特許 7586691 スパッタリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】スパッタリング装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20241112BHJP

   H01L 21/203 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 T

C23C14/34 M

H01L21/203

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020194401

(22)【出願日】2020-11-24

(65)【公開番号】P2022083129

(43)【公開日】2022-06-03

【審査請求日】2023-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】大澤 篤史

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２９８１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０７６８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６５３３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の公転軸線の周方向に沿って並ぶスパッタ空間およびプラズマ空間を有する処理空間を形成するチャンバと、
前記スパッタ空間内に設けられたターゲットを含み、前記スパッタ空間において開口する第１給気口から前記処理空間にスパッタガスを供給しつつ、前記スパッタガスをプラズマ化して前記ターゲットにイオンを衝突させるスパッタ部と、
前記プラズマ空間において開口する第２給気口から前記処理空間に反応性ガスを供給しつつ、前記反応性ガスをプラズマ化させるプラズマ部と、
基板を保持しつつ、前記基板を前記公転軸線のまわりで公転させて、前記基板を前記スパッタ空間および前記プラズマ空間に交互に移動させる基板保持部と、
前記処理空間において、前記ターゲットよりも前記第２給気口に近い位置で開口する吸引口を有し、前記吸引口から前記処理空間内のガスを吸引する吸引機構と
を備え、
前記基板の公転経路と前記吸引機構の前記吸引口とは前記公転軸線に沿う軸方向において向かい合う位置にそれぞれ設けられ、前記吸引機構の前記吸引口の開口方向は前記軸方向に沿って前記基板保持部に向かう方向であり、
前記吸引機構の前記吸引口は、前記軸方向において、前記基板保持部に対して前記プラズマ部の前記第２給気口と同じ側に設けられ、
前記プラズマ部は、プラズマ発生部を含み、当該プラズマ発生部と前記第２給気口は前記吸引口の外側に設けられ、
前記第２給気口からの前記反応性ガスは前記プラズマ発生部によってプラズマ化しつつ前記基板保持部に向かって流れて一部が前記基板に作用し、Ｕターンして前記吸引口に向かって流れる、スパッタリング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記プラズマ発生部は誘導結合アンテナを含む、スパッタリング装置。

【請求項3】

請求項２に記載のスパッタリング装置であって、
前記誘導結合アンテナは、Ｕ字状の導電部材を含み、前記導電部材の両端が前記周方向に沿う姿勢で設けられている、スパッタリング装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッタ部は、
前記ターゲットと向かい合う位置に開口を有し、前記ターゲットの周囲を囲む第１囲み部材をさらに含み、
前記吸引機構の前記吸引口は前記第１囲み部材よりも外側に設けられる、スパッタリング装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第２給気口は複数設けられ、
当該複数の第２給気口は前記公転軸線の径方向において互いに異なる位置に設けられる、スパッタリング装置。

【請求項6】

請求項５に記載のスパッタリング装置であって、
前記複数の第２給気口は２つの給気口を含み、当該２つの給気口は前記吸引口の中心を挟んで互いに反対側に設けられている、スパッタリング装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記プラズマ空間内に設けられた筒状の第２囲み部材をさらに備え、
前記第２囲み部材には、前記基板保持部側の端部において開口が形成され、
前記プラズマ部の前記第２給気口および前記吸引機構の前記吸引口は前記第２囲み部材の内部に設けられる、スパッタリング装置。

【請求項8】

請求項７に記載のスパッタリング装置であって、
前記第２囲み部材の前記開口は、前記公転軸線の径方向の外側に向かうほど幅広となる、スパッタリング装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第１給気口は複数設けられ、
当該複数の第１給気口は、前記ターゲットの周囲から前記ターゲットの主面近傍の空間に向けて前記スパッタガスを吐出する、スパッタリング装置。

【請求項10】

請求項９に記載のスパッタリング装置であって、
当該複数の第１給気口は、平面視において前記ターゲットのまわりを囲むように並んで設けられる、スパッタリング装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッタ部は、前記反応性ガスの流量よりも大きい流量で前記スパッタガスを供給する、スパッタリング装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記基板保持部は、前記基板を前記公転軸線のまわりで公転させつつ、前記基板を自転させる、スパッタリング装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッタ部は、前記ターゲットに第１電圧を印加する第１電源を含み、
前記プラズマ部は、
前記プラズマ空間内に設けられた導電部材と、
前記導電部材に第２電圧を印加する第２電源と
を含み、
成膜処理において、前記基板保持部は前記基板を常時公転させつつ、前記第１電源および前記第２電源は常時、それぞれ前記第１電圧および前記第２電圧を出力する、スパッタリング装置。

【請求項14】

請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッタ部は、前記ターゲットに第１電圧を印加する第１電源を含み、
前記プラズマ部は、
前記プラズマ空間内に設けられた導電部材と、
前記導電部材に第２電圧を印加する第２電源と
を含み、
前記基板保持部が前記スパッタ空間内で前記基板を停止させた状態で、前記第１電源は前記第１電圧を出力し、
前記基板保持部が前記プラズマ空間内で前記基板を停止させた状態で、前記第２電源は前記第２電圧を出力し、
前記基板保持部は、前記第１電源および前記第２電源がそれぞれ前記第１電圧および前記第２電圧の出力を停止した状態で、前記基板を公転させる、スパッタリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、スパッタリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基板の表面に薄膜を形成するスパッタリング装置が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、スパッタリング装置は基板の表面にＩＩＩ族窒化物半導体層を形成する。スパッタリング装置はチャンバと回転治具とターゲットと第１プラズマ発生手段と第２プラズマ発生手段とを含む。

【0003】

チャンバ内には、ターゲットチャンバおよび窒素チャンバが設けられる。ターゲットチャンバおよび窒素チャンバは所定の回転軸線のまわりで交互に設けられる。回転治具は、チャンバ内において、基板Ｗを所定の回転軸線まわりで公転させる。これにより、基板Ｗはターゲットチャンバから窒素チャンバへ移動し、また、窒素チャンバからターゲットチャンバへ移動する。

【0004】

ターゲットはターゲットチャンバ内に設けられる。第１プラズマ発生手段はターゲットチャンバ内にアルゴンの第１プラズマを発生させる。アルゴンイオンはターゲットに衝突し、この衝突により、ターゲットから原料粒子が飛び出す。この原料粒子は基板に供給され、基板上に積層される。

【0005】

第２プラズマ発生手段は窒素チャンバに設けられる。第２プラズマ発生手段は窒素チャンバ内において窒素の第２プラズマを発生させる。これにより反応性の高い窒素が基板の原料粒子と反応する。

【0006】

ターゲットチャンバおよび窒素チャンバは周方向で連通しており、回転治具の回転によって基板がターゲットチャンバおよび窒素チャンバを通過する。基板がターゲットチャンバを通過しているときに、基板上にＩＩＩ族元素の原料粒子が積層し、基板が窒素チャンバを通過しているときに、窒素が基板上の原料粒子と反応する。これにより、基板にＩＩＩ族窒化物半導体を形成することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００９－１２４１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

チャンバ内において窒素がターゲットと反応すると、ターゲットが窒化する。このようにターゲットが反応性ガスと反応すると、ターゲットの品質が低下する。よって、当該ターゲットを用いた成膜処理では、基板に形成される薄膜の品質が劣化し、成膜レートも低下する。

【0009】

そこで、本願は、ターゲットと反応性ガスとの反応を抑制することができるスパッタリング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

スパッタリング装置の第１の態様は、所定の公転軸線の周方向に沿って並ぶスパッタ空間およびプラズマ空間を有する処理空間を形成するチャンバと、前記スパッタ空間内に設けられたターゲットを含み、前記スパッタ空間において開口する第１給気口から前記処理空間にスパッタガスを供給しつつ、前記スパッタガスをプラズマ化して前記ターゲットにイオンを衝突させるスパッタ部と、前記プラズマ空間において開口する第２給気口から前記処理空間に反応性ガスを供給しつつ、前記反応性ガスをプラズマ化させるプラズマ部と、基板を保持しつつ、前記基板を前記公転軸線のまわりで公転させて、前記基板を前記スパッタ空間および前記プラズマ空間に交互に移動させる基板保持部と、前記処理空間において、前記ターゲットよりも前記第２給気口に近い位置で開口する吸引口を有し、前記吸引口から前記処理空間内のガスを吸引する吸引機構とを備え、前記基板の公転経路と前記吸引機構の前記吸引口とは前記公転軸線に沿う軸方向において向かい合う位置にそれぞれ設けられ、前記吸引機構の前記吸引口の開口方向は前記軸方向に沿って前記基板保持部に向かう方向であり、前記吸引機構の前記吸引口は、前記軸方向において、前記基板保持部に対して前記プラズマ部の前記第２給気口と同じ側に設けられ、前記プラズマ部は、プラズマ発生部を含み、当該プラズマ発生部と前記第２給気口は前記吸引口の外側に設けられ、前記第２給気口からの前記反応性ガスは前記プラズマ発生部によってプラズマ化しつつ前記基板保持部に向かって流れて一部が前記基板に作用し、Ｕターンして前記吸引口に向かって流れる。
スパッタリング装置の第２の態様は、第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記プラズマ発生部は誘導結合アンテナを含む。
スパッタリング装置の第３の態様は、第２の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記誘導結合アンテナは、Ｕ字状の導電部材を含み、前記導電部材の両端が前記周方向に沿う姿勢で設けられている。

【0011】

スパッタリング装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記スパッタ部は、前記ターゲットと向かい合う位置に開口を有し、前記ターゲットの周囲を囲む第１囲み部材をさらに含み、前記吸引機構の前記吸引口は前記第１囲み部材よりも外側に設けられる。

【0014】

スパッタリング装置の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２給気口は複数設けられ、当該複数の第２給気口は前記公転軸線の径方向において互いに異なる位置に設けられる。
スパッタリング装置の第６の態様は、第５の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記複数の第２給気口は２つの給気口を含み、当該２つの給気口は前記吸引口の中心を挟んで互いに反対側に設けられている。

【0015】

スパッタリング装置の第７の態様は、第１から第６のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記プラズマ空間内に設けられた筒状の第２囲み部材をさらに備え、前記第２囲み部材には、前記基板保持部側の端部において開口が形成され、前記プラズマ部の前記第２給気口および前記吸引機構の前記吸引口は前記第２囲み部材の内部に設けられる。

【0016】

スパッタリング装置の第８の態様は、第７の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２囲み部材の前記開口は、前記公転軸線の径方向の外側に向かうほど幅広となる。

【0017】

スパッタリング装置の第９の態様は、第１から第８のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第１給気口は複数設けられ、当該複数の第１給気口は、前記ターゲットの周囲から前記ターゲットの主面近傍の空間に向けて前記スパッタガスを吐出する。

【0018】

スパッタリング装置の第１０の態様は、第９の態様にかかるスパッタリング装置であって、当該複数の第１給気口は、平面視において前記ターゲットのまわりを囲むように並んで設けられる。

【0019】

スパッタリング装置の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記スパッタ部は、前記反応性ガスの流量よりも大きい流量で前記スパッタガスを供給する。

【0020】

スパッタリング装置の第１２の態様は、第１から第１１のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記基板保持部は、前記基板を前記公転軸線のまわりで公転させつつ、前記基板を自転させる。

【0021】

スパッタリング装置の第１３の態様は、第１から第１２のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記スパッタ部は、前記ターゲットに第１電圧を印加する第１電源を含み、前記プラズマ部は、前記プラズマ空間内に設けられた導電部材と、前記導電部材に第２電圧を印加する第２電源とを含み、成膜処理において、前記基板保持部は前記基板を常時公転させつつ、前記第１電源および前記第２電源は常時、それぞれ前記第１電圧および前記第２電圧を出力する。

【0022】

スパッタリング装置の第１４の態様は、第１から第１２のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記スパッタ部は、前記ターゲットに第１電圧を印加する第１電源を含み、前記プラズマ部は、前記プラズマ空間内に設けられた導電部材と、前記導電部材に第２電圧を印加する第２電源とを含み、前記基板保持部が前記スパッタ空間内で前記基板を停止させた状態で、前記第１電源は前記第１電圧を出力し、前記基板保持部が前記プラズマ空間内で前記基板を停止させた状態で、前記第２電源は前記第２電圧を出力し、前記基板保持部は、前記第１電源および前記第２電源がそれぞれ前記第１電圧および前記第２電圧の出力を停止した状態で、前記基板を公転させる。

【発明の効果】

【0023】

スパッタリング装置の第１から第３の態様によれば、吸引口がターゲットよりもプラズマ部の第２給気口の近くに設けられている。よって、反応性ガスがターゲットに向かって流れにくい。よって、ターゲットが反応性ガスと反応する可能性を低減させることができる。しかも、吸引口と第２給気口との間に基板保持部が介在しないので、吸引機構は、第２給気口から吐出された反応性ガスを吸引しやすい。よって、ターゲットに向かって流れる反応性ガスの量をさらに低減させることができる。また、反応性ガスが第２給気口から遠ざかるほど、吸引口への吸引によって反応性ガスの速度が低下し、反応性ガスはＵターンして吸引口に引き戻される。これにより、給気口からの反応性ガスの流出範囲を効果的に制限することができる。

【0024】

スパッタリング装置の第４の態様によれば、第１囲み部材の内部に流入する反応性ガスの量を低減させることができる。

【0027】

スパッタリング装置の第５および第６の態様によれば、複数の第２給気口は、基板の移動方向（周方向）に直交する方向（径方向）において互いに異なる位置に設けられるので、基板の主面に対してより均一に反応性ガスを供給できる。

【0028】

スパッタリング装置の第７の態様によれば、反応性ガスが第２囲み部材の外側に流出しにくいので、ターゲットに向かって流れる反応性ガスの量をさらに低減させることができる。

【0029】

スパッタリング装置の第８の態様によれば、反応性ガスを基板の主面に対してより均一に供給することができる。

【0030】

スパッタリング装置の第９の態様によれば、ターゲットの主面近傍の空間をスパッタガスでパージすることができる。よって、反応性ガスがターゲットに到達しにくく、ターゲットが反応性ガスと反応する可能性をさらに低減させることができる。

【0031】

スパッタリング装置の第１０の態様によれば、ターゲットにスパッタガスをより均一に供給することができる。

【0032】

スパッタリング装置の第１１の態様によれば、スパッタ空間内の圧力をプラズマ空間内の圧力よりも高くすることができる。よって、ターゲットに向かって流れる反応性ガスの流量をさらに低減させることができる。

【0033】

スパッタリング装置の第１２の態様によれば、基板の主面に対してより均一に薄膜を形成することができる。

【0034】

スパッタリング装置の第１３の態様によれば、簡易な制御でスパッタリング装置を動作させることができる。

【0035】

スパッタリング装置の第１４の態様によれば、基板が停止した状態で、基板の主面にスパッタ粒子を積層することができ、基板が停止した状態で、基板の主面にプラズマ粒子を作用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】第２の実施の形態にかかるスパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す側面図である。

【図2】第２の実施の形態にかかるスパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図3】基板保持部およびヒータの構成の一例を概略的に示す斜視図である。

【図4】制御部の構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図5】スパッタリング装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】第２の実施の形態にかかるスパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す側面図である。

【図7】プラズマ部の構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図8】第３の実施の形態にかかるスパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す側面図である。

【図9】自公転機構の構成の一例を模式的に示す平面図である。

【図10】第４の実施の形態にかかるスパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図11】基板保持部の公転動作と、第１電源および第２電源の出力電圧との一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、添付の図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

【0038】

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

【0039】

＜第１の実施の形態＞
＜スパッタリング装置の概要＞
図１は、第１の実施の形態にかかるスパッタリング装置１００の構成の一例を概略的に示す側面図である。図２は、スパッタリング装置１００の構成の一例を概略的に示す平面図である。図１は、図２のＡ－Ａ断面を示している。

【0040】

スパッタリング装置１００は、反応性スパッタリングによる成膜処理を基板Ｗに対して行う成膜装置である。基板Ｗは、例えばサファイア等の基板である。基板Ｗは例えば円板形状を有する。なお、基板Ｗの材質および形状はこれらに限らず、適宜に変更し得る。

【0041】

スパッタリング装置１００はチャンバ１とスパッタ部２とプラズマ部３と基板保持部４と吸引機構５と制御部６とを含む。以下、各構成を概説した後に詳述する。

【0042】

チャンバ１は箱形の中空形状を有している。チャンバ１の内部空間は、基板Ｗに対する成膜処理を行う処理空間に相当する。チャンバ１は真空チャンバとも呼ばれ得る。

【0043】

吸引機構５は吸引口５ａを有しており、吸引口５ａは処理空間において開口する。吸引機構５は制御部６によって制御される。吸引機構５は吸引口５ａからガスを吸引することにより、チャンバ１内の圧力を低下させ、当該圧力を所定の減圧範囲内に調整する。

【0044】

チャンバ１内の処理空間は、所定の公転軸線Ｑ１の周方向に沿って並ぶスパッタ空間１ａとプラズマ空間１ｂとを有する。公転軸線Ｑ１は、鉛直方向に沿う軸である。なお、スパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを区画するための物理的な構造体（例えば仕切板）がチャンバ１内に設けられてもよいし、設けられていなくてもよい。

【0045】

後述のように、スパッタ空間１ａにはスパッタ部２のターゲット２１が設けられ、ターゲット２１に対するスパッタリングが行われる。また後述のように、プラズマ空間１ｂにはプラズマ部３によって反応性ガスが供給され、プラズマ部３によって当該反応性ガスがプラズマ化する。

【0046】

基板保持部４はチャンバ１内に設けられる。基板保持部４は基板Ｗを保持しつつ、基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させて、基板Ｗをスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂに交互に移動させる。図３は、基板保持部４および後述のヒータ１１の構成の一例を概略的に示す斜視図である。図３の例では、基板保持部４は、複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１の周方向に沿って並べた状態で保持する。図２および図３の例では、複数の基板Ｗとして６枚の基板Ｗが示されている。基板保持部４は各基板Ｗを水平姿勢で保持する。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。複数の基板Ｗが基板保持部４によって保持された状態で、各基板Ｗの主面（図では下面）Ｗａはチャンバ１内において露出する。基板保持部４は複数の基板Ｗを保持しつつ、当該複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させる。つまり、複数の基板Ｗは、公転軸線Ｑ１を中心とした仮想円上を周回する。

【0047】

基板保持部４が基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させることにより、各基板Ｗはスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを交互に通過する。後述のように、基板Ｗがスパッタ空間１ａを通過する際に、ターゲット２１からのスパッタ粒子が基板Ｗの主面Ｗａに積層し、基板Ｗがプラズマ空間１ｂを通過する際に、反応性ガスのプラズマ化により生成されたプラズマ粒子が基板Ｗの主面Ｗａのスパッタ粒子と反応する。これにより、基板Ｗの主面Ｗａに所定の薄膜が形成される。

【0048】

以下では、基板Ｗが周回する経路を公転経路Ｒ１とも呼ぶ（図３も参照）。また、以下では、公転軸線Ｑ１が延びる方向を軸方向とも呼び、公転軸線Ｑ１についての周方向および径方向をそれぞれ単に周方向および径方向とも呼ぶ。

【0049】

図１の例では、スパッタリング装置１００はヒータ１１も含む。ヒータ１１はチャンバ１内において基板保持部４よりも鉛直上側に設けられている。ヒータ１１は制御部６によって制御され、基板保持部４によって保持された複数の基板Ｗを加熱する。ヒータ１１は基板Ｗの温度を、成膜処理に適した温度範囲内に調整する。ヒータ１１は例えば公転軸線Ｑ１を中心とした円環形状を有する。ヒータ１１は公転経路Ｒ１と軸方向において向かい合う程度の大きさの円環形状を有するとよい。これにより、複数の基板Ｗをより均一に加熱することができる。ヒータ１１は、例えば電熱線を含む電気抵抗式のヒータであってもよく、あるいは、加熱用の光（例えば赤外線）を基板Ｗに照射する光源を含む光学式のヒータであってもよい。

【0050】

スパッタ部２はターゲット２１とスパッタガス供給部２３と第１プラズマ発生部２５とを含む。なお図２の例では、図面の煩雑を避けるために、スパッタガス供給部２３および第１プラズマ発生部２５の図示を省略している。

【0051】

ターゲット２１はスパッタ空間１ａ内に設けられ、軸方向において基板保持部４と向かい合う。より具体的には、ターゲット２１は、基板Ｗの公転経路Ｒ１のうち周方向の一部と軸方向において向かい合う位置に設けられる。図１の例では、ターゲット２１は基板保持部４よりも鉛直下側に設けられる。

【0052】

ターゲット２１は例えば板状の形状を有しており、図２の例では、平面視において矩形形状を有している。ターゲット２１はターゲット保持部２２によって保持される。ターゲット保持部２２はターゲット２１の主面（ここでは上面）２１ａが基板保持部４を向いた水平姿勢で、ターゲット２１を保持する。ここでいう水平姿勢とは、ターゲット２１の厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。ターゲット２１がターゲット保持部２２によって保持された状態で、ターゲット２１の主面２１ａはチャンバ１内に露出する。

【0053】

ターゲット２１の材料は、基板Ｗの主面Ｗａに形成する薄膜の種類に応じて選定される。例えば、窒化ガリウム膜または酸化ガリウム膜を基板Ｗの主面Ｗａに形成する場合、ターゲット２１はガリウムを含む。より具体的な一例として、ターゲット２１はガリウム製の金属ターゲットである。ガリウムの融点は２９．８度であるのに対して、ターゲット２１の温度はスパッタリングによる加熱によって数百度程度になり得る。よって、ターゲット２１を冷却しなければ、ターゲット２１は液化する。ターゲット保持部２２は、液化したターゲット２１を保持することが可能である。例えばターゲット保持部２２は鉛直上側に開口する凹形状を有し、液化したターゲット２１を貯留する。

【0054】

スパッタ部２は、スパッタ空間１ａにおいて開口する第１給気口２３ａからスパッタガスを処理空間に供給しつつ、当該スパッタガスをプラズマ化してターゲット２１の主面２１ａにイオンを衝突させる。具体的には、スパッタ部２はスパッタガス供給部２３と第１プラズマ発生部２５とを含む。スパッタガス供給部２３は第１給気口２３ａを有しており、第１給気口２３ａからチャンバ１内にスパッタガスを供給する。第１給気口２３ａはターゲット２１の周辺に設けられる。よって、スパッタガスはターゲット２１の周辺に供給される。スパッタガスは不活性ガスであり、例えばアルゴンガスまたはキセノンガスなどの希ガスである。

【0055】

第１プラズマ発生部２５はスパッタ空間１ａ内においてスパッタガスをプラズマ化させ、そのプラズマ中のイオン（例えばアルゴンイオン）をターゲット２１の主面２１ａに衝突させる。当該衝突によって、スパッタ粒子（例えばガリウム粒子）がターゲット２１の主面２１ａから飛び出す。当該スパッタ粒子は基板保持部４に向かって鉛直上側に移動する。

【0056】

基板保持部４が複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させると、基板Ｗが順にスパッタ空間１ａを通過する。より具体的には、基板Ｗが順にターゲット２１の直上を横切る。各基板Ｗがスパッタ空間１ａを通過する際に、スパッタ粒子が基板Ｗの主面Ｗａに到達して、主面Ｗａに積層される。

【0057】

図１の例では、スパッタ部２はチムニー（第１囲み部材に相当）２７も含んでいる。チムニー２７はスパッタ空間１ａ内に設けられる。チムニー２７は箱形の中空形状を有し、ターゲット２１の周囲を囲む。図１の例では、チムニー２７は庇部２７１と側壁２７２とを含んでいる。側壁２７２はターゲット２１を取り囲む筒状形状を有し、側壁２７２の下端はチャンバ１の底面に連結されている。庇部２７１は板状形状を有しており、その外周縁が側壁２７２の上端に連結されている。庇部２７１の下面は、ターゲット２１の主面２１ａよりも鉛直上側に位置している。庇部２７１は、ターゲット２１と軸方向において向かい合う位置に開口２７ａを有している。開口２７ａは庇部２７１を軸方向において貫通する。ターゲット２１の主面２１ａから飛び出したスパッタ粒子は開口２７ａを通過して基板保持部４に向かって移動する。

【0058】

図１の例では、スパッタガス供給部２３の第１給気口２３ａはチムニー２７の内部空間に設けられている。これにより、スパッタガス供給部２３はターゲット２１に近い位置でスパッタガスを供給することができる。よって、ターゲット２１に近い位置でプラズマを発生させることができ、ターゲット２１にイオンを衝突させやすい。

【0059】

プラズマ部３は、プラズマ空間１ｂにおいて開口する第２給気口３１ａを有し、第２給気口３１ａからチャンバ１内の処理空間に反応性ガスを供給する。また、プラズマ部３はチャンバ１内の反応性ガスをプラズマ化させる。具体的には、プラズマ部３は反応性ガス供給部３１と第２プラズマ発生部３３とを含む。

【0060】

反応性ガス供給部３１は第２給気口３１ａを有する。第２給気口３１ａはプラズマ空間１ｂ内に設けられるので、スパッタ空間１ａ内のターゲット２１、第１給気口２３ａおよびチムニー２７とは異なる周方向の位置に設けられる。

【0061】

図１に示すように、第２給気口３１ａは、軸方向において、基板保持部４に対してターゲット２１と同じ側（ここでは鉛直下側）に設けられる。反応性ガス供給部３１は第２給気口３１ａからチャンバ１内に反応性ガスを供給する。第２給気口３１ａは基板保持部４側に開口しており、第２給気口３１ａから供給された反応性ガスは基板保持部４に向かって流れる。

【0062】

反応性ガスとしては、基板Ｗの主面Ｗａに形成する薄膜の種類に応じたガスを採用することができる。例えば窒化ガリウム膜を基板Ｗの主面Ｗａに形成する場合、窒素を含むガスを反応性ガスとして採用する。具体的な一例として、反応性ガスは、窒素（Ｎ_２）ガスおよびアンモニア（ＮＨ_３）ガスの少なくともいずれかを含む。酸化ガリウム膜を基板Ｗの主面Ｗａに形成する場合には、反応性ガスとして、酸素を含むガスを採用する。酸素を含む反応性ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスを採用し得る。

【0063】

なお、以下では主として、ターゲット２１としてガリウムを採用し、反応性ガスとして窒素ガスを採用した場合について述べる。

【0064】

第２プラズマ発生部３３は、第２給気口３１ａからチャンバ１内に供給された窒素ガスをプラズマ化させる。プラズマ化によって生成された反応性の高い窒素粒子（イオンまたはラジカル）は基板保持部４に向かって移動する。

【0065】

基板保持部４が複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させると、基板Ｗが順にプラズマ空間１ｂを通過する。各基板Ｗがプラズマ空間１ｂを通過する際に、窒素粒子が基板Ｗの主面Ｗａのガリウムと反応して、当該ガリウムを窒化する。これにより、窒化ガリウム膜が基板Ｗの主面Ｗａに形成される。

【0066】

図２の例では、複数のスパッタ空間１ａおよび複数のプラズマ空間１ｂが周方向において交互に形成され、各スパッタ空間１ａに対応してスパッタ部２が設けられ、各プラズマ空間１ｂに対応してプラズマ部３が設けられている。よって、図２の例では、チャンバ１内においてスパッタ部２およびプラズマ部３が周方向において交互に配置される。

【0067】

基板保持部４が複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させることにより、各基板Ｗはスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを交互に横切る。各基板Ｗがスパッタ空間１ａを通過する際には、基板Ｗの主面Ｗａにはガリウム粒子が積層され、各基板Ｗがプラズマ空間１ｂを通過する際には、窒素粒子が基板Ｗの主面Ｗａのガリウムと反応する。このように、ガリウム粒子の積層と、積層されたガリウムの窒化とが交互に行われ、基板Ｗの主面Ｗａに窒化ガリウム膜が形成される。

【0068】

ところで、もし窒素がターゲット２１と反応すると、ターゲット２１が窒化する。このようにターゲット２１が反応性ガスと反応すると、ターゲット２１の品質が低下し、基板Ｗに対する成膜処理の成膜レートの低下、および、基板Ｗの主面Ｗａに形成される薄膜の品質低下を招く。

【0069】

しかも、ターゲット２１がガリウム製の金属ターゲットである場合、その融点が低いので、成膜処理中にターゲット２１は液化し得る。液化したターゲット２１が窒素と反応すると、対流により窒素がターゲット２１の内部に取り込まれ、ターゲット２１の表面のみならず、その内部でも窒素濃度が高くなる。窒素濃度が高くなったターゲット２１を用いると、成膜レートは大きく低下し、薄膜の品質も大きく低下してしまう。

【0070】

そこで、スパッタリング装置１００においては、吸引機構５の吸引口５ａは、スパッタ部２のターゲット２１よりもプラズマ部３の第２給気口３１ａに近い位置に設けられている。言い換えれば、吸引口５ａはチャンバ１内の処理空間において、ターゲット２１よりも第２給気口３１ａに近い位置で開口する。図１および図２の例では、プラズマ部３の第２給気口３１ａの近傍に吸引機構５の吸引口５ａが設けられている。窒素ガスは第２給気口３１ａからチャンバ１内を広がって基板保持部４に向かって流れつつ基板Ｗの主面Ｗａに到達する。そして、基板Ｗの主面Ｗａを経由した窒素ガスは、吸引機構５による吸引によって吸引口５ａに向かって流れる。

【0071】

このように吸引口５ａがターゲット２１よりも第２給気口３１ａに近い位置に設けられているので、窒素ガスはターゲット２１側には流れにくい。つまり、ターゲット２１に到達する窒素ガスの量を低減させることができる。したがって、ターゲット２１と窒素とが反応する可能性を低減させることができる。よって、ターゲット２１の品質の低下を抑制することができる。ひいては、成膜レートの低下および薄膜の品質の低下を抑制することができる。

【0072】

次に各構成について詳述する。

【0073】

＜基板保持部＞
基板保持部４は保持具４１と回転機構４２とを含む。保持具４１は複数の基板Ｗを周方向において並べた状態で保持する。また保持具４１は、基板Ｗの主面Ｗａを露出させた水平姿勢で各基板Ｗを保持する。保持具４１の具体的な構造は特に制限されないものの、例えば保持具４１は、公転軸線Ｑ１を中心とした円板形状を有している。保持具４１には、複数の貫通孔４１ａが形成されてもよい。複数の貫通孔４１ａは例えば周方向に沿って等間隔に形成され、保持具４１を軸方向に貫通する。各貫通孔４１ａは鉛直下側に向かうにつれて狭くなる段差形状を有しており、各基板Ｗが当該貫通孔４１ａ内に配置される。保持具４１は各貫通孔４１ａの段差部において各基板Ｗの周縁を支持する。

【0074】

回転機構４２は制御部６によって制御され、保持具４１を公転軸線Ｑ１のまわりで回転させる。これにより、保持具４１によって保持された複数の基板Ｗが公転軸線Ｑ１のまわりで公転する。回転機構４２は例えばモータとシャフトとを含む。モータはシャフトを介して保持具４１に連結される。シャフトの上端は保持具４１の下面に連結され、公転軸線Ｑ１に沿って延在する。モータがシャフトを公転軸線Ｑ１のまわりで回転させることにより、保持具４１を公転軸線Ｑ１のまわりで回転させることができる。これにより、保持具４１によって保持された複数の基板Ｗが公転軸線Ｑ１のまわりで公転する。

【0075】

＜スパッタガス供給部＞
スパッタガス供給部２３はチャンバ１内にスパッタガスを供給する。図１の例では、スパッタガス供給部２３は給気管２３１とバルブ２３２と流量調整部２３３とを含む。

【0076】

給気管２３１は環状管２３１１と中継管２３１２とを含んでいる。環状管２３１１は平面視においてターゲット２１の周囲を囲む。ターゲット２１は平面視において矩形形状を有しているので、環状管２３１１も平面視で矩形の環状形状を有する。チムニー２７が設けられる場合には、環状管２３１１はチムニー２７の内部空間において、チムニー２７の庇部２７１と軸方向で向かい合うように設けられる。

【0077】

図１の例では、環状管２３１１の軸方向における位置は、ターゲット２１の主面２１ａよりも開口２７ａ側（ここでは鉛直上側）である。具体的には、環状管２３１１はチムニー２７の庇部２７１とターゲット２１との間の高さ位置に設けられている。

【0078】

環状管２３１１の内周部分には、第１給気口２３ａが形成される。環状管２３１１の内周部分には、複数の第１給気口２３ａが周方向において間隔を空けて並んで形成されてもよい。言い換えれば、複数の第１給気口２３ａはターゲット２１のまわりを囲むように並んで設けられてもよい。複数の第１給気口２３ａはターゲット２１のまわりで等間隔で設けられてもよい。環状管２３１１は平面視においてターゲット２１の周囲を囲むので、第１給気口２３ａもターゲット２１の周囲に位置する。言い換えれば、第１給気口２３ａは平面視においてターゲット２１の周縁よりも外周側に位置する。第１給気口２３ａの開口方向は、ターゲット２１の主面２１ａ近傍の空間に向かう方向である。第１給気口２３ａの開口方向は水平方向に平行であってもよく、わずかに傾斜していてもよい。

【0079】

中継管２３１２は環状管２３１１とスパッタガス供給源２３４とを接続する。図１の例では、中継管２３１２は複数の分岐管２３１３と共通管２３１４とを含む。複数の分岐管２３１３の下流端は環状管２３１１に接続される。例えば複数の分岐管２３１３は周方向において等間隔となる位置で環状管２３１１に接続される。複数の分岐管２３１３の上流端は共通管２３１４に接続される。共通管２３１４の上流端はスパッタガス供給源２３４に接続される。スパッタガス供給源２３４は共通管２３１４の上流端にスパッタガスを供給する。

【0080】

バルブ２３２は給気管２３１に介装される。図１の例では、バルブ２３２は共通管２３１４に介装される。バルブ２３２は制御部６によって制御され、バルブ２３２が開くことにより、スパッタガス供給源２３４から給気管２３１を通じてチャンバ１内（より具体的にはチムニー２７内）にスパッタガスが供給される。バルブ２３２が閉じることにより、スパッタガスの供給が停止する。

【0081】

流量調整部２３３は給気管２３１に介装される。図１の例では、流量調整部２３３は共通管２３１４に介装される。流量調整部２３３は制御部６によって制御され、給気管２３１を流れるスパッタガスの流量を調整する。流量調整部２３３は例えばマスフローコントローラである。

【0082】

このようなスパッタガス供給部２３によれば、複数の第１給気口２３ａはターゲット２１の周囲からターゲット２１の主面２１ａ近傍の空間に向けてスパッタガスを吐出する。これにより、ターゲット２１の主面２１ａ近傍の空間をスパッタガスでパージすることができる。よって、窒素がチムニー２７の外側から開口２７ａを通じてターゲット２１の主面２１ａに向かって流れたとしても、スパッタガスが窒素の流れを阻害するので、窒素はターゲット２１の主面２１ａに到達しにくい。よって、ターゲット２１の窒化をさらに抑制することができる。

【0083】

また、上述の例では、複数の第１給気口２３ａがターゲット２１のまわりで等間隔に配置されており、ターゲット２１の中心に向けてスパッタガスを吐出する。これによれば、ターゲット２１の主面２１ａ近傍の空間により均一にスパッタガスを供給することができる。したがって、ターゲット２１に対してより均一にスパッタリングを行うことができる。

【0084】

＜第１プラズマ発生部＞
第１プラズマ発生部２５はスパッタガスをプラズマ化させる。図１の例では、第１プラズマ発生部２５は第１電源２５１を含んでいる。第１電源２５１はターゲット２１にスパッタ用の直流または交流（高周波）の電力を供給する。ここでは、ターゲット２１は導電性の金属ターゲットであるので、第１電源２５１として直流電源を採用することができる。この場合、第１電源２５１はターゲット２１に直流電力を供給する。第１電源２５１は例えばターゲット２１とチャンバ１との間に直流電圧（第１電圧に相当）を出力する。より具体的には、第１電源２５１は、ターゲット２１に負電位が印加されるように直流電圧を出力する。図１に例示するように、チャンバ１は接地されてもよい。また、基板保持部４はチャンバ１と電気的に接続されてもよい。

【0085】

第１電源２５１は例えばスイッチング電源回路（不図示）を含む。第１電源２５１の出力は制御部６によって制御される。第１電源２５１がターゲット２１に直流電力を供給することにより、ターゲット２１の周囲にはプラズマ用の電界が生じる。そして、当該電界がスパッタガスに作用することにより、スパッタガスが電離してプラズマ化する。当該プラズマ中のイオンはターゲット２１の主面２１ａに衝突し、ターゲット２１に対するスパッタリングが行われる。

【0086】

＜反応性ガス供給部＞
反応性ガス供給部３１はチャンバ１内に反応性ガスを供給する。図１の例では、反応性ガス供給部３１は給気管３１１とバルブ３１２と流量調整部３１３とを含んでいる。

【0087】

給気管３１１の下流端は第２給気口３１ａとしてチャンバ１内で開口する。図１の例では、給気管３１１の第２給気口３１ａの開口方向は軸方向に平行であり、基板保持部４に向かう方向である。

【0088】

図１の例では、複数の給気管３１１が設けられている。図１の例では、複数の給気管３１１として２つの給気管３１１が設けられている。２つの第２給気口３１ａの径方向における位置は互いに相違する。具体的には、２つの給気管３１１は径方向において並んで設けられており、第２給気口３１ａも径方向において並んで設けられる。より具体的な一例として、一方の第２給気口３１ａは、基板Ｗの公転経路Ｒ１のうち内周側の部分と向かい合うように設けられ、他方の第２給気口３１ａは、公転経路Ｒ１のうち外周側の部分と向かい合うように設けられ得る。

【0089】

図１の例では、各給気管３１１の上流端は共通管３１４の下流端に共通して接続され、共通管３１４の上流端は反応性ガス供給源３１５に接続される。反応性ガス供給源３１５は共通管３１４の上流端に反応性ガスを供給する。

【0090】

図１の例では、バルブ３１２は共通管３１４に介装される。バルブ３１２は制御部６によって制御され、バルブ３１２が開くことにより、反応性ガス供給源３１５から共通管３１４および給気管３１１を通じてチャンバ１内に反応性ガスが供給される。バルブ３１２が閉じることにより、反応性ガスの供給が停止する。

【0091】

図１の例では、流量調整部３１３は共通管３１４に介装される。流量調整部３１３は制御部６によって制御され、給気管３１１を流れる反応性ガスの流量を調整する。流量調整部３１３は例えばマスフローコントローラである。

【0092】

＜第２プラズマ発生部＞
第２プラズマ発生部３３は反応性ガスをプラズマ化させる。図１の例では、第２プラズマ発生部３３は誘導結合アンテナ３３１と第２電源３３２とを含んでいる。誘導結合アンテナ３３１はＵ字状の導電部材３３１１を含む。導電部材３３１１はその両端部分が鉛直下側に位置する姿勢でチャンバ１内に設けられ、より具体的には、チャンバ１の底部に取り付けられる。図２の例では、導電部材３３１１は、その両端が周方向に沿って並ぶ姿勢で設けられている。導電部材３３１１の両端部分は例えばチャンバ１の底部を貫通し、当該両端が第２電源３３２に電気的に接続される。導電部材３３１１はプラズマ発生用の電極（アンテナ）として機能する。

【0093】

誘導結合アンテナ３３１は、導電部材３３１１を保護する誘電部材３３１２を含んでいるとよい。誘電部材３３１２は導電部材３３１１を覆う中空状のＵ字形状を有する。誘電部材３３１２が設けられることにより、導電部材３３１１がプラズマに曝されることを抑制できる。したがって、プラズマに起因した導電部材３３１１の損耗を抑制することができる。

【0094】

図１および図２の例では、複数（ここでは２つ）の誘導結合アンテナ３３１が設けられており、各誘導結合アンテナ３３１は各給気管３１１の第２給気口３１ａの近傍に設けられている。図１および図２の例では、誘導結合アンテナ３３１は軸方向において給気管３１１の第２給気口３１ａと向かい合うように設けられている。言い換えれば、第２給気口３１ａは平面視において誘導結合アンテナ３３１（導電部材３３１１）の両端の間に位置している。

【0095】

第２電源３３２は誘導結合アンテナ３３１に高周波電力を供給する。第２電源３３２は例えばインバータ回路および整合回路を含み、制御部６によってその出力が制御される。第２電源３３２が誘導結合アンテナ３３１（導電部材３３１１）の両端に高周波電圧（第２電圧に相当）を印加することにより、誘導結合アンテナ３３１の周囲にはプラズマ発生用の高周波誘導磁界が生じ、これが反応性ガスに作用することにより、反応性ガスが電離してプラズマ化する。このような誘導結合プラズマは、電子の空間密度が３×１０^１０個／ｃｍ^３以上の高密度プラズマである。

【0096】

また、本実施形態のようにＵ字状の誘導結合アンテナ３３１は、巻数が一周未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が一周以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低い。このため、誘導結合アンテナ３３１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。これにより、基板Ｗへのダメージを低減することが可能となる。

【0097】

＜吸引機構＞
吸引機構５はチャンバ１内のガスを吸引する。この吸引機構５の吸引口５ａはプラズマ空間１ｂにおいて開口する。言い換えれば、吸引口５ａはチムニー２７の外側に設けられる。図１の例では、吸引機構５の吸引口５ａは、軸方向において、基板保持部４に対してプラズマ部３の第２給気口３１ａと同じ側に設けられる。具体的な一例として、吸引機構５の吸引口５ａは軸方向において、第２給気口３１ａに対して基板保持部４とは反対側（ここでは鉛直下側）に設けられ、例えばチャンバ１の底部に設けられる。図１の例では、吸引口５ａは第２給気口３１ａの近傍に設けられ、その開口方向は軸方向に平行であり、基板保持部４に向かう方向である。吸引機構５としては、例えば真空ポンプ、より具体的な一例としてターボ分子ポンプを採用することができる。

【0098】

図２の例では、複数の吸引機構５が設けられている。複数の吸引機構５は複数のプラズマ部３に対応して設けられる。図２の例では、２つのプラズマ部３が設けられるので、２つの吸引機構５が設けられている。各吸引機構５の吸引口５ａは、対応するプラズマ部３の第２給気口３１ａの近傍に設けられる。

【0099】

図２の例では、吸引口５ａは軸方向において基板Ｗの公転経路Ｒ１と向かい合う位置に設けられており、２つの第２給気口３１ａがそれぞれ公転経路Ｒ１の内周側および外周側に設けられている。２つの第２給気口３１ａは平面視において吸引口５ａの中心を挟んで互いに反対側に設けられている。

【0100】

反応性ガス供給部３１の第２給気口３１ａからの窒素ガスは基板保持部４側へ広がって流れるものの、吸引機構５が吸引口５ａからガスを吸引するので、窒素ガスの流速は基板保持部４に近づくにつれて低下する。また、第２給気口３１ａと基板保持部４との間には誘導結合アンテナ３３１の一部が存在するので、窒素ガスは誘導結合アンテナ３３１の周囲を経由して基板保持部４に向かって流れる。窒素ガスは誘導結合アンテナ３３１の周囲でプラズマ化し、その窒素粒子が基板Ｗの主面Ｗａに到達すると、主面Ｗａのガリウムと反応する。つまり、ガリウムを窒化する。これにより、基板Ｗの主面Ｗａに窒化ガリウム膜が積層される。そして、窒素ガスおよび窒素粒子は基板Ｗの主面Ｗａを経由しつつＵターンして吸引口５ａに向かって流れる。

【0101】

＜制御部＞
図４は、制御部６の構成の一例を概略的に示すブロック図である。制御部６は電子回路機器であって、例えばデータ処理装置６１および記憶媒体６２を有していてもよい。データ処理装置６１は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶媒体６２は非一時的な記憶媒体６２１（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶媒体６２２（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶媒体６２１には、例えば制御部６が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理装置６１がこのプログラムを実行することにより、制御部６が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部６が実行する処理の一部または全部が、論理回路などのハードウェア回路によって実行されてもよい。

【0102】

＜スパッタリング装置の動作＞
次にスパッタリング装置１００の動作について説明する。図５は、スパッタリング装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。まず、不図示の基板搬送部が未処理の複数の基板Ｗをチャンバ１内に搬送する（ステップＳ１）。これにより、基板保持部４が複数の基板Ｗを保持する。次に、吸引機構５がチャンバ１内のガスの吸引を開始し（ステップＳ２）、ヒータ１１が基板Ｗを加熱させ始める（ステップＳ３）。吸引機構５はチャンバ１内の圧力を成膜処理に適した減圧範囲内に調整し、ヒータ１１は基板Ｗの温度を成膜処理に適した温度範囲内に調整する。

【0103】

次に、スパッタガス供給部２３がスパッタガスの供給を開始し、反応性ガス供給部３１が反応性ガスの供給を開始しつつ、第１プラズマ発生部２５および第２プラズマ発生部３３がガスをプラズマ化させる（ステップＳ４）。具体的には、制御部６はバルブ２３２およびバルブ３１２を開く。これにより、チャンバ１内にスパッタガスおよび反応性ガスが並行して供給される。また、制御部６は第１電源２５１および第２電源３３２に電圧を出力させる。さらに回転機構４２は保持具４１を公転軸線Ｑ１のまわりで回転させる（ステップＳ５）。これにより、複数の基板Ｗが公転軸線Ｑ１のまわりで公転する。

【0104】

ここでは、成膜処理（ステップＳ５，Ｓ６）において、スパッタガス供給部２３はスパッタガスを常時供給し、反応性ガス供給部３１は反応性ガスを常時供給し、第１電源２５１および第２電源３３２は電圧を常時出力する。また、基板保持部４は基板Ｗを常時公転させる。

【0105】

基板Ｗが公転軸線Ｑ１のまわりを公転することにより、各基板Ｗはスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを交互に通過する。これにより、基板Ｗの主面Ｗａに対するガリウム粒子の積層、および、基板Ｗの主面Ｗａのガリウムの窒化が交互に行われ、基板Ｗの主面Ｗａには窒化ガリウム膜が形成される。

【0106】

成膜処理によって、基板Ｗに十分な膜厚で窒化ガリウム膜が形成されると、スパッタガスおよび反応性ガスの供給を停止し、第１電源２５１および第２電源３３２の電圧の出力を停止し、ヒータ１１による加熱を停止し、吸引機構５による減圧を停止する（ステップＳ６）。次に、基板搬送部が処理済みの基板Ｗをチャンバ１から搬出する（ステップＳ７）。

【0107】

以上のように、スパッタリング装置１００によって、基板Ｗの主面Ｗａに窒化ガリウム膜を形成することができる。しかも、スパッタリング装置１００においては、吸引機構５の吸引口５ａはスパッタ部２のターゲット２１よりもプラズマ部３の第２給気口３１ａに近い位置に設けられている。よって、第２給気口３１ａからチャンバ１内に供給された窒素ガスは、ターゲット２１よりも吸引口５ａに向かって流れやすい。言い換えれば、ターゲット２１に向かって流れる窒素（窒素ガスおよび窒素粒子）の量を低減させることができる。よって、ターゲット２１の窒化を抑制することができる。

【0108】

また、上述の例では、吸引機構５の吸引口５ａはチムニー２７の外側に設けられる。吸引機構５はチムニー２７の外側の吸引口５ａからガスを吸引するので、ガスはチムニー２７の外側からチムニー２７の内部には流入しにくい。よって、窒素はターゲット２１の主面２１ａに到達しにくく、ターゲット２１の窒化を抑制することができる。

【0109】

また、上述の例では、吸引機構５の吸引口５ａは、軸方向において、基板保持部４に対して、プラズマ部３の第２給気口３１ａと同じ側（ここでは鉛直下側）に設けられている。ここで、比較のために、吸引機構５の吸引口５ａが基板保持部４に対して鉛直上側に設けられた場合について考察する。この場合、吸引口５ａと第２給気口３１ａとの間に基板保持部４が介在する。よって、吸引機構５が吸引口５ａからガスを吸引すると、第２給気口３１ａから供給された窒素ガスは基板保持部４の外周側の狭い空間を通過して吸引口５ａに流れる。ガスは狭い空間を通過するので、効率的にガスを吸引できず、窒素ガスがターゲット２１側に流れやすくなる。これに対して、図１の例では、第２給気口３１ａと吸引口５ａとの間に基板保持部４が介在しない。よって、吸引機構５は、第２給気口３１ａから供給された窒素ガスを効率的に吸引口５ａから吸引することができる。したがって、ターゲット２１に流れる窒素の量を効率的に低減させることができる。

【0110】

また、上述の例では、プラズマ部３の第２給気口３１ａの開口方向は軸方向に沿って基板保持部４に向かう方向であり、吸引機構５の吸引口５ａの開口方向も軸方向に沿って基板保持部４に向かう方向である。

【0111】

また、上述の例では、反応性ガス供給部３１の第２給気口３１ａの開口方向は軸方向に平行であり、基板保持部４を向く方向である。よって、窒素ガスを基板Ｗの主面Ｗａに到達させやすい。

【0112】

また、上述の例では、吸引口５ａが平面視において第２給気口３１ａに隣接して設けられており、その開口方向は軸方向に平行であって、基板保持部４を向く方向である。これによれば、窒素ガスが第２給気口３１ａから流出する範囲を制御することができる。例えば吸引機構５の吸引力を高めることにより、窒素ガスは第２給気口３１ａから流出した直後に速やかにＵターンするので、窒素ガスが流出する範囲が狭くなる。一方で、吸引機構５の吸引力を低めることにより、窒素ガスが流出する範囲が広くなる。このように窒素がチャンバ１内において広がる範囲を制御しやすい。よって、窒素ガスが基板Ｗの主面Ｗａに到達しつつも、ターゲット２１の主面２１ａには到達しにくくなるように、容易に窒素ガスの範囲を制御することができる。よって、成膜処理を適切に行いつつも、ターゲット２１の窒化をさらに抑制することができる。

【0113】

また、上述の例では、複数（ここでは２つ）の第２給気口３１ａが径方向の異なる位置に設けられている。つまり、複数の第２給気口３１ａは、基板Ｗの移動方向（ここでは周方向）に直交する方向（ここでは径方向）において互いに異なる位置に設けられている。これによれば、基板Ｗの主面Ｗａに対して窒素をより均一に供給することができる。

【0114】

また、上述の例では、吸引口５ａは軸方向において基板Ｗの公転経路Ｒ１と向かい合う位置に設けられており、２つの第２給気口３１ａがそれぞれ公転経路Ｒ１の内周側および外周側に設けられている。これによれば、各第２給気口３１ａから流出する窒素ガスを単一の吸引口５ａへ均等に吸引することができる。

【0115】

また、上述の例では、成膜処理において、基板保持部４は基板Ｗを常時公転させつつ、第１電源２５１および第２電源３３２は常時電圧を出力する。これによれば、簡易な制御でスパッタリング装置１００を動作させることができる。

【0116】

また、上述の例では、ターゲット２１の冷却機構を設けていない。よって、スパッタリング装置１００の構成を簡易化でき、その製造コストも低減させることができる。

【0117】

＜スパッタガスおよび反応性ガスの流量＞
スパッタガス供給部２３は反応性ガスの流量よりも大きな流量でスパッタガスを供給してもよい。つまり、制御部６は、スパッタガスの流量が反応性ガスの流量よりも大きくなるように、スパッタガス供給部２３および反応性ガス供給部３１を制御してもよい。より具体的には、制御部６はスパッタガスの流量が反応性ガスの流量よりも大きくなるように、流量調整部２３３および流量調整部３１３を制御する。各流量は例えば予め設定される。

【0118】

スパッタ空間１ａに供給されるスパッタガスの流量が、プラズマ空間１ｂに供給される反応性ガスの流量よりも大きければ、処理空間内の圧力分布において、スパッタ空間１ａ内の圧力をプラズマ空間１ｂ内の圧力よりも高めることができる。よって、プラズマ空間１ｂからスパッタ空間１ａに流入する窒素の量を低減させることができる。したがって、ターゲット２１の窒化をさらに抑制することができる。

【0119】

＜ターゲットの種類＞
上述の例では、複数のスパッタ部２が設けられている。この場合、各スパッタ部２のターゲット２１の材料は互いに異なっていてもよい。例えば一方のスパッタ部２のターゲット２１としてガリウム製のターゲットを採用し、他方のスパッタ部２のターゲット２１としてアルミニウム製のターゲットを採用してもよい。これによれば、まずアルミニウム製のターゲット２１を含むスパッタ部２を用いて、基板Ｗの主面Ｗａに窒化アルミニウム膜を形成し、次に、ガリウム製のターゲット２１を含むスパッタ部２を用いて基板Ｗの窒化アルミニウム膜の上に窒化ガリウム膜を形成することができる。窒化ガリウム膜は窒化アルミニウム膜の上に積層しやすいので、基板Ｗの主面Ｗａに窒化ガリウム膜を容易に形成することができる。

【0120】

＜第２の実施の形態＞
図６は、第２の実施の形態にかかるスパッタリング装置１００Ａの構成の一例を概略的に示す側面図である。スパッタリング装置１００Ａはプラズマ部３の構成を除いて、スパッタリング装置１００と同様の構成を有している。

【0121】

スパッタリング装置１００Ａにおいて、各プラズマ部３は第２囲み部材３５をさらに含んでいる。第２囲み部材３５はプラズマ空間１ｂ内に設けられている。図７は、プラズマ部３の構成の一例を概略的に示す平面図である。第２囲み部材３５は例えば筒状形状を有している。第２囲み部材３５の上端は開口３５ａとして基板保持部４側に開口し、第２囲み部材３５の下端はチャンバ１の底部に連結される。なお、第２囲み部材３５の上端は、第２囲み部材３５の基板保持部４側の端部であるともいえる。

【0122】

図７に例示するように、プラズマ部３の第２給気口３１ａおよび誘導結合アンテナ３３１は第２囲み部材３５の内部に設けられている。図７の例では、プラズマ部３は２つの第２給気口３１ａおよび２つの誘導結合アンテナ３３１を含み、これら２つの第２給気口３１ａおよび誘導結合アンテナ３３１が第２囲み部材３５の内部に設けられる。図６の例では、第２囲み部材３５の上端は、誘導結合アンテナ３３１の上端よりも基板保持部４側に位置している。つまり、第２囲み部材３５は誘導結合アンテナ３３１よりも高い。第２囲み部材３５の内周面は例えば軸方向に平行である。

【0123】

第２囲み部材３５はスパッタ部２を囲っておらず、チムニー２７よりも外側に設けられる。第２囲み部材３５は平面視においてチムニー２７と間隔を空けて設けられる。

【0124】

図６および図７の例では、吸引機構５の吸引口５ａは第２囲み部材３５の内部に設けられている。具体的な一例として、吸引口５ａは、チャンバ１の底部において第２囲み部材３５によって囲まれた領域の一部に設けられている。

【0125】

第２給気口３１ａから吐出された窒素ガスは、第２囲み部材３５の内部から開口３５ａを通じて基板保持部４に向かって流れる。そして、窒素ガスは基板Ｗの主面Ｗａを経由しつつ、Ｕターンして、再び第２囲み部材３５の内部を吸引口５ａに向かって流れる。窒素ガスは第２囲み部材３５によって遮られて、第２囲み部材３５の外側に広がりにくいので、ターゲット２１の主面２１ａに到達する窒素の量をさらに低減させることができる。

【0126】

第２囲み部材３５は窒素ガスを基板保持部４に導くガイドとしても機能できる。これによれば、より多くの窒素ガスを基板保持部４に導くことができる。

【0127】

スパッタリング装置１００Ａの動作は第１の実施の形態と同様であり、その一例は図５のフローチャートと同様である。

【0128】

スパッタリング装置１００Ａによっても、成膜処理において、基板Ｗはスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを交互に通過する。よって、基板Ｗの主面Ｗａに対するガリウム粒子の積層、および、基板Ｗの主面Ｗａのガリウムの窒化が交互に行われて、基板Ｗの主面Ｗａに窒化ガリウム膜が形成される。

【0129】

しかも、スパッタリング装置１００Ａによれば、反応性ガス供給部３１の第２給気口３１ａおよび吸引機構５の吸引口５ａは第２囲み部材３５の内部に設けられるので、窒素ガスは第２囲み部材３５の外側に流出しにくい。よって、ターゲット２１に向かって流れる窒素の量をさらに抑制することが低減させることができ、ターゲット２１の窒化をさらに抑制することができる。

【0130】

また、図７の例では、第２囲み部材３５は側壁３５１～３５４を含んでいる。側壁３５１は径方向の外側に位置し、側壁３５２は径方向の内側に位置する。側壁３５１，３５２は径方向で互いに向かい合って配置される。側壁３５１，３５２は径方向の外側に膨らむ円弧形状を有しており、側壁３５１の円弧の長さは側壁３５２の円弧の長さよりも長い。側壁３５３は径方向に沿って延在しており、側壁３５１，３５２の周方向の一端同士を連結する。側壁３５４は径方向に沿って延在しており、側壁３５１，３５２の周方向の他端同士を連結する。このような第２囲み部材３５の開口３５ａは、径方向の外側に向かうにつれて幅広となる。つまり、開口３５ａの周方向における幅は径方向の外側に向かうにつれて広くなる。

【0131】

さて、基板Ｗが周方向に沿って第２囲み部材３５の直上を横切る際には、径方向の外側ほど移動速度が高くなる。図７の例では、第２囲み部材３５が囲む領域は径方向の外側ほど幅広となっているので、基板Ｗの主面Ｗａの各位置は互いに同程度の期間で、第２囲み部材３５の直上を横切る。言い換えれば、基板Ｗの主面Ｗａの各位置が第２囲み部材３５を横切るのに要する期間のばらつきを低減させることができる。よって、基板Ｗの主面Ｗａにより均一に窒素ガスを供給することができる。

【0132】

＜第３の実施の形態＞
図８は、第３の実施の形態にかかるスパッタリング装置１００Ｂの構成の一例を概略的に示す側面図である。スパッタリング装置１００Ｂは基板保持部４の構成を除いて、スパッタリング装置１００と同様の構成を有している。

【0133】

基板保持部４は複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させつつ、各基板Ｗを自転軸線Ｑ２のまわりで自転させる。各自転軸線Ｑ２は、対応する基板Ｗの中心を通り、かつ公転軸線Ｑ１と平行な軸である。

【0134】

基板保持部４は、基板Ｗの公転および自転を行う機構として、自公転機構４１Ａを有する。図９は、自公転機構４１Ａの構成の一例を模式的に示す平面図である。自公転機構４１Ａは例えば遊星歯車機構である。自公転機構４１Ａは太陽歯車４１１と複数の遊星歯車４１２と内歯車４１３とを含む。太陽歯車４１１は外歯車であって、公転軸線Ｑ１を中心とした円板形状を有し、その外周面に複数の凹凸が形成されている。太陽歯車４１１は回転機構４２によって公転軸線Ｑ１のまわりで回転する。具体的には、回転機構４２のシャフトが太陽歯車４１１に連結され、回転機構４２のモータが当該シャフトを公転軸線Ｑ１のまわりで回転させることにより、太陽歯車４１１を回転させる。

【0135】

内歯車４１３は間隔を空けて太陽歯車４１１を囲むように設けられている。内歯車４１３は、公転軸線Ｑ１を中心とした円環形状を有しており、その内周面に複数の凹凸が形成されている。内歯車４１３はチャンバ１に固定される。

【0136】

複数の遊星歯車４１２は外歯車であって、太陽歯車４１１と内歯車４１３との間に設けられている。複数の遊星歯車４１２は公転軸線Ｑ１の周方向に沿って並んで設けられる。ここでは、６つの遊星歯車４１２が設けられている。遊星歯車４１２は、対応する自転軸線Ｑ２を中心とした円板形状を有し、その外周面に凹凸が形成されている。遊星歯車４１２は自転軸線Ｑ２のまわりで回転可能に支持され、太陽歯車４１１および内歯車４１３に噛合する。また、遊星歯車４１２は、基板Ｗを保持する保持具４１４に連結される。保持具４１４は例えば基板Ｗの上面を吸着してもよく、基板Ｗの端部を保持してもよい。保持具４１は基板Ｗの主面Ｗａがチャンバ１内で露出するように、基板Ｗを水平姿勢で保持すればよい。

【0137】

回転機構４２が太陽歯車４１１を回転させると、太陽歯車４１１が公転軸線Ｑ１のまわりで回転する。これにより、太陽歯車４１１と噛合する各遊星歯車４１２が内歯車４１３とも噛合しつつ自公転する。つまり、遊星歯車４１２は公転軸線Ｑ１のまわりで公転しつつ、自転軸線Ｑ２のまわりで自転する。これにより、遊星歯車４１２に連結された保持具４１４、および、保持具４１４によって保持された基板Ｗが自公転する。

【0138】

スパッタリング装置１００Ｂの動作は第１の実施の形態と同様である。ただし、スパッタリング装置１００Ｂにおいては、成膜処理において、基板保持部４は複数の基板Ｗを公転軸線Ｑ１のまわりで公転させつつ、各基板Ｗを各自転軸線Ｑ２のまわりで自転させる。よって、基板Ｗは自転軸線Ｑ２のまわりで自転しながらスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを通過する。したがって、ガリウム粒子および窒素粒子は基板Ｗの主面Ｗａに対してより均一に作用し、基板Ｗの主面Ｗａにより均一に窒化ガリウム膜を形成することができる。

【0139】

＜第４の実施の形態＞
図１０は、第４の実施の形態にかかるスパッタリング装置１００Ｃの構成の一例を概略的に示す平面図である。スパッタリング装置１００Ｃは、基板保持部４が保持可能な基板Ｗの枚数を除いて、スパッタリング装置１００と同様の構成を有している。スパッタリング装置１００Ｃにおいて、基板保持部４が保持可能な基板Ｗの枚数は、スパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂの総数と同じである。ここでは、２つのスパッタ空間１ａおよび２つのプラズマ空間１ｂが形成されるので、その総数は４である。したがって、基板保持部４は４枚の基板Ｗを保持する。図１０の例では、４つの基板Ｗとして基板Ｗ１～Ｗ４が例示されている。

【0140】

基板保持部４は周方向において等間隔で基板Ｗを保持する。４つの基板Ｗの各々は、公転軸線Ｑ１まわりの所定の公転位置において、スパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂのいずれかに位置する。図１０の例では、基板Ｗ１，Ｗ３がスパッタ空間１ａ内に位置し、基板Ｗ２，Ｗ４がプラズマ空間１ｂ内に位置する。より具体的には、基板Ｗ１，Ｗ３がそれぞれスパッタ部２のターゲット２１と軸方向において向かい合う位置で停止し、基板Ｗ２，Ｗ４がそれぞれ吸引機構５の吸引口５ａと軸方向において向かい合う位置で停止する。

【0141】

当該公転位置から９０度間隔で４つの基板Ｗを順次に公転させた各公転位置でも、４つの基板Ｗはスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂのいずれかに位置する。例えば、４つの基板Ｗを９０度公転させると、基板Ｗ１，Ｗ３はそれぞれプラズマ空間１ｂ内に位置し、基板Ｗ２，Ｗ４はそれぞれスパッタ空間１ａ内に位置する。

【0142】

スパッタリング装置１００Ｃの動作は、次の説明を除いて第１の実施の形態と同様である。すなわち、スパッタリング装置１００Ｃでは、成膜処理において、基板保持部４は基板Ｗを常時公転させているのではなく、各公転位置で基板Ｗを停止させる。また、第１電源２５１および第２電源３３２は成膜処理において常時電圧を出力しているのではなく、基板Ｗの停止中に電圧を出力する。以下に、具体的に説明する。

【0143】

図１１は、基板保持部４の公転動作と、第１電源２５１および第２電源３３２の出力電圧との一例を模式的に示すタイミングチャートである。図１１の例では、基板保持部４は各公転位置Ｐ１～Ｐ４において４つの基板Ｗを所定期間に亘って停止させる。公転位置Ｐ１は、例えば、基板Ｗ１，Ｗ３がスパッタ空間１ａ内に位置し、基板Ｗ２，Ｗ４がプラズマ空間１ｂ内に位置するときの公転位置であり、例えば図１０に示す状態での公転位置である。公転位置Ｐ２～Ｐ４は、公転位置Ｐ１から９０度ずつ順に基板Ｗを公転させた公転位置である。

【0144】

図１１の例では、第１電源２５１は基板Ｗの停止中に直流電圧を出力し、第２電源３３２は基板Ｗの停止中に高周波電圧を出力する。また、第１電源２５１および第２電源３３２は基板Ｗの公転中において電圧の出力を停止する。以下、具体的に説明する。

【0145】

まず、基板保持部４は、第１電源２５１および第２電源３３２が電圧の出力を停止させた状態で、４つの基板Ｗを公転位置Ｐ１まで公転させる。基板保持部４が４つの基板Ｗを公転位置Ｐ１で停止させることにより、基板Ｗ１，Ｗ３がスパッタ空間１ａ内で停止し、基板Ｗ２，Ｗ４がプラズマ空間１ｂ内で停止する。

【0146】

次に、第１電源２５１および第２電源３３２は、４つの基板Ｗが公転位置Ｐ１で停止した状態で、所定期間に亘って電圧を出力する。つまり、第１電源２５１は、ターゲット２１に負電位を印加するように、直流電圧を出力し、第２電源３３２は誘導結合アンテナ３３１に高周波電圧を出力する。これにより、基板Ｗ１，Ｗ３の主面Ｗａにはガリウム粒子が積層され、基板Ｗ２，Ｗ４の主面Ｗａには窒素粒子が作用する。

【0147】

次に第１電源２５１および第２電源３３２は電圧の出力を停止する。基板保持部４は、第１電源２５１および第２電源３３２が電圧の出力を停止した状態で、４つの基板Ｗを公転位置Ｐ１から公転位置Ｐ２まで公転させる。基板保持部４が４つの基板Ｗを公転位置Ｐ２で停止させることにより、基板Ｗ２，Ｗ４がスパッタ空間１ａ内で停止し、基板Ｗ１，Ｗ３がプラズマ空間１ｂ内に停止する。

【0148】

次に第１電源２５１および第２電源３３２は、４つの基板Ｗが公転位置Ｐ２で停止した状態で、所定期間に亘って電圧を出力する。これにより、基板Ｗ２，Ｗ４の主面Ｗａにはガリウム粒子が積層され、基板Ｗ１，Ｗ３の主面Ｗａには窒素粒子が作用する。

【0149】

以後、同様にして、基板保持部４は、第１電源２５１および第２電源３３２が電圧の出力を停止した状態で、各公転位置から他の公転位置に移動させる。そして、第１電源２５１および第２電源３３２は、基板保持部４が基板Ｗを公転位置で停止させた状態で、電圧を出力する。

【0150】

これによれば、基板保持部４が基板Ｗを停止させた状態で、基板Ｗの主面Ｗａに対する成膜処理を行うことができる。

【0151】

＜変形例＞
上述の例では、ターゲット２１はいわゆる平型ターゲットであるものの、回転型ターゲットであってもよい。また、ターゲット２１の主面２１ａの近傍に磁界を形成する磁石が設けられてもよい。これにより、マグネトロンスパッタリングを行うことができる。

【0152】

また上述の具体例では、第２プラズマ発生部３３は誘導結合プラズマを発生させているものの、必ずしもこれに限らず、他の手法により、プラズマを発生させてもよい。

【0153】

また上述の例では、基板保持部４は複数の基板Ｗを保持しているものの、必ずしもこれに限らない。基板保持部４は１枚の基板Ｗを保持していてもよい。これによっても、基板Ｗがスパッタ空間１ａおよびプラズマ空間１ｂを交互に通過するので、基板Ｗの主面Ｗａへのガリウム粒子の積層および基板Ｗの主面Ｗａのガリウムの窒化とを交互に行うことができる。その一方で、基板保持部４が複数の基板Ｗを保持する場合には、処理のスループットを向上させることができる。

【0154】

基板保持部４が１枚の基板Ｗを保持する場合には、第４の実施の形態において、第１電源２５１は、基板保持部４が基板Ｗをスパッタ空間１ａ内に位置させた状態で電圧を出力し、第２電源３３２は基板保持部４が基板Ｗをプラズマ空間１ｂ内に位置させた状態で電圧を出力し、基板保持部４は、第１電源２５１および第２電源３３２が電圧の出力を停止した状態で、基板Ｗを公転させるとよい。

【0155】

その一方で、基板保持部４が複数の基板Ｗを保持する場合には、処理のスループットを向上させることができる。

【0156】

以上のように、このスパッタリング装置１００，１００Ａ～１００Ｃは詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、このスパッタリング装置１００，１００Ａ～１００Ｃがそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0157】

１ チャンバ
１ａ スパッタ空間
１ｂ プラズマ空間
１００ スパッタリング装置
２ スパッタ部
２３ａ 第１給気口
２５１ 第１電源
３ プラズマ部
３１ａ 第２給気口
３３２ 第２電源
３３１１ 導電部材
４ 基板保持部
５ 吸引機構
５ａ 吸引口
Ｑ１ 公転軸線
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】