(57)【要約】【課題】あるチャンバから別のチャンバへの被処理体の搬送を従来よりも速やかに行えるようにした搬送装置を提供する。【解決手段】被処理体を第１開口を有する第１チャンバ１０から第２開口を有する第２チャンバ２０へと搬送する搬送装置４０を、被処理体を保持しうるとともに第１開口及び第２開口を介して第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０の内に挿入されうる被処理体保持部４２Ａ，４３Ａと、被処理体保持部４２Ａ，４３Ａを支持するベース部４１と、被処理体保持部４２Ａ，４３Ａを第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に挿入しうる方向へベース部４１を往復移動させる往復駆動手段４６と、一本の回転軸Ｘを中心に被処理体保持部４２Ａ，４３Ａが第１開口に対向する位置と第２開口に対向する位置との間で回転往復移動するようにベース部４１を回転させる回転駆動手段４５とを備えて構成する。【選択図】図１
2008153339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子製造工程において、被処理体を、第１開口を有する第１チャンバから第２開口を有する第２チャンバへと搬送する搬送装置であって、
前記被処理体を保持しうるとともに、前記第１開口及び前記第２開口を介して前記第１チャンバ及び前記第２チャンバの内に挿入されうる被処理体保持部と、
該被処理体保持部を支持するベース部と、
該被処理体保持部を前記第１チャンバ及び前記第２チャンバに挿入しうる方向へ、該ベース部を往復移動させる往復駆動手段と、
一本の回転軸を中心に、該被処理体保持部が前記第１開口に対向する位置と前記第２開口に対向する位置との間で回転往復移動するように、該ベース部を回転させる回転駆動手段とを備える
ことを特徴とする、搬送装置。
【請求項２】
該ベース部に設けられ、該被処理体保持部が前記第１チャンバ又は前記第２チャンバに挿入された場合に前記第１開口又は前記第２開口を気密に閉塞させうる蓋体を備える
ことを特徴とする、請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
搬送用チャンバと、該搬送用チャンバに対して第１開口を介して連通した第１チャンバと、該搬送用チャンバに対して第２開口を介して連通した第２チャンバと、該搬送用チャンバ内に設けられ、被処理体を該第１チャンバから該第２チャンバへと搬送する搬送装置とを備え、
該搬送装置が、
該被処理体を保持しうるとともに、該第１開口及び該第２開口を介して該第１チャンバ及び該第２チャンバの内に挿入されうる被処理体保持部と、
該被処理体保持部を支持するベース部と、
該被処理体保持部を該第１チャンバ及び該第２チャンバに挿入しうる方向へ、該ベース部を往復移動させる往復駆動手段と、
一本の回転軸を中心に、該被処理体保持部が該第１開口に対向する位置と該第２開口に対向する位置との間で回転往復移動するように、該ベース部を回転させる回転駆動手段とを備える
ことを特徴とする、半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置。
【請求項４】
該ベース部に設けられ、該被処理体保持部が該第１チャンバ又は該第２チャンバに挿入された場合に該第１開口又は該第２開口を気密に閉塞させうる蓋体を備える
ことを特徴とする、請求項３記載の半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置。
【請求項５】
該第１チャンバ内を昇温する昇温手段と、
該第２チャンバ内を降温する降温手段とを備える
ことを特徴とする、請求項３又は請求項４記載の半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置並びにそれを用いた半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品等の製造工程においては、半導体ウエハーなどの被処理体に対し、例えば、加熱処理、冷却処理、成膜処理、エッチング処理等の様々な処理を施し、これによって製品が完成されるようになっている。また、これらの処理は、通常、密閉されたチャンバ内で行われるようになっている。
【０００３】
例えば、加熱処理を例に挙げると、特許文献１では、プロセスチューブ（チャンバに相当する）の内部に半導体基板（被処理体に相当する）を搭載したウェハボードを装着し、当該プロセスチューブ内で半導体基板を加熱する方法が記載されている。
また、近年では、半導体製造工程において被処理体に対して複数の処理工程を連続的に施すことを目的として、マルチチャンバ式の処理装置を用いることも提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２１５２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載されているような従来の技術では、あるチャンバから別のチャンバへの被処理体の搬送に時間がかかっていた。特に、加熱処理においては、チャンバから被処理体を搬出しようとした場合であっても当該チャンバ及び被処理体の温度がある程度低下してからでないと被処理体の搬出ができず、特に被処理体の搬送に長時間を要していた。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、あるチャンバから別のチャンバへの被処理体の搬送を従来よりも速やかに行えるようにした搬送装置、並びに、それを用いた半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理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】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、一軸回転運動と直線的な往復運動とを組み合わせて搬送を行なうことにより、あるチャンバから別のチャンバへの被処理体の搬送を従来よりも速やかに行えることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
即ち、本発明の要旨は、半導体素子製造工程において、被処理体を、第１開口を有する第１チャンバから第２開口を有する第２チャンバへと搬送する搬送装置であって、前記被処理体を保持しうるとともに、前記第１開口及び前記第２開口を介して前記第１チャンバ及び前記第２チャンバの内に挿入されうる被処理体保持部と、該被処理体保持部を支持するベース部と、該被処理体保持部を前記第１チャンバ及び前記第２チャンバに挿入しうる方向へ、該ベース部を往復移動させる往復駆動手段と、一本の回転軸を中心に、該被処理体保持部が前記第１開口に対向する位置と前記第２開口に対向する位置との間で回転往復移動するように、該ベース部を回転させる回転駆動手段とを備えることを特徴とする、搬送装置に存する（請求項１）。
【０００９】
このとき、搬送装置は、該ベース部に設けられ、該被処理体保持部が前記第１チャンバ又は前記第２チャンバに挿入された場合に前記第１開口又は前記第２開口を気密に閉塞させうる蓋体を備えることが好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、本発明の別の要旨は、搬送用チャンバと、該搬送用チャンバに対して第１開口を介して連通した第１チャンバと、該搬送用チャンバに対して第２開口を介して連通した第２チャンバと、該搬送用チャンバ内に設けられ、被処理体を該第１チャンバから該第２チャンバへと搬送する搬送装置とを備え、該搬送装置が、該被処理体を保持しうるとともに、該第１開口及び該第２開口を介して該第１チャンバ及び該第２チャンバの内に挿入されうる被処理体保持部と、該被処理体保持部を支持するベース部と、該被処理体保持部を該第１チャンバ及び該第２チャンバに挿入しうる方向へ、該ベース部を往復移動させる往復駆動手段と、一本の回転軸を中心に、該被処理体保持部が該第１開口に対向する位置と該第２開口に対向する位置との間で回転往復移動するように、該ベース部を回転させる回転駆動手段とを備えることを特徴とする、半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置に存する（請求項３）。
【００１１】
このとき、半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置は、該ベース部に設けられ、該被処理体保持部が該第１チャンバ又は該第２チャンバに挿入された場合に該第１開口又は該第２開口を気密に閉塞させうる蓋体を備えることが好ましい（請求項４）。
また、半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置は、該第１チャンバ内を昇温する昇温手段と、該第２チャンバ内を降温する降温手段とを備えることが好ましい（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の搬送装置によれば、あるチャンバから別のチャンバへの被処理体の搬送を従来よりも速やかに行うことができる。
また、本発明の半導体ウエハーおよび半導体素子製造用処理装置によれば、被処理体の搬送を速やかに行えるとともに、被処理体の加熱、冷却も速やかに行えるため、従来よりも効率よく半導体部品を製造することができる。また、本発明の半導体ウエハーおよび半導体素子製造用処理装置を用いて、ｐ型半導体、ｎ型半導体、及び、各種金属からなる電極部分を積層した構造体（例えば、半導体発光素子など）を熱処理する場合等においては、当該半導体中のドーパント等の不要な拡散を充分に抑制しつつも、当該電極部分とｐ型半導体との界面、あるいは当該電極部分とｎ型半導体との界面における中間層形成による良質なオーム性接触の実現等が非常に効果的に実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
【００１４】
［半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置の構成］
図１は、本実施形態の半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置（以下適宜、「半導体処理装置」という）の概要を模式的に表わす斜視図である。なお、図１において、搬送用チャンバ３０は輪郭のみ示し、その内部は透視して示す。この図１に示すように、本実施形態の半導体処理装置は、第１チャンバ１０と、第２チャンバ２０と、搬送用チャンバ３０と、搬送装置４０と、制御装置５０を備えて構成され、被処理体である半導体ウエハー（半導体基板；図示せず）に対して加熱処理及び冷却処理を施すようになっている。
【００１５】
［第１チャンバ］
図２は、第１チャンバ１０について模式的に示す断面図である。なお、図２においては、第１チャンバ１０にホルダ４２Ａ（後述する）が挿入された際の基板保持ユニット４２（後述する）を二点鎖線で示す。
第１チャンバ１０は、その内部で被処理体に対して加熱処理を施すためのものであり、図２に示すように、円筒の図中上部に蓋がされた形状の石英製の容器として形成されている。また、第１チャンバ１０の図中下部には、第１チャンバ１０の内部と搬送用チャンバ３０とを連通する開口（以下適宜、「第１開口」という）１１が形成されている。これにより、第１チャンバ１０は搬送用チャンバ３０に対して第１開口１１を介して連通し、この第１開口１１を介して第１チャンバ１０の内部に被処理体を出し入れできるようになっている。
【００１６】
また、第１チャンバ１０の下方縁部には外側に張り出した張り出し部１２が形成されている。第１チャンバ１０の下部には後述するようにＳＵＳブロック（以下適宜、「第１ＳＵＳブロック」という）１３が設けられるが、前記の張り出し部１２が形成されていることにより、第１チャンバ１０を第１ＳＵＳブロック１３に対して安定して固定できるようになっている。なお、本実施形態では、第１チャンバ１０は張り出し部１２において図示しないネジでネジ止めされることにより、第１ＳＵＳブロック１３に固定されている。
【００１７】
第１チャンバ１０の図中下部には断熱部としての第１ＳＵＳブロック１３が設けられている。この第１ＳＵＳブロック１３は、第１チャンバ１０が有する熱が搬送用チャンバ３０や搬送装置４０（特に、後述する蓋部４２Ｃ，４３Ｃ）に伝わることを抑制するための部材である。第１チャンバ１０が有する熱が搬送用チャンバ３０や搬送装置４０に伝わることを抑制することにより、後述するＯリング１４，１５が熱により劣化することを防止できる。
【００１８】
また、断熱部としての役割をより確実に果たすため、第１ＳＵＳブロック１３には、冷媒（ここでは水）を通すための孔（図示せず）が形成されていて、この孔に通水がされるようになっている。なお、前記の通水は、連続的に常時行なうようにしてもよく、任意の時期に断続的に行なうようにしてもよい。
【００１９】
また、第１ＳＵＳブロック１３と第１チャンバ１０との接触部には、ガスの漏洩を防止するためのＯリング（オーリング）１４が取り付けられている。このＯリング１４は、第１チャンバ１０内の気密性を確保するためものである。なお、このＯリング１４に代えて、例えば、ガスケット、メタルシールなどを使用することも可能である。
さらに、第１ＳＵＳブロック１３の下部にも、Ｏリング１５が取り付けられている。このＯリング１５は、搬送装置４０の蓋部４２Ｃ，４３Ｃが第１開口１１に蓋をした場合に第１チャンバ１０内の気密性を確保するためのものである。
【００２０】
さらに、第１チャンバ１０の上端部には、第１チャンバ１０内に開口した通気口１６が形成されている。通気口１６には、図示しない給気装置からガスが送られ、当該ガスが第１チャンバ１０内に導入されるようになっている。また、第１ＳＵＳブロック１３には、第１チャンバ１０内に開口した通気口１７が形成されている。通気口１７は第１チャンバ１０からガスが出て行く出口であり、当該ガスは必要に応じてスクラバー等（図示せず）に排気されるようになっている。
【００２１】
第１チャンバ１０中に導入するガスは、その目的、被処理体の構造、材質等によって適宜選択が可能である。例えば、被処理体が一対の電極とその間に形成されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層とを備える半導体素子であって、前記のｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮとを含むIII−Ｖ族半導体であり、且つ、前記の電極がオーム性接触を実現するための電極用の金属で形成されている場合（以下適宜、この場合を「所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合」という）には、ｐ型半導体及びその電極用金属を高速に加熱処理するためには、前記のガスとして、不活性ガスを導入することが好ましい。中でも、１８族の元素から構成されるガス、若しくは、Ｎ2ガスを導入することがより好ましい。また、これらのガスは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。上述したガスの中でも、Ｎ2ガスを導入することが特に好ましい。Ｎ2ガスを導入する場合には、加熱処理によって半導体から脱離する可能性のあるＮを、Ｎ2ガスを供給することで脱離を抑制できるためである。
【００２２】
一方、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合、ｎ型半導体及びその電極用金属を高速に加熱処理するためには、前記のガスとして、不活性ガスを導入してもよいが、例えばＯ2などの酸化性ガスを導入することが好ましい。これにより、加熱処理が酸化性雰囲気で行なわれることになる。これにより、ＧａＮ（窒化ガリウム）に対して酸素はｎ型のドーパントとなるため、好ましい。
【００２３】
通気口１６と給気装置との間には、図１に示すように弁１６Ｖ及び流量調節器１６Ｆが設けられている。第１チャンバ１０内に導入するガス流量は、流量調節器１６Ｆによって制御されるようになっている。流量調節器１６Ｆは、目的に応じて適切なものを用いることができ、例えば、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）、ニードル弁付き流量計、ニードル弁及び流量表示計の組み合わせ等が使用される。
また、通気口１７とスクラバーとの間には、図１に示すように弁１７Ｖが設けられている。そして、弁１６Ｖ，１７Ｖが開けば通気口１６，１７を介してガスが流通し、弁１６Ｖ，１７Ｖが閉まればガスの流通が停止するようになっている。
【００２４】
さらに、加熱処理による半導体からの窒素原子の脱離を抑制するためには、加熱処理の環境は、加圧にすることが好ましい。したがって、本実施形態の半導体処理装置には、第１チャンバ１０内を加圧する加圧手段を設けることが好ましい。ここで、加圧手段としては、給気装置（図示省略）と弁１６Ｖとの間にレギュレータ１６Ｃを設けるようにすれば良い。レギュレータ１６Ｃにより、給気ガスの圧力を、第１チャンバ１０内の圧力より高く設定することができる。また、このときには、第１チャンバ１０に圧力計（図示せず）を設け、通気口１７と弁１７Ｖとの間に圧力制御弁１７Ｃを設けて第１チャンバ１０内の圧力制御を行なうようにすることが好ましい。
【００２５】
第１チャンバ１０内の圧力の程度は、その目的、被処理体の構造、材質等によって適宜選択が可能であるが、通常１０１３ｈＰａ以上、中でも１３００ｈＰａ以上、特には１４００ｈＰａ以上が好ましく、また、通常２０２６ｈＰａ以下、中でも１７００ｈＰａ以下、特には１６００ｈＰａ以下が好ましい。特に、１４００ｈＰａ〜１６００ｈＰａの圧力範囲においては、加熱処理によって半導体から脱離する可能性のあるＮの脱離を抑制できる。
【００２６】
また、酸化性雰囲気において被処理体を処理する場合には、第１チャンバ１０、第１ＳＵＳブロック１３、Ｏリング１４，１５、及び後述する基板保持ユニット４２，４３には、酸化性雰囲気に耐えうる材質を使用することが好ましい。それらの好ましい材質の例を挙げると、第１チャンバ１０においては、例えば、石英等を使用することが好ましい。第１ＳＵＳブロック１３においては、例えば、ステンレス鋼等を使用することが好ましい。Ｏリング１４，１５においては、例えば、フッ素樹脂等を使用することが好ましく、中でも、テフロン（登録商標）、又は、バイトンをテフロン（登録商標）でコーティングしたもの等がより好ましく、更には、バイトンをテフロン（登録商標）でコーティングしたものが特に好ましい。バイトンをテフロン（登録商標）でコーティングしたものを使用する場合には、その耐酸化性はテフロン（登録商標）と同等で、かつ弾力性がテフロン（登録商標）より優れ、気密性に勝るからである。基板保持ユニット４２、４３においては、被処理体の材質、処理目的によって適宜選択が可能であるが、例えば、石英、Ｓｉ（シリコン）、セラミック等を使用することが好ましく、中でもＳｉ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）等がより好ましい。また、本実施形態では酸化性のガスはスクラバーに排気されるようになっているが、当該酸化性ガスの種類によっては、第１チャンバ１０内に充填したままで処理を行なってもよい。
【００２７】
第１チャンバ１０の上側部には、第１チャンバ１０を囲うようにして昇温手段（加熱手段）として抵抗加熱ヒータ１８が装着されている。この抵抗加熱ヒータ１８は第１チャンバ１０内に搬入された被処理体を加熱するためのものである。加熱の程度は加熱処理の内容にもよるが、通常は１００℃〜１１００℃である。また、昇温手段としては、ランプヒーター等を使用してもよい。
【００２８】
ただし、抵抗加熱ヒータ１８からの熱が搬送用チャンバ３０や搬送装置４０（特に、蓋部４２Ｃ，４３Ｃ）に伝わることは好ましくない。このため、抵抗加熱ヒータ１８は、搬送用チャンバ３０や搬送装置４０の蓋部４２Ｃ，４３Ｃなどから、所定の距離だけ離れるように設置位置を調整することが好ましい。そのため、本実施形態では、抵抗加熱ヒータ１８は第１チャンバ１０の上側部に装着されているのである。
【００２９】
［第２チャンバ］
図３は、第２チャンバ２０について模式的に示す断面図である。なお、図３においては、第２チャンバ２０にホルダ４２Ａ（後述する）が挿入された際の基板保持ユニット４２（後述する）を二点鎖線で示す。
第２チャンバ２０は、その内部で被処理体に対して冷却処理を施すためのものであり、図３に示すように、抵抗加熱ヒータ１８を備えておらず、側面部に出し入れポート２９が形成されている他は、上述した第１チャンバ１０と同様に構成されている。
【００３０】
即ち、第２チャンバ２０も、第１チャンバ１０と同様に、円筒の図中上部に蓋がされた形状の石英製の容器として形成され、その図中下部には第２チャンバ２０の内部と搬送用チャンバ３０とを連通する開口（以下適宜、「第２開口」という）２１が形成されている。これにより、第２チャンバ２０は搬送用チャンバ３０に対して第２開口２１を介して連通し、この第２開口２１を介して第２チャンバ２０の内部に被処理体を出し入れできるようになっている。
【００３１】
また、第２チャンバ２０の下方縁部にも、第１チャンバ１０と同様に張り出し部２２が形成されていて、第２チャンバ２０の下部に設けられたＳＵＳブロック（以下適宜、「第２ＳＵＳブロック」という）２３に対して第２チャンバ２０を安定して固定できるようになっている。また、第２チャンバ２０は、張り出し部２２において図示しないネジでネジ止めされることにより、第２ＳＵＳブロック２３に固定されている。
【００３２】
上記のように、第２チャンバ２０の図中下部には断熱部としての第２ＳＵＳブロック２３が設けられている。この第２ＳＵＳブロック２３は、搬送用チャンバ３０や搬送装置４０（特に、蓋部４２Ｃ，４３Ｃ）が有する熱が第２チャンバ２０に伝わることを抑制するための部材である。搬送用チャンバ３０や搬送装置４０が有する熱が第２チャンバ２０に伝わることを抑制することにより、後述するＯリング２４，２５が熱により劣化することを防止できる。
【００３３】
また、断熱部としての役割をより確実に果たすため、第２ＳＵＳブロック２３には、冷媒（ここでは水）を通すための孔（図示省略）が形成されていて、この孔に通水がされるようになっている。なお、前記の通水も、第１ＳＵＳブロック１３に対する通水と同様、連続的に常時行なうようにしてもよく、任意の時期に断続的に行なうようにしてもよい。
【００３４】
また、第２ＳＵＳブロック２３と第２チャンバ２０との接触部には、ガスの漏洩を防止するためのＯリング２４が取り付けられている。このＯリング２４は、第２チャンバ２０内の気密性を確保するためものである。
さらに、第２ＳＵＳブロック２３の下部にも、Ｏリング２５が取り付けられている。このＯリング２５は、搬送装置４０の蓋部４２Ｃ，４３Ｃが第２開口２１に蓋をした場合に第２チャンバ２０内の気密性を確保するためのものである。
【００３５】
さらに、第２チャンバ２０の上端部には、第１チャンバ１０と同様に、第２チャンバ２０内に開口した通気口２６が形成されている。通気口２６には、図示しない給気装置から低温のガスが送られ、当該ガスが第２チャンバ２０内に吹き込むことにより第２チャンバ２０の内部が降温し、被処理体が冷却されるようになっている。したがって、この通気口２６は、第２チャンバ２０内を降温させる降温手段（冷却手段）として機能するものである。また、第２ＳＵＳブロック２３にも、第１ＳＵＳブロックと同様に、第２チャンバ２０内に開口した通気口２７が形成されている。通気口２７は第２チャンバ２０からガスが出て行く出口であり、当該ガスはスクラバー（図示せず）に排気されるようになっている。
【００３６】
第２チャンバ２０中に導入し、被処理体の冷却に用いるガスは、その目的、被処理体の構造、材質等によって適宜選択が可能である。例えば、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合、ｐ型半導体及びその電極用金属を高速に冷却処理するためには、前記のガスとして、不活性ガスを導入することが好ましい。中でも、１８族の元素から構成されるガス、若しくは、Ｎ2ガスを導入することがより好ましい。また、これらのガスは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。上述したガスの中でも、Ｎ2ガスを導入することが特に好ましい。Ｎ2ガスを導入する場合には、高温の半導体から脱離する可能性のあるＮを、Ｎ2ガスを供給することで脱離を抑制できるためである。
【００３７】
一方、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合、ｎ型半導体及びその電極用金属を高速に冷却処理するためには、前記のガスとして、不活性ガスまたは酸化性ガスを導入することが好ましい。不活性ガスの中では、１８族の元素から構成されるガス、若しくは、Ｎ2ガスを導入することが好ましく、中でも、Ｎ2ガスを導入することがより好ましい。Ｎ2ガスを導入する場合には、高温の半導体から脱離する可能性のある窒素原子を、Ｎ2ガスを供給することで脱離を抑制できるためである。一方、酸化性ガスとしては、例えば、Ｏ2などを導入することが好ましい、これにより、冷却処理が酸化性雰囲気で行なわれることになる。特に、Ｏ2ガスを導入する場合には、ＧａＮ（窒化ガリウム）に対して酸素はｎ型のドーパントとなるため、好ましい。なお、これらのガスは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００３８】
さらに、これらのガスの給気温度も、その目的、被処理体の構造、材質等によって適宜選択が可能である。例えばＮ2ガスを導入する場合には、その給気温度は、通常−１８６℃以上、中でも−１０℃以上、特には０℃以上が好ましく、また、通常２００℃以下、中でも１００℃以下、特には６０℃以下が好ましい。一方、例えばＯ2ガスを導入する場合には、その給気温度は、通常−１７３℃以上、中でも−１０℃以上、特には０℃以上が好ましく、また、通常２００℃以下、中でも１００℃以下、特には６０℃以下が好ましい。
【００３９】
これらのガスの温度は一定温度で用いてもよく、また、２条件以上の異なる温度のガスの組み合わせであってもよい。例えば、冷却処理開始時は高温（例えば１００℃）のガスを導入し、一定時間経過後からは１００℃より低温（例えば４０℃）のガスを導入し、さらに一定時間経過後からは４０℃より低温（例えば０℃）のガスを導入するようにしてもよい。
また、図示しない給気装置にガスの温度調整機構を設け、高温（例えば６０℃）から低温（例えば０℃）まで連続的に給気温度を変化させてもよい。特に、被処理体の熱膨張率が高い場合、または、被処理体が熱膨張率の異なる２種以上の材質から構成されている場合等においては、２条件以上の異なる温度のガスの組み合わせで給気したり、または、高温から低温まで連続的に給気温度を変更させて給気したりすることにより、被処理体が破損する可能性を抑制しつつ高速な冷却処理を行なうことができる。
【００４０】
また、高温（例えば６０℃以上）のガスを使用する場合、図示しない給気装置から第２チャンバ２０までの間、及び、第２チャンバ２０から図示しないスクラバーまでの間の配管、バルブ、シール等の材質としては、金属、セラミック、フッ素樹脂等を使用することが好ましい。中でも金属、フッ素樹脂等がより好ましく、更にはステンレス鋼、テフロン（登録商標）を使用することが特に好ましい。ステンレス鋼、テフロン（登録商標）を使用した場合には、２００℃以上での連続使用が可能であり、耐酸化性にも優れているため好適である。
【００４１】
さらに、通気口２６と給気装置との間には、図１に示すように弁２６Ｖおよび流量調節器２６Ｆが設けられている。第２チャンバ２０内に導入するガス流量は、流量調節器２６Ｆによって制御されるようになっている。流量調節器２６Ｆは、目的に応じて適切なものを用いることができ、例えば、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）、ニードル弁付き流量計、ニードル弁及び流量表示計の組み合わせ等が使用される。
また、通気口２７とスクラバーとの間には、図１に示すように弁２７Ｖが設けられている。そして、弁２６Ｖ、２７Ｖが開けば通気口２６、２７を介してガスが流通し、弁２６Ｖ、２７Ｖが閉まればガスの流通が停止するようになっている。
【００４２】
また、酸化性雰囲気において被処理体を処理する場合には、第２チャンバ２０、第２ＳＵＳブロック２３、Ｏリング２４、２５、及び後述する基板保持ユニット４２、４３には、酸化性雰囲気に耐えうる材質を使用することが好ましい。それらの好ましい材質の例としては、第１チャンバ１０、第１ＳＵＳブロック１３、Ｏリング１４，１５、及び基板保持ユニット４２，４３の酸化性雰囲気に耐えうる材質として説明したものと同様のものが同様の理由で挙げられる。
【００４３】
また、第２チャンバ２０には、側面部に被処理体の装着及び取り出しを行うための出し入れポート２９が形成されている。この出し入れポート２９には普段は蓋がされて第２チャンバ２０内の気密が確保されるようになっている。そして、被処理体の装着及び取り出しを行う際には前記の蓋は開けられ、この出し入れポート２９を通じて被処理体の装着及び取り出しが行われるようになっている。なお、このポート２９では、Ｏリング、パッキン、二重Ｏリングと真空引きとの組み合わせ、マグネットシートなどの手段（いずれも図示せず）により、蓋をした場合の気密性が高められている。これにより、第２チャンバ２０内の圧力が常圧より高い場合には第２チャンバ２０の外への冷却ガスの漏れ出しを最小限に抑制でき、また、第２チャンバ２０内の圧力が常圧より低い場合には第２チャンバ２０の外の気体が第２チャンバ２０内への漏れ込みを最小限に抑制できるようになっている。
【００４４】
［搬送用チャンバ］
搬送用チャンバ３０は、第１チャンバ１０から第２チャンバ２０へ被処理体を搬送する際に、不活性ガス等を搬送用チャンバ３０内に充満させることにより、被処理体の大気暴露を最小限にするためのものである。形状などに制限はなく、例えば円柱形状に形成することも可能であるが、本実施形態では、図１に示すように、搬送用チャンバ３０は内部に搬送装置４０を設置できる程度に大きい直方体の筐体として構成されているものとする。
【００４５】
ただし、図２，３に示すように、搬送用チャンバ３０の上面にはそれぞれ第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０と連通する開口３１，３２が形成されていて、この開口３１，３２に第１ＳＵＳブロック１３及び第２ＳＵＳブロック２３をそれぞれ嵌め込むようことにより、前記の第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０が搬送用チャンバ３０の上に設置されている。
また、搬送用チャンバ３０の底面には搬送装置４０のシャフト４４を通すための孔（図示省略）が形成されていている。
【００４６】
さらに、搬送用チャンバ３０は、密閉されていることが好ましい。本実施形態では、第１及び第２ＳＵＳブロック１３，２３が搬送用チャンバ３０の開口３１，３２の縁部に溶接され、この開口３１，３２での気密が確保されている。また、搬送用チャンバ３０の底面の孔では、回転駆動装置４５に対応したＯリング、パッキン、回転軸シール、磁気シール等の回転駆動対応気密手段（図示せず）、及び、昇降駆動装置４６に対応したロッドシール、ベローズ等の昇降駆動対応気密手段（図示せず）により気密が確保されている。これにより、搬送用チャンバ３０は密閉され、その内部の気密性が確保されるため、搬送用チャンバ３０内に、不活性ガスを充満させることにより、被処理体の大気暴露を最小限にすることができる。充満させるガスは、より望ましくは１８族の元素から構成されるガス、もしくはＮ2ガスを導入することが好ましい。また、これらのガスは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。中でも、Ｎ2ガスを導入することが特に好ましい。
【００４７】
［搬送装置］
図１に示す搬送装置４０は、制御装置５０の制御に従って、第１チャンバ１０から第２チャンバ２０へ、また、第２チャンバ２０から第１チャンバ１０へと被処理体を搬送するための装置であり、ベース部としてのベースブロック４１と、基板保持ユニット４２，４３と、シャフト４４と、回転駆動装置４５と、昇降駆動装置４６とを備えている。
【００４８】
ベースブロック４１は、基板保持ユニット４２，４３を支持し、ひいては後述するホルダ４２Ａ，４３Ａを支持する支持部材である。このベースブロック４１は搬送用チャンバ３０内に設置されている。また、ベースブロック４１は後述する回転駆動装置４５により回転させられるようになっているが、その回転軸Ｘの上にベースブロック４１の重心が位置するような形状に形成することが好ましい。さらに、当該回転の際、モーメントが小さい形状とすることが好ましい。好ましい形状の例を挙げると、柱状、錐形状などが挙げられ、中でも、円柱状、円錐形状などが好ましい。これにより、ベースブロック４１の回転時（特に、高速回転時）に回転軌道を安定させることができる。
【００４９】
また、ベースブロック４１の回転軸Ｘは、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０から等距離となるように設定することが好ましい。なお、本実施形態では、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０が中心軸Ｘを対称軸として１８０°対称となるように設置されているものとする。即ち、第１チャンバ１０と第２チャンバ２０の中間の中央部を回転軸Ｘが通るように設定されているものとする。
【００５０】
本実施形態では、ベースブロック４１は円錐形に形成され、その円錐形の底面（上面４１ａという）が上向きとなるように設けられている。また、ベースブロック４１の上面４１ａは搬送用チャンバ３０の上面と平行になるようになっていて、この上面４１ａに基板保持ユニット４２，４３が装着されている。
【００５１】
基板保持ユニット４２は、被処理体保持部としてホルダ４２Ａと、支柱部４２Ｂと、蓋体としての蓋部４２Ｃとで構成されている。
ホルダ４２Ａは被処理体を保持する部材である。ホルダ４２Ａの材質は、目的、被処理体の構造、材質、第１チャンバ１０の加熱温度、導入ガス種等によって適宜選択が可能である。例えば、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合に、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０内に不活性ガスを導入するのであれば、ホルダ４２Ａの材質としては、例えば、Ｓｉ、セラミックまたはセラミックで覆われたグラファイト等を使用することが好ましい。中でも、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣで覆われたグラファイトがより好ましい。Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣで覆われたグラファイトを使用する場合には、１０００℃以上の高温でも使用可能であるためである。また、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合に、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０内に酸化性ガスを導入するのであれば、ホルダ４２Ａの材質としては、例えば、石英、Ｓｉ、セラミック等を使用することが好ましい。中でも、Ｓｉ、ＳｉＣ等がより好ましい。Ｓｉ、ＳｉＣを使用する場合には、耐酸化性に優れ、１０００℃以上の高温でも使用可能であるためである。
【００５２】
一方、被処理体が、例えば、サファイア、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等で形成された誘電体基板である場合には、ホルダ４２Ａの材質は、導電性の材料、例えば金属を使用し、ホルダ４２Ａは接地をとることが好ましい。中でも、Ｓｉを用いることがより好ましい。これにより、被処理体が静電破壊される可能性を抑制できるからである。即ち、誘電体は容易に帯電するため、ホルダ４２Ａを絶縁体で形成すると被処理体が帯電することになる。このような状態で被処理体を取り出そうとすると、被処理体の取り出しを行なう機構（取り出し機構）又は人間の電位が低い場合には、当該取り出し機構又は人間が被処理体に触れた時に電位差によって被処理体が静電破壊される可能性がある。これに対し、Ｓｉは導電性を有するため、Ｓｉを使用すれば誘電体は帯電しにくくなる。これにより、取り出し時に取り出し機構又は人間との電位差が大きくなりにくくなるため、被処理体の静電破壊の可能性を抑制できるのである。特に、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮを含むIII−Ｖ族半導体などからなる半導体層を備える被処理体において、この利点は顕著である。また、Ｓｉは、１０００℃以上の高温で使用可能である点でも好ましい。
【００５３】
また、ホルダ４２Ａの厚さは、目的、被処理体の構造、材質、第１チャンバ１０の加熱温度等によって適宜選択が可能である。例えば、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合には、ホルダ４２Ａの厚さは、通常２ｍｍ以上が好ましく、また、通常５ｍｍ以下、中でも３ｍｍ以下が好ましい。特に厚みが２〜３ｍｍの場合は、ホルダ４２Ａの熱容量が小さいため、高速な加熱処理および高速な冷却処理に適し、好適である。
【００５４】
また、ホルダ４２Ａには図示しないザグリ（凹部）が形成され、使用時にはこのザグリに被処理体を取り付けることにより、搬送時に被処理体がホルダ４２Ａから外れないようになっている。
また、ホルダ４２Ａは第１開口１１及び第２開口２１を介して第１チャンバ１０及び第２のチャンバ２０の内に挿入されるようになっているので、ホルダ４２Ａの外径は、第１チャンバ１０及び第２のチャンバ２０の内径よりも小さく形成されている。なお、本実施形態では、ホルダ４２Ａは上面にザグリを形成された円板として構成されているものとする。
【００５５】
支柱部４２Ｂは、ホルダ４２Ａを支持する支柱である。被処理体に対して加熱処理を適切に行うためには、加熱処理時に抵抗加熱ヒータ１８とホルダ４２Ａとをできるだけ近づけることが好ましい。しかし、上述したように、この半導体処理装置では抵抗加熱ヒータ１８からの熱が蓋部４２Ｃに伝わることは好ましくない。そこで支柱部４２Ｂにより、ホルダ４２Ａと蓋部４２Ｃとは遠ざけるようになっているのである。この観点から、支柱部４２Ｂは長いほうが好ましく、具体的には３００ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５６】
また、同様の観点から、支柱部４２Ｂは熱伝導率が低く、１０００℃以上の高温に耐える材料が好ましい。このような好ましい材料の例としては、石英等が挙げられる。
さらに、被処理体が、例えば、サファイア、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＺｎＯ等で形成された誘電体基板である場合には、支柱部４２Ｂの材料は、例えば金属等の導電性の材料を用いることが好ましく、中でも、Ｓｉがより好ましい。ホルダ４２Ａの材料としてＳｉが好ましいのと同様の理由で、被処理体の静電破壊の可能性を抑制できるからである。特に、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮを含むIII−Ｖ族半導体などからなる半導体層を備える被処理体において、この利点は顕著である。また、Ｓｉは、１０００℃以上の高温で使用可能である点でも好ましい。
【００５７】
蓋部４２Ｃは、ホルダ４２Ａを第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０の内部に挿入した場合に、第１開口１１又は第２開口２１に蓋をするものである。したがって、蓋部４２Ｃは第１開口１１及び第２開口２１を閉塞できるように形成されている。本実施形態では、第１開口１１及び第２開口２１よりも大きい円板形状の部材として形成されているものとする。
【００５８】
蓋部４２Ｃの材質は、目的、被処理体の構造、材質、第１チャンバ１０の加熱温度等によって適宜選択が可能である。例えば、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合、蓋部４２Ｃの材質は、耐食性が高い金属または合金を使用することが好ましく、中でもステンレス鋼を使用することがより好ましい。
【００５９】
特に、被処理体が、例えば、サファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ等からなる誘電体基板である場合には、例えば金属等の導電性の材料が好ましく、中でも、ステンレス鋼がより好ましい。ホルダ４２Ａの材料としてＳｉが好ましいのと同様の理由で、被処理体の静電破壊の可能性を抑制できるからである。特に、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮを含むIII−Ｖ族半導体などからなる半導体層を備える被処理体において、この利点は顕著である。また、ステンレス鋼は、強度的に優れている点でも好ましい。
【００６０】
また、ホルダ４２Ａを第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０の内部に挿入する際には、蓋部４２Ｃが第１ＳＵＳブロック１３又は第２ＳＵＳブロック２３に接する位置まで挿入されることになるが、この際、蓋部４２ＣがＯリング１５，２５に圧接することにより、第１開口１１及び第２開口２１を気密に閉塞させ、第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０内の気密性が確保されるようになっている。なお、ここでいう気密性は第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０内で行う処理にもよるが、通常は、０．０５ＭＰａ加圧で３０分間放置した場合に圧力低下が５％以内となる程度である。
【００６１】
一方、基板保持ユニット４３も、基板保持ユニット４２と同様に、被処理体保持部としてホルダ４３Ａと、支柱部４３Ｂと、蓋体としての蓋部４３Ｃとで構成されている。
ただし、基板保持ユニット４２，４３は、いずれもベースブロック４１の上面４１ａの中心部から等距離に設けることが好ましい。これにより、回転軸Ｘから基板保持ユニット４２，４３への距離が等しくなるため、回転軸Ｘを中心としてベースブロック４１を回転させた場合に前記回転により生じるモーメントを小さくでき、被処理体の安定した搬送が可能となる。本実施形態では、基板保持ユニット４２，４３が中心軸Ｘを対称軸として１８０°対称となるように設置されているものとする。
【００６２】
また、基板保持ユニット４２，４３の位置は、ベースブロック４１の回転位相を調整して基板保持ユニット４２，４３を第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に対向する位置に移動させた場合に、ベースブロック４１を上昇させれば基板保持ユニット４２，４３のホルダ４２Ａ，４３Ａを第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に挿入できるように設定する。本実施形態では、回転軸Ｘから第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０の円筒形状の中心軸までの距離と、回転軸Ｘから基板保持ユニット４２，４３の中心軸までの距離とが等しくなるように設定され、これにより、図中上方から見た場合、ベースブロック４１の回転に伴い基板保持ユニット４２，４３が移動する円形軌道上に、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０が位置するようになっているものとする。
【００６３】
シャフト４４は、ベースブロック４１を支持するものであり、上下方向に延在する円柱状の部材として形成されている。また、シャフト４４は、ベースブロック４１の円錐形状の頂点部分に接続され、ベースブロック４１の回転軸がシャフト４４の中心軸と一致するように位置が調整されている。さらに、本実施形態においては、シャフト４４は搬送用チャンバ３０内から、搬送用チャンバ３０の底面に形成された孔（図示省略）を介して搬送用チャンバ３０の外部に延在している。
【００６４】
回転駆動装置４５は、シャフト４４に接続されて、一本の回転軸Ｘを中心にベースブロック４１を回転往復移動させるものである。詳しくは、この回転駆動装置４５は図１中で矢印Ａ１で示す向きへシャフト４４を回転させることにより、ベースブロック４１を、基板保持ユニット４２，４３が（したがって、ホルダ４２Ａ，４３Ａが）第１開口１１に対向する位置と第２開口２１に対向する位置との間で回転往復移動させることができるようになっている。また、回転駆動装置４５の動作は制御装置５０により制御されている。本実施形態では、回転駆動装置４５はシャフト４４の搬送用チャンバ３０の外部の部分に接続されたモータにより構成されているものとする。
【００６５】
昇降駆動装置４６は、シャフト４４に接続されて、シャフト４４を介してベースブロック４１を往復移動させるものである。前記の昇降駆動により、ホルダ４２Ａ，４３Ａは上下方向（図１の矢印Ａ２の方向）に移動するが、この際、上方に移動すればホルダ４２Ａ，４３Ａは第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０の内に挿入され、下方に移動すればホルダ４２Ａ，４３Ａは第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０から取り出される。なお、以下の説明において、ベースブロック４１が昇降駆動装置４６により上方へ移動させられてホルダ４２Ａ，４３Ａが第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０内に挿入された状態を「昇状態」といい、ベースブロック４１が昇降駆動装置４６により下方へ移動させられてホルダ４２Ａ，４３Ａが第１チャンバ１０又は第２チャンバ２０から取り出され搬送用チャンバ３０内に位置する状態を「降状態」という。
【００６６】
また、昇降駆動装置４６の動作は制御装置５０により制御されている。さらに、本実施形態では、昇降駆動装置４６は搬送用チャンバ３０の外部にあるシャフト４４の下端部分に接続されたエアシリンダーにより構成されているものとする。このように、回転駆動装置４５と昇降駆動装置４６とはシャフト４４に沿って直線上に位置するようになっているが、これにより、昇降駆動装置４６が回転駆動装置４５自体を昇降させることができるようになるため、搬送装置４０の構成をシンプルにでき、配置の自由度を高めることができる。
また、第１チャンバ１０中の熱処理の環境を加圧にする場合において、昇降駆動装置４６は、推力が第１チャンバ１０内の圧力より大きいことが好ましい。第１チャンバ１０内の気密性を高め、第１チャンバ１０内のガスが搬送チャンバ３０内に漏れ出さないようにするためである。
【００６７】
［制御装置］
制御装置５０は、回転駆動装置４５及び昇降駆動装置４６の動作を制御するものであり、使用者からの指令があった場合に、回転駆動装置４５及び昇降駆動装置４６に後述するような動作を行わせるように制御装置５０が制御を行なうようになっている。なお、この制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータに、所望の制御を行なうようなプログラムを読み込ませることによって構成されている。
【００６８】
［半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置の使用方法］
以下、本実施形態の半導体処理装置を用いた被処理体の処理方法を説明する。
使用前において、回転駆動装置４５及び昇降駆動装置４６は停止しており、弁１６Ｖ，１７Ｖ，２６Ｖ，２７Ｖは閉まっている。また、抵抗加熱ヒータ１８は予め作動を開始し、第１チャンバ１０内を昇温した状態にしておく。さらに、ベースブロック４１は最初は昇状態になっている。なお、ここでは最初はホルダ４２Ａが第２チャンバ２０内に挿入され、ホルダ４３Ａが第１チャンバ１０に挿入されているものとする。
【００６９】
本実施形態の半導体処理装置を使用する際、使用者は、まず、出し入れポート２９から第２チャンバ２０内に被処理体を入れ、ホルダ４２Ａに被処理体を装着する。そして、使用者は、制御装置５０に処理を開始するよう指示を与える。なお、被処理体をホルダ４２Ａに装着したら、出し入れポート２９の蓋は閉めておく。
【００７０】
指示を与えられた制御装置５０は、昇降駆動装置４６を駆動し、ベースブロック４１を図中上下方向に下方へと移動させる。これにより、ベースブロック４１は降状態となる。この際、ホルダ４２Ａは第２チャンバ２０から取り出されて搬送用チャンバ３０内の第２開口２１に対向する位置にあり、一方、ホルダ４３Ａは第１チャンバ１０から取り出されて搬送用チャンバ３０内の第１開口１１に対向する位置にある。
【００７１】
次いで、制御装置５０は、回転駆動装置４５を駆動し、ベースブロック４１を回転軸Ｘを中心に１８０°回転させる。これにより、ホルダ４２Ａは搬送用チャンバ３０内の第１開口１１に対向する位置に来る。一方、ホルダ４３Ａは搬送用チャンバ３０内の第２開口２１に対向する位置に来る。
【００７２】
そして、制御装置５０は、昇降駆動装置４６を駆動し、ベースブロック４１を図中上下方向に上方へと移動させる。これにより、ベースブロック４１は昇状態となり、ホルダ４２Ａは第１チャンバ１０内に挿入され、ホルダ４３Ａは第２チャンバ２０内に挿入される。このとき、蓋部４２Ｃ，４３Ｃがそれぞれ第１開口１１及び第２開口２１を塞ぐため、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０は密閉される。また、Ｏリング１５，２５が設けられているため、その内部の気密性は保たれた状態となる。
【００７３】
予め抵抗加熱ヒータ１８を作動させ、第１チャンバ１０内を昇温してあるため、第１チャンバ１０内にホルダ４２Ａが挿入されると、ホルダ４２Ａに装着された被処理体に対して速やかに加熱処理が開始される。
また、加熱処理が開始されると、使用者は弁１６Ｖを開けて第１チャンバ１０内にガスを導入すると共に、弁１７Ｖを開けて当該ガスを排気する。この際、流量調節器１６Ｆでガスの流量は制御されると共に、レギュレータ１６Ｃ及び圧力制御弁１７Ｃによって第１チャンバ１０内は加圧状態となっている。なお、この際、第１チャンバ１０内の気密性が保たれているため、第１チャンバ１０内に外部から反応性のガス等が浸入し、被処理体に好ましくない反応や変化が生じることは無い。
一方、第２チャンバ２０では、使用者は出し入れポート２９から第２チャンバ２０内に被処理体を入れて、ホルダ４３Ａに被処理体を装着する。なお、被処理体をホルダ４２Ａに装着したら、出し入れポート２９の蓋は閉めておく。
【００７４】
そして、ホルダ４３Ａへの被処理体の装着、及び、抵抗加熱ヒータ１８による被処理体の加熱が完了したら、使用者は再び制御装置５０に指示を与える。
指示を与えられた制御装置５０は、昇降駆動装置４６を駆動し、再びベースブロック４１を図中上下方向に沿って下方に移動させる。これにより、ベースブロック４１は降状態となる。この際、ホルダ４２Ａは第１チャンバ１０から取り出されて搬送用チャンバ３０内の第１開口１１に対向する位置にあり、一方、ホルダ４３Ａは第２チャンバ２０から取り出されて搬送用チャンバ３０内の第２開口２１に対向する位置にある。
【００７５】
次いで、制御装置５０は、回転駆動装置４５を駆動し、ベースブロック４１を回転軸Ｘを中心に１８０°回転させる。これにより、ホルダ４２Ａは搬送用チャンバ３０内の第２開口２１に対向する位置に来る。一方、ホルダ４３Ａは搬送用チャンバ３０内の第１開口１１に対向する位置に来る。
【００７６】
そして、制御装置５０は、昇降駆動装置４６を駆動し、再びベースブロック４１を上方に移動させる。これにより、ベースブロック４１は昇状態となり、ホルダ４２Ａは第２チャンバ２０内に挿入され、ホルダ４３Ａは第１チャンバ１０内に挿入される。このときも、蓋部４２Ｃ，４３Ｃがそれぞれ第２開口２１及び第１開口１１を塞ぐため、第２チャンバ２０及び第１チャンバ１０は気密に密閉される。
【００７７】
この状態となると、抵抗加熱ヒータ１８によって、先ほどと同様に、第１チャンバ１０内でホルダ４３Ａに装着された被処理体は速やかに加熱処理を施される。
一方、第２チャンバ２０では、使用者は弁２６Ｖ，２７Ｖを開けて第２チャンバ２０内に冷却用のガスを流通させ、第２チャンバ２０の内部を降温させて被処理体を冷却する。この際、ガスの流量は流量調節器２６Ｆで制御される。また、第２チャンバ２０内の気密性が保たれているため、第２チャンバ２０から外に冷却用のガスが漏れ出すことはない。
そして、冷却後、使用者は弁２６Ｖ，２７Ｖを閉めて冷却を停止し、出し入れポート２９から第２チャンバ２０に装着されていた処理済の被処理体を脱着して取り出し、別の未処理の被処理体をホルダ４３Ａに装着する。そして、出し入れポート２９の蓋は閉めて、同様の操作を繰り返すのである。
【００７８】
本実施形態の半導体処理装置では、以上のようにして被処理体の加熱処理、冷却処理及び第１チャンバ１０と第２チャンバ２０との間での搬送が行われる。この際、ベースブロック４１の上下方向への往復移動と一軸での回転往復移動というシンプルな動作の組み合わせにより被処理体を搬送するようにしたため、被処理体を従来よりも短時間で速やかに搬送することができる。
【００７９】
また、特許文献２記載の技術では加熱処理後の被処理体の温度がある程度低下してからでないと被処理体の搬出ができなかったが、本実施形態の半導体処理装置では、加熱処理後に速やかに搬送を開始することができ、被処理体の冷却処理を早く行なうことができる。また、特許文献２記載の技術では、被処理体の搬入後に加熱を開始しなければならなかったが、本実施形態のように予め抵抗加熱ヒータ１８によって第１チャンバ１０を加熱しておくことにより、高速に被処理体の加熱処理を行なうことが可能である。
【００８０】
また、ｐ型半導体、ｎ型半導体、及び、各種金属からなる電極部分を積層した構造体（例えば、半導体発光素子など）を熱処理する場合等においては、当該半導体中のドーパント等の不要な拡散を充分に抑制しつつも、当該電極部分とｐ型半導体との界面、あるいは当該電極部分とｎ型半導体との界面における中間層形成による良質なオーム性接触の実現等が非常に効果的に実現可能である。特に、被処理体が、一対の電極とその間に形成されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層とを備える半導体素子であって、前記のｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮとを含むIII−Ｖ族半導体であり、且つ、前記の電極がオーム性接触を実現するための電極用の金属で形成されているものである場合に、特に効果的である。
【００８１】
［その他］
本発明の搬送装置及び半導体処理装置は、上記実施形態において説明したものに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
例えば、チャンバの数を３以上にしてもよく、また、それに応じて、基板保持ユニットの数も３以上としてもよい。具体例を挙げると、半導体処理装置を図４に示すように構成しても良い。
【００８２】
図４は本発明の変形例としての半導体処理装置の概要を模式的に示す斜視図である。なお、図４において、搬送用チャンバ３０は輪郭のみ示し、その内部は透視して示す。この図４に示す半導体処理装置においては、第２チャンバ２０及び基板保持ユニット４２の設置位置が変更され、第３チャンバ６０と第３の基板保持ユニット４７とが新たに設けられたほかは、上述した実施形態の半導体処理装置と同様である。
【００８３】
第３チャンバ６０は、通気口２６，２７が形成されていない他は、第２チャンバ２０と同様に構成されており、第２チャンバ２０と同様、開口（図示せず）、張り出し部６２、ＳＵＳブロック６３、Ｏリング（図示せず）及び出し入れポート６９を備えている。
また、基板保持ユニット４７は、基板保持ユニット４２，４３と同様に構成されており、ホルダ４７Ａ、支柱部４７Ｂ及び蓋部４７Ｃを備えている。ただし、この変形例においては、第１チャンバ１０、第２チャンバ２０及び第３チャンバ６０は、回転軸Ｘを中心として回転の角度方向に１２０°ずつ位相をずらして設置されているものとする。また、基板保持ユニット４２，４３，４７も、回転軸Ｘを中心として回転の角度方向に１２０°ずつ位相をずらして設置されているものとする。
【００８４】
図４に示す半導体処理装置では、以上のような構成により、回転駆動装置４５が１８０°ではなく１２０°ずつベースブロック４１を回転させるようにすると共に、第２チャンバ２０ではなく第３チャンバ６０において出し入れポート６９から被処理体の装着及び脱着を行なうようにするほかは、上述した実施形態と同様にして加熱処理、冷却処理及び搬送を行うことができる。これにより、被処理体を従来よりも短時間で速やかに搬送することができるほか、上述した実施形態と同様の利点が得られる。さらに、第３チャンバ６０において被処理体の装着及び脱着を行なえるようになるため、第２チャンバ２０内の冷却用のガスが被処理体の装着及び脱着の際に出し入れポート２９から放出されることを防止できる。
【００８５】
また、例えば、基板保持ユニットの数はチャンバの数と一致していなくても良く、上記の実施形態においては、基板保持ユニットは１つのみを設けるようにしてもよい。
さらに、上述した実施形態では第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に対して下からホルダ４２Ａ，４３Ａを挿入・取り出しするようにしたが、ホルダ４２Ａ，４３Ａが被処理体を確実に保持できる限り、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に対して上、横、斜め等の他の方向からホルダ４２Ａ，４３Ａを挿入・取り出しするようにしてもよい。その場合は、上述した実施形態の基板処理装置を、上下逆にしたり、横向きにしたり、斜めに傾けたりして設置すればよい。
【００８６】
また、被処理体としては、半導体ウエハー以外のものを用いても良い。その種類に制限は無く任意であるが、具体例を挙げると、半導体膜、基板などが挙げられる。また、例えば、半導体膜が形成された基板、半導体膜が形成されさらには電極用金属の層が形成されている基板等の半導体素子が形成された基板も挙げられる。
【００８７】
前記の基板の材料としては、例えば、金属、セラミック、樹脂などが用いられる。中でも、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、サファイア、ＺｎＯ、ＧａＮなどの半導体基板が好ましい。
また、半導体膜が形成された基板としては、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮとを含むIII−Ｖ族半導体である半導体素子が形成された基板が挙げられる。
【００８８】
さらに、半導体膜が形成されさらには電極用金属の層が形成されている基板としては、例えば、一対の電極とその間に形成されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層とを備える半導体素子であって、前記のｐ型半導体とｎ型半導体とが少なくともＧａとＮとを含むIII−Ｖ族半導体であり、且つ、前記の電極がオーム性接触を実現するための電極用金属で形成されているものが挙げられる。
【００８９】
なお、これらの被処理体は、１種のみを用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。特に、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合に好適である。
【００９０】
さらに、例えば、第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０内では加熱処理、冷却処理以外の処理を施すようにしてもよい。その処理の具体例を挙げると、酸化処理、アニール処理、アロイ処理などが挙げられる。また、これらの処理を任意に組み合わせて実施しても良い。
また、例えば、第１チャンバ１０、第２チャンバ２０及び搬送チャンバ３０のそれぞれのチャンバに、処理目的に応じて、真空排気装置、圧力センサ、圧力計、圧力調整弁等を適宜バルブ等を介して設置することにより、独立に圧力調整を行ってもよい。真空排気装置の具体例としては、ロータリーポンプ、ドライポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプなどが挙げられる。また、これらの真空排気装置を任意に組み合わせて実施してもよい。
【００９１】
また、上記の実施形態では第１チャンバ１０及び第２チャンバ２０に供給するガスを循環させないように構成したが、循環をさせて再利用するようにしてもよい。
さらに、Ｏリング１４，２４の代わりに、例えば、ガスケット、メタルシール等の別の気密性保持部材を用いてもよい。
また、回転駆動装置４５と昇降駆動装置４６の配置は実施形態のものに限定されず、例えば、回転駆動装置４５が昇降駆動装置４６自体を回転駆動できるように構成してもよい。さらに、搬送用チャンバ３０の外に昇降駆動装置４６を設け、搬送用チャンバ３０の内に回転駆動装置４５を設けるようにすれば、回転軸付近に重心がくるため、回転搬送を安定させることができる。また、回転駆動装置４５及び昇降駆動装置４６は、搬送用チャンバ３０の内部に設置するようにしてもよい。
また、上述した各構成は、任意に組み合わせて実施することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は半導体素子製造工程に用いることが可能であり、基板、半導体基板、半導体膜、半導体膜が形成された基板、半導体膜が形成されさらには電極用金属が形成されている基板に対する加熱処理及び冷却処理に用いて好適である。特に、所定のIII−Ｖ族半導体を用いた半導体素子を被処理体とする場合にはより好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態としての半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置の概要を模式的に表わす斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を説明する図であって、第１チャンバについて模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を説明する図であって、第２チャンバについて模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の変形例としての半導体ウエハー及び半導体素子製造用処理装置の概要を模式的に表わす斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  第１チャンバ
１１，２１，３１，３２  開口
１２，２２  張り出し部
１３，２３  ＳＵＳブロック
１４，１５，２４，２５  Ｏリング
１６，１７，２６，２７  通気口
１６Ｖ，１７Ｖ，２６Ｖ，２７Ｖ  バルブ
１６Ｆ，２６Ｆ  流量調節器
１６Ｃ  レギュレータ
１７Ｃ  圧力制御弁
１８  抵抗加熱ヒータ
２０  第２チャンバ
２９  出し入れポート
３０  搬送用チャンバ
４０  搬送装置
４１  ベースブロック
４２，４３，４７  基板保持ユニット
４２Ａ，４３Ａ，４７Ａ  ホルダ
４２Ｂ，４３Ｂ，４７Ｂ  支柱部
４２Ｃ，４３Ｃ，４７Ｃ  蓋部
４４  シャフト
４５  回転駆動装置
４６  昇降駆動装置
５０  制御装置
６０  第３チャンバ
【図１】
2008153339.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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