本發(fā)明涉及襯底處理裝置及襯底處理方法。

背景技術(shù)：

以往已提出過具有在內(nèi)部形成有處理室的反應(yīng)容器、在處理室內(nèi)對(duì)襯底進(jìn)行處理的襯底處理裝置(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-58741號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，在上述襯底處理裝置中，通常，襯底處理、襯底升溫、和襯底降溫是在處理室內(nèi)的同一位置(例如處理室內(nèi)進(jìn)行襯底處理的位置，即處理位置)進(jìn)行的。對(duì)于襯底處理而言，其在高溫(例如500℃～2000℃)氣氛下進(jìn)行的情況很多，而襯底處理的溫度越高，則有可能導(dǎo)致襯底的升降溫所需時(shí)間長(zhǎng)至例如數(shù)10分鐘～數(shù)小時(shí)。結(jié)果，一次襯底處理結(jié)束后至下一襯底處理開始的時(shí)間變長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致襯底的生產(chǎn)率降低。

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種提高襯底的生產(chǎn)率的技術(shù)。

用于解決問題的手段

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種襯底處理裝置，其具有：容器，所述容器在內(nèi)部形成有對(duì)襯底進(jìn)行處理的處理部、使搬入所述處理部?jī)?nèi)的所述襯底升溫的升溫部、及使從所述處理部?jī)?nèi)搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫的降溫部；設(shè)置于所述升溫部或所述降溫部中的至少任一者處的襯底載置臺(tái)，其與載置于載置面上的所述襯底之間進(jìn)行熱傳遞；和溫度控制部，其對(duì)所述襯底載置臺(tái)的溫度加以控制，所述溫度控制部進(jìn)行控制以使得：在所述升溫部設(shè)置有所述襯底載置臺(tái)的情況下，在所述襯底被載置于所述襯底載置臺(tái)之前，使所述襯底載置臺(tái)的溫度成為能夠使將要搬入所述處理部的所述襯底升溫至規(guī)定溫度的溫度；在所述降溫部設(shè)置有所述襯底載置臺(tái)的情況下，在所述襯底被載置于所述襯底載置臺(tái)之前，使所述襯底載置臺(tái)的溫度成為能夠使從所述處理部搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫至規(guī)定溫度的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種襯底處理方法，所述方法包括在形成于容器內(nèi)的處理部進(jìn)行襯底處理的工序；并且，所述方法中進(jìn)行下述工序中的至少任一者：將所述襯底載置于襯底載置臺(tái)的載置面上、并使所述襯底升溫的工序，其中，所述襯底載置臺(tái)設(shè)置于在所述容器內(nèi)形成的升溫部，并且通過溫度控制部而被控制為能夠使將要搬入所述處理部的所述襯底升溫至規(guī)定溫度的溫度；或者，將經(jīng)過處理的所述襯底載置于襯底載置臺(tái)的載置面上、并使所述襯底降溫的工序，其中，所述襯底載置臺(tái)設(shè)置于在所述容器內(nèi)形成的降溫部，并且通過溫度控制部而被控制為能夠使從所述處理部搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫至規(guī)定溫度的溫度。

發(fā)明效果

通過本發(fā)明，能夠提供使得襯底生產(chǎn)率提高的技術(shù)。

附圖說明

[圖1]表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的縱剖面概略圖。

[圖2]為本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置所具有的襯底載置臺(tái)的概略圖，所述襯底載置臺(tái)上載置有保持在托盤(tray)中的襯底，(a)表示縱剖面圖，(b)表示俯視圖。

具體實(shí)施方式

＜本發(fā)明的一種實(shí)施方式＞

(1)襯底處理裝置的構(gòu)成

以下，主要參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置進(jìn)行說明。

如圖1所示，襯底處理裝置10具有在內(nèi)部形成有中空部(筒中空部)的第1容器11。第1容器11例如由石英(sio2)等耐熱性材料形成。在第1容器11的內(nèi)部、即第1容器11的筒中空部?jī)?nèi)，形成有進(jìn)行襯底處理的處理部。

在第1容器11內(nèi)，設(shè)置有進(jìn)行襯底處理的第2容器12。第2容器12例如由石英、碳、碳化硅(sic)形成。在第2容器12內(nèi)，設(shè)置有襯底載置臺(tái)13，其載置保持在后述的托盤40中的襯底100。襯底載置臺(tái)13優(yōu)選由碳、石英、氧化鋁等具有耐熱性、耐腐蝕性等的材料形成。

在第1容器11中，以貫通第1容器11的側(cè)部的方式氣密性地設(shè)置有反應(yīng)氣體供給管14。反應(yīng)氣體供給管14由具有耐熱性、耐腐蝕性等的金屬材料(例如不銹鋼)、非金屬材料(例如石英)形成。

在反應(yīng)氣體供給管14中的第1容器11的外側(cè)，從上游側(cè)起依序設(shè)置有反應(yīng)氣體供給源14a、閥14b(其作為進(jìn)行反應(yīng)氣體向處理氣體生成器14c內(nèi)的供給·停止的閥)。從反應(yīng)氣體供給管14向處理氣體生成器14c內(nèi)供給例如氯(cl2)氣、氯化氫(hcl)氣體作為反應(yīng)氣體。處理氣體生成器14c與第1處理氣體供給管15的上游端連接。第1處理氣體供給管15由具有耐熱性、耐腐蝕性等的金屬材料(例如不銹鋼)、非金屬材料(例如石英)形成。第1處理氣體供給管15的下游端與第2容器12氣密性地連接。從第1處理氣體供給管15向第2容器12內(nèi)(第2容器12內(nèi)的襯底100)供給在處理氣體生成器14c內(nèi)生成的氣體(例如gacl氣體等含有iii族元素的氣體)作為第1處理氣體。

處理氣體生成器14c設(shè)置于第1容器11內(nèi)。處理氣體生成器14c具有用于保持金屬原料的容器。容器由具有耐熱性、耐腐蝕性的非金屬材料(例如高純度的石英)形成。容器與上述反應(yīng)氣體供給管14的下游端氣密性地連接，并且與上述第1處理氣體供給管15的上游端氣密性地連接。在容器內(nèi)的比金屬原料更靠上方的位置，形成有反應(yīng)氣體通過的空間。處理氣體生成器14c構(gòu)成為：當(dāng)反應(yīng)氣體通過空間內(nèi)時(shí)，反應(yīng)氣體與金屬原料接觸、并且反應(yīng)氣體與金屬原料發(fā)生反應(yīng)從而生成第1處理氣體。

作為金屬原料，例如使用常溫下為固體的原料。作為金屬原料，例如使用包含iii族元素的金屬原料，例如鎵(ga)的固體、銦(in)的固體、鋁(al)的固體。需要說明的是，取決于處理氣體生成器14c內(nèi)的溫度及使用的金屬，金屬原料可能是固體狀的情況，也可能是液體狀的情況。

第1處理氣體供給部主要由反應(yīng)氣體供給管14、閥14b、處理氣體生成器14c、第1處理氣體供給管15構(gòu)成。需要說明的是，也可考慮在第1處理氣體供給部中包括反應(yīng)氣體供給源14a。

在第1容器11中，以貫通第1容器11的側(cè)部的方式氣密性地設(shè)置有第2處理氣體供給管16。第2處理氣體供給管16由具有耐熱性、耐腐蝕性等的金屬材料(例如不銹鋼)、非金屬材料(例如石英)形成。

在第2處理氣體供給管16中的第1容器11的外側(cè)，從上游側(cè)起依序設(shè)置有第2處理氣體供給源16a、閥16b(其作為進(jìn)行第2處理氣體向第2容器12內(nèi)的供給·停止的閥)。第2處理氣體供給管16的下游端與第2容器12氣密性地連接。從第2處理氣體供給管16向第2容器12內(nèi)(第2容器12內(nèi)的襯底100)供給含有v族元素的氣體(例如nh3氣體)作為第2處理氣體。

第2處理氣體供給部主要由第2處理氣體供給管16、閥16b構(gòu)成。需要說明的是，也可考慮在第2處理氣體供給部中包括第2處理氣體供給源16a。

在第1容器11的外周，設(shè)置有作為將第2容器12內(nèi)(收容在第2容器12內(nèi)的襯底100)加熱至規(guī)定溫度(例如500℃～1200℃)的加熱部的加熱器17。加熱器17例如形成為圓筒形狀，并以圍繞第1容器11的壁面的方式設(shè)置。具體而言，加熱器17設(shè)置于第1容器11的外側(cè)、且以圍繞第2容器12的外側(cè)的方式設(shè)置。

在第2容器12中，氣密性地設(shè)置有將第2容器12內(nèi)的氣氛進(jìn)行排氣的排氣管18。排氣管18不僅氣密性地設(shè)置于第2容器12，而且還被設(shè)置為貫通第1容器11的側(cè)壁。在排氣管18中的第1容器11的外側(cè)，設(shè)置有作為排氣裝置的真空泵(或鼓風(fēng)機(jī))18a。

處理部主要由第2容器12、第1處理氣體供給部、第2處理氣體供給部、加熱器17構(gòu)成。需要說明的是，還可考慮在處理部中包括排氣管18、真空泵18a。

在第1容器11內(nèi)，形成有使搬入上述處理部?jī)?nèi)(也即，第2容器12內(nèi))的襯底100升溫至規(guī)定溫度的升溫部。升溫部在比處理部更靠上游側(cè)的位置形成。升溫部形成于例如第1容器11內(nèi)、比第2容器12更靠上游側(cè)的位置。

在升溫部中，設(shè)置有襯底載置臺(tái)20a，其具有用于載置襯底100的載置面。襯底載置臺(tái)20a被形成為能夠與載置于載置面上的襯底100之間進(jìn)行熱傳遞(熱交換、熱傳導(dǎo))。襯底載置臺(tái)20a由具有耐熱性、耐腐蝕性等的材料(例如碳、石英、氧化鋁)形成。

在襯底處理裝置10中，設(shè)置(連接)有對(duì)襯底載置臺(tái)20a的溫度加以控制的溫度控制部30a。作為溫度控制部30a，可使用例如對(duì)襯底載置臺(tái)20a進(jìn)行加熱的加熱部(加熱器)。

溫度控制部30a以在襯底100被載置于襯底載置臺(tái)20a之前、使襯底載置臺(tái)20a的溫度預(yù)先成為規(guī)定溫度的方式進(jìn)行控制。也即，溫度控制部30a進(jìn)行控制以使得：在襯底100被載置于襯底載置臺(tái)20a之前，使襯底載置臺(tái)20a的溫度成為能夠使將要搬入處理部的襯底100升溫至規(guī)定溫度的溫度。例如，溫度控制部20進(jìn)行控制以使得：襯底載置臺(tái)20a的溫度成為較之襯底100被載置后將襯底載置臺(tái)20a的溫度控制為規(guī)定溫度的情況而言、襯底100的升溫速度加快的溫度。

另外，優(yōu)選地，溫度控制部30a將襯底載置臺(tái)20a的溫度預(yù)先控制為：能夠使襯底100升溫至當(dāng)搬入第2容器12內(nèi)后對(duì)襯底100的處理能夠立即開始的溫度的溫度。例如，優(yōu)選地，溫度控制部30a將襯底載置臺(tái)20a的溫度預(yù)先控制為與在處理部對(duì)襯底100進(jìn)行處理的溫度(處理溫度)同等程度的溫度(例如500℃～1200℃)。

通過在已利用溫度控制部30a預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20a(即，已預(yù)先加熱至規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20a)上載置襯底100，能夠使襯底100的溫度迅速上升。即，能夠迅速加熱襯底100。例如，能夠使搬入第1容器11內(nèi)的室溫左右的襯底100迅速升溫至與襯底100的處理溫度同等程度的溫度(例如500℃～1200℃)。

升溫部主要由襯底載置臺(tái)20a、溫度控制部30a構(gòu)成。

在第1容器11內(nèi)，形成有使從上述處理部?jī)?nèi)(即第2容器12內(nèi))搬出的經(jīng)過處理的襯底100降溫至規(guī)定溫度的降溫部。降溫部在比處理部更靠下游側(cè)的位置形成。例如，降溫部在第1容器11內(nèi)、比第2容器12更靠下游側(cè)的位置形成。

在降溫部設(shè)置有襯底載置臺(tái)20b，其具有載置襯底100的載置面。襯底載置臺(tái)20b被形成為能夠與載置于載置面上的襯底100之間進(jìn)行熱傳遞(熱交換、熱傳導(dǎo))。襯底載置臺(tái)20b由具有耐熱性、耐腐蝕性等的材料(例如碳、石英、氧化鋁)形成。

在襯底處理裝置10中，設(shè)置(連接)有對(duì)襯底載置臺(tái)20b的溫度加以控制的溫度控制部30b。作為溫度控制部30b，使用例如對(duì)襯底載置臺(tái)20b進(jìn)行冷卻的冷卻部(散熱板)。

溫度控制部30b進(jìn)行控制以使得在襯底100載置于襯底載置臺(tái)20b之前、使襯底載置臺(tái)20b的溫度預(yù)先成為規(guī)定的溫度。即，溫度控制部30b進(jìn)行控制以使得：在襯底100載置于襯底載置臺(tái)20b之前，使襯底載置臺(tái)20b的溫度成為能夠使從處理部搬出的經(jīng)過處理的襯底100降溫至規(guī)定溫度的溫度。例如，溫度控制部30b進(jìn)行控制以使得：襯底載置臺(tái)20b的溫度成為較之襯底100被載置后將襯底載置臺(tái)20b的溫度控制為規(guī)定溫度的情況而言、襯底100的降溫時(shí)間縮短的溫度。

另外，優(yōu)選地，溫度控制部30b將襯底載置臺(tái)20b的溫度預(yù)先控制為能夠使襯底100降溫至能夠從第1容器11搬出的溫度的溫度。例如，優(yōu)選地，溫度控制部30b進(jìn)行控制以使得襯底載置臺(tái)20b的溫度成為比在處理部對(duì)襯底100進(jìn)行處理的溫度低的溫度(例如100℃以下，更優(yōu)選為室溫左右)。

通過在已利用溫度控制部30b預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20b(即，預(yù)先設(shè)為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20b)上載置襯底100，能夠使襯底100的溫度迅速下降。即，能夠使襯底100迅速降溫。例如，能夠使從第2容器12內(nèi)搬出的被加熱至處理溫度的襯底100迅速降溫至能夠搬出到第1容器11外的溫度(例如室溫左右)。

降溫部主要由襯底載置臺(tái)20b、溫度控制部30b構(gòu)成。

如圖2所示，在襯底載置臺(tái)20a、20b的襯底100的載置面設(shè)置有凹部22，以分別使得當(dāng)襯底100載置于襯底載置臺(tái)20a(20b)時(shí)，在襯底100與襯底載置臺(tái)20a(20b)之間形成有空隙21。由此，在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞。例如，在設(shè)置于升溫部的襯底載置臺(tái)20a中，通過從襯底載置臺(tái)20a向空隙21內(nèi)輻射的輻射熱從而在襯底載置臺(tái)20a與襯底100之間進(jìn)行熱傳遞。

另外，優(yōu)選地，襯底100以保持在托盤(襯底保持部件)40中的狀態(tài)被載置于襯底載置臺(tái)20a(20b)的載置面上。這種情況下，空隙21將會(huì)形成于襯底載置臺(tái)20a(20b)與托盤40之間。

托盤40被形成為在載置襯底100的同時(shí)還能夠保持襯底100。為了容易地進(jìn)行襯底100的定位、并抑制由托盤40的輸送導(dǎo)致的襯底100的位移偏移的發(fā)生，在托盤40的表面中的襯底100的載置位置形成例如比襯底100的直徑稍大的圓形的凹部。托盤40由碳、石英、氧化鋁等具有耐熱性、耐腐蝕性等的材料形成。

凹部22以例如在凹部22內(nèi)能夠收容襯底100的方式形成。例如，凹部22形成為在凹部22內(nèi)能夠收容托盤40、并且形成為通過在凹部22內(nèi)收容托盤40從而在凹部22內(nèi)收容襯底100。凹部22形成為使得：當(dāng)在凹部22內(nèi)收容襯底100時(shí)，例如襯底載置臺(tái)20a(20b)的上表面與襯底100的處理面成為同一面。

另外，在凹部22內(nèi)設(shè)置有在凹部22內(nèi)對(duì)托盤40背面的周緣部加以支撐的突起部22a。因?yàn)橥ㄟ^突起部22a與托盤40接觸能夠減少從突起部22a向托盤40直接傳送的熱(不經(jīng)由空隙21而傳送的熱)，因此，突起部22a以與托盤40的接觸面積盡可能小的方式設(shè)置是優(yōu)選的。

突起部22a的高度例如優(yōu)選為0.1mm以上2mm以下，更優(yōu)選為例如1mm。需要說明的是，所謂突起部22a的高度，是指從凹部22的底面起至突起部22a的上表面的高度。

突起部22a的高度小于0.1mm時(shí)，空隙21的體積變得過小，有可能在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間不能通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞。例如，有可能在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間發(fā)生直接的熱傳送。通過將突起部22a的高度設(shè)為0.1mm以上，能夠充分地確保空隙21的體積。由此，能夠更切實(shí)地在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞。

然而，若突起部22a的高度大于2mm，則空隙21的體積變得過大，在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行的熱傳遞的傳遞效率有可能降低。通過將突起部22a的高度設(shè)為2mm以下，能夠抑制空隙21的體積變得過大。由此，在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行的熱傳遞的傳遞效率的降低得以被抑制。

通過將突起部22a的高度設(shè)為1mm，不僅能夠在襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞，而且能夠更切實(shí)地抑制熱傳遞的傳遞效率的降低。

另外，優(yōu)選地，突起部22a以水平方向上的空隙21的直徑大于襯底100的直徑的方式形成。也即，優(yōu)選地，突起部22a以不位于隔著托盤40的襯底100的背面的方式形成。

在襯底載置臺(tái)20a(20b)中，形成有當(dāng)在載置面載置襯底100時(shí)用于使得凹部22內(nèi)的氣體排出的排氣部23。例如，襯底載置臺(tái)20a(20b)構(gòu)成為：當(dāng)保持于托盤40中的襯底100被載置于突起部22a上時(shí)空隙21內(nèi)的密閉得以被抑制。排氣部23例如通過設(shè)置從凹部22的底面向襯底載置臺(tái)20a(20b)的底面貫通的貫通孔、從凹部22的側(cè)面向襯底載置臺(tái)20a(20b)的側(cè)面貫通的貫通孔而形成。另外，排氣部23例如也可以通過使凹部22自身形成為貫通孔而設(shè)置。

(2)襯底處理工序

接下來，對(duì)本實(shí)施方式涉及的作為半導(dǎo)體制造工序的一個(gè)工序而實(shí)施的襯底處理工序進(jìn)行說明。所述工序利用上述襯底處理裝置10而實(shí)施。這里，作為襯底處理的一個(gè)例子，針對(duì)在襯底100上對(duì)gan膜進(jìn)行成膜的處理的情況進(jìn)行說明。

(溫度調(diào)節(jié)工序)

首先，在處理氣體生成器14c具有的容器內(nèi)收容(補(bǔ)充)例如ga的固體。并且，以第2容器12內(nèi)的溫度成為規(guī)定溫度(例如500℃～1200℃)的方式，通過加熱器17對(duì)第2容器12內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，通過利用加熱器17對(duì)第2容器12內(nèi)進(jìn)行加熱，由此第1容器11內(nèi)也被加熱，并且處理氣體生成器14c所具有的容器內(nèi)被加熱。由此，容器內(nèi)的ga的固體熔融從而生成作為金屬原料的ga溶液。

另外，以設(shè)置于第1容器11內(nèi)的升溫部處的襯底載置臺(tái)20a的溫度成為能夠使將要搬入處理部?jī)?nèi)(第2容器12內(nèi))的襯底100升溫至規(guī)定溫度的溫度(例如襯底的處理溫度(具體為500℃～1200℃))的方式，利用溫度控制部30a控制襯底載置臺(tái)20a的溫度。另外，以設(shè)置于第1容器11內(nèi)的降溫部處的襯底載置臺(tái)20b的溫度成為能夠使從處理部?jī)?nèi)(第2容器12內(nèi))搬出的經(jīng)過處理的襯底100降溫至規(guī)定溫度的溫度(例如室溫左右)的方式，利用溫度控制部30b控制襯底載置臺(tái)20b的溫度。

(升溫·壓力調(diào)節(jié)工序)

當(dāng)襯底載置臺(tái)20a的溫度達(dá)到規(guī)定溫度后，使作為襯底100的例如藍(lán)寶石襯底向升溫部移動(dòng)。具體而言，將襯底100以保持在托盤40中的狀態(tài)搬入第1容器11內(nèi)，在已利用溫度控制部30a預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20a的載置面上載置保持有襯底100的托盤40。由此，在將襯底100載置于襯底載置臺(tái)20a上之后，在襯底載置臺(tái)20a與襯底100之間、例如通過輻射熱進(jìn)行的熱傳遞立即開始，襯底100的溫度迅速升溫。

在將襯底100載置于襯底載置臺(tái)20a上后，將第1容器11內(nèi)維持為具有氣密性。而且，為了減少第2容器12、第1容器11內(nèi)的雜質(zhì)，通過真空泵18a將第2容器12內(nèi)、經(jīng)由第2容器12內(nèi)而將第1容器11內(nèi)的大氣進(jìn)行真空排氣。之后，將非活性氣體(例如氮(n2)氣)導(dǎo)入第2容器12內(nèi)從而至少使第2容器12內(nèi)成為例如大氣壓(壓力調(diào)節(jié)工序)。為了達(dá)成該目的，也可以不使用真空泵18a，而在向第2容器12內(nèi)供給n2氣一定時(shí)間后使用真空泵(或鼓風(fēng)機(jī))18a使第2容器12內(nèi)成為規(guī)定的壓力(典型而言，為0.1～1個(gè)大氣壓)。需要說明的是，優(yōu)選地，壓力調(diào)節(jié)與上述襯底100的升溫同時(shí)并行地進(jìn)行。

(成膜工序)

當(dāng)載置于襯底載置臺(tái)20a上的襯底100達(dá)到規(guī)定溫度(例如將襯底搬入第2容器12內(nèi)后襯底處理能夠立即開始的溫度)后，將襯底100從升溫部向處理部移動(dòng)。具體而言，將升溫至規(guī)定溫度的襯底100以保持在托盤40中的狀態(tài)搬入第2容器12內(nèi)、并載置于襯底載置臺(tái)13上。然后，當(dāng)在處理氣體生成器14c具有的容器內(nèi)生成ga溶液、并且第2容器12內(nèi)(第2容器12內(nèi)的襯底100)達(dá)到規(guī)定溫度后，打開閥16b，開始進(jìn)行第2處理氣體(例如nh3氣)從第2處理氣體供給管16向第2容器12內(nèi)的供給。

然后，打開閥14b，開始進(jìn)行反應(yīng)氣體(例如hcl氣體)從反應(yīng)氣體供給管14向處理氣體生成器14c(處理氣體生成器14c具有的容器)的供給。由此，在處理氣體生成器14c內(nèi)，ga溶液與反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)，從而開始生成第1處理氣體(例如gacl氣體)。然后，將在處理氣體生成器14c內(nèi)生成的第1處理氣體從第1處理氣體供給管15向第2容器12內(nèi)供給。

然后，在第2容器12內(nèi)使第1處理氣體與第2處理氣體反應(yīng)從而在襯底100上成膜為規(guī)定厚度的gan膜。

(降溫·壓力調(diào)節(jié)工序)

經(jīng)過規(guī)定的襯底處理時(shí)間(成膜時(shí)間)、且gan膜的厚度達(dá)到規(guī)定厚度后，使得反應(yīng)氣體向處理氣體生成器14c內(nèi)的供給、第2處理氣體向第2容器12內(nèi)的供給停止。

而且，使經(jīng)過處理的襯底100從處理部向降溫部移動(dòng)。具體而言，將經(jīng)過處理的襯底100以保持在托盤40中的狀態(tài)從第2容器12內(nèi)搬出，在已利用溫度控制部30b預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20b上載置保持有襯底100的托盤40。由此，在將襯底100載置于襯底載置臺(tái)20b上之后，在襯底載置臺(tái)20b與襯底100之間、例如通過輻射熱進(jìn)行的熱傳遞立即開始，襯底100的溫度迅速降溫。

另外，在利用真空泵18a將殘留在第2容器12內(nèi)、第1容器11內(nèi)的反應(yīng)氣體、第1處理氣體、第2處理氣體排氣后，向第2容器12內(nèi)導(dǎo)入例如n2氣。由此，使第2容器12內(nèi)、經(jīng)由第2容器12內(nèi)使第1容器11內(nèi)恢復(fù)至大氣壓。需要說明的是，上述壓力調(diào)節(jié)優(yōu)選與上述襯底100的降溫同時(shí)并行地進(jìn)行。

(襯底搬出工序)

當(dāng)載置于襯底載置臺(tái)20b上的襯底100降溫至規(guī)定溫度(例如能夠從第1容器11搬出的溫度(具體為室溫左右))后，將保持有襯底100的托盤40從襯底載置臺(tái)20b上搬出至第1容器11外。由此，襯底處理工序結(jié)束。

需要說明的是，在進(jìn)行上述襯底處理工序時(shí)，襯底處理裝置10同時(shí)并行地進(jìn)行上述升溫工序、成膜工序和降溫工序是優(yōu)選的。也即，優(yōu)選地，在第2容器12內(nèi)進(jìn)行一次對(duì)襯底100的處理的同時(shí)，在升溫部使接下來將要搬入第2容器12內(nèi)的襯底100升溫，以及在降溫部使經(jīng)過處理的襯底10降溫。

(3)本實(shí)施方式帶來的效果

通過本實(shí)施方式，能夠產(chǎn)生下文所述的一種或多種效果。

(a)通過在第1容器11內(nèi)的升溫部處設(shè)置能夠與載置于載置面上的襯底100之間進(jìn)行熱傳遞的襯底載置臺(tái)20a，并且將襯底100載置于已利用溫度控制部30a預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20a上，由此能夠使襯底100的溫度迅速升溫。也即，能夠縮短襯底100升溫所花費(fèi)的時(shí)間。由此，能夠縮短一次襯底處理結(jié)束后至下一襯底處理開始的時(shí)間，能夠提高襯底100的生產(chǎn)率。

(b)通過在第1容器11內(nèi)的降溫部處設(shè)置能夠與載置于載置面上的襯底100之間進(jìn)行熱傳遞的襯底載置臺(tái)20b，并且將襯底100載置于已利用溫度控制部30b預(yù)先控制為規(guī)定溫度的襯底載置臺(tái)20b上，由此能夠使襯底100的溫度迅速降溫。也即，能夠縮短襯底100降溫所花費(fèi)的時(shí)間。由此，能夠縮短一次襯底處理結(jié)束后至下一襯底處理開始的時(shí)間，能夠提高襯底100的生產(chǎn)率。

(c)通過將襯底載置臺(tái)20a、20b分別構(gòu)成為當(dāng)載置有襯底100時(shí)在襯底100與襯底載置臺(tái)20a、20b之間形成有空隙21，由此能夠在襯底載置臺(tái)20a、20b與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞。由此，能夠使襯底100與襯底載置臺(tái)20a、20b之間的熱傳遞在面內(nèi)均勻地進(jìn)行。例如，能夠使襯底100在面內(nèi)均勻地升溫、降溫。由此，能夠減少襯底100破裂等的發(fā)生。也即，能夠進(jìn)一步提高襯底100的生產(chǎn)率。

例如，對(duì)于襯底載置臺(tái)20a(20b)、托盤40等由石英等形成的部件而言，使表面變得平坦的平整加工(flatprocessing)是困難的。因此，當(dāng)形成例如托盤40時(shí)，或是因在襯底載置臺(tái)20a(20b)設(shè)置凹部22的加工，有可能導(dǎo)致在托盤40、襯底載置臺(tái)20a(20b)的表面形成微細(xì)凹凸的情況。另外，還有在托盤40、襯底載置臺(tái)20a(20b)的表面形成因使用而導(dǎo)致的經(jīng)年劣化等所引起的微細(xì)凹凸的情況。因而，在想要使托盤40的背面整個(gè)面與襯底載置臺(tái)20a(20b)接觸從而進(jìn)行熱傳遞時(shí)，存在因形成于托盤40、襯底載置臺(tái)20a(20b)處的凹凸而產(chǎn)生局部性地進(jìn)行熱傳遞的部位的情況。即，存在不能以面內(nèi)均勻的方式使襯底100升溫、降溫的情況。與此相對(duì)，通過在襯底載置臺(tái)20a、20b與襯底100之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞，即使是在襯底載置臺(tái)20a(20b)、托盤40的表面形成有微細(xì)凹凸的情況下，也能夠以面內(nèi)均勻的方式進(jìn)行襯底100與襯底載置臺(tái)20a、20b之間的熱傳遞。

(d)通過使空隙21的直徑大于襯底100的直徑，能夠使得襯底100與襯底載置臺(tái)20a、20b之間的熱傳遞進(jìn)一步面內(nèi)均勻地進(jìn)行。因而，能夠更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)上述(c)的效果。

(e)通過在第1容器11內(nèi)分別形成升溫部、處理部和降溫部，從而無需在處理部的襯底處理結(jié)束后使第2容器12內(nèi)的溫度降溫至規(guī)定溫度。也即，能夠使第2容器12內(nèi)的溫度保持為處理溫度。由此，更能夠縮短一次襯底處理結(jié)束后至下一襯底處理開始的時(shí)間，能夠進(jìn)一步提高襯底100的生產(chǎn)率。

(f)另外，通過同時(shí)并行地進(jìn)行在升溫部進(jìn)行的襯底100的升溫、在處理部進(jìn)行的襯底100的處理和在降溫部進(jìn)行的襯底100的降溫，能夠進(jìn)一步提高襯底100的生產(chǎn)率。

(g)通過在襯底載置臺(tái)20a(20b)形成排氣部23，即使是在空隙21內(nèi)的氣體因輻射熱而被加熱從而膨脹的情況下，襯底100發(fā)生翹起、襯底載置臺(tái)20a(20b)、托盤40等發(fā)生破損等的情況也能夠被抑制。

＜其他實(shí)施方式＞

以上，對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠在不偏離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)在升溫部及降溫部處分別設(shè)置與襯底100之間進(jìn)行熱傳遞的襯底載置臺(tái)20a、20b的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不被限定為此。也即，在升溫部或降溫部中的至少任一者處設(shè)置與襯底100之間進(jìn)行熱傳遞的襯底載置臺(tái)20a(20b)即可。由此，與例如在襯底載置臺(tái)20a(20b)上載置襯底100后再將襯底載置臺(tái)20a(20b)的溫度控制為規(guī)定溫度的情況相比，能夠提高襯底100的生產(chǎn)率。也即，能夠獲得上述(a)或(b)的效果。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)將襯底100以保持在托盤40中的狀態(tài)載置于襯底載置臺(tái)20a(20b)上的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不被限定為此。例如，也可以將襯底100直接載置于襯底載置臺(tái)20a(20b)的載置面上。這種情況下，空隙21將會(huì)形成于襯底載置臺(tái)20a(20b)與襯底100之間。另外，優(yōu)選地，突起部22a以能夠支撐襯底100背面的周緣部的方式形成。

另外，例如，托盤40可以被構(gòu)成為：當(dāng)在托盤40上載置襯底100時(shí)，在托盤40與襯底100之間形成有空隙21。也即，托盤40可構(gòu)成為在托盤40與襯底100之間能夠利用輻射熱進(jìn)行熱傳遞。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)利用作為溫度控制部30a的加熱器將襯底載置臺(tái)20a加熱至規(guī)定溫度的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。例如，作為溫度控制部30a使用冷卻部(散熱器、散熱板)、進(jìn)行控制以使得襯底載置臺(tái)20a成為規(guī)定溫度也是可以的。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)在襯底載置臺(tái)20a(20b)上載置1片襯底100的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。也即，也可以構(gòu)成為在襯底載置臺(tái)20a(20b)上載置多片襯底100。例如，襯底載置臺(tái)20a(20b)也可以構(gòu)成為在其載置面將多片襯底100在同一面上且同一圓周上排列載置。需要說明的是，所謂同一面上，不限于完全同一的面，只要從上表面觀察襯底載置臺(tái)20a(20b)時(shí)多片襯底100彼此不重疊地排列即可。由此，也能夠?qū)崿F(xiàn)上述(a)～(c)等效果。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)具有處理氣體生成器14c的襯底處理裝置10進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。不具有處理氣體生成器14c的襯底處理裝置也能夠獲得上述(a)～(c)等效果。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)作為金屬原料使用將例如固體的ga于高溫進(jìn)行熔融而得到的ga溶液的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。作為金屬原料，也可使用常溫下為液體的原料。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)處理氣體生成器14c設(shè)置于第1容器11內(nèi)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。例如，處理氣體生成器14c也可以設(shè)置于第1容器11外。這種情況下，可在處理氣體生成器14c的外周設(shè)置將處理氣體生成器14c具有的容器內(nèi)部加熱至規(guī)定溫度的加熱器。

在上述實(shí)施方式中，對(duì)襯底處理裝置為hvpe裝置的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。例如，襯底處理裝置也可以是movpe裝置。

另外，在上述實(shí)施方式中，作為襯底處理，針對(duì)對(duì)gan膜進(jìn)行成膜的處理進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定為此。除此以外，還適用于：用于進(jìn)行例如作為襯底處理而成膜為氧化膜、金屬膜等各種膜的成膜處理、進(jìn)行蝕刻處理等的襯底處理裝置，進(jìn)行上述襯底處理從而制造襯底的襯底處理裝置。

＜本發(fā)明的優(yōu)選方案＞

以下，附記本發(fā)明的優(yōu)選方案。

[附記1]

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種襯底處理裝置，具有：

容器，所述容器在內(nèi)部形成有對(duì)襯底進(jìn)行處理的處理部、使搬入所述處理部?jī)?nèi)的所述襯底升溫的升溫部、及使從所述處理部?jī)?nèi)搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫的降溫部；

設(shè)置于所述升溫部或所述降溫部中的至少任一者處的襯底載置臺(tái)，其與載置于載置面上的所述襯底之間進(jìn)行熱傳遞；和

溫度控制部，其對(duì)所述襯底載置臺(tái)的溫度加以控制，

所述溫度控制部進(jìn)行控制以使得：

在所述升溫部設(shè)置有所述襯底載置臺(tái)的情況下，在所述襯底被載置于所述襯底載置臺(tái)之前，使所述襯底載置臺(tái)的溫度成為能夠使將要搬入所述處理部的所述襯底升溫至規(guī)定溫度的溫度，

在所述降溫部設(shè)置有所述襯底載置臺(tái)的情況下，在所述襯底被載置于所述襯底載置臺(tái)之前，使所述襯底載置臺(tái)的溫度成為能夠使從所述處理部搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫至規(guī)定溫度的溫度。

[附記2]

附記1的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述溫度控制部進(jìn)行控制以使得：設(shè)置于所述升溫部的所述襯底載置臺(tái)的溫度成為較之在將所述襯底載置于所述襯底載置臺(tái)后對(duì)所述襯底載置臺(tái)的溫度加以控制的情況而言使得所述襯底的升溫速度加快的溫度。

[附記3]

附記1或2的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述溫度控制部將設(shè)置于所述升溫部的所述襯底載置臺(tái)的溫度預(yù)先控制為與在所述處理部對(duì)所述襯底進(jìn)行處理的溫度同等程度的溫度。

[附記4]

附記1至3中任一項(xiàng)的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述溫度控制部將設(shè)置于所述降溫部的所述襯底載置臺(tái)的溫度控制為較之在將所述襯底載置于所述襯底載置臺(tái)后對(duì)所述襯底的溫度加以控制的情況而言使得所述襯底的降溫速度加快的溫度。

[附記5]

附記1至4中任一項(xiàng)的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述溫度控制部將設(shè)置于所述降溫部的所述襯底載置臺(tái)的溫度預(yù)先控制為比在所述處理部對(duì)所述襯底進(jìn)行處理時(shí)的溫度低的溫度。

[附記6]

附記1至5中任一項(xiàng)的襯底處理裝置，優(yōu)選地，在所述襯底載置臺(tái)的所述載置面設(shè)置有凹部，從而使得當(dāng)所述襯底被載置于所述襯底載置臺(tái)上時(shí)在所述襯底與所述襯底載置臺(tái)之間形成有空隙，

在所述襯底載置臺(tái)與所述襯底之間通過輻射熱進(jìn)行熱傳遞。

[附記7]

附記6的襯底處理裝置，優(yōu)選地，在所述凹部?jī)?nèi)設(shè)置有：在所述凹部?jī)?nèi)對(duì)所述襯底背面的周緣部加以支撐的突起部。

[附記8]

附記6的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述襯底以保持在用于保持襯底的托盤中的狀態(tài)被載置于所述襯底載置臺(tái)上，所述空隙在所述襯底載置臺(tái)與所述托盤之間形成，在所述凹部?jī)?nèi)設(shè)置有在所述凹部?jī)?nèi)對(duì)所述托盤背面的周緣部加以支撐的突起部。

[附記9]

附記7或8的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述突起部的高度為0.1mm以上2mm以下。

[附記10]

附記8或9的襯底處理裝置，優(yōu)選地，所述空隙的直徑大于所述襯底的直徑。

[附記11]

附記1至10中任一項(xiàng)的襯底處理裝置，優(yōu)選地，在所述襯底載置臺(tái)形成有排氣部，所述排氣部用于在所述襯底被載置于所述載置面上時(shí)使所述空隙內(nèi)的氣體排出。

[附記12]

根據(jù)本發(fā)明的其他方案，提供一種襯底處理方法，

所述方法包括在形成于容器內(nèi)的處理部進(jìn)行襯底處理的工序；

并且，所述方法中進(jìn)行下述工序中的至少任一者：

將所述襯底載置于襯底載置臺(tái)的載置面上、并使所述襯底升溫的工序，其中，所述襯底載置臺(tái)設(shè)置于在所述容器內(nèi)形成的升溫部，并且通過溫度控制部而被控制為能夠使將要搬入所述處理部的所述襯底升溫至規(guī)定溫度的溫度；或者，

將經(jīng)過處理的所述襯底載置于襯底載置臺(tái)的載置面上、并使所述襯底降溫的工序，其中，所述襯底載置臺(tái)設(shè)置于在所述容器內(nèi)形成的降溫部，并且通過溫度控制部而被控制為能夠使從所述處理部搬出的經(jīng)過處理的所述襯底降溫至規(guī)定溫度的溫度。

附圖標(biāo)記說明

10襯底處理裝置

11第1容器(容器)

20a、20b襯底載置臺(tái)

30a、30b溫度控制部

100襯底