(57)【要約】【課題】パーティクルの影響や、基板裏面への転写や基板裏面への不所望な成膜の問題を解消して化合物半導体膜成膜用の基板を自動的に移載することができる化合物半導体膜成膜用基板の移載装置および移載方法を提供する。【解決手段】移載装置１７０は、基板ホルダー４０を支持する支持部７０と、基板ホルダー４０の基板保持部８０において基板を昇降可能な昇降部材９１と、昇降部材９１の昇降にともなって昇降し、昇降部材９１が基板を受け取る際に、基板Ｗと昇降部材９１との間に介在され、基板が基板保持部に保持された際に、基板Ｗの裏面側で基板ホルダー４０の昇降部材９１が挿通する穴８１を遮蔽する遮蔽部材８２とを有する。そして、昇降部材９１が上昇した状態で、搬送装置２０１により、遮蔽部材８２の上に基板Ｗを載置し、または遮蔽部材８２上の基板Ｗを搬送する。【選択図】図４
2015002292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体膜成膜用の基板を基板ホルダーに対して移載する化合物半導体膜成膜用基板の移載装置であって、
前記基板ホルダーを支持する支持部と、
前記基板ホルダーの基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材と、
前記昇降部材の昇降にともなって昇降し、前記昇降部材が基板を受け取る際に、基板と前記昇降部材との間に介在され、基板が前記基板保持部に保持された際に、基板の裏面側で前記基板ホルダーの前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材と
を有し、
前記昇降部材が上昇した状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送することを特徴とする化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項２】
前記基板ホルダーは、複数の基板保持部を有することを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項３】
前記複数の基板保持部が前記昇降部材に適合するように、前記基板ホルダーを回転させる回転機構を有することを特徴とする請求項２に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項４】
前記移載装置は、前記化合物半導体膜を成膜する装置とは別個に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＳｉＣコートグラファイト、グラファイトのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項６】
前記基板ホルダーを収容し、その内部で基板の移載が行われる容器と、
容器内に清浄空気のダウンフローを形成する手段とをさらに有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載装置。
【請求項７】
化合物半導体膜成膜用の基板を基板ホルダーに対して移載する化合物半導体膜成膜用基板の移載方法であって、
前記基板ホルダーは基板を保持する基板保持部を有し、
前記基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材を設け、
基板を移載する際には、前記昇降部材を前記遮蔽部材とともに上昇させ、その状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送し、
基板を前記基板保持部に保持した際に、基板の裏面側で前記遮蔽部材が前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽することを特徴とする化合物半導体膜成膜用基板の移載方法。
【請求項８】
前記基板ホルダーは、複数の基板保持部を有することを特徴とする請求項７に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載方法。
【請求項９】
前記複数の基板保持部が前記昇降部材に適合するように、前記基板ホルダーを回転させることを特徴とする請求項８に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載方法。
【請求項１０】
前記遮蔽部材は、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＳｉＣコートグラファイト、グラファイトのいずれかであることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の化合物半導体膜成膜用基板の移載方法。
【請求項１１】
複数の基板保持部を有する基板ホルダーに対して複数の化合物半導体膜成膜用の基板の移載を行う移載装置と、
前記移載装置により複数の基板が載置された前記基板ホルダーが搬入され、前記基板ホルダーに載置された複数の基板に化合物半導体膜を成膜する成膜処理装置と、
前記移載装置と前記成膜処理装置との間で基板ホルダーを搬送する搬送装置と
を有する成膜システムであって、
前記移載装置は、
前記基板ホルダーを支持する支持部と、
前記基板ホルダーの基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材と、
前記昇降部材の昇降にともなって昇降し、前記昇降部材が基板を受け取る際に、基板と前記昇降部材との間に介在され、基板が前記基板保持部に保持された際に、基板の裏面側で前記基板ホルダーの前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材と
を有し、
前記昇降部材が上昇した状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送することを特徴とする化合物半導体膜の成膜システム。
【請求項１２】
複数の基板保持部を有する基板ホルダーに対して複数の化合物半導体膜成膜用の基板を移載した後、前記基板ホルダーを成膜処理装置に搬送して前記基板ホルダーに載置された複数の基板に化合物半導体膜を成膜する成膜方法であって、
前記基板ホルダーの前記基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材を設け、
基板を移載する際には、前記昇降部材を前記遮蔽部材とともに上昇させ、その状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送し、
基板を前記基板保持部に保持した際に、基板裏面側で前記遮蔽部材が前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽することを特徴とする化合物半導体膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体膜成膜用基板の移載装置および移載方法、ならびに化合物半導体膜の成膜システムおよび成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ等の化合物半導体は、Ｓｉよりも省エネルギーや小型化を実現できることが期待され、次世代半導体として注目されている。これら化合物半導体の製造には、基板上に有機金属原料を用いて化合物半導体膜を成膜してエピタキシャル成長させる有機金属エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法が多用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法により化合物半導体膜を成膜する際には、基板上に基板結晶と同じ方位関係を有する単結晶を良好な結晶性を保持しつつ成長させるため、１０００℃以上の高温で長時間かけて成膜を行う必要がある。
【０００４】
このため、シリコン基板上へのメタル成膜等のような枚葉成膜とは異なり、スループット向上の観点から、ホルダー上に複数の基板を配置して処理を行うセミバッチ方式が採用され、また、高温加熱の必要性から誘導加熱方式が採用される（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０２４２２１号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、化合物半導体膜の成膜処理は、シリコン基板における成膜処理等とは処理温度や処理方式が異なるため、従来からシリコン基板の処理装置において採用されていた基板移載機構をそのまま採用することができない。このため、従来の化合物半導体膜の成膜処理装置では、ホルダーを装置外に取り出して、オペレータがピンセットにて化合物半導体製造用の基板の移載を行っている。
【０００７】
しかし、単結晶を成長させる際には、わずかなパーティクルであっても結晶に欠陥を生じさせるおそれがあり、オペレータがピンセットにて基板をセットする場合には、その際に発生するパーティクルによる結晶の欠陥により歩留まりが低下するという問題がある。
【０００８】
また、基板を自動移載するための移載装置も検討されているが、基板裏面への転写や基板裏面への不所望な堆積物の形成の問題を解消することができていない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、パーティクルの影響や、基板裏面への転写や基板裏面への不所望な成膜の問題を解消して化合物半導体膜成膜用の基板を自動的に移載することができる化合物半導体膜成膜用基板の移載装置および移載方法、ならびに化合物半導体膜の成膜システムおよび成膜方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、化合物半導体膜成膜用の基板を基板ホルダーに対して移載する化合物半導体膜成膜用基板の移載装置であって、前記基板ホルダーを支持する支持部と、前記基板ホルダーの基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材と、前記昇降部材の昇降にともなって昇降し、前記昇降部材が基板を受け取る際に、基板と前記昇降部材との間に介在され、基板が前記基板保持部に保持された際に、基板の裏面側で前記基板ホルダーの前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材とを有し、前記昇降部材が上昇した状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送することを特徴とする化合物半導体膜成膜用基板の移載装置を提供する。
【００１１】
前記基板ホルダーは、複数の基板保持部を有することが好ましい。この場合に、前記複数の基板保持部が前記昇降部材に適合するように、前記基板ホルダーを回転させる回転機構を有することが好ましい。
【００１２】
前記移載装置は、前記化合物半導体膜を成膜する装置とは別個に設けられていることが好ましい。また、前記遮蔽部材としては、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＳｉＣコートグラファイト、グラファイトのいずれかを用いることができる。
【００１３】
前記基板ホルダーを収容し、その内部で基板の移載が行われる容器と、容器内に清浄空気のダウンフローを形成する手段とをさらに有することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の観点では、化合物半導体膜成膜用の基板を基板ホルダーに対して移載する化合物半導体膜成膜用基板の移載方法であって、前記基板ホルダーは基板を保持する基板保持部を有し、前記基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材を設け、基板を移載する際には、前記昇降部材を前記遮蔽部材とともに上昇させ、その状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送し、基板を前記基板保持部に保持した際に、基板の裏面側で前記遮蔽部材が前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽することを特徴とする化合物半導体膜成膜用基板の移載方法を提供する。
【００１５】
本発明の第３の観点では、複数の基板保持部を有する基板ホルダーに対して複数の化合物半導体膜成膜用の基板の移載を行う移載装置と、前記移載装置により複数の基板が載置された前記基板ホルダーが搬入され、前記基板ホルダーに載置された複数の基板に化合物半導体膜を成膜する成膜処理装置と、前記移載装置と前記成膜処理装置との間で基板ホルダーを搬送する搬送装置とを有する成膜システムであって、前記移載装置は、前記基板ホルダーを支持する支持部と、前記基板ホルダーの基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材と、前記昇降部材の昇降にともなって昇降し、前記昇降部材が基板を受け取る際に、基板と前記昇降部材との間に介在され、基板が前記基板保持部に保持された際に、基板の裏面側で前記基板ホルダーの前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材とを有し、前記昇降部材が上昇した状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送することを特徴とする化合物半導体膜の成膜システムを提供する。
【００１６】
本発明の第４の観点では、複数の基板保持部を有する基板ホルダーに対して複数の化合物半導体膜成膜用の基板を移載した後、前記基板ホルダーを成膜処理装置に搬送して前記基板ホルダーに載置された複数の基板に化合物半導体膜を成膜する成膜方法であって、前記基板ホルダーの前記基板保持部において基板を昇降可能な昇降部材が挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材を設け、基板を移載する際には、前記昇降部材を前記遮蔽部材とともに上昇させ、その状態で、搬送装置により、前記遮蔽部材の上に基板を載置し、または前記遮蔽部材上の基板を搬送し、基板を前記基板保持部に保持した際に、基板の裏面側で前記遮蔽部材が前記昇降部材が挿通する穴を遮蔽することを特徴とする化合物半導体膜の成膜方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板ホルダーに対する基板の移載を自動的に行うことができるので、オペレータが介在することによるパーティクルの影響を排除することができる。また、基板ホルダーにおいて、基板の裏面側に昇降部材の挿通する穴を遮蔽する遮蔽部材が設けられているので、成膜の際に、基板の裏面へ昇華物や堆積物が形成されることや、基板の裏面に昇降部材等の転写が生じることを効果的に抑制することができる。このため、デバイス製作時の抵抗値への悪影響や、付着物による種々の計測への悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される化合物半導体膜の成膜システムの一例を示す模式図である。
【図２】図１の成膜システムにおける成膜処理装置の概略構成図である。
【図３】図１の成膜システムにおける成膜処理装置の処理容器の内部を示す断面図である。
【図４】図１の成膜システムにおける移載装置を示す断面図である。
【図５】ホルダーを示す平面図である。
【図６】ホルダーの基板保持部を示す断面図である。
【図７】移載装置の処理容器内にホルダーを搬入する状態を示す断面図である。
【図８】搬送装置のフォークがホルダーを支持した状態を示す平面図である。
【図９】搬送装置のフォークが基板を支持した状態を示す平面図である。
【図１０】移載装置における基板の受け渡し動作（ローディング動作）を説明するための工程図である。
【図１１】移載装置における基板の受け取り動作（アンローディング動作）を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用される化合物半導体膜の成膜システムの一例を示す模式図である。ここでは、基板（ウエハ）上にエピタキシャル成長により化合物半導体膜としてのＳｉＣ膜を成膜するセミバッチ式の成膜システムを例にとって説明する。
【００２０】
図１の成膜システム２００は、複数枚の基板が載置された板状のホルダーを収容して、ホルダー上の複数の基板にＳｉＣ膜を成膜する２つの成膜処理装置１００を有している。これら２つの成膜処理装置１００は、内部に搬送装置（図示せず）を有する搬送室１１０に接続されている。また、搬送室１１０には２つのロードロック室１２０が接続されている。なお、成膜処理装置１００およびロードロック室１２０の数は２つに限らない。
【００２１】
これら２つロードロック室１２０は、搬送室１１０の反対側に位置する搬入出室１３０にも接続されている。搬入出室１３０は平面形状が矩形状であり、ロードロック室１２０の反対側の壁には、複数の基板が収容可能な２つの基板用キャリア１４０および複数のホルダーが収容可能な１つのホルダー用キャリア１５０が接続可能となっている。なお、搬入出室１３０に接続可能なキャリア１４０、１５０の数は任意である。
【００２２】
また、搬入出室１３０の一方の側壁には位置合わせ装置１６０が接続され、他方の側壁にはホルダーに対する基板の着脱を行う移載装置１７０が接続されている。搬入出室１３０内には、基板およびホルダーの搬送を行う搬送装置（図示せず）が設けられている。搬送装置は、一つで基板搬送用およびホルダー搬送用を兼用してもよいし、基板搬送用とホルダー搬送用の搬送装置を別々に設けてもよい。また、共通の搬送装置に基板搬送用の保持部とホルダー搬送用の保持部とを設けたものであってもよい。
【００２３】
成膜処理装置１００と搬送室１１０との間、ロードロック室１２０と搬送室１１０との間、およびロードロック室１２０と搬入出室１３０との間には、これらの間を連通および遮断可能なようにゲートバルブ（図示せず）が設けられている。
【００２４】
成膜処理装置１００および搬送室１１０内は真空に保持されており、搬入出室１３０は大気雰囲気となっている。ロードロック室１２０は真空雰囲気の搬送室１１０と大気雰囲気の搬入出室１３０との間でホルダーを搬送できるように、真空雰囲気と大気雰囲気との間で切替可能となっている。
【００２５】
搬入出室１３０の天井部にはＨＥＰＡフィルタが設けられており、このＨＥＰＡフィルタを通過した清浄な空気が搬入出室１３０内にダウンフロー状態で供給され、大気圧の清浄空気雰囲気で基板およびホルダーを搬送してパーティクルの影響を極力排除するようになっている。基板用キャリア１４０およびホルダー用キャリア１５０の取り付け部にはシャッターが設けられており、これらが取り付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ搬入出室１３０と連通するようになっている。
【００２６】
この成膜システム２００における各構成部、例えば、成膜処理装置１００、搬送室１１０およびロードロック室１２０におけるガス供給系や排気系、搬送室１１０内および搬入出室１３０内の搬送機構、ゲートバルブ等は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたコントローラを有する制御部１８０により制御されるようになっている。制御部１８０は実際に制御を行うコントローラの他、成膜システム２００のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えており、選択されたプロセスレシピに従って成膜システム２００を制御するようになっている。
【００２７】
このように構成された成膜システムにおいては、最初に、成膜処理を行うための基板を収容した基板用キャリア１４０および空の基板用キャリア１４０およびホルダーを収容したホルダー用キャリア１５０を搬入出室１３０に接続し、搬入出室１３０内の搬送機構によりホルダー用キャリア１５０からホルダーを取り出して移載装置１７０に搬送する。次いで、基板を収容した基板用キャリア１４０から搬入出室１３０内の搬送機構により、移載装置１７０に基板を搬送し、移載装置１７０によりホルダーに所定枚数の基板を移載する。
【００２８】
ホルダーへの基板の移載が完了した後、搬入出室１３０内の搬送機構により移載装置１７０内のホルダーをいずれかのロードロック室１２０に搬送し、そのロードロック室１２０内を真空排気した後、搬送室１１０内の搬送機構によりロードロック室１２０内のホルダーをいずれかの成膜処理装置１００に搬送し、ホルダーに搭載された複数の基板に対して化合物半導体膜であるＳｉＣ膜の成膜を行う。
【００２９】
成膜完了後、搬送室１１０内の搬送機構によりホルダーを成膜処理装置１００からいずれかのロードロック室１２０内に搬送し、そのロードロック室１２０を大気雰囲気にした後、搬入出室１３０内の搬送機構によりホルダーを移載装置１７０に搬送し、移載装置１７０によりホルダーから基板を外し、搬送機構により基板を空の基板用キャリア１４０に収納する。移載装置１７０の空のホルダーに、同様にして基板を移載し、同様に成膜処理装置１００に搬送される。また、移載装置１７０からホルダーが搬出された後は、他のホルダーが搬入され、同様な動作で基板が移載される。
【００３０】
次に、成膜処理装置１００について説明する。
図２は成膜処理装置１００の概略構成図、図３は成膜処理装置１００の処理容器の内部を示す断面図である。成膜処理装置１００は、内部に減圧空間が形成され、基板に成膜処理を施すための、略直方体状をなす処理容器１０を有している。処理容器１０は石英等の誘電体により構成されている。
【００３１】
処理容器１０には、排気ライン１２が接続され、排気ライン１２には排気手段である真空ポンプ１４と圧力調整手段であるコンダクタンス可変バルブ１３が設けられている。そして、真空ポンプ１４により排気ライン１２を介して処理容器１０内が排気されて処理容器１０内が所定の真空状態（減圧状態）に調整されるようになっている。また、処理容器１０には、圧力計１１が設置され、圧力計１１の測定値に基づいてコンダクタンス可変バルブ１３による処理容器内の圧力の調整が実施される。
【００３２】
処理容器１０の外側には、誘導加熱コイル１７が巻回されており、誘導加熱コイル１７には高周波電源１８が接続されている。そして、高周波電源１８から誘導加熱コイル１７に高周波電力が供給されることにより、処理容器１０内の減圧空間が誘導加熱される。
【００３３】
また、成膜処理装置１００は、処理容器１０内にガスを供給するガス供給部２０を有している。ガス供給部２０は、成膜処理のための処理ガスを供給する処理ガス供給系２１を有しており、処理ガス供給系２１から延びる処理ガス供給配管２２が処理容器１０に接続されている。またガス供給部２０は、冷却ガスとして例えばＡｒガスのような不活性ガスを供給する冷却ガス供給系２３を有しており、冷却ガス供給系２３から延びる冷却ガス供給配管２４が処理容器１０に接続されている。
【００３４】
処理ガス供給系２１は、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガス、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガス、Ｎ２ガスを供給する供給源と、これら供給源から処理ガス供給配管につながる配管系を有しており、配管系には開閉バルブおよびマスフローコントローラ等の流量制御器が設けられている。そして、処理容器１０内の基板上に、エピタキシャル成長によりＳｉＣ膜を成膜する際に、成膜のための原料ガスとして、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、およびＨ２ガスが処理容器１０内に供給される。また、必要に応じて、ＴＭＡガスやＮ２ガスを供給することにより、形成されるＳｉＣ膜の電気的な特性を調整することができる。なお、これら処理ガスは一例であり、他のガスを用いてＳｉＣ膜を形成するようにしてもよい。
【００３５】
また、冷却ガス供給系２３は、冷却ガス供給源と、冷却ガス供給配管２４に設けられた開閉バルブおよびマスフローコントローラ等の流量制御器を有している。
【００３６】
図３に示すように、処理容器１０内には、複数の基板Ｗが保持された基板ホルダー４０を載置する載置台３３が設けられている。載置台３３の上方は、処理ガスにより成膜処理が行われる処理空間５１となっている。
【００３７】
載置台３３の外側および載置台３３の上方には、断熱材３６が設けられている。断熱材３６は、その外側を覆うように設けられた断熱材保持部材３７により保持されている。断熱材保持部材３７は支持ブロック３８により処理容器１０の底部に支持されている。このため、断熱材保持部材３７は処理容器１０から離間されている。断熱材保持部材３７は処理容器１０内の空間を、処理ガスが供給される処理ガス空間５２と断熱空間５３とに分離しており、処理ガス空間５２、処理ガス供給配管２２を介して処理ガスが供給され、処理空間５１で成膜処理が行われるとともに、排ガスが処理ガス空間５２から排気ライン１２を介して排出される。
【００３８】
載置台３３は、耐熱性が高く、誘導加熱による加熱が容易で、かつ輻射により基板Ｗを加熱しやすい材料、例えばグラファイトまたはＳｉＣで構成されている。また、断熱材３６は、例えば多孔質のカーボン系材料で構成されている。また、断熱材保持部材３７および支持ブロック３８は、例えば石英で構成されている。これら処理容器１０内の部材を構成する材料は、基板Ｗを汚染しないように、高純度のものが使用される。
【００３９】
載置台３３の中心部には穴が形成されており、その穴にロッド４１が挿入される構造になっている。ロッド４１は、処理容器１０の下方に延び、駆動機構４２によって上下動および回転動がされるように構成されている。ロッド４１は２重構造となっており、ロッド４１の中心部の上端部は基板ホルダー４０の中心に形成された中心穴に嵌合するようになっており、嵌合された状態で基板ホルダー４０を持ち上げることが可能になっている。基板ホルダー４０の搬送時には、ロッド４１の中心部を上昇させることにより基板ホルダー４０が持ち上げられる。また、成膜時には、ロッド４１を回転させることにより載置台３３を介して基板ホルダー４０が回転される。
【００４０】
このように構成される成膜処理装置１００においては、載置台３３上に、基板Ｗを保持した基板ホルダー４０を載置した状態で、高周波電源１８から誘導加熱コイル１７に高周波電力を供給する。これにより、誘導加熱によって、載置台３３の温度が上昇する。
【００４１】
このとき、載置台３３は、グラファイトやＳｉＣ等の耐熱性が高く、誘導加熱による加熱が容易で、かつ輻射により基板Ｗを加熱しやすい材料で構成されており、断熱材３６で処理容器１０から断熱されているので、基板Ｗが効率よく加熱され、例えば１５５０〜１６５０℃の高温に加熱することができる。
【００４２】
このように基板Ｗが加熱された状態で、処理ガス供給系２１から処理ガス供給配管２２を経て、処理容器１０内の処理ガス空間５２に、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、およびＨ２ガスを供給する。ＳｉＣ膜の電気的な特性を調整する必要がある場合等は、必要に応じて、ＴＭＡガスやＮ２ガスを供給する。また、断熱空間５３には冷却ガス供給系２３から冷却ガス供給配管２４を経て、処理容器１０内の断熱空間５３に、Ａｒガスのような冷却ガスを供給する。
【００４３】
上記処理ガスの中でＣ３Ｈ８ガスの分解温度が高く、１２００℃以上であるが、上述のように基板Ｗが例えば１５５０〜１６５０℃の高温に加熱されるので、処理空間５１に供給された処理ガスが基板Ｗ上で分解してエピタキシャル成長により基板Ｗ上にＳｉＣ膜を成膜することができる。
【００４４】
また、断熱材３６を保持する断熱材保持部材３７は処理容器１０から離間されており、断熱空間５３に冷却ガスが供給されるので、処理容器１０の温度上昇を効果的に抑制することができ、処理容器１０の破損を防止することができる。
【００４５】
次に、移載装置１７０について説明する。
図４は移載装置１７０を示す断面図である。移載装置１７０は、基板ホルダー４０に対して基板Ｗの移載（ロードおよびアンロード）を行うためのものであり、内部に常圧空間が形成され、略直方体状をなす容器６１を有している。
【００４６】
容器６１の上部には、ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）６２が設けられ、ＨＥＰＡフィルタにより清浄化されたエアーが容器６１内にダウンフローを形成するようになっている。また、容器６１の底板６３は上板６３ａと下板６３ｂにより構成され、上板６３ａには多数の排気孔６４が形成され、上板６３ａと下板６３ｂとの間には排気空間６５が形成されている。また、下板６３ｂには排気ライン６６が接続されており、排気ライン６６には排気ポンプ６７が設けられている。これにより、容器６１内に形成されたダウンフローが多数の排気孔６４から排気空間６５に至り、排気ライン６６へと排出される。
【００４７】
容器６１の側壁には、基板ホルダー４０または基板Ｗを搬入または搬出するための搬入出口６８が設けられており、搬入出口６８はシャッター６９により開閉可能となっている。
【００４８】
容器６１内には、基板ホルダー４０を支持する支持台７０を有している。支持台７０の中心部には穴が形成されており、その穴にはロッド７１が挿通されている。ロッド７１は容器６１の下方に延び、駆動機構７２によって上下動および回転動がされるように構成されている。ロッド７１の外側には支持筒７３が設けられており、支持筒７３により支持台７０が支持され、支持筒７３は駆動機構７２に支持されている。ロッド７１の上端部は基板ホルダー４０の中心に形成された中心穴４０ａに嵌合するようになっており、嵌合された状態で基板ホルダー４０を持ち上げることが可能になっている。基板ホルダー４０の搬送時には、ロッド７１の中心部を上昇させることにより基板ホルダー４０が持ち上げられる。
【００４９】
基板ホルダー４０は、図５に示すように、複数枚の基板Ｗ（本例では３枚）を保持するようになっており、各基板を保持する複数の基板保持部８０が形成されている。基板保持部８０には、穴８１が形成されており、図４に示すように、穴８１に基板Ｗを昇降するための昇降部材９１が挿通されるようになっている。
【００５０】
昇降部材９１は、昇降シリンダ９２により昇降され、支持台７０の昇降部材９１に対応する位置には、昇降部材９１が昇降するための穴７０ａが形成されている。基板ホルダー４０は、ロッド７１が上昇した状態でロッド７１に受け取られた後、駆動機構７２によって回転されて、基板Ｗの移載を行いたい基板保持部８０の穴８１の位置が支持台７０の穴７０ａの位置に対応されるようになっている。
【００５１】
図６に示すように、基板保持部８０は、穴８１の周囲に、穴８１を覆う遮蔽部材８２を載置するための第１段部８３と、第１段部８３の外側上方の基板を載置するための第２段部８４とを有している。そして、第１段部８３に遮蔽部材８２が載置され、第２段部８４に基板Ｗが載置された際に、遮蔽部材８２の上に基板Ｗが載せられた状態となる。遮蔽部材８２は基板Ｗよりも僅かに小径となっており、搬送装置のフォークで基板のみを搬送可能となっている。
【００５２】
遮蔽部材８２は、成膜処理装置１００での高温の成膜処理の際に、基板Ｗの裏面へ昇華物等が付着することを防止する機能、および昇降部材９１等による転写を防止する機能を有する。遮蔽部材８２は、成膜温度で安定であり、基板Ｗと反応しないことが要求され、例えば、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＳｉＣコートグラファイト、グラファイト等を用いることができる。遮蔽部材８２は、複数回の基板処理の間、継続的に用いるようになっており、所定回数使用した後に交換するようになっている。なお、基板Ｗを基板ホルダー４０にローディングする度毎に、別個に設けられた遮蔽部材キャリアから遮蔽部材８２を取り出して基板保持部８０にセットするようにしてもよい。
【００５３】
このように構成される移載装置１７０においては、まず、図７に示すように、搬入出室１３０内の搬送装置のフォーク２０１に基板ホルダー４０を載せ、容器６１内に搬入する。図８に示すように、フォーク２０１は、２本の支持部材２０１ａを有しており、これら支持部材２０１ａにより基板ホルダー４０の中心を避けて支持する。このとき、ロッド７１は上昇した状態となっており、基板ホルダー４０の中心穴４０ａがロッド７１に対応した位置までフォーク２０１を侵入した時点でフォーク２０１を下降させ、基板ホルダー４０をロッド７１に支持させるとともに、基板ホルダー４０を回転させて所定の基板保持部８０を昇降部材９１に対応する位置に位置させる。そして、ロッド７１を下降させて基板ホルダー４０を支持台７０に保持させる。
【００５４】
次に、基板ホルダー４０への基板Ｗのローディングを行う。基板Ｗの搬送は、基板ホルダー４０の搬送の際に用いたフォーク２０１を用いて行う。この場合は、図９に示すように、基板Ｗのエッジが２本の支持部材２０１ａに支持されることとなる。
【００５５】
この際の基板Ｗのローディング動作を図１０に基づいて説明する。
まず、図１０（ａ）の状態から、昇降部材９１を上昇させて基板ホルダー４０の基板保持部８０に設けられた遮蔽部材８２を上昇させる（図１０（ｂ））。次いで、フォーク２０１の支持部材２０１ａに支持された基板Ｗを容器６１内に挿入し、基板Ｗを上昇状態にある遮蔽部材８２に対応する位置まで搬送し（図１０（ｃ））、フォーク２０１を下降させることにより、遮蔽部材８２上にウエハＷを載せる（図１０（ｄ））。その後、フォーク２０１を退避させ、昇降部材９１により遮蔽部材８２および基板Ｗを下降させて、基板ホルダー４０の基板保持部８０に基板Ｗをロードする（図１０（ｅ））。
【００５６】
このような動作を、複数（本例では３つ）の基板保持部８０に対して行って、複数の基板保持部８０に対する基板Ｗの受け渡し（ロード）が完了する。
【００５７】
基板ホルダー４０への基板Ｗのローディングが完了した後、ロッド７１により基板ホルダー４０を上昇させ、フォーク２０１により基板ホルダー４０を受け取り、基板ホルダー４０を容器６１から搬出し、成膜処理に供する。
【００５８】
成膜が終了した基板Ｗを搭載した基板ホルダー４０は、再びフォーク２０１により移載装置１７０の容器６１内に搬送され、所定位置に設置される。そして、基板のアンローディングを行う。
【００５９】
この際の基板Ｗのアンローディング動作を図１１を参照して説明する。
アンローディング動作は、基本的にはローディング動作の逆手順により以下のように行われる。最初に、図１１（ａ）の状態から、昇降部材９１により遮蔽部材８２および基板Ｗを上昇させる（図１１（ｂ））。次いで、フォーク２０１を遮蔽部材８２の上に載置された基板Ｗの下方に挿入し、基板Ｗのみを持ち上げ、容器６１から搬出する（図１１（ｃ））。その後、昇降部材９１により遮蔽部材８２を下降させて、基板保持部８０の所定位置に戻す（図１１（ｄ））。
【００６０】
このような動作を、複数（本例では３つ）の基板保持部８０に対して行って、複数の基板保持部８０からの基板Ｗのアンローディングが完了する。
【００６１】
従来、ホルダーに対する基板の移載、すなわちローディングおよびアンローディングはオペレータが行っており、その際に発生するパーティクルにより、成膜後の膜に結晶欠陥が生じ歩留まりが低下していた。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、基板ホルダー４０に対する基板Ｗの移載を自動的に行うので、オペレータが介在することによるパーティクルの影響を排除することができる。また、移載装置１７０では、清浄空気のダウンフローが形成された状態で基板Ｗの移載を行うので、パーティクルの影響を一層軽減することができる。
【００６３】
また、基板の裏面が露出している場合には、成膜処理装置の基板保持部や断熱材等がＳｉＣで構成されている場合に、化合物半導体膜の成膜時に高温に加熱されることにより、ＳｉＣの近接昇華による昇華物が基板の裏面に付着するという問題が生じる。また、成膜のための処理ガスにより、基板裏面に不所望な堆積物が形成されるという問題もある。これら昇華物や堆積物が基板裏面に付着すると、デバイス製作時の抵抗値への悪影響や、付着物による種々の計測への悪影響が生じてしまう。また、基板を移載する際に、ピンやロッドからなる昇降部材を直接基板裏面に接触させると、昇降部材の転写の問題が生じることがある。
【００６４】
これに対して、本実施形態では、基板ホルダー４０において、基板Ｗの裏面側に遮蔽部材８２が設けられており、基板裏面が露出していないので、成膜の際に基板Ｗの裏面へ昇華物や堆積物が形成されることや、基板Ｗの裏面に昇降部材９１等の転写が生じることを効果的に抑制することができる。このため、デバイス製作時の抵抗値への悪影響や、付着物による種々の計測への悪影響を回避することができる。また、昇降部材の転写跡が問題とならないので、昇降部材の形状を任意に選ぶことができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、基板上に化合物半導体膜としてＳｉＣ膜を形成する場合について示したが、これに限らず、ＧａＮ膜、ＧａＡｓ膜、ＡｌＮ膜等の他の化合物半導体膜を形成する場合にも適用することができる。また、基板としては、これら化合物半導体膜をエピタキシャル成長により形成するために、通常用いるものを用いればよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、成膜処理装置とは別個に設けた移載装置により基板の移載を行う場合について説明したが、成膜処理装置にて基板を移載してもよい。さらに、上記実施形態では、ホルダー上に載置した複数の基板に対して一括して成膜処理を行うセミバッチ式の処理システムを例にとって説明したが、一枚ずつ処理を行う枚葉式の処理システムであってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０；処理容器
１２；排気ライン
１４；真空ポンプ
１７；誘導加熱コイル
２０；ガス供給部
２１；処理ガス供給系
２２；処理ガス供給配管
２３；冷却ガス供給系
２４；冷却ガス供給配管
３３；載置台
３６；断熱材
４０；基板ホルダー
６１；容器
６２；ＦＦＵ
７０：支持台（支持部）
７１；ロッド
７２；駆動機構
８０；基板保持部
８１；穴
８２；遮蔽部材
８３；第１段部
８４；第２段部
９１；昇降部材
９２；昇降シリンダ
１００；成膜処理装置
１１０；搬送室
１２０；ロードロック室
１３０；搬入出室
１７０；移載装置
１８０；制御部
２００；成膜システム
２０１；フォーク（搬送装置）
２０１ａ；支持部材
【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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