以下、本発明の実施形態について詳細に� ��明する。ただし、この実施形態に記載され� ��いる構成要素はあくまで例示であり、本発� ��の技術的範囲は、請求の範囲によって確定� ��れるのであって、以下の個別の実施形態に� ��って限定されるわけではない。

 〔第1の実施形態〕
 図1は、本発明に係るフェイスダウン型スパ ッタリング装置の第1の実施形態の構成を示� �模式図である。

 図1に示すように、第1の実施形態のスパッ� �リング装置は、処理室として真空排気する� �とが可能な真空容器(チャンバ)1を備えてい� �。この真空容器1には、不図示のコンダクタ� ��スバルブを介して排気ポンプ等を備えた排� ��系2が接続されている。また、真空容器1に� �、スパッタリングガスの導入手段として、� �スフローコントローラ等の自動流量制御器(� ��図示)を介して、ガスボンベ等のガス導入系 3が接続され、このガス導入系3からスパッタ� ��ングガスが所定の流量で導入される。本実� ��形態では、スパッタリングガスとして、例� ��ば、アルゴン(Ar)、や窒素(N ₂ )、あるいはこれらの混合ガス等を使用する� �

 本実施形態のスパッタリング装置は、所� ��フェイスダウン型のマグネトロンスパッタ� ��ング装置であって、真空容器1の上部に基板 8を保持する基板ホルダ40を配置し、その直下 にカソード電極10及びターゲット16を配置し� �いる。

 基板ホルダ40は、ターゲット16の直上に位 置し、ターゲット16と互いに対向するように� ��設されている。基板ホルダ40は、例えば、� �板8を保持する円板状の保持機構を備えてい� ��。基板ホルダ40は、その基板を保持する面� �鉛直方向下方へ臨ませて配設されている。� �ち、基板ホルダ40は、保持機構により基板ホ ルダ40の下面(表面)にその処理すべき面を鉛� �方向下方へ臨ませて基板8を保持する。

 基板8としては、例えば、半導体ウエハが 挙げられ、基板のみの状態もしくはトレイに 搭載された状態で、基板ホルダ40に保持され� ��。

 本実施形態の基板ホルダ40は、基板ホル� �40の下面に基板8を保持するために、基板8の� ��辺部を下方から支持する機械的な保持機構� ��備えている。機械的な保持機構としては、� ��えば、チャックプレート30、31が採用されて いる。チャックプレート30、31により基板ホ� �ダ40の下面に保持された基板8は、その処理� �べき面を直下(鉛直方向下方)のターゲット16� ��臨ませて配置される。なお、チャックプレ� ��ト30、31の詳細構造については、後述する。

 また、基板ホルダ40は、基板表面を加熱� �る加熱機構50を内蔵している。本実施形態で は、加熱機構50として、電熱ヒータが採用さ� ��ているが、これに限定されず、例えば、熱� ��体の流通経路として構成してもよい。この� ��熱機構50は、例えば、基板ホルダ40を1100℃� �設定温度で加熱し、基板8の表面温度を950℃� ��維持する。なお、基板上に均一な成膜を行� ��ため、基板ホルダ40に不図示の回転機構を� �えてもよい。

 カソード電極10には、直流電力または高周� �電力を供給する不図示の放電用の電源が接� �されている。カソード電極10の表面側(上面� �)には、裏板15を介して、ターゲット16が支持 されている。本実施形態では、ターゲット16� ��してガリウム(Ga)を採用し、窒素(N ₂ )リアクティブスパッタリング法による窒化� �リウム(GaN)を成膜する。前述したように、Ga� ��、融点が低く液体ターゲットとして収容し� ��ければならないため、裏板15を容器状に形� �し、その内部に液体ターゲット16を収容する 。本実施形態では、カソード電極10の容器状� ��裏板15をターゲット支持部としたが、ター� �ット支持部をカソード電極10とは別に設ける ことも可能である。

 カソード電極10の本体内には、マグネト� �ン放電用の磁石ユニット11が配置されている 。磁石ユニット11は、例えば、ヨーク12上に� �れぞれ逆方向に磁化された中央磁石13と外側 磁石14とが固定された構造を有している。磁� ��ユニット11は、不図示の回転機構に接続さ� �、カソード電極10の面内方向に沿って回転可 能と成っており、カソード表面にマグネトロ ン放電用の磁場を形成する。不活性ガスの導 入下において、回転機構によって磁石ユニッ ト11を回転させながらカソード電極10に放電� �の電力を投入して高電圧を印可することで� �基板ホルダ40との間でマグネトロン放電が行 われ、ターゲット物質がスパッタされる。

 ターゲット16の周囲は、ターゲット以外� �部分がスパッタされるのを防止するため、� �縁材7を介して、真空容器1と同電位に接地さ れたカソードシールド6で覆われている。

 また、本実施形態のスパッタリング装置� ��は、基板ホルダ40とカソード10との間の空間 を取り囲むように、略筒体状の開閉可能な防 着シールド20、21が配されている。防着シー� �ド20、21は、基板ホルダ40とカソード電極10と の間の空間を覆って、スパッタされた粒子が 真空容器1の内壁に付着するのを防止する。� �定側の防着シールド20は、真空容器1の底部� �カソード電極10の周囲に固定されて、上方へ と起立している。他方、可動側の防着シール ド21は、真空容器1の上部の不図示の駆動機構 に接続された操作ロッド24の下部に固定され� ��いる。この操作ロッド24は、伸縮可能なベ� �ーズ22内に挿通され、矢印23に示す上下方向� ��操作されて、可動側の防着シールド21を開� �させる。

 可動側の防着シールド21の一側方の真空� �器1の側壁にはゲートバルブ4が配設され、基 板ホルダ40に保持される基板8が矢印5に示す� �板搬送経路で搬入または搬出される。

 次に、チャックプレート30、31の構造につ いて説明する。図2は、チャックプレート30,31 を下方から見た模式図である。

 図2に示すように、基板(ウエハ)8を保持す るチャックプレート30、31は、角度(円弧長さ) の異なる円弧状の帯板であって、不図示の駆 動機構に接続された操作ロッド51、52の下部� �固定されている。これらの操作ロッド51、52� ��、伸縮可能なベローズ35、37内に挿通され、 矢印36、38に示す上下方向に操作されて、チ� �ックプレート30、31を昇降動作させる。操作� ��ッド51、52によってチャックプレート30、31� �上昇したときに、基板8の周辺部の全周を下� ��から支持(チャック)して基板ホルダ40の下面 に押し付けるようになっている。

 また、基板ホルダ40は、基板8が存在せず� ��ターゲット16から生成される成膜材料に曝� �れる領域の少なくとも一部の表面温度を、� �板8上に成膜する成膜材料の分解温度または� ��発温度以上に加熱する加熱機構60、61を有す る。第1の実施形態では、加熱機構60、61は、� ��械的な保持機構であるチャックプレート30� �31に沿って配設されている。具体的には、加 熱機構60、61は、チャックプレート30、31の直� ��(前面側)に配置され、チャックプレート30、 31に沿ってリング状に形成された電熱ヒータ� ��よって構成されている。したがって、基板� ��ルダ40の基板8が存在しない領域の表面(ター ゲット16の対向面)が加熱される。

 本実施形態では、ヒータ50で基板8の表面� ��950℃に加熱し、ヒータ60、61で基板ホルダ40� ��基板8が存在しない領域の表面を1000℃以上� �加熱する。なお、ここにいう基板ホルダ40と は、機械的な保持機構であるチャックプレー ト30、31を含む概念である。GaNが分解または� �発する温度は、1Pa程度の圧力では約1000℃で� ��る。

 したがって、基板8上にはGaNが成膜される が、ヒータ60、61及びこれによって加熱され� �基板ホルダ40の基板8が存在しない領域の表� �には成膜されない。これにより、基板8上へ� ��成膜を繰り返し行っても、ヒータ60、61及び 基板ホルダ40からの膜剥れが発生することは� ��い。よって、チャックプレート30、31やヒー タ60、61の交換作業を行う必要がなく、メン� �ナンスの頻度が減少して、生産性を従来よ� �も大幅に向上させることができる。

 さらに、本実施形態のスパッタリング装� ��には、上記した加熱機構50の温度、加熱機� �60、61の温度、排気ポンプ、磁石ユニット11� �回転機構、カソード10の給電、防着シールド 21の駆動機構、チャックプレート30、31の駆動 機構等の各構成要素の動作を制御する不図示 の制御装置が備えられている。制御装置は、 CPUやROM、RAM等の記憶部等からなるコンピュー タを備えて構成されている。CPUは、プログラ ムにしたがって上記各部の制御や各種の演算 処理等を行う。記憶部は、予め各種プログラ ムやパラメータを格納しておくROM、作業領域 として一時的にプログラムやデータを記憶す るRAM等からなる。この制御装置は、不図示の 温度センサ、ダイアフラムゲージやB-A(Bayarad- Alpert)ゲージ等の各種センサに接続され、各� �ンサの検出信号に基づいて、制御指令を出� �する。特に、制御装置は、ヒータ50に制御指 令を出力して基板8の処理されるべき面の加� �温度を制御し、ヒータ60、61に制御指令を出� ��して基板ホルダ40の基板が存在しない領域� �表面(ターゲット16の対向面)の加熱温度を制� ��する。

 次に、第1の実施形態のスパッタリング装 置の作用と共に、本発明に係るスパッタリン グ方法について説明する。本実施形態のスパ ッタリング方法は、準備工程、基板の搬入工 程、成膜工程及び基板の搬出工程の順に行わ れる。

 以下、各工程の順に説明するが、成膜条件� ��次の通りである。ターゲット16はGaであって 、ターゲットサイズはφ9.3インチとする。基� ��8はサファイア基板であって、基板サイズは φ4インチとする。ヒータ50による基板ホルダ4 0の設定温度は約1100℃であり、基板8の表面温 度は950℃である。Ar流量は25sccmで、N ₂ 流量は12sccmである。スパッタリング圧力は1Pa であり、放電用の電力はパルス(DC)2kW(周波数: 35kHz,duty:82.5%)とする。

 <準備工程>
 真空容器1内を排気系2により所定の圧力ま� �排気する。基板ホルダ40に内蔵されたヒータ 50に不図示の電源より電力を供給し、基板ホ� ��ダ40を設定温度に加熱する。

 <基板の搬入工程>
 次に、真空容器1の側壁に配設されたゲート バルブ4を開ける。そして、不図示の駆動機� �の操作ロッド24により、可動側の防着シール ド21を矢印23の上方向へ動作させ、矢印5に示� ��基板の搬送経路を開放する。

 さらに、不図示の駆動機構の操作ロッド5 1、52を介して、チャックプレート30、31を矢� �36、38の下方向へ動作させ、基板の搬送経路� ��下方(アンチャック位置)まで降下させる。

 この状態で、ロボットアーム等の不図示� ��搬送アームを用いて、基板8を基板ホルダ40� ��下面(前面)へと搬送する。そして、駆動機� �の操作ロッド52により、チャックプレート31� ��図1に示した位置まで矢印38の上方向へと動� ��させ、基板8の周辺部を保持する。さらに、 上記搬送アームを後退させた後、駆動機構の 操作ロッド51により、チャックプレート30を� �1に示した位置まで矢印36の上方向へ動作さ� �、基板8を保持する。

 そして、駆動機構の操作ロッド24により� �可動側の防着シールド21を矢印23の下方向へ� ��動作させ、図1に示す位置に戻す。その後、 ゲートバルブ4を閉じる。

 <成膜工程>
 基板8の表面温度が所定の温度(950℃)に到達� ��るまで加熱時間をおいた後、ガス導入系3よ り所定の流量のArとN ₂ を導入する。また、排気系2のコンダクタン� �バルブにより真空容器1の内部を任意の圧力� ��調整する。

 この不活性ガスの導入下において、不図� ��の回転機構によって磁石ユニット11を回転� �せながら、カソード電極10に放電用の電力を 投入する。カソード電極10に高電圧を印可す� ��と、カソード10と基板ホルダ40との間でマグ ネトロン放電が行われ、ターゲット物質がス パッタされ、ターゲット16に対向配置された� ��板8の処理されるべき面に薄膜(GaN膜)が堆積� ��れる。

 その際、ヒータ50で基板8の表面温度は基� ��8上に成膜する成膜材料の分解温度または蒸 発温度未満に制御され、ヒータ60、61で基板� �ルダ40の基板8が存在しない領域の表面温度� �上記成膜材料の分解温度または蒸発温度以� �に制御される。具体的には、ヒータ50で基板 表面を950℃に加熱し、ヒータ60、61で基板ホ� �ダ40の基板8が存在せず、ターゲット16から生 成される成膜材料に曝される領域の少なくと も一部の表面を1000℃以上に加熱する。なお� �ここにいう基板ホルダ40とは、機械的な保持 機構であるチャックプレート30、31を含む概� �である。GaNが分解または蒸発する温度は、1P a程度の圧力では約1000℃である。

 基板8上に所定の膜厚を堆積後、放電用の電 源からの電力供給を停止する。さらに、ガス 導入系3からのAr及びN ₂ の導入を停止し、排気系2のコンダクタンス� �ルブを開放して真空容器1の内部を排気する� ��

 <基板の搬出工程>
 次に、ゲートバルブ4を開けた後、駆動機構 の操作ロッド24により、可動側の防着シール� ��21を矢印23の上方向へ動作させ、矢印5に示� �基板の搬送経路を開放する。

 さらに、駆動機構の操作ロッド51により、� �ャックプレート30を矢印36の下方向へ動作さ� ��、矢印5に示す基板の搬送経路の下(アンチ� �ック位置)まで下降させる。
  不図示の搬送アームを挿入し、駆動機構� �操作ロッド52により、チャックプレート31を� ��印38の下方向へと動作させ、上記アンチャ� �ク位置まで下降させて、搬送アームに基板8� ��載置する。

 次に、搬送アームを後退させ、真空容器1 から基板8を搬出する。また、駆動機構の操� �ロッド24により、可動側の防着シールド21を� ��印23の下方向へ動作させ、図1の位置に戻す� ��さらに、駆動機構の操作ロッド51、52により 、チャックプレート30、31を矢印36、38の上方� ��へ動作させ、チャック位置に戻す。最後に� ��ゲートバルブ4を閉じて、全工程を終了する 。

 本実施形態のスパッタリング装置を用い� ��スパッタリング方法の成膜工程では、ヒー� ��60、61によって、基板ホルダ40の基板8が存在 しない領域の表面を成膜材料の分解温度また は蒸発温度以上の温度に加熱するので、ター ゲット16に対向する基板8が存在しない領域の 表面(前面)に成膜材料が付着しなくなる。そ� ��ため、ターゲット16上へ付着された膜が落� �することがなく、この付着された膜の落下� �よる異常放電の発生を抑制して、基板8上に� ��積される膜の品質を向上させることができ� ��。また、チャックプレート30、31やヒータ60� ��61の交換作業を行う必要がなく、メンテナ� �スの頻度が減少して、生産性を従来よりも� �幅に向上させることができる。

 〔第2の実施形態〕
 図3は、第2の実施形態のフェイスダウン型� �パッタリング装置の構成を示す模式図であ� �。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に� ��いては、同一の符号を付して説明を省略す� ��。

 第2の実施形態では、基板ホルダ40に備え� ��れた保持機構は機械的な保持機構であって� ��加熱機構62、63は機械的な保持機構に内蔵さ れている。具体的には、チャックプレートを チャックプレート形状(円弧状)のヒータ62、63 で形成し、これらのヒータ62、63で基板ホル� �40の基板8が存在しない領域の表面(ターゲッ� ��16の対向面)を加熱するように構成されてい� ��。即ち、ヒータ50で基板8の表面を950℃に加� ��し、チャックプレート形状のヒータ62、63で 基板ホルダ40の基板8が存在しない領域の表面 (ターゲット16の対向面)を1000℃以上に加熱す� ��。これにより、基板ホルダ40の基板8が存在� ��ない領域の表面には成膜材料が付着しない� ��

 第2の実施形態のスパッタリング装置は、 基本的に第1の実施形態のスパッタリング装� �と同様の作用効果を奏する。特に第2の実施� ��態によれば、機械的な保持機構に加熱機構5 0を内蔵しているので、部品点数が少なくし� �装置構造を簡略化できるという特有の効果� �奏する。

 〔第3の実施形態〕
 図4は、第3の実施形態のフェイスダウン型� �パッタリング装置の構成を示す模式図であ� �。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に� ��いては、同一の符号を付して説明を省略す� ��。

 第3の実施形態では、第1の実施形態と同� �に、保持機構は機械的な保持機構であって� �加熱機構64、65は機械的な保持機構に沿って� ��設されている。具体的には、機械的な保持� ��構であるチャックプレート30、31の上部(背� �)にヒータ64、65を配置し、ヒータ64、65によ� �て、チャックプレート30、31を加熱するよう� ��構成されている。これにより、基板ホルダ4 0の基板8が存在しない領域の表面(ターゲット 16の対向面)が加熱される。即ち、ヒータ50で� ��板8の表面を950℃に加熱し、ヒータ64、65で� �板ホルダ40の基板8が存在しない領域の表面� �1000℃以上に加熱する。これにより、基板ホ� ��ダ40の基板8が存在しない領域の表面には成� ��材料が付着しない。

 第3の実施形態のスパッタリング装置は、 基本的に第1の実施形態のスパッタリング装� �と同様の作用効果を奏する。

 〔第4の実施形態〕
 図5は、第4の実施形態のフェイスダウン型� �パッタリング装置の構成を示す模式図であ� �。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に� ��いては、同一の符号を付して説明を省略す� ��。

 第4の実施形態では、基板ホルダ51に基板8 を保持する保持機構が、静電吸着により基板 8を保持する静電吸着用電極(ESC電極)70、71に� �って構成されている。静電吸着用電極70、71� ��、基板ホルダ41の基板を保持する側(下面側) に配設されている。この基板ホルダ41は、基� ��8の表面を加熱する加熱機構(電熱ヒータ)51� �内蔵している。

 且つ、基板ホルダ41は、基板8が存在しな� ��領域の表面温度を基板8上に成膜する成膜材 料の分解温度または蒸発温度以上に加熱する 加熱機構66を有する。加熱機構66は、基板ホ� �ダ41及び基板8を囲繞するリング状の電熱ヒ� �タであり、基板8が存在しない領域の表面(タ ーゲット16の対向面)を加熱する。即ち、ヒー タ51で基板8の表面を950℃に加熱し、ヒータ66� ��基板8が存在しない領域の表面を1000℃以上� �加熱する。これにより、基板ホルダ41の基板 8が存在しない領域の表面には成膜材料が付� �しない。

 第4の実施形態のスパッタリング装置は、 基本的に第1の実施形態のスパッタリング装� �と同様の作用効果を奏する。特に第4の実施� ��態によれば、保持機構を静電吸着用電極70� �71により構成しているので、機械的な保持機 構を採用する場合に比して、装置構造を簡略 化できるという特有の効果を奏する。

 〔第5の実施形態〕
 図6は、第5の実施形態のフェイスダウン型� �パッタリング装置の構成を示す模式図であ� �。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に� ��いては、同一の符号を付して説明を省略す� ��。

 第5の実施形態では、基板ホルダ41に基板8 を保持する保持機構が、静電吸着により基板 8を保持する静電吸着用電極(ESC電極)70、71に� �って構成されている。静電吸着用電極70、71� ��、基板ホルダ41の基板を保持する側(下面側) に配設されている。基板ホルダ42のホルダ本� ��がターゲット16の表面以上(上面以上)の大き さに形成され、基板ホルダ42に内蔵された加� ��機構52は基板ホルダ42の表面全体(下面全体)� ��加熱するように構成されている。これによ� ��、基板ホルダ42の基板8が存在しない領域の� ��面には成膜材料が付着し難くなる。

 なお、加熱機構52は、例えば、電熱ヒー� �により構成され、基板8の処理すべき面を加� ��するヒータ部分に電力供給する不図示の閉� ��路と、基板8が存在しない領域の表面(ター� �ット16の対向面)を加熱するヒータ部分に電� �供給する不図示の閉回路と、を備えていて� �よい。この場合、各閉回路は不図示の制御� �置に接続され、基板8の処理すべき面の加熱� ��度と、基板8が存在しない領域の表面の加熱 温度と、を別個に制御可能に構成されている 。即ち、基板8の表面(処理されるべき面)を950 ℃に加熱し、基板8が存在しない領域の表面� �1000℃以上に加熱制御する。これにより、基� ��ホルダ42の基板8が存在しない領域の表面に� ��成膜材料が付着しない。

 第5の実施形態のスパッタリング装置は、 基本的に第1の実施形態のスパッタリング装� �と同様の作用効果を奏する。特に第5の実施� ��態によれば、保持機構を静電吸着用電極70� �71で構成し、基板ホルダ42のホルダ本体をタ� ��ゲット16の表面以上の大きさに形成してい� �ので、装置構造を大幅に簡略化できるとい� �特有の効果を奏する。

 〔第6の実施形態〕
 図7は、第6の実施形態のフェイスダウン型� �パッタリング装置の構成を示す模式図であ� �。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に� ��いては、同一の符号を付して説明を省略す� ��。

 第6の実施形態では、基板ホルダ43のホル� ��本体がターゲット16の表面以上の大きさに� �成されている。この基板ホルダ43には、基板 8の処理すべき面を加熱する加熱機構53と、基 板ホルダ43の基板8が存在しない領域の表面(� �ーゲット対向面)を加熱する加熱機構54と、� �内蔵されている。

 各加熱機構53、54は、例えば、電熱ヒータ であって、各ヒータ53、54は別個に温度制御� �能に構成されている。具体的には、各ヒー� �53、54は、それぞれ基板8の処理すべき面の加 熱温度と、基板8が存在しない領域の表面の� �熱温度と、を別個に制御可能な不図示の制� �装置に接続されている。上記基板8の処理す� ��き面を加熱する加熱機構53は、基板8上に成� ��する成膜材料の分解温度または蒸発温度未� ��の温度に加熱し、基板以8が存在しない領域 の表面を加熱する加熱機構54は上記成膜材料� ��分解温度または蒸発温度以上の温度に加熱� ��る。即ち、基板8の表面(処理すべき面)を950� ��に加熱し、基板8が存在しない領域の表面を 1000℃以上に加熱制御する。これにより、基� �ホルダ43の基板8が存在しない領域の表面に� �成膜材料が付着しない。

 第6の実施形態のスパッタリング装置は、 基本的に第1の実施形態のスパッタリング装� �と同様の作用効果を奏する。特に第6の実施� ��態によれば、保持機構を静電吸着用電極70� �71で構成し、基板ホルダ42のホルダ本体をタ� ��ゲット16の表面以上の大きさに形成し、基� �ホルダ42に各ヒータ53、54を内蔵する構造で� �るので、装置構造を簡略化できるという特� �の効果を奏する。また、第5の実施形態に比� ��、静電吸着型基板ホルダ43の基板8が存在し� ��い領域の表面温度を基板8の温度と別個に制 御することができ、これらの温度の差をより 大きくしたい場合に好適である。

 〔第7の実施形態〕
 第7の実施形態のスパッタリング装置は、第 1から第6の実施形態における基板ホルダ40~43� �少なくとも基板8が存在しない領域の表面(タ ーゲット対向面)に窒化アルミニウム(AlN)が被 覆されている。

 スパッタリング装置では、スパッタリン� ��圧力が一般に1Paより低い場合、ターゲット� ��対向面で高エネルギー粒子の衝撃によるス� ��ッタが生じる。そのため、ターゲットに対� ��する基板8が存在しない領域の表面がスパッ タリングされ、その構成元素が不純物として 基板上に堆積する膜中に直接混入したり、タ ーゲット上に付着してターゲット物質と共に 再スパッタリングされて混入したりする。し たがって、これらの不純物元素の混入により 膜の特性が劣化してしまう。

 GaNの場合、Alが混入しても膜の特性を劣� �させる不純物とはならない。また、AlNの分� �温度は、GaNのそれよりも若干高い。これら� �ことから、例え低いスパッタリング圧力で� �パッタリングして基板ホルダ40~43の基板8が� �在しない表面がスパッタリングされ、その� �成元素が基板8上に堆積される膜中に混入し� ��も、その元素がAl及びNであるため膜の特性� ��劣化させる不純物とはならない。

 したがって、第7の実施形態によれば、基 板8上に成膜される膜の品質特性を積極的に� �上させることができるという特有の効果を� �する。

 以上の実施形態では、GaNの成膜について� ��べたが、本発明の要旨は、基板ホルダ40~43� �基板8が存在しない表面(ターゲット16の対向� ��)を成膜材料の分解温度または蒸発温度以上 の温度に加熱して、成膜材料が付着しないよ うにすることである。したがって、成膜材料 は上記の実施形態で述べたGaNに限るものでは なく、金属や合金、GaNと同様の窒化物である AlNやInN等、色々な材料を使用可能である。

 なお、GaN等の窒化物の分解温度は、N ₂ の分圧に依存し、低圧ほど低温度で分解する 。したがって、1000℃という加熱温度は例示� �過ぎず、1000℃に限定されない。

 また、上記の実施形態では、機械的な保� ��機構としてチャックプレートを例示したが� ��これに限定されない。図8に示すように、機 械的な保持機構として、例えば、基板8また� �基板8を搭載したトレイの周辺部を2点以上の 任意の箇所で支持(チャック)するチャックピ� ��32を採用しても構わない。この図示例では� �基板8を3本のチャックピン32でチャックした� ��態が表されている。

 本発明は、スパッタリング装置のみなら� ��、ドライエッチング装置、プラズマアッシ� ��装置、CVD装置及び液晶ディスプレイ製造装� ��等の基板ホルダを備えた処理装置に応用し� ��適用可能である。

 [発光素子の製造方法]
 以下に、本発明に係る発光素子の製造方法� ��一実施形態について、上述した実施形態の� ��パッタリング装置によって得られる発光素� ��の積層構造を示す図9を用いて説明する。発 光素子の積層半導体100は、基板8上にIII族窒� �物化合物からなるバッファ層112が積層され� �該バッファ層112上に、n型半導体層114、発光� ��115及びp型半導体層116が順次形成されている 。n型半導体層114は、下地層114a、n型コンタク ト層114b、n型クラッド層114cから構成される。 発光層115は、障壁層115a、井戸層115bとが交互� ��繰り返して積層され、p型半導体層116は、p� �クラッド層116a、p型コンタクト層116bから構� �されている。なお、n型コンタクト層114bはn� �クラッド層114cを、p型コンタクト層116aはp型� ��ラッド層116bを兼ねることが可能である。

 本発明に係る発光素子の製造方法は、前� ��したスパッタリング装置を用い、例えば基� ��8上に積層半導体100を構成する層を成膜する 方法であり、本実施形態では、積層半導体100 の内、n型半導体層114を構成する下地層114a及� ��n型クラッド層114cを兼ねるn型コンタクト層1 14bを成膜している。その他の層は、例えばバ ッファ層112はスパッタリング法によって成膜 したAlNであり、発光層115及びp型半導体層116� �、現在量産工程で使用されているMOCVD(有機� �属化学気相成長法)により形成した。

 本実施形態の製造方法では、パルス的にパ� ��ーを印加するパルス式DCスパッタリング法� �用い、スパッタリングガスとしてArにN ₂ を添加するリアクティブスパッタリング法を 用いている。

 成膜条件は、前記第1の実施形態で述べた通 りである。ただし、n型コンタクト層114bを形� ��する際のターゲット16は、n型のドーパント� ��なるシリコン(Si)をGaに1×10 ¹⁸ /cm ³ 混合したターゲットを用いた。n型のドーパ� �トとしては、Si以外にゲルマニウム(Ge)や錫(S n)等を用いてもよく、ドープ量は所望の膜特� ��が得られる濃度に混合されていればよく、� ��ましくは膜中で1×10 ¹⁷ /cm ³ ~1×10 ²⁰ /cm ³ の範囲になるように混合されていればよい。 下地層114aは、基板8にサファイア基板を用い� ��場合、ドープしない方が結晶性が良好にな� ��ため、前記第1の実施形態で述べたGaをター� ��ットとした。

 上述のn型半導体層114を構成する下地層114 a及びn型コンタクト層114bの形成において、前 述したスパッタリング装置を用い、その処理 されるべき面を下方へ臨ませて基板8を基板� �ルダ40~43に保持する工程と、前記基板ホルダ 40~43の直下に基板8に対向させて配置されたタ ーゲット支持部にIII族元素を含むターゲット 16を支持する工程と、イオン化された不活性� ��スあるいは不活性ガスと窒素ガスをターゲ� ��ト16に衝突させてターゲットをスパッタし� �基板8上にIII族窒化物を主体とする半導体を� ��膜する工程と、を含み、成膜工程において� ��基板8の表面温度はIII族元素の窒化物半導体 の分解温度または蒸発温度未満に制御され、 基板ホルダ40~43のターゲットから生成される� ��膜材料に曝される領域の少なくとも一部の� ��面温度はIII族元素の窒化物半導体の分解温� ��または蒸発温度以上に制御されることによ� ��、n型半導体層114を構成する下地層114a及びn� ��コンタクト層114bを成膜する際に、異常放電 が起きることがなく、所定の条件のn型半導� �層114を構成する下地層114a及びn型コンタクト 層114bを形成することができ、結晶性の良い� �層半導体100を有する発光素子が形成可能と� �る。

 以上の発光素子の製造方法に係る実施形� ��では、前述したスパッタリング装置を用い� ��積層半導体100の内、n型半導体層114を構成す る下地層114a及びn型コンタクト層114bを成膜し た場合について述べたが、積層半導体100のそ の他の層も、ターゲット16に各層を構成する� ��素からなるターゲットを適用することによ� ��形成することが可能である。例えば、発光� ��115の障壁層115aの成膜には40%以下のInを含有� ��たGa、井戸層115bの成膜には30%以下のAlを含� �したGa、p型半導体層116のp型クラッド層116aや p型コンタクト層116bの成膜にはマグネシウム( Mg)を含有したGaをターゲット16として用いれ� �よい。本発明の要旨は、基板上に配置され� �III族元素の窒化物半導体層とを含む発光素� �を製造する方法であって、基板ホルダ40~43の 基板8が存在しない表面(ターゲット16の対向� �)を成膜材料の分解温度または蒸発温度以上� ��温度に加熱して、成膜材料が付着しないよ� ��にすることであり、何れの層の成膜にも適� ��可能である。

 以上、本発明の好ましい実施形態を添付� ��面の参照により説明したが、本発明はかか� ��実施形態に限定されるものではなく、請求� ��範囲の記載から把握される技術的範囲にお� ��て種々な形態に変更可能である。

 本願は、2008年6月26日提出の日本国特許出 願特願2008-166756を基礎として優先権を主張す� ��ものであり、その記載内容の全てを、ここ� ��援用する。