(57)【要約】      （修正有）【課題】保温台で基板保持具を安定的に保持でき、且つ保温台の上方から保温台の下方に熱が逃げるのを抑制できる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置は、鉛直方向に延びる円筒状の反応管１１を含む処理容器と、反応管１１の内部で、複数の基板を鉛直方向に間隔をおいて保持する基板保持具３２と、反応管１１の内部を、反応管１１の径方向外側から加熱するヒータと、処理容器の下端部の開口部を開閉する蓋体３０と、基板保持具３２と蓋体３０との間に配置される保温台３１とを備え、保温台３１は、鉛直方向に延びる炭化ケイ素製の円筒部７０と、円筒部７０の径方向内側に配置される第１断熱部７５と、円筒部７０の径方向外側に配置される第２断熱部８０とを有し、第１断熱部７５は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の円盤状フィン７６を含み、第２断熱部８０は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数のドーナツ盤状フィン８１を含む。【選択図】図２
0003220937.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びる円筒状の反応管を含む処理容器と、
前記反応管の内部で、複数の基板を鉛直方向に間隔をおいて保持する基板保持具と、
前記反応管の内部を、前記反応管の径方向外側から加熱するヒータと、
前記処理容器の下端部の開口部を開閉する蓋体と、
前記基板保持具と前記蓋体との間に配置される保温台とを備え、
前記保温台は、鉛直方向に延びる炭化ケイ素製の円筒部と、前記円筒部の径方向内側に配置される第１断熱部と、前記円筒部の径方向外側に配置される第２断熱部とを有し、
前記第１断熱部は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の円盤状フィンを含み、
前記第２断熱部は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数のドーナツ盤状フィンを含む、熱処理装置。
【請求項２】
前記第１断熱部は、炭化ケイ素製の円盤状フィンと、前記炭化ケイ素製の円盤状フィンの下方に配置される石英製の円盤状フィンとを含む、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記第２断熱部は、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィンと、前記炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィンの下方に配置される石英製のドーナツ盤状フィンとを含む、請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記保温台は、前記円筒部と前記蓋体との間に第３断熱部を有し、
前記第３断熱部は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の石英製の円盤状フィンを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記保温台は、前記第３断熱部に対する前記円筒部の転倒を防止する転倒防止部を有する、請求項４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記保温台は、前記第３断熱部に対する前記円筒部の回転を防止する回転防止部を有する、請求項４または５に記載の熱処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の縦型熱処理装置は、処理容器と、処理容器の内部で基板を保持する基板保持具と、処理容器の下端部の開口部を開閉する蓋体と、基板保持具と蓋体との間に配置される保温台とを備える。保温台は、基板保持具の下方で、上下方向に並ぶ複数の炭化ケイ素製断熱板を有する。また、保温台は、複数の炭化ケイ素製断熱板の下方で、上下方向に並ぶ複数の石英製断熱板を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２３８６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の一態様は、保温台で基板保持具を安定的に保持でき、且つ保温台の上方から保温台の下方に熱が逃げるのを抑制できる、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る熱処理装置は、
鉛直方向に延びる円筒状の反応管を含む処理容器と、
前記反応管の内部で、複数の基板を鉛直方向に間隔をおいて保持する基板保持具と、
前記反応管の内部を、前記反応管の径方向外側から加熱するヒータと、
前記処理容器の下端部の開口部を開閉する蓋体と、
前記基板保持具と前記蓋体との間に配置される保温台とを備え、
前記保温台は、鉛直方向に延びる炭化ケイ素製の円筒部と、前記円筒部の径方向内側に配置される第１断熱部と、前記円筒部の径方向外側に配置される第２断熱部とを有し、
前記第１断熱部は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の円盤状フィンを含み、
前記第２断熱部は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数のドーナツ盤状フィンを含む。
【考案の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、保温台で基板保持具を安定的に保持でき、且つ保温台の上方から保温台の下方に熱が逃げるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係る熱処理装置を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る保温台を示す図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る円盤状フィンを下方から見た図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る円盤状フィンを上方から見た図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る円盤状フィンの組立完了時の断面図であって、図４のV−V線に沿った断面図である。
【図６】図６は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンを下方から見た図である。
【図７】図７は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンを上方から見た図である。
【図８】図８は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンの組立完了時の断面図であって、図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る転倒防止部および回転防止部を上方から見た図である。
【図１０】図１０は、図９に示す転倒防止部および回転防止部の機能を解除した状態の一例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。
【０００９】
（熱処理装置）
図１は、一実施形態に係る熱処理装置を示す図である。熱処理装置１は、基板Ｗを熱処理する。基板Ｗは、例えば半導体基板であって、より詳細には例えばシリコンウエハである。基板Ｗの熱処理は、例えば、基板Ｗに膜を形成する成膜処理、または基板Ｗにドープされたドーパントを拡散する熱拡散処理を含む。基板Ｗに形成される膜は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはシリコン膜である。シリコン膜は、ドーパントを含む半導体膜であってもよい。なお、基板Ｗに形成される膜は、シリコン（Ｓｉ）を含むものには限定されず、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）を含むものであってもよい。
【００１０】
熱処理装置１は、複数枚の基板Ｗに対して一括で熱処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置である。熱処理装置１は、処理容器１０と、蓋体３０と、保温台３１と、基板保持具３２とを備える。基板保持具３２は、ウエハボートとも呼ばれる。また、熱処理装置１は、連結具３３と、昇降機４０と、ヒータ５０と、ヒータ断熱部５１とを備える。
【００１１】
処理容器１０は、鉛直方向に延びる円筒状の反応管１１を有する。反応管１１は、鉛直方向に延びる円筒部１２と、円筒部１２の上端部の開口部を閉塞する天井部１３とを有する。天井部１３は、上に凸の曲面状に形成される。また、反応管１１は、円筒部１２の下端部に形成されるフランジ部１５を有する。フランジ部１５は、円筒部１２から径方向外側に水平に張り出す。反応管１１は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）で形成される。
【００１２】
なお、反応管１１は、本実施形態では一重管であるが、二重管であってもよく、内管と外管とを有してもよい。内管と外管とは、同軸的に配置される。外管は、本実施形態の反応管１１と同様に構成される。内管は、外管の内部に配置され、鉛直方向に延びる円筒状に形成される。内管の上端部は、外管の上端部とは異なり、閉塞されずに、開放される。
【００１３】
処理容器１０は、マニホールド２０を有する。マニホールド２０は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化ケイ素で形成される。マニホールド２０は、鉛直方向に延びる円筒部２１と、円筒部２１の鉛直方向中央部に形成される給気ポート２２と、円筒部２１の鉛直方向中央部に形成される排気ポート２３とを有する。
【００１４】
給気ポート２２は、処理ガスを処理容器１０の内部に供給する。処理容器１０の内部には、給気ポート２２から延びるガス供給管１６が配置される。ガス供給管１６は、反応管１１の内部に鉛直に配置される鉛直管１７を有する。鉛直管１７は、例えば炭化ケイ素で形成される。鉛直管１７は、鉛直方向に間隔をおいて複数の給気口１８を有する。複数の給気口１８は、給気ポート２２から供給される処理ガスを水平に吐出する。給気ポート２２は、流量制御器が途中に設けられる配管を介して、処理ガスの供給源と接続される。なお、鉛直管１７の給気口１８は、鉛直管１７の側面に形成されずに、鉛直管１７の上端のみに形成されてもよい。この場合、給気口１８は、鉛直方向上向きに処理ガスを吐出する。この場合、鉛直管１７の上端は、複数枚のドーナツ盤状フィン８１Ｂのうちの、一番下のドーナツ盤状フィン８１Ｂと同じ高さに配置される。
【００１５】
排気ポート２３は、処理容器１０の内部を排気する。排気ポート２３は、圧力制御器が途中に設けられる配管を介して、真空ポンプと接続される。
【００１６】
マニホールド２０は、円筒部２１の上端部に上フランジ部２５を有する。上フランジ部２５は、円筒部２１から径方向外側に水平に張り出す。上フランジ部２５には、反応管１１のフランジ部１５が取付けられる。また、マニホールド２０は、円筒部２１の下端部に下フランジ部２７を有する。下フランジ部２７は、円筒部２１から径方向外側に水平に張り出す。下フランジ部２７には、蓋体３０が接離される。
【００１７】
蓋体３０は、処理容器１０の下方において昇降することで、処理容器１０の下端部の開口部を開閉する。蓋体３０は、例えば、石英製の円盤部３０ａと、ステンレス鋼製の円盤部３０ｂとを有する。石英製の円盤部３０ａは、ステンレス鋼製の円盤部３０ｂの上に取り付けられ、マニホールド２０の下フランジ部２７に接離される。蓋体３０は、保温台３１を介して基板保持具３２を下方から支持する。
【００１８】
基板保持具３２は、反応管１１の内部で複数枚の基板Ｗを鉛直方向に間隔をおいて保持する。基板保持具３２は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の基板Ｗのそれぞれを水平に保持する。基板保持具３２は、基板Ｗを反応管１１の中心線を中心に回転させるべく、保温台３１と共に蓋体３０に対して回転自在であってもよい。
【００１９】
昇降機４０は、蓋体３０を昇降させる。昇降機４０は、例えば、鉛直方向に延びる昇降ガイド４１と、昇降ガイド４１に沿って昇降する昇降アーム４２とを有する。昇降アーム４２は、先端部で蓋体３０を支持する。昇降機４０は、蓋体３０を上昇することにより、基板保持具３２を処理容器１０の内部に搬入すると共に、処理容器１０の下端部の開口部を蓋体３０で密閉する。また、昇降機４０は、蓋体３０を下降することにより、処理容器１０の下端部の開口部を開放すると共に、基板保持具３２を処理容器１０の外部に搬出する。
【００２０】
ヒータ５０は、反応管１１の内部を、反応管１１の径方向外側から加熱する。基板Ｗの加熱温度は、特に限定されないが、例えば１２００℃以上１４００℃以下である。ヒータ５０は、円筒状のヒータ断熱部５１の内壁面に沿って螺旋状に形成される電熱線を含む。ヒータ５０は、鉛直方向に複数のゾーンに区分され、ゾーン毎に給電端子５２によって電力供給される。給電端子５２は、鉛直方向に間隔をおいて複数配置される。
【００２１】
（熱処理装置の動作）
熱処理装置１は、基板Ｗを処理容器１０の内部に搬入する。具体的には、先ず、不図示の搬送装置が、処理容器１０の外部で、複数の基板Ｗを基板保持具３２に載せる。基板保持具３２は、複数の基板Ｗを鉛直方向に間隔をおいて水平に保持する。次いで、昇降機４０が、蓋体３０を上昇させることにより、基板保持具３２と共に基板Ｗを処理容器１０の内部に搬入すると共に、処理容器１０の下端部の開口部を蓋体３０で密閉する。
【００２２】
次いで、熱処理装置１は、処理容器１０の内部の気圧が設定値になるように処理容器１０の内部を排気しながら、処理容器１０の内部に処理ガスを供給する。ヒータ５０は、処理容器１０の内部に収容される基板Ｗを加熱する。熱処理装置１は、基板Ｗの熱処理の後、処理容器１０の内部の排気を止め、処理容器１０の内部の気圧を常圧に戻す。
【００２３】
次いで、熱処理装置１は、基板Ｗを処理容器１０の外部に搬出する。具体的には、先ず、昇降機４０が、蓋体３０を下降させることにより、処理容器１０の下端部の開口を開放すると共に、基板保持具３２と共に基板Ｗを処理容器１０の外部に搬出する。その後、搬送装置が、基板Ｗを基板保持具３２から取り外す。
【００２４】
（保温台）
図２は、一実施形態に係る保温台を示す図である。図２に示すように、保温台３１は、基板保持具３２と蓋体３０との間に設けられる。保温台３１は、保温台３１の上方から保温台３１の下方に熱が逃げるのを抑制することにより、基板保持具３２の温度を保つ。以下、保温台３１の構造について図２を参照して説明するが、先に基板保持具３２の構造について図１および図２を参照して説明する。
【００２５】
基板保持具３２は、いわゆるラダーボートであって、図１に示すように、上板６１と、下板６２と、複数本の支柱６３とを有する。上板６１と下板６２とは、それぞれ、水平に配置され、円盤状に形成される。複数本の支柱６３は、それぞれ、上板６１の外周部から下板６２の外周部まで鉛直に延び、上板６１と下板６２とを連結する。複数本の支柱６３は、それぞれ、基板Ｗの外周部が挿入される挿入溝を有する。挿入溝は、鉛直方向に間隔をおいて等ピッチで形成される。基板保持具３２は、例えば炭化ケイ素で形成される。炭化ケイ素は、石英に比べて耐熱性に優れており、１２００℃以上の温度でも基板Ｗを安定的に保持できる。炭化ケイ素は、１５００℃以下の温度で使用可能である。
【００２６】
保温台３１は、図２に示すように、鉛直方向に延びる炭化ケイ素製の円筒部７０を有する。円筒部７０と、基板保持具３２の下板６２とは、連結具３３によって連結される。円筒部７０および連結具３３は、基板保持具３２の下板６２と同様に、１２００℃以上に加熱されるので、炭化ケイ素で形成される。
【００２７】
基板保持具３２の下板６２には、リング状の突起６５が形成される。突起６５の外径は、円筒部７０の内径よりも僅かに小さい。円筒部７０が突起６５を取り囲むことで、芯出しが行われる。芯出しとは、鉛直方向視で、基板保持具３２に保持される基板Ｗの中心と、円筒部７０の中心とが一致することである。
【００２８】
なお、本実施形態では円筒部７０が突起６５を取り囲むが、突起６５が円筒部７０を取り囲んでもよい。この場合、リング状の突起６５の内径は、円筒部７０の外径よりも僅かに大きい。突起６５が円筒部７０を取り囲むことで、芯出しが行われる。
【００２９】
ところで、炭化ケイ素は、石英に比べて耐熱性に優れるので、石英とは異なりバーナーの熱で部分的に溶融できない。従って、炭化ケイ素製の部品同士を溶接することはできない。それゆえ、複雑な形状で且つ一体化した物を、炭化ケイ素で形成することはできない。
【００３０】
円筒部７０は、比較的単純な形状であるので、一体化した物として炭化ケイ素で形成でき、基板保持具３２を安定的に支持できる。また、円筒部７０は、円筒状であるので、基板保持具３２の周方向全体を支持でき、基板保持具３２を安定的に支持できる。
【００３１】
円筒部７０は、鉛直方向中央部に、通気穴部７１を有する。通気穴部７１を介して円筒部７０の内部と円筒部７０の外部との間をガスが自由に流通できるので、円筒部７０の内部と円筒部７０の外部とで気圧差が生じるのを防止できる。
【００３２】
通気穴部７１は、円筒部７０の周方向に複数（例えば２つ）形成される。複数の通気穴部７１は、円筒部７０の径方向中心線を中心に回転対称に配置される。円筒部７０の剛性のバランスを向上でき、円筒部７０の傾きを抑制できる。
【００３３】
保温台３１は、図２に示すように、円筒部７０の径方向内側に配置される第１断熱部７５を有する。第１断熱部７５は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の円盤状フィン７６を含む。複数の円盤状フィン７６同士の間に処理ガスの層が形成され、処理ガスの層が断熱層として機能する。その結果、円筒部７０の径方向内側において、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱伝導を抑制でき、熱の流出をより抑制できる。
【００３４】
第１断熱部７５は、熱線を遮る炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａを含む。熱線とは、赤外線のことである。炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａは、赤外線を反射または吸収することにより、赤外線の透過を抑制する。円筒部７０の径方向内側において、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱輻射を抑制できる。１２００℃以上の高温では、熱の移動は熱伝導よりも熱輻射が支配的であるので、熱の流出をより抑制できる。
【００３５】
炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａは、ヒータ５０の加熱領域Ａに配置される。ヒータ５０の加熱領域Ａとは、図１に示すように、反応管１１の内部のうち、ヒータ５０の下端部よりも上方であって、且つヒータ５０の上端部よりも下方の領域である。ヒータ５０の加熱領域Ａは、１２００℃以上に加熱されるので、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａが配置される。炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａは、１２００℃以上に加熱されても、熱変形しない。炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａは、１５００℃以下の温度で使用可能である。
【００３６】
炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの枚数は、特に限定されないが、例えば３枚以上４枚以下であって、好ましくは４枚である。炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの枚数が３枚以上であると、下記の石英製の円盤状フィン７６Ｂの温度を１１５０℃未満に抑制でき、石英製の円盤状フィン７６Ｂの熱変形を抑制できる。また、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの枚数が４枚以下であると、製造コストの増加を抑制できる。
【００３７】
なお、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの枚数が多いほど、石英製の円盤状フィン７６Ｂの温度を低下できる。但し、石英製の円盤状フィン７６Ｂの温度が１１５０℃未満であれば、石英製の円盤状フィン７６Ｂの熱変形を抑制できる。それゆえ、製造コストの観点から、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの枚数は、４枚以下であってよい。
【００３８】
また、第１断熱部７５は、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの下方に配置される石英製の円盤状フィン７６Ｂを含む。石英は、炭化ケイ素に比べて、高い赤外線透過率と低い融点を有する点で劣る反面、低い熱伝導率を有する点で優れる。石英製の円盤状フィン７６Ｂは、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａの下方に配置されるので、赤外線の強度が弱く、温度が低い領域に配置される。それゆえ、石英が炭化ケイ素に比べて高い赤外線透過率と低い融点を有する点は問題にならない。石英は炭化ケイ素に比べて低い熱伝導率を有するので、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱伝導を抑制でき、熱の流出をより抑制できる。
【００３９】
石英製の円盤状フィン７６Ｂは、ヒータ５０の加熱領域Ａよりも下方に配置される。ヒータ５０の加熱領域Ａよりも下方の領域は、ヒータ５０の加熱領域Ａよりも低温であるので、石英製の円盤状フィン７６Ｂの熱変形を抑制できる。
【００４０】
図３は、一実施形態に係る円盤状フィンを下方から見た図である。図４は、一実施形態に係る円盤状フィンを上方から見た図である。図５は、一実施形態に係る円盤状フィンの組立完了時の断面図であって、図４のV−V線に沿った断面図である。図３〜図５に示す円盤状フィン７６は、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａである。なお、石英製の円盤状フィン７６Ｂも、炭化ケイ素製の円盤状フィン７６Ａと同様の構造を有する。
【００４１】
円盤状フィン７６の下面には、凸部７７が円盤状フィン７６と一体に形成される。凸部７７は、円盤状フィン７６の周方向に等間隔で複数（例えば３つ）設けられる。一方、円盤状フィン７６の上面には、凹部７８が形成される。凹部７８は、円盤状フィン７６の周方向に等間隔で複数（例えば３つ）形成される。一枚の円盤状フィン７６には、凸部７７と凹部７８とが同数形成される。
【００４２】
図５に示すように、上側の円盤状フィン７６の下面に形成された凸部７７と、下側の円盤状フィン７６の上面に形成された凹部７８とが嵌合する。複数の凸部７７と複数の凹部７８とを嵌合することにより、鉛直方向視で上側の円盤状フィン７６の中心と下側の円盤状フィン７６の中心とを合わせることができる。また、複数の凸部７７と複数の凹部７８とを嵌合することにより、鉛直方向視で上側の円盤状フィン７６と下側の円盤状フィン７６との相対的な回転を防止することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では円盤状フィン７６の下面に凸部７７が形成され、円盤状フィン７６の上面に凹部７８が形成されるが、凸部７７と凹部７８との配置は逆でもよい。具体的には、円盤状フィン７６の上面に凸部７７が形成され、円盤状フィン７６の下面に凹部７８が形成されてもよい。この場合、上側の円盤状フィン７６の下面に形成された凹部７８と、下側の円盤状フィン７６の上面に形成された凸部７７とが嵌合する。
【００４４】
第１断熱部７５の上部では、鉛直方向の温度勾配が急であるので、熱膨張差によるずれを許容すべく、円盤状フィン７６同士は一体化されない。熱膨張差によるずれを許容すべく、凹部７８の直径は、凸部７７の直径よりも大きく形成される。
【００４５】
一方、第１断熱部７５の下部では、鉛直方向の温度勾配が緩やかであるので、円盤状フィン７６同士は溶接によって一体化されてもよい。一体化によって、ハンドリング性を向上できる。
【００４６】
溶接されるのは、石英製の円盤状フィン７６Ｂである。その円盤状フィン７６Ｂには、凸部７７および凹部７８の代わりに、貫通穴が形成されてもよい。貫通穴は、円盤状フィン７６Ｂを鉛直方向に貫通する。貫通穴にはロッドが挿通される。ロッドと複数の円盤状フィン７６Ｂとを溶接することにより、複数の円盤状フィン７６Ｂを一体化できる。
【００４７】
保温台３１は、図２に示すように、円筒部７０の径方向外側に配置される第２断熱部８０を有する。第２断熱部８０は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数のドーナツ盤状フィン８１を含む。複数のドーナツ盤状フィン８１同士の間に処理ガスの層が形成され、処理ガスの層が断熱層として機能する。その結果、円筒部７０の径方向外側において、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱伝導を抑制でき、熱の流出をより抑制できる。
【００４８】
第２断熱部８０は、熱線を遮る炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａを含む。熱線とは、赤外線のことである。炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａは、赤外線を反射または吸収することにより、赤外線の透過を抑制する。円筒部７０の径方向外側において、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱輻射を抑制できる。１２００℃以上の高温では、熱の移動は熱伝導よりも熱輻射が支配的であるので、熱の流出をより抑制できる。
【００４９】
炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａは、ヒータ５０の加熱領域Ａに配置される。ヒータ５０の加熱領域Ａは、１２００℃以上に加熱されるので、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａが配置される。炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａは、１２００℃以上に加熱されても、熱変形しない。炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａは、１５００℃以下の温度で使用可能である。
【００５０】
炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの枚数は、特に限定されないが、例えば３枚以上４枚以下であって、好ましくは４枚である。炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの枚数が３枚以上であると、下記の石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの温度を１１５０℃未満に抑制でき、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの熱変形を抑制できる。また、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの枚数が４枚以下であると、製造コストの増加を抑制できる。
【００５１】
なお、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの枚数が多いほど、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの温度を低下できる。但し、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの温度が１１５０℃未満であれば、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの熱変形を抑制できる。それゆえ、製造コストの観点から、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの枚数は、４枚以下であってよい。
【００５２】
また、第２断熱部８０は、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａの下方に配置される石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂを含む。石英は、炭化ケイ素に比べて、高い赤外線透過率と低い融点を有する点で劣る反面、低い熱伝導率を有する点で優れる。石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂは、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの下方に配置されるので、赤外線の強度が弱く、温度が低い領域に配置される。それゆえ、石英が炭化ケイ素に比べて高い赤外線透過率と低い融点を有する点は問題にならない。石英は炭化ケイ素に比べて低い熱伝導率を有するので、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱伝導を抑制でき、熱の流出をより抑制できる。
【００５３】
石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂは、ヒータ５０の加熱領域Ａよりも下方に配置される。ヒータ５０の加熱領域Ａよりも下方の領域は、ヒータ５０の加熱領域Ａよりも低温であるので、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂの熱変形を抑制できる。
【００５４】
図６は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンを下方から見た図である。図７は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンを上方から見た図である。図８は、一実施形態に係るドーナツ盤状フィンの組立完了時の断面図であって、図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。図６〜図８に示すドーナツ盤状フィン８１は、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａである。なお、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂも、炭化ケイ素製のドーナツ盤状フィン８１Ａと同様の構造を有する。
【００５５】
ドーナツ盤状フィン８１の外周部には、切欠き部８２が形成される。一の切欠き部８２は、ドーナツ盤状フィン８１と鉛直管１７との干渉を防止する。また、他の一の切欠き部８２は、ドーナツ盤状フィン８１と鉛直管１７以外の部材（例えば熱電対）との干渉を防止する。なお、切欠き部８２の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００５６】
ドーナツ盤状フィン８１の下面には、リング部８３がドーナツ盤状フィン８１と一体に形成される。リング部８３は、ドーナツ盤状フィン８１の下面から下方に突出する。リング部８３の下面には、凸部８４がリング部８３と一体に形成される。凸部８４は、リング部８３の周方向に等間隔で複数（例えば３つ）設けられる。一方、ドーナツ盤状フィン８１の上面には、凹部８５が形成される。凹部８５は、ドーナツ盤状フィン８１の周方向に等間隔で複数（例えば３つ）形成される。一枚のドーナツ盤状フィン８１には、凸部８４と凹部８５とが同数形成される。
【００５７】
図８に示すように、上側のリング部８３の下面に形成された凸部８４と、下側のドーナツ盤状フィン８１の上面に形成された凹部８５とが嵌合する。複数の凸部８４と複数の凹部８５とを嵌合することにより、鉛直方向視で上側のドーナツ盤状フィン８１の中心と下側のドーナツ盤状フィン８１の中心とを合わせることができる。また、複数の凸部８４と複数の凹部８５とを嵌合することにより、鉛直方向視で上側のドーナツ盤状フィン８１と下側のドーナツ盤状フィン８１との相対的な回転を防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態ではドーナツ盤状フィン８１の下面にリング部８３が形成され、リング部８３の下面に凸部８４が形成され、ドーナツ盤状フィン８１の上面に凹部８５が形成されるが、凸部８４と凹部８５との配置は逆でもよい。具体的には、ドーナツ盤状フィン８１の上面にリング部８３が形成され、リング部８３の上面に凸部８４が形成され、ドーナツ盤状フィン８１の下面に凹部８５が形成されてもよい。この場合、上側のドーナツ盤状フィン８１の下面に形成された凹部８５と、下側のリング部８３の上面に形成された凸部８４とが嵌合する。リング部８３は、ドーナツ盤状フィン８１の上面から上方に突出する。
【００５９】
第２断熱部８０の上部では、鉛直方向の温度勾配が急であるので、熱膨張差によるずれを許容すべく、ドーナツ盤状フィン８１同士は一体化されない。熱膨張差によるずれを許容すべく、凹部８５の直径は、凸部８４の直径よりも大きく形成される。
【００６０】
一方、第２断熱部８０の下部では、鉛直方向の温度勾配が緩やかであるので、ドーナツ盤状フィン８１同士は溶接によって一体化されてもよい。一体化によって、ハンドリング性を向上できる。
【００６１】
溶接されるのは、石英製のドーナツ盤状フィン８１Ｂである。そのドーナツ盤状フィン８１Ｂには、凸部８４および凹部８５の代わりに貫通穴が形成されてもよい。貫通穴は、ドーナツ盤状フィン８１Ｂを鉛直方向に貫通する。貫通穴にはロッドが挿通される。ロッドと複数のドーナツ盤状フィン８１Ｂとを溶接することにより、複数のドーナツ盤状フィン８１Ｂを一体化できる。
【００６２】
保温台３１は、円筒部７０と蓋体３０との間に第３断熱部８６を有する。第３断熱部８６は、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数の石英製の円盤状フィン８７を含む。複数の円盤状フィン８７同士の間に処理ガスの層が形成され、処理ガスの層が断熱層として機能する。その結果、円筒部７０と蓋体３０との間において、保温台３１の上方から保温台３１の下方への熱伝導を抑制でき、熱の流出をより抑制できる。
【００６３】
第３断熱部８６は石英で形成され、円筒部７０は炭化珪素で形成される。石英の熱伝導率は、炭化珪素の熱伝導率よりも低い。熱伝導率の高い炭化ケイ素製の円筒部７０と蓋体３０との間に、熱伝導率の低い石英製の第３断熱部８６が配置される。従って、円筒部７０から蓋体３０への熱伝導を抑制でき、蓋体３０の高温化を抑制できる。
【００６４】
石英は、炭化ケイ素に比べて、高い赤外線透過率と低い融点を有する点で劣る反面、低い熱伝導率を有する点で優れる。石英製の第３断熱部８６は、炭化ケイ素製の円筒部７０の下方に配置されるので、赤外線の強度が弱く、温度が低い領域に配置される。それゆえ、石英が炭化ケイ素に比べて高い赤外線透過率と低い融点を有する点は問題にならない。
【００６５】
石英製の円盤状フィン８７には貫通穴が形成される。貫通穴は円盤状フィン８７を鉛直方向に貫通する。貫通穴にはロッド８８が挿通される。ロッド８８は、円盤状フィン８７と同様に石英で形成される。ロッド８８と複数の円盤状フィン８７とを溶接することにより、複数の円盤状フィン８７を一体化できる。ロッド８８の本数は複数本であってよく、複数本のロッド８８に対応して複数の貫通穴が各円盤状フィン８７に形成されてよい。ロッド８８の下端部は、蓋体３０に載置されてもよいし、石英製の円盤部３０ａと溶接によって一体化されてもよい。
【００６６】
なお、第３断熱部８６の円盤状フィン８７には、貫通穴の代わりに、凸部と凹部とが形成されてもよい。凸部と凹部のいずれか１つが円盤状フィン８７の上面に形成され、凸部と凹部の残りの１つが円盤状フィン８７の下面に形成される。一の円盤状フィン８７の凸部と、他の一の円盤状フィン８７の凹部とが嵌合される。この場合も、凸部と凹部とを溶接することによって、複数の円盤状フィン８７を一体化できる。
【００６７】
第３断熱部８６の円盤状フィン８７の外径は、第２断熱部８０のドーナツ盤状フィン８１の外径と同程度である。従って、円盤状フィン８７の外周部には、ドーナツ盤状フィン８１の外周部と同様に、切欠き部８９が形成される。切欠き部８９の数は、特に限定されない。
【００６８】
図９は、一実施形態に係る転倒防止部および回転防止部を上方から見た図である。図１０は、図９に示す転倒防止部および回転防止部の機能を解除した状態の一例を示す図である。
【００６９】
図９に示すように、保温台３１は、第３断熱部８６に対する円筒部７０の転倒を防止する転倒防止部９０を有する。地震などで円筒部７０が転倒するのを防止できる。転倒防止部９０は、例えば、第１円弧板９１と、第２円弧板９２と、スペーサ９３とを有する。
【００７０】
第１円弧板９１は、図２に示すように、円筒部７０の下端部から径方向外側に突出する。第１円弧板９１は、円筒部７０と一体に形成されるので、炭化ケイ素で形成される。第１円弧板９１は、円筒部７０の周方向に間隔をおいて複数（例えば４つ）形成される。第１円弧板９１の数は、４つには限定されず、２つ以上であればよい。第１円弧板９１の下面と、円筒部７０の下面とは、面一であり、第３断熱部８６の上面に載置される。
【００７１】
第２円弧板９２は、図２に示すように、第１円弧板９１を上方から押さえる。第２円弧板９２は、スペーサ９３を介して第３断熱部８６に対して固定される。第２円弧板９２とスペーサ９３とは、一体に形成され、第３断熱部８６と同様に石英で形成される。第２円弧板９２は、第３断熱部８６の周方向に間隔をおいて複数（例えば４つ）形成される。第２円弧板９２の数は、４つには限定されず、２つ以上であればよい。
【００７２】
第２円弧板９２の上面は、内周部に、円弧状の溝部９４を有する。溝部９４には、第２断熱部８０のリング部８３または凸部８４が嵌合される。その結果、鉛直方向視で、第２断熱部８０のドーナツ盤状フィン８１の中心と、第３断熱部８６の円盤状フィン８７の中心とを合わせることできる。
【００７３】
スペーサ９３は、第２円弧板９２と第３断熱部８６との間に隙間を形成する。その隙間の大きさは、第１円弧板９１の厚みよりも大きい。スペーサ９３は、第１円弧板９１の径方向外側に、円弧状に配置される。スペーサ９３の数は、第２円弧板９２の数と同数である。
【００７４】
図１０に示すように円筒部７０を第３断熱部８６に載置した後、円筒部７０を回転させることにより、図９に示すように第１円弧板９１を第２円弧板９２で上方から押さえることができる。これにより、第３断熱部８６に対する円筒部７０の転倒を防止することができる。
【００７５】
図９に示すように、保温台３１は、第３断熱部８６に対する円筒部７０の回転を防止する回転防止部９５を有する。円筒部７０の周方向位置を位置決めすることができる。回転防止部９５は、例えば、第１切欠き９６と、第２切欠き９７と、位置決めピン９８とを有する。
【００７６】
第１切欠き９６は、第１円弧板９１の外周部に形成される。一方、第２切欠き９７は、第２円弧板９２の内周部に形成される。図９に示すように鉛直方向視で第１円弧板９１と第２円弧板９２とが重なる時、第１切欠き９６と第２切欠き９７とは円形状の孔を形成する。この穴に位置決めピン９８が挿入されることで、第３断熱部８６に対する円筒部７０の回転を防止することができる。
【００７７】
以上、本開示に係る熱処理装置の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。実用新案登録請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【００７８】
基板Ｗは、シリコンウエハなどの半導体基板には限定されず、ガラス基板などであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１    熱処理装置
１０  処理容器
１１  反応管
３０  蓋体
３１  保温台
３２  基板保持具
５０  ヒータ
７０  円筒部
７５  第１断熱部
７６  円盤状フィン
８０  第２断熱部
８１  ドーナツ盤状フィン
８６  第３断熱部
９０  転倒防止部
９５  回転防止部
【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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