WO2014054501A1 - 気相成長装置 - Google Patents

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山口晃
生方映徳
山岡優哉
内山康右
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TN EMC Ltd
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TN EMC Ltd
Nippon Sanso Holdings Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a vapor phase growth apparatus for supplying a source gas onto a substrate installed in a reaction furnace to grow a thin film on the substrate.
  • the vapor phase growth method is a thin film forming method in which a thin film raw material is supplied in a gas state onto a substrate, and the raw material is deposited on the substrate surface by a chemical reaction.
  • a gallium nitride-based semiconductor thin film used as a material for blue light emitting diodes, green light emitting diodes, and violet laser diodes is manufactured by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method using an organic metal as a raw material.
  • Patent Document 1 An example of a vapor phase growth apparatus that forms a semiconductor thin film using a vapor phase growth method is disclosed in Patent Document 1.
  • a susceptor on which a plurality of substrates are placed is installed in a chamber serving as a reactor for vapor phase growth, and a raw material gas containing a semiconductor thin film material is provided from a nozzle arranged in the center of the chamber.
  • a self-revolution type vapor phase growth apparatus for vapor-phase-growing a semiconductor thin film on a substrate Is a self-revolution type vapor phase growth apparatus for vapor-phase-growing a semiconductor thin film on a substrate.
  • the chamber has been increased in size to improve the productivity of the semiconductor thin film, and the members in the chamber such as the ceiling plate, the susceptor cover, and the susceptor have increased in size accordingly. .
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a compact vapor phase growth apparatus with high productivity.
  • a vapor phase growth apparatus supplies a raw material gas onto a substrate installed in a chamber that can be divided into a chamber body and a chamber lid and can grow a thin film on the substrate.
  • a growth device A susceptor having a disc shape and detachably installed on the chamber body side to hold the substrate; A susceptor cover placed on the susceptor so as to cover a portion of the susceptor other than the substrate holding portion; A ceiling plate that is disposed opposite to the susceptor at a predetermined interval to form a flow path of the source gas; And a temporary placement device for temporarily placing at least one of the susceptor, the susceptor cover, and the ceiling plate in an upper space of the chamber body formed when the chamber is divided. It is what.
  • the temporary placement device has one or a plurality of temporary placement arms that can enter and leave the upper space of the chamber body, and the temporary placement arm has a tip thereof.
  • the susceptor, the susceptor cover, and the ceiling plate are provided with a temporary placement portion for temporarily placing at least one of them.
  • the temporary placement device includes a ceiling plate temporary placement portion for temporarily placing the ceiling plate, and a susceptor on which the susceptor cover is placed, And a susceptor temporary placement portion for temporarily placing the susceptor cover.
  • the temporary placement portion includes two upper and lower stages of an upper support portion and a lower support portion, and the upper support portion is the ceiling plate temporary placement portion, and the lower step The support portion is the susceptor temporary placement portion.
  • the temporary placement device uses the center of the temporarily placed susceptor, the susceptor cover, or the ceiling plate as the center of the chamber body. It is characterized by having a centering mechanism for matching.
  • the centering mechanism may contact the susceptor, the susceptor by contacting at least three locations on the outer periphery of the temporarily placed susceptor, the susceptor cover, or the ceiling plate.
  • a centering piece for finely moving the cover or the ceiling plate in the center direction is provided.
  • the centering piece can be protruded by compressed air.
  • a transfer arm that transfers at least one of the susceptor, the susceptor cover, and the ceiling plate to the inside and outside of the chamber;
  • a nozzle part for supporting the ceiling plate so as to be movable up and down and supplying the source gas;
  • the push-up / lowering mechanism is A plurality of push-up rods standing up and down on the outer peripheral portion of the chamber body, and the upper end surface of each push-up rod is always positioned below the susceptor in a state of being installed on the chamber side, and operates Sometimes lifting means for raising the susceptor cover placed above the susceptor installed on the chamber side, the position of each through hole and the upper end surface of the push-up bar by rotating the susceptor It has a function of selecting whether to push up the susceptor or to push up the susceptor cover by controlling the relative position of the susceptor.
  • the control unit includes: Transporting and holding at least one of the susceptor, the susceptor cover, and the ceiling board by the transport arm to the temporary placement device; Raising the ceiling board at the nozzle part; Raising the susceptor and / or the susceptor cover with the lift mechanism; Transferring the member held by the nozzle part and / or the push-up / lowering mechanism to the transfer arm and transferring the ceiling plate from the temporary placement device holding the ceiling plate to the nozzle part; , A program for realizing the step of delivering the susceptor and / or the susceptor cover from the temporary placement device holding the susceptor and the susceptor cover to the lifting and lowering mechanism is provided. .
  • the transfer arm holds an upper stage portion that holds the ceiling plate, the susceptor and the susceptor cover, or the susceptor cover. And a lower stage that The member held by the upper step portion and the member held by the lower step portion can be held so as not to contact each other.
  • a temporary placement device for temporarily placing at least one of a susceptor, a susceptor cover, and a ceiling plate temporarily in the space above the chamber body formed when the chamber is divided. Therefore, it is possible to provide a compact vapor phase growth apparatus with high productivity.
  • FIG. 2 is an elevational sectional view of the vapor phase growth apparatus according to the embodiment of the present invention (part 1).
  • FIG. 3 is an elevational sectional view of the vapor phase growth apparatus according to the embodiment of the present invention (No. 2). It is explanatory drawing explaining the member which comprises the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (the 1). It is explanatory drawing explaining the member which comprises the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (the 2). It is explanatory drawing explaining the operation
  • FIG. 2 is an explanatory view for explaining the operation of the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 2). It is explanatory drawing explaining the member which comprises the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (the 3).
  • FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (part 1);
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (part 2);
  • FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (part 3);
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 4).
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 5).
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 6).
  • FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (part 7);
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 8).
  • FIG. 20 is an explanatory view for explaining one step in another example of FIGS.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (No. 10).
  • FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining one step in another example of FIGS. 9 to 19 of the transfer method using the vapor phase growth apparatus of FIG. 1 (part 11); It is explanatory drawing of the other aspect of the susceptor of the vapor phase growth apparatus which concerns on this Embodiment.
  • a vapor phase growth apparatus 1 is installed in a chamber 2 serving as a reaction furnace during vapor phase growth, and is rotatably and detachably installed on the chamber 2 side.
  • a susceptor 7 having a disk shape for holding a substrate 5 (see FIG. 3) on which a semiconductor thin film is formed by vapor deposition, and a source gas for forming a semiconductor thin film covering the upper surface of the susceptor 7.
  • a susceptor cover 9 that protects the susceptor 7, a ceiling plate 11 that is detachably installed so as to face the susceptor 7, and a nozzle that supports the ceiling plate 11 and supplies the source gas Portion 13, susceptor 7 on which susceptor cover 9 is placed, push-up / lowering mechanism 15 for raising / lowering susceptor cover 9, ceiling plate outer peripheral support portion 17 on which the outer peripheral portion of ceiling plate 11 is placed, susceptor 7, susceptor
  • the transport arm 19 for carrying in and out the cover 9 and the ceiling plate 11, the susceptor 7, the temporary placing device 21 for temporarily holding the susceptor cover 9 and the ceiling plate 11, the nozzle part 13, the lifting and lowering mechanism 15, the outer periphery of the ceiling plate
  • a support unit 17, a transport arm 19, and a control unit 16 that controls the operation of the temporary placement device 21 are included.
  • the chamber 2 has a cylindrical shape with a flat shape and closed at both ends.
  • the chamber 2 can be divided vertically into a chamber main body 3 having a bottomed cylindrical shape and a chamber lid 4 having a bottomed cylindrical shape covering the opening side of the chamber main body 3.
  • the chamber body 3 is fixedly provided with the opening side up.
  • the chamber lid 4 is provided to be movable up and down above the chamber body 3 with the opening side down.
  • the chamber body 3 and the chamber lid 4 have a cylindrical shape that is hermetically sealed by lowering the chamber lid 4 and aligning the openings, so that a semiconductor thin film can be formed on the substrate 5. It becomes a reactor.
  • the chamber lid 4 As the material of the chamber body 3 and the chamber lid 4, stainless steel having excellent corrosion resistance can be used.
  • the chamber lid 4 has been described as an example that moves only in the vertical direction. However, the chamber lid 4 may move in the vertical direction and move in the horizontal direction to a predetermined position.
  • the susceptor 7 has an annular plate shape having an opening 7 a through which the upper portion of the nozzle portion 13 can be inserted, and a susceptor rotating mechanism 8 provided in the chamber body 3. It is detachably and rotatably installed (see FIGS. 1 and 2).
  • a plurality of substrate mounting portions 7b on which the substrate 5 on which the thin film is formed are mounted are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • FIG. 3 shows a state in which the substrate 5 is placed on the substrate placing portion 7b.
  • Three through holes 7 c are provided on the outer periphery of the susceptor 7.
  • the through-hole 7c allows a push-up bar 15a (details will be described later) of the push-up / lowering mechanism 15 to pass therethrough.
  • a push-up bar 15a (details will be described later) of the push-up / lowering mechanism 15 to pass therethrough.
  • carbon can be used as the material of the susceptor 7.
  • the material of the substrate 5 is selected according to the material of the semiconductor thin film to be formed.
  • the susceptor cover 9 has an annular plate shape that is substantially the same shape as the susceptor 7 in plan view, and an opening 9a into which the upper part of the nozzle portion 13 can be inserted at the center, And a plurality of openings 9b.
  • the susceptor cover 9 is placed on the susceptor 7 and protects the susceptor 7 from contamination, oxidation, and the like by the source gas.
  • the upper surface of the susceptor cover 9 and the upper surface of the substrate 5 placed on the substrate placing portion 7b of the susceptor 7 are flush with each other.
  • a source gas flow path L is formed by these surfaces and the lower surface of the ceiling plate 11.
  • quartz is used as the material of the susceptor cover 9.
  • the ceiling plate 11 is formed of a disk having an opening 11 a (see FIG. 1) into which a convex portion 14 of a nozzle device 13 described later can be inserted.
  • 2 and 6 illustrate a state in which the convex portion 14 of the nozzle device 13 is inserted into the opening 11 a of the ceiling plate 11 and the ceiling plate 11 is placed and supported at the center of the nozzle device 13. It is.
  • the ceiling plate 11 is placed on the nozzle device 13 as described above, the lower surface of the ceiling plate 11 and the upper surface of the susceptor cover 9 form a source gas flow path L for forming a semiconductor thin film ( (See FIG. 2).
  • the ceiling plate 11 is in contact with the nozzle device 13 with its own weight without any gap, and the source gas is prevented from leaking from the flow path L.
  • quartz can be used as the material of the ceiling plate 11.
  • the nozzle device 13 is installed in the center of the chamber body 3 and supplies the source gas to the source gas flow path L.
  • the nozzle device 13 includes a push-up nozzle 13 a that is movable in the vertical direction, and a plurality of nozzles 13 that are spaced apart from the push-up nozzle 13 a by a predetermined distance in the radial direction to form a gas introduction path F for a source gas. It has wall members (fixed nozzle wall member 13b, fixed nozzle wall member 13c, fixed nozzle wall member 13d).
  • the push-up nozzle 13a has a convex portion 14 formed at its upper end, and the convex portion 14 has a tapered surface 14a that gradually decreases in diameter and a placement portion 14b on which the central portion of the ceiling plate 11 is placed. Is formed.
  • the convex portion 14 is inserted into the opening portion 11a so that the horizontal position of the ceiling plate 11 does not shift.
  • the tapered surface 14 a has a function of guiding the ceiling plate 11 to facilitate the horizontal positioning of the ceiling plate 11 when the convex portion 14 is inserted into the opening 11 a of the ceiling plate 11.
  • the vertical movement of the push-up nozzle 13a is performed by a vertical movement device 12 having a pulse motor or the like.
  • the vertical movement device 12 can adjust the vertical position of the push-up nozzle 13a with high accuracy (sub-milli-order) by a pulse motor or the like.
  • the up-and-down position of the ceiling plate 11 can be adjusted by the push-up nozzle 13a moving up and down while the ceiling plate 11 is supported by the mounting portion 14b, thereby adjusting the height of the flow path L with high accuracy. It is possible.
  • the fixed nozzle wall member 13b is formed in a tubular shape having a diameter larger than the diameter of the cylinder of the push-up nozzle 13a, and has one end projecting outward.
  • the fixed nozzle wall member 13c is formed in a tubular shape having a diameter larger than that of the fixed nozzle wall member 13b, and has one end projecting outward like the fixed nozzle wall member 13b.
  • the fixed nozzle wall member 13d is formed in a tubular shape having a diameter larger than that of the fixed nozzle wall member 13c, and has one end projecting outward like the fixed nozzle wall member 13b.
  • the thrust nozzle 13a, the fixed nozzle wall member 13b, the fixed nozzle wall member 13c, and the fixed nozzle wall member 13d are arranged in a nested manner, so that a space is formed between adjacent members of each member, and each space is a flow path.
  • a gas introduction path F for introducing a source gas into L is provided.
  • Source gas is supplied to each gas introduction path F from a source gas supply unit (not shown).
  • a source gas supply unit not shown.
  • the semiconductor thin film to be formed is gallium nitride
  • an organic metal gas, an ammonia gas, and a purge gas are supplied from the source gas supply unit (see arrows in FIG. 2).
  • the source gas supplied from the nozzle device 13 flows in the source gas flow path L formed by the upper surface of the susceptor cover 9 and the lower surface of the ceiling plate 11 from the center of the chamber body 3 toward the outer periphery, It discharges
  • a semiconductor thin film is formed on the surface of the substrate 5 placed on the susceptor 7.
  • the material of the source gas is selected according to the type of semiconductor thin film to be formed.
  • the nozzle device 13 is not limited to the configuration shown in FIG. 1 and may be configured to support the ceiling plate 11 and move up and down and to supply the source gas to the source gas flow path L. Anything is acceptable.
  • the push-up / lowering mechanism 15 has three push-up bars 15a installed so as to be arranged at the same positions as the through holes 7c (see FIG. 3) of the susceptor 7 installed in the chamber body 3, and raises / lowers the push-up bars 15a. Elevating means 15b (see FIGS. 1 and 2).
  • FIG. 5 shows a state where the susceptor 7 and the like are removed so that the bottom of the chamber body 3 can be seen.
  • the push-up / lowering mechanism 15 pushes up and supports the susceptor 7 from below, so that the susceptor 7 can be lifted / lowered together with the susceptor cover 9 placed on the susceptor 7 as shown in FIG.
  • the rotation angle of the susceptor 7 is measured using the rotation angle sensor 20, and the susceptor 7 is rotated based on the measured rotation angle so that the through hole 7c is positioned directly above the upper end of the push rod 15a.
  • the push-up rod 15a By aligning and raising the push-up rod 15a, the push-up rod 15a can pass through the through hole 7c, push up only the susceptor cover 9, and can be lifted and lowered in a supported state.
  • the relative position of the through-hole 7c and the push-up rod 15a is adjusted to appropriately select whether the susceptor 7 is pushed up together with the susceptor cover 9 or only the susceptor cover 9 is pushed up. be able to.
  • the susceptor 7 can be stably supported as described above.
  • the number of the through-holes 7c of the susceptor 7 is three in the above description, it may be appropriately increased or decreased according to the number of the push-up bars 15a.
  • the ceiling plate outer peripheral support portion 17 is on the outer peripheral side of the ceiling plate 11 and is detachable from either the chamber body 3 or the chamber lid 4.
  • the ceiling plate outer periphery support portion 17 moves up and down in conjunction with the elevation of the chamber lid 4 when the chamber 2 is opened and closed.
  • the outer peripheral part of the ceiling board 11 is supported by the ceiling board outer peripheral support part 17, and the ceiling board 11 also moves up and down.
  • the ceiling plate outer periphery support portion 17 when the ceiling plate outer periphery support portion 17 is attached to the chamber body 3, only the chamber lid 4 can be raised while the ceiling plate 11 is placed on the ceiling plate outer periphery support portion 17 when the chamber 2 is opened and closed. it can.
  • the ceiling plate outer periphery support portion 17 is attached to the chamber body 3 when the ceiling plate 11 is not lifted or lowered as the chamber 2 is opened or closed, and is attached to the chamber lid 4 when the ceiling plate 11 is desired to be lifted or lowered.
  • the transfer arm 19 is installed outside the chamber 2, and transfers one or more or all of the susceptor 7, the susceptor cover 9, and the ceiling plate 11 to the inside and outside of the chamber 2.
  • the transfer arm 19 has a plate having a substantially U shape in plan view, and has two upper and lower stages (an upper stage part 19a and a lower stage part 19b) as shown in FIG.
  • the upper step portion 19a and the lower step portion 19b are connected by a connecting portion 19c (see FIG. 1) at a U-shaped curved portion.
  • the upper step portion 19a and the lower step portion 19b are substantially the same size in plan view as shown in FIG. 7, and these are smaller than the susceptor 7 and the susceptor cover 9, and the susceptor 7 and the susceptor cover 9 are arranged in the upper step portion 19a and When placed on the lower step portion 19b, the outer periphery of the susceptor 7 and the susceptor cover 9 is set so as to protrude.
  • the upper step portion 19a and the lower step portion 19b have a size and a shape that allows the upper portion 19a and the lower step portion 19b to enter above the chamber body 3 through the gap between the three push-up rods 15a. Is set.
  • the push-up nozzle 13a enters the inside of the U-shaped curved portion of the transfer arm 19 so that they do not interfere with each other. It has become.
  • the distance between the upper step portion 19a and the lower step portion 19b, that is, the height of the connecting portion 19c is determined by the operation range of the push-up nozzle 13a of the nozzle portion 13, the operation range of the push-up rod 15a of the push-up / lowering mechanism 15, and the temporary placement device described below.
  • the transfer target member is transferred between the upper step portion 19 a and the lower step portion 19 b of the transfer arm 19 and the upper step support portion 23 and the lower step support portion 25 of the temporary placement device 21. It is set to be performed smoothly.
  • the temporary placement device 21 is for supporting and temporarily holding one or more or all of the susceptor 7, the susceptor cover 9, and the ceiling plate 11 above the chamber body 3.
  • the temporary placement device 21 includes three support columns 21 a that are erected on the outer periphery of the chamber body 3 at equal intervals, and a rod shape that protrudes horizontally from the support column 21 a. It has a temporary arm 21b provided so as to be rotatable in the horizontal direction about the axis 21a (see the arrow in FIG. 5) and capable of moving up and down (see the arrow in FIG. 1). As shown in FIG.
  • the tip of the temporary arm 21b has an upper support 23 at a position one step down from the upper surface of the temporary arm 21b, and a lower support 25 at a position further down from the upper support 23.
  • the distance between the upper support portion 23 and the lower support portion 25 is set in consideration of the height of the upper step portion 19a and the lower step portion 19b of the transfer arm 19.
  • the ceiling plate 11 is supported by the upper support portion 23 of the temporary placement arm 21b, and the susceptor cover 9 is provided by the lower support portion 25.
  • the susceptor 7 on which the susceptor cover 9 is placed can be supported. Since the temporary placement device 21 is configured as described above, the temporary placement arm 21b is moved up and down while the transfer arm 19 on which the member such as the ceiling plate 11 is placed is positioned above the chamber body 3.
  • the upper support portion 23 is set to the same height as the upper step portion 19 a of the transfer arm 19, and the lower support portion 25 is set to the same height as the lower step portion 19 b of the transfer arm 19, and each temporary placement arm 21 b is rotated to face the center of the chamber body 3. By moving it, the member placed on the transfer arm 19 can be received.
  • the outer peripheral portion of the ceiling plate 11 placed on the upper stage portion 19a of the transport arm 19 is supported by the upper stage support portion 23 of the temporary placement arm 21b, and can be received.
  • the outer periphery of the susceptor 7 and the susceptor cover 9 placed on the lower step portion 19b can be received by being supported by the lower support portion 25 of the temporary placement arm 21b.
  • the position of the temporary placement arm 21b is referred to as a “receiving position”.
  • the ceiling nozzle 11a is lifted and the ceiling plate 11 is supported by the thrust nozzle 13a, so that the ceiling plate 11 is delivered to the thrust nozzle 13a. It is possible. Further, in a state where the susceptor 7 or the susceptor cover 9 is supported by the lower support portion 25 of the temporary placement device 21, the susceptor 7 and the like are pushed up by raising the push-up rod 15a of the push-up / lowering mechanism 15 and supporting the susceptor 7 and the like. Delivery to the elevating mechanism 15 is possible.
  • a centering piece 27 made of a small piece that can protrude from the vertical wall portion toward the tip of the temporary arm 21b is provided on each vertical wall portion of the upper support portion 23 and the lower support portion 25. ing. If members such as the ceiling plate 11 are placed on the upper support portion 23 and the lower support portion 25 and the centering pieces 27 of all temporary placement arms 21b are projected, each member will come from three sides. The center of each member can be aligned with the center of the chamber body 3 (centering).
  • the centering piece 27 is operable by compressed air or the like.
  • the temporary placement device 21 is shown as an example of a configuration in which three temporary placement arms 21b are provided at equal intervals on the outer periphery.
  • the arrangement and number of the temporary placement arms 21b are not limited to the above configuration. There is no limitation as long as the member to be transported can be stably supported.
  • the temporary arm 21b is illustrated in the case where the diameter of the ceiling plate 11 is larger than the diameters of the susceptor 7 and the susceptor cover 9, but the temporary arm 21b only needs to support a plurality of members at the same time. It is not limited to.
  • the temporary placement device 21 can receive a member such as the ceiling plate 11 from the transfer arm 19. However, if the reverse procedure is used, the temporary placement device 21 delivers the member to the transfer arm 19. Is possible. Similarly, in the above description, it has been described that the temporary placement device 21 can deliver a member such as the ceiling plate 11 to the push-up nozzle 13a or the push-up lifting mechanism 15. However, if the reverse procedure is used, the temporary placement device 21 is pushed up. A member can be received from the nozzle 13a or the push-up / lowering mechanism 15.
  • the control unit 16 controls operations of the nozzle unit 13, the push-up / lowering mechanism 15, the ceiling plate outer periphery support unit 17, the transfer arm 19, and the temporary placement device 21. Specifically, for example, operation control of the vertical movement device 12 that raises and lowers the push-up nozzle 13a, operation control of the raising / lowering means 15b that raises and lowers the push-up rod 15a of the push-up / lowering mechanism 15, and the chamber body 3 of the ceiling plate outer periphery support portion 17 Alternatively, control of mounting to the chamber lid 4, control of raising and lowering the chamber lid 4, control of the transport operation of the transport arm 19 to and from the chamber 2, movement of the temporary placement arm 21 b of the temporary placement device 21 and operation of the centering piece 27 are performed.
  • Control are performed by executing a program provided in the control unit 16.
  • the installation place of the control part 16 will not be specifically limited if operation
  • a susceptor 7, a susceptor cover 9, and a ceiling plate 11 As a combination of members to be transported by the vapor phase growth apparatus 1, (1) a susceptor 7, a susceptor cover 9, and a ceiling plate 11, (2) a susceptor 7 and a susceptor cover 9, and (3) a susceptor cover 9 and a ceiling plate 11, There are five types, (4) only the susceptor cover 9 and (5) only the ceiling plate 11. As an example, a description will be given of (1) the transfer method in which the susceptor 7, the susceptor cover 9, and the ceiling plate 11 are transferred, and the used susceptor 7, the susceptor cover 9, and the ceiling plate 11 used in the vapor phase growth process. A method of exchanging for the one before use will be described with reference to FIGS.
  • the operation of the components of the vapor phase growth apparatus 1 in each process is controlled by the control unit 16.
  • FIG. 9 shows a state after the vapor phase growth process, in which the chamber lid 4 is in contact with the chamber body 3 and the chamber 2 is closed.
  • the used susceptor 7 (A) is supported by the susceptor rotating mechanism 8 in a state where the substrate 5 is placed on the plate placing portion 7b.
  • a susceptor cover 9 (A) is placed on the susceptor 7 (A).
  • the ceiling plate 11 (A) is supported by the placement portion 14b of the push-up nozzle 13a.
  • the upper end surface of the push-up bar 15a is located below the susceptor 7 (A).
  • the ceiling board outer periphery support part 17 is attached to the chamber lid 4.
  • the transfer arm 19 and the temporary placement arm 21 b are retracted out of the chamber 2.
  • the ceiling plate 11 (B) before use is placed on the upper stage portion 19a of the transfer arm 19, and the susceptor 7 (B) before use is placed with the susceptor cover 9 (B) on the lower stage portion 19b. It is placed in. With the above state as the initial position, the first to sixth steps described below are sequentially performed.
  • the ceiling board outer periphery support part 17 is attached to the chamber body 3 side, and the chamber 2 is opened by raising the chamber lid 4 from the initial position to a position higher than the upper stage part 19a of the transfer arm 19 (see FIG. 10). ). At this time, since the ceiling board outer periphery support part 17 is attached to the chamber body 3, the ceiling board outer periphery support part 17 remains in the initial position while supporting the outer periphery of the ceiling board 11 (A).
  • the transfer arm 19 is moved in the horizontal direction and positioned above the chamber body 3 (see FIG. 11).
  • the temporary placement arm 21b is moved from the initial position to the receiving position, and the outer peripheral portion of the ceiling plate 11 (B) protruding from the upper step portion 19a is supported by the upper support portion 23 of the temporary placement device 21.
  • the ceiling board 11 (B) is received by the temporary placement device 21.
  • the susceptor 7 (B) on which the susceptor cover 9 (B) is placed is temporarily placed by supporting the outer peripheral portion of the susceptor 7 (B) protruding from the lower step portion 19 b with the lower support portion 25. It is received by the device 21.
  • the transfer arm is retracted out of the chamber after delivery of each member (see FIG. 12). Thereafter, the temporary placement arm 21b of the temporary placement device 21 is raised, and the ceiling plate 11 (B), the susceptor 7 (B), and the susceptor cover 9 (B) before use are retracted upward (see FIG. 13).
  • the ceiling plate 11 (B), the susceptor 7 (B), and the susceptor cover 9 (B) can be temporarily placed above the chamber body 3, and therefore a place for temporary placement needs to be provided separately. Therefore, the vapor phase growth apparatus can be miniaturized. After each member is received by the temporary placement device 21, the centering pieces 27 of the upper support portion 23 and the lower support portion 25 are operated to center the ceiling plate 11 (B) and the susceptor 7 (B).
  • the transfer arm 19 is moved in the horizontal direction so that the upper stage portion 19a of the transfer arm 19 is pushed up and positioned between the used ceiling board 11 (B) and the susceptor cover 9 (B).
  • the lower step portion 19b of the transfer arm 19 is positioned below the susceptor 7 (B) after use that has been pushed up.
  • the used ceiling plate 11 (B) is placed on the upper stage portion 19a of the transfer arm 19, and the used susceptor 7 (B) and the susceptor cover 9 are used.
  • (B) can be placed on the lower part 19 b of the transfer arm 19. In this way, the used ceiling plate 11 (B) and the like are delivered to the transfer arm 19.
  • the push-up nozzle 13a and push-up bar 15a are lowered as they are to return to the initial position (see FIG. 15). Thereafter, the transfer arm 19 is moved out of the chamber 2. Thereby, the used ceiling board 11 (A) and the like are carried out of the chamber 2 (see FIG. 16). After unloading, the vapor-phase grown substrate 5 placed on the susceptor 7 (A) can be collected, and the unloaded ceiling plate 11 (A) and the like can be washed.
  • the push-up rod 15a is lowered, and the susceptor 7 (B) is rotatably mounted on the susceptor rotating mechanism 8. Further, the push-up nozzle 13a is moved downward to place the outer peripheral portion of the ceiling plate 11 (B) in the concave portion of the ceiling plate outer peripheral support portion 17 (see FIG. 19). By doing so, a raw material gas flow path L is formed between the lower surface of the ceiling plate 11 and the upper surface of the susceptor cover 9 (B). At this time, since the ceiling plate 11 and the push-up nozzle 13a are in contact with each other with no gap, the vapor phase growth can be performed without the source gas leaking from the flow path L.
  • the push-up nozzle 13a and the push-up bar 15a are lowered so that the ceiling plate 11 (B) and the like before use are in the same position as the initial position.
  • the susceptor 7 (B) susceptor cover 9 ( Since B)
  • the height of the flow path L can be set to a predetermined height by adjusting the position of the ceiling plate 11. Therefore, by making the height of the flow path L the same every time, the flow of the source gas can be made constant, and hence the reproducibility of the vapor phase growth can be increased (see FIG. 19).
  • the initial state is that the susceptor 7, the susceptor cover 9 and the ceiling plate 11 are to be transported except that only the susceptor cover 9 (B) before use is placed on the lower step portion 19 b of the transport arm 19. (Same as (1) above) (see FIG. 20).
  • the above state as the initial position, the following first to sixth steps are sequentially performed.
  • the transfer arm 19 is moved in the horizontal direction and positioned above the chamber body 3 (see FIG. 22).
  • the temporary placing arm 21 b of the temporary placing device 21 is moved from the initial position to the receiving position, and the susceptor cover 9 (B) placed on the lower step portion 19 b of the transfer arm 19 is received by the lower step support portion 25.
  • the transfer arm 19 is retracted out of the chamber 2 after delivery of the susceptor cover 9 (B) (see FIG. 23).
  • the temporary arm 21b is raised and the susceptor cover 9 (B) before use is retracted upward (see FIG. 24).
  • the centering piece 27 of the lower stage support portion 25 is operated, and the core of the susceptor cover 9 (B) is operated. Make a delivery.
  • the transfer arm 19 is moved in the horizontal direction to be positioned below the used susceptor cover 9 (A). Then, the used susceptor cover 9 (A) is placed on the lower step portion 19 b of the transport arm 19 by lowering the push-up bar 15 a. In this way, the used susceptor cover 9 (A) is transferred to the transfer arm 19. The push-up bar 15a is lowered as it is to return to the initial position (see FIG. 26). Thereafter, the transfer arm 19 is moved out of the chamber 2. Thereby, the used susceptor cover 9 (A) is carried out of the chamber 2 (see FIG. 27).
  • the temporary placement arm 21b of the temporary placement device is lowered to lower the susceptor cover 9 (B) before use, which has been retracted upward, and the push-up rod 15a is lifted, and the push-up rod 15a raises the susceptor.
  • the cover 9 (B) is supported (see FIG. 28).
  • the temporary placement arm 21b of the temporary placement device 21 is rotated and retracted out of the chamber 2 (see FIG. 29).
  • the push-up bar 15a is lowered so that the susceptor cover 9 (B) before use is in the same position as the initial position. In this way, the susceptor cover 9 (B) is placed on the susceptor 7 (see FIG. 30). Thus, the replacement of the susceptor cover 9 is completed. Thereafter, if the chamber lid 4 is lowered and the chamber 2 is closed, the vapor phase growth process can be performed again.
  • the chamber 2 that serves as a reaction furnace during vapor phase growth
  • the susceptor 7 that has a disk shape and is detachably installed on the chamber 2 side to hold the substrate
  • the susceptor 7 A susceptor cover 9 that covers the upper surface of the susceptor 7 and protects the susceptor 7 from the source gas
  • a ceiling plate 11 that is detachably installed so as to face the susceptor cover 9 and forms a flow path of the susceptor cover 9 and the source gas
  • Productivity is provided by including a temporary placement device 21 that can temporarily hold one or more or all of the susceptor 7, the susceptor cover 9, and the ceiling plate 11 in the same position as the chamber 7 in a plan view.
  • a compact vapor phase growth apparatus can be provided.
  • the susceptor 7 or the susceptor cover 9 is provided with a push-up / lowering mechanism 15 that pushes up the susceptor 7 or the susceptor cover 9 from below and supports the susceptor 7 or the susceptor cover 9 so that it can be lifted / lowered. Therefore, it is not necessary to provide another mechanism separately, and the vapor phase growth apparatus can be made compact.
  • the susceptor 7 has a circular through hole 7c.
  • the susceptor 7 may have any shape that allows the push-up rod 15a to pass therethrough.
  • the through hole 7c and the through hole The shape may be such that a notch portion 7 d that extends from 7 c in the radially outward direction of the susceptor 7 and cuts out the outer peripheral portion of the susceptor 7 communicates. By doing so, it is possible to prevent the susceptor 7 from cracking or cracking in the susceptor 7 even when the temperature inside the susceptor 7 becomes high during the vapor phase growth process. It is possible to prevent the life of the susceptor 7 from being reduced.
  • the up-and-down position of the ceiling board 11 can be adjusted in the state which supported the ceiling board 11 by the thrust nozzle 13a of the nozzle apparatus 13, the height of the flow path L is set to the same every time. Therefore, the reproducibility of the vapor phase growth process can be increased.

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Abstract

　生産性が高くコンパクトな気相成長装置を提供する。　本発明に係る気相成長装置１は、チャンバー本体３とチャンバー蓋４とに上下に分割可能なチャンバー２内に設置された基板５上に原料ガスを供給して基板上５に薄膜を成長させる気相成長装置１であって、前記気相成長装置１は、円板状からなりチャンバー本体３側に着脱可能に設置されて基板５を保持するサセプタ７と、サセプタ７における基板保持部以外の部位を覆うようにサセプタ７上に載置されるサセプタカバー９と、サセプタ７との間に所定の間隔を離して対向配置されて原料ガスの流路を形成する天井板１１と、チャンバー２が分割された際に形成されるチャンバー本体３の上方空間に、サセプタ７、サセプタカバー９、天井板１１のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き装置２１とを有することを特徴とするものである。

Description

気相成長装置
　本発明は、反応炉内に設置された基板上に原料ガスを供給して前記基板上に薄膜を成長させる気相成長装置に関する。
　気相成長法は、薄膜の原料をガス状態にして基板上に供給し、化学反応により基板表面に原料を堆積させる薄膜形成法である。例えば、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードや紫色レーザダイオードの材料となる窒化ガリウム系半導体薄膜は、原料として有機金属を用いるＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属気相成長）法により製造される。
　気相成長法を利用して半導体薄膜を成膜する気相成長装置としては、例えば、特許文献1に開示されたものがある。特許文献１の気相成長装置は、気相成長の反応炉となるチャンバーに複数枚の基板を載置したサセプタを設置し、チャンバー中央に配置されたノズルから、半導体薄膜の材料を含む原料ガスを全方位に供給して基板上に半導体薄膜を気相成長させる自公転型の気相成長装置である。このような気相成長装置においては、半導体薄膜の生産性を向上させるためにチャンバーの大型化が進められており、それに伴い天井板、サセプタカバーおよびサセプタ等のチャンバー内の部材が大型化している。
　このような気相成長装置においては、成膜が終了すると、天井板等の部材に反応生成物が付着する。これらの生成物を放置して成膜を継続すると、付着した生成物に含まれる構成金属の一部が成膜時に液状となってチャンバー内に拡散して、成膜に悪影響を与える恐れがある。そのため、使用後の天井板等を新たなものに交換する必要があるが、交換時の効率を向上させるために、一般的には、特許文献１の気相成長装置のように、グローブボックス内に天井板等の部材を一時的に保持するためのスペースが確保されている（特許文献１の段落［００３２］および図６を参照）。
特開２０１０－２５５０８３号公報
　しかし、上記のように、天井板等の部材を一時的に保持するためのスペースを確保すると、装置自体が大型化するという問題があった。加えて、上述したとおり天井板等の部材は大型化してきており、この問題はより顕著なものとなっている。
　また、天井板等の交換はグローボックス内に設置したロボットアームによって行われるが、交換スペースがチャンバーと別の場所に設けられていることから、交換に要するサイクルタイムが長くなり、生産性が低下するという問題もある。
　本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、生産性が高くコンパクトな気相成長装置を提供することを目的とする。
（１）本発明に係る気相成長装置は、チャンバー本体とチャンバー蓋とに上下に分割可能なチャンバー内に設置された基板上に原料ガスを供給して前記基板上に薄膜を成長させる気相成長装置であって、
　円板状からなり前記チャンバー本体側に着脱可能に設置されて前記基板を保持するサセプタと、
　該サセプタにおける基板保持部以外の部位を覆うように該サセプタ上に載置されるサセプタカバーと、
　前記サセプタとの間に所定の間隔を離して対向配置されて前記原料ガスの流路を形成する天井板と、
　前記チャンバーが分割された際に形成される前記チャンバー本体の上方空間に、前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き装置とを有することを特徴とするものである。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記仮置き装置は、前記チャンバー本体の上方空間に出入り可能な単数又は複数の仮置きアームを有し、該仮置きアームは、その先端に前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き部を備えてなることを特徴とするものである。
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記仮置き装置は、前記天井板を仮置きする天井板仮置き部と、前記サセプタカバーが載置されたサセプタまたは前記サセプタカバーを仮置きするサセプタ仮置き部とを有することを特徴とするものである。
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記仮置き部は上段支持部と下段支持部の上下２段からなり、前記上段支持部が前記天井板仮置き部であり、前記下段支持部が前記サセプタ仮置き部であることを特徴とするものである。
（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記仮置き装置は、仮置きした前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板の中心を前記チャンバー本体の中心に一致させる中心合せ機構を有していることを特徴とするものである。
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記中心合せ機構は、仮置きした前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板の外周部における少なくとも３カ所に当接して前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板を中心方向へ微動させる芯出し片を備えてなることを特徴とするものである。
（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記芯出し片は、圧縮空気によって突出可能となっていることを特徴とするものである。
（８）また、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを前記チャンバーの内外に搬送する搬送アームと、
　前記天井板を昇降可能に支持するとともに前記原料ガスを供給するノズル部と、
　前記サセプタカバーが載置されたサセプタまたは前記サセプタカバーを下方から突き上げて昇降可能に支持する突き上げ昇降機構と、
　前記搬送アーム、前記ノズル部、前記突き上げ昇降機構および、前記仮置き装置の動作を制御する制御部を備えたことを特徴とするものである。
（９）また、上記（８）に記載のものにおいて、前記サセプタの外周部には複数の貫通孔が設けられており、
　前記突き上げ昇降機構は、
　前記チャンバー本体の外周部に昇降可能に立設された複数の突き上げ棒と、該各突き上げ棒の上端面を常時は、前記チャンバー側に設置された状態の前記サセプタよりも下方に位置させ、動作時には前記チャンバー側に設置された状態の前記サセプタに載置された前記サセプタカバーよりも上方に上昇させる昇降手段と、前記サセプタを回転させて前記各貫通孔の位置と前記突き上げ棒の上端面との相対位置を制御することによって、前記サセプタを突き上げるか、前記サセプタカバーを突き上げるかを選択する機能とを有することを特徴とするものである。
（１０）また、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のものにおいて、前記制御部は、
　前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを前記搬送アームで搬送して前記仮置き装置に渡して保持させる工程と、
　前記ノズル部で前記天井板を上昇させる工程と、
　前記突き上げ昇降機構で前記サセプタ及び／又は前記サセプタカバーを上昇させる工程と、
　前記ノズル部および／または前記突き上げ昇降機構で保持した部材を前記搬送アームに渡して搬送する工程と
　前記天井板を保持した状態の前記仮置き装置から前記ノズル部に前記天井板を受渡す工程と、
　前記サセプタと前記サセプタカバーを保持した状態の前記仮置き装置から前記突き上げ昇降機構に前記サセプタ及び／又は前記サセプタカバーを受渡す工程とを実現するプログラムを備えてなることを特徴とするものである。
（１１）また、上記（８）乃至（１０）のいずれかに記載のものにおいて、前記搬送アームは、前記天井板を保持する上段部と、前記サセプタおよび前記サセプタカバー、または前記サセプタカバーを保持する下段部とを有しており、
　前記上段部で保持する部材と前記下段部で保持する部材とが互いに接触しないように保持可能なことを特徴とするものである。
　本発明においては、チャンバーが分割された際に形成されるチャンバー本体の上方空間に、サセプタ、サセプタカバー、天井板のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き装置を有していることにより、生産性が高くコンパクトな気相成長装置を提供することができる。
本発明の実施の形態にかかる気相成長装置の立断面図である（その１）。 本発明の実施の形態にかかる気相成長装置の立断面図である（その２）。 図１の気相成長装置を構成する部材について説明する説明図である（その１）。 図１の気相成長装置を構成する部材について説明する説明図である（その２）。 図１の気相成長装置の動作について説明する説明図である（その１）。 図１の気相成長装置の動作について説明する説明図である（その２）。 図１の気相成長装置を構成する部材について説明する説明図である（その３）。 図１の気相成長装置を構成する部材について説明する説明図である（その４）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その１）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その２） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その３） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その４） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その５） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その６） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その７） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その８） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その９） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その１０） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の一例における１工程について説明する説明図である（その１１） 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その１）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その２）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その３）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その４）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その５）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その６）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その７）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その８）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その９）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その１０）。 図１の気相成長装置を用いた搬送方法の図９～図１９の他の例における１工程について説明する説明図である（その１１）。 本実施の形態に係る気相成長装置のサセプタの他の態様の説明図である。
　本発明の一実施の形態にかかる気相成長装置１は、図１に示すように、気相成長時の反応炉となるチャンバー２と、チャンバー２側に回転可能かつ着脱可能に設置されて、気相成長法による半導体薄膜の成膜が行われる基板５（図３参照）を保持する円板状のサセプタ７と、サセプタ７の上面を覆って半導体薄膜を成膜するための原料ガスからサセプタ７を保護するサセプタカバー９と、サセプタ７と対向するようにかつ着脱可能に設置されて原料ガスの流路Ｌを形成する天井板１１と、天井板１１を支持するとともに原料ガスを供給するノズル部１３と、サセプタカバー９が載置されたサセプタ７またはサセプタカバー９を昇降させる突き上げ昇降機構１５と、天井板１１の外周部が載置される天井板外周支持部１７と、サセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１の搬入出を行う搬送アーム１９と、サセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１を一時的に保持する仮置き装置２１と、ノズル部１３、突き上げ昇降機構１５、天井板外周支持部１７、搬送アーム１９、仮置き装置２１の動作を制御する制御部１６とを有している。
　以下、各構成を詳細に説明する。
＜チャンバー＞
　チャンバー２は、図２に示すように、概形が偏平して両端が閉じた円筒状からなる。チャンバー２は、有底円筒状からなるチャンバー本体３と、チャンバー本体３の開口側を覆う有底円筒状からなるチャンバー蓋４とに上下に分割可能になっている。
　チャンバー本体３は、開口側を上にして固定して設けられている。チャンバー蓋４は、開口側を下にしてチャンバー本体３の上方に昇降可能に設けられている。
　チャンバー本体３とチャンバー蓋４は、図２に示すように、チャンバー蓋４を下降させて開口部同士を合わせることで密閉された円筒状になり、基板５上に半導体薄膜を成膜するための反応炉となる。
　チャンバー本体３およびチャンバー蓋４の材質には、耐食性に優れたステンレスを用いることができる。
　なお、上記では、チャンバー蓋４は上下方向のみに移動するものを例として説明したが、所定の位置まで上下方向に移動するとともに水平方向に移動してもよい。
＜サセプタ＞
　サセプタ７は、図３の平面図に示すように、中央にノズル部１３の上部が挿通可能な開口部７ａを有する円環板状からなり、チャンバー本体３内に設けられたサセプタ回転機構８に着脱可能にかつ回転可能に設置されている（図１および図２参照）。
　開口部７ａの周りには、薄膜が形成される基板５が載置される基板載置部７ｂが周方向に等間隔に複数設けられている。なお、図３は基板載置部７ｂに基板５を載置した状態を示している。
　サセプタ７の外周部には、３つの貫通孔７ｃが設けられている。貫通孔７ｃは突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａ（詳細は後述する）が貫通可能になっている。
　なお、サセプタ７の材質には、例えばカーボンを用いることができる。また、基板５の材質は、成膜する半導体薄膜の材料に合わせて選択される。
＜サセプタカバー＞
　サセプタカバー９は、図４の平面図に示すように、平面視でサセプタ７とほぼ同形の円環板状からなり、中央にノズル部１３の上部が挿入可能な開口部９ａと、開口部９ａの周りに複数の開口部９ｂとを有している。
　サセプタカバー９は、サセプタ７上に載置されて原料ガスによる汚染や酸化等からサセプタ７を保護するものである。サセプタカバー９がサセプタ７上に載置されると、サセプタカバー９の上面とサセプタ７の基板載置部７ｂに載置された基板５との上面とが面一になるようになっており、これらの面と天井板１１の下面とで原料ガスの流路Ｌが形成されている。なお、サセプタカバー９の材質には、例えば石英が用いられる。
＜天井板＞
　天井板１１は、図２、図６に示すように、中央には後述するノズル装置１３の凸部１４が挿入可能な開口部１１ａ（図１参照）を有する円板からなる。
　図２、図６は、天井板１１の開口部１１ａにノズル装置１３の凸部１４が挿入されて、天井板１１がノズル装置１３の中央に載置されて支持されている状態を図示したものである。
　上記のように天井板１１がノズル装置１３に載置されると、天井板１１の下面とサセプタカバー９の上面とで、半導体薄膜を成膜するための原料ガスの流路Ｌを形成する（図２参照）。このとき、天井板１１は自重でノズル装置１３と隙間なく当接しており、原料ガスが流路Ｌから漏れ出ることを防止している。
　なお、天井板１１の材質には、例えば石英を用いることができる。
＜ノズル装置＞
　ノズル装置１３は、チャンバー本体３の中央に設置されて、原料ガスの流路Ｌに原料ガスを供給する。
　ノズル装置１３は、図１に示すように、上下方向に可動する突き上げノズル１３ａと、この突き上げノズル１３ａと径方向に所定間隔を離して複数配置されて原料ガスのガス導入路Ｆを形成するノズル壁部材（固定ノズル壁部材１３ｂ、固定ノズル壁部材１３ｃ、固定ノズル壁部材１３ｄ）を有している。
　突き上げノズル１３ａは、その上端部に凸部１４が形成され、凸部１４には上方に向かって次第に縮径するテーパ面１４ａと、天井板１１の中央部が載置される載置部１４ｂが形成されている。
　天井板１１が載置部１４ｂに載置されると、開口部１１ａに凸部１４が挿入されることで天井板１１の水平方向の位置がずれないようになっている。
　また、テーパ面１４ａは天井板１１の開口部１１ａに凸部１４が挿入される際に、天井板１１をガイドして天井板１１の水平方向の位置決めを容易にする機能を有している。
　突き上げノズル１３ａの上下動はパルスモータ等を有する上下動装置１２によって行われる。上下動装置１２はパルスモータ等によって突き上げノズル１３ａの上下位置を高精度（サブミリオーダ）に調整可能になっている。
　突き上げノズル１３ａが、載置部１４ｂで天井板１１を支持した状態で上下動することで、天井板１１の上下位置を調整することができ、これによって流路Ｌの高さを高精度に調整可能になっている。
　固定ノズル壁部材１３ｂは、突き上げノズル１３ａの円柱の直径よりも大径の管状からなり、一端が外方に張り出した形状になっている。
　また、固定ノズル壁部材１３ｃは、固定ノズル壁部材１３ｂよりも大径の管状からなり、一端が固定ノズル壁部材１３ｂと同様に外方に張り出した形状になっている。
　また、固定ノズル壁部材１３ｄは、固定ノズル壁部材１３ｃよりもさらに大径の管状からなり、一端が固定ノズル壁部材１３ｂと同様に外方に張り出した形状になっている。
　突き上げノズル１３ａ、固定ノズル壁部材１３ｂ、固定ノズル壁部材１３ｃおよび固定ノズル壁部材１３ｄは入れ子状に配置されることで、各部材の隣り合う部材同士で空間が形成され、該各空間が流路Ｌに原料ガスを導入するガス導入路Ｆになっている。各ガス導入路Ｆには、図示しない原料ガス供給部から原料ガスが供給される。例えば、成膜する半導体薄膜が窒化ガリウムである場合には、原料ガス供給部からそれぞれ有機金属ガスと、アンモニアガスと、パージガスとが供給される（図２中の矢印参照）。
　ノズル装置１３から供給される原料ガスは、サセプタカバー９の上面と天井板１１の下面とで形成される原料ガスの流路Ｌ内を、チャンバー本体３の中央から外周に向かって流れて、チャンバー本体３の外周に設けられた排出口３ａから排出される（図２中の矢印参照）。これにより、サセプタ７に載置された基板５の表面上に半導体薄膜が形成される。
　なお、原料ガスの材料は、成膜する半導体薄膜の種類等に合わせて選択される。
　なお、ノズル装置１３は、図１に示す構成に限定されるものではなく、天井板１１を支持して上下動可能であるとともに、原料ガスの流路Ｌに原料ガスを供給可能な構成であればどのようなものでもよい。
＜突き上げ昇降機構＞
　突き上げ昇降機構１５は、チャンバー本体３に設置されたサセプタ７の各貫通孔７ｃ（図３参照）と同位置に配置可能に設置された３本の突き上げ棒１５ａと、これら突き上げ棒１５ａの昇降させる昇降手段１５ｂとを有している（図１、図２参照）。なお、図５は、サセプタ７等を取り外して、チャンバー本体３の底部が見えるようにした状態を図示したものである。
　突き上げ昇降機構１５は、サセプタ７を下方から突き上げて支持することで、図６に示すように、サセプタ７に載置されているサセプタカバー９ごとサセプタ７を昇降可能になっている。
　また、回転角度センサー２０を用いてサセプタ７の回転角度を測定し、該測定された回転角度に基づいてサセプタ７を回転させて貫通孔７ｃを突き上げ棒１５ａの上端の真上に位置するように位置合わせして突き上げ棒１５ａを上昇させることで、突き上げ棒１５ａは貫通孔７ｃを貫通してサセプタカバー９のみを突き上げ、支持した状態で昇降させることができる。
　このように、突き上げ棒１５ａを上昇させる際に、貫通孔７ｃと突き上げ棒１５ａの相対位置を調整することで、サセプタカバー９ごとサセプタ７を突き上げるか、サセプタカバー９のみを突き上げるかを適宜選択することができる。
　なお、突き上げ棒１５ａは、サセプタ７の外周方向に等間隔かつ３本以上設置されることが好ましい。これにより、上記のようにサセプタ７を安定して支持することができる。
　また、サセプタ７の貫通孔７ｃの数は、上記では３つとしたが、突き上げ棒１５ａの数に応じて適宜増減させてもよい。
＜天井板外周支持部＞
　天井板外周支持部１７は、図１に示すように、天井板１１の外周側にあって、チャンバー本体３またはチャンバー蓋４のいずれか一方に着脱可能になっている。天井板外周支持部１７がチャンバー蓋４に装着されると、チャンバー２の開閉時に、チャンバー蓋４の昇降と連動して、天井板外周支持部１７が昇降するようになっている。このとき天井板１１の外周部が天井板外周支持部１７によって支持されて、天井板１１も昇降する。
　他方、天井板外周支持部１７がチャンバー本体３に装着されると、チャンバー２の開閉時に、天井板外周支持部１７に天井板１１が載置されたまま、チャンバー蓋４のみを上昇させることができる。
　このように、天井板外周支持部１７は、チャンバー２の開閉にともなって天井板１１を昇降させない場合にはチャンバー本体３に装着され、昇降させたい場合にはチャンバー蓋４に装着される。
＜搬送アーム＞
　搬送アーム１９は、チャンバー２の外に設置され、サセプタ７、サセプタカバー９、天井板１１のいずれか１つ以上または全部をチャンバー２の内外に搬送する。
　搬送アーム１９は、図７に示すように平面視が略Ｕ字状の板を、図１に示すように上下２段（上段部１９ａおよび下段部１９ｂ）有している。上段部１９ａおよび下段部１９ｂは、Ｕ字の曲線部において連結部１９ｃ（図１参照）によって連結されている。
　上段部１９ａおよび下段部１９ｂは、図７に示すように平面視でほぼ同じ大きさであり、これらはサセプタ７やサセプタカバー９よりも小形であり、サセプタ７やサセプタカバー９を上段部１９ａおよび下段部１９ｂに載置すると、サセプタ７やサセプタカバー９の外周部がはみ出すような大きさに設定されている。
　また、上段部１９ａおよび下段部１９ｂは、３本の突き上げ棒１５ａを上昇させた状態で、これら３本の突き上げ棒１５ａの隙間を通過してチャンバー本体３の上方に侵入可能な大きさや形状に設定されている。
　また、突き上げノズル１３ａを上昇させた状態で搬送アーム１９をチャンバー本体３の上方に侵入させたときに、搬送アーム１９のＵ字の曲線部内側に突き上げノズル１３ａが入り込んで両者が干渉しないようになっている。
　上段部１９ａと下段部１９ｂの間隔、すなわち連結部１９ｃの高さは、ノズル部１３の突き上げノズル１３ａの稼動範囲、突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａの稼動範囲、および次に説明する仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂの形状を考慮して、搬送アーム１９の上段部１９ａおよび下段部１９ｂと、仮置き装置２１の上段支持部２３および下段支持部２５との間で搬送対象部材の受け渡しが円滑に行われるように設定される。
＜仮置き装置＞
　仮置き装置２１は、サセプタ７、サセプタカバー９、天井板１１のいずれか１つ以上または全部を、チャンバー本体３の上方で支持して一時的に保持するためのものである。
　仮置き装置２１は、図１、図２および図５に示すように、チャンバー本体３の外周に等間隔に立設する３本の支柱２１ａと、支柱２１ａから水平方向に突き出す棒状からなり、支柱２１ａを軸に水平方向に回動可能（図５の矢印参照）かつ昇降可能（図１の矢印参照）に設けられた仮置きアーム２１ｂを有している。
　仮置きアーム２１ｂの先端部は、図１に示すように、仮置きアーム２１ｂの上面から一段下がった位置に上段支持部２３と、上段支持部２３からさらに一段下がった位置に下段支持部２５を有している。上段支持部２３と下段支持部２５の間隔は、搬送アーム１９の上段部１９ａおよび下段部１９ｂの高さを勘案して設定される。
　すべての仮置きアーム２１ｂを回動させて、先端をチャンバー本体３の中心に向けるようにすれば、仮置きアーム２１ｂの上段支持部２３で天井板１１を、下段支持部２５でサセプタカバー９またはサセプタカバー９が載置されたサセプタ７を支持可能になっている。
　仮置き装置２１は、以上のような構成であるから、天井板１１等の部材を載置した搬送アーム１９をチャンバー本体３の上方に位置させた状態で、仮置きアーム２１ｂを昇降させて、上段支持部２３を搬送アーム１９の上段部１９ａと、下段支持部２５を搬送アーム１９の下段部１９ｂとそれぞれ同じ高さにして、各仮置きアーム２１ｂをチャンバー本体３の中心に向けるように回動させることで、搬送アーム１９に載置された部材を受け取ることができる。
　具体的には、搬送アーム１９の上段部１９ａに載置された天井板１１の外周部を仮置きアーム２１ｂの上段支持部２３で支持することで受取り可能になっており、また搬送アーム１９の下段部１９ｂに載置されたサセプタ７やサセプタカバー９の外周部を仮置きアーム２１ｂの下段支持部２５で支持することで受取り可能になっている。なお、以下の説明において、このような仮置きアーム２１ｂの位置を「受取位置」とする。
　また、仮置き装置２１の上段支持部２３で天井板１１を支持した状態で、突き上げノズル１３ａを上昇させて天井板１１を突き上げノズル１３ａで支持させることで、天井板１１を突き上げノズル１３ａに受渡し可能になっている。
　また、仮置き装置２１の下段支持部２５にサセプタ７またはサセプタカバー９を支持した状態で、突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａを上昇させてサセプタ７等を支持させることで、サセプタ７等を突き上げ昇降機構１５に受渡し可能になっている。
　上段支持部２３と下段支持部２５のそれぞれの縦壁部には、図８に示すように、縦壁部から仮置きアーム２１ｂの先端方向に突出可能な小片からなる芯出し片２７が設けられている。上段支持部２３や下段支持部２５に天井板１１等の部材が載置されている状態で、すべての仮置きアーム２１ｂの芯出し片２７を突出させれば、各部材は３方からチャンバー本体３の中心に向かって押し出されて、各部材の中心をチャンバー本体３の中心と一致させる（芯出し）ことができる。芯出し片２７は圧縮空気等によって作動可能になっている。
　チャンバー２を閉じるときにはチャンバー２外に仮置きアーム２１ｂを退避させる。
　なお、仮置き装置２１は、上記では外周に等間隔に３つの仮置きアーム２１ｂが設けられている構成を一例として示しているが、仮置きアーム２１ｂの配置や数は、上記の構成に特に限定されず、搬送対象の部材を安定して支持できるようなものであればよい。
　また、上記では、天井板１１の直径がサセプタ７およびサセプタカバー９の直径より大きい場合の仮置きアーム２１ｂを例示しているが、仮置きアーム２１ｂは複数の部材を同時に支持できればよく、この形状に限定されない。
　なお、上記では、仮置き装置２１は搬送アーム１９から天井板１１等の部材を受取り可能であることを説明したが、逆の手順にすれば、仮置き装置２１は搬送アーム１９へ部材を受渡し可能である。
　同様に、上記では、仮置き装置２１は突き上げノズル１３ａや突き上げ昇降機構１５へ天井板１１等の部材を受渡し可能であることを説明したが、逆の手順にすれば、仮置き装置２１は突き上げノズル１３ａや突き上げ昇降機構１５から部材を受取り可能である。
＜制御部＞
　制御部１６は、ノズル部１３、突き上げ昇降機構１５、天井板外周支持部１７、搬送アーム１９、仮置き装置２１の動作を制御する。具体的には、例えば、突き上げノズル１３ａの昇降を行う上下動装置１２の動作制御、突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａを昇降させる昇降手段１５ｂの動作制御、天井板外周支持部１７のチャンバー本体３またはチャンバー蓋４への装着の制御、チャンバー蓋４の昇降制御、搬送アーム１９のチャンバー２内外への搬送動作の制御、仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂの移動および芯出し片２７の動作を制御する。これらの制御は、制御部１６に設けられたプログラムを実行することで行われる。なお、制御部１６の設置場所は、ノズル部１３、突き上げ昇降機構１５、天井板外周支持部１７、搬送アーム１９、仮置き装置２１の動作の制御が可能であれば、特に限定されない。
　以上のように構成された本実施の気相成長装置１を用いて部材（天井板１１、サセプタカバー９、サセプタ７）を搬送する方法の一例を、気相成長装置１の動作と共に説明する。
　気相成長装置１の搬送対象の部材の組み合わせとしては、（１）サセプタ７とサセプタカバー９と天井板１１、（２）サセプタ７とサセプタカバー９、（３）サセプタカバー９と天井板１１、（４）サセプタカバー９のみ、（５）天井板１１のみ、の５通りが挙げられる。
　例として、上記の（１）サセプタ７とサセプタカバー９と天井板１１を搬送対象にした搬送方法について説明するとともに、気相成長処理で使用した使用後のサセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１を、使用前のものに交換する方法について、以下に図９～図１９に基づいて説明する。
　なお、以下の説明や図中において、サセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１の使用前と使用後を区別するために、使用後のものには添え字（Ａ）をつけてサセプタ７（Ａ）、サセプタカバー９（Ａ）および天井板１１（Ａ）とし、使用前のものには添え字（Ｂ）をつけてサセプタ７（Ｂ）、サセプタカバー９（Ｂ）および天井板１１（Ｂ）とする。
　各工程における気相成長装置１の構成要素の動作は、制御部１６により制御する。
　図９は気相成長処理後の状態を示しており、チャンバー蓋４はチャンバー本体３に接して、チャンバー２は閉じた状態になっている。
　使用後のサセプタ７（Ａ）は、板載置部７ｂに基板５が載置された状態でサセプタ回転機構８に支持されている。また、サセプタ７（Ａ）にはサセプタカバー９（Ａ）が載置されている。
　天井板１１（Ａ）は、突き上げノズル１３ａの載置部１４ｂに支持されている。突き上げ棒１５ａの上端面は、サセプタ７（Ａ）よりも下方に位置している。天井板外周支持部１７は、チャンバー蓋４に装着されている。
　搬送アーム１９および仮置きアーム２１ｂはチャンバー２外に退避している。搬送アーム１９の上段部１９ａには使用前の天井板１１（Ｂ）が載置されており、下段部１９ｂには使用前のサセプタ７（Ｂ）がサセプタカバー９（Ｂ）を載置した状態で載置されている。
　上記の状態を初期位置として、以下に説明する第１～第６工程を順次行う。
（第１工程）
　まず、天井板外周支持部１７をチャンバー本体３側に装着して、チャンバー蓋４を初期位置から搬送アーム１９の上段部１９ａよりも高い位置まで上昇させることでチャンバー２を開放する（図１０参照）。このとき、天井板外周支持部１７はチャンバー本体３に装着されているため、天井板外周支持部１７は天井板１１（Ａ）の外周部を支持した状態で初期位置に留まっている。
（第２工程）
　次に、搬送アーム１９を水平方向に移動させて、チャンバー本体３の上方に位置させる（図１１参照）。
　次に、仮置きアーム２１ｂを初期位置から受取位置に移動させて、上段部１９ａからはみ出している天井板１１（Ｂ）の外周部を仮置き装置２１の上段支持部２３で支持することで、天井板１１（Ｂ）を仮置き装置２１で受取る。また、これともに、下段部１９ｂからはみ出しているサセプタ７（Ｂ）の外周部を下段支持部２５で支持することで、サセプタカバー９（Ｂ）が載置されたサセプタ７（Ｂ）を仮置き装置２１で受取る。搬送アームは各部材の受渡し後、チャンバー外に退避させる（図１２参照）。
　その後、仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂを上昇させて、使用前の天井板１１（Ｂ）、サセプタ７（Ｂ）およびサセプタカバー９（Ｂ）を上方に退避させる（図１３参照）。
　こうすることで、天井板１１（Ｂ）、サセプタ７（Ｂ）およびサセプタカバー９（Ｂ）をチャンバー本体３の上方に仮置きすることができ、そのため、仮置きのための場所を別途設ける必要がなく、従って気相成長装置を小型化することができる。
　各部材を仮置き装置２１で受取った後、上段支持部２３および下段支持部２５の芯出し片２７を作動させて、天井板１１（Ｂ）およびサセプタ７（Ｂ）の芯出しを行う。
（第３工程）
　次に、突き上げノズル１３ａを初期位置から上昇させることで使用後の天井板１１（Ａ）を搬送アーム１９の上段部１９ａの高さまで突き上げるとともに、突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａを初期位置から上昇させることで、使用後のサセプタ７（Ａ）を搬送アーム１９の下段部１９ｂの高さまで突き上げる（図１４参照）。
　突き上げ棒１５ａを上昇させる際に、サセプタ７の貫通孔７ｃが、突き上げ棒１５ａの真上にある場合は、サセプタ回転機構８を用いてサセプタ７（Ａ）を回転させて、突き上げ棒１５ａが貫通孔７ｃを貫通しないように貫通孔７ｃの位置をずらす。
このようにすることでサセプタカバー９ごとサセプタ７（Ａ）を突き上げることができる。
（第４工程）
　次に、搬送アーム１９を水平方向に移動させて、搬送アーム１９の上段部１９ａを突き上げられた使用後の天井板１１（Ｂ）とサセプタカバー９（Ｂ）との間に位置させ、これとともに、搬送アーム１９の下段部１９ｂを突き上げられた使用後のサセプタ７（Ｂ）の下方に位置させる。
　その後、突き上げノズル１３ａおよび突き上げ棒１５ａを下降させることで、使用後の天井板１１（Ｂ）を搬送アーム１９の上段部１９ａに載置するとともに、使用後のサセプタ７（Ｂ）およびサセプタカバー９（Ｂ）を搬送アーム１９の下段部１９ｂに載置することができる。このようにして使用後の天井板１１（Ｂ）等を搬送アーム１９に受渡す。突き上げノズル１３ａおよび突き上げ棒１５ａはそのまま下降させて初期位置の状態に戻す（図１５参照）。
　その後、搬送アーム１９をチャンバー２外に移動させる。これにより使用後の天井板１１（Ａ）等がチャンバー２外に搬出される（図１６参照）。搬出後は、サセプタ７（Ａ）に載置された気相成長後の基板５を回収し、また、搬出された天井板１１（Ａ）等は洗浄することができる。
（第５工程）
　次に、仮置き装置の仮置きアーム２１ｂを下降させることで、上方に退避させていた使用前の天井板１１（Ｂ）等を下降させるとともに、突き上げノズル１３ａおよび突き上げ棒１５ａを上昇させて、突き上げノズル１３ａに天井板１１（Ｂ）を、突き上げ棒１５ａにサセプタカバー９（Ｂ）が設置されたサセプタ７（Ｂ）を載置する（図１７参照）。
　このとき、天井板１１（Ｂ）が予め芯出しされているため、天井板１１（Ｂ）の突き上げノズル１３ａへの載置を正確に行うことができる。
　その後、仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂを回動させてチャンバー２外に退避させる（図１８参照）。
（第６工程）
　次に、突き上げ棒１５ａを下降させて、サセプタ７（Ｂ）をサセプタ回転機構８に回転可能に載置する。また、突き上げノズル１３ａを下動させて天井板１１（Ｂ）の外周部を天井板外周支持部１７の凹部に納める（図１９参照）。こうすることによって、天井板１１の下面とサセプタカバー９（Ｂ）の上面とで、原料ガスの流路Ｌが形成される。このとき、天井板１１と突き上げノズル１３ａとが隙間なく当接しているので、流路Ｌから原料ガスが漏れ出ることなく気相成長を行うことができる。
　このように、突き上げノズル１３ａおよび突き上げ棒１５ａを下降させて使用前の天井板１１（Ｂ）等を初期位置と同位置になるようにするが、このときサセプタ７（Ｂ）（サセプタカバー９（Ｂ））が芯出しされて突き上げ棒１５ａに載置されているため、チャンバー本体３に正確に設置することができる。
　上述したとおり、突き上げノズル１３ａは精密に位置調整が可能であるので、天井板１１の位置を調整することにより、流路Ｌの高さを所定の高さに設定することができる。従って、流路Ｌの高さを毎回同じにすることで原料ガスの流れを一定にすることができ、それ故、気相成長の再現性を高くすることができる（図１９参照）。
　このようにしてサセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１の交換が完了する。その後、チャンバー蓋４を下降させてチャンバー２を閉じれば、再び気相成長処理を行うことができる。
　また、他の例として、サセプタカバー９のみを搬送対象とした場合（上記の（４））について、図２０～図３０に基づいて説明する。
　初期状態は、搬送アーム１９の下段部１９ｂには使用前のサセプタカバー９（Ｂ）のみが載置されている他は、上記のサセプタ７、サセプタカバー９および天井板１１を搬送対象とした場合（上記の（１））と同様である（図２０参照）。
　上記の状態を初期位置として、以下に示す第１～第６工程を順次行う。
（第１工程）
　まず、天井板外周支持部１７をチャンバー蓋４に装着したまま、チャンバー蓋４を搬送アーム１９の上段部１９ａよりも高い位置まで上昇させてチャンバー２を開放する（図２１参照）。このとき、天井板外周支持部１７はチャンバー蓋４に装着されているため、チャンバー蓋４が上昇することによって天井板外周支持部１７および天井板１１は上昇する
（第２工程）
　次に、搬送アーム１９を水平方向に移動させて、チャンバー本体３の上方に位置させる（図２２参照）。
　次に、仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂを初期位置から受取位置に移動させて、搬送アーム１９の下段部１９ｂに載置されているサセプタカバー９（Ｂ）を下段支持部２５で受取る。搬送アーム１９はサセプタカバー９（Ｂ）の受渡し後、チャンバー２外に退避させる（図２３参照）。
　その後、仮置きアーム２１ｂを上昇させて、使用前のサセプタカバー９（Ｂ）を上方に退避させる（図２４参照）。
　サセプタカバー９（Ｂ）を仮置き装置２１で受取った後、仮置き装置２１で保持している間に、下段支持部２５の芯出し片２７を作動させて、サセプタカバー９（Ｂ）の芯出しを行う。
（第３工程）
　次に、突き上げ昇降機構１５の突き上げ棒１５ａを上昇させて、サセプタ７の貫通孔７ｃを貫通させて、使用後のサセプタカバー９（Ａ）のみを搬送アーム１９の下段部１９ｂの高さまで突き上げる（図２５参照）。このとき、サセプタ７の貫通孔７ｃが、突き上げ棒１５ａによって貫通される位置にない場合は、サセプタ回転機構８を用いてサセプタ７を回転させて、突き上げ棒１５ａが貫通孔７ｃを貫通するように貫通孔７ｃの位置を予め合せておく。
（第４工程）
　次に、搬送アーム１９を水平方向に移動させて、使用後のサセプタカバー９（Ａ）の下方に位置させる。その後、突き上げ棒１５ａを下降させることで、使用後のサセプタカバー９（Ａ）を搬送アーム１９の下段部１９ｂに載置する。このようにして使用後のサセプタカバー９（Ａ）を搬送アーム１９に受け渡す。突き上げ棒１５ａはそのまま下降させて初期位置の状態に戻す（図２６参照）。
　その後、搬送アーム１９をチャンバー２外に移動させる。これにより使用後のサセプタカバー９（Ａ）がチャンバー２外に搬出される（図２７参照）。
（第５工程）
　次に、仮置き装置の仮置きアーム２１ｂを下降させることで、上方に退避させていた使用前のサセプタカバー９（Ｂ）を下降させるとともに、突き上げ棒１５ａを上昇させて、突き上げ棒１５ａでサセプタカバー９（Ｂ）を支持する（図２８参照）。
　その後、仮置き装置２１の仮置きアーム２１ｂを回動させてチャンバー２外に退避させる（図２９参照）。
（第６工程）
　次に、突き上げ棒１５ａを下降させて使用前のサセプタカバー９（Ｂ）を初期位置と同位置になるようにする。このようにして、サセプタカバー９（Ｂ）がサセプタ７に載置される（図３０参照）。
　以上でサセプタカバー９の交換が完了する。その後、チャンバー蓋４を下降させてチャンバー２を閉じれば、再び気相成長処理を行うことができる。
　以上のように、本実施の形態においては、気相成長時の反応炉となるチャンバー２と、円板状からなりチャンバー２側に着脱可能に設置されて基板を保持するサセプタ７と、サセプタ７の上面を覆って原料ガスからサセプタ７を保護するサセプタカバー９と、サセプタカバー９に対向するようにかつ着脱可能に設置されてサセプタカバー９と原料ガスの流路を形成する天井板１１と、サセプタ７、サセプタカバー９、天井板１１のいずれか１つ以上または全部を平面視でチャンバー７と同位置に一時的に保持可能にする仮置き装置２１とを有していることにより、生産性が高くコンパクトな気相成長装置を提供することができる。
　また、本実施の形態においては、サセプタ７またはサセプタカバー９を下方から突き上げて昇降可能に支持する突き上げ昇降機構１５を備えたことにより、搬送アーム１９に対するサセプタ７とサセプタカバー９の受渡が単一の機構でできるため、他の機構を別途備えなくてもよく、気相成長装置のコンパクト化を図ることができる。
　なお、サセプタ７は、上記では貫通孔７ｃが円形状のものを示したが、突き上げ棒１５ａが貫通できるような形状であればよく、例えば、図３１に示すように、貫通孔７ｃと貫通孔７ｃからサセプタ７の径外方向に延びてサセプタ７の外周部を切り欠く切欠き部７ｄとが連通しているような形状でもよい。こうすることで、気相成長処理時に、チャンバー２の内部が高温になって、サセプタ７の内部に温度差がついた状況でもサセプタ７が割れたり、サセプタ７に亀裂が入ったりすることを防止することができ、サセプタ７の寿命低下を防止することができる。
　また、本実施の形態においては、ノズル装置１３の突き上げノズル１３ａによって天井板１１を支持した状態で天井板１１の上下位置を調整することができるので、流路Ｌの高さを毎回同じに設定することができ、それ故、気相成長処理の再現性が高くすることができる。
　　Ｌ　流路
　　Ｆ　ガス導入路
　　１　気相成長装置
　　２　チャンバー
　　３　チャンバー本体
　　３ａ　排出口
　　４　チャンバー蓋
　　５　基板
　　７　サセプタ
　　７ａ　開口部
　　７ｂ　基板載置部
　　７ｃ　貫通孔
　　８　サセプタ回転機構
　　９　サセプタカバー
　　９ａ　開口部
　　９ｂ　開口部
　１１　天井板
　１２　上下動装置
　１３　ノズル部
　１３ａ　突き上げノズル
　１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ　固定ノズル壁
　１４　凸部
　１４ａ　テーパ面
　１４ｂ　載置部
　１５　突き上げ昇降機構
　１５ａ　突き上げ棒
　１５ｂ　昇降手段
　１６　制御部
　１７　天井板外周支持部
　１９　搬送アーム
　１９ａ　上段部
　１９ｂ　下段部
　１９ｃ　連結部
　２１　仮置き装置
　２１ａ　支柱
　２１ｂ　仮置きアーム
　２３　上段支持部
　２５　下段支持部
　２７　芯出し片

Claims (11)

  1. 　チャンバー本体とチャンバー蓋とに上下に分割可能なチャンバー内に設置された基板上に原料ガスを供給して前記基板上に薄膜を成長させる気相成長装置であって、
    　円板状からなり前記チャンバー本体側に着脱可能に設置されて前記基板を保持するサセプタと、
    　該サセプタにおける基板保持部以外の部位を覆うように該サセプタ上に載置されるサセプタカバーと、
    　前記サセプタとの間に所定の間隔を離して対向配置されて前記原料ガスの流路を形成する天井板と、
    　前記チャンバーが分割された際に形成される前記チャンバー本体の上方空間に、前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き装置とを有することを特徴とする気相成長装置。
  2. 　前記仮置き装置は、前記チャンバー本体の上方空間に出入り可能な単数又は複数の仮置きアームを有し、該仮置きアームは、その先端に前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを一時的に仮置きする仮置き部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
  3. 　前記仮置き装置は、前記天井板を仮置きする天井板仮置き部と、前記サセプタカバーが載置されたサセプタまたは前記サセプタカバーを仮置きするサセプタ仮置き部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の気相成長装置。
  4. 　前記仮置き部は上段支持部と下段支持部の上下２段からなり、前記上段支持部が前記天井板仮置き部であり、前記下段支持部が前記サセプタ仮置き部であることを特徴とする請求項３に記載の気相成長装置。
  5. 　前記仮置き装置は、仮置きした前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板の中心を前記チャンバー本体の中心に一致させる中心合せ機構を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の気相成長装置。
  6. 　前記中心合せ機構は、仮置きした前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板の外周部における少なくとも３カ所に当接して前記サセプタ、前記サセプタカバーまたは前記天井板を中心方向へ微動させる芯出し片を備えてなることを特徴とする請求項５記載の気相成長装置。
  7. 　前記芯出し片は、圧縮空気によって突出可能となっていることを特徴とする請求項６に記載の気相成長装置。
  8. 　前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを前記チャンバーの内外に搬送する搬送アームと、
    　前記天井板を昇降可能に支持するとともに前記原料ガスを供給するノズル部と、
    　前記サセプタカバーが載置されたサセプタまたは前記サセプタカバーを下方から突き上げて昇降可能に支持する突き上げ昇降機構と、
    　前記搬送アーム、前記ノズル部、前記突き上げ昇降機構および、前記仮置き装置の動作を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の気相成長装置。
  9. 　前記サセプタの外周部には複数の貫通孔が設けられており、
    　前記突き上げ昇降機構は、
    　前記チャンバー本体の外周部に昇降可能に立設された複数の突き上げ棒と、該各突き上げ棒の上端面を常時は、前記チャンバー側に設置された状態の前記サセプタよりも下方に位置させ、動作時には前記チャンバー側に設置された状態の前記サセプタに載置された前記サセプタカバーよりも上方に上昇させる昇降手段と、前記サセプタを回転させて前記各貫通孔の位置と前記突き上げ棒の上端面との相対位置を制御することによって、前記サセプタを突き上げるか、前記サセプタカバーを突き上げるかを選択する機能とを有することを特徴とする請求項８に記載の気相成長装置。
  10. 　前記制御部は、
    　前記サセプタ、前記サセプタカバー、前記天井板のうち少なくとも１つを前記搬送アームで搬送して前記仮置き装置に渡して保持させる工程と、
    　前記ノズル部で前記天井板を上昇させる工程と、
    　前記突き上げ昇降機構で前記サセプタ及び／又は前記サセプタカバーを上昇させる工程と、
    　前記ノズル部および／または前記突き上げ昇降機構で保持した部材を前記搬送アームに渡して搬送する工程と
    　前記天井板を保持した状態の前記仮置き装置から前記ノズル部に前記天井板を受け渡す工程と、
    　前記サセプタと前記サセプタカバーを保持した状態の前記仮置き装置から前記突き上げ昇降機構に前記サセプタ及び／又は前記サセプタカバーを受け渡す工程とを実現するプログラムを備えてなることを特徴とする請求項１乃至９に記載の気相成長装置。
  11. 　前記搬送アームは、前記天井板を保持する上段部と、前記サセプタおよび前記サセプタカバー、または前記サセプタカバーを保持する下段部とを有しており、
    　前記上段部で保持する部材と前記下段部で保持する部材とが互いに接触しないように保持可能なことを特徴とする請求項８乃至１０に記載の気相成長装置。
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