ＣＶＤ装置
【課題】、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 炭素質基材５を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材５の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記支持部材は、上記炭素質基材５が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材６と、上記炭素質基材５の上部を支持する上部支持部材１３とを有し、この上部支持部材１３は上記炭素質基材５の外周縁に設けられると共に、この上部支持部材１３にはＶ字状の溝１３ｄが形成され、このＶ字状の溝１３ｄにより構成される炭素質基材配置空間１７内には、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材５が配置されることを特徴とする。
【解決手段】 炭素質基材５を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材５の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記支持部材は、上記炭素質基材５が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材６と、上記炭素質基材５の上部を支持する上部支持部材１３とを有し、この上部支持部材１３は上記炭素質基材５の外周縁に設けられると共に、この上部支持部材１３にはＶ字状の溝１３ｄが形成され、このＶ字状の溝１３ｄにより構成される炭素質基材配置空間１７内には、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材５が配置されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体エピタキシャルグロースに使用されるサセプターなどは、炭素質基材の表面にＳｉＣ被覆層を形成した材質で構成されている。炭素質基材面へのＳｉＣ被膜の形成は、通常、炭化水素のようなカーボン源を含むハロゲン化有機珪素化合物を還元性気流中で熱分解反応させて炭素質基材の表面に直接的にＳｉＣを蒸着させるＣＶＤ法（化学的気相析出法）によって行われるが、形成されるＳｉＣ被膜は炭素質基材の全面にピンホールのない極めて緻密かつ均質な層として被覆させる必要がある。
【０００３】
ここで、上記ＳｉＣ被膜の形成時には、炭素質基材を複数点で支持しつつ、炭素質基材を横向き（寝かせた状態）で被膜形成が行われていた。しかし、当該方法では、以下に示す課題を有していた。
【０００４】
（１）支持点はＳｉＣ被膜が形成されないために、全面にＳｉＣ被膜を形成しようとすると、ＳｉＣ被膜を形成した後、ＣＶＤ装置を開放して炭素質基材の支持点を変更し、再度ＳｉＣ被膜を形成しなければならないため、サセプターの製造コストが高騰する。
【０００５】
（２）ＳｉＣ被膜の形成は高温で行われるため、サセプターにそりが発生し、特にサセプターの厚みが小さいときにはそりが顕著となる。また、炭素質基材を横向きで被膜形成を行うと、炭素質基材の表面にパーティクルが存在するという状態でＳｉＣ被膜が形成されることになる。これらのことから、サセプターの品質が低下するという課題を有していた。
【０００６】
尚、上記課題を考慮して、被処理基材（炭素質基材）を支持羽根から一端持ち上げ、支持羽根と被処理基材との接触位置を変更するという動作を、ＣＶＤ反応の途中で実施することにより、ＣＶＤ装置を開放することなくＳｉＣ被膜を形成するという提案がなされている（下記特許文献１参照）。しかし、このような提案であっても上記（２）に示すような課題を解決することはできない。
【０００７】
このようなことを考慮して、炭素質基材を、炭素質基材の貫通孔の直径より小さな断面積を有する回転支持杵に懸架することにより、炭素質基材の支持接点を連続的に移動させるという提案がなされている（下記特許文献２参照）。このような提案であれば、上記（１）（２）の課題は解決することができる。しかしながら、上記特許文献２に示す提案では、孔を有するサセプターにしか適用できず、しかも回転支持杵を作動させるための駆動手段等が別途必要となって、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するといった新たな課題が生じる。
そこで、図２０に示すように、サセプター自立式のＣＶＤ装置が提案されている。具体的には、当該ＣＶＤ装置においては、先端先細り状の支持台５０のナイフエッジ部５０ａに炭素質基材５１を載置すると共に、炭素質基材５１の両面をピン５２で支持するという構造となっている。このような構造であれば、孔を有しないサセプターにも適用でき、しかも、回転支持杵を作動させるための駆動手段等が不要となるので、ＣＶＤ装置の生産コストが高騰したり、ＣＶＤ装置が大型化したりするのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１３４２９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１３４６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構造では、炭素質基材５１の両面を単にピン５２で支持する構造であるので、炭素質基材５１がＣ方向或いはＤ方向に回転して斜め方向にずれたり、更には倒れたりすることがある。後者の如く炭素質基材５１が倒れた場合、１の炭素質基材５１のみが倒れるだけであれば問題もさほど大きくないが、１の炭素質基材５１が倒れることにより、これに隣接する炭素質基材５１も倒れてしまうことがある。この結果、多数の炭素質基材５１が倒れて、所望のＳｉＣ被膜を形成することができなくなるという課題がある。また、前者の如く炭素質基材５１が回転した場合には、ピン５２がザグリ５１ａ内に入り込むことがあるため、ザグリ５１ａ内におけるＳｉＣ被膜の膜厚むらが生じ、色ムラが発生するという課題もある。
【００１０】
更に、ＣＶＤ装置においては、支持台５０を回転させつつ炭素質基材５１にＳｉＣ被膜を形成する構造となっているが、ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるために反応する原料ガスの流量、流速が異なる。このため、従来のＣＶＤ装置の如く、炭素質基材５１が一直線状に配列されていると、炭素質基材５１の配置位置によっては被膜厚みが異なり、ザグリ面やザグリ５１ａのそり量が極めて大きくなることがあるという課題を有していた。
【００１１】
そこで、本発明は、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、炭素質基材を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記支持部材は、上記炭素質基材が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材と、上記炭素質基材の上部を支持する上部支持部材とを有し、この上部支持部材は上記炭素質基材の外周縁に設けられると共に、２枚の支持板を備え、上記支持板間に形成された炭素質基材配置空間内に、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材が配置されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の上部支持部材では、炭素質基材の上端における支持（保持）が２つの支持板により行われることになるので、炭素質基材に外力が加わって炭素質基材に回転や位置ずれが生じても、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材が倒れるのを抑制できる。また、１の炭素質基材の倒れに起因する隣接する炭素質基材の倒れも防止できる。
【００１４】
また、十分な遊びを有する状態で上記支持板間に上記炭素質基材が配置されるので、装置内にガスが導入されると、そのガス流による風力により、炭素質基材は上部支持部材の一方の支持板と接触したり他方の支持板と接触したりする。即ち、炭素質基材は上部支持部材の本体部と断続的に接触するので、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合を回避できる（即ち、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜が均一にコーティングされる）。更に、上部支持部材は炭素質基材の外周縁に設けられているので、上部支持部材が炭素質基材のザグリ内に入り込むことによるＳｉＣ被膜の膜厚むら（これに起因する色むら）が生じるのを抑止できる。
加えて、炭素質基材は自立式であり、しかも、上部支持部材で完全に固定されないため、炭素質基材に大きな外力が加わることがないので、サセプターに反りが発生するのを抑制できる。
【００１５】
以上のことから、本発明のＣＶＤ装置によって作製されたサセプターでは、反り量が少なく、色ムラ発生率を抑えて外観が良好に保たれるので、サセプターの品質を向上させることができる。
更に、回転支持秤などの駆動手段等を別途必要としないので、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するのを防止できる。
【００１６】
上記上部支持部材は上記炭素質基材の上端位置に配置されていることが望ましい。
上部支持部材の配置位置を炭素質基材の上端位置以外の位置に設けると、炭素質基材の倒れ角が大きくなる。このため、ガス流による風力では炭素質基材が十分に揺動できなくなって、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合が生じうることを考慮したものである。また、サセプターへの原料ガスの流れを妨げない上でも好都合となる。
【００１７】
上記遊びが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが望ましい。
遊びが２ｍｍを超えると、炭素質基材の倒れ角が大きくなって、上記と同様、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合が生じる一方、遊びが１ｍｍ未満になると、常に接触していなくても原料ガスの流路が狭いために流れ難くなり、基材の一部がコーティングされない不都合のため好ましくない。また、上部支持部材の加工精度を向上させなければならず、コストの高騰を招くからである。
【００１８】
また、上部支持部材において、一体型の上記２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状であることが望ましい。
２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状であれば、上部支持部材を上下させるだけで、遊び量を調整することができる。
【００１９】
上記下部支持部材の表面には熱分解炭素質層が存在することが望ましい。
上記構成であれば、熱分解炭素質膜はＳｉＣ被膜よりも強度が弱いことに起因して、下部支持部材からサセプターを取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。
【００２０】
上記下部支持部材の表面には、熱分解炭素質層が形成された熱膨張シートが存在することが望ましい。
上記構成であっても、上記と同様の理由により、下部支持部材からサセプターを取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。また、この場合には、ＳｉＣ被膜形成毎に下部支持部材を交換する必要がなく、熱分解炭素質層が形成された熱膨張シートのみを交換すれば良いので、生産性が向上する。更に、熱膨張シートは可撓性に富んでいるので、下部支持部材に炭素質基材を載置したときのクッション性に優れる。したがって、載置時において、炭素質基材に欠け等が生じるのを抑制できる。特に、炭素質基材が大きくて重量が大きい場合には、当該作用効果が十分に発揮される。
【００２１】
複数の上記炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されることが望ましい。
ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるが、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されていれば、炭素質基材の配置位置による原料ガス供給部からの距離の差異は解消されるので、何れのサセプターにおいても、そのそり量を低減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】下部支持部材を示す斜視図である。
【図３】下部支持部材を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】下部支持部材の本体部を示す斜視図である。
【図５】下部支持部材の本体部を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】下部支持部材の接点部を示す斜視図である。
【図７】下部支持部材の接点部を示す図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は側面図である。
【図８】上部支持部材を示す図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は斜視図である。
【図９】上部支持部材と炭素質基材との関係を示す説明図である。
【図１０】炭素質基材の支持手順を示す図であって、同図（ａ）（ｂ）は下部支持部材上に炭素質基材と上部支持部材とを順次配置した状態を示す正面図と側面図であり、同図（ｃ）（ｄ）は嵌め合せ棒に嵌め合せ筒を嵌め込む状態を示す正面図と側面図であり、同図（ｅ）（ｆ）は炭素質基材の支持終了状態を示す正面図と側面図である。
【図１１】上部支持部材と下部支持部材との関係を示す説明図である。
【図１２】本発明のＣＶＤ装置における内部構造の変形例を示す斜視図である。
【図１３】本発明のＣＶＤ装置における内部構造の他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】各冶具の配置状態を示す説明図である。
【図１５】上部支持部材の変形例を示す正面図である。
【図１６】上部支持部材の配置位置の変形例を示す正面図である。
【図１７】膨張黒鉛シートの外表面に熱分解炭素層を形成した状態を示す説明図である。
【図１８】比較サセプターＺ３を作製する際の炭素質基材と上部支持部材との関係を示す説明図である。
【図１９】サセプターの反り状態を示す説明図である。
【図２０】従来のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示すように、本発明のＣＶＤ装置は、台座１と、この台座１の中央部に固定された支持軸２と、この支持軸２から放射状に延設された支持棒４と、この支持棒４の外方端に固定されて支持棒４と一体型となる支持リング３とを有しており、装置の作動時にはこれらが一体となって回転する。
【００２５】
上記台座１の延出部１ａの表面には、ザグリ５ａが各３つ形成された炭素質基材５の下部を支持するための下部支持部材６を有しており、この下部支持部材６は、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部７とこの本体部７の上部に載置された接点部８とから構成されている。上記本体部７は、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、内部に上記台座１の延出部１ａから突出した突起（図示せず）に嵌って台座１と固定される孔７ｃが形成された基部７ａと、この基部７ａの上面に基部７ａと一体形成された凸部７ｂとを有している。この凸部７ｂの上面７ｅが上記接点部８を載置するための載置面となっており、また、上面７ｅの両端に形成された突起７ｄの高さＬ１〔図５（ｂ）参照〕は、上記接点部８の厚みＬ２〔図７（ｂ）参照〕よりも大きくなっている。このような構造とすることにより、炭素質基材５が接点部８の表面に載置された際或いはその後に、炭素質基材５が若干傾いたり移動したりしても突起７ｄと当接することになるので、炭素質基材５にそれ以上の傾き等が生じるのを阻止できる。
【００２６】
また、上記接点部８は、図６及び図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、黒鉛から成る本体部８ａと本体部８ａの外表面に形成された熱分解炭素層８ｂとから構成されている。更に、接点部８の外形は、略半円状を成しており、その長さＬ３〔図７（ｃ）参照〕は、上記凸部７ｂの上面７ｅの長さＬ４〔図５（ｂ）参照〕よりも若干小さくなるように構成されている。また、上記本体部８ａの下面には、コ字状の溝８ｃが形成されており、その幅Ｌ５は、上記凸部７ｂの上面７ｅの幅Ｌ６〔図５（ａ）参照〕よりも若干小さくなるように構成されている。これら２つの構成により、本体部７の上面７ｅに接点部８を円滑に配置することができる。更に、上記熱分解炭素層８ｂはＣＶＤ装置により形成されるＳｉＣ被膜よりも強度が小さくなっているので、炭素質基材５にＳｉＣ被膜を形成した後、炭素質基材５をＣＶＤ装置から取り外す際に、炭素質基材５からＳｉＣ被膜が剥がれるのを阻止することができる。尚、熱分解炭素層８ｂは、上述の如く半円状の面にのみ形成される構成に限定するものではなく、本体部８ａの全外表面に形成されていても良い。
【００２７】
ここで、熱分解炭素層８ｂは、一般的に知られた方法により形成することができ、その一例を以下に示す。先ず、本体部８ａを処理炉内に配置した後、炉内の圧力を０．１〜１０Ｔｏｒｒ、炉内の温度を１６００〜２０００℃に維持しつつ、メタンガスやプロパンガス等の炭化水素ガスや水素ガスを導入する。そうすると、炉内で上記ガスが熱分解するので、熱分解した炭素が本体部８ａの表面に沈着し、本体部８ａの表面に熱分解炭素層８ｂが形成されることになる。尚、熱分解炭素層８ｂの純度向上を図るため、熱分解炭素層８ｂの形成後に、四塩化炭素等のハロゲンガス雰囲気下で約２０００℃で熱処理することが望ましい。また、堆積速度を遅くしないと沈着する炭素が疎になり易く、更に、処理温度等の条件を変えることで、高配向の組織となったり、乱層構造の組織となったりする点に注意して実施する必要がある。
【００２８】
一方、図１に示すように、上記支持棒４の上面には円柱状の嵌め合せ棒４ａが立設されており、この嵌め合せ棒４ａには、嵌め合せ棒４ａの直径より若干大きな内径を有する嵌め合せ筒１１が嵌められている。そして、隣接する嵌め合せ筒１１同士は連結棒１２により固定されており、この連結棒１２の略中央部であって上記炭素質基材５の外周縁には上部支持部材１３が固定されている。この上部支持部材１３は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、基台１３ａの上面には上記連結棒１２に取り付けるための取り付け部１３ｂが形成される一方、基台１３ａの下面には本体部１３ｃが形成されている。この本体部１３ｃの下部には、上記炭素質基材５の上端を支持するＶ字状の溝１３ｄが形成されており、この溝１３ｄにより形成される空間が炭素質基材配置空間１７を構成する。また、上記Ｖ字状の溝１３ｄの内面は先端先細り状のナイフエッジ１３ｅとなっており、これによって、炭素質基材５との接触面積を低減でき、ＳｉＣ被膜の厚みがより均一化される。また、上記構成の上部支持部材１３では、炭素質基材５の上端における支持（保持）が２つの支持板（Ｖ字状の溝１３ｄを形成する２つの壁であって、ピンで支持するのではないということ）により行われることになるので、炭素質基材５に力が加わって炭素質基材５に位置ずれが生じても、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材５が倒れるのを抑制できる。
【００２９】
また、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７〔図８（ａ）参照〕は、１〜２ｍｍ程度であることが望ましい。これは、以下に示す理由による。即ち、図９に示すように、炭素質基材５はＣＶＤ装置内のガス流及び装置の回転力により回動するため、一方のナイフエッジ１３ｅ１と当接したり、他方のナイフエッジ１３ｅ２と当接したりする。これにより、炭素質基材５の一部にＳｉＣ被膜が形成されないような不都合を回避している。しかしながら、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７が大き過ぎると、炭素質基材５の倒れ角θが大きくなって、炭素質基材５はＣＶＤ装置内のガス流により他方のナイフエッジへ戻ることができなくなり、この結果、炭素質基材５の一部にＳｉＣ被膜が形成されなくなるという不都合が生じる。一方、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を余りにも小さくなるように規制すると、常に接触していなくても原料ガスの流路が狭いために、コーティングされないことや、溝１３ｄの加工精度を向上させなければならず、コストの高騰を招くという不都合を生じるからである。
【００３０】
尚、上述のような理由であれば、炭素質基材５の長さ（自立するときの高さ）が大きければ、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を更に大きくしても良いのではとも考えられるが、現状で用いられる炭素質基材５の最大長さを考慮すれば、距離Ｌ７は２ｍｍを限度とするのが望ましい。
【００３１】
次に、炭素質基材５の配置方法について、図１０（ａ）〜（ｃ）について説明する。尚、説明の簡素化を図るため、ザグリ５ａが１つの場合について説明する。
先ず、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、下部支持部材６上に炭素質基材５を配置し、更に、炭素質基材５上に上部支持部材１３を配置する。次に、図１０（ｃ）（ｄ）に示すように、嵌め合せ棒４ａに、嵌め合せ棒４ａの直径より若干大きな内径を有する嵌め合せ筒１１を嵌め込む。そして嵌め込みが終了すると、図１０（ｅ）（ｆ）に示すように、準備終了状態となる。尚、炭素質基材５と上部支持部材１３の溝１３ｄとの距離Ｌ７が小さくなり過ぎるような場合には、例えば、図１１に示すように、嵌め合せ棒４ａにリング状の調節部材２１を嵌め込むことにより、距離Ｌ７を調整することが可能である。
【００３２】
（その他の事項）
（１）図１２に示すように、台座１の延出部１ａ上に直接下部支持部材６を配置するのではなく、伸縮可能な支持棒２２を介して下部支持部材６を配置すれば、短尺の炭素質基材５にも対応することができる。したがって、小ロットのものが存在する場合でも大ロットのものと同時に処理できるので、生産性を一層向上させることができる。
【００３３】
（２）図１４に示すように、各冶具２４を放射状に配置し、図１３に示すように、炭素質基材５を半径方向と平行な方向と垂直な方向とに配置して、ＳｉＣ皮膜形成処理を行うこともできる。
【００３４】
（３）上部支持部材１３に形成される溝１３ｄとしてはＶ字状のものに限定するものではなく、図１５に示すように、コ字状或いはＵ字状であっても良い。但しこのような構成とした場合には、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を変化させることはできないので、炭素質基材５の厚みが同一のものにしか適用することができない。
【００３５】
（４）上部支持部材１３の配置位置は炭素質基材５の上端に限定するものではなく、図１６に示すように、炭素質基材５の中間位置に配置しても良い。但し、この場合には、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を上記と同様１〜２ｍｍとした場合であっても、図９に示したθが大きくなる。したがって、上部支持部材１３の配置位置は炭素質基材５の上端であることが最も望ましい。
【００３６】
（５）上記接点部８において、熱分解炭素層８ｂは、本体部８ａの外表面に直接形成したが、このような構成に限定するものではなく、図１７に示すように、内側形状が本体部８ａと同形状の膨張黒鉛シート２６の外表面に熱分解炭素層８ｂを形成した後、これを本体部８ａの外表面に被せるような構成であっても良い。尚、膨張黒鉛シート２６とは、酸処理した鱗状天然黒鉛を、高温膨張処理させたものを圧縮加圧することにより作製したシート状の黒鉛製品であり、可撓性を有している。また、当該シートは、不純物の少ない高純度品であることが好ましく、具体的には、２０ｐｐｍ以下、特に１０ｐｐｍ以下、その中でも５ｐｐｍ以下であることが望ましい。更に、熱分解炭素層８ｂの形成は、本体部８ａの外表面に直接熱分解炭素層８ｂを直接形成する方法と同様の方法で形成することができる。
（６）上記構成の上部支持部材１３では、２つの支持板（Ｖ字状の溝１３ｄを形成する２つの壁）が一体的に形成されているが、このような構造に限定するものではなく、別体に形成しても良い。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、ＣＶＤ装置は下記実施例の内容によって制限されるものではない。
〔実施例１〕
上記発明を実施するための形態の本文で示したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。尚、炭素質基材（サセプター）としては、直径８インチ、厚さ６ｍｍのものを用いた。このことは、下記実施例２及び下記比較例１〜３においても同様である。
このようにして作製したサセプターを、以下、本発明サセプターＡ１と称する。
【００３８】
〔実施例２〕
上記発明を実施するための形態における（その他の事項）の（５）で示したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、本発明サセプターＡ２と称する。
【００３９】
〔比較例１〕
炭素質基材を支持ピンにより複数点で支持しつつ、炭素質基材を横向き（寝かせた状態）に配置したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ１と称する。
【００４０】
〔比較例２〕
従来の技術の図２０で説明したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ２と称する。
【００４１】
〔比較例３〕
図１８に示すように、上部支持部材１３の本体部１３ｃと炭素質基材５とを常時接触させると共に、下部支持部材６における本体部８ａの外表面に熱分解炭素層８ｂを形成しないＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ３と称する。
【００４２】
〔実験１〕
上記本発明サセプターＡ１、Ａ２及び比較サセプターＺ１〜Ｚ３の反り量、色ムラ発生率、外観、及び、ＳｉＣ被膜剥離の有無について調べたので、その結果を表１に示す。尚、実験条件（被膜形成条件）は、以下の通りである。
・実験条件
装置内の圧力：０．１〜７６０Ｔｏｒｒ
炉内の温度：１１５０〜１５００℃
導入ガス：ＣＨ３ＳｉＣｌ３ （メチルトリクロロシラン）と、
キャリアガスとして水素ガス
ＳｉＣ被膜の膜厚：４０〜６０μｍ
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、実施例１及び実施例２に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、炭素質基材は上部支持部材の本体部と断続的に接触するので、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合を回避できる（即ち、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜が均一にコーティングされる）。したがって、本発明サセプターＡ１、Ａ２では、反り量が少なく、色ムラ発生率を抑えることができるので外観が良好に保たれる。また、２つの板状の部材により炭素質基材の上端が支持されるので、炭素質基材が若干位置ずれ等しても初期の段階で位置ずれ等が規制されることになる。したがって、炭素質基材が転倒するのを抑止できる。加えて、下部支持部材の本体部に直接或いは膨張黒鉛を介して、ＳｉＣ被膜より剥がれ強度が小さな熱分解炭素層が形成されているので、下部支持部材から本発明サセプターＡ１、Ａ２を取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。尚、このような場合、サセプター側に熱分解炭素が付着することがあるが、ＳｉＣ被膜と熱分解炭素との熱膨張係数は大きく異なるので、サセプターから熱分解炭素を容易に除去することができる。
【００４５】
これに対して、比較例１に示したＣＶＤ装置では、厚みが極めて小さな炭素質基材を横向きにして被膜形成するので、比較サセプターＺ１では反りやうねりが生じて、反り量が著しく多くなっていることが認められる。また、炭素質基材の横載置によって、ザグリ面側にパーティクルが載った状態で被膜形成が行われ、更に、支持ピンが炭素質基材と常時接していることから支持痕が残る等の理由により、比較サセプターＺ１では色ムラが多数認められた。更に、炭素質基材と支持ピンとに直接ＳｉＣ被膜が形成されることから、比較サセプターＺ１を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【００４６】
また、比較例２に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、ナイフエッジから炭素質基材がずれて当該炭素質基材が転倒したり、更には隣接する炭素質基材まで転倒することがあるため、比較サセプターＺ２ではＳｉＣ被膜ができていない箇所が生じ、色ムラ発生率が高くなることが認められた。加えて、このように均一なＳｉＣ被膜が形成されないため、比較サセプターＺ２では反り量が多くなっていることが認められる。更に、炭素質基材とナイフエッジとに直接ＳｉＣ被膜が形成されることから、比較サセプターＺ２を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【００４７】
更に、比較例３に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、炭素質基材は上部支持部材によって常に支持されている（即ち、炭素質基材と上部支持部材とが常時接触している）ので、熱処理時に炭素質基材に大きな応力がかかり易くなって、比較サセプターＺ３の反り量が多くなっていることが認められた。また、下部支持部材の表面に熱分解炭素被膜が形成されていないことから、比較サセプターＺ３の色ムラ発生率が高くなり、しかも、比較サセプターＺ３を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のＣＶＤ装置は、半導体エピタキシャルグロース用サセプターの製造等に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
５：炭素質基材
６：下部支持部材
７：本体部
８：接点部
８ａ：本体部
８ｂ：熱分解炭素層
１３：上部支持部材
１３ｄ：溝
１３ｅ：ナイフエッジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体エピタキシャルグロースに使用されるサセプターなどは、炭素質基材の表面にＳｉＣ被覆層を形成した材質で構成されている。炭素質基材面へのＳｉＣ被膜の形成は、通常、炭化水素のようなカーボン源を含むハロゲン化有機珪素化合物を還元性気流中で熱分解反応させて炭素質基材の表面に直接的にＳｉＣを蒸着させるＣＶＤ法（化学的気相析出法）によって行われるが、形成されるＳｉＣ被膜は炭素質基材の全面にピンホールのない極めて緻密かつ均質な層として被覆させる必要がある。
【０００３】
ここで、上記ＳｉＣ被膜の形成時には、炭素質基材を複数点で支持しつつ、炭素質基材を横向き（寝かせた状態）で被膜形成が行われていた。しかし、当該方法では、以下に示す課題を有していた。
【０００４】
（１）支持点はＳｉＣ被膜が形成されないために、全面にＳｉＣ被膜を形成しようとすると、ＳｉＣ被膜を形成した後、ＣＶＤ装置を開放して炭素質基材の支持点を変更し、再度ＳｉＣ被膜を形成しなければならないため、サセプターの製造コストが高騰する。
【０００５】
（２）ＳｉＣ被膜の形成は高温で行われるため、サセプターにそりが発生し、特にサセプターの厚みが小さいときにはそりが顕著となる。また、炭素質基材を横向きで被膜形成を行うと、炭素質基材の表面にパーティクルが存在するという状態でＳｉＣ被膜が形成されることになる。これらのことから、サセプターの品質が低下するという課題を有していた。
【０００６】
尚、上記課題を考慮して、被処理基材（炭素質基材）を支持羽根から一端持ち上げ、支持羽根と被処理基材との接触位置を変更するという動作を、ＣＶＤ反応の途中で実施することにより、ＣＶＤ装置を開放することなくＳｉＣ被膜を形成するという提案がなされている（下記特許文献１参照）。しかし、このような提案であっても上記（２）に示すような課題を解決することはできない。
【０００７】
このようなことを考慮して、炭素質基材を、炭素質基材の貫通孔の直径より小さな断面積を有する回転支持杵に懸架することにより、炭素質基材の支持接点を連続的に移動させるという提案がなされている（下記特許文献２参照）。このような提案であれば、上記（１）（２）の課題は解決することができる。しかしながら、上記特許文献２に示す提案では、孔を有するサセプターにしか適用できず、しかも回転支持杵を作動させるための駆動手段等が別途必要となって、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するといった新たな課題が生じる。
そこで、図２０に示すように、サセプター自立式のＣＶＤ装置が提案されている。具体的には、当該ＣＶＤ装置においては、先端先細り状の支持台５０のナイフエッジ部５０ａに炭素質基材５１を載置すると共に、炭素質基材５１の両面をピン５２で支持するという構造となっている。このような構造であれば、孔を有しないサセプターにも適用でき、しかも、回転支持杵を作動させるための駆動手段等が不要となるので、ＣＶＤ装置の生産コストが高騰したり、ＣＶＤ装置が大型化したりするのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１３４２９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１３４６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構造では、炭素質基材５１の両面を単にピン５２で支持する構造であるので、炭素質基材５１がＣ方向或いはＤ方向に回転して斜め方向にずれたり、更には倒れたりすることがある。後者の如く炭素質基材５１が倒れた場合、１の炭素質基材５１のみが倒れるだけであれば問題もさほど大きくないが、１の炭素質基材５１が倒れることにより、これに隣接する炭素質基材５１も倒れてしまうことがある。この結果、多数の炭素質基材５１が倒れて、所望のＳｉＣ被膜を形成することができなくなるという課題がある。また、前者の如く炭素質基材５１が回転した場合には、ピン５２がザグリ５１ａ内に入り込むことがあるため、ザグリ５１ａ内におけるＳｉＣ被膜の膜厚むらが生じ、色ムラが発生するという課題もある。
【００１０】
更に、ＣＶＤ装置においては、支持台５０を回転させつつ炭素質基材５１にＳｉＣ被膜を形成する構造となっているが、ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるために反応する原料ガスの流量、流速が異なる。このため、従来のＣＶＤ装置の如く、炭素質基材５１が一直線状に配列されていると、炭素質基材５１の配置位置によっては被膜厚みが異なり、ザグリ面やザグリ５１ａのそり量が極めて大きくなることがあるという課題を有していた。
【００１１】
そこで、本発明は、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、炭素質基材を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記支持部材は、上記炭素質基材が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材と、上記炭素質基材の上部を支持する上部支持部材とを有し、この上部支持部材は上記炭素質基材の外周縁に設けられると共に、２枚の支持板を備え、上記支持板間に形成された炭素質基材配置空間内に、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材が配置されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の上部支持部材では、炭素質基材の上端における支持（保持）が２つの支持板により行われることになるので、炭素質基材に外力が加わって炭素質基材に回転や位置ずれが生じても、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材が倒れるのを抑制できる。また、１の炭素質基材の倒れに起因する隣接する炭素質基材の倒れも防止できる。
【００１４】
また、十分な遊びを有する状態で上記支持板間に上記炭素質基材が配置されるので、装置内にガスが導入されると、そのガス流による風力により、炭素質基材は上部支持部材の一方の支持板と接触したり他方の支持板と接触したりする。即ち、炭素質基材は上部支持部材の本体部と断続的に接触するので、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合を回避できる（即ち、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜が均一にコーティングされる）。更に、上部支持部材は炭素質基材の外周縁に設けられているので、上部支持部材が炭素質基材のザグリ内に入り込むことによるＳｉＣ被膜の膜厚むら（これに起因する色むら）が生じるのを抑止できる。
加えて、炭素質基材は自立式であり、しかも、上部支持部材で完全に固定されないため、炭素質基材に大きな外力が加わることがないので、サセプターに反りが発生するのを抑制できる。
【００１５】
以上のことから、本発明のＣＶＤ装置によって作製されたサセプターでは、反り量が少なく、色ムラ発生率を抑えて外観が良好に保たれるので、サセプターの品質を向上させることができる。
更に、回転支持秤などの駆動手段等を別途必要としないので、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するのを防止できる。
【００１６】
上記上部支持部材は上記炭素質基材の上端位置に配置されていることが望ましい。
上部支持部材の配置位置を炭素質基材の上端位置以外の位置に設けると、炭素質基材の倒れ角が大きくなる。このため、ガス流による風力では炭素質基材が十分に揺動できなくなって、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合が生じうることを考慮したものである。また、サセプターへの原料ガスの流れを妨げない上でも好都合となる。
【００１７】
上記遊びが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが望ましい。
遊びが２ｍｍを超えると、炭素質基材の倒れ角が大きくなって、上記と同様、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合が生じる一方、遊びが１ｍｍ未満になると、常に接触していなくても原料ガスの流路が狭いために流れ難くなり、基材の一部がコーティングされない不都合のため好ましくない。また、上部支持部材の加工精度を向上させなければならず、コストの高騰を招くからである。
【００１８】
また、上部支持部材において、一体型の上記２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状であることが望ましい。
２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状であれば、上部支持部材を上下させるだけで、遊び量を調整することができる。
【００１９】
上記下部支持部材の表面には熱分解炭素質層が存在することが望ましい。
上記構成であれば、熱分解炭素質膜はＳｉＣ被膜よりも強度が弱いことに起因して、下部支持部材からサセプターを取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。
【００２０】
上記下部支持部材の表面には、熱分解炭素質層が形成された熱膨張シートが存在することが望ましい。
上記構成であっても、上記と同様の理由により、下部支持部材からサセプターを取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。また、この場合には、ＳｉＣ被膜形成毎に下部支持部材を交換する必要がなく、熱分解炭素質層が形成された熱膨張シートのみを交換すれば良いので、生産性が向上する。更に、熱膨張シートは可撓性に富んでいるので、下部支持部材に炭素質基材を載置したときのクッション性に優れる。したがって、載置時において、炭素質基材に欠け等が生じるのを抑制できる。特に、炭素質基材が大きくて重量が大きい場合には、当該作用効果が十分に発揮される。
【００２１】
複数の上記炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されることが望ましい。
ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるが、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されていれば、炭素質基材の配置位置による原料ガス供給部からの距離の差異は解消されるので、何れのサセプターにおいても、そのそり量を低減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】下部支持部材を示す斜視図である。
【図３】下部支持部材を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】下部支持部材の本体部を示す斜視図である。
【図５】下部支持部材の本体部を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】下部支持部材の接点部を示す斜視図である。
【図７】下部支持部材の接点部を示す図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は側面図である。
【図８】上部支持部材を示す図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は斜視図である。
【図９】上部支持部材と炭素質基材との関係を示す説明図である。
【図１０】炭素質基材の支持手順を示す図であって、同図（ａ）（ｂ）は下部支持部材上に炭素質基材と上部支持部材とを順次配置した状態を示す正面図と側面図であり、同図（ｃ）（ｄ）は嵌め合せ棒に嵌め合せ筒を嵌め込む状態を示す正面図と側面図であり、同図（ｅ）（ｆ）は炭素質基材の支持終了状態を示す正面図と側面図である。
【図１１】上部支持部材と下部支持部材との関係を示す説明図である。
【図１２】本発明のＣＶＤ装置における内部構造の変形例を示す斜視図である。
【図１３】本発明のＣＶＤ装置における内部構造の他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】各冶具の配置状態を示す説明図である。
【図１５】上部支持部材の変形例を示す正面図である。
【図１６】上部支持部材の配置位置の変形例を示す正面図である。
【図１７】膨張黒鉛シートの外表面に熱分解炭素層を形成した状態を示す説明図である。
【図１８】比較サセプターＺ３を作製する際の炭素質基材と上部支持部材との関係を示す説明図である。
【図１９】サセプターの反り状態を示す説明図である。
【図２０】従来のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示すように、本発明のＣＶＤ装置は、台座１と、この台座１の中央部に固定された支持軸２と、この支持軸２から放射状に延設された支持棒４と、この支持棒４の外方端に固定されて支持棒４と一体型となる支持リング３とを有しており、装置の作動時にはこれらが一体となって回転する。
【００２５】
上記台座１の延出部１ａの表面には、ザグリ５ａが各３つ形成された炭素質基材５の下部を支持するための下部支持部材６を有しており、この下部支持部材６は、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部７とこの本体部７の上部に載置された接点部８とから構成されている。上記本体部７は、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、内部に上記台座１の延出部１ａから突出した突起（図示せず）に嵌って台座１と固定される孔７ｃが形成された基部７ａと、この基部７ａの上面に基部７ａと一体形成された凸部７ｂとを有している。この凸部７ｂの上面７ｅが上記接点部８を載置するための載置面となっており、また、上面７ｅの両端に形成された突起７ｄの高さＬ１〔図５（ｂ）参照〕は、上記接点部８の厚みＬ２〔図７（ｂ）参照〕よりも大きくなっている。このような構造とすることにより、炭素質基材５が接点部８の表面に載置された際或いはその後に、炭素質基材５が若干傾いたり移動したりしても突起７ｄと当接することになるので、炭素質基材５にそれ以上の傾き等が生じるのを阻止できる。
【００２６】
また、上記接点部８は、図６及び図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、黒鉛から成る本体部８ａと本体部８ａの外表面に形成された熱分解炭素層８ｂとから構成されている。更に、接点部８の外形は、略半円状を成しており、その長さＬ３〔図７（ｃ）参照〕は、上記凸部７ｂの上面７ｅの長さＬ４〔図５（ｂ）参照〕よりも若干小さくなるように構成されている。また、上記本体部８ａの下面には、コ字状の溝８ｃが形成されており、その幅Ｌ５は、上記凸部７ｂの上面７ｅの幅Ｌ６〔図５（ａ）参照〕よりも若干小さくなるように構成されている。これら２つの構成により、本体部７の上面７ｅに接点部８を円滑に配置することができる。更に、上記熱分解炭素層８ｂはＣＶＤ装置により形成されるＳｉＣ被膜よりも強度が小さくなっているので、炭素質基材５にＳｉＣ被膜を形成した後、炭素質基材５をＣＶＤ装置から取り外す際に、炭素質基材５からＳｉＣ被膜が剥がれるのを阻止することができる。尚、熱分解炭素層８ｂは、上述の如く半円状の面にのみ形成される構成に限定するものではなく、本体部８ａの全外表面に形成されていても良い。
【００２７】
ここで、熱分解炭素層８ｂは、一般的に知られた方法により形成することができ、その一例を以下に示す。先ず、本体部８ａを処理炉内に配置した後、炉内の圧力を０．１〜１０Ｔｏｒｒ、炉内の温度を１６００〜２０００℃に維持しつつ、メタンガスやプロパンガス等の炭化水素ガスや水素ガスを導入する。そうすると、炉内で上記ガスが熱分解するので、熱分解した炭素が本体部８ａの表面に沈着し、本体部８ａの表面に熱分解炭素層８ｂが形成されることになる。尚、熱分解炭素層８ｂの純度向上を図るため、熱分解炭素層８ｂの形成後に、四塩化炭素等のハロゲンガス雰囲気下で約２０００℃で熱処理することが望ましい。また、堆積速度を遅くしないと沈着する炭素が疎になり易く、更に、処理温度等の条件を変えることで、高配向の組織となったり、乱層構造の組織となったりする点に注意して実施する必要がある。
【００２８】
一方、図１に示すように、上記支持棒４の上面には円柱状の嵌め合せ棒４ａが立設されており、この嵌め合せ棒４ａには、嵌め合せ棒４ａの直径より若干大きな内径を有する嵌め合せ筒１１が嵌められている。そして、隣接する嵌め合せ筒１１同士は連結棒１２により固定されており、この連結棒１２の略中央部であって上記炭素質基材５の外周縁には上部支持部材１３が固定されている。この上部支持部材１３は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、基台１３ａの上面には上記連結棒１２に取り付けるための取り付け部１３ｂが形成される一方、基台１３ａの下面には本体部１３ｃが形成されている。この本体部１３ｃの下部には、上記炭素質基材５の上端を支持するＶ字状の溝１３ｄが形成されており、この溝１３ｄにより形成される空間が炭素質基材配置空間１７を構成する。また、上記Ｖ字状の溝１３ｄの内面は先端先細り状のナイフエッジ１３ｅとなっており、これによって、炭素質基材５との接触面積を低減でき、ＳｉＣ被膜の厚みがより均一化される。また、上記構成の上部支持部材１３では、炭素質基材５の上端における支持（保持）が２つの支持板（Ｖ字状の溝１３ｄを形成する２つの壁であって、ピンで支持するのではないということ）により行われることになるので、炭素質基材５に力が加わって炭素質基材５に位置ずれが生じても、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材５が倒れるのを抑制できる。
【００２９】
また、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７〔図８（ａ）参照〕は、１〜２ｍｍ程度であることが望ましい。これは、以下に示す理由による。即ち、図９に示すように、炭素質基材５はＣＶＤ装置内のガス流及び装置の回転力により回動するため、一方のナイフエッジ１３ｅ１と当接したり、他方のナイフエッジ１３ｅ２と当接したりする。これにより、炭素質基材５の一部にＳｉＣ被膜が形成されないような不都合を回避している。しかしながら、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７が大き過ぎると、炭素質基材５の倒れ角θが大きくなって、炭素質基材５はＣＶＤ装置内のガス流により他方のナイフエッジへ戻ることができなくなり、この結果、炭素質基材５の一部にＳｉＣ被膜が形成されなくなるという不都合が生じる。一方、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を余りにも小さくなるように規制すると、常に接触していなくても原料ガスの流路が狭いために、コーティングされないことや、溝１３ｄの加工精度を向上させなければならず、コストの高騰を招くという不都合を生じるからである。
【００３０】
尚、上述のような理由であれば、炭素質基材５の長さ（自立するときの高さ）が大きければ、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を更に大きくしても良いのではとも考えられるが、現状で用いられる炭素質基材５の最大長さを考慮すれば、距離Ｌ７は２ｍｍを限度とするのが望ましい。
【００３１】
次に、炭素質基材５の配置方法について、図１０（ａ）〜（ｃ）について説明する。尚、説明の簡素化を図るため、ザグリ５ａが１つの場合について説明する。
先ず、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、下部支持部材６上に炭素質基材５を配置し、更に、炭素質基材５上に上部支持部材１３を配置する。次に、図１０（ｃ）（ｄ）に示すように、嵌め合せ棒４ａに、嵌め合せ棒４ａの直径より若干大きな内径を有する嵌め合せ筒１１を嵌め込む。そして嵌め込みが終了すると、図１０（ｅ）（ｆ）に示すように、準備終了状態となる。尚、炭素質基材５と上部支持部材１３の溝１３ｄとの距離Ｌ７が小さくなり過ぎるような場合には、例えば、図１１に示すように、嵌め合せ棒４ａにリング状の調節部材２１を嵌め込むことにより、距離Ｌ７を調整することが可能である。
【００３２】
（その他の事項）
（１）図１２に示すように、台座１の延出部１ａ上に直接下部支持部材６を配置するのではなく、伸縮可能な支持棒２２を介して下部支持部材６を配置すれば、短尺の炭素質基材５にも対応することができる。したがって、小ロットのものが存在する場合でも大ロットのものと同時に処理できるので、生産性を一層向上させることができる。
【００３３】
（２）図１４に示すように、各冶具２４を放射状に配置し、図１３に示すように、炭素質基材５を半径方向と平行な方向と垂直な方向とに配置して、ＳｉＣ皮膜形成処理を行うこともできる。
【００３４】
（３）上部支持部材１３に形成される溝１３ｄとしてはＶ字状のものに限定するものではなく、図１５に示すように、コ字状或いはＵ字状であっても良い。但しこのような構成とした場合には、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を変化させることはできないので、炭素質基材５の厚みが同一のものにしか適用することができない。
【００３５】
（４）上部支持部材１３の配置位置は炭素質基材５の上端に限定するものではなく、図１６に示すように、炭素質基材５の中間位置に配置しても良い。但し、この場合には、炭素質基材５と溝１３ｄとの距離Ｌ７を上記と同様１〜２ｍｍとした場合であっても、図９に示したθが大きくなる。したがって、上部支持部材１３の配置位置は炭素質基材５の上端であることが最も望ましい。
【００３６】
（５）上記接点部８において、熱分解炭素層８ｂは、本体部８ａの外表面に直接形成したが、このような構成に限定するものではなく、図１７に示すように、内側形状が本体部８ａと同形状の膨張黒鉛シート２６の外表面に熱分解炭素層８ｂを形成した後、これを本体部８ａの外表面に被せるような構成であっても良い。尚、膨張黒鉛シート２６とは、酸処理した鱗状天然黒鉛を、高温膨張処理させたものを圧縮加圧することにより作製したシート状の黒鉛製品であり、可撓性を有している。また、当該シートは、不純物の少ない高純度品であることが好ましく、具体的には、２０ｐｐｍ以下、特に１０ｐｐｍ以下、その中でも５ｐｐｍ以下であることが望ましい。更に、熱分解炭素層８ｂの形成は、本体部８ａの外表面に直接熱分解炭素層８ｂを直接形成する方法と同様の方法で形成することができる。
（６）上記構成の上部支持部材１３では、２つの支持板（Ｖ字状の溝１３ｄを形成する２つの壁）が一体的に形成されているが、このような構造に限定するものではなく、別体に形成しても良い。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、ＣＶＤ装置は下記実施例の内容によって制限されるものではない。
〔実施例１〕
上記発明を実施するための形態の本文で示したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。尚、炭素質基材（サセプター）としては、直径８インチ、厚さ６ｍｍのものを用いた。このことは、下記実施例２及び下記比較例１〜３においても同様である。
このようにして作製したサセプターを、以下、本発明サセプターＡ１と称する。
【００３８】
〔実施例２〕
上記発明を実施するための形態における（その他の事項）の（５）で示したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、本発明サセプターＡ２と称する。
【００３９】
〔比較例１〕
炭素質基材を支持ピンにより複数点で支持しつつ、炭素質基材を横向き（寝かせた状態）に配置したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ１と称する。
【００４０】
〔比較例２〕
従来の技術の図２０で説明したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ２と称する。
【００４１】
〔比較例３〕
図１８に示すように、上部支持部材１３の本体部１３ｃと炭素質基材５とを常時接触させると共に、下部支持部材６における本体部８ａの外表面に熱分解炭素層８ｂを形成しないＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、比較サセプターＺ３と称する。
【００４２】
〔実験１〕
上記本発明サセプターＡ１、Ａ２及び比較サセプターＺ１〜Ｚ３の反り量、色ムラ発生率、外観、及び、ＳｉＣ被膜剥離の有無について調べたので、その結果を表１に示す。尚、実験条件（被膜形成条件）は、以下の通りである。
・実験条件
装置内の圧力：０．１〜７６０Ｔｏｒｒ
炉内の温度：１１５０〜１５００℃
導入ガス：ＣＨ３ＳｉＣｌ３ （メチルトリクロロシラン）と、
キャリアガスとして水素ガス
ＳｉＣ被膜の膜厚：４０〜６０μｍ
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、実施例１及び実施例２に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、炭素質基材は上部支持部材の本体部と断続的に接触するので、炭素質基材の一部がコーティングされないという不都合を回避できる（即ち、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜が均一にコーティングされる）。したがって、本発明サセプターＡ１、Ａ２では、反り量が少なく、色ムラ発生率を抑えることができるので外観が良好に保たれる。また、２つの板状の部材により炭素質基材の上端が支持されるので、炭素質基材が若干位置ずれ等しても初期の段階で位置ずれ等が規制されることになる。したがって、炭素質基材が転倒するのを抑止できる。加えて、下部支持部材の本体部に直接或いは膨張黒鉛を介して、ＳｉＣ被膜より剥がれ強度が小さな熱分解炭素層が形成されているので、下部支持部材から本発明サセプターＡ１、Ａ２を取り外した場合に、サセプターからＳｉＣ被膜が剥離するのを抑制できる。尚、このような場合、サセプター側に熱分解炭素が付着することがあるが、ＳｉＣ被膜と熱分解炭素との熱膨張係数は大きく異なるので、サセプターから熱分解炭素を容易に除去することができる。
【００４５】
これに対して、比較例１に示したＣＶＤ装置では、厚みが極めて小さな炭素質基材を横向きにして被膜形成するので、比較サセプターＺ１では反りやうねりが生じて、反り量が著しく多くなっていることが認められる。また、炭素質基材の横載置によって、ザグリ面側にパーティクルが載った状態で被膜形成が行われ、更に、支持ピンが炭素質基材と常時接していることから支持痕が残る等の理由により、比較サセプターＺ１では色ムラが多数認められた。更に、炭素質基材と支持ピンとに直接ＳｉＣ被膜が形成されることから、比較サセプターＺ１を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【００４６】
また、比較例２に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、ナイフエッジから炭素質基材がずれて当該炭素質基材が転倒したり、更には隣接する炭素質基材まで転倒することがあるため、比較サセプターＺ２ではＳｉＣ被膜ができていない箇所が生じ、色ムラ発生率が高くなることが認められた。加えて、このように均一なＳｉＣ被膜が形成されないため、比較サセプターＺ２では反り量が多くなっていることが認められる。更に、炭素質基材とナイフエッジとに直接ＳｉＣ被膜が形成されることから、比較サセプターＺ２を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【００４７】
更に、比較例３に示したＣＶＤ装置を用いた場合には、炭素質基材は上部支持部材によって常に支持されている（即ち、炭素質基材と上部支持部材とが常時接触している）ので、熱処理時に炭素質基材に大きな応力がかかり易くなって、比較サセプターＺ３の反り量が多くなっていることが認められた。また、下部支持部材の表面に熱分解炭素被膜が形成されていないことから、比較サセプターＺ３の色ムラ発生率が高くなり、しかも、比較サセプターＺ３を装置から取り外す際に、ＳｉＣ被膜の剥離が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のＣＶＤ装置は、半導体エピタキシャルグロース用サセプターの製造等に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
５：炭素質基材
６：下部支持部材
７：本体部
８：接点部
８ａ：本体部
８ｂ：熱分解炭素層
１３：上部支持部材
１３ｄ：溝
１３ｅ：ナイフエッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質基材を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、
上記支持部材は、上記炭素質基材が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材と、上記炭素質基材の上部を支持する上部支持部材とを有し、この上部支持部材は上記炭素質基材の外周縁に設けられると共に、２枚の支持板を備え、上記支持板間に形成された炭素質基材配置空間内に、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材が配置されることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
上記上部支持部材は上記炭素質基材の上端位置に配置されている、請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
上記遊びが１ｍｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
上部支持部材において、一体型の上記２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状である、請求項１〜３の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
上記下部支持部材の表面には熱分解炭素質層が存在する、請求項１〜４の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
上記下部支持部材と上記熱分解炭素質層との間には、熱膨張シートが存在する、請求項５に記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
複数の上記炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置される、請求項１〜６の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１】
炭素質基材を支持部材により支持した状態で、内部にガスを導入することにより、炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、
上記支持部材は、上記炭素質基材が載置されて炭素質基材の下部を支持する下部支持部材と、上記炭素質基材の上部を支持する上部支持部材とを有し、この上部支持部材は上記炭素質基材の外周縁に設けられると共に、２枚の支持板を備え、上記支持板間に形成された炭素質基材配置空間内に、十分な遊びを有する状態で上記炭素質基材が配置されることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
上記上部支持部材は上記炭素質基材の上端位置に配置されている、請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
上記遊びが１ｍｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
上部支持部材において、一体型の上記２枚の支持板により形成される炭素質基材配置空間が略Ｖ字状である、請求項１〜３の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
上記下部支持部材の表面には熱分解炭素質層が存在する、請求項１〜４の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
上記下部支持部材と上記熱分解炭素質層との間には、熱膨張シートが存在する、請求項５に記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
複数の上記炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置される、請求項１〜６の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１７４３３８（Ｐ２０１０−１７４３３８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１４２（Ｐ２００９−１９１４２）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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