JP2010037594A - Sputtering apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering apparatus which suppresses deposition of particles peeled from a non-erosion area on a substrate at a high level, and used for forming a transparent conductive film. <P>SOLUTION: The sputtering apparatus includes a substrate support, a target support arranged separate from and parallel to the substrate support, and a plurality of magnetic bodies arranged on the target support on the side opposite from the substrate support, and is driven by the power from a power source. The plural magnetic bodies include a first magnetic body located at a center of the target support, and a second magnetic body located on the outer circumferential side of the target support with respect to the first magnetic body. The power of the power source is increasable and reducible. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a sputtering apparatus. More specifically, the sputtering apparatus of the present invention relates to a sputtering apparatus that can suitably form a transparent conductive film.

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。   As an example of a light-emitting element applied to a display device, an organic electroluminescence element having a thin film stack structure mainly composed of an organic compound (hereinafter, sometimes referred to as “organic EL element”) is known.

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。   Non-Patent Document 1 discloses that holes injected from a transparent electrode made of indium tin oxide (ITO) into a hole injection layer and electrons injected from a low work function electrode into an electron injection layer are recombined in a light emitting layer. An organic laminated high-intensity light-emitting element based on the principle that light emission occurs as a result is disclosed.

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。   Since the above-described high-luminance light-emitting element has been announced, various studies have been made for practical use of organic EL elements.

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。   For example, in the field of organic EL displays, active matrix drive type organic EL elements have been actively developed in recent years. In the active matrix driving method, a plurality of organic EL elements are formed on a substrate provided with thin film transistors (TFTs) as switching elements, and a display is configured using these organic EL elements as a light source. In the current active matrix drive type display, the characteristics of the TFT and the organic EL element vary greatly, and various drive circuits are required to correct the dispersion. Further, when the driving circuit is complicated, the number of TFTs required for driving one pixel becomes enormous.

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。   By the way, an organic EL element applied to a display is generally configured as a bottom emission type element (hereinafter sometimes referred to as a “Bottom-Em type element”) that extracts light from a glass substrate surface. .

図6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。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a Bottom-Em type element. The Bottom-Em element 100 shown in FIG. 1 includes a glass substrate 102 and a lower electrode 104 made of indium / zinc oxide (IZO), an organic EL layer 106, and an upper electrode 108 made of LiF / Al. When such a Bottom-Em type element 100 is applied to an active matrix drive type display, the area for extracting light L from the lower electrode 102 decreases as the number of TFTs increases.

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6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。   Therefore, assuming that it is applied to an active matrix drive type display, a top emission type element (hereinafter referred to as “Top-Em type element”) that takes out light L from the upper electrode side instead of the Bottom-Em type element shown in FIG. ") Is being developed.

図7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。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a Top-Em type organic EL element. The Top-Em type organic EL element 200 shown in the figure includes a reflective film 204, a lower electrode 206 made of IZO, an organic EL layer 208, and an upper electrode 210 made of IZO on a glass substrate 202 in this order.

ここで、図7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。   Here, in the Top-Em type organic EL element 200 shown in FIG. 7, it is important that the upper electrode 210 exhibits sufficient light transmittance. For this reason, as the upper electrode 210, a transparent conductive film made of a substance having high visible light transmittance and high electrical conductivity is generally used.

このような透明導電性膜としては、Au、Ag、Cu、Pt、Phなどの金属薄膜(例えば、膜厚5nm以下)、および、SnO2、TiO2、CdO、In23、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。 Examples of such transparent conductive films include metal thin films (for example, film thickness of 5 nm or less) such as Au, Ag, Cu, Pt, and Ph, SnO 2 , TiO 2 , CdO, In 2 O 3 , and ZnO. And oxide semiconductor thin films of these composite materials such as ITO and IZO. A transparent conductive film made of ITO, IZO or the like is formed by sputtering, and is used as an electrode in a wide range of applications such as a television, a transparent heater, and a liquid crystal display element.

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。   A conventional sputtering apparatus for film formation is a general flat plate magnetron type apparatus in which a magnet is disposed on the back surface of a target. In this type of device, electrons drift while drawing a cycloid curve in a direction in which an electric field and a magnetic field are orthogonal to each other. For this reason, the range of electrons is longer than when no magnet is provided. Therefore, an excellent ionization collision probability, and thus an excellent ion density of the sputtering gas can be achieved, and the sputtering rate can be increased.

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。   Further, in this sputtering apparatus, magnetized magnets are used for the counter electrodes each having an opposing surface. For this reason, depending on the shape of the magnet, the region where the ionization density of the target is high becomes a ring shape. As a result, since a region having a high ionization density of the target is used in a large amount for sputtering, a region that is highly eroded as compared with other regions, that is, an erosion region is formed.

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。   On the other hand, in a sputtering apparatus in which such an erosion region is formed, electron drift motion is confined in the ring-shaped region. For this reason, an excellent ionization density cannot be obtained in a region outside the region. Therefore, in a region outside the ring-shaped region, the target is not used much for sputtering, and a region with a low degree of erosion, that is, a non-erosion region is formed.

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。   In addition, in the non-erosion region, particles sputtered from a neighboring ring region are further deposited. The particles deposited in this way are very easy to peel off, and the peeled particles may be deposited on the substrate. When the particles are deposited on the substrate, the organic EL element may cause a leak or a short circuit, and an excellent yield rate of the element cannot be achieved.

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。
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。
The following technique is disclosed as an improvement measure for such particles generated in the sputtering apparatus.
In Patent Document 1, when a target component is formed on a target object by sputtering using a magnetic field, the magnetic field is applied in the direction of the target surface after film formation on a predetermined number of the target objects. A sputtering film forming method is disclosed that spreads along the surface and cleans the target surface.

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。   In Patent Document 2, the surface of the processing substrate on which the film is to be formed and the target plate are faced in parallel, an ITO film is formed by magnetron sputtering, and a magnet is attached to the back surface of the target plate that is not on the processing substrate surface side. One or more are arranged, the one or more magnets are swung, and the entire processing substrate surface side of the target plate is used as an erosion region, or the processing substrate surface side of the target plate is set in either the vertical direction or the horizontal direction. In this case, the peripheral portion facing in one direction is left as a non-erosion region, and the other portion is used as an erosion region. An IT in which the processing substrate surface side is a plane along the target plate surface and at least the surface portion of the processing substrate surface side is sintered. Sputtering apparatus is disclosed that is disposed an auxiliary member to be.

特許文献3には、放電電源とマグネット装置を併用してプラズマを生成し、このプラズマを利用してイオンを酸化物ターゲットに衝突させてターゲット材をスパッタし、相対的に大型の基板に透明導電膜を成膜し、上記ターゲットは一体形状を有し、上記放電電源は、放電用電力の主たる部分を供給する高周波電源である、枚葉型のマグネトロンスパッタ装置が開示されている。   In Patent Document 3, plasma is generated by using a discharge power source and a magnet device in combination, and ions are collided with an oxide target using this plasma to sputter a target material, and transparent conductive material is formed on a relatively large substrate. A single-wafer type magnetron sputtering apparatus is disclosed in which a film is formed, the target has an integral shape, and the discharge power source is a high-frequency power source that supplies a main part of the discharge power.

特許文献4には、スパッタガスである酸素のガス圧を、15mTorr以下の低ガス圧にして、基板へのスパッタを行う、マグネトロン型の反応性スパッタ装置が開示されている。   Patent Document 4 discloses a magnetron type reactive sputtering apparatus that performs sputtering on a substrate by setting the gas pressure of oxygen as a sputtering gas to a low gas pressure of 15 mTorr or less.

特開2002−38264号公報JP 2002-38264 A 特開2007−238978号公報JP 2007-238978 A 特開平9−241840号公報JP-A-9-241840 特開平3−20463号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-20463 C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51913(1987), Vol.51, No.12, P.913C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51913 (1987), Vol.51, No.12, P.913

しかしながら、上記特許文献1〜4においては、以下の問題が内在する。   However, in the above Patent Documents 1 to 4, the following problems are inherent.

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。   In the technique disclosed in Patent Document 1, particles are generated at any time during sputtering. Therefore, by performing cleaning after forming a film on a predetermined number of objects to be processed, the particle level in the non-erosion region is reduced. It cannot be reduced sufficiently.

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。   In the technique disclosed in Patent Document 2, for example, even if the erosion region is extended to the entire processing substrate surface side of the target plate, particles having a weak adhesion force are always deposited on the outer peripheral portion thereof. For this reason, if the erosion region is not reduced in the process from pre-sputtering to main sputtering, particles separated from the non-erosion region may be deposited on the substrate during main sputtering.

特許文献3に開示された技術においては、スパッタ電源の主電源を高周波電源とし、マグネット装置の揺動を併用することで、不所望な粒子を低減しているが、マグネット揺動装置が必要なため、低廉にスパッタリングを行うことができない。   In the technique disclosed in Patent Document 3, undesired particles are reduced by using the main power source of the sputtering power source as a high-frequency power source and using the swing of the magnet device together, but a magnet swing device is required. Therefore, sputtering cannot be performed at low cost.

特許文献4に開示された技術においては、スパッタリング条件を変更し、低ガス圧にてクリーニングを行っているが、印加する電源パワーを増減してクリーニングを行う旨の開示はない。   In the technique disclosed in Patent Document 4, the sputtering conditions are changed and cleaning is performed at a low gas pressure. However, there is no disclosure that cleaning is performed by increasing or decreasing the applied power.

以上に示す特許文献1〜4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。   In the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 shown above, further improvements are required in order to manufacture a favorable organic EL element by suppressing the number of particles that peel from the non-erosion region due to the various circumstances described above. Is desired.

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。   Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus used for forming a transparent conductive film capable of suppressing, at a high level, particles that are exfoliated from a non-erosion region. It is to provide.

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、電源パワーにより駆動し、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、上記電源パワーが増減可能である、スパッタリング装置に関する。   The present invention includes a substrate support, a target support disposed in parallel with the substrate support, and a plurality of magnetic bodies disposed on the opposite side of the target support from the substrate support. The plurality of magnetic bodies are positioned on the outer peripheral side of the target support with respect to the first magnetic body and the first magnetic body. And a second magnetic body that is capable of increasing or decreasing the power supply power.

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、電源パワーにより駆動し、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、上記電源パワーが増減可能である、スパッタリング装置に関する。   In addition, the present invention provides a substrate support, a pair of target supports that are vertically spaced apart from the substrate support, and each target support is disposed on the opposite side of the other target support. A plurality of magnetic bodies, driven by power supply power, wherein the plurality of magnetic bodies are located at a central portion of the target support, and the target with respect to the first magnetic body. The present invention relates to a sputtering apparatus including a second magnetic body positioned on the outer peripheral side of a support, and the power supply power can be increased or decreased.

本発明のスパッタリング装置は、上記電源パワーの増減により、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。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。 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。   The sputtering apparatus of the present invention can reduce the erosion region during main sputtering as compared with pre-sputtering by increasing or decreasing the power source power. For this reason, according to the sputtering apparatus of the present invention, target particles deposited in the non-erosion region during pre-sputtering are hardly separated by reducing the erosion region during main sputtering, and the deposition of the particles on the substrate is suppressed. Can do. Therefore, when the sputtering apparatus of the present invention is used, a transparent conductive film can be suitably formed on the substrate, and as a result, a high-quality organic EL element can be manufactured.

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(基板に成膜を行わない場合)とメインスパッタ工程(基板に成膜を行う場合)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。   Below, the sputtering apparatus of this invention is demonstrated in detail according to drawing. In general, in the formation of the organic EL element, the sputtering process is performed in two processes, a pre-sputter process (when film formation is not performed on the substrate) and a main sputtering process (when film formation is performed on the substrate). For this reason, in the following, the state of the apparatus at the time of these two steps will be illustrated, and each of these states will be described sequentially.

<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)>
図1は、本発明のスパッタリング装置(実施形態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。また、図2は、図1に示すターゲットTの、プレスパッタ時およびメインスパッタ時のそれぞれのエロージョン領域を示す平面図である。具体的には、図2中、最外の円により囲まれる領域は中心点まで全てターゲット存在領域を示し、外側から2番目の円と外側から4番目の円とにより囲まれる領域Epはプレスパッタ時の比較的大きなエロージョン領域を示し、外側から3番目の円と外側から4番目の円とにより囲まれる領域EMはメインスパッタ時の比較的小さなエロージョン領域を示す。
<Embodiment 1: When one backing plate is used (flat plate type)>
FIG. 1 is a schematic side view showing a sputtering apparatus (Embodiment 1) of the present invention, where (a) shows the time of pre-sputtering and (b) shows the time of main sputtering. FIG. 2 is a plan view showing erosion regions of the target T shown in FIG. 1 during pre-sputtering and main sputtering. Specifically, in FIG. 2, the region surrounded by the outermost circle indicates the target existence region up to the center point, and the region E p surrounded by the second circle from the outside and the fourth circle from the outside is the pre- A relatively large erosion area at the time of sputtering is shown, and an area E M surrounded by the third circle from the outside and the fourth circle from the outside shows a relatively small erosion area at the time of main sputtering.

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。   As shown in FIG. 1A, the sputtering apparatus 10 includes a substrate support 12, a backing plate 14 as a target support that is spaced apart from and parallel to the substrate support 12, and a backing plate 14. A magnetic body 16 disposed on the opposite side of the substrate support 12 and a ground shield 18 disposed so as to cover the backing plate 14 from the left and right in the drawing are provided. In this example, the magnetic body 16 includes two cylindrical inner magnets 16a and a cylindrical outer magnet 16b arranged concentrically.

(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。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、スパッタリンス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。
(Substrate support 12)
The substrate support 12 is a component as a jig that supports a substrate (not shown) as a film forming body on the lower side thereof. A material such as stainless steel and copper can be used for the substrate support 12. The substrate support 12 can be formed, for example, by being fixed to a housing (not shown) of the sputtering apparatus by a method such as screwing.

(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。バッキングプレート14には、銅などの材料を用いることができる。
(Backing plate 14)
The backing plate 14 is a component for supporting the target T in FIG. 1A on one side and supporting the magnetic body 16 on the other side. A material such as copper can be used for the backing plate 14.

(磁性体16)
磁性体16は、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。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、内径60mm、外径75mm、高さ20mmの円筒状とすることができる。
(Magnetic material 16)
As described above, the magnetic body 16 includes the columnar central magnet 16a and the cylindrical outer peripheral magnet 16b. As the central magnet 16a, a hard magnetic magnet made of SmCo or the like can be used. When the target diameter is 6 inches, the shape can be a cylindrical shape having a diameter of 30 mm and a height of 20 mm. In contrast, a hard magnetic magnet made of SmCo or the like can be used for the outer peripheral magnet 16b, and the shape thereof is a cylinder having an inner diameter of 60 mm, an outer diameter of 75 mm, and a height of 20 mm when the target diameter is 6 inches. Can be used.

(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。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。
(Earth shield 18)
The earth shield 18 is installed in the vicinity of a portion to which high-frequency power is applied, and the distance between the substrate support 12 and the backing plate 14 and the earth shield 18 at the ground potential is set to a distance that is difficult to discharge. It is a component for suppressing discharge. Generally, stainless steel or the like can be used for the earth shield 18.

(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。
(Formation of Sputtering Device 10 Using Components 12 to 18)
As shown in FIG. 1A, the backing plate 14 is arranged at a predetermined distance, for example, 400 mm with respect to the substrate support 12.

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1に示すよう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。   Next, as shown in the figure, the magnetic body 16 (central magnet 16a, outer peripheral magnet 16b) is disposed on the opposite side of the backing plate 14 from the substrate support 12. The basic arrangement mode of the magnetic body 16 is as described above. When the magnetic body 16 is set as shown in FIG. 1, the central magnet 16a and the outer peripheral magnet 16b are concentrically arranged, and the inner peripheral end of the outer peripheral magnet 16b extends from the outer peripheral end of the central magnet 16a. For example, the distance is 45 mm. Furthermore, as shown in FIG. 1, the south pole and north pole of the center magnet 16a and the outer periphery magnet 16b are made reverse.

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。   Furthermore, as shown in the figure, the pair of earth shields 18 are arranged such that the vertical distance from the substrate support 12 is 300 mm and the horizontal distance from the backing plate 14 is 10 mm.

(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。また、装置10には、放電用電力を供給する主電源としての(図示しない)直流電源(以下、「DC電源」と称する場合がある)と、スパッタ時の放電電圧の低減のために当該DC電源に重畳する副電源としての(図示しない)高周波電源(以下、「RF電源」と称する場合がある)とが含まれる。
(Operation of sputtering apparatus 10)
The sputtering apparatus 10 thus formed operates as follows. The following example is an example in which the center of the target T is arranged so as to coincide with the center of the central magnet 16a. Further, the apparatus 10 includes a direct current power source (not shown) as a main power source for supplying electric power for discharge (hereinafter sometimes referred to as “DC power source”), and the DC power source for reducing the discharge voltage during sputtering. A high-frequency power supply (not shown) as a sub-power supply superimposed on the power supply (hereinafter also referred to as “RF power supply”) is included.

図1に示すスパッタリング装置は、上記DC電源と上記RF電源とを適宜制御し、図1(a)に示すプレスパッタ時にはこれら電源のパワーを比較的大きくする一方、図1(b)に示すメインスパッタ時には当該パワーを比較的小さくすることで、両スパッタの各状態を実現するものである。   The sputtering apparatus shown in FIG. 1 controls the DC power source and the RF power source as appropriate, and relatively increases the power of these power sources during pre-sputtering shown in FIG. 1 (a), while the main power source shown in FIG. 1 (b). At the time of sputtering, the power is relatively reduced to realize each state of both sputtering.

即ち、プレスパッタ時においては、DC電源およびRF電源によって比較的大きな電源パワーを印加する。これにより、図1(a)に示すように、プラズマ発生領域P中の高密度プラズマ発生領域PHが比較的広い範囲で存在する。このため、図2に示すように、ターゲットTの侵食領域(エロージョン領域)Epが広い範囲にわたって存在する。また、図1(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。 That is, during pre-sputtering, a relatively large power source is applied by a DC power source and an RF power source. Thus, as shown in FIG. 1 (a), high-density plasma generation region P H in the plasma generation region P is present in a relatively wide range. Therefore, as shown in FIG. 2, the erosion area of the target T (erosion region) E p is present over a wide range. Further, the magnetic flux Φ in the central region of both the magnets 16a and 16b in FIG. 1A is made parallel to the surface of the target T in FIG. It is preferable in that a current can be passed in a direction orthogonal to each other, whereby plasma is easily generated on the surface of the target T.

プレスパッタ時のガス圧は、0.01〜10Paとすることが好ましい。0.01Pa以上10Pa以下とすることで、放電が可能となる。なお、これらの効果は、ガス圧を0.05〜0.5Paとすることで、さらに安定したレベルで奏される。   The gas pressure during pre-sputtering is preferably 0.01 to 10 Pa. Discharge becomes possible by setting it to 0.01 Pa or more and 10 Pa or less. These effects are achieved at a more stable level by setting the gas pressure to 0.05 to 0.5 Pa.

この状態から、DC電源およびRF電源に比較的小さな電源パワーを印加することで、図1(b)に示すように、プラズマ発生領域P中の高密度プラズマ発生領域PH´が比較的狭い範囲で存在する。このため、図2に示すように、ターゲットTの侵食領域(エロージョン領域)EMが狭い範囲にわたって存在する。また、図1(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。 From this state, by applying a relatively small power power to the DC power supply and RF power supply, as shown in FIG. 1 (b), high-density plasma generation region P H 'is relatively narrow range in the plasma generation region P Exists. Therefore, as shown in FIG. 2, the erosion area of the target T (erosion region) E M are present over a narrow range. Further, the magnetic flux Φ in the central region of both magnets 16a and 16b in FIG. 1B is parallel to the surface of the target T in FIG. It is preferable in that a current can be passed in a direction orthogonal to each other, whereby plasma is easily generated on the surface of the target T.

メインスパッタ時のガス圧は、プレスパッタ時のガス圧と同様に、0.01〜10Paとすることが好ましく、0.05〜0.5Paとすることがさらに好ましい。   The gas pressure during main sputtering is preferably 0.01 to 10 Pa, and more preferably 0.05 to 0.5 Pa, similarly to the gas pressure during pre-sputtering.

さらに、電源パワーについては、メインスパッタ時のDC電源パワー(0.5〜1.5A)を、プレスパッタ時のDC電源パワーの1/2倍以下とすること、および、メインスパッタ時のRF電源パワー(30〜200W)を、プレスパッタ時のRF電源パワーの1/2倍以下とすることが好ましい。このような電源パワーの設定により、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。   Further, regarding the power source power, the DC power source power (0.5 to 1.5 A) at the time of main sputtering is set to be 1/2 or less the DC power source power at the time of pre-sputtering, and the RF power source at the time of main sputtering. The power (30 to 200 W) is preferably set to ½ times or less the RF power source power during pre-sputtering. By setting such power supply power, the target particles deposited in the non-erosion region at the time of pre-sputtering are less likely to be peeled off at the time of main sputtering based on the reduction of the erosion region at the time of main sputtering with respect to the time of pre-sputtering. Deposition can be suppressed.

なお、本例においては、図示しないDC電源およびRF電源をさらに連続的に制御することで、上述したプレスパッタ時(図1(a))とメインスパッタ時(図1(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。   In this example, the DC power source and the RF power source (not shown) are further continuously controlled so that the pre-sputtering time (FIG. 1 (a)) and the main sputtering time (FIG. 1 (b)) are alternately performed. For example, the film formation of a predetermined component of the organic EL element can be continuously performed many times.

このようにプレスパッタ時とメインスパッタ時とに分けてスパッタリングを行う方法は、本発明の電源のパワー制御による方法以外にも、いくつか存在する。例えば、図1に示す磁性体16の構成要素16a,16bを両スパッタ時において配置変更し、磁界を変位させる方法(磁性体の配置変更タイプ)、さらには、両スパッタリング時において反応性ガスの濃度を変化させる方法(反応性ガス変化タイプ)がある。   As described above, there are several methods for performing sputtering separately at the time of pre-sputtering and at the time of main sputtering, in addition to the method based on power control of the power source of the present invention. For example, the constituent elements 16a and 16b of the magnetic body 16 shown in FIG. 1 are rearranged during both sputtering to displace the magnetic field (magnetic body rearrangement type), and the concentration of the reactive gas during both sputtering. There is a method (reactive gas change type) to change the pressure.

しかしながら、磁性体の配置変更タイプでは、当該配置変更をステッピングモータ、またはシリンダにより行い、これら大掛かりな装置が必要であるため、スパッタリングを低廉に行うことができない。   However, in the arrangement change type of the magnetic material, the arrangement change is performed by a stepping motor or a cylinder, and these large-scale apparatuses are required, so that sputtering cannot be performed at low cost.

また、反応性ガス変化タイプでは、両スパッタ時においてエロージョン領域自体の変化がないため、エロージョン領域および非エロージョン領域からの不所望な粒子の付着を好適に抑制することができない。   Further, in the reactive gas change type, since there is no change in the erosion region itself at the time of both sputtering, it is not possible to suitably suppress adhesion of undesired particles from the erosion region and the non-erosion region.

従って、図1に示す本発明のスパッタリング装置10は、磁性体の配置変更タイプに比べて低廉にスパッタリングを行えるだけでなく、反応性ガス変化タイプに比べて不所望な粒子の付着を抑制できる点で優れた装置であるといえる。   Accordingly, the sputtering apparatus 10 of the present invention shown in FIG. 1 not only can perform sputtering at a lower cost than the arrangement change type of the magnetic material, but also can suppress adhesion of unwanted particles as compared with the reactive gas change type. It can be said that it is an excellent device.

<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3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。
<Embodiment 2: When two backing plates are used (opposing type)>
FIG. 3 is a schematic side view showing a sputtering apparatus (Embodiment 2) of the present invention, where (a) shows the time of pre-sputtering and (b) shows the time of main sputtering. Since the second embodiment is a design change example of the first embodiment, only differences from the first embodiment will be described below.

図3(a)に示すところによれば、スパッタリング装置20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。   As shown in FIG. 3A, the sputtering apparatus 20 includes a substrate support 12, backing plates 14 and 14 ′ as a pair of target supports that are vertically spaced apart from the substrate support 12, and In each of the backing plates 14 and 14 ', the plurality of magnetic bodies 16 and 16' disposed on the opposite side to the other backing plates 14 'and 14 and the backing plates 14 and 14' And ground shields 18 and 18 'arranged so as to cover from the outside.

ここで、本例においては、磁性体16,16´の構成は、ともに、図1に示す実施形態1の態様の磁性体16(16a,16b)を用いた例である。なお、図3(a),(b)における符号P,P´はプラズマの発生領域であり、PH,PH´は、高密度プラズマ発生領域である。 Here, in this example, the structures of the magnetic bodies 16 and 16 ′ are both examples using the magnetic body 16 (16a and 16b) of the aspect of the first embodiment shown in FIG. In FIGS. 3A and 3B, symbols P and P ′ are plasma generation regions, and P H and P H ′ are high-density plasma generation regions.

また、図3(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。   Further, the magnetic flux Φ (Φ ′) in the central region between the magnets 16a (16a ′) and 16b (16b ′) in FIGS. 3A and 3B is parallel to the surface of the target T (T ′). According to Fleming's left-hand rule, a current can be passed in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field, which is preferable in that plasma is easily generated on the surface of the target T.

図3に示すスパッタリング装置20は、図1に示すスパッタリング装置10(実施形態1)と同様に、プレスパッタ時と比較した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。   As in the sputtering apparatus 10 (Embodiment 1) shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 20 shown in FIG. 3 is deposited in the non-erosion area at the time of pre-sputtering based on the reduction of the erosion area at the time of main sputtering compared with the time of pre-sputtering. The target particles thus made difficult to peel off during main sputtering, and the deposition of the particles on the substrate can be suppressed.

なお、図3に示すスパッタリング装置20は、図1に示すスパッタリング装置10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。よって、図3に示す例は、図1に示す例(実施形態1)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。   Note that the sputtering apparatus 20 shown in FIG. 3 has twice the number of backing plates, magnetic bodies, and earth shields as compared with the sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1, and the targets T and T ′ are opposed to each other. I am letting. For this reason, most of the sputtered particles scattered from the opposing targets T and T ′ are deposited not on the non-erosion region but on the opposite targets T ′ and T. Therefore, in the example shown in FIG. 3, deposition of undesired particles on the substrate during main sputtering is suppressed more than in the example shown in FIG. 1 (Embodiment 1). As a result, the effect of reducing the erosion region from pre-sputtering to main sputtering is increased as compared with the first embodiment, and as a result, deposition of the particles on the substrate can be suppressed at a very high level.

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。   Examples of the present invention will be described below to demonstrate the effects of the present invention.

<実施例1:スパッタリング条件と有機EL素子の良品率との関係について>
[有機EL素子の形成]
(本発明例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。
<Example 1: Relationship between sputtering conditions and yield rate of organic EL elements>
[Formation of organic EL elements]
(Invention Example 1)
An organic EL element was formed using the sputtering apparatus 10 shown in FIG.

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、DC電源パワーを300Wとしてプレスパッタを30分間行った。次いで、DC電源パワーを、プレスパッタ時と同条件で、メインスパッタを行った。即ち、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。   First, CrB was formed as a reflective electrode on a glass substrate. The reflective electrode was formed by performing DC sputtering using Ar as the sputtering gas at room temperature. Specifically, pre-sputtering was performed for 30 minutes with a DC power supply power of 300 W. Next, main sputtering was performed under the same conditions as in pre-sputtering with DC power. That is, the reflective electrode material CrB is not a highly reactive compound and is not an oxide such as a transparent conductive film. For this reason, the erosion area | region at the time of main sputtering was not reduced compared with the erosion area | region at the time of pre-sputtering. Finally, patterning, drying at 150 ° C., and UV treatment at room temperature and 150 ° C. were sequentially performed to obtain a reflective electrode having a thickness of 100 nm made of CrB.

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。 Next, the laminated body in which the reflective electrode was formed on the glass substrate was moved to the vapor deposition apparatus, and the organic EL layer was formed with the internal pressure of the vacuum chamber set to 1 × 10 −5 Pa.

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、アルミキレート(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、アルミキレート(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。   As the organic EL layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer were sequentially formed. In the electron injection layer, a mixture of aluminum chelate (Alq3) and 50 mol% Li was formed with a film thickness of 10 nm. In the electron transport layer, aluminum chelate (Alq3) was formed with a thickness of 10 nm. In the light-emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was formed to a thickness of 35 nm. In the hole transport layer, t-butyl peroxybenzoate (TBPB) was formed with a film thickness of 10 nm. In the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was formed with a film thickness of 75 nm.

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。   Further, an upper electrode made of indium / zinc oxide (IZO) was formed on the organic EL layer using the sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1 and a metal mask.

まず、スパッタリングガスとしてArを用い、DC電源の電流を1.8Aとするとともに、RF電源の電源パワーを300Wとして、プレスパッタを90分間行った。   First, Ar was used as the sputtering gas, the current of the DC power source was 1.8 A, the power source power of the RF power source was 300 W, and pre-sputtering was performed for 90 minutes.

次いで、スパッタリングガスとして1%O2を含むArを用い、DC電源の電流を0.6Aとするとともに、RF電源の電源パワーを30Wとして、膜厚200nmのIZOを得た。 Next, Ar containing 1% O 2 was used as the sputtering gas, the current of the DC power source was 0.6 A, the power source power of the RF power source was 30 W, and an IZO film with a thickness of 200 nm was obtained.

最後に、上部電極上にパッシベーション層を、CVD法で3μm形成した。   Finally, a passivation layer having a thickness of 3 μm was formed on the upper electrode by a CVD method.

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。   The organic EL element obtained as described above was subjected to UV sealing. The UV sealing was performed by moving the organic EL element to a glove box (both oxygen concentration and water concentration were several ppm or less) and applying a getter material inside the sealing without exposing the organic EL element to the atmosphere.

(本発明例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。即ち、ガラス基板上に反射電極、有機EL層、および上部電極を本発明例1と同様に形成し、最後に、形成した有機EL素子に対して、本発明例1と同様にUV封止を行った。
(Invention Example 2)
The organic EL element was formed using the sputtering apparatus 20 shown in FIG. That is, a reflective electrode, an organic EL layer, and an upper electrode are formed on a glass substrate in the same manner as in Example 1 of the present invention. Finally, UV sealing is applied to the formed organic EL element in the same manner as in Example 1 of the present invention. went.

(比較例1)
図3に示すスパッタリング装置20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、DC電源のパワー(1.8A)およびRF電源のパワー(300W)を変更せず、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、本発明例2と同様に有機EL素子を形成した。
(Comparative Example 1)
Although the sputtering apparatus 20 shown in FIG. 3 was used, when forming the upper electrode, the power of the DC power source (1.8 A) and the power of the RF power source (300 W) were not changed during pre-sputtering and main sputtering, That is, the organic EL element was formed without reducing the erosion region. For other matters, an organic EL element was formed in the same manner as in Example 2 of the present invention.

[有機EL素子の良品率の評価]
以上のようにして得られた本発明例1,2および比較例1の有機EL素子を、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。有機EL素子の駆動は定電流により行った。
[Evaluation of non-defective rate of organic EL elements]
The organic EL elements of Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Example 1 obtained as described above were driven as follows, and the non-defective rate based on leakage / short circuit was investigated. The organic EL element was driven by a constant current.

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。   Next, the subpixels that were not turned on and the subpixels that became dark due to deterioration were each photographed with a high-precision camera, and the total number of these subpixels (number of defective subpixels) was calculated. Finally, the non-defective rate is the ratio of the difference between the total number of subpixels and the number of defective subpixels to the total number of red, green, and blue subpixels (total number of subpixels) when the organic EL element is applied to the display. Calculated as The results are shown in Table 1.

Figure 2010037594
Figure 2010037594

表1に示すように、本発明の範囲内である本発明例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、平板型の本発明例1に対して、対向型の本発明例2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、本発明例2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。   As shown in Table 1, since both the inventive examples 1 and 2 within the scope of the present invention have a reduced erosion area during main sputtering compared to pre-sputtering, an excellent yield rate can be achieved. I understand. Further, in particular, in contrast to the flat-plate-type invention example 1, the opposed-type invention example 2 particularly has the opposite targets T ′, T where most of the sputtered particles scattered from the opposed targets T, T ′ are opposite to each other. Therefore, deposition of undesired particles on the substrate during main sputtering can be suppressed. Therefore, in Example 2 of the present invention, it can be seen that the effect of changing the erosion region during pre-sputtering and during main sputtering is large, and as a result, a very good yield rate is obtained.

これに対し、本発明の範囲外である比較例1は、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。これは、エロージョン領域の縮小を行わなかったことで、トップエミッション型の有機EL素子の上部電極に、大量の、特に大きな粒子が存在することとなり、その結果、当該粒子が上部電極上のパッシベーション層を突き破って欠陥サブピクセルが形成されたためである。   On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1, which is outside the scope of the present invention, does not reduce the erosion area at the time of main sputtering compared to that at the time of pre-sputtering, and therefore does not realize an excellent yield rate. This is because the erosion region was not reduced, and a large amount of particularly large particles existed in the upper electrode of the top emission type organic EL element, and as a result, the particles became a passivation layer on the upper electrode. This is because a defective sub-pixel was formed by breaking through.

<実施例2:エロージョン領域の変更と不所望な粒子数との関係について>
[有機EL素子の形成]
(比較例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。即ち、最初に、ガラス基板上に反射電極、および有機EL層を本発明例2と同様に形成した。
<Example 2: Relationship between change of erosion region and undesired number of particles>
[Formation of organic EL elements]
(Comparative Example 2)
The organic EL element was formed using the sputtering apparatus 20 shown in FIG. That is, first, a reflective electrode and an organic EL layer were formed on a glass substrate in the same manner as in Example 2 of the present invention.

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。   Next, an upper electrode made of indium / zinc oxide (IZO) was formed on the organic EL layer using the sputtering apparatus 20 shown in FIG. 3 and a metal mask.

まず、スパッタリングガスとしてArを用い、DC電源の電流を1.22Aとするとともに、RF電源の電源パワーを150Wとして、プレスパッタを30分間行った。   First, Ar was used as the sputtering gas, the current of the DC power source was 1.22 A, the power source power of the RF power source was 150 W, and pre-sputtering was performed for 30 minutes.

次いで、スパッタリングガスとして1%O2を含むArを用い、DC電源の電流を1.22Aとするとともに、RF電源の電源パワーを150Wとして、メインスパッタを行って、膜厚100nmのIZOを得た。即ち、本例では、メインスパッタ時におけるエロージョン領域はプレスパッタ時におけるエロージョン領域に比べて縮小しなかった。 Next, using Ar containing 1% O 2 as a sputtering gas, the current of the DC power source was 1.22 A, the power source power of the RF power source was 150 W, and main sputtering was performed to obtain an IZO film with a thickness of 100 nm. . That is, in this example, the erosion area at the time of main sputtering was not reduced compared to the erosion area at the time of pre-sputtering.

最後に、形成した有機EL素子に対して、本発明例2と同様にUV封止を行った。   Finally, UV sealing was performed on the formed organic EL element in the same manner as in Invention Example 2.

(本発明例3)
プレスパッタ時のDC電源の電流を1.22A、RF電源の電源パワーを150Wとするとともに、メインスパッタ時のDC電源の電流を0.61A、RF電源の電源パワーを30Wとし、即ち、エロージョン領域を縮小して、有機EL素子を形成した。その他の事項については、比較例2と同様に有機EL素子を形成した。
(Invention Example 3)
The DC power source current during pre-sputtering is 1.22 A, the RF power source power is 150 W, the DC power source current during main sputtering is 0.61 A, and the RF power source power is 30 W, that is, the erosion region. Was reduced to form an organic EL element. For other matters, an organic EL element was formed as in Comparative Example 2.

(比較例3)
プレスパッタ時のDC電源の電流を0.61A、RF電源の電源パワーを30Wとするとともに、メインスパッタ時のDC電源の電流を0.61A、RF電源の電源パワーを30Wとし、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、比較例2と同様に有機EL素子を形成した。
(Comparative Example 3)
The DC power source current during pre-sputtering is 0.61 A, the RF power source power is 30 W, the DC power source current during main sputtering is 0.61 A, and the RF power source power is 30 W, that is, the erosion region. The organic EL element was formed without reducing the size. For other matters, an organic EL element was formed as in Comparative Example 2.

[有機EL素子の不所望な粒子数の評価]
以上のようにして得られた比較例2,3および本発明例3の有機EL素子に関し、ダミーガラス基板に付着したターゲット粒子数について調査した。その結果を図4に示す。なお、図4に示す記号S,M,L,Oは、それぞれ、平均粒径2μm超、4μm超、6μm超、および20μm超の各粒子を示し、棒グラフ中の数値は、これらの粒径を有する粒子が各例においていくつ存在したかを示す数値である。
[Evaluation of Undesired Particle Number of Organic EL Device]
Regarding the organic EL elements of Comparative Examples 2 and 3 and Invention Example 3 obtained as described above, the number of target particles attached to the dummy glass substrate was investigated. The result is shown in FIG. The symbols S, M, L, and O shown in FIG. 4 indicate particles having an average particle diameter of more than 2 μm, more than 4 μm, more than 6 μm, and more than 20 μm, respectively, and the numerical values in the bar graph indicate these particle diameters. It is a numerical value indicating how many particles have in each example.

図4に示すように、本発明の範囲内である本発明例3は、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、粒子の数が少なく、結果的に優れた良品率を実現していることが判る。これに対し、本発明の範囲外である比較例2,3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ないため、粒子の数が多く、結果的に優れた良品率を実現していないことが判る。なお、各分類S,M,L,Oに属する粒子の中でも、特に、分類O,Lに属する粒子が多い場合には、不良になる可能性が高く、故に本発明例3は、比較例2、3に比べて良品率が良好であるものと推定される。   As shown in FIG. 4, Example 3 of the present invention, which is within the scope of the present invention, has a reduced erosion area during main sputtering as compared with pre-sputtering, resulting in a smaller number of particles, resulting in a superior product. It can be seen that the rate is realized. On the other hand, since Comparative Examples 2 and 3 which are outside the scope of the present invention do not reduce the erosion area during main sputtering compared to during pre-sputtering, the number of particles is large, resulting in excellent products. It can be seen that the rate has not been realized. Note that, among the particles belonging to each of the classifications S, M, L, and O, in particular, when there are many particles belonging to the classifications O and L, there is a high possibility that they will be defective. 3 is estimated to be a good product rate.

<実施例3:プレスパッタ時間と不所望な粒子数との関係について>
[有機EL素子の形成]
(参考例1)
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。即ち、最初に、ガラス基板上に反射電極、および有機EL層を本発明例2と同様に形成した。
<Example 3: Relationship between pre-sputtering time and undesired number of particles>
[Formation of organic EL elements]
(Reference Example 1)
The organic EL element was formed using the sputtering apparatus 20 shown in FIG. That is, first, a reflective electrode and an organic EL layer were formed on a glass substrate in the same manner as in Example 2 of the present invention.

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。   Next, an upper electrode made of indium / zinc oxide (IZO) was formed on the organic EL layer using the sputtering apparatus 20 shown in FIG. 3 and a metal mask.

まず、スパッタリングガスとしてArを用い、DC電源の電流を1.8Aとするとともに、RF電源の電源パワーを300Wとして、プレスパッタを30分間行った。   First, Ar was used as the sputtering gas, the current of the DC power source was 1.8 A, the power source power of the RF power source was 300 W, and pre-sputtering was performed for 30 minutes.

次いで、スパッタリングガスとして1%O2を含むArを用い、DC電源の電流を0.6Aとするとともに、RF電源の電源パワーを30Wとして、メインスパッタを行って、膜厚200nmのIZOを得た。 Next, using Ar containing 1% O 2 as a sputtering gas, the current of the DC power source was 0.6 A, the power source power of the RF power source was 30 W, and main sputtering was performed to obtain IZO having a film thickness of 200 nm. .

最後に、形成した有機EL素子に対して、本発明例2と同様にUV封止を行った。   Finally, UV sealing was performed on the formed organic EL element in the same manner as in Invention Example 2.

(参考例2)
プレスパッタ時間を60分間としたこと以外は参考例1と同様にして有機EL素子を形成した。
(Reference Example 2)
An organic EL element was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that the pre-sputtering time was 60 minutes.

(参考例3)
プレスパッタ時間を90分間としたこと以外は参考例1と同様にして有機EL素子を形成した。
(Reference Example 3)
An organic EL element was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that the pre-sputtering time was 90 minutes.

[有機EL素子の不所望な粒子数の評価]
以上のようにして得られた参考例1〜3の有機EL素子に関し、ダミーガラス基板に付着したターゲット粒子数について調査した。その結果を図5に示す。
[Evaluation of Undesired Particle Number of Organic EL Device]
Regarding the organic EL elements of Reference Examples 1 to 3 obtained as described above, the number of target particles attached to the dummy glass substrate was investigated. The result is shown in FIG.

図5に示すように、プレスパッタ時間が60分以上で、不所望な粒子数に関し、より好適な結果が得られていることが判る。   As shown in FIG. 5, it can be seen that the pre-sputtering time is 60 minutes or more, and more favorable results are obtained with respect to the number of undesired particles.

本発明のスパッタリング装置は、所定の制御が可能なDC電源およびRF電源を有するため、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。   Since the sputtering apparatus of the present invention has a DC power source and an RF power source that can be controlled in a predetermined manner, the erosion region at the time of main sputtering can be reduced as compared with the time of pre-sputtering. For this reason, according to the sputtering apparatus, target particles deposited in the non-erosion region during pre-sputtering can be made difficult to peel off during main sputtering, and deposition of the particles on the substrate can be suppressed. It is possible to suitably form the conductive film. Therefore, the present invention is promising in that it can be applied in the field of organic EL displays, where it is desired to manufacture higher-quality organic EL elements in the future.

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。It is a typical side view which shows an example of the sputtering apparatus (flat plate type) of this invention using one backing plate, (a) shows the time of pre-sputtering, (b) shows the time of main sputtering. 図1に示すターゲットTの、プレスパッタ時およびメインスパッタ時のそれぞれのエロージョン領域を示す平面図である。It is a top view which shows each erosion area | region at the time of the pre-sputtering and the main sputtering of the target T shown in FIG. 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。It is a typical side view which shows an example of the sputtering apparatus (opposite type) of this invention using a pair of backing plates, (a) shows the time of pre-sputtering, (b) shows the time of main sputtering. 粒子数とエロージョン領域の変更との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the number of particle | grains and the change of an erosion area | region. 粒子数とプレスパッタ時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a particle number and pre-sputtering time. Bottom−Em型素子の模式的断面図である。It is a typical sectional view of a Bottom-Em type element. Top−Em型有機EL素子の模式的断面図である。It is a typical sectional view of a Top-Em type organic EL device.

符号の説明Explanation of symbols

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 プラズマ発生領域
H,PH´ 高密度プラズマ発生領域
T ターゲット
Φ 磁束
10 sputtering apparatus 12 the substrate support 14 the backing plate 16 magnetic 16a central magnet 16b outer peripheral magnet 18 earth shield P plasma generation region P H, P H 'high-density plasma generation area T target Φ magnetic flux

Claims (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、電源パワーにより駆動す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、前記電源パワーが増減可能であることを特徴とするスパッタリング装置。   A substrate support; a target support disposed parallel to and spaced from the substrate support; and a plurality of magnetic bodies disposed on the opposite side of the target support from the substrate support. In the sputtering apparatus driven by the plurality of magnetic bodies, the plurality of magnetic bodies are positioned on the outer peripheral side of the target support body with respect to the first magnetic body and the first magnetic body. A sputtering apparatus comprising: a second magnetic body, wherein the power supply power can be increased or decreased. 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、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、電源パワーにより駆動するスパッタリング装置において、前記電源パワーが増減可能であることを特徴とするスパッタリング装置。   A substrate support, a pair of target supports disposed vertically apart from the substrate support, and a plurality of magnetic bodies disposed on the opposite side of the other target support in each of the target supports; The plurality of magnetic bodies includes a first magnetic body located at a center portion of the target support, and a second magnetic body located on an outer peripheral side of the target support with respect to the first magnetic body. A sputtering apparatus including a body and driven by power supply power, wherein the power supply power can be increased or decreased.
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