(57)【要約】【課題】基板表面を高温加熱して清浄化する際に、装置内に残存している有機金属の未反応原料や反応生成物が再蒸発して基板に付着することを回避しうる成膜方法および装置を提供する。【解決手段】被処理物５を加熱する加熱空間１Ａと、被処理物５が露出し少なくとも成膜用の原料ガスが供給される成膜空間１Ｂとを含んで構成された反応処理装置Ａを準備し、上記反応処理装置Ａの外側に配置された清浄化処理装置Ｂにより被処理物５の表面を加熱してあらかじめ清浄化処理を行い、上記清浄化処理がなされた被処理物５を反応処理装置Ａの所定の箇所に取り付けて被処理物５に成膜を行う方法と装置である。このため、清浄化処理装置Ｂを不純物が被処理物５に付着しない環境で動作できるので、良質な清浄化表面に高品質の成膜ができる。【選択図】図２
2006054279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を加熱する加熱空間と、被処理物が露出し少なくとも成膜用の原料ガスが供給される成膜空間とを含んで構成された反応処理装置を準備し、上記反応処理装置の外側に配置された清浄化処理装置により被処理物の表面を加熱してあらかじめ清浄化処理を行い、上記清浄化処理がなされた被処理物を反応処理装置の所定の箇所に取り付けて被処理物に成膜を行うことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
上記清浄化処理がなされた被処理物を、真空状態を保持した状態で清浄化処理装置から反応処理装置へ搬送する請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
被処理物を加熱する加熱空間と、被処理物が露出し少なくとも成膜用の原料ガスが供給されて被処理物に対する成膜処理が行われる成膜空間とを含んで構成された反応処理装置に対して、上記反応処理装置の外側に配置され被処理物の表面を加熱して清浄化処理を行う清浄化処理装置が対になって構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
上記反応処理装置と清浄化処理装置への被処理物の搬送を真空状態を保持した状態で行うための搬送用空間を有する請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
上記清浄化処理装置は、被処理物を加熱する加熱空間と被処理物が露出し少なくとも清浄化用の清浄化ガスが供給される清浄化空間とを含んで構成され、上記成膜処理および清浄化処理は、被処理物が載置されて加熱空間と被処理物が露出して処理が行われる他の空間とを区画する区画部材に保持された状態で行われる請求項３または４記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮやＺｎＯ等の半導体を被処理物の表面に成長させる成膜方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子に使用されるＧａＮエピタキシャル膜は、一般的にＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）装置やＭＯ−ＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を用いて成膜することが行なわれている。
【特許文献１】特開平６−１３５７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のＭＢＥ装置やＭＯ−ＣＶＤ装置等を動作させて、サファイア等の基板にＧａＮやＺｎＯ等の化合物半導体をヘテロエピタキシャル成長で成膜する場合、最初に基板表面を１１００℃以上の高温で加熱し、基板表面の改質を行なって基板表面の清浄化処理が行なわれる。しかしながら、このような高温加熱を行なうと、上記ＭＢＥ装置やＭＯ−ＣＶＤ装置等の反応チャンバーの構成部材や原料ガス等の供給ヘッド等に凝縮している有機金属の未反応原料や反応生成物が再蒸発して、基板表面に付着するという問題がある。すなわち、基板表面の表面状態をクリーンに保つための高温加熱が、逆に基板表面を汚染させることになっていた。
【０００４】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、基板の表面状態のクリーン化を目的にして基板表面を高温加熱する際に、装置内に残存している有機金属の未反応原料や反応生成物が再蒸発して基板に付着することを回避しうる成膜方法および装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の成膜方法は、被処理物を加熱する加熱空間と、被処理物が露出し少なくとも成膜用の原料ガスが供給される成膜空間とを含んで構成された反応処理装置を準備し、上記反応処理装置の外側に配置された清浄化処理装置により被処理物の表面を加熱してあらかじめ清浄化処理を行い、上記清浄化処理がなされた被処理物を反応処理装置の所定の箇所に取り付けて被処理物に成膜を行うことを要旨とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、本発明の成膜装置は、被処理物を加熱する加熱空間と、被処理物が露出し少なくとも成膜用の原料ガスが供給されて被処理物に対する成膜処理が行われる成膜空間とを含んで構成された反応処理装置に対して、上記反応処理装置の外側に配置され被処理物の表面を加熱して清浄化処理を行う清浄化処理装置が対になって構成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記成膜方法において、上記のように、高温加熱下で行なわれる清浄化処理が、上記反応処理装置の外部である清浄化処理装置において行なわれるので、有機金属の未反応原料や反応生成物等が存在しない環境下で被処理物の清浄化処理ができ、良好な表面清浄化品質が確保できる。特に、被処理物は、加熱空間側から加熱されるとともに、原料ガスが供給される成膜空間に露出しているので、上記未反応原料や反応生成物が、被処理物の近傍において被処理物を支持する部材に付着しやすくなる。しかしながら、上記のような高温加熱による清浄化処理が別の箇所においてなされるので、未反応原料や反応生成物が再蒸発して被処理物の表面を汚染することがない。したがって、良好な清浄化状態の被処理物に対して安定した成膜を進行させることができ、表面にムラや凹凸のない良好な膜質を得ることができる。
【０００８】
本発明の成膜方法において、上記清浄化処理がなされた被処理物を、真空状態を保持した状態で清浄化処理装置から反応処理装置へ搬送する場合には、被処理物の清浄化状態を損なうような外気やその他の気体が被処理物に影響することがないので、良質な清浄化状態で成膜工程に移行することができ、安定した膜成長が開始され、良好な膜質を確保することができる。
【０００９】
上記成膜装置において、上記のように、高温加熱下で行なわれる清浄化処理が、上記反応処理装置の外部である清浄化処理装置において行なわれるので、有機金属の未反応原料や反応生成物等が存在しない環境下で被処理物の清浄化処理ができ、良好な表面清浄化品質が確保できる。特に、被処理物は、加熱空間側から加熱されるとともに、原料ガスが供給される成膜空間に露出しているので、上記未反応原料や反応生成物が、被処理物の近傍において被処理物を支持する部材に付着しやすくなる。しかしながら、上記のような高温加熱による清浄化処理が別の箇所においてなされるので、未反応原料や反応生成物が再蒸発して被処理物の表面を汚染することがない。したがって、良好な清浄化状態の被処理物に対して安定した成膜を進行させることができ、表面にムラや凹凸のない良好な膜質を得ることができる。さらに、清浄化処理装置においては、未反応原料や反応生成物のような物質が堆積するような現象がないので、装置の各部の損耗が少なく、耐久性を向上することができる。また、反応処理装置においても、バッファー層形成のための低温加熱から加熱が開始されるので、熱衝撃的に有利であり、同様に耐久性向上にとって有効である。
【００１０】
本発明の成膜装置において、上記反応処理装置と清浄化処理装置への被処理物の搬送を真空状態を保持した状態で行うための搬送用空間を有する場合には、上記搬送用空間を設置することにより、被処理物は清浄化処理装置から反応処理装置への移行において、常時、真空状態とされる。したがって、被処理物の清浄化状態を損なうような外気やその他の気体が被処理物に影響することがないので、良質な清浄化状態で成膜工程に移行することができ、安定した膜成長が開始され、良好な膜質を確保することができる。
【００１１】
本発明の成膜装置において、上記清浄化処理装置は、被処理物を加熱する加熱空間と被処理物が露出し少なくとも清浄化用の清浄化ガスが供給される清浄化空間とを含んで構成され、上記成膜処理および清浄化処理は、被処理物が載置されて加熱空間と被処理物が露出して処理が行われる他の空間とを区画する区画部材に保持された状態で行われる場合には、被処理物を上記区画部材に保持した状態で清浄化処理装置から反応処理装置へ移送することができ、移送途上で被処理物に何等かの部材が接触するようなことを回避し、被処理物の処理品質を損なわないようにすることが可能となる。また、区画部材が被処理物を保持する一種の搬送治具のような機能を果たすので、清浄化処理装置や反応処理装置への搬入搬出が行ないやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、本発明の成膜方法および装置を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図７は、本発明の成膜方法および装置の一実施例を示す。
【００１４】
図１は、本発明による成膜方法を実施する成膜装置を全体的に示す概念的な構成図である。
【００１５】
図中Ａは、成膜がなされる基板、例えばサファイア基板にバッファ層を形成しその上にＧａＮ膜やＺｎＯ膜等の膜成長を行なう反応処理装置である。また、図中Ｂは、上記反応処理装置で成膜を行なう前に上記基板の表面をあらかじめ清浄化する清浄化処理装置である。さらに、図中Ｃは、搬送用空間として機能する真空中継室であり、反応処理装置Ａとゲート装置２Ｃを介して連通できるようになっており、また、清浄化処理装置Ｂともゲート装置２３を介して連通できるようになっている。
【００１６】
そして、真空中継室Ｃには、基板を反応処理装置Ａや清浄化処理装置Ｂに搬入搬出するためのロボット装置１７が設置されている。１７Ａはロボット装置１７のクランプジョーである。また、上記真空中継室Ｃには、ゲート装置３０を介して導入送出室Ｄが配置されている。上記基板は、保持治具に相当する部材に保持されて成膜が行なわれるもので、後述の反応処理装置Ａ内に配置されている分離板に保持されている。
【００１７】
基板は、大気中で中央に開口部が設けられた環状のホルダーに保持され、導入送出室Ｄに搬入されてから導入送出室Ｄ内が真空ポンプで真空にされる。ついで、ゲート装置３０が開かれ、ロボット装置１７のクランプジョー１７Ａが延びてきてホルダーをクランプし、ホルダーを真空中継室Ｃに搬入すると、ゲート装置３０が閉じられる。その後、ゲート装置２３が開かれてホルダーが清浄化処理装置Ｂ内にロボット装置１７で搬入されてゲート装置２３が閉じられると、清浄化処理装置Ｂにおいて基板表面の清浄化処理がなされる。
【００１８】
清浄化処理装置Ｂでの清浄化処理が完了すると、ゲート装置２３が開いてホルダーが取り出される。その後、ゲート装置２Ｃが開いて反応処理装置Ａ内にホルダーが搬入され、基板が反応処理装置Ａ内の所定位置にセットされて、バッファ層の形成とＧａＮ膜やＺｎＯ膜等の化合物半導体が成膜される。
【００１９】
反応処理装置Ａにおいて成膜が完了すると、ホルダーはロボット装置１７で導入送出室Ｄに送られ、成膜が完了した基板が取り出される。その後、つぎの基板がホルダーに保持されて、上述のサイクルが繰り返される。
【００２０】
図１の構成図に示されている反応処理装置Ａ，清浄化処理装置Ｂの詳細な構造は、以下に説明するとおりである。
【００２１】
図２は、反応処理装置Ａの全体構造を示す断面図である。この装置は、内部が処理空間１とされた処理容器２内に区画部材である分離板３が設けられ、上記分離板３にあけた開口４に板状部材を環状に成形したホルダー３Ａを合致させ、上記ホルダー３Ａに被処理物である板状のサファイア基板５が載置されている。サファイア基板５の裏面側である上方に加熱ヒータＨが配置されて、加熱空間１Ａが形成されている。また、ホルダー３Ａやサファイア基板５の下側の処理空間１が、各種の処理ガスが供給される成膜空間１Ｂとされている。そして、処理空間１を真空にする真空ポンプ（図示していない）が配置され、排気口６から処理空間１内が真空排気されるようになっている。なお、８は加熱用のリフレクタである。
【００２２】
上記ホルダー３Ａの形状はいろいろなものが採用できるが、例えば、耐熱性に優れた板材を円形に成形して用いるのが、製作や搬送等の面から有利である。また、ホルダー３Ａが円形である場合にはサファイア基板５も円形にするのが好ましい。
【００２３】
上記サファイア基板５に対する処理ガスすなわち原料ガスの供給は、供給流路から処理空間１内すなわち成膜空間１Ｂに対して行なわれる。この例では、成膜空間１Ｂ内へ供給される処理ガスはガス噴出ヘッド７を経由するようになっている。上記ガス噴出ヘッド７は、上記ホルダー３Ａやそれに載置されたサファイア基板５の下側の成膜空間１Ｂ内に配置されている。このガス噴出ヘッド７から噴射された処理ガスにより、サファイア基板５の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理が施されて、青色ＬＥＤ等の発光素子に用いられるＧａＮエピタキシャル膜が成膜される。
【００２４】
この実施例は、ＧａＮエピタキシャル膜を成膜するものであり、原料ガスとしてＴＭＡ（テトラメチルアルミニウム），ＴＭＧ（テトラメチルガリウム）とＮＨ３が用いられている。上記の原料ガスの反応によりサファイア基板５の表面に低温でバッファ層が成膜され、その上に高温でＧａＮ膜が成膜される。
【００２５】
ガス噴出ヘッド（シャワーヘッドとも呼ばれている）７は、仕切り板９を介して第１拡散室１０と第２拡散室１１に区画され、上記第１拡散室１０には後述の第１供給流路１５が開口し、また、上記第２拡散室１１には後述の第２供給流路１６が開口している。第２拡散室１１のサファイア基板５側には、当該サファイア基板５に面した状態で開口板１２が配置されている。上記開口板１２には、図４に拡大して示すように、複数の噴出開口１３，１４が接近した状態で配置されている。１つの噴出開口１３は開口板１２に直接設けた円形の穴１３Ａであり、もう１つの噴出開口１４は上記噴出開口１３よりも小径の断面円形のパイプ１４Ａである。上記穴１３Ａは第２拡散室１１に連通しており、上記パイプ１４Ａは仕切り板９を貫通して第１拡散室１０に連通している。したがって、噴出開口１３すなわち穴１３Ａと噴出開口１４すなわちパイプ１４Ａは同心状に配置されて、接近した位置関係になっている。
【００２６】
図２に示すように、上記第１供給流路１５に、原料ガスであるＴＭＡ（テトラメチルアルミニウム），ＴＭＧ（テトラメチルガリウム）が供給され、もう一方の原料ガスであるＮＨ３が上記第２供給流路１６に供給される。図示していないが、各原料ガスの供給流量を所定の流量に制御するマスフローコントローラ（流量調節計）が配置されており、所定厚さのバッファ層やＧａＮ膜の成膜厚さが求められるようになっている。
【００２７】
図２に示すように、上記区画部材である分離板３は、処理容器２の内壁に固定した所定個数の支持突起２Ａ上に取り付けられ、分離板３の近傍に処理容器２の側部に設けた搬入搬出口２Ｂが形成されている。この搬入搬出口２Ｂを開閉するゲート装置２Ｃが処理容器２の外側部に設けられ、上記ゲート装置２Ｃが開かれると、処理空間１と上記真空中継室Ｃとが連通するようになっている。ホルダー３Ａにサファイア基板５を載置した状態で搬入搬出口２Ｂから出し入れするために、自動搬送手段であるロボット装置１７が設けられている。１７Ａは、ホルダー３Ａの端部を掴むクランプジョーであり、ロボット装置１７を動作させてサファイア基板５が載置されたホルダー３Ａを搬入搬出口２Ｂから出し入れするようになっている。なお、ホルダー３Ａを用いず、サファイア基板５を直接分離板３に載置するようにサファイア基板５を出し入れしてもよい。
【００２８】
上記クランプジョー１７Ａがホルダー３Ａをクランプできるようにするために、図示していないが、搬入搬出口２Ｂの近傍の分離板３の内周部に切欠き部を設け、この切欠き部によって構成された通過空間にクランプジョー１７Ａを通してホルダー３Ａをクランプする。なお、サファイア基板５が大きい場合には、ホルダー３Ａの使用を止めてサファイア基板５を直接分離板３に保持するようにする。
【００２９】
上記サファイア基板５は、最初に基板表面を１１００℃以上の高温で加熱し、基板表面の改質を行なって基板表面の清浄化処理が行なわれる。この清浄化処理を行なうために、反応処理装置Ａの外側に別個の装置として、図３に示すように、清浄化処理装置Ｂが設けられている。
【００３０】
上記清浄化処理装置Ｂは、処理室１８の内壁に所定個数の支持突起１８Ａが設けられ、この支持突起１８Ａの上に分離板３Ｂが取り付けられている。そして、サファイヤ基板５を支持しているホルダー３Ａが分離板３Ｂに載置されるようになっている。ホルダー３Ａの下側の空間が清浄化空間１９とされ、ホルダー３Ａの上側の空間が加熱空間２０とされている。上記加熱空間２０には、サファイア基板５の裏面側を加熱する加熱ヒータ２１が配置され、その背後にリフレクタ２２が設けられている。
【００３１】
上記処理室１８の側部に搬入搬出口２４が設けられ、ここに上記ゲート装置２３が配置してある。このゲート装置２３が開かれると、処理室１８が真空中継室Ｃに連通するようになっている。ホルダー３Ａにサファイア基板５を載置した状態で搬入搬出口２４から出し入れするために、上記ロボット装置１７が搬入搬出口２４内に進入できるようになっている。クランプジョー１７Ａがホルダー３Ａの端部をクランプして、サファイア基板５が載置されたホルダー３Ａを搬入搬出口２４から出し入れする。清浄化処理装置Ｂ内に配置されるホルダー３Ａは反応処理装置Ａ内のホルダー３Ａと共通の部材である。なお、清浄化処理装置Ｂの分離板３Ｂにも上記と同様な切欠き部が設けられ、この切欠き部による空間を経てクランプジョー１７Ａがホルダー３Ａをクランプするようになっている。また、サファイア基板５が大きい場合には、ホルダー３Ａの使用を止めてサファイア基板５を直接分離板３Ｂに保持するようにする。
【００３２】
上記清浄化空間１９に開口している導入管２５に水素ガス流を断続する開閉弁２６が取り付けられ、同様に清浄化空間１９に開口している排気管２７に真空ポンプ２８が接続してある。
【００３３】
サファイア基板５の表面を清浄化する動作を説明する。図３は、サファイア基板５を保持したホルダー３Ａが支持突起１８Ａに載置され、ゲート装置２３と開閉弁２６が閉じられて処理室１８が密閉された状態を示している。この状態で加熱ヒータ２１により、サファイア基板５を１１００℃に加熱し、真空ポンプ２８で処理室１８内を真空にしてから開閉弁２６を開いて水素ガスを清浄化空間１９内に導入する。このような一連の過程により、サファイア基板５の表面が清浄化される。清浄化が完了すると、開閉弁２６が閉じられて水素ガスの供給が停止され、加熱ヒータ２１の発熱も停止される。また、処理室１８の真空状態を維持するために、真空ポンプ２８は継続して動作している。
【００３４】
このような清浄化処理が完了すると、ゲート装置２３が開いてロボット装置１７のクランプジョー１７Ａが進出してホルダー３Ａの端部をクランプし、処理室１８から真空中継室Ｃに搬出する。その後、反応処理装置Ａのゲート装置２Ｃが開いてホルダー３Ａが処理空間１内に搬入され、支持突起２Ａ上に載置され、図６に示すように、バッファー層２９とその上にＧａＮ膜３１が形成される。
【００３５】
上記のように、清浄化処理がなされたサファイア基板５は、真空状態の清浄化処理装置Ｂ内から真空中継室Ｃを経て、真空状態の反応処理装置Ａ内に搬送される。すなわち、清浄化処理がなされたサファイア基板５を、真空状態を保持した状態で清浄化処理装置Ｂから反応処理装置Ａへ搬送するのである。したがって、サファイア基板５の清浄化状態に何の変化を来すこともなく、成膜工程に移行することができて、品質の安定したＧａＮ成膜が得られる。また、サファイア基板５の清浄化処理は、サファイア基板５の膜成長面の状態をコントロールし、成膜の成長を促進するので、膜質の良好なＧａＮ膜が得られる。
【００３６】
なお、上記各ゲート装置２Ｃ，２３，３０は、真空中継室Ｃと反応処理装置Ａ，清浄化処理装置Ｂおよび導入送出室Ｄとの間を遮断したり連通したりするとともに、各ゲート装置２Ｃ，２３，３０から外気が内部に入らない構造とされている。また、真空中継室Ｃと導入送出室Ｄには、それぞれ真空ポンプ３２，３３（図１参照）が取り付けられている。
【００３７】
図５は、ＧａＮ成膜のシーケンスを示す図であり、清浄化処理装置Ｂにおいて１１００℃の高温条件下で水素ガスが供給されて、基板クリーニングがなされる。ついで、清浄化処理が完了したサファイア基板５が反応処理装置Ａ内に真空状態を保持したまま移送され、ここで最初に５００℃の低温条件下でＴＭＡ（テトラメチルアルミニウム）とＮＨ３が供給される。このＴＭＡとＮＨ３が原料ガスとなって、サファイア基板５の表面にＡｌＮ（窒化アルミニウム）のバッファ層２９が形成される。
【００３８】
さらに、ＮＨ３を供給し続けている間に、サファイア基板５を１０５０℃に加熱し、この加熱と略同期させてＴＭＧ（テトラメチルガリウム）を供給すると、ＧａＮ（窒化ガリウム）の膜成長がなされる。この膜成長が所定の膜厚になったところで上記１０５０℃の加熱とＮＨ３およびＴＭＧの供給を停止する。
【００３９】
上記の成膜シーケンスによって得られる膜の厚さは、バッファ層２９が数十ｎｍ（ナノメータ）、ＧａＮ膜３１は０．５〜数μｍである。
【００４０】
上記のＧａＮ成膜シーケンスによって得られた成膜状態は、図７に示す写真のとおりであり、図８および図９に示す従来方法による成膜状態と比較すると、本発明による成膜の方が安定した成膜により、膜表面にムラや凹凸のない良好な膜質を呈していることが認められる。
【００４１】
上記の例では、ＧａＮ膜を成膜するものであるが、本発明による成膜方法を、白色の発光ダイオード(ＬＥＤ）等の発光素子に使用されるＺｎＯエピタキシャル膜や、その他の化合物によるエピタキシャル膜の成膜に適用することも可能である。
【００４２】
上記実施例による作用効果を列記すると、つぎのとおりである。
【００４３】
上記成膜方法において、上記のように、高温加熱下で行なわれる清浄化処理が、上記反応処理装置Ａの外部である清浄化処理装置Ｂにおいて行なわれるので、有機金属の未反応原料や反応生成物等が存在しない環境下でサファイア基板５の表面の清浄化処理ができ、良好な表面清浄化品質が確保できる。特に、サファイア基板５は、加熱空間１Ａ側から加熱されるとともに、原料ガスであるＴＭＡ（テトラメチルアルミニウム），ＴＭＧ（テトラメチルガリウム）およびＮＨ３が供給される成膜空間１Ｂに露出しているので、上記未反応原料や反応生成物が、サファイア基板５の近傍においてサファイア基板５を支持する分離板３に付着しやすくなる。しかしながら、上記のような高温加熱による清浄化処理が別の箇所においてなされるので、未反応原料や反応生成物が再蒸発してサファイア基板５の表面を汚染することがない。したがって、良好な清浄化状態のサファイア基板５に対して安定した成膜を進行させることができ、表面にムラや凹凸のない良好な膜質を得ることができる。
【００４４】
上記清浄化処理がなされたサファイア基板５を、真空状態を保持した状態で清浄化処理装置Ｂから反応処理装置Ａへ搬送するものであるから、サファイア基板５の清浄化状態を損なうような外気やその他の気体がサファイア基板５に影響することがなく、良質な清浄化状態で成膜工程に移行することができ、安定した膜成長が開始され、良好な膜質を確保することができる。
【００４５】
上記成膜装置においては、上記成膜方法と同様な作用効果が得られる。さらに、清浄化処理装置Ｂにおいては、未反応原料や反応生成物のような物質が堆積するような現象がないので、装置の各部の損耗が少なく、耐久性を向上することができる。また、反応処理装置Ａにおいても、バッファ層形成のための低温加熱から加熱が開始されるので、熱衝撃的に有利であり、同様に耐久性向上にとって有効である。
【００４６】
上記反応処理装置Ａと清浄化処理装置Ｂへのサファイア基板５の搬送を真空状態を保持した状態で行うための真空中継室Ｃを有することから、上記真空中継室Ｃを設置することにより、サファイア基板５は清浄化処理装置Ｂから反応処理装置Ａへの移行において、常時、真空状態とされる。したがって、サファイア基板５の清浄化状態を損なうような外気やその他の気体がサファイア基板５に影響することがないので、良質な清浄化状態で成膜工程に移行することができ、安定した膜成長が開始され、良好な膜質を確保することができる。
【００４７】
上記清浄化処理装置Ｂは、サファイア基板５を加熱する加熱空間２０とサファイア基板５が露出し少なくとも清浄化用の水素ガスが供給される清浄化空間１９とを含んで構成され、上記成膜処理および清浄化処理は、サファイア基板５が載置されて加熱空間２０，１Ａとサファイア基板５が露出して処理が行われる他の空間である清浄化空間１９，成膜空間１Ｂとを区画するホルダー３Ａに保持された状態で行われるものであるから、サファイア基板５を上記ホルダー３Ａに保持した状態で清浄化処理装置Ｂから反応処理装置Ａへ移送することができ、移送途上でサファイア基板５に何等かの部材が接触するようなことを回避し、サファイア基板５の処理品質を損なわないようにすることが可能となる。また、ホルダー３Ａがサファイア基板５を保持する一種の搬送治具のような機能を果たすので、清浄化処理装置Ｂや反応処理装置Ａへの搬入搬出が行ないやすくなる。
【００４８】
清浄化処理装置Ｂ内に配置されるホルダー３Ａは反応処理装置Ａ内のホルダー３Ａと共通の部材であるから、上記ホルダー３Ａをサファイア基板５の搬送治具のような役割で移動させることができ、生産性向上に有効である。さらに、あらかじめサファイア基板５が保持されたホルダー３Ａを多数準備しておくことにより、一層、生産効率を高めることができる。
【００４９】
上記ロボット装置１７が設置された真空中継室Ｃの周囲に、ゲート装置２Ｃ，２３および３０を介して反応処理装置Ａ，清浄化処理装置Ｂおよび導入送出室Ｄが配置されているので、成膜装置を含む成膜プラントとして操業性に優れたコンパクトな設備が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
高温加熱のもとで行なわれる被処理物の清浄化処理が、反応処理装置とは別の箇所で行なわれるので、種々な原料ガスによる成膜が高い品質レベルで形成でき、化合物半導体をはじめとして広域な産業分野で活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の成膜装置が配置される状態を示す概念的な構成図である。
【図２】反応処理装置の断面図である。
【図３】清浄化処理装置の断面図である。
【図４】噴出開口部分の拡大断面図である。
【図５】ＧａＮ成膜のシーケンス図である。
【図６】サファイア基板に成膜された状態を示す断面図である。
【図７】本発明の方法によるＧａＮ膜の写真である。
【図８】従来の方法によるＧａＮ膜の写真である。
【図９】従来の方法によるＧａＮ膜の写真である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ      反応処理装置
Ｂ      清浄化処理装置
Ｃ      真空中継室
Ｄ      導入送出室
１      処理空間
１Ａ    加熱空間
１Ｂ    成膜空間
２      処理容器
２Ａ    支持突起
２Ｂ    搬入搬出口
２Ｃ    ゲート装置
３      分離板，区画部材
３Ａ    ホルダー
３Ｂ    分離板，区画部材
４      開口
５      被処理物，サファイア基板
６      排気口
７      ガス噴出ヘッド
Ｈ      加熱ヒータ
８      リフレクタ
９      仕切り板
１０      第１拡散室
１１      第２拡散室
１２      開口板
１３      噴出開口
１３Ａ    穴
１４      噴出開口
１４Ａ    パイプ
１５      第１供給流路
１５Ａ    パイプ部材
１６      第２供給流路
１６Ａ    供給管
１６Ｂ    噴口
１７      ロボット装置
１７Ａ    クランプジョー
１８      処理室
１８Ａ    支持突起
１９      清浄化空間
２０      加熱空間
２１      加熱ヒータ
２２      リフレクタ
２３      ゲート装置
２４      搬入搬出口
２５      導入管
２６      開閉弁
２７      排気管
２８      真空ポンプ
２９      バッファ層
３０      ゲート装置
３１      ＧａＮ膜
３２      真空ポンプ
３３      真空ポンプ
【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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