TW201610222A - 半導體製造裝置及半導體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種使成膜於基板上之薄膜之膜質提升的技術。沿著以從搬入口至搬出口之方式設於第1容器內的搬運路徑，將複數片基板排成一列進行搬運，並且驅動依序將基板搬入搬出於第2容器內外的基板搬運機構的驅動部，係形成為可與設於第1容器內之基板搬運機構分離，且分別設置於基板搬入室及基板搬出室內。

Description

半導體製造裝置及半導體的製造方法
本發明係關於一種將基板加熱而對基板進行預定之處理的半導體製造裝置及半導體的製造方法。
自以往以來，已有一種半導體製造裝置，其係具備：處理容器；基板載置部，設於處理容器內，用以載置基板；加熱部，用以加熱反應容器內的基板；及氣體供給部，用以供給處理氣體至處理容器內。在基板載置部中，係設有使基板載置部旋轉的旋轉軸。處理容器內的基板係藉由使基板載置部旋轉而旋轉。旋轉軸係設置成插通設於處理容器的貫通孔(例如參照專利文獻1)。此外，在旋轉軸與貫通孔之間，係設有作為密封構件的磁性封條或波紋管(bellows)等，用以維持接受處理氣體供給之處理容器內的氣密。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2014-103364號公報
然而，在處理容器內進行使GaN膜等的薄膜成膜於基板上的處理時，有時要藉由加熱部將處理容器內加熱至高溫，並且將氨(NH3)氣等之腐蝕性的氣體供給至處理容器內。當腐蝕性的氣體附著於上述之磁性封條或波紋管等的密封構件時，密封構件會有腐蝕的情形。因此，會有因為在處理容器內所進行的基板之處理的不同而無法設置磁性封條或波紋管等之密封構件的情形。因此，會有包含雜質的大氣從旋轉軸與貫通孔之間的間隙進入至處理容器內的情形。結果，在使膜成膜於基板上時，會有雜質混入於膜中的情形。換言之，會有使在基板上成膜之膜的膜質降低的情形。
本發明之目的係提供一種提升成膜於基板上之薄膜之膜質的技術。
依據本發明之一態樣，係提供一種半導體製造裝置，係具備：第1容器，設有基板的搬入口及搬出口；基板搬入室，連接於搬入口，且構成為可從外部將欲搬入於第1容器內之基板搬入，並且構成為可與第1容器及大氣分別隔離；基板搬出室，連接於搬出口，且構成為可將欲從第1容器內搬出的基板搬出至外部，並且構成為可與第1容器及大氣分別隔離；第2容器，設於第1容器內， 用以將基板加熱而進行預定的處理；加熱部，用以將收容於第2容器內的基板加熱；及基板搬運機構，沿著以從搬入口至搬出口之方式設於第1容器內的搬運路徑，將複數片基板排成一列進行搬運，並且依序將基板搬入搬出於第2容器內外；用以驅動基板搬運機構的驅動部，係形成為可與基板搬運機構分離，且分別設置於基板搬入室及基板搬出室內。
依據本發明之另一態樣，係提供一種半導體的製造方法，係具有：基板搬運步驟，在設有基板之搬入口及搬出口且構成為可與大氣隔離的第1容器內，沿著以從搬入口至搬出口之方式設置的搬運路徑，藉由設於第1容器內的基板搬運機構，將複數片基板排成一列進行搬運，並且依序將基板搬入搬出於第2容器內外；處理步驟，藉由加熱部將收容於第2容器內的基板加熱而進行預定的處理；及降溫步驟，在構成為可使從第2容器內搬出之處理完成的基板，降溫至至少可從第1容器內搬出之預定溫度為止的長度的第2容器與搬出口之間的搬運路徑上，使處理完成之基板降溫至預定溫度為止；在第1容器內，同時併行地進行一片基板的處理步驟、及其他處理完成之基板的降溫步驟。
依據本發明，可提升成膜於基板上之膜的膜質。
1、100‧‧‧半導體製造裝置
2‧‧‧第1容器
3、101‧‧‧基板
4‧‧‧搬入口
5‧‧‧搬出口
6、7、106‧‧‧閘閥
8‧‧‧第2容器
9‧‧‧上側容器
10‧‧‧下側容器
11‧‧‧基板載置構件
13‧‧‧凹部
14‧‧‧升降部
15‧‧‧非升降部
17‧‧‧加熱器
18‧‧‧基板搬入室
19‧‧‧基板搬入機構
20‧‧‧基板搬出室
21‧‧‧基板搬出機構
22‧‧‧基板搬運機構
23、50‧‧‧升降機構
24‧‧‧基板搬運台
25‧‧‧固定樑
26‧‧‧移動樑
27‧‧‧進給螺桿
28‧‧‧輔助進給螺桿
29‧‧‧原料氣體供給噴嘴
30‧‧‧V族原料氣體供給管
31‧‧‧III族原料氣體供給管
32‧‧‧潔淨氣體供給管
33‧‧‧V族原料氣體供給源
34、36、39‧‧‧閥
35‧‧‧Ga槽
37‧‧‧反應氣體供給源
38‧‧‧潔淨氣體供給源
40‧‧‧排氣管
41‧‧‧APC閥
42‧‧‧真空泵
43‧‧‧間隔板
44‧‧‧冷卻部
45‧‧‧控制部
46、50‧‧‧升降機構
47‧‧‧棒狀構件
48‧‧‧安裝部
49‧‧‧抵止部
102‧‧‧處理容器
103‧‧‧加熱部
104‧‧‧基板載置部
105‧‧‧原料氣體供給部
107‧‧‧基板待機室
108‧‧‧基板搬入搬出機構
第1圖係一實施形態之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第2圖係在一實施形態之半導體製造裝置內搬運之基板載置構件的概略剖面圖。
第3A圖係顯示一實施形態之半導體製造裝置之具備推挽(push-pull)機構之基板搬運機構的概略圖，特別顯示在第2容器內對基板進行預定處理的情形。
第3B圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第3C圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第4A圖係顯示一實施形態之半導體製造裝置之具備游樑(waking-beam)機構之基板搬運機構的概略圖，特別顯示在第2容器內對基板進行預定處理的情形。
第4B圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第4C圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第4D圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第4E圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第5A圖係顯示一實施形態之半導體製造裝置之具備 進給螺桿機構之基板搬運機構的概略圖，特別顯示在第2容器內對基板進行預定處理的情形。
第5B圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第5C圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第5D圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第5E圖係顯示藉由基板搬運機構搬運基板之情形的概略圖。
第6圖係顯示一實施形態之半導體之製造步驟的流程圖。
第7圖係顯示在進行一實施形態之半導體之製造步驟時之半導體製造裝置之動作的流程圖。
第8圖係顯示一實施形態之半導體製造裝置所具備之加熱部的時序的圖。
第9A圖係另一實施形態之半導體製造裝置之縱剖面概略圖，特別顯示第2容器所具備之上側容器上升的情形。
第9B圖係顯示第2容器所具備之上側容器上升的情形。
第9C圖係顯示第2容器所具備之上側容器上升的情形。
第10A圖係另一實施形態之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第10B圖係另一實施形態之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第10C圖係另一實施形態之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第11圖係另一實施形態之半導體製造裝置的橫剖面概略圖。
第12A圖係顯示習知之半導體製造裝置的概略圖，且為成膜處理時之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第12B圖係成膜處理時之半導體製造裝置的上面概略圖。
第12C圖係基板搬運時之半導體製造裝置的縱剖面概略圖。
第12D圖係基板搬運時之半導體製造裝置的上面概略圖。
第13圖係顯示習知之半導體製造裝置所具備之加熱部之時序的圖。
以下一面參照圖式一面說明一實施形態。
(1)半導體製造裝置的構成
關於一實施形態之半導體製造裝置的構成，主要使用第1圖進行說明。第1圖係本實施形態之半導體製造裝置1的縱剖面概略圖。另外，以下，就將基板加熱而進行的預定處理而言，以在基板上進行形成氮化鎵(GaN)膜之 成膜處理的情形為例進行說明。
如第1圖所示，半導體製造裝置1係具備屬於圓筒狀氣密容器的第1容器2。第1容器2係例如由石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等的耐熱性材料所構成。在第1容器2中，係設有基板(晶圓)3的搬入口4及搬出口5。搬入口4及搬出口5係分別設於例如第1容器2的側壁。
在搬入口4、搬出口5中，係分別設有作為分隔閥的閘閥(gate valve)6、7。閘閥6、7係電性連接於後述的控制部45。控制部45係構成為藉由控制對於閘閥6、7的供給電力，而使閘閥6、7的開閉以預定的時序(timing)進行。例如，控制部45係構成為藉由控制對於閘閥6、7的供給電力，使閘閥6、7同時打開，或同時關閉為佳。
搬入口4係連接於基板搬入室18。換言之，第1容器2的外側係隔著搬入口4而設有基板搬入室18。基板搬入室18係構成為可隔著閘閥6而與第1容器2隔絕。換言之，基板搬入室18係設置成可藉由閘閥6打開而透過搬入口4與第1容器2連通。此外，基板搬入室18係形成為可從基板搬入室18的外部(亦即半導體製造裝置1的外部)搬入基板3。基板搬入室18係構成為可與大氣隔絕。基板搬入室18係形成為可將內部減壓為與第1容器2相同程度的壓力(例如真空狀態等之未達大氣壓的壓力)。
在基板搬入室18內，係設有基板搬入機構 19。基板搬入機構19係構成為可在基板搬入室18與第1容器2之間搬運基板3(例如載置於後述之基板載置構件11的基板3)。再者，基板搬入機構19亦作為用以驅動後述之基板搬運機構22的驅動部而產生作用。基板搬入機構19係構成為可與設於第1容器2內之後述的基板搬運機構22分離。換言之，基板搬入機構19係構成為僅在閘閥6打開時，才與後述的基板搬運機構22連接。基板搬入機構19係在閘閥6關閉時，收容於基板搬入室18內。此外，基板搬入機構19係構成為可在基板搬入室18的外部與基板搬入室18之間搬運基板3為佳。基板搬入機構19係電性連接於後述的控制部45。控制部45係構成為藉由控制對於基板搬入機構19的供給電力，而以預定的時序進行藉由基板搬入機構19將基板3搬入至第1容器2內、及基板搬運機構22的驅動。
搬出口5係連接於基板搬出室20。換言之，第1容器2的外側係隔著搬出口5而設有基板搬出室20。基板搬出室20係設置成可隔著閘閥7而與第1容器2隔絕。基板搬出室20係設置成藉由閘閥7打開而透過搬出口5，使基板搬出室20可與第1容器2連通。此外，基板搬出室20係形成為可將從第1容器2內搬出的基板3搬出至基板搬出室20的外部(亦即半導體製造裝置1的外部)。基板搬出室20係構成為可與大氣隔絕。基板搬出室20係形成為可將內部減壓為與第1容器2相同程度的壓力(例如真空狀態等之未達大氣壓的壓力)。
在基板搬出室20內，係設有基板搬出機構21。基板搬出機構21係構成為可在第1容器2與基板搬出室20之間搬運基板3(例如載置於後述之基板載置構件11的基板3)。再者，基板搬出機構21亦作為用以驅動後述之基板搬運機構22的驅動部而產生作用。基板搬出機構21係構成為可與設於第1容器2內之後述的基板搬運機構22分離。換言之，基板搬出機構21係構成為僅在閘閥7打開時，才與後述的基板搬運機構22連接。基板搬出機構21係在閘閥7關閉時，收容於基板搬出室20內。此外，基板搬出機構21係構成為可在基板搬出室20與基板搬出室20的外部之間搬運基板3為佳。基板搬出機構21係電性連接於後述的控制部45。控制部45係構成為藉由控制對於基板搬出機構21的供給電力，而以預定的時序進行藉由基板搬出機構21將基板3從第1容器2內搬出、及基板搬運機構22的驅動。
在第1容器2內，係設有將基板3加熱而進行預定處理的第2容器8。例如，在第2容器8中，係藉由後述的加熱器17將收容於第2容器8內的基板3加熱，進行在基板3上形成GaN膜的成膜處理。第2容器8係具備下端設有開口的上側容器9、及形成為可將設於上側容器9之開口封閉的下側容器10。上側容器9及下側容器10係分別由例如石英、碳、碳化矽(SiC)所形成。
下側容器10係例如可作為載置基板3的基板載置構件11而產生作用。基板3係在載置於基板載置構件 11上的狀態下，至少在設於第1容器2內之後述的搬運路徑上搬運為佳。例如，如第2圖所示，在基板載置構件11之基板3的載置位置，係設有圓形的凹部13。凹部13係形成為其直徑比基板3的直徑稍大為佳。藉由在凹部13內載置基板3，即可易於進行基板3的定位，並且可防止隨著基板載置構件11的搬運所產生之基板3的位置偏移。另外，基板載置構件11不限定於載置1片基板3的情形，亦可形成為可載置複數片基板3。此時，基板載置構件11係將複數片基板3形成為排列載置於相同面上而且相同圓周上為佳。在此，所謂相同面上，不限定於完整的相同面，只要是從上面觀看基板載置構件11時，以複數片基板3彼此不重疊之方式排列即可。
如第1圖所示，在第1容器2的外側，係設有作為加熱部的加熱器17，該加熱器17係用以將收容於第2容器8內的基板3加熱為預定的溫度(例如800℃至900℃)。加熱器17係形成為例如圓筒狀。加熱器17係設置成包圍第1容器2的壁面。具體而言，加熱器17係設置成包圍第1容器2的外側，且包圍第2容器8的外側。加熱器17係電性連接於後述的控制部45。控制部45係構成為藉由控制對於加熱器17的供給電力，使收容於第2容器8內的基板3成為預定的溫度。
在第1容器2內，係設有從搬入口4至搬出口5的基板3的搬運路徑。搬運路徑係設置成可將複數片(例如5片)基板3排成一列。搬運路徑係設成例如直線 狀。搬運路徑係例如設置成在第1容器2內之基板3的搬運方向與在第2容器8內之原料氣體的流動方向成為平行(相同的方向)。
第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑，係構成為在第2容器8內之預定的處理結束，而可使從第2容器8內搬出之處理完成的基板3在搬運路徑上降溫至預定的溫度(例如可從第1容器2內搬出的溫度)為止為佳。換言之，第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑，係構成為從第2容器8內搬出之處理完成的基板3，在從第2容器8至搬出口5為止之搬運路徑上搬運的期間，在搬運路徑上散熱而降溫至預定的溫度為止為佳。
第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑的長度，係由基板3的搬運速度、基板3的降溫速度、及所期望之基板3的降溫量所決定。另外，所謂的搬運速度，係指基板3在第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上搬運的速度。搬運速度主要係由在第2容器8內所進行之預定之處理的處理時間所決定。所謂的降溫速度，係指在第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑上降溫之基板3的降溫速度。降溫速度主要係由加熱器17的配設位置、加熱器17的加熱溫度、及第1容器2的傳熱速度等所決定。所謂的預定的降溫量，係指剛從第2容器8內搬出之後之處理完成之基板3的溫度、與至少可從第1容器2搬出之基板3之預定的溫度的差。
第1容器2內之第2容器8與搬出口5之間 的搬運路徑上係處在保護處理完成之基板3之表面的保護氣體環境下為佳。以保護氣體而言，係例如可使用氨(NH3)氣體等的含氫氣體。
搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，係構成為可使收容於第2容器8內之未處理之基板3的溫度升溫至預定溫度為止的長度為佳。換言之，搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，係構成為可進行未處理之基板3之預備加熱的長度為佳。具體而言，搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，係構成為在未處理的基板3收容於第2容器8內之後，立即使基板3升溫至可在第2容器8內開始預定之處理的溫度(處理溫度)附近為止的長度為佳。例如，搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，係構成為可使搬入於第2容器8內之未處理之基板3的溫度升溫至處理溫度±200℃，較佳為處理溫度±100℃，尤佳為處理溫度±50℃之範圍內為止的長度為佳。
此外，第1容器2內之搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上，係處於可保護未處理之基板3之表面之保護氣體環境下為佳。以保護氣體而言，係例如使用氨(NH3)氣體等的含氫氣體為佳。
在第1容器2內，係設有基板搬運機構22，其係沿著設於第1容器2內之搬運路徑將複數片基板3排成一列進行搬運，並且依序將基板3搬入搬出於第2容器8內外。
基板搬運機構22係構成為藉由閘閥6、7打 開，且連接於基板搬入機構19及基板搬出機構21，而進行基板3的搬運動作。換言之，基板搬運機構22係構成為僅在閘閥6、7分別打開時，才可在第1容器2內沿著搬運路徑而搬運基板3。例如，基板搬運機構22係構成為藉由從基板搬入機構19接收基板3而將基板3搬入於第1容器2內，同時藉由將基板3交付給基板搬出機構21而從第1容器2內搬出基板3。
基板搬運機構22係例如具備推挽機構、游樑機構或進給螺桿機構之任一者為佳。除此之外，基板搬運機構22亦可例如具備推挽機構或帶式輸送機(belt conveyer)。
第3A圖至第3C圖係顯示具備推挽機構之基板搬運機構22的概略圖。如第3A圖至第3C圖所示，基板搬運機構22具備推挽機構時，基板搬運機構22係具備沿著第1容器2內之基板3的搬運路徑而形成的基板搬運台24為佳。基板搬運台24係例如藉由石英等而構成為佳。在此種基板搬運機構22中，如第3A圖至第3C圖所示，當閘閥6、7分別打開，而使基板搬入室18及基板搬出室20分別與第1容器2連通時，基板3(載置有基板3的基板載置構件11)係藉由基板搬入機構19以滑動於基板搬運台24上之方式搬入而載置。與此同時，載置於基板搬運台24上的基板3被推向前方(下游測)，而使基板3沿著搬運路徑搬運。再者，最下游的基板3係藉由基板搬出機構21，從第1容器2內搬出至基板搬出室20。
第4A圖至第4E圖係顯示具備游樑機構之基板搬運機構22的概略圖。如第4A圖所示，基板搬運機構22具備游樑機構時，基板搬運機構22係具備固定樑(或固定滑道)25與移動樑(或移動滑道)26為佳。固定樑25及移動樑26係分別沿著第1容器2內之基板3的搬運路徑設置。移動樑26係構成為可升降及可前進後退。亦即，移動樑26係構成為進行矩形運動或圓形運動。移動樑26係收容於較固定樑25的上端面更下側為佳。此外，固定樑25及移動樑26係分別由例如石英等所構成為佳。
如第4A圖至第4E圖所示，在此種基板搬運機構22中，藉由移動樑26反覆進行例如上升、前進、下降及後退之一連串的動作而進行基板3的搬運。亦即，首先，如第4A圖所示，在第2容器8內對基板3進行預定的處理。當預定的處理結束，就從第2容器8內搬出基板3。如第4B圖所示，打開閘閥6、7，而使基板搬入室18及基板搬出室20分別與第1容器2連通。再者，基板搬入機構19及基板搬出機構21係分別與基板搬運機構22所具備的移動樑26連接。之後，移動樑26即上升。接著，如第4C圖及第4D圖所示，在移動樑26前進之後下降，而使基板3(或載置有基板3的基板載置構件11)載置於固定樑25上。再者，如第4E圖所示，移動樑26在與基板搬入機構19朝基板搬入室18退避之同時後退。
此外，第5A圖至第5E圖係顯示具備進給螺桿機構之基板搬運機構22的概略圖。如第5A圖所示，基 板搬運機構22具備進給螺桿時，基板搬運機構22係具備進給螺桿(例如滾珠螺桿)27與螺帽(nut)(未圖示)。進給螺桿27與螺帽係彼此螺合。
此時，基板搬入機構19或基板搬出機構21之至少任一者係具備輔助進給螺桿28為佳。輔助進給螺桿28係構成為一端部可與進給螺桿27連接。輔助進給螺桿28係構成為在基板搬入室18及基板搬出室20分別與第1容器2連通時，與設於第1容器2內的進給螺桿27連接。進給螺桿27係構成為藉由所連接之輔助進給螺桿28的旋轉而旋轉。
如第5A圖至第5E圖所示，在此種基板搬運機構22中，係藉由進給螺桿27旋轉而進行基板3的搬運。亦即，首先，如第5A圖所示，在第2容器8內對基板3進行預定的處理。當預定的處理結束，就從第2容器8內搬出基板3。接著，如第5B圖所示，打開閘閥6、7，使基板搬入室18及基板搬出室20分別與第1容器2連通。然後，使輔助進給螺桿28與進給螺桿27連接。再者，如第5C圖至第5D圖所示，進給螺桿27朝預定的方向旋轉，使基板3沿直線方向(亦即水平方向)移動，而使基板3沿著搬運路徑搬運。再者，如第5E圖所示，在藉由基板搬運機構22所進行之基板3的搬運結束，且使基板搬入機構19及基板搬出機構21分別往基板搬入室18及基板搬出室20退避之後，閘閥6、7關閉。
如第1圖所示，基板搬運機構22係為了依序 將基板3搬入搬出於第2容器8內外，以具備升降機構23為佳。升降機構23係例如構成為使基板載置構件11升降，該基板載置構件11係構成為第2容器8之下側容器10。升降機構23係例如設於第1容器2內的底側中央且為第1容器2內之與第2容器8相對向的位置。升降機構23係從下方支持基板載置構件11，並且使基板載置構件11上升。藉此，升降機構23係封閉上側容器9的開口，且使基板載置構件11下降，而開啟上側容器9的開口。另外，基板載置構件11具備升降部14與非升降部15時，升降機構23係構成為僅使基板載置構件11的升降部14升降。藉此，即可進行將載置於基板載置構件11上的基板3搬入搬出至第2容器8內外。升降機構23係電性連接於後述的控制部45。控制部45係構成為基板載置構件11在預定的時序成為預定之高度位置之方式，控制對於升降機構23的供給電力。
在第2容器8中係設有原料氣體供給噴嘴29，用以將原料氣體供給至收容於第2容器8內的基板3。原料氣體供給噴嘴29的上游端係連接於供給原料氣體的原料氣體供給管的下游端。亦即，原料氣體供給噴嘴29的上游端係分別連接於V族原料氣體供給管30、III族原料氣體供給管31、及潔淨氣體供給管32的下游端。V族原料氣體供給管30、III族原料氣體供給管31及潔淨氣體供給管32係分別以貫通第1容器2之側壁之方式設置。V族原料氣體供給管30、III族原料氣體供給管31、及潔淨氣體 供給管32係分別例如由石英等所構成。
在V族原料氣體供給管30中，係從上游側依序設有V族原料氣體供給源33、及作為開閉閥的閥34，該閥34係用以進行對於收容於第2容器8內的基板3之V族原料氣體的供給或停止。從V族原料氣體供給管30，係將作為V族原料氣體之例如氨(NH3)氣體，透過原料氣體供給噴嘴29而供給至收容於第2容器8內的基板3。
另外，V族原料氣體供給管30亦可構成為可與V族原料氣體的供給一併供給作為載體氣體之例如氫(H2)氣、氮(N2)氣、或該等混合氣體等。
在III族原料氣體供給管31中，係設有供儲存鎵(Ga)熔液的Ga槽35。Ga槽35係設於第1容器2內為佳。Ga槽35係例如由石英等所形成為佳。在III族原料氣體供給管31之較Ga槽35更上游側，係從上游側依序設有反應氣體供給源37、及作為開閉閥的閥36，該閥36係用以進行對於Ga槽35內之反應氣體的供給及停止。從III族原料氣體供給管31首先係將作為反應氣體之例如氯化氫(HCl)氣體供給至Ga槽35內。藉由將反應氣體供給至Ga槽35內，Ga熔液與反應氣體即在Ga槽35內反應而產生屬於III族原料氣體的氯化鎵(GaCl)氣體。接著，在Ga槽35內所產生的GaCl氣體，係從III族原料氣體供給管31透過原料氣體供給噴嘴29而供給至第2容器8內的基板3。
另外，III族原料氣體供給管31亦可構成為 與III族原料氣體一併供給作為載體氣體之例如H2氣體、N2氣體、或該等的混合氣體等。
在潔淨氣體供給管32中，係從上游側依序設有潔淨氣體供給源38、及作為開閉閥的閥39，該閥39係用以進行對於第2容器8內之潔淨氣體的供給或停止。從潔淨氣體供給管32，係將鹽酸(HCl)氣體或氯(Cl2)氣體等作為潔淨氣體之可蝕刻GaN膜的氣體，透過原料氣體供給噴嘴29而供給至第2容器8內。
本實施形態之原料氣體供給部主要藉由原料氣體供給噴嘴29、V族原料氣體供給管30、III族原料氣體供給管31、潔淨氣體供給管32而構成。另外，亦可考慮將分別設於V族原料氣體供給管30、III族原料氣體供給管31及潔淨氣體供給管32的閥34、36、39、或V族原料氣體供給源33、反應氣體供給源37、潔淨氣體供給源38、Ga槽35等，包含在原料氣體供給部中。
在第2容器8中，係連接主要用以將第2容器8內之充斥氣體進行排氣之排氣管40的上游端。排氣管40係以貫通第1容器2之側壁之方式設置。在排氣管40中，係從上游側依序設有作為壓力調整裝置之例如APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥41、作為真空排氣裝置之例如真空泵42。藉由真空泵42將第2容器8內進行真空排氣，即可藉此將第2容器8內及第1容器2內調整為預定的壓力(例如真空狀態等之未達大氣壓的壓力)。本實施形態之排氣部主要藉由排氣管40而構 成。另外，亦可考慮將APC閥41或真空泵42等包含在排氣部中。
在第1容器2內，亦可例如設有間隔板43，用以抑制III族原料氣體等的反應性氣體向搬運路徑流出。間隔板43係可設於第1容器2內之搬運路徑與原料氣體供給噴嘴29之間的空間。
在第1容器2的側壁，係設有用以將第1容器2之側壁等予以冷卻的冷卻部44為佳。冷卻部44係例如具備供水或空氣等之冷卻媒體通過的冷卻媒體流路等為佳。藉此，即使加熱器17的加熱溫度維持為預定溫度時，也可抑制構成半導體製造裝置1的構成構件因為加熱器17的熱而損傷。具體而言，可抑制配設在搬入口4及搬出口5附近的構成構件因為熱而損傷。例如，可抑制設於基板搬入室18內的基板搬入機構19、設於基板搬出室20內的基板搬出機構21、閘閥6、7等因為熱而損傷。
閘閥6、7、加熱器17、基板搬入機構19、基板搬出機構21、基板搬運機構22、閥34、36、39、APC閥41、真空泵42等係連接於控制部45。藉由控制部45進行閘閥6、7的開閉動作、加熱器17的溫度調整動作、基板搬入機構19的基板搬入動作、基板搬出機構21的基板搬出動作、基板搬運機構22的基板搬運動作、閥34、36、39的開閉動作、APC閥41的開度調整動作、真空泵42的啟動及停止等的控制。
(2)半導體的製造方法
接著，作為本實施形態之半導體之製造步驟的一流程，主要使用第6圖來說明藉由上述之半導體製造裝置1所實施的基板處理步驟。第6圖係顯示本實施形態之一片基板3之基板處理步驟的流程圖。在此，係針對在第2容器8內，於基板3上形成例如氮化鎵(GaN)膜之例進行說明。另外，在以下的說明中，構成半導體製造裝置1之各部的動作，係藉由控制部45來控制。
(溫度及壓力調整步驟(S10))
如第6圖所示，首先，以將基板3之表面加熱至預定溫度(例如800℃至1100℃)之方式，對作為加熱部的加熱器17供給電力。此時，加熱器17的加熱溫度，係藉由控制部45控制對於加熱器17的供給電力而進行調整。對於加熱器17的電力的供給，係持續至後述之加熱部降溫及大氣壓復原步驟(S100)為止。
此外，以第1容器2內成為預定壓力(例如真空狀態等之未達大氣壓的壓力)之方式，控制APC閥41的開度且藉由真空泵42而透過第2容器8，將第1容器2內真空排氣。亦即，在將構成第2容器8之上側容器9之下端所形成之開口開啟的狀態下，藉由真空泵42將第2容器8內真空排氣，而透過形成於上側容器9之下端的開口將第1容器2內真空排氣。
(搬入於第1容器內的基板搬入步驟(S20))
當第1容器2內成為預定的壓力，且加熱器17的加熱溫度成為預定的溫度，就打開已調整為與第1容器2內相同程度之壓力的基板搬入室18與第1容器2之間的閘閥6，而使基板搬入室18與第1容器2連通。接著，使用基板搬入機構19，將基板3搬入第1容器2內。亦即，使用基板搬入機構19，在沿著設於第1容器2內之從搬入口4至搬出口5的搬運路徑上搬運基板3的基板搬運機構22上，載置例如載置有基板3的基板載置構件11。將基板3搬入第1容器2內，就使基板搬入機構19退避至第1容器2外，且將基板搬入室18與第1容器2之間的閘閥6關閉。
另外，在將基板3搬入第1容器2內時，係藉由排氣部一面將第1容器2內排氣，一面從V族原料氣體供給管30將作為保護氣體的含氫氣體(例如NH3氣體)供給至第1容器2內為佳。亦即，在開啟第2容器8所具備之上側容器9所設置的開口的狀態下打開APC閥41，且透過第2容器8內將第1容器2內一面排氣，一面打開V族原料氣體供給管30的閥34而透過第2容器8內將NH3氣體供給至第1容器2內為佳。藉此，可使搬入口4與第2容器8之間之基板3的搬運路徑上處於NH3氣體環境下。因此，未處理之基板3通過搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上時，例如可進行將附著於基板3之表面上的微粒子去除等的前置處理，或可抑制微粒子附著於基板3上。另外，對於第2容器8內之NH3氣體的供給，係至少 持續至後述之加熱部降溫及大氣壓復原步驟(S100)為止。
(預備加熱步驟(S30))
接下來，在搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上，對於從搬入口4搬入第1容器2內而收容於第2容器8內之未處理之基板3進行預備加熱。亦即，在構成為基板收容於第2容器8內之後可立即升溫至可進行預定之處理的預定溫度為止之長度的搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上，升溫至預定的溫度為止。
(搬入第2容器內的基板搬入步驟(S40))
藉由基板搬運機構22，將載置於基板載置構件11的基板3搬運至與第2容器8相對向的位置，就藉由升降機構23使作為下側容器10的基板載置構件11上升至預定的位置，而將構成第2容器8之上側容器9的開口封閉。藉此，使載置於基板載置構件11上的基板3搬入第2容器8內而收容於第2容器8內。
(成膜步驟(S50))
收容於第2容器8內的基板3達到預定的溫度，就從排氣管40一面進行排氣，一面從III族原料氣體供給管31透過原料氣體供給噴嘴29開始對第2容器8內進行III族原料氣體的供給。亦即，打開設於III族原料氣體供給管31的閥36，從反應氣體供給源37開始供給HCl氣體至Ga 槽35內，而開始GaCl氣體的產生。然後，將在Ga槽35內產生的GaCl氣體，透過原料氣體供給噴嘴29供給至第2容器8內。此時，與對於第2容器8內進行GaCl氣體的供給一併進行從V族原料氣體供給管30將NH3氣體作為V族原料氣體，透過原料氣體供給噴嘴29而供給至第2容器8內。然後，在第2容器8內使屬於III族原料氣體的GaCl氣體、與屬於V族原料氣體的NH3氣體反應，使預定厚度的GaN膜成長於基板3上。當經過預定的處理時間，且GaN膜的厚度達到預定的厚度，就停止對第2容器8內進行GaCl氣體的供給。亦即，將設於III族原料氣體供給管31的閥36關閉，停止對於Ga槽35內供給HCl氣體。另外，仍然持續從V族原料氣體供給管30對第2容器8內進行NH3氣體的供給。此外，仍然持續藉由加熱器17將收容於第2容器8內的基板3進行加熱。
(淨化步驟(S60))
成膜步驟(S50)結束，就將屬於III族原料氣體的GaCl氣體從第2容器8內排出。此時，將設於V族原料氣體供給管30的閥34維持為打開狀態，一面持續對第2容器8內供給NH3氣體，一面持續藉由排氣部將第2容器8內進行排氣，藉此即可促使GaCl氣體從第2容器8內排出。藉此，可抑制反應生成物附著於基板搬運機構22所具備之升降機構23等的可動部，而產生基板搬運機構22的動作不良。
(從第2容器內搬出基板的基板搬出步驟(S70))
淨化步驟結束，就藉由基板搬運機構22所具備的升降機構23，使下側容器10(亦即基板載置構件11)下降至預定的位置，而開啟上側容器9的開口。藉此，將載置於作為下側容器10之基板載置構件11上的基板3搬出第2容器8外。
(降溫步驟(S80))
接下來，將從第2容器8內搬出之處理完成的基板3，在第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上，使處理完成之基板3的溫度降溫至預定的溫度為止。第2容器8係構成為至少可降溫為可從第1容器2內搬出之預定之溫度為止的長度。亦即，在第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上，進行處理完成之基板3的散熱，使處理完成之基板3的溫度降溫至預定的溫度為止。
(從第1容器內搬出基板的基板搬出步驟(S90))
處理完成之基板3的溫度降溫至預定溫度為止，就打開第1容器2與基板搬出室20之間的閘閥7，使第1容器2與已調整為與第1容器2內相同程度之壓力的基板搬出室20連通。接著，使用基板搬出機構21，從第1容器2內搬出基板3。亦即，使用基板搬出機構21，將藉由基板搬運機構22搬運至搬出口5的基板3，於載置於基板載置 構件11上的狀態下，從第1容器2內搬出。從第1容器2內搬出基板3，就使基板搬出機構21退避至第1容器2外，而將第1容器2與基板搬出室20之間的閘閥7關閉而使第1容器2內與大氣隔離。亦即，將第1容器2內氣密性地封閉。藉由以上一連串的步驟，一片基板3的基板處理步驟即結束。
(加熱部降溫及大氣復原步驟(S100))
預定片數之基板3的處理結束，就停止對於加熱器17供給電力，而使加熱器17降溫。此外，調整APC閥的開度，而使第1容器2內之壓力恢復為大氣壓。藉此，結束本實施形態的基板處理步驟。
接著使用第7圖來說明進行上述之基板處理步驟時之半導體製造裝置1的動作。第7圖係顯示進行上述之基板處理步驟時之半導體製造裝置1之動作的流程圖。如第7圖所示，在對基板3進行預定的處理時，在半導體製造裝置1中，首先，係進行上述的溫度及壓力調整步驟(S10)。第1容器2內達預定的壓力，且加熱器17的加熱溫度達預定的溫度，就進行基板的搬運步驟(S110)。亦即，同時併行地進行將基板搬入第1容器2內的基板搬入步驟(S20)、從第1容器2內搬出基板的基板搬出步驟(S90)、及將在第1容器2內的搬運路徑上排成一列的複數片基板3分別搬運至下游側之預定位置之基板3的搬運。基板的搬運步驟(S110)結束，就進行基板 的處理步驟(S120)。亦即，同時併行地進行上述的預備加熱步驟(S30)、成膜步驟(S50)、及降溫步驟(S80)。具體而言，在第2容器8內進行一片基板3的成膜步驟(S50)期間，在搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上，進行其他未處理之基板3的預備加熱步驟(S30)，且進一步在第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上，進一步進行其他處理完成之基板3的降溫步驟(S80)。在第2容器8內之一片基板3的成膜步驟(S50)結束，就進行上述的淨化步驟(S60)。淨化步驟(S60)結束，就進行從上述的第2容器內搬出基板的基板搬出步驟(S70)。從第2容器內搬出基板的基板搬出步驟(S70)結束，就再次進行上述之基板的搬運步驟(S110)。另外，亦可考慮將從第2容器內搬出基板的基板搬出步驟(S70)包含在基板的搬運步驟(S110)中。在進行基板處理步驟期間，半導體製造裝置1係重複此種動作預定次數。重複上述的動作達預定次數，就進行上述的加熱部降溫及大氣壓復原步驟(S100)，使加熱器17降溫，並且使第1容器2內恢復為大氣壓，而結束預定的動作。
如此，在半導體製造裝置1中，加熱器17的升溫係在進行將最初進行處理之基板3搬入第1容器2內之基板搬入步驟(S20)之前進行，而加熱器17的降溫則係在將最後進行處理之基板3從第2容器8內搬出的基板搬出步驟(S70)結束之後進行。亦即，可在將加熱器17之加熱溫度維持於可將收容於第2容器8內之基板3加熱 至預定溫度之溫度的狀態下，亦即不使加熱器17的加熱溫度降溫，而使處理完成的基板3降溫至預定的溫度為止而從第1容器2內搬出。因此，可提升生產力。
(3)本實施形態的效果
依據本實施形態，可達成以下所示之一個或複數個效果。
(a)將作為驅動基板搬運機構22之驅動部的基板搬入機構19及基板搬出機構21，分別形成為可與基板搬運機構22分離。藉此，在第2容器8內進行基板3的處理時，可使基板搬入機構19及基板搬出機構21分別退避至第1容器2外(亦即基板搬入室18、基板搬出室20)，而關閉閘閥6、7。換言之，即使不在第1容器2內設置基板搬入機構19及基板搬出機構21，也可驅動基板搬運機構22而搬運基板3。結果，可減少設於第1容器2之貫通孔的數量。例如，不再需要設置用以設置基板搬入機構19及基板搬出機構21的貫通孔。藉此，可提升第1容器2內的氣密性。結果，在第2容器8內進行預定之處理的期間，可抑制雜質等流入於第1容器2內。藉此，可抑制雜質流入於第2容器8內。因此，可提升成膜在基板3上之薄膜的膜質。
(b)本實施形態係對於在第2容器8內將基板3加熱 為高溫，並且進行使用腐蝕性氣體作為原料氣體之處理的情形尤其具有效果。換言之，在無法使用磁性封條或波紋管等的密封構件時，尤其具有效果。
(c)在設於第1容器2內的第2容器8內對基板3進行預定的處理。只要使構成第2容器8的上側容器9與下側容器10密接，就可使從原料氣體供給噴嘴29供給原料氣體的第2容器8內成為氣密。換言之，不必使用磁性封條或波紋管等的密封構件，就可使第2容器8內成為氣密。藉此，在對基板3進行預定的處理時，可抑制雜質流入於第2容器8內。結果，可進一步提升成膜於基板上之薄膜的膜質。
(d)第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑，係構成為使從第2容器8內搬出之處理完成的基板3，降溫至至少可從第1容器2內搬出之預定之溫度為止的長度。藉此，在不使加熱器17的加熱溫度降溫下，可使處理完成的基板3降溫。換言之，可在將加熱器17之加熱溫度維持為預定之溫度(例如可將基板3加熱為處理溫度的溫度)的狀態下，使處理完成的基板3降溫。藉此，在第2容器8內結束一片基板3的處理之後，直到下一片基板3的處理開始為止的期間，不再需要使加熱器17的加熱溫度升溫降溫。因此，可縮短在第2容器8內結束一片基板3的處理之後，直到下一片基板3之處理開始為止的時間。結果，可提升 形成薄膜之基板3的生產力。
例如，可將加熱器17的時序，設為如第8圖所示之時序。另外，第8圖所示之搬運的時間，係指在第2容器8內之一片基板3的處理結束之後，直到在第2容器8內之下一片基板3之處理開始為止的時間。如第8圖所示，在本實施形態中，加熱器17之加熱溫度的升溫只有最初，而加熱器17之加熱溫度的降溫只有最後。換言之，加熱器17的加熱溫度，在基板3搬入搬出至第2容器內外之期間，也維持為可將基板3加熱至預定之溫度(例如成膜溫度)的溫度。
(e)使處理完成的基板3在第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上，降溫至可從第1容器2內搬出的溫度為止。藉此，即可抑制在藉由基板搬出機構21從第1容器2內搬出處理完成的基板3時，基板搬出機構21被基板所具有的熱加熱而損傷之情形。因此，可抑制基板搬出機構21的搬運精確度降低。
(f)藉由增長第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑的長度，使得第1容器2內之第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑上之環境的溫度，愈接近搬出口5就愈降低。換言之，第1容器2內之第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑上的環境，係形成為在第2容器8附近為最高，而在搬出口5附近為最低的溫度分布。結果，可使基板3的 溫度以在第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑上搬運之基板3的溫度隨著朝向搬出口5而逐漸降低之方式降溫。換言之，可抑制基板3急速冷卻。藉此，在使基板3降溫時，可抑制基板3破裂(或破損)。
(g)在設於第1容器2內的第2容器8內，藉由對基板3進行預定的處理，不需使第1容器2內成為GaCl氣體等之反應性氣體環境下，即可對基板3進行預定的處理。結果，可同時一併進行在第2容器8內對一片基板3進行預定之處理的處理步驟、以及在第1容器2內之第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上使處理完成的基板3降溫的降溫步驟。藉此，即可進一步提升生產力。
(h)藉由在第2容器8內將基板3加熱，且對於基板3進行預定的處理，即可抑制在第2容器8內所產生的反應生成物附著於基板搬運機構22。結果，可抑制在基板搬運機構22產生動作不良。
(i)將搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，構成為可使搬入於第2容器8內之未處理的基板3升溫至預定之溫度為止的長度。藉此，即可縮短收容於第2容器8內之基板3的溫度達到預定之處理溫度為止的時間。因此，可縮短在第2容器8內結束一片基板3的處理之後，直到下一片基板3之處理開始為止的時間。結果，可進一步提 升生產力。
(j)藉由增長搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑，即可增長基板搬入室18與第2容器8之間的距離。結果，可增長基板搬入室18與加熱器17之間的距離。此外，藉由增長第2容器8與搬出口5之間之搬運路徑的長度，即可增長基板搬出室20與第2容器8之間的距離。結果，可增長基板搬出室20與加熱器17之間的距離。藉此，即可抑制基板搬入室18內之基板搬入機構19、基板搬出室20內之基板搬出機構21分別被從加熱器17所發出的熱加熱而損傷。結果，可進一步抑制基板搬入機構19、基板搬出機構21的搬運精確度降低。
(k)使第1容器2內之第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑上處於保護氣體環境下。藉此，即可抑制例如成膜在處理完成之基板3之表面的薄膜改質，或雜質附著在已成膜的薄膜上。結果，可進一步抑制成膜於基板3之表面之薄膜之膜質的降低。
(l)藉由使第1容器2內之搬入口4與第2容器8之間的搬運路徑上處於保護氣體環境下，即可抑制第1容器2內之搬入口4與第2容器8之間之搬運路徑上之未處理之基板3的表面氮化，且微粒子附著於基板3的表面。此外，亦可進行將附著於基板3之表面的微粒子去除的前置 處理。結果，可進一步抑制成膜於基板3之表面之薄膜之膜質的降低。
(m)由於基板搬運機構22具備推挽機構、游樑機構或進給螺桿機構之至少任一者，可使藉由基板搬運機構22所進行之基板3的搬運動作單純化。換言之，可使基板3搬入搬出至第1容器2內外的動作及在第1容器2內搬運基板3的動作成為簡單的動作。結果，即使在第1容器2內之基板3之搬運路徑的長度變長，也可抑制基板3之搬運精確度降低。
(n)藉由在第1容器2內設置間隔板43，使得在第2容器8內進行預定的處理時，即使例如GaCl氣體等從第2容器8內洩漏時，亦可抑制所洩漏之GaCl氣體向第1容器2內的搬運路徑流出。結果，可抑制存在於搬運路徑上之處理完成的基板3接觸所洩漏的GaCl氣體，而使成膜於基板3上的薄膜改質。藉此，可抑制在基板3上之薄膜的膜質降低。此外，可抑制成膜於基板3上之薄膜的膜質依每一基板3而不同。
在此，說明習知之半導體製造裝置100作為參考。第12A圖至第12D圖係顯示習知之枚葉式半導體製造裝置100的概略圖。如第12A圖至第12D圖所示，半導體製造裝置100係具備收容基板101而對基板101進行預定之處理的處理容器102、及設於處理容器102內，用以 載置基板101的基板載置部104。在半導體製造裝置100中，係從原料氣體供給部105，將原料氣體供給至處理容器102內，而進行基板101的處理。基板載置部104係具備使基板載置部104升降或旋轉的軸。基板載置部104的軸，係以貫通設於處理容器102之底板之貫通孔之方式設置。因此，為了使接受原料氣體供給的處理容器102內成為氣密，必須在軸與貫通孔之間，設置磁性封條或波紋管等的密封構件。
在半導體製造裝置100中係具備下述步驟：在使處理容器102內為例如室溫程度的狀態下，打開作為分隔閥的閘閥106而使基板待機室107與處理容器102連通，且藉由基板搬入搬出機構108將基板101搬入至處理容器102內而載置於基板載置部104上的步驟(例如第12A圖)；在使基板搬入搬出機構108退避至基板待機室107之後，關閉閘閥106而使處理容器102內成為氣密的步驟；藉由使基板載置部104上升，而將基板101配置於處理容器102內之預定的處理位置的步驟(例如第12B圖)；在藉由加熱部103將載置於基板載置部104上的基板101加熱至預定的溫度之後，從原料氣體供給部105供給原料氣體至基板101，而對基板101進行預定之處理(例如成膜處理)的步驟；預定的處理結束，就使基板載置部104下降，藉此使基板101下降至處理容器102內的預定位置的步驟(例如第12C圖)；將基板101冷卻至可藉由基板搬入搬出機構108從處理容器102內搬出之溫度(例如室溫溫度) 為止的步驟；及打開閘閥106，藉由基板搬入搬出機構108將基板101從處理容器102內搬出至基板待機室107的步驟(第12D圖)。
第13圖係顯示半導體製造裝置100所具備之加熱部103的時序。如第13圖所示，在半導體製造裝置100中，藉由加熱部103於處理容器102內將基板101加熱而進行預定的處理之後，為了使基板101及處理容器102內降溫至預定的溫度而使加熱部103的加熱溫度降溫。例如，停止供給電力至加熱部103。然後，在處理容器102內對下一片基板101進行預定的處理時，再度使加熱部103的加熱溫度升溫。因此，在半導體製造裝置100中，會耗費時間在加熱部103的升降溫上，因此一片基板101的處理結束之後，直到下一片基板101的處理開始為止，會有耗費數十分至數小時之情形。結果，使得生產力降低。
此外，若在維持加熱部103的加熱溫度而將處理容器102內維持為高溫的狀態下，藉由基板搬入搬出機構108進行將基板101搬入搬出至處理容器102內外時，會有成膜在基板101上的薄膜改質，而使薄膜的膜質降低的情形。
此外，在將處理容器102內維持為高溫的狀態下進行將基板101搬入搬出至處理容器102內外時，為了抑制成膜於基板101上之薄膜的改質，可考慮從原料氣體供給部105持續供給原料氣體至處理容器102內。例如，在使GaN膜作為薄膜成膜於基板101時，為了防止GaN膜 的改質，必須從原料氣體供給部105持續供給GaCl氣體、NH3氣體至處理容器102內。由於GaCl氣體或NH3氣體為腐蝕性的氣體，因此當此種氣體附著於基板搬入搬出機構108時，會有基板搬入搬出機構108腐蝕的情形。
此外，若在將處理容器102內維持為高溫的狀態下，藉由基板搬入搬出機構108進行將基板101搬入搬出至處理容器102內外時，會有基板搬入搬出機構108因受到熱的加熱而損傷之情形。
對此，依據本實施形態，係在第1容器2內設置第2容器8，且在第2容器8內進行基板3的處理，並且，作為驅動基板搬運機構之驅動部的基板搬入機構19及基板搬出機構21係分別形成為可與基板搬運機構22分離。結果，不需使用密封構件，即可使接受原料氣體供給的第2容器8內成為氣密。此外，將第2容器8與搬出口5之間的搬運路徑，構成為使從第2容器8內搬出之處理完成的基板3，降溫至至少可從第1容器2內搬出之預定之溫度為止的長度。結果，即使在將加熱器17之加熱溫度維持為預定的溫度(例如處理溫度)的狀態下，藉由基板搬入機構19、基板搬出機構21使基板搬運機構22可動時，也可抑制基板搬入機構19、基板搬出機構21損傷。
(其他實施形態)
以上雖已具體說明了一實施形態，但本發明並不限定於上述的實施形態，只要在不脫離主旨的範圍內均可作適 當變更。
在上述的實施形態中，收容於第2容器8內之基板3達到預定的溫度，就從排氣管40一面進行排氣一面開始原料氣體的供給，但不限定於此。換言之，收容於第2容器8內之基板3達到預定的溫度之後，雖開始了從排氣管40進行排氣，但不限定於此。例如，亦可加熱使收容於第2容器8內的基板3達到預定的溫度，同時地開始從排氣管40進行排氣。
在上述的實施形態中，雖已就作為下側容器10的基板載置構件11藉由升降機構23升降進行將基板3搬入搬出至第2容器8內外的情形進行了說明，但不限定於此。例如，如第9A圖至第9C圖所示，亦可構成為藉由使第2容器8所具備的上側容器9升降，而進行將基板3搬入搬出至第2容器8內外。藉此，可獲得至少上述(a)至(c)的效果。
具體而言，亦可在第1容器2內，設置使上側容器9升降的上側容器升降機構46。上側容器升降機構46係可構成為使上側容器9下降至上側容器9的下端與下側容器10(例如基板載置構件11)相接為止，藉此將上側容器9的開口封閉，並且，使上側容器9上升而藉此將上側容器9的開口開啟。上側容器升降機構46係構成為與閘閥6、7的開閉動作連動而進行上側容器9的升降動作為佳。
例如，上側容器升降機構46係藉由下述構件構成為佳：棒狀構件47；安裝部48，設於上側容器9，用 以安裝棒狀構件47；及抵止部49，分別設於閘閥6、7，用以抵止棒狀構件47的兩端部。棒狀構件47係構成為可跨架在分別設於閘閥6、7之抵止部49間。棒狀構件47係藉由石英等所構成為佳。安裝部48係設於例如上側容器9之頂板的外壁為佳。例如，在安裝部48中係形成有貫通孔為佳。藉由使棒狀構件47貫通於貫通孔，將棒狀構件47安裝於上側容器9。藉此，使閘閥6、7上升，使得棒狀構件47的兩端部抵止於抵止部49(第9B圖)。然後，使閘閥6、7進一步上升，使得棒狀構件47及上側容器9上升，而可開啟上側容器9之下端的開口(第9C圖)。另外，上側容器9的下降動作，係藉由與上述之上升動作相反的動作來進行。換言之，藉由使閘閥6、7下降，使得棒狀構件47及上側容器9下降，而可封閉上側容器9之下端的開口。
此外，例如第10A圖至第10C圖所示，上側容器升降機構46亦可具備：棒狀構件47；設於基板搬入室18內的升降機構49；及設於基板搬出室20內的升降機構50。升降機構49及升降機構50係分別連接於控制部45。控制部45係構成為升降機構49及升降機構50分別以預定的時序使棒狀構件47成為預定之高度位置之方式，控制對於升降機構49及升降機構50的供給電力。再者，如第10A圖至第10C圖所示，進行上側容器9的升降動作。首先，使閘閥6、7上升，使基板搬入室18與基板搬出室20連通。然後，設於基板搬入室18內的升降機構49與設於基板搬出室20內的升降機構50進入於第1容器內而分 別支持棒狀構件46的兩端部(第10B圖)。然後，升降機構49及升降機構50分別上升，使得棒狀構件46上升，而使上側容器9亦隨之上升(第10C圖)。另外，上側容器9的下降係以與上側容器9之上升動作相反的順序進行。藉此，亦可獲得至少上述(a)至(c)的效果。
在上述實施形態中，已就在第1容器2內搬運之基板3的搬運方向、與流動於第2容器8內之原料氣體的流動方向為相同方向之情形進行了說明，但不限定於此。例如第11圖所示，亦能夠以在第1容器2內搬運之基板3之搬運方向與流通於第2容器8內之原料氣體之流動方向在水平方向正交之方式，在第1容器2內設置搬運路徑。此外，例如，亦能夠以在第1容器2內搬運之基板3之搬運方向與流通於第2容器8內之原料氣體之流動方向在垂直方向正交之方式，在第1容器2內設置搬運路徑。亦即，例如在第1圖中，亦能夠以基板3從第1容器2內的頂側朝向底側搬運之方式在第1容器2內設置搬運路徑。藉由該等方式，亦可獲得與上述實施形態相同的效果。
在上述實施形態中，以在第2容器8內將基板3加熱而進行使GaN膜成膜之處理的情形進行了說明，但不限定於此。除此之外，例如，亦可進行將附著於在第2容器8內作為下側容器10之基板載置構件11的GaN膜等予以去除的清潔處理。亦即，首先，將未載置有基板3的基板載置構件11搬入於第1容器2內，例如藉由升降機構23使未載置有基板3的基板載置構件11上升，而將上 側容器9的開口封閉。然後，從排氣管40一面排氣，一面從潔淨氣體供給管32透過原料氣體供給噴嘴29而開始對第2容器8內供給潔淨氣體。亦即，在將設於第2容器8所具備之上側容器9的開口開啟的狀態下，打開APC閥41，且透過第2容器8內一面將第1容器2內進行排氣，一面打開設於潔淨氣體供給管32的閥39，從潔淨氣體供給源38開始供給潔淨氣體。然後，當經過預定時間，基板載置構件11的清潔結束，就關閉閥39而停止對第2容器8內供給潔淨氣體。
在上述實施形態中，已說明了使氮化鎵(GaN)膜成膜的處理作為將基板3加熱所進行的預定處理，但不限定於此。除此之外，關於使各種膜成膜於基板3的處理等，亦同樣可適用。
以上係使用實施形態說明了本發明，但本發明之技術範圍並不限定於上述實施形態所記載的範圍。若為該業者，顯可明瞭可對於上述實施形態施以各種變更或改良。依申請專利範圍亦可明瞭，如此的施以變更或改良的形態亦包含在本發明之技術範圍中。
在申請專利範圍、說明書及圖式中所示的裝置、系統、程式、及方法中的動作、順序、步驟、及階段等之各處理的執行順序，應注意只要未特別明示「在其之前」、「先於」等，或之前之處理的輸出未使用在之後的處理，就能夠以任意的順序來實現。關於申請專利範圍、說明書、及圖式中的動作流程，為了方便起見，就算使用「首 先」、「其次」等進行了說明，但不意味必須按照此順序來實施。
1‧‧‧半導體製造裝置
2‧‧‧第1容器
3‧‧‧基板
4‧‧‧搬入口
5‧‧‧搬出口
6、7‧‧‧閘閥
8‧‧‧第2容器
9‧‧‧上側容器
10‧‧‧下側容器
11‧‧‧基板載置構件
17‧‧‧加熱器
18‧‧‧基板搬入室
19‧‧‧基板搬入機構
20‧‧‧基板搬出室
21‧‧‧基板搬出機構
22‧‧‧基板搬運機構
23‧‧‧升降機構
29‧‧‧原料氣體供給噴嘴
30‧‧‧V族原料氣體供給管
31‧‧‧III族原料氣體供給管
32‧‧‧潔淨氣體供給管
33‧‧‧V族原料氣體供給源
34、36、39‧‧‧閥
35‧‧‧Ga槽
37‧‧‧反應氣體供給源
38‧‧‧潔淨氣體供給源
40‧‧‧排氣管
41‧‧‧APC閥
42‧‧‧真空泵
43‧‧‧間隔板
44‧‧‧冷卻部
45‧‧‧控制部

Claims (10)

  1. 一種半導體製造裝置，係具備：第1容器，設有基板的搬入口及搬出口；基板搬入室，連接於前述搬入口，且構成為可從外部將欲搬入前述第1容器內之基板搬入，並且構成為可與前述第1容器及大氣分別隔離；基板搬出室，連接於前述搬出口，且構成為可將欲從前述第1容器內搬出的基板搬出至外部，並且構成為可與前述第1容器及大氣分別隔離；第2容器，設於前述第1容器內，用以將基板加熱而進行預定的處理；加熱部，用以將收容於前述第2容器內的前述基板加熱；及基板搬運機構，沿著以從前述搬入口至前述搬出口之方式設於前述第1容器內的搬運路徑，將複數片前述基板排成一列進行搬運，並且依序將前述基板搬入搬出於前述第2容器內外；用以驅動前述基板搬運機構的驅動部，係形成為可與前述基板搬運機構分離，且分別設置於前述基板搬入室及前述基板搬出室內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，前述第2容器與前述搬出口之間的前述搬運路徑，係構成為可使從前述第2容器內搬出之處理完成的前述基板，降溫至至少可從前述第1容器內搬出之預定溫 度為止的長度。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之半導體製造裝置，其中，前述加熱部係在將前述基板搬入搬出於前述第2容器內外之期間亦維持預定的加熱溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，前述搬入口與前述第2容器之間的前述搬運路徑，係構成為可使將搬入前述第2容器內之基板升溫預定之溫度為止的長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，在前述第2容器中係設有原料氣體供給部，用以將原料氣體供給至收容於前述第2容器內的前述基板；在前述第2容器內係將前述基板加熱而進行成膜處理。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，前述第2容器與前述搬出口之間的前述搬運路徑上，係處於可保護處理完成之前述基板之表面的保護氣體環境下。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，前述搬入口與前述第2容器之間的前述搬運路徑上，係處於可保護未處理之前述基板之表面的保護氣體環境下。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之半導體製造裝置，其中，前述基板搬運機構係具備推挽機構、游樑機構、或進給螺桿驅動機構之任一者而構成。
  9. 一種半導體的製造方法，係具有：基板搬運步驟，在設有基板之搬入口及搬出口的第1容器內，沿著以從前述搬入口至前述搬出口之方式設置的搬運路徑，藉由設於前述第1容器內的基板搬運機構，將複數片前述基板排成一列進行搬運，並且依序將前述基板搬入搬出於第2容器內外；處理步驟，藉由加熱部將收容於前述第2容器內的前述基板加熱而進行預定的處理；及降溫步驟，在構成為可使從前述第2容器內搬出之處理完成的前述基板，降溫至至少可從前述第1容器內搬出之預定溫度為止的長度的前述第2容器與前述搬出口之間的前述搬運路徑上，使處理完成之前述基板降溫至預定溫度為止；在前述第1容器內，同時併行地進行一片前述基板的前述處理步驟、及其他處理完成之前述基板的前述降溫步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體的製造方法，其中，具有預備加熱步驟，該預備加熱步驟係使未處理之前述基板的溫度，在前述搬入口與前述第2容器之間的前述搬運路徑上，升溫至預定溫度為止，該前述搬運路徑的長度係構成為可使搬入於前述第1容器內且收容於前述第2容器內之未處理的前述基板，於收容於前述第2容器內之後可盡快地升溫至可進行預定之加熱處理之預定溫度為止的長度； 在前述第1容器內，同時併行地進行一片前述基板的前述處理步驟、其他處理完成之前述基板的前述降溫步驟、及另外未處理之前述基板的前述預備加熱步驟。
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