JP7320828B2 - スパッタリングカソード、スパッタリング装置、及び成膜体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリングカソード、スパッタリング装置、及び成膜体の製造方法に関する。

従来、半導体デバイス、太陽電池、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの各種のデバイスにおいて電極を形成する工程においては、電極材料の成膜に真空蒸着装置が多く用いられている。しかしながら、真空蒸着法は膜厚分布の制御が空間的にも時間的にも難点を有するため、スパッタリング法による電極材料の成膜が求められている。

従来、スパッタリング装置としては、平行平板マグネトロン式スパッタリング装置、ロータリーターゲット方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などが知られている。このうち対向ターゲット式スパッタリング装置においては、同じ材料で作られた二つの円形あるいは正方形あるいは矩形の同寸ターゲットを互いに平行に対向させ、それらの間の空間にスパッタリングガスを導入して放電を行わせることによりターゲットをスパッタリングすることにより成膜を行う（例えば、非特許文献１～３参照。）。この対向ターゲット式スパッタリング装置は、二つのターゲット間に挟まれた空間、すなわちその二つのターゲットと外周に形成された磁力線とで囲まれた空間にプラズマを拘束することでスパッタリング現象を発生させる。本方式のスパッタリングカソードはターゲットが基板に対して垂直を成して配置されているため、被成膜基板表面における中性反射プロセスガス衝撃を防止することができるという利点を有している。

しかしながら、上述の対向ターゲット式スパッタリング装置においては、対向する二つのターゲット間のプラズマ密度が低く、十分に高い成膜速度を得ることができないという欠点がある。

これらの課題を解決するために、本発明者により、横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードが提案されている（特許文献１参照。）。このスパッタリングカソードによれば、平板状の被成膜体に十分に高い成膜速度かつ低衝撃で成膜を行うことができる。

特許第６１５１４０１号

J. Vac. Soc. Jpn. Vol.４４, No.９, ２００１, pp.８０８-８１４ 東京工芸大学工学部紀要 Vol.３０ No.１(２００７)pp.５１-５８ ULVAC TECHNICAL JOURNAL No.６４ ２００６, pp.１８-２２

有機ＥＬディスプレイや太陽電池の製造におけるスパッタリングプロセスにおいては、より高い歩留まりが要求される。

本発明の目的は、より高い歩留まりを実現可能なスパッタリングカソード、スパッタリング装置、及び成膜体の製造方法を提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明は、以下の構成を採用する。
（１） 管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングターゲットは、
横断面形状が互いに対向するように形成された一対の長辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの一端部を互いに接続するように形成された第一短辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの他端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記第一短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された第二短辺部と
を有する。

従来、特許文献１に記載のように、スパッタリングカソードが、スパッタリングターゲットの一対の長辺部が水平方向と平行又は実質的に平行であるように配置された状態で用いられていた。この場合、成膜方向として、スパッタダウン又はスパッタアップのいずれかが採用され得る。被成膜体に対して上からスパッタダウンした場合、被成膜体にパーティクルが降り掛かるおそれがある。一方、被成膜体に対して下からスパッタアップした場合には、処理装置内の天板に付着した堆積物が被成膜体の裏面（即ち上面）に降り掛かるおそれがある。これに対して、（１）のスパッタリングカソード（スパッタリング成膜源）は、例えば、立った状態で用いられる。スパッタリングカソードが立った状態とは、スパッタリングターゲットの一対の長辺部が鉛直方向と平行又は実質的に平行であるように配置された状態をいう。この場合、被成膜体も、鉛直方向と平行又は実質的に平行であるように配置される。これにより、被成膜体へパーティクルや堆積物等が降り掛かることが防止乃至低減される。成膜中における異物の混入が防止乃至抑制され得る。加えて、スパッタリングカソードが立った状態において、第一短辺部及び第二短辺部は、鉛直方向において、上下方向に並ぶ。この時、（１）のスパッタリングカソードによれば、鉛直方向に見て、第二短辺部は、第一短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する。これにより、上に位置する短辺部から、下に位置する短辺部へ向かうパーティクルや堆積物等の落下が、防止乃至抑制され得る。従って、例えば、上に位置する短辺部の非エロージョン部及びシールドに堆積した膜が剥離し、下に位置する短辺部に落下して部分アークを誘発し被成膜体及び／又は成膜中の膜へ悪影響を及ぼすことが、防止乃至抑制され得る。具体的には、アークによる異常パーティクルの飛散が、防止乃至抑制され得る。その結果、スパッタリングプロセスにおいて、高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（２） （１）のスパッタリングカソードであって、
前記第一短辺部及び前記第二短辺部のうち、少なくとも一方の短辺部が、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記長辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に形成されている。

（２）によれば、スパッタリングカソードが立った状態で用いられる場合に、少なくとも一方の短辺部が、被成膜体から、より遠くに離れるようにスパッタリングカソードを配置できる。これにより、パーティクルや堆積物等による影響が、より効果的に防止乃至低減され得る。その結果、より高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（３） （１）又は（２）のスパッタリングカソードであって、
前記第一短辺部及び前記第二短辺部の両方が、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記長辺部の片側方向にオフセットされている。

（３）によれば、スパッタリングカソードが立った状態で用いられる場合に、第一短辺部及び第二短辺部の両方が、被成膜体から、より遠くに離れるようにスパッタリングカソードを配置できる。これにより、パーティクルや堆積物等による影響が、より効果的に防止乃至低減され得る。その結果、より高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（４） （１）～（３）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記第一短辺部及び前記第二短辺部の横断面形状は、前記一対の長辺部に対して垂直な直線形状、又は前記スパッタリングターゲットの径方向外側へ向かう凸形状である。

（４）によれば、第一短辺部及び第二短辺部が、製造や使用等に適した比較的簡単な形状を有しつつ、高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（５） （１）～（４）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記一対の長辺部の各々が、ロータリーターゲットにより構成されている。

（５）によれば、ロータリーターゲットが採用されることにより、成膜速度の向上と低ダメージ性とをバランス良く実現しつつ、高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（６） （１）～（５）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記一対の長辺部の間の距離は、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。

（６）によれば、スパッタリングターゲットから被成膜体へ向かうスパッタ粒子の数を確保しつつ、中性反射プロセスガスが被成膜体に衝突して衝撃を与えるのを防止乃至抑制できるとともに、高い歩留まりを実現できる。

当該距離は、６０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが、より好ましい。当該距離は、７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが、更に好ましい。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（７） （１）～（６）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記一対の長辺部の間の距離に対する前記長辺部の長さの比が２以上である。

（７）によれば、スパッタリングカソードによる成膜面積を広く確保できるとともに、高い歩留まりを実現できる。

当該比は、５以上であることが好ましい。当該比は、４０以下であることが好ましい。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（８） （１）～（７）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングカソードは、有機ＥＬの電極製造用である。

（８）のスパッタリングカソードは、高い歩留まりを実現できるので、有機ＥＬの電極を製造するために好適に用いられ得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（９） （１）～（７）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングカソードは、太陽電池の電極製造用である。

（９）のスパッタリングカソードは、高い歩留まりを実現できるので、太陽電池の電極を製造するために好適に用いられ得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１０） （１）～（９）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングターゲットは、前記一対の長辺部が鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置された状態で用いられ、
前記第一短辺部は、前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部であり、
前記第二短辺部は、前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部である。

（１０）によれば、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に見て、上短辺部が、下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する。これにより、上短辺部から下短辺部へ向かうパーティクルや堆積物等の落下が防止乃至抑制され得る。その結果、スパッタリングプロセスにおいて、高い歩留まりを実現できる。ここでの「実質的」とは、製造、設置又は使用時等における公差又は誤差等が許容されることをいう。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１１） （１０）のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
前記上短辺部及び前記下短辺部のうち、少なくとも一方の短辺部が、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記長辺部よりも前記被成膜体から離れるように形成されている。

（１１）によれば、少なくとも一方の短辺部が、被成膜体から離れるようにオフセットされる。従って、当該少なくとも一方の短辺部と被成膜体との距離がより長く確保される。これにより、被成膜体及び／又は成膜中の膜への悪影響が、より効果的に防止乃至抑制され得る。より高い歩留まりが実現され得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１２） （１０）又は（１１）のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
前記上短辺部及び前記下短辺部の両方が、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記長辺部よりも前記被成膜体から離れるようにオフセットされている。

（１２）によれば、上短辺部及び下短辺部の両方が、被成膜体から離れるようにオフセットされる。従って、上短辺部及び下短辺部と被成膜体との距離がより長く確保される。これにより、被成膜体及び／又は成膜中の膜への悪影響が、より効果的に防止乃至抑制され得る。より高い歩留まりが実現され得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１３） （１０）～（１２）のいずれか１のスパッタリングカソードであって、
前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
前記上短辺部が、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記下短辺部よりも、前記被成膜体から離れるように形成されている。

（１３）によれば、下短辺部と比べて、上短辺部が、被成膜体からより遠くに離れるようにオフセットされる。従って、上短辺部から落下したパーティクルや堆積物等が、下短辺部において、被成膜体の近くに堆積乃至接触することが防止乃至抑制される。これにより、被成膜体及び／又は成膜中の膜への悪影響が、より効果的に防止乃至抑制され得る。より高い歩留まりが実現され得る。

上述した目的を達成するために、本発明は、以下の構成を採用する。
（１４） 管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードと
を有するスパッタリング装置であって、
前記スパッタリングターゲットは、
横断面形状が互いに対向するように形成され、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置される一対の長辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部と
を有し、
前記スパッタリング装置は、
前記スパッタリングターゲットに囲まれた空間の側方において前記スパッタリングターゲットの前記長辺部よりも幅が短い成膜領域を有する被成膜体を前記スパッタリングターゲットに対し、前記スパッタリングターゲットの前記長辺部を横断する方向に移動させながら又は移動させずに、前記スパッタリングターゲットの内面に沿って周回するプラズマが発生するように放電を行ってスパッタリングガスにより発生するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面に沿って周回するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面をスパッタリングすることにより前記被成膜体の前記成膜領域に成膜を行うように構成されている。

（１４）によれば、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に見て、上短辺部が、下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する。これにより、上短辺部から下短辺部へ向かうパーティクルや堆積物等の落下が防止乃至抑制され得る。その結果、スパッタリングプロセスにおいて、高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１５） （１４）のスパッタリング装置であって、
前記スパッタリング装置は、前記一対の長辺部の間の空間に遮蔽板が設置可能に構成されている。

（１５）によれば、一対の長辺部のうち、一方の長辺部を構成する材料の原子が、他方の長辺部から得られるスパッタ粒子束に混入することを防止乃至抑制できる。一方の長辺部と他方の長辺部とが異なる材料からなる一対の長辺部を用いて二層膜を生成する場合に、互いの材料の混入が防止乃至抑制され得る。より高い歩留まりが実現され得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１６） （１４）又は（１５）のスパッタリング装置であって、
スパッタリング装置は、有機ＥＬの電極製造用である。

（１６）のスパッタリング装置は、高い歩留まりを実現できるので、有機ＥＬの電極を製造するために好適に用いられ得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１７） （１４）又は（１５）のスパッタリング装置であって、
スパッタリング装置は、太陽電池の電極製造用である。

（１７）のスパッタリング装置は、高い歩留まりを実現できるので、太陽電池の電極を製造するために好適に用いられ得る。

上述した目的を達成するために、本発明は、以下の構成を採用する。
（１８） 管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードを用いて行われる成膜体の製造方法であって、
前記スパッタリングターゲットは、
横断面形状が互いに対向するように形成され、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置される一対の長辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部と、
前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、管状又は環状を有する前記スパッタリングターゲットの軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部と
を有し、
前記成膜体の製造方法は、
前記スパッタリングターゲットに囲まれた空間の側方において前記スパッタリングターゲットの前記長辺部よりも幅が短い成膜領域を有する被成膜体を前記スパッタリングターゲットに対し、前記スパッタリングターゲットの前記長辺部を横断する方向に移動させながら又は移動させずに、前記スパッタリングターゲットの内面に沿って周回するプラズマが発生するように放電を行ってスパッタリングガスにより発生するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面に沿って周回するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面をスパッタリングすることにより前記被成膜体の前記成膜領域に成膜を行う工程を有する。

（１８）によれば、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に見て、上短辺部が、下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する。これにより、上短辺部から下短辺部へ向かうパーティクルや堆積物等の落下が防止乃至抑制され得る。その結果、スパッタリングプロセスにおいて、高い歩留まりを実現できる。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（１９） （１８）の成膜体の製造方法であって、
前記成膜体の製造方法は、有機ＥＬの電極製造用である。

（１９）の製造方法は、高い歩留まりを実現できるので、有機ＥＬの電極を製造するために好適に用いられ得る。

本発明の一実施形態は、以下の構成を採用できる。
（２０） （１８）の成膜体の製造方法であって、
前記成膜体の製造方法は、太陽電池の電極製造用である。

（２０）の製造方法は、高い歩留まりを実現できるので、太陽電池の電極を製造するために好適に用いられ得る。

スパッタリングカソードにおいて、長手方向における長辺部の長さは、短手方向における第一短辺部の長さよりも長い。長手方向における長辺部の長さは、短手方向における第二短辺部の長さよりも長い。長手方向において、一対の長辺部の各々の長さは、互いに等しい又は実質的に等しい。短手方向において、第一短辺部と第二短辺部との長さは、互いに等しい又は実質的に等しい。なお、長手方向における長辺部の長さは、長手方向における長辺部の一端と他端との距離に相当する。短手方向における第一短辺部の長さは、短手方向における第一短辺部の一端と他端との距離に相当する。短手方向における第二短辺部の長さは、短手方向における第二短辺部の一端と他端との距離に相当する。一対の長辺部は、例えば、互いに平行である。一対の長辺部は、例えば、互いに傾斜していてもよい。

本発明に係るスパッタリングカソードにおいて、第一短辺部と第二短辺部との位置の対比は、第一短辺部のエロージョン部と第二短辺部のエロージョン部との位置の対比であってもよい。第一短辺部及び／又は第二短辺部と一対の長辺部との位置の対比は、第一短辺部のエロージョン部及び／又は第二短辺部のエロージョン部と一対の長辺部のエロージョン部との位置の対比であってもよい。例えば、上記（１）のスパッタリングカソードは、第二短辺部が第一短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する、に代えて又は加えて、第二短辺部のエロージョン部が第一短辺部のエロージョン部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置する、を有していてもよい。

一対の長辺部は、成膜を行う材料と同じ組成の材料により構成されてもよく、互いに異なる材料により構成されてもよい。例えば、一方の長辺部が材料Ａにより構成され、他方の長辺部が材料Ｂにより構成される。一方の長辺部からのスパッタ粒子束と、他方の長辺部からのスパッタ粒子束とが被成膜体に入射されることにより、材料Ａと材料Ｂとからなる薄膜が生成され得る。材料Ａ、Ｂが、互いに異なる単一元素からなる金属により構成される場合、二元合金薄膜が生成され得る。これは、真空蒸着法における二元蒸着法と同様な成膜法がスパッタリング装置で実現可能となることを意味する。また、材料Ａ及び材料Ｂとして、二元以上の材料が用いられ得る。これにより、多元系材料からなる薄膜が生成され得る。

環状とは、環のような形状をいう。管状とは、管若しくは筒のような形状をいう。環状と管状は、必ずしも、厳密には区別され得ない。あるスパッタリングターゲットが、環状に該当し且つ管状に該当する場合もあり得る。また、環状又は管状は、円環状又は円管状であってもよく、角環状又は角管状であってもよい。環状又は管状は、必ずしも、周方向に全周にわたって連続することにより環又は管を成す形状である必要は無い。周方向に非連続な部分（例えば空隙）が存在していてもよい。例えば、４枚の平板により矩形の管状が形成される場合に、各平板の隣り合う端部は、互いに接続されていてもよく、空隙を介して配置されてもよい。

第一短辺部及び第二短辺部の横断面形状が一対の長辺部に対して垂直な直線形状である場合、スパッタリングターゲットの横断面形状は、例えば、矩形の角管状又は角環状である。第一短辺部及び第二短辺部の横断面形状がスパッタリングターゲットの径方向外側へ向かう凸形状である場合、スパッタリングターゲットの横断面形状は、例えば、角丸長方形（Ｒｏｕｎｄｅｄ Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ）である。スパッタリングターゲットの径方向外側へ向かう凸形状は、例えば、半円形状である。

第一短辺部及び第二短辺部の横断面形状が一対の長辺部に対して垂直な直線形状である場合、スパッタリングターゲットは、一対の長辺部と、一対の短辺部とからなる。このようなスパッタリングカソードは、例えば、一対の長辺部を構成する２枚の平板と、一対の短辺部を構成する２枚の平板とからなる。これら４枚の平板が別々に準備又は作製され、角管状又は角環状に配置されることにより、スパッタリングターゲットが組み立てられることができる。また、スパッタリングターゲットと永久磁石との間には、好適には、例えば、冷却用のバッキングプレートが設けられてもよい。バッキングプレートは、その内部に、冷媒用の流路を有していてもよい。冷媒は、特に限定されず、例えば、水であってもよい。

ロータリーターゲットは、円筒形状を有し、所定の回転機構により、その回転軸の回りに回転可能に設けられる。ロータリーターゲットは、円筒回転式スパッタリングターゲットである。回転機構としては、例えば、従来公知の回転機構が採用され得る。ロータリーターゲットは、例えば、その内部に、磁気回路が設けられ且つ冷却水が流されるように構成されている。磁気回路は、例えば、ロータリーターゲットの中心軸に平行に設けられ、ロータリーターゲットの半径方向に垂直な長辺を有する長方形の横断面形状を有する。この場合、一方のロータリーターゲットの内部に設けられた磁気回路および他方のロータリーターゲットの内部に設けられた磁気回路は、所定平面に対する短辺の傾斜角度が０度以上３６０度未満であるように構成されている。なお、前記所定平面は、一方のロータリーターゲットの中心軸および他方のロータリーターゲットの中心軸を含む。前記短辺は、前記長方形の横断面形状が有する短辺である。上記傾斜角度が、上述した範囲内の任意の角度に設定されることにより、成膜速度の向上と低ダメージ性とがバランス良く実現され得る。

さらに、例えば、被成膜体とスパッタリングターゲットとの間に出し入れ可能な遮蔽板が挿入されることにより、以下に示す成膜体の製造方法が実現可能となる。これにより、被成膜体上に、二層構造の薄膜が生成され得る。

当該成膜体の製造方法は、
他方の長辺部からのスパッタ粒子束を遮断し、被成膜体を一方向に移動させながら、一方の長辺部からのスパッタ粒子束を被成膜体に入射させることにより、被成膜体上に、一方の長辺部を構成する材料からなる薄膜を生成する工程と、
一方の長辺部からのスパッタ粒子束を遮断し、被成膜体を逆方向に移動させながら、他方の長辺部からのスパッタ粒子束を被成膜体に入射させることにより、被成膜体上に、他方の長辺部を構成する材料からなる薄膜を生成する工程と
を含んでいてもよい。

スパッタリングターゲットにおいては、例えば、一対の長辺部以外の部分からのスパッタ粒子束は成膜に積極的に使用されない。しかし、一対の長辺部以外の部分は、例えば、意図されない元素の混入を防止乃至抑制するために、長辺部と同種の材料により構成されてもよい。一方、一対の長辺部以外の部分からのスパッタ粒子束を成膜に敢えて使用しない場合には、一対の長辺部以外の部分は、一対の長辺部と異なる材料により構成されてもよい。

スパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲットの軸線方向における一方向だけではなく、当該一方向と反対の方向にも、スパッタ粒子束を取り出すことが可能であるように構成されていてもよい。一つの被成膜体を、スパッタリングターゲットから当該一方向に間隔を空けた状態で、長辺部を横断する方向に移動させると共に、別の被成膜体を、当該スパッタリングターゲットから当該反対の方向に間隔を空けた状態で、長辺部を横断する方向に移動させる。これにより、１つのスパッタリングターゲットにより、２つの被成膜体に対して、成膜処理を行うことができる。

スパッタリングカソードは、例えば、磁気回路がスパッタリングターゲットに沿って設けられるように構成されている。このようなスパッタリングカソードが複数、並列配置されることにより、スパッタリングカソード集合体が構成されてもよい。複数のスパッタリングカソードは、互いに一対の長辺部の長手方向に並ぶように配置されてもよく、互いに一対の長辺部の短手方向に並ぶように配置されてもよい。例えば、並列配置された複数のスパッタリングカソードのうち互いに隣接する二つのスパッタリングカソードの間には、交流電源が接続され、交流電圧が印加される。こうすることで、互いに隣接する二つのスパッタリングカソードが交互に、負極と正極とを繰り返すことができる。それによって交互にスパッタリングを行うことが可能となる。また、アノードに絶縁膜が堆積することで発生するアノード消失現象を回避できる。それにより、長時間安定した反応性スパッタリング成膜を低ダメージで実現できる。

本発明の一実施形態において、スパッタリングカソードは、スパッタリングターゲットのうちの成膜が行われる空間に面する部分の近傍に、補助電極を有していてもよい。

また、上述のスパッタリングカソード、スパッタリング装置及び成膜体の製造方法においては、スパッタリングカソードとアノードとの間に印加される電圧が、パルス波形であってもよい。その場合、当該パルス波形では、スパッタリングカソードにおける電圧パルスのハイレベルが、０Ｖもしくは絶対値が概ね５０Ｖ以下の負の電圧Ｖ_０ －であり、ローレベルが、絶対値が概ね１００Ｖ以上の負の電圧Ｖ_Ｌ －であることが好ましい。これにより、スパッタリングカソードに正の電圧が印加されないことが好ましい。スパッタリングガスにより生成される正イオンが成膜中に被成膜体に衝撃を与えることを防止できる。その結果、被成膜体および被成膜体上に成膜される薄膜にダメージが発生するのを防止乃至抑制できる。

本発明によれば、より高い歩留まりを実現可能なスパッタリングカソード、スパッタリング装置、及び成膜体の製造方法を提供できる。

図１（ａ）は、第１実施形態に係るスパッタリングカソードを概略的に示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、当該スパッタリングカソードを概略的に示す正面図であり、図１（ｃ）は、当該スパッタリングカソードを概略的に示す平面図である。 図２（ａ）は、第１実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード近傍を概略的に示す縦断面図であり、図２（ｂ）は、当該スパッタリングカソード近傍を概略的に示す正面図であり、図２（ｃ）は、当該スパッタリングカソード近傍を概略的に示す平面図である。 図３（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード近傍を概略的に示す縦断面図であり、図３（ｂ）は、当該スパッタリングカソード近傍を概略的に示す平面図である。 図４（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるロータリーターゲットの上端部を模式的に示す部分拡大断面図であり、図４（ｂ）は、当該スパッタリング装置におけるスパッタリングカソード近傍を概略的に示す縦断面図であり、図４（ｃ）は、当該ロータリーターゲットの下端部を模式的に示す部分拡大断面図である。 図５（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード近傍を模式的に示す部分拡大正面図であり、図５（ｂ）は、当該ロータリーターゲットの上端部を模式的に示す断面図であり、図５（ｃ）は、当該ロータリーターゲットの中央部を模式的に示す断面図であり、図５（ｄ）は、当該ロータリーターゲットの下端部を模式的に示す断面図である。 図６（ａ）～図６（ｆ）の各々は、スパッタリングターゲットの例を概略的に示す縦断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について、図１～図２を参照して説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係るスパッタリングカソード１を概略的に示す縦断面図である。図１（ｂ）は、スパッタリングカソード１を概略的に示す正面図である。図１（ｃ）は、スパッタリングカソード１を概略的に示す平面図である。図２（ａ）は、第１実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す縦断面図である。図２（ｂ）は、スパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す正面図である。図２（ｃ）は、スパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す平面図である。

本明細書及び図面において、Ｘ方向は、スパッタリングカソード１の長手方向である。Ｙ方向は、スパッタリングカソード１の短手方向である。Ｚ方向は、スパッタリングターゲット１０の軸線方向である。Ｘ、Ｙ及びＺ方向は、互いに直交する。Ｘ方向及びＹ方向は、スパッタリングターゲット１０の径方向に該当する。スパッタリングカソード１が設けられたスパッタリング装置においては、Ｘ方向は、水平方向である。Ｙ方向は、鉛直方向である。Ｚ方向は、スパッタリングカソード１と被処理体Ｅとが互いに向かい合う方向である。

スパッタリングカソード１は、スパッタリング装置の真空容器（図示せず）の内部に設けられる。スパッタリングカソード１は、一般的には、電気的に絶縁され、真空容器に対して固定され、立った状態で設置される。スパッタリングカソード１は、全体としては、図１（ｂ）に示すように、軸線方向（Ｚ方向）に見て、管状又は環状を有する。スパッタリングカソード１は、四面対向形スパッタリング成膜源である。スパッタリングカソード１は、スパッタリングターゲット１０と、永久磁石２０と、ヨーク３０とを有する。

スパッタリングターゲット１０は、横断面形状が矩形の管状又は環状の形状を有する。横断面形状は、Ｘ方向及びＹ方向に拡がる平面上におけるスパッタリングターゲット１０の断面形状を指す。スパッタリングターゲット１０は、一対の長辺部１２、１３と、一つの上短辺部１４と、一つの下短辺部１５とを有する。

一対の長辺部１２、１３は、平板により構成されている。一対の長辺部１２、１３は、鉛直方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。一対の長辺部１２、１３は、横断面形状が互いに対向するように形成されている。一対の長辺部１２、１３では、Ｙ方向における端部間距離（長さ）と、Ｚ方向における端部間距離（幅）と、Ｘ方向における端部間距離（厚さ）とを比べた場合、「長さ」＞「幅」＞「厚さ」となる。一対の長辺部１２、１３は、各々が有する最も広い平面が互いに向かい合うように配置される。本実施形態において、一対の長辺部１２、１３は、互いに同一形状を有するが、異なる形状を有していてもよい。一対の長辺部１２、１３の互いに対向する面が、エロージョン面１２ａ、１３ａである。

上短辺部１４は、平板により構成されている。下短辺部１５は、平板により構成されている。上短辺部１４及び下短辺部１５では、Ｘ方向における端部間距離（長さ）は、Ｙ方向における端部間距離（厚さ）より長い。上短辺部１４と下短辺部１５との互いに対向する面が、エロージョン面１４ａ、１５ａである。Ｚ方向における端部間距離（幅）は、Ｙ方向における端部間距離（厚さ）より長い。上短辺部１４は、一対の長辺部１２、１３の一端部（上端部）を互いに接続するように形成されている。下短辺部１５は、一対の長辺部１２、１３の他端部（下端部）を互いに接続するように形成されている。なお、これらの部材は、必ずしも、厳密に接続される必要は無く、互いに接触していてもよく、互いの間に間隙を空けて配置されていてもよい。本実施形態において、上短辺部１４と下短辺部１５とは、同一形状を有するが、異なる形状を有していてもよい。上短辺部１４及び下短辺部１５のうち、一方の短辺部が「第一短辺部」に相当し、他方の短辺部が「第二短辺部」に相当する。

上短辺部１４と、下短辺部１５とは、軸線方向（Ｚ方向）において、全体的に異なる位置に配置されている。従って、上短辺部１４と下短辺部１５とは、鉛直方向（Ｙ方向）において全く重ならない。上短辺部１４は、下短辺部１５よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。上短辺部１４は、長辺部１３（及び長辺部１２）よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。

永久磁石２０は、径方向（例えばＸ方向又はＹ方向）において、スパッタリングターゲット１０の外側に配置される。径方向（Ｘ方向）における長辺部１２、１３の各々の外側には、Ｙ方向に沿って、２本の永久磁石２０が配置される。長辺部１２，１３の外側に配置される２本の永久磁石２０は、図１（ａ）に示すように、長辺部１２、１３と平行に延びる部分と、短辺部１４又は１５に向かうように斜めに延びる部分とを有する。具体的に、２本の永久磁石２０のうち、被処理体Ｅに近い永久磁石２０は、下短辺部１５から鉛直上方（Ｙ方向）へ向けて延びる部分と、当該部分の上端から上短辺部１４へ向けて斜めに延びる部分とを有する。また、被処理体Ｅから遠い永久磁石２０は、上短辺部１４から鉛直上方（Ｙ方向）へ向けて延びる部分と、当該部分の下端から下短辺部１５へ向けて斜めに延びる部分を有する。

径方向（Ｙ方向）における短辺部１４、１５の各々の外側には、Ｘ方向に沿って、２本の永久磁石２０が配置される。このように、矩形の角環状又は角管状のスパッタリングターゲット１０の外側において、各辺部１２、１３、１４、１５の外側に、スパッタリングターゲット１０の周方向に沿って、２本の永久磁石２０が配置される。

ヨーク３０は、径方向（例えばＸ方向又はＹ方向）において、永久磁石２０の外側に配置される。各辺部１２、１３、１４、１５の外側において、２本の永久磁石２０の外側に、スパッタリングターゲット１０の周方向に沿って、１つの平板状のヨーク３０が配置される。ヨーク３０は、２本の永久磁石２０の外側全域を覆うように配置される。

永久磁石２０およびヨーク３０により、図１（ｃ）に示すように、磁気回路Ｍが形成されている。なお、磁気回路Ｍは、スパッタリングカソード１の周方向全周にわたって形成される。しかし、便宜上、図面では、図１（ｃ）のみにおいて、スパッタリングターゲット１０の上端部近傍の磁気回路Ｍのみを示している。永久磁石２０の極性は、各図に示す通りであるが、各々の永久磁石２０が、逆の極性を有していてもよい。

一対の長辺部１２、１３の間の距離ａと、上短辺部１４と下短辺部１５との距離ｂとの比ｂ／ａ（図１（ｂ）参照）は、例えば、２以上であることが好ましく、４０以下であることが好ましい。距離ａは、特に限定されないが、５０ｍｍ以上であることが好ましく、１５０ｍｍ以下であることが好ましい。

スパッタリング装置（図示せず）は、スパッタリングターゲット１０により囲まれた空間Ｒの側方に位置する被処理体Ｅに対して成膜を行う。図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、被処理体Ｅは、鉛直方向（Ｙ方向）に沿って配置される。被処理体Ｅは、軸線方向Ｚにおいて、スパッタリングターゲット１０と間隔を空けるように、スパッタリング装置が備える搬送機構（図示せず）により保持される。被処理体Ｅが、搬送機構により、長辺部１２，１３を横断する方向（Ｘ方向）に移動している状態で、スパッタリング装置は成膜を行う。搬送機構は、一定速度で被処理体Ｅを移動させてもよい。被処理体Ｅの移動時の速度は変化してもよい。被処理体Ｅにおける成膜領域の幅（Ｙ方向における端部間距離）は、例えば、距離ｂよりも小さい。また、成膜領域の幅は、例えば、上短辺部１４と下短辺部１５との間の距離ｂ´よりも小さい。被処理体Ｅの全面に成膜を行う場合には、被処理体Ｅの成膜領域の幅は、被処理体Ｅの幅と一致する。被処理体Ｅは、特に限定されず、例えば、ロール・トゥー・ロールプロセスで用いられるようなロールに巻かれた長尺のフィルムであってもよい。

図２（ａ）～（ｃ）に示すように、スパッタリングカソード１には、アノード４０が設けられる。アノード４０は、長辺アノード４１、４３と、短辺アノード４２、４４とからなる。長辺アノード４１、４３及び短辺アノード４２、４４は、それぞれ２本ずつからなる。アノード４０（４１～４４）は、それぞれ接地された真空容器に接続される。

長辺アノード４１、４３は、図２（ｃ）に示すように、Ｌ型の断面形状を有する長尺状の部材である。１本の長辺アノード４１と、１本の長辺アノード４３とが対を成して、１つの長辺部１２又は１３を覆う。一対の長辺アノード４１、４３は、図２（ｃ）に示すように、スパッタリングターゲット１０の径方向における長辺部１２の内側（図中、左面側）において、長辺部１２に沿って、長辺部１２と間隔を空けて、それぞれ長辺部１２の角部１２ｂ、１２ｃを覆うように配置される。長辺アノード４１は、軸線方向（Ｚ方向）における被処理体Ｅに近い角部１２ｂを覆う。長辺アノード４３は、軸線方向（Ｚ方向）における被処理体Ｅから遠い角部１２ｃを覆う。長辺部１２から放出されるスパッタ粒子束（後述）は、長辺アノード４１、４３間の間隔を通って、被処理体Ｅへ向かう。別の一対の長辺アノード４１、４３は、図２（ｃ）に示すように、長辺部１３の内側（図中、右面側）において、長辺部１３に対して同様に配置されることにより、長辺部１３の角部１３ｂ、１３ｃを覆う。各対の長辺アノード４１、４３は、軸線方向（Ｚ方向）に間隔を空けて配置される。当該空間は、長辺部１３から放出されるスパッタ粒子束が通るために用いられる。

短辺アノード４２、４４は、Ｌ型の断面形状を有する長尺状の部材である。１本の短辺アノード４２と、１本の短辺アノード４４とが対を成して、１つの短辺部１４又は１５を覆う。一対の短辺アノード４２、４４は、図２（ａ）に示すように、スパッタリングターゲット１０の径方向における短辺部１４の内側（下面側）において、短辺部１４に沿って、短辺部１４と間隔を空けて、それぞれ短辺部１４の角部１４ｂ、１４ｃを覆うように配置される。短辺アノード４２は、軸線方向（Ｚ方向）における被処理体Ｅに近い角部１４ｂを覆う。短辺アノード４４は、軸線方向（Ｚ方向）における被処理体Ｅから遠い角部１４ｃを覆う。別の一対の短辺アノード４２、４４は、図２（ａ）に示すように、短辺部１５の内側（上面側）において、短辺部１５に対して同様に配置されることにより、短辺部１５の角部１５ａ、１５ｃを覆う。各対の短辺アノード４２、４４は、軸線方向（Ｚ方向）に間隔を空けて配置される。

複数（４つ）のコーナーシールド５０は、図２（ｂ）に示すように、矩形の角環状又は角管状のスパッタリングカソード１の各角の前面を覆うように設けられる。

次に、成膜体の製造方法について説明する。成膜体の製造方法は、スパッタリング装置を用いて行われる。スパッタリング装置は、スパッタリングカソード１と、アノード４０とを有する。スパッタリング装置では、スパッタリングカソード１が載置された真空容器（図示せず）が、真空ポンプにより真空（例えば高真空）に排気される。その後、スパッタリングターゲット１０により囲まれた空間Ｒにスパッタリングガス（例えばＡｒガス）が導入される。アノード４０とスパッタリングカソード１との間に、所定の電源により電圧が印加される。電圧は、プラズマ発生に必要な電圧である。電圧は、例えば、直流電圧である。一般的には、アノード４０が接地され、スパッタリングカソードに負の高電圧（例えば、－４００Ｖ）が印加される。これによって、スパッタリングターゲット１０の表面近傍にこのスパッタリングターゲット１０の内面に沿って周回するプラズマ６０が発生する（図１（ｃ）参照）。

プラズマ６０中のイオン（例えばＡｒイオン）により、スパッタリングターゲット１０がスパッタリングされる。その結果、スパッタリングターゲット１０を構成する原子が、スパッタリングターゲット１０により囲まれた空間Ｒから、軸線方向Ｚに飛び出す。このとき、一対の長辺部１２、１３のエロージョン面１２ａ、１３ａのうち、プラズマ６０の近傍の部分から、原子が飛び出す。一方、一対の短辺部１４、１５のエロージョン面１４ａ、１５ａから飛び出す原子は、通常、成膜に使用されない。そのために、スパッタリングカソード１は、エロージョン面１４ａ、１５ａから飛び出す原子が成膜時に被処理体Ｅに到達しないように構成されてもよい。例えば、短辺部１４、１５と、被処理体Ｅとの間に、水平遮蔽板が設けられてもよい。また、スパッタリングカソード１は、距離ｂが被処理体Ｅの幅よりも十分に大きいように構成されてもよい。スパッタリングの結果、一対の長辺部１２、１３のエロージョン面１２ａ、１３ａから飛び出す粒子は、スパッタ粒子束（図示せず）として、被処理体Ｅへ向かう。スパッタ粒子束は、スパッタリングターゲット１０の長手方向に略均一な強度分布を有する。

被処理体Ｅは、成膜前には、スパッタリングターゲット１０により囲まれた空間Ｒの側方から離れた位置にある。スパッタリングの開始後、安定したスパッタ粒子速が得られるようになった時点で、被処理体Ｅが、スパッタリングターゲット１０に対し、スパッタリングターゲット１０の長辺部１２、１３を横断する方向に搬送される。その状態で、スパッタ粒子束により成膜が行われ、成膜体が形成される。鉛直方向（Ｙ方向）において、被処理体Ｅの成膜領域の長さは、例えば、長辺部１２、１３の長さよりも短い。

以上、第１実施形態では、スパッタリングカソード１が、横断面形状が管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲット１０を有する。これにより、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、スパッタリングターゲット１０のエロージョン面１２ａ～１５ａ側に、スパッタリングターゲット１０の内面を周回するプラズマ６０を発生させることができる（図１（ｃ）参照）。このため、プラズマ６０の密度を高くすることができる。これにより、成膜速度を高くすることができる。また、プラズマ６０が多く生成される場所は、スパッタリングターゲット１０の表面近傍に限定される。また、永久磁石２０およびヨーク３０により形成される磁気回路Ｍにより発生する磁力線はスパッタリングカソード１に拘束され、被処理体Ｅに向かわない乃至向かい難い。そのため、プラズマ６０や電子線による被処理体Ｅの損傷が防止乃至抑制され得る。また、スパッタリングターゲット１０の互いに対向する一対の長辺部１２、１３から得られるスパッタ粒子束を用いて成膜が行われる。これにより、反射スパッタ中性ガスのエネルギーの高い粒子により被処理体Ｅが衝撃され、損傷が生じることが、防止乃至抑制され得る。さらに、スパッタリングターゲット１０の互いに対向する一対の長辺部１２、１３から得られるスパッタ粒子束は、長辺部１２、１３に平行な方向（Ｙ方向）に均一な強度分布を有する。そのため、被処理体Ｅを、長辺部１２、１３を横断する方向、例えば長辺部１２、１３に垂直な方向に移動させながら成膜を行うことにより、被処理体Ｅ上に生成される薄膜の厚さのばらつきを小さくできる。例えば膜厚分布が、±５％以下にされ得る。スパッタリング装置は、有機ＥＬ又は太陽電池の電極製造用として好適である。なお、被処理体Ｅの位置が固定された状態で成膜が行われてもよい。本実施形態では、上短辺部１４と下短辺部１５とが、鉛直方向において重ならないので、パーティクルや堆積物の堆積が防止乃至抑制され得る。高い歩留まりが実現され得る。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図３～図５を参照して説明する。図３（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す縦断面図である。図３（ｂ）は、スパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す平面図である。図４（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるロータリーターゲット１２、１３の上端部を模式的に示す部分拡大断面図である。図４（ｂ）は、スパッタリング装置におけるスパッタリングカソード１の近傍を概略的に示す縦断面図である。図４（ｃ）は、ロータリーターゲット１２、１３の下端部を模式的に示す部分拡大断面図である。図５（ａ）は、第２実施形態に係るスパッタリング装置におけるスパッタリングカソード１の近傍を模式的に示す部分拡大正面図である。図５（ｂ）は、ロータリーターゲット１の上端部を模式的に示す断面図である。図５（ｃ）は、ロータリーターゲット１の中央部を模式的に示す断面図である。図５（ｄ）は、ロータリーターゲット１の下端部を模式的に示す断面図である。

第２実施形態では、一対の長辺部として、一対のロータリーターゲット１２、１３が設けられている。ロータリーターゲット１２、１３は、スパッタリング装置に設けられた回転機構（図示せず）により、その中心軸線Ｐ（図３（ａ）参照）の回りに回転可能に支持されている。回転機構としては、従来公知の機構が採用され得る。ロータリーターゲット１２、１３の回転方向は、互いに同一であってもよく、逆であってもよい。ロータリーターゲット１２、１３は、その内部に冷却水を流すことができるように構成されている。これにより、使用時に、ロータリーターゲット１２、１３は冷却される。短辺部１４、１５は、ロータリーターゲット１１、１２の直径の約半分程度の幅（Ｚ方向の端部間距離）を有する（図４（ｂ））。短辺部１４、１５は、ロータリーターゲット１２、１３に面する両端部が、ロータリーターゲット１２、１３の円筒形状に対応して丸く凹むように構成されている。また、短辺部１４、１５は、ロータリーターゲット１２、１３の回転に支障が生じない程度に、ロータリーターゲット１２、１３と近接している。ロータリーターゲット１２、１３の内部には、２本の永久磁石２０と、１つのヨーク３０とが設けられる。２本の永久磁石２０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように配置される。ヨーク３０は、スパッタリングターゲット１０の径方向（Ｙ方向）における２本の永久磁石２０の外側に配置される。永久磁石２０及びヨーク３０は、ロータリーターゲット１２、１３から独立した部材（図示せず）を介して、スパッタリング装置に固定されている。そのため、ロータリーターゲット１２、１３が回転しても、永久磁石２０及びヨーク３０は回転しない。永久磁石２０の磁性は、図３～図５に示す通りであるが、逆であってもよい。スパッタリングターゲット１０の径方向（Ｙ方向）における一対の短辺部１４、１５の外側には、永久磁石２０が設けられる。さらに、永久磁石２０の外側には、ヨーク３０が設けられている。スパッタリングカソード１は、スパッタリングターゲット１０、永久磁石２０及びヨーク３０により構成される。スパッタリングカソード１は、一般的には、電気的に絶縁された状態で真空容器（図示せず）に対して固定される。ロータリーターゲット１２、１３の内部に設けられた永久磁石２０およびヨーク３０により磁気回路（図示せず）が形成される。

次に、第２実施形態に係る成膜体の製造方法は、一対の長辺部に相当するロータリーターゲット１２、１３を回転させながらスパッタリングを行うことを除いて、第１実施形態と同様である。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様な利点に加えて、一対の長辺部が、ロータリーターゲット１２、１３により構成されているので、スパッタリングターゲット１０の使用効率が高い。従って、成膜コストの低減を図ることができる。

以上、第１及び第２実施形態について具体的に説明したが、この発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。スパッタリングカソード１に含まれるスパッタリングターゲット１０は、例えば、図６（ａ）～図６（ｆ）に示すように構成されてもよい。なお、図６（ａ）～図６（ｆ）のいずれにおいても、上短辺部１４と下短辺部１５とは、軸線方向（Ｚ方向）において、全体的又は部分的に互いに異なる位置に配置されている。

図６（ａ）に示すスパッタリングターゲット１０では、上短辺部１４と、下短辺部１５とが、軸線方向（Ｚ方向）において、部分的に異なる位置に配置されている。上短辺部１４と、下短辺部１５とは、鉛直方向（Ｙ方向）に部分的に重なり合う。上短辺部１４における被処理体Ｅに近い部分１４ｆと、下短辺部１５における被処理体Ｅから遠い部分１５ｒとが重なり合う。下短辺部１５における被処理体Ｅに近い部分１５ｆは、鉛直方向（Ｙ方向）において、上短辺部１４と重ならない。上短辺部１４における被処理体Ｅから遠い部分１４ｆは、鉛直方向（Ｙ方向）において、下短辺部１５と重ならない。

上短辺部１４は、長辺部１３（及び長辺部１２）よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。上短辺部１４は、下短辺部１５よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。

図６（ａ）に示すスパッタリングターゲット１０を備えたスパッタリングカソード１によれば、上短辺部１４と下短辺部１５とが重なり合う部分が小さいため、パーティクルや堆積物等の堆積が防止乃至抑制される。高い歩留まりが実現され得る。

図６（ｂ）に示すスパッタリングターゲット１０では、上短辺部１４と、下短辺部１５とが、軸線方向（Ｚ方向）において、全体的に異なる位置に配置されている。従って、上短辺部１４と下短辺部１５とは、鉛直方向（Ｙ方向）において全く重ならない。さらに、上短辺部１４と、下短辺部１５とが、軸線方向（Ｚ方向）において、間隔Ｑを空けて配置される。上短辺部１４は、長辺部１３（及び長辺部１２）よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。上短辺部１４は、下短辺部１５よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。

図６（ｂ）に示すスパッタリングターゲット１０を備えたスパッタリングカソード１によれば、上短辺部１４と下短辺部１５とが全く重なり合わないため、パーティクルや堆積物等の堆積が防止乃至抑制される。高い歩留まりが実現され得る。

図６（ｃ）に示すスパッタリングターゲット１０では、上短辺部１４及び下短辺部１５との両方が、長辺部１３（及び長辺部１２）よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。上短辺部１４は、下短辺部１５よりも、被処理体Ｅから離れた位置に配置されている。

図６（ｃ）に示すスパッタリングターゲット１０を備えたスパッタリングカソード１によれば、上短辺部１４及び下短辺部１５の両方が被処理体Ｅから離れた位置に配置されるため、パーティクルや堆積物等による被処理体Ｅへの影響が防止乃至抑制され得る。高い歩留まりが実現され得る。

図６（ｄ）に示すスパッタリングターゲット１０では、上短辺部１４は、軸線方向（Ｚ方向）において、長辺部１３の後端縁１３ｒｅよりも被処理体Ｅから遠い部分１４ｐを有する。後端縁１３ｒｅは、長辺部１３のうち、軸線方向（Ｚ方向）において、被処理体Ｅから最も遠い辺である。このように、短辺部１４又は１５は、一対の長辺部１２、１３よりも、被処理体Ｅから離れる方向に向けて突出した部分（１４ｐ）を有していてもよい。

下短辺部１５は、軸線方向（Ｚ方向）において、長辺部１３の前端縁１３ｆｅよりも被処理体Ｅに近い部分１５ｑを有する。前端縁１３ｆｅは、長辺部１３のうち、軸線方向（Ｚ方向）において、被処理体Ｅに最も近い辺である。このように、短辺部１４又は１５は、一対の長辺部１２、１３よりも、被処理体Ｅに近づく方向に向けて突出した部分（１５ｑ）を有していてもよい。

図６（ｄ）に示すスパッタリングターゲット１０を備えたスパッタリングカソード１によれば、軸線方向（Ｚ方向）における上短辺部１４と下短辺部１５との距離を確保し易い。パーティクルや堆積物等の堆積が防止乃至抑制され得る。高い歩留まりが実現され得る。

図６（ｅ）に示すスパッタリングターゲット１０では、上短辺部１４は、被処理体Ｅから離れる方向に向けて突出した部分（１４ｐ）を有する。下短辺部１５も、被処理体Ｅから離れる方向に向けて突出した部分（１５ｐ）を有する。このように、上短辺部１４及び下短辺部１５の両方が、軸線方向（Ｚ方向）において、長辺部１３（及び長辺部１２）の片側方向にオフセットされている。上短辺部１４の突出部分１４ｐは、下短辺部１５の突出部分１５ｐよりも、被処理体Ｅから離れる方向に向けて、より大きく突出している。

一方、図６（ｆ）に示すスパッタリングターゲット１０のように、下短辺部１５の突出部分１５ｐが、上短辺部１４の突出部分１４ｐよりも、被処理体Ｅから離れる方向に向けて、より大きく突出していてもよい。

図６（ｅ）又は図６（ｆ）に示すスパッタリングターゲット１０によれば、上短辺部１４及び下短辺部１５と、被処理体Ｅとの距離を確保し易い。パーティクルや堆積物等の堆積が防止乃至抑制され得る。高い歩留まりが実現され得る。

図６（ａ）～図６（ｆ）に示すスパッタリングターゲット１０は、第１実施形態又は第２実施形態のスパッタリングカソード１に適用可能である。図６（ａ）～図６（ｆ）に示すスパッタリングターゲット１０は、一対の長辺部としてロータリーターゲット１２、１３を有するスパッタリングカソード１に適用可能である。図６（ｅ）及び図６（ｆ）のように、図６（ａ）～（ｄ）においても、上短辺部１４と、短辺部１５との位置が入れ替わってもよい。第１及び第２実施形態についても同様である。

また、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、材料、構造、形状などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状などを用いてもよい。

有機ＥＬ又は太陽電池等の電極製造においては、高いレベルで均一な膜厚分布の実現が要求される。そのため、被処理体に対するスパッタリングターゲットの距離を一定にすることは、スパッタリングカソードを用いた有機ＥＬ又は太陽電池等の電極製造の分野における常識であった。従来、スパッタリングカソードの軸線方向における第一短辺部と第二短辺部との位置を異ならせることは行われなかった。本発明者は、このような常識と異なる発想により、本発明を完成させた。

１ スパッタリングカソード
１０ スパッタリングターゲット
１２、１３ 長辺部
１２ａ、１３ａ エロージョン面
１４ 上短辺部
１４ａ エロージョン面
１５ 下短辺部
１５ａ エロージョン面
２０ 永久磁石
３０ ヨーク
４０ アノード
４１、４３ 長辺アノード
４２、４４ 短辺アノード
４５ コーナーシールド

Claims (20)

1. 軸線方向に見て全体として管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードであって、
   前記スパッタリングターゲットは、
   前記軸線方向と直交する方向に拡がる平面上における断面形状である横断面形状が互いに対向するように形成された一対の長辺部と、
   前記一対の長辺部の各々が有する２つの一端部を互いに接続するように形成された第一短辺部と、
   前記一対の長辺部の各々が有する２つの他端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記第一短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された第二短辺部と
   を有する。
2. 請求項１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記第一短辺部及び前記第二短辺部のうち、少なくとも一方の短辺部が、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記長辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に形成されている。
3. 請求項１又は２に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記第一短辺部及び前記第二短辺部の両方が、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記長辺部の片側方向にオフセットされている。
4. 請求項１～３のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記第一短辺部及び前記第二短辺部の前記横断面形状は、前記一対の長辺部に対して垂直な直線形状、又は前記スパッタリングターゲットの径方向外側へ向かう凸形状であり、前記径方向は、前記軸線方向と直交する方向である。
5. 請求項１～４のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記一対の長辺部の各々が、ロータリーターゲットにより構成されている。
6. 請求項１～５のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記一対の長辺部の間の距離は、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。
7. 請求項１～６のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記一対の長辺部の間の距離に対する前記長辺部の長さの比が２以上である。
8. 請求項１～７のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記スパッタリングカソードは、有機ＥＬの電極製造用である。
9. 請求項１～７のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
   前記スパッタリングカソードは、太陽電池の電極製造用である。
10. 請求項１～９のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
    前記スパッタリングターゲットは、前記一対の長辺部が鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置された状態で用いられ、
    前記第一短辺部は、前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部であり、
    前記第二短辺部は、前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部である。
11. 請求項１０に記載のスパッタリングカソードであって、
    前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
    前記上短辺部及び前記下短辺部のうち、少なくとも一方の短辺部が、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記長辺部よりも前記被成膜体から離れるように形成されている。
12. 請求項１０又は１１に記載のスパッタリングカソードであって、
    前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
    前記上短辺部及び前記下短辺部の両方が、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記長辺部よりも前記被成膜体から離れるようにオフセットされている。
13. 請求項１０～１２のいずれか１に記載のスパッタリングカソードであって、
    前記スパッタリングターゲットは、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、被成膜体と間隔を空けて配置された状態で用いられ、
    前記上短辺部が、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記下短辺部よりも、前記被成膜体から離れるように形成されている。
14. 軸線方向に見て全体として管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードと、
    前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードと
    を有するスパッタリング装置であって、
    前記スパッタリングターゲットは、
    前記軸線方向と直交する方向に拡がる平面上における断面形状である横断面形状が互いに対向するように形成され、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置される一対の長辺部と、
    前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部と、
    前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部と
    を有し、
    前記スパッタリング装置は、
    前記スパッタリングターゲットに囲まれた空間の側方において前記スパッタリングターゲットの前記長辺部よりも幅が短い成膜領域を有する被成膜体を前記スパッタリングターゲットに対し、前記スパッタリングターゲットの前記長辺部を横断する方向に移動させながら又は移動させずに、前記スパッタリングターゲットの内面に沿って周回するプラズマが発生するように放電を行ってスパッタリングガスにより発生するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面に沿って周回するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面をスパッタリングすることにより前記被成膜体の前記成膜領域に成膜を行うように構成されている。
15. 請求項１４に記載のスパッタリング装置であって、
    前記スパッタリング装置は、前記一対の長辺部の間の空間に遮蔽板が設置可能に構成され、前記遮蔽板は、前記一対の長辺部のうち、一方の長辺部を構成する材料の原子が、他方の長辺部から得られるスパッタ粒子束に混入することを防止乃至抑制するように構成されている。
16. 請求項１４又は１５に記載のスパッタリング装置であって、
    スパッタリング装置は、有機ＥＬの電極製造用である。
17. 請求項１４又は１５に記載のスパッタリング装置であって、
    スパッタリング装置は、太陽電池の電極製造用である。
18. 軸線方向に見て全体として管状又は環状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有するスパッタリングカソードを用いて行われる成膜体の製造方法であって、
    前記スパッタリングターゲットは、
    前記軸線方向と直交する方向に拡がる平面上における断面形状である横断面形状が互いに対向するように形成され、鉛直方向又は実質的に鉛直方向に沿うように配置される一対の長辺部と、
    前記一対の長辺部の各々が有する２つの下端部を互いに接続するように形成された下短辺部と、
    前記一対の長辺部の各々が有する２つの上端部を互いに接続し、管状又は環状を有する前記スパッタリングターゲットの前記軸線方向において、前記下短辺部と部分的に又は全体的に異なる位置に位置するように形成された上短辺部と
    を有し、
    前記成膜体の製造方法は、
    前記スパッタリングターゲットに囲まれた空間の側方において前記スパッタリングターゲットの前記長辺部よりも幅が短い成膜領域を有する被成膜体を前記スパッタリングターゲットに対し、前記スパッタリングターゲットの前記長辺部を横断する方向に移動させながら又は移動させずに、前記スパッタリングターゲットの内面に沿って周回するプラズマが発生するように放電を行ってスパッタリングガスにより発生するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面に沿って周回するプラズマ中のイオンにより前記スパッタリングターゲットの前記長辺部の内面をスパッタリングすることにより前記被成膜体の前記成膜領域に成膜を行う工程を有する。
19. 請求項１８に記載の成膜体の製造方法であって、
    前記成膜体の製造方法は、有機ＥＬの電極製造用である。
20. 請求項１８に記載の成膜体の製造方法であって、
    前記成膜体の製造方法は、太陽電池の電極製造用である。