍ］程度が望ましい。距離Ｌ１，Ｌ２がより短い方が誘導加熱の効率は高くなる傾向にある。しかしながら、距離Ｌ１，Ｌ２が５［ｍｍ］未満の場合、振動によって誘導加熱コイル３１と導電材料が接近して短絡する可能性がある。一方、２０［ｍｍ］を超える場合、誘導加熱の効率が低くなるために電源出力を大きくする必要が生じる。
【００２８】
（導体部３２）
導体部３２は、誘導加熱コイル３１への高周波電力が入力されるものであり、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等の電気伝導性材料で構成されている。炉体１０の内部に封入する雰囲気ガスが腐食性を有する場合は、腐食されにくい材料を導体部３２として選ぶか、腐食されにくい材料で導体部３２の表面を被覆することが望ましい。
【００２９】
図５に示すように、導体部３２は、炉体１０に形成された導入口１５にその内壁と非接触の状態で挿通されている。図２（ｂ）に示すように、本実施形態における導体部３２は、誘導加熱コイル３１と連続的に形成されている。すなわち、誘導加熱コイル３１と導体部３２は同一材料で構成されていることになる。
ここで、図５に示すように、炉体１０の壁部１０ａは、炉体１０の外部へ向けて筒状に延出している。この炉体１０の壁部１０ａにおける筒状に延出した部分が導入口１５となっている。
【００３０】
（封止部材３３）
封止部材３３は導体部３２が挿通された状態の導入口１５を気密封止する目的で設けられているものであり、少なくとも導体部３２に接触する部分が電気絶縁性を有するように形成されている。導体部３２が挿通された状態の導入口１５が封止部材３３により気密封止されることで、炉体１０における誘導加熱コイル３１が装入される部分の気密性を確保することが可能となる。図４，図５に示すように、封止部材３３は絶縁管３３ａ、キャップ部３３ｂ、蓋材３３ｃ、Ｏリング３３ｄからなる。
【００３１】
絶縁管３３ａは、導体部３２のうち導入口１５内に存在する部分全体を被覆する筒状の部材である。絶縁管３３ａは電気絶縁材料からなり、導体部３２のうち導入口１５内に存在する部分全体を被覆していることにより、封止部材３３における導体部３２に接触する部分が電気絶縁性を有するようになっている。
すなわち、絶縁管３３ａは、炉体１０と導体部３２との間の電気絶縁性を保つ機能を果たす。そのため、図５に示すように、絶縁管３３ａはその一端が炉体１０の内部まで延出していることが望ましい。このようにすることで、炉体１０と導体部３２との間の電気絶縁性をより確実に確保することができる。誘導加熱コイル３１に入力される高周波電力の周波数にもよるが、絶縁管３３ａに求められる絶縁耐圧は３［ｋＶ］以上が望ましく、より好ましくは８［ｋＶ］以上である。これに加え、絶縁管３３ａを構成する材料は耐熱性が高いことが望ましく、そのような材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、炭化珪素、窒化珪素等が挙げられる。
【００３２】
キャップ部３３ｂは、導体部３２と絶縁管３３ａとの間隙を気密封止する目的で用いられているものである。図５に示すように、導体部３２と絶縁管３３ａとの両方に密着するようにキャップ部３３ｂが配されることで、導体部３２と絶縁管３３ａとの間隙が気密封止される。高い密着性を得るため、導体部３２とキャップ部３３ｂとの接合は、例えばロウ付け等で行われる。キャップ部３３ｂは電気絶縁性を有し、かつ、耐熱性の高い材料で構成されており、そのような材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル等がある。
【００３３】
蓋材３３ｃは、図５に示すように、絶縁管３３ａに密着して配されている。
ここで、上述したように、炉体１０の壁部１０ａが炉体１０の外部へ向けて筒状に延出することで、この筒状に延出した部分が導入口１５となっている。これに加え、本実施形態においては壁部１０ａが炉体１０の外部へ向けて筒状に延出していることにより、図５に示すように、壁部１０ａが炉体１０の熱を外部に放熱する放熱部１０ａａを構成している。このように、放熱部１０ａａは壁部１０ａが延設されてなるものである。すなわち、放熱部１０ａａは炉体１０の壁部１０ａの一部である。
【００３４】
放熱部１０ａａは、封止部材３３の温度上昇を抑制する目的で用いられている。本実施形態における放熱部１０ａａは、空気との接触面積を増やすことで炉体１０の熱を外部に放熱する、言わば放熱フィンのような機能を有する。また、本実施形態においては、放熱部１０ａａが屈曲しながら炉体１０の外部に向けて突出したような形状をしていることで、空気との接触面積をより増やすようにしている。さらに、このような形状とすることで、炉体１０の本体部から封止部材３３までの距離を長くすることができる。この結果、炉体１０の熱が封止部材３３まで伝熱しにくいようになっている。なお、より効率的な放熱を行うため、放熱部１０ａａの周辺に冷風を吹き付けることとしてもよい。
【００３５】
さらに、壁部１０ａが炉体１０の外部へ向けて筒状に延出しているが、壁部１０ａの延出端１０ａｂはフランジ状となっている。蓋材３３ｃは、図５に示すように、この延出端１０ａｂと対応するフランジ部３３ｃaを有する構造となっている。蓋材３３ｃは、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等の耐熱性に優れる金属材料で構成されている。本実施形態においては、蓋材３３ｃは、炉体１０を構成している材料と同一の材料で構成されている。
【００３６】
Ｏリング３３ｄは、図５に示すように、壁部１０ａの延出端１０ａｂとフランジ部３３ｃaとの間に介挿されている。Ｏリング３３ｄは、放熱部１０ａａに形成された凹部内において蓋材３３ｃに密着するように配されている。封止部材３３が蓋材３３ｃおよびＯリング３３ｄを備えることにより、導入口１５と絶縁管３３ａとの間隙が気密封止される。高い密着性を得るため、絶縁管３３ａと蓋材３３ｃとの接合は、例えばロウ付け等で行われる。なお、特に図示していないが、延出端１０ａｂとフランジ部３３ｃaは、ボルト等で互いに密に固定されている。
【００３７】
（冷却水管３４）
冷却水管３４は、放熱部１０ａａと同様に、封止部材３３の温度上昇を抑制する目的で用いられている。本実施形態における冷却水管３４は、炉体１０における導入口１５近傍の壁部１０ａ、特に壁部１０ａにおける延出端１０ａｂと接触するように配置されている。加熱装置１００は炉体１０を冷却する不図示の冷却装置を備えており、この冷却水管３４は冷却装置の熱交換部に相当する。冷却水管３４は、炉体１０の本体部に近い放熱部１０ａａで放熱しきれずに蓋材３３ｃ側に伝導してきた炉体１０の熱を放熱する機能を有する。さらに、本実施形態においては、効率的な放熱を行うため、冷却水管３４のＸＹ断面が放熱部１０ａａおよび延出端１０ａｂの断面形状に沿った形状となっている。
【００３８】
（冷却フィン３５）
冷却フィン３５は、放熱部１０ａａおよび冷却水管３４と同様に、封止部材３３の温度上昇を抑制する目的で用いられている。冷却フィン３５は、導入口１５から炉体１０の外部に露出した導体部３２を冷却する機能を有しており、これにより導体部３２の熱が封止部材３３に伝導することを抑制している。冷却フィン３５は、例えば、銅、アルミニウム等の熱伝導性が高い電気絶縁性材料からなる。
【００３９】
また、本実施形態においては導体部３２が誘導加熱コイル３１と連続的に形成されている。そのため、誘導加熱コイル３１を上述したようなパイプで構成し、当該誘導加熱コイル３１を冷却することにより、導体部３２をも冷却できるという効果が奏される。そのため、導体部３２で発生した熱の封止部材３３への伝熱をさらに抑制することができる結果、封止部材３３の温度上昇をさらに効果的に防止することが可能である。
【００４０】
放熱部１０ａａ、冷却水管３４および冷却フィン３５を備えることにより、加熱処理中に高温となる炉体１０の熱による封止部材３３の温度上昇が抑制される。この結果、炉体１０における誘導加熱コイル３１が装入される部分の気密性がより確実に確保される。さらに、封止部材３３における絶縁管３３ａの温度上昇が抑制されることで、絶縁管３３ａが炉体１０の熱で溶融するといったことが防止され、炉体１０と導体部３２との間の電気絶縁性がより確実に確保される。
【００４１】
（整合器３６、シールド３７、高周波電源３８）
図１，図２に示すように、炉体１０の外部には、整合器３６、シールド３７、高周波電源３８が配されている。整合器３６はシールド３７の内部に配置されており、同軸ケーブルを通じて高周波電源３８からの電力が供給される。シールド３７は炉体１０と電気的に接続されており、整合器３６、高周波電源３８およびこれらを結ぶ配線類からの電磁波漏洩を防止する役割を担う。
【００４２】
高周波電源３８は、導体部３２を介して誘導加熱コイル３１に高周波電力を供給するものである。高周波電源３８が供給する高周波電力の周波数は、２〜１００［ＭＨｚ］程度、より好ましくは２〜６０［ＭＨｚ］程度、さらに好ましくは１３〜４０［ＭＨｚ］である。２［ＭＨｚ］未満の場合には、磁気エネルギーが誘導加熱コイル３１による加熱対象である導電材料に殆ど吸収されないおそれがある。また、１００［ＭＨｚ］を超える場合には、整合器３６による整合が取れなくなるおそれがある。１３〜４０［ＭＨｚ］の範囲内である場合には、磁気エネルギーが導電材料に効率良く吸収される結果、導電材料を効率良く加熱することが可能である。
【００４３】
＜搬送機構＞
搬送機構４０は、被加熱物を搬入口１１から、抵抗加熱領域ＡRおよび誘導加熱領域ＡIを通過させ、搬出口１２まで搬送する機能を有する。搬送機構４０は、プーリー４１、ベルト４２、支持ローラー４３、テンションローラー４４、モーター４５からなる。
プーリー４１は、その回転軸がモーター４５に接続されることでベルト４２を駆動する。ベルト４２は支持ローラー４３およびテンションローラー４４に支持されており、プーリー４１の回転によってベルト４２が移動すると、ベルト４２の上にセットされている被加熱物が搬送される。なお、搬送機構４０は、搬入口１１を介して被加熱物を炉体１０の内部へ搬入する機能、および搬出口１２を介して被加熱物を炉体１０の外部へ搬出する機能も有する。
【００４４】
また、特に図示しないが、加熱装置１００には、被加熱物を搬送機構４０のベルト４２上にセットするセット機構を炉体１０の外部に備える。セット機構としては、例えばロボットアーム等を用いることができる。
＜その他＞
（被加熱物）
図７は、搬送機構４０に被加熱物をセットした状態の加熱装置１００の構成を示す図である。図７（ａ）は図２（ａ）に、図７（ｂ）は図２（ｂ）にそれぞれ対応した図となっている。図７においては、被加熱物の一例として、試料５０を示している。試料５０は、トレイ５１上に絶縁基板としての基板５２が載置されるとともに、基板５２上に導電性薄膜５３が形成されてなる。導電性薄膜５３は、誘導加熱コイル３１により選択的に加熱される導電材料である。
【００４５】
トレイ５１は、主に、基板５２が加熱処理により変形、歪曲または湾曲することを防止するために用いられている。そのため、トレイ５１を構成する材料は、抵抗加熱により変形せず、かつ、誘導加熱により加熱されないものである（絶縁体である）必要がある。このような材料としては、例えばガラス、サファイア等がある。
基板５２は、導電性薄膜５３を構成する材料と膨張係数が近い材料で構成されていることが望ましい。基板５２を構成する材料の膨張係数と導電性薄膜５３を構成する材料の膨張係数に大きく差がある場合には、導電性薄膜５３が基板５２から剥離したり、導電性薄膜５３に亀裂が発生したりするおそれがある。これにより、例えば、導電性薄膜５３上に半導体薄膜を形成する場合には、結晶性の良い薄膜が得られないおそれがある。
【００４６】
また、基板５２上に形成する導電性薄膜５３の形状は図７に示したものに限られない。図８は被加熱物の他の一例としての試料５０Ａの構造を説明するための図である。図８（ａ）は、試料５０Ａの上面図（ＸＹ平面図）であり、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＤ−Ｄ線矢視断面図（ＹＺ断面図）である。図８に示すように、試料５０Ａは基板５２上に短冊状の導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xがストライプ状に複数形成されてなることとしてもよい。このようにすることで、導電性薄膜を均一性良く加熱することができる。例えば、第２の実施形態で述べる太陽電池の光吸収層を形成する場合等にこのような構成を採ることがある。
【００４７】
このとき、本実施形態のように誘導加熱コイル３１がＸＹ平面において長辺と短辺を有する矩形状に巻回されている場合には、セット機構は、導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xの長辺方向が誘導加熱コイル３１の長辺方向（Ｘ方向）と一致しない状態で搬送されるように、被加熱物としての試料５０Ａを搬送機構４０にセットすることが望ましい。ここで、誘導加熱コイル３１における長辺とはコイル面におけるＹ軸に沿った辺であり、短辺とはＸ軸に沿った辺に相当する。これにより、導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xの間でスパークが発生することを防止することができる。この詳細については次の［検証実験］の項で説明する。
【００４８】
［検証実験］
＜誘導加熱コイルの配置に関する検証＞
本発明者の鋭意検討の結果、誘導加熱コイル３１がＸＹ平面において長辺と短辺を有する矩形状に巻回されている場合に、短冊状の各導電性薄膜の長辺方向が誘導加熱コイル３１の長辺方向と一致する状態で誘導加熱領域ＡIにおいて誘導加熱されると、複数の導電性薄膜間でスパークが発生することを見出した。スパークが発生することで、短冊状の導電性薄膜の端面またはその上に成膜される半導体薄膜等が破損し、設計通りの性能が得られないといった問題が生じ得る。
【００４９】
図９は、短冊状の導電性薄膜間でスパークが発生する原理を説明するための図である。図９（ａ），（ｂ）ともに、誘導加熱コイルと短冊状の導電性薄膜の位置関係を示す上面図である。図９（ａ）は、短冊状の導電性薄膜の長辺方向が誘導加熱コイルの長辺方向と一致する場合を示しており、図９（ｂ）短冊状の導電性薄膜の短辺方向が誘導加熱コイルの長辺方向と一致する場合を示している。なお、誘導加熱コイルのコイル面の大きさ、導電性薄膜の大きさ、および導電性薄膜間の距離（短辺方向に沿った距離）は、図９（ａ）の場合と図９（ｂ）の場合とで共通としている。
【００５０】
図９（ａ），（ｂ）の各状態において、導電性薄膜に対し誘導加熱コイルによる誘導加熱を行った。そうすると、図９（ａ）の場合には、複数の導電性薄膜の間でスパークが発生したが、図９（ｂ）の場合には、スパークは発生しなかった。このことより、誘導加熱時においては、白抜きの両矢印で示すように、図９（ａ）の場合には、２つの導電性薄膜間で絶縁破壊が起こるほど電位差（例えば、１［ｋＶ］以上である。）が大きくなっているのに対し、図９（ｂ）場合には、２つの導電性薄膜間の電位差は比較的小さくなっていると推察される。
【００５１】
ここで、図９（ａ），（ｂ）において、導電性薄膜に流れる渦電流（誘導電流）の向きを太線の矢印で示している。図９（ａ）における一点鎖線で囲った領域（Ｘ）においては、２つの導電性薄膜に流れる渦電流の向きは互いに逆方向となっている。これは図９（ｂ）における一点鎖線で囲った領域（Ｙ）においても同じである。
しかしながら、図９（ａ）と図９（ｂ）とで上記のような差が現れたことからすると、図９（ａ）の場合と図９（ｂ）の場合とでは、導電性薄膜に流れる渦電流量には大きな差があると考えられる。そして、導電性薄膜に流れる渦電流量は、導電性薄膜における長辺のうち、平面視にて誘導加熱領域と交錯してなる線分の長さ（以下、単に「交錯してなる線分の長さ」を記載する。）に依存しているのではないかと、本発明者は考えた。すなわち、交錯してなる線分の長さが長くなるほど、導電性薄膜に流れる渦電流量が大きくなると考えた。以上のことより、各導電性薄膜の長辺方向が誘導加熱コイルの長辺方向と一致しないようにすることで交錯する部分の長さを短くし、スパークの発生を防止することができるという考えに至った。
【００５２】
次に、本発明者は交錯してなる線分の長さを変えることによる、スパーク発生の有無について検証した。図１０は本検証実験に用いた被加熱物としての試料の構成を示す図である。
図１０に示すように、実験用試料は、基板５２上に短冊状の導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xがストライプ状に複数形成されてなる。各導電性薄膜の短辺方向の長さＬ３は５［ｍｍ］、各導電性薄膜の短辺方向における間隔Ｌ４は０．１［ｍｍ］とした。隣り合う２つの導電性薄膜の間の絶縁抵抗は、１４［ＭΩ］（１０００［Ｖ］）であった。また、導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xとしては、モリブデン（Ｍｏ）膜を用いた。
【００５３】
実験に用いた誘導加熱コイルは長辺と短辺を有する矩形状に巻回されており、実験用試料に対して上方および下方にそれぞれ１ターンずつ巻回する構成とした。また、誘導加熱領域における長辺方向の長さＬ５を２００［ｍｍ］、短辺方向の長さＬ６を３０［ｍｍ］とした。誘導加熱コイルへ供給する高周波電力の周波数は２７［ＭＨｚ］、電力は３００［Ｗ］に固定した。
【００５４】
誘導加熱コイルにおける長辺方向と導電性薄膜５３1，５３2，５３3，…，５３xにおける長辺方向とのなす角をθとし、このθを変えることで交錯してなる線分の長さＬ７を変えることとした。
図１１は、θを１０〜９０［°］の範囲内で変化させた場合におけるスパーク発生の有無の結果を示す図である。図１１には、各ｅｎｔｒｙにおけるθ［°］、そのときのＬ７の長さ［ｍｍ］、およびスパーク発生の有無を示している。
【００５５】
図１１に示すように、θを２５［°］以下とした場合、すなわち交錯してなる線分の長さＬ７を７０．９［ｍｍ］以上とした場合には、スパークが発生することを確認した。また、スパークが発生したｅｎｔｒｙ１〜３においては、隣り合う導電性薄膜間の絶縁抵抗は１［ｋΩ］程度であり、実験前の値よりも低下していることも確認した。
本検証実験より、短冊状の各導電性薄膜における長辺のうち、平面視にて誘導加熱領域と交錯してなる線分の長さが約７０［ｍｍ］以下である状態で誘導加熱を行った場合には、隣接する導電性薄膜間にスパークが発生しないという知見を得ることができた。
【００５６】
したがって、絶縁基板上に短冊状の導電性薄膜がストライプ状に複数形成されてなる試料を被加熱物とする場合であって、誘導加熱コイルが長辺と短辺を有する矩形状に巻回されている場合には、加熱装置１００が備えるセット機構は、各導電性薄膜の長辺方向が誘導加熱コイルの長辺方向と一致しない状態で搬送されるように、被加熱物を搬送機構にセットすることが望ましいと言える。また、交錯してなる線分の長さが約７０［ｍｍ］以下となる状態で搬送されるように、被加熱物を搬送機構にセットすることがより望ましい。
【００５７】
＜熱庇に関する検証＞
本発明者は、炉体内に熱庇を形成することで、抵抗加熱領域から誘導加熱領域に搬送中の導電性薄膜の温度低下が抑制されることを実験により確認した。以下、図１，図２を参照しながら、その詳細について説明する。
まず、本検証実験に用いた被加熱物としての実験用試料の構成について説明する。トレイとして、厚さが５［ｍｍ］であり、一辺が２００［ｍｍ］の正方形状をした石英板を用意した。また、基板として、厚さが１［ｍｍ］であり、一辺が１００［ｍｍ］の正方形状をしたソーダガラスを用意した。基板上に形成する導電性薄膜には、厚さが０．４［μｍ］であり、一辺が１００［ｍｍ］の正方形状をしたＭｏ膜を用いた。実験用試料の表面温度を計測するために、外径０．１［ｍｍ］のシース熱電対を、導電性薄膜の平面視における中央部にセラミック系接着剤により装着した。
【００５８】
次に、実験に用いた加熱装置の構造について説明する。加熱装置はｅｎｔｒｙ８〜１０の計３種準備し、それぞれ熱庇の構成が異なる。ｅｎｔｒｙ８は、図３（ａ）に示すように、熱庇を天井側および底面側に２枚ずつ配置し、各熱庇がＸＹ平面において互いに重なる構成とした。ｅｎｔｒｙ９は、図２（ａ）に示すように、熱庇を天井側および底面側に１枚ずつ配置する構成とした。ｅｎｔｒｙ１０は熱庇を有しない構成とした。
【００５９】
次に実験手順について述べる。まず、搬入口１１を開けて実験用試料を炉体１０内の搬送機構４０のベルト４２上に載置し、炉体１０内の真空パージを１０-5［Ｐａ］になるまで２回行った。次に、Ｎ2ガスを０．０１［ＭＰａ］になるまで炉体１０内に導入し、抵抗加熱コイル２０を通電して基板の温度が５００［℃］に達するまで昇温した。このとき、炉体１０の外壁温度は８００［℃］であった。
【００６０】
続いて、搬送機構４０により、実験用試料を抵抗加熱領域ＡRから誘導加熱領域ＡIに向けて１［ｃｍ／ｓｅｃ］の速度で搬送した。そして、その際の実験用試料に装着した熱電対が示す温度変化を記録した。
図１２は、熱庇の効果に係る検証実験の結果を示す図である。抵抗加熱領域ＡRにおける誘導加熱領域側ＡIの端部から誘導加熱領域ＡIの方向へ０、１０、２０、３０［ｃｍ］の距離の各地点に搬送されてきた試料における、導電性薄膜の温度を測定した。図１２のグラフにおいて、縦軸は導電性薄膜中央部の温度（熱電対が示す温度）［℃］である。また、ｅｎｔｒｙ８，ｅｎｔｒｙ９，ｅｎｔｒｙ１０の結果を、それぞれ二重丸，一重丸，三角で示している。
【００６１】
ｅｎｔｒｙ１０では、の抵抗加熱領域から３０［ｃｍ］の地点まで移動したとき、すなわち搬送開始から３０［ｓｅｃ］後には、４４７［℃］まで温度が低下していた。しかしながら、ｅｎｔｒｙ９では４７２［℃］と、熱庇を設けることで試料の温度低下が抑制されることが確認できた。ｅｎｔｒｙ８では４９２［℃］と、さらなる温度低下抑制効果が見られた。したがって、熱庇を設けることで試料の温度低下が抑制され、また、熱庇の枚数を増やすことで温度低下抑制効果が向上することが示された。
【００６２】
＜誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数に関する検証＞
次に、本発明者は、誘導加熱コイルに供給する高周波電力の適切な周波数について検証した。誘導加熱領域での導電性薄膜の加熱性能を、適切な周波数を定めるにあたっての指標とした。
まず、本実験に用いた被加熱物としての実験用試料の構成について説明する。トレイとして、厚さが５［ｍｍ］であり、一辺が２５０［ｍｍ］の正方形状をした石英板を用意した。また、基板として、厚さが１［ｍｍ］であり、一辺が１００［ｍｍ］の正方形状をしたソーダガラスを用意した。基板上には、厚さが０．１［μｍ］であり、短辺が０．４［μｍ］、長辺が１［μｍ］の短冊状のＭｏ膜からなる導電性薄膜を複数、ストライプ状に形成した。
【００６３】
実験に用いた誘導加熱コイルは、長辺と短辺を有する矩形状に巻回されており、実験用試料に対して上方および下方にそれぞれ１ターンずつ巻回する構成とした。誘導加熱領域の短辺方向の長さは３０［ｍｍ］であり、長辺方向の長さは２００［ｍｍ］である。誘導加熱コイルに加える高周波電力の周波数は、０．２［ＭＨｚ］、２［ＭＨｚ］、１３．５６［ＭＨｚ］、２７．１２［ＭＨｚ］、４０［ＭＨｚ］、６０［ＭＨｚ］、１００［ＭＨｚ］とした。高周波電力の出力は３００［Ｗ］に固定した。なお、整合器は、周波数に応じてそれぞれ設計した。
【００６４】
計測雰囲気は大気であり、誘導加熱開始時における導電性薄膜の温度は３０［℃］であった。また、誘導加熱時においては、試料は静止状態とした。放射温度計による計測値の変化を導電性薄膜の温度変化とした。
図１３は、誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数と、導電性薄膜における昇温速度の関係を示す図である。横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸は昇温速度［℃／ｓｅｃ］である。
【００６５】
図１３に示すように、０．２［ＭＨｚ］ではほとんど昇温しなかった。これは、導電性薄膜が磁気エネルギーを吸収できなかっためであると考えられる。しかしながら、周波数が２［ＭＨｚ］以上となると、昇温速度が急激に上昇した。ところが、６０［ＭＨｚ］以上になると昇温速度は低下していくことがわかった。これは、実験に用いた大きさの誘導加熱コイルでは整合がとれなくなったためであると考えられる。そのため、実験に用いたものよりも小さな誘導加熱コイルを用いた場合には、整合をとることが可能になると思われる。
【００６６】
この結果より、誘導加熱コイルに入力する高周波電力の周波数は、２〜１００［ＭＨｚ］程度が適切であり、より好ましくは２〜６０［ＭＨｚ］程度、さらに好ましくは１３〜４０［ＭＨｚ］程度であることが明確となった。
≪第２の実施形態≫
本実施形態においては、第１の実施形態に係る加熱装置を用いた半導体薄膜の製造方法等について説明する。ここでは、電極としてのＭｏ膜の上に、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を主成分とする半導体薄膜を成膜する場合を例に挙げて説明する。Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅを主成分とする半導体薄膜は、組成がＣｕxＩｎyＧａ1-yＳｅ2（０≦ｘ、０≦ｙ≦１）と表されるものであり、主に太陽電池の光吸収層として利用される材料である。以下、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅを主成分とする半導体薄膜をＣＩＧＳ（Ｃｏｐｐｅｒ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  ＤｉＳｅｌｅｎｉｄｅ）層と記載する。
【００６７】
［被加熱物］
図１４は、加熱装置の炉体に搬入される被加熱物としての試料５０Ｂの構造を示す図である。図１４（ａ）は試料５０Ｂの上面図（ＸＹ平面図）であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）におけるＥ−Ｅ線矢視断面図（ＹＺ断面図）である。
図１４に示すように、試料５０Ｂは、導電層５４が形成された基板５２を含む。具体的には、試料５０Ｂはトレイ５１、基板５２、導電層５４が順に積層されてなる。
【００６８】
基板５２を構成する材料としては、ＣＩＧＳ層と膨張係数が近いソーダガラス（歪点５２０［℃］）が用いられている。
図１４（ｂ）に示すように、基板５２上には、短冊状の導電層５４1，５４2，５４3，…，５４xがストライプ状に複数形成されてなる。具体的には、基板５２上に短冊状の導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５xがストライプ状に複数形成されている。さらに、基板５２には、導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５xの上面を覆うように、受熱層５６1，５６2，５６3，…，５６xが形成されている。以下、導電層５４1，５４2，５４3，…，５４xを総じて単に導電層５４と記載し、導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５xを総じて単に導電性薄膜５５と記載し、受熱層５６1，５６2，５６3，…，５６xを総じて単に受熱層５６と記載する。すなわち、導電層５４は、導電性薄膜５５と受熱層５６からなる積層体である。
【００６９】
導電性薄膜５５はＭｏ膜であり、太陽電池に利用する際にはＣＩＧＳ層に対する電極の役割を担う。
導電性薄膜５５の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば１００〜１０００［ｎｍ］が適当である。１００［ｎｍ］未満である場合には、導電性薄膜５５が電極として機能する際に抵抗ロスが生じるおそれがあるからである。一方、１０００［ｎｍ］より厚い場合には、ナトリウム（Ｎａ）の熱拡散が抑制されるために受熱層５６に対するＮａ供給量が不足し、ＣＩＧＳ層の性能を低下させるおそれがあるからである。ここで、ＣＩＧＳ層を光吸収層とする太陽電池において、Ｎａなどのアルカリ金属は、ホールキャリア密度の増加、開放電圧の増大等、性能向上に不可欠なドーパントとして知られている。また、このＮａは基板５２を構成するソーダガラスに含まれるものである。なお、導電性薄膜５５をＣＩＧＳ層の電極として用いない場合は、１００［ｎｍ］未満である必要はない。
【００７０】
受熱層５６は、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ混合金属からなる。Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ混合金属には、ＣｕとＧａの合金、ＣｕとＩｎの合金等の合金組成が含まれていることとしてもよい。本半導体薄膜の製造方法においては、受熱層５６をセレン化することによりＣＩＧＳ層を形成する。
受熱層５６の組成比率と厚さは、最終的に必要なＣＩＧＳ層の組成、膜厚を勘案して決定する。Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａからなる受熱層５６の組成は、例えば、ＣｕxＩｎyＧａ1-y（０≦ｘ、０≦ｙ≦１）と表現したとき、０．７５≦ｘ≦１．０、および０．２≦ｙ≦１．０の両条件を満たすことが望ましい。Ｃｕ量が比較的多くなるｘ＞１．０の場合には、ＣＩＧＳ層にセレン化銅が残留してしまうおそれがある。また、０≦ｘ＜０．８の場合には、セレン化の過程でＣＩＧＳ結晶成長が十分でなくなるおそれがある。さらに、０≦ｙ＜０．２の場合には、セレン化の過程でＣＩＧＳ層の結晶欠陥が多くなるおそれがある。このいずれの場合においても、結果として、太陽電池の特性が低下するという問題が生じ得る。
【００７１】
受熱層５６の厚さは、例えば、２００〜２０００［ｎｍ］程度が望ましい。２００［ｎｍ］未満の場合、受熱層５６を基に作製するＣＩＧＳ層が薄すぎるために、十分な光吸収ができないおそれがある。この結果、十分な太陽電池性能が発揮できなくなる問題が生じ得る。一方、２０００［ｎｍ］を超える膜厚としても、太陽電池性能における向上効果はない。そのため、材料コスト増大や製造効率低下等の弊害を防止する観点から、膜厚の上限を２０００［ｎｍ］としている。
【００７２】
各導電層５４1，５４2，５４3，…，５４xの短辺方向の長さＬ８は、例えば、３〜１０［ｍｍ］とすることが望ましい。このようにすることで、誘導加熱時における導電層５４の面内の温度差を約３［℃］以内に抑制することができ、導電層５４を均一に加熱することが可能である。さらに好ましいＬ８の長さは、４〜８［ｍｍ］である。４［ｍｍ］未満の場合には、基板面積全体に占める発電部面積の比率が低くなる。また、８［ｍｍ］を超える場合には、光電流が大きくなる分だけ抵抗損失が大きくなる。いずれの場合においても、結果的に太陽電池の出力が低下するという問題が生じる。
【００７３】
各導電層５４1，５４2，５４3，…，５４xの短辺方向における間隔Ｌ９は、例えば、８０［μｍ］以上とすることが望ましい。８０［μｍ］未満の場合には、誘導加熱時において、互いに隣り合う導電性薄膜間の絶縁性を確保できなくなるおそれがある。
なお、誘導加熱時において、誘導加熱コイルにより直接加熱されるのは導電性薄膜５５である。受熱層５６は、誘導加熱コイルにより加熱された導電性薄膜５５からの熱を受けて加熱される。しかしながら、受熱層５６自身が全く誘導加熱コイルにより加熱されないわけではなく、多少の誘導加熱はされ得る。
【００７４】
［半導体薄膜の製造工程］
具体的にＣＩＧＳ層を形成する手順について、図１，図２，図１４を参照しながら説明する。ＣＩＧＳ層は、＜１．搬入工程＞、＜２．ガス封入工程＞、＜３．抵抗加熱工程＞および＜４．誘導加熱工程＞の工程を順に経て形成される。
＜１．搬入工程＞
搬入工程の準備段階として、まず第１の実施形態で説明した加熱装置１００を準備する。そして、導電層５４が形成された基板５２を炉体１０内に搬入する。具体的には、試料５０Ｂを搬入口１１より炉体１０内に搬入するとともに、試料５０Ｂを搬送機構４０のベルト４２の上に載置する。その後、搬入口１１を閉じる。
【００７５】
次のガス封入工程を行う前に、炉体１０を真空排気する。真空排気は少なくとも１０-3［Ｐａ］、好ましくは１０-5［Ｐａ］に到達するまで行う。
＜２．ガス封入工程＞
ガス封入工程では、炉体１０内に雰囲気ガスを封入する。具体的には、Ｈ2Ｓｅを含むＮ2ガスを絶対圧で０．０１〜０．０３［ＭＰａ］になるまで満たす。すなわち、雰囲気ガスはセレンを含む。Ｈ2Ｓｅガスの濃度は特に限定されるものではないが、プロセスに確実を期するため、受熱層５６のセレン化に要するＳｅ量の２〜１０倍に相当するＨ2Ｓｅを、炉体１０に供給することが好ましい。
【００７６】
炉体１０内に存在するＳｅ量が受熱層５６のセレン化に要するＳｅ量に対して十分でない場合、セレン化が十分に行われない。このような状態で得られたＣＩＧＳ層にはＣｕ2Ｓｅ等の低抵抗組成が残留するため、本来のＰＮ接合が形成できず、太陽電池の性能が低くなってしまうという問題が生じ得る。
＜３．抵抗加熱工程＞
予熱工程としての抵抗加熱工程は、誘導加熱工程を行う前に行われる。具体的には、搬送機構４０により抵抗加熱領域ＡRに搬送されてきた試料５０Ｂ（導電層５４が形成された基板５２）を加熱する抵抗加熱コイル２０により、試料５０Ｂ全体を加熱する。抵抗加熱工程においては、試料５０Ｂを例えば約３５０〜５００［℃］まで昇温する。昇温にかける時間は特に制限されないが、例えば１〜３［ｈｒ］程度である。
【００７７】
なお、この抵抗加熱工程および次の誘導加熱工程においては、搬入口１１、搬出口１２、雰囲気ガスを導入するためのガス導入管、雰囲気ガスを排気するためのガス排気管等は全て閉じ、炉体内を密閉状態にして行う。本半導体薄膜の製造工程で使用する加熱装置１００では、誘導加熱コイル３１が炉体１０内に装入されている。しかしながら、第１の実施形態で説明したように、封止部材３３を備えることにより、誘導加熱コイル３１が装入される部分における気密性も確保されている。
【００７８】
＜４．誘導加熱工程＞
加熱工程としての誘導加熱工程では、試料５０Ｂにおける導電性薄膜５５を誘導加熱コイル３１により加熱する。具体的には、搬送機構４０により搬入された試料５０Ｂを搬入口１１から誘導加熱領域ＡIへ搬送するとともに、誘導加熱領域内ＡIを通過させることで試料５０Ｂにおける導電性薄膜５５を選択的に加熱する。
【００７９】
ここで、上述したように、加熱装置１００における誘導加熱コイル３１は長辺と短辺を有する矩形状に巻回されている。また、試料５０Ｂの導電性薄膜５５は短冊状であり、基板５２上にストライプ状に複数形成されている。そのため、試料５０Ｂを誘導加熱する場合には、第１の実施形態における検証のように、試料５０Ｂを各各導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５x（各導電層５４1，５４2，５４3，…，５４x）の長辺方向が誘導加熱コイル３１の長辺方向と一致しない状態で搬送することが望ましい。さらに、各導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５xの長辺のうち、平面視にて誘導加熱領域ＡIと交錯してなる線分の長さが７０［ｍｍ］以下である状態で搬送されることがより望ましい。
【００８０】
誘導加熱工程では、Ｍｏ膜からなる導電性薄膜５５における受熱層５６との界面がセレン化されてＭｏＳｅ2となっている。しかしながら、導電性薄膜５５における基板５２側ではＭｏが金属の状態で残っているため、誘導加熱領域ＡIにおいて誘導加熱される。また、抵抗加熱工程が終了した段階で、受熱層５６は既に一部がセレン化される結果、Ｃｕ2Ｓｅ、Ｉｎ2Ｓｅ3等の２元セレン化物が生成されている。このうち、Ｃｕ2Ｓｅは電子伝導性が高い状態であるため、誘導加熱領域ＡIにおいて誘導加熱される。なお、誘導加熱コイル３１に加える高周波電力の周波数は、例えば２〜１００［ＭＨｚ］が適当である。
【００８１】
本実施形態における誘導加熱工程においては、基板５２を構成しているソーダガラスの歪点である５２０［℃］以上の温度に導電性薄膜５５を加熱する。誘導加熱においては試料５０Ｂのうちの導電性薄膜５５が選択的に加熱されるので、基板５２を熱変形させることなく、ソーダガラスの歪点を超える温度での受熱層５６のセレン化を行うことが可能である。なお、誘導加熱領域ＡI内に入った状態の受熱層５６の温度計測には、放射温度計等を用いるのが有効である。
【００８２】
ソーダガラスの歪点を超える温度でＣＩＧＳ層を形成することにより、歪点未満の温度で形成する場合と比較して、結晶粒が大きく、ライフタイムキラーとなる結晶欠陥も少なくなると考えられている。その結果、従来と比べてライフタイムの長い高品質なＣＩＧＳ層となる。このようなＣＩＧＳ層を太陽電池に適用することで、従来よりも高い変換効率を得ることができる。
【００８３】
また、誘導加熱コイル３１による誘導加熱を、試料５０Ｂを搬送機構４０により連続的に移動させながら行うことで、誘導加熱領域を通過した部分が連続的に結晶化する、所謂ラテラル結晶成長を行うことができる。ラテラル結晶成長では、結晶歪を融液側に逃がしながら結晶を連続的に成長させるため、欠陥が少ない結晶が得られるという特徴がある。
ＣＩＧＳ層形成でのラテラル結晶成長に適した搬送速度は、搬送経路における誘導加熱領域ＡIを過ぎた部分の雰囲気温度にもよるが、例えば、３［ｃｍ／ｓｅｃ］以下である。３［ｃｍ／ｓｅｃ］よりも速い場合には、搬送速度が結晶成長速度よりも速くなることにより結晶欠陥が増大するおそれがある。
【００８４】
＜その他＞
（半導体薄膜の製造工程の終了）
誘導加熱コイル３１に入力していた高周波電力を停止することにより、誘導加熱工程を終了する。誘導加熱工程終了後は、試料５０Ｂを室温まで冷却し、炉体１０の内部のパージを行う。この後、搬出口１２を開けて試料５０Ｂを取り出し、半導体薄膜の製造工程を終了する。
【００８５】
（ＣＩＧＳ層の組成）
本実施形態においてはＣＩＧＳ層としてＩｎ、Ｇａ、ＣｕおよびＳｅを主成分とするものを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。Ｉｎ、Ｇａ、ＣｕおよびＳｅに加え、硫黄（Ｓ）を含むＣＩＧＳ層とすることも可能である。この場合、雰囲気ガスとしては、例えばＨ2Ｓ等を用いることができる。
【００８６】
（試料の構成）
被加熱物である試料の構成は、図１４に示したものに限定されない。図１５は、半導体薄膜の製造に係る試料の変形例を示す図である。図１５（ａ）に示す受熱層５７のように、ＣＩＧＳ層の基となる受熱層を短冊状ではなく全面に形成することとしてもよい。このような構成によっても、受熱層５７が熱処理を受けて高抵抗材料に変化した後であれば、図１４に示す試料５０Ｂと同様に、面内均一性良く誘導加熱することが可能である。また、導電性薄膜についても同様に、図１５（ｂ）に示す導電性薄膜５８のように全面に形成することとしてもよい。
【００８７】
［検証実験］
本発明者は、ソーダガラスの歪点である５２０［℃］以上の温度で誘導加熱を行うことで、従来よりもライフタイムの長いＣＩＧＳ層が得られることを検証実験により確認した。以下、その検証実験の詳細について説明する。
抵抗加熱における加熱温度、および誘導加熱における加熱温度を異ならせて作成したＣＩＧＳ層を５種（ｅｎｔｒｙ１１〜１５）準備した。まず、本実験に用いた被加熱物としての試料の構成について説明する。ｅｎｔｒｙ１１〜１５の５種ともに、試料の構成は共通である。
【００８８】
実験に用いた試料の構成は概ね図１５（ａ）に示したものと同様である。基板５２として、厚さが１［ｍｍ］であり、一辺が１００［ｍｍ］の正方形状をしたソーダガラスを用意した。各導電性薄膜５５の厚さは０．８［μｍ］であり、短辺方向の長さＬ８を５．５［ｍｍ］、短辺方向における間隔Ｌ９を１００［μｍ］とした。導電性薄膜５５はスパッタ法により形成した。受熱層５７としてＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ混合金属層を用い、その厚さを０．４［μｍ］とした。
【００８９】
また、誘導加熱コイルは、試料に対して上方および下方にそれぞれ１ターンずつ巻回する構成とした。誘導加熱領域における短辺方向の長さは２０［ｍｍ］であり、誘導加熱領域における長辺方向の長さを１７０［ｍｍ］である。また、誘導加熱コイルのコイル面から導電性薄膜５５までの距離は１０［ｍｍ］とし、１ターンの４分の１インチ径であるステンレスパイプ製コイルを誘導加熱コイルとして用いた。誘導加熱コイルへ供給する高周波電力の周波数は２７［ＭＨｚ］、電力は５００［Ｗ］に固定した。
【００９０】
次に、実験手順について説明する。
まず、搬入口を通じて各試料を炉体の中に入れ、真空排気装置により１０-5［Ｐａ］まで減圧し、高純度Ａｒガスで炉体内を０．１［ＭＰａ］まで復圧した。その後、再度１０-5［Ｐａ］まで減圧し、Ｎ2に対しＨ2Ｓｅを体積比で４［％］を含む雰囲気ガスを炉体内が０．３［ＭＰａ］になるまで導入した。なお、加熱装置の周囲にはＨ2Ｓｅを検出するセンサーを設置し、実験を通じ炉内に供給したＨ2Ｓｅの漏洩の有無を監視した。
【００９１】
次に、試料を抵抗加熱領域内に入れた状態にして、抵抗加熱コイルで炉体を加熱した。
図１６は、ｅｎｔｒｙ１１〜１５に係る抵抗加熱および誘導加熱における加熱温度を示す表である。ｅｎｔｒｙ１１〜１３は本実施形態であり、ｅｎｔｒｙ１４，１５は比較例である。
ｅｎｔｒｙ１１〜１４においては、試料を４００［℃］まで３［ｈｒ］かけて昇温した後、４００［℃］で２０［ｍｉｎ］保持した。ｅｎｔｒｙ１５においては、試料を５２０［℃］まで３［ｈｒ］かけて昇温した後、５２０［℃］で５０［ｍｉｎ］保持した。
【００９２】
次に、試料を誘導加熱領域内に搬入し、誘導加熱コイルで導電性薄膜５５を加熱した。受熱層５７の表面温度が図１６の表に示す各温度になるまで加熱し、各温度で５［ｓｅｃ］保持した。この５［ｓｅｃ］程度の加熱であれば、ソーダガラスからなる基板５２の温度は上昇しない。なお、ｅｎｔｒｙ１５においては誘導加熱を行っていない。
誘導加熱終了後は、誘導加熱コイルに入力していた高周波電力を停止し、試料を室温まで冷却した。そして、炉体の内部をパージした後、搬出口を開けて試料を取り出した。
【００９３】
最後に、ｅｎｔｒｙ１１〜１５の各ＣＩＧＳ層におけるライフタイムを計測した。計測装置としては、株式会社コベルコ科研製のＬＴＡ−５１０ＥＰを用いた。計測に用いた光源波長は３４９［ｎｍ］であり、マイクロ波周波数は２７［ＧＨｚ］である。各ｅｎｔｒｙにおけるライフタイム［ｎｓｅｃ］の計測データを図１６に示した。
図１６に示すように、本実施形態であるｅｎｔｒｙ１１〜１３においては、比較例であるｅｎｔｒｙ１４，１５と比較して、いずれもライフタイムが長くなっていることが確認された。すなわち、本実施形態に係る半導体薄膜の製造方法によれば、ライフタイムの長い高品質なＣＩＧＳ層が得られることが示された。
【００９４】
［変形例・その他］
以上、第１および第２の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
（１）上記の実施形態においては、抵抗加熱コイルを備える加熱装置について説明したが、抵抗加熱コイルは本発明に必須の構成要件ではない。加熱手段として誘導加熱コイルのみを備えるものであってもよい。
【００９５】
（２）上記の実施形態における導体部は単一の金属線により構成されていたが、導体部の構造はこれに限定されない。例えば、実施形態における金属線が別途金属製のスリーブにより被覆されているような場合も、金属線と金属製のスリーブを合わせたものが導体部に相当する。
（３）上記の実施形態においては、誘導加熱コイルと導体部が連続的に形成されていることとしたが、本発明はこれに限定されない。誘導加熱コイルと導体部とが別部材で構成されていることとしてもよい。
【００９６】
（４）ＣＩＧＳ層形成において、図１５（ａ）に示したような被加熱物を用いた場合には、各導電性薄膜５５1，５５2，５５3，…，５５xの短辺方向における間隔は、上述したような隣り合う導電性薄膜間の絶縁性だけでなく、隣り合う導電性薄膜の間に存在するＣＩＧＳ層の電気抵抗にも関連する。
従来の方法でＣＩＧＳ層を製造する場合、ＣＩＧＳ層の形成温度がソーダガラスの歪点である５２０［℃］以下に制限されていたために、ＣＩＧＳ層の電気抵抗はそれほど大きくなかった。そのため、互いに隣り合う導電性薄膜の間に存在するＣＩＧＳ層に漏れ電流が流れ、太陽電池の出力を低下させるという問題を引き起こしていた。
【００９７】
しかしながら、上記の実施形態の場合、ソーダガラスの歪点以上という高温下でＣＩＧＳ層を製造することができるため、再結合中心が減少し、高抵抗な材料となる。その結果隣り合う導電性薄膜間に存在するＣＩＧＳ層に流れる漏れ電流が減少するため、太陽電池の性能を向上させることができる。
（５）上記の実施形態においては、冷却水管と放熱部の両方を備える構成とした。しかしながら、これらは必ずしも併存する必要はない。例えば、炉体の温度が３５０［℃］程度しか上昇しない場合であれば、いずれか一方だけを備える構成であっても、封止部材への熱伝導を防止することができる。
【００９８】
（６）上記の実施形態に係る加熱装置においては、導入口から炉体の外部に露出した導体部を冷却する冷却部材として冷却フィンを備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、冷却フィンに代わりに、冷却水管（冷却装置の熱交換部）であってもよい。また、冷却フィンと冷却水管の両方を備えることとしてもよい。
（７）上記の実施形態においては、熱庇が炉体と別体となっている加熱装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９９】
図１７は変形例（７）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。図１７に示す加熱装置における熱庇１３３は、抵抗加熱領域ＡRに対応する炉体１０の一部が、抵抗加熱領域ＡRから誘導加熱領域ＡIへ向けて延出してなる。すなわち、熱庇１３３は、炉体１０を構成している材料と同一の材料で構成されている。このような構成によっても、上記の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。なお、図１７において図示を省略したものがある。
【０１００】
（８）上記の実施形態においては、抵抗加熱領域と誘導加熱領域との間を搬送する間の被加熱物の温度低下抑制を担うものとして熱庇を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。
図１８は変形例（８）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。図１８に示す加熱装置では、誘導加熱コイル３１１が抵抗加熱領域ＡRと隣接して配置されている。すなわち、誘導加熱コイル３１１が抵抗加熱領域ＡR側へ寄っている。このような構成とすることで、搬送中においても被加熱物への熱源が常時保たれた状態となる。すなわち、誘導加熱コイル３１１が抵抗加熱領域ＡRと誘導加熱領域ＡIとの間を搬送する間の被加熱物の温度低下抑制を担うようになっている。
【０１０１】
なお、本変形例の場合、誘導加熱コイル３１１が抵抗加熱領域ＡRと隣接して配置されているために、誘導加熱コイル３１１における誘導加熱領域ＡIの形成に寄与しない部分のコイル長が長くなっている。このため、放射電磁波の無駄が増加する問題が生じ得る。しかしながら、誘導加熱領域ＡIの形成に寄与しない部分のコイルの間隔を３〜５［ｍｍ］程度まで近づけることにより、放射電磁波を抑制することができる。
【０１０２】
（９）抵抗加熱領域と誘導加熱領域の管理温度差が大きい場合等には、誘導加熱領域にさらに別の加熱機構を加えることも有効である。図１９は変形例（９）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。図１９に示す加熱装置は、さらに、誘導加熱領域ＡIに搬送されてきた被加熱物にランプ光を照射するランプ加熱機構６０を備える。
ランプ加熱機構６０は、ランプ６１、フランジ６２、石英板６３、パッキン６４を含む。ランプ６１は、被加熱物における加熱したい部分が吸収しやすい波長範囲を放射するものとする。気密性を保つために、パッキン６４を介して石英板６３をフランジ６２で固定している。パッキン６４にゴム系Ｏリングを使用する場合は、フランジ６２とこれを固縛する炉体１０の壁面近傍を３００［℃］以下に冷却する。
【０１０３】
（１０）誘導加熱コイルのコイル面の形状は、図２等に示した形状に限定されない。
図２０は変形例（１０）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。図２０に示すように、コイル面が楕円形状になるように巻回されていることとしてもよい。また、楕円形状に限られず、矩形、円形、三角形、四角形、五角形以上の多角形、星型等であってもよい。
【０１０４】
また、上記の実施形態においては、図７に示すように、導電性薄膜よりも誘導加熱領域の方が大きい場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。図２０に示す加熱装置は、誘導加熱領域ＡIよりも導電性薄膜５３の方が大きい場合を示すものである。
（１１）図２０に示した場合のように、大型の導電性薄膜を加熱する場合には、誘導加熱コイルを単に大きしただけでは、誘導加熱コイルのインダクタンスが大きくなるために、１２〜１００［ＭＨｚ］の周波数の高周波電力では整合がとれなくなる場合が生じる。
【０１０５】
図２１は変形例（１１）に係る加熱装置の構成を示す断面図である。大型の導電性薄膜を加熱する場合には、図２１に示す誘導加熱コイル３３３ａ，３３３ｂ，３３３ｃのように、複数個の誘導加熱コイルを併設することが有効である。このような形態であれば、各誘導加熱コイルの誘導加熱領域で分担して加熱することができ、誘導加熱コイルが１つである場合と同じ効果を得ることができる。
【０１０６】
（１２）第２の実施形態においては、ＣＩＧＳ層の製造方法を例に挙げて説明したが、本明細書で開示する加熱装置は、ＣＩＧＳ層以外の半導体薄膜製造にも適用できる。また、半導体薄膜製造に限られず、例えば、スパッタ、蒸着、印刷、スプレー塗布等の薄膜製造や熱酸化等にも適用することが可能である。
（１３）特許文献１には、炉体全体としての気密性が確保された、誘導加熱式の加熱装置が開示されている。しかしながら、特許文献１に係る加熱装置においては、誘導加熱コイルが炉体の外側に配置されている。この場合、誘導加熱コイルと被加熱体の距離があいてしまい、被加熱体における導電性薄膜を効率良く加熱することができなくなるという課題がある。
【０１０７】
一方、本明細書に開示される加熱装置は炉体の内部に誘導加熱コイルが配置され、かつ、炉体における誘導加熱コイルが装入される部分での気密性も確保されている。したがって、効率の良い導電性薄膜の加熱と高性能薄膜製造の両立を実現できる。
（１４）上記の実施形態においては、導電性薄膜を誘導加熱により加熱することとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、導電性薄膜を誘導加熱により加熱せず、トレイを誘導加熱することでその熱により導電性薄膜を加熱することとしてもよい。この場合、
トレイは誘導加熱されるような絶縁体で構成される必要があり、このような材料としては例えばグラファイトや金属膜付ガラス等がある。
【０１０８】
（１５）上記の実施形態においては、被加熱物にトレイが含まれていることとしたが、本発明においては、トレイは必須のものではない。基板が抵抗加熱により変形、歪曲または湾曲しないような材料で構成されている場合には、必ずしもトレイは必要ではない。
（１６）誘導加熱コイルをパイプで構成する場合、そのパイプの断面形状は円形であるものに限定されない。断面形状が楕円形、三角形、四角形、五角形以上の多角形、星型等であるものもパイプに含まれるものとする。
【０１０９】
（１７）上記の実施形態においては特に図示しなかったが、誘導加熱コイルからの電磁波による帯電を防ぐ為に、炉体に接地ラインが付属する。
（１８）第１の実施形態においては、各導電性薄膜の長辺のうち、平面視にて誘導加熱領域と交錯してなる線分の長さが７０［ｍｍ］以下である状態で誘導加熱されることにより、スパークの発生を防止することができると説明した。しかしながら、この７０［ｍｍ］という数値は、上述した実験条件の場合についてのものである。誘導加熱領域の寸法や導電性薄膜の寸法によって、交錯してなる線分の長さは変化し得る。
【０１１０】
（１９）上記の実施形態で使用している、材料、数値等は好ましい例を例示しているだけであり、この態様に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。なお、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の加熱装置等は、例えば、スパッタ、蒸着、印刷、スプレー塗布等の薄膜製造や、結晶成長等による半導体薄膜製造等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  加熱装置
１０  炉体
１１  搬入口
１２  搬出口
１３、１３１、１３２、１３３  熱庇
１４  電波シールド
１５  導入口
２０  抵抗加熱コイル
３０  誘導加熱ユニット
３１、３１１、３１２、３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ  誘導加熱コイル
３２  導体部
３３  封止部材
３４  冷却水管
３５  冷却フィン
３６  整合器
３７  シールド
３８  高周波電源
４０  搬送機構
４１  プーリー
４２  ベルト
４３  支持ローラー
４４  テンションローラー
４５  モーター
５０、５０Ａ、５０Ｂ  試料
５１  トレイ
５２  基板
５３  導電性薄膜
５４  導電層
５５、５８  導電性薄膜
５６、５７  受熱層
６０  ランプ加熱機構
６１  ランプ
６２  フランジ
６３  石英板
６４  パッキン
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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