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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137873
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】成膜装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/34 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
C23C14/34 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024044726
(22)【出願日】2024-03-21
(31)【優先権主張番号】P 2023045751
(32)【優先日】2023-03-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2024006287
(32)【優先日】2024-01-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002428
【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社
(72)【発明者】
【氏名】松中 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】イヴァン ペトロフ ガナシェフ
(72)【発明者】
【氏名】瀧澤 洋次
(72)【発明者】
【氏名】大塚 博司
【テーマコード（参考）】
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K029AA04
4K029AA06
4K029AA07
4K029AA09
4K029AA24
4K029BA58
4K029BB02
4K029CA06
4K029DA02
4K029DC05
4K029DC16
4K029DC34
4K029JA02
4K029KA09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】処理部間での反応ガスの混入を抑制する成膜装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る成膜装置１は、チャンバ２０内に設けられた回転テーブル３１、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０にプラズマ処理を行う処理部ＰＵ、プラズマ処理が行われる処理空間を画成し、回転テーブル３１に非接触で対向する開口を有する内壁部５１１、内壁部５１１の周囲を間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口を有する排気空間６０を形成する外壁部６１、処理空間からチャンバ２０外に排気する排気装置６３に接続された排気口６２を有し、処理部ＰＵがスパッタリングにより膜を形成する成膜部４０であり、外壁部６１の両側端がチャンバ２０の側面に接し、内壁部５１１の外周の一部とチャンバ２０の側面との間が仕切られて、排気空間６０に反応ガスが循環しない両端が形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態に係る成膜装置１は、チャンバ２０内に設けられた回転テーブル３１、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０にプラズマ処理を行う処理部ＰＵ、プラズマ処理が行われる処理空間を画成し、回転テーブル３１に非接触で対向する開口を有する内壁部５１１、内壁部５１１の周囲を間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口を有する排気空間６０を形成する外壁部６１、処理空間からチャンバ２０外に排気する排気装置６３に接続された排気口６２を有し、処理部ＰＵがスパッタリングにより膜を形成する成膜部４０であり、外壁部６１の両側端がチャンバ２０の側面に接し、内壁部５１１の外周の一部とチャンバ２０の側面との間が仕切られて、排気空間６０に反応ガスが循環しない両端が形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部を真空とすることが可能なチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路に沿ってワークを循環搬送する回転テーブルと、
前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部と、
少なくとも１つの前記処理部に設けられ、前記反応ガスが導入されてプラズマ処理が行われる処理空間を画成し、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有する内壁部と、
前記内壁部の周囲を間隔を空けて覆い、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有し、前記開口と反対側が塞がれた排気空間を形成する外壁部と、
前記排気空間に連通し、前記内壁部の前記開口と前記回転テーブルとの隙間から漏れ出す前記反応ガスを吸引して、前記チャンバ外に排気する排気装置に接続された排気口と、
を有し、
少なくとも１つの前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積
させて膜を形成する成膜部であり、
前記外壁部の両側端が前記チャンバの側面に接し、前記内壁部の外周の一部と前記チャンバの側面との間が仕切られることにより、前記排気空間には、前記反応ガスが循環しない両端が形成されている、
ことを特徴とする成膜装置。
前記チャンバ内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路に沿ってワークを循環搬送する回転テーブルと、
前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部と、
少なくとも１つの前記処理部に設けられ、前記反応ガスが導入されてプラズマ処理が行われる処理空間を画成し、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有する内壁部と、
前記内壁部の周囲を間隔を空けて覆い、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有し、前記開口と反対側が塞がれた排気空間を形成する外壁部と、
前記排気空間に連通し、前記内壁部の前記開口と前記回転テーブルとの隙間から漏れ出す前記反応ガスを吸引して、前記チャンバ外に排気する排気装置に接続された排気口と、
を有し、
少なくとも１つの前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積
させて膜を形成する成膜部であり、
前記外壁部の両側端が前記チャンバの側面に接し、前記内壁部の外周の一部と前記チャンバの側面との間が仕切られることにより、前記排気空間には、前記反応ガスが循環しない両端が形成されている、
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項2】
前記外壁部の前記回転テーブルに向かう端部は、前記内壁部の前記回転テーブルに向かう端部よりも、前記回転テーブルに近いことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項3】
前記排気口は、複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項4】
前記排気口は、前記チャンバの側面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項5】
前記外壁部には、複数の通気口が設けられ、
前記外壁部の周囲には、前記通気口を覆うバッファ流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
前記外壁部の周囲には、前記通気口を覆うバッファ流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項6】
前記排気口は、前記排気空間の両端の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項7】
前記排気口は、前記排気空間の両端の双方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項8】
前記排気装置と前記排気口との間に前記反応ガスの排気量を調節するバルブが設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の成膜装置。
【請求項9】
前記成膜部の少なくとも１つは、ＧａＮを含む成膜材料から成るターゲットを有し、
前記処理部の少なくとも１つは、前記処理空間に導入される窒素を含むプロセスガスをプラズマ化することにより、前記成膜部によって堆積された前記成膜材料の粒子を窒化させる窒化処理部であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
前記処理部の少なくとも１つは、前記処理空間に導入される窒素を含むプロセスガスをプラズマ化することにより、前記成膜部によって堆積された前記成膜材料の粒子を窒化させる窒化処理部であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体やディスプレイあるいは光ディスクなど各種の製品の製造工程において、例えばウェーハやガラス基板等のワーク上に、保護膜や導電膜、機能膜、光学膜等の薄膜を成膜することがある。薄膜は、ワークに対して金属等の膜を形成する成膜や、形成した膜に対してエッチング、酸化又は窒化等の膜処理を繰り返すことによって、作成することができる。
【0003】
成膜及び膜処理は様々な方法で行うことができるが、その一つとして、プラズマ処理による方法がある。成膜では、例えば、膜となる材料からなるターゲットを配置した真空容器であるチャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに電圧を印加する。スパッタガスが電離してプラズマ化することで生じるスパッタガスのイオンをターゲットに衝突させ、ターゲットから叩き出された材料をワークに堆積させて成膜を行う。膜処理では、電極を配置したチャンバ内にプロセスガスを導入し、電極に電圧を印加する。プラズマ化したプロセスガスのイオンをワーク上の膜に衝突させることによって膜処理を行う。
【0004】
このような成膜と膜処理（以下、両者を含めてプラズマ処理とする）を連続して行えるように、一つのチャンバの内部に回転テーブルを取り付け、チャンバの天井、つまり回転テーブルの上方の周方向に、成膜部と膜処理部を複数配置した成膜装置がある（例えば、特許文献１参照）。これにより、ワークを回転テーブル上に保持して搬送し、成膜部と膜処理部の直下を通過させることによって、さまざまな膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１８－３１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のような成膜装置は、チャンバ内に、プラズマ処理を行う空間である処理室を有する。この処理室の一部は、例えば、チャンバの天井から回転テーブルに向かって延びるシールド部材（内壁部）によって筒状に処理領域を囲うようにして構成される。シールド部材は、ターゲットからの成膜材料が飛散してチャンバ内壁へ付着したり、導入されるスパッタガスやプロセスガス（以下、両者を含めて反応ガスとする）が各処理室から流出する等を防ぐために設けられる。
【0007】
シールド部材のチャンバの天井とは反対側は開口しており、その縁部は、ワークの通過を許容するために、回転テーブル上に保持されるワークに、隙間を空けて近接している。例えば、シールド部材の縁部と、ワークとの間に、数ｍｍ程度の隙間が形成されるように設定される。
【0008】
しかしながら、この隙間と、回転する回転テーブルや搬送されるワークの移動により発生するシールド部材の内部と外部との間での反応ガスの流れなどから、反応ガスの漏れを完全に防ぐことはできない。
【0009】
また、単位時間当たりの成膜量である成膜レートを向上させたり、複数種の材料によるプラズマ処理を行うために、複数の処理室を設ける場合もある。このように、処理室が複数存在すると、複数の処理室の間での圧力差が存在する。このため、隣接する処理室のうち、一方の処理室の反応ガスが他方の処理室に流入したり、他方の処理室の反応ガスが一方の処理室に流入したりすることにより、反応ガスの混入が生じる。このような混入が生じると、成膜される膜の材質の面内での均一性が損なわれる場合が生じる。
【0010】
処理室からチャンバ内に漏れ出た反応ガスは、処理室から離れるほど拡散してしまい、他の処理室に混入しやすいが、これを排気しようとしても、処理室以外のチャンバ内の空間は、スムーズな排気が難しい形状であったり、広範囲に亘っていたりして、排気箇所の数を多くしたり、排気領域を拡大しなければならず、効率の良い排気は難しい。
【0011】
本発明の実施形態は、上述のような課題を解決するために提案されたものであり、処理部間での反応ガスの混入を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の目的を達成するために、本実施形態の成膜装置は、内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバ内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路に沿ってワークを循環搬送する回転テーブルと、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部と、前記処理部に設けられ、前記反応ガスが導入されてプラズマ処理が行われる処理空間を画成し、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有する内壁部と、前記内壁部の周囲を間隔を空けて覆い、前記回転テーブルに非接触で対向する開口を有し、前記開口と反対側が塞がれた排気空間を形成する外壁部と、前記排気空間に連通し、前記内壁部の前記開口と前記回転テーブルとの隙間から漏れ出す反応ガスを吸引して、前記チャンバ外に排気する排気装置に接続された排気口と、を有し、少なくとも１つの前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部であり、前記外壁部の両側端が前記チャンバの側面に接し、前記内壁部の外周の一部と前記チャンバの側面との間が仕切られることにより、前記排気空間には、前記反応ガスが循環しない両端が形成されている。
【発明の効果】
【0013】
本発明の実施形態によれば、処理部間での反応ガスの混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す透視平面図である。
【図4】窒化処理部を示す透視平面図（Ａ）、（Ａ）のＤ－Ｄ線断面図（Ｂ）である。
【図5】実施形態に係る成膜装置による処理のフローチャートである。
【図6】実施形態の変形例を模式的に示す透視平面図（Ａ）、（Ａ）のＥ－Ｅ線断面図（Ｂ）である。
【図8】排気空間内において、排気口に近い領域と排気口と遠い領域における内壁部から漏れ出したプロセスガスの流れを示す窒化処理部の透視平面図である。
【図9】外壁部を第２の外壁部で覆うことで形成されるバッファ空間を設けた変形例を示す断面図である。
【図10】成膜部に第２の外壁部およびバッファ空間を設けた変形例であって、変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す透視平面図（Ａ）、（Ａ）のＦ－Ｆ線断面図（Ｂ）である。
【図11】排気空間の開口にマスクを設けた変形例であって、窒化処理部を示す透視平面図（Ａ）、（Ａ）のＨ－Ｈ線断面図（Ｂ）である。
【図14】窒化処理部に隣接する２つの成膜部に排気空間を設けた変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す透視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して本開示の様々な実施形態について詳記する。下記の詳細な説明において、本開示を十分に理解できるように多くの具体的な詳細が与えられる。しかしながら、このような詳細な説明なしに当業者が本開示を成し得ることは自明な事項である。他の例では、様々な実施形態を分かりにくくすることを避けるために、公知の方法、手順、システムや構成要素については詳しく示していない。なお、図面は模式図であって、各部のサイズ、比率等は、理解を容易にするために誇張している部分を含んでいる。なお、図面は模式図であって、各部のサイズ、比率等は、理解を容易にするために誇張している部分を含んでいる。
［概要］
図１～図３に示す成膜装置１は、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０に対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部ＰＵを備える。そして、少なくとも１つの処理部ＰＵが、ワーク１０に、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部４０である。本実施形態では、成膜装置１によって、ワーク１０上にＧａＮ（窒化ガリウム：Gallium Nitride）膜を形成する例を示す。したがって、成膜部４０は、スパッタリングにより、成膜対象であるワーク１０上にＧａＮ膜を形成する。また、処理部ＰＵとして、ワーク１０に形成された膜をプラズマ処理により窒化する窒化処理部５０を有する。本実施形態では、この窒化処理部５０に、処理空間５９を構成する内壁部５１１を外壁部６１で覆うことにより、２重壁の排気空間６０が形成されている。もちろん、成膜部４０の処理空間４１を内壁部５１１と外壁部６１で覆うことにより、成膜部４０に２重壁の排気空間６０を構成しても良い。以下の説明では、成膜部４０で用いられる反応ガスをスパッタガスＧ１、窒化処理部５０で用いられる反応ガスをプロセスガスＧ２とする。
［概要］
図１～図３に示す成膜装置１は、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０に対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部ＰＵを備える。そして、少なくとも１つの処理部ＰＵが、ワーク１０に、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部４０である。本実施形態では、成膜装置１によって、ワーク１０上にＧａＮ（窒化ガリウム：Gallium Nitride）膜を形成する例を示す。したがって、成膜部４０は、スパッタリングにより、成膜対象であるワーク１０上にＧａＮ膜を形成する。また、処理部ＰＵとして、ワーク１０に形成された膜をプラズマ処理により窒化する窒化処理部５０を有する。本実施形態では、この窒化処理部５０に、処理空間５９を構成する内壁部５１１を外壁部６１で覆うことにより、２重壁の排気空間６０が形成されている。もちろん、成膜部４０の処理空間４１を内壁部５１１と外壁部６１で覆うことにより、成膜部４０に２重壁の排気空間６０を構成しても良い。以下の説明では、成膜部４０で用いられる反応ガスをスパッタガスＧ１、窒化処理部５０で用いられる反応ガスをプロセスガスＧ２とする。
【0016】
成膜対象となるワーク１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）ウェーハ、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ウェーハ、サファイヤ基板、ガラス基板等である。ワーク１０は、トレイ１１に載置されて搬送される。トレイ１１は、回転テーブル３１に保持される板体である。
【0017】
成膜装置１は、チャンバ２０、搬送部３０、成膜部４０、窒化処理部５０、排気空間６０、表面処理部７０、移送室８０、冷却室９０、制御装置１００を有する。チャンバ２０は内部を真空とすることが可能な容器である。チャンバ２０は円柱形状であり、その内部は複数区画に分けられている。成膜部４０は、区切部２２によって仕切られ、扇状に分割された３つの区画に配置されている。成膜部４０が配置される区画以外の区画に、窒化処理部５０、表面処理部７０が配置されている。
【0018】
成膜部４０は、ＧａＮを含む成膜材料から成るターゲット４２と、回転テーブル３１との間に導入されるスパッタガスＧ１をプラズマ化するプラズマ発生器Ｐ１とを有し、回転テーブル３１により循環搬送中のワーク１０に、スパッタリングにより成膜材料の粒子を堆積させて成膜する。
【0019】
窒化処理部５０は、回転テーブル３１と非接触に配置された内壁部５１１によって周囲が覆われた処理空間５９と、処理空間５９に導入される窒素（Ｎ２）を含むプロセスガスＧ２をプラズマ化するプラズマ発生器Ｐ２とを有し、回転テーブル３１により循環搬送中のワーク１０に、成膜部４０によって堆積された成膜材料の粒子を窒化させる。
【0020】
ワーク１０は、チャンバ２０内を周方向に沿って何周も周回することで、成膜部４０と窒化処理部５０を交互に巡回して通過することになり、ワーク１０上でＧａＮ膜の形成と、ＧａＮ膜中の不窒化状態のＧａの窒化が交互に繰り返されて、所望の厚みのＧａＮ膜が成長していく。
【0021】
なお、ターゲット４２としてＧａＮを含む材料を使用しつつ、さらに窒化処理部５０を設け、成膜して形成したＧａＮ膜のＧａの窒化をするのは、以下の理由による。すなわち、Ｇａは融点が低く、常温常圧では液体状態のため、固体のターゲット４２とするためには、窒素を含有させる必要がある。
【0022】
ここで、成膜レートを向上させるためには、ＲＦ放電よりもＤＣ放電スパッタが好ましい。しかし、ターゲット４２に含まれる窒素が多いと、表面が絶縁物となってしまい、このように表面が絶縁物となったターゲット４２では、ＤＣ放電が生じない場合が生じる。
【0023】
つまり、成膜レートを考慮して、ＤＣ放電スパッタを採用しようとすると、ＧａＮのターゲット４２に含めることができる窒素量には限界が生じる。したがって、ターゲット４２中のＧａの窒化は不十分な状態に留まり、ＧａＮを含むターゲット４２には、Ｎ（窒素）原子との結合が欠損しているＧａ原子が含まれていることになる。
【0024】
このようなターゲット４２を使用して成膜すると、成膜されたＧａＮ膜において窒素含有量が少なく窒素欠陥（不窒化状態）が存在し、膜の結晶性が悪くなり、平坦性が損なわれる。このため、足りない窒素を補填することが必要である。そこで、成膜部４０に導入されるスパッタガスに窒素ガスを添加してスパッタリングすることも考えられるが、ターゲット４２の表面が窒化され、表面が絶縁物となってしまう。したがって、足りない窒素を補うために、成膜部４０はスパッタガスに窒素ガスを添加することはできない。
【0025】
そこで、本実施形態では、成膜部４０で成膜されたＧａＮ膜において、足りない窒素を補填するために、成膜部４０による成膜後、さらに、窒化処理部５０で窒化を行う。このような成膜時の窒化処理の結果、ワーク１０上の膜の窒素含有量を増やすことができ、窒素欠陥のないＧａＮ膜を形成することができる。
【0026】
［チャンバ］
図２に示すように、チャンバ２０は内部を真空とすることが可能な容器である。チャンバ２０は円柱形状であり、その内部は複数区画に分けられている。チャンバ２０は、円盤状の天面２０ａ、円盤状の底面２０ｂ、及び環状の側面２０ｃにより囲まれて形成されている。区切部２２は、円柱形状の中心から放射状に配設された方形の壁板であり、天面２０ａから底面２０ｂに向けて延び、底面２０ｂには未達である。即ち、底面２０ｂ側には円柱状の空間が確保されている。
図２に示すように、チャンバ２０は内部を真空とすることが可能な容器である。チャンバ２０は円柱形状であり、その内部は複数区画に分けられている。チャンバ２０は、円盤状の天面２０ａ、円盤状の底面２０ｂ、及び環状の側面２０ｃにより囲まれて形成されている。区切部２２は、円柱形状の中心から放射状に配設された方形の壁板であり、天面２０ａから底面２０ｂに向けて延び、底面２０ｂには未達である。即ち、底面２０ｂ側には円柱状の空間が確保されている。
【0027】
この円柱状の空間には、ワーク１０を搬送する回転テーブル３１が配置されている。区切部２２の下端は、回転テーブル３１に載せられたワーク１０が通過する隙間を空けて、回転テーブル３１におけるワーク１０の載置面と対向している。区切部２２によって、成膜部４０によりワーク１０の処理が行われる処理空間４１が仕切られる。つまり、成膜部４０は、チャンバ２０よりも小さい処理空間４１を有している。区切部２２は、成膜部４０のスパッタガスＧ１がチャンバ２０内に拡散することを抑制する。成膜部４０においては、チャンバ２０よりも小さく仕切られた処理空間４１における圧力を調整すれば良いため、圧力調整を容易に行うことができ、プラズマの放電を安定化させることができる。
【0028】
なお、チャンバ２０には排気口２１が設けられている。排気口２１には排気部２３が接続されている。排気部２３は配管及び図示しないポンプ、バルブ等を有する。排気口２１を通じた排気部２３による排気により、チャンバ２０内を減圧し、真空とすることができる。排気部２３は、酸素濃度を低く抑えるため、例えば、真空度が１０－４Ｐａになるまで排気する。
【0029】
［搬送部］
搬送部３０は、回転テーブル３１、モータ３２を有する。回転テーブル３１は、チャンバ２０内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路Ｌに沿ってワーク１０を循環搬送する。本実施形態の回転テーブル３１は、複数のワーク１０を保持して搬送する。回転テーブル３１は、チャンバ２０内に配置された円盤形状の部材であり、側面２０ｃの内側と接触しない程度に大きく拡がっている。
搬送部３０は、回転テーブル３１、モータ３２を有する。回転テーブル３１は、チャンバ２０内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路Ｌに沿ってワーク１０を循環搬送する。本実施形態の回転テーブル３１は、複数のワーク１０を保持して搬送する。回転テーブル３１は、チャンバ２０内に配置された円盤形状の部材であり、側面２０ｃの内側と接触しない程度に大きく拡がっている。
【0030】
回転テーブル３１は、その円中心と同軸の回転軸３３に締結部材を介して支持されている。回転軸３３は、チャンバ２０の底面２０ｂを気密に貫通して、外部に突出している。モータ３２は、チャンバ２０外に配置され、カップリング部材を介して回転軸３３を回転させることにより、回転テーブル３１を連続的に所定の回転速度で回転させる。回転テーブル３１は、例えば、１～１５０ｒｐｍの速度で回転する。
【0031】
回転テーブル３１には、図１に示すように、複数のワーク１０が成膜される成膜領域ＦＡが設けられている。成膜領域ＦＡは、図１の２点鎖線で示すように、平面方向から見て、回転テーブル３１の回転軸３３以外の領域であって、成膜部４０及び窒化処理部５０に対向する円環状の領域である。成膜領域ＦＡには、個々のワーク１０が保持される保持領域ＨＡが、円周方向に等間隔で設けられている。
【0032】
保持領域ＨＡには、溝、穴、突起、治具、ホルダ等の保持部が設けられ、ワーク１０を載せたトレイ１１をメカチャック、粘着チャックによって保持する。ワーク１０は、例えば、トレイ１１上に複数配置され、保持領域ＨＡは、回転テーブル３１上に６０°間隔で６つ配設される。つまり、成膜装置１は、複数の保持領域ＨＡに保持された複数のワーク１０に対して一括して成膜することができるため、非常に生産性が高い。なお、トレイ１１を省略し、ワーク１０を回転テーブル３１の保持領域ＨＡに直接保持しても良い。また、図示はしないが、保持領域ＨＡには、ワーク１０を加熱する加熱部が設けられている。加熱部は、通電により発熱するヒータ等を用いることができる。さらに、保持領域ＨＡにおけるトレイ１１及びワーク１０は、それらの上面が、回転テーブル３１の上面と、面一となるように配置される。
【0033】
［成膜部］
成膜部４０は、プラズマを生成し、成膜材料から構成されるターゲット４２を該プラズマに曝す。これにより、成膜部４０は、プラズマに含まれるイオンをターゲット４２に衝突させることで叩き出されたターゲット４２を構成する粒子（以下、スパッタ粒子とする）をワーク１０上に堆積させて成膜を行う。成膜部４０は、成膜材料から成るターゲット４２と回転テーブル３１との間に導入されるスパッタガスＧ１をプラズマ化するプラズマ発生器Ｐ１とを有する。
成膜部４０は、プラズマを生成し、成膜材料から構成されるターゲット４２を該プラズマに曝す。これにより、成膜部４０は、プラズマに含まれるイオンをターゲット４２に衝突させることで叩き出されたターゲット４２を構成する粒子（以下、スパッタ粒子とする）をワーク１０上に堆積させて成膜を行う。成膜部４０は、成膜材料から成るターゲット４２と回転テーブル３１との間に導入されるスパッタガスＧ１をプラズマ化するプラズマ発生器Ｐ１とを有する。
【0034】
プラズマ発生器Ｐ１は、図２に示すように、ターゲット４２、バッキングプレート４３及び電極４４で構成されるスパッタ源と、電源部４６とスパッタガス導入部４９で構成される。
【0035】
ターゲット４２は、ワーク１０上に堆積されて膜となる成膜材料で構成された板状部材である。ターゲット４２は、回転テーブル３１に載置されたワーク１０の搬送経路Ｌに離隔して設けられている。ターゲット４２の表面は、回転テーブル３１に載置されたワーク１０に対向するように、チャンバ２０の天面２０ａに保持されている。ターゲット４２は、ひとつの成膜部４０に対して、一つまたは複数設けられる、本実施形態では、３つ設置され、３つのターゲット４２は、平面視で三角形の頂点上に並ぶ位置に設けられている。
【0036】
バッキングプレート４３はターゲット４２を保持する支持部材である。ターゲット４２は、バッキングプレート４３を介してチャンバ２０の天面２０ａに保持されている。このバッキングプレート４３は各ターゲット４２を個別に保持する。電極４４は、チャンバ２０の外部から各ターゲット４２に個別に電力を印加するための導電性の部材であり、ターゲット４２と電気的に接続されている。各ターゲット４２に印加する電力は、個別に変えることができる。その他、スパッタ源には、必要に応じてマグネット、冷却機構などが適宜具備されている。
【0037】
電源部４６は、例えば、高電圧を発生するＤＣ電源であり、電極４４と電気的に接続されている。電源部４６は、電極４４を通じてターゲット４２に発生した電力を印加する。尚、回転テーブル３１は、接地されたチャンバ２０と同電位であり、ターゲット４２側に高電圧を印加することにより、ターゲット４２と回転テーブル３１との間に電位差が発生する。
【0038】
スパッタガス導入部４９は、図２に示すように、チャンバ２０にスパッタガスＧ１を導入する。スパッタガス導入部４９は、図示しないボンベ等のスパッタガスＧ１の供給源と、配管４８と、ガス導入口４７を有する。配管４８は、スパッタガスＧ１の供給源に接続されてチャンバ２０を気密に貫通してチャンバ２０の内部に延び、その端部がガス導入口４７として開口している。本実施形態のスパッタガス導入部４９は、処理空間４１の圧力が例えば０．３Ｐａ以上、１．０Ｐａ以下となるように、処理空間４１にスパッタガスＧ１を導入する。
【0039】
ガス導入口４７は、回転テーブル３１とターゲット４２との間に開口し、回転テーブル３１とターゲット４２との間に形成された処理空間４１に成膜用のスパッタガスＧ１を導入する。スパッタガスＧ１としては希ガスが採用でき、アルゴン（Ａｒ）ガス等が好適である。スパッタガスＧ１は、窒素（Ｎ２）が含まれないガスであり、アルゴン（Ａｒ）単ガスとすることができる。なお、希ガスは、成膜材料の粒子とは反応しない。例えば、スパッタガスＧ１がＡｒ単ガスであった場合でも、スパッタガスＧ１は、反応ガスに含まれる。つまり、反応ガスには、自らが他の物質と反応しなくても、他の物質の反応に間接的に寄与するようなガス、例えば希ガスも含まれる。
【0040】
このような成膜部４０では、スパッタガス導入部４９からスパッタガスＧ１を導入し、電源部４６が電極４４を通じてターゲット４２に高電圧を印加すると、回転テーブル３１とターゲット４２との間に形成された処理空間４１に導入されたスパッタガスＧ１がプラズマ化し、イオン等の活性種が発生する。プラズマ中のイオンは、ターゲット４２と衝突してスパッタ粒子を叩き出す。
【0041】
また、この処理空間４１を回転テーブル３１によって循環搬送されるワーク１０が通過する。叩き出されたスパッタ粒子は、ワーク１０が処理空間４１を通過するときにワーク１０上に堆積して、スパッタ粒子からなる膜がワーク１０上に形成される。ワーク１０は、回転テーブル３１によって循環搬送され、この処理空間４１を繰り返し通過することで成膜処理が行われていく。成膜部４０を１回通過する度に堆積する膜の膜厚は、窒化処理部５０の処理レートにも依るが、例えば１～２原子レベル（５ｎｍ以下）程度の薄膜であると良い。ワーク１０が複数回循環搬送されることで、膜の厚みが増し、ワーク１０上に所定の膜厚の膜が形成される。
【0042】
本実施形態では、成膜装置１は、複数（ここでは３つ）の成膜部４０を備え、成膜部４０は、区切部２２によって区切られた３つの区画に、それぞれ一つずつ設けられている。複数の成膜部４０は、成膜材料を選択的に堆積させることにより、複数の成膜材料の層からなる膜を形成する。特に、本実施形態では、異なる種類の成膜材料に対応するスパッタ源を含み、成膜材料を選択的に堆積させることにより、複数種類の成膜材料の層からなる膜を形成する。異なる種類の成膜材料に対応するスパッタ源を含むとは、すべての成膜部４０の成膜材料が異なる場合も、複数の成膜部４０で共通の成膜材料であるが、他がこれと異なる場合も含む。成膜材料を１種ずつ選択的に堆積させるとは、いずれか１種の成膜材料の成膜部４０が成膜を行う間、他の成膜材料の成膜部４０は成膜を行わないことをいう。
【0043】
本実施形態では、２つの成膜部４０のターゲット４２を構成する成膜材料は、ＧａとＧａＮを含む材料であり、ターゲット４２はワーク１０に堆積させるＧａ原子を含むスパッタ粒子の供給源となる。ターゲット４２は、ＧａＮと、窒素が欠乏した不完全なＧａＮ、すなわちＮ（窒素）との結合が欠損しているＧａ原子が含まれている。
【0044】
一つの成膜部４０のターゲット４２を構成する成膜材料は、Ａｌを含む材料であり、ターゲット４２はワーク１０に堆積させるＡｌ原子を含むスパッタ粒子の供給源となる。なお、Ｇａ原子を含むスパッタ粒子、Ａｌ原子を含むスパッタ粒子を供給可能なスパッタリング用のターゲット４２であれば、Ｇａ、Ａｌ、Ｎ（窒素）以外を含んでいても許容される。
【0045】
図１に示すように、２種の成膜部４０を区別するため、ＧａとＧａＮを含む材料で構成されるターゲット４２を有する２つの成膜部４０を、成膜部４０Ａ（ＧａＮ成膜部）とし、Ａｌを含む材料で構成されるターゲット４２を有する成膜部４０を、成膜部４０Ｂ（Ａｌ成膜部）とする。
【0046】
［窒化処理部］
窒化処理部５０は、窒素ガスを含むプロセスガスＧ２が導入された処理空間５９内で誘導結合プラズマを生成する。即ち、窒化処理部５０は、窒素ガスをプラズマ化して化学種を発生させる。発生した化学種に含まれる窒素原子は、成膜部４０によってワーク１０上に成膜されたＧａ原子を含む膜、Ａｌ原子を含む膜に衝突して、Ｇａ原子を含む膜中の窒素との結合が欠損しているＧａ原子、Ａｌ原子を含む膜中のＡｌ原子と結合する。これにより、窒素欠陥のないＧａＮ膜やＡｌＮ膜を得ることができる。
窒化処理部５０は、窒素ガスを含むプロセスガスＧ２が導入された処理空間５９内で誘導結合プラズマを生成する。即ち、窒化処理部５０は、窒素ガスをプラズマ化して化学種を発生させる。発生した化学種に含まれる窒素原子は、成膜部４０によってワーク１０上に成膜されたＧａ原子を含む膜、Ａｌ原子を含む膜に衝突して、Ｇａ原子を含む膜中の窒素との結合が欠損しているＧａ原子、Ａｌ原子を含む膜中のＡｌ原子と結合する。これにより、窒素欠陥のないＧａＮ膜やＡｌＮ膜を得ることができる。
【0047】
窒化処理部５０は、図２に示すように、内壁部５１１、カバー部５１２、窓部材５２、アンテナ５３、ＲＦ電源５４、マッチングボックス５５及びプロセスガス導入部５８により構成されるプラズマ発生器Ｐ２を有する。
【0048】
内壁部５１１は、処理空間５９の周囲を覆う部材である。つまり、内壁部５１１は、処理部ＰＵに設けられ、プロセスガスＧ２が導入されてプラズマ処理が行われる処理空間５９を画成し、回転テーブル３１に非接触で対向する開口５１１ａを有する。内壁部５１１は、図１と図２に示すように円筒形状である。内壁部５１１は、一端がチャンバ２０の天面２０ａに設けられた開口２１ｂに嵌め込まれている。内壁部５１１は、その他端の開口５１１ａが回転テーブル３１側に向かうように、チャンバ２０の内部空間に突き出ている。但し、内壁部５１１は、回転テーブル３１と非接触である。さらに、内壁部５１１は、チャンバ２０の側面２０ｃに接している。これにより、内壁部５１１の外周の空間が、チャンバ２０の側面２０ｃによって仕切られる。なお、必ずしも内壁部５１１と側面２０ｃが直接接触する必要はなく、内壁部５１１の外周とチャンバ２０の側面２０ｃとの間に仕切り部材が介在することにより内壁部５１１の外周の空間が仕切られていても良い。
【0049】
カバー部５１２は、円筒形状の部材である。カバー部５１２は、チャンバ２０の天面２０ａの外方、上方に突出するように、一端がチャンバ２０の開口２１ｂに合わせて取り付けられている。窓部材５２は、カバー部５１２の水平断面と略相似形の石英等の誘電体の平板である。この窓部材５２は、開口２１ｂを塞ぐようにカバー部５１２の内側に設けられ、チャンバ２０内の窒素ガスを含むプロセスガスＧ２が導入される処理空間５９とカバー部５１２の内部とを仕切る。このとき、処理空間５９に酸素が流入することによる酸化を抑制する必要がある。例えば、要求される酸素濃度は、１０１９（ａｔｏｍ／ｃｍ３）以下と非常に低い。これに対処するため、窓部材５２の表面には、コーティングが施されている。例えば、窓部材５２の表面にＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）によるコーティングを行うことにより、プラズマによる窓部材５２の消耗を抑えつつ窓部材５２の表面からの酸素放出を抑制して、酸素濃度を低く維持することができる。
【0050】
処理空間５９は、窒化処理部５０において、回転テーブル３１と内壁部５１１とで囲われて形成される。この処理空間５９を回転テーブル３１によって循環搬送されるワーク１０が繰り返し通過することで窒化処理が行われる。
【0051】
アンテナ５３は、コイル状に巻回された導電体であり、窓部材５２によってチャンバ２０内の処理空間５９とは隔離されたカバー部５１２の内部空間に配置され、交流電流が流されることで電界を発生させる。アンテナ５３から発生させた電界が窓部材５２を介して処理空間５９に効率的に導入されるように、アンテナ５３は窓部材５２の近傍に配置されることが望ましい。アンテナ５３には、高周波電圧を印加するＲＦ電源５４が接続されている。ＲＦ電源５４の出力側には整合回路であるマッチングボックス５５が直列に接続されている。マッチングボックス５５は、入力側及び出力側のインピーダンスを整合させることで、プラズマの放電を安定化させる。
【0052】
プロセスガス導入部５８は、図２に示すように、処理空間５９に窒素ガスを含むプロセスガスＧ２を導入する。プロセスガス導入部５８は、図示しないボンベ等のプロセスガスＧ２の供給源と、配管５７、ガス導入口５６を有する。配管５７は、プロセスガスＧ２の供給源に接続されて、チャンバ２０を気密に封止しつつ貫通してチャンバ２０の内部に延び、その端部がガス導入口５６として開口している。
【0053】
ガス導入口５６は、窓部材５２と回転テーブル３１との間の処理空間５９に開口し、プロセスガスＧ２を導入する。プロセスガスＧ２としては、希ガスが採用でき、アルゴンガス、窒素ガス等が好適である。また、例えば、プロセスガスＧ２は、処理空間５９内の圧力が、５Ｐａに維持される供給量で供給されることが好ましい。
【0054】
内壁部５１１によって、窒化処理部５０により窒化処理が行われる処理空間５９が仕切られる。つまり、窒化処理部５０は、チャンバ２０よりも小さく、処理空間４１と離隔した処理空間５９を有している。チャンバ２０よりも小さい空間に仕切られた処理空間５９における圧力を調整すれば良いため、圧力調整を容易に行うことができ、プラズマの放電を安定化させることができる。
【0055】
このような窒化処理部５０では、ＲＦ電源５４からアンテナ５３に高周波電圧が印加される。これにより、アンテナ５３に高周波電流が流れ、電磁誘導による電界が発生する。電界は、窓部材５２を介して、処理空間５９に発生し、プロセスガスＧ２に誘導結合プラズマが発生する。このとき、窒素原子を含む窒素の化学種が発生し、ワーク１０上の膜に衝突することにより、膜を構成する原子と結合する。その結果、ワーク上の膜は窒化され、化合物膜として窒化膜が形成される。
【0056】
このように、窒化処理部５０は、窒素ガスをプラズマ化して窒素原子を含む化学種を生成し、ワーク１０上に形成された膜と化学反応させることで、化合物膜を生成する機能を有する。窒化処理部５０では、プラズマ密度の高い誘導結合プラズマを利用することで、当該プラズマ中の化学種と成膜部４０によってワーク１０上に形成された膜とを効率的に化学反応させることで化合物膜を生成することが可能である。
【0057】
［排気空間］
少なくとも１つの処理部ＰＵに内壁部５１１は設けられており、排気空間６０は、その内壁部５１１の周囲を、間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口６１ａを有する外壁部６１と、内壁部５１１との２重壁によって形成され、開口６１ａと反対側が塞がれた空間である。このように、内壁部５１１の外周に設けられる排気空間６０に、処理空間５９から内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間を介して漏れ出たプロセスガスＧ２が流入する。
少なくとも１つの処理部ＰＵに内壁部５１１は設けられており、排気空間６０は、その内壁部５１１の周囲を、間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口６１ａを有する外壁部６１と、内壁部５１１との２重壁によって形成され、開口６１ａと反対側が塞がれた空間である。このように、内壁部５１１の外周に設けられる排気空間６０に、処理空間５９から内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間を介して漏れ出たプロセスガスＧ２が流入する。
【0058】
外壁部６１は、平面視で、内壁部５１１を覆うＵ字形の板状体である（図１参照）。外壁部６１は、内壁部５１１の回転軸３３側の面（側面２０ｃと反対側）に沿うように曲がっていて、外壁部６１の両側端が、チャンバ２０の側面２０ｃに接している。外壁部６１の両側端とは、Ｕ字形の両端、つまりＵ字における開いた側の二つの端部である。その端部の鉛直方向、つまり回転テーブル３１の回転平面に直交する方向（回転軸３３と平行な方向）の端面である。
【0059】
また、外壁部６１は、側面視で、内壁部５１１を覆う（図２参照）。外壁部６１は、その開口６１ａ側の端部が、内壁部５１１の開口５１１ａ側の端部と同じ高さ位置か、または覆う高さ位置となっている。外壁部６１の開口６１ａと反対側は、回転テーブル３１の回転平面と平行な板によって塞がれている。但し、外壁部６１の上部がチャンバ２０の天面２０ａによって塞がれていても良い。
【0060】
上記のように、内壁部５１１の周囲の空間を、外壁部６１で間隔を空けて覆うことで区画して、排気空間６０を形成している。また、内壁部５１１の一部を、チャンバ２０の側面２０ｃに接するようにしている。この接触部分により、排気空間６０は、平面視で内壁部５１１の全周に対して仕切られる。このことにより、排気空間６０には、平面視で内壁部５１１の全周に対してプロセスガスＧ２が循環しない両端が形成される。より具体的には、内壁部５１１の周囲に、水平断面がＵ字形の排気空間６０が形成され、チャンバ２０の側面２０ｃが排気空間６０の両端となる。
【0061】
この図２に示す内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との間隔ｄ１、外壁部６１の開口６１ａと回転テーブル３１との間隔ｄ２は、回転テーブル３１の回転を阻害しない間隔である。また、外壁部６１の回転テーブル３１に向かう端部は、内壁部５１１の回転テーブル３１に向かう端部よりも、回転テーブル３１に近い。つまり、外壁部６１の下端（開口６１ａ）の方が、内壁部５１１の下端（開口５１１ａ）よりも回転テーブル３１に近い位置に設けられている。なお、これには限定されず、間隔ｄ１と間隔ｄ２を等しくしても良い。
【0062】
図４（Ａ）に示すように、排気空間６０には、排気口６２が設けられている。排気口６２は、排気空間６０に連通し、内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間から漏れ出すプロセスガスＧ２を吸引して、チャンバ２０外に排気する排気装置６３に接続されている。排気装置６３としては、例えば、タービン型の翼をもつ動翼と固定翼とを備え、動翼を高速回転させることにより気流を生じさせるターボポンプを用いることができる。排気口６２は複数設けられている。本実施形態の排気口６２は、排気空間６０の両端に対応するチャンバ２０の側面２０ｃの双方に形成されている。排気量は、例えば、３００Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。２つの排気装置６３を用いる場合には、それぞれが１５０Ｌ／ｍｉｎ以上であれば良い。
【0063】
［表面処理部］
表面処理部７０は、回転テーブル３１により循環搬送中のワーク１０の表面及び成膜部４０により堆積された膜の表面を処理する。表面処理部７０が行う処理は、成膜部４０により膜を堆積する前のワーク１０の表面に対する酸化膜除去、又は、ワーク上の形成途中の膜の表面の平坦化である。ワーク１０上の形成途中の膜とは、ワーク１０上に形成する所望の膜厚の膜に至るまでの膜である。
表面処理部７０は、回転テーブル３１により循環搬送中のワーク１０の表面及び成膜部４０により堆積された膜の表面を処理する。表面処理部７０が行う処理は、成膜部４０により膜を堆積する前のワーク１０の表面に対する酸化膜除去、又は、ワーク上の形成途中の膜の表面の平坦化である。ワーク１０上の形成途中の膜とは、ワーク１０上に形成する所望の膜厚の膜に至るまでの膜である。
【0064】
具体的には、窒化処理部５０による処理が行われたワーク１０上の化合物膜、又は、成膜部４０により形成されたワーク１０上の膜である。換言すれば、搬送部３０は、ワーク１０が成膜部４０と窒化処理部５０と表面処理部７０を通過するようにワーク１０を循環搬送することにより、表面処理部７０が、窒化処理部５０による処理が行われたワーク１０上の化合物膜にイオンを照射する。あるいは、各部４０、５０、７０の搬送部３０による搬送方向において、成膜部４０、表面処理部７０、窒化処理部５０の順で配置されている場合には、搬送部３０は、ワーク１０が成膜部４０と表面処理部７０と窒化処理部５０を通過するようにワーク１０を循環搬送することにより、表面処理部７０が、成膜部４０により形成されたワーク１０上の膜にイオンを照射する。
【0065】
表面処理部７０は、成膜部４０及び窒化処理部５０が配置される区画以外の区画に配置されている。この表面処理部７０は、筒形電極７１、シールド７２、プロセスガス導入部７５及びＲＦ電源７６とで構成されるプラズマ発生器Ｐ３を備える。
【0066】
表面処理部７０は、図１及び図３に示すように、チャンバ２０の上部から内部にかけて設けられた箱型の筒形電極７１を備えている。筒形電極７１の形状は特に限定されないが、本実施形態では、平面視で略扇形となっている。筒形電極７１は底部に開口部７１ａを有している。開口部７１ａの外縁、すなわち筒形電極７１の下端は、回転テーブル３１上のワーク１０の上面に対して、わずかな隙間を介して対向している。
【0067】
筒形電極７１は、角筒状であり、一端に開口部７１ａを有し、他端は閉塞されている。筒形電極７１は、開口部７１ａを有する一端が回転テーブル３１に向かうように、チャンバ２０の天面２０ａに設けられた開口２１ａに絶縁部材７１ｃを介して取り付けられている。筒形電極７１の側壁はチャンバ２０の内部に延在している。
【0068】
筒形電極７１の、開口部７１ａと反対端には、外方へ張り出すフランジ７１ｂが設けられている。絶縁部材７１ｃが、フランジ７１ｂとチャンバ２０の開口２１ａの周縁との間に固定されることで、チャンバ２０の内部を気密に保っている。絶縁部材７１ｃは絶縁性があればよく、特定の材料に限定されないが、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の材料から構成することができる。
【0069】
筒形電極７１の開口部７１ａは、回転テーブル３１の搬送経路Ｌと向かい合う位置に配置される。回転テーブル３１は、搬送部３０として、ワーク１０を搭載したトレイ１１を搬送して開口部７１ａに対向する位置を通過させる。なお、筒形電極７１の開口部７１aは、平面視で、トレイ１１に搭載されたワーク１０が収まる大きさである。
【0070】
上述したように、筒形電極７１はチャンバ２０の開口２１ａを貫通し、一部がチャンバ２０の外部に露出している。この筒形電極７１におけるチャンバ２０の外部に露出した部分は、図３に示すように、ハウジング７１ｄに覆われている。ハウジング７１ｄによってチャンバ２０の内部の空間が気密に保たれる。筒形電極７１のチャンバ２０の内部に位置する部分、すなわち筒形電極７１の側壁の周囲は、シールド７２によって覆われている。
【0071】
シールド７２は、筒形電極７１と同軸の扇形の角筒であり、筒形電極７１よりも大きい。シールド７２はチャンバ２０に接続されている。具体的には、シールド７２はチャンバ２０の開口２１ａの縁から立設し、チャンバ２０の内部に向かって延びた端部は、筒形電極７１の開口部７１ａと同じ高さに位置する。シールド７２は、チャンバ２０と同様にカソードとして作用するので、電気抵抗の少ない導電性の金属部材で構成すると良い。シールド７２はチャンバ２０と一体的に成型しても良く、あるいはチャンバ２０に固定金具等を用いて取り付けても良い。
【0072】
シールド７２は筒形電極７１内でプラズマを安定して発生させるために設けられている。シールド７２の各側壁は、筒形電極７１の各側壁と所定の隙間を介して略平行に延びるように設けられる。隙間が大きくなりすぎると静電容量が小さくなったり、筒形電極７１内で発生したプラズマが隙間に入り込んだりしてしまうため、隙間はできるだけ小さいことが望ましい。ただし、隙間が小さくなり過ぎても、筒形電極７１とシールド７２との間の静電容量が大きくなってしまうため好ましくない。隙間の大きさは、プラズマの発生に必要とされる静電容量に応じて適宜設定すると良い。なお、図３は、シールド７２及び筒形電極７１の半径方向に延びる２つの側壁面しか図示していないが、シールド７２及び筒形電極７１の周方向に延びる２つの側壁面の間も、半径方向の側壁面と同じ大きさの隙間が設けられている。
【0073】
また、筒形電極７１にはプロセスガス導入部７５が接続されている。プロセスガス導入部７５は、配管の他、図示しないプロセスガスＧ３のガス供給源、ポンプ、バルブ等を有する。このプロセスガス導入部７５によって、筒形電極７１内にプロセスガスＧ３が導入される。プロセスガスＧ３は、処理の目的によって適宜変更可能である。例えば、プロセスガスＧ３は、アルゴンガスなどの不活性ガス、酸素ガス若しくは窒素ガス、又は、アルゴンガスに加えて酸素ガス若しくは窒素ガスを含んでいても良い。
【0074】
筒形電極７１には、高周波電圧を印加するためのＲＦ電源７６が接続されている。ＲＦ電源７６の出力側には整合回路であるマッチングボックス７７が直列に接続されている。ＲＦ電源７６はチャンバ２０にも接続されている。ＲＦ電源７６から電圧を印加すると、筒形電極７１がアノードとして作用し、チャンバ２０、シールド７２、回転テーブル３１、及びトレイ１１がカソードとして作用する。つまり、逆スパッタのための電極として機能する。このため、上記のように、回転テーブル３１、及びトレイ１１は導電性を有し、電気的に接続されるように接触している。
【0075】
マッチングボックス７７は、入力側及び出力側のインピーダンスを整合させることで、プラズマの放電を安定化させる。なお、チャンバ２０や回転テーブル３１は接地されている。チャンバ２０に接続されるシールド７２も接地される。ＲＦ電源７６及びプロセスガス導入部７５はともに、ハウジング７１ｄに設けられた貫通孔を介して筒形電極７１に接続する。
【0076】
プロセスガス導入部７５から筒形電極７１内にプロセスガスＧ３であるアルゴンガスを導入し、ＲＦ電源７６から筒形電極７１に高周波電圧を印加すると、容量結合プラズマが発生し、アルゴンガスがプラズマ化され、電子、イオン及びラジカル等が発生する。この発生させたプラズマ中のイオンをワーク１０上の形成途中の膜に照射する。
【0077】
すなわち、表面処理部７０は、一端に開口部７１ａが設けられ、内部にプロセスガスＧ３が導入される筒形電極７１と、筒形電極７１に対して高周波電圧を印加するＲＦ電源７６と、を有し、搬送部３０が開口部７１ａの直下にワーク１０を搬送して通過させることで、ワーク１０上に形成された膜に対してイオンを引き込み、イオン照射が行われる。表面処理部７０では、ワーク１０上に形成された膜にイオンを引き込むために、ワーク１０が載置されるトレイ１１と回転テーブル３１に負のバイアス電圧が印加される。
【0078】
表面処理部７０のような筒形電極７１を用いることで、トレイ１１や回転テーブル３１には高周波電圧を印加しなくとも、これらの部材はアース電位のまま、ワーク１０が載置されるトレイ１１と回転テーブル３１に所望の負のバイアス電圧を印加して、成膜された薄膜にイオンを引き込むことが可能となる。これにより、トレイ１１や回転テーブル３１に高周波電圧を印加する構造を追加したり、所望のバイアス電圧を得るために、アノードとなる電極の面積とカソードとなる電極を取り囲む他の部材の面積比を考慮したりする必要がなくなり、装置設計が容易となる。
【0079】
このため、ワーク１０上の形成途中の膜を平坦化するために、ワーク１０を移動させながら成膜とイオン照射を繰り返し行う場合であっても、簡易な構造で、ワーク１０上に形成された膜にイオンを引き込むことができる。
【0080】
筒形電極７１によって、表面処理部７０により表面処理が行われる処理空間７４が仕切られる。筒形電極７１によって、プロセスガスＧ３がチャンバ２０内に拡散することを抑制できる。つまり、表面処理部７０は、チャンバ２０よりも小さく、処理空間４１、５９と離隔した処理空間７４を有している。また、筒形電極７１を表面処理部７０における内壁部５１１とみなすことができる。表面処理部７０に外壁部６１を設ける場合、外壁部６１がシールド７２に接触しないように筒形電極７１の周囲を間隔を空けて覆うようにすればよい。この場合、シールド７２は、外壁部６１と筒形電極７１との間に配置される。チャンバ２０よりも小さい空間に仕切られた処理空間７４における圧力を調整すれば良いため、圧力調整を容易に行うことができ、プラズマの放電を安定化させることができる。なお、上記の成膜部４０、窒化処理部５０、表面処理部７０の並び順及び数は特定のものには限定されない。
【0081】
表面処理部７０は、ワーク１０が載置されるトレイ１１と回転テーブル３１に負のバイアス電圧を印加して、ワーク１０上に形成された膜にイオンを引き込み、薄膜を平坦化する機能を有する。表面処理部７０では、筒形電極７１を利用することで、簡易にワーク１０上に形成された膜にイオンを引き込み、平坦化を行うことが可能である。
【0082】
［移送室］
移送室８０は、ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２を介して、ワーク１０をチャンバ２０に搬入及び搬出するための容器である。移送室８０は、図１に示すように、チャンバ２０に搬入される前のワーク１０が収容される内部空間を有する。移送室８０は、ゲートバルブＧＶ１を介してチャンバ２０に接続されている。移送室８０の内部空間には、図示はしないが、ワーク１０を搭載したトレイ１１をチャンバ２０との間で搬入、搬出するための搬送手段が設けられている。移送室８０は、図示しない真空ポンプ等の排気手段によって減圧されており、搬送手段によってチャンバ２０の真空を維持した状態で、未処理のワーク１０を搭載したトレイ１１をチャンバ２０内に搬入し、処理済みのワーク１０を搭載したトレイ１１を、チャンバ２０から搬出する。
移送室８０は、ゲートバルブＧＶ１、ＧＶ２を介して、ワーク１０をチャンバ２０に搬入及び搬出するための容器である。移送室８０は、図１に示すように、チャンバ２０に搬入される前のワーク１０が収容される内部空間を有する。移送室８０は、ゲートバルブＧＶ１を介してチャンバ２０に接続されている。移送室８０の内部空間には、図示はしないが、ワーク１０を搭載したトレイ１１をチャンバ２０との間で搬入、搬出するための搬送手段が設けられている。移送室８０は、図示しない真空ポンプ等の排気手段によって減圧されており、搬送手段によってチャンバ２０の真空を維持した状態で、未処理のワーク１０を搭載したトレイ１１をチャンバ２０内に搬入し、処理済みのワーク１０を搭載したトレイ１１を、チャンバ２０から搬出する。
【0083】
移送室８０には、ゲートバルブＧＶ２を介して、ロードロック部８１が接続されている。ロードロック部８１は、移送室８０の真空を維持した状態で、図示しない搬送手段によって、外部から未処理のワーク１０を搭載したトレイ１１を、移送室８０内に搬入し、処理済みのワーク１０を搭載したトレイ１１を、移送室８０から搬出する装置である。なお、ロードロック部８１は、図示しない真空ポンプ等の排気手段によって減圧される真空状態と、真空破壊される大気開放状態とが切り替わる。
【0084】
［冷却室］
冷却室９０は、チャンバ２０内から搬出されたワーク１０を冷却する。冷却室９０は、移送室８０に接続された容器を備え、移送室８０から搬出されたトレイ１１に搭載されたワーク１０を冷却する冷却手段を有する。冷却手段としては、例えば、冷却ガスを吹き付ける吹付部を適用できる。冷却ガスは、例えば、スパッタガスＧ１の供給源からのＡｒガスを用いることができる。冷却する温度としては、大気中で搬送可能な温度、例えば、３０℃とすることが好ましい。なお、移送室８０の処理済みワーク１０を搭載したトレイ１１は、図示しない搬送手段によって、冷却室９０に搬入される。
冷却室９０は、チャンバ２０内から搬出されたワーク１０を冷却する。冷却室９０は、移送室８０に接続された容器を備え、移送室８０から搬出されたトレイ１１に搭載されたワーク１０を冷却する冷却手段を有する。冷却手段としては、例えば、冷却ガスを吹き付ける吹付部を適用できる。冷却ガスは、例えば、スパッタガスＧ１の供給源からのＡｒガスを用いることができる。冷却する温度としては、大気中で搬送可能な温度、例えば、３０℃とすることが好ましい。なお、移送室８０の処理済みワーク１０を搭載したトレイ１１は、図示しない搬送手段によって、冷却室９０に搬入される。
【0085】
［制御装置］
制御装置１００は、排気部２３、スパッタガス導入部４９、プロセスガス導入部５８、排気装置６３、７３、電源部４６、ＲＦ電源５４、７６、モータ３２、排気装置６３、移送室８０、ロードロック部８１、冷却室９０など、成膜装置１を構成する各種要素を制御する。この制御装置１００は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理装置であり、制御内容を記述したプログラムが記憶されている。
制御装置１００は、排気部２３、スパッタガス導入部４９、プロセスガス導入部５８、排気装置６３、７３、電源部４６、ＲＦ電源５４、７６、モータ３２、排気装置６３、移送室８０、ロードロック部８１、冷却室９０など、成膜装置１を構成する各種要素を制御する。この制御装置１００は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理装置であり、制御内容を記述したプログラムが記憶されている。
【0086】
具体的に制御される内容としては、成膜装置１の初期排気圧力、ターゲット４２、アンテナ５３及び筒形電極７１への印加電力、スパッタガスＧ１、プロセスガスＧ２、Ｇ３の流量、導入時間、排気流量及び排気時間、成膜時間、表面処理時間、モータ３２の回転速度、冷却温度、冷却時間などが挙げられる。これにより、制御装置１００は、多種多様な成膜仕様に対応可能である。
【0087】
［動作］
次に、制御装置１００により制御される成膜装置１の動作を説明する。なお、以下のように、成膜装置１により成膜を行う成膜方法も、本発明の一態様である。図５は、本実施形態の成膜装置１による成膜処理のフローチャートである。この成膜処理は、ワーク１０の上に、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜を交互に積層し、さらにＧａＮ層を形成する処理である。シリコンウェーハやサファイヤ基板は、ＧａＮとの結晶格子が異なるため、直接ＧａＮの膜を形成した場合、ＧａＮの結晶性が低下するという問題がある。このような結晶格子の不整合を解消するため、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜を交互に積層することにより、バッファ層を形成し、このバッファ層の上にＧａＮ層を形成する。これは、例えば、横型のＭＯＳＦＥＴやＬＥＤの製造において、シリコンウェーハの上にバッファ層を介して、ＧａＮ層を形成する場合に用いることができる。
次に、制御装置１００により制御される成膜装置１の動作を説明する。なお、以下のように、成膜装置１により成膜を行う成膜方法も、本発明の一態様である。図５は、本実施形態の成膜装置１による成膜処理のフローチャートである。この成膜処理は、ワーク１０の上に、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜を交互に積層し、さらにＧａＮ層を形成する処理である。シリコンウェーハやサファイヤ基板は、ＧａＮとの結晶格子が異なるため、直接ＧａＮの膜を形成した場合、ＧａＮの結晶性が低下するという問題がある。このような結晶格子の不整合を解消するため、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜を交互に積層することにより、バッファ層を形成し、このバッファ層の上にＧａＮ層を形成する。これは、例えば、横型のＭＯＳＦＥＴやＬＥＤの製造において、シリコンウェーハの上にバッファ層を介して、ＧａＮ層を形成する場合に用いることができる。
【0088】
まず、チャンバ２０内は、排気部２３によって排気口２１から排気されて、常に所定の圧力まで減圧されている。また、排気とともに、加熱部が加熱を開始し、回転テーブル３１が加熱される（ステップＳ０１）。そして、回転テーブル３１が回転を開始することによって、加熱された回転テーブル３１からの輻射によってチャンバ２０内全体が加熱される。排気とともに加熱することにより、チャンバ２０内の水分子や酸素分子などの残留気体の脱離が促進される。これにより、成膜時に残留気体が不純物として混入しにくくなり、膜の結晶性が向上する。Ｑ－Ｍａｓｓなどのガス分析装置によってチャンバ２０内の酸素濃度が所定値以下になったことを検出した後、回転テーブル３１の回転を停止する。
【0089】
ワーク１０を搭載したトレイ１１が、搬送手段によって、ロードロック部８１、ゲートバルブＧＶ２を介して移送室８０に搬入され、ゲートバルブＧＶ１を介してチャンバ２０内に順次搬入される（ステップＳ０２）。このステップＳ０２においては、回転テーブル３１は、空の保持領域ＨＡを、順次、移送室８０からの搬入箇所に移動させる。保持領域ＨＡは、搬送手段により搬入されたトレイ１１を、それぞれ個別に保持する。このようにして、ワーク１０を搭載したトレイ１１が、回転テーブル３１上の全ての保持領域ＨＡに載置される。
【0090】
再び回転テーブル３１が回転を開始するとともに、ワーク１０が加熱部によって加熱され、表面処理部７０によってワーク１０の表面の酸化膜が除去される（ステップＳ０３）。つまり、回転テーブル３１の回転によってワーク１０は、表面処理部７０の下を繰り返し通過する。表面処理部７０では、プロセスガス導入部７５から筒形電極７１内にプロセスガスＧ３を導入し、ＲＦ電源７６から筒形電極７１に高周波電圧を印加する。高周波電圧の印加によってプロセスガスＧ３がプラズマ化され、プラズマ中のイオンが開口部７１ａの下を通過するワーク１０の表面に衝突することで、酸化膜が除去される。
【0091】
そして、成膜部４０Ｂと窒化処理部５０によるＡｌＮ膜の成膜と、成膜部４０Ａと窒化処理部５０によるＧａＮ膜の成膜とを交互に繰り返し行うことによるバッファ層の形成を行う。
【0092】
まず、成膜部４０Ｂと窒化処理部５０でワーク１０上にＡｌＮ膜を成膜する（ステップＳ０４）。即ち、成膜部４０Ｂにおいて、スパッタガス導入部４９が、ガス導入口４７を通じてスパッタガスＧ１を供給する。スパッタガスＧ１は、Ａｌから構成されたターゲット４２の周囲に供給される。電源部４６はターゲット４２に電圧を印加する。これにより、スパッタガスＧ１をプラズマ化させる。プラズマにより発生したイオンは、ターゲット４２に衝突してＡｌ原子を含むスパッタ粒子を叩き出す。
【0093】
未処理のワーク１０には、成膜部４０Ｂを通過する際に、表面にＡｌ原子を含むスパッタ粒子が堆積した薄膜が形成される。本実施形態では、成膜部４０Ｂを一回通過する毎に、Ａｌ原子１～２個レベルの薄い膜厚で堆積させる。
【0094】
回転テーブル３１の回転により成膜部４０Ｂを通過したワーク１０は、窒化処理部５０を通過し、その過程で薄膜のＡｌ原子が窒化される。即ち、窒化処理部５０において、プロセスガス導入部５８が、ガス導入口５６を通じて窒素ガスを含むプロセスガスＧ２を窓部材５２と回転テーブル３１に挟まれた処理空間５９に供給する。同時に、排気装置６３が排気空間６０の排気を開始する。処理空間５９内は、プロセスガスＧ２の供給によって、所定の圧力（例えば、５Ｐａ）の窒素雰囲気が形成される。処理空間５９から、内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間を介して漏れ出たプロセスガスＧ２は、排気装置６３によって排気空間６０に吸引されて流入し、排気口６２から排気される。これにより、チャンバ２０内にプロセスガスＧ２が流出して成膜部４０、表面処理部７０に流入することが防止される。
【0095】
ＲＦ電源５４はアンテナ５３に高周波電圧を印加する。高周波電圧の印加により高周波電流が流れたアンテナ５３が発生させた電界は、窓部材５２を介して、処理空間５９に及ぶ。そして、この電界により、この空間に供給された窒素ガスを含むプロセスガスＧ２を励起させてプラズマを発生させる。プラズマによって発生した窒素の化学種は、ワーク１０上のＡｌの薄膜に衝突することにより、Ａｌ原子と結合し、窒化されたＡｌＮ膜が形成される。
【0096】
回転テーブル３１の回転により窒化処理部５０を通過し、ＡｌＮ膜が成膜されたワーク１０は、表面処理部７０に向かい、表面処理部７０にてＡｌＮ膜にイオンが照射される（ステップＳ０５）。すなわち、表面処理部７０において、プロセスガス導入部７５が、配管を通じてアルゴンガスを含むプロセスガスＧ３を、筒形電極７１と回転テーブル３１に囲まれた筒形電極７１内の処理空間７４に供給する。ＲＦ電源７６により筒形電極７１に電圧を印加すると、筒形電極７１がアノードとして作用し、チャンバ２０、シールド７２、回転テーブル３１、及びトレイ１１がカソードとして作用し、筒形電極７１内の空間に供給されたプロセスガスＧ３を励起させてプラズマを発生させる。更にプラズマによって発生したアルゴンイオンは、ワーク１０上に成膜されたＡｌＮ膜に衝突することにより、当該膜における疎の部分に粒子を移動させて、膜表面を平らにする。
【0097】
このように、ステップＳ０４～Ｓ０５では、稼働している成膜部４０Ｂの処理空間４１をワーク１０が通過することで成膜処理が行われ、稼働している窒化処理部５０の処理空間５９をワーク１０が通過することで窒化処理が行われる。そして、稼働している表面処理部７０の筒形電極７１内の空間をワーク１０が通過することで、ワーク１０上に形成されたＡｌＮ膜が平坦化される。なお、「稼働している」とは、各部４０、５０、７０の処理空間においてプラズマを発生させるプラズマ生成動作が行われていることと同義とする。
【0098】
回転テーブル３１は、所定の厚みのＡｌＮ膜がワーク１０上に成膜されるまで、即ちシミュレーションや実験などで予め得られた所定の時間が経過するまで、回転を継続する（ステップＳ０６ Ｎо）。換言すると、所定の厚みのＡｌＮ膜が成膜されるまでの間、ワーク１０は成膜部４０と窒化処理部５０とを循環し続ける。なお、Ａｌを原子レベルの膜厚で堆積させる毎に窒化を行うことが好ましいので、成膜と窒化のバランスをとるため、回転テーブル３１の回転速度は、５０～６０ｒｐｍの比較的遅い速度とする。
【0099】
所定の時間が経過したら（ステップＳ０６ Ｙｅｓ）、ＧａＮ膜の成膜と窒化処理に移る。具体的には、まず、電源部４６によるターゲット４２への電圧印加を停止して、成膜部４０Ｂの稼働を停止させる。
【0100】
次に、成膜部４０Ａと窒化処理部５０でワーク１０上にＧａＮ膜を成膜する（ステップＳ０７）。そして、ＧａＮ膜の平坦化を行う（ステップＳ０８）。即ち、成膜部４０Ａにおいて、スパッタガス導入部４９によるＧａとＧａＮから構成されたターゲット４２の周囲へのスパッタガスＧ１の供給、電源部４６によるターゲット４２への電圧の印加により、スパッタガスＧ１をプラズマ化させる。プラズマにより発生したイオンは、ターゲット４２に衝突してＧａ原子を含むスパッタ粒子を叩き出す。
【0101】
これによりＡｌＮ膜の表面に、Ｇａ原子を含むスパッタ粒子が堆積した薄膜が形成される。本実施形態では、成膜部４０Ａを一回通過する毎に、Ｇａ原子１～２個レベルの薄い膜厚で堆積させる。
【0102】
回転テーブル３１の回転により成膜部４０Ａを通過したワーク１０は、窒化処理部５０を通過し、その過程で薄膜のＧａ原子が窒化される。即ち、窒化処理部５０において、プロセスガス導入部５８が、ガス導入口５６を通じて窒素ガスを含むプロセスガスＧ２を窓部材５２と回転テーブル３１に挟まれた処理空間５９に供給して、処理空間５９内を所定の圧力の窒素雰囲気とする。同時に、排気装置６３が排気空間６０の排気を開始する。内壁部５１１と回転テーブル３１との隙間を介して、処理空間５９から流出したプロセスガスＧ２は、排気空間６０に吸引されて流入し、排気装置６３によって排気口６２から排気される。これにより、チャンバ２０内にプロセスガスＧ２が流出して、成膜部４０、表面処理部７０に流入することが防止される。
【0103】
高周波電圧の印加により高周波電流が流れたアンテナ５３が発生させた電界は、窓部材５２を介して、処理空間５９に発生する。そして、この電界により、この空間に供給された窒素ガスを含むプロセスガスＧ２を励起させてプラズマを発生させる。プラズマによって発生した窒素の化学種は、ワーク１０上のスパッタ成膜された窒素が欠乏しているＧａＮ（不窒化状態）の薄膜に衝突することにより、Ｇａ原子と結合し、十分に窒化されたＧａＮ膜が形成される。
【0104】
回転テーブル３１の回転により窒化処理部５０を通過し、ＧａＮ膜が成膜されたワーク１０は、表面処理部７０に向かい、表面処理部７０にてＧａＮ膜にイオンが照射される（ステップＳ０８）。ワーク１０上に成膜されたＧａＮ膜にイオンが衝突することにより、当該膜における疎の部分に粒子を移動させて、膜表面を平らにする。
【0105】
このように、ステップＳ０７～Ｓ０８では、稼働している成膜部４０Ａの処理空間４１をワーク１０が通過することでＧａを含む膜の成膜処理が行われ、稼働している窒化処理部５０の処理空間５９をワーク１０が通過することで窒化処理が行われてＧａＮ膜が形成される。そして、稼働している表面処理部７０の筒形電極７１内の空間をワーク１０が通過することで、ワーク１０上に形成されたＧａＮ膜が平坦化される。
【0106】
回転テーブル３１は、所定の厚みのＧａＮ膜がワーク１０上に成膜される時間として、シミュレーションや実験により得られた時間が経過したら、Ａｌ膜とＧａＮ膜を積層するため、再びＡｌ膜の成膜に移る。すなわち、所定の時間が経過したら（ステップＳ０９ Ｙｅｓ）、電源部４６によるターゲット４２への電圧印加を停止して、成膜部４０Ａの稼働を停止させる。
【0107】
以上のようなＡｌＮ膜とＧａＮ膜の形成を、所定の積層数に達するまで繰り返す（ステップＳ１０ Ｎо）。所定の積層数に達した場合には（ステップＳ１０ Ｙｅｓ）バッファ層の形成を終了する。
【0108】
さらに、バッファ層に重ねて、ＧａＮ層を形成する（ステップＳ１１）。このＧａＮ層の形成は、上記のバッファ層におけるＧａＮ膜の形成と同様に行われる。但し、ＧａＮ層として設定された所定の厚みとなる時間で成膜を行う。
【0109】
以上のようなバッファ層、ＧａＮ層の形成後、成膜されたワーク１０が載せられたトレイ１１を、搬送手段によって、移送室８０を介して冷却室９０に搬入し、ワーク１０を所定の温度まで冷却した後、ロードロック部８１から排出する（ステップＳ１２）。
【0110】
なお、上記の説明では、窒化処理部５０や表面処理部７０は、バッファ層の成膜中（ステップＳ０４～Ｓ１１）の間は継続して稼働させるようにしているが、ステップＳ０４～Ｓ１１の各ステップが終わるごとに、窒化処理部５０や表面処理部７０の稼働を停止させても良い。この場合は、成膜部４０Ｂ、成膜部４０Ａの稼働停止後に、窒化処理部５０の稼働を停止させる。これにより、ワーク１０に成膜された膜表面も十分な窒化を行うことができ、窒素欠陥のないＡｌＮ膜、ＧａＮ膜を得ることができる。
【0111】
［効果］
（１）実施形態の成膜装置１は、内部を真空とすることが可能なチャンバ２０と、チャンバ２０内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路Ｌに沿ってワーク１０を循環搬送する回転テーブル３１と、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０に対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部ＰＵと、少なくとも１つの処理部ＰＵに設けられ、反応ガスが導入されてプラズマ処理が行われる処理空間４１を画成し、回転テーブル３１に非接触で対向する開口５１１ａを有する内壁部５１１と、内壁部５１１の周囲を間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口６１ａを有し、開口６１ａと反対側が塞がれた排気空間６０を形成する外壁部６１と、排気空間６０に連通し、内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間から漏れ出す反応ガスを吸引して、チャンバ２０外に排気する排気装置６３に接続された排気口６２とを有する。
（１）実施形態の成膜装置１は、内部を真空とすることが可能なチャンバ２０と、チャンバ２０内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路Ｌに沿ってワーク１０を循環搬送する回転テーブル３１と、回転テーブル３１により搬送されるワーク１０に対して、導入された反応ガスをプラズマ化することによりプラズマ処理を行う複数の処理部ＰＵと、少なくとも１つの処理部ＰＵに設けられ、反応ガスが導入されてプラズマ処理が行われる処理空間４１を画成し、回転テーブル３１に非接触で対向する開口５１１ａを有する内壁部５１１と、内壁部５１１の周囲を間隔を空けて覆い、回転テーブル３１に非接触で対向する開口６１ａを有し、開口６１ａと反対側が塞がれた排気空間６０を形成する外壁部６１と、排気空間６０に連通し、内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との隙間から漏れ出す反応ガスを吸引して、チャンバ２０外に排気する排気装置６３に接続された排気口６２とを有する。
【0112】
また、少なくとも１つの処理部ＰＵは、ワーク１０に、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部４０であり、外壁部６１の両側端がチャンバ２０の側面２０ｃに接し、内壁部５１１の外周の一部とチャンバ２０の側面２０ｃとの間が仕切られることにより、排気空間６０には、反応ガスが循環しない両端が形成されている。
【0113】
このように、内壁部５１１と、これを覆う外壁部６１との二重の壁の間に、内壁部５１１に沿う排気空間６０が形成されるため、内壁部５１１と回転テーブル３１との間から漏れ出た反応ガスを、排気装置６３によって外壁部６１の開口６１ａと回転テーブル３１との間を介して排気空間６０に即座に吸引して流入させて、排気口６２から排気することができる。つまり、内壁部５１１の開口５１１ａから漏れ出す反応ガスを、内壁部５１１のほぼ全周から吸引して排気することで、反応ガスがチャンバ２０内に流出することを抑制できる。従って、チャンバ２０内における他の処理部ＰＵへの反応ガスの混入を防止できる。特に、排気空間６０に、反応ガスが循環しない両端を構成することで、排気装置６３により排気する領域を狭い範囲に抑えることができ、両端が連通している場合に比べて、排気効率が良い。
【0114】
また、図２に示す内壁部５１１の開口５１１ａと回転テーブル３１との間隔ｄ１、外壁部６１の開口６１ａと回転テーブル３１との間隔ｄ２を開け過ぎると、処理空間５９内に必要とされる量（圧力）のプロセスガスＧ２を、処理空間５９内に留めておくことができない。反対に、間隔ｄ１、ｄ２を狭めすぎると、外壁部６１の回転テーブル３１に向かう端部と回転テーブル３１が接触し、回転テーブル３１の循環搬送を妨げることになる。このため、間隔ｄ１、ｄ２は、処理空間５９に供給されたプロセスガスＧ２を、処理空間５９内で、所定の圧力（例えば、５Ｐａ）に維持しつつ、回転テーブル３１の回転を阻害しない間隔である。内壁部５１１から漏れ出たプロセスガスG２は、隣接する排気空間６０に吸引されるので、外壁部６１の外側には漏れない。つまり、内圧を所定の圧力に維持するようにプロセスガスＧ２を供給することと、プロセスガスＧ２を吸引することとをバランスして設定すればよく、間隔ｄ１、ｄ２は、接触しない余裕を持った間隔とすることができる。
【0115】
なお、この間隔ｄ１、ｄ２は、内壁部５１１、外壁部６１の全周に亘る回転テーブル３１との間隔である。また、本実施形態では、回転テーブル３１とワーク１０とが面一であるため、内壁部５１１及び外壁部６１と回転テーブル３１との距離は、内壁部５１１及び外壁部６１とワーク１０との距離と同義である。ワーク１０が回転テーブル３１よりも突出している場合には、上記の距離は、ワーク１０との距離となる。
【0116】
（２）外壁部６１の回転テーブル３１に向かう端部は、内壁部５１１の回転テーブル３１に向かう端部よりも、回転テーブル３１に近い。このため、内壁部５１１と回転テーブル３１との間から漏れた反応ガスが排気空間６０に流入し易くなるとともに、外壁部６１によって遮られて、外部への漏れが防止される。また、回転テーブル３１が熱により変形しても、外壁部６１の外への反応ガスの漏れが防止される。
【0117】
より具体的には、図２に示すように、間隔ｄ１よりも、間隔ｄ２が狭い。例えば、間隔ｄ１は１０ｍｍ以下、間隔ｄ２は５ｍｍ以下として、両者の差を５ｍｍ～１ｍｍとすることが好ましい。間隔ｄ２が、間隔ｄ１よりも狭い場合、間隔ｄ２を反応ガスが通過する際のコンダクタンスが間隔ｄ１を反応ガスが通過する際のコンダクタンスより小さい。このため、ｄ１＞ｄ２であれば、反応ガスが外壁部より漏れにくくなる。したがって、反応ガスの吸引を弱くすることができる。これは、内圧を所定の圧力に維持するための供給ガス量を少なくすることにつながる。すなわち消費ガス量を少なくすることができる。
【0118】
（３）排気口６２は、複数設けられている。このため、複数個所からの排気により高速に排気できる。
【0119】
（４）排気口６２は、チャンバ２０の側面２０ｃに設けられている。このため、処理部ＰＵ内の部材や回転テーブル３１に邪魔されることなく、短い経路で排気できる。
【0120】
（５）排気口６２は、水平断面形状がＵ字型に形成される排気空間６０の両端の双方に設けられている。このため、排気空間６０の全体を両端から高速に排気できる。
【0121】
（６）成膜部４０の少なくとも１つは、ＧａＮを含む成膜材料から成るターゲット４２を有し、処理部ＰＵの少なくとも１つは、処理空間に導入される窒素を含む反応ガスをプラズマ化することにより、成膜部４０によって堆積された前記成膜材料の粒子を窒化させる窒化処理部５０である。
【0122】
このため、窒化処理部５０において窒化処理を行うために、窒素を含むプロセスガスＧ２を供給することにより、窒化処理部５０内のプロセスガスＧ２の圧力が高くなっても、処理空間５９から内壁部５１１と回転テーブル３１との間を介して漏れたプロセスガスＧ２は、排気空間６０に吸引されて、排気口６２から排気される。これにより、プロセスガスＧ２が成膜部４０に流入してターゲット４２の表面が窒化して絶縁物となり、放電によるプラズマの生成が阻害されることが防止される。また、処理空間５９から直接排気するのではなく、処理空間５９の外周の排気空間６０から排気させるので、処理空間５９の圧力を維持し易い。
【0123】
［変形例］
本発明は、上記の実施形態には限定されない。上記の実施形態と基本的な構成は同様として、以下のような変形例も適用可能である。
本発明は、上記の実施形態には限定されない。上記の実施形態と基本的な構成は同様として、以下のような変形例も適用可能である。
【0124】
（１）図６に示すように、外壁部６１に、複数の通気口６１ｂが設けられ、外壁部６１の周囲に、通気口６１ｂを覆うバッファ流路６４が設けられていても良い。排気口６２は、バッファ流路６４に設けられている。バッファ流路６４は、図６（Ａ）に示すように、封止部６４ａを介して排気口６２と気密に接続される。排気口６２がバッファ流路６４に設けられていることにより、排気口６２から排気装置６３が、バッファ流路６４を排気するとともに、バッファ流路６４と通気口６１ｂを介して連通している排気空間６０を排気できる。そのため、外壁部６１の外周から均一にプロセスガスＧ２を排出させることができる。
【0125】
ここで、バッファ流路６４が無い場合の排気空間６０内の排気口６２に近い領域Ａ１と、排気空間６０内の排気口６２と遠い領域Ａ２について比較する。図８に示すように、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２は、すぐに排気装置６３によってチャンバ２０外に排気される。それに対して、内壁部５１１から排気口６２と遠い領域Ａ２へ漏れ出したプロセスガスＧ２は、排気空間６０内を流れて排気口６２に近い領域Ａ１に辿り着く。そのため、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２の方が、遠い領域A２へ漏れ出したプロセスガスＧ２よりも、排気装置６３によって排気されやすい。すると、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布が不均一になるおそれがある。処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布が不均一になるとワーク１０に形成された膜の膜質も不均一になるため好ましくない。
【0126】
図６に示すように、排気口６２がバッファ流路６４に設けられていれば、排気空間６０内のプロセスガスＧ２は通気口６１ｂを介して排気される。そのため、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２が、排気装置６３によって排気されにくくなる。つまり、バッファ流路６４が内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２の排気量を少なくする（和らげる）役割を果たす。その結果、排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２に置いて排気されるプロセスガスＧ２量が等しくなり、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布を均一にすることができる。そのため、ワーク１０に形成された膜の膜質も均一にすることが可能となる。
【0127】
なお、通気口６１ｂは、貫通孔であれば良い。この場合、貫通孔の直径の大きさは、排気口６２に近い領域Ａ１近くでは小さく、排気口６２と遠い領域Ａ２近くでは大きくなるようにすることが好ましい。あるいは、排気口６２と遠い領域Ａ２近くでは、排気口６２に近い領域Ａ１近くに設けられた貫通孔よりも大きな長孔にしても良い。また、貫通孔の形状はスリット状であっても良い。この場合も排気口６２に近い領域Ａ１近くの貫通孔よりも排気口６２と遠い領域Ａ２近くの貫通孔の方が大きくなるように構成されていることが好ましい。また、通気口６１ｂは、１つの貫通孔あるいはスリット状の孔であっても良い。この場合、貫通孔あるいはスリット状の孔は、排気口６２に近い領域Ａ１から排気口６２と遠い領域Ａ２へ向かうにつれて孔径が大きくなるように構成されていることが好ましい。なお、この態様に示すように、排気口６２は、排気空間６０に直接連通している必要はなく、間接的に連通していても良い。
【0128】
例えば、図９に示すように、外壁部６１を覆う第２の外壁部６５が設けられ、外壁部６１を第２の外壁部６５で覆うことで形成されるバッファ空間６６に排気口６２が設けられていても良い。この場合も、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２の排気量を少なくすることができる。特に、成膜部４０に第２の外壁部６５および排気口６２が設けられたバッファ空間６６を設けることが好ましい。窒化処理部５０から漏れ出たプロセスガスＧ２をバッファ空間６６にて排気することができるので、窒化処理部５０から漏れ出たプロセスガスＧ２が成膜部４０内に入り込んでしまうことを抑制できる。
【0129】
なお、成膜部４０に外壁部６１および第２の外壁部６５並びに排気口６２が設けられたバッファ空間６６を設ける場合、図１０（Ａ）に示すように、区切部２２は、平面視で台形状とする。つまり、成膜部４０において区切部２２を内壁部５１１とみなすことができる。図１０（Ｂ）に示すように、窒化処理部５０から漏れ出たプロセスガスＧ２をバッファ空間６６にて排気することができるので、窒化処理部５０から漏れ出たプロセスガスＧ２が成膜部４０内に入り込んでしまうことを抑制できる。なお、区切部２２が図１に示すような方形の壁板で有った場合、外壁部６１を内壁部５１１とみなし、第２の外壁部６５を外壁部６１とみなすことで、排気空間６０を形成することができる。
【0130】
また、図１１（Ｂ）に示すように、内壁部５１１の開口５１１ａと外壁部６１の開口６１ａとによって形成される排気空間６０の開口６０ａに、マスク６８が設けられても良い。マスク６８は、図１１（Ａ）に示すように、複数の貫通孔６８ａを有する。貫通孔６８ａの直径は、排気口６２に近い領域Ａ１から、排気口６２と遠い領域Ａ２に向かって大きくすることが好ましい。このようにすることで、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出したプロセスガスＧ２が、排気装置６３によって排気されにくくなる。その結果、排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２において排気されるプロセスガスＧ２量が等しくなり、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布を均一にすることができる。
【0131】
また、図１２に示すように、外壁部６１は、平面視においてＣ字形状としても良い。上記の実施形態では、図８に示すように、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２との間に、内壁部５１１と外壁部６１との間隔が狭まった領域Ａ３が存在する。間隔が狭まった領域Ａ３が存在すると、領域Ａ３におけるコンダクタンスが小さくなり、排気空間６０内のプロセスガスＧ２が流れにくくなる。図１２に示すように、外壁部６１を平面視においてＣ字形状とすることで、内壁部５１１と外壁部６１との間隔が一定となる。その結果、排気空間６０内にコンダクタンスが小さくなる部分が存在しなくなり、排気空間６０内のプロセスガスＧ２を排気装置６３によってチャンバ２０外に排気しやすくなる。つまり、外壁部６１は、内壁部５１１の形状と同じ形状とすれば良い。
【0132】
なお、図１２で黒く塗りつぶした部分のように、排気口６２の近くに内壁部５１１と外壁部６１との間隔が一定とならない部分が生じる。この場合、排気空間６０の開口６０ａの黒く塗りつぶした部分に対応する部分にマスク６８を設けるようにすれば良い。このようにすることで、排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２において排気されるプロセスガスＧ２量が等しくなり、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布を均一にすることができる。
【0133】
また、内壁部５１１の外形を外壁部６１の外形と同じ形状として内壁部５１１と外壁部６１との間隔が一定となるようにしても良い。例えば、図１３（Ｂ）に示すように、内壁部５１１に内壁部５１１と外壁部６１との間隔が一定となるための仕切板６７ａを設けるようにすれば良い。なお、図１３（Ｂ）では、煩雑になることを避けるため、チャンバ２０、排気口６２、排気装置６３の図示を省略している。内壁部５１１に仕切板６７ａを設けることで、図１３（Ａ）に示すように、内壁部５１１、仕切板６７ａおよびチャンバ２０に囲まれた排気空間６９が形成される。排気空間６９が形成されることで、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１へ漏れ出すプロセスガスＧ２の一部が、排気空間６９に流入する。排気空間６９に流入したプロセスガスＧ２は、その一部が排気空間６０へと流入した後、排気装置６３にてチャンバ２０外へ排気される。したがって、排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２において排気されるプロセスガスＧ２量が等しくなり、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布を均一にすることができる。
【0134】
（２）排気口６２は、排気空間６０の両端の少なくとも一方に設けられていれば良い。例えば、図７（Ａ）に示すように、排気空間６０の一端に、排気口６２を設けても良いし、図７（Ｂ）に示すように、バッファ流路６４の一端に、排気口６２を設けても良い。
【0135】
また、図１４に示すように、窒化処理部５０に隣接する成膜部４０に排気空間６０を設ける場合、区切部２２を内壁部５１１とみなし、区切部２２の周囲を間隔を空けて外壁部６１が覆うようにすればよい。この場合、排気口６２は、窒化処理部５０に近い排気空間６０の一端に設けるようにすれば良い。このようにすることで、プロセスガスＧ２が成膜部４０に混入することをより抑制することができる。もちろん、排気空間６０の両端に排気口６２（排気装置６３）が設けられていても良い。
【0136】
（３）排気空間６０内に仕切板６７が設けられていて複数の区画に分けられ、各区画に排気口６２が設けられていても良い。つまり、図１５（Ａ）に示すように、排気空間６０に少なくとも１つの仕切板６７が設けられ、排気空間６０の連続した領域に、排気口６２が設けられていれば良い。この場合、排気空間６０を２つに分けることができるので、１つの排気口６２に対する排気する空間の体積が小さくなる。その結果、排気空間６０内のプロセスガスＧ２をより排気しやすくなる。なお、仕切板６７は、外壁部６１および／または内壁部５１１に接続されていれば良い。
【0137】
また、図１５（Ｂ）に示すように、排気空間６０内が複数の区画に分けられた場合、排気口６２の位置は、排気空間６０の上部又はチャンバ２０内の外壁部６１の側面であっても良い。このようにすることで、１つの排気口６２（排気装置６３）が排気する空間の体積を小さくすることができるので、排気空間６０内のプロセスガスＧ２をより排気しやすくなる。また、排気口６２と遠い領域Ａ２の近くにも排気口６２が設けられるので、排気口６２に近い領域Ａ１と排気口６２と遠い領域Ａ２において排気されるプロセスガスＧ２量が等しくなり、処理空間５９内のプロセスガスＧ２分布を均一にすることができる。なお、排気装置６３は、排気口６２に直接接続されていなくても良い。排気口６２に接続された配管を介して排気装置６３に接続されていても良い。
【0138】
また、図１６に示すように、排気空間６０の高さが低くても良い。例えば、排気空間６０の天井の高さを排気口６２の開口上部と同じ高さとする。このようにすることで、排気空間６０の体積を小さくすることができるので、排気空間６０内のプロセスガスＧ２を排気口６２（排気装置６３）がより排気しやすくなる。なお、排気空間６０の高さが低い場合、外壁部６１は、内壁部５１１に接続されていれば良い。あるいは、外壁部６１の開口６１ａを下から支持する不図示の部材によって支えるようにしても良い。
【0139】
（４）図１７に示すように、排気空間６０は、搬送経路Ｌの上流側と下流側で開口６０ａの大きさが異なっていても良い。例えば、窒化処理部５０においては、内壁部５１１から漏れ出たプロセスガスＧ２は、回転テーブル３１の回転の影響を受けるため、搬送経路Ｌの上流側よりも下流側の方が排気空間６０から漏れ出るプロセスガスＧ２が多い。そのため、搬送経路Ｌの下流側における排気空間６０の開口（下流側の開口）６０ａ２の大きさを上流側における排気空間６０の開口（上流側の開口）６０ａ１よりも大きくする。下流側の開口６０ａ２を大きくすることで、内壁部５１１から漏れ出たプロセスガスＧ２に対して上昇する方向のコンダクタンスを大きくすることができる。その結果、内壁部５１１から漏れ出たプロセスガスＧ２は、上昇する量が増加し、排気空間６０から漏れにくくなる。したがって、プロセスガスＧ２が成膜部４０に混入することをより抑制することができる。
【0140】
なお、成膜部４０に外壁部６１を設ける場合、窒化処理部５０に隣接する側の排気空間６０の開口６１ａを大きくすることが好ましい。特に、窒化処理部５０よりも搬送経路Ｌの下流側に配置される成膜部４０は、上流側の開口６１ａを大きくすることが好ましい。
【0141】
（５）排気口６２と排気装置６３との間に、反応ガスの排気量を調節するバルブが設けられていても良い。例えば、図１８に示すように、排気口６２と排気装置６３との間にコンダクタンスバルブ６２ａを設けても良い。コンダクタンスバルブ６２ａによって排気空間６０内を排気する量を調節することができる。その結果、内壁部５１１から漏れ出すプロセスガスＧ２の量も調整することができるので、内壁部５１１内の処理空間５９の圧力を調節することができる。特に、コンダクタンスバルブ６２ａによって排気空間６０内を排気する量を減らすことが好ましい。このようにすることで、少ないプロセスガスＧ２流量でも処理空間５９の圧力を維持することができる。
【0142】
また、搬送経路Ｌの上流側のコンダクタンスバルブ６２ａよりも搬送経路Ｌの下流側のコンダクタンスバルブ６２ａの開度を大きくしても良い。このようにすることで、下流側の開口６０ａ２の排気量を増やすことができる。したがって、下流側の開口６０ａ２からプロセスガスＧ２が漏れにくくなる。したがって、プロセスガスＧ２が成膜部４０に混入することをより抑制することができる。
【0143】
この場合、貫通孔６８ａを有するマスク６８あるいは仕切板６７ａを用いて、内壁部５１１から排気口６２に近い領域Ａ１に漏れ出すプロセスガスＧ２の量を少なくすることが好ましい。また、図６に示したバッファ流路あるいはバッファ空間を設けることも好ましい。また、内壁部５１１と外壁部６１との間隔が一定となる構造としても良いし、排気空間６０の高さを低くしても良い。また、排気空間６０の開口６０ａは、搬送経路Ｌの上流側と下流側で大きさが異なっていても良い。
【0144】
（６）上記の態様では、表面処理部７０をチャンバ２０内に設けていたが、チャンバ２０の外に、さらに表面処理部を配置しても良い。この表面処理部は、表面処理部７０と同様に筒形電極７１、ＲＦ電源７６、プロセスガス導入部７５が設けられ、搬入されたワーク１０に対して、静止した状態で酸化膜除去処理を行うことができる。この態様では、チャンバ２０内でのワーク１０への成膜処理中に、チャンバ外で待機中のワーク１０の酸化膜除去処理を行うことができるので、チャンバ２０内での処理時間を短縮化できる。なお、ワーク１０上の形成途中の膜の表面の平坦化を行わない場合、表面処理部７０がチャンバ２０内にない成膜装置１であっても良い。この場合、表面処理部７０がない分、成膜部４０および窒化処理部５０に外壁部６１あるいは外壁部６１にバッファ流路６４ないし第２の外壁部６５を設ける際の設計の自由度が向上する。例えば、装置のフットプリントを増やすこと無く、成膜部４０および窒化処理部５０に外壁部６１あるいは外壁部６１にバッファ流路６４ないし第２の外壁部６５を設けることができる。
【0145】
（７）チャンバ２０内に設ける処理部ＰＵの種類や数は、上記の態様には限定されない。例えば、成膜部４０の種類や数、窒化処理部５０、表面処理部７０の種類や数は、上記の態様には限定されない。成膜部４０を１つ、２つとしても、４つ以上としても良い。窒化処理部５０、表面処理部７０を複数としても良い。また、例えば、成膜部４０を、成膜部４０Ａのみとして、ＧａＮ膜を形成する成膜装置１として構成しても良い。また、上記の成膜部４０に加えて、これと異種のターゲット材による成膜部４０を追加しても、同種のターゲット材料による成膜部４０を追加しても、窒化処理部５０を追加しても良い。窒化処理部５０に代えて、ワーク１０上に成膜された材料を酸化させる酸化処理部を設けても良い。また、成膜室において、使われる成膜材料（ターゲット）は、ＧａＮやＡｌに限らず、例えば、Ｃｕ、Ｓｉ等の所望の成膜材料を採用しても良い。
【0146】
（８）成膜や窒化、表面処理などの各処理を行う処理部ＰＵを、ワーク１０の循環搬送の経路に対してどのような順序で配置するか、つまり処理部ＰＵの並び順も、適用する処理プロセスに応じて適宜決定することができる。
【0147】
（９）上記の態様に加えて、成膜されたＧａＮ膜に対してｎ型またはｐ型不純物（ドーパント）を添加する不純物添加処理部を設けても良い。この場合、循環搬送の経路上に、成膜部、窒化処理部、不純物添加処理部の順に並ぶように配置される。不純物添加処理部は、成膜部４０と同様の構成を備える。
【0148】
このような態様では、ＧａＮ膜の成膜時に、成膜部４０Ａ、窒化処理部５０とともに、ＧａＮ層にＭｇイオンを添加したｐチャネル（ｐ型半導体）を含む層を成膜することができる。また、ＧａＮ膜の成膜時に、成膜部４０Ａ、窒化処理部５０とともに、ＧａＮ層にＳｉイオンを添加したｎチャネル（ｎ型半導体）を含む層を成膜することができる。
【0149】
不純物添加処理部で添加されるｎ型不純物またはｐ型不純物は、上記で例示したものには限定されない。例えば、ｎ型不純物としては、ＧｅまたはＳｎも挙げられる。この場合、不純物添加処理部に設けられるターゲットを構成する成膜材料はＳｉの代わりにＧｅやＳｎを含む成膜材料を適用することができる。
【0150】
［他の実施形態］
本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
【符号の説明】
【0151】
１ 成膜装置
１０ ワーク
１１ トレイ
２０ チャンバ
２０ａ 天面
２０ｂ 底面
２０ｃ 側面
２１ 排気口
２１ａ、２１ｂ 開口
２２ 区切部
２３ 排気部
３０ 搬送部
３１ 回転テーブル
３２ モータ
３３ 回転軸
４０、４０Ａ、４０Ｂ 成膜部
４１ 処理空間
４２ ターゲット
４３ バッキングプレート
４４ 電極
４６ 電源部
４７ ガス導入口
４８ 配管
４９ スパッタガス導入部
５０ 窒化処理部
５１１ 内壁部
５１１ａ 開口
５１２ カバー部
５２ 窓部材
５３ アンテナ
５４ ＲＦ電源
５５ マッチングボックス
５６ ガス導入口
５７ 配管
５８ プロセスガス導入部
５９ 処理空間
６０ 排気空間
６１ 外壁部
６１ａ開口
６１ｂ 通気口
６２ 排気口
６３ 排気装置
６４ バッファ流路
７０ 表面処理部
７１ 筒形電極
７１ａ 開口部
７１ｂ フランジ
７１ｃ 絶縁部材
７１ｄ ハウジング
７２ シールド
７４ 処理空間
７５ プロセスガス導入部
７６ ＲＦ電源
７７ マッチングボックス
８０ 移送室
８１ ロードロック部
８０ 冷却室
１００ 制御装置
１０ ワーク
１１ トレイ
２０ チャンバ
２０ａ 天面
２０ｂ 底面
２０ｃ 側面
２１ 排気口
２１ａ、２１ｂ 開口
２２ 区切部
２３ 排気部
３０ 搬送部
３１ 回転テーブル
３２ モータ
３３ 回転軸
４０、４０Ａ、４０Ｂ 成膜部
４１ 処理空間
４２ ターゲット
４３ バッキングプレート
４４ 電極
４６ 電源部
４７ ガス導入口
４８ 配管
４９ スパッタガス導入部
５０ 窒化処理部
５１１ 内壁部
５１１ａ 開口
５１２ カバー部
５２ 窓部材
５３ アンテナ
５４ ＲＦ電源
５５ マッチングボックス
５６ ガス導入口
５７ 配管
５８ プロセスガス導入部
５９ 処理空間
６０ 排気空間
６１ 外壁部
６１ａ開口
６１ｂ 通気口
６２ 排気口
６３ 排気装置
６４ バッファ流路
７０ 表面処理部
７１ 筒形電極
７１ａ 開口部
７１ｂ フランジ
７１ｃ 絶縁部材
７１ｄ ハウジング
７２ シールド
７４ 処理空間
７５ プロセスガス導入部
７６ ＲＦ電源
７７ マッチングボックス
８０ 移送室
８１ ロードロック部
８０ 冷却室
１００ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】