(57)【要約】  複合窒化物半導体デバイスを作製するための処理システムの一実施形態は、複合窒化物半導体層を基板上に形成する１つ以上の処理チャンバと、処理チャンバに連結された搬送チャンバと、搬送チャンバに連結されたロードロックチャンバと、ロードロックチャンバに連結されたロードステーションとを備え、ロードステーションは、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備える。単一チャンバのリアクタと比較すると、このマルチチャンバ処理システムは複合構造の潜在的な複雑性及び多様性を発展させるものである。加えて、このシステムは、個々のチャンバを特定のエピタキシャル成長処理に合わせて特別仕様とすることによってより高い質と歩留まりを達成することができる。スループットは、複数のチャンバにおける同時処理によって上昇する。
2011511460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合窒化物半導体デバイスを製造するための統合処理システムであって、
搬送領域を形成する１つ以上の壁と、
搬送領域に配置されたロボットと、
基板上に１つ以上の複合窒化物半導体層を形成するための、搬送領域と搬送時に連通する１つ以上の処理チャンバと、
搬送領域と搬送時に連通する、入口バルブ及び少なくとも１枚の基板を真空環境へと受け入れるための出口バルブを有するロードロックチャンバと、
ロードロックチャンバと連通した、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備えるロードステーションとを備えるシステム。
【請求項２】
１つ以上の処理チャンバが有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）チャンバを含む請求項１記載のシステム。
【請求項３】
１つ以上の処理チャンバが水素化物気相エピタキシ（ＨＶＰＥ）チャンバを含む請求項２記載のシステム。
【請求項４】
ロードステーションがレールトラックを備え、そのレールトラックに沿ってコンベヤトレイが移動可能である請求項１記載のシステム。
【請求項５】
コンベヤトレイがオペレータの手によって加えられた力で移動可能である請求項１記載のシステム。
【請求項６】
コンベヤトレイが空気圧アクチュエータによって駆動される請求項１記載のシステム。
【請求項７】
搬送チャンバと搬送時に連通するバッチロードロックチャンバを更に備え、バッチロードロックチャンバが複数のキャリアプレートを格納するように構成される請求項１記載のシステム。
【請求項８】
複合窒化物半導体デバイスを製造するための処理システムであって、
搬送領域を形成する１つ以上の壁と、
搬送領域に配置されたロボットと、
搬送領域と連通した第１処理チャンバとを備え、第１処理チャンバは、処理チャンバの処理容積内に位置決めされた基板支持体と、処理領域の上部を画成するシャワーヘッドと、処理領域下方に１つ以上のゾーンを形成し且つ輻射熱を基板支持体に向かって指向させて１つ以上の輻射熱ゾーンを形成するように構成された複数のランプとを備え、
前記処理システムが更に、
搬送領域と搬送時に連通するロードロックチャンバと、
ロードロックチャンバと連通したロードステーションとを備え、ロードステーションは、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備えるシステム。
【請求項９】
搬送チャンバに連結された水素化物気相エピタキシ（ＨＶＰＥ）チャンバを更に備える請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
基板支持体上に位置決めされたキャリアプレートを更に備え、キャリアプレートが複数の基板を収容するための複数の凹部を有する請求項８記載の処理システム。
【請求項１１】
ロードステーションがレールトラックを備え、そのレールトラックに沿ってコンベヤトレイが移動可能である請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
コンベヤトレイがオペレータの手によって加えられた力で移動可能である請求項８記載のシステム。
【請求項１３】
コンベヤトレイが空気圧アクチュエータによって駆動される請求項８記載のシステム。
【請求項１４】
ロードステーションがコンベヤトレイ上で閉じることのできる蓋を備える請求項８記載のシステム。
【請求項１５】
搬送チャンバに連結されたバッチロードロックチャンバを更に備える請求項８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の複合窒化物半導体デバイスの製造、より詳細にはこのようなデバイスを作製するための水素化物気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）堆積及び／又は有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）技法を実行する１つ以上の処理チャンバを統合する処理システムに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
発光ダイオード（ＬＥＤ）の歴史は、「スペクトルを這い上がる」と形容されることがある。これは最初に市販されたＬＥＤが、スペクトルの赤外領域の光を発し、次にＧａＡｓ基板上でＧａＡｓＰを使用した赤色ＬＥＤが開発されたからである。赤色ＬＥＤに続き今度は効率が改善されたＧａＰ  ＬＥＤが使用され、より明るい赤色ＬＥＤ及びオレンジ色のＬＥＤの両方の製造が可能になった。次に、ＧａＰの使用に更に改良を加えることにより緑色のＬＥＤが開発され、デュアルＧａＰチップ（一方は赤色、もう一方は緑色）により黄色い光を発生させることができた。後に、このスペクトル領域における効率の更なる改善が、ＧａＡｌＡｓＰ及びＩｎＧａＡｌＰ材料の使用によって可能となった。
【０００３】
より波長が短い光を発するＬＥＤの製造へと向かうこの進化は、概して、広いスペクトルを網羅できるという点だけでなく、短波長の光のダイオードの製造によってＣＤ−ＲＯＭ等の光学素子の情報記憶容量が改善され得るという点からも望ましい。スペクトルの青色、紫色及び紫外領域のＬＥＤの製造は主に、窒化物系、特にはＧａＮの使用によるＬＥＤの開発によって可能となった。ＳｉＣ材料を使用した青色ＬＥＤの製造における試みがそれなりの成功を収めたこともあったが、このようなデバイスには、その電子構造が間接的なバンドギャップを有するという事実の結果としての発光不良の問題があった。
【０００４】
ＧａＮを使用してスペクトルの青色領域において光ルミネセンスを創り出す実現可能性は何十年にも亘って知られていたが、実際の作製を妨げる多数の障害があった。これらの障害には、ＧａＮ構造を成長させるための適切な基板がないことや、様々な熱対流問題につながるＧａＮを成長させるにあたっての概して高い温度要件及びこのような材料の効率的なｐ−ドーピングにおける様々な難題が含まれる。基板としてのサファイアの使用は完全に満足のいくものではないが、これはＧａＮとの格子不整合が約１５％だからである。その後も、これらの障害に様々な方向から取り組むことで進展があった。例えば、有機金属気相から形成されるＡｌＮ又はＧａＮのバッファ層の使用が、格子不整合への対処に効果的であることが判明している。Ｇａ−Ｎ系構造の製造における更なる改良には、ＧａＮとのヘテロ接合を形成するためのＡｌＧａＮ材料の使用、特にはＩｎＧａＮの使用が含まれ、短波長で光を効率的に発するための量子井戸として機能する欠陥の形成を引き起こす。インジウムが豊富な領域は、周りの材料より小さいバンドギャップを有しており、材料全体に分散させることによって効率的な発光中心が得られる。
【０００５】
このようにして幾つかの改良がこのような複合窒化物半導体デバイスの製造において行なわれたものの、依然として現行の製造プロセスには多数の欠陥が存在することが広く認識されている。更に、このような波長で光を発生させるデバイスの高い有用性は、このようなデバイスの製造を強い関心と活動の的とした。これらを鑑み、当該分野においては、複合窒化物半導体デバイスを作製するための改良された方法及びシステムへの一般的なニーズがある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、概して、複合窒化物半導体デバイスを製造するための統合処理システムを提供する。この処理システムは、ロボットが配置された搬送領域を形成する１つ以上の壁と、基板上に１つ以上の複合窒化物半導体層を形成するための、搬送領域と搬送時に連通する１つ以上の処理チャンバと、搬送領域と搬送時に連通する、入口及び少なくとも１枚の基板を真空環境へと受け入れるための出口バルブを有するロードロックチャンバと、ロードロックチャンバと連通した、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備えるロードステーションとを備える。
【０００７】
本発明の実施形態は、更に、複合窒化物半導体デバイスを製造するための統合処理システムを提供する。この処理システムは、ロボットが配置された搬送領域を形成する１つ以上の壁と搬送領域と連通した第１処理チャンバとを備える。第１処理チャンバは、第１処理チャンバの処理容積内に位置決めされた基板支持体と、処理領域の上部を画成するシャワーヘッドと、処理領域下方に１つ以上のゾーンを形成し且つ輻射熱を基板支持体に向かって指向させて１つ以上の輻射熱ゾーンを形成するように構成された複数のランプとを備える。統合処理システムは更に、搬送領域との間で搬送が可能なロードロックチャンバと、ロードロックチャンバと連通したロードステーションとを備え、ロードステーションは、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備える。
【０００８】
本発明の実施形態は、更に、複合窒化物半導体デバイスを製造するための統合処理システムを提供する。この統合処理システムは、ロボットが配置された搬送領域を形成する１つ以上の壁と、基板上に複合窒化物半導体層を形成するための、搬送領域と搬送時に連通する１つ以上の有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）チャンバと、基板上に複合窒化物半導体層を形成するための、搬送領域と搬送時に連通する１つ以上の水素化物気相エピタキシ（ＨＶＰＥ）チャンバとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の上記の構成が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態の一部は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか図示しておらず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による処理システムの等角投影図である。
【図２】図１に図示の処理システムの平面図である。
【図３】本発明の実施形態によるロードステーション及びロードロックチャンバの等角投影図である。
【図４】本発明の実施形態によるロードロックチャンバの概略図である。
【図５】本発明の実施形態によるキャリアプレートの等角投影図である。
【図６】本発明の実施形態によるバッチロードロックチャンバの概略図である。
【図７】本発明の実施形態によるワークプラットフォームの等角投影図である。
【図８】本発明の実施形態による搬送チャンバの平面図である。
【図９】本発明の実施形態によるＨＶＰＥチャンバの概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態によるＭＯＣＶＤチャンバの概略断面図である。
【図１１】複合窒化物半導体デバイスを作製するための処理システムの別の実施形態の概略図である。
【図１２】複合窒化物半導体デバイスを作製するための処理システムの更に別の実施形態の概略図である。
【００１１】
理解のために、可能な限り、図面に共通する同一要素は同一参照番号を使用して表した。一実施形態において開示の要素を、特に記載することなくその他の実施形態で便宜上利用することも考えられる。
【詳細な説明】
【００１２】
本発明は、概して、高いシステムスループット、高いシステム信頼性及び高い基板間均一性を有するマルチチャンバ処理システム（例えば、クラスタツール）を使用した、基板を同時処理するための装置及び方法を提供する。一実施形態において、処理システムは複合窒化物半導体デバイスを作製するように構成されており、基板はＨＶＰＥチャンバ内に配置され第１層が基板上に堆積され、次に基板はＭＯＣＶＤチャンバに搬送され、そこで第２層が第１層上に堆積される。一実施形態において、第１層は、第１のＩＩＩ族元素及び窒素前駆体を使用して熱化学気相蒸着法で基板上に堆積され、第２層は、第２のＩＩＩ族前駆体及び第２の窒素前駆体を使用して熱化学気相蒸着法で第１層上に堆積される。１つのＭＯＣＶＤチャンバ及び１つのＨＶＰＥチャンバを備えた処理システムについて説明したが、他の実施形態では１つ以上のＭＯＣＶＤ及びＨＶＰＥチャンバを統合し得る。本発明の実践に合わせて構成し得る例示的なシステム及びチャンバは、２００６年４月１４日に「ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＣＯＭＰＯＵＮＤ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」の名称で出願された米国特許出願第１１／４０４５１６号、及び、２００６年５月５日に「ＰＡＲＡＳＩＴＩＣ  ＰＡＲＴＩＣＬＥ  ＳＵＰＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＩＮ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＩＩＩ−Ｖ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＦＩＬＭＳ  ＵＳＩＮＧ  ＭＯＣＶＤ  ＡＮＤ  ＨＶＰＥ」の名称で出願された米国特許出願第１１／４２９０２２号に記載されており、これらの文献は共に引用により全て本出願に組み込まれる。
【００１３】
図１は、有利とするために使用し得る本発明の多数の態様を表す処理システム１００の一実施形態の等角投影図である。図２は、図１に図示の処理システム１００の一実施形態の平面図である。図１及び図２を参照するが、処理システム１００は、基板ハンドラを収容する搬送チャンバ１０６、この搬送チャンバに連結された複数の処理チャンバ（ＭＯＣＶＤチャンバ１０２、ＨＶＰＥチャンバ１０４等）、搬送チャンバ１０６に連結されたロードロックチャンバ１０８、基板を格納するための、搬送チャンバ１０６に連結されたバッチロードロックチャンバ１０９及び基板をロードするための、ロードロックチャンバ１０８に連結されたロードステーション１１０を備える。搬送チャンバ１０６は、基板を拾い上げてロードロックチャンバ１０８、バッチロードロックチャンバ１０９、ＭＯＣＶＤチャンバ１０２及びＨＶＰＥチャンバ１０４間での搬送を行なうロボットアセンブリ１３０を備える。ロボットアセンブリ１３０の動きはモータ駆動システム（図示せず）によって制御することができ、モータ駆動システムにはサーボ又はステッパモータが含まれる。
【００１４】
各処理チャンバは、基板を置いて処理に供するための処理領域を形成するチャンバ本体（ＭＯＣＶＤチャンバ１０２の場合の要素１１２、ＨＶＰＥチャンバ１０４の場合の要素１１４等）、ガス前駆体をチャンバ本体に送出するための化学薬品送出モジュール（ＭＯＣＶＤチャンバ１０２の場合の要素１１６、ＨＶＰＥチャンバ１０４の場合の要素１１８等）及び処理システム１００の各処理チャンバのための電気系統を含む電気モジュール（ＭＯＣＶＤチャンバ１０２の場合の要素１２０、ＨＶＰＥチャンバ１０４の場合の要素１２２等）を備える。ＭＯＣＶＤチャンバ１０２はＣＶＤ処理を実行するように構成されており、有機金属元素は金属水素化物元素と反応して複合窒化物半導体材料の薄層を形成する。ＨＶＰＥチャンバ１０４はＨＶＰＥ処理を実行するように構成されており、ガス状金属ハロゲン化物を使用して複合窒化物半導体材料の厚い層を加熱された基板上にエピタキシャル成長させる。他の実施形態においては、１つ以上の追加チャンバ１７０を搬送チャンバ１０６に連結する。これらの追加チャンバには、例えば、アニールチャンバ、キャリアプレートを清浄化するための清浄化チャンバ又は基板除去チャンバが含まれ得る。この処理システムの構造により、真空を含む限定された周囲環境において、選択されたガスの存在下、規定された温度条件その他での基板搬送が可能になる。
【００１５】
図３は、本発明の実施形態によるロードステーション１１０及びロードロックチャンバ１０８の等角投影図である。ロードステーション１１０は、オペレータがロードロックチャンバ１０８の閉じられた環境内に複数の処理対象基板をロードし、ロードロックチャンバ１０８から複数の処理済基板をアンロードする際の大気境界として構成される。ロードステーション１１０はフレーム２０２、レールトラック２０４、レールトラック２０４に沿って摺動して基板をロードロックチャンバ１０８内外へとスリットバルブ２１０を介して運ぶように構成されたコンベヤトレイ２０６及び蓋２１１を備える。一実施形態において、コンベヤトレイ２０６は、オペレータによって手動でレールトラック２０４に沿って移動する。別の実施形態において、コンベヤトレイ２０６はモータによって機械的に駆動される。更に別の実施形態において、コンベヤトレイ２０６は、空気圧アクチュエータによってレールトラック２０４に沿って移動する。
【００１６】
処理対象の基板はバッチごとにまとめられてコンベヤトレイ２０６上を輸送される。例えば、基板２１４の各バッチは、コンベヤトレイ２０６上に載置可能なキャリアプレート２１２上で輸送される。コンベヤトレイ２０６が稼働中、安全保護のために、コンベヤトレイ２０６では蓋２１１を選択的に開閉することができる。稼働中、オペレータは蓋２１１を開放して、バッチの基板を収容したキャリアプレート２１２をコンベヤトレイ２０６上にロードする。ロードする予定の基板を収容したキャリアプレートを格納するための格納棚２１６を設置してもよい。蓋２１１を閉鎖し、コンベヤトレイ２０６はスリットバルブ２１０を通ってロードロックチャンバ１０８内へと移動する。蓋２１１は、コンベヤトレイ２０６の操作の監視を円滑にするためにプレキシグラス等のガラス材料又はプラスチック材料から成り得る。
【００１７】
図４は、本発明の実施形態によるロードロックチャンバ１０８の概略図である。ロードロックチャンバ１０８はロードステーション１１０の大気環境と搬送チャンバ１０６の管理された環境との境界となる。基板は、スリットバルブ２１０を介してロードロックチャンバ１０８とロードステーション１１０との間で及びスリットバルブ２４２を介してロードロックチャンバ１０８と搬送チャンバ１０６との間で搬送される。ロードロックチャンバ１０８はキャリア支持体２４４を備え、キャリア支持体２４４は、搬入及び搬出されるキャリアプレートをその上で支持するように構成されている。一実施形態において、ロードロックチャンバ１０８は、垂直に積み重ねられた複数のキャリア支持体を備える。キャリアプレートのローディング及びアンローディングを促進するために、キャリア支持体２４４は、キャリア支持体２４４の高さを調節できるように垂直方向に移動可能な軸２４６に連結することができる。ロードロックチャンバ１０８は圧力制御システム（図示せず）に連結され、圧力制御システムはロードロックチャンバ１０８のポンプダウン及び排気を行なうことによって、搬送チャンバ１０６の真空環境とロードステーション１１０の実質的な周囲（例えば、大気）環境との間での基板の受け渡しを促進する。加えて、ロードロックチャンバ１０８は温度制御用の構成も備えていてよく、例えば、基板を加熱して水分を除去するための脱ガスモジュール２４８又は搬送中に基板を冷却するための冷却ステーション（図示せず）である。ロードロックチャンバ１０８において基板を積載したキャリアプレートの準備が整ったら、キャリアプレートは処理のためにＭＯＣＶＤチャンバ１０２若しくはＨＶＰＥチャンバ１０４又は複数のキャリアプレートが処理に向けてスタンバイ状態で格納されるバッチロードロックチャンバ１０９に搬送される。
【００１８】
稼働中、バッチの基板を収容したキャリアプレート２１２はロードステーション１１０においてコンベヤトレイ２０６にロードされる。コンベヤトレイ２０６は次にスリットバルブ２１０を通ってロードロックチャンバ１０８内へと移動し、キャリアプレート２１２をロードロックチャンバ１０８内のキャリア支持体２４４上に載置し、ロードステーション１１０に戻る。キャリアプレート２１２がロードロックチャンバ１０８内にある間、ロードロックチャンバ１０８の排気を行い、窒素等の不活性ガスをパージし、残りの酸素、水蒸気及びその他のタイプの汚染物質を除去する。ロードロックチャンバにおいてバッチの基板の準備が整ったら、ロボットアセンブリ１３０がキャリアプレート２１２をＭＯＣＶＤチャンバ１０２又はＨＶＰＥチャンバ１０４のいずれかに搬送して堆積処理に供する。他の実施形態においては、キャリアプレート２１２をバッチロードロックチャンバ１０９に搬送し、ＭＯＣＶＤチャンバ１０２又はＨＶＰＥチャンバ１０４での処理に向けたスタンバイ状態で格納する。バッチの基板の処理が完了した後、キャリアプレート２１２をロードロックチャンバ１０８に搬送し、次にコンベヤトレイ２０６によって回収し、ロードステーション１１０に戻す。
【００１９】
図５は、本発明の実施形態によるキャリアプレートの等角投影図である。一実施形態において、キャリアプレート２１２は１つ以上の円形凹部５１０を含み、処理中、この凹部に個々の基板が配置される。各凹部５１０のサイズは、収容する基板のサイズに応じて変更することができる。一実施形態において、キャリアプレート２１２は６枚以上の基板を担持する。別の実施形態において、キャリアプレート２１２は８枚の基板を担持する。更に別の実施形態において、キャリアプレート２１２は１８枚の基板を担持する。キャリアプレート２１２が担持する基板の数はこれより多くても少なくてもよいと理解すべきである。典型的な基板にはサファイア、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン又は窒化ガリウム（ＧａＮ）が含まれ得る。ガラス基板等のその他のタイプの基板も処理し得ると理解すべきである。基板サイズは直径５０ｍｍ〜２００ｍｍ又はそれ以上であってもよい。一実施形態において、各凹部５１０は、直径約２インチ〜約６インチを有する円形基板を受容できるように寸法設計される。キャリアプレート２１２の直径は２００ｍｍ〜７５０ｍｍ、例えば約３００ｍｍとなり得る。キャリアプレート２１２は、ＳｉＣ、ＳｉＣ被覆グラファイト、処理環境に耐性のあるその他の材料を含む様々な材料から形成することができる。その他のサイズの基板も、本願に記載の処理に従って処理システム１００内で処理することができる。
【００２０】
図６は、本発明の実施形態によるバッチロードロックチャンバ１０９の概略図である。バッチロードロックチャンバ１０９は、本体６０５、本体６０５上に配置され且つキャリアプレート２１２上に載置された複数の基板を格納するためのキャビティ６０７を画成する蓋６３４及び底部６１６を備える。一態様において、本体６０５はアルミニウム、スチール、ニッケルその他等の処理に耐性のある材料から形成され、処理温度に耐えるように構成され、また概して銅等の汚染物質を含まない。本体６０５は、キャビティ６０７内へと延びる、バッチロードロックチャンバ１０９を処理ガス供給源（図示せず）に接続して処理ガスを送出するためのガス注入口６６０を備え得る。別の態様においては、真空ポンプ６９０が真空ポート６９２を通してキャビティ６０７に連結されており、キャビティ６０７内の真空を維持している。
【００２１】
格納カセット６１０はキャビティ６０７内に移動可能に配置され、可動性部材６３０の上端と連結される。可動性部材６３０は、アルミニウム、スチール、ニッケルその他等の処理に耐性のある材料から構成され、処理温度に耐えるように構成され、また概して銅等の汚染物質を含まない。可動性部材６３０は底部６１６を貫通してキャビティ６０７に進入する。可動性部材６３０は、底部６１６を貫通して摺動可能且つ気密可能に配置され、またプラットフォーム６８７によって昇降させられる。プラットフォーム６８７は可動性部材６３０の下端を支持していることから、可動性部材６３０は、プラットフォーム６８７の昇降に連動して垂直方向に昇降する。可動性部材６３０は格納カセット６１０をキャビティ６０７内で垂直方向に昇降させることによって、ウィンドウ６３５を通って延びる基板搬送面６３２を越えて基板キャリアプレート２１２を移動させる。基板搬送面６３２は、ロボットアセンブリ１３０によって基板を格納カセット６１０内外に移動させる際の経路によって規定される。
【００２２】
格納カセット６１０は、フレーム６２５によって支持された複数の格納棚６３６を備える。一態様において、図６では格納カセット６１０内に１２個の格納棚６３６を描いているが、棚の数は幾つであってもよい。各格納棚６３６は、ブラケット６１７によってフレーム６２５に接続された基板支持体６４０を備える。ブラケット６１７は基板支持体６４０の縁部をフレーム６２５に接続しており、処理に耐性があり且つ銅等の汚染物質を含まない接着剤（感圧接着剤、セラミック接合、糊その他等）又は固締具（ネジ、ボルト、クリップその他等）を使用してフレーム６２５と基板支持体６４０の両方に取り付けてもよい。フレーム６２５及びブラケット６１７は、処理に耐性があり且つ概して銅等の汚染物質を含まない耐処理性材料（セラミック、アルミニウム、スチール、ニッケルその他等）を含む。フレーム６２５及びブラケット６１７は別々の部品であってもよいが、ブラケット６１７がフレーム６２５と一体化して基板支持体６４０の支持部材を形成することも考えられる。
【００２３】
格納棚６３６は格納カセット６１０内で垂直方向且つ平行に離間されており、複数の格納空間６２２を画成している。各基板格納空間６２２は、複数の支持ピン６４２に支持された少なくとも１つのキャリアプレート２１２をその内部に格納するように構成されている。各キャリアプレート２１２の上方及び下方の格納棚６３６は、格納空間６２２の上方及び下方の境界を確立している。
【００２４】
別の実施形態において、基板支持体６４０は存在せず、キャリアプレート２１２はブラケット６１７上に載置される。
【００２５】
図７は、本発明の一実施形態によるワークプラットフォーム７００の等角投影図である。一実施形態において、処理システム１００は更に、ロードステーション１１０を取り囲むワークプラットフォーム７００を備える。ワークプラットフォーム７００によって、基板のロードステーション１１０内外へのローディング及びアンローディング中、粒子のない環境が得られる。ワークプラットフォーム７００は、４つのポスト７０４によって支持される上部７０２を備える。カーテン７１０がワークプラットフォーム７００内部の環境と周囲の環境とを隔てている。一実施形態において、カーテン７１０はビニル材料を含む。一実施形態において、ワークプラットフォームは、空中を浮遊している粒子をワークプラットフォーム内部の周囲環境から濾過するための空気フィルタ（超高性能フィルタ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ：ＨＥＰＡ）等）を備える。一実施形態において、閉じられたワークプラットフォーム７００内の空気圧は、ワークプラットフォーム７００外部の大気圧より若干高い圧力に維持されているため、空気は、ワークプラットフォーム７００に流れ込むのではなくワークプラットフォーム７００から流れ出す。
【００２６】
図８は、搬送チャンバ１０６との関係で図示されたロボットアセンブリ１３０の平面図である。搬送チャンバ１０６の内部領域（例えば、搬送領域８４０）は、典型的には真空状態に維持され、基板をあるチャンバから別のチャンバへと及び／又はロードロックチャンバ１０８やクラスタツールと連通したその他のチャンバへと往復運動させるための中間領域となる。真空状態は、典型的には、１つ以上の真空ポンプ（図示せず）（慣用の粗引きポンプ、ルーツブロワ、慣用のターボポンプ、慣用のクライオポンプ、これらの組み合わせ等）の使用によって達成される。或いは、搬送チャンバ１０６の内部領域は、絶え間なく不活性ガスを内部領域に送出することによって大気圧に又は大気圧前後に維持される不活性環境であってもよい。３つのこのようなプラットフォームはセンチュラ（Ｃｅｎｔｕｒａ）、エンデュラ（Ｅｎｄｕｒａ）及びプロデューサシステムであり、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から全て入手可能である。このような多段真空基板処理システムの詳細は、１９９３年２月１６日にテップマン（Ｔｅｐｍａｎ）らに発行された米国特許第５１８６７１８号、「Ｓｔａｇｅｄ−Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」に開示されており、引用により本出願に組み込まれる。チャンバの正確な配置及び組み合わせは、製造プロセスの特定の工程を実行する目的に合わせて変更することができる。
【００２７】
ロボットアセンブリ１３０は搬送チャンバ１０６の中央に配置されているため、基板を隣接する処理チャンバ、ロードロックチャンバ１０８、バッチロードロックチャンバ１０９及びその他のチャンバ内外へと対応するスリットバルブ２４２、８１２、８１４、８１６、８１８及び８２０を介して搬送することが可能である。バルブは処理チャンバ、ロードロックチャンバ１０８、バッチロードロックチャンバ１０９及び搬送チャンバ１０６間での連通を可能にする一方で、各チャンバ内の環境を真空隔離することによってシステム内での多段真空ももたらす。ロボットアセンブリ１３０はフロッグレッグ機構を含んでいてよい。特定の実施形態において、ロボットアセンブリ１３０は、様々な処理チャンバ内外への直線的な伸張をもたらす多種多様な既知の機械的機構を備え得る。ブレード８１０はロボットアセンブリ１３０に連結される。ブレード８１０は、処理システム内でのキャリアプレート２１２の搬送を行なうように構成されている。一実施形態において、処理システム１００は自動センターファインダを備える（図示せず）。自動センターファインダによって、ロボットアセンブリ１３０上でのキャリアプレート２１２の正確な位置を求めてコントローラに知らせることができる。キャリアプレート２１２の正確な中心を知ることによって、コンピュータはブレード上の各キャリアプレート２１２の位置の変動を調節し、各キャリアプレート２１２を処理チャンバ内で正確に位置決めすることができる。
【００２８】
図９は、本発明の実施形態によるＨＶＰＥチャンバ１０４の概略断面図である。ＨＶＰＥチャンバ１０４は、処理容積９０８を取り囲むチャンバ本体１１４を含む。シャワーヘッドアセンブリ９０４は処理容積９０８の一方に配置され、キャリアプレート２１２は処理容積９０８のもう一方に配置される。上述したように、シャワーヘッドアセンブリによって、慣用のＨＶＰＥチャンバよりも多くの基板又は大型の基板に対するより均一な堆積が可能になり、その結果、製造コストが低下する。シャワーヘッドは化学薬品送出モジュール１１８に連結することができる。キャリアプレート２１２は処理中、その中心軸を中心として回転し得る。一実施形態において、キャリアプレート２１２は約２ｒｐｍ〜約１００ｐｍｒで回転する。別の実施形態において、キャリアプレート２１２は約３０ｒｐｍで回転する。キャリアプレート２１２の回転は、処理ガスへの各基板の均等な曝露の助けとなる。
【００２９】
複数のランプ９３０ａ、９３０ｂをキャリアプレート２１２の下方に配置してもよい。多くの用途において、典型的なランプ配置には基板の上方（図示せず）及び下方（図示の通り）のランプ列が含まれる。ある実施形態では側方にランプが配置される。特定の実施形態において、ランプは同心円状に配置される。例えば、ランプ９３０ｂの内方列は８個のランプを含み、ランプ９３０ａの外方列は１２個のランプを含む。本発明の一実施形態において、ランプ９３０ａ、９３０ｂはそれぞれ個別に給電される。別の実施形態において、ランプ９３０ａ、９３０ｂの列はシャワーヘッドアセンブリ９０４の上方又は内部に位置決めされる。その他のランプ配置及び数も可能であると理解すべきである。ランプ９３０ａ、９３０ｂの列に選択的に給電してキャリアプレート２１２の内方領域及び外方領域を加熱してもよい。一実施形態において、ランプ９３０ａ、９３０ｂは内方列及び外方列として集合的に給電され、上部列及び底部列は集合的に又は別々に給電される。更に別の実施形態においては、別々のランプ又は加熱要素が、ソースボート９８０の上及び／又は下に位置決めされる。本発明はランプ列の使用に限定されないと理解すべきである。処理チャンバ、その中の基板及び金属源に適当な温度を十分にゆきわたらせるために、いずれの適切な加熱源を利用してもよい。例えば、２００６年１月２６日に公開された米国特許出願公開第２００６／００１８６３９号、「ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＬＡＹＥＲ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＨＥＡＴ  ＳＯＵＲ
ＣＥＳ」（引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されるように、急速熱処理ランプシステムを利用することも考えられる。
【００３０】
更に別の実施形態において、ソースボート９８０は、２００７年１０月５日に「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＮＧ  ＧＲＯＵＰ  ＩＩＩ／Ｖ  ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ」の名称で出願された米国仮特許出願第６０／９７８０４０号（引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されるように、チャンバ本体１１４とは離れて配置される。
【００３１】
１つ以上のランプ９３０ａ、９３０ｂに給電して、基板及びソースボート９８０を加熱してもよい。ランプは基板を約９００℃〜約１２００℃に加熱し得る。別の実施形態において、ランプ９３０ａ、９３０ｂは、ソースボート９８０内の金属源を約３５０℃〜約９００℃に維持する。処理中、熱電対を使用して金属源の温度を測定してもよい。熱電対によって測定される温度はコントローラにフィードバックされ、コントローラは加熱ランプ９３０ａ、９３０ｂからの熱を調節することによって金属源の温度を必要に応じて制御又は調節する。
【００３２】
本発明の一実施形態による処理中、前駆体ガス９０６がシャワーヘッドアセンブリ９０４から基板表面に向かって流れる。前駆体ガス９０６が基板表面又はその付近で反応することによって、基板上に、ＧａＮ、ＡｌＮ及びＩｎＮを含む様々な金属窒化物層が堆積される。複数の金属を利用して、ＡｌＧａＮ及び／又はＩｎＧａＮ等の「組み合わせ膜」を堆積してもよい。処理容積９０８は圧力約７６０Ｔｏｒｒから下は約１００Ｔｏｒｒに維持することができる。一実施形態において、処理容積９０８は圧力約４５０Ｔｏｒｒ〜約７６０Ｔｏｒｒに維持される。シャワーヘッドアセンブリ９０４の例示的な実施形態及びＨＶＰＥチャンバのその他の態様は、２００７年６月２４日に、「ＨＶＰＥ  ＴＵＢＥ  ＳＨＯＷＥＲＨＥＡＤ  ＤＥＳＩＧＮ」の名称で出願された米国特許出願第１１／７６７５２０号（引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されている。
【００３３】
図１０は、本発明の実施形態によるＭＯＣＶＤチャンバの概略断面図である。ＭＯＣＶＤチャンバ１０２は、チャンバ本体１１２、化学薬品送出モジュール１１６、遠隔プラズマ源１０２６、基板支持体１０１４及び真空システム１０１２を備える。チャンバ１０２は、処理容積１００８を取り囲むチャンバ本体１１２を含む。シャワーヘッドアセンブリ１００４は処理容積１００８の一方に配置され、キャリアプレート２１２は処理容積１００８のもう一方に配置される。キャリアプレート２１２は基板支持体１０１４上に配置することができる。本発明の実践に合わせて構成し得る例示的なシャワーヘッドは、２００７年１０月１６日に「ＭＵＬＴＩ−ＧＡＳ  ＳＴＲＡＩＧＨＴ  ＣＨＡＮＮＥＬ  ＳＨＯＷＥＲＨＥＡＤ」の名称で出願された米国特許出願第１１／８７３１３２号、２００７年１０月１６日に「ＭＵＬＴＩ−ＧＡＳ  ＳＰＩＲＡＬ  ＣＨＡＮＮＥＬ  ＳＨＯＷＥＲＨＥＡＤ」の名称で出願された米国特許出願第１１／８７３１４１号、及び、２００７年１０月１６日に「ＭＵＬＴＩ−ＧＡＳ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＩＣ  ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ  ＳＨＯＷＥＲＨＥＡＤ」の名称で出願された第１１／８７３１７０号（全ての文献は引用により本出願に全て組み込まれる）に記載されている。
【００３４】
下方ドーム１０１９が下方容積１０１０の一方に配置され、キャリアプレート２１２が下方容積１０１０のもう一方に配置される。キャリアプレート２１２は処理位置にある状態で描かれているが、例えば基板１０４０をロード又はアンロードするためのより低い位置に移動させることもできる。排気リング１０２０をキャリアプレート２１２の周囲に配置して下方容積１０１０内での堆積の防止に役立て、またチャンバ１０２から排気ポート１００９へと排気ガスを指向させるのに役立ててもよい。下方ドーム１０１９を、基板１４０の輻射加熱のために、光を通す高純度石英等の透明材料から形成してもよい。輻射加熱は、下方ドーム１０１９の下に配置された複数の内方ランプ１０２１Ａ及び外方ランプ１０２１Ｂによって行なうことができ、またリフレクタ１０６６を使用して、内方及び外方ランプ１０２１Ａ、１０２１Ｂによってもたらされる輻射エネルギーへのチャンバ１０２の曝露の制御に役立ててもよい。追加のランプ円列を使用して、基板１０４０の温度制御をより精密に行なうこともできる。
【００３５】
パージガス（例えば、窒素）はチャンバ１０２内へとシャワーヘッドアセンブリ１００４及び／又はキャリアプレート２１２下方のチャンバ本体１１２の底部付近に配置された流入ポート若しくはチューブ（図示せず）から送出することができる。パージガスはチャンバ１０２の下方容積１０１０に進入し、キャリアプレート２１２及び排気リング１０２０を越えて上方に流れ、環状排気チャネル１００５の周囲に配置された複数の排気ポート１００９に流れ込む。排気導管１００６は環状排気チャネル１００５を、真空ポンプ（図示せず）を含む真空システム１０１２へと接続する。チャンバ１０２の圧力は、環状排気チャネル１００５から排気ガスを抜く速度を制御するバルブシステム１００７を使用して制御することができる。ＭＯＣＶＤチャンバのその他の態様は、２００８年１月３１日に「ＣＶＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」の名称で出願された米国特許出願第１２／０２３５２０号（代理人整理番号０１１９７７）（引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されている。
【００３６】
様々な計測機器（例えば、反射率モニタ、熱電対等）又はその他の温度測定装置もチャンバ１０２に連結することができる。計測機器を使用することによって、厚さ、粗さ、組成、温度等の様々な膜特性又はその他の特性を測定することができる。これらの測定値を自動リアルタイムフィードバック制御ループで使用して処理条件（例えば、堆積速度及び対応する厚さ等）を制御してもよい。チャンバ内での測定に関したその他の態様は、２００８年１月３１日に「ＣＬＯＳＥＤ  ＬＯＯＰ  ＭＯＣＶＤ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＣＯＮＴＲＯＬ」の名称で出願された米国特許出願（代理人整理番号０１１００７）（引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されている。
【００３７】
化学薬品送出モジュール１１６、１１８は、化学薬品をＭＯＣＶＤチャンバ１０２及びＨＶＰＥチャンバ１０４にそれぞれ供給する。反応性ガス及びキャリアガスは化学薬品送出システムから供給ラインを通してガス混合ボックスに供給され、そこで混合され、それぞれのシャワーヘッド１００４及び９０４に送出される。一般に、各ガスの供給ラインは、ガスのその関係するラインへの流入を自動又は手動で遮断する際に使用可能な遮断バルブと、供給ラインを通るガス又は液体の流れを測定する質量流量コントローラ又はその他のタイプのコントローラを含む。各ガスの供給ラインは、前駆体濃度を監視し且つリアルタイムフィードバックを行うための濃度モニタも含むことができ、逆圧調節装置を含めることによって前駆体ガス濃度を制御してもよく、バルブ切替制御により迅速且つ正確なバルブ切替を行ってもよい。ガスライン内の水分センサは水分レベルを測定し、システムソフトウェアにフィードバックを送り、このシステムソフトウェアが今度はオペレータに警告／アラートを出す。ガスラインを加熱することによって、前駆体及びエッチャントガスの供給ライン内での凝縮を防止してもよい。使用するプロセスによっては、一部の供給源がガスではなく液体である。液体の供給源を使用する場合、化学薬品送出モジュールは液体注入システム又は液体を気化させるためのその他の適当な機構（例えば、バブラ）を含む。当業者にはわかるように、次に、液体から発生させた蒸気をキャリアガスと混合する。
【００３８】
上記の実施形態を１つのＭＯＣＶＤチャンバ及び１つのＨＶＰＥチャンバを備えた処理システムに関連させて説明してきたが、他の実施形態では、図１１及び図１２に図示されるように、処理システム内で１つ以上のＭＯＣＶＤ及びＨＶＰＥチャンバを統合する。図１１は、搬送チャンバ１０６に連結された２つのＭＯＣＶＤチャンバ１０２及び１つのＨＶＰＥチャンバ１０４を備える処理システム１１００の実施形態を示す。処理システム１１００において、ロボットブレードは、キャリアプレートを各ＭＯＣＶＤチャンバ１０２及びＨＶＰＥチャンバ１０４にそれぞれ搬送することができる。次に、別々のキャリアプレートに積載された複数のバッチの基板を各ＭＯＣＶＤチャンバ１０２及びＨＶＰＥチャンバ１０４で並行して処理することが可能である。
【００３９】
図１２は、単一のＭＯＣＶＤチャンバ１０２を備える処理システム１２００のより単純な実施形態を示す。処理システム１２００において、ロボットブレードは基板を積載したキャリアプレートを単一のＭＯＣＶＤチャンバ１０２に搬送して堆積に供する。全ての堆積工程が完了した後、キャリアプレートをＭＯＣＶＤチャンバ１０２からロードロックチャンバ１０８に戻し、次にロードステーション１１０放出する。
【００４０】
システムコントローラ１６０は、処理システム１００の活動及び操作パラメータを制御する。システムコントローラ１６０はコンピュータプロセッサ及びこのプロセッサに連結されたコンピュータ可読性メモリを含む。プロセッサは、メモリに保存されたコンピュータプログラム等のシステム制御ソフトウェアを実行する。処理システム及び使用方法の態様は、２００６年４月１４日に「ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＣＯＭＰＯＵＮＤ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」の名称で出願された米国特許出願第１１／４０４５１６号（引用により全て本出願に組み込まれる）に更に記載されている。
【００４１】
システムコントローラ１６０及び関連する制御ソフトウェアは、ユーザ及び処理システム１００全体に分散した様々なセンサからの入力に基づいてタスク及び基板の移動に優先順位をつける。システムコントローラ１６０及び関連する制御ソフトウェアは、処理システム１００のスケジューリング／ハンドリング機能の自動化による、人間の介入を必要とすることのないリソースの最も効率的な使用を可能にする。一態様において、システムコントローラ１６０及び関連する制御ソフトウェアは、計算された最適なスループットに基づいて処理システム１００における基板搬送シーケンスを調節する又は操作不能となった処理チャンバに対処する。別の態様において、スケジューリング／ハンドリング機能は、複合窒化物構造の基板上での作製、特には１つ以上の処理チャンバにおける処理に必要な処理のシーケンスに関係する。更に別の態様において、スケジューリング／ハンドリング機能は複数のバッチの基板の効率的な自動処理に関係し、バッチの基板はキャリア上に収容される。更に別の態様において、スケジューリング／ハンドリング機能は、処理チャンバの定期的なインシチュの清浄化又はその他のメンテナンス関連の処理に関係する。更に別の態様において、スケジューリング／ハンドリング機能は、バッチロードロックチャンバ内での一時的な基板の格納に関係する。更に別の態様において、スケジューリング／ハンドリング機能は、オペレータの入力に基づいたロードステーション内外への基板の搬送に関係する。
【００４２】
以下の実施例は、処理システム１００に関連させて説明した一般的なプロセスをどのように複合窒化物構造の作製に使用するかを説明するためのものである。実施例ではＬＥＤ構造に言及するが、この作製は、少なくとも２つの処理チャンバ（ＭＯＣＶＤチャンバ１０２、ＨＶＰＥチャンバ１０４等）を有する処理システム１００を使用して実行される。最初のＧａＮ層の清浄化及び堆積はＨＶＰＥチャンバ１０４において実行され、残りのＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ及びＧａＮコンタクト層の成長はＭＯＣＶＤシステム１０２内で実行される。
【００４３】
プロセスは、複数の基板を収容したキャリアプレートのＨＶＰＥチャンバ１０４への搬送から始まる。ＨＶＰＥチャンバ１０４は、ＧａＮを急速堆積するように構成されている。前処理工程及び／又はバッファ層をＨＶＰＥチャンバ１０４内でＨＶＰＥ前駆体ガスを使用して基板上で成長させる。続いて厚いｎ−ＧａＮ層を成長させ、この実施例においてはＨＶＰＥ前駆体ガスを使用して実行される。別の実施形態においては、前処理工程及び／又はバッファ層をＭＯＣＶＤチャンバ内で成長させ、厚いｎ−ＧａＮ層をＨＶＰＥチャンバ内で成長させる。
【００４４】
ｎ−ＧａＮ層の堆積後、基板をＨＶＰＥチャンバ１０４から搬出してＭＯＣＶＤチャンバ１０２に搬入し、この搬送は高純度Ｎ２雰囲気中で搬送チャンバ１０６を経由して行なわれる。ＭＯＣＶＤチャンバ１０２は、恐らくは全体の堆積速度を犠牲にして、高度に均一な堆積が行なわれるように構成されている。ＭＯＣＶＤチャンバ１０２において、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層を、遷移ＧａＮ層の堆積後に成長させる。続いてｐ−ＡｌＧａＮ層及びｐ−ＧａＮ層を堆積する。別の実施形態において、ｐ−ＧａＮ層はＨＶＰＥチャンバ内で成長させる。
【００４５】
完成した構造を次にＭＯＣＶＤチャンバ１０２から搬出すると、ＭＯＣＶＤチャンバ１０２は、ＨＶＰＥチャンバ１０４又は異なる処理チャンバから、部分的に処理済みの基板を収容した追加のキャリアプレートを受け取る準備ができる。完成した構造をバッチロードロックチャンバ１０９に搬送して保管しても、処理システム１００からロードロックチャンバ１０８及びロードステーション１１０を介して出してもよい。
【００４６】
追加の基板を受け取る前に、ＨＶＰＥチャンバ及び／又はＭＯＣＶＤチャンバをインシチュの清浄化処理によって清浄化してもよい。清浄化処理ではエッチャントガスを使用し、チャンバ壁及び表面の堆積物を熱的にエッチングする。別の実施形態において、清浄化処理では遠隔プラズマ発生装置で発生させたプラズマを使用する。例示的な清浄化処理は、２００６年４月１４日に出願された米国特許出願第１１／４０４５１６号、２００７年６月２４日に「ＨＶＰＥ  ＳＨＯＷＥＲＨＥＡＤ  ＤＥＳＩＧＮ」の名称で出願された米国特許出願第１１／７６７５２０号（これらの文献は共に引用により全て本出願に組み込まれる）に記載されている。
【００４７】
複合窒化物半導体デバイスを作製するための改良されたシステム及び方法が提供される。複合窒化物半導体構造の慣用の製造において、複数のエピタキシャル堆積工程は単一の処理リアクタ内で実行され、全ての工程が完了するまで基板は処理リアクタから出ないため、通常約４〜６時間と処理時間が長くなる。慣用のシステムでは、リアクタを手動で開放して基板を取り出し、追加の基板を挿入することも必要である。リアクタを開放後、多くの場合、更に４時間に亘って排気、パージ、清浄化、開放及びローディングを行なわなくてはならず、総実行時間が基板１枚あたり約８〜１０時間となってしまう。慣用の単一リアクタのやり方では、リアクタを個々の処理工程について最適化することもできない。
【００４８】
改良されたシステムによって、高いシステムスループット、高いシステム信頼性及び高い基板間均一性を有するマルチチャンバ処理システムを使用した基板の同時処理ができる。このマルチチャンバ処理システムでは、特殊な手順を強化するように構成された構造を有する異なる処理において異なる化合物をエピタキシャル成長させることで、空いているプロセスウィンドウを異なる複合構造にも拡大する。基板の搬送は管理された環境において自動的に実行されることから、リアクタを開放して長時間に亘る排気、パージ、清浄化、開放及びローディングを行なう必要がなくなる。
【００４９】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明のその他及び更なる実施形態は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
2011511460.tif 000003
【図２】
2011511460.tif 000004
【図３】
2011511460.tif 000005
【図４】
2011511460.tif 000006
【図５】
2011511460.tif 000007
【図６】
2011511460.tif 000008
【図７】
2011511460.tif 000009
【図８】
2011511460.tif 000010
【図９】
2011511460.tif 000011
【図１０】
2011511460.tif 000012
【図１１】
2011511460.tif 000013
【図１２】
2011511460.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月7日(2010.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合窒化物半導体デバイスを製造するための統合処理システムであって、
搬送領域を画成するエンクロージャと、
搬送領域に配置されたロボットと、
搬送領域と搬送時に連通するＨＶＰＥ処理チャンバとを備え、ＨＶＰＥ処理チャンバが、処理中、ＨＶＰＥ処理チャンバの処理容積内に配置されたキャリアプレート上の１枚以上の基板を加熱するために位置決めされた加熱源と、金属源を保持するように構成された領域を有するソースボートとを備え、金属源が金属窒化物層を堆積するためのＩＩＩ族含有前駆体の生成に使用され、
前記統合処理システムが更に、
搬送領域と搬送時に連通する、１枚以上の基板上に１つ以上の複合窒化物半導体層を形成するためのＭＯＣＶＤ処理チャンバと、
搬送領域と搬送時に連通する、入口バルブ及び少なくとも１枚以上の基板を真空環境へと受け入れるための出口バルブを有するロードロックチャンバとを備える統合処理システム。
【請求項２】
搬送領域と搬送時に連通する、複数のキャリアプレートを格納するように構成されたバッチロードロックチャンバを更に備える請求項１記載の統合処理システム。
【請求項３】
複合窒化物半導体デバイスを製造するための処理システムであって、
搬送領域を画成するエンクロージャと、
搬送領域に配置されたロボットと、
搬送領域と搬送時に連通する、１枚以上の基板上に１つ以上の複合窒化物層を形成するためのＨＶＰＥ処理チャンバと、
搬送領域と連通した第１処理チャンバとを備え、第１処理チャンバは、処理チャンバの処理容積内に位置決めされた基板支持体と、処理領域の上部を画成するシャワーヘッドと、シャワーヘッドを介して処理領域に連結されたＩＩＩ族元素含有供給源と、処理領域下方に１つ以上の加熱ゾーンを形成し且つ輻射熱を基板支持体に向かって指向させるように位置決めされた複数の加熱源とを備え、
前記処理システムが更に、
搬送領域と搬送時に連通するロードロックチャンバと、
ロードロックチャンバと連通したロードステーションとを備え、ロードステーションは、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備える処理システム。
【請求項４】
基板支持体上に位置決め可能なキャリアプレートを更に備え、キャリアプレートが複数の基板を収容するための複数の凹部を有する請求項３記載の処理システム。
【請求項５】
ロードステーションがレールトラックを備え、そのレールトラックに沿ってコンベヤトレイが移動可能である請求項３記載の処理システム。
【請求項６】
コンベヤトレイがオペレータの手によって加えられた力で移動可能である請求項３記載の処理システム。
【請求項７】
コンベヤトレイを駆動するための空気圧アクチュエータを更に備える請求項３記載の処理システム。
【請求項８】
ロードステーションがコンベヤトレイ上で閉じることのできる蓋を備える請求項３記載の処理システム。
【請求項９】
搬送チャンバに連結されたバッチロードロックチャンバを更に備える請求項３記載の処理システム。
【請求項１０】
キャリアプレートの位置を求めるように構成された自動センターファインダと、
自動センターファインダから位置情報を受け取ってキャリアプレートをロボットのブレードと整列させるように構成されたコントローラとを更に備え、
キャリアプレートが複数の基板を収容するための複数の凹部を有する請求項１記載の統合処理システム。
【請求項１１】
ロードロックチャンバと連通するロードステーションを更に備え、
ロードステーションが、１枚以上の基板を積載したキャリアプレートをロードロックチャンバ内へと運ぶための可動性のコンベヤトレイを備える請求項１記載の統合処理システム。
【請求項１２】
ロードステーションがレールトラックを備え、そのレールトラックに沿ってコンベヤトレイが移動可能である請求項１１記載の統合処理システム。
【請求項１３】
コンベヤトレイがオペレータの手によって加えられた力で移動可能である請求項１１記載の統合処理システム。
【請求項１４】
コンベヤトレイを駆動するための空気圧アクチュエータを更に備える請求項１１記載の統合処理システム。
【請求項１５】
キャリアプレートの位置を求めるように構成された自動センターファインダと、
自動センターファインダから位置情報を受け取ってキャリアプレートをロボットのブレードと整列させるように構成されたコントローラとを更に備え、
キャリアプレートが複数の基板を収容するための複数の凹部を有する請求項３記載の処理システム。
【請求項１６】
ＨＶＰＥ処理チャンバが更に、
処理中、ＨＶＰＥ処理チャンバの処理容積内に配置されたキャリアプレートを加熱するために位置決めされた複数のランプと、
金属源を保持するように構成された領域を有するソースボートとを備え、金属源が金属窒化物層を堆積するためのＩＩＩ族含有前駆体の生成に使用される請求項３記載の処理システム。
【請求項１７】
複数の加熱源が２つの同心円帯を形成するように構成された複数のランプを含む請求項３記載の処理システム。
【請求項１８】
複数の加熱源が２つの同心円帯を形成するように構成された複数のランプを含む請求項１記載の処理システム。
【国際調査報告】
2011511460.tif 000015
2011511460.tif 000016