JP2020164927A - Film deposition apparatus - Google Patents

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JP2020164927A JP2019066589A JP2019066589A JP2020164927A JP 2020164927 A JP2020164927 A JP 2020164927A JP 2019066589 A JP2019066589 A JP 2019066589A JP 2019066589 A JP2019066589 A JP 2019066589A JP 2020164927 A JP2020164927 A JP 2020164927A
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昌平 田辺
Shohei Tanabe
昌平 田辺
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Abstract

To provide a film deposition apparatus capable of inexpensively depositing a dense aluminum nitride film with a uniform thickness with a high production efficiency.SOLUTION: A film deposition apparatus 100 comprises a film deposition processing unit 40, a nitriding processing unit 50, and a transportation unit 30. The transportation unit 30 has a turn table circularly transporting a work 10 and transports the work 10 in such a way that the work 10 is transported to pass through the film deposition processing unit 40 and the nitriding processing unit 50 alternatively. The film deposition processing unit 40 has a target 42 composed of an aluminum material, a plasma generator converting gas introduced between the target 42 and the turn table into plasma, the film deposition apparatus 100 deposits an aluminum film on the work 10. The nitriding processing unit 50 has a process gas introduction unit introducing process gas including nitrogen gas, and a plasma generator converting the process gas into the plasma, and nitrides the aluminum film deposited on the work 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus.

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。 In recent years, electronic components in which a substrate having an aluminum nitride film formed on the surface of a ceramic substrate are arranged, and electronic components having an aluminum nitride film formed on the surface of a package have become widespread. Aluminum nitride has high thermal conductivity, low thermal expansion, and good electrical insulation, and the aluminum nitride film formed on the electronic components as described above is mainly used for heat dissipation. Examples of the method for forming the aluminum nitride film include a cofire method (Co-fire method), which is also called a co-fired method, a postfire method (Post-fire method), which is also called a sequential firing method, and reactive sputtering.

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。 The cofire method is a method in which a metallized ceramic substrate precursor is produced by forming a metal paste layer on an unfired ceramic substrate precursor called a green sheet, and the metal paste layer is fired. In this method, the green sheet and the metal paste layer are fired at the same time. The post-fire method is a method in which a metallized ceramic substrate precursor is produced by forming a metal paste layer on a ceramic substrate obtained by firing a green sheet, and the metal paste layer is fired. In this method, the green sheet and the metal paste layer are fired sequentially. In reactive sputtering, a sputter gas containing nitrogen gas is introduced to sputter an aluminum material, and nitrogen ions generated by plasma are reacted with aluminum particles ejected from the aluminum material on a ceramic substrate. An aluminum nitride film is deposited.

特開2011−181736号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-181736

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。 The aluminum nitride film applied to the electronic component is required to be dense, to be a thick film such as 20 μm, and to have a uniform film thickness. Forming an aluminum nitride film according to this requirement by the cofire method, the postfire method and the reactive sputtering results in high cost and extremely low production rate. If an attempt is made to reduce the cost, the density of the aluminum nitride film is reduced, and when used in a high temperature environment, damage such as cracks is likely to occur. In particular, reactive sputter has these problems. Further, the cofire method and the postfire method are limited in the dimensional accuracy and size that can form a film.

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。 The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a dense and uniform thick aluminum nitride film at low cost and with high production efficiency. And.

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。 In order to achieve the above object, the film forming apparatus according to the present invention is a film forming apparatus for forming an aluminum nitride film on a work by sputtering, and includes a transport unit having a rotary table for circulating and transporting the work. A film forming processing unit having a target made of an aluminum material and a plasma generator for converting sputter gas introduced between the target and the rotary table into plasma, and forming an aluminum film on the work. A process gas introduction unit for introducing a process gas containing a nitride gas, and a nitriding treatment unit having a plasma generator for converting the process gas into plasma and nitriding the aluminum film formed on the work. The transporting unit is characterized in that the work is conveyed so as to alternately pass through the film forming processing portion and the nitriding processing portion.

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。 According to the present invention, a dense and uniform thick aluminum nitride film can be formed at low cost and with high production efficiency.

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。It is a perspective plan view which shows typically the structure of the film forming apparatus which concerns on this embodiment. 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。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, which is a detailed view of the internal configuration seen from the side surface of the film forming apparatus according to the embodiment of FIG. 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。It is a flowchart of the process by the film forming apparatus which concerns on this embodiment. 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。It is a schematic diagram which shows the processing process of the work by the film forming apparatus which concerns on this embodiment.

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。 An embodiment of the film forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 forms an aluminum nitride film on the work 10. The work 10 is, for example, a packaged electronic component or a ceramic substrate arranged on the electronic component. In the case of a packaged electronic component, an aluminum nitride film is formed on the package surface, and in the case of a ceramic substrate. , An aluminum film is formed on the surface of the ceramic substrate. The film forming apparatus 100 includes a chamber 20, a conveying section 30, a film forming processing section 40, a nitriding process section 50, a load lock section 60, and a control device 70, and alternately repeats film formation of an aluminum film and nitriding of an aluminum film. It grows into an aluminum nitride film having a desired thickness.

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。 The chamber 20 is a cylindrical container whose inside can be evacuated. The inside of the chamber 20 is partitioned by a partition portion 22, and is divided into a plurality of compartments in a fan shape. The film forming processing section 40 is arranged in one of the sections, the nitriding processing section 50 is arranged in the other section, and the load lock section 60 is arranged in the other section. The same number of film forming processing units 40 and nitriding processing units 50 are arranged. For example, the film forming processing unit 40 and the nitriding processing unit 50 are arranged one by one. That is, the work 10 orbits in the chamber 20 many times along the circumferential direction, so that the work 10 alternately circulates through the film forming processing section 40 and the nitriding processing section 50, and the work 10 passes through the aluminum on the work 10. Film formation of the film and nitriding of the aluminum film are alternately repeated to grow an aluminum nitride film having a desired thickness.

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。 If the film formation processing section 40 and the nitriding treatment section 50 can be alternately patrolled, the film formation treatment section 40 and the nitriding treatment section 50 may be arranged in equal numbers of two or more sections. A plurality of film forming processing units 40 may be continuously arranged, and the same number of nitriding processing units 50 as the film forming processing unit 40 may be continuously arranged, or the film forming processing unit 40 and the nitriding processing unit 50 may be arranged as one. A plurality of sections may be arranged alternately.

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。 As shown in FIG. 2, the chamber 20 is formed by being surrounded by a disk-shaped ceiling 20a, a disk-shaped inner bottom surface 20b, and an annular inner peripheral surface 20c. The partition portion 22 is a square wall plate radially arranged from the center of the cylindrical shape, extends from the ceiling 20a toward the inner bottom surface 20b, and does not reach the inner bottom surface 20b. That is, a columnar space is secured on the inner bottom surface 20b side. A rotary table 31 for transporting the work 10 is arranged in this columnar space. The lower end of the partition portion 22 faces the mounting surface of the work 10 on the rotary table 31 with a gap through which the work 10 mounted on the transport portion 30 passes. The partitioning portion 22 partitions the processing space in which the work 10 is processed in the film forming processing section 40 and the nitriding processing section 50. As a result, it is possible to prevent the sputtering gas G1 of the film forming section 40 and the process gas G2 of the nitriding section 50 from diffusing into the chamber 20. Further, as will be described later, plasma is generated in the processing space in the film forming processing unit 40 and the nitriding processing unit 50, but the pressure in the processing space partitioned into a space smaller than the chamber 20 may be adjusted. The pressure can be easily adjusted and the plasma discharge can be stabilized. Therefore, if the above-mentioned effect can be obtained, at least two dividing portions 22 sandwiching the film forming processing portion 40 and two dividing portions 22 sandwiching the nitriding processing portion 50 are sufficient in a plan view. The chamber 20 is provided with an exhaust port 21. An exhaust unit 80 is connected to the exhaust port 21. The exhaust unit 80 includes piping, a pump, a valve and the like (not shown). The inside of the chamber 20 can be depressurized to create a vacuum by exhausting from the exhaust unit 80 through the exhaust port 21.

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。 The transport unit 30 has a rotary table 31, a motor 32, and a holding unit 33, and circulates and transports the work 10 along a transport path L which is a circumferential locus. The rotary table 31 has a disk shape and is greatly expanded so as not to come into contact with the inner peripheral surface 20c. The motor 32 continuously rotates at a predetermined rotation speed about the center of the circle of the rotary table 31 as a rotation axis. The holding portion 33 is a groove, a hole, a protrusion, a jig, a holder, or the like arranged on the upper surface of the rotary table 31 at a circumferentially equal distribution position, and holds the tray 34 on which the work 10 is placed by a mechanical chuck or an adhesive chuck. To do. The works 10 are arranged in a matrix on the tray 34, for example, and six holding portions 33 are arranged on the rotary table 31 at intervals of 60 °.

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。 The film forming processing unit 40 generates plasma and exposes the target 42 made of an aluminum material to the plasma. As a result, the film forming processing unit 40 deposits the aluminum particles knocked out by colliding the ions contained in the plasma with the aluminum material and deposits the film on the work 10. As shown in FIG. 2, the film forming processing unit 40 includes a sputtering source composed of a target 42, a backing plate 43 and an electrode 44, and a plasma generator composed of a power supply unit 46 and a sputtering gas introduction unit 49. ..

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。 The target 42 is a plate-shaped member made of a film-forming material that is deposited on the work 10 to form a film. The film-forming material of this embodiment is an aluminum material, and the target 42 serves as a source of aluminum particles to be deposited on the work 10. That is, the target 42 is made of an aluminum material. The "target composed of an aluminum material" is a sputtering target capable of supplying aluminum particles, and it is permissible to include a target other than aluminum such as an aluminum alloy target. The target 42 is provided at a distance from the transport path L of the work 10 placed on the rotary table 31. The surface of the target 42 is held on the ceiling 20a of the chamber 20 so as to face the work 10 placed on the rotary table 31. For example, three targets 42 are installed. The three targets 42 are provided at positions arranged on the vertices of the triangle in a plan view.

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。 The backing plate 43 is a support member that holds the target 42. The backing plate 43 holds each target 42 individually. The electrode 44 is a conductive member for individually applying electric power to each target 42 from the outside of the chamber 20, and is electrically connected to the target 42. The power applied to each target 42 can be changed individually. In addition, the sputtering source is appropriately provided with a magnet, a cooling mechanism, and the like, if necessary.

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。 The power supply unit 46 is, for example, a DC power supply that applies a high voltage, and is electrically connected to the electrode 44. The power supply unit 46 applies electric power to the target 42 through the electrode 44. The rotary table 31 has the same potential as the grounded chamber 20, and a potential difference is generated by applying a high voltage to the target 42 side. The power supply unit 46 may be an RF power supply for performing high frequency sputtering.

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。 As shown in FIG. 2, the sputter gas introduction unit 49 introduces the sputter gas G1 into the chamber 20. The sputter gas introduction unit 49 includes a supply source of sputter gas G1 such as a cylinder (not shown), a pipe 48, and a gas introduction port 47.

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。 The pipe 48 is connected to the supply source of the sputter gas G1 and airtightly penetrates the chamber 20 to extend into the inside of the chamber 20, and the end portion thereof is opened as a gas introduction port 47.

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。 The gas introduction port 47 opens between the rotary table 31 and the target 42, and introduces the sputter gas G1 for film formation into the processing space 41 formed between the rotary table 31 and the target 42. An inert gas can be adopted as the sputter gas G1, and argon gas or the like is preferable.

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。 In such a film forming processing unit 40, when the sputtering gas G1 is introduced from the sputtering gas introducing unit 49 and the power supply unit 46 applies a high voltage to the target 42 through the electrode 44, it is formed between the rotary table 31 and the target 42. The sputter gas G1 introduced into the processing space 41 is turned into plasma, and active species such as ions are generated. The ions in the plasma collide with the target 42 made of the aluminum material and knock out the aluminum particles. Further, the work 10 circulated and conveyed by the rotary table 31 passes through the processing space 41. The knocked-out aluminum particles are deposited on the work 10 when the work 10 passes through the processing space 41, and a thin aluminum film is formed on the work 10. The work 10 is circulated and conveyed by the rotary table 31, and the film forming process is performed by repeatedly passing through the processing space 41. The film thickness of this aluminum film depends on the amount of nitriding of the nitriding unit 50 within a certain period of time, that is, the nitriding rate, but is preferably about 1 atom, for example.

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。 The nitriding unit 50 generates inductively coupled plasma in the processing space 59 in which the process gas containing nitrogen gas is introduced. That is, the nitriding unit 50 turns nitrogen gas into plasma to generate nitrogen ions. The generated nitrogen ions collide with the aluminum film formed on the work 10 by the film forming processing unit 40 and bond with aluminum to form a nitride film which is a compound film. In this way, the nitriding unit 50 nitrides the aluminum film on the work 10. As shown in FIG. 2, the nitriding unit 50 has a plasma generator composed of a tubular body 51, a window member 52, an antenna 53, an RF power supply 54, a matching box 55, and a process gas introduction unit 58.

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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the tubular body 51 is a rectangular cylinder having a rounded horizontal cross section and has an opening. The tubular body 51 is fitted into the ceiling 20a of the chamber 20 so that its opening is separated from the rotary table 31 side, and protrudes into the internal space of the chamber 20. The tubular body 51 is made of the same material as the rotary table 31. The window member 52 is a flat plate of a dielectric material such as quartz having a shape substantially similar to the horizontal cross section of the tubular body 51. The window member 52 is provided so as to close the opening of the tubular body 51, and partitions the processing space 59 in the chamber 20 into which the process gas G2 containing nitrogen gas is introduced and the inside of the tubular body 51. The processing space 59 is a space formed between the rotary table 31 and the inside of the tubular body 51 in the nitriding processing unit 50. The nitride treatment is performed by repeatedly passing the work 10 circulated and conveyed by the rotary table 31 through the processing space 59. The window member 52 may be a dielectric material such as alumina or a semiconductor such as silicon.

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。 The antenna 53 is a conductor wound in a coil shape, is arranged in the internal space of the tubular body 51 separated from the processing space 59 in the chamber 20 by the window member 52, and an electric field is generated by passing an alternating current. To generate. It is desirable that the antenna 53 be arranged in the vicinity of the window member 52 so that the electric field generated from the antenna 53 is efficiently introduced into the processing space 59 via the window member 52. An RF power supply 54 for applying a high frequency voltage is connected to the antenna 53. A matching box 55, which is a matching circuit, is connected in series to the output side of the RF power supply 54. The matching box 55 stabilizes the plasma discharge by matching the impedances on the input side and the output side.

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。 As shown in FIG. 2, the process gas introduction unit 58 introduces the process gas G2 containing nitrogen gas into the processing space 59. The process gas introduction unit 58 has a supply source of process gas G2 such as a cylinder (not shown), a pipe 57, and a gas introduction port 56.

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。 The pipe 57 is connected to the supply source of the process gas G2, airtightly penetrates the chamber 20 and extends into the inside of the chamber 20, and its end is opened as a gas introduction port 56.

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。 The gas introduction port 56 opens in the processing space 59 between the window member 52 and the rotary table 31, and introduces the process gas G2. The process gas G2 is a nitrogen gas or a mixed gas of a nitrogen gas and an inert gas. Argon gas or the like is suitable as the inert gas.

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。 In such a nitriding unit 50, a high frequency voltage is applied from the RF power supply 54 to the antenna 53. As a result, a high-frequency current flows through the antenna 53, and an electric field due to electromagnetic induction is generated. An electric field is generated in the processing space 59 via the window member 52, and inductively coupled plasma of the process gas G2 is generated. At this time, the nitrogen gas is also ionized, and the nitrogen ions collide with the aluminum film on the work 10 and bond with the aluminum. As a result, the aluminum film on the work 10 is nitrided, and an aluminum nitride film is formed as a compound film.

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。 The load lock unit 60 carries the tray 34 on which the unprocessed work 10 is mounted from the outside into the chamber 20 by a transport means (not shown) while maintaining the vacuum of the chamber 20, and mounts the processed work 10 on the tray 34. This is a device for carrying out the tray 34 to the outside of the chamber 20. Since a well-known structure can be applied to the load lock portion 60, the description thereof will be omitted.

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。 The control device 70 controls various elements constituting the film forming apparatus 100, such as an exhaust unit 80, a sputtering gas introduction unit 49, a process gas introduction unit 58, a power supply unit 46, an RF power supply 54, and a transport unit 30. The control device 70 is a processing device including a PLC (Programmable Logic Controller) and a CPU (Central Processing Unit), and stores a program describing the control contents. Specifically, the contents to be controlled include the initial exhaust pressure of the film forming apparatus 100, the electric power applied to the target 42 and the antenna 53, the flow rates of the sputter gas G1 and the process gas G2, the introduction time and the exhaust time, the film forming time, and the motor. The rotation speed of 32 and the like can be mentioned. The control device 70 can support a wide variety of film formation specifications.

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。 Next, the overall operation of the film forming apparatus 100 controlled by the control apparatus 70 will be described. FIG. 3 is a flowchart of processing by the film forming apparatus 100 according to the present embodiment. First, the tray 34 on which the work 10 is mounted is sequentially carried into the chamber 20 from the load lock portion 60 by the transport means (step S01). In step S01, the rotary table 31 sequentially moves the empty holding portion 33 to the loading location from the load lock portion 60. The holding unit 33 individually holds the trays 34 carried in by the conveying means. In this way, all the trays 34 on which the work 10 on which the aluminum nitride film is formed are placed are placed on the rotary table 31.

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)。 The inside of the chamber 20 is exhausted from the exhaust port 21 by the exhaust unit 80 and is constantly depressurized. The inside of the chamber 20 is depressurized to a predetermined pressure (step S02). Then, the rotary table 31 on which the work 10 is placed rotates and reaches a predetermined rotation speed (step S03).

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。 When the predetermined rotation speed is reached, the film forming processing section 40 first forms an aluminum film on the work 10 (step S04). That is, the sputter gas introduction unit 49 supplies the sputter gas G1 through the gas introduction port 47. The sputter gas G1 is supplied around the target 42 made of an aluminum material. The power supply unit 46 applies a voltage to the target 42. As a result, the sputtering gas G1 is turned into plasma. The ions generated by the plasma collide with the target 42 and knock out aluminum particles. Aluminum particles are deposited on the surface of the work 10 that passes through the film forming processing unit 40 each time the work 10 is passed, and an aluminum film is formed.

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。 The work 10 that has passed through the film forming processing section 40 by the rotation of the rotary table 31 and has the aluminum film formed is directed to the nitriding processing section 50, and the aluminum film is nitrided by the nitriding section 50 (step S05). That is, the process gas introduction unit 58 supplies the process gas G2 containing nitrogen gas through the gas introduction port 56. The process gas G2 containing nitrogen gas is supplied to the processing space 59 sandwiched between the window member 52 and the rotary table 31. The RF power supply 54 applies a high frequency voltage to the antenna 53. The electric field generated by the antenna 53 through which the high-frequency current flows due to the application of the high-frequency voltage is generated in the processing space 59 via the window member 52, and excites the process gas G2 containing the nitrogen gas supplied to this space. Generate plasma. Further, the nitrogen ions generated by the plasma collide with the aluminum film formed on the work 10 and are combined with the aluminum, and the aluminum film on the work 10 is converted into the aluminum nitride film.

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。 As described above, in steps S04 and S05, the film forming process is performed by the work 10 passing through the processing space 41 of the film forming processing section 40 in operation, and the processing space of the nitriding processing section 50 in operation is performed. The nitriding process is performed when the work 10 passes through 59. Note that "operating" is synonymous with the fact that a plasma generation operation for generating plasma is performed in the processing space of each processing unit.

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。 In the operation of the nitriding unit 50, in other words, the plasma generation operation (introduction of the process gas G2 by the process gas introduction unit 58 and voltage application to the antenna 53 by the RF power supply 54), the first film formation is performed by the film formation process unit 40. It may be started before the broken work 10 reaches the nitriding unit 50. If there is no problem even if the surface of the work 10 before the film formation is subjected to the nitriding treatment, the film formation processing unit 40 operates, in other words, the plasma generation operation of the film formation processing unit 40 (spatter gas by the spatter gas introduction unit 49). The introduction of G1 and the application of voltage to the target 42 by the power supply unit 46) and the plasma generation operation of the nitriding unit 50 may be started at the same time, or the nitriding process may be started before the plasma generation operation of the film forming unit 40 is started. The plasma generation operation of the unit 50 may be started.

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。 The rotary table 31 continues to rotate until a predetermined thickness of aluminum nitride film is formed on the work 10, that is, until a predetermined time obtained in advance by simulation or experiment elapses (steps S06, No). To do. In other words, the work 10 continues to circulate between the film forming process section 40 and the nitriding process section 50 until an aluminum nitride film having a predetermined thickness is formed, and the aluminum particles are deposited on the work 10. The treatment (step S04) and the nitriding treatment (step S05) of nitriding the deposited aluminum particles are alternately repeated.

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)。 When the predetermined time has elapsed (step S06, Yes), the operation of the film forming processing unit 40 is first stopped (step S07). Specifically, the introduction of the sputtering gas G1 by the sputtering gas introduction unit 49 is stopped, and the voltage application to the target 42 by the power supply unit 46 is stopped. Next, the operation of the nitriding unit 50 is stopped (step S08). Specifically, the process gas introduction unit 58 stops the introduction of the process gas G2, and the RF power supply 54 stops the supply of high-frequency power to the antenna 53. Then, the rotation of the rotary table 31 is stopped, and the tray 34 on which the work 10 is placed is discharged from the load lock portion 60 (step S09).

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。 In step S07 and step S08, the film forming process section 40 and the nitriding process section 50 are stopped from operation to complete a series of film forming processes of the aluminum nitride film. Each element of the film forming process section 40, the nitriding process section 50, and the transport section 30 so that the film forming process of a series of aluminum nitride films is not completed without performing the nitriding process after the film forming process is performed. Is controlled. In other words, of the film forming process and the nitriding process, each element is controlled so that the nitriding process is performed last and the series of aluminum nitride film forming processes is completed. In the present embodiment, the work 10 that has passed through the film forming section 40 operates the film forming section 40, in other words, before it passes through the nitriding section 50 and reaches the film forming section 40 again. The plasma generation operation in the film processing unit 40 (introduction of sputter gas G1 by sputter gas introduction unit 49 and voltage application to target 42 by power supply unit 46) is stopped.

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。 In this way, in the film forming apparatus 100, the work 10 is alternately conveyed to the film forming processing section 40 and the nitriding processing section 50, and the alternating conveying is repeated a plurality of times. As a result, the film forming process and the nitriding process are alternately performed a plurality of times. As shown in FIG. 4, in the film forming process, the aluminum material is sputtered, and the aluminum thin film 12 on which the knocked out aluminum particles are deposited is formed on the work 10. In the nitriding treatment, nitrogen gas is turned into plasma to generate nitrogen ions, the aluminum thin film 12 formed on the work 10 is exposed to nitrogen ions, and the aluminum thin film 12 is nitrided to form the nitride film 11. .. By alternately performing the film forming process and the nitriding process a plurality of times, the film forming process and the nitriding process are alternately repeated, and the aluminum thin film 12 formed by depositing aluminum particles is nitrided to form a nitride film 11. Is formed, and aluminum particles are further deposited on the nitride film 11, thereby nitriding the newly formed aluminum thin film 12. By this series of aluminum nitride film forming treatments, a nitride film 11 made of aluminum nitride having a predetermined thickness is formed on the work 10.

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。 As described above, the film forming apparatus 100 according to the present embodiment is provided with a film forming processing unit 40, a nitriding processing unit 50, and a conveying unit 30. The film forming processing unit 40 has an aluminum material and a plasma generator that exposes plasma to the aluminum material, and forms an aluminum film on the work 10. The nitriding unit 50 has a gas introduction port 56 of a process gas G2 containing nitrogen gas, and a plasma generator that generates the nitrogen gas plasma and exposes it to an aluminum film, and forms an aluminum film formed on the work 10. Nitriding. The transport section 30 transports the work 10 so as to alternately pass through the film forming process section 40 and the nitriding process section 50. As a result, a dense, thick film and an aluminum nitride film having a uniform film thickness can be formed on the work 10, and the film can be produced according to the film forming speed of the aluminum film, so that the production rate is improved.

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。 Of the film forming process section 40 and the nitriding process section 50, the transfer section 30 finally passes the nitriding section 50 to finish the transfer of the work 10. That is, as the termination process, the film formation processing section 40 is first stopped, and then the nitriding treatment section 50 is stopped. As a result, the film surface on the work 10 can also be made of an aluminum nitride film, so that the thermal conductivity, thermal expansion property, and electrical insulation property of the work 10 are further improved.

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。 Further, the chamber 20 is provided in which the film-forming section 40 and the nitriding section 50 are arranged in separate sections, and the chamber 20 is provided with the same number of film-forming section 40 and the nitriding section 50. As a result, the balance between the film thickness and the nitriding of the aluminum film can be adjusted by adjusting the electric power applied for the film forming process and the nitriding process, so that a high-purity aluminum nitride film can be easily formed.

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。 Further, the transport section 30 has a rotary table 31 on which the work 10 is placed and rotates at a predetermined speed, and the film forming process section 40 and the nitriding process section 50 are on the transport path L on the circumference of the rotary table 31. I was prepared for. As a result, by simply continuing to move the work 10 in one direction, it becomes possible to alternately transfer the film to the film forming processing unit 40 and the nitriding processing unit 50 arranged on the circumferential transport path L of the rotary table 31. The treatment and the nitriding treatment can be alternately repeated. Therefore, it is easy to adjust the balance between the film forming process time and the nitriding process time.

(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。
(Other embodiments)
Although the embodiment of the present invention and the modification of each part have been described, the embodiment and the modification of each part are presented as an example, and the scope of the invention is not intended to be limited. These novel embodiments described above can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims.

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。 For example, in the above-described embodiment, the operation of the film forming processing unit 40 is stopped in step S07, the operation of the nitriding processing unit 50 is stopped in step S08, and the rotation of the rotary table 31 is stopped in step S09. However, the present invention is not limited to this, and the transport unit 30 is such that, of the film forming process unit 40 and the nitriding process unit 50, the operating nitriding process unit 50 is finally passed to stop the transfer of the work 10. , The film forming processing unit 50 and the nitriding processing unit 50 may be controlled. For example, after stopping the rotation of the rotary table 31 so as to pass the nitriding section 50 last and stop the transfer of the work 10, the operation of the film forming section 40 and the operation of the nitriding section 50 are stopped. May be good. Further, for example, since the film forming process is not performed in the film forming process section 50 which is not in operation, the film forming process section is passed through the nitriding process section 50 after the operation of the film forming process section 40 is stopped. The transport of the work 10 may be stopped by passing through 40.

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。 Further, for example, in the above-described embodiment, in order to stop the operation of the film forming processing unit 40, that is, to stop the plasma generation operation, the introduction of the sputtering gas G1 is stopped and the voltage application by the power supply unit 46 is stopped. However, the present invention is not limited to this, and at least one of the operation of introducing the sputtering gas G1 by the sputtering gas introducing unit 49 or applying the voltage by the power supply unit 46 may be stopped. Similarly, in order to stop the plasma generation operation when the operation of the nitriding unit 50 is stopped, at least one of the operation of introducing the process gas G2 or applying the voltage by the RF power supply 54 may be stopped.

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
10 Work 11 Nitride film 12 Thin film 20 Chamber 20a Ceiling 20b Inner bottom surface 20c Inner peripheral surface 21 Exhaust port 22 Separation part 30 Conveyance part 31 Rotating table 32 Motor 33 Holding part 34 Tray 40 Formation processing part 41 Processing space 42 Target 43 Backing plate 44 Electrode 46 Power supply unit 47 Gas introduction port 48 Piping 49 Spatter gas introduction unit 50 Nitride processing unit 51 Cylindrical body 52 Window member 53 Antenna 54 RF power supply 55 Matching box 56 Gas introduction port 57 Piping 58 Process gas introduction unit 59 Processing space 60 Load lock unit 70 Control device 80 Exhaust unit 100 Film formation device G1 Sputter gas G2 Process gas

Claims (5)

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。
A film forming apparatus that deposits an aluminum nitride film on a work by sputtering.
A transport unit having a rotary table for circulating and transporting the work, and a transport unit.
A film forming processing unit having a target made of an aluminum material and a plasma generator for converting sputter gas introduced between the target and the rotary table into plasma, and forming an aluminum film on the work. ,
A process gas introduction unit for introducing a process gas containing a nitriding gas, and a nitriding treatment unit having a plasma generator for converting the process gas into plasma and nitriding the aluminum film formed on the work.
The transport section transports the work so that the film forming section and the nitriding process section alternately pass through.
A film forming apparatus characterized by.
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。
Of the film forming section and the nitriding section, the transport section is the last to pass through the nitriding section to finish the transfer of the work.
The film forming apparatus according to claim 1.
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。
A chamber in which the film-forming portion and the nitriding-treated portion are arranged in separate sections is provided.
The chamber is provided with the same number of film forming processing portions and nitriding processing portions.
The film forming apparatus according to claim 1 or 2.
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。
The film formation processing unit and the nitriding processing unit are provided on the circumferential transport path of the rotary table.
The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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。
The plasma generator of the nitriding unit generates inductively coupled plasma.
The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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