(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体により循環搬送されるワークに対して、回転体の表面の通過速度が異なる位置に応じて所望のプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】真空容器２０内に設けられ、ワークＷを搭載して回転する回転体３１を有し、ワークＷを円周の搬送経路で循環搬送させる搬送部３０と、反応ガスＧが導入されるガス空間Ｒの一部を画成する側壁部５１ｃと、搬送経路に対向する開口５１ａを有する画成部５１と、ガス空間Ｒに反応ガスＧを供給するガス供給部と、反応ガスＧにワークＷをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源５５と、を有し、ガス供給部は、回転体３１の表面がプラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から反応ガスＧを供給し、複数の供給箇所の単位時間当たりの反応ガスＧの供給量を、処理領域を通過する時間に応じて個別に調節する調節部を有する。【選択図】図３
2020037740.tif 000002
【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真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、ワークを保持して回転する回転体を有し、前記回転体を回転させることにより前記ワークを円周の搬送経路で循環搬送させる搬送部と、
反応ガスが導入されるガス空間の一部を画成する側壁部と、前記真空容器の内部の前記搬送経路に対向する開口とを有する画成部と、
前記ガス空間に前記反応ガスを供給するガス供給部と、
前記反応ガスが導入される前記ガス空間に、前記搬送経路を通過する前記ワークをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源と、
を有し、
前記ガス供給部は、前記回転体の表面が、前記プラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から、前記反応ガスを供給し、
前記複数の供給箇所の単位時間当たりの前記反応ガスの供給量を、前記通過する時間に応じて個別に調節する調節部を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記調節部は、前記搬送経路に交差する方向の位置に応じて、各供給箇所から導入する前記反応ガスの供給量を調節することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記複数の供給箇所は、前記ガス空間における対向する位置であって、前記搬送経路に沿う方向に配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプラズマ処理装
置。
【請求項４】
前記調節部は、前記ワークに形成する膜の膜厚及び前記通過する時間に応じて、各供給口から供給する前記反応ガスの供給量を調節することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ワークは、前記プラズマ処理がなされる処理対象面に凸部を有し、
前記画成部の前記側壁部における前記回転体との対向面と前記回転体との間には、前記回転体に保持された前記ワークが通過可能な隙間を有し、
前記側壁部は、前記ワークの前記凸部に沿う凹部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ワークを保持する複数のトレイが、前記回転体に保持され、
前記画成部の前記側壁部における前記回転体との対向面と前記トレイとの間には、前記トレイに保持された前記ワークが通過可能な隙間を有し、
前記トレイは、前記側壁部の凹部に沿う凸部を有することを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記回転体における前記画成部に対向する面及び複数の前記トレイにおける前記画成部に対向する面は、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有することを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記回転体は、前記真空容器が設置される設置面側に前記ワークを保持し、
前記画成部の前記開口は、前記設置面側から前記ワークに対向することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記プラズマ源は、前記ガス空間に電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させる装置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記プラズマ源は、前記ガス空間に誘導結合プラズマを発生させる装置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶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行う等によって、作成することができる。
【０００３】
成膜あるいは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、プラズマを用いた方法がある。成膜では、ターゲットを配置したチャンバに不活性ガスを導入し、直流電圧を印加する。プラズマ化した不活性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にプロセスガスを導入し、電極に高周波電圧を印加する。プラズマ化したプロセスガスのイオン、ラジカル等の活性種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を連続して行えるように、一つのチャンバの内部に回転体である回転テーブルを取り付け、回転テーブル上方の周方向に、成膜用のユニットと膜処理用のユニットを複数配置したプラズマ処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。このようにワークを回転テーブル上に保持して搬送し、成膜ユニットと膜処理ユニットの直下を通過させることで、光学膜等が形成される。
【０００５】
回転テーブルを用いたプラズマ処理装置において、膜処理ユニットとして、上端が塞がれ、下端に開口部を有する筒形の電極（以下、「筒形電極」と称する。）を用いることがある。筒形電極を用いる場合には、チャンバの上部に開口部を設け、この開口部に、筒形電極の上端を、絶縁物を介して取り付ける。筒形電極の側壁がチャンバの内部に延在し、下端の開口部が回転テーブルにわずかな隙間を介して面する。チャンバは接地され、筒形電極がアノード、チャンバと回転テーブルがカソードとして機能する。筒形電極の内部にプロセスガスを導入して高周波電圧を印加し、プラズマを発生させる。発生したプラズマに含まれる電子は、カソードである回転テーブル側に流れ込む。回転テーブルに保持されたワークを筒形電極の開口部の下を通過させることによって、プラズマにより生成されたイオン、ラジカル等の活性種がワークに衝突して膜処理がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４２８８７３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、処理対象となるワークが大型化し、また、処理効率の向上も要請されているため、プラズマを発生させて成膜、膜処理を行う領域が拡大する傾向にある。しかし、筒形電極に電圧を印加してプラズマを発生させる場合、広範囲、高密度なプラズマを発生させることが困難な場合がある。
【０００８】
そこで、ライン状で高密度の均一なプラズマを発生させて、プラズマ源の長さ方向と直交する方向にワークを走査させて大型のワークに対して膜処理を行うことができるプラズマ処理装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。このようなプラズマ処理装置は、プロセスガスが導入されるガス空間に、プラズマ源によりプラズマを発生させて膜処理を行う。
【０００９】
上記のような回転テーブルを用いたプラズマ処理装置において、膜処理ユニットとして、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマによる膜処理部を用いた場合を考える。この場合、回転テーブルの周方向における膜処理が行われる範囲、つまり処理領域の幅が、回転テーブルの径方向に沿う方向において平行に形成されることも考えられる。ところで、回転テーブルの内周側と外周側とでは、回転テーブルの表面の処理領域を通過する速度に相違が生じる。つまり、同一距離内の通過速度が、回転テーブルの外周側が速く、内周側が遅くなる。上記のように処理領域の幅が回転テーブルの径方向に沿う方向において平行に形成される場合、回転テーブルの表面は、内周側よりも外周側の方が処理領域を短時間で通り過ぎてしまうことになる。このため、一定時間処理した後の膜処理レートは、外周側が少なく、内周側が多くなる。
【００１０】
すると、例えば、成膜部で形成されたニオブやシリコンの膜に、膜処理として酸化又は窒化処理を行い、化合物膜を生成する場合、回転テーブルの内周側と外周側とでニオブやシリコンの膜の酸化や窒化の程度が大きく相違してしまう。従って、ワークの全体に均一に処理を行いたい場合や、ワークの所望の位置における処理の程度を変えることが困難となる。
【００１１】
この問題は、例えば、ワークとして半導体等のウェーハを、回転テーブル上で周方向に１列に並べてプラズマ処理を行う場合にも発生する。さらに、処理の効率化等の観点から、径方向にも複数並べてプラズマ処理を行えるようにした場合には、より顕著な問題となる。具体的には、回転テーブルの半径が１．０ｍを超え、回転テーブルの半径方向における処理領域の幅が０．５ｍに達する程度に大きくなると、内周側と外周側の処理レートの差が非常に大きくなってしまう。
【００１２】
本発明は、回転体により循環搬送されるワークに対して、回転体の表面の通過速度が異なる位置に応じて所望のプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理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】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、内部を真空とすることが可能な真空容器と、前記真空容器内に設けられ、ワークを保持して回転する回転体を有し、前記回転体を回転させることにより前記ワークを円周の搬送経路で循環搬送させる搬送部と、反応ガスが導入されるガス空間の一部を画成する側壁部と、前記真空容器の内部の前記搬送経路に対向する開口を有する画成部と、前記ガス空間に前記反応ガスを供給するガス供給部と、前記反応ガスが導入される前記ガス空間に、前記搬送経路を通過する前記ワークをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源と、を有し、前記ガス供給部は、前記回転体の表面が、前記プラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から、前記反応ガスを供給し、前記複数の供給箇所の単位時間当たりの前記反応ガスの供給量を、前記通過する時間に応じて個別に調節する調節部を有する。
【００１４】
前記調節部は、前記搬送経路に交差する方向の位置に応じて、各供給箇所から導入する前記反応ガスの供給量を調節してもよい。
【００１５】
前記複数の供給箇所は、前記ガス空間における対向する位置であって、前記搬送経路に沿う方向に配設されていてもよい。
【００１６】
前記調節部は、前記ワークに形成する膜の膜厚及び前記通過する時間に応じて、各供給口から供給する前記反応ガスの供給量を調節してもよい。
【００１７】
前記ワークは、前記プラズマ処理がなされる処理対象面に凸部を有し、前記画成部の前記側壁部における前記回転体との対向面と前記回転体との間には、前記回転体に保持された前記ワークが通過可能な隙間を有し、前記側壁部は、前記ワークの凸部に沿う凹部を有していてもよい。
【００１８】
前記ワークを保持する複数のトレイが、前記回転体に保持され、前記画成部の前記側壁部における前記回転体との対向面と前記トレイとの間には、前記トレイに保持された前記ワークが通過可能な隙間を有し、前記トレイは、前記側壁部の凹部に沿う凸部を有していてもよい。前記回転体における前記画成部に対向する面及び複数の前記トレイにおける前記画成部に対向する面は、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有していてもよい。
【００１９】
前記回転体は、前記真空容器が設置される設置面側に前記ワークを保持し、前記画成部の前記開口は、前記設置面側から前記ワークに対向していてもよい。
【００２０】
前記プラズマ源は、前記ガス空間に電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させる装置であってもよい。
【００２１】
前記プラズマ源は、前記ガス空間に誘導結合プラズマを発生させる装置であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、回転体により循環搬送されるワークに対して、回転体の表面の通過速度が異なる位置に応じて所望のプラズマ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態のプラズマ処理装置の透視斜視図である。
【図２】実施形態のプラズマ処理装置の透視下面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ワークの側面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）である。
【図６】トレイの側面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）である。
【図７】成膜部のシールド部材を示す斜視図である。
【図８】ワークとシールド部材との間隔を示す拡大断面図（Ａ）、ワークと画成部との間隔を示す拡大断面図（Ｂ）である。
【図９】プロセスガスの流路を示す模式図である。
【図１０】実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】トレイの変形例を示す斜視図である。
【図１２】トレイの変形例を示す斜視図である。
【図１３】トレイの変形例を示す斜視図である。
【図１４】トレイおよび回転体の変形例を示す断面図である。
【図１５】トレイの変形例を示す断面図であり、（Ａ）はワークが凸部を有する場合、（Ｂ）はワークが平板状である場合である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態（以下、本実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［概要］
図１に示すプラズマ処理装置１００は、個々のワークＷの表面に、プラズマを利用して化合物膜を形成する装置である。つまり、プラズマ処理装置１００は、図１〜図４に示すように、回転体３１が回転すると、回転体３１に保持されたトレイ１上のワークＷが円周の軌跡で移動する。この移動により、ワークＷは、成膜部４０Ａ、４０Ｂ又は４０Ｃに対向する位置を繰り返し通過する。この通過毎に、スパッタリングによりターゲット４１Ａ〜４１Ｃの粒子をワークＷの表面に付着させる。
【００２５】
また、ワークＷは、膜処理部５０Ａ又は５０Ｂに対向する位置を繰り返し通過する。この通過毎に、ワークＷの表面に付着した粒子は、導入されたプロセスガスＧ２中の物質と化合して化合物膜となる。図１はプラズマ処理装置１００の透視斜視図、図２は透視下面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下の説明では、重力に従う方向を下方、これと逆に重力に抗する方向を上方とする。プラズマ処理装置１００の真空容器２０が、建屋の床面や地面など、真空容器２０に対して重力に従う方向に存在する面を設置面として設置される場合には、真空容器２０の内部において設置面側を下、これと反対側を上とする。
【００２６】
［ワーク］
ワークＷは、図５（Ａ）の側面図、（Ｂ）の平面図、（Ｃ）の斜視図に示すように、処理部に対向する面、つまり、処理対象となる面（以下、処理対象面Ｓｐとする）に凸部Ｃｐを有し、凸部Ｃｐと反対側の面に凹部Ｒｐを有する板状の部材である。凸部Ｃｐとは、処理対象面Ｓｐにおいて、曲率中心が処理対象面Ｓｐとは反対側に位置する湾曲部分または、処理対象面Ｓｐが角度の異なる複数の平面で構成される場合に、異なる平面同士を連結する部分をいう。つまり、凸部Ｃｐは、湾曲部分を有する場合のみならず、角部分を有する場合も含む。凹部Ｒｐとは凸部Ｃｐの反対側の部分をいう。
【００２７】
本実施形態では、ワークＷは長方形状の基板であって、一短辺側に形成された湾曲部分によって処理対象面Ｓｐに凸部Ｃｐが形成されている。つまり、本実施形態では、湾曲により伸長する側が凸部Ｃｐ、伸縮する側が凹部Ｒｐである。また、ワークＷの凸部Ｃｐから他方の短辺までの処理対象面Ｓｐは、平坦面となっている。
【００２８】
［トレイ］
トレイ１は、図６（Ａ）の側面図、図６（Ｂ）の平面図、図６（Ｃ）の斜視図に示すように、ワークＷを保持する部材である。トレイ１は、略扇形形状の板状体であり、一方の面が、処理部である成膜部４０、膜処理部５０に対向する対向面１１となっている。本実施形態では、トレイ１が回転体３１に搭載される際には、図３及び図４に示すように、対向面１１は下側に向かう。但し、図６は、対向面１１側を上にして示している。ここで、トレイ１の対向面１１を有する側を対向部Ｘ１、その反対面の側を支持部Ｘ２とする。
【００２９】
より具体的には、対向部Ｘ１は、Ｖ字に沿う一対の側面である斜面１２を有している。一対の斜面１２が接近する側の端部は、直線に沿う内周面１３で結ばれている。トレイ１の一対の斜面１２が離れる側の端部には、平面視で直交する辺を組み合わせた凸形状に沿う外周面１４が連続している。
【００３０】
また、対向部Ｘ１の対向面１１は、処理部である成膜部４０及び膜処理部５０側に隆起した凸部１１ａを有する。この凸部１１ａは、後述するシールド部材８の凹部８１、画成部５１における側壁部５１ｃの凹部５１ｂに沿う形状となっている。凹部８１、５１ｂに沿うとは、凹部８１、５１ｂに倣う形状であることをいう。トレイ１の凸部１１ａは、凹部８１、５１ｂに非接触で対向する（図３参照）。
【００３１】
図６（Ａ）に示すように、凸部１１ａは、ワークＷの凹部Ｒｐに倣う曲面でもある。凸部１１ａは、図６（Ｂ）に示すように、平面視で一対の斜面１２の中央を結ぶ円弧状に沿って形成されている。トレイ１の対向面１１は、凸部１１ａを挟んで、内周面１３側が回転体３１に近い平坦面、外周面１４側が回転体３１から離れた平坦面となっている。このような対向面１１に対して、両面粘着テープ等の粘着材を介して、ワークＷの凹部Ｒｐ側の面が凸部１１ａに倣うように貼り付けられることにより、ワークＷが保持される。
【００３２】
トレイ１に保持されるワークＷの数は、特定の数に限定されない。本実施形態では、一つのトレイ１に、三つのワークＷが保持される。また、ワークＷを保持する手段としては、粘着材には限定されない。トレイ１に、ワークＷを着脱自在に保持するためのチャック機構などの保持機構や、ワークＷを嵌め込むことで保持させることのできる爪部材などにより挟持する保持機構を設けるようにしても良い。
【００３３】
支持部Ｘ２の外形形状は、対向部Ｘ１の外形形状と略同一であるが、そのサイズは、対向部Ｘ１よりも一回り大きい。このため、トレイ１は、対向部Ｘ１の外周よりも支持部Ｘ２の外周が、全周に亘って外側に張り出した張出部１５を有している。
【００３４】
トレイ１の材質としては、熱伝導性の高い材質、例えば、金属とすることが好ましい。本実施形態では、トレイ１の材質をＳＵＳとする。なお、トレイ１の材質は、例えば、熱伝導性の良いセラミクスや樹脂、または、それらの複合材としてもよい。
【００３５】
［プラズマ処理装置］
プラズマ処理装置１００は、図１〜図３に示すように、真空容器２０、搬送部３０、成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、膜処理部５０Ａ、５０Ｂ、ロードロック部６０、制御装置７０を有する。
【００３６】
［真空容器］
真空容器２０は、内部を真空とすることが可能な容器、所謂、チャンバである。真空容器２０は、内部に真空室２１が形成される。真空室２１は、真空容器２０の内部の底面２０ａ、天井２０ｂ及び内周面２０ｃにより囲まれて形成される円柱形状の密閉空間である。真空室２１は、気密性があり、減圧により真空とすることができる。なお、真空容器２０の底面２０ａは、開閉可能に構成されている。また、真空容器２０は、軸が略垂直となる方向で、図示しない設置面に架台を介して設置されている。このとき、底面２０ａ側が下方、つまり設置面側となる。
【００３７】
真空室２１の内部の所定の領域には、反応ガスＧが導入される。反応ガスＧは、成膜用のスパッタガスＧ１、膜処理用のプロセスガスＧ２を含む（図３、図４参照）。以下の説明では、スパッタガスＧ１、プロセスガスＧ２を区別しない場合には、反応ガスＧと呼ぶ場合がある。スパッタガスＧ１は、電力の印加によって生じるプラズマにより、発生するイオンをターゲット４１Ａ〜４１Ｃに衝突させて、ターゲット４１Ａ〜４１Ｃの材料をワークＷの表面に堆積させるためのガスである。例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、スパッタガスＧ１として用いることができる。
【００３８】
プロセスガスＧ２は、マイクロ波により生じるプラズマにより発生する活性種を、ワークＷの表面に堆積された膜に浸透させて、化合物膜を形成するためのガスである。以下、このようなプラズマを利用した表面処理であって、ターゲット４１Ａ〜４１Ｃを用いない処理を、逆スパッタと呼ぶ場合がある。プロセスガスＧ２は、処理の目的によって適宜変更可能である。例えば、膜の酸窒化を行う場合には、酸素Ｏ２と窒素Ｎ２の混合ガスを用いる。
【００３９】
真空容器２０は、図３に示すように、排気口２２、導入口２４を有する。排気口２２は、真空室２１と外部との間で気体の流通を確保して、排気Ｅを行うための開口である。この排気口２２は、例えば、真空容器２０の側面に形成されている。排気口２２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。この排気部２３による排気処理により、真空室２１内は減圧される。
【００４０】
導入口２４は、各成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０ＣにスパッタガスＧ１を導入するための開口である。この導入口２４は、例えば、真空容器２０の底部に設けられている。この導入口２４には、ガス供給部２５が接続されている。ガス供給部２５は、配管の他、図示しないスパッタガスＧ１のガス供給源、ポンプ、バルブ等を有する。このガス供給部２５によって、導入口２４から、後述するシールド部材８内にスパッタガスＧ１が導入される。なお、真空容器２０の底面２０ａには、後述する膜処理部５０Ａ、５０Ｂが挿入される取付孔２１ａが設けられている。
【００４１】
［搬送部］
搬送部３０の概略を説明する。搬送部３０は、真空容器２０内に設けられた回転体３１を有する。回転体３１は、ワークＷを保持する。搬送部３０は、回転体３１を回転させることによりワークＷを円周の搬送経路Ｔで循環搬送させる装置である。回転体３１にワークＷを保持するとは、回転体３１の回転とともにワークＷが循環搬送されるように、回転体３１に対するワークＷの位置が規定されていればよい。このため、回転体３１にワークＷが直接保持されていても、トレイ１等の他の部材を介して回転体３１に間接的に保持されていても、回転体３１に保持されていることに含まれる。
【００４２】
また、ワークＷは、回転体３１の下側に保持されていても、上側に保持されていてもよい。ワークＷの処理対象面Ｓｐが、回転体３１における膜処理部５０または成膜部４０と対向する面に保持されていればよい。回転体３１上又はトレイ１上にワークＷが載置されている場合も、ワークＷが保持されていることに含まれる。本実施形態では、ワークＷは、回転体３１に保持されたトレイ１に保持されて、循環搬送される。
【００４３】
循環搬送は、ワークＷを円周の軌跡で繰り返し周回移動させることをいう。搬送経路Ｔは、搬送部３０によってワークＷ又は後述するトレイ１が移動する軌跡である。図２に示した搬送経路Ｔは線状であるが、実際はドーナツ状の幅のある円環である。以下、搬送部３０の詳細を説明する。
【００４４】
本実施形態の回転体３１は、円形の板状の回転テーブルである。回転体３１は、例えば、ステンレス鋼の板状部材の表面に酸化アルミニウムを溶射したものとしても良い。以降、単に「周方向」という場合には、「回転体３１の周方向」を意味し、単に「半径方向」という場合には、「回転体３１の半径方向」を意味する。
【００４５】
搬送部３０は、回転体３１に加えて、モータ３２、保持部３３を有する。モータ３２は、回転体３１に駆動力を与え、円の中心を軸として回転させる駆動源である。保持部３３は、搬送部３０により搬送されるトレイ１を保持する構成部である。回転体３１の表面に、複数の保持部３３が円周等配位置に構成されている。本実施形態でいう回転体３１の表面は、回転体３１の回転平面が水平方向に延在する場合に下方を向く面、つまり下面である。例えば、各保持部３３がトレイ１を保持する領域は、回転体３１の周方向の円の接線に平行な向きで形成され、かつ、周方向において等間隔に設けられている。
【００４６】
本実施形態では、保持部３３は６つ設けられている。このため、回転体３１上には６０°間隔で６つのトレイ１が保持される。但し、保持部３３は、一つであっても、複数であってもよい。回転体３１は、ワークＷを搭載したトレイ１を循環搬送して成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、膜処理部５０Ａ、５０Ｂに対向する位置を繰り返し通過させる。
【００４７】
より具体的には、保持部３３は、回転体３１に設けられた開口３３ａである。開口３３ａは、回転体３１の各トレイ１が載置される円周等配位置に設けられた貫通孔である。開口３３ａは、トレイ１の支持部Ｘ２の外形と略同一の形状であり、支持部Ｘ２の外形より僅かに大きくなっているため、支持部Ｘ２が挿入可能である。
【００４８】
開口３３ａの内周には、搭載部３３ｂが設けられている。搭載部３３ｂは、開口３３ａの内周が、対向部Ｘ１の外形と略同一の形状で、対向部Ｘ１の外径より僅かに大きくなるように突出した部分である。このため、搭載部３３ｂに対向部Ｘ１が挿入可能である。つまり、ワークＷを載置したトレイ１の支持部Ｘ２を、開口３３ａに嵌め合わせると、搭載部３３ｂによって張出部１５が支持される。そして、対向面１１が開口３３ａを貫通し、回転体３１の下側に露出する。これにより、対向面１１に保持されたワークＷの処理対象面Ｓｐが、下方に向かう。
【００４９】
［成膜部］
成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、搬送経路Ｔを循環搬送されるワークＷに対向する位置に設けられ、スパッタリングによりワークＷに成膜材料を堆積させて膜を形成する処理部である。以下、複数の成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを区別しない場合には、成膜部４０として説明する。成膜部４０は、図３に示すように、スパッタ源４、電源部６、シールド部材８を有する。
【００５０】
（スパッタ源）
スパッタ源４は、ワークＷに、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて成膜する成膜材料の供給源である。スパッタ源４は、図２及び図３に示すように、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、バッキングプレート４２、電極４３を有する。ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃは、ワークＷに堆積されて膜となる成膜材料によって形成され、搬送経路Ｔに離隔して対向する位置に配置されている。
【００５１】
本実施形態では、図２に示すように、３つのターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃが、平面視で三角形の頂点上に並ぶ位置に設けられている。回転体３１の回転中心に近い方から外周に向かって、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの順で配置されている。以下、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃを区別しない場合には、ターゲット４１として説明する。ターゲット４１の表面は、搬送部３０により移動するワークＷに離隔して対向する。
【００５２】
なお、３つのターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃによって、成膜材料を付着させることができる領域は、半径方向におけるトレイ１の大きさよりも大きい。このように、成膜部４０で成膜させる領域に対応し、搬送経路Ｔに沿った円環状の領域を成膜領域Ｆ（図２の点線で示す）とする。成膜領域Ｆの半径方向の幅は、半径方向におけるトレイ１の幅よりも長い。また、本実施形態では、３つのターゲット４１Ａ〜４１Ｃは、成膜領域Ｆの半径方向の幅全域で隙間なく成膜材料を付着させることができるように配置されている。
【００５３】
成膜材料としては、例えば、ニオブ、シリコンなどを使用する。但し、スパッタリングにより成膜される材料であれば、種々の材料を適用可能である。また、ターゲット４１は、例えば、円柱形状である。但し、長円柱形状、角柱形状等、他の形状であってもよい。
【００５４】
バッキングプレート４２は、各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃを個別に保持する部材である。電極４３は、真空容器２０の外部から各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに個別に電力を印加するための導電性の部材である。各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力は、個別に変えることができる。なお、スパッタ源４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。
【００５５】
（シールド部材）
シールド部材８は、図３及び図７の斜視図に示すように、トレイ１に載置されたワークＷに間隔を空けて対向する部材である。本実施形態のシールド部材８は、ワークＷが通過する側に開口８０を有し、成膜部４０による成膜が行われる成膜室Ｓを形成する。つまり、シールド部材８は、スパッタガスＧ１が導入され、プラズマを発生させる空間を形成し、スパッタガスＧ１及び成膜材料の真空容器２０内への漏れを抑制する。
【００５６】
シールド部材８は、底面部８２、側面部８３を有する。底面部８２は、成膜室Ｓの底面を形成する部材である。底面部８２は、図３及び図７に示すように、回転体３１の平面と平行に配置された略扇形の板状体である。底面部８２には、成膜室Ｓ内に各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃが露出するように、各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに対応する位置に、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの大きさ及び形状と同じターゲット孔８２ａが形成されている。底面部８２は、ターゲット孔８２ａからターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃが露出するように、真空容器２０の底面２０ａに取り付けられている。
【００５７】
側面部８３は、成膜室Ｓの周囲を形成する部材である。側面部８３は、外周壁８３ａ、内周壁８３ｂ、隔壁８３ｃ、８３ｄを有する。外周壁８３ａ及び内周壁８３ｂは、円弧状に湾曲した直方体形状で、回転体３１の回転平面に直交する方向に直立した板状体である。外周壁８３ａの下縁は、底面部８２の外周縁に取り付けられている。内周壁８３ｂの下縁は、底面部８２の内周縁に取り付けられている。隔壁８３ｃ、８３ｄは、平坦な直方体形状で、回転体３１の平面に直交する方向に直立した板状体である。隔壁８３ｃ、８３ｄの下縁は、それぞれが、底面部８２の一対の半径方向の縁部に取り付けられている。
【００５８】
以上のような底面部８２と側面部８３との接合部は、気密に封止されている。なお、底面部８２と側面部８３を、一体的に、つまり共通の材料により連続して形成してもよい。このようなシールド部材８により、下部及び周縁の側面が底面部８２及び側面部８３によって覆われ、ワークＷに向かう上部に開口８０を有する成膜室Ｓが構成される。成膜室Ｓには、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの近傍までガス供給部２５の先端が延びている。
【００５９】
シールド部材８は、平面視で回転体３１の半径方向における中心側から外側に向けて拡径する略扇形となる。ここでいう略扇形とは、扇子の扇面の部分の形を意味する。シールド部材８の開口８０も、同様に略扇形である。回転体３１下に保持されるワークＷが開口８０の上を通過する速度は、回転体３１の半径方向において中心側に向かうほど遅くなり、外側へ向かうほど速くなる。そのため、開口８０が平面視で長方形又は正方形であると、半径方向における中心側と外側とでワークＷが開口８０の直下を通過する時間に差が生じる。
【００６０】
本実施形態では、開口８０を半径方向における中心側から外側に向けて拡径させることで、ワークＷが開口８０を通過する時間を一定とすることができ、後述するプラズマ処理を均等にできる。ただし、通過する時間の差が製品上問題にならない程度であれば、平面視で長方形又は正方形であってもよい。シールド部材８の材質としては、例えば、アルミニウムやＳＵＳを用いることができる。
【００６１】
隔壁８３ｃ、８３ｄの上端と回転体３１との間には、図８（Ａ）に示すように、回転する回転体３１の下のワークＷが通過可能な間隔Ｄ１が形成されている。つまり、シールド部材８の上縁とワークＷとの間に、僅かな隙間が生じるように、隔壁８３ｃ、８３ｄの高さが設定されている。
【００６２】
より具体的には、シールド部材８の開口８０は、トレイ１に保持されたワークＷの凸部Ｃｐに沿う凹部８１を有する。凸部Ｃｐに沿うとは、凸部Ｃｐに倣う形状であることをいう。本実施形態では、凹部８１は、凸部Ｃｐの湾曲に沿う曲面である。但し、凹部８１と凸部Ｃｐとの間は、上記のように間隔Ｄ１が空いている。つまり、凹部８１を含む隔壁８３ｃ、８３ｄの上縁には、ワークＷの処理対象面Ｓｐに非接触で沿う形状が形成されている。ワークＷの処理対象面Ｓｐとシールド部材８との間隔Ｄ１は、凸部Ｃｐと凹部８１との間隔も含めて、１ｍｍ〜１５ｍｍとすることが好ましい。これは、ワークＷの通過を許容するとともに、内部の成膜室Ｓの圧力を維持するためである。
【００６３】
このようなシールド部材８によって、図２に示すように、スパッタ源４によりワークＷが成膜される成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５、膜処理を行う膜処理ポジションＭ１、Ｍ３が仕切られる。シールド部材８によって、成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５のスパッタガスＧ１及び成膜材料が真空室２１に拡散することを抑制できる。
【００６４】
成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５の水平方向の範囲は、各シールド部材８によって区切られた領域となる。なお、回転体３１により循環搬送されるワークＷが、成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５のターゲット４１に対向する位置を繰り返し通過することにより、ワークＷの表面に成膜材料が膜として堆積する。
【００６５】
成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５の各シールド部材８で画される成膜室Ｓは、成膜の大半が行われる領域である。しかしながら、成膜室Ｓから外れる領域であっても、成膜室Ｓからの成膜材料の漏れはある。そのため、全く膜の堆積がないわけではない。つまり、成膜部４０において成膜が行われる成膜領域Ｆは、シールド部材８で画される成膜室Ｓよりもやや広い領域となる。
【００６６】
このような成膜部４０は、複数の成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに同じ成膜材料を用いて同時に成膜することにより、一定時間内における成膜量つまり、成膜レートを上げることができる。また、複数の成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに互いに異なる種類の成膜材料を用いて同時或いは順々に成膜することにより、複数の成膜材料の層から成る膜を形成することもできる。
【００６７】
（電源部）
電源部６は、ターゲット４１に電力を印加する構成部である。この電源部６によってターゲット４１に電力を印加することにより、プラズマ化したスパッタガスＧ１が生じる。そして、プラズマにより生じたイオンがターゲット４１に衝突することで、ターゲット４１から叩き出された成膜材料をワークＷに堆積させることができる。このため、電源部６は、ワークＷをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源として捉えることができる。各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力は、個別に変えることができる。
【００６８】
本実施形態においては、電源部６は、高電圧を印加するＤＣ電源である。なお、高周波スパッタを行う装置の場合には、ＲＦ電源とすることもできる。また、電源部６は、成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ毎に設けてもよいし、複数の成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに対して１つだけ設けてもよい。１つだけ電源部６を設ける場合、電力の印加は、切換えて使用する。回転体３１は、接地された真空容器２０と同電位であり、ターゲット４１側に高電圧を印加することにより、電位差を発生させている。
【００６９】
本実施形態では、図２に示すように、搬送経路Ｔの搬送方向で、膜処理部５０Ａ、５０Ｂとの間に、３つの成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが配設されている。３つの成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに、成膜ポジションＭ２、Ｍ４、Ｍ５が対応している。２つの膜処理部５０Ａ、５０Ｂに、膜処理ポジションＭ１、Ｍ３が対応している。
【００７０】
［膜処理部］
膜処理部５０Ａ、５０Ｂは、搬送部３０により搬送されるワークＷに堆積した材料に対して膜処理を行う処理部である。この膜処理は、ターゲット４１を用いない逆スパッタである。以下、膜処理部５０Ａ、５０Ｂを区別しない場合には、膜処理部５０として説明する。膜処理部５０は、処理ユニット５を有する。
【００７１】
処理ユニット５は、図３及び図８（Ｂ）に示すように、画成部５１を有する。画成部５１は、プロセスガスＧ２が導入されるガス空間Ｒの一部を画成する側壁部５１ｃと、真空容器２０の内部の搬送経路Ｔに対向する開口５１ａとを有する構成部である。ガス空間Ｒは、側壁部５１ｃに囲まれる空間である画成部５１の内部と回転体３１との間に形成される空間であり、回転体３１によって循環搬送されるワークＷが繰り返し通過する。つまり、ガス空間Ｒは、画成部５１の内部の空間のみならず、開口５１ａの端面、つまり画成部５１の回転体３１に対向する対向面と、回転体３１との間の空間も含む。「ガス空間Ｒの一部を画成」とは、ガス空間Ｒの一部の境界を形成することをいう。このため、画成部５１は、ガス空間Ｒの全てを形成するように覆うものではなく、画成部５１の対向面と回転体３１との間のガス空間Ｒは覆っていない。
【００７２】
本実施形態の画成部５１は、側壁部５１ｃによって囲まれた水平断面が角丸長方形状の筒状体である。ここでいう角丸長方形状とは、陸上競技におけるトラック形状である。トラック形状とは、一対の部分円を、凸側を相反する方向として離隔して対向させ、それぞれの両端を互いに平行な直線で結んだ形状である。画成部５１は、回転体３１と同様の材質とする。
【００７３】
画成部５１には、その長径が回転体３１の半径方向と平行となるように配置されている。なお、厳密な平行である必要はなく、多少の傾きがあってもよい。画成部５１の内部の空間は、軸に直交する断面が、開口５１ａの端面である対向面から内底面に達するまで、画成部５１の外径と相似形状の角丸長方形状である。この空間が、ガス空間Ｒの一部を構成する。このため、プラズマ処理、つまり膜処理される領域である処理領域は、画成部５１の開口５１ａと相似形状の角丸長方形状となる。すると、処理領域の回転方向の長さは、半径方向においてほぼ同様となる。
【００７４】
画成部５１の上縁の開口５１ａは、回転体３１側に離隔して向かい、搬送経路に対向している。つまり、図８（Ｂ）に示すように、画成部５１における回転体３１との対向面と回転体３１との間には、回転体３１に保持されたワークＷが通過可能な間隔Ｄ２が形成されている。つまり、画成部５１の上縁とワークＷとの間に、僅かな隙間が生じるように、画成部５１の側壁部５１ｃの高さが設定されている。
【００７５】
より具体的には、画成部５１の側壁部５１ｃは、シールド部材８の凹部８１と同様に、トレイ１に保持されたワークＷの凸部Ｃｐに沿う凹部５１ｂを有する。凸部Ｃｐに沿うとは、凸部Ｃｐに倣う形状であることをいう。本実施形態では、凹部５１ｂは、凸部Ｃｐの湾曲に沿う曲面である。但し、凹部５１ｂと凸部Ｃｐとの間は、上記のように間隔Ｄ２が空いている。つまり、凹部５１ｂを含む画成部５１の上縁には、ワークＷの処理対象面Ｓｐに非接触で沿う形状が形成されている。ワークＷの処理対象面Ｓｐと画成部５１との間隔Ｄ２は、凸部Ｃｐと凹部５１ｂとの間隔も含めて、１ｍｍ〜１５ｍｍとすることが好ましい。これは、ワークＷの通過を許容するとともに、画成部５１の内部の圧力を維持するためである。画成部５１の内部には、マイクロ波の導入によってプラズマが発生する。
【００７６】
図３に示すように、画成部５１の側壁部５１ｃの大半は、真空室２１内に収容されている。但し、画成部５１の底面は下方に突出して、真空容器２０の底面２０ａに設けられた取付孔２１ａに挿入されている。画成部５１と真空容器２０との間は、Оリング２１ｂによって封止されている。また、画成部５１の底面には、窓部５２が設けられている。窓部５２は、画成部５１内のガス空間Ｒと外部との間を仕切るとともに、マイクロ波を導入可能とする構成部である。
【００７７】
本実施形態の窓部５２は、窓孔５２ａ、窓部材５２ｂを有する。窓孔５２ａは、画成部５１の底面に形成された貫通孔である。窓孔５２ａは、その形状により、発生するプラズマの分布形状を変えることができる。言い換えれば、プラズマの分布形状は、窓孔５２ａの形状によって定めることができる。本実施形態においては、窓孔５２ａを水平断面が角丸長方形状とすることにより、ガス空間Ｒの水平断面と略相似する形状のプラズマを発生させることができる。なお、窓孔５２ａを形成する材質、つまり画成部５１の材質が石英等の誘電体であった場合、プラズマの分布形状は、後述の導波管５５ａの形状によって定めることができる。窓部材５２ｂは、画成部５１の内部に収まり、窓孔５２ａを塞ぐ平板である。窓部材５２ｂは、画成部５１の内底の窓孔５２ａの周囲に嵌め込まれたＯリング５２ｃ上に載置され、窓孔５２ａを気密に封止している。なお、窓部材５２ｂ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。
【００７８】
さらに、処理ユニット５は、ガス供給部５３、調節部５４（図１０参照）、プラズマ源５５、冷却部５６を有する。ガス供給部５３は、図３、図４及び図９に示すように、ガス空間ＲにプロセスガスＧ２を供給する。ガス供給部５３は、回転体３１の表面が、処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から、プロセスガスＧ２を供給する装置である。この複数の供給箇所は、画成部５１の長辺方向、つまり回転体３１の半径方向の内壁であって、対向する一対の内壁に沿って等間隔で設けられている。このため、複数の供給箇所は、ガス空間Ｒにおける対向する位置であって、搬送経路Ｔに沿う方向にも設けられている。搬送経路Ｔに沿う方向は、搬送経路Ｔに略平行な方向又は搬送経路Ｔの接線方向である。
【００７９】
ガス供給部５３は、図示しないボンベ等のプロセスガスＧ２の供給源と、供給源に接続された複数の配管５３ａを有している。プロセスガスＧ２は、例えば、酸素及び窒素である。各配管５３ａは分岐して、酸素の供給源と窒素の供給源に接続されている。複数の配管５３ａの端部は、画成部５１内の長辺方向に並んで設けられることにより、上記の供給箇所である複数の供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、供給口５３１ａ〜５３１ｄを構成している。
【００８０】
ここで、回転体３１に保持されたワークＷの回転体３１における回転中心側（内周側）と外周側とを比べると、回転体３１の表面の点が辿る円周の長さ、つまり周長が異なる。このため、回転体３１の表面の点が一定距離を通過する速度に差が生じる。そして、本実施形態において、画成部５１は、開口５１ａの長径が回転体３１の半径方向と平行になるように配置されている。しかも、複数の供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、供給口５３１ａ〜５３１ｄが形成された開口５１ａの直線部分が、半径方向において互いに平行となっている。なお、以下、供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、供給口５３１ａ〜５３１ｄを区別しない場合には、供給口５３１として説明する。
【００８１】
このような構成では、画成部５１の上方の一定距離をワークＷが通過する時間は、回転体３１における内周側よりも外周側が短い。このため、膜処理のレートが内周側と外周側で異なる。複数の供給口５３１は、回転体３１の表面が、プラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数箇所に設けられている。複数の供給口５３１が並設された方向は、搬送経路Ｔに交差している。さらに、供給口５３１は、ガス空間Ｒを挟んで対向する位置に配設されている。ガス空間Ｒにおいて対向する供給口５３１の並び方向は、搬送経路Ｔに沿っている。
【００８２】
より具体的には、各配管５３ａは、画成部５１の一方の内壁と他方の内壁の対向する位置に分岐しており、それぞれの端部がプロセスガスＧ２の供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、供給口５３１ａ〜５３１ｄとなっている。供給口５３１Ａ〜５３１Ｄは、画成部５１の長手方向の一方の内壁に沿って等間隔で並設されている。供給口５３１ａ〜５３１ｄは、画成部５１の長手方向の他方の内壁に沿って等間隔で並設されている。
【００８３】
供給口５３１Ａ〜５３１Ｄは、内周側から外周側に向かって供給口５３１Ａ、供給口５３１Ｂ、供給口５３１Ｃ、供給口５３１Ｄの順で並んでいる。同様に、供給口５３１ａ〜５３１ｄは、内周側から外周側に向かって、供給口５３１ａ、供給口５３１ｂ、供給口５３１ｃ、供給口５３１ｄの順で並んでいる。供給口５３１Ａ〜５３１Ｄは、搬送経路Ｔの下流側、供給口５３１ａ〜ｄは、搬送経路Ｔの上流側に配置される。そして、供給口５３１Ａと供給口５３１ａ、供給口５３１Ｂと供給口５３１ｂ、供給口５３１Ｃと供給口５３１ｃ、供給口５３１Ｄと供給口５３１ｄがそれぞれ下流側と上流側とで対向している。
【００８４】
さらに、本実施形態では、最内周の供給箇所、最外周の供給箇所は、成膜領域Ｆ外に位置している。つまり、供給口５３１Ａ、５３１ａは、成膜領域Ｆの内周よりも内側、５３１Ｄ、５３１ｄは、成膜領域Ｆの外周よりも外側に配置されている。
【００８５】
調節部５４は、図９に示すように、搬送経路Ｔに交差する方向の位置に応じて、ガス供給部５３が導入するプロセスガスＧ２の供給量を調節する。搬送経路Ｔに交差する方向とは、搬送経路Ｔと平行でない方向であり、搬送経路Ｔに直交する方向には限定されない。つまり、調節部５４は、ガス供給部５３の複数箇所の単位時間当たりのプロセスガスＧ２の供給量を、回転体３１の表面が処理領域を通過する時間に応じて個別に調節する。調節部５４は、配管５３ａの一対の経路にそれぞれ設けられたマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５４ａを有する。ＭＦＣ５４ａは、流体の流量を計測する質量流量計と流量を制御する電磁弁を有する部材である。
【００８６】
プラズマ源５５は、図３、図４に示すように、プロセスガスＧ２が導入されたガス空間Ｒに、搬送経路Ｔを通過するワークＷを処理するためのプラズマを発生させる構成部である。プラズマ源５５は、導波管５５ａ、コイル５５ｂを有する。導波管５５ａは、一端が図示しないマイクロ波発信器に接続され、他端がガス空間Ｒの外部であって窓部５２の近傍に配置された管である。導波管５５ａは、マイクロ波発信器からのマイクロ波を窓部５２に導く。マイクロ波は、窓部５２の窓部材５２ｂを介して、ガス空間Ｒに導入される。
【００８７】
コイル５５ｂは、図示しない電源からの電圧の印加によって、ガス空間Ｒ内に磁場を発生させる部材である。プロセスガスＧ２が導入されたガス空間Ｒ内に、コイル５５ｂにより磁場を発生させるとともに、マイクロ波を導入する。磁場の回りを円運動する電子の周波数と、マイクロ波の周波数を一致させると、共鳴により電子が高速に回転運動をして、電子が気体分子に衝突することによって高密度のプラズマが生成される。これによりガス空間Ｒに、電子、イオン及びラジカル等の活性種が発生する。
【００８８】
冷却部５６は、画成部５１を冷却する構成部である。冷却部５６は、配管５６ａ、キャビティ５６ｂを有する。配管５６ａは、図示はしないが、冷却水Ｃを循環供給する冷却水循環装置であるチラーに接続され、冷却水Ｃが循環する循環経路である。キャビティ５６ｂは、画成部５１の側壁部５１ｃの内部に形成され、冷却水Ｃが流通する空間であり、配管５６ａの供給側と排出側が連通している。チラーにより冷却された冷却水Ｃは供給側から供給され、キャビティ内を流通して排水側から排出されることを繰り返すことにより、画成部５１が冷却されて加熱が抑制される。
【００８９】
［ロードロック部］
ロードロック部６０は、真空室２１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Ｗを搭載したトレイ１を、真空室２１に搬入し、処理済みのワークＷを搭載したトレイ１を真空室２１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。
【００９０】
［制御装置］
制御装置７０は、プラズマ処理装置１００の各部を制御する装置である。この制御装置７０は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。つまり、真空室２１へのスパッタガスＧ１及びプロセスガスＧ２の導入および排気に関する制御、電源部６の制御、回転体３１の回転の制御、プラズマ源５５におけるマイクロ波の導入、磁場の生成に関する制御、冷却部５６における冷却水Ｃに関する制御などに関しては、その制御内容がプログラムされている。制御装置７０は、このプログラムがＰＬＣやＣＰＵなどの処理装置により実行されるものであり、多種多様なプラズマ処理の仕様に対応可能である。
【００９１】
具体的に制御される対象を挙げると以下の通りである。すなわち、モータ３２の回転速度、プラズマ処理装置１００の初期排気圧力、スパッタ源４の選択、ターゲット４１及びコイル５５ｂへの印加電力、マイクロ波の発信器の出力、スパッタガスＧ１及びプロセスガスＧ２の流量、種類、導入時間及び排気時間、成膜及び膜処理の時間、冷却水Ｃの流量及び温度などである。
【００９２】
特に、本実施形態では、制御装置７０は、成膜部４０のターゲット４１への電力の印加、ガス供給部２５からのスパッタガスＧ１の供給量を制御することにより、成膜レートを制御する。また、制御装置７０は、マイクロ波の出力、ガス供給部５３からのプロセスガスＧ２の供給量を制御することにより、膜処理レートを制御する。
【００９３】
上記のように各部の動作を実行させるための制御装置７０の構成を、仮想的な機能ブロック図である図１０を参照して説明する。すなわち、制御装置７０は、機構制御部７１、電源制御部７２、ガス制御部７３、記憶部７４、設定部７５、入出力制御部７６を有する。
【００９４】
機構制御部７１は、排気部２３、ガス供給部２５、ガス供給部５３、調節部５４、モータ３２、冷却部５６のチラー、ロードロック部６０等の駆動源、電磁弁、スイッチ、電源等を制御する処理部である。電源制御部７２は、電源部６、プラズマ源５５のマイクロ波の発信器及びコイル５５ｂの電源等を制御する処理部である。
【００９５】
例えば、電源制御部７２は、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力を、個別に制御する。成膜レートをワークＷの全体で均一にしたい場合には、上記の内周側と外周側の速度差を考慮して、ターゲット４１Ａ＜ターゲット４１Ｂ＜ターゲット４１Ｃというように、順次電力を高くする。つまり、内周側と外周側の速度に比例させて、電力を決定すればよい。
【００９６】
但し、比例させる制御は一例であって、速度が大きくなるほど電力を高くし、処理レートが均一になるように設定すればよい。また、ワークＷに形成する膜厚を厚くしたい箇所については、ターゲット４１への印加電力を高くして、膜厚を薄くしたい箇所については、ターゲット４１への印加電力を低くすればよい。
【００９７】
ガス制御部７３は、調節部５４によるプロセスガスＧ２の導入量を制御する処理部である。例えば、各供給口５３１からのプロセスガスＧ２の単位時間当たりの供給量を、個別に制御する。膜処理レートをワークＷの全体で均一にしたい場合には、上記の内周側と外周側の速度差を考慮して各供給口５３１からの供給量を内周側から外周側に向けて、順次多くする。具体的には、供給量を供給口５３１Ａ＜供給口５３１Ｂ＜供給口５３１Ｃ＜供給口５３１Ｄ、供給口５３１ａ＜供給口５３１ｂ＜供給口５３１ｃ＜供給口５３１ｄとする。つまり、内周側と外周側の速度に比例させて、供給量を決定すればよい。
【００９８】
また、ワークＷに形成する膜厚に応じて、各供給口５３１から供給するプロセスガスＧ２の供給量を調節する。つまり、膜厚を厚くする箇所については、膜処理の量が多くなるようにプロセスガスＧ２の供給量を多くする。そして、膜厚を薄くする箇所については、膜処理の量が少なくなるようにプロセスガスＧ２の供給量を少なくする。
【００９９】
また、例えば、内周側ほど膜厚が厚くなるように形成された膜に対する膜処理の場合には、内周側ほどプロセスガスＧ２の供給量が多くなるように設定することもできる。これにより、上述の速度との関係とも合わさって、結果的には、各供給口５３１からの供給量が均一になる場合もある。つまり、調節部５４は、ワークＷに形成する膜厚及び回転体３１が処理領域を通過する時間に応じて、各供給口５３１から供給するプロセスガスＧ２の供給量を調節してもよい。なお、ガス制御部７３は、スパッタガスＧ１の導入量も制御する。
【０１００】
記憶部７４は、本実施形態の制御に必要な情報を記憶する構成部である。記憶部７４に記憶される情報としては、排気部２３の排気量、各ターゲット４１へ印加する電力、スパッタガスＧ１の供給量、コイル５５ｂに印加する電力、マイクロ波の発信器の出力、供給口５３１毎のプロセスガスＧ２の供給量を含む。設定部７５は、外部から入力された情報を、記憶部７４に設定する処理部である。
【０１０１】
さらに、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力と、供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄからのプロセスガスＧ２の供給量をリンクさせてもよい。つまり、回転体３１の回転速度（ｒｐｍ）を一定として、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力が設定部によって設定された場合、これに比例させて各供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄからの供給量が設定されるようにしてもよい。また、回転体３１の回転速度（ｒｐｍ）を一定として、各供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄからの供給量が設定部によって設定された場合、これに比例させて各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力が設定されるようにしてもよい。
【０１０２】
このような設定は、例えば、以下のように行うことができる。まず、あらかじめ実験等
により、膜厚とこれに応じた印加電力又はプロセスガスＧ２の供給量との関係、印加電力とこれに応じたプロセスガスＧ２の供給量との関係を求めておく。そして、これらのうち少なくとも１つをテーブル化して記憶部７４に記憶しておく。そして、入力された膜厚、印加電力又は供給量に応じて、設定部７５がテーブルを参照して印加電力や供給量を決定する。
【０１０３】
（演算処理）
均一な膜厚で、かつ均一な膜質の膜を大面積で形成したい場合、プロセスガスＧ２の供給量を調節するときに、考慮しなければならない条件は、以下の４つである。
［１］回転体が１回転する間に成膜部で成膜される膜厚
［２］回転体の半径方向における成膜した膜の膜厚分布
［３］回転体の内周と外周の速度差
［４］プラズマの発生領域の幅（処理領域の幅）
【０１０４】
ここで、［２］の条件は、成膜部４０の各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに個別に電力を印加して、均一な膜厚とすれば、条件から除くことができる。また、上記の態様のように、ガス空間Ｒを平面方向から見て角丸長方形状の外形とすることにより、処理領域の幅が、成膜領域Ｆの最内周から最外周にかけて同じとなる。このため、その幅の範囲で、同じプラズマ密度とすることができるので、［４］の条件も条件から除くことができる。
【０１０５】
従って、［１］、［３］の条件から、各供給口５３１の供給量を決定できる。つまり、［１］の条件として、事前の実験等により、成膜領域Ｆの最内周または最外周の膜厚のいずれか一方と、その膜厚に適した最適供給量を求めておく。そして、［３］の内周と外周の速度差は、内周と外周の半径と関係（比例）するので、複数の供給口５３１の半径方向の位置（回転中心からの距離）と、上記の膜厚及び最適供給量から、複数の供給口５３１の各々の供給量を決定することができる。なお、成膜領域Ｆの最内周における回転体３１が１回転する間に成膜される膜の膜厚、成膜領域Ｆの最外周における回転体３１が１回転する間に成膜される膜の膜厚、上記の膜厚に適した最適供給量、各供給口５３１の半径方向の位置については、記憶部７４に記憶される情報に含まれる。
【０１０６】
例えば、成膜部４０で成膜される膜の所定の膜厚に対する最内周の供給口５３１の最適供給量をａ、最内周の半径をＬｉｎ、最外周の半径をＬоｕ、最外周の供給口５３１の最適供給量をＡとする。まず、最内周の供給口５３１の最適供給量ａが分かっている場合について説明する。供給量演算部は、最内周の最適供給量ａ、最内周の供給口５３１を通る円の半径Ｌｉｎ、最外周の供給口５３１を通る円の半径Ｌоｕを、記憶部７４から取得して、以下の式に基づいて、最外周の最適供給量Ａを求める。
Ａ＝ａ×Ｌоｕ／Ｌｉｎ
【０１０７】
同様に、その他の供給口５３１の最適供給量も、半径の比に応じて求めることができる。つまり、供給口５３１の最適供給量をＡｘ、その供給口５３１を通る円の半径をＰｘとすると、以下の式に基づいて、最適供給量Ａｘを求めることができる。
Ａｘ＝ａ×Ｐｘ／Ｌｉｎ
【０１０８】
これとは逆に、最外周の供給口５３１の最適供給量Ａが分かっている場合には、各供給口５３１の最適供給量ａｘを、その供給口５３１を通る円の半径ｐｘから、以下の式に基づいて、求めることができる。
ａｘ＝Ａ×ｐｘ／Ｌоｕ
【０１０９】
以上のように、［１］回転体が１回転する間に成膜部４０で成膜される膜の膜厚が分かれば、複数の供給口５３１からの供給量が自動で決まる。このため、各供給口５３１からの供給量の想定されるパターンとして、多数のデータを保持する場合に比べて、記憶部７４で保持するデータ量を少なくすることができる。例えば、ＳｉＯＮのように、組成によって屈折率が変化する膜の場合、成膜領域Ｆの最内周または最外周の膜厚から各供給口５３１の供給量が自動で決まるので、Ｎ２とＯ２の混合比率を調整すれば、所望の屈折率の膜を得ることができる。
【０１１０】
入出力制御部７６は、制御対象となる各部との間での信号の変換や入出力を制御するインタフェースである。さらに、制御装置７０には、入力装置７７、出力装置７８が接続されている。入力装置７７は、オペレータが、制御装置７０を介してプラズマ処理装置１００を操作するためのスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力手段である。例えば、使用する成膜部４０、膜処理部５０の選択、所望の膜厚、各ターゲット４１Ａ〜４１Ｃの印加電力、各供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄからのプロセスガスＧ２の供給量等を入力手段により入力することができる。
【０１１１】
出力装置７８は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが視認可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ等の出力手段である。例えば、出力装置７８は、入力装置７７からの情報の入力画面を表示することができる。この場合、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、各供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄを模式図で表示させて、それぞれの位置を選択して数値を入力できるようにしてもよい。さらに、ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、各供給口５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄを模式図で表示させて、それぞれに設定された値を数値で表示してもよい。
【０１１２】
［動作］
以上のような本実施形態の動作を、上記の図１〜図１０を参照して以下に説明する。なお、図示はしないが、プラズマ処理装置１００には、コンベア、ロボットアーム等の搬送手段によって、ワークＷを保持したトレイ１の搬入、搬送、搬出が行われる。
【０１１３】
複数のトレイ１は、ロードロック部６０の搬送手段により、真空容器２０内に順次搬入される。回転体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１を、それぞれ個別に保持する。このようにして、図２及び図３に示すように、成膜対象となるワークＷを保持したトレイ１が、回転体３１上に全て保持される。
【０１１４】
以上のようにプラズマ処理装置１００に導入されたワークＷに対する膜を形成する処理は、以下のように行われる。なお、以下の動作は、成膜部４０Ａのみおよび膜処理部５０Ａのみといったように、成膜部４０と膜処理部５０の中からそれぞれ一つを稼働させて成膜及び膜処理を行う例である。但し、複数組の成膜部４０、膜処理部５０を稼働させて処理レートを高めてもよい。また、成膜部４０及び膜処理部５０による成膜及び膜処理の例は、酸窒化シリコンの膜を形成する処理である。酸窒化シリコンの膜を形成することは、ワークＷに原子レベルでシリコンを付着させる毎に、酸素イオン及び窒素イオンを浸透させる処理を、ワークＷを循環搬送させながら繰り返すことで行う。
【０１１５】
まず、真空室２１は、排気部２３によって常に排気され減圧されている。そして、真空室２１が所定の圧力に到達すると、図２及び図３に示すように、回転体３１が回転する。これにより、保持部３３に保持されたワークＷは、搬送経路Ｔに沿って移動し、成膜部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび膜処理部５０Ａ、５０Ｂの上を通過する。回転体３１が所定の回転速度に達すると、次に、成膜部４０のガス供給部２５は、スパッタガスＧ１を、ターゲット４１の周囲に供給する。このとき、膜処理部５０のガス供給部５３も、プロセスガスＧ２をガス空間Ｒに供給する。
【０１１６】
成膜部４０では、電源部６が各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに電力を印加する。これにより、スパッタガスＧ１がプラズマ化する。スパッタ源４において、プラズマにより発生したイオン等の活性種は、ターゲット４１に衝突して成膜材料の粒子を飛ばす。このため、成膜部４０を通過するワークＷの表面には、その通過毎に成膜材料の粒子が堆積されて、膜が生成される。この例では、シリコンの層が形成される。
【０１１７】
電源部６により各ターゲット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに印加する電力は、回転体３１の内周側から外周側に行くに従って順次大きくなるように記憶部７４に設定されている。電源制御部７２は、この記憶部７４に設定された電力に従って、電源部６が各ターゲット４１に印加する電力を制御するように指示を出力する。この制御のため、スパッタリングによる単位時間当たりの成膜量は、内周側から外周側に行くほど多くなるが、内周側から外周側に行くほど回転体３１の通過速度は、速くなる。結果として、ワークＷの全体の膜厚は均一となる。
【０１１８】
なお、ワークＷは、稼働していない成膜部４０や膜処理部５０を通過しても、成膜や膜処理は行われないため、加熱されない。この加熱されない領域において、ワークＷは熱を放出する。なお、稼働していない成膜部４０とは、例えば成膜ポジションＭ４、Ｍ５である。また、稼働していない膜処理部５０とは、例えば、膜処理ポジションＭ３である。
【０１１９】
一方、成膜されたワークＷは、処理ユニット５における画成部５１の開口５１ａに対向する位置を通過する。処理ユニット５では、図８に示すように、ガス供給部５３から供給口５３１を介して、ガス空間Ｒ内にプロセスガスＧ２である酸素及び窒素が供給され、コイル５５ｂに通電することにより磁場が形成されるとともに、導波管５５ａからのマイクロ波が窓部５２を介して導入されることにより、ガス空間Ｒにプラズマが生成される。生成されたプラズマによって発生した酸素イオン及び窒素イオンが、成膜されたワークＷの表面に衝突することにより、膜材料に浸透する。
【０１２０】
供給口５３１から導入されるプロセスガスＧ２の単位時間当たりの流量は、回転体３１の内周側ほど少なく、外周側ほど多くなるように、記憶部７４に設定されている。ガス制御部７３は、この記憶部７４に設定された流量に従って、調節部５４が各配管５３ａを流通するプロセスガスＧ２の流量を制御するように指示を出力する。このため、ガス空間Ｒに発生する単位体積当たりのイオン等の活性種の量は、内周側よりも外周側が多くなる。従って、活性種の量により左右される膜処理量は、内周側から外周側に行くほど多くなる。
【０１２１】
しかし、膜処理される処理領域は、画成部５１の開口５１ａと相似形状の角丸長方形状である。このため、処理領域の幅、つまり回転方向の幅が半径方向にわたって同じである。つまり、処理領域は、半径方向に一定幅である。一方、ワークＷは、内周側から外周側に行くほど処理領域を通過する速度が速い。このため、ワークＷは、内周側から外周側に行くほど、処理領域を通過する時間が短くなる。プロセスガスＧ２の供給量を外周側ほど多くすることで、外周側ほど膜処理量が多くなるので処理領域の通過時間の短さを補うことができる。結果として、ワークＷの全体の膜処理量は均一となる。
【０１２２】
また、酸窒化処理のように、二種類以上のプロセスガスＧ２を使って膜処理を行う場合、成膜部４０で成膜された膜を、回転体３１が１回転する間に、完全に化合物膜にすると同時に、膜の組成も成膜面全体で均一にする必要がある。本実施形態は、二種類以上のプロセスガスＧ２を使って、膜処理を行うプラズマ処理に適している。例えば、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）のｘとｙの比を１：１とした膜が欲しいとする。すると、成膜された膜が十分に化合物膜となる活性種の量と、その活性種中に含まれる酸素と窒素の割合の両方をコントロールする必要がある。本実施形態では、プロセスガスＧ２の供給箇所を複数とするとともに、各供給箇所におけるプロセスガスＧ２の供給量を、プロセスガスＧ２の種類毎に調節することができるので、量と割合の両方をコントロールしやすい。
【０１２３】
以上のような膜を形成する処理の間、回転体３１は回転を継続しワークＷを保持したトレイ１を循環搬送し続ける。このように、ワークＷを循環させて成膜と膜処理を繰り返すことにより、化合物膜を形成する。本実施形態では、化合物膜として、ワークＷの表面に酸窒化シリコンの膜が形成される。
【０１２４】
酸窒化シリコンの膜が所望の膜厚となる所定の処理時間が経過したら、成膜部４０及び膜処理部５０の稼働を停止する。つまり、電源部６によるターゲット４１への電力の印加、供給口５３１からのプロセスガスＧ２の供給、コイル５５ｂへの通電、導波管５５ａからのマイクロ波の導入を停止する。
【０１２５】
このように、膜を形成する処理が完了した後、ワークＷを搭載したトレイ１は、回転体３１の回転により、順次、ロードロック部６０に位置決めされ、搬送手段により、外部へ搬出される。
【０１２６】
なお、成膜領域Ｆ外にある最外周の供給口５３１Ｄ、５３１ｄのプロセスガスＧ２の流量を、最大とせずに、供給口５３１Ｂ、５３１Ｃ、５３１ｂ、５３１ｃよりも少なくしてもよい。つまり、供給口５３１Ａ＜供給口５３１Ｄ＜供給口５３１Ｂ＜供給口５３１Ｃ、供給口５３１ａ＜供給口５３１ｄ＜供給口５３１ｂ＜供給口５３１ｃとなるように流量を設定している。
【０１２７】
成膜領域Ｆから外れた位置にはワークＷが通過しないため、プロセスガスＧ２を供給する必要が無い。しかし、図９に示すように、画成部５１が成膜領域Ｆの外に余裕を持って形成されている場合には、成膜領域Ｆの外側にプロセスガスＧ２をまったく供給しないと、成膜領域Ｆの内周端近傍や外周端近傍で、プロセスガスＧ２の成膜領域Ｆ外への拡散が生じる。結果的に成膜領域Ｆの内周端近傍や外周端近傍で処理レートが低下することになる。このため、成膜領域Ｆ外にも、予備的にプロセスガスＧ２を供給するとよい。このときのプロセスガスＧ２は、拡散による減少分を補える分でよいので、前述の余裕分となる領域の大きさとの関係で、拡散が防止できる程度の量であればよい。但し、供給口５３１Ｃ、５３１ｃよりも、供給量を多くする必要が生じる場合もある。
【０１２８】
このように、成膜領域Ｆ外に位置している供給口５３１Ａ、５３１ａ、５３１Ｄ、５３１ｄについては、通過時間に応じた調節部５４によるプロセスガスＧ２の調節対象から外れていてもよい。
【０１２９】
また、成膜領域Ｆ外にある供給口５３１Ｄ、５３１ｄは、膜処理に関与する程度は低く、プロセスガスＧ２の流量を最大にする必要はないが、少量であってもプロセスガスＧ２を供給させることにより、膜処理の程度をさらに均一にすることができる。これは、内周側の供給口５３１Ａ、５３１ａについても同様である。つまり、成膜領域Ｆ外に供給口５３１を設けることによっても、膜処理の程度を均一化する等の効果を得ることができる。
【０１３０】
［作用効果］
（１）本実施形態は、内部を真空とすることが可能な真空容器２０と、真空容器２０内に設けられ、ワークＷを搭載して回転する回転体３１を有し、回転体３１を回転させることによりワークＷを円周の搬送経路Ｔで循環搬送させる搬送部３０と、プロセスガスＧ２が導入されるガス空間Ｒの一部を画成する側壁部５１ｃと、真空容器２０の内部の搬送経路Ｔに対向する開口５１ａとを有する画成部５１と、ガス空間ＲにプロセスガスＧ２を供給するガス供給部５３と、プロセスガスＧ２が導入されたガス空間Ｒに、搬送経路Ｔを通過するワークＷをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源５５と、を有し、ガス供給部５３は、回転体３１の表面が、プラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から、プロセスガスＧ２を供給し、複数の供給箇所の単位時間当たりのプロセスガスＧ２の供給量を、処理領域を通過する時間に応じて個別に調節する調節部５４を有する。
【０１３１】
このため、回転体３１により循環搬送されるワークＷに対するプラズマ処理の程度を、回転体３１の表面の通過速度が異なる位置に応じて調節することができる。従って、ワークＷに対する処理の程度を均一化させたり、所望の位置の処理の程度を変える等、所望のプラズマ処理を行うことができる。これは、回転体３１の径が大きく、かつ、成膜領域Ｆの幅が大きい程、つまり、成膜領域Ｆの内周側と外周側での周速の差が大きい程有効である。
【０１３２】
（２）調節部５４は、搬送経路Ｔに交差する方向の位置に応じて、各供給箇所から導入するプロセスガスＧ２の供給量を調節する。このため、複数の供給箇所のプロセスガスＧ２の供給量を、回転体３１の表面の通過速度が異なる位置に応じて個別に調節することができる。
【０１３３】
（３）複数の供給箇所は、ガス空間Ｒにおける対向する位置であって、搬送経路Ｔに沿う方向に配設されている。このため、ガス空間Ｒ内に、短時間にプロセスガスＧ２を行き渡らせることができる。
【０１３４】
（４）調節部５４は、ワークＷに形成する膜の膜厚及び回転体３１の表面がプラズマ処理を行う処理領域を通過する時間に応じて、各供給箇所から供給するプロセスガスＧ２の供給量を調節する。このため、膜厚に適した膜処理を行うことができる。
【０１３５】
（５）本実施形態は、回転体３１に保持され、ワークＷを保持する複数のトレイ１を有し、トレイ１の画成部５１に対向する面と、画成部５１の側壁部５１ｃにおける回転体３１との対向面との間に、トレイ１に保持されたワークＷが通過可能な隙間を有し、側壁部５１ｃは、ワークＷの画成部５１に対向する面に設けられた凸部Ｃｐに沿う凹部５１ｂを有する。
【０１３６】
このため、ワークＷが、画成部５１の対向面と回転体３１との間を通過するときに、対向面と回転体３１との間隔を狭めることができ、プロセスガスＧ２の漏れによる圧力の低下を防ぐことができる。また、ワークＷを複数個、互いの間隔を狭めて配置することで、１つのワークＷが通過後、すぐに次のワークＷがやって来て、画成部５１と回転体３１との間の隙間を連続して狭めるので、プロセスガスＧ２がより一層漏れ難くなる。また、スパッタガスＧ１のガス空間Ｒへの流入によるコンタミネーションを防止して、膜処理レートの低下を防止できる。さらに、ガス空間Ｒから流出したプロセスガスＧ２の成膜部４０への流入によるコンタミネーションを防止して、ターゲット４１の反応による成膜レートの低下、アークの発生、パーティクルの発生を防止できる。
【０１３７】
（６）回転体３１は、真空容器２０が設置される設置面側にワークＷを保持し、画成部５１の開口５１ａは、設置面側からワークＷに対向する。このため、ワークＷの処理対象面Ｓｐが設置面側に向くので、塵、埃、装置内に付着した成膜材料等が、重力により落下してワークＷに付着することが防止される。なお、ここでいう設置面は、床面や地面等の、真空容器２０に対して重力に従う方向に存在する面である。
【０１３８】
（７）供給口５３１は、成膜部４０が膜を形成する領域に対応し、搬送経路Ｔに沿った円環状の領域である成膜領域Ｆ内に設けられるとともに、成膜領域Ｆ外にも設けられ、成膜領域Ｆ外に設けられた供給口５３１は、調節部５４によるプロセスガスＧ２の供給量の調節対象から外れている。
【０１３９】
このように、成膜領域Ｆ外であっても、プロセスガスＧ２を供給することにより、成膜領域Ｆの端部におけるプロセスガスＧ２の流量不足を防止できる。例えば、最外周の供給口５３１や最内周の供給口５３１が、成膜領域Ｆ外であっても、プロセスガスＧ２を供給させることにより、膜処理の均一化を図ることができる。但し、最外周の成膜領域Ｆ外については、最大の流量としなくても成膜領域Ｆ内の流量不足とはならないため、流量を節約できる。つまり、成膜領域Ｆ外のプロセスガスＧ２の供給箇所は、成膜領域Ｆ内のプロセスガスＧ２の流量を補う補助供給箇所、補助供給口として機能する。
【０１４０】
［変形例］
本発明の実施形態は、以下のような変形例も含む。
（１）プロセスガスＧ２の供給口５３１は、画成部５１に設けてもよい。例えば、ガス供給部５３における各配管５３ａの先端を画成部５１に形成された供給口５３１に延設させてもよい。配管５３ａの先端を、径を小さくしてノズル状としてもよい。この場合も、成膜領域Ｆのみならず、成膜領域Ｆ外にも配管５３ａを配設して、成膜領域ＦのプロセスガスＧ２の流量を補う補助供給口、補助ノズルとして機能させてもよい。
【０１４１】
（２）ガス供給部５３がプロセスガスＧ２を供給する箇所の数、供給口５３１の数は、回転体の表面の通過速度が異なる複数箇所であればよく、上記で例示した数には限定されない。成膜領域Ｆ内に一列に３つ以上設けることにより、処理位置に応じたより細かい流量制御を行うことができる。また、供給箇所、供給口５３１の数を増やすほどガス流量の分布を線形に近づけて、局所的な処理のばらつきを防止できる。供給口５３１を、画成部５１の対向する２列に設けずに、いずれかの１列としてもよい。また、供給口５３１を、直線上に並べなくても、高さ方向にずれた位置に並べてもよい。
【０１４２】
（３）調節部５４の構成は、上記の例には限定されない。各配管５３ａに手動のバルブを設けて、手動により調節する態様であってもよい。プロセスガスＧ２の供給量を調節できればよいので、圧力を一定として、バルブの開閉によって調節してもよいし、圧力を昇降させてもよい。調節部５４を供給口５３１によって実現してもよい。例えば、回転体の表面の通過速度が異なる位置に応じて、異なる径の供給口５３１を設けて、プロセスガスＧ２の供給量を調節してもよい。供給口５３１を径の異なるノズルに交換可能としてもよい。また、シャッタ等により供給口５３１の径を変更可能としてもよい。
【０１４３】
（４）速度は、単位時間あたりに移動する距離であるから、径方向において処理領域を通過するのに要する時間との関係から、各供給口からのプロセスガスＧ２の供給量を設定するようにしてもよい。
【０１４４】
（５）画成部５１、窓部５２の形状も、上記の実施形態で例示したものには限定されない。水平断面が方形、円形、楕円形であってもよい。但し、内周側と外周側の間隔が等しい形状の方が、内周側と外周側とのワークＷの通過時間が異なるため、処理時間の差に応じたプロセスガスＧ２の供給量の調節がし易い。
【０１４５】
（６）回転体３１に複数のトレイ１が保持されることで、複数のトレイ１の対向面１１が、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成してもよい。ここで、複数のトレイ１の対向面１１が面一となるとは、各トレイ１の対向面１１における対応する箇所同士が実質的に同一の高さとなる場合をいう。例えば、図１１に示すように、トレイ１の対向部Ｘ１を保持部３３の開口３１ａに嵌め込むと、トレイ１における対向面１１と回転体３１における画成部５１に対向する面とが、円周の軌跡に沿って連続して面一となるように、トレイ１及び回転体３１を形成する。この場合、開口３１ａと対向面１１との境界に、僅かな溝が生じていてもよい。
【０１４６】
これにより、ワークＷの表面と、画成部５１又はシールド部材８との間隔に比べて、トレイ１の表面と、画成部５１又はシールド部材８との間隔が極端に拡大することが防止され、反応ガスＧの漏洩を、より一層抑制することができる。また、異なる反応ガスＧを用いる処理部を含む場合に、反応ガスＧの漏洩による相互のコンタミネーションを、より一層防止できる。
【０１４７】
さらに、ワークＷの処理対象面Ｓｐとトレイ１の対向面１１とが、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成してもよい。例えば、図１２に示すように、トレイ１に、ワークＷが嵌め込まれる嵌込部１１ｂを設けてもよい。嵌込部１１ｂは、ワークＷの厚み方向の一部又は全部が埋め込まれる窪みである。トレイ１の表面とワークＷの処理対象面Ｓｐとが面一となるように、嵌込部１１ｂの深さを設定する。
【０１４８】
これにより、ワークＷの処理対象面Ｓｐと、トレイ１の表面との高低差を少なくして、ワークＷ以外のトレイ１の表面とシールド部材８、画成部５１との隙間が拡大することを防止して、反応ガスＧの漏れをより一層抑制できる。
【０１４９】
また、トレイ１を用いずに、ワークＷを回転体３１又は回転体３１に設けた保持部により直接保持してもよい。この場合にも、例えば、図１３に示すように、回転体３１の下面３１ｃに形成された窪み３１ｄにワークＷが嵌め込まれることにより、ワークＷと回転体３１とが、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成してもよい。
【０１５０】
（７）トレイ１の形状、回転体３１の形状は、上記の形状には限定されない。例えば、トレイ１の形状を、ワークＷの凹凸に沿う形状としてもよい。つまり、上記の例では、トレイ１は、単純な凹部Ｒｐに沿う凸部１１ａを有していたが、ワークＷが凹凸を有する場合、トレイ１の対向面１１を、ワークＷの凹凸に沿う形状として、ワークＷを安定して保持できるようにしてもよい。
【０１５１】
（８）トレイ１、回転体３１にワークＷの形状に沿う凹凸を設けなくてもよい。つまり、ワークＷを安定して保持できる構成であれば、トレイ１、回転体３１のワークＷの保持面を平坦としてもよい。例えば、図１４に示すように、トレイ１の対向面１１を平坦として、この対向面１１にワークＷを保持してもよい。
【０１５２】
（９）ワークＷの縁部を支える保持部をトレイ１に設けることによって、ワークＷを保持する構成としてもよい。例えば、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、トレイ１に、上下方向に貫通した複数の開口１６を形成する。図１５（Ａ）は凸部Ｃｐを有するワークＷ、図１５（Ｂ）は平板状のワークＷの場合の例である。ここで、開口１６は、支持部Ｘ２側が対向部Ｘ１側よりも一回り大きくなっている。より具体的には、開口１６の支持部Ｘ２側は、ワークＷをトレイ１の内部に入れることが可能な大きさの挿入部１６ａとなっている。
【０１５３】
また、開口１６の対向部Ｘ１側は、内側に隆起してトレイ１を保持可能な保持部１６ｂとなっている。保持部１６ｂの内周は、ワークＷの外形と略同一の形状であるが、ワークＷより一回り小さくなっているため、挿入部１６ａから挿入されたワークＷの処理対象面Ｓｐの外周を保持する。なお、このような例では、トレイ１の自重を保持部１６ｂが支えることになるので、ワークＷを保持するための複雑な機構を設ける必要がない。なお、このような保持部１６ｂを、回転体３１に設けた開口に形成して、回転体３１によってワークＷを保持する構成としてもよい。
【０１５４】
（１０）搬送部により同時搬送されるトレイ１、ワークＷの数、これを保持する保持部３３、１６ｂの数は、少なくとも１つであればよく、上記の実施形態で例示した数には限定されない。つまり、１つのワークＷが循環搬送される態様でもよく、２つ以上のワークＷが循環搬送される態様でもよい。ワークＷを径方向に２列以上並べて循環搬送する態様でもよい。
【０１５５】
（１１）上記の実施形態では、回転体３１を回転テーブルとしているが、回転体３１はテーブル形状には限定されない。回転中心から放射状に延びたアームにトレイやワークを保持して回転する回転体３１であってもよい。真空容器２０の設置面は、床面や地面には限定されず、天井等の上側にあってもよい。また、成膜部４０および膜処理部５０が真空容器２０の天井側にあり、成膜部４０および膜処理部５０と回転体３１との上下関係が逆となっていてもよい。この場合、保持部３３が配設される回転体３１の表面は、回転体３１の回転平面が水平方向に延在する場合に上方を向く面、つまり上面となる。シールド部材８の開口８０、画成部５１の開口５１ａは下方を向く。
【０１５６】
上記の実施形態では、水平に配置した回転体３１の下面に保持部３３を設け、この回転体３１を水平面内で回転させ、この回転体３１の下方に成膜部４０および膜処理部５０を配置するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転体３１の配置は、水平に限らず垂直に配置されていても、垂直又は水平に対して傾斜して配置されていてもよい。また、保持部３３も、回転体３１の両方の面に設けるようにしてもよい。つまり、本発明は、回転体３１の回転平面の方向はどのような方向であってもよく、保持部３３の位置、成膜部４０、膜処理部５０の位置は、保持部３３に保持されたワークＷに成膜部４０、膜処理部５０が対向する位置にあればよい。
【０１５７】
（１２）プラズマ源５５としては、上記の装置には限定されない。ＥＣＲプラズマによる装置のみならず、他の原理によりガス空間Ｒにプラズマを発生させる装置であってもよい。例えば、ガス空間Ｒに、誘導結合（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）プラズマを発生させる装置であってもよい。このような装置は、ガス空間Ｒの外部であって窓部５２の近傍にアンテナを有する。アンテナに電力が印加されることにより、ガス空間ＲのプロセスガスＧ２が電離し、プラズマが発生する。このプラズマによって、搬送経路Ｔを通過するワークＷを処理する。
【０１５８】
（１３）プラズマ処理を行うワークＷの種類、形状及び材料は特定のものに限定されない。例えば、成膜部４０、膜処理部５０に対向する処理対象面Ｓｐに、凹部を有するワークＷを用いてもよい。また、処理対象面Ｓｐに凹凸部を有するワークＷを用いてもよい。このような場合に、シールド部材８、画成部５１のワークＷに対向する側を、ワークＷの凹部又は凹凸部に沿う形状としてもよい。
【０１５９】
さらに、上記のように、処理対象面Ｓｐが平坦面のワークＷを用いても良い。また、金属、カーボン等の導電性材料を含むもの、ガラスやゴム等の絶縁物を含むもの、シリコン等の半導体を含むものを用いても良い。また、プラズマ処理を行うワークＷの数も、特定の数には限定されない。保持部３３は、トレイ１を保持する溝、突起、治具、ホルダ等であってもよく、メカチャック、粘着チャック等によっても構成できる。
【０１６０】
（１４）成膜材料については、スパッタリングにより成膜可能な種々の材料を適用可能である。例えば、タンタル、チタン、アルミニウム等を適用できる。化合物とするための材料についても、窒素、酸素の他、種々の材料を適用可能である。
【０１６１】
（１５）成膜部４０におけるターゲット４１の数は、３つには限定されない。ターゲット４１を１つとしても、２つとしても、４つ以上としてもよい。ターゲット４１の数を多くして、印加電力を調節することによって、より細かい膜厚の制御が可能となる。
【０１６２】
（１６）成膜部４０、膜処理部５０の数は、特定の数には限定されない。成膜部４０、膜処理部５０をそれぞれ１つとしても、２つとしても、４つ以上としてもよい。成膜部の数を多くして、成膜レートを向上させることができる。これに応じて、膜処理部５０の数も多くして、膜処理レートを向上させることができる。膜処理部５０が複数ある場合において、それぞれの調節部５４によって、上記のようにガス流量を調節してもよい。さらに、複数の膜処理部５０を径方向に配置してもよい。
【０１６３】
（１７）成膜部４０におけるシールド部材８は、スパッタガスＧ１が導入されるガス空間の一部を画成し、真空容器２０の内部の搬送経路Ｔに対向する開口を有する画成部として捉えることもできる。この場合のガス空間は、シールド部材８の内部と回転体３１との間に形成される空間であり、回転体３１によって循環搬送されるワークＷが繰り返し通過する。つまり、ガス空間は、シールド部材８の内部の空間のみならず、開口８０に対向する回転体３１との間の空間も含む。成膜部４０のガス供給部２５についても、回転体３１の表面が、プラズマ処理を行う処理領域を通過する時間が異なる複数の供給箇所から、スパッタガスＧ１を供給し、複数の供給箇所の単位時間当たりのスパッタガスＧ１の供給量を、通過する時間に応じて個別に調節する調節部を有する構成としてもよい。
【０１６４】
（１８）本発明は、成膜部４０を有していても、有していなくてもよい。つまり、成膜を行うプラズマ処理装置１００には限定されない。また、膜処理を行うプラズマ処理装置１００には限定されず、プラズマによって発生させた活性種を利用して、処理対象に処理を行うプラズマ処理装置１００に広く適用できる。例えば、上記の態様に加えて、又は成膜部及び膜処理部の双方若しくは一方を省略して、ガス空間内にプラズマを発生させて、エッチング、アッシング等の表面改質、クリーニング等を行う処理ユニットを有するプラズマ処理装置１００として構成してもよい。この場合、例えば、処理ユニットをリニアイオン源としてもよい。また、例えば、アルゴン等の不活性ガスをプロセスガスＧ２とすることが考えられる。
【０１６５】
（１９）真空容器２０の形状は、円筒形状には限定されない。直方体形状等の多角筒形状であってもよい。
【０１６６】
（２０）以上、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。
【符号の説明】
【０１６７】
１  トレイ
４  スパッタ源
５  処理ユニット
６  電源部
８  シールド部材
１１  対向面
１１ａ  凸部
１１ｂ  嵌込部
１２  斜面
１３  内周面
１４  外周面
１５  張出部
１６  開口
１６ａ  挿入部
１６ｂ  保持部
２０  真空容器
２０ａ  底面
２０ｂ  天井
２０ｃ  内周面
２１  真空室
２１ａ  取付孔
２１ｂ  Оリング
２２  排気口
２３  排気部
２４  導入口
２５  ガス供給部
３０  搬送部
３１  回転体
３１ａ  開口
３１ｃ  下面
３１ｄ  窪み
３１ｅ  載置部
３２    モータ
３３    保持部
３３ａ  開口
３３ｂ  搭載部
４０、４０Ａ〜４０Ｃ  成膜部
４１、４１Ａ〜４１Ｃ  ターゲット
４２  バッキングプレート
４３  電極
５０、５０Ａ、５０Ｂ  膜処理部
５１  画成部
５１ａ  開口
５１ｂ  凹部
５１ｃ  側壁部
５２  窓部
５２ａ  窓孔
５２ｂ  窓部材
５２ｃ  Ｏリング
５３  ガス供給部
５３ａ  配管
５４    調節部
５５    プラズマ源
５５ａ  導波管
５５ｂ  コイル
５６    冷却部
５６ａ  配管
５６ｂ  キャビティ
６０  ロードロック部
７０  制御装置
７１  機構制御部
７２  電源制御部
７３  ガス制御部
７４  記憶部
７５  設定部
７６  入出力制御部
７７  入力装置
７８  出力装置
８０  開口
８１  凹部
８２  底面部
８２ａ  ターゲット孔
８３  側面部
８３ａ  外周壁
８３ｂ  内周壁
８３ｃ、８３ｄ  隔壁
１００  プラズマ処理装置
５３１、５３１Ａ〜５３１Ｄ、５３１ａ〜５３１ｄ  供給口
Ｃ  冷却水
Ｃｐ  凸部
Ｄ１、Ｄ２  間隔
Ｅ  排気
Ｆ  成膜領域
Ｇ  反応ガス
Ｇ１  スパッタガス
Ｇ２  プロセスガス
Ｍ１、Ｍ３  膜処理ポジション
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５  成膜ポジション
Ｒ  ガス空間
Ｒｐ  凹部
Ｓ  成膜室
Ｓｐ  処理対象面
Ｔ  搬送経路
Ｗ  ワーク
Ｘ１  対向部
Ｘ２  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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