CN106011760A - 溅镀装置及溅镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种形成高平坦度且低电阻率的ITO膜的溅镀装置及溅镀方法。对旋转型的磁控阴极对所供给的溅镀电力为1.5kW/m以下。因此，在有LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度比在无LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度要高。其结果，本发明中，能够形成高平坦度的ITO膜，因而较为理想。而且，ITO膜的电阻率成为120μΩcm以下的低电阻率，因而较为理想。

Description

溅镀装置及溅镀方法
技术领域
本发明涉及一种溅镀(sputtering)装置及溅镀方法。
背景技术
作为有机电致发光(Electroluminescence，EL)元件的透明电极(阳极)，一般使用氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜。
在ITO膜的平坦度低的情况下，ITO膜的突起部分有时会沿厚度方向刺穿有机EL形成层的一部分。其结果，被刺穿的部位成为有机EL发光面的黑点(dark spot)，在该黑点处会产生光量减少或消失的事态。在ITO膜的平坦度特别低的情况下，ITO膜的突起部分有时会贯穿有机EL形成层(多层)的全部。其结果，在该贯穿部位会产生有机EL元件的阳极与阴极发生短路的事态。
而且，在ITO膜的电阻率高的情况下，必须以比ITO膜的电阻率低的情况厚的膜厚来形成ITO膜。其结果，产生ITO膜中的光的透射率下降，有机EL发光面整体的光量下降的事态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3865358号公报
专利文献2：日本专利第3797317号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
基于这些观点，寻求一种高平坦度且低电阻率的ITO膜的成膜技术。例如，在专利文献1中公开了一种技术：在非晶型(amorphous)ITO膜的成膜后，在大气中进行结晶退火(anneal)，以实现低电阻率化而生成平坦度良好的ITO膜。而且，在专利文献2中公开了一种技术：利用对氧化铟粉末与氧化钨粉末进行调配所得的特殊的溅镀靶(target)材，来生成高平坦度且低电阻率的透明导电膜。
另外，上文列举有机EL领域为例进行了说明，但高平坦度且低电阻率的ITO膜的成膜技术是在半导体领域、平板显示器(flat panel display)领域、太阳能电池领域等有机EL以外的各种领域中也在寻求的技术。
为此，本发明的目的在于提供一种形成高平坦度且低电阻率的ITO膜的溅镀装置及溅镀方法。
[解决问题的技术手段]
本发明的第1形态的溅镀装置在所搬送的基材的主面溅镀形成氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)膜，所述溅镀装置包括：真空腔室(chamber)，在内部形成处理空间；溅镀气体供给部，向所述处理空间供给溅镀气体；反应性气体供给部，向所述处理空间供给反应性气体；至少一个等离子体(plasma)处理部，在所述处理空间内执行等离子体处理；以及搬送机构，沿着搬送路径面来搬送所述基材，所述搬送路径面包含与所述至少一个等离子体处理部相向的至少一个被成膜部位，所述至少一个等离子体处理部各自包括：阴极(cathode)对，使2个旋转阴极在所述处理空间内隔着一定距离相向配置而成，所述2个旋转阴极为圆筒状且外周面由包含铟(In)、锡(Sn)及氧(O)的靶材料所被覆；旋转部，使所述2个旋转阴极绕各自的中心轴线旋转；溅镀电力供给部件，对所述2个旋转阴极分别供给1.5kW/m以下的溅镀电力；2个磁场形成部，分别被收容在所述2个旋转阴极的内部，并在所述外周面中的自身附近形成磁场；至少一个低电感天线(Low Inductance Antenna，LIA)，在所述处理空间中的包含形成有所述磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma)；以及高频电力供给部件，对所述至少一个LIA供给高频电力。
本发明的第2形态的溅镀装置是根据本发明的第1形态的溅镀装置，所述溅镀电力供给部件对所述2个旋转阴极供给1.0kW/m以下的溅镀电力。
本发明的第3形态的溅镀装置是根据本发明的第2形态的溅镀装置，所述溅镀电力供给部件对所述2个旋转阴极供给0.5kW/m以上的溅镀电力。
本发明的第4形态的溅镀装置是根据本发明的第1形态的溅镀装置，还包括：加热部，将所述基材加热至200℃以上。
本发明的第5形态的溅镀装置是根据本发明的第1形态的溅镀装置，所述ITO膜被用作有机EL元件的阳极。
本发明的第6形态的溅镀装置是根据本发明的第1形态至第5形态中任一形态的溅镀装置，还包括：第1测定部，对所述真空腔室内的所述反应性气体的浓度进行测定；水蒸气供给部，向所述处理空间供给水蒸气；第2测定部，对所述真空腔室内的所述水蒸气的浓度进行测定；以及控制部，基于所述第1测定部的测定结果来对所述反应性气体供给部进行反馈(feedback)控制，以使溅镀成膜中的所述反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值，且基于所述第2测定部的测定结果来对所述水蒸气供给部进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
本发明的第7形态的溅镀装置是根据本发明的第6形态的溅镀装置，执行：第1工序，基于在所述反应性气体的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的ITO膜的电阻率变得小于第1阈值时的所述反应性气体的浓度设定为所述第1目标值；以及第2工序，基于在将所述反应性气体的浓度设为所述第1目标值的反馈控制下且在所述水蒸气的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的ITO膜的平坦度变得高于第2阈值时的所述水蒸气的浓度设定为所述第2目标值。
本发明的第8形态的溅镀装置是根据本发明的第7形态的溅镀装置，所述第1目标值是在所述第1工序的各成膜结果中，ITO膜的电阻率达到最小时的所述反应性气体的浓度。
本发明的第9形态的溅镀装置是根据本发明的第7形态的溅镀装置，所述第2目标值是在所述第2工序的各成膜结果中，ITO膜的平坦度达到最高时的所述水蒸气的浓度。
本发明的第10形态的溅镀方法是使用一装置，在所搬送的基材的主面使氧化铟锡(IndiumTin Oxide，ITO)膜溅镀成膜，所述装置包括在内部形成处理空间的真空腔室、及在所述处理空间内执行等离子体处理的至少一个等离子体处理部，所述溅镀方法的特征在于，所述至少一个等离子体处理部各自包括：阴极对，使2个旋转阴极在所述处理空间内隔着一定距离相向配置而成，所述2个旋转阴极为圆筒状且外周面由包含铟(In)、锡(Sn)及氧(O)的靶材料所被覆；2个磁场形成部，在所述外周面中的自身附近形成磁场；以及至少一个低电感天线(Low Inductance Antenna，LIA)，在所述处理空间中的包含形成有所述磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体，并且所述方法包括：溅镀气体供给工序，向所述处理空间供给溅镀气体；反应性气体供给工序，向所述处理空间供给反应性气体；旋转工序，使各旋转阴极绕各自的中心轴线旋转；溅镀电力供给工序，对所述各旋转阴极供给1.5kW/m以下的溅镀电力；高频电力供给工序，对所述至少一个LIA供给高频电力；以及搬送工序，沿着搬送路径面来搬送所述基材，所述搬送路径面包含与所述至少一个等离子体处理部相向的至少一个被成膜部位。
本发明的第11形态的溅镀方法是根据本发明的第10形态的溅镀方法，所述溅镀电力供给工序对所述各旋转阴极供给1.0kW/m以下的溅镀电力。
本发明的第12形态的溅镀方法是根据本发明的第11形态的溅镀方法，所述溅镀电力供给工序对所述各旋转阴极供给0.5kW/m以上的溅镀电力。
本发明的第13形态的溅镀方法是根据本发明的第10形态的溅镀方法，还包括：加热工序，将所述基材加热至200℃以上。
本发明的第14形态的溅镀方法是根据本发明的第10形态的溅镀方法，所述ITO膜被用作有机EL元件的阳极。
本发明的第15形态的溅镀方法是根据本发明的第10形态至第14形态中任一形态的溅镀方法，还包括：第1测定工序，对所述真空腔室内的所述反应性气体的浓度进行测定；水蒸气供给工序，向所述处理空间供给水蒸气；以及第2测定工序，对所述真空腔室内的所述水蒸气的浓度进行测定，并且在所述反应性气体供给工序中，基于所述第1测定部的测定结果来对所述反应性气体的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值，在所述水蒸气供给工序中，基于所述第2测定部的测定结果来对所述水蒸气的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
本发明的第16形态的溅镀方法是根据本发明的第15形态的溅镀方法，作为对所述第1目标值及所述第2目标值进行设定的准备工序，包括：第1工序，基于在所述反应性气体的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的ITO膜的电阻率变得小于第1阈值时的所述反应性气体的浓度设定为所述第1目标值；以及第2工序，基于在将所述反应性气体的浓度设为所述第1目标值的反馈控制下且在所述水蒸气的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的ITO膜的平坦度变得高于第2阈值时的所述水蒸气的浓度设定为所述第2目标值。
本发明的第17形态的溅镀方法是根据本发明的第16形态的溅镀方法，所述第1目标值是在所述第1工序的各成膜结果中，ITO膜的电阻率达到最小时的所述反应性气体的浓度。
本发明的第18形态的溅镀方法是根据本发明的第16形态的溅镀方法，所述第2目标值是在所述第2工序的各成膜结果中，ITO膜的平坦度达到最高时的所述水蒸气的浓度。
[发明的效果]
本发明中，使用旋转(rotary)型的磁控(magnetron)阴极对。旋转型的磁控阴极对与平面(planar)型的磁控阴极相比，在成膜处理的过程中，难以产生结粒(nodule)。因此，本发明中，难以产生因结粒的产生引起的各种问题(ITO膜的电阻率变高、伴随发弧(arcing)产生而在ITO膜中产生颗粒(particle)等的问题)。
而且，本发明中，LIA(Low Inductance Antenna：EMD股份有限公司的注册商标)在处理空间中的包含由磁场形成部形成有磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体。由此，由LIA产生的感应耦合等离子体有助于借助磁控阴极对的溅镀处理。因此，成膜速度提高，且能够使电阻率更低的ITO膜成膜，因而较为理想。
而且，本发明中，对旋转型的磁控阴极对所供给的溅镀电力为1.5kW/m以下。因此，在有LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度比在无LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度要高。其结果，本发明中，能够形成高平坦度的ITO膜，因而较为理想。而且，ITO膜的电阻率成为120μΩcm以下的低电阻率，因而较为理想。
附图说明
图1是表示溅镀装置的结构例的剖面示意图。
图2是表示等离子体处理部的周边的剖面示意图。
图3是表示感应耦合天线的侧面图。
图4是表示等离子体处理部的周边的立体图。
图5是表示溅镀电力与ITO膜的电阻率的关系的图。
图6是将在有LIA辅助溅镀处理的形态下供给5种溅镀电力时、与在无LIA辅助溅镀处理的形态下供给5种溅镀电力时的、ITO膜表面放大表示的图。
图7是表示ITO膜的堆积厚度与载流子(carrier)密度的关系、ITO膜的堆积厚度与霍尔(Hall)迁移率的关系、及ITO膜的堆积厚度与电阻率的关系的图。
图8是表示对旋转型的磁控阴极对所供给的直流溅镀电力与ITO膜表面的平坦度的关系的图。
图9是表示加热部对基材的加热温度与ITO膜表面的平坦度的关系的图。
图10是表示第2实施方式的溅镀装置的结构例的剖面示意图。
图11是表示ITO膜的电阻率及ITO膜表面的平坦度与处理空间内的各气体的浓度的关系的图。
符号的说明
1、1A：溅镀装置
2、3：中心轴线
5、6：旋转阴极
7：支撑棒
8：基底构件
9、10：密封轴承
11：喷出口
12、514：喷嘴
13：探针
14：分光器
16：靶
18：测定部
19：旋转部
21、22：磁铁单元
23a：中央磁铁
23b：周边磁铁
25：磁轭
27：固定构件
30：搬送机构
31：搬送辊
40：加热部
50：等离子体处理部
60：罩筒
90：载体
91：基材
100：腔室
151：感应耦合天线
152：保护构件
153：高频电源
154：匹配电路
160、161：闸
163：溅镀用电源
170：高真空排气系统
190、190A：控制部
510：溅镀气体供给部
511：溅镀气体供给源
512、522、532：配管
513、523、533：阀
520：反应性气体供给部
521：反应性气体供给源
530：水蒸气供给部
531：水蒸气供给源
L：搬送路径面
P：被成膜部位
V：处理空间
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。附图中，对于具有同样的结构及功能的部分标注相同的符号，并省略重复说明。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的一例，并非是限定本发明的技术范围的事例。而且，在附图中，有时为了便于理解而将各部的尺寸或数量夸大或简化图示。而且，附图中，有时为了说明方向而附有XYZ正交坐标轴。坐标轴中的+Z方向为铅垂上方向，XY平面为水平面。
<1实施方式>
<1.1溅镀装置1的整体结构>
图1是示意性地表示溅镀装置1的概略结构的剖面示意图。图2是表示等离子体处理部50及其周边的剖面示意图。图3是表示等离子体处理部50的感应耦合天线151的示例的侧面图。而且，图4是表示等离子体处理部50及其周边的立体图。
溅镀装置1是在所搬送的基材91的主面溅镀形成ITO膜的装置。基材91例如包含玻璃(glass)基板等。
溅镀装置1包括：腔室100(真空腔室)、配置于其内部的等离子体处理部50、搬送基材91的搬送机构30、以及对溅镀装置1的各部进行统一控制的控制部190。腔室100是呈长方体形状的外形的中空构件。腔室100是以其底板的上表面呈水平姿势的方式而配置。而且，X轴及Y轴各自为与腔室100的侧壁平行的轴。
溅镀装置1还包括罩筒(chimney)60，该罩筒60是以围绕等离子体处理部50周围的方式而配置的筒状的遮蔽构件。罩筒60具有：作为遮罩(shield)的功能，限制由等离子体处理部50产生的等离子体范围及从靶溅射的溅射粒子的飞散范围；以及环境阻隔功能，将罩筒内部的环境与外部阻隔。处理空间V是由罩筒60所分隔而包围等离子体处理部50的空间。因此，腔室100在内部具有处理空间V。
在腔室100内，水平的搬送路径面L被规定为罩筒60的上方。搬送路径面L的延伸方向为X轴方向，基材91沿着X轴方向被被搬送。
而且，溅镀装置1包括对在腔室100内被搬送的基材91进行加热的板状的加热部40。加热部40例如包含配置在搬送路径面L上侧的护套加热器(sheath heater)。
在腔室100中的搬送路径面L的-X侧的端部，设置有用于将基材91搬入腔室100内的闸(gate)160。另一方面，在腔室100中的搬送路径面L的+X侧的端部，设置有用于将基材91搬出腔室100外的闸161。而且，在腔室100的X方向两端部，以加载互锁腔室(load lockchamber)或卸载互锁腔室(unload lock chamber)等其他腔室的开口部能够保持气密的形态连接的方式构成。各闸160、161是可切换开闭地构成。
而且，在腔室100连接有高真空排气系统170，能够将腔室100的内部空间减压至真空状态。高真空排气系统170例如包括分别省略图示的真空泵(pump)、排气配管及排气阀(valve)。排气配管的其中一端连接于真空泵，另一端连通连接至腔室100的内部空间。而且，排气阀被设置在排气配管的路径中途。具体而言，排气阀是能够对流经排气配管的气体的流量进行自动调整的阀。该结构中，在真空泵工作的状态下，当排气阀开放时，对腔室100的内部空间进行排气。高真空排气系统170由控制部190予以控制，以将处理空间V内的压力保持为规定的工艺压力(process pressure)。
搬送机构30是在腔室100的内部包含多对搬送辊(rollor)31及驱动部(省略图示)而构成，所述多对搬送辊是在Y方向夹着搬送路径面L而相向配置，所述驱动部驱动所述多对搬送辊同步旋转。搬送辊31沿着搬送路径面L的延伸方向即X方向而设有多对。另外，图1中，描绘了2对搬送辊31的位于图示跟前侧(-Y侧)的2个辊。
基材91通过设置在载体90下表面的省略图示的爪状构件等，而可装卸地保持于载体90之下。载体90包含板状的托架(tray)等。另外，载体90中的基材91的保持形态除了本实施方式的形态以外，还可采用各种形态。例如，也可为如下形态：通过将基材91嵌入具有沿上下方向贯穿的中空部的板状托架的该中空部，从而以使基材91的下表面可成膜的状态来保持该基材91。
当配设有基材91的载体90经过闸160而被导入腔室100内时，各搬送辊31从下方抵接至该载体90的端缘(±Y侧的端缘)附近。并且，通过驱动部(省略图示)使各搬送辊31同步旋转，而沿著搬送路徑面L搬送载体90及由载体90所保持的基材91被搬送。本实施方式中，对各搬送辊31能够绕顺时针方向及逆时针方向这两个方向旋转，而沿双方向(±X方向)搬送载体90及由载体90所保持的基材91被搬送的形态进行说明。搬送路径面L包含与等离子体处理部50相向的被成膜部位P。因此，对于由搬送机构30所搬送的基材91的主面中的配设于被成膜部位P的部位进行成膜处理。
溅镀装置1包括：溅镀气体供给部510，向处理空间V供给作为惰性气体的氩气等溅镀气体；以及反应性气体供给部520，向处理空间V供给氧气等反应性气体。由此，在处理空间V内，形成溅镀气体与氧等反应性气体的混合环境。
具体而言，溅镀气体供给部510例如包括溅镀气体的供给源即溅镀气体供给源511及配管512。配管512的其中一端与溅镀气体供给源511连接，另一端连接于与处理空间V连通的各喷嘴(nozzle)514。而且，在配管512的路径中途，设置有阀513。阀513在控制部190的控制下，对供给至处理空间V的溅镀气体的量进行调整。阀513优选为能够对流经配管的气体的流量进行自动调整的阀，具体而言，例如优选包含质量流量(mass flow)控制器等而构成。
具体而言，反应性气体供给部520例如包括反应性气体的供给源即反应性气体供给源521及配管522。配管522的其中一端与反应性气体供给源521连接，另一端分支为多个(图4的示例中为6个)并与设置在处理空间V内的多个喷嘴12(图4的示例中为在+X侧与-X侧分别各有3个的共计6个喷嘴12)连接。在配管522的路径中途，设置有阀523。阀523在控制部190的控制下，对供给至处理空间V的反应性气体的量进行调整。
各喷嘴12是在处理空间V中的+Z侧的区域内以沿Y方向延伸的方式而设置。配管522的各另一端与各喷嘴12的X方向两端面中的外侧的各端面相连接。在各喷嘴12中，形成有各流路，所述各流路在所述各端面开口并与配管522的另一端连接，并且在喷嘴内部分支成多条。各流路的前端到达喷嘴12的X方向两端面中的内侧的各端面而开口，在该各端面形成有多个喷出口11。
在-X侧的各喷嘴12的下方，设置有光纤(optical fiber)的探针(probe)13。而且，设置有分光器14，该分光器14能够对入射至探针13的等离子体发光的分光强度进行测定。分光器14是与控制部190电连接，分光器14的测定值被提供给控制部190。控制部190基于分光器14的输出，通过等离子体放射监控(Plasma Emission Monitor，PEM)法来控制阀523，由此，对从反应性气体供给部520供给至腔室100内的反应性气体的导入量进行控制。阀523优选为能够对流经配管的气体的流量进行自动调整的阀，例如优选包含质量流量控制器等而构成。
溅镀装置1所包括的各构成要素是与溅镀装置1所包括的控制部190电连接，所述各构成要素由控制部190予以控制。具体而言，控制部190例如包含一般的FA计算机，该FA计算机是由进行各种运算处理的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、存储程序(program)等的只读存储器(Read Only Memory，ROM)、成为运算处理的作业区域的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、存储程序或各种数据文件(data file)等的硬盘(hard disk)、具有经由局域网络(Local Area Network，LAN)等进行数据通信的功能的数据通信部等通过总线线路(bus line)等彼此连接而成。而且，控制部190与进行各种显示的显示器、包含键盘(keyboard)及鼠标(mouse)等的输入部等相连接。在溅镀装置1中，在控制部190的控制下进行溅镀处理。
<1.2等离子体处理部50>
以下，对在处理空间V内执行等离子体处理的等离子体处理部50进行详细说明。
等离子体处理部50包括：2个旋转阴极5、6；使2个旋转阴极5、6绕各自的中心轴线旋转的2个旋转部19；以及被分别收容在2个旋转阴极5、6内部的2个磁铁单元21、22(磁场形成部)。
旋转阴极5、6是在处理空间V内，在X方向隔着一定距离而相向配置，构成为阴极对。通过如此般并列设置旋转阴极5、6，自由基(radical)能够更加集中于基材91上的被成膜部位P而提高成膜的膜质。
而且，等离子体处理部50还包括：溅镀用电源163(溅镀电力供给部件)，分别对2个旋转阴极5、6供给溅镀电力；多个感应耦合天线151；以及高频电源153(高频电力供给部件)，对各感应耦合天线151供给高频电力。
磁铁单元21(22)在旋转阴极5(6)的外周面中的自身附近形成磁场(静磁场)。各感应耦合天线151是如下所述的LIA，即：在处理空间V中的包含由磁铁单元21、22形成有磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体。另外，该感应耦合等离子体是电子的空间密度为3×1010个/cm3以上的高密度等离子体。
旋转阴极5(6)包含：筒状的基底(base)构件8，在水平面内沿垂直于搬送方向的Y方向延伸设置；以及筒状的靶16，被覆基底构件8的外周。基底构件8为导电体，作为靶16的材料，使用包含ITO成膜用的铟(In)、锡(Sn)及氧(O)的材料。另外，旋转阴极5(6)也可不含基底构件8，而包含圆筒状的靶16。靶16的形成例如通过下述方法等来进行，即，对靶材料的粉末进行压缩成型而形成为筒状，随后插入基底构件8并进行钎焊。
本说明书中，在一体地表达并列设置的旋转阴极5、6及配设在各自内部的磁铁单元21、22时，称作磁控阴极对。
各基底构件8在中心轴线2(3)方向的两端部分别由中央部设有圆状开口的盖部予以封堵。旋转阴极5(6)在中心轴线2(3)方向的长度例如被设定为1,400mm，直径例如被设定为150mm。
等离子体处理部50还包括2对密封轴承(seal bearing)9、10以及2个圆筒状的支撑棒7。各对密封轴承9、10是在旋转阴极5(6)的长边方向(Y方向)上夹着旋转阴极5(6)而设置。密封轴承9、10分别包括从腔室100的底板的上表面竖立设置的台部、以及设置在台部上部的大致圆筒状的圆筒部。
各支撑棒7的其中一端轴支撑于密封轴承9的圆筒部，另一端轴支撑于密封轴承10的圆筒部。各支撑棒7从基底构件8的其中一端的盖部的开口插入旋转阴极5(6)内，沿着中心轴线2(3)贯穿旋转阴极5(6)，并从基底构件8的另一端的盖部的开口伸出旋转阴极5(6)外。
磁铁单元21(22)包含：由透磁钢等磁性材料形成的磁轭(yoke)25(支撑板)、及设置在磁轭25上的多个磁铁(后述的中央磁铁23a、周边磁铁23b)。
磁轭25为平板状的构件，且与旋转阴极5(6)的内周面相向地沿旋转阴极5的长边方向(Y方向)延伸。在与旋转阴极5、6的内周面相向的磁轭25的表面上，在沿着磁轭25的长边方向的中心线上配置有沿磁轭25的长边方向延伸的中央磁铁23a。在磁轭25表面的外缘部，进而设置有包围中央磁铁23a周围的环状(无接头状)的周边磁铁23b。中央磁铁23a、周边磁铁23b例如包含永磁铁。
中央磁铁23a与周边磁铁23b各自在靶16侧的极性彼此不同。而且，2个磁铁单元21、22各自的极性是相辅地构成。例如，在磁铁单元21中，靶16侧的中央磁铁23a的极性为N极而周边磁铁23b的极性为S极，另一方面，在磁铁单元22中，靶16侧的中央磁铁23a的极性为S极而周边磁铁23b的极性为N极。
固定构件27的其中一端被接合于磁轭25的背面。固定构件27的另一端被接合于支撑棒7。由此，磁铁单元21、22连结于支撑棒7。本实施方式中，构成磁控阴极对的磁铁单元21、22在从彼此相对的位置朝靠近被成膜部位P的+Z方向仅旋转了规定角度的状态下受到固定。因此，在旋转阴极5、6之间且被成膜部位P侧的空间，通过磁铁单元21、22间形成相对较强的静磁场。
在各密封轴承9的台部，设置有旋转部19，该旋转部19包括马达、及传递马达的旋转的齿轮(gear)(分别省略图示)。而且，在旋转阴极5、6的基底构件8在+Y侧的盖部的开口部的周围，设置有与各旋转部19的齿轮啮合的齿轮(省略图示)。
各旋转部19通过马达的旋转，使旋转阴极5(6)以中心轴线2(3)为中心而旋转。更详细而言，旋转部19使旋转阴极5、6绕中心轴线2、3彼此反向地旋转，以使旋转阴极5、6各自的外周面中的彼此相向的部分从感应耦合天线151侧朝向基材91侧分别移动。旋转速度例如被设定为10转/分钟～20转/分钟，在成膜处理的期间内，以所述的旋转速度及旋转方向进行定速旋转。而且，旋转阴极5、6使冷却水经由密封轴承10及支撑棒7而在内部进行循环等，从而受到适当冷却。
连接于溅镀用电源163的电线分支成2根并被导至旋转阴极5、6的各密封轴承10内。在各电线的前端，设置有与旋转阴极5、6的基底构件8在-Y侧的盖部接触的电刷(brush)。溅镀用电源163经由该电刷来对基底构件8供给溅镀电力。本实施方式中，溅镀用电源163对旋转阴极5、6供给负电位的直流电力。除此以外，例如也可为下述形态，即，溅镀用电源163对旋转阴极5、6供给彼此反相位的交流溅镀电力，还可为下述形态，即，溅镀用电源163对旋转阴极5、6供给包含负电位与正电位的脉冲(pulse)状的电力。
当对各基底构件8(甚而对各靶16)供给溅镀电力时，在处理空间V的各靶16的表面生成溅镀气体的等离子体。该等离子体通过磁铁单元21、22所形成的静磁场，而被高密度地封闭在旋转阴极5、6间且被成膜部位P侧的空间。本说明书中，将如此般通过磁场封闭效果而高密度化的等离子体称作磁控等离子体。在如本实施方式般由磁控阴极对生成磁控等离子体的形态下，比起由1个磁控阴极生成磁控等离子体的情况，等离子体得以高密度化。因此，从提高成膜速率(rate)的观点考虑，本实施方式的形态较为理想。
多个感应耦合天线151是在腔室100的底板中的旋转阴极5、6之间的部分，隔开间隔而沿着旋转阴极5、6的长边方向(Y方向)配设成一列。另外，图4的示例中，对感应耦合天线151的个数为5个的情况进行了说明，但其个数可根据旋转阴极5(6)的长度来适当变更。
各感应耦合天线151是由包含石英玻璃等的介电质的保护构件152予以覆盖，并贯穿腔室100的底板而设。而且，在各感应耦合天线151的±X侧，分别设置有一对喷嘴514，这一对喷嘴514将从溅镀气体供给源511所供给的溅镀气体导入处理空间V内。
各感应耦合天线151例如图3所示，是将金属制的管(pipe)状导体弯曲成U字形而成的，且在使“U”字上下反向的状态下贯穿腔室100的底板而设置在处理空间V的内部。感应耦合天线151使冷却水在内部进行循环等，从而受到适当冷却。
各感应耦合天线151的其中一端经由匹配电路154而电连接于高频电源153。而且，各感应耦合天线151的另一端接地。高频电源153对各感应耦合天线151供给高频电力，以在处理空间V内产生感应耦合等离子体。
在该结构中，当从高频电源153对感应耦合天线151供给高频电力时，在感应耦合天线151的周围产生高频感应磁场，从而在处理空间V产生溅镀气体与反应性气体各自的感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)。
各感应耦合天线151在处理空间V中的包含由磁铁单元21、22形成有磁场的部分的空间，产生感应耦合等离子体。其结果，由磁控阴极对所产生的磁控等离子体与由感应耦合天线151所产生的感应耦合等离子体彼此重合，形成混合等离子体。感应耦合天线151所产生的高密度的感应耦合等离子体也与由磁铁单元21、22在旋转阴极5、6的外周面附近形成的磁场所产生的磁控等离子体一同有助于靶16的溅镀。
在如此般使感应耦合等离子体有助于溅镀的情况下，与无感应耦合等离子体帮助的情况相比，即使对旋转阴极5、6供给的溅镀电力的大小相同，也能够降低溅镀电压(能够降低阻抗(impedance))。由此，从靶16飞散的反跳氩或负离子对基材91的被成膜面造成的损伤(damage)下降，能以高成膜速率执行成膜处理。
如上所述，感应耦合天线151呈U字形状。此种U字形状的感应耦合天线151相当于匝数不足一圈的感应耦合天线，相较于匝数为一圈以上的感应耦合天线，电感(inductance)较低。因此，在感应耦合天线151的两端产生的高频电压降低，伴随向生成的等离子体的静电耦合而产生的等离子体电位的高频摆动得以抑制。因此，伴随向对地电位的等离子体电位摆动而产生的过剩的电子损失得以降低，等离子体电位被抑制得特别低。由此，能够降低对基材91上的损伤。
以上说明的溅镀装置1是向腔室100的处理空间V导入溅镀气体与反应性气体，对被覆旋转阴极5、6外周的ITO的靶16进行溅镀，从而在与该靶16相向的基材91上使ITO膜成膜。
<1.3成膜处理>
成膜处理中，首先，溅镀气体供给部510向处理空间V供给作为惰性气体的氩气等溅镀气体(溅镀气体供给工序)。
而且，反应性气体供给部520向处理空间V供给氧气等反应性气体(反应性气体供给工序)。由此，在处理空间V，形成溅镀气体与反应性气体的混合环境。
各旋转部19通过马达的旋转，使旋转阴极5、6绕各自的中心轴线2、3旋转(旋转工序)。更详细而言，旋转部19使旋转阴极5、6绕中心轴线2、3彼此反向地旋转，以使旋转阴极5、6各自的外周面中的彼此相向的部分从感应耦合天线151侧朝向基材91侧分别移动。
溅镀用电源163对旋转阴极5、6供给1.5kW/m以下的溅镀电力(溅镀电力供给工序)。该溅镀电力例如为0.6kW/m的电力。此处，kW/m是旋转阴极5、6中的溅镀电力的单位，是指对卷绕在旋转阴极5、6外周的靶16的轴方向的每1米长度所施加的瓦特数(wattage)。通过对旋转阴极5、6供给溅镀电力，从而生成磁控等离子体。
高频电源153对各感应耦合天线151供给高频电力(高频电力供给工序)。该高频电力例如为频率13.56MHz的电力。由此，生成感应耦合等离子体。并且，在旋转阴极5、6间且被成膜部位P侧的空间，形成磁控等离子体与感应耦合等离子体的混合等离子体。
搬送机构30沿着搬送路径面L来搬送基材91(搬送工序)。更具体而言，搬送机构30使基材91沿着搬送路径面L而在±X方向移动，以使基材91多次通过被成膜部位P。
而且，加热部40对所搬送的基材91进行加热(加热工序)。加热部40例如将基材91加热至300℃。若基材91的加热温度为200℃以上，则可对基材91以低电阻率来使ITO膜结晶成膜。
其结果，在所搬送的基材91的-Z侧的主面，从旋转阴极5、6的靶16溅镀的ITO粒子结晶并堆积，从而形成ITO膜。该ITO膜例如被用作有机EL元件的阳极。
<1.4ITO膜的电阻率及平坦度>
图5是表示溅镀电力与所生成的ITO膜的电阻率的关系的图。图示上侧的横轴即“平面DC-偏压电力(Planar DC-Bias power)”表示对平面型的磁控阴极施加的直流溅镀电力值。图示下侧的横轴即“旋转DC-偏压电力(Rotary DC-Bias power)”表示对旋转型的磁控阴极对施加的直流溅镀电力值。图中的纵轴即“最低电阻率(Bottom Resistivity)”表示在成膜处理中获得的ITO膜的最低电阻率。
图中的白方框是磁控阴极为平面型且无LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图(plot)。图中的黑方框是磁控阴极为平面型且有LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图。图中的白圆圈是磁控阴极对为旋转型且无LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图。图中的黑圆圈是磁控阴极对为旋转型且有LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图。此处，“有LIA辅助溅镀处理”，是指如本实施方式般，由LIA产生的感应耦合等离子体有助于通过磁控阴极对进行的溅镀处理。
另外，在绘制图5的图表时的各处理条件中，对平面型磁控阴极的溅镀电力为2.0W/cm2时的ITO膜的成膜速度与对旋转型磁控阴极对的溅镀电力为1.4kW/m时的ITO膜的成膜速度大致相同。因此，在图5中，将溅镀电力2.0W/cm2的横轴位置与溅镀电力1.4kW/m的横轴位置设为大致相同的位置关系。
对图5中的方框与圆圈进行比较可知的是，当将成膜速度设为大致相同时，利用旋转型的磁控阴极对所形成的ITO膜与利用平面型的磁控阴极所形成的ITO膜相比，为低电阻率。旋转型的磁控阴极对与平面型的磁控阴极相比，磁控等离子体为高密度，进而，ITO靶的侵蚀(erosion)更为均匀地进行。由此，旋转型的磁控阴极对与平面型的磁控阴极对相比，在成膜处理的过程中，在成膜面上Sn离子的活化得以促进(Sn的掺杂(doping)效率提高)，从而难以在靶面上产生结粒。Sn的掺杂效率提高有助于降低所形成的ITO膜的电阻率。结粒的存在是所形成的ITO膜的电阻率变高的原因。因此，通过使用旋转型的磁控阴极对，可稳定地形成电阻率低的ITO膜。而且，结粒的存在是产生发弧的原因，因此通过使用旋转型的磁控阴极对，可抑制伴随发弧而在ITO膜中产生颗粒的现象。
本实施方式中，使用了包含旋转阴极5、6的旋转型的磁控阴极对，因此能够稳定地形成电阻率更低且低颗粒数的ITO膜，因而较为理想。
而且，根据图5中的黑圆圈的推移可知的是，在溅镀电力为0.8kW/m～3.0kW/m的范围内，随着溅镀电力变小，电阻率变低，在溅镀电力为0.5kW/m～0.8kW/m的范围内，溅镀电力变得大致固定。因此，关于ITO膜的电阻率而言，在0.8kW/m～3.0kW/m的范围内，溅镀电力越小越理想，在0.5kW/m～0.8kW/m的范围内，任何溅镀电力均理想。
另外，尽管在图5中有所省略，但当溅镀电力小于0.5kW/m时，会因成膜速度的下降而导致所形成的ITO膜内的杂质比率提高，或者会伴随磁控等离子体密度的下降而造成Sn离子的活化率下降，由此导致ITO膜的电阻率上升。因此，关于ITO膜的成膜速度及电阻率而言，溅镀电力理想的是0.5kW/m以上。
对ITO膜要求的电阻率低的程度根据使用该ITO膜的制品而不同，作为一例，若对ITO膜要求的电阻率为120μΩcm(微欧姆厘米(microhm centimeter))以下，则较为理想。因此，根据图5可知的是，只要溅镀电力为2.1kW/m以下，ITO膜的电阻率便会达到120μΩcm以下的低电阻率，因而较为理想。
本实施方式是有LIA辅助溅镀处理的形态，且对旋转型的磁控阴极对所供给的溅镀电力为0.6kW/m。因此，本实施方式中，能够形成电阻率足够低的ITO膜，因而较为理想。
图6是将在有LIA辅助溅镀处理的形态下供给5种溅镀电力时、与在无LIA辅助溅镀处理的形态下供给5种溅镀电力时的、ITO膜表面放大表示的图。而且，图6中，对于合计10种的情况分别示出电阻率(Res.)、平均粗糙度(Ra)及最大粗糙度(Rmax)。另外，对于平均粗糙度及最大粗糙度，将在后文配合图8进行详细说明。
图7是表示ITO膜的堆积厚度与载流子密度的关系、ITO膜的堆积厚度与霍尔迁移率的关系、及ITO膜的堆积厚度与电阻率的关系的图。图中的横轴即“堆积厚度(Depositionthickness)”表示ITO膜的堆积厚度。图示右侧的纵轴即“载流子密度(Carrier density)”表示ITO膜的载流子密度。图示左侧的纵轴即“霍尔迁移率(Hall Mobility)”表示ITO膜的霍尔迁移率。图示左侧的纵轴即“电阻率(Resistivity)”表示ITO膜的电阻率。
图中的白方框是无LIA辅助溅镀处理时的载流子密度的曲线图。图中的黑方框是有LIA辅助溅镀处理时的载流子密度的曲线图。图中的白圆圈是无LIA辅助溅镀处理时的霍尔迁移率的曲线图。图中的黑圆圈是有LIA辅助溅镀处理时的霍尔迁移率的曲线图。图中的白三角形是无LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图。图中的黑三角形是有LIA辅助溅镀处理时的电阻率的曲线图。
对图7中的白方框与黑方框进行比较可知的是，有LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的载流子密度大于无LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的载流子密度。
对图7中的白圆圈与黑圆圈进行比较可知的是，有LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的霍尔迁移率与无LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的霍尔迁移率大致相同。严格来讲，有LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的霍尔迁移率比无LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的霍尔迁移率稍小。
由于载流子密度及霍尔迁移率之积与电阻率成反比，因此对图7中的白三角与黑三角进行比较可知的是，有LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的电阻率低于无LIA辅助溅镀处理时的ITO膜的电阻率。而且，在对图5中的黑方框与白方框进行比较时、及对图5中的黑圆圈与白圆圈进行比较时，也可得知下述效果，即，通过LIA来辅助溅镀处理，从而ITO膜的电阻率变低。
本实施方式中，由于有感应耦合天线151(LIA)辅助溅镀处理，因此能够形成电阻率更低的ITO膜，因而较为理想。
图8是表示对旋转型的磁控阴极对所供给的直流溅镀电力与5μm以内的ITO膜表面的平坦度的关系的图。图中的横轴即“DC偏压电力(DC-Bias power)”表示对旋转型的磁控阴极对所供给的直流溅镀电力。图示右侧的纵轴即“Rmax”表示ITO膜表面的最大粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向为最高的位置(峰)与最低的位置(谷)的高低差。图示左侧的纵轴即“Ra”表示ITO膜表面的平均粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向而从基准高度所见的偏离量的平均值。最大粗糙度及平均粗糙度越小，则ITO膜的平坦度越高。即，本说明书中，“ITO膜的平坦度高”是指ITO膜的最大粗糙度及平均粗糙度小，“ITO膜的平坦度低”是指ITO膜的最大粗糙度及平均粗糙度大。
图中的白方框是无LIA辅助溅镀处理的形态下的最大粗糙度的曲线图。图中的黑方框是有LIA辅助溅镀处理的形态下的最大粗糙度的曲线图。图中的白圆圈是无LIA辅助溅镀处理的形态下的平均粗糙度的曲线图。图中的黑圆圈是有LIA辅助溅镀处理的形态下的平均粗糙度的曲线图。
对图8中的白方框与黑方框进行比较可知的是，当溅镀电力大于1.5kW/m时，有LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的最大粗糙度大于无LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的最大粗糙度。另一方面，当溅镀电力为1.5kW/m以下时，有LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的最大粗糙度小于无LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的最大粗糙度。
对图8中的白圆圈与黑圆圈进行比较可知的是，当溅镀电力大于1.5kW/m时，有LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的平均粗糙度大于无LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的平均粗糙度。另一方面，当溅镀电力为1.5kW/m以下时，有LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的平均粗糙度小于无LIA辅助溅镀处理的形态下的ITO膜的平均粗糙度。
如此，当对旋转型的磁控阴极对所供给的溅镀电力为1.5kW/m以下时，在有LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度比在无LIA辅助溅镀处理的形态下所形成的ITO膜的平坦度高。因此，若溅镀电力为1.5kW/m以下，则较为理想。
对ITO膜要求的平坦度高的程度根据使用该ITO膜的制品而不同，作为一例，若对ITO膜要求的平均粗糙度为1.5nm(纳米(nano meter))以下，则较为理想。因此，根据图8可知的是，只要溅镀电力为1.3kW/m以下，ITO膜的平均粗糙度便会达到1.5nm以下的高平坦度，因而较为理想。
本实施方式是有LIA辅助溅镀处理的形态，且对旋转型的磁控阴极对所供给的溅镀电力为0.6kW/m。因此，本实施方式中，能够形成最大粗糙度及平均粗糙度足够小(即，平坦度足够高)的ITO膜，因而较为理想。
图9是表示在使用旋转型的磁控阴极对进行ITO膜的成膜处理的情况下，加热部40对基材91的加热温度与ITO膜表面的平坦度的关系的图。图中的横轴即“基板堆积温度(Substratedepo.Temp)”表示形成ITO膜的基材91的温度。图示右侧的纵轴即“Rmax”为ITO膜表面的最大粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向为最高的位置(峰)与最低的位置(谷)的高低差。图示左侧的纵轴即“Ra”为ITO膜表面的平均粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向而从基准高度所见的偏离量的平均值。
图中的黑方框是有LIA辅助溅镀处理的形态下的最大粗糙度的曲线图。图中的黑圆圈是有LIA辅助溅镀处理的形态下的平均粗糙度的曲线图。
根据图9中的黑方框的推移可知的是，在加热温度为230℃～300℃的范围内，随着温度变高，最大粗糙度变小，在加热温度为300℃～330℃的范围内，最大粗糙度变得大致固定。因此，关于ITO膜表面的最大粗糙度而言，在230℃～300℃的范围内，温度越高越理想，在300℃～330℃的范围内，任何温度均理想。
本实施方式为使用旋转型的磁控阴极对且有LIA辅助溅镀处理的形态，加热部40对基材91的加热温度为300℃。因此，本实施方式中，可形成最大粗糙度足够低的ITO膜，因而较为理想。
<2第2实施方式>
<2.1溅镀装置1A的整体结构>
图10是表示第2实施方式的溅镀装置1A的结构例的剖面示意图。以下，对第2实施方式的溅镀装置1A进行说明，但对于与第1实施方式的溅镀装置1相同的要素标注相同的符号并省略重复说明。
第2实施方式的溅镀装置1A除了第1实施方式的溅镀装置1的各结构以外，还包括：水蒸气供给部530，对处理空间V供给水蒸气；以及测定部18，可对处理空间V内的反应性气体的浓度(本实施方式中为氧浓度)及水蒸气的浓度(水分浓度)进行测定。而且，溅镀装置1A包括控制部190A来代替溅镀装置1的控制部190，该控制部190A可与包含水蒸气供给部530及测定部18的溅镀装置1A的各部进行通信。以下，主要对溅镀装置1与溅镀装置1A的不同点进行说明。
水蒸气供给部530例如包括水蒸气的供给源即水蒸气供给源531及配管532。配管532的其中一端与水蒸气供给源531连接，另一端与反应性气体供给部520的配管522连接。而且，在配管532的路径中途，设置有阀533。阀533在控制部190A的控制下，对供给至处理空间V的水蒸气的量进行调整。阀533优选为能够对流经配管的气体的流量进行自动调整的阀，具体而言，例如优选包含质量流量控制器等而构成。
从水蒸气供给源531所供给的水蒸气及从反应性气体供给源521所供给的反应性气体在配管内汇流，并从多个喷嘴12放出至处理空间V内。如此，水蒸气及反应性气体通过共用的路径放出至处理空间V内，由此，处理空间V内的水蒸气及反应性气体的分布变得更加均匀。
测定部18包含四极质谱仪(quadrupole mass spectroscope)，可对处理空间V内的气体的总压或各气体的分压进行测定。因此，测定部18包括：作为第1测定部的功能，通过对处理空间V中的总压及反应性气体的分压进行测定，从而对处理空间V内的反应性气体的浓度进行测定；以及作为第2测定部的功能，通过对处理空间V中的总压及水蒸气的分压进行测定，从而对处理空间V内的水蒸气的浓度进行测定。此处，气体的浓度是以相对于处理空间V中的总压的、该气体的分压比来表示。
控制部190A基于测定部18的测定结果来对反应性气体供给部520的阀523进行反馈控制，以使溅镀成膜中的反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值。而且，控制部190A基于测定部18的测定结果来对水蒸气供给部530的阀533进行反馈控制，以使溅镀成膜中的水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
在溅镀成膜的期间内，测定部18以固定周期(例如以4秒的间隔)来进行多次测定，每当获得来自测定部18的测定结果时，控制部190A向反应性气体供给部520及水蒸气供给部530发出控制信号。由此，实现所述的反馈控制。
<2.2溅镀装置1A中的处理>
图11是表示在使用旋转型的磁控阴极对来进行ITO膜的成膜处理的情况下，ITO膜的电阻率及ITO膜表面的平坦度与处理空间V内的由测定部18所测定出的各气体的浓度的关系的图。图11中的横轴即“O2/总压(O2/Total pressure)”是以百分比(percent)来表示反应性气体(氧)的压力相对于处理空间V中的总压的比例。图示右侧中央的纵轴即“Ra”为所形成的ITO膜表面的平均粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向而从基准高度所见的偏离量的平均值。图示右侧上方的纵轴即“Rmax”为所形成的ITO膜表面的最大粗糙度，表示ITO膜表面中的关于厚度方向为最高的位置(峰)与最低的位置(谷)的高低差。图示左侧的纵轴即“电阻率(Resistivity)”表示所形成的ITO膜的电阻率。
图11表示下述条件下的各值，即，基材91被加热至280℃，对LIA供给1.6kW的射频(Radio Freqency，RF)电力，对磁控阴极对供给0.6kW/m的溅镀电力，处理空间V内的总压为0.5Pa。图中的白三角形是水蒸气的浓度为0.3％时的电阻率的曲线图。图中的黑三角形是水蒸气的浓度为1.0％时的电阻率的曲线图。图中的白圆圈是水蒸气的浓度为0.3％时的平均粗糙度的曲线图。图中的黑圆圈是水蒸气的浓度为1.0％时的平均粗糙度的曲线图。图中的白方框是水蒸气的浓度为0.3％时的最大粗糙度的曲线图。图中的黑方框是水蒸气的浓度为1.0％时的最大粗糙度的曲线图。
以下，参照图10及图11来说明溅镀装置1A中的处理。
在溅镀装置1A中的处理中，首先执行对第1目标值及第2目标值进行设定的准备工序(后述的第1工序及第2工序)。
第1工序中，在水蒸气的浓度为0.3％的状态下，且在反应性气体的浓度不同的条件下(例如在氧气的浓度为0.15％、0.19％、0.23％、0.25％、0.29％这5种浓度的条件下)，通过溅镀装置1A来进行溅镀成膜。对如此般获得的ITO膜的电阻率及平坦度进行调查，从而获得图11中的白三角形的各曲线图、白圆圈的各曲线图及白方框的各曲线图。
基于该各成膜结果，将所形成的ITO膜的电阻率变得小于第1阈值时的反应性气体的浓度设定为第1目标值。此时，作为ITO膜的电阻率，使用对最终制品所要求的阈值(例如电阻率为100[微欧姆厘米(micro-ohm cm)])作为第1阈值，来设定第1目标值。因此，通过经过该第1工序，实现ITO膜的低电阻率化。
以下，对将在第1工序的各成膜结果中ITO膜的电阻率达到最小时的反应性气体的浓度(0.19％)设定为第1目标值的情况进行说明。在如此般将电阻率最小化而设定第1目标值的形态中，可进一步实现ITO膜的低电阻率化。
接下来，执行准备工序中的第2工序。第2工序中，在将反应性气体的浓度设为第1目标值(0.19％)的反馈控制下，且在水蒸气的浓度不同的条件下(例如在水蒸气的浓度为0.5％、1.0％、1.5％这3种浓度的条件下)，通过溅镀装置1A来进行溅镀成膜。
基于该各成膜结果，将在反应性气体的浓度为第1目标值(0.19％)的情况下所形成的ITO膜的平坦度变得高于第2阈值时的水蒸气的浓度设定为第2目标值(1.0％)。此时，作为ITO膜的平坦度，使用对最终制品所要求的阈值(例如最大粗糙度为Rmax＝15[nm]且平均粗糙度为Ra＝1.5[nm])作为第2阈值，来设定第2目标值。因此，通过经过该第2工序，从而ITO膜成为高平坦度。另外，图11中，绘制了在第2工序中所成膜的水蒸气的各浓度(例如水蒸气的浓度为0.5％、1.0％、1.5％这3种浓度)中，反应性气体的浓度为第1目标值(0.19％)且水蒸气的浓度为第2目标值(1.0％)时的各曲线图。而且，图11中，作为用于对后述的效果进行说明的参照用曲线图，除了在第1工序及第2工序中获得的各曲线图以外，还绘制有反应性气体的浓度为0.11％且水蒸气的浓度为第2目标值(1.0％)时的各曲线图、以及反应性气体的浓度为0.27％且水蒸气的浓度为第2目标值(1.0％)时的各曲线图。
以下，对将在第2工序的各成膜结果中ITO膜的平坦度达到最高(换言之，最大粗糙度Rmax及平均粗糙度Ra达到最小)时的水蒸气的浓度(1.0％)设定为第2目标值的情况进行说明。在如此般将平坦度最大化而设定第2目标值的形态下，ITO膜进一步成为高平坦度。
<2.3成膜处理>
当准备工序结束时，对所搬送的多个基材91依序进行成膜处理。
在成膜处理中，首先，溅镀气体供给部510向处理空间V供给作为惰性气体的氩气等溅镀气体(溅镀气体供给工序)。而且，反应性气体供给部520向处理空间V供给氧气等反应性气体(反应性气体供给工序)。进而，水蒸气供给部530向处理空间V供给水蒸气(水蒸气供给工序)。由此，在处理空间V内，形成溅镀气体、反应性气体与水蒸气的混合环境。
各旋转部19通过马达的旋转，使旋转阴极5、6绕各自的中心轴线2、3旋转(旋转工序)。更详细而言，旋转部19使旋转阴极5、6绕中心轴线2、3彼此反向地旋转，以使旋转阴极5、6各自的外周面中的彼此相向的部分从感应耦合天线151侧朝向基材91侧分别移动。
溅镀用电源163对旋转阴极5、6供给1.5kW/m以下的溅镀电力(溅镀电力供给工序)。该溅镀电力例如为0.6kW/m的电力。通过对旋转阴极5、6供给溅镀电力，从而生成磁控等离子体。
高频电源153对各感应耦合天线151供给高频电力(高频电力供给工序)。该高频电力例如为频率13.56MHz的电力。由此，生成感应耦合等离子体。并且，在旋转阴极5、6间且被成膜部位P侧的空间内，形成磁控等离子体与感应耦合等离子体的混合等离子体。
搬送机构30沿着搬送路径面L来搬送基材91(搬送工序)。更具体而言，搬送机构30使基材91沿着搬送路径面L而在±X方向上移动，以使基材91多次通过被成膜部位P。
而且，加热部40对所搬送的基材91进行加热(加热工序)。加热部40例如将基材91加热至280℃。若基材91的加热温度为200℃以上，则可对基材91以低电阻率来使ITO膜结晶成膜。
而且，在该成膜处理时，测定部18以固定周期来对处理空间V内的反应性气体的浓度进行多次测定(第1测定工序)，且以固定周期来对处理空间V内的水蒸气的浓度进行多次测定(第2测定工序)。并且，在所述的反应性气体供给工序中，基于测定部18的测定结果来对反应性气体的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值。而且，在所述的水蒸气供给工序中，基于测定部18的测定结果来对所述水蒸气的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
<2.4ITO膜的电阻率及平坦度>
以下，从ITO膜的电阻率及平坦度的观点考虑，对第2实施方式的溅镀装置1A的效果进行说明。
如在第1实施方式中已述的，通过对旋转型的磁控阴极对供给1.5kW/m以下的溅镀电力(本实施方式中为0.6kW/m)且在LIA辅助下进行溅镀成膜，从而能够实现ITO膜的低电阻率化及高平坦度化。
而且，根据图11可知的是，第2实施方式中，通过调整氧的浓度及水蒸气的浓度，从而实现ITO膜的低电阻率化及高平坦度化。以下，对此点进行详述。
如图11的6条曲线(与电阻率相关的2条曲线、与平均粗糙度相关的2条曲线及与最大粗糙度相关的2条曲线)所示，可获得下述第1见解，即：“在本实施方式的条件下，将氧的浓度作为横轴并将电阻率、平均粗糙度、及最大粗糙度作为纵轴的ITO膜的曲线为具备最小值的朝下凸的曲线”。此处，本实施方式的条件是指下述条件，即，对旋转型的磁控阴极对供给1.5kW/m以下的溅镀电力(具体而言为0.6kW/m)且在LIA辅助下进行ITO溅镀成膜。
而且，获得了下述第2见解，即：“在该条件下，当使水蒸气的浓度发生变化时，与电阻率的最小值对应的反应性气体的浓度的变化量足够小，与此相对，与平均粗糙度的最小值对应的反应性气体的浓度、以及与最大粗糙度的最小值对应的反应性气体的浓度的变化量大”。
进而，获得了下述第3见解，即：“在该条件下，即便使水蒸气的浓度发生变化，也与平均粗糙度相关的曲线和与最大粗糙度相关的曲线的曲线形状类似，与两者的最小值对应的反应性气体的浓度大致一致”。
基于以上的各见解，在第2实施方式的准备工序中，首先，进行第1工序，即，将所形成的ITO膜的电阻率变得小于第1阈值时的反应性气体的浓度设定为第1目标值，随后，进行第2工序，即，将所形成的ITO膜的平坦度变得高于第2阈值时的水蒸气的浓度设定为第2目标值。
在第1工序中，基于降低ITO膜的电阻率的观点来决定反应性气体的浓度，因此能够实现ITO膜的低电阻率化。此时，若根据所述第1见解来设定使ITO膜的电阻率成为最小的第1目标值，则能够进一步实现ITO膜的低电阻率化。在第2工序中，基于提高ITO膜的平坦度的观点来决定水蒸气的浓度，因此能够根据所述第3见解来实现ITO膜的高平坦度化。此时，若根据所述第1见解来设定使ITO膜的平均粗糙度及最大粗糙度成为最小的第2目标值，则能够进一步实现ITO膜的高平坦度化。有时通过第2工序来将与第1工序不同的水蒸气的浓度设定为第2目标值，但根据所述第2见解，可抑制ITO膜的低电阻率化受到妨碍。
而且，本实施方式中，测定部18基于在处理空间V的内部获得的实测值(气体的分压比)来对气体的供给量进行反馈控制。因此，本实施方式的形态中，与例如基于由质量流量控制器等在气体的供给量上获得的实测值来对气体的供给量进行反馈控制的其他形态相比，能够进行与处理空间V内部的实际处理条件一致的高精度的反馈控制。
<3变形例>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但对于本发明，只要不脱离其主旨，也可在所述形态以外进行各种变更。
所述实施方式中，对下述形态进行了说明，即，对于在设置于1个罩筒60内的1个等离子体处理部50的上方被搬送的基材91执行成膜处理，但并不限于此。也可对在设置于多个罩筒60内的多个等离子体处理部50的上方被搬送的基材91进行成膜处理。
而且，所述实施方式中，对下述形态进行了说明，即，对沿水平方向被搬送的基材91执行成膜处理，但并不限定于此，例如也可对沿垂直方向被搬送的基材91执行成膜处理，基材91的搬送方向可适当选择。
而且，所述实施方式中的各处理条件(对磁控阴极对所供给的溅镀电力值或基材91的加热温度等)可在本发明的范围内进行适当变更。
所述第2实施方式中，对第1工序中的水蒸气的浓度为1个值(0.3％)而执行的情况进行了说明，但并不限于此。第1工序中的水蒸气的浓度也可为其他值，还可为多个值。
所述第2实施方式中，对测定部18包含四极质谱仪的情况进行了说明，但并不限于此。测定部18只要是能够对处理空间内的气体浓度进行测定的结构，则也可为其他结构(例如使用PEM法的结构)。所述第2实施方式中，对使用相对于处理空间V内的总压的、该气体的分压比来作为气体浓度的情况进行了说明，但也可使用该值的近似值来作为气体的浓度。例如，在通过PEM法来测定水蒸气的浓度的情况下，使用相对于处理空间V内的氩分压的、其氢气的分压比来作为水蒸气气体的浓度。
所述第2实施方式中，对下述形态进行了说明，即，测定部18(四极质谱仪)可测定总压或各气体的分压，从而包括对反应性气体的浓度进行测定的作为第1测定部的功能、以及对水蒸气的浓度进行测定的作为第2测定部的功能，但并不限于此。例如，也可为下述形态，即，分别独立地设置有：用于测定气体的总压的测定部、用于测定反应性气体的分压的测定部、及用于测定水蒸气的分压的测定部。
所述第2实施方式中，对下述形态进行了说明，即，测定部18(四极质谱仪)连接于处理空间V的下方，能够通过测定部18来对处理空间V内的反应性气体的浓度及水蒸气的浓度进行测定，但并不限于此。一般而言，只要处于腔室100内，无论是在处理空间V的内外，均能测定气体的比率且具有再现性，因此测定部18只要能够对腔室100内的反应性气体的浓度及水蒸气的浓度进行测定即可。因此，例如，也可为下述形态，即，测定部18在处理空间V的外部(在罩筒60的外部)且连接于腔室100的内部，能够通过测定部18来对腔室100内的反应性气体的浓度及水蒸气的浓度进行测定。
所述第2实施方式中，对测定部18包含四极质谱仪的情况进行了说明，但并不限于此。测定部18只要是能够对处理空间内的气体浓度或反映出气体浓度的值进行测定的结构，则也可为其他结构(例如使用PEM法的结构)。
所述第2实施方式中，对下述形态进行了说明，即，从水蒸气供给源531所供给的水蒸气及从反应性气体供给源521所供给的反应性气体在配管内汇流并放出至处理空间V，但并不限于此。也可为从水蒸气供给源531所供给的水蒸气及从溅镀气体供给源511所供给的溅镀气体在配管内汇流并放出至处理空间V的形态，还可为水蒸气、反应性气体及溅镀气体分别以不同的路径送给并放出至处理空间V的形态。
以上，对实施方式及其变形例的溅镀装置及溅镀方法进行了说明，但这些只是本发明的优选实施方式的示例，并不限定本发明的实施范围。本发明能够在该发明的范围内进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意构成要素的变形，或在各实施方式中进行任意构成要素的增减。

Claims (18)

1.一种溅镀装置，其在所搬送的基材的主面溅镀形成氧化铟锡膜，所述溅镀装置的特征在于包括：
真空腔室，在内部形成处理空间；
溅镀气体供给部，向所述处理空间供给溅镀气体；
反应性气体供给部，向所述处理空间供给反应性气体；
至少一个等离子体处理部，在所述处理空间内执行等离子体处理；以及
搬送机构，沿着搬送路径面来搬送所述基材，所述搬送路径面包含与所述至少一个等离子体处理部相向的至少一个被成膜部位，
所述至少一个等离子体处理部各自包括：
阴极对，使2个旋转阴极在所述处理空间内隔着一定距离相向配置而成，所述2个旋转阴极为圆筒状且外周面由包含铟、锡及氧的靶材料所被覆；
旋转部，使所述2个旋转阴极绕各自的中心轴线旋转；
溅镀电力供给部件，对所述2个旋转阴极分别供给1.5kW/m以下的溅镀电力；
2个磁场形成部，分别被收容在所述2个旋转阴极的内部，并在所述外周面中的自身附近形成磁场；
至少一个低电感天线，在所述处理空间中的包含形成有所述磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体；以及
高频电力供给部件，对所述至少一个低电感天线供给高频电力。
2.根据权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于，
所述溅镀电力供给部件对所述2个旋转阴极供给1.0kW/m以下的溅镀电力。
3.根据权利要求2所述的溅镀装置，其特征在于，
所述溅镀电力供给部件对所述2个旋转阴极供给0.5kW/m以上的溅镀电力。
4.根据权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于还包括：
加热部，将所述基材加热至200℃以上。
5.根据权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于，
所述氧化铟锡膜被用作有机电致发光元件的阳极。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的溅镀装置，其特征在于还包括：
第1测定部，对所述真空腔室内的所述反应性气体的浓度进行测定；
水蒸气供给部，向所述处理空间供给水蒸气；
第2测定部，对所述真空腔室内的所述水蒸气的浓度进行测定；以及
控制部，基于所述第1测定部的测定结果来对所述反应性气体供给部进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值，且基于所述第2测定部的测定结果来对所述水蒸气供给部进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
7.根据权利要求6所述的溅镀装置，其特征在于执行：
第1工序，基于在所述反应性气体的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的氧化铟锡膜的电阻率变得小于第1阈值时的所述反应性气体的浓度设定为所述第1目标值；以及
第2工序，基于在将所述反应性气体的浓度设为所述第1目标值的反馈控制下且在所述水蒸气的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的氧化铟锡膜的平坦度变得高于第2阈值时的所述水蒸气的浓度设定为所述第2目标值。
8.根据权利要求7所述的溅镀装置，其特征在于，
所述第1目标值是在所述第1工序的各成膜结果中，氧化铟锡膜的电阻率达到最小时的所述反应性气体的浓度。
9.根据权利要求7所述的溅镀装置，其特征在于，
所述第2目标值是在所述第2工序的各成膜结果中，氧化铟锡膜的平坦度达到最高时的所述水蒸气的浓度。
10.一种溅镀方法，其使用一装置，在所搬送的基材的主面溅镀形成氧化铟锡膜，所述装置包括在内部形成处理空间的真空腔室、及在所述处理空间内执行等离子体处理的至少一个等离子体处理部，所述溅镀方法的特征在于，
所述至少一个等离子体处理部各自包括：阴极对，使2个旋转阴极在所述处理空间内隔着一定距离相向配置而成，所述2个旋转阴极为圆筒状且外周面由包含铟、锡及氧的靶材料所被覆；2个磁场形成部，在所述外周面中的自身附近形成磁场；以及至少一个低电感天线(Low Inductance Antenna，LIA)，在所述处理空间中的包含形成有所述磁场的部分的空间产生感应耦合等离子体，
所述方法包括：
溅镀气体供给工序，向所述处理空间供给溅镀气体；
反应性气体供给工序，向所述处理空间供给反应性气体；
旋转工序，使各旋转阴极绕各自的中心轴线旋转；
溅镀电力供给工序，对所述各旋转阴极供给1.5kW/m以下的溅镀电力；
高频电力供给工序，对所述至少一个低电感天线供给高频电力；以及
搬送工序，沿着搬送路径面来搬送所述基材，所述搬送路径面包含与所述至少一个等离子体处理部相向的至少一个被成膜部位。
11.根据权利要求10所述的溅镀方法，其特征在于，
所述溅镀电力供给工序对所述各旋转阴极供给1.0kW/m以下的溅镀电力。
12.根据权利要求11所述的溅镀方法，其特征在于，
所述溅镀电力供给工序对所述各旋转阴极供给0.5kW/m以上的溅镀电力。
13.根据权利要求10所述的溅镀方法，其特征在于还包括：
加热工序，将所述基材加热至200℃以上。
14.根据权利要求10所述的溅镀方法，其特征在于，
所述氧化铟锡膜被用作有机电致发光元件的阳极。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的溅镀方法，其特征在于还包括：
第1测定工序，对所述真空腔室内的所述反应性气体的浓度进行测定；
水蒸气供给工序，向所述处理空间供给水蒸气；以及
第2测定工序，对所述真空腔室内的所述水蒸气的浓度进行测定，
在所述反应性气体供给工序中，基于所述第1测定部的测定结果来对所述反应性气体的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述反应性气体的浓度达到预先设定的第1目标值，
在所述水蒸气供给工序中，基于所述第2测定部的测定结果来对所述水蒸气的供给进行反馈控制，以使溅镀成膜中的所述水蒸气的浓度达到预先设定的第2目标值。
16.根据权利要求15所述的溅镀方法，其特征在于，
作为对所述第1目标值及所述第2目标值进行设定的准备工序，包括：
第1工序，基于在所述反应性气体的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的氧化铟锡膜的电阻率变得小于第1阈值时的所述反应性气体的浓度设定为所述第1目标值；以及
第2工序，基于在将所述反应性气体的浓度设为所述第1目标值的反馈控制下且在所述水蒸气的浓度不同的条件下进行的各成膜结果，将所形成的氧化铟锡膜的平坦度变得高于第2阈值时的所述水蒸气的浓度设定为所述第2目标值。
17.根据权利要求16所述的溅镀方法，其特征在于，
所述第1目标值是在所述第1工序的各成膜结果中，氧化铟锡膜的电阻率达到最小时的所述反应性气体的浓度。
18.根据权利要求16所述的溅镀方法，其特征在于，
所述第2目标值是在所述第2工序的各成膜结果中，氧化铟锡膜的平坦度达到最高时的所述水蒸气的浓度。
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