JP7278314B2 - 対向ターゲット式スパッタリング装置及びスパッタリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、対向ターゲット式スパッタリング装置及びスパッタリング方法に関する。

ディスプレイパネルや太陽電池等の金属電極配線、半導体層、その他の薄膜等は、スパッタリングによって成膜されることがある。スパッタリング装置としては、マグネトロン式スパッタリング装置、対向ターゲット式スパッタリング装置等が知られている。マグネトロン式スパッタリング装置の場合、基板とターゲットとが対向するように配置されるため、成膜中に高い運動エネルギーを有する粒子が基板表面に衝突することによる膜質の低下が生じやすい。また、ターゲット表面に形成される高密度プラズマ内の電子が基板に流れることなどでジュール熱が発生し、基板温度が高まることも膜質の低下の要因となる。特に有機膜上に薄膜を形成する場合は、低い温度で成膜できることが強く望まれる。一方、対向ターゲット式スパッタリング装置は、通常、一対のターゲットが対向配置され、基板はその側方に設置される構造を有する（特許文献１～３参照）。対向ターゲット式スパッタリング装置の場合、成膜中に高い運動エネルギーを有する粒子が基板表面に衝突することが抑制され、また、高密度プラズマも対向ターゲット間に形成される磁場により対向ターゲット間に拘束されるため、高品質の薄膜を比較的低温で形成することができるとされている。

特開２００８－１５６７４３号公報 特開２０２０－２４４１号公報 国際公開第２０１５／１６２７７８号

大型の基板に対してスパッタリングを行う際、基板を移動させながらスパッタリングを行うことが一般的である。一方、近年、微細なパターンを有する薄膜等に対する高い精度が求められている。基板を移動させながらスパッタリングを行う方法においては、基板表面を被覆した所定形状のパターンを有するマスクのずれ等が生じやすく、高い精度への要求に十分に対応できない場合がある。これに対し、基板を固定し、ターゲット側を移動させながらスパッタリングを行うことが考えられる。しかし、対向ターゲット式スパッタリング装置は、他のスパッタリング装置と比べて構造が複雑であり、さらに移動可能な構造にした場合、より構造が複雑になる。スパッタリング装置は、通常、真空中でスパッタリングを行えるように、真空チャンバ内に基板、ターゲット等を配置した構造となっているが、複雑化した構造を真空チャンバ内に設けた場合、メンテナンス等に支障をきたす。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、高精度の成膜が可能であり、且つメンテナンスが容易な対向ターゲット式スパッタリング装置、及びこのような対向ターゲット式スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、真空チャンバと、上記真空チャンバ内に配置され、基板を保持する基板保持部と、上記真空チャンバ内に配置され、対向する少なくとも一対のターゲットを有するターゲット部と、上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部を上記基板と平行に往復移動させるためのガイドと、上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部及び上記ガイドが載置された可動台と、上記真空チャンバ外の電源から上記少なくとも一対のターゲットを印加するための配線及び上記真空チャンバ外から上記少なくとも一対のターゲットを冷却する冷媒を供給するための冷媒管が通された第１のベローズとを備え、少なくとも上記ターゲット部が上記真空チャンバ外へ引き出し可能に構成されている、対向ターゲット式スパッタリング装置である。

上記真空チャンバが着脱可能な側壁部を有し、上記第１のベローズの一端は上記側壁部に固定されていることが好ましい。

当該対向ターゲット式スパッタリング装置は、上記第１のベローズと連動して伸縮し且つ上記第１のベローズが受ける大気圧による力の方向とは反対の方向から大気圧による力を受けるように設けられた第２のベローズをさらに備えることが好ましい。なお、第２のベローズが第１のベローズと連動して伸縮するとは、第１のベローズが伸びるときに縮み且つ縮むときに伸びること、及び第１のベローズが伸びるときに伸び且つ縮むときに縮むことの双方を含む意味である。

当該対向ターゲット式スパッタリング装置は、上記可動台に載置された、上記ターゲット部を往復移動させる動力であるモータをさらに備えることが好ましい。

当該対向ターゲット式スパッタリング装置は、上記真空チャンバ内に配置されたヒータをさらに備えることが好ましい。

上記課題を解決するためになされた別の本発明は、当該対向ターゲット式スパッタリング装置を用い、上記ターゲット部を移動させながらスパッタリングを行う工程を備えるスパッタリング方法である。

本発明によれば、高精度の成膜が可能であり、且つメンテナンスが容易な対向ターゲット式スパッタリング装置、及びこのような対向ターゲット式スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法を提供することができる。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る対向ターゲット式スパッタリング装置を示す側面視における模式的断面図である。 図２は、図１の対向ターゲット式スパッタリング装置に備わるターゲット部を示す模式図である。 図３は、図１の対向ターゲット式スパッタリング装置の一部（真空チャンバの内部等）の平面視における模式的断面図である。 図４は、図１の対向ターゲット式スパッタリング装置において、ターゲット部が移動した状態を示す模式的断面図である。 図５は、図４の対向ターゲット式スパッタリング装置において、ターゲット部等を引き出した状態を示す模式的断面図である。 図６は、本発明の第二の実施形態に係る対向ターゲット式スパッタリング装置を示す側面視における模式的断面図である。 図７は、本発明の第三の実施形態に係る対向ターゲット式スパッタリング装置を示す平面視における模式的断面図である。 図８は、本発明の第四の実施形態に係る対向ターゲット式スパッタリング装置を示す平面視における模式的断面図である。

以下、適宜図面を参照にしつつ、本発明の一実施形態に係る対向ターゲット式スパッタリング装置（以下、単に「スパッタリング装置」ともいう。）及びスパッタリング方法について詳説する。

＜スパッタリング装置：第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態に係る図１のスパッタリング装置１０は、真空チャンバ１１、基板保持部１２、ターゲット部１３、第１のガイド１４、第１の可動台１５、及び第１のベローズ１６を備える。スパッタリング装置１０は、第２のガイド１７、第２の可動台１８、及び固定台１９をさらに備える。

真空チャンバ１１は、固定台１９に載置されている。真空チャンバ１１は、着脱可能な側壁部２０を有する。使用時においては、真空チャンバ１１内の真空度を保てるように、側壁部２０は、真空チャンバ１１の本体に対して密着し、ロック（固定）されている。真空チャンバ１１は、着脱可能な側壁部２０を有すること以外は、従来のスパッタリング装置に用いられる従来公知の真空チャンバと同様のものであってよい。真空チャンバ１１には、開閉可能な窓部等が設けられていてもよい。真空チャンバ１１は、例えば内部が１０^－３Ｐａ以上１０Ｐａ以下の間での真空状態を維持できるように構成されたものであってよい。真空チャンバ１１には、真空チャンバ１１内の気体を排出させて、内部の圧力を低下させる真空ポンプ、真空チャンバ１１内に一定の気体を注入して、真空チャンバ内の圧力を上昇させるベンティング手段などが備えられていてよい。

真空チャンバ１１内の上面には、基板Ｓを保持するための基板保持部１２が配置されている。基板保持部１２は、例えば平面視で第１の可動台１５とほぼ重なるような位置に設けられていてよい。基板保持部１２は、例えば基板Ｓを水平に且つ着脱可能に保持するように構成されていてよい。基板保持部１２は、従来公知のスパッタリング装置に備わる基板保持部と同様のものとすることができるが、本実施形態のスパッタリング装置１０において、基板保持部１２はスパッタリング時に基板Ｓが平行移動可能には構成されていない。なお、基板Ｓにおいて、ターゲット部１３と対向する側の面（図１における下面）には、所定形状のパターンを有するスパッタリング用のマスク（図示しない）が被覆されていてよい。

ターゲット部１３は、真空チャンバ１１内に配置されている。ターゲット部１３は、対向する一対のターゲットを有する。このターゲット部１３の構造は、従来公知の対向ターゲット式スパッタリング装置のターゲット部と同様であり、例えば、上記特許文献１～３に記載された構造のものを用いることができる。ターゲット部１３の構造について、以下図２を参照に概説する。

ターゲット部１３は、一対のケース２１（２１ａ、２１ｂ）と、各ケース２１内に配置されるターゲット２２（２２ａ、２２ｂ）、磁石２３（２３ａ～２３ｄ）等とを備える。ケース２１は、互いに対向する部分が開放された箱型形状を有する。一対のターゲット２２は、互いに対向するように配置されている。ターゲット２２の材質としては、金属、合金、酸化物等、特に限定されない。また、一方のターゲット２２ａと他方のターゲット２２ｂとで材質が異なっていてもよい。４つの磁石２３のうちの２つの磁石２３ａ、２３ｂは、一方のケース２１ａにおけるターゲット２２ａの裏面側に配置されている。残りの２つの磁石２３ｃ、２３ｄは、他方のケース２１ｂにおけるターゲット２２ｂの裏面側に配置されている。各磁石２３は、一対のターゲット２２の間に磁場を発生させるためのものであり、一対のターゲット２２を介して互いに異なる極性が向き合うように配置されている。

さらにターゲット部１３には、各ターゲット２２ａ、２２ｂがカソード電極となるように、電源装置４０によりマイナス電圧又はパルス電圧を印加するための配線２４、及び各ターゲット２２ａ、２２ｂ等を冷却するための冷媒を供給するための冷媒管２５が設けられている。上記冷媒としては、水を好適に用いることができる。

さらにターゲット部１３には、一対のターゲット２２の間にガスを噴射させるためのガス供給手段（図示しない）が設けられていてよい。ガス供給手段は、例えばガス供給管とガス噴射ノズルとを有していてよい。例えば、ガス供給管により、真空チャンバ１１外からガスが供給され、ガス供給管と連結したガス噴射ノズルにより、一対のターゲット２２の間にガスが噴射されるように構成されていてよい。上記ガスとしては、アルゴンガス等の不活性ガスが挙げられる。反応性スパッタリングを行う場合は、アルゴンガス等と共に酸素、窒素等の反応性ガスを用いることができる。

図１、３等に示すように、第１のガイド１４は、真空チャンバ１１内に配置されている。なお、図３は、スパッタリング装置１０の各構成の平面視における配置等を説明するために、一部（真空チャンバの内部等）のみを示した模式的断面図である。第１のガイド１４は、ターゲット部１３を基板Ｓと平行に往復移動させるための案内機器である。すなわち、第１のガイド１４は、ターゲット部１３の移動方向を制御（案内）する機器である。第１のガイド１４は、直線状のレール２６と、このレール２６上に転動体を介して配置される可動部２７（スライダ）とを有するレール案内方式のものであってよい。可動部２７上にターゲット部１３が載置される。ターゲット部１３を安定して往復移動させるために、レール２６は平行に２本配置される。上記構造を有する第１のガイド１４の一例として、転動体にボール、円筒コロ等が用いられたリニアガイド等と称されるものであってよい。リニアガイドは、摩擦及び振動が小さいなどの利点を有する。摩擦が小さいことで、省エネルギーでターゲット部１３を移動させることができる。また、振動が小さいことで、安定性高くスパッタリングを行うことができる。リニアガイドとしては、ＴＨＫ製のＬＭガイド（登録商標）、日本トムソン製のリニアウェイ等の市販品を用いることができる。第１のガイド１４としては、ボールスプライン等の他の直動案内機器を用いることもできる。

第１の可動台１５は、真空チャンバ１１内に配置されている。第１の可動台１５には、ターゲット部１３及び第１のガイド１４が載置されている。すなわち、第１の可動台１５上に第１のガイド１４が設けられ、この第１のガイド１４上にターゲット部１３が設けられる。

第１の可動台１５には、真空チャンバ１１における着脱可能な側壁部２０から離れた側の端部に、一対の車輪２８が設けられている。後述する引き出しの際に、安定して引き出すことができるように、側壁部２０側には車輪は設けられていない。なお、第１の可動台１５は、スパッタリングを行っている際に移動するものではない。車輪２８には、通常時に移動しないようにストッパ付き車輪を用いることもできる。

図３に示されるように、第１の可動台１５には、ターゲット部１３を往復移動させる動力であるモータ２９がさらに載置されている。具体的にモータ２９は、一対のレール２６間に設けられる。また、ターゲット部１３の裏面には、下向きに歯が設けられたラック３０が、一対のレール２６と平行かつこれらの間に設けられている。このラック３０は、モータ２９に取り付けられたピニオン３１と対をなし、ラックアンドピニオンを構成している。このため、モータ２９の回転により、ターゲット部１３は、第１のガイド１４（レール２６）に沿って移動できる。

ここで、ターゲット部１３を往復移動させるためのモータ等は、真空チャンバ１１外に設置することも可能である。しかしこの場合、モータ等の動力をボールネジ等により真空チャンバ１１内に伝える構造とする必要があり、真空チャンバ１１内の気密性が低下しやすい。このため、モータは真空チャンバ１１内に設置することが望ましいが、真空環境で使用できるモータとしては、大型のものは少なくあるいはコスト高となり、小型のモータを用いた場合に出力に限界がある。このため、特に真空チャンバ１１内にモータ２９を配置した場合は、第１のガイド１４として低摩擦でターゲット部１３を移動させることができるリニアガイド等を採用することが好ましい。

図１、２に示すように、スパッタリング装置１０においては、真空チャンバ１１外の電源から一対のターゲット２２を印加するための配線２４及び真空チャンバ１１外から一対のターゲット２２を冷却する冷媒を供給するための冷媒管２５が設けられている。配線２４及び冷媒管２５は、配管３２内を通され、大気圧下でターゲット部１３に接続されるように構成されている。なお、真空下に露出するように配線２４を配置すると、異常放電が生じやすくなるリスクがある。また、真空下に露出するように冷媒管２５を配置すると、冷媒の漏れによる真空度の低下や、ガス組成の変化を引き起こすリスクがある。このため、スパッタリング装置１０においては、配線２４及び冷媒管２５は、配管３２内を通され、大気圧下でターゲット部１３に接続されるように構成されている。同様に、ガス供給管（図示しない）も、配管３２内を通され、真空チャンバ１１外から大気圧下でターゲット部１３に接続されている。配管３２は、剛性の管である。配管３２の一端は、ターゲット部１３に結合し、他端は第１のベローズ１６に結合している。

スパッタリング装置１０においては、第１のベローズ１６によって、配線２４、冷媒管２５及びガス供給管（図示しない）を大気圧下に配置したまま、ターゲット部１３が真空チャンバ１１内を往復移動できるように構成されている。ベローズとは、伸縮可能な蛇腹構造を有する管（伸縮管）である。第１のベローズ１６には、内部に配線２４、冷媒管２５及びガス供給管（図示しない）が通された配管３２が通されており、第１のベローズ１６は、真空チャンバ１１の外に設けられている。具体的に第１のベローズ１６の一端１６ａは、真空チャンバ１１の側壁部２０の外面に密着して固定され、第１のベローズ１６の他端１６ｂは、配管３２の先端に密着して固定されている。また、図３に示されるように、平面視において、第１のベローズ１６及び配管３２は、第１のガイド１４のレール２６と平行に配置されている。

ターゲット部１３が第１のガイド１４に沿って往復移動する際、ターゲット部１３に連接した配管３２も同様に往復移動し、これに伴って第１のベローズ１６は伸縮する。具体的には、図１の状態において、第１のベローズ１６の左端１６ｂは配管３２の左端に固定されているため、ターゲット部１３が左に移動した場合、配管３２も共に左に移動することにより、第１のベローズ１６は伸びる（図１→図４）。逆に、図４の状態において、ターゲット部１３が右に移動した場合、第１のベローズ１６は縮む（図４→図１）。また、このように配管３２が真空チャンバ１１の内外を移動した場合も、第１のベローズ１６によって、真空チャンバ１１内の真空度は十分に保たれる。

また、スパッタリング装置１０には、直線状に第１のベローズ１６が伸縮できるように配置された第２のガイド１７が備えられている。第２のガイド１７は、従来公知の直動案内機器を用いることができる。また、この第２のガイド１７は、第２の可動台１８の上に載置されている。

第２の可動台１８は天板３３を有する。この天板３３は、固定台１９の上に載っている。第２の可動台１８は、一対の車輪３４を有する。第２の可動台１８には車輪３４が設けられているが、天板３３が固定台１８に載っていることなどにより、通常は移動せず、固定されている。また、車輪３４には、通常時に移動しないようにストッパ付き車輪を用いることもできる。

スパッタリング装置１０は、第１の可動台１５に載置されたターゲット部１３等を真空チャンバ１１外へ引き出し可能に構成されている。具体的には、真空チャンバ１１の側壁部２０のロックを解除することにより、第１の可動台１５及び第２の可動台１８を、この側壁部２０等と共に、第１の可動台１５が真空チャンバ１１の外へ出る方向（図１、４等における左方向）へ移動させることができる（図５参照）。このとき、第１の可動台１５に載置された第１のガイド１４、ターゲット部１３、モータ２９、ラック３０及びピニオン３１などは、真空チャンバ１１の外へ引き出される。なお、これらの一部は、真空チャンバ１１の中へ残っていてもよい。

スパッタリング装置１０は、真空チャンバ１１内に配置されたヒータ３５をさらに備える。ヒータ３５は、第１の可動台１５には載置されておらず、固定されている。ヒータ３５は、例えばターゲット部１３が真空チャンバ１１内において最も奥（図１等における右側）に位置したときにターゲット部１３と対向する場所に配置されている。

（スパッタリング方法）
本発明の一実施形態にかかるスパッタリング方法は、スパッタリング装置１０を用い、ターゲット部１３を移動させながらスパッタリングを行う工程を備える。このとき、基板Ｓは、基板保持部１２によって固定されている。また、基板Ｓのターゲット部１３と対向する側の面には、所定パターンの皮膜を形成するためのマスクが配置されている。ターゲット部１３は、モータ２９を動力とし、第１のガイド１４に沿って基板Ｓと平行に往復移動する。当該スパッタリング方法は、スパッタリング装置１０を用い、基板Ｓを固定し、ターゲット部１３を移動させながらスパッタリングを行うこと以外は、従来公知の対向ターゲット式スパッタリング装置を用いたスパッタリングと同様に行うことができる。

具体的には、真空チャンバ１１内を減圧し、ガス供給手段（図示しない）を通じて、ターゲット部１３の一対のターゲット２２間にガス（アルゴンガスなど）を供給する。一対のターゲット２２には、マイナス電圧又はパルス電圧を印加する。また、ターゲット部１３の温度上昇を抑制するために、ターゲット部１３には冷媒管２５を通じて冷媒が供給される。また、スパッタリングを行う前には、予めヒータ３５を作動させておき、ターゲット部１３を十分に加熱しておく。ヒータ３５は、真空チャンバ１１内に配置された防着板（図示しない）等をあわせて加熱するように構成されていてもよい。なお、スパッタリングを行っているときは、ターゲット部１３等の温度上昇を抑制するため、ヒータ３５は切っておく。

マイナス電圧又はパルス電圧の印加により発生するプラズマは、磁石２３により形成された磁場によって、一対のターゲット２２間に拘束される。この際、プラズマ内の電子は一対のターゲット２２間の空間で磁場の作用により磁力線を中心軸として回動する。同時に、プラズマ内の電子は、一対のターゲット２２に印加されたマイナス電圧又はパルス電圧により、一対のターゲット２２を反射電極として往復運動する。従って、電子は、一対のターゲット２２間に拘束されて高密度プラズマを維持させる。

プラズマ内で形成されたイオン、あるいは印加されたマイナス電圧又はパルス電圧により形成されたイオンは一対のターゲット２２への印加電圧により加速する。イオンの加速及び衝突により、一方のターゲット２２から飛び出したターゲット物質粒子の中で高いエネルギーを有する粒子は、概ね反対側のターゲット２２に到達する。

このように、高いエネルギーを有する粒子は、一対のターゲット２２間の空間を往復することとなる。このため、ターゲット部１３から離間し、かつ一対のターゲット２２の対向面と垂直をなすように配置された基板Ｓには、高いエネルギーを有する粒子は到達し難い。また、比較的低いエネルギーを有するターゲット物質粒子は拡散により基板Ｓの表面に付着し、皮膜を形成することとなる。

（利点）
スパッタリング装置１０によれば、ターゲット部１３を往復移動させながらスパッタリングを行うことができるため、比較的大型の基板Ｓに対しても成膜が可能であり、基板Ｓを固定しているため、高精度の成膜が可能である。

また、真空チャンバ１１外の電源から一対のターゲット２２を印加するための配線２４及び真空チャンバ１１外から一対のターゲット２２を冷却する冷媒を供給するための冷媒管２５等が、真空環境に晒されることなく設けられているため、真空チャンバ１１内での異常放電や、冷媒の漏れの発生などが抑制され、安定性の高い成膜が可能となる。そして、配線２４及び冷媒管２５は、第１のベローズ１６を通して真空チャンバ１１内のターゲット部１３と連結した構造となっており、ターゲット部１３が往復移動するにも拘らず、第１のベローズ１６等によって、真空チャンバ１１内の真空度は維持できる。

さらに、第１のガイド１４としてガイドレールなどを用いた場合は、ターゲット部１３の往復移動の際の振動が特に抑えられるため、異常放電等の発生が抑制され、安定性の高い成膜が可能となる。

また、真空チャンバ１１内に設けられたヒータ３５により、事前にターゲット部１３を加熱しておくことができるため、スパッタリング装置１０の立ち上がり時間が短縮できる。

このように、スパッタリング装置１０は、安定性の高い、高精度の成膜が可能である。そして、第１の可動台１５に載置されたターゲット部１３等を真空チャンバ１１外へ引き出すことができるため、真空チャンバ１１内に様々な器具が配置されており、複雑な構造となっているにも拘らず、これらのメンテナンスが容易となる。

＜スパッタリング装置：第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態に係る図６のスパッタリング装置１１０は、真空チャンバ１１、基板保持部１２、ターゲット部１３、第１のガイド１４、第１の可動台１５、及び第１のベローズ１１６を備える。スパッタリング装置１１０は、真空チャンバ１１の一部である着脱可能な側壁部１２０と一体となった第２の可動台１１８、及び固定台１９をさらに備える。図６において、図１等のスパッタリング装置１０と共通する構成の一部（配線２４等）は省略している。

図６のスパッタリング装置１１０は、図１等のスパッタリング装置１０に対して、第１のベローズ１１６が真空チャンバ１１内に配置されている点が特徴的に異なる。第１のベローズ１１６には、スパッタリング装置１０と同様に、真空チャンバ１１外の電源から一対のターゲットを印加するための配線（図示しない）、真空チャンバ１１外から一対のターゲットを冷却する冷媒を供給するための冷媒管（図示しない）、真空チャンバ１１外から一対のターゲット間にガスを供給するためのガス供給管（図示しない）等が通されている。その他、図６のスパッタリング装置１１０において具体的に示していない構造は、スパッタリング装置１０の構造が適宜採用される。

スパッタリング装置１１０によれば、第１のベローズ１１６が真空チャンバ１１内に配置されているため、コンパクトな構造とすることができる。また、スパッタリング装置１１０は、スパッタリング装置１０と同様、ターゲット部１３を往復移動させながらスパッタリングを行うことができ、第１の可動台１５に載置されたターゲット部１３等を真空チャンバ１１外へ引き出すことができる。

＜スパッタリング装置：第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態に係る図７のスパッタリング装置２１０は、真空チャンバ１１、ターゲット部１３、第１のガイド１４、第１の可動台１５、第１のベローズ１６、第２のベローズ３６、及び配管１３２を備える。図７において、図１等のスパッタリング装置１０と共通する構成の一部（配線２４等）は省略している。

図７のスパッタリング装置２１０は、図１、３等のスパッタリング装置１０に対して、第２のベローズ３６をさらに備える点が特徴的に異なる。スパッタリング装置２１０においては、配線（図示しない）等が通された配管１３２が、真空チャンバ１１の左右の側壁部を貫通するように設けられている。そして、第２のベローズ３６は、第１のベローズ１６が伸びるときに縮み且つ縮むときに伸びるように、第１のベローズ１６とは逆向きに一直線状に設けられている。第２のベローズ３６の一端３６ａは、真空チャンバ１１の外面に密着して固定され、第２のベローズ３６の他端３６ｂは、配管１３２の先端に密着して固定されている。第２のベローズ３６は、ターゲット部１３等の真空チャンバ１１外への引き出しが容易になるように、取り外し可能に設けられていてよい。また、第２のベローズ３６に対しても、直線状に第２のベローズ３６が伸縮できるように配置されたガイドが備えられていてよい。その他、図７のスパッタリング装置２１０において具体的に示していない構造は、スパッタリング装置１０の構造が適宜採用される。

図１、３等のスパッタリング装置１０の場合、配管３２が引き出される方向にターゲット部３２が移動するとき（図１→図４）、真空チャンバ１１内外の圧力差により生じる力が作用し、モータ２９への負荷が大きい。具体的に図１、３等のスパッタリング装置１０の場合、真空チャンバ１１内が真空であり、真空チャンバ１１外が大気圧であるため、第１のベローズ１６は、縮む方向（図１における右方向）に大気圧による力を受けている。これに対し、図７のスパッタリング装置２１０の場合、第１のベローズ１６が伸びるときに第２のベローズ３６は縮み、且つ第１のベローズ１６が縮むときに第２のベローズ３６は伸びるように、逆向きに２つのベローズが配置されている。すなわち、第１のベローズ１６が受ける大気圧による力の方向（図７における右方向）とは反対の方向（図７における左方向）から大気圧による力を受けるように第２のベローズ３６が配置されている。これにより、２つのベローズが受ける真空チャンバ１１内外の圧力差により生じる力（大気圧による力）が打ち消し合うため、モータ２９への負荷が小さく、モータ２９の小型化や省エネルギー化も可能となる。

＜スパッタリング装置：第四の実施形態＞
本発明の第四の実施形態に係る図８のスパッタリング装置３１０は、図７のスパッタリング装置２１０と対比して、配管１３２に替えて、一体化した２つの配管３２ａ、３２ｂを用い、第１のベローズ１６と第２のベローズ３６とが一直線状に配置されていない点が特徴的に異なる。配管３２ａ及びこの配管ａが通された第１のベローズ１６と、配管ｂ及びこの配管ｂが通された第２のベローズ３６とは、平行に配置されている。なお、この変更に伴い、図８における真空チャンバ１１の外観形状も、図７における真空チャンバ１１の外観形状から変更されている。その他、図８のスパッタリング装置３１０において具体的に示していない構造は、スパッタリング装置１０の構造が適宜採用される。

スパッタリング装置３１０においても、第２のベローズ３６は、第１のベローズ１６が伸びるときに縮み且つ縮むときに伸びるように、第１のベローズ１６とは逆向きに設けられている。すなわち、第１のベローズ１６が受ける大気圧による力の方向（図８における右方向）とは反対の方向（図８における左方向）から大気圧による力を受けるように第２のベローズ３６が配置されている。これにより、スパッタリング装置２１０と同様の効果が得られる。また、図８のスパッタリング装置３１０は、第１のベローズ１６と第２のベローズ３６とを一直線状に配置していないため、図７のスパッタリング装置２１０と比較して比較的コンパクトな構造とすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、各実施形態では、ターゲット部が一対のターゲットを有する構成であるが、ターゲット部は二対以上のターゲットを有していてもよい。また、ターゲット部を往復移動させる動力もモータに限定されるものではなく、モータ等の動力は真空チャンバの外に配置されていてもよい。その他、構成部品の個数に関し、例えばターゲット部が備える磁石の個数や、ガイドであるレールの本数等も、上述した実施形態の個数に限定されるものではない。また、スパッタリング装置が２つのベローズを備える場合、第１のベローズを真空チャンバ内に配置し、第２のベローズを真空チャンバ外に配置して、第１のベローズが伸びるときに第２のベローズも伸び、第１のベローズが縮むときに第２のベローズも縮むように構成されていてもよい。

本発明の対向ターゲット式スパッタリング装置及びスパッタリング方法は、ディスプレイパネル、太陽電池、有機ＥＬ装置等における金属電極配線、半導体層、その他の薄膜等の成膜に好適に用いることができる。

１０、１１０、２１０、３１０ スパッタリング装置
１１ 真空チャンバ
１２ 基板保持部
１３ ターゲット部
１４ 第１のガイド
１５ 第１の可動台
１６、１１６ 第１のベローズ
１６ａ 第１のベローズの一端（右端）
１６ｂ 第１のベローズの他端（左端）
１７ 第２のガイド
１８、１１８ 第２の可動台
１９ 固定台
２０、１２０ 側壁部
２１（２１ａ、２１ｂ） ケース
２２（２２ａ、２２ｂ） ターゲット
２３（２３ａ～２３ｄ） 磁石
２４ 配線
２５ 冷媒管
２６ レール
２７ 可動部
２８、３４ 車輪
２９ モータ
３０ ラック
３１ ピニオン
３２、１３２、３２ａ、３２ｂ 配管
３３ 天板
３５ ヒータ
３６ 第２のベローズ
３６ａ 第２のベローズの一端
３６ｂ 第２のベローズの他端
４０ 電源装置
Ｓ 基板

Claims (6)

1. 真空チャンバと、
   上記真空チャンバ内に配置され、基板を保持する基板保持部と、
   上記真空チャンバ内に配置され、対向する少なくとも一対のターゲットを有するターゲット部と、
   上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部を上記基板と平行に往復移動させるためのガイドと、
   上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部及び上記ガイドが載置された可動台と、
   上記真空チャンバ外の電源から上記少なくとも一対のターゲットを印加するための配線及び上記真空チャンバ外から上記少なくとも一対のターゲットを冷却する冷媒を供給するための冷媒管が通された配管と、
   上記配管が通され、上記真空チャンバの外に配置された第１のベローズと
   を備え、
   上記真空チャンバがロック及びその解除により着脱可能な側壁部を有し、
   上記第１のベローズの一端は上記側壁部に固定され、上記第１のベローズの他端は上記配管の一端に固定され、上記配管の他端は上記ターゲット部に結合しており、
   上記ターゲット部が上記ガイドに沿って往復移動する際、上記ターゲット部に連接した上記配管も同様に往復移動し、これに伴って上記ベローズは伸縮し、
   上記真空チャンバの上記側壁部のロックを解除し、上記側壁部と共に上記可動台を上記真空チャンバの外へ出る方向へ移動させることにより、少なくとも上記ターゲット部が上記真空チャンバ外へ引き出し可能に構成されている、対向ターゲット式スパッタリング装置。
2. 真空チャンバと、
   上記真空チャンバ内に配置され、基板を保持する基板保持部と、
   上記真空チャンバ内に配置され、対向する少なくとも一対のターゲットを有するターゲット部と、
   上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部を上記基板と平行に往復移動させるためのガイドと、
   上記真空チャンバ内に配置され、上記ターゲット部及び上記ガイドが載置された可動台と、
   上記真空チャンバ外の電源から上記少なくとも一対のターゲットを印加するための配線及び上記真空チャンバ外から上記少なくとも一対のターゲットを冷却する冷媒を供給するための冷媒管が通され、上記真空チャンバ内に配置された第１のベローズと
   を備え、
   上記真空チャンバがロック及びその解除により着脱可能な側壁部を有し、
   上記第１のベローズの一端は上記側壁部に固定され、上記第１のベローズの他端は上記ターゲット部に結合しており、
   上記ターゲット部が上記ガイドに沿って往復移動する際、上記ターゲット部の往復移動に伴って上記ベローズは伸縮し、
   上記真空チャンバの上記側壁部のロックを解除し、上記側壁部と共に上記可動台を上記真空チャンバの外へ出る方向へ移動させることにより、少なくとも上記ターゲット部が上記真空チャンバ外へ引き出し可能に構成されている、対向ターゲット式スパッタリング装置。
3. 上記第１のベローズと連動して伸縮し且つ上記第１のベローズが受ける大気圧による力の方向とは反対の方向から大気圧による力を受けるように設けられた第２のベローズをさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の対向ターゲット式スパッタリング装置。
4. 上記可動台に載置された、上記ターゲット部を往復移動させる動力であるモータをさらに備える、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の対向ターゲット式スパッタリング装置。
5. 上記真空チャンバ内に配置されたヒータをさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の対向ターゲット式スパッタリング装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の対向ターゲット式スパッタリング装置を用い、上記ターゲット部を移動させながらスパッタリングを行う工程を備えるスパッタリング方法。

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