KR20220121854A - Magnetron sputtering apparatus and film-forming method using the magnetron sputtering apparatus - Google Patents

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준스케 마츠자키
유스케 우지하라
조지 하세가와
야스오 오쿠보
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가부시키가이샤 알박
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Abstract

유기층 표면에 투명 도전성 산화물막을 성막하는 경우에 유기층이 데미지를 받는 것을 가급적으로 억제할 수 있도록 한 마그네트론 스퍼터링 장치 (SM1)를 제공한다. 캐소드 유닛(Sc)이, X축 방향으로 간격을 두고 병설되는 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)을 구비하고, 통 형상 타겟을 Y축 주위로 각각 회전 구동하는 구동 수단Db1, Db2이 설치됨과 동시에, 각 통 형상 타겟 내에 자석 유닛 (Mu1, Mu2)이 각각 조립되고, 쌍을 이루는 자석 유닛 각각은 중앙 자석(5a)과 주변 자석(5b)을 갖고 통 형상 타겟과 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자기장(Mf)를 형성하고, 캐소드 유닛에 대하여 성막 대상물(Sw)을 정지 대향시킨 상태에서 성막 했을 때에 성막면내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축상에서 Z축 성분의 자장 강도가 제로로 쌍을 이루는 자석 유닛 각각이 구성된다.Provided is a magnetron sputtering apparatus (SM 1 ) capable of suppressing damage to the organic layer as much as possible when forming a transparent conductive oxide film on the surface of the organic layer. Cathode unit Sc is provided with cylindrical targets Tg1 and Tg2 arranged side by side at intervals in the X-axis direction, and driving means Db1 and Db2 for rotationally driving the cylindrical targets around the Y-axis, respectively, are provided, Magnet units (Mu1, Mu2) are respectively assembled in each cylindrical target, and each of the paired magnet units has a central magnet 5a and a peripheral magnet 5b, and is formed in a tunnel shape in the space between the cylindrical target and the film forming surface. The magnetic field strength of the Z-axis component is zero on the Z-axis passing through the position where the film thickness becomes the maximum in the film-forming plane when the film is formed in a state where the magnetic field Mf is formed and the film-forming object Sw is statically opposed to the cathode unit. Each of the magnet units forming a pair is configured.

Description

마그네트론 스퍼터링 장치 및 이 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용한 성막 방법Magnetron sputtering apparatus and film-forming method using this magnetron sputtering apparatus

본 발명은, 진공 챔버 내에서 성막 대상물의 성막면에 대향 배치되는 캐소드 유닛을 구비하는 마그네트론 스퍼터링 장치 및 이 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용한 성막 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소위, 전면 발광(top emission) 방식의 유기 EL 장치의 제조 공정에서 유기층 표면에 캐소드 전극으로서의 투명 도전성 산화물막을 성막하기에 적합한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus having a cathode unit disposed opposite to a film-forming surface of a film-forming object in a vacuum chamber, and a film-forming method using the magnetron sputtering apparatus. More specifically, so-called top emission (top emission) ) method suitable for forming a transparent conductive oxide film as a cathode electrode on the surface of an organic layer in a manufacturing process of an organic EL device.

전면 발광 방식의 유기 EL 표시 장치는, 유기층에서 발생한 광을 그 윗면에 적층되는 캐소드 전극 측으로부터 빼내는 구조이기 때문에, 캐소드 전극에는 투광성을 갖고 있는 것이 요구된다. 이러한 캐소드 전극으로서, 예를 들면, ITO막이나 IZO막 등의 산화인듐계 산화물막을 포함하는 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide)막을 이용하는 시도가 이루어지고 있다. 투명 도전성 산화물막의 성막에 있어서는, 높은 투명성과 도전성을 가질 뿐만 아니라, 유기층에 어떻게 데미지(damage)를 주지 않도록 성막할 수 있는지가 중요하게 되는 한편, 높은 생산성도 요구된다. 이로부터, 투명 도전성 산화물막의 성막에 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하는 것이 고려된다.Since the organic EL display device of the top emission type has a structure in which light generated from the organic layer is extracted from the cathode electrode laminated on the upper surface thereof, the cathode electrode is required to have light transmitting properties. As such a cathode electrode, an attempt has been made to use, for example, a transparent conductive oxide film containing an indium oxide-based oxide film such as an ITO film or an IZO film. In forming the transparent conductive oxide film, it is important not only to have high transparency and conductivity, but also to form a film so as not to damage the organic layer, while high productivity is also required. From this, it is considered to use a magnetron sputtering apparatus for film formation of a transparent conductive oxide film.

상기 종류의 마그네트론 스퍼터링 장치는, 예를 들면 특허문헌1에 알려져 있다. 이것은, 진공 챔버를 갖고, 진공 챔버에는 성막 대상물(예를 들어, 유리 기판의 한쪽 면에 유기층이 형성된 것)을 한 방향으로 반송하는 기판 반송 수단이 설치되어 있다. 여기서, 성막 대상물의 이동 방향을 X축 방향, 성막 대상물의 성막면(즉, 유기층 표면) 내에서 X축에 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 및 Y축에 직교하는 방향을 Z축 방향으로 하고, 진공 챔버에는, 소정 속도로 이동하는 성막 대상물에 Z축 방향으로 대향시켜 회전식의 캐소드 유닛이 배치되어 있다. 이하에서는, 타겟으로부터 성막 대상물로 향하는 방향을 위로 한다.A magnetron sputtering apparatus of the above type is known in Patent Document 1, for example. This has a vacuum chamber, and the vacuum chamber is provided with the board|substrate conveying means which conveys the film-forming object (For example, what has an organic layer formed on one side of a glass substrate) in one direction. Here, the movement direction of the film-forming object is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis in the film-forming surface (ie, the surface of the organic layer) of the film-forming object is the Y-axis direction, and the X-axis and the directions orthogonal to the Y-axis are the Z-axis direction. A rotatable cathode unit is disposed in the vacuum chamber to face the film-forming object moving at a predetermined speed in the Z-axis direction. Below, the direction from a target to a film-forming object is made up.

캐소드 유닛은, X축 방향으로 소정 간격으로 병설되는 Y축 방향으로 길이가 긴 2개의 통 형상 타겟을 구비하고, 각 통 형상 타겟을 Y축 주위로 각각 회전 구동하는 구동 수단이 설치됨과 동시에, 각 통 형상 타겟 내에 자석 유닛이 각각 조립되어 있다. 쌍을 이루는 자석 유닛의 각각은 Y축 방향으로 길이가 긴 중앙 자석과 이 중앙 자석의 주위를 둘러싸는 주변 자석을 갖고 통 형상 타겟과 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자장을 형성한다. 이 경우, 각 자석 유닛의 중앙 자석은 성막면 측의 극성이 서로 일치하도록 배치된다. 통상은, 캐소드 유닛에 대하여 성막 대상물을 정지 대향시켜 성막면에 소정의 박막을 성막 했을 때, 각 통 형상 타겟의 Y축 선 사이의 중점의 성막 대상물에의 투영 위치에서 막 두께가 최대가 됨과 동시에, X축 방향에서의 막 두께 분포의 양호한 균일성이 얻어지도록, 한 쌍의 통 형상 타겟을 병설할 때의 X축 방향의 간격이나, 각 통 형상 타겟 내에 조립되는 각 자석 유닛으로부터 각각 누설되는 자장의 강도가 적절히 설계되어 있다.The cathode unit is provided with two cylindrical targets long in the Y-axis direction arranged in parallel in the X-axis direction at predetermined intervals, and driving means for rotationally driving each cylindrical target around the Y-axis is provided, each Each magnet unit is assembled in a cylindrical target. Each of the paired magnet units has a central magnet long in the Y-axis direction and a peripheral magnet surrounding the central magnet, and forms a tunnel-shaped magnetic field in the space between the cylindrical target and the film-forming surface. In this case, the central magnet of each magnet unit is arranged so that the polarities on the film-forming surface side coincide with each other. Normally, when a predetermined thin film is formed on the film forming surface by holding the film forming object statically opposed to the cathode unit, the film thickness is maximized at the projection position of the midpoint between the Y-axis lines of each cylindrical target to the film forming object. , so that good uniformity of the film thickness distribution in the X-axis direction is obtained, an interval in the X-axis direction when a pair of cylindrical targets are arranged side by side, and a magnetic field leaked from each magnet unit assembled in each cylindrical target strength is properly designed.

상기 마그네트론 스퍼터링 장치에 의해 성막면에 투명 도전성 산화물막을 성막하는 경우, 진공 분위기의 진공 챔버 내에 희가스(또는 희가스 및 산소 가스)를 도입하고, 통 형상 타겟을 Y축 주위로 소정 속도로 회전시키면서, 타겟 종에 따라 각 통 형상 타겟에 펄스 형상의 직류 전력이나 고주파 전력을 투입한다. 그러면, 진공 챔버 내에서, 각 통 형상 타겟과 성막면 사이의 공간에 플라즈마가 형성되고, 플라즈마 중의 희가스의 이온에 의해 각 타겟이 스퍼터링 되고, 각 통 형상 타겟으로부터 소정의 코사인 법칙에 따라 비산된 스퍼터 입자가 X축 방향으로 소정 속도로 반송되는 성막 대상물의 성막면에 부착, 퇴적하여 투명 도전성 산화물막이 성막 된다. 그러나, 상기 구성의 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 유기층 표면에 투명 도전성 산화물막(예를 들어, IZO막)을 소정의 막 두께로 성막하고, 그 포토루미네센스(photoluminescence) 강도(PL 강도)를 측정하면, 특히 막 두께가 최대가 되는 위치에서 투명 도전성 산화물막을 성막하기 전의 유기층 단일체(單體)에 대한 저하율이 커지고, 이로부터 투명 도전성 산화물막의 성막에 의해 유기층이 데미지를 받고 있는 것이 판명되었다.When a transparent conductive oxide film is formed on the film-forming surface by the magnetron sputtering device, a rare gas (or rare gas and oxygen gas) is introduced into a vacuum chamber in a vacuum atmosphere, and the cylindrical target is rotated around the Y-axis at a predetermined speed. Pulsed DC power or high-frequency power is applied to each cylindrical target depending on the species. Then, in the vacuum chamber, plasma is formed in the space between each cylindrical target and the film-forming surface, and each target is sputtered by ions of a rare gas in the plasma, and sputtered from each cylindrical target according to a predetermined cosine law. A transparent conductive oxide film is formed by depositing and adhering to the film-forming surface of the film-forming object which particle|grains are conveyed at a predetermined speed in the X-axis direction. However, a transparent conductive oxide film (for example, an IZO film) is formed on the surface of the organic layer to a predetermined thickness using the magnetron sputtering apparatus having the above configuration, and the photoluminescence intensity (PL intensity) is measured. When the film thickness is maximized, especially at the position where the film thickness becomes the maximum, the rate of decrease with respect to the single organic layer before the formation of the transparent conductive oxide film becomes large.

특허문헌1 : 특개2019-218604호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-218604

본 발명은 상기의 점을 감안하여, 유기층 표면에 투명 도전성 산화물막을 성막하는 경우에 유기층이 데미지를 받는 것을 가급적으로 억제할 수 있도록 한 마그네트론 스퍼터링 장치 및 성막 방법을 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.In view of the above, an object of the present invention is to provide a magnetron sputtering apparatus and a film forming method capable of suppressing damage to the organic layer as much as possible when forming a transparent conductive oxide film on the surface of the organic layer.

상기 과제를 해결하기 위해, 진공 챔버 내에서 성막 대상물의 성막면에 대향 배치되는 캐소드 유닛을 구비하는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는, 성막면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향, X축 및 Y축에 직교하는 방향을 Z축 방향, 캐소드 유닛으로부터 성막면을 향하는 방향을 위로 하여, 캐소드 유닛이, X축 방향으로 간격을 두고 병설되는 Y축 방향으로 길이가 긴 적어도 한 쌍의 통 형상 타겟을 구비하고, 통 형상 타겟을 Y축 주위로 각각 회전 구동하는 구동 수단이 설치됨과 동시에, 각 통 형상 타겟 내에 자석 유닛이 각각 조립되고, 쌍을 이루는 자석 유닛 각각은, Y축 방향으로 길이가 긴 중앙 자석과 이 중앙 자석의 주위를 둘러싸는 주변 자석을 갖고, 통 형상 타겟과 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자장을 형성하고, 캐소드 유닛에 대하여 성막 대상물을 정지 대향시킨 상태에서 성막 했을 때에 성막면 내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에서 자장의 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되도록 쌍을 이루는 자석 유닛 각각이 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the magnetron sputtering apparatus of the present invention having a cathode unit disposed opposite to the film-forming surface of the film-forming object in the vacuum chamber, X-axis direction and Y-axis direction, At least one pair of cathode units long in the Y-axis direction arranged in parallel in the X-axis direction at intervals in the X-axis direction with the direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis facing the Z-axis direction and the direction from the cathode unit toward the film-forming surface upward. A tubular target is provided, and driving means for rotationally driving the tubular target around the Y-axis are provided, respectively, magnet units are assembled in each tubular target, and each of the paired magnet units is in the Y-axis direction. It has a long central magnet and a peripheral magnet surrounding the central magnet, forms a tunnel-shaped magnetic field in the space between the cylindrical target and the film-forming surface, and forms a film in a state where the film-forming object is statically opposed to the cathode unit. It is characterized in that each of the paired magnet units is configured such that the magnetic field strength of the Z-axis component of the magnetic field becomes zero on the Z-axis passing through the position where the film thickness becomes the maximum in the film-forming surface when the film is formed.

본 발명에 있어서는, 상기 쌍을 이루는 자석 유닛의 각각은, 한 쪽의 자석 유닛의 중앙 자석과 다른 쪽의 자석 유닛의 중앙 자석의 상기 공간 측의 극성이 서로 상이함과 동시에, 각 중앙 자석에 따라 상기 주변 자석의 처리면 측의 극성이 다르고, 각 자석 유닛의 중앙 자석 윗면이 상기 성막면에 대향하는 자세를 기준 자세로 하고, 기준 자세로부터 Z축에 대하여 소정 각도로 서로 마주보는 방향으로 기울어져 움직이도록 한 기울어진 자세로 각각 배치되어 있으면, 성막면 내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에서 자장의 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되는 구성을 실현할 수 있다.In the present invention, each of the magnet units forming the pair has a different polarity on the space side of the center magnet of one magnet unit and the center magnet of the other magnet unit, and at the same time, according to each center magnet The polarity of the processing surface side of the peripheral magnets is different, and the position in which the upper surface of the central magnet of each magnet unit faces the film forming surface is the reference posture, and is inclined in a direction opposite to each other at a predetermined angle with respect to the Z axis from the reference posture. If they are respectively arranged in the inclined postures to be moved, a configuration can be realized in which the magnetic field strength of the Z-axis component of the magnetic field becomes zero on the Z-axis passing through the position where the film thickness becomes the maximum in the film-forming surface.

이상에 의하면, 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에 Z축 성분의 자장 강도를 제로로 함으로써, 투명 도전성 산화물막을 성막하기 전의 유기층 단일체에 대한 PL 강도의 저하율을 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 그 결과, 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 유기층 표면에 투명 도전성 산화물막을 성막하면, 유기층이 데미지를 받는 것을 가급적 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 「제로」는, 절대치로서 완전히 무한히 작은 수치를 나타내고, 반드시 완전히 제로로 하는 것을 의미하는 것은 아니다.According to the above, by setting the magnetic field strength of the Z-axis component to zero on the Z-axis passing through the position where the film thickness becomes the maximum, it is possible to suppress the rate of decrease in the PL intensity of the organic layer before the transparent conductive oxide film is formed. Confirmed. As a result, when a transparent conductive oxide film is formed on the surface of the organic layer using the magnetron sputtering apparatus of the present invention, damage to the organic layer can be suppressed as much as possible. In addition, in this invention, "zero" represents a numerical value that is completely infinitely small as an absolute value, and does not necessarily mean that it is completely set to zero.

본 발명에 있어서는, 쌍을 이루는 자석 유닛을 기울어져 움직이도록 할 때의 소정 각도는, 자석 유닛 상호간에 동등하게 설정할 필요는 없고, 막 두께 분포 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 15도 ~ 60도 범위 내에서 각도를 설정할 필요가 있습니다. 15도보다 작은 각도에서는, 유기층이 데미지를 받는 것을 가급적으로 억제할 수 없고, 또한, 60도보다 큰 각도에서는, 성막면에서의 성막 레이트가 현저하게 저하된다는 문제가 발생한다. 또한, 상기 캐소드 유닛과 상기 성막 대상물 중 적어도 한 쪽을 X축 방향으로 소정 속도로 상대 이동시키는 이동 수단을 더 구비하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 따르면, 투명 도전성 산화물막을 성막하기 전의 유기층 단일체에 대한 저하율을 보다 한층 억제할 수 있는 것이 확인되었다.In the present invention, the predetermined angle at which the pair of magnet units are inclined to move does not need to be set equally between the magnet units, and can be appropriately set in consideration of the film thickness distribution and the like, but 15 to 60 degrees You need to set the angle within the range. At an angle smaller than 15 degrees, it is impossible to suppress as much as possible that the organic layer receives damage, and at an angle larger than 60 degrees, the problem that the film-forming rate in the film-forming surface falls remarkably arises. In addition, it is possible to employ a configuration further comprising a moving means for relatively moving at least one of the cathode unit and the film-forming object at a predetermined speed in the X-axis direction. According to this, it was confirmed that the reduction rate with respect to the organic layer single body before formation of a transparent conductive oxide film can be suppressed further.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 진공 분위기 중의 진공 챔버 내에서, 캐소드 유닛의 타겟을 스퍼터링 하여 이것에 대향 배치되는 성막 대상물의 성막면에 성막하기 위한 본 발명의 성막 방법은, 성막면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향, X축 및 Y축에 직교하는 방향을 Z축 방향, 캐소드 유닛으로부터 성막면으로 향하는 방향을 위로 하고, 캐소드 유닛으로서, X축 방향으로 간격을 두고 병설되는 Y축 방향으로 길이가 긴 적어도 한 쌍의 통 형상 타겟과 각 통 형상 타겟 내에 각각 조립되는 자석 유닛을 구비하고, 쌍을 이루는 자석 유닛의 각각은 Y축 방향으로 길이가 긴 중앙 자석과 이 중앙 자석의 주위를 둘러싸는 주변 자석을 갖고, 통 형상 타겟과 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자장을 형성하고, 캐소드 유닛에 대하여 성막 대상물을 정지 대향시킨 상태에서 성막 했을 때에 성막면 내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에서 자장의 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되도록 한 것을 사용하고, 캐소드 유닛과 성막 대상물을 대향 시키지 않는 제1 퇴피 위치에서, 각 통 형상 타겟을 회전 구동하면서 각 통 형상 타겟에 전력 투입하여 각 타겟의 외표면을 스퍼터링 하는 제1 공정과, 캐소드 유닛과 성막 대상물 중 적어도 한 쪽을 X축 방향으로 소정 속도로 상대 이동시키고, 각 타겟과 성막면이 대향하는 사이에 각 타겟으로부터 비산하는 스퍼터 입자를 부착, 퇴적시켜 성막면에 성막하는 제2 공정과, X축 방향으로 캐소드 유닛과 성막 대상물이 이격된 제2 퇴피 위치에 도달하면, 각 통 형상 타겟으로의 전력 투입을 정지하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 예를 들면, 고정의 캐소드 유닛에 대하여 성막 대상물을 X축 방향으로 이동시켜 성막하는 경우, 제1 공정에는, 성막에 앞서, 캐소드 유닛에 대해 더미 기판 등의 생산에 기여하지 않는 것을 X축 방향으로 이동시켜 성막하는 경우도 포함한다. 또한, 상기 제2 공정에서는, 각각의 타겟을 서로 역방향으로 회전시키는 것이 바람직하다. 이는 한 쌍의 캐소드 유닛을 이용하여 플라즈마를 형성할 때에, 쌍이 되는 캐소드의 구조나 회전 구동을 선대칭으로 구성함으로써 보다 안정적이고 균일한 플라즈마 공간을 형성하는데 유리하기 때문이다. 그리고, 유기층 표면에 투명 도전성 산화물막을 성막하는 경우에, 유기층이 데미지를 받는 것을 가급적으로 억제할 수 있다.In addition, in order to solve the above problem, in a vacuum chamber in a vacuum atmosphere, the film formation method of the present invention for sputtering a target of a cathode unit to form a film on a film formation surface of a film formation object disposed opposite thereto is, The direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis is the Z-axis direction, and the direction from the cathode unit to the film forming surface is upward, and the cathode unit is installed at intervals in the X-axis direction. At least one pair of cylindrical targets long in the Y-axis direction and a magnet unit assembled in each cylindrical target, each of the paired magnet units includes a central magnet long in the Y-axis direction and the center It has a peripheral magnet surrounding the magnet, forms a tunnel-shaped magnetic field in the space between the cylindrical target and the film-forming surface, and forms a film with the film-forming object statically opposed to the cathode unit, the film thickness within the film-forming surface Using the one in which the magnetic field strength of the Z-axis component of the magnetic field becomes zero on the Z-axis passing through the position where is the maximum, and in the first retracted position where the cathode unit and the film-forming target do not face each other, each cylindrical target is rotated A first step of sputtering the outer surface of each target by applying electric power to each cylindrical target while relatively moving at least one of the cathode unit and the film forming object at a predetermined speed in the X-axis direction, and each target and the film forming surface are opposite to each other A second step of attaching and depositing sputtered particles scattered from each target to form a film on the film formation surface during the It characterized in that it comprises a third process of stopping the power input. Further, for example, in the case of film formation by moving the film formation target relative to the fixed cathode unit in the X-axis direction, in the first step, prior to film formation, the cathode unit does not contribute to the production of a dummy substrate or the like, the X-axis It includes a case where film is formed by moving in the direction. Moreover, in a said 2nd process, it is preferable to rotate each target in mutually reverse directions. This is because, when forming plasma using a pair of cathode units, it is advantageous to form a more stable and uniform plasma space by configuring the structure or rotational driving of the paired cathodes in line symmetry. And when forming a transparent conductive oxide film into a film on the surface of an organic layer, it can suppress that an organic layer receives damage as much as possible.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 마그네트론 스퍼터링 장치의 모식적 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따른 캐소드 유닛의 일부의 확대 모식 단면도이다.
도 3은 도 2에 대응하는 종래 예의 캐소드 유닛의 일부의 확대 모식 단면도이다.
도 4는 종래 예의 각 자석 유닛으로부터 누설되는 자장의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 실시 형태의 각 자석 유닛으로부터 누설되는 자장의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 효과를 확인하는 실험 결과의 그래프이다.
도 7(a) 및 (b)는 다른 실시 형태의 마그네트론 스퍼터링 장치의 모식 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic perspective view of the magnetron sputtering apparatus of embodiment of this invention.
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the cathode unit taken along the line II-II in FIG. 1 .
FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of a cathode unit of a conventional example corresponding to FIG. 2 .
4 is a graph showing simulation results of a magnetic field leaking from each magnet unit of the prior art.
Fig. 5 is a graph showing simulation results of a magnetic field leaking from each magnet unit of the present embodiment.
6 is a graph of experimental results confirming the effect of the present invention.
7A and 7B are schematic cross-sectional views of a magnetron sputtering apparatus according to another embodiment.

이하, 도면을 참조하여, 통 형상 타겟을 IZO제, 성막 대상물을 유리 기판(Sg) 표면에 소정 막 두께로 유기층(Ol)이 형성된 것으로 하고(이하, 이것을 단순히 「기판 Sw」라고 한다), 산소 가스도 도입한 반응성 스퍼터링에 의해 기판(Sw)(즉, 유기층 Ol) 표면에 IZO막을 성막하는 경우를 예로서 마그네트론 스퍼터링 장치의 실시 형태를 설명한다. 이하에 있어서, 상, 하와 같은 방향은 도 1에 나타내는 스퍼터링 장치의 설치 자세를 기준으로 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 소위 상향 증착(up deposition) 식으로 성막하는 것을 예로 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 소위 하향 증착(down deposition)이나 측면 증착(side deposition) 식의 것에도 본 발명을 적용할 수 있다.Hereinafter, with reference to the drawings, the cylindrical target is made of IZO, and the film-forming object is assumed to have an organic layer (Ol) formed on the surface of the glass substrate (Sg) with a predetermined film thickness (hereinafter, simply referred to as "substrate Sw"), oxygen An embodiment of a magnetron sputtering apparatus will be described taking the case of forming an IZO film on the surface of the substrate Sw (ie, organic layer Ol) by reactive sputtering in which gas is also introduced as an example. In the following, directions such as up and down are based on the installation posture of the sputtering apparatus shown in FIG. 1 . Incidentally, in the present embodiment, film formation by the so-called up deposition method is described as an example, but it is not limited thereto. For example, a so-called down deposition method or a side deposition method is used. The present invention can also be applied to

도 1 및 도 2를 참조하면, SM1은 본 실시 형태의 소위 인라인식 마그네트론 스퍼터링 장치이다. 스퍼터링 장치(SM1)는 진공 챔버(1)를 구비하고, 진공 챔버(1)에는 특별히 도시하여 설명하지 않지만, 배기관을 통해 진공 펌프가 접속되어 소정 압력(진공도)으로 진공 배기하여 유지할 수 있도록 되어 있다. 진공 챔버(1)에는, 가스 도입구가 개설되고, 도 외의 가스 도입관의 일단이 접속되어 있다. 가스 도입관의 타단은 질량 유량계(mass flow controller) 등으로 구성되는 유량 조정 밸브를 통해 가스원에 연통하고, 유량 제어된 스퍼터 가스로서의 아르곤 가스(희가스)와 산소 가스(반응 가스)가 진공 챔버(1) 내, 구체적으로는, 기판 (Sw)과 후술하는 통 형상 타겟 사이의 공간(1a)에 도입할 수 있도록 되어 있다. 진공 챔버(1)의 상부에는 이동 수단으로서의 기판 반송 장치(2)가 설치되어 있다. 기판 반송 장치(2)는 기판(Sw)의 성막면(즉, 하측의 유기층(Ol) 표면)을 개방한 상태에서 기판(Sw)을 유지하는 캐리어(21)를 갖고, 도 외의 구동 장치에 의해 캐리어(21), 나아가서는, 기판(Sw)을 진공 챔버(1) 내의 한 쪽으로 소정 속도로 이동할 수 있다. 기판 반송 장치(2)로서는 공지의 것을 이용할 수 있으므로, 그 이상의 설명은 생략한다. 이하에 있어서는, 기판(Sw)의 이동 방향을 X축 방향, 기판(Sw)의 성막면 내에서 X축 방향에 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 방향(즉, 기판(Sw)의 성막면에 수직인 방향)을 Z축 방향으로 한다. 그리고, 기판 반송 장치(2)에 의해 반송되는 기판(Sw)에 대향시켜 진공 챔버(1) 내의 하부에는 회전식의 캐소드 유닛(Sc)이 설치되어 있다.1 and 2 , SM 1 is a so-called in-line magnetron sputtering apparatus of the present embodiment. The sputtering device (SM 1 ) is provided with a vacuum chamber (1), and the vacuum chamber (1) is not specifically illustrated and described, but a vacuum pump is connected through an exhaust pipe to be evacuated and maintained at a predetermined pressure (vacuum degree). have. In the vacuum chamber 1, a gas inlet port is provided, and one end of the gas inlet pipe outside the figure is connected. The other end of the gas inlet pipe communicates with a gas source through a flow control valve composed of a mass flow controller, etc., and argon gas (rare gas) and oxygen gas (reactive gas) as sputtering gas whose flow is controlled are placed in a vacuum chamber ( In 1), specifically, it can introduce|transduce into the space 1a between the board|substrate Sw and the cylindrical target mentioned later. A substrate transfer device 2 as a moving means is provided above the vacuum chamber 1 . The substrate transfer device 2 has a carrier 21 that holds the substrate Sw in a state in which the film-forming surface of the substrate Sw (that is, the lower organic layer Ol surface) is opened, and is driven by a driving device other than the figure. The carrier 21 , furthermore, the substrate Sw may be moved to one side in the vacuum chamber 1 at a predetermined speed. Since a well-known thing can be used as the board|substrate conveyance apparatus 2, further description is abbreviate|omitted. In the following, the movement direction of the substrate Sw is the X-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis direction in the film-forming surface of the substrate Sw is the Y-axis direction, the X-axis direction, and the direction orthogonal to the Y-axis direction (that is, , the direction perpendicular to the film-forming surface of the substrate Sw) is the Z-axis direction. And the cathode unit Sc of a rotation type is provided in the lower part in the vacuum chamber 1 facing the board|substrate Sw conveyed by the board|substrate conveyance apparatus 2 .

캐소드 유닛(Sc)은, 소정 속도로 반송되는 기판(Sw)에 평행한 XY평면 내에서 X축 방향으로 등간격으로 평행하게 배치되는 4개의 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)을 구비한다. 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)는, 원통 형상의 백킹(backing) 튜브(31)와, 백킹 튜브(31)에 인듐이나 주석 등의 본딩재(도시하지 않음)를 통해 접합되는 원통 형상의 IZO제의 타겟재(32)로 구성되어(도 2 참조), 기판(Sw)의 폭과 동등 이상의 Y축 방향 길이를 갖도록 크기가 정해진다(定寸). 본 실시예에서, 서로 인접한 2개의 통 형상 타겟(Tg1, Tg2 및 Tg3, Tg4)은 쌍을 이루도록 되어 있다. 이하, 도 1의, 좌측에 위치하는 2개의 통 형상 타겟 (Tg1, Tg2)을 예로 설명한다. 각 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 일단에는, 도시 생략의 베어링(bearing)을 구비하는 지지 블록(Sb1, Sb2)이 각각 연결되어, 그 타단에는, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 소정의 회전 속도로 Y축 주위로 회전 구동하는 구동 모터(도시하지 않음)를 구비한 구동 수단으로서의 구동 블록(Db1, Db2)이 각각 연결되어 있다. 또한, 구동 블록(Db1, Db2)에는, 각각의 통 형상 타겟Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 회전시키면서 스퍼터링 할 때, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 냉각하기 위한 냉매를 순환시키는 냉매 순환로나, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)에 소정 전력을 투입하기 위한 스퍼터 전원으로부터의 출력 케이블이 접속되지만, 이들은 모두 공지의 것을 이용할 수 있기 때문에, 그 이상의 설명은 생략한다. 또한, 도 외의 스퍼터 전원으로서는, 공지의 펄스 형상 직류 전력을 투입하는 전원이나 고주파 전원을 이용할 수 있다.The cathode unit Sc is equipped with four cylindrical targets Tg1-Tg4 arrange|positioned in parallel at equal intervals in the X-axis direction in the XY plane parallel to the board|substrate Sw conveyed at a predetermined speed. Each cylindrical target (Tg1-Tg4) is a cylindrical backing tube 31 and cylindrical IZO joined to the backing tube 31 via bonding materials (not shown), such as indium and tin. It is comprised of the target material 32 made of the agent 32 (refer FIG. 2), and the size is determined so that it may have the Y-axis direction length equal to or more than the width|variety of the board|substrate Sw. In this embodiment, the two cylindrical targets Tg1, Tg2 and Tg3, Tg4 adjacent to each other are made to form a pair. Hereinafter, two cylindrical targets (Tg1, Tg2) located on the left of FIG. 1 are demonstrated as an example. To one end of each target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4), support blocks Sb1 and Sb2 provided with a bearing (not shown) are respectively connected, and to the other end, each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Drive blocks Db1 and Db2 as drive means provided with a drive motor (not shown) for rotationally driving Tg4 around the Y-axis at a predetermined rotation speed are respectively connected. Moreover, when sputtering while rotating each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) in drive block Db1, Db2, the refrigerant|coolant for cooling each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) is circulated. Output cables from a sputtering power supply for supplying predetermined electric power to the refrigerant circulation path and the respective cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) are connected. . In addition, as a sputtering power supply other than the figure, the power supply which injects|throws-in well-known pulsed DC power, or a high frequency power supply can be used.

각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4)의 백킹 튜브(31) 내에는, 이에 내삽되는 관체(管體)(33)에 의해 지지되어 자석 유닛(Mu1, Mu2)이 각각 조립되어 있다. 쌍을 이루는 자석 유닛(Mu1, Mu2)은 동일한 구성을 가지며, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4)의 대략 전체 길이에 걸친 길이의 요크(41)를 구비한다. 요크(41)는, 평탄한 윗면(上面)(41a)과, 윗면(41a)으로부터 각각 아래 방향을 향해 경사하는 2개의 경사면(41b)을 형성한 자성 재료제의 판 형상 부재로 구성된다. 그리고, 요크(41)의 윗면(41a)에는 중앙 자석(5a)이 배치됨과 동시에, 양 경사면(41b)에는 주변 자석(5b)이 각각 배치 되어있다. 요크(41)의 윗면(41a)의 Y축 방향 양단에는, 특별히 도시하고 설명하지 않지만, 중앙 자석(5a)의 단부를 둘러싸도록 하고 주변 자석(5b) 상호 사이를 교차하도록, 주변 자석(5b)의 일부를 구성하는 코너 자석(도시 생략)이 배치되어 있다. 이 경우, 중앙 자석(5a), 주변 자석(5b) 및 코너 자석으로서는, 동자화의 네오듐 자석이 이용되고, 예를 들면, 일체로 성형한 단면 대략 사각형의 봉 형상의 것을 이용할 수 있다. 이에 의해, 각 통 형상 타겟Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 관통하여 누설하는 터널 형상의 자장(Mf)이 각 통 형상 타겟Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)과 기판(Sw) 사이의 공간(1a)에 형성된다.In the backing tube 31 of each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4), it is supported by the tubular body 33 interpolated by this, and magnet unit Mu1, Mu2 is assembled, respectively. The paired magnet units Mu1 and Mu2 have the same configuration, and have a yoke 41 having a length over approximately the entire length of each of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4). The yoke 41 is composed of a plate-shaped member made of a magnetic material having a flat upper surface 41a and two inclined surfaces 41b each inclined downward from the upper surface 41a. In addition, the central magnet 5a is disposed on the upper surface 41a of the yoke 41, and the peripheral magnets 5b are disposed on both inclined surfaces 41b, respectively. At both ends of the upper surface 41a of the yoke 41 in the Y-axis direction, although not specifically shown and described, the peripheral magnets 5b are provided to surround the ends of the central magnets 5a and to cross each other between the peripheral magnets 5b. Corner magnets (not shown) constituting a part of are disposed. In this case, as the center magnet 5a, the peripheral magnet 5b, and the corner magnets, a co-magnetized neodium magnet is used, and, for example, a rod-shaped one with a substantially rectangular cross section formed integrally can be used. Thereby, the tunnel-shaped magnetic field Mf which penetrates through each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) and leaks each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4), and the space 1a between the board|substrate Sw ) is formed in

상기 스퍼터링 장치(SM1)에 의해 IZO막을 성막하는 경우, 진공 챔버(1) 내를 소정 압력까지 진공 배기하고, 소정 압력에 도달하면, 아르곤 가스와 산소 가스를 소정 유량으로 도입하고, 구동 블록(Db1, Db2)에 의해 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)을 Y축 주위로 소정 속도로 회전시키면서, 기판 반송 장치(2)에 의해 유리 기판 등의 더미 기판(도시 생략)을 X축 방향으로 일정한 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 외의 스퍼터링 전원에 의해 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)에 펄스 형상의 직류 전력 및 고주파 전력을 투입한다. 그 후, 진공 챔버(1) 내의 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)과 기판(Sw) 사이의 공간(1a)에 플라즈마가 형성된다. 이로 인해, 각 타겟(Tg1~Tg4)과 대향하는 영역을 더미 기판이 통과하는 동안, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)이 플라즈마 중의 희가스의 이온에 의해 스퍼터링 된다(제1 공정: 소위 프리스퍼터(pre-sputter)).When the IZO film is formed by the sputtering device SM 1 , the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated to a predetermined pressure, and when the predetermined pressure is reached, argon gas and oxygen gas are introduced at a predetermined flow rate, and the driving block ( A dummy substrate (not shown) such as a glass substrate is fixed in the X-axis direction by the substrate transfer device 2 while rotating each cylindrical target Tg1 to Tg4 at a predetermined speed around the Y-axis by Db1, Db2 move at speed And pulse-shaped DC electric power and high frequency electric power are injected|thrown-in to each cylindrical target Tg1-Tg4 by the sputtering power supply outside the figure. Then, plasma is formed in the space 1a between each cylindrical target Tg1-Tg4 in the vacuum chamber 1, and the board|substrate Sw. For this reason, while the dummy substrate passes through the area opposite to each target Tg1 to Tg4, each of the cylindrical targets Tg1 to Tg4 is sputtered with ions of a rare gas in the plasma (first step: so-called pre-sputtering) pre-sputter)).

다음으로, 더미 기판으로의 IZO막의 성막이 종료하면(더미 기판이 타겟 (Tg1~Tg4)에 대향하는 영역을 통과하면), 기판 반송 장치(2)에 의해 IZO막을 성막 하고자 하는 기판(Sw)이 X축 방향으로 일정한 속도로 이동된다. 이 때, 아르곤 가스 및 산소 가스의 도입, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)에의 전력 투입 및 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)의 회전은 그대로 계속된다. 이로 의해, 각 타겟(Tg1~Tg4)과 기판(Sw)이 대향하는 사이에서, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)으로부터 소정의 코사인 법칙에 따라 비산한 스퍼터 입자가 적절히 산소 가스와 반응하면서, 기판(Sw) 표면에 부착, 증착하여 IZO 막을 성막한다 (제 2 공정: 성막 처리). 그리고, IZO막을 성막하고자 하는 기판(Sw)의 수만큼, 이 조작이 반복되고, 각 기판(Sw)에 대한 IZO막의 성막이 종료하면(마지막 기판(Sw)이 타겟(Tg1~Tg4)과 대향하는 영역을 통과하면), 다시, 기판 반송 장치(2)에 의해 더미 기판을 X축 방향으로 일정한 속도로 이동시킨 후, 아르곤 가스 및 산소 가스의 도입, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)에의 전력 투입 및, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)의 회전이 정지된다. 상기 성막 시, 서로 인접하는 한 쌍의 통 형상 타겟 Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) 내에 상기 종래 예와 같이 자석 유닛(이하, 이것을 「자석 유닛 (Mu10, Mu20)」이라고 한다)이 배치되어 있다면, PL강도의 저하율로부터 유기층(Ｏ1)이 데미지를 받고 있는 것을 알았다.Next, when the formation of the IZO film on the dummy substrate is completed (when the dummy substrate passes through the region opposite to the target (Tg1 to Tg4)), the substrate Sw on which the IZO film is to be formed by the substrate transfer device 2 is It moves at a constant speed in the X-axis direction. At this time, introduction of argon gas and oxygen gas, electric power input to each cylindrical target Tg1-Tg4, and rotation of each cylindrical target Tg1-Tg4 continue as it is. Thereby, between the respective targets Tg1 to Tg4 and the substrate Sw opposing, the sputtered particles scattered from the respective cylindrical targets Tg1 to Tg4 according to the predetermined cosine law appropriately react with the oxygen gas, while the substrate (Sw) It adheres to the surface and vapor-deposits to form an IZO film into a film (2nd process: film-forming process). Then, this operation is repeated for the number of substrates Sw on which the IZO film is to be formed, and when the formation of the IZO film on each substrate Sw is finished (the last substrate Sw faces the targets Tg1 to Tg4) After passing through the region), the dummy substrate is moved again in the X-axis direction by the substrate transfer device 2 at a constant speed, argon gas and oxygen gas are introduced, and electric power is supplied to each of the cylindrical targets Tg1 to Tg4. And rotation of each cylindrical target Tg1-Tg4 is stopped. When forming the film, a magnet unit (hereinafter referred to as "magnet unit (Mu10, Mu20)") is disposed in a pair of adjacent cylindrical targets Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) as in the conventional example above, It turned out that the organic layer O1 is receiving damage from the fall rate of PL intensity|strength.

즉, 동일한 부재 또는 요소에 동일한 부호를 붙인 도 3을 참조하여, 종래 예의 자석 유닛(Mu10, Mu20)에서는, 한 쪽의 자석 유닛(Mu10)의 중앙 자석(50a)과 다른 쪽의 자석 유닛(Mu20)의 중앙 자석(50a)과의 기판 Sw측의 극성을 일치시킴과 동시에, 각 중앙 자석(50a)에 따라 각 주변 자석(50b) 및 코너 자석의 기판 (Sw)측의 극성을 다르게 하고, 양 중앙 자석(50a)의 윗면이 기판(Sw)에 대향하도록, 즉, Z축에 직교하도록 배치되어 있다 (이하, 중앙 자석의 윗면이 Z축에 직교하는 자세를 「기준 자세」라고 함). 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 회전 중심 (Rp, Rp)은, 일반적으로, 중앙 자석(5a)의 중심을 통과하는 Z축선 상에 각각 위치하도록 설치되고, Y축 방향의 중앙 자석(5a)의 중심 간 거리(Dp)는 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4)의 두께, 중앙 자석(5a) 및 주변 자석 (5b)의 자화에 따라 적절하게 설정된다. 이 때, 상기 자석 유닛(Mu10, Mu20)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 성막면 상의 자장의 시뮬레이션으로부터, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 회전 중심(Rp, Rp)간의 중점(Mp)를 통하는 Z축 상에서 자장의 Z축 성분(자장의 수직 성분)이 하나의 피크를 가지는 자장 프로파일을 갖고 있다(도 4 중, 실선이 Z축 성분의 자장 프로파일이고 점선이 X축 성분(수평 성분)의 자장 프로파일이다. 또한, 도 4 중의 자장의 정부(正負)는 자장 벡터의 방향을 나타내고, 정부에 관계없이 최대 및 최소가 되는 것을 피크로 표현하고 있다). 그리고, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)에 대해 기판(Sw)을 정지 대향시킨 상태에서 성막하면, 중점(Mp)의 기판(Sw)에의 투영 위치(Pp)에서 막 두께가 최대로(즉, 성막 레이트가 가장 빨리) 되고, 여기에서 기판(Sw)의 X축 방향 양측을 향함에 따라, 그 막 두께가 점차 얇아지지만, 특히 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)에서 PL강도의 저하율이 가장 커지는 것을 알았다.That is, referring to Fig. 3 in which the same members or elements are denoted by the same reference numerals, in the conventional magnet units Mu10 and Mu20, the central magnet 50a of one magnet unit Mu10 and the other magnet unit Mu20 ), the polarity of the substrate Sw side with the center magnet 50a is matched, and the polarity of the substrate Sw side of each peripheral magnet 50b and the corner magnet is different according to each center magnet 50a, and both The upper surface of the center magnet 50a is disposed so as to face the substrate Sw, that is, orthogonal to the Z axis (hereinafter, a posture in which the upper surface of the center magnet is perpendicular to the Z axis is referred to as a "reference posture"). The rotation centers (Rp, Rp) of each of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) are generally provided so as to be respectively positioned on the Z-axis passing through the center of the central magnet 5a, and the center of the Y-axis direction The center-to-center distance Dp of the magnets 5a is appropriately set according to the thickness of each of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4), and the magnetization of the center magnet 5a and the peripheral magnet 5b. At this time, as shown in Fig. 4, the magnet units Mu10 and Mu20 are the midpoints between the rotation centers Rp and Rp of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) from the simulation of the magnetic field on the film-forming surface. On the Z-axis through (Mp), the Z-axis component (vertical component of the magnetic field) of the magnetic field has a magnetic field profile having one peak (in Fig. 4, the solid line is the magnetic field profile of the Z-axis component and the dotted line is the X-axis component ( horizontal component) The positive and negative sides of the magnetic field in Fig. 4 indicate the direction of the magnetic field vector, and the maximum and minimum regardless of positive and negative are expressed as peaks). And when a film is formed in the state which made the board|substrate Sw stand still with respect to each cylindrical target Tg1-Tg4, the film thickness at the projection position Pp to the board|substrate Sw of the midpoint Mp is maximum (that is, The film formation rate is the fastest), and the film thickness gradually decreases as it goes to both sides of the X-axis direction of the substrate Sw. found it to be growing

여기서, 성막 중, 유기층(Ｏ1)에는, 각 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)으로부터 비산하는 스퍼터 입자 외에, 스퍼터 가스의 전리로 생긴 전자, 스퍼터 가스의 이온이나 반동한 스퍼터 가스의 원자 같은 다양한 라디칼과 이온도 충돌하고, 이들은 유기층(Ｏ1)을 구성하는 원자 분자 간의 결합 해리 에너지보다 높은 에너지를 갖기 때문에, 유기층(Ｏ1)에 데미지를 입힐 수 있다. 이러한 경우, 상기 종래예와 같이, 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에 자장의 Z축 성분의 피크가 존재하면, 전하를 가지는 전자나 이온이 로렌츠력에 의해 자장에 얽혀 있기 때문에, 스퍼터 입자뿐만 아니라, 성막에 직접 기여하지 않는 전자나 스퍼터 가스의 이온도 성막면에 많이 충돌하게 되어, 이에 기인하여 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)에서 PL강도의 저하율이 가장 커진다고 생각된다.Here, in the organic layer O1 during film formation, in addition to the sputtered particles scattered from the respective cylindrical targets Tg1 to Tg4, electrons generated by ionization of the sputtering gas, ions of the sputtering gas, and various radicals such as recoiled atoms of the sputtering gas and Ions also collide, and since they have a higher energy than the bond dissociation energy between atoms and molecules constituting the organic layer O1, damage may be caused to the organic layer O1. In this case, as in the conventional example, when the peak of the Z-axis component of the magnetic field exists on the Z-axis passing through the position where the film thickness is the maximum, the electrons or ions having electric charges are entangled in the magnetic field by the Lorentz force. , not only sputtered particles, but also electrons and sputtering gas ions that do not directly contribute to the film formation collide a lot with the film formation surface, and due to this, it is thought that the decrease rate of the PL intensity is greatest at the position (Pp) where the film thickness is maximum. .

따라서, 본 실시 형태에서는 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)를 통과하는 Z 축 상에서 Z축 성분의 자장이 제로가 되도록 쌍을 이루는 자석 유닛(Mu1, Mu2)를 구성하기로 하였다. 즉, 본 실시 형태의 자석 유닛(Mu1, Mu2)에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 한 쪽의 자석 유닛(Mu1)의 중앙 자석(5a)과 다른 쪽의 자석 유닛(Mu2)의 중앙 자석(5a)의 기판(Sw)측의 극성을 서로 다르게 함과 동시에, 각 중앙 자석(5a)에 따라 각 주변 자석(5b) 및 코너 자석의 기판(Sw)측의 극성을 다르게 하고, 또한, 기준 자세로부터 Z축에 대하여 소정 각도α(예를 들면, 30도)로 서로 마주하는 방향으로 기울어져 움직이도록 한(傾動) 기울어진 자세로 각각 배치되어 있다. 이 경우, 자석 유닛(Mu1, Mu2)의 각 중앙 자석(5a, 5a)의 중심 간의 중점에 있어서의 X축 방향의 자장 강도는, 전자나 전하 입자를 수렴하기 쉬워져 유기층(Ol)에의 데미지를 저감하기 위해 50 가우스 이상인 것이 바람직하다(중앙 자석 (5a)의 중심 간 거리 Dp는, 예를 들면 40mm~260mm의 범위로 설정된다). 이로 의해, 자석 유닛(Mu1, Mu2)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 성막면 상의 자장의 시뮬레이션으로부터, 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)를 통과하는 Z축 상에서, 자장의 Z축 성분이 제로가 되는 프로필을 가진다(도 5 중, 실선은 Z축 성분의 자장 프로파일이고, 점선은 X축 성분(수평 성분)의 자장 프로파일이다. 또한, 도 5의 자장의 정부는 상기와 같이 자장 벡터의 방향을 나타내고, 정부에 관계없이 최대 및 최소가 되는 것을 피크로 나타낸다). 이에 더하여, 각 통 형상 타겟 (Tg1~Tg4)을 Y축 주위로 소정 속도로 회전시킬 때, 한 쌍의 캐소드 유닛(Mu1, Mu2)을 이용하여 플라즈마를 형성시킬 때에, 쌍이 되는 캐소드의 구조나 회전 구동을 선대칭으로 구성함으로써, 보다 안정적이고 균일한 플라즈마 공간을 형성하는데 유리하기 때문에, 쌍을 이루는 각 통 형상 타겟Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 서로 역방향으로 동기하여 회전시키는 것으로 하였다. 이 경우, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 회전 속도는, 이 회전 속도가 지나치게 느리면 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)로부터 비산하여 다시 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4) 표면에 부착하는 재증착막이, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4) 표면에 과잉으로 퇴적되어 버려, 막질에 결함이 생기는 한편, 너무 빠르면 구동부(모터나 시일(seal)부, 윤활부 등)의 부하가 과잉이 되기 때문에, 5rpm∼30rpm으로 설정된다.Accordingly, in the present embodiment, a pair of magnet units Mu1 and Mu2 is configured so that the magnetic field of the Z-axis component becomes zero on the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness is the maximum. That is, in the magnet units Mu1 and Mu2 of the present embodiment, as shown in Fig. 2, the center magnet 5a of one magnet unit Mu1 and the center magnet 5a of the other magnet unit Mu2 ), the polarity of the substrate Sw side is different from each other, and the polarity of the substrate Sw side of each peripheral magnet 5b and the corner magnet is different according to each center magnet 5a, and also from the reference posture. They are respectively arranged in a tilted posture so as to move in a direction opposite to each other at a predetermined angle α (eg, 30 degrees) with respect to the Z axis. In this case, the magnetic field strength in the X-axis direction at the midpoint between the centers of the respective central magnets 5a and 5a of the magnet units Mu1 and Mu2 tends to converge electrons and charged particles, thereby reducing damage to the organic layer Ol. In order to reduce it, it is preferable that it is 50 Gauss or more (The center-to-center distance Dp of the center magnet 5a is set in the range of 40 mm - 260 mm, for example). As a result, the magnet units Mu1 and Mu2, as shown in FIG. 5, from the simulation of the magnetic field on the film-forming surface, on the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness becomes the maximum, the Z-axis component of the magnetic field is It has a profile that becomes zero (in Fig. 5, the solid line is the magnetic field profile of the Z-axis component, and the dotted line is the magnetic field profile of the X-axis component (horizontal component). In addition, the positive and negative sides of the magnetic field in Fig. 5 are the magnetic field vector profiles as described above. direction, and the peaks that are maximum and minimum regardless of positive and negative). In addition, when each cylindrical target (Tg1 - Tg4) is rotated at a predetermined speed around the Y-axis, when plasma is formed using a pair of cathode units (Mu1, Mu2), the structure and rotation of the paired cathodes Since it is advantageous to form a more stable and uniform plasma space by composing the drive in line symmetry, it was decided that each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) which forms a pair is rotated in synchronization with each other in the reverse direction. In this case, the rotational speed of each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) scatters from each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) when this rotation speed is too slow, and each cylindrical target Tg1, Tg2 ( The redeposited film adhering to the surface of Tg3, Tg4) is excessively deposited on the surface of each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4), resulting in a defect in the film quality, while if it is too early, the driving part (motor or seal part) , lubricating part, etc.) becomes excessive, so it is set to 5 rpm to 30 rpm.

이상에 의하면, 상기와 마찬가지로, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)에 대해 기판(Sw)을 정지 대향 시킨 상태에서 성막하면, 중점(Mp)의 기판(Sw)에의 투영 위치(Pp)에서 막 두께가 최대로(즉, 성막 속도가 가장 빠르다) 되어, 여기에서 기판(Sw)의 X축 방향 양측을 향함에 따라, 그 막 두께가 점차 얇아지고, PL강도의 측정치로부터 막 두께가 최대가 되는 위치에서도 유기층(Ｏ1)의 데미지가 저감되는 것이 확인되었다. 이는, 서로 병설된 한 쌍의 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)간의 공간에, 특히 전리에 의해 발생한 전하를 가지는 전자나 이온이 끌어 당겨지게 되어, 기판(Sw)을 향하는 것이 감소하는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 본 실시예에서, 「제로」는 완전한 제한없이 절대 값으로써 작은 수치를 나타내며, 반드시 완전히 제로가 되는 것은 아니다.According to the above, similarly to the above, when a film is formed in a state in which the substrate Sw is statically opposed to each of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4), the projection position Pp of the midpoint Mp onto the substrate Sw At , the film thickness becomes the maximum (that is, the film formation rate is the fastest), and as it goes to both sides of the X-axis direction of the substrate Sw, the film thickness gradually becomes thinner, and the film thickness becomes the maximum from the measured value of the PL intensity. It was confirmed that the damage of the organic layer O1 is reduced even at the position where it becomes . This is because electrons and ions having a charge generated by ionization are particularly attracted to the space between the pair of cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) arranged in parallel with each other, and the direction toward the substrate Sw is reduced. It is thought to be attributed In the present embodiment, "zero" represents a small numerical value as an absolute value without complete limitation, and does not necessarily become completely zero.

각 자석 유닛(Mu1, Mu2)을 기울어져 움직이게 하는 각도, 즉, Z축과 중앙 자석(5a)의 윗면에 직교하는 선이 이루는 각도α는, 15도 ~ 60도의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 자석 유닛(Mu1, Mu2)은 특별히 도시하지 않지만, 자장의 시뮬레이션으로부터 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)를 통과하는 Z축 상에서 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되는 자장 프로파일을 갖는다. 단, 15도보다 작은 각도에서는, 유기층(Ｏ1)이 데미지를 입는 것을 가급적 억제할 수 없고, 또한, 60도보다 큰 각도에서는 성막면에서의 성막 속도가 현저하게 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)를 통과하는 Z축 상에서 Z축 성분의 자장 강도를 제로로 할 수 있으면, 각 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4) 내에서 자석 유닛(Mu1, Mu2)을 각각 기울어져 움직이게 하는 각도α는, 동등하게 설정할 필요는 없고, 막 두께 분포 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있다. 또한, 캐소드 유닛(Sc)에 대하여 기판(Sw)을 X축 방향으로 소정 속도로 상대 이동시키면, IZO막의 성막에 수반하여 유기층(Ｏ1)이 데미지를 받는 것을 보다 억제할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 자석 유닛(Mu1, Mu2)을 기준 자세로부터 기울어진 자세로 변경하는 기구로서는 특별히 도시하고 설명하지 않지만, 예를 들면, 자석 유닛 (Mu1, Mu2)을 지지하는 관체(33)를 구동 블록(Db1, Db2)으로 연장시키고, 구동 수단에 의해 관체(33)를 Y 축 주위로 회전 가능하게 하면 된다.It is preferable that the angle α formed between the Z-axis and a line perpendicular to the upper surface of the center magnet 5a to tilt each of the magnet units Mu1 and Mu2, that is, within the range of 15 to 60 degrees. In this case, although not shown in particular, the magnet units Mu1 and Mu2 have a magnetic field profile in which the magnetic field strength of the Z-axis component becomes zero on the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness is the maximum from the simulation of the magnetic field. . However, at an angle smaller than 15 degrees, damage to the organic layer O1 cannot be suppressed as much as possible, and at an angle larger than 60 degrees, the problem that the film-forming speed in the film-forming surface falls remarkably arises. In addition, if the magnetic field strength of the Z-axis component can be zeroed on the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness becomes the maximum, the magnet units Mu1, Mu1, The angle α at which Mu2) is inclined to move each does not need to be set equally, and can be appropriately set in consideration of the film thickness distribution and the like. In addition, it was confirmed that when the substrate Sw was moved relative to the cathode unit Sc at a predetermined speed in the X-axis direction, it was possible to further suppress damage to the organic layer O1 accompanying the formation of the IZO film. Incidentally, although not specifically shown and described as a mechanism for changing the magnet units Mu1 and Mu2 from the reference posture to the inclined posture, for example, the tubular body 33 supporting the magnet units Mu1 and Mu2 is mounted on a driving block ( It is extended to Db1, Db2, and what is necessary is just to make the tubular body 33 rotatable about a Y-axis by a drive means.

이상의 효과를 확인하기 위해, 상기 마그네트론 스퍼터링 장치(SM1)를 이용하여 다음의 실험을 실시하였다. 즉, 성막 대상물을 □200mm×200mm의 유리 기판(Sg)으로 하고, 이 유리 기판(Sg)의 한쪽 면에, 50nm 막 두께로 유기층(Ｏ1)으로서의 Alq3막을 진공 증착법에 의해 성막하고, 진공 분위기를 유지하면서 마그네트론 스퍼터링 장치의 진공 챔버(1)에 반송하였다(이를 기판 (Sw)으로 한다). 또한, 진공 챔버(1) 내에 배치되는 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)을 IZO제(In２O３：ZnO＝9:1)로 했다. 통 형상 타겟 (Tg1~Tg4)은 그 길이가 1590mm인 것을 X축 방향으로 200mm 간격으로 설치하고, 또한, 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)의 기판 (Sw)에 가장 가까운 표면과 기판(Sw) 사이의 거리를 210mm로 하였다.In order to confirm the above effect, the following experiment was performed using the magnetron sputtering device (SM 1 ). That is, the film-forming object is a glass substrate Sg of 200 mm × 200 mm, and an Alq3 film as an organic layer O1 is formed on one side of the glass substrate Sg to a thickness of 50 nm by vacuum evaporation, and a vacuum atmosphere is formed. It was conveyed to the vacuum chamber 1 of a magnetron sputtering apparatus while holding|maintaining (let this be a board|substrate Sw). Moreover, the cylindrical targets (Tg1-Tg4) arrange|positioned in the vacuum chamber 1 were made into IZO (In2O3:ZnO= 9 :1). Cylindrical targets (Tg1 to Tg4) having a length of 1590 mm are installed at 200 mm intervals in the X-axis direction, and between the surface closest to the substrate Sw of the cylindrical targets Tg1 to Tg4 and the substrate Sw was set to 210 mm.

실험1에서는, 각 쌍을 이루는 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(및 Tg3, Tg4) 내에서, 한쪽의 자석 유닛(Mu1)의 중앙 자석(5a)과 다른 쪽의 자석 유닛(Mu2)의 중앙 자석(5a)의 기판(Sw)측의 극성을 서로 다르게 함과 동시에, 각 중앙 자석(5a)에 따라 각 주변 자석(5b) 및 코너 자석의 기판(Sw)측의 극성을 다르게 하고, 또한, Z축에 대하여 각각 30도의 각도로 서로 마주하는 방향으로 기울어져 움직이도록 한 기울어진 자세로 각 자석 유닛(Mu1, Mu2)을 각각 배치하였다. 한편, 비교 실험에서는, 각 쌍을 이루는 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(및 Tg3, Tg4) 내에서, 양 자석 유닛(Mu10, Mu20)의 각 중앙 자석(50a)의 기판 Sw측의 극성을 일치시킴과 동시에 각 중앙 자석(50a)에 따라 각 주변 자석(50b) 및 코너 자석의 기판(Sw)측의 극성을 다르게 하고, 또한, 기준 자세로 각 자석 유닛(Mu10, Mu20)을 각각 배치했다.In Experiment 1, in each pair of cylindrical targets Tg1, Tg2 (and Tg3, Tg4), the center magnet 5a of one magnet unit Mu1 and the center magnet 5a of the other magnet unit Mu2 ) of the substrate (Sw) side of the polarity is different from each other, and at the same time, the polarity of the substrate (Sw) side of each peripheral magnet 5b and the corner magnet is different according to each center magnet 5a, and also on the Z axis. Each magnet unit (Mu1, Mu2) was respectively arranged in an inclined posture such that it moved in a direction facing each other at an angle of 30 degrees to each other. On the other hand, in the comparative experiment, in the cylindrical targets Tg1, Tg2 (and Tg3, Tg4) forming each pair, the polarity of the substrate Sw side of each center magnet 50a of the both magnet units Mu10, Mu20 is matched. At the same time, the polarities of the peripheral magnets 50b and the corner magnets on the substrate Sw side were different according to the respective center magnets 50a, and the respective magnet units Mu10 and Mu20 were respectively arranged in the reference posture.

성막 조건으로서, 스퍼터 전원을 펄스형 직류 전원으로서, 주파수를 20kHz, 투입 전력을 11Kw로 설정하고, 또한, 서로 반대 방향으로 회전되는 각 쌍의 통 형상 타겟(Tg1~Tg4)의 성막 시의 회전 속도를 10rpm으로 설정하고, 또한, 스퍼터 가스를 아르곤 가스와 산소 가스로 하고, 아르곤 가스 170sccm, 산소 가스 5sccm의 유량으로 진공 챔버(1) 내에 도입하고, 스퍼터링 중에 있어서의 진공 챔버(1) 내 압력을 0.4Pa로 하고, 100nm의 막 두께로 기판(Sw)(즉, Alq3막 표면)에 IZO막을 성막하는 것으로 했다. 이 때, 실험1 및 비교 실험에서는, 기판(Sw)를 X축 방향으로 이동시키지 않고, 통 형상 타겟 (Tg1~Tg4)에 대해 정지 대향시켰다. 그리고, IZO막을 성막한 직후에, 분광 형광 광도계(일본 분광 주식회사 제조)를 이용하여, 390nm의 파장의 여기광을 유기막에 조사하여 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)에 있어서의 PL 발광 강도를 각각 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타낸다. 이에 의하면, 이 유리 기판(Sg)의 한쪽 면에 50nm 막 두께로 Alq3막을 진공 증착법에 의해 성막한 것을 기준품으로 하고, 기준품으로부터의 PL강도의 저하율을 보면, 비교 실험에서는 저하율이 33%였지만, 실험1에서는 저하율이 29%이며, IZO막을 성막하기 전의 유기층(Ｏ1) 단일체(單體)에 대한 저하율을 작게 할 수 있는 것이 확인되었다. 아울러, 가시광 영역의 투과율을 측정했는데, 실험1, 비교 실험의 어느 것에서도 IZO막은 동등한 투과율(중심 파장 450nm에서 95% 이상의 투과율)을 갖는 것이 확인되었다.As the film formation conditions, the sputtering power supply is a pulsed DC power supply, the frequency is set to 20 kHz, the input power is set to 11 Kw, and the rotational speed at the time of film formation of each pair of cylindrical targets (Tg1 to Tg4) rotated in opposite directions. is set to 10 rpm, and the sputtering gas is argon gas and oxygen gas, introduced into the vacuum chamber 1 at a flow rate of 170 sccm of argon gas and 5 sccm of oxygen gas, and the pressure in the vacuum chamber 1 during sputtering is It was set as 0.4 Pa, and it was set as the film thickness of 100 nm that the IZO film|membrane was formed into a film on the board|substrate Sw (namely, Alq3 film|membrane surface). At this time, in the experiment 1 and the comparative experiment, the substrate Sw was not moved in the X-axis direction, but statically opposed to the cylindrical targets Tg1 to Tg4. Then, immediately after the formation of the IZO film, the organic film is irradiated with excitation light of a wavelength of 390 nm using a spectrofluorescence photometer (manufactured by Nippon Spectroscopy Co., Ltd.), and the PL emission intensity at the position (Pp) where the film thickness is maximum. are measured, respectively, and the results are shown in FIG. 6 . According to this, using an Alq3 film formed by vacuum evaporation on one side of this glass substrate Sg with a thickness of 50 nm as a reference product, and looking at the rate of decrease in PL intensity from the reference product, the decrease rate was 33% in the comparative experiment. , in Experiment 1, the reduction rate was 29%, and it was confirmed that the reduction rate for the organic layer O1 single body before the IZO film was formed can be reduced. In addition, when the transmittance of the visible light region was measured, it was confirmed that the IZO film had an equivalent transmittance (transmittance of 95% or more at a central wavelength of 450 nm) in any of Experiment 1 and Comparative Experiment.

다음으로, 실험2로서 기판(Sw)을 X축 방향으로 16.6mm/sec의 속도로 이동시키고, 상기 실험1과 비교 실험과 동일한 조건으로 IZO막을 성막하고, 그 직후에 막 두께가 최대로 되는 위치(Pp)에 있어서의 PL발광 강도를 각각 측정했는데, 비교 실험에서는 저하율이 25%인데 반해, 본 실험2에서는 저하율이 20%이며, 기판(Sw)를 상대 이동시키는 것만으로 IZO막을 성막하기 전의 유기층(Ｏ1) 단일체에 대한 저하율을 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.Next, as Experiment 2, the substrate Sw was moved in the X-axis direction at a speed of 16.6 mm/sec, and an IZO film was formed under the same conditions as in Experiment 1 and Comparative Experiment, and immediately after that, the position at which the film thickness becomes the maximum. The PL emission intensity in (Pp) was measured, respectively. In the comparative experiment, the decrease rate was 25%, whereas in this experiment 2, the decrease rate was 20%, and the organic layer before the formation of the IZO film only by relatively moving the substrate (Sw). (O1) It was confirmed that the reduction rate with respect to a single body could be made small.

다음으로, 실험3으로서, Z축에 대하여 각각 30도, 60도 및 90도의 각도로 서로 마주보는 방향으로 각각 기울어져 움직이도록 한 기울어진 자세로 각 자석 유닛(Mu1, Mu2)을 배치하고, 상기 실험1과 비교 실험과 동일한 조건으로 IZO막을 성막했을 때의 한 쌍의 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 성막 레이트를 측정하였다. 이에 의하면, 30도의 각도로 기울어져 움직이게 하면, 약 100nm/min의 성막 레이트를 얻고, 60도의 각도로 기울어져 움직이게 하면, 약 64nm/min의 성막 레이트를 얻을 수 있지만, 90도의 각도까지 기울어져 움직이게 하면, 약 19nm/min의 성막 레이트만 얻어지는 것이 확인되었다. 또한, 이들 성막 레이트는 투입 전력을 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)의 길이로 나눈 파워 밀도(kW/m)당의 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4) 1개에 대한 성막 레이트로 환산하면, 30도의 각도로 기울어져 움직이도록 한 경우, 약 7.2nm/min의 성막 레이트가 되고, 60도의 각도로 기울어져 움직이도록 한 경우, 약 4.4nm/min의 성막 레이트가 되고, 90도의 각도까지 기울어져 움직이도록 한 경우, 약 1.4nm/min의 성막 레이트가 된다.Next, as Experiment 3, each magnet unit (Mu1, Mu2) is placed in an inclined posture such that it is inclined to move in opposite directions at angles of 30 degrees, 60 degrees and 90 degrees with respect to the Z axis, respectively, and The film formation rates of a pair of cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) when an IZO film was formed into a film under the same conditions as Experiment 1 and a comparative experiment were measured. According to this, when tilted at an angle of 30 degrees, a film formation rate of about 100 nm/min is obtained, and when tilted at an angle of 60 degrees, a film formation rate of about 64 nm/min can be obtained. It was confirmed that only a film formation rate of about 19 nm/min was obtained. In addition, these film-forming rates are the film-forming rate with respect to one cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) per power density (kW/m) divided by the input electric power by the length of the cylindrical targets Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4). In terms of conversion, when tilted at an angle of 30 degrees, the film formation rate is about 7.2 nm/min. When tilted at an angle of 60 degrees, the film formation rate is about 4.4 nm/min, and the angle is 90 degrees. When it is made to move tilted up to , it becomes a film-forming rate of about 1.4 nm/min.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명의 기술 사상의 범위를 일탈하지 않는 한, 여러 가지 변형이 가능하다. 상기 실시 형태에서는, 한쪽의 자석 유닛(Mu1)의 중앙 자석(5a)과 다른 쪽의 자석 유닛(Mu2)의 중앙 자석(5a)의 기판(Sw)측의 극성을 서로 다르게 함과 동시에, 각 중앙 자석(5a)에 따라 각 주변 자석(5b) 및 코너 자석의 기판(Sw)측의 극성을 다르게 하고, 또한, 기준 자세로부터 Z축에 대해 소정 각도 α(예를 들어, 30도)로 서로 마주보는 방향으로 기울어져 움직이도록 한 기울어진 자세로 한 것을 예로 설명했지만, 막 두께가 최대가 되는 위치(Pp)를 통과하는 Z축 상으로부터, 자장의 Z축 성분의 피크가 X축 방향으로 시프트한 자장 프로파일을 갖는 것이면, 상기에 한정되는 것은 아니다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, unless it deviates from the range of the technical idea of this invention, various deformation|transformation is possible. In the above embodiment, the polarities of the center magnet 5a of one magnet unit Mu1 and the center magnet 5a of the other magnet unit Mu2 on the substrate Sw side are different from each other, and each center The polarities of the respective peripheral magnets 5b and the substrate Sw side of the corner magnets are different depending on the magnets 5a, and also face each other at a predetermined angle α (for example, 30 degrees) with respect to the Z axis from the reference posture. Although it has been described as an example that the tilted posture is tilted in the viewing direction, the peak of the Z-axis component of the magnetic field is shifted in the X-axis direction from the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness is maximum. As long as it has a magnetic field profile, it is not limited to the above.

또한, 상기 실시 형태에서는, 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)를 IZO제로 한 것을 예로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 통 형상 타겟 Tg1, Tg2(Tg3, Tg4)을 갖는 캐소드 유닛(Sc)을 이용하여 마그네트론 스퍼터링에 의해 ITO 등 산화인듐계 산화물막을 포함하는 투명 도전성 산화물막을 성막하는 경우에도 본 발명은 널리 적용될 수 있다.In addition, in the said embodiment, although the thing which made cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) made from IZO was demonstrated as an example, it is not limited to this, It has a pair of cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) The present invention can be widely applied even when a transparent conductive oxide film including an indium oxide-based oxide film such as ITO is formed by magnetron sputtering using the cathode unit Sc.

또한, 상기 실시 형태에서는 고정 캐소드 유닛(Sc)에 대해 기판(Sw)을 X축 방향으로 이동시키는 것을 예로 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 고정 기판(Sw)에 대하여 캐소드 유닛(Sc)을 X축 방향으로 이동시키는 것(소위 무빙 캐소드식의 스퍼터링 장치)에도 본 발명은 적용할 수 있다. 동일한 부재, 요소에 동일한 부호를 붙인 도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 다른 실시 형태의 마그네트론 스퍼터링 장치(SM2)는 구획판(partition plate)(101)을 통해 서로 연설되는 제1 챔버(102) 및 제2 챔버(103)를 구비한다. 이하에 있어서, 제1 챔버(102)와 제2 챔버(103)의 연설 방향을 Z축 방향, 후술하는 캐소드 유닛(Sc)의 이동 방향을 X축 방향으로 하고, 상, 하와 같은 방향은 도 7에 나타내는 스퍼터링 장치(SM2)의 설치 자세를 기준으로 한다.In addition, in the above embodiment, the movement of the substrate Sw in the X-axis direction with respect to the fixed cathode unit Sc has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the cathode unit with respect to the fixed substrate Sw. The present invention is also applicable to moving (Sc) in the X-axis direction (so-called moving cathode sputtering apparatus). Referring to FIGS. 7 (a) and (b) in which the same members and elements are assigned the same reference numerals, the magnetron sputtering apparatus SM 2 of another embodiment is a second embodiment which is addressed to each other through a partition plate 101 . A first chamber 102 and a second chamber 103 are provided. In the following, the extending direction of the first chamber 102 and the second chamber 103 is the Z-axis direction, and the moving direction of the cathode unit Sc, which will be described later, is the X-axis direction. It is based on the installation posture of the sputtering apparatus (SM 2 ) shown in.

제1 및 제2 양 챔버(102, 103)에는, 특별히 도시하여 설명하지 않지만, 진공 펌프로부터의 배기관이 접속되어, 그 내부를 소정 압력의 진공 분위기를 형성할 수 있도록 하고 있다. 제1 챔버(102)에는, 기판(Sw)이 그 성막면이 X축 방향 위쪽 방향을 향하는 자세로 설치되는 스테이지(104)가 배치되어 있다. 스테이지(104)는 제1 챔버(102) 내에 축지된 회전축(105)에 의해 지지되고, 축선 주위로 회전축(105)을 회전시키면, 기판(Sw)의 성막면이 X축 방향 위쪽 방향을 향하는 수평 자세와, 기판(Sw)의 성막면이 Z축 방향을 향하는 기립 자세 사이에서 스테이지(104)가 자세 변경하게 되어 있다. 이 경우, 구획판(101)에는, 기립 자세의 기판(Sw)이 성막 챔버 내를 마주하는 개구(101a)가 설치되어, 스테이지(104)를 기립 자세로 하면, 예를 들면, 기판(Sw)의 주위에 위치하는 스테이지(104)의 부분이, 개구(101a)의 외주연부에 위치하는 구획판(101)의 부분에 맞닿아 제1 챔버(102)와 제2 챔버(103)를 분위기 분리되도록 되어 있다. 특히 도시하여 설명하지 않지만, 스테이지(104)에는 기판(Sw)을 유지하는 기계적 클램프 등의 유지 수단이 설치되어 있고, 또한, 성막 영역을 제한하기 위한 마스크(도시하지 않음)나, 스테이지(104)에 유지된 기판(Sw)을 가열 또는 냉각하는 가열 냉각 기구를 설치할 수도 있다. 또한, 도 7에, 캐소드 유닛(Sc)은 Y축 방향으로 길이가 길고, X축 방향으로 이동되지만, X축 방향으로 길이가 길고, X축과 Z축에 직교하는 Y축 방향으로 이동되도록 해도 된다.Although not specifically illustrated and described, both the first and second chambers 102 and 103 are connected to an exhaust pipe from a vacuum pump so that a vacuum atmosphere of a predetermined pressure can be formed therein. The stage 104 in which the board|substrate Sw is installed in the attitude|position which the film-forming surface faces upward in the X-axis direction is arrange|positioned in the 1st chamber 102. As shown in FIG. The stage 104 is supported by a rotation shaft 105 axially supported in the first chamber 102 , and when the rotation shaft 105 is rotated around the axis, the film formation surface of the substrate Sw is horizontally directed upward in the X-axis direction. The posture of the stage 104 is changed between the posture and the standing posture in which the film-forming surface of the substrate Sw faces the Z-axis direction. In this case, when the partition plate 101 is provided with the opening 101a which faces the inside of the film-forming chamber of the board|substrate Sw in a standing posture, and when the stage 104 is set in a standing posture, for example, the board|substrate Sw The portion of the stage 104 positioned around the abuts against the portion of the partition plate 101 positioned on the outer periphery of the opening 101a to separate the first chamber 102 and the second chamber 103 from the atmosphere. has been Although not specifically illustrated and described, the stage 104 is provided with holding means such as a mechanical clamp for holding the substrate Sw, and a mask (not shown) for limiting the film formation area and the stage 104 . A heating/cooling mechanism for heating or cooling the substrate Sw held there may be provided. 7, the cathode unit Sc has a long length in the Y-axis direction and moves in the X-axis direction, but is long in the X-axis direction and moves in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis and the Z-axis. do.

제2 챔버(103)에는, 가스 도입구(106)가 개설되고, 도 외의 가스 도입관의 일단이 접속되어 유량 제어된 스퍼터 가스로서의 아르곤 가스(희가스)와 산소 가스(반응 가스)가 도입할 수 있게 되어 있다. 제2 챔버(103) 내에는, 상기 실시 형태와 동일한 구성을 갖고, 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)을 2개로 한 캐소드 유닛 Sc이, 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)의 회전축 방향이 X축 및 Z축에 직교하는 방향으로 연장되는 자세이며, 지지대(107)에 설치된 상태로 배치되어 있다. 지지대(107)에는 슬라이더(도시하지 않음)가 설치되고, 슬라이더는 제2 챔버(103) 외부에 설치된 모터(108)로부터의 볼 나사(109)에 나사 결합되어 있다. 이로 인해, 모터(108)를 회전 구동하면, 그 회전 방향에 따라 캐소드 유닛(Sc)이 X축 방향으로 이동 가능하게 된다.In the second chamber 103, a gas inlet 106 is opened, and one end of a gas inlet pipe other than in the figure is connected, so that argon gas (rare gas) and oxygen gas (reactive gas) as sputtering gas whose flow rate is controlled can be introduced. there is to be In the second chamber 103, a cathode unit Sc having the same configuration as that of the above embodiment and having two cylindrical targets Tg1 and Tg2 has an X axis and a rotation axis direction of the cylindrical targets Tg1 and Tg2. It is an attitude|position extended in the direction orthogonal to Z-axis, and is arrange|positioned in the state provided on the support stand 107. FIG. A slider (not shown) is provided on the support 107 , and the slider is screwed into a ball screw 109 from a motor 108 provided outside the second chamber 103 . For this reason, when the motor 108 is rotationally driven, the cathode unit Sc becomes movable in the X-axis direction according to the rotation direction.

마그네트론 스퍼터링 장치(SM2)를 이용하여 IZO막을 성막하는 경우, 도 7(a)에 나타내는 스테이지(104)의 수평 자세에서, 제1 챔버(102)와 제2 챔버(103)가 진공 펌프에 의해 진공 배기된다. 이 때, 캐소드 유닛(Sc)은, 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)이 개구(101a)보다 위쪽 방향에 위치하는 구획판(101)의 부분에 대향하는 제1 퇴피 위치에 있다. 제1 챔버(102)와 제2 챔버(103)가 소정 압력의 진공 분위기에 도달하면, 특별히 도시하여 설명하지 않지만, 제1 챔버(102)에 연설된 반송 챔버 내의 진공 반송 로봇에 의해 스테이지(104) 상에 기판(Sw)이 그 성막면을 X 축 방향 위쪽 방향으로 향한 자세로 설치된다. 이와 함께, 가스 도입구(106)로부터 아르곤 가스를 소정 유량으로 도입하고, 스퍼터 전원에 의해 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)에 펄스 형상의 직류 전력이나 고주파 전력을 투입한다. 그리고, 구동 블록(Db1, Db2)에 의해 각각의 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)을 소정 속도로 회전시키면서, 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)이 플라즈마 중의 희가스의 이온에 의해 스퍼터링 된다(제1 공정: 프리 스퍼터(pre-sputter)). 이 때, 제2 챔버(103)에는 도시 생략의 방착판이 적절히 설치되어 스퍼터 입자의 제1 챔버(102)로의 누설을 방지할 수 있도록 되어 있다.When the IZO film is formed using the magnetron sputtering apparatus SM 2 , the first chamber 102 and the second chamber 103 are vacuum pumped in the horizontal posture of the stage 104 shown in FIG. 7A . is evacuated. At this time, the cathode unit Sc is in the 1st retracted position where the cylindrical targets Tg1 and Tg2 oppose the part of the partition plate 101 located in the upward direction rather than the opening 101a. When the first chamber 102 and the second chamber 103 reach a vacuum atmosphere of a predetermined pressure, the stage 104 is performed by a vacuum transfer robot in the transfer chamber extended to the first chamber 102, although not specifically illustrated and described. ), the board|substrate Sw is installed in the attitude|position which turned the film-forming surface upward in the X-axis direction. At the same time, argon gas is introduced at a predetermined flow rate from the gas introduction port 106 , and pulsed DC power or high frequency power is supplied to each of the cylindrical targets Tg1 and Tg2 by the sputtering power supply. And while rotating each cylindrical target Tg1, Tg2 at predetermined speed by drive block Db1, Db2, each cylindrical target Tg1, Tg2 is sputtered by the ion of the rare gas in plasma (1st). Process: pre-sputter). At this time, a deposition preventing plate (not shown) is appropriately installed in the second chamber 103 to prevent leakage of the sputtered particles into the first chamber 102 .

다음으로, 회전축(105)을 회전 구동하여 스테이지(104)가 수평 자세로부터 기립 자세로 변경되고, 기판(Sw)이 제2 챔버(103)를 마주하는 상태에서 제1 챔버(102)와 제2 챔버(103)가 분위기 분리되어, 가스 도입구(106)로부터 아르곤 가스 이외에, 산소 가스를 소정의 유량으로 도입한다. 그리고, 모터(108)를 회전 구동하여, 캐소드 유닛(Sc)이 제1 퇴피 위치로부터 X축 방향 아래 방향을 향해 이동된다. 이로 인해, 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)과 기판(Sw)이 대향하는 사이에, 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)으로부터 소정의 코사인 법칙에 따라 비산한 스퍼터 입자가 적절히 산소 가스와 반응하면서, 기판 Sw 표면에 부착, 퇴적하여 IZO막이 성막된다(제2 공정: 성막 처리). 이 경우, 캐소드 유닛(Sc)의 X축 방향에서의 상하 이동을 복수 반복해도 된다.Next, the stage 104 is changed from a horizontal posture to a standing posture by rotationally driving the rotation shaft 105 , and the first chamber 102 and the second chamber 103 are facing the substrate Sw. The chamber 103 is separated from the atmosphere, and oxygen gas in addition to the argon gas is introduced from the gas inlet 106 at a predetermined flow rate. Then, by rotationally driving the motor 108 , the cathode unit Sc is moved downward in the X-axis direction from the first retracted position. For this reason, while each cylindrical target Tg1, Tg2 and the board|substrate Sw oppose, the sputtered particle dispersed from each cylindrical target Tg1, Tg2 according to a predetermined|prescribed cosine law appropriately reacts with oxygen gas. , adhered and deposited on the surface of the substrate Sw to form an IZO film (second step: film formation treatment). In this case, you may repeat a plurality of vertical movements of the cathode unit Sc in the X-axis direction.

다음으로, 기판(Sw)에 대한 IZO막의 성막이 종료되면, 즉, 기판(Sw)이 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)과 대향하는 영역을 통과하여 통상 타겟(Tg1, Tg2)이 개구(101a)보다 아래 방향에 위치하는 구획판(101)의 부분에 대향하는 제2 퇴피 위치에 도달하면, 아르곤 가스 및 산소 가스의 도입, 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)에의 전력 투입 및 각 통 형상 타겟(Tg1, Tg2)의 회전이 정지된다. 그리고, 회전축(105)을 회전 구동하여 스테이지(104)가 기립 자세로부터 수평 자세로 다시 변경되고, 이 상태에서 진공 반송 로봇에 의해 성막 완료된 기판(Sw)이 회수된다.Next, when the formation of the IZO film on the substrate Sw is finished, that is, the substrate Sw passes through the region facing the cylindrical targets Tg1 and Tg2, and the normal targets Tg1 and Tg2 are opened through the opening 101a. Upon reaching the second retracted position facing the portion of the partition plate 101 located in the lower direction, argon gas and oxygen gas are introduced, electric power is supplied to each cylindrical target Tg1, Tg2, and each cylindrical target ( The rotation of Tg1 and Tg2) is stopped. Then, the rotating shaft 105 is rotated to change the stage 104 from the standing posture to the horizontal posture again, and in this state, the substrate Sw formed into a film is recovered by the vacuum transfer robot.

SM1, SM2 …마그네트론 스퍼터링 장치
Db1, Db2 …구동 블록(구동 수단)
Mu1, Mu2 …자석 유닛
Sc …캐소드 유닛
Sw …기판(성막 대상물)
Tg1~Tg4 …통 형상 타겟
1 …진공 챔버
2 …기판 반송 장치(이동 수단)
5a …중앙 자석
5b …주변 자석SM 1 , SM 2 … magnetron sputtering device
Db1, Db2... drive block (drive means)
Mu1, Mu2… magnet unit
Sc … cathode unit
Sw … Substrate (film-forming object)
Tg1-Tg4 … cylindrical target
One … vacuum chamber
2 … Substrate transfer device (moving means)
5a … central magnet
5b … surrounding magnets

Claims (6)

진공 챔버 내에서 성막 대상물의 성막면에 대향 배치되는 캐소드 유닛을 구비하는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서,
상기 성막면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향, X축 및 Y축에 직교하는 방향을 Z축 방향, 상기 캐소드 유닛으로부터 상기 성막면을 향하는 방향을 위로 하여, 상기 캐소드 유닛이, 상기 X축 방향으로 간격을 두고 병설되는 상기 Y축 방향으로 길이가 긴 적어도 한 쌍의 통 형상 타겟을 구비하고, 상기 통 형상 타겟을 상기 Y축 주위로 각각 회전 구동하는 구동 수단이 설치됨과 동시에, 각 상기 통 형상 타겟 내에 자석 유닛이 각각 조립되고, 쌍을 이루는 자석 유닛 각각은, 상기 Y축 방향으로 길이가 긴 중앙 자석과 이 중앙 자석의 주위를 둘러싸는 주변 자석을 갖고, 상기 통 형상 타겟과 상기 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자장을 형성하고,
상기 캐소드 유닛에 대하여 상기 성막 대상물을 정지 대향시킨 상태에서 성막 했을 때에 상기 성막면 내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 상기 Z축 상에서 자장의 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되도록 상기 쌍을 이루는 자석 유닛 각각이 구성되는 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치.A magnetron sputtering apparatus having a cathode unit disposed opposite to a film-forming surface of a film-forming object in a vacuum chamber,
A direction perpendicular to each other in the film-forming surface is an X-axis direction and a Y-axis direction, a direction orthogonal to an X-axis and a Y-axis is a Z-axis direction, and a direction from the cathode unit to the film-forming surface is upward, the cathode unit is , at least one pair of tubular targets having a length in the Y-axis direction arranged side by side at intervals in the X-axis direction, and driving means for rotationally driving the tubular targets around the Y-axis, respectively, are provided , A magnet unit is assembled in each of the cylindrical targets, each of the paired magnet units has a central magnet long in the Y-axis direction and a peripheral magnet surrounding the central magnet, the cylindrical target and forming a tunnel-shaped magnetic field in the space between the film-forming surface,
When the film is formed in a state where the film-forming object is stationary and opposed to the cathode unit, the magnetic field strength of the Z-axis component of the magnetic field on the Z-axis passing through the position where the film thickness is maximum within the film-forming surface becomes zero. A magnetron sputtering device, characterized in that each of the magnet units constituting the is configured. 청구항 1에 있어서,
상기 쌍을 이루는 자석 유닛의 각각은, 한 쪽의 자석 유닛의 중앙 자석과 다른 쪽의 자석 유닛의 중앙 자석의 상기 공간 측의 극성이 서로 상이함과 동시에, 각 중앙 자석에 따라 상기 주변 자석의 처리면 측의 극성이 다르고, 각 자석 유닛의 중앙 자석 윗면이 상기 성막면에 대향하는 자세를 기준 자세로 하고, 상기 기준 자세로부터 상기 Z축에 대하여 소정 각도로 서로 마주보는 방향으로 기울어져 움직이도록 한 (傾動) 기울어진 자세로 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치.The method according to claim 1,
Each of the paired magnet units has a different polarity on the space side of the central magnet of one magnet unit and the central magnet of the other magnet unit, and the processing of the peripheral magnets according to each central magnet The polarity of the surface side is different, and the posture in which the upper surface of the central magnet of each magnet unit faces the film-forming surface is the reference posture, and the orientation is tilted from the reference posture in the direction facing each other at a predetermined angle with respect to the Z-axis. (傾motion) Magnetron sputtering apparatus, characterized in that each is arranged in an inclined posture. 청구항 2에 있어서,
상기 소정 각도는 15도 ~ 60도의 범위인 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치.3. The method according to claim 2,
The predetermined angle is characterized in that in the range of 15 to 60 degrees, a magnetron sputtering device. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐소드 유닛과 상기 성막 대상물 중 적어도 한 쪽을 상기 X 축 방향으로 소정 속도로 상대 이동시키는 이동 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
and moving means for relatively moving at least one of the cathode unit and the film-forming object at a predetermined speed in the X-axis direction. 진공 분위기 중의 진공 챔버 내에서 캐소드 유닛의 타겟을 스퍼터링하여 이것에 대향 배치되는 성막 대상물의 성막면에 성막하기 위한 성막 방법으로서,
상기 성막면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향, X축 및 Y축에 직교하는 방향을 Z축 방향, 상기 캐소드 유닛으로부터 상기 성막면으로 향하는 방향을 위로 하고, 상기 캐소드 유닛으로서, 상기 X축 방향으로 간격을 두고 병설되는 상기 Y축 방향으로 길이가 긴 적어도 한 쌍의 통 형상 타겟과 각 통 형상 타겟 내에 각각 조립되는 자석 유닛을 구비하고, 쌍을 이루는 자석 유닛의 각각은 상기 Y축 방향으로 길이가 긴 중앙 자석과 이 중앙 자석의 주위를 둘러싸는 주변 자석을 갖고, 상기 통 형상 타겟과 상기 성막면 사이의 공간에 터널 형상의 자장을 형성하고, 상기 캐소드 유닛에 대하여 상기 성막 대상물을 정지 대향시킨 상태에서 성막 했을 때에 상기 성막면 내에서 막 두께가 최대가 되는 위치를 통과하는 Z축 상에서 자장의 Z축 성분의 자장 강도가 제로가 되도록 한 것을 사용하고,
상기 캐소드 유닛과 상기 성막 대상물을 대향 시키지 않는 제1 퇴피 위치에서, 상기 각 통 형상 타겟을 회전 구동하면서 상기 각 통 형상 타겟에 전력 투입하여 각 타겟의 외표면을 스퍼터링 하는 제1 공정과,
상기 캐소드 유닛과 상기 성막 대상물 중 적어도 한 쪽을 X축 방향으로 소정 속도로 상대 이동시키고, 각 타겟과 상기 성막면이 대향하는 사이에 각 타겟으로부터 비산하는 스퍼터 입자를 부착, 퇴적시켜 상기 성막면에 성막하는 제2 공정과,
상기 X축 방향으로 상기 캐소드 유닛과 상기 성막 대상물이 이격된 제2 퇴피 위치에 도달하면, 상기 각 통 형상 타겟으로의 전력 투입을 정지하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.A film-forming method for sputtering a target of a cathode unit in a vacuum chamber in a vacuum atmosphere to form a film on a film-forming surface of a film-forming object disposed opposite thereto, the film forming method comprising:
A direction perpendicular to each other within the film-forming surface is an X-axis direction and a Y-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis and Y-axis is a Z-axis direction, and a direction from the cathode unit to the film-forming surface is upward, and as the cathode unit , at least one pair of tubular targets long in the Y-axis direction, which are arranged in parallel at intervals in the X-axis direction, and a magnet unit each assembled in each tubular target, each of the paired magnet units is the A central magnet having a length in the Y-axis direction and a peripheral magnet surrounding the central magnet, a tunnel-shaped magnetic field is formed in a space between the cylindrical target and the film-forming surface, and the film is formed with respect to the cathode unit When the film is formed in a state where the object is statically opposed, the one in which the magnetic field strength of the Z-axis component of the magnetic field becomes zero on the Z-axis passing through the position where the film thickness becomes the maximum in the film-forming surface is used,
A first step of sputtering the outer surface of each target by applying electric power to each of the cylindrical targets while rotationally driving the respective cylindrical targets in a first retracted position where the cathode unit and the film-forming target do not face each other;
At least one of the cathode unit and the film-forming object is relatively moved in the X-axis direction at a predetermined speed, and sputtered particles scattered from each target are adhered and deposited between each target and the film-forming surface facing each other to the film-forming surface. a second step of forming a film;
and a third step of stopping power input to each of the cylindrical targets when the cathode unit and the film-forming object reach a second retracted position spaced apart from each other in the X-axis direction. 청구항 5에 있어서,
상기 제2 공정에서, 각 타겟을 서로 역 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.6. The method of claim 5,
In the second step, the respective targets are rotated in opposite directions to each other.
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