WO2011027691A1 - スパッタリング装置 - Google Patents

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light
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拓 石川
裕司 小野
輝幸 林
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東京エレクトロン株式会社
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus (opposite target type sputtering apparatus: FTS) in which an AC power source that applies AC voltages that are 180 degrees out of phase with each other is disposed on two opposing targets.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sputtering apparatus 100 provided with a conventional AC power source. Note that the sputtering apparatus 100 is normally provided inside a casing that can be evacuated, but this casing is omitted in FIG.
  • two targets 105 and 106 made of, for example, aluminum (Al) or silver (Ag) are disposed in the sputtering apparatus 100 so as to face each other.
  • An AC power supply 110 is electrically connected to the targets 105 and 106 via a circuit 107, and an AC voltage that is 180 degrees out of phase is applied to each target 105 and 106.
  • magnets 112 and 113 are arranged at both ends of the targets 105 and 106 so that different magnetic poles face each other.
  • a magnetic field perpendicular to the targets 105 and 106 is generated in the sputtering space 115 that is a space between the targets 105 and 106.
  • a substrate G on which a sputtered film is to be formed, is disposed on the side of the sputter space 115.
  • substrate G is hold
  • a gas supply unit 117 that supplies an inert gas such as argon to the side of the sputtering space 115 where the substrate G is not disposed, and supplies oxygen and nitrogen to the sputtering space 115 as necessary. Is arranged.
  • plasma is generated in the sputtering space 115 by the AC electric field, and the plasma is constrained between the targets 105 and 106 by the generated magnetic field.
  • the inert gas supplied from the gas supply unit 117 is ionized by the generated plasma, and the ionized inert gas ions collide with the target 106 (105), so that the target material blown off is formed on the substrate G.
  • Sputtering was performed by forming a film.
  • the present invention is a sputtering method in which light from a sputtering space is blocked from a substrate on which an organic thin film that is a sputtering process target is formed, and the deterioration of the organic thin film characteristics is prevented. Providing equipment.
  • a sputtering apparatus for performing a sputtering process on a substrate disposed on a side of a sputtering space formed between a pair of targets disposed opposite to each other, wherein a voltage is applied between the pair of targets.
  • a sputtering apparatus comprising: a power supply for supplying a gas; a gas supply unit for supplying an inert gas to the sputtering space; and a light shielding mechanism disposed between the sputtering space and the substrate.
  • the sputtering apparatus which performs the sputtering process in the state which shielded the light from sputtering space and prevented the deterioration of the organic thin film characteristic with respect to the board
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus 1 that performs a sputtering process on a substrate G according to an embodiment of the present invention.
  • the sputtering apparatus 1 is provided inside a housing (not shown) that can be evacuated.
  • a pair of targets 10 and 11 made of aluminum (Al), silver (Ag), ITO, or a transparent conductive material are disposed to face each other.
  • the pair of targets 10 and 11 are connected to an AC power source 15 for applying AC voltages having opposite phases to each other via a circuit 16.
  • the frequency of the AC power supply 15 is, for example, 20 kHz to 100 kHz
  • the AC voltage having the opposite phase is, for example, an AC voltage that is 180 degrees out of phase with each other.
  • Magnetic bodies (magnets) 17 and 18 are attached to the respective ends of the pair of targets 10 and 11 so that different magnetic poles face each other, and the target 10 is placed in the sputtering space 20 between the target 10 and the target 11. , 11 is generated in a direction perpendicular to the magnetic field B.
  • a substrate G that is an object of the sputtering process is arranged in a state of being supported by the substrate support member 22.
  • the substrate G is supported so that the surface to be processed faces the sputtering space 20.
  • a gas supply unit 29 that supplies an inert gas to the sputtering space 20 is installed on the side of the sputtering space 20 where the substrate G is not disposed.
  • argon (Ar) is used as the inert gas. Since the sputter space 20 is in a state where a high voltage is applied under vacuum, plasma is generated in the sputter space 20 by ionization of the inert gas supplied from the gas supply unit 29. This plasma is constrained in the sputtering space 20 by the magnetic field B generated by the magnetic bodies 17 and 18.
  • a light shielding mechanism 30 is disposed between the sputtering space 20 and the substrate G.
  • the light-shielding mechanism 30 surrounds the light-shielding body 31 so as not to diffuse the sputtered particles jumping out of the sputter space 20 and the light-shielding body 31 having a property of absorbing or reflecting light such as black alumite and aluminum. It is formed on both sides and is composed of a pair of shielding members 35 and 36 made of, for example, quartz.
  • the light shielding body 31 is made of a material that does not transmit light, such as black alumite or aluminum, and the shape thereof is formed in a tapered shape at the tip facing the sputtering space 20.
  • the cross-sectional shape is a rhombus shape.
  • the width of the light shielding body 31 is longer than the width of the sputtering space 20 (the width between the targets 10 and 11).
  • the space formed between the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 is a passage 40 through which sputtered particles pass, and the passage 40 is on both sides along the two sides of the light shielding body 31. Is formed. Since the cross-sectional shape of the light shield 31 is a rhombus shape, the passage 40 is a bent space.
  • An opening 37 on the sputtering apparatus 1 side and an opening 38 on the substrate G side are formed between the shielding member 35 and the shielding member 36, and the sputtering space 30 communicates with the passage 40 through the opening 37.
  • Reference numeral 38 denotes an opening toward the processing target surface of the substrate G.
  • the passage G 40 has a bent shape, or the width of the light shielding body 31 is set to be equal to or longer than the width of the sputtering space 20, so that the substrate G, the light shielding body 31, the shielding members 35 and 36, and the sputters are formed.
  • the positional relationship of the space 20 is an arrangement relationship in which the sputtering space 20 cannot be visually recognized from the substrate G by the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36. The arrangement relationship will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the light shielding mechanism 30.
  • the cross-sectional shape of the light shield 31 is a rhombus.
  • the length of the diagonal line parallel to the substrate G in the cross section of the light shield 31 is h1
  • the width of the sputtering space 20, that is, the length between the targets is h2
  • these lengths are h1.
  • the light from the sputter space 20 is irradiated on the inner side of the light shielding body 31 from the intersections a ⁇ b> 1 and a ⁇ b> 2 between the extension line of the inner surface of each target and the light shielding body 31.
  • the shielding members 35 and 36 may be a material that transmits light. In this case, the light reflected by the light shielding body 31 passes through the shielding members 35 and 36 and travels in the direction of the substrate G. There is no.
  • the sputtering process is performed on the substrate G in the sputtering apparatus 1 configured as described above. Note that the basic principle of the sputtering process is already a known technique, and therefore description thereof is omitted in this specification.
  • the sputtering processing apparatus 1 particles repelled from the target (hereinafter referred to as sputtered particles) by the ionized inert gas colliding with the target are accelerated in the sputter space 30 and moved from the sputter space 20 toward the substrate G. Jump out.
  • the sputtered particles pass through the passage 40 and hit the processing target surface of the substrate G, except for those that are reflected by the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36. Is sputtered.
  • the sputtering process of the substrate G is also performed by sputtered particles that pass through the passage 40 while reflecting the light shield 31 and the shielding members 35 and 36.
  • a voltage is applied between the targets 10 and 11 to generate plasma and ionize the inert gas.
  • a magnetic field B is generated by the magnetic bodies 17 and 18 in order to constrain this plasma.
  • light emission occurs in the sputter space 20.
  • light shielding body 31 having a width equal to or greater than the width of the sputter space 20 is disposed in the light shielding mechanism 30, and the light shielding body 31 is made of a material that absorbs or reflects light as described above. The light irradiated into the mechanism 30 is absorbed or reflected by the light shield 31 and does not reach the substrate G.
  • the reflected light may be further reflected by the shielding member 35 and applied to the substrate G. 35 needs to be comprised with the raw material which permeate
  • the ultraviolet light is not emitted from the organic molecules in the organic thin film in the substrate G in which the organic thin film is already formed.
  • the bond will be broken, and the characteristics of the organic thin film will be adversely affected.
  • the characteristics of the substrate G after the sputtering process are not good, and the characteristics of the substrate G as a final product are adversely affected.
  • the light shielding mechanism 30 having the above-described configuration and shielding the light irradiated from the sputtering space 20 onto the substrate G, it is possible to obtain the substrate G after the sputtering process having good characteristics efficiently. Become. That is, it becomes possible to perform the sputtering process on the substrate on which the organic thin film to be sputtered is formed, while blocking the light from the sputtering space and preventing the deterioration of the organic thin film characteristics.
  • the light shielding body 31 is not limited thereto.
  • the light shielding body 31 is made of a material that absorbs or reflects light having a wavelength shorter than visible light. I just need it.
  • quartz is exemplified as the material of the shielding members 35 and 36, any material that transmits light may be used.
  • a material such as sapphire or transparent ceramic (YAG, Y 2 O 3 ) may be used.
  • the light shielding body 31 has a rhombic cross section.
  • the present invention is not limited to this, and the light absorbing or reflecting surface such as a triangular cross section that protrudes downward from the apparatus is used. Any shape may be used as long as it faces downward. In other words, any shape that does not reflect light to the portion where the substrate G is disposed may be used.
  • the inclination and roughness of the surface that absorbs or reflects light at this time may be appropriately determined based on the absorptance or reflectance when the light is actually irradiated.
  • an electrode such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide) is formed by sputtering, or when oxygen vacancies occur in the sputtered particles, oxygen molecules are generated. It is preferable to supply the gas containing the sputtered particles. Therefore, in the above-described embodiment, it is also conceivable to provide an oxygen gas supply unit that supplies a gas containing oxygen molecules at an arbitrary position, such as a tapered tip portion of the light shielding body 31.
  • the gas injection units 50 and 51 are provided in the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36.
  • the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the light shielding mechanism 30a according to the first modification of the present invention.
  • gas injection units 50 and 50 are provided so that the injection port faces downward (in the direction of the sputtering space 20).
  • gas injection portions 51 and 51 are provided at the lower end portions of the shielding members 35 and 36 so that the injection ports face the passage 40.
  • sputtered particles jump out of the sputter space 20 toward the light shielding body 31 and the passage 40. Therefore, sputtered particles collide and adhere to the inner walls of the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36. Accordingly, by injecting an inert gas such as Ar from the gas injection ports 50 and 51, it is possible to prevent the sputtered particles from colliding and adhering to the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36. Thereby, it is possible to promote the deposition of sputtered particles on the substrate G.
  • the solid line arrow in FIG. 4 has shown the gas injection direction from the gas injection ports 50 and 51, and the broken line arrow has shown an example of the flying direction of sputtered particles.
  • the gas injection ports 50 and 51 are provided at the lower end portion of the light shielding body 31 and the lower end portions of the shielding members 35 and 36, respectively, but the present invention is limited to this. It is not a thing. It is preferable to change the installation location of the gas injection port as appropriate in consideration of the flying direction of the sputtered particles. Is also possible.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a light shielding mechanism 30b according to a second modification of the present invention. As shown in FIG. 5, in the light shielding mechanism 30b, a variable potential output power source 60 capable of applying a variable voltage is connected to the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36, respectively.
  • variable potential output power source 60 is connected to both the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36, but it is naturally possible to connect the variable potential output power source 60 to only one of them.
  • FIG. 6A and 6B are explanatory views of a light shielding mechanism 30c according to a third modification of the present invention, in which FIG. 6A is a perspective explanatory view and FIG. 6B is a cross-sectional explanatory view.
  • a substantially cylindrical heater 61 such as a cartridge heater is embedded in the center of the light shielding body 31.
  • FIG. 6A only the light shielding body 31 and the shielding member 36 are illustrated for the sake of explanation, and the shielding member 35 and the substrate G are not illustrated.
  • the heater 60 extending in the longitudinal direction of the light shielding body 31 having a rhombus cross-sectional shape is embedded in the center of the rhombus cross section is illustrated.
  • a plate-like heater 64 having a shape that matches the shape of the shielding members 35, 36 is provided on the outer surfaces of the shielding members 35, 36 (side surfaces not facing the light shielding body 31). It is pasted.
  • the heating temperature is preferably 300 ° C. to 600 ° C., for example, and the heating temperature is such that the temperature rise of the substrate G does not affect the film formation on the substrate by the radiant heat from the light shield 31 and the shielding members 35 and 36. It is necessary to be.
  • the temperature so that the substrate G is not heated, or to keep a sufficient distance between the substrate G and each heater. This is because if the temperature of the substrate G is extremely increased by the radiant heat from the light shielding body 31 and the shielding member 35, sufficient accuracy may not be obtained in film formation by sputtering. Specifically, it is preferable to suppress the temperature rise of the substrate G due to radiant heat from the light shielding body 31 and the shielding member 35 to 100 ° C. or less.
  • Al and black alumite are exemplified as the material of the light shielding body 31, and quartz is exemplified as the material of the shielding members 35 and 36.
  • the light shielding body 31 and the shielding material are used. Since the members 35 and 36 are both heated by the heater 61 and the heater 64 as described above, the material thereof is light such as stainless steel (SUS), copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al), etc. What does not permeate is preferable.
  • a heating temperature of, for example, about 350 ° C.
  • the heater 61 and the heater 64 are provided in both the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 is illustrated and described. Is also possible. Furthermore, in the present modification, the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 are heated using the heaters 61 and 64, but the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 may be heated by lamp heating. .
  • the heater 61 embedded in the light shielding body 31 is a state in which a plurality of carbon sheets 62 (not shown in FIG. 6A) are wound around the heater 61.
  • the heater 64 attached to the outer surface of the shielding members 35 and 36 is attached to the shielding members 35 and 36 with the carbon sheet 65 interposed therebetween.
  • the organic thin film that is the target of the sputtering process described in the above embodiment is formed.
  • the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 are heated. As a result, the collision and adhesion of sputtered particles to the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 are suppressed.
  • the sputtered particles reaching the substrate G increase, and the deposition of the sputtered particles on the substrate G is efficiently promoted. Is done. Furthermore, an apparatus failure due to adhesion of sputtered particles to the light shielding body 31 and the shielding members 35 and 36 is avoided, and an efficient sputtering process can be performed.
  • the present invention can be applied to a sputtering apparatus.

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Abstract

【課題】スパッタリング処理対象である有機薄膜が成膜された基板に対する、スパッタ空間からの光を遮光し、有機薄膜特性の劣化を防止した状態でスパッタリング処理を行うスパッタリング装置を提供する。 【解決手段】対向して配置される一対のターゲット間に形成されるスパッタ空間の側方に配置される基板にスパッタリング処理を行うスパッタリング装置であって、前記一対のターゲット間に電圧を印加する電源と、前記スパッタ空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記スパッタ空間と前記基板との間に配置される遮光機構と、を備えるスパッタリング装置が提供される。

Description

スパッタリング装置
　本発明は、スパッタリング装置に関する。
　従来より、種々の金属膜や金属化合物膜をスパッタリング法により成膜することは広く知られており、スパッタ膜を成膜する各種スパッタリング方式、スパッタリング装置が提案されている。
　例えば、特許文献１には、対向する２つのターゲットに互いに１８０度位相のずれた交流電圧を印加する交流電源を設置したスパッタリング装置（対向ターゲット型スパッタリング装置：ＦＴＳ）が開示されている。図１は従来の交流電源を設置したスパッタリング装置１００の一例を示す断面概略図である。なお、通常スパッタリング装置１００は真空引き可能な筐体内部に設けられているが、図１ではこの筐体については省略する。
　図１に示すように、スパッタリング装置１００には、対向して２つの例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）から成るターゲット１０５、１０６が配置される。ターゲット１０５、１０６には交流電源１１０が回路１０７を介して電気的に接続されており、各ターゲット１０５、１０６には１８０度位相のずれた交流電圧が印加された状態となっている。またターゲット１０５、１０６の両端部には、磁石１１２、１１３が互いに異なる磁極が対向するように配置されている。そして、上記ターゲット１０５、１０６間の空間であるスパッタ空間１１５に、ターゲット１０５、１０６に対し垂直方向の磁界が発生する構成となっている。また、スパッタ空間１１５の側方にはスパッタ膜の作製対象である基板Ｇが配置される。なお、基板Ｇは図示しない基板保持部材に保持されており、適宜移動可能である。
　スパッタ空間１１５の側方で、基板Ｇが配置されていない側には、例えばアルゴン等の不活性ガスを供給し、さらに、必要に応じて酸素や窒素をスパッタ空間１１５に供給するガス供給部１１７が配置されている。
　以上説明したように構成される従来のスパッタリング装置１００において、交流電場によりスパッタ空間１１５にはプラズマが生成され、発生した磁界によってプラズマはターゲット１０５、１０６間に拘束される。その発生したプラズマによってガス供給部１１７から供給された不活性ガスがイオン化し、そのイオン化した不活性ガスのイオンがターゲット１０６（１０５）に衝突することにより弾き飛ばされたターゲット物質が基板Ｇに成膜されることでスパッタリングが行われていた。
特開平１１－２９８６０号公報
　しかしながら、上述した構成をとる従来のスパッタリング装置１００において、例えば有機薄膜が既に成膜されている基板Ｇに対してスパッタリング処理を行う場合に、スパッタ空間１１５でのプラズマの生成に伴う光の発生により、短波長である紫外線等がスパッタ空間１１５から漏れて有機薄膜に照射され、有機薄膜に悪影響が及んでしまうという問題があった。これは、特にターゲット１０５、１０６が銀やアルミニウムである場合に、短波長である例えば紫外線が有機薄膜の有機分子の結合を切ってしまうため有機薄膜の特性に劣化が生じてしまうことが原因と考えられる。
　そこで、上記問題点に鑑み、本発明はスパッタリング処理対象である有機薄膜が成膜された基板に対する、スパッタ空間からの光を遮断し、有機薄膜特性の劣化を防止した状態でスパッタリング処理を行うスパッタリング装置を提供する。
　本発明によれば、対向して配置される一対のターゲット間に形成されるスパッタ空間の側方に配置される基板にスパッタリング処理を行うスパッタリング装置であって、前記一対のターゲット間に電圧を印加する電源と、前記スパッタ空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記スパッタ空間と前記基板との間に配置される遮光機構と、を備えるスパッタリング装置が提供される。
　本発明によれば、スパッタリング処理対象である有機薄膜が成膜された基板に対する、スパッタ空間からの光を遮光し、有機薄膜特性の劣化を防止した状態でスパッタリング処理を行うスパッタリング装置が提供される。
従来のスパッタリング装置の断面概略図である。 スパッタリング装置の断面概略図である。 遮光機構の拡大図である。 本発明の第１の変形例にかかる遮光機構の説明図である。 本発明の第２の変形例にかかる遮光機構の説明図である。 本発明の第３の変形例にかかる遮光機構の説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　図２は本発明の実施の形態にかかる基板Ｇにスパッタリング処理を行うスパッタリング装置１の断面概略図である。ここで、スパッタリング装置１は図示しない真空引き可能な筐体内部に設けられている。スパッタリング装置１には例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯまたは透明導電性物質からなる一対のターゲット１０、１１が対向して配置されている。また、一対のターゲット１０、１１には、互いに逆位相である交流電圧を印加させる交流電源１５が回路１６を介して接続されている。ここで、交流電源１５の周波数は例えば２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚであり、逆位相の交流電圧とは、例えば互いに１８０度位相のずれた交流電圧である。一対のターゲット１０、１１の各端部にはそれぞれ磁性体（磁石）１７、１８が互いに異なる磁極が対向するように取り付けられており、ターゲット１０とターゲット１１の間のスパッタ空間２０にはターゲット１０、１１に垂直な方向の磁界Ｂが発生する構成となっている。
　また、スパッタ空間２０の一方の側方にはスパッタリング処理の対象物である基板Ｇが基板支持部材２２に支持された状態で配置されている。ここで、基板Ｇは、その処理対象面がスパッタ空間２０に対面するように支持されている。スパッタ空間２０の側方で基板Ｇが配置されていない側には、スパッタ空間２０に不活性ガスを供給するガス供給部２９が設置されている。ここで、不活性ガスとしては例えばアルゴン（Ａｒ）が用いられる。スパッタ空間２０は真空下で高電圧が印加されている状態であるため、ガス供給部２９から供給された不活性ガスのイオン化によりスパッタ空間２０にはプラズマが発生する。このプラズマは磁性体１７、１８によって発生する磁界Ｂによりスパッタ空間２０に拘束される。
　また、スパッタ空間２０と基板Ｇとの間には遮光機構３０が配置されている。遮光機構３０は、例えば黒色アルマイト、アルミニウム等の光を吸収または反射させる性質を持つ遮光体３１と、スパッタ空間２０から飛び出してくるスパッタ粒子を拡散させないように遮光体３１を囲み、遮光体３１の両側に形成され、例えば石英からなる一対の遮蔽部材３５、３６から構成されている。遮光体３１は上記黒色アルマイトやアルミニウムのような光を透過させない材料からなり、その形状はスパッタ空間２０に対向する先端がテーパー形状に形成されており、例えば、断面形状が菱形形状となるような形状である。また、遮光体３１の幅はスパッタ空間２０の幅（ターゲット１０、１１間の幅）以上の長さとなっている。遮光体３１と遮蔽部材３５、３６との間に形成される空間は、スパッタ粒子が通過する通過路４０となっており、通過路４０は遮光体３１の側部の二辺に沿って両側に形成されている。遮光体３１の断面形状は菱形形状であるため、通過路４０は屈曲した形状の空間となる。遮蔽部材３５と遮蔽部材３６の間にはスパッタリング装置１側の開口部３７と基板Ｇ側の開口部３８が形成され、開口部３７を介してスパッタ空間３０は通過路４０と連通し、開口部３８は基板Ｇの処理対象面に向けて開口している。
　ここで、通過路４０が屈曲した形状となっていることや、遮光体３１の幅をスパッタ空間２０の幅以上の長さとすることにより、基板Ｇ、遮光体３１、遮蔽部材３５、３６およびスパッタ空間２０の位置関係は、基板Ｇからは遮光体３１と遮蔽部材３５、３６でスパッタ空間２０が視認できない配置関係となっている。以下に図３を参照してこの配置関係について説明する。
　図３は、遮光機構３０の拡大図である。ここでは遮光体３１の断面形状が菱形の場合について説明する。図３に示すように、遮光体３１の断面における基板Ｇに平行な対角線の長さをｈ１とし、スパッタ空間２０の幅、即ちターゲット間の長さをｈ２とすると、これらの長さは、ｈ１≧ｈ２という関係になっている。即ち、スパッタ空間２０からの光は、遮光体３１において、各ターゲットの内面の延長線と遮光体３１との交点ａ１、ａ２より内側に照射される。遮光体３１の断面は装置下向き（図３中下向き）にテーパー形状をとるため、遮光体３１に照射された光は吸収されるか、もしくは遮光体３１の断面における基板Ｇに平行な対角線より下方に反射されることとなる。さらに、上述したように遮蔽部材３５、３６は光を透過させる素材であってもよいため、その場合遮光体３１により反射された光は遮蔽部材３５、３６を透過し、基板Ｇ方向へ向かうことはない。
　以上説明したように構成されるスパッタリング装置１において基板Ｇに対するスパッタリング処理が行われる。なお、スパッタリング処理の基本的な原理については既に公知技術であるため本明細書では説明を省略する。スパッタリング処理装置１においては、イオン化した不活性ガスがターゲットに衝突することによってターゲットからはじき飛ばされた粒子（以下、スパッタ粒子とする）が、スパッタ空間３０において加速され、スパッタ空間２０から基板Ｇ方向へ飛び出す。
　基板Ｇ方向にスパッタ空間２０から飛び出したスパッタ粒子は、遮光機構３０内（遮蔽部材３６によって形成される通過路４０内）に移動する。そして、遮光機構３０内において、スパッタ粒子は、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６によって反射してしまうものを除き、通過路４０を通過して基板Ｇの処理対象面にぶつかることとなり、基板Ｇに対するスパッタリング処理が行われる。なお、通過路４０を遮光体３１および遮蔽部材３５、３６にぶつかりつつ、反射しながら通過するスパッタ粒子によっても基板Ｇのスパッタリング処理は実施される。
　一方で、スパッタリング処理においては、ターゲット１０、１１間に電圧を印加し、プラズマを発生させて不活性ガスをイオン化させている。このプラズマを拘束するために磁性体１７、１８によって磁界Ｂが発生させられている。このプラズマの発生に伴い、スパッタ空間２０では発光が起きる。そして、スパッタ空間２０における発光により、遮光機構３０内には開口部３７を通じて光が照射される。遮光機構３０内にはスパッタ空間２０の幅の長さ以上の幅を持つ遮光体３１が配置されており、上述したように遮光体３１は光を吸収もしくは反射する素材からなっているため、遮光機構３０内に照射された光は遮光体３１に吸収されるかもしくは反射されて、基板Ｇまで到達することはない。
　ここで、特に遮光体３１が光を反射する素材からなる場合には、反射した光がさらに遮蔽部材３５に反射して基板Ｇに照射されてしまう可能性があるため、上述したように遮蔽部材３５は例えば石英等の光を透過させる素材で構成されている必要がある。
　スパッタ空間２０において発生する光、特に短波長である紫外線が基板Ｇに照射されてしまうと、有機薄膜が既に成膜されている状態の基板Ｇにおいては、上記紫外線が有機薄膜内の有機分子の結合を切断してしまうこととなり、この有機薄膜の特性に悪影響を及ぼしてしまう。その結果、スパッタリング処理後の基板Ｇの特性も良くないものとなってしまい、最終的な製品としての基板Ｇの特性に悪影響が及んでしまう。
従って、上述したような構成をとる遮光機構３０を設け、スパッタ空間２０から基板Ｇへ照射される光を遮光することにより、効率的に特性の良好なスパッタリング処理後の基板Ｇが得られることとなる。即ち、スパッタリング処理対象である有機薄膜が成膜された基板に対する、スパッタ空間からの光を遮光し、有機薄膜特性の劣化を防止した状態でスパッタリング処理を行うことが可能となる。
　以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、上記実施の形態においては、遮光体３１として黒色アルマイト、アルミニウムを例示したが、これに限られるものではなく、例えば、可視光よりも短い波長の光を吸収もしくは反射する性質を持つ素材であればよい。また、遮蔽部材３５、３６の素材としては石英を例示したが、光を透過させる素材であればよく、例えばサファイアや透明セラミック（ＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３）等の素材を用いることも考えられる。
　また、上記実施の形態では、遮光体３１の断面形状は菱形形状であるとしたが、これに限られるものではなく、例えば装置下向きに凸の三角形状断面等、光を吸収もしくは反射する面が装置下向きを向いている形状であればよい。即ち、基板Ｇが配置されている箇所に光を反射させない形状であればよい。このときの光を吸収もしくは反射する面の傾きや粗度等については実際に光を照射した際の吸収率もしくは反射率等に基づき適宜好ましいものとすればよい。
　また、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）等の電極をスパッタ処理によって成膜する場合、スパッタ粒子における酸素欠損が発生する場合には、酸素分子を含むガスをスパッタ粒子に供給することが好ましい。そこで、上記実施の形態において遮光体３１の例えばテーパー形状先端部等の、任意の位置に酸素分子を含むガスを供給する酸素ガス供給部を設けることも考えられる。
　さらには、例えば、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６からＡｒガス等の不活性ガスをスパッタ空間２０方向あるいは通過路４０方向に噴射させることにより遮光体３１および遮蔽部材３５、３６へのスパッタ粒子の付着を防止することが可能となる。そこで、本発明の第１の変形例として、図４を参照して上記実施の形態にかかる遮光機構３０において、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６にガス噴射部５０、５１を設けた場合について説明する。但し、上記実施の形態と同じ構成要素については同じ符号を用いて、その説明は省略する。
　図４は本発明の第１の変形例にかかる遮光機構３０ａの説明図である。菱形断面形状である遮光体３１のスパッタ空間２０側の下端部には、ガス噴射部５０、５０が噴射口が下向き（スパッタ空間２０方向）を向くように設けられている。また、遮蔽部材３５、３６の下端部には噴射口を通過路４０に向けるようにガス噴射部５１、５１がそれぞれ設けられている。
上記実施の形態と同様、スパッタ空間２０からはスパッタ粒子が遮光体３１、通過路４０に向けて飛び出してきている。そのため、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６の内壁にはスパッタ粒子が衝突・付着する。そこで、ガス噴射口５０、５１から例えばＡｒ等の不活性ガスを噴射させることにより、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６へのスパッタ粒子の衝突・付着を防止することができる。これにより、基板Ｇへのスパッタ粒子の堆積を促進させることが可能となる。なお、図４中の実線矢印はガス噴射口５０、５１からのガス噴射方向を示しており、破線矢印はスパッタ粒子の飛ぶ方向の一例を示すものである。
ここで、図４に示す遮光機構３０ａでは、ガス噴射口５０、５１は、それぞれ遮光体３１の下端部と遮蔽部材３５、３６の下端部に設けられるとしたが、本発明はこれに限られるものではない。ガス噴射口の設置箇所はスパッタ粒子の飛翔方向を考慮して適宜変更することが好ましく、例えば遮光体３１の下端部や遮蔽部材３５、３６の下端部を含む複数箇所にガス噴射口を設けることも考えられる。
上述したように、本発明の第１の変形例としてガス噴射口５０、５１からは例えばＡｒ等の不活性ガスを噴射させる場合を説明したが、スパッタ粒子の酸素欠損を防止するために酸素分子を含むガスを供給する場合、ガス噴射口から例えば酸素等のガスを噴射させることも考えられる。
また、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６に、それぞれに可変電位を印加することができる可変電源を接続することも可能である。図５は本発明の第２の変形例にかかる遮光機構３０ｂの説明図である。図５に示すように、遮光機構３０ｂにおいて、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６には、可変電圧を印加することが可能な可変電位出力電源６０がそれぞれ接続されている。
　遮光機構３０ｂにおいては、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６に可変電圧を印加することにより、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６に向かって飛ぶスパッタ粒子の衝突・付着を防止することができ、基板Ｇへのスパッタ粒子の堆積を促進させることが可能となる。なお、ここでは遮光体３１および遮蔽部材３５、３６の両方に可変電位出力電源６０を接続することとしたが、どちらか一方にのみ可変電位出力電源６０を接続することも当然可能である。
　本発明においては、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６が加熱される構成となっていてもよい。図６は、本発明の第３の変形例にかかる遮光機構３０ｃの説明図であり、図６（ａ）は斜視説明図、図６（ｂ）は断面説明図である。図６に示すように、遮光機構３０ｃにおいて、遮光体３１の内部中央には例えばカートリッジヒータ等の略円筒形状のヒータ６１が埋め込まれている。なお、図６（ａ）では、説明のために遮光体３１と遮蔽部材３６のみを図示し、遮蔽部材３５および基板Ｇは図示していない。また、ここでは、菱形の断面形状である遮光体３１の長手方向に伸長するヒータ６０が、菱形断面の中央部に埋め込まれている場合を図示している。
　また、図６に示すように、遮蔽部材３５、３６の外側面（遮光体３１に対向していない側面）には、遮蔽部材３５、３６の形状に合わせた形状である板状のヒータ６４が貼り付けられている。これらヒータ６１、ヒータ６４の稼動により、遮光体３１、遮蔽部材３５、３６は所望の温度に加熱される。ここで、加熱温度としては、例えば３００℃～６００℃が好ましく、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６からの輻射熱によって基板Ｇの温度上昇が基板における成膜に影響を及ぼさない程度の加熱温度であることが必要である。具体的には、基板Ｇが加熱されないよう温度制御することや、基板Ｇと各ヒータとの距離を十分にあけることが考えられる。これは、遮光体３１や遮蔽部材３５からの輻射熱によって基板Ｇの温度が極端に上昇してしまうと、スパッタリングによる成膜において十分な精度が得られない恐れがあるからである。具体的には、遮光体３１や遮蔽部材３５からの輻射熱による基板Ｇの温度上昇を１００℃以下に抑えることが好ましい。
なお、上記実施の形態において遮光体３１の材質としてＡｌおよび黒色アルマイトを例示し、遮蔽部材３５、３６の材質として石英を例示したが、本変形例における遮光機構３０ｃにおいては、遮光体３１、遮蔽部材３５、３６ともに上述したようにヒータ６１、ヒータ６４によってそれぞれ加熱される構成であるため、その材質は例えばステンレス（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の光を透過させないものが好ましい。但し、遮光体３１、遮蔽部材３５、３６の材質としてＡｌを用いた場合、Ａｌの熱による変形等が起こらない程度の例えば３５０℃以下程度の加熱温度が望ましい。また、本変形例では遮光体３１および遮蔽部材３５、３６の両方にヒータ６１、ヒータ６４を設ける場合を図示し、説明しているが、当然、どちらか一方にのみヒータを取り付ける構成とすることも考えられる。さらには、本変形例ではヒータ６１、６４を用いて遮光体３１および遮蔽部材３５、３６の加熱を行っているが、遮光体３１および遮蔽部材３５、３６の加熱をランプ加熱によって行ってもよい。
　また、図６（ｂ）に示すように、遮光体３１の内部に埋め込まれたヒータ６１は、周囲にカーボンシート６２（図６（ａ）には図示していない）が複数層巻かれた状態で設置されており、遮蔽部材３５、３６の外側面に貼り付けられたヒータ６４は、遮蔽部材３５、３６にカーボンシート６５を介した状態で貼り付けられている。ヒータ６１と遮光体３１との接触部およびヒータ６４と遮蔽部材３５、３６との接触部において、カーボンシート６２、６５を介在させることによって各ヒータ６１、６４からの熱伝導率を向上させ、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６の加熱が効率的に行われる。
　以上説明した図６に記載の遮光機構３０ｃを備えたスパッタリング装置によって基板Ｇに対するスパッタリング処理（成膜処理）を行う場合、上記実施の形態において説明したスパッタリング処理対象である有機薄膜が成膜された基板に対する、スパッタ空間からの光を遮光し、有機薄膜特性の劣化を防止した状態でスパッタリング処理を行うことが可能となるといった作用効果に加え、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６が加熱されていることにより、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６へのスパッタ粒子の衝突・付着が抑制されるといった効果がある。即ち、遮光体３１や遮蔽部材３５、３６へのスパッタ粒子の衝突・付着が抑制されることにより、基板Ｇに到達するスパッタ粒子が増加し、効率的に基板Ｇへのスパッタ粒子の堆積が促進される。さらには、スパッタ粒子の遮光体３１や遮蔽部材３５、３６への付着による装置不良等が回避され、効率的なスパッタリング処理を行うことが可能となる。
　本発明は、スパッタリング装置に適用できる。
　１　スパッタリング装置
　１０、１１　ターゲット
　１５　交流電源
　１６　回路
　１７、１８　磁性体
　２０　スパッタ空間
　２２　基板支持部材
　２９　ガス供給部
　３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ　遮光機構
　３１　遮光体
　３５、３６　遮蔽部材
　３７、３８　開口部
　４０　通過路
　５０、５１　ガス噴射口
　６０　可変電位出力電源
　６１、６４　ヒータ
　６２、６５　カーボンシート
　Ｇ　基板

Claims (16)

  1. 対向して配置される一対のターゲット間に形成されるスパッタ空間の側方に配置される基板にスパッタリング処理を行うスパッタリング装置であって、
    前記一対のターゲット間に電圧を印加する電源と、
    前記スパッタ空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
    前記スパッタ空間と前記基板との間に配置される遮光機構と、を備えるスパッタリング装置。
  2. 前記遮光機構は、前記スパッタ空間と前記基板との間において光を反射もしくは吸収する遮光体と、
    前記遮光体との間にスパッタ粒子を前記基板に向けて通過させる通過路を形成させて配置されたスパッタ粒子を拡散させないための遮蔽部材から構成される、請求項１に記載のスパッタリング装置。
  3. 前記基板からは、前記遮光体と前記遮蔽部材で遮られて、前記スパッタ空間が視認できない配置関係である、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  4. 前記電源は、前記一対のターゲットに互いに逆位相の交流電圧を印加する交流電源である、請求項１に記載のスパッタリング装置。
  5. 前記交流電源の周波数は２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚである、請求項４に記載のスパッタリング装置。
  6. 前記スパッタ空間において前記ターゲットに対して垂直方向の磁界を発生させる磁性体を備える、請求項１に記載のスパッタリング装置。
  7. 前記遮光体は酸素分子を有するガスを供給する酸素ガス供給部を備えている、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  8. 前記遮光体は前記スパッタ空間に対向する先端がテーパー形状に形成される、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  9. 前記通過路は、前記遮光体の側部の二辺に沿って屈曲して形成される、請求項８に記載のスパッタリング装置。
  10. 前記ターゲットはアルミニウム、銀、ＩＴＯまたは透明導電性物質である、請求項１に記載のスパッタリング装置。
  11. 前記遮光体は黒色アルマイトまたはアルミニウムからなる、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  12. 前記遮蔽部材は石英からなる、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  13. 前記遮光体および／または前記遮蔽部材には、可変電位を印加する可変電位出力電源が接続されている、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  14. 前記遮光体および／または前記遮蔽部材を加熱するヒータが設けられている、請求項２に記載のスパッタリング装置。
  15. 前記遮光体および／または前記遮蔽部材と前記ヒータとの接触部にはカーボンシートが介在させられている、請求項１４に記載のスパッタリング装置。
  16. 前記遮光体および前記遮蔽部材はステンレス、銅、ニッケル、アルミニウムのいずれかからなる、請求項１４に記載のスパッタリング装置。
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