成膜装置及び発光装置
【課題】 ダメージが少なく均質な膜を形成可能な成膜装置や、当該成膜装置により形成される膜を電極として用いる発光装置を提供する。
【解決手段】 成膜装置１は、ターゲットＴａの側方を囲うように配置されるシールド部６と、ターゲットＴａの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部４と、ターゲットＴａの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で磁場発生部４の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って磁場発生部４を直線的に往復駆動する駆動部５と、を備える。磁場発生部４が駆動部５によって駆動される範囲の端に位置するとき、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離は、１０ｍｍ以上である。
【解決手段】 成膜装置１は、ターゲットＴａの側方を囲うように配置されるシールド部６と、ターゲットＴａの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部４と、ターゲットＴａの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で磁場発生部４の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って磁場発生部４を直線的に往復駆動する駆動部５と、を備える。磁場発生部４が駆動部５によって駆動される範囲の端に位置するとき、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離は、１０ｍｍ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜を形成する成膜装置や、当該成膜装置によって形成される電極を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機ＥＬ、液晶ディスプレイ、タッチパネルなどの様々な光学装置において、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ）などから成る透明電極が利用されている。このような透明電極の成膜装置として、マグネトロンスパッタリング装置がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
マグネトロンスパッタリング装置は、ターゲットの裏面側に配置する磁石等によって、ターゲットの表面近傍にプラズマを発生させることで、ターゲットを迅速にスパッタすることが可能である。ただし、マグネトロンスパッタリング装置は、プラズマの発生場所が限定的になることで、ターゲットが局所的に消費（侵食）される問題がある。
【０００４】
この問題に対して、例えば特許文献１では、磁石及びターゲット間の距離を変更可能にすることで、発生するプラズマの状態を変化させ、ターゲットの消費を均一化するとともに生成される膜の均質化を図るマグネトロンスパッタリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９９３５４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「透明導電膜の技術」日本学術振興会透明酸化物光・電子材料第166委員会編、オーム社出版局、2008年5月、第２１８頁〜第２２１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のようなマグネトロンスパッタリング装置では、磁石が生成する磁場の強さに応じて、シース電圧（放電電圧）が変動する。この詳細について、図６を参照して説明する。図６は、磁束密度とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、当該グラフの横軸は磁束密度（Ｔ）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。また、図６に示すグラフは、上述の非特許文献１の記載内容に基づいたものである。
【０００８】
図６に示すように、磁束密度を大きくするほど、シース電圧の絶対値が小さくなる。これは、磁束密度を大きくするほど、ターゲット上のプラズマ密度が大きくなるためである。シース電圧の絶対値を小さくすると、基板または基板上の膜に衝突するターゲット粒子（ターゲットのスパッタによって生じる粒子。以下同じ。）のエネルギーを、小さくすることができる。即ち、ダメージの少ない膜を形成することが可能になる。
【０００９】
しかしながら、磁束密度を大きくしてシース電圧の絶対値を小さくする場合、磁石の大型化または複雑化に伴い、装置が大型化または複雑化したり、装置の大幅な設計変更が必要になったりするため、問題である。また、シース電圧の絶対値を小さくすることができたとしても、その時間的な変動が大きければ、形成される膜が不均質になるため、問題である。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ダメージが少なく均質な膜を形成可能な成膜装置や、当該成膜装置により形成される膜を電極として用いる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内で、前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って、前記磁場発生部を直線的に往復駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１２】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、２０ｍｍ以上であると、好ましい。
【００１３】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部の、前記ターゲット側かつ前記水平面内の外周側における極性と、前記ターゲット側かつ前記水平面内の中心側における極性と、が異なると、好ましい。
【００１４】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、３０ｍｍ以下であると、好ましい。
【００１５】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記駆動部が、１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで、前記磁場発生部を駆動すると、好ましい。
【００１６】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記基板及び前記ターゲット間の距離が、５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、
前記ターゲット及び前記磁場発生部間の距離が、１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であると、好ましい。
【００１７】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記ターゲット表面内の前記磁場発生部と対向する領域の磁束密度が、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下であると、好ましい。
【００１８】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときの前記チャンバの内部が、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気であると、好ましい。
【００１９】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときの前記基板の温度が、５０℃以下であると、好ましい。
【００２０】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときに前記ターゲットに供給される直流電力が、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下であると、好ましい。
【００２１】
また、本発明は、プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内かつ前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部を駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置を提供する。
【００２２】
また、本発明は、上記特徴の成膜装置を用いて形成された酸化インジウムスズから成る電極を備えることを特徴とする発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
上記特徴の成膜装置によれば、磁場発生部の駆動範囲を限定するだけで、シース電圧の絶対値及び変動を小さくすることが可能になる。したがって、ダメージが少なく均質な膜を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例を示す断面図
【図２】図１に示す成膜装置の磁場発生部の駆動方法を示す平面図
【図３】比較例及び実施例における磁場発生部の中心位置とシース電圧との関係を示すグラフ
【図４】比較例及び実施例における成膜時間とシース電圧との関係を示すグラフ
【図５】比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置により形成される膜を備えた素子の特性を示すグラフ
【図６】磁束密度とシース電圧との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る成膜装置（マグネトロンスパッタリング装置）について、図面を参照して説明する。最初に、本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、成膜装置１は、基板Ｓｂが実装されるステージ２と、ターゲットＴａが実装されるバッキングプレート３と、磁場を発生する磁場発生部４と、磁場発生部４を駆動する駆動部５と、ターゲットＴａ及びバッキングプレート３の周囲に設けられるシールド部６と、内部で膜の形成が行われるとともに接地されるチャンバ７と、チャンバ７の外部に配置されるとともにバッキングプレート３に電力を供給する電源部８と、を備える。なお、以下では説明の具体化のために、電源部８が、バッキングプレート３に対して負電圧の直流電力を供給する場合について例示する。
【００２７】
ステージ２は、チャンバ７と電気的に接続することで接地され、陽極となる。バッキングプレート３は、電源部８から負電圧の直流電力が供給され、陰極となる。また、図１に示す成膜装置１では、ステージ２の基板Ｓｂが実装される面と、バッキングプレート３のターゲットＴａが実装される面と、が対向している。即ち、基板Ｓｂ及びターゲットＴａが対向している。なお、以下において、ターゲットＴａの基板Ｓｂ側（図中上方向）の面を表面、反対側（バッキングプレート３側、図中下方向）の面を裏面とする。また、ターゲットＴａから見て基板Ｓｂが存在する方向を、表面方向または上方向と表現するとともに、ターゲットＴａから見てバッキングプレート３が存在する方向を、裏面方向または下方向と表現する。
【００２８】
磁場発生部４は、例えば永久磁石や電磁石などの磁場を発生し得るものから成る。駆動部５は、ターゲットＴａの表裏方向（上下方向）に対して垂直な面（図中の左右方向及び紙面の前後方向が含まれる面。以下、水平面とする。）内で、磁場発生部４を駆動する。なお、駆動部５による磁場発生部４の駆動方法の詳細については、後述する。また、磁場発生部４及び駆動部５は、ターゲットＴａの裏面側（特に、バッキングプレート３とチャンバ７の壁面との間であり、かつシールド部６の内側）に配置される。
【００２９】
シールド部６は、チャンバ７と電気的に接続することで接地される。また、シールド部６は、ターゲットＴａ及びバッキングプレート３の側方を囲うように配置される。さらに、シールド部６は、上側の端部が、内側に向かって（ターゲットＴａの上側に向かって）屈曲している。これにより、チャンバ７内に発生したプラズマによってバッキングプレート３がスパッタされることが、抑制される。
【００３０】
図１では、シールド部６の屈曲した部分の先端が、ターゲットＴａの端辺上までせり出した構造について例示しているが、このシールド部６の屈曲した部分の先端は、図１に示す状態よりさらに内側にあっても良いし、さらに外側にあっても良い。また、例えばバッキングプレート３がターゲットＴａと略等しい大きさである場合などでは、シールド部６に上記の屈曲した部分を設けなくても良い。
【００３１】
チャンバ７は、上述した各部（ステージ２、バッキングプレート３、磁場発生部４、駆動部５及びシールド部６）を、その内部に備える。また、チャンバ７は、プラズマを生成するためのガス（例えば、アルゴンガス）を内部に導入するための導入口７１と、チャンバ７の内部のガスを排出するための排出口７２と、を備える。導入口７１には、例えばマスフローコントローラ等によって流量が制御されたガスが導入される。また、排出口７２には真空ポンプ等が接続され、チャンバ７から内部のガスが排出される。これにより、チャンバ７内のガスの状態が、所望の状態に保持される。
【００３２】
また、チャンバ７は、チャンバ７の外部に配置される電源部８とバッキングプレート３とを電気的に接続する電源ケーブル８１を通過させるための接続口７３を備える。電源部８は、当該電源ケーブル８１を介して、バッキングプレート３に負電圧の直流電力を供給する。
【００３３】
電源部８が、バッキングプレート３に負電圧の直流電力を供給すると、陰極であるバッキングプレート３と陽極であるステージ２との間で絶縁破壊が生じ、チャンバ７内のガスが電離してプラズマが発生する。このとき、磁場発生部４が発生する磁場によって、ターゲットＴａ近傍にプラズマが発生する。そのため、プラズマ内のイオンが効率良くターゲットＴａに衝突して、ターゲットＴａが効率よくスパッタされる。そして、当該スパッタにより生じたターゲット粒子が基板Ｓｂに到達することで、基板Ｓｂ上にターゲットＴａを構成する材料を含む膜が形成される。
【００３４】
また、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、駆動部５が磁場発生部４を駆動することで、プラズマの発生場所を変動させる。これにより、ターゲットＴａの消費を均一化する。
【００３５】
図２を参照して、本発明の実施形態に係る成膜装置１における磁場発生部４の駆動方法について説明する。図２は、図１に示す成膜装置の磁場発生部の駆動方法を示す平面図である。なお、図２は、磁場発生部４が駆動される水平面を、ステージ２側（上側）から見た状態を示す平面図である。また、図２において、ターゲットＴａの外周端及びシールド部６の内周端を水平面に対して垂直に投影した射影を、破線で表示している。
【００３６】
図２に例示する磁場発生部４は、全体として棒状の形状である。さらに、この磁場発生部４は、水平面内において外周に配置される外周部４１と、水平面内において外周部４１の内側（中心側）に配置される中心部４２と、を備える。外周部４１及び中心部４２は、ターゲットＴａ側（上側）の極性が異なる。具体的に例えば、外周部４１のターゲットＴａ側の極性はＮであり、中心部４２のターゲットＴａ側の極性はＳである。
【００３７】
このように、磁場発生部４の外周部４１及び中心部４２の極性を異ならせると、磁場が無用に広がる（即ち、プラズマの発生場所が無用に広がる）ことを抑制することができるため、好ましい。なお、外周部４１及び中心部４２のそれぞれは、異なる磁石または電磁石から成るものであっても良いし、一つの磁石または電磁石の異なる部分から成るものであっても良い。
【００３８】
駆動部５は、磁場発生部４の長手方向に対して垂直な方向（図中左右方向。以下、駆動方向とする。）に沿って、磁場発生部４を直線的に往復駆動する。
【００３９】
上述のようにターゲットＴａの消費を均一化する（ターゲットＴａの表面近傍にまんべんなくプラズマを発生させる）観点に基づく場合、磁場発生部４が最大限に駆動されるように駆動部５を設定する。この場合、具体的に例えば、ターゲットＴａの直下の領域内（ターゲットＴａを水平面に対して垂直に投影した射影内、図２に示す破線の内側の領域）の全体を、磁場発生部４が駆動される範囲（以下、駆動範囲とする）とする。即ち、この場合の磁場発生部４の駆動範囲は、図２中のＡの範囲である。なお、以下の説明において、上記のように磁場発生部４の駆動範囲がＡである場合を、『比較例』とする。
【００４０】
これに対して、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４の駆動範囲を、上述の比較例よりも狭くする。具体的には、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影（図２に示す破線の外側の領域）と、の駆動方向における距離がＢになる位置を、磁場発生部４の駆動範囲の端（駆動方向における両端）とする。即ち、本発明の実施形態に係る成膜装置１における磁場発生部４の駆動範囲は、図２中のＣ（Ｃ＝Ａ−２Ｂ）の範囲である。なお、以下の説明において、上記のように磁場発生部４の駆動範囲がＣである場合を、『実施例』とする。
【００４１】
比較例及び実施例について、以下図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明中における実施例は、上述のＢの値を２０ｍｍとしたものである。
【００４２】
最初に、図３を参照して、比較例及び実施例におけるシース電圧の大きさについて説明する。図３は、比較例及び実施例における磁場発生部の中心位置とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、当該グラフの横軸は磁場発生部の中心位置（ｍｍ）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。
【００４３】
図３に示すように、比較例のように磁場発生部４を駆動すると、磁場発生部４が駆動範囲の両端（図中の１００ｍｍ，−１００ｍｍ）に位置するときのシース電圧の絶対値が、他の位置におけるシース電圧の絶対値よりも際立って大きくなる。これは、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置するときに、ターゲットＴａの端部で発生したプラズマが、接地されたシールド部６に掛かり広がる（ターゲットＴａ近傍のプラズマ密度が小さくなる）ためである。
【００４４】
そして、比較例のようにシース電圧の絶対値が大きくなると、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーが、大きくなる。即ち、基板Ｓｂ上に、ダメージの多い膜が形成されることになる。
【００４５】
これに対して、実施例のように磁場発生部４を駆動すると、磁場発生部４が駆動範囲の両端（図中の８０ｍｍ，−８０ｍｍ）に位置するときのシース電圧の絶対値を、他の位置におけるシース電圧の絶対値と同程度まで小さくすることが可能になる。これは、磁場発生部４の駆動範囲を上述のように狭くしたことで、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置したとしても、発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり難くなる（ターゲットＴａ近傍のプラズマ密度が小さくなることが抑制される）ためである。
【００４６】
そして、実施例のようにシース電圧の絶対値を小さくすることで、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーを、低減することが可能になる。即ち、基板Ｓｂ上に、ダメージの少ない膜を形成することが可能になる。
【００４７】
なお、図３に示すように、上述した実施例におけるＢの値を少なくとも１０ｍｍ以上にすることで、シース電圧の絶対値を効果的に小さくすることが可能になる。ただし、Ｂの値を２０ｍｍ以上にすると、シース電圧の絶対値をより効果的に小さくすることができるため、好ましい。
【００４８】
一方、図３に示すように、上述した実施例におけるＢの値は、ある程度以上大きくすると、シース電圧の絶対値を小さくすることができなくなる。さらに、Ｂの値を大きくし過ぎると、プラズマの発生場所が限定されることで、ターゲットＴａが局所的に消費される問題が生じる。そこで、Ｂの値を３０ｍｍ以下にすると、シース電圧の絶対値を小さくするとともに、ターゲットＴａを均一的に消費することができるため、好ましい。
【００４９】
次に、図４を参照して、比較例及び実施例におけるシース電圧の時間的な変動について説明する。図４は、比較例及び実施例における成膜時間とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、図４（ａ）は比較例を示したグラフであり、図４（ｂ）は実施例を示したグラフである。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すグラフの横軸は成膜時間（秒）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）のグラフでは、成膜中の任意のタイミングを０秒としている。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、比較例では、所定時間毎にシース電圧の絶対値が大きくなる。これは、磁場発生部４が、所定時間毎に駆動範囲の端に位置するためである。上述のように、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置すると、ターゲットＴａの端部で発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり、シース電圧の絶対値が大きくなる。なお、図４（ａ）に示す成膜時間中において、シース電圧値の絶対値のばらつきは２６Ｖであり、シース電圧値の絶対値の平均値は２４０Ｖである。
【００５１】
比較例のように、シース電圧の時間的な変動が大きいと、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーが大きく変動する。即ち、基板Ｓｂ上に、不均質な膜が形成されてしまう。
【００５２】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、実施例では、成膜時間中におけるシース電圧の変動が小さくなる。これは、磁場発生部４が、所定時間毎に駆動範囲の端に位置したとしても、発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり難く、シース電圧の絶対値が大きくなり難いためである。なお、図４（ｂ）に示す成膜時間中において、シース電圧値の絶対値のばらつきは５Ｖであり、シース電圧値の絶対値の平均値は２３６Ｖであった。
【００５３】
実施例のように、シース電圧の時間的な変動が小さいと、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーを、均一化することが可能になる。即ち、基板Ｓｂ上に、均質な膜を形成することが可能になる。
【００５４】
以上のように、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４の駆動範囲を限定するだけで、シース電圧の絶対値及び変動を小さくすることが可能になる。したがって、ダメージが少なく均質な膜を形成することが可能になる。
【００５５】
次に、図５を参照して、比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置を用いて形成される膜を備えた素子の特性について説明する。具体的には、比較例を適用した成膜装置を用いてｐ型のＧａＮ上にＩＴＯから成る透明電極を形成した素子（以下、比較例素子とする）と、実施例を適用した成膜装置を用いてｐ型のＧａＮ上にＩＴＯから成る透明電極を形成した素子（以下、実施例素子とする）と、のコンタクト抵抗率について説明する。
【００５６】
図５は、比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置により形成される膜を備えた素子の特性を示すグラフである。なお、図５（ａ）に示すグラフの横軸はコンタクト抵抗率であり、縦軸は累積度数（％）である。また、図５（ｂ）に示すグラフの横軸はコンタクト抵抗率であり、縦軸は度数（％）である。図５（ａ）及び図５（ｂ）のグラフでは、比較例素子及び実施例素子におけるコンタクト抵抗率の大きさを相対的に表現すべく、規格化している。
【００５７】
上述のように、実施例素子は、比較例素子と比べて形成される膜のダメージが少なく均質である。さらに、実施例素子は、比較例素子と比べて膜（電極）の形成時におけるターゲット粒子のエネルギーが小さいため、基板Ｓｂに与えるダメージを小さくすることができる。そのため、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施例素子のコンタクト抵抗率の分布は、比較例素子のコンタクト抵抗率の分布と比べて、全体的に小さくなる。
【００５８】
以上のように、本発明の実施形態に係る成膜装置１を用いて、ＬＥＤなどの発光装置が備えるＩＴＯから成る透明電極を形成することで、当該発光装置の特性を改善することができる。具体的に例えば、当該発光装置の閾値電圧を、低減することが可能になる。
【００５９】
なお、良質な膜を形成する観点から、本発明の実施形態に係る成膜装置１を、以下のように設定すると好ましい。
【００６０】
例えば、基板Ｓｂ及びターゲットＴａ間の距離を５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下にするとともに、ターゲットＴａ及び磁場発生部４間の距離を１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下にすると、好ましい。また例えば、駆動部５が、磁場発生部４を１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで駆動すると、好ましい。また例えば、ターゲットＴａの表面内において、磁場発生部４と対向する領域の磁束密度を、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下にすると、好ましい。また例えば、膜を形成するときのチャンバ７の内部を、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気にすると、好ましい。また例えば、膜が形成されるときの基板Ｓｂの温度を、５０℃以下（室温以上、基板加熱なし）にすると、好ましい。また例えば、膜を形成するときにターゲットＴａ（バッキングプレート３）に供給する直流電力を、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下にすると、好ましい。
【００６１】
例えば、磁場発生部４の磁束密度を大きくすることには、シース電圧の絶対値を低減することができるという利点がある反面、磁石の大型化または複雑化に伴い、装置が大型化または複雑化したり、装置の大幅な設計変更が必要になったりすることでコストが高くなるなどの欠点がある。そのため、磁場発生部４の磁束密度を上記の範囲内に収めることで当該欠点を解消し、磁場発生部４の駆動範囲を限定することでシース電圧の絶対値及び変動を小さくすると、好ましい。
【００６２】
また、これらの設定範囲内における最適値は、成膜装置の構造や生成する膜の種類等に応じて変動し得る。例えば、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、上述した成膜条件が最適値となる。
【００６３】
また、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離について規定したが、駆動方向に対して垂直な方向（磁場発生部４の長手方向）の距離についても同様に規定しても良い。即ち、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影と、の駆動方向に対して垂直な方向における距離を、１０ｍｍ以上（好ましくは２０ｍｍ以上、また好ましくは３０ｍｍ以下）にしても良い。ただし、この場合、磁場発生部４の長手方向の長さを短くするなど、成膜装置の設計変更が必要になる場合がある。
【００６４】
上述した本発明の実施形態に係る成膜装置１のように、磁場発生部４が棒状である場合、プラズマが磁場発生部４の長手方向に沿って発生し得るため、磁場発生部４の長手方向とシールド部６との距離が、シース電圧に対して強く影響する。したがって、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離について規定するだけでも、十分にシース電圧を低減することが可能である。さらに、このように構成すると、磁場発生部４などの変更を不要として、駆動部５による磁場発生部４の駆動方法を変更するだけで済む。そのため、従来の成膜装置に対して、本発明を容易に適用することができる。
【００６５】
また、本発明は、磁場発生部４が直線的に往復駆動される成膜装置１以外の成膜装置に対しても、適用可能である。具体的に例えば、磁場発生部が回転駆動される成膜装置にも、本発明を適用することができる。どのような成膜装置に本発明を適用する場合も、磁場発生部が駆動範囲の端に位置するときに（場合よっては常時）、磁場発生部とシールド部を水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が１０ｍｍ以上（好ましくは２０ｍｍ以上、また好ましくは３０ｍｍ以下）になるようにすれば良い。
【００６６】
ただし、上述した本発明の実施形態に係る成膜装置１のように、プラズマの発生領域の端辺とシールド部の端辺との重なりが大きい成膜装置に対して本発明を適用すると、シース電圧を効果的に低減することができるため、特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、マグネトロンスパッタリング装置などの成膜装置や、当該成膜装置によって形成される電極を備えた発光装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ： 成膜装置
２ ： ステージ
３ ： バッキングプレート
４ ： 磁場発生部
４１ ： 外周部
４２ ： 中心部
５ ： 駆動部
６ ： シールド部
７ ： チャンバ
７１ ： 導入口
７２ ： 排出口
７３ ： 接続口
８ ： 電源部
Ｔａ ： ターゲット
Ｓｂ ： 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜を形成する成膜装置や、当該成膜装置によって形成される電極を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機ＥＬ、液晶ディスプレイ、タッチパネルなどの様々な光学装置において、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ）などから成る透明電極が利用されている。このような透明電極の成膜装置として、マグネトロンスパッタリング装置がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
マグネトロンスパッタリング装置は、ターゲットの裏面側に配置する磁石等によって、ターゲットの表面近傍にプラズマを発生させることで、ターゲットを迅速にスパッタすることが可能である。ただし、マグネトロンスパッタリング装置は、プラズマの発生場所が限定的になることで、ターゲットが局所的に消費（侵食）される問題がある。
【０００４】
この問題に対して、例えば特許文献１では、磁石及びターゲット間の距離を変更可能にすることで、発生するプラズマの状態を変化させ、ターゲットの消費を均一化するとともに生成される膜の均質化を図るマグネトロンスパッタリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９９３５４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「透明導電膜の技術」日本学術振興会透明酸化物光・電子材料第166委員会編、オーム社出版局、2008年5月、第２１８頁〜第２２１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のようなマグネトロンスパッタリング装置では、磁石が生成する磁場の強さに応じて、シース電圧（放電電圧）が変動する。この詳細について、図６を参照して説明する。図６は、磁束密度とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、当該グラフの横軸は磁束密度（Ｔ）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。また、図６に示すグラフは、上述の非特許文献１の記載内容に基づいたものである。
【０００８】
図６に示すように、磁束密度を大きくするほど、シース電圧の絶対値が小さくなる。これは、磁束密度を大きくするほど、ターゲット上のプラズマ密度が大きくなるためである。シース電圧の絶対値を小さくすると、基板または基板上の膜に衝突するターゲット粒子（ターゲットのスパッタによって生じる粒子。以下同じ。）のエネルギーを、小さくすることができる。即ち、ダメージの少ない膜を形成することが可能になる。
【０００９】
しかしながら、磁束密度を大きくしてシース電圧の絶対値を小さくする場合、磁石の大型化または複雑化に伴い、装置が大型化または複雑化したり、装置の大幅な設計変更が必要になったりするため、問題である。また、シース電圧の絶対値を小さくすることができたとしても、その時間的な変動が大きければ、形成される膜が不均質になるため、問題である。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ダメージが少なく均質な膜を形成可能な成膜装置や、当該成膜装置により形成される膜を電極として用いる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内で、前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って、前記磁場発生部を直線的に往復駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１２】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、２０ｍｍ以上であると、好ましい。
【００１３】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部の、前記ターゲット側かつ前記水平面内の外周側における極性と、前記ターゲット側かつ前記水平面内の中心側における極性と、が異なると、好ましい。
【００１４】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、３０ｍｍ以下であると、好ましい。
【００１５】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記駆動部が、１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで、前記磁場発生部を駆動すると、好ましい。
【００１６】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記基板及び前記ターゲット間の距離が、５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、
前記ターゲット及び前記磁場発生部間の距離が、１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であると、好ましい。
【００１７】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記ターゲット表面内の前記磁場発生部と対向する領域の磁束密度が、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下であると、好ましい。
【００１８】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときの前記チャンバの内部が、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気であると、好ましい。
【００１９】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときの前記基板の温度が、５０℃以下であると、好ましい。
【００２０】
さらに、上記特徴の成膜装置は、前記膜が形成されるときに前記ターゲットに供給される直流電力が、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下であると、好ましい。
【００２１】
また、本発明は、プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内かつ前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部を駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置を提供する。
【００２２】
また、本発明は、上記特徴の成膜装置を用いて形成された酸化インジウムスズから成る電極を備えることを特徴とする発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
上記特徴の成膜装置によれば、磁場発生部の駆動範囲を限定するだけで、シース電圧の絶対値及び変動を小さくすることが可能になる。したがって、ダメージが少なく均質な膜を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例を示す断面図
【図２】図１に示す成膜装置の磁場発生部の駆動方法を示す平面図
【図３】比較例及び実施例における磁場発生部の中心位置とシース電圧との関係を示すグラフ
【図４】比較例及び実施例における成膜時間とシース電圧との関係を示すグラフ
【図５】比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置により形成される膜を備えた素子の特性を示すグラフ
【図６】磁束密度とシース電圧との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る成膜装置（マグネトロンスパッタリング装置）について、図面を参照して説明する。最初に、本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置の構造例を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、成膜装置１は、基板Ｓｂが実装されるステージ２と、ターゲットＴａが実装されるバッキングプレート３と、磁場を発生する磁場発生部４と、磁場発生部４を駆動する駆動部５と、ターゲットＴａ及びバッキングプレート３の周囲に設けられるシールド部６と、内部で膜の形成が行われるとともに接地されるチャンバ７と、チャンバ７の外部に配置されるとともにバッキングプレート３に電力を供給する電源部８と、を備える。なお、以下では説明の具体化のために、電源部８が、バッキングプレート３に対して負電圧の直流電力を供給する場合について例示する。
【００２７】
ステージ２は、チャンバ７と電気的に接続することで接地され、陽極となる。バッキングプレート３は、電源部８から負電圧の直流電力が供給され、陰極となる。また、図１に示す成膜装置１では、ステージ２の基板Ｓｂが実装される面と、バッキングプレート３のターゲットＴａが実装される面と、が対向している。即ち、基板Ｓｂ及びターゲットＴａが対向している。なお、以下において、ターゲットＴａの基板Ｓｂ側（図中上方向）の面を表面、反対側（バッキングプレート３側、図中下方向）の面を裏面とする。また、ターゲットＴａから見て基板Ｓｂが存在する方向を、表面方向または上方向と表現するとともに、ターゲットＴａから見てバッキングプレート３が存在する方向を、裏面方向または下方向と表現する。
【００２８】
磁場発生部４は、例えば永久磁石や電磁石などの磁場を発生し得るものから成る。駆動部５は、ターゲットＴａの表裏方向（上下方向）に対して垂直な面（図中の左右方向及び紙面の前後方向が含まれる面。以下、水平面とする。）内で、磁場発生部４を駆動する。なお、駆動部５による磁場発生部４の駆動方法の詳細については、後述する。また、磁場発生部４及び駆動部５は、ターゲットＴａの裏面側（特に、バッキングプレート３とチャンバ７の壁面との間であり、かつシールド部６の内側）に配置される。
【００２９】
シールド部６は、チャンバ７と電気的に接続することで接地される。また、シールド部６は、ターゲットＴａ及びバッキングプレート３の側方を囲うように配置される。さらに、シールド部６は、上側の端部が、内側に向かって（ターゲットＴａの上側に向かって）屈曲している。これにより、チャンバ７内に発生したプラズマによってバッキングプレート３がスパッタされることが、抑制される。
【００３０】
図１では、シールド部６の屈曲した部分の先端が、ターゲットＴａの端辺上までせり出した構造について例示しているが、このシールド部６の屈曲した部分の先端は、図１に示す状態よりさらに内側にあっても良いし、さらに外側にあっても良い。また、例えばバッキングプレート３がターゲットＴａと略等しい大きさである場合などでは、シールド部６に上記の屈曲した部分を設けなくても良い。
【００３１】
チャンバ７は、上述した各部（ステージ２、バッキングプレート３、磁場発生部４、駆動部５及びシールド部６）を、その内部に備える。また、チャンバ７は、プラズマを生成するためのガス（例えば、アルゴンガス）を内部に導入するための導入口７１と、チャンバ７の内部のガスを排出するための排出口７２と、を備える。導入口７１には、例えばマスフローコントローラ等によって流量が制御されたガスが導入される。また、排出口７２には真空ポンプ等が接続され、チャンバ７から内部のガスが排出される。これにより、チャンバ７内のガスの状態が、所望の状態に保持される。
【００３２】
また、チャンバ７は、チャンバ７の外部に配置される電源部８とバッキングプレート３とを電気的に接続する電源ケーブル８１を通過させるための接続口７３を備える。電源部８は、当該電源ケーブル８１を介して、バッキングプレート３に負電圧の直流電力を供給する。
【００３３】
電源部８が、バッキングプレート３に負電圧の直流電力を供給すると、陰極であるバッキングプレート３と陽極であるステージ２との間で絶縁破壊が生じ、チャンバ７内のガスが電離してプラズマが発生する。このとき、磁場発生部４が発生する磁場によって、ターゲットＴａ近傍にプラズマが発生する。そのため、プラズマ内のイオンが効率良くターゲットＴａに衝突して、ターゲットＴａが効率よくスパッタされる。そして、当該スパッタにより生じたターゲット粒子が基板Ｓｂに到達することで、基板Ｓｂ上にターゲットＴａを構成する材料を含む膜が形成される。
【００３４】
また、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、駆動部５が磁場発生部４を駆動することで、プラズマの発生場所を変動させる。これにより、ターゲットＴａの消費を均一化する。
【００３５】
図２を参照して、本発明の実施形態に係る成膜装置１における磁場発生部４の駆動方法について説明する。図２は、図１に示す成膜装置の磁場発生部の駆動方法を示す平面図である。なお、図２は、磁場発生部４が駆動される水平面を、ステージ２側（上側）から見た状態を示す平面図である。また、図２において、ターゲットＴａの外周端及びシールド部６の内周端を水平面に対して垂直に投影した射影を、破線で表示している。
【００３６】
図２に例示する磁場発生部４は、全体として棒状の形状である。さらに、この磁場発生部４は、水平面内において外周に配置される外周部４１と、水平面内において外周部４１の内側（中心側）に配置される中心部４２と、を備える。外周部４１及び中心部４２は、ターゲットＴａ側（上側）の極性が異なる。具体的に例えば、外周部４１のターゲットＴａ側の極性はＮであり、中心部４２のターゲットＴａ側の極性はＳである。
【００３７】
このように、磁場発生部４の外周部４１及び中心部４２の極性を異ならせると、磁場が無用に広がる（即ち、プラズマの発生場所が無用に広がる）ことを抑制することができるため、好ましい。なお、外周部４１及び中心部４２のそれぞれは、異なる磁石または電磁石から成るものであっても良いし、一つの磁石または電磁石の異なる部分から成るものであっても良い。
【００３８】
駆動部５は、磁場発生部４の長手方向に対して垂直な方向（図中左右方向。以下、駆動方向とする。）に沿って、磁場発生部４を直線的に往復駆動する。
【００３９】
上述のようにターゲットＴａの消費を均一化する（ターゲットＴａの表面近傍にまんべんなくプラズマを発生させる）観点に基づく場合、磁場発生部４が最大限に駆動されるように駆動部５を設定する。この場合、具体的に例えば、ターゲットＴａの直下の領域内（ターゲットＴａを水平面に対して垂直に投影した射影内、図２に示す破線の内側の領域）の全体を、磁場発生部４が駆動される範囲（以下、駆動範囲とする）とする。即ち、この場合の磁場発生部４の駆動範囲は、図２中のＡの範囲である。なお、以下の説明において、上記のように磁場発生部４の駆動範囲がＡである場合を、『比較例』とする。
【００４０】
これに対して、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４の駆動範囲を、上述の比較例よりも狭くする。具体的には、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影（図２に示す破線の外側の領域）と、の駆動方向における距離がＢになる位置を、磁場発生部４の駆動範囲の端（駆動方向における両端）とする。即ち、本発明の実施形態に係る成膜装置１における磁場発生部４の駆動範囲は、図２中のＣ（Ｃ＝Ａ−２Ｂ）の範囲である。なお、以下の説明において、上記のように磁場発生部４の駆動範囲がＣである場合を、『実施例』とする。
【００４１】
比較例及び実施例について、以下図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明中における実施例は、上述のＢの値を２０ｍｍとしたものである。
【００４２】
最初に、図３を参照して、比較例及び実施例におけるシース電圧の大きさについて説明する。図３は、比較例及び実施例における磁場発生部の中心位置とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、当該グラフの横軸は磁場発生部の中心位置（ｍｍ）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。
【００４３】
図３に示すように、比較例のように磁場発生部４を駆動すると、磁場発生部４が駆動範囲の両端（図中の１００ｍｍ，−１００ｍｍ）に位置するときのシース電圧の絶対値が、他の位置におけるシース電圧の絶対値よりも際立って大きくなる。これは、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置するときに、ターゲットＴａの端部で発生したプラズマが、接地されたシールド部６に掛かり広がる（ターゲットＴａ近傍のプラズマ密度が小さくなる）ためである。
【００４４】
そして、比較例のようにシース電圧の絶対値が大きくなると、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーが、大きくなる。即ち、基板Ｓｂ上に、ダメージの多い膜が形成されることになる。
【００４５】
これに対して、実施例のように磁場発生部４を駆動すると、磁場発生部４が駆動範囲の両端（図中の８０ｍｍ，−８０ｍｍ）に位置するときのシース電圧の絶対値を、他の位置におけるシース電圧の絶対値と同程度まで小さくすることが可能になる。これは、磁場発生部４の駆動範囲を上述のように狭くしたことで、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置したとしても、発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり難くなる（ターゲットＴａ近傍のプラズマ密度が小さくなることが抑制される）ためである。
【００４６】
そして、実施例のようにシース電圧の絶対値を小さくすることで、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーを、低減することが可能になる。即ち、基板Ｓｂ上に、ダメージの少ない膜を形成することが可能になる。
【００４７】
なお、図３に示すように、上述した実施例におけるＢの値を少なくとも１０ｍｍ以上にすることで、シース電圧の絶対値を効果的に小さくすることが可能になる。ただし、Ｂの値を２０ｍｍ以上にすると、シース電圧の絶対値をより効果的に小さくすることができるため、好ましい。
【００４８】
一方、図３に示すように、上述した実施例におけるＢの値は、ある程度以上大きくすると、シース電圧の絶対値を小さくすることができなくなる。さらに、Ｂの値を大きくし過ぎると、プラズマの発生場所が限定されることで、ターゲットＴａが局所的に消費される問題が生じる。そこで、Ｂの値を３０ｍｍ以下にすると、シース電圧の絶対値を小さくするとともに、ターゲットＴａを均一的に消費することができるため、好ましい。
【００４９】
次に、図４を参照して、比較例及び実施例におけるシース電圧の時間的な変動について説明する。図４は、比較例及び実施例における成膜時間とシース電圧との関係を示すグラフである。なお、図４（ａ）は比較例を示したグラフであり、図４（ｂ）は実施例を示したグラフである。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すグラフの横軸は成膜時間（秒）であり、縦軸はシース電圧の絶対値（Ｖ）である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）のグラフでは、成膜中の任意のタイミングを０秒としている。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、比較例では、所定時間毎にシース電圧の絶対値が大きくなる。これは、磁場発生部４が、所定時間毎に駆動範囲の端に位置するためである。上述のように、磁場発生部４が駆動範囲の端に位置すると、ターゲットＴａの端部で発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり、シース電圧の絶対値が大きくなる。なお、図４（ａ）に示す成膜時間中において、シース電圧値の絶対値のばらつきは２６Ｖであり、シース電圧値の絶対値の平均値は２４０Ｖである。
【００５１】
比較例のように、シース電圧の時間的な変動が大きいと、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーが大きく変動する。即ち、基板Ｓｂ上に、不均質な膜が形成されてしまう。
【００５２】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、実施例では、成膜時間中におけるシース電圧の変動が小さくなる。これは、磁場発生部４が、所定時間毎に駆動範囲の端に位置したとしても、発生したプラズマが接地されたシールド部６に掛かり難く、シース電圧の絶対値が大きくなり難いためである。なお、図４（ｂ）に示す成膜時間中において、シース電圧値の絶対値のばらつきは５Ｖであり、シース電圧値の絶対値の平均値は２３６Ｖであった。
【００５３】
実施例のように、シース電圧の時間的な変動が小さいと、基板Ｓｂまたは基板Ｓｂ上の膜に衝突するターゲット粒子のエネルギーを、均一化することが可能になる。即ち、基板Ｓｂ上に、均質な膜を形成することが可能になる。
【００５４】
以上のように、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４の駆動範囲を限定するだけで、シース電圧の絶対値及び変動を小さくすることが可能になる。したがって、ダメージが少なく均質な膜を形成することが可能になる。
【００５５】
次に、図５を参照して、比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置を用いて形成される膜を備えた素子の特性について説明する。具体的には、比較例を適用した成膜装置を用いてｐ型のＧａＮ上にＩＴＯから成る透明電極を形成した素子（以下、比較例素子とする）と、実施例を適用した成膜装置を用いてｐ型のＧａＮ上にＩＴＯから成る透明電極を形成した素子（以下、実施例素子とする）と、のコンタクト抵抗率について説明する。
【００５６】
図５は、比較例及び実施例を適用したそれぞれの成膜装置により形成される膜を備えた素子の特性を示すグラフである。なお、図５（ａ）に示すグラフの横軸はコンタクト抵抗率であり、縦軸は累積度数（％）である。また、図５（ｂ）に示すグラフの横軸はコンタクト抵抗率であり、縦軸は度数（％）である。図５（ａ）及び図５（ｂ）のグラフでは、比較例素子及び実施例素子におけるコンタクト抵抗率の大きさを相対的に表現すべく、規格化している。
【００５７】
上述のように、実施例素子は、比較例素子と比べて形成される膜のダメージが少なく均質である。さらに、実施例素子は、比較例素子と比べて膜（電極）の形成時におけるターゲット粒子のエネルギーが小さいため、基板Ｓｂに与えるダメージを小さくすることができる。そのため、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施例素子のコンタクト抵抗率の分布は、比較例素子のコンタクト抵抗率の分布と比べて、全体的に小さくなる。
【００５８】
以上のように、本発明の実施形態に係る成膜装置１を用いて、ＬＥＤなどの発光装置が備えるＩＴＯから成る透明電極を形成することで、当該発光装置の特性を改善することができる。具体的に例えば、当該発光装置の閾値電圧を、低減することが可能になる。
【００５９】
なお、良質な膜を形成する観点から、本発明の実施形態に係る成膜装置１を、以下のように設定すると好ましい。
【００６０】
例えば、基板Ｓｂ及びターゲットＴａ間の距離を５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下にするとともに、ターゲットＴａ及び磁場発生部４間の距離を１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下にすると、好ましい。また例えば、駆動部５が、磁場発生部４を１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで駆動すると、好ましい。また例えば、ターゲットＴａの表面内において、磁場発生部４と対向する領域の磁束密度を、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下にすると、好ましい。また例えば、膜を形成するときのチャンバ７の内部を、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気にすると、好ましい。また例えば、膜が形成されるときの基板Ｓｂの温度を、５０℃以下（室温以上、基板加熱なし）にすると、好ましい。また例えば、膜を形成するときにターゲットＴａ（バッキングプレート３）に供給する直流電力を、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下にすると、好ましい。
【００６１】
例えば、磁場発生部４の磁束密度を大きくすることには、シース電圧の絶対値を低減することができるという利点がある反面、磁石の大型化または複雑化に伴い、装置が大型化または複雑化したり、装置の大幅な設計変更が必要になったりすることでコストが高くなるなどの欠点がある。そのため、磁場発生部４の磁束密度を上記の範囲内に収めることで当該欠点を解消し、磁場発生部４の駆動範囲を限定することでシース電圧の絶対値及び変動を小さくすると、好ましい。
【００６２】
また、これらの設定範囲内における最適値は、成膜装置の構造や生成する膜の種類等に応じて変動し得る。例えば、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、上述した成膜条件が最適値となる。
【００６３】
また、本発明の実施形態に係る成膜装置１では、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離について規定したが、駆動方向に対して垂直な方向（磁場発生部４の長手方向）の距離についても同様に規定しても良い。即ち、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影と、の駆動方向に対して垂直な方向における距離を、１０ｍｍ以上（好ましくは２０ｍｍ以上、また好ましくは３０ｍｍ以下）にしても良い。ただし、この場合、磁場発生部４の長手方向の長さを短くするなど、成膜装置の設計変更が必要になる場合がある。
【００６４】
上述した本発明の実施形態に係る成膜装置１のように、磁場発生部４が棒状である場合、プラズマが磁場発生部４の長手方向に沿って発生し得るため、磁場発生部４の長手方向とシールド部６との距離が、シース電圧に対して強く影響する。したがって、磁場発生部４と、シールド部６を水平面に対して垂直に投影したときの射影との駆動方向における距離について規定するだけでも、十分にシース電圧を低減することが可能である。さらに、このように構成すると、磁場発生部４などの変更を不要として、駆動部５による磁場発生部４の駆動方法を変更するだけで済む。そのため、従来の成膜装置に対して、本発明を容易に適用することができる。
【００６５】
また、本発明は、磁場発生部４が直線的に往復駆動される成膜装置１以外の成膜装置に対しても、適用可能である。具体的に例えば、磁場発生部が回転駆動される成膜装置にも、本発明を適用することができる。どのような成膜装置に本発明を適用する場合も、磁場発生部が駆動範囲の端に位置するときに（場合よっては常時）、磁場発生部とシールド部を水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が１０ｍｍ以上（好ましくは２０ｍｍ以上、また好ましくは３０ｍｍ以下）になるようにすれば良い。
【００６６】
ただし、上述した本発明の実施形態に係る成膜装置１のように、プラズマの発生領域の端辺とシールド部の端辺との重なりが大きい成膜装置に対して本発明を適用すると、シース電圧を効果的に低減することができるため、特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、マグネトロンスパッタリング装置などの成膜装置や、当該成膜装置によって形成される電極を備えた発光装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ： 成膜装置
２ ： ステージ
３ ： バッキングプレート
４ ： 磁場発生部
４１ ： 外周部
４２ ： 中心部
５ ： 駆動部
６ ： シールド部
７ ： チャンバ
７１ ： 導入口
７２ ： 排出口
７３ ： 接続口
８ ： 電源部
Ｔａ ： ターゲット
Ｓｂ ： 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内で、前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って、前記磁場発生部を直線的に往復駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記磁場発生部の、前記ターゲット側かつ前記水平面内の外周側における極性と、前記ターゲット側かつ前記水平面内の中心側における極性と、が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記駆動部が、１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで、前記磁場発生部を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記基板及び前記ターゲット間の距離が、５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、
前記ターゲット及び前記磁場発生部間の距離が、１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ターゲット表面内の前記磁場発生部と対向する領域の磁束密度が、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記膜が形成されるときの前記チャンバの内部が、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記膜が形成されるときの前記基板の温度が、５０℃以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記膜が形成されるときに前記ターゲットに供給される直流電力が、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１１】
プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内かつ前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部を駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成膜装置を用いて形成された酸化インジウムスズから成る電極を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内で、前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する棒状の磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部の長手方向に対して垂直な方向である駆動方向に沿って、前記磁場発生部を直線的に往復駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記磁場発生部の、前記ターゲット側かつ前記水平面内の外周側における極性と、前記ターゲット側かつ前記水平面内の中心側における極性と、が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との前記駆動方向における距離が、３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記駆動部が、１０ｍｍ／秒以上かつ２０ｍｍ／秒以下の速さで、前記磁場発生部を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記基板及び前記ターゲット間の距離が、５０ｍｍ以上かつ１５０ｍｍ以下であり、
前記ターゲット及び前記磁場発生部間の距離が、１５ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ターゲット表面内の前記磁場発生部と対向する領域の磁束密度が、０．０３Ｔ以上かつ０．１２Ｔ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記膜が形成されるときの前記チャンバの内部が、０．４Ｐａ以上かつ１Ｐａ以下のアルゴン雰囲気であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記膜が形成されるときの前記基板の温度が、５０℃以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記膜が形成されるときに前記ターゲットに供給される直流電力が、２００Ｗ以上かつ１２００Ｗ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１１】
プラズマによりターゲットをスパッタすることで、前記ターゲットの表面側に配置された基板上に、前記ターゲットを構成する材料を含む膜を形成する成膜装置であって、
内部で前記膜の形成が行われるチャンバと、
前記チャンバ内かつ前記ターゲットの側方を囲うように配置されるシールド部と、
前記シールド部の内側かつ前記ターゲットの裏面側に配置されて磁場を発生する磁場発生部と、
前記ターゲットの表裏方向に対して垂直な面である水平面内で、前記磁場発生部を駆動する駆動部と、を備え、
前記磁場発生部が、前記駆動部によって駆動される範囲の端に位置するとき、前記磁場発生部と、前記シールド部を前記水平面に対して垂直に投影したときの射影との距離が、１０ｍｍ以上であることを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成膜装置を用いて形成された酸化インジウムスズから成る電極を備えることを特徴とする発光装置。
【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２０１２−２５１２３３（Ｐ２０１２−２５１２３３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７１３３（Ｐ２０１１−１２７１３３）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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