(57)【要約】      （修正有）【課題】緻密で均一な厚膜の窒化アルミニウム膜を安価及び高生産効率で成膜できる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１００は、成膜処理部４０、窒化処理部５０及び搬送部３０を備えるようにした。搬送部３０は、ワーク１０を循環搬送する回転テーブルを有し、ワーク１０が成膜処理部４０と窒化処理部５０とを交互に通過するように搬送する。成膜処理部４０は、アルミニウム材料から構成されるターゲット４２と、ターゲット４２と回転テーブルとの間に導入されるスパッタガスをプラズマ化するプラズマ発生器とを有し、ワーク１０にアルミニウム膜を成膜する。窒化処理部５０は、窒化ガスを含むプロセスガスを導入するプロセスガス導入部と、プロセスガスをプラズマ化するプラズマ発生器を有し、ワーク１０に成膜されたアルミニウム膜を窒化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングによりワークに窒化アルミニウム膜を成膜する成膜装置であって、
前記ワークを循環搬送する回転テーブルを有する搬送部と、
アルミニウム材料から構成されるターゲットと、前記ターゲットと前記回転テーブルとの間に導入されるスパッタガスをプラズマ化するプラズマ発生器とを有し、前記ワークにアルミニウム膜を成膜する成膜処理部と、
窒化ガスを含むプロセスガスを導入するプロセスガス導入部と、前記プロセスガスをプラズマ化するプラズマ発生器を有し、前記ワークに成膜された前記アルミニウム膜を窒化する窒化処理部と、を備え、
前記搬送部は、前記ワークが前記成膜処理部と前記窒化処理部とを交互に通過するように搬送すること、
を特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記搬送部は、前記成膜処理部と前記窒化処理部のうち、前記窒化処理部を最後に通過させて前記ワークの搬送を終了すること、
を特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記成膜処理部と前記窒化処理部とが別々の区画に配置されたチャンバを備え、
前記チャンバには、前記成膜処理部と前記窒化処理部が同数設けられていること、
を特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記成膜処理部と前記窒化処理部は、前記回転テーブルの円周の搬送経路上に備えられること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記窒化処理部の前記プラズマ発生器は、誘導結合プラズマを生成すること、
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の成膜装置。
【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】
近年、セラミック基板表面に窒化アルミニウム膜が成膜された基板が配置された電子部品、及びパッケージ表面に窒化アルミニウム膜が成膜された電子部品が普及している。窒化アルミニウムは高熱伝導性、低熱膨張性及び良好な電気絶縁性を有しており、前述のような電子部品に成膜された窒化アルミニウム膜は、主に放熱用途で用いられている。窒化アルミニウム膜の形成方法としては、同時焼成法とも呼ばれるコファイア法（Ｃｏ−ｆｉｒｅ法）、逐次焼成法とも呼ばれるポストファイア法（Ｐｏｓｔ−ｆｉｒｅ法）、及び反応性スパッタが挙げられる。
【０００３】
コファイア法は、グリーンシートと呼ばれる未焼成のセラミック基板前駆体上に金属ペースト層を形成することによってメタライズドセラミック基板前駆体を作製し、これを焼成する方法である。この方法ではグリーンシート及び金属ペースト層の焼成は同時に行われる。ポストファイア法は、グリーンシートを焼成して得られたセラミック基板上に金属ペースト層を形成することによってメタライズドセラミック基板前駆体を作製し、これを焼成する方法である。この方法ではグリーンシートの焼成及び金属ペースト層の焼成は逐次的に行われる。反応性スパッタでは、窒素ガスを含むスパッタガスを導入して、アルミニウム材料をスパッタし、プラズマにより生成された窒素イオンと、アルミニウム材料から叩き出されたアルミニウム粒子とを反応させつつ、セラミック基板上に窒化アルミニウム膜を堆積させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品に適用される窒化アルミニウム膜は、緻密であり、例えば２０μｍ等の厚い膜であり、且つ均一な膜厚であることが要求される。コファイア法、ポストファイア法及び反応性スパッタによってこの要求に沿って窒化アルミニウム膜を形成すると高コストとなり、また生産速度が極端に落ちる。コストを下げようとすると、窒化アルミニウム膜の緻密さが低下し、高温環境下で使用すると亀裂等のダメージが発生し易くなる。特に、反応性スパッタは、これらの問題が顕著である。また、コファイア法及びポストファイア法は、成膜できる寸法精度やサイズに制限がある。
【０００６】
本発明は、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、緻密で均一な厚膜の窒化アルミニウム膜を安価及び高生産効率で成膜できる成膜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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る成膜装置は、スパッタリングによりワークに窒化アルミニウム膜を成膜する成膜装置であって、前記ワークを循環搬送する回転テーブルを有する搬送部と、アルミニウム材料から構成されるターゲットと、前記ターゲットと前記回転テーブルとの間に導入されるスパッタガスをプラズマ化するプラズマ発生器とを有し、前記ワークにアルミニウム膜を成膜する成膜処理部と、窒化ガスを含むプロセスガスを導入するプロセスガス導入部と、前記プロセスガスをプラズマ化するプラズマ発生器を有し、前記ワークに成膜された前記アルミニウム膜を窒化する窒化処理部と、を備え、前記搬送部は、前記ワークが前記成膜処理部と前記窒化処理部とを交互に通過するように搬送すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、緻密で均一な厚膜の窒化アルミニウム膜を安価及び高生産効率で成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本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２】図１中のＡ−Ａ断面図であり、図１の実施形態の成膜装置の側面から見た内部構成の詳細図である。
【図３】本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４】本実施形態に係る成膜装置によるワークの処理過程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る成膜装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示す成膜装置１００は、ワーク１０上に窒化アルミニウム膜を成膜する。ワーク１０は、例えばパッケージングされた電子部品、又は電子部品に配置されるセラミック基板であり、パッケージングされた電子部品であれば、パッケージ表面に窒化アルミニウム膜が成膜され、セラミック基板であれば、セラミック基板表面にアルミニウム膜が成膜される。この成膜装置１００は、チャンバ２０、搬送部３０、成膜処理部４０、窒化処理部５０、ロードロック部６０及び制御装置７０を備え、アルミニウム膜の成膜とアルミニウム膜の窒化を交互に繰り返して所望の厚みの窒化アルミニウム膜に成長させていく。
【００１１】
チャンバ２０は内部を真空とすることが可能な円柱形状の容器である。チャンバ２０内は区切部２２によって仕切られ、扇状に複数区画に分割されている。区画の一つに成膜処理部４０が配置され、区画の他の一つに窒化処理部５０が配置され、区画の更に他の一つにロードロック部６０が配置される。成膜処理部４０と窒化処理部５０は同数配置されており、例えば成膜処理部４０と窒化処理部５０は１区画ずつ配置されている。即ち、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、成膜処理部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上でアルミニウム膜の成膜とアルミニウム膜の窒化が交互に繰り返されて所望の厚みの窒化アルミニウム膜が成長していく。
【００１２】
尚、成膜処理部４０と窒化処理部５０との交互巡回が達成できれば、成膜処理部４０と窒化処理部５０は２以上の同数区画ずつ配置されてもよい。連続して複数の成膜処理部４０を配置し、成膜処理部４０と同数の窒化処理部５０を連続して配置してもよいし、または成膜処理部４０と窒化処理部５０を１区画ずつ交互に複数配置してもよい。
【００１３】
図２に示すように、チャンバ２０は、円盤状の天井２０ａ、円盤状の内底面２０ｂ、及び環状の内周面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、天井２０ａから内底面２０ｂに向けて延び、内底面２０ｂには未達である。即ち、内底面２０ｂ側には円柱状の空間が確保されている。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、搬送部３０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。この区切部２２によって、成膜処理部４０及び窒化処理部５０においてワーク１０の処理が行われる処理空間が仕切られる。これにより、成膜処理部４０のスパッタガスＧ１及び窒化処理部５０のプロセスガスＧ２がチャンバ２０内に拡散することを抑制できる。また、後述するように、成膜処理部４０及び窒化処理部５０においては処理空間においてプラズマが生成されるが、チャンバ２０よりも小さい空間に仕切られた処理空間における圧力を調整すればよいため、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。したがって、前述した効果が得られるのであれば、平面視において、最低でも成膜処理部４０を挟む２つの区切部２２、窒化処理部５０を挟む２つの区切部２２があればよい。尚、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８０が接続されている。排気部８０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８０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。
【００１４】
搬送部３０は、回転テーブル３１、モータ３２及び保持部３３を有し、ワーク１０を円周の軌跡である搬送経路Ｌに沿って循環搬送させる。回転テーブル３１は円盤形状を有し、内周面２０ｃと接触しない程度に大きく拡がっている。モータ３２は、回転テーブル３１の円中心を回転軸として連続的に所定の回転速度で回転させる。保持部３３は、回転テーブル３１の上面に円周等配位置に配設される溝、穴、突起、治具、ホルダ等であり、ワーク１０を載せたトレイ３４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３４上にマトリクス状に整列配置され、保持部３３は、回転テーブル３１上に６０°間隔で６つ配設される。
【００１５】
成膜処理部４０は、プラズマを生成し、アルミニウム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、成膜処理部４０は、プラズマに含まれるイオンをアルミニウム材料に衝突させることで叩き出されたアルミニウム粒子をワーク１０上に堆積させて成膜を行う。図２に示すように、この成膜処理部４０は、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で構成されるプラズマ発生器を備える。
【００１６】
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の部材である。本実施形態の成膜材料はアルミニウム材料であり、ターゲット４２はワーク１０に堆積させるアルミニウム粒子の供給源となる。即ち、ターゲット４２はアルミニウム材料から構成されている。「アルミニウム材料から構成されるターゲット」とは、アルミニウム粒子を供給可能なスパッタリングターゲットであれば、アルミニウム合金ターゲットなど、アルミニウム以外を含んでいても許容される。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の天井２０ａに保持されている。ターゲット４２は例えば３つ設置される。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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
電源部４６は、例えば、高電圧を印加する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、電位差が発生する。電源部４６としては、高周波スパッタを行うためにＲＦ電源とすることもできる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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としては不活性ガスが採用でき、アルゴンガス等が好適である。
【００２２】
このような成膜処理部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アルミニウム材料で構成されたターゲット４２と衝突してアルミニウム粒子を叩き出す。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。叩き出されたアルミニウム粒子は、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、薄膜のアルミニウム膜がワーク１０上に成膜される。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。このアルミニウム膜の膜厚は、窒化処理部５０の一定時間内での窒化量、つまり窒化レートに依るが、例えば１原子程度であると良い。
【００２３】
窒化処理部５０は、窒素ガスを含むプロセスガス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窒素イオンを発生させる。発生した窒素イオンは、成膜処理部４０によってワーク１０上に成膜されたアルミニウム膜に衝突してアルミニウムと結合することで、化合物膜である窒化膜を形成する。このように、窒化処理部５０は、ワーク１０上のアルミニウム膜を窒化する。図２に示すように、この窒化処理部５０は、筒状体５１、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を有する。
【００２４】
筒状体５１は、図１と図２に示すように水平断面が角丸長方形状の筒であり、開口を有する。筒状体５１は、その開口が回転テーブル３１側に離隔して向かうように、チャンバ２０の天井２０ａに嵌め込まれ、チャンバ２０の内部空間に突き出る。この筒状体５１は、回転テーブル３１と同様の材質とする。窓部材５２は、筒状体５１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、筒状体５１の開口を塞ぐように設けられ、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と筒状体５１の内部とを仕切る。処理空間５９は、窒化処理部５０において、回転テーブル３１と筒状体５１の内部との間に形成される空間である。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。なお、窓部材５２は、アルミナ等の誘電体であってもよいし、シリコン等の半導体であってもよい。
【００２５】
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とは隔離された筒状体５１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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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は、窒素ガス、又は窒素ガスと不活性ガスの混合ガスである。不活性ガスとしてはアルゴンガス等が好適である。
【００２９】
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の誘導結合プラズマが発生する。このとき、窒素ガスもイオン化し、窒素イオンがワーク１０上のアルミニウム膜に衝突し、アルミニウムと結合する。その結果、ワーク１０上のアルミニウム膜は窒化され、化合物膜として窒化アルミニウム膜が形成される。
【００３０】
ロードロック部６０は、チャンバ２０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３４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３４をチャンバ２０の外部へ搬出する装置である。このロードロック部６０は、周知の構造のものを適用することができるため、説明を省略する。
【００３１】
制御装置７０は、排気部８０、スパッタガス導入部４９、プロセスガス導入部５８、電源部４６、ＲＦ電源５４、搬送部３０など、成膜装置１００を構成する各種要素を制御する。この制御装置７０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。具体的に制御される内容としては、成膜装置１００の初期排気圧力、ターゲット４２及びアンテナ５３への印加電力、スパッタガスＧ１及びプロセスガスＧ２の流量、導入時間及び排気時間、成膜時間、モータ３２の回転速度などが挙げられる。尚、制御装置７０は、多種多様な成膜仕様に対応可能である。
【００３２】
次に、制御装置７０により制御された成膜装置１００の全体動作を説明する。図３は、本実施形態に係る成膜装置１００による処理のフローチャートである。まず、搬送手段によって、ワーク１０を搭載したトレイ３４がロードロック部６０からチャンバ２０内に順次搬入される（ステップＳ０１）。ステップＳ０１においては、回転テーブル３１は、空の保持部３３を、順次、ロードロック部６０からの搬入箇所に移動させる。保持部３３は、搬送手段により搬入されたトレイ３４を、それぞれ個別に保持する。このようにして、窒化アルミニウム膜が成膜されるワーク１０を搭載したトレイ３４が、回転テーブル３１上に全て載置される。
【００３３】
チャンバ２０内は、排気部８０によって排気口２１から排気されて常に減圧されている。チャンバ２０内が所定の圧力まで減圧される（ステップＳ０２）。そして、ワーク１０を載せた回転テーブル３１が回転して、所定の回転速度に達する（ステップＳ０３）。
【００３４】
所定の回転速度に達すると、まず成膜処理部４０でワーク１０上にアルミニウム膜を成膜する（ステップＳ０４）。即ち、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、アルミニウム材料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に衝突してアルミニウムの粒子を叩き出す。成膜処理部４０を通過するワーク１０の表面には、その通過毎にアルミニウム粒子が堆積して、アルミニウム膜が成膜される。
【００３５】
回転テーブル３１の回転により成膜処理部４０を通過し、アルミニウム膜が成膜されたワーク１０は、窒化処理部５０に向かい、窒化処理部５０にてアルミニウム膜が窒化される（ステップＳ０５）。即ち、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を供給する。窒素ガスを含むプロセスガスＧ２は、窓部材５２と回転テーブル３１に挟まれた処理空間５９に供給される。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に発生し、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。更にプラズマによって発生した窒素イオンは、ワーク１０上に成膜されたアルミニウム膜に衝突することにより、アルミニウムと結合し、ワーク１０上のアルミニウム膜は窒化アルミニウム膜に変換される。
【００３６】
このように、ステップＳ０４、ステップＳ０５では、稼働している成膜処理部４０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。なお、「稼働している」とは、各処理部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。
【００３７】
窒化処理部５０の稼働、換言するとプラズマ生成動作（プロセスガス導入部５８によるプロセスガスＧ２の導入及びＲＦ電源５４によるアンテナ５３への電圧印加）は、成膜処理部４０で最初の成膜が行われたワーク１０が窒化処理部５０に到達するまでの間に開始すればよい。成膜が行われる前のワーク１０の表面に窒化処理を行っても問題なければ、成膜処理部４０の稼働、換言すると成膜処理部４０のプラズマ生成動作（スパッタガス導入部４９によるスパッタガスＧ１の導入及び電源部４６によるターゲット４２への電圧印加）と窒化処理部５０のプラズマ生成動作を同時に開始させてもよいし、成膜処理部４０のプラズマ生成動作が開始される前に窒化処理部５０のプラズマ生成動作を開始させてもよい。
【００３８】
回転テーブル３１は、所定の厚みの窒化アルミニウム膜がワーク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（ステップＳ０６，Ｎｏ）、回転を継続する。換言すると、所定の厚みの窒化アルミニウム膜が成膜されるまでの間、ワーク１０は成膜処理部４０と窒化処理部５０とを循環し続け、ワーク１０上にアルミニウムの粒子を堆積させる成膜処理（ステップＳ０４）と、堆積させたアルミニウム粒子を窒化させる窒化処理（ステップＳ０５）とが交互に繰り返される。
【００３９】
所定の時間が経過したら（ステップＳ０６，Ｙｅｓ）、まず成膜処理部４０の稼働を停止させる（ステップＳ０７）。具体的には、スパッタガス導入部４９によるスパッタガスＧ１の導入を停止し、電源部４６によるターゲット４２への電圧印加を停止する。次に、窒化処理部５０の稼働を停止させる（ステップＳ０８）。具体的には、プロセスガス導入部５８によるプロセスガスＧ２の導入を停止し、ＲＦ電源５４によるアンテナ５３への高周波電力の供給を停止する。そして、回転テーブル３１の回転を停止させ、ロードロック部６０からワーク１０が載せられたトレイ３４を排出する（ステップＳ０９）。
【００４０】
ステップＳ０７及びステップＳ０８では、成膜処理部４０と窒化処理部５０の稼働停止を行い、一連の窒化アルミニウム膜の成膜処理を終了させる。成膜処理が行われた後、窒化処理が行われずに一連の窒化アルミニウム膜の成膜処理が終了することがないように、成膜処理部４０、窒化処理部５０、搬送部３０の各要素が制御される。換言すると、成膜処理と窒化処理のうち、窒化処理を最後に行って一連の窒化アルミニウムの成膜処理が終了するように各要素が制御される。本実施形態では、成膜処理部４０を通過したワーク１０が、窒化処理部５０を通過して再び成膜処理部４０に到達するまでの間に、成膜処理部４０の稼働、換言すると成膜処理部４０におけるプラズマ生成動作（スパッタガス導入部４９によるスパッタガスＧ１の導入及び電源部４６によるターゲット４２への電圧印加）を停止させる。
【００４１】
このように、成膜装置１００では、ワーク１０を成膜処理部４０と窒化処理部５０に交互に搬送し、また交互搬送を複数回繰り返す。これにより、成膜処理と窒化処理が交互に複数回行われる。図４に示すように、成膜処理では、アルミニウム材料をスパッタリングし、叩き出されたアルミニウム粒子が堆積したアルミニウムの薄膜１２がワーク１０上に成膜される。窒化処理では、窒素ガスをプラズマ化して窒素イオンを生成し、ワーク１０上に成膜されたアルミニウムの薄膜１２を窒素イオンに曝し、アルミニウムの薄膜１２を窒化することで、窒化膜１１を形成する。成膜処理と窒化処理が交互に複数回行われることで、成膜処理と窒化処理が交互に繰り返され、アルミニウム粒子を堆積させることで成膜されたアルミニウムの薄膜１２を窒化して窒化膜１１を形成し、窒化膜１１の上に更にアルミニウム粒子を堆積させることで新たに成膜されたアルミニウムの薄膜１２を窒化する。この一連の窒化アルミニウムの成膜処理により、所定の厚みの窒化アルミニウムにより成る窒化膜１１がワーク１０上に成膜される。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る成膜装置１００は、成膜処理部４０、窒化処理部５０及び搬送部３０を備えるようにした。成膜処理部４０は、アルミニウム材料と、当該アルミニウム材料にプラズマを曝すプラズマ発生器とを有し、ワーク１０にアルミニウム膜を成膜する。窒化処理部５０は、窒素ガスを含むプロセスガスＧ２のガス導入口５６と、当該窒素ガスプラズマを生成してアルミニウム膜に曝すプラズマ発生器とを有し、ワーク１０に成膜されたアルミニウム膜を窒化する。搬送部３０は、ワーク１０が成膜処理部４０と窒化処理部５０とを交互に通過するように搬送する。これにより、緻密、厚膜及び均一な膜厚の窒化アルミニウム膜をワーク１０上に成膜することができ、またアルミニウム膜の成膜速度に合わせて生産できるので、生産速度が向上する。
【００４３】
搬送部３０は、成膜処理部４０と窒化処理部５０のうち、窒化処理部５０を最後に通過させてワーク１０の搬送を終了するようにした。即ち、終了処理としては、まず成膜処理部４０を稼働停止させて、その後に窒化処理部５０の稼働を停止させるようにした。これにより、ワーク１０上の膜表面も窒化アルミニウム膜とすることができるので、ワーク１０の熱伝導性、熱膨張性及び電気絶縁性が更に向上する。
【００４４】
また、成膜処理部４０と窒化処理部５０とが別々の区画に配置されたチャンバ２０を備え、チャンバ２０には、成膜処理部４０と窒化処理部５０が同数設けられるようにした。これにより、成膜処理及び窒化処理のために印加する電力調整によって、アルミニウム膜の膜厚と窒化のバランスを調整できるので、簡易に純度の高い窒化アルミニウム膜を成膜することができる。
【００４５】
また、搬送部３０は、ワーク１０が載置されて所定の速度で回転する回転テーブル３１を有し、成膜処理部４０と窒化処理部５０は、回転テーブル３１の円周の搬送経路Ｌ上に備えられるようにした。これにより、ワーク１０を一方向に移動させ続けるだけで、回転テーブル３１の円周の搬送経路Ｌ上に配置された成膜処理部４０と窒化処理部５０への交互搬送が可能となり、成膜処理と窒化処理を交互に繰り返し行うことができる。そのため、成膜処理時間と窒化処理時間のバランス調整が容易となる。
【００４６】
（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。
【００４７】
例えば、上述した実施の形態では、ステップＳ０７で成膜処理部４０の稼働を停止させた後、ステップＳ０８で窒化処理部５０の稼働を停止させ、ステップＳ０９で回転テーブル３１の回転を停止させていたが、これに限るものではなく、成膜処理部４０と窒化処理部５０のうち、稼働している窒化処理部５０を最後に通過させてワーク１０の搬送を停止するように、搬送部３０、成膜処理部５０、窒化処理部５０を制御すればよい。例えば、窒化処理部５０を最後に通過させてワーク１０の搬送を停止するように回転テーブル３１の回転を停止させた後、成膜処理部４０の稼働及び窒化処理部５０の稼働を停止させてもよい。また例えば、稼働していない成膜処理部５０では成膜処理は行われないため、成膜処理部４０の稼働を停止させた後であれば、窒化処理部５０を通過した後に成膜処理部４０を通過させてワーク１０の搬送を停止させてもよい。
【００４８】
また例えば、上述した実施の形態では、成膜処理部４０の稼働の停止、すなわちプラズマ生成動作を停止するには、スパッタガスＧ１の導入の停止とともに電源部４６による電圧印加の停止を行っていたが、これに限るものではなく、スパッタガス導入部４９によるスパッタガスＧ１の導入または電源部４６による電圧印加の少なくともいずれかの動作を停止させればよい。同様に、窒化処理部５０の稼働の停止におけるプラズマ生成動作を停止するには、プロセスガスＧ２の導入またはＲＦ電源５４による電圧印加の少なくともいずれかの動作を停止させればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ワーク
１１  窒化膜
１２  薄膜
２０  チャンバ
２０ａ  天井
２０ｂ  内底面
２０ｃ  内周面
２１  排気口
２２  区切部
３０  搬送部
３１  回転テーブル
３２  モータ
３３  保持部
３４  トレイ
４０  成膜処理部
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
５１  筒状体
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  ロードロック部
７０  制御装置
８０  排気部
１００  成膜装置
Ｇ１  スパッタガス
Ｇ２  プロセスガス
【図１】
2020164927.tif 000003
【図２】
2020164927.tif 000004
【図３】
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【図４】
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