スパッタリング装置
【課題】本発明のスパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができ、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【解決手段】本発明は、複数の磁性体が、ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、第１の磁性体に対してターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、第２の磁性体が、ターゲット支持体の基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置は前記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であるスパッタリング装置に関する。
【解決手段】本発明は、複数の磁性体が、ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、第１の磁性体に対してターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、第２の磁性体が、ターゲット支持体の基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置は前記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であるスパッタリング装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関する。より詳しくは、本発明のスパッタリング装置は、透明導電性膜の形成を好適に行うことができるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物を主体とする薄膜積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称する場合がある。）が知られている。
【０００３】
非特許文献１には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で構成された透明電極からホール注入層に注入されたホールと低仕事関数電極から電子注入層に注入された電子とが、発光層で再結合することによって発光が生ずることを原理とする、有機積層型の高輝度発光素子が開示されている。
【０００４】
上記の高輝度発光素子が発表されて以来、有機ＥＬ素子の実用化に向けた様々な検討がなされている。
【０００５】
例えば、有機ＥＬディスプレイの分野では、近年、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ素子の開発が盛んに行われている。アクティブマトリックス駆動方式では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けた基板上に、複数個の有機ＥＬ素子を形成し、これらの有機ＥＬ素子を光源としてディスプレイを構成している。現状におけるアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイでは、ＴＦＴおよび有機ＥＬ素子の特性のばらつきが大きく、当該ばらつきを補正するために様々な駆動回路が必要となる。また、駆動回路が複雑な場合には、１画素を駆動させるために要するＴＦＴの数が膨大となる。
【０００６】
ところで、ディスプレイに適用される有機ＥＬ素子は、一般に、光をガラス基板面から取り出す、ボトムエミッション方式の素子（以下、「Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）として構成することが多い。
【０００７】
図５は、Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。同図に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００は、ガラス基板１０２に、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる下部電極１０４、有機ＥＬ層１０６、およびＬｉＦ／Ａｌからなる上部電極１０８を順次備える。このようなＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００をアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用した場合には、ＴＦＴの数の増加に伴い、下部電極１０２での光Ｌの取り出し面積が小さくなる。
【０００８】
そこで、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用することを想定し、図５に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子に代わって、光Lを上部電極側から取り出すトップエミッション方式の素子（以下「Ｔｏｐ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）の開発が進められている。
【０００９】
図６は、Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。同図に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００は、ガラス基板２０２上に、反射膜２０４、ＩＺＯからなる下部電極２０６、有機ＥＬ層２０８、およびＩＺＯで構成された上部電極２１０を順次備える。
【００１０】
ここで、図６に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００においては、上部電極２１０が十分な光透過性を発揮することが肝要である。このため、上部電極２１０としては、一般に、可視光の透過率が高く、かつ電気伝導性が高い物質からなる透明導電性膜を用いる。
【００１１】
このような透明導電性膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔなどの金属薄膜（例えば、膜厚５ｎｍ以下）、および、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｄＯ、Ｉｎ2Ｏ3、およびＺｎＯなどの酸化物半導体薄膜、ならびにこれらの複合材料であるＩＴＯおよびＩＺＯなどの酸化物半導体薄膜が挙げられる。ＩＴＯ、ＩＺＯなどからなる透明導電性膜は、スパッタリングにより形成され、テレビ、透明ヒータ、および液晶表示素子などの広範な用途で電極として使用される。
【００１２】
従来の製膜用のスパッタリング装置は、ターゲットの裏面にマグネットを配置した、一般的な平板マグネトロン方式の装置である。このタイプの装置においては、電界と磁界とが直交する方向に、電子がサイクロイド曲線を描きながらドリフト運動する。このため、マグネットを配設しない場合に比べて、電子の飛程が長い。よって、優れた電離衝突確率、ひいては優れたスパッタガスのイオン密度が達成され、スパッタ速度を大きくすることができる。
【００１３】
また、このスパッタリング装置においては、対向する面をそれぞれ有する対極に、それぞれ、磁化されたマグネットを用いている。このため、マグネットの形状に依拠して、ターゲットのイオン化密度の高い領域がリング状となる。この結果、ターゲットのイオン化密度の高い領域が、スパッタに多量に用いられるため、他の領域と比べて高度に侵食される領域、即ち、エロージョン領域が形成される。
【００１４】
一方、このようなエロージョン領域が形成されるスパッタリング装置においては、電子のドリフト運動が上記のリング状領域に閉じ込められる。このため、当該領域から外れた領域では優れたイオン化密度が得られない。よって、このリング状領域から外れた領域では、ターゲットがスパッタにあまり用いられず、侵食程度の低い領域、即ち、非エロージョン領域が形成される。
【００１５】
また、この非エロージョン領域には、さらに、近隣のリング状領域からスパッタされた粒子が堆積する。このようにして堆積した粒子は、非常に剥離し易く、剥離した粒子は基板に堆積するおそれがある。当該粒子が基板に堆積した場合には、有機ＥＬ素子がリークまたはショートなどを起こすおそれがあり、当該素子の優れた良品率が達成できない。
【００１６】
スパッタリング装置内で生じるこのような粒子に対する改善策としては、以下の技術が開示されている。
【００１７】
特許文献１には、磁界を用いたスパッタリングによりターゲットの成分を被処理体に成膜するにあたり、所定枚数の上記被処理体に成膜を行った後、成膜時よりも磁界をターゲット面方向に沿って広げ、上記ターゲット表面をクリーニングするスパッタ成膜方法が開示されている。
【００１８】
特許文献２には、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜し、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの上記処理基板面側全体をエロージョン領域とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン領域として残してそれ以外をエロージョン領域とするもので、上記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン領域となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも上記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設しているスパッタリング装置が開示されている。
【００１９】
特許文献３には、ターゲットの背後に、平面形状が長方形の磁石ユニットをその各々の長辺が平行になるように複数個配置してなる磁石装置を備え、上記磁石ユニットは上記ターゲット上にトンネル状磁力線を形成し、上記磁石装置は往復運動するように構成され、上記複数の磁石ユニットのうち両端の磁石ユニットの各々に隣接する磁石ユニットのＴ／Ｍ距離を他の磁石ユニットのＴ／Ｍ距離よりも大きくし、かつ上記隣接する磁石ユニットの長辺方向の長さを上記他の磁石ユニットの長さよりも長くしたマグネトロンスパッタ用カソード電極が開示されている。
【００２０】
特許文献４には、少なくとも１つの電磁石を備えたブレーナマグネトロンスパッタ電極において、ターゲット上に磁場を発生させることなく、ターゲットのスパッタクリーニングを行うクリーニング方法が開示されている。
【００２１】
特許文献５には、スパッタリング装置のターゲット（１）の裏面に設けた、少なくとも１個以上の磁界発生用マグネット（２）を装着したマグネット回転板（３）の中心軸（４）を、該ターゲット（１）の中心（５）に対して、その周囲を絶えず揺動または旋回させながら回転させて、該ターゲット（１）をスパッタするターゲットのスパッタ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００２−３８２６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８９７８号公報
【特許文献３】特開平０９−１２５２４２号公報
【特許文献４】特開平０４−１９３９４９号公報
【特許文献５】特開平０７−２２６３９８号公報
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51913(1987), Vol.51, No.12, P.913
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記特許文献１〜５においては、以下の問題が内在する。
【００２５】
特許文献１に開示された技術においては、スパッタリング中に粒子が随時発生しているため、所定枚数の被処理体に成膜を行った後にクリーニングを行うことによっては、非エロージョン領域の粒子レベルを十分に低減することができない。
【００２６】
特許文献２に開示された技術においては、例えば、エロージョン領域をターゲットプレートの上記処理基板面側全体に広げても、その外周部分には必ず付着力の弱い粒子が堆積する。このため、プレスパッタからメインスパッタに至る過程で、エロージョン領域を縮小しなければ、メインスパッタ時に、基板に非エロージョン領域から剥離した粒子が堆積するおそれがある。
【００２７】
特許文献３に開示された技術においては、磁石装置を往復運動させ、局所的に非エロージョン部をなくしてターゲットのエロージョン面積を大きくするため、特許文献２と同様に、エロージョン領域の外側に堆積している粒子が基板に堆積するおそれがある。
【００２８】
特許文献４には、実施例２において、中央のヨーク２を中心として同心円状に２つのコイル５´，５´´が巻回され、また、外周ヨーク３´´と中央ヨーク２との間にさらに内周ヨーク３´が配置されたスパッタ電極が開示されている。このスパッタ電極において、ターゲットのスパッタクリーニングの際に、外側のコイル５´のみに通電すると、ターゲット全面にプラズマが発生するとされている。しかしながら、ターゲットの外周部の磁力の強い部分ではクリーニング効果はあるが、ターゲット中央部の磁力は弱いため、成膜時にスパッタされる領域のクリーニングが十分行われない可能性がある。また、特許文献４には、ターゲット１の裏面に永久磁石１５を配置し、該永久磁石はボールねじ１６と歯車１７によってターゲット１との距離を可変にできるスパッタ電極が開示されている。このスパッタ電極において、ターゲットのスパッタクリーニング時には、永久磁石１５をターゲットから遠ざけて、マグネトロン方式ではないスパッタを行っている。しかしながら、当該マグネトロン方式の特徴である電離効果を増すようなターゲット近くの電子の捕捉ができなくなるため、効率が大幅に低下し、実用的なスパッタリングを実現できないおそれがある。
【００２９】
特許文献５に開示された技術においては、実施例において、数枚の回転板を前後左右に移動させ、絶えず揺動しながら偏芯して回転、遊星運動させ、均一なエロージョン領域を得ている。しかしながら、この方法では、回転板の交換が随時必要であり、メンテナンスに相当の時間を要する。また、１枚の回転板を使用する期間が長いほど、スパッタされたエロージョン領域とスパッタされない非エロージョン領域間で、ターゲットの削れ具合が均一でなくなり、その結果、粒子が発生し易くなると考えられる。
【００３０】
以上に示す特許文献１〜５に開示された技術においては、上述した種々の事情から、非エロージョン領域から剥離する粒子の数を抑制して、良好な有機ＥＬ素子を製造するには、さらなる改善が望まれる。
【００３１】
従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、特に、非エロージョン領域から剥離した粒子が基板に堆積することを高いレベルで抑制可能な、透明導電性膜を形成するために用いるスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるとともに、以下の２つの磁界変位手段１）または２）のいずれかを包含するスパッタリング装置に関する。
【００３３】
１）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３４】
２）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、第１の磁性体群と、上記第１の磁性体群に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、上記第１および第２の磁性体群が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の磁性体群および上記第２の磁性体群のいずれかが上記第１の位置に配置され、上記第２の磁性体群および上記第１の磁性体群のいずれかが上記第２の位置に配置され、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３５】
また、本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるとともに、以下の２つの磁界変変位手段３）または４）のいずれかを包含するスパッタリング装置に関する。
【００３６】
３）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３７】
４）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、第１の磁性体群と、上記第１の磁性体群に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、上記第１および第２の磁性体群が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の磁性体群および上記第２の磁性体群のいずれかが上記第１の位置に配置され、上記第２の磁性体群および上記第１の磁性体群のいずれかが上記第２の位置に配置され、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【発明の効果】
【００３８】
これらのスパッタリング装置においては、いずれも、上記所定の磁界変位手段１）〜４）により、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。
【００３９】
このため、本発明のスパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子を、メインスパッタ時に上記エロージョン領域の縮小によって剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００４０】
従って、本発明のスパッタリング装置を用いた場合には、基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができ、ひいては高品質の有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】１枚のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（平板型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図２】図１に示す磁性体１６の構成要素である中央マグネット１６ａおよび外周マグネット１６ｂの配置関係を示す模式的底面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図３】１枚のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（平板型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図４】一対のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（対向型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図５】Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。
【図６】Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に、本発明のスパッタリング装置を、図面に従い詳細に説明する。なお、一般に、有機ＥＬ素子の形成においては、スパッタリング工程は、プレスパッタ工程（基板への成膜を行わない場合）とメインスパッタ工程（基板への成膜を行う場合）との２工程においてなされる。このため、以下では、これら２つの工程時における当該装置の状態を図示し、これらの各状態を順次説明するものとする。
【００４３】
＜実施形態１：バッキングプレートを１枚用いた場合（平板型）＞
[実施形態１−１：マグネットの水平面内での移動による磁界変位手段を含む例]
図１は、本発明のスパッタリング装置（実施形態１−１）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【００４４】
図１（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置１０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して平行に配置されたターゲット支持体としてのバッキングプレート１４と、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に配置された磁性体１６と、バッキングプレート１４を同図の主に左右から覆うように配置されたアースシールド１８とを備える。本例においては、磁性体１６は、２つの同心円状に配置された円柱状の内側マグネット１６ａと、円筒状の外側マグネット１６ｂとから構成されている。
【００４５】
（基板支持体１２）
基板支持体１２は、被製膜体としての基板（図示せず）をその下側で支持する治具としての構成要素である。
【００４６】
基板支持体１２には、ステンレスおよび銅などの材料を用いることができる。基板支持体１２は、スパッタリング装置の図示しないハウジングにねじ止め等の方法によって固定するなどして形成することができる。
【００４７】
（バッキングプレート１４）
バッキングプレート１４は、その一方の面で図１（ａ）のターゲットＴを支持するとともに、他方の面においては磁性体１６を支持するための構成要素である。
【００４８】
バッキングプレート１４には、銅を用いることができる。
【００４９】
（磁性体１６）
磁性体１６は、磁界変位手段の構成要素であり、上述のとおり、円柱状の中央マグネット１６ａと、円筒状の外周マグネット１６ｂとから構成されている。
【００５０】
図２（ａ），（ｂ）は、図１に示す磁性体１６（マグネット１６ａ、１６ｂ）の模式的底面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、図２（ａ）の破線部は外周マグネット１６ｂのメインスパッタ時の位置を示し、図２（ｂ）の破線部は外周マグネット１６ｂのプレスパッタ時の位置を示す。
【００５１】
中央マグネット１６ａには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状とすることができる。これに対し、外周マグネット１６ｂには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ、高さ２０ｍｍの四角柱ｑを同心円状に配列し、全体として円筒状とすることができる。
【００５２】
（アースシールド１８）
アースシールド１８は、高周波電力が印加される部位の近傍に設置し、基板支持体１２およびバッキングプレート１４と、接地電位のアースシールド１８との間のそれぞれの距離を放電し難い距離とすることで、放電を抑制するための構成要素である。
【００５３】
アースシールド１８には、一般にステンレスなどを用いることができる。
【００５４】
（構成要素１２〜１８を用いたスパッタリング装置１０の形成）
図１（ａ）に示すように、基板支持体１２に対してバッキングプレート１４を所定の距離、例えば４００ｍｍで配置する。
【００５５】
次いで、同図に示すように、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に磁性体１６（中央マグネット１６ａ、外周マグネット１６ｂ）を配置する。磁性体１６の基本的な配置態様は、上述のとおりである。また、磁性体１６を、図２（ａ）に示すプレスパッタ時の形状に設定する場合には、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとを同心円状に配置し、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離を例えば４５ｍｍとする。さらに、図１に示すように、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとのＳ極、Ｎ極は逆向きとする。
【００５６】
さらに、同図に示すように、一対のアースシールド１８を、基板支持体１２からの鉛直方向距離を３００ｍｍとするとともに、バッキングプレート１４からの水平方向距離を１０ｍｍとして配置する。
【００５７】
（スパッタリング装置１０の動作）
このようにして形成されたスパッタリング装置１０は、以下のように動作する。なお、以下の例は、ターゲットＴの中心が中央マグネット１６ａの中心と一致するように配置された例である。
【００５８】
図１に示すスパッタリング装置は、外周マグネット１６ｂの水平面内での移動（図１）に基づく磁界変位手段、具体的には外周マグネット１６ｂの全体形状の縮小、拡大（図２）に基づく磁界変位手段により、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのそれぞれの状態を実現するものである。
【００５９】
即ち、プレスパッタ時においては、図２（ａ）に示すように、両マグネット１６ａ，１６ｂが同心円状に、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離が４５ｍｍとなるように配置される。この状態では、図１（ａ）に示すように、磁束ΦがターゲットＴの広い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が広い範囲にわたって存在する。なお、図１（ａ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図２（ａ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φを、図１（ａ）におけるターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００６０】
この状態から、本例では、図示しないステッピングモータを用いて、外側マグネット１６ｂの全体形状を縮小させて、メインスパッタ時を実現する。例えば、左右ねじを形成したシャフトにロータとしてのマグネットを配設したステッピングモータを用いて、当該ロータの回転より、外側マグネット１６ｂを拡大・縮小させることができる。
【００６１】
このようなステッピングモータの使用に起因する外周マグネット１６ｂの全体形状の縮小により、図２（ｂ）に示すように、両マグネット１６ａ，１６ｂは同心円状に、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離が３０ｍｍとなる。この状態では、図１（ｂ）に示すように、磁束Φ´がターゲットＴの狭い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が狭い範囲にわたって存在する。なお、図１（ｂ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図２（ｂ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φ´を、図１（ｂ）におけるターゲットＴ´の表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００６２】
図１に示すスパッタリング装置においては、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００６３】
なお、本例においては、図示しないステッピングモータをさらに連続的に稼動させることで、上述したプレスパッタ時（図１（ａ），図２（ａ））とメインスパッタ時（図１（ｂ），図２（ｂ））とを交互に繰り返すことができ、例えば、有機ＥＬ素子の所定の構成要素の製膜を連続的に何度も行うことができる。
【００６４】
[実施形態１−２：マグネットの鉛直方向の移動による磁界変位手段を含む例]
図３は、本発明のスパッタリング装置（実施形態１−２）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、実施形態１−２は実施形態１−１の設計変更例であるため、以下では、実施形態１−１との差異のみについて述べる。
【００６５】
図３（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置２０は、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは逆側に磁性体２２を備える。磁性体２２は、円柱状の中央マグネット２２ａと、中央マグネット２２ａの外周に位置する円筒状の第１の外周マグネット２２ｂと、第１の外周マグネット２２ｂのさらに外周に位置する円筒状の第２の外周マグネット２２ｃとから構成されている。
【００６６】
中央マグネット２２ａには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状とすることができる。また、第１の外周マグネット２２ｂには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、内径４５ｍｍ、外径６０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒状とすることができる。さらに、第２の外周マグネット２２ｃには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、内径６０ｍｍ、外径７５ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒状とすることができる。なお、図３（ａ）に示すところによれば、磁性体２２の構成要素２２ａ，２２ｂ，２２ｃは同心円状に配置されている。
【００６７】
（スパッタリング装置２０の動作）
スパッタリング装置２０は、以下のように動作する。なお、以下の例は、ターゲットＴの中心が中央マグネット２２ａの中心と一致するように配置された例である。
【００６８】
図３に示すスパッタリング装置２０は、第１の外周マグネット２２ｂおよび第２の外周マグネット２２ｃの鉛直方向の移動に基づく磁界変位手段により、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのそれぞれの状態を実現するものである。
【００６９】
即ち、プレスパッタ時においては、図３（ａ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃが同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第２の外周マグネット２２ｃとに対して第１の外周マグネット２２ｂが下方に位置する。この状態では、図３（ａ）に示すように、磁束ΦがターゲットＴの広い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が広い範囲にわたって存在する。なお、図３（ａ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図３（ａ）において磁界発生に寄与するマグネット２２ａ，２２ｃの間の中央領域での磁束Φを、ターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７０】
この状態から、本例では、図示しないシリンダを用いて、第１の外側マグネット２２ｂと第２の外周マグネット２２ｃとの鉛直方向位置を入れ替えて、メインスパッタ時を実現する。具体的には、当該シリンダにマグネット２２ｂ、２２ｃを連結し、シリンダの直線運動によりマグネット２２ｂ、２２ｃを上下させる。
【００７１】
このようなシリンダの使用に起因する第１の外側マグネット２２ｂと第２の外周マグネット２２ｃとの鉛直方向位置の入れ替えにより、図３（ｂ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃは同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第１の外周マグネット２２ｂとに対して第２の外周マグネット２２ｃが下方に位置する。この状態では、図３（ｂ）に示すように、磁束Φ´がターゲットＴの狭い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が狭い範囲にわたって存在する。なお、図３（ｂ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図３（ｂ）において磁界発生に寄与するマグネット２２ａ，２２ｂの間の中央領域での磁束Φ´を、ターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７２】
図３に示すスパッタリング装置においても、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００７３】
なお、本例においても、図示しないシリンダをさらに連続的に稼動させることで、上述したプレスパッタ時（図３（ａ））とメインスパッタ時（図３（ｂ））とを繰り返すことができ、例えば、有機ＥＬ素子の所定の構成要素の製膜を連続的に何度も行うことができる。
【００７４】
＜実施形態２：バッキングプレートを２枚用いた場合（対向型）＞
図４は、本発明のスパッタリング装置（実施形態２）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、実施形態２は、実施形態１−１または１−２の設計変更例であるため、以下には、実施形態１との差異のみについて述べる。
【００７５】
図４（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置４０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体としてのバッキングプレート１４，１４´と、バッキングプレート１４，１４´の各々において、他のバッキングプレート１４´，１４とは反対側に配置された複数の磁性体１６，１６´と、バッキングプレート１４，１４´を同図の主に上下からから覆うように配置されたアースシールド１８，１８´とを備える。
【００７６】
ここで、本例においては、磁性体１６，１６´の構成を、図１，３にそれぞれ示す実施形態１−１、１−２のいずれの態様とすることもできる。図４（ａ），（ｂ）に示す例は、これらのうち、実施形態１−１と同じ態様の磁性体１６（１６ａ，１６ｂ）を用いた例である。なお、図４（ａ），（ｂ）における符号Ｐ，Ｐ´は高密度プラズマの発生領域である。また、図４（ａ），（ｂ）における両マグネット１６ａ（１６ａ´），１６ｂ（１６ｂ´）の間の中央領域での磁束Φ，Φ´を、ターゲットＴ（Ｔ´）の表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７７】
図４に示すスパッタリング装置４０は、図１，３に示すスパッタリング装置１０，２０（実施形態１−１，１−２）と同様に、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００７８】
なお、図４に示す例は、スパッタリング装置１０，２０と比べて、特に、バッキングプレート、磁性体、およびアースシールドの数を２倍とし、しかも、ターゲットＴ，Ｔ´同士を対向させている。このため、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が非エロージョン領域ではなく反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積する。このため、本例は、実施形態１−１、１−２のいずれの形態よりも、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積が抑制される。その結果、実施形態１−１、１−２のいずれの形態よりも、プレスパッタ時からメインスパッタ時におけるエロージョン領域の縮小による効果が増大され、ひいては当該粒子の基板への堆積を極めて高いレベルで抑制することができる。
【実施例】
【００７９】
以下に、本発明の実施例を説明し、本発明の効果を実証する。
【００８０】
＜有機ＥＬ素子の形成＞
（実施例１）
図１に示すスパッタリング装置１０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００８１】
まず、ガラス基板上に反射電極としてＣｒＢを形成した。反射電極は、スパッタリングガスとしてＡｒを用いるＤＣスパッタリングを室温にて行うことで形成した。具体的には、３００Ｗのスパッタパワーでプレスパッタを３０分間行い、３００Ｗのスパッタパワーでメインスパッタを５分間行った。反射電極材料のＣｒＢは、反応性の高い化合物でなく、しかも透明導電膜のような酸化物でもない。このため、メインスパッタ時のエロージョン領域は、プレスパッタ時のエロージョン領域に比べて縮小しなかった。最後に、パターニング、１５０℃での乾燥処理、ならびに室温および１５０℃でのＵＶ処理を順次施すことにより、ＣｒＢからなる膜厚１００ｎｍの反射電極を得た。
【００８２】
次に、ガラス基板に反射電極が形成された積層体を蒸着装置に移動し、真空槽内圧を１×１０-5Ｐａとして有機ＥＬ層を形成した。
【００８３】
有機ＥＬ層として、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、および正孔注入層を順次形成した。電子注入層には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）と５０ｍｏｌ％Ｌｉとの混合物を、膜厚１０ｎｍで形成した。電子輸送層には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）を、膜厚１０ｎｍで形成した。発光層には、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、膜厚３５ｎｍで形成した。正孔輸送層には、ｔブチルパーオキシベンゾエート（ＴＢＰＢ）を、膜厚１０ｎｍで形成した。正孔注入層には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、膜厚７５ｎｍで形成した。
【００８４】
さらに、図１に示すスパッタリング装置１０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層上にインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる上部電極を形成した。
【００８５】
まず、図１（ａ）に示すように、外周マグネット１６ｂをターゲットＴの外周付近に設定し、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで３０分間、プレスパッタを行った。
【００８６】
その後、図１には図示しないスピンドルモータを用いて、外周マグネット１６ｂの位置を２ｃｍ内周側に移動させるとともに、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒガスを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで１０分間メインスパッタを行って、膜厚２００ｎｍのＩＺＯを得た。
【００８７】
以上のようにして得られた有機ＥＬ素子に対してＵＶ封止を行った。当該ＵＶ封止は、有機ＥＬ素子を大気に暴露せず、グローブボックス（酸素濃度、水分濃度がともに数ｐｐｍ以下）に移動し、封止内部にゲッター材を塗布して行った。
【００８８】
（比較例１）
図１に示すスパッタリング装置１０を用いたが、上部電極の形成に際し、プレスパッタ時とメインスパッタ時において外周マグネット１６ｂの位置を変化させずに、即ち、エロージョン領域を縮小せずに有機ＥＬ素子を形成した。その他の諸条件については、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【００８９】
（実施例２）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
最初に、ガラス基板上に反射電極および有機ＥＬ層を実施例１と同様に形成した。
【００９０】
次いで、図３に示すスパッタリング装置２０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層の上にＩＺＯからなる上部電極を形成した。
【００９１】
まず、図３（ａ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第２の外周マグネット２２ｃとをバッキングプレート１４に密着させ、第１の外周マグネット２２ｂをバッキングプレート１４から下方に１０ｃｍ離間させて配置した（プレスパッタ時）。
【００９２】
次に、シリンダを用いて、図３（ｂ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第１の外周マグネット２２ｂとをバッキングプレート１４に密着させ、第２の外周マグネット２２ｃをバッキングプレート１４から下方に１０ｃｍ離間させて配置した（メインスパッタ時）。なお、プレスパッタおよびメインスパッタのその他の諸条件は、実施例１と同様とした。
【００９３】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、実施例１と同様にＵＶ封止を行った。
【００９４】
（実施例３）
図４に示すスパッタリング装置４０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００９５】
最初に、ガラス基板上に反射電極および有機ＥＬ層を実施例１と同様に形成した。
【００９６】
次いで、図４に示すスパッタリング装置４０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層の上にＩＺＯからなる上部電極を形成した。
【００９７】
まず、図４（ａ）に示すように、一対のバッキングプレートのそれぞれにおいて、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´をターゲットＴ，Ｔ´の外周付近に設定し、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで３０分間プレスパッタを行った。
【００９８】
その後、図４（ｂ）には図示しないステッピングモータを用いて、一対のバッキングプレートのそれぞれにおいて、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´の位置を２ｃｍ内周側に移動させるとともに、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒガスを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで２０分間メインスパッタを行い、膜厚２００ｎｍのＩＺＯからなる上部電極を得た。
【００９９】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、実施例１と同様にＵＶ封止を行った。
【０１００】
（比較例２）
図４に示すスパッタリング装置４０を用いたが、上部電極の形成に際し、プレスパッタ時とメインスパッタ時とにおいて一対のバッキングプレート１４，１４´において、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´の位置を変化させずに、即ち、エロージョン領域を縮小せずに、有機ＥＬ素子を形成した。その他の事項については、実施例３と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【０１０１】
＜有機ＥＬ素子の評価＞
以上のようにして得られた実施例１〜３ならびに比較例１および２の有機ＥＬ素子のそれぞれを、以下のように駆動することによって、リーク・ショートに基づく良品率を調査した。ここで、有機ＥＬ素子の駆動は定電流により行った。次に、点灯しないサブピクセル、および劣化により暗くなったサブピクセルを、それぞれ、高精度カメラにより撮影し、これらのサブピクセルの総数（欠陥サブピクセル数）を算出した。最後に、良品率を、有機ＥＬ素子をディスプレイに適用した際の、赤色、緑色、および青色の各サブピクセルの全数（サブピクセル全数）に対する、サブピクセル全数と欠陥サブピクセル数との差の割合として算出した。その結果を表１に示す。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１に示すように、本発明に範囲内である実施例１〜３はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小しているため、優れた良品率を実現することが判る。また、特に、平板型の実施例１〜２に対して、対向型の実施例３は、特に、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積するため、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積を抑制できる。よって、実施例３においては、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのエロージョン領域を変更する効果が大きく、結果的に、極めて優れた良品率が得られていることが判る。
【０１０４】
これに対し、本発明に範囲外である比較例１，２はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小していないため、優れた良品率を実現していないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明のスパッタリング装置は、所定の磁界変位手段を有するため、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。このため、当該スパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができ、ひいては基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができる。従って、本発明は、今後益々高品質の有機ＥＬ素子の製造が望まれる、有機ＥＬディスプレイの分野において適用できる点で有望である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ スパッタリング装置
１２ 基板支持体
１４ バッキングプレート
１６ 磁性体
１６ａ 中央マグネット
１６ｂ 外周マグネット
１８ アースシールド
Ｐ 高密度プラズマ発生領域
Ｔ ターゲット
Φ，Φ´ 磁束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関する。より詳しくは、本発明のスパッタリング装置は、透明導電性膜の形成を好適に行うことができるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物を主体とする薄膜積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称する場合がある。）が知られている。
【０００３】
非特許文献１には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で構成された透明電極からホール注入層に注入されたホールと低仕事関数電極から電子注入層に注入された電子とが、発光層で再結合することによって発光が生ずることを原理とする、有機積層型の高輝度発光素子が開示されている。
【０００４】
上記の高輝度発光素子が発表されて以来、有機ＥＬ素子の実用化に向けた様々な検討がなされている。
【０００５】
例えば、有機ＥＬディスプレイの分野では、近年、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ素子の開発が盛んに行われている。アクティブマトリックス駆動方式では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けた基板上に、複数個の有機ＥＬ素子を形成し、これらの有機ＥＬ素子を光源としてディスプレイを構成している。現状におけるアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイでは、ＴＦＴおよび有機ＥＬ素子の特性のばらつきが大きく、当該ばらつきを補正するために様々な駆動回路が必要となる。また、駆動回路が複雑な場合には、１画素を駆動させるために要するＴＦＴの数が膨大となる。
【０００６】
ところで、ディスプレイに適用される有機ＥＬ素子は、一般に、光をガラス基板面から取り出す、ボトムエミッション方式の素子（以下、「Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）として構成することが多い。
【０００７】
図５は、Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。同図に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００は、ガラス基板１０２に、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる下部電極１０４、有機ＥＬ層１０６、およびＬｉＦ／Ａｌからなる上部電極１０８を順次備える。このようなＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００をアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用した場合には、ＴＦＴの数の増加に伴い、下部電極１０２での光Ｌの取り出し面積が小さくなる。
【０００８】
そこで、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用することを想定し、図５に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子に代わって、光Lを上部電極側から取り出すトップエミッション方式の素子（以下「Ｔｏｐ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）の開発が進められている。
【０００９】
図６は、Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。同図に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００は、ガラス基板２０２上に、反射膜２０４、ＩＺＯからなる下部電極２０６、有機ＥＬ層２０８、およびＩＺＯで構成された上部電極２１０を順次備える。
【００１０】
ここで、図６に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００においては、上部電極２１０が十分な光透過性を発揮することが肝要である。このため、上部電極２１０としては、一般に、可視光の透過率が高く、かつ電気伝導性が高い物質からなる透明導電性膜を用いる。
【００１１】
このような透明導電性膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔなどの金属薄膜（例えば、膜厚５ｎｍ以下）、および、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｄＯ、Ｉｎ2Ｏ3、およびＺｎＯなどの酸化物半導体薄膜、ならびにこれらの複合材料であるＩＴＯおよびＩＺＯなどの酸化物半導体薄膜が挙げられる。ＩＴＯ、ＩＺＯなどからなる透明導電性膜は、スパッタリングにより形成され、テレビ、透明ヒータ、および液晶表示素子などの広範な用途で電極として使用される。
【００１２】
従来の製膜用のスパッタリング装置は、ターゲットの裏面にマグネットを配置した、一般的な平板マグネトロン方式の装置である。このタイプの装置においては、電界と磁界とが直交する方向に、電子がサイクロイド曲線を描きながらドリフト運動する。このため、マグネットを配設しない場合に比べて、電子の飛程が長い。よって、優れた電離衝突確率、ひいては優れたスパッタガスのイオン密度が達成され、スパッタ速度を大きくすることができる。
【００１３】
また、このスパッタリング装置においては、対向する面をそれぞれ有する対極に、それぞれ、磁化されたマグネットを用いている。このため、マグネットの形状に依拠して、ターゲットのイオン化密度の高い領域がリング状となる。この結果、ターゲットのイオン化密度の高い領域が、スパッタに多量に用いられるため、他の領域と比べて高度に侵食される領域、即ち、エロージョン領域が形成される。
【００１４】
一方、このようなエロージョン領域が形成されるスパッタリング装置においては、電子のドリフト運動が上記のリング状領域に閉じ込められる。このため、当該領域から外れた領域では優れたイオン化密度が得られない。よって、このリング状領域から外れた領域では、ターゲットがスパッタにあまり用いられず、侵食程度の低い領域、即ち、非エロージョン領域が形成される。
【００１５】
また、この非エロージョン領域には、さらに、近隣のリング状領域からスパッタされた粒子が堆積する。このようにして堆積した粒子は、非常に剥離し易く、剥離した粒子は基板に堆積するおそれがある。当該粒子が基板に堆積した場合には、有機ＥＬ素子がリークまたはショートなどを起こすおそれがあり、当該素子の優れた良品率が達成できない。
【００１６】
スパッタリング装置内で生じるこのような粒子に対する改善策としては、以下の技術が開示されている。
【００１７】
特許文献１には、磁界を用いたスパッタリングによりターゲットの成分を被処理体に成膜するにあたり、所定枚数の上記被処理体に成膜を行った後、成膜時よりも磁界をターゲット面方向に沿って広げ、上記ターゲット表面をクリーニングするスパッタ成膜方法が開示されている。
【００１８】
特許文献２には、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜し、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの上記処理基板面側全体をエロージョン領域とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン領域として残してそれ以外をエロージョン領域とするもので、上記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン領域となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも上記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設しているスパッタリング装置が開示されている。
【００１９】
特許文献３には、ターゲットの背後に、平面形状が長方形の磁石ユニットをその各々の長辺が平行になるように複数個配置してなる磁石装置を備え、上記磁石ユニットは上記ターゲット上にトンネル状磁力線を形成し、上記磁石装置は往復運動するように構成され、上記複数の磁石ユニットのうち両端の磁石ユニットの各々に隣接する磁石ユニットのＴ／Ｍ距離を他の磁石ユニットのＴ／Ｍ距離よりも大きくし、かつ上記隣接する磁石ユニットの長辺方向の長さを上記他の磁石ユニットの長さよりも長くしたマグネトロンスパッタ用カソード電極が開示されている。
【００２０】
特許文献４には、少なくとも１つの電磁石を備えたブレーナマグネトロンスパッタ電極において、ターゲット上に磁場を発生させることなく、ターゲットのスパッタクリーニングを行うクリーニング方法が開示されている。
【００２１】
特許文献５には、スパッタリング装置のターゲット（１）の裏面に設けた、少なくとも１個以上の磁界発生用マグネット（２）を装着したマグネット回転板（３）の中心軸（４）を、該ターゲット（１）の中心（５）に対して、その周囲を絶えず揺動または旋回させながら回転させて、該ターゲット（１）をスパッタするターゲットのスパッタ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００２−３８２６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８９７８号公報
【特許文献３】特開平０９−１２５２４２号公報
【特許文献４】特開平０４−１９３９４９号公報
【特許文献５】特開平０７−２２６３９８号公報
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51913(1987), Vol.51, No.12, P.913
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記特許文献１〜５においては、以下の問題が内在する。
【００２５】
特許文献１に開示された技術においては、スパッタリング中に粒子が随時発生しているため、所定枚数の被処理体に成膜を行った後にクリーニングを行うことによっては、非エロージョン領域の粒子レベルを十分に低減することができない。
【００２６】
特許文献２に開示された技術においては、例えば、エロージョン領域をターゲットプレートの上記処理基板面側全体に広げても、その外周部分には必ず付着力の弱い粒子が堆積する。このため、プレスパッタからメインスパッタに至る過程で、エロージョン領域を縮小しなければ、メインスパッタ時に、基板に非エロージョン領域から剥離した粒子が堆積するおそれがある。
【００２７】
特許文献３に開示された技術においては、磁石装置を往復運動させ、局所的に非エロージョン部をなくしてターゲットのエロージョン面積を大きくするため、特許文献２と同様に、エロージョン領域の外側に堆積している粒子が基板に堆積するおそれがある。
【００２８】
特許文献４には、実施例２において、中央のヨーク２を中心として同心円状に２つのコイル５´，５´´が巻回され、また、外周ヨーク３´´と中央ヨーク２との間にさらに内周ヨーク３´が配置されたスパッタ電極が開示されている。このスパッタ電極において、ターゲットのスパッタクリーニングの際に、外側のコイル５´のみに通電すると、ターゲット全面にプラズマが発生するとされている。しかしながら、ターゲットの外周部の磁力の強い部分ではクリーニング効果はあるが、ターゲット中央部の磁力は弱いため、成膜時にスパッタされる領域のクリーニングが十分行われない可能性がある。また、特許文献４には、ターゲット１の裏面に永久磁石１５を配置し、該永久磁石はボールねじ１６と歯車１７によってターゲット１との距離を可変にできるスパッタ電極が開示されている。このスパッタ電極において、ターゲットのスパッタクリーニング時には、永久磁石１５をターゲットから遠ざけて、マグネトロン方式ではないスパッタを行っている。しかしながら、当該マグネトロン方式の特徴である電離効果を増すようなターゲット近くの電子の捕捉ができなくなるため、効率が大幅に低下し、実用的なスパッタリングを実現できないおそれがある。
【００２９】
特許文献５に開示された技術においては、実施例において、数枚の回転板を前後左右に移動させ、絶えず揺動しながら偏芯して回転、遊星運動させ、均一なエロージョン領域を得ている。しかしながら、この方法では、回転板の交換が随時必要であり、メンテナンスに相当の時間を要する。また、１枚の回転板を使用する期間が長いほど、スパッタされたエロージョン領域とスパッタされない非エロージョン領域間で、ターゲットの削れ具合が均一でなくなり、その結果、粒子が発生し易くなると考えられる。
【００３０】
以上に示す特許文献１〜５に開示された技術においては、上述した種々の事情から、非エロージョン領域から剥離する粒子の数を抑制して、良好な有機ＥＬ素子を製造するには、さらなる改善が望まれる。
【００３１】
従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、特に、非エロージョン領域から剥離した粒子が基板に堆積することを高いレベルで抑制可能な、透明導電性膜を形成するために用いるスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるとともに、以下の２つの磁界変位手段１）または２）のいずれかを包含するスパッタリング装置に関する。
【００３３】
１）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３４】
２）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、第１の磁性体群と、上記第１の磁性体群に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、上記第１および第２の磁性体群が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の磁性体群および上記第２の磁性体群のいずれかが上記第１の位置に配置され、上記第２の磁性体群および上記第１の磁性体群のいずれかが上記第２の位置に配置され、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３５】
また、本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるとともに、以下の２つの磁界変変位手段３）または４）のいずれかを包含するスパッタリング装置に関する。
【００３６】
３）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【００３７】
４）上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記第２の磁性体が、第１の磁性体群と、上記第１の磁性体群に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、上記第１および第２の磁性体群が、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、上記第１の磁性体群および上記第２の磁性体群のいずれかが上記第１の位置に配置され、上記第２の磁性体群および上記第１の磁性体群のいずれかが上記第２の位置に配置され、上記第１の位置が基板への成膜を行わない場合の位置であり、上記第２の位置が上記第１の位置に対して上記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置である磁界変位手段。
【発明の効果】
【００３８】
これらのスパッタリング装置においては、いずれも、上記所定の磁界変位手段１）〜４）により、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。
【００３９】
このため、本発明のスパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子を、メインスパッタ時に上記エロージョン領域の縮小によって剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００４０】
従って、本発明のスパッタリング装置を用いた場合には、基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができ、ひいては高品質の有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】１枚のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（平板型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図２】図１に示す磁性体１６の構成要素である中央マグネット１６ａおよび外周マグネット１６ｂの配置関係を示す模式的底面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図３】１枚のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（平板型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図４】一対のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（対向型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図５】Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。
【図６】Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に、本発明のスパッタリング装置を、図面に従い詳細に説明する。なお、一般に、有機ＥＬ素子の形成においては、スパッタリング工程は、プレスパッタ工程（基板への成膜を行わない場合）とメインスパッタ工程（基板への成膜を行う場合）との２工程においてなされる。このため、以下では、これら２つの工程時における当該装置の状態を図示し、これらの各状態を順次説明するものとする。
【００４３】
＜実施形態１：バッキングプレートを１枚用いた場合（平板型）＞
[実施形態１−１：マグネットの水平面内での移動による磁界変位手段を含む例]
図１は、本発明のスパッタリング装置（実施形態１−１）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【００４４】
図１（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置１０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して平行に配置されたターゲット支持体としてのバッキングプレート１４と、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に配置された磁性体１６と、バッキングプレート１４を同図の主に左右から覆うように配置されたアースシールド１８とを備える。本例においては、磁性体１６は、２つの同心円状に配置された円柱状の内側マグネット１６ａと、円筒状の外側マグネット１６ｂとから構成されている。
【００４５】
（基板支持体１２）
基板支持体１２は、被製膜体としての基板（図示せず）をその下側で支持する治具としての構成要素である。
【００４６】
基板支持体１２には、ステンレスおよび銅などの材料を用いることができる。基板支持体１２は、スパッタリング装置の図示しないハウジングにねじ止め等の方法によって固定するなどして形成することができる。
【００４７】
（バッキングプレート１４）
バッキングプレート１４は、その一方の面で図１（ａ）のターゲットＴを支持するとともに、他方の面においては磁性体１６を支持するための構成要素である。
【００４８】
バッキングプレート１４には、銅を用いることができる。
【００４９】
（磁性体１６）
磁性体１６は、磁界変位手段の構成要素であり、上述のとおり、円柱状の中央マグネット１６ａと、円筒状の外周マグネット１６ｂとから構成されている。
【００５０】
図２（ａ），（ｂ）は、図１に示す磁性体１６（マグネット１６ａ、１６ｂ）の模式的底面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、図２（ａ）の破線部は外周マグネット１６ｂのメインスパッタ時の位置を示し、図２（ｂ）の破線部は外周マグネット１６ｂのプレスパッタ時の位置を示す。
【００５１】
中央マグネット１６ａには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状とすることができる。これに対し、外周マグネット１６ｂには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ、高さ２０ｍｍの四角柱ｑを同心円状に配列し、全体として円筒状とすることができる。
【００５２】
（アースシールド１８）
アースシールド１８は、高周波電力が印加される部位の近傍に設置し、基板支持体１２およびバッキングプレート１４と、接地電位のアースシールド１８との間のそれぞれの距離を放電し難い距離とすることで、放電を抑制するための構成要素である。
【００５３】
アースシールド１８には、一般にステンレスなどを用いることができる。
【００５４】
（構成要素１２〜１８を用いたスパッタリング装置１０の形成）
図１（ａ）に示すように、基板支持体１２に対してバッキングプレート１４を所定の距離、例えば４００ｍｍで配置する。
【００５５】
次いで、同図に示すように、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に磁性体１６（中央マグネット１６ａ、外周マグネット１６ｂ）を配置する。磁性体１６の基本的な配置態様は、上述のとおりである。また、磁性体１６を、図２（ａ）に示すプレスパッタ時の形状に設定する場合には、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとを同心円状に配置し、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離を例えば４５ｍｍとする。さらに、図１に示すように、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとのＳ極、Ｎ極は逆向きとする。
【００５６】
さらに、同図に示すように、一対のアースシールド１８を、基板支持体１２からの鉛直方向距離を３００ｍｍとするとともに、バッキングプレート１４からの水平方向距離を１０ｍｍとして配置する。
【００５７】
（スパッタリング装置１０の動作）
このようにして形成されたスパッタリング装置１０は、以下のように動作する。なお、以下の例は、ターゲットＴの中心が中央マグネット１６ａの中心と一致するように配置された例である。
【００５８】
図１に示すスパッタリング装置は、外周マグネット１６ｂの水平面内での移動（図１）に基づく磁界変位手段、具体的には外周マグネット１６ｂの全体形状の縮小、拡大（図２）に基づく磁界変位手段により、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのそれぞれの状態を実現するものである。
【００５９】
即ち、プレスパッタ時においては、図２（ａ）に示すように、両マグネット１６ａ，１６ｂが同心円状に、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離が４５ｍｍとなるように配置される。この状態では、図１（ａ）に示すように、磁束ΦがターゲットＴの広い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が広い範囲にわたって存在する。なお、図１（ａ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図２（ａ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φを、図１（ａ）におけるターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００６０】
この状態から、本例では、図示しないステッピングモータを用いて、外側マグネット１６ｂの全体形状を縮小させて、メインスパッタ時を実現する。例えば、左右ねじを形成したシャフトにロータとしてのマグネットを配設したステッピングモータを用いて、当該ロータの回転より、外側マグネット１６ｂを拡大・縮小させることができる。
【００６１】
このようなステッピングモータの使用に起因する外周マグネット１６ｂの全体形状の縮小により、図２（ｂ）に示すように、両マグネット１６ａ，１６ｂは同心円状に、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離が３０ｍｍとなる。この状態では、図１（ｂ）に示すように、磁束Φ´がターゲットＴの狭い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が狭い範囲にわたって存在する。なお、図１（ｂ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図２（ｂ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φ´を、図１（ｂ）におけるターゲットＴ´の表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００６２】
図１に示すスパッタリング装置においては、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００６３】
なお、本例においては、図示しないステッピングモータをさらに連続的に稼動させることで、上述したプレスパッタ時（図１（ａ），図２（ａ））とメインスパッタ時（図１（ｂ），図２（ｂ））とを交互に繰り返すことができ、例えば、有機ＥＬ素子の所定の構成要素の製膜を連続的に何度も行うことができる。
【００６４】
[実施形態１−２：マグネットの鉛直方向の移動による磁界変位手段を含む例]
図３は、本発明のスパッタリング装置（実施形態１−２）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、実施形態１−２は実施形態１−１の設計変更例であるため、以下では、実施形態１−１との差異のみについて述べる。
【００６５】
図３（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置２０は、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは逆側に磁性体２２を備える。磁性体２２は、円柱状の中央マグネット２２ａと、中央マグネット２２ａの外周に位置する円筒状の第１の外周マグネット２２ｂと、第１の外周マグネット２２ｂのさらに外周に位置する円筒状の第２の外周マグネット２２ｃとから構成されている。
【００６６】
中央マグネット２２ａには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状とすることができる。また、第１の外周マグネット２２ｂには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、内径４５ｍｍ、外径６０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒状とすることができる。さらに、第２の外周マグネット２２ｃには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、内径６０ｍｍ、外径７５ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒状とすることができる。なお、図３（ａ）に示すところによれば、磁性体２２の構成要素２２ａ，２２ｂ，２２ｃは同心円状に配置されている。
【００６７】
（スパッタリング装置２０の動作）
スパッタリング装置２０は、以下のように動作する。なお、以下の例は、ターゲットＴの中心が中央マグネット２２ａの中心と一致するように配置された例である。
【００６８】
図３に示すスパッタリング装置２０は、第１の外周マグネット２２ｂおよび第２の外周マグネット２２ｃの鉛直方向の移動に基づく磁界変位手段により、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのそれぞれの状態を実現するものである。
【００６９】
即ち、プレスパッタ時においては、図３（ａ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃが同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第２の外周マグネット２２ｃとに対して第１の外周マグネット２２ｂが下方に位置する。この状態では、図３（ａ）に示すように、磁束ΦがターゲットＴの広い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が広い範囲にわたって存在する。なお、図３（ａ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図３（ａ）において磁界発生に寄与するマグネット２２ａ，２２ｃの間の中央領域での磁束Φを、ターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７０】
この状態から、本例では、図示しないシリンダを用いて、第１の外側マグネット２２ｂと第２の外周マグネット２２ｃとの鉛直方向位置を入れ替えて、メインスパッタ時を実現する。具体的には、当該シリンダにマグネット２２ｂ、２２ｃを連結し、シリンダの直線運動によりマグネット２２ｂ、２２ｃを上下させる。
【００７１】
このようなシリンダの使用に起因する第１の外側マグネット２２ｂと第２の外周マグネット２２ｃとの鉛直方向位置の入れ替えにより、図３（ｂ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃは同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第１の外周マグネット２２ｂとに対して第２の外周マグネット２２ｃが下方に位置する。この状態では、図３（ｂ）に示すように、磁束Φ´がターゲットＴの狭い範囲に存在するため、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）が狭い範囲にわたって存在する。なお、図３（ｂ）における符号Ｐは高密度プラズマの発生領域である。また、図３（ｂ）において磁界発生に寄与するマグネット２２ａ，２２ｂの間の中央領域での磁束Φ´を、ターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７２】
図３に示すスパッタリング装置においても、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００７３】
なお、本例においても、図示しないシリンダをさらに連続的に稼動させることで、上述したプレスパッタ時（図３（ａ））とメインスパッタ時（図３（ｂ））とを繰り返すことができ、例えば、有機ＥＬ素子の所定の構成要素の製膜を連続的に何度も行うことができる。
【００７４】
＜実施形態２：バッキングプレートを２枚用いた場合（対向型）＞
図４は、本発明のスパッタリング装置（実施形態２）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、実施形態２は、実施形態１−１または１−２の設計変更例であるため、以下には、実施形態１との差異のみについて述べる。
【００７５】
図４（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置４０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体としてのバッキングプレート１４，１４´と、バッキングプレート１４，１４´の各々において、他のバッキングプレート１４´，１４とは反対側に配置された複数の磁性体１６，１６´と、バッキングプレート１４，１４´を同図の主に上下からから覆うように配置されたアースシールド１８，１８´とを備える。
【００７６】
ここで、本例においては、磁性体１６，１６´の構成を、図１，３にそれぞれ示す実施形態１−１、１−２のいずれの態様とすることもできる。図４（ａ），（ｂ）に示す例は、これらのうち、実施形態１−１と同じ態様の磁性体１６（１６ａ，１６ｂ）を用いた例である。なお、図４（ａ），（ｂ）における符号Ｐ，Ｐ´は高密度プラズマの発生領域である。また、図４（ａ），（ｂ）における両マグネット１６ａ（１６ａ´），１６ｂ（１６ｂ´）の間の中央領域での磁束Φ，Φ´を、ターゲットＴ（Ｔ´）の表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００７７】
図４に示すスパッタリング装置４０は、図１，３に示すスパッタリング装置１０，２０（実施形態１−１，１−２）と同様に、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００７８】
なお、図４に示す例は、スパッタリング装置１０，２０と比べて、特に、バッキングプレート、磁性体、およびアースシールドの数を２倍とし、しかも、ターゲットＴ，Ｔ´同士を対向させている。このため、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が非エロージョン領域ではなく反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積する。このため、本例は、実施形態１−１、１−２のいずれの形態よりも、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積が抑制される。その結果、実施形態１−１、１−２のいずれの形態よりも、プレスパッタ時からメインスパッタ時におけるエロージョン領域の縮小による効果が増大され、ひいては当該粒子の基板への堆積を極めて高いレベルで抑制することができる。
【実施例】
【００７９】
以下に、本発明の実施例を説明し、本発明の効果を実証する。
【００８０】
＜有機ＥＬ素子の形成＞
（実施例１）
図１に示すスパッタリング装置１０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００８１】
まず、ガラス基板上に反射電極としてＣｒＢを形成した。反射電極は、スパッタリングガスとしてＡｒを用いるＤＣスパッタリングを室温にて行うことで形成した。具体的には、３００Ｗのスパッタパワーでプレスパッタを３０分間行い、３００Ｗのスパッタパワーでメインスパッタを５分間行った。反射電極材料のＣｒＢは、反応性の高い化合物でなく、しかも透明導電膜のような酸化物でもない。このため、メインスパッタ時のエロージョン領域は、プレスパッタ時のエロージョン領域に比べて縮小しなかった。最後に、パターニング、１５０℃での乾燥処理、ならびに室温および１５０℃でのＵＶ処理を順次施すことにより、ＣｒＢからなる膜厚１００ｎｍの反射電極を得た。
【００８２】
次に、ガラス基板に反射電極が形成された積層体を蒸着装置に移動し、真空槽内圧を１×１０-5Ｐａとして有機ＥＬ層を形成した。
【００８３】
有機ＥＬ層として、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、および正孔注入層を順次形成した。電子注入層には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）と５０ｍｏｌ％Ｌｉとの混合物を、膜厚１０ｎｍで形成した。電子輸送層には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）を、膜厚１０ｎｍで形成した。発光層には、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、膜厚３５ｎｍで形成した。正孔輸送層には、ｔブチルパーオキシベンゾエート（ＴＢＰＢ）を、膜厚１０ｎｍで形成した。正孔注入層には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、膜厚７５ｎｍで形成した。
【００８４】
さらに、図１に示すスパッタリング装置１０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層上にインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる上部電極を形成した。
【００８５】
まず、図１（ａ）に示すように、外周マグネット１６ｂをターゲットＴの外周付近に設定し、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで３０分間、プレスパッタを行った。
【００８６】
その後、図１には図示しないスピンドルモータを用いて、外周マグネット１６ｂの位置を２ｃｍ内周側に移動させるとともに、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒガスを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで１０分間メインスパッタを行って、膜厚２００ｎｍのＩＺＯを得た。
【００８７】
以上のようにして得られた有機ＥＬ素子に対してＵＶ封止を行った。当該ＵＶ封止は、有機ＥＬ素子を大気に暴露せず、グローブボックス（酸素濃度、水分濃度がともに数ｐｐｍ以下）に移動し、封止内部にゲッター材を塗布して行った。
【００８８】
（比較例１）
図１に示すスパッタリング装置１０を用いたが、上部電極の形成に際し、プレスパッタ時とメインスパッタ時において外周マグネット１６ｂの位置を変化させずに、即ち、エロージョン領域を縮小せずに有機ＥＬ素子を形成した。その他の諸条件については、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【００８９】
（実施例２）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
最初に、ガラス基板上に反射電極および有機ＥＬ層を実施例１と同様に形成した。
【００９０】
次いで、図３に示すスパッタリング装置２０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層の上にＩＺＯからなる上部電極を形成した。
【００９１】
まず、図３（ａ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第２の外周マグネット２２ｃとをバッキングプレート１４に密着させ、第１の外周マグネット２２ｂをバッキングプレート１４から下方に１０ｃｍ離間させて配置した（プレスパッタ時）。
【００９２】
次に、シリンダを用いて、図３（ｂ）に示すように、３つのマグネット２２ａ，２２ｂ，２２ｃを同心円状に、かつ、中央マグネット２２ａと第１の外周マグネット２２ｂとをバッキングプレート１４に密着させ、第２の外周マグネット２２ｃをバッキングプレート１４から下方に１０ｃｍ離間させて配置した（メインスパッタ時）。なお、プレスパッタおよびメインスパッタのその他の諸条件は、実施例１と同様とした。
【００９３】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、実施例１と同様にＵＶ封止を行った。
【００９４】
（実施例３）
図４に示すスパッタリング装置４０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００９５】
最初に、ガラス基板上に反射電極および有機ＥＬ層を実施例１と同様に形成した。
【００９６】
次いで、図４に示すスパッタリング装置４０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層の上にＩＺＯからなる上部電極を形成した。
【００９７】
まず、図４（ａ）に示すように、一対のバッキングプレートのそれぞれにおいて、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´をターゲットＴ，Ｔ´の外周付近に設定し、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで３０分間プレスパッタを行った。
【００９８】
その後、図４（ｂ）には図示しないステッピングモータを用いて、一対のバッキングプレートのそれぞれにおいて、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´の位置を２ｃｍ内周側に移動させるとともに、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒガスを用い、ＤＣ２００Ｗのスパッタパワーで２０分間メインスパッタを行い、膜厚２００ｎｍのＩＺＯからなる上部電極を得た。
【００９９】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、実施例１と同様にＵＶ封止を行った。
【０１００】
（比較例２）
図４に示すスパッタリング装置４０を用いたが、上部電極の形成に際し、プレスパッタ時とメインスパッタ時とにおいて一対のバッキングプレート１４，１４´において、外周マグネット１６ｂ，１６ｂ´の位置を変化させずに、即ち、エロージョン領域を縮小せずに、有機ＥＬ素子を形成した。その他の事項については、実施例３と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【０１０１】
＜有機ＥＬ素子の評価＞
以上のようにして得られた実施例１〜３ならびに比較例１および２の有機ＥＬ素子のそれぞれを、以下のように駆動することによって、リーク・ショートに基づく良品率を調査した。ここで、有機ＥＬ素子の駆動は定電流により行った。次に、点灯しないサブピクセル、および劣化により暗くなったサブピクセルを、それぞれ、高精度カメラにより撮影し、これらのサブピクセルの総数（欠陥サブピクセル数）を算出した。最後に、良品率を、有機ＥＬ素子をディスプレイに適用した際の、赤色、緑色、および青色の各サブピクセルの全数（サブピクセル全数）に対する、サブピクセル全数と欠陥サブピクセル数との差の割合として算出した。その結果を表１に示す。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１に示すように、本発明に範囲内である実施例１〜３はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小しているため、優れた良品率を実現することが判る。また、特に、平板型の実施例１〜２に対して、対向型の実施例３は、特に、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積するため、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積を抑制できる。よって、実施例３においては、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのエロージョン領域を変更する効果が大きく、結果的に、極めて優れた良品率が得られていることが判る。
【０１０４】
これに対し、本発明に範囲外である比較例１，２はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小していないため、優れた良品率を実現していないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明のスパッタリング装置は、所定の磁界変位手段を有するため、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。このため、当該スパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができ、ひいては基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができる。従って、本発明は、今後益々高品質の有機ＥＬ素子の製造が望まれる、有機ＥＬディスプレイの分野において適用できる点で有望である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ スパッタリング装置
１２ 基板支持体
１４ バッキングプレート
１６ 磁性体
１６ａ 中央マグネット
１６ｂ 外周マグネット
１８ アースシールド
Ｐ 高密度プラズマ発生領域
Ｔ ターゲット
Φ，Φ´ 磁束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、第１の磁性体群と、前記第１の磁性体群に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、前記第１および第２の磁性体群は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の磁性体群および前記第２の磁性体群のいずれかが前記第１の位置に配置され、前記第２の磁性体群および前記第１の磁性体群のいずれかが前記第２の位置に配置され、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、第１の磁性体群と、前記第１の磁性体群に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、前記第１および第２の磁性体群は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の磁性体群および前記第２の磁性体群のいずれかが前記第１の位置に配置され、前記第２の磁性体群および前記第１の磁性体群のいずれかが前記第２の位置に配置され、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、第１の磁性体群と、前記第１の磁性体群に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、前記第１および第２の磁性体群は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の磁性体群および前記第２の磁性体群のいずれかが前記第１の位置に配置され、前記第２の磁性体群および前記第１の磁性体群のいずれかが前記第２の位置に配置され、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面内で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体の中心側であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備えるスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記第２の磁性体は、第１の磁性体群と、前記第１の磁性体群に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体群とを含み、前記第１および第２の磁性体群は、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側の面の法線方向で第１の位置から第２の位置まで移動自在であり、前記第１の磁性体群および前記第２の磁性体群のいずれかが前記第１の位置に配置され、前記第２の磁性体群および前記第１の磁性体群のいずれかが前記第２の位置に配置され、前記第１の位置は基板への成膜を行わない場合の位置であり、前記第２の位置は前記第１の位置に対して前記ターゲット支持体に近い位置であって、基板への成膜を行う場合の位置であることを特徴とするスパッタリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−３７６５６（Ｐ２０１０−３７６５６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６２１２９（Ｐ２００９−１６２１２９）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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