WO2021230017A1 - マグネトロンスパッタリング装置及びこのマグネトロンスパッタリング装置を用いた成膜方法 - Google Patents

マグネトロンスパッタリング装置及びこのマグネトロンスパッタリング装置を用いた成膜方法 Download PDF

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magnet
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cathode unit
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淳介 松崎
祐輔 氏原
丈之 長谷川
裕夫 大久保
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株式会社アルバック
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetron sputtering apparatus including a cathode unit arranged opposite to the film forming surface of a film forming object in a vacuum chamber and a film forming method using the magnetron sputtering apparatus.
  • the present invention relates to a film 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.
  • the cathode electrode Since the top emission type organic EL display device has a structure in which the light generated in the organic layer is taken out from the cathode electrode side laminated on the upper surface thereof, the cathode electrode is required to have translucency. Attempts have been made to use a transparent conductive oxide film containing an indium oxide-based oxide film such as an ITO film or an IZO film as such a cathode electrode. When forming a transparent conductive oxide film, it is important not only to have high transparency and conductivity, but also how to form a film without damaging the organic layer, but also to have high productivity. Required. From this, it is conceivable to use a magnetron sputtering device for forming a transparent conductive oxide film.
  • the magnetron sputtering apparatus of the above type is known, for example, in Patent Document 1.
  • This has a vacuum chamber, and the vacuum chamber is provided with a substrate transporting means for transporting a film-forming object (for example, an organic layer formed on one surface of a glass substrate) in one direction.
  • a film-forming object for example, an organic layer formed on one surface of a glass substrate
  • the moving direction of the film-forming object is the X-axis direction
  • the direction orthogonal to the X-axis in the film-forming surface (that is, the surface of the organic layer) of the film-forming object is the Y-axis direction, and is orthogonal to the X-axis and the Y-axis.
  • the direction of movement is the Z-axis direction
  • a rotary cathode unit is arranged in the vacuum chamber so as to face the film-forming object moving at a predetermined speed in the Z-axis direction.
  • the direction from the target to the film forming object is upward.
  • the cathode unit is provided with two cylindrical targets long in the Y-axis direction arranged side by side at predetermined intervals in the X-axis direction, and is provided with a driving means for rotationally driving each cylindrical target around the Y-axis.
  • a magnet unit is assembled in each cylindrical target.
  • Each pair of magnet units has a central magnet that is long in the Y-axis direction and a peripheral magnet that surrounds the central magnet, and creates a tunnel-like magnetic field in the space between the tubular target and the film formation surface.
  • the central magnets of each magnet unit are arranged so that their polarities on the film forming surface side match each other.
  • the projection position of the midpoint between the Y-axis lines of each tubular target on the film forming object is performed.
  • the spacing in the X-axis direction when a pair of tubular targets are arranged side by side and each tubular target is appropriately designed.
  • a rare gas or rare gas and oxygen gas
  • a vacuum chamber in a vacuum atmosphere
  • pulsed DC power or high frequency power is applied to each tubular target according to the target type.
  • plasma is formed in the space between each tubular target and the film forming surface, each target is sputtered by the ions of the rare gas in the plasma, and a predetermined cosine rule is applied from each tubular target.
  • the present invention provides a magnetron sputtering apparatus capable of suppressing damage to the organic layer as much as possible when a transparent conductive oxide film is formed on the surface of the organic layer.
  • the object is to provide a film forming method.
  • the magnetron sputtering apparatus of the present invention including a cathode unit arranged to face the film forming surface of the film forming object in the vacuum chamber has a direction orthogonal to each other in the film forming surface in the X-axis direction.
  • a driving means that drives the tubular targets to rotate around the Y axis
  • a magnet unit that is assembled in each tubular target to form a pair of magnet units.
  • Each has a central magnet that is long in the Y-axis direction and a peripheral magnet that surrounds the central magnet to form a tunnel-like magnetic field in the space between the tubular target and the film-forming surface, and a cathode unit.
  • 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 is maximum in the film-forming surface when the film-forming object is statically opposed to the film-forming object.
  • Each of the paired magnet units is configured as described above.
  • each of the paired magnet units has different polarities on the space side between the central magnet of one magnet unit and the central magnet of the other magnet unit, and the periphery thereof depends on each central magnet.
  • the polarity on the processing surface side of the magnet is different, and the posture in which the upper surface of the central magnet of each magnet unit faces the film-forming surface is set as the reference posture, and the tilt is tilted from the reference posture in the direction facing each other at a predetermined angle with respect to the Z axis. If they are arranged in their respective postures, it is possible to realize a configuration 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 is maximum in the film forming surface.
  • the predetermined angle when tilting the paired magnet units does not have to be set equally between the magnet units, and can be appropriately set in consideration of the film thickness distribution and the like. , It is necessary to set the angle within the range of 15 to 60 degrees. At an angle smaller than 15 degrees, damage to the organic layer cannot be suppressed as much as possible, and at an angle larger than 60 degrees, the film forming rate on the film forming surface is significantly reduced. Occurs. Further, it is possible to adopt a configuration further including 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 of the organic layer itself before forming the transparent conductive oxide film can be further suppressed.
  • the target of the cathode unit is sputtered in a vacuum chamber in a vacuum atmosphere to form a film on the film forming surface of the film forming object arranged opposite to the target.
  • the directions orthogonal to each other in the film forming surface are 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
  • the direction from the cathode unit to the film-forming surface is upward.
  • the cathode unit at least a pair of tubular targets long in the Y-axis direction arranged side by side at intervals in the X-axis direction and a magnet unit assembled in each tubular target are provided, and the pair of magnet units is provided.
  • Each has a central magnet long in the Y-axis direction and a peripheral magnet surrounding the central magnet, forming a tunnel-like magnetic field in the space between the tubular target and the film forming surface, and forming a tunnel-like magnetic field in the cathode unit.
  • 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 is maximum in the film-forming surface when the film-forming object is statically opposed to each other.
  • the outer surface of each target is sputtered by applying power to each tubular target while rotationally driving each tubular target.
  • the first step 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 spatter particles scattered from each target are attached while each target and the film-forming surface face each other.
  • the second step of depositing and forming a film on the film forming surface and the second retracted position where the cathode unit and the film forming object are separated in the X-axis direction are reached, the power input to each tubular target is stopped. It is characterized by including three steps.
  • a dummy substrate or the like is provided with respect to the cathode unit prior to the film forming. It also includes the case where a film that does not contribute to the production of the above is moved in the X-axis direction to form a film.
  • FIG. 2 The 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 a conventional cathode unit corresponding to FIG. 2.
  • the tubular target is made of IZO and the film-forming object is an organic layer Ol formed on the surface of the glass substrate Sg with a predetermined film thickness (hereinafter, this is simply referred to as “substrate Sw”).
  • substrate Sw a predetermined film thickness
  • An embodiment of a magnetron sputtering apparatus will be described by taking as an example a case where an IZO film is formed on the surface of a substrate Sw (that is, an organic layer Ol) by reactive sputtering in which oxygen gas is also introduced.
  • the directions such as up and down are based on the installation posture of the sputtering apparatus shown in FIG.
  • a so-called depot-up type film formation will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to, for example, a so-called depot-down type or side depot type.
  • SM 1 is a so-called in-line magnetron sputtering apparatus of the present embodiment.
  • the sputtering apparatus SM 1 includes a vacuum chamber 1, and a vacuum pump is connected to the vacuum chamber 1 via an exhaust pipe, which is not particularly illustrated, and can be evacuated to a predetermined pressure (vacuum degree) and held. It has become like.
  • a gas introduction port is also opened in the vacuum chamber 1, and one end of a gas introduction pipe (not shown) is connected to the vacuum chamber 1.
  • the other end of the gas introduction pipe communicates with the gas source via a flow rate control valve composed of a mass flow controller or the like, and argon gas (rare gas) and oxygen gas (reaction gas) as sputter gas whose flow rate is controlled are vacuumed. It can be introduced into the chamber 1, specifically, the space 1a between the substrate Sw and the tubular target described later.
  • a substrate transfer device 2 as a means of transportation is provided above the vacuum chamber 1.
  • the substrate transfer device 2 has a carrier 21 that holds the substrate Sw in a state where the film-forming surface of the substrate Sw (that is, the lower organic layer Ol surface) is open, and the carrier 21 and thus the substrate are extended by a drive device (not shown). Sw can be moved in one direction in the vacuum chamber 1 at a predetermined speed.
  • the moving direction of the substrate Sw is the X-axis direction
  • 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 substrate Sw).
  • the direction perpendicular to the film forming surface) is the Z-axis direction.
  • a rotary cathode unit Sc is provided in the lower part of the vacuum chamber 1 so as to face the substrate Sw transported by the substrate transport device 2.
  • the cathode unit Sc includes four cylindrical targets Tg1 to Tg4 arranged in parallel at equal intervals in the X-axis direction in an XY plane parallel to the substrate Sw transported at a predetermined speed.
  • Each of the tubular targets Tg1 to Tg4 is a cylindrical backing tube 31 and a cylindrical IZO target material 32 bonded to the backing tube 31 via a bonding material (not shown) such as indium or tin. It is configured (see FIG. 2) and is sized so as to have a length in the Y-axis direction equal to or greater than the width of the substrate Sw.
  • two cylindrical targets Tg1, Tg2 and Tg3, Tg4 adjacent to each other are paired with each other.
  • Support blocks Sb1 and Sb2 having bearings (not shown) are connected to one end of each target Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4), and tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4) are specified to the other ends.
  • Drive blocks Db1 and Db2 as drive means provided with a drive motor (not shown) that is rotationally driven around the Y-axis at the rotational speed of the above are connected to each other.
  • the drive blocks Db1 and Db2 are provided with a refrigerant for cooling the tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4) when sputtering while rotating the tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4).
  • the refrigerant circulation path to be circulated and the output cable from the sputter power supply for inputting a predetermined power to each tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) are connected, but all of these can be known. , Further description is omitted.
  • the sputter power source (not shown in the figure), a known power source for inputting pulsed DC power or a high frequency power source can be used.
  • magnet units Mu1 and Mu2 are respectively assembled so as to be supported by a tube body 33 inserted therein.
  • the paired magnet units Mu1 and Mu2 have the same configuration, and include a yoke 41 having a length over substantially the entire length of each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4).
  • the yoke 41 is composed of a plate-shaped member made of a magnetic material in which a flat upper surface 41a and two inclined surfaces 41b inclined downward from the upper surface 41a are formed.
  • a central magnet 5a is arranged on the upper surface 41a of the yoke 41, and peripheral magnets 5b are arranged on both inclined surfaces 41b.
  • both ends of the upper surface 41a of the yoke 41 in the Y-axis direction are part of the peripheral magnets 5b so as to surround the ends of the central magnets 5a and bridge between the peripheral magnets 5b.
  • the corner magnets (not shown) that make up the above are arranged.
  • a neodymium magnet having the same magnetization is used, and for example, a rod-shaped magnet having a substantially quadrangular cross section can be used.
  • a tunnel-shaped magnetic field Mf that leaks through the tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4) is formed in the space 1a between the tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4) and the substrate Sw. Will be done.
  • 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 drive blocks Db1 and Db2 are used.
  • a dummy substrate such as a glass substrate is moved at a constant speed in the X-axis direction by the substrate transfer device 2.
  • pulsed DC power or high frequency power is applied to each of the cylindrical targets Tg1 to Tg4 by a sputtering power supply (not shown).
  • the substrate Sw on which the IZO film is to be formed by the substrate transfer device 2 is X-axis. It moves at a constant speed in the direction. At this time, the introduction of the argon gas and the oxygen gas, the power input to the tubular targets Tg1 to Tg4, and the rotation of the tubular targets Tg1 to Tg4 are continued as they are.
  • the IZO film is formed by depositing (second step: 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 completed (the region where the last substrate Sw faces the targets Tg1 to Tg4).
  • the dummy substrate After passing through), the dummy substrate is moved again in the X-axis direction at a constant speed by the substrate transfer device 2, and then argon gas and oxygen gas are introduced, power is input to each of the tubular targets Tg1 to Tg4, and each cylinder is used. The rotation of the target Tg1 to Tg4 is stopped.
  • a magnet unit hereinafter referred to as “magnet unit Mu10, Mu20” is arranged in a pair of cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) adjacent to each other as in the conventional example. It was found that the organic layer Ol was damaged from the rate of decrease in PL strength.
  • the central magnet 50a of one magnet unit Mu10 and the central magnet 50a of the other magnet unit Mu20 are used.
  • the polarities of the peripheral magnets 50b and the corner magnets on the substrate Sw side are made different according to each central magnet 50a so that the upper surfaces of both central magnets 50a face the substrate Sw. That is, they are arranged so as to be orthogonal to the Z axis (hereinafter, the posture in which the upper surface of the central magnet is orthogonal to the Z axis is referred to as "reference posture").
  • the rotation centers Rp and Rp of each tubular target Tg1, Tg2 are generally installed so as to be located on the Z-axis line passing through the center of the central magnet 5a, and are located at the center of the central magnet 5a in the Y-axis direction.
  • the distance Dp is appropriately set according to the thickness of each tubular target Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) and the magnetization of the central magnet 5a and the peripheral magnet 5b.
  • the magnet units Mu10 and Mu20 are the midpoint between the rotation centers Rp and Rp of each tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) from the simulation of the magnetic field on the film forming surface.
  • the Z-axis component of the magnetic field (vertical component of the magnetic field) has a magnetic field profile with one peak on the Z-axis passing through Mp (in FIG. 4, the solid line is the magnetic field profile of the Z-axis component, and the dotted line is. It is a magnetic field profile of the X-axis component (horizontal component). Further, the positive and negative of the magnetic field in FIG. 4 represents the direction of the magnetic field vector, and the maximum and the minimum regardless of the positive and negative are expressed as peaks). Then, when the substrate Sw is statically opposed to each of the tubular targets Tg1 to Tg4, the film thickness becomes maximum at the projection position Pp of the midpoint Mp on the substrate Sw (that is, the film formation rate is high).
  • the film thickness gradually decreases, but it is found that the rate of decrease in PL strength is the largest, especially at the position Pp where the film thickness is maximum. rice field.
  • the organic layer Ol is covered with electrons generated by ionization of the spatter gas, ions of the spatter gas, and atoms of the spatter gas that have rebounded.
  • Various radicals and ions such as these also collide, and since they have an energy higher than the bond dissociation energy between the atomic molecules constituting the organic layer Ol, they can damage the organic layer Ol.
  • the present embodiment it is decided to configure the paired magnet units Mu1 and Mu2 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 maximum. That is, in the magnet units Mu1 and Mu2 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the polarities of the central magnet 5a of one magnet unit Mu1 and the central magnet 5a of the other magnet unit Mu2 on the substrate Sw side are different from each other. At the same time, the polarities of the peripheral magnets 5b and the corner magnets on the substrate Sw side are made different according to each central magnet 5a, and then they face each other at a predetermined angle ⁇ (for example, 30 degrees) with respect to the Z axis from the reference posture.
  • ⁇ for example, 30 degrees
  • the magnetic field strength in the X-axis direction at the midpoint between the centers of the central magnets 5a and 5a of the magnet units Mu1 and Mu2 facilitates convergence of electrons and charged particles and reduces damage to the organic layer Ol.
  • it is preferably 50 gauss or more (the center-to-center distance Dp of the central magnet 5a is set to, for example, in the range of 40 mm to 260 mm).
  • the magnet units Mu1 and Mu2 have zero Z-axis component of the magnetic field on the Z-axis passing through the position Pp where the film thickness is maximum, based on the simulation of the magnetic field on the film forming surface.
  • the solid line is the magnetic field profile of the Z-axis component
  • the dotted line is the magnetic field profile of the X-axis component (horizontal component). It represents the direction of the magnetic field vector, and the maximum and minimum regardless of whether it is positive or negative is expressed as a peak).
  • each cylindrical target Tg1 to Tg4 when rotating each cylindrical target Tg1 to Tg4 around the Y axis at a predetermined speed, when forming a plasma using the pair of cathode units Mu1 and Mu2, the structure and rotation drive of the paired cathodes are used. Since it is advantageous to form a more stable and uniform plasma space by configuring it line-symmetrically, each pair of cylindrical targets Tg1 and Tg2 (Tg3 and Tg4) are rotated in synchronization with each other in opposite directions. I decided to let him.
  • each tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) scatters from each tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) if the rotation speed is too slow, and each tubular target Tg1, again.
  • the redepo film adhering to the surface of Tg2 (Tg3, Tg4) is excessively deposited on the surface of each tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4), causing problems with the film quality, but if it is too fast, the drive unit (motor). It is set to 5 rpm to 30 rpm because the load on the seal portion, the lubrication portion, etc.) becomes excessive.
  • the film thickness is formed with the substrate Sw statically opposed to each of the tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4), the film is formed at the projection position Pp of the midpoint Mp on the substrate Sw.
  • the position where the thickness becomes maximum that is, the film formation rate is the fastest
  • the film thickness gradually decreases toward both sides of the substrate Sw in the X-axis direction, and the film thickness becomes maximum from the measured value of PL intensity.
  • the damage of the organic layer Ol was reduced.
  • the angle at which each magnet unit Mu1 and Mu2 are tilted is preferably in the range of 15 degrees to 60 degrees.
  • 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 maximum from the simulation of the magnetic field.
  • damage to the organic layer Ol cannot be suppressed as much as possible, and at an angle larger than 60 degrees, the film forming rate on the film forming surface is significantly lowered. The problem arises.
  • the magnet units Mu1 and Mu1 in each cylindrical target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4).
  • the angle ⁇ for tilting Mu2 does not have to be set to be the same, and can be appropriately set in consideration of the film thickness distribution and the like. Further, it was confirmed that if the substrate Sw is relatively moved in the X-axis direction with respect to the cathode unit Sc at a predetermined speed, it is possible to further suppress the damage of the organic layer Ol due to the film formation of the IZO film. rice field.
  • the mechanism for changing the magnet units Mu1 and Mu2 from the reference posture to the tilting posture is not particularly illustrated, for example, the tube body 33 supporting the magnet units Mu1 and Mu2 is extended to the drive blocks Db1 and Db2. Then, the tube body 33 may be made rotatable around the Y axis by the driving means.
  • the object to be filmed is a glass substrate Sg of ⁇ 200 mm ⁇ 200 mm, and an Alq3 film as an organic layer Ol with a film thickness of 50 nm is formed on one surface of the glass substrate Sg by a vacuum vapor deposition method to create a vacuum atmosphere.
  • the film was transferred to the vacuum chamber 1 of the magnetron sputtering apparatus while being maintained (this is referred to as a substrate Sw).
  • tubular targets Tg1 to Tg4 those having a length of 1590 mm are installed at intervals of 200 mm in the X-axis direction, and the distance between the surface of the tubular targets Tg1 to Tg4 closest to the substrate Sw and the substrate Sw is set. It was set to 210 mm.
  • the polarities of the central magnets 50a of both magnet units Mu10 and Mu20 on the substrate Sw side are matched in the tubular targets Tg1 and Tg2 (and Tg3 and Tg4) forming each pair, and the central magnets are matched.
  • the polarities of the peripheral magnets 50b and the corner magnets on the substrate Sw side were made different according to 50a, and the magnet units Mu10 and Mu20 were arranged in the reference posture, respectively.
  • the sputtering power source is a pulsed DC power source
  • the frequency is set to 20 kHz
  • the input power is set to 11 Kw
  • the speed was set to 10 rpm
  • the sputtering gas was argon gas and oxygen gas
  • the sputter gas was 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 inside the vacuum chamber 1 during sputtering was 0.4 Pa.
  • the standard product is an Alq3 film formed on one surface of the glass substrate Sg with a film thickness of 50 nm by a vacuum vapor deposition method, and the rate of decrease in PL strength from the standard product is examined in a comparative experiment. While the reduction rate was 33%, in Experiment 1, the reduction rate was 29%, and it was confirmed that the reduction rate with respect to the organic layer Ol alone before forming the IZO film could be reduced. At the same time, when the transmittance in the visible light region was measured, it was confirmed that the IZO film had the same transmittance (transmittance of 95% or more at a central wavelength of 450 nm) in both Experiment 1 and the comparative experiment.
  • the substrate Sw was moved in the X-axis direction at a speed of 16.6 mm / sec to form an IZO film under the same conditions as in Experiment 1 and the comparative experiment, and immediately after that, the maximum film thickness was reached.
  • the reduction rate was 25% in the comparative experiment, whereas the reduction rate was 20% in this experiment 2, and the IZO film was simply moved relative to the substrate Sw. It was confirmed that the rate of decrease with respect to the organic layer Ol alone before the film formation could be reduced.
  • each magnet unit Mu1 and Mu2 are arranged in a tilting posture in which they are tilted in directions facing each other at angles of 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees with respect to the Z axis, respectively, and compared with the above Experiment 1.
  • the film formation rates of the pair of tubular targets Tg1 and Tg2 (Tg3, Tg4) when the IZO film was formed under the same conditions as in the 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 is obtained, but 90 degrees.
  • these film formation rates are the tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) 1 per the power density (kW / m) obtained by dividing the input power by the length of the tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4).
  • the film formation rate is about 7.2 nm / min, and when tilted at an angle of 60 degrees, the film formation rate is about 4.4 nm / min.
  • the film formation rate is about 1.4 nm / min.
  • the polarities of the central magnet 5a of one magnet unit Mu1 and the central magnet 5a of the other magnet unit Mu2 on the substrate Sw side are different from each other, and the peripheral magnets 5b and the corners are different according to each central magnet 5a.
  • An example of a magnet having a different polarity on the Sw side of the substrate and tilting the magnet in a direction facing each other at a predetermined angle ⁇ (for example, 30 degrees) with respect to the Z axis from the reference posture has been described as an example.
  • the present invention is not limited to the above as long as it has a magnetic field profile in which 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.
  • tubular target Tg1, Tg2 (Tg3, Tg4) made of IZO has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the pair of tubular targets Tg1, Tg2 (Tg3) is not limited thereto.
  • the present invention can also be widely applied when a transparent conductive oxide film containing an indium oxide-based oxide film such as ITO is formed by magnetron sputtering using a cathode unit Sc having Tg4).
  • the present invention is not limited to this, and for example, with respect to the fixed substrate Sw.
  • the present invention can also be applied to a unit that moves the cathode unit Sc in the X-axis direction (so-called moving cathode type sputtering device).
  • moving cathode type sputtering device a unit that moves the cathode unit Sc in the X-axis direction
  • the magnetron sputtering apparatus SM 2 of another embodiment is connected to each other via a partition plate 101. It includes one chamber 102 and a second chamber 103.
  • the connecting direction of the first chamber 102 and the second chamber 103 is the Z-axis direction
  • the moving direction of the cathode unit Sc described later is the X-axis direction
  • the directions such as up and down are the sputtering apparatus SM 2 shown in FIG. Based on the installation posture of.
  • an exhaust pipe from a vacuum pump is connected to both the first and second chambers 102 and 103 so that a vacuum atmosphere of a predetermined pressure can be formed inside the exhaust pipe.
  • a stage 104 is arranged in which the substrate Sw is installed in a posture in which the film forming surface faces upward in the X-axis direction.
  • the stage 104 is supported by a rotating shaft 105 pivotally supported in the first chamber 102, and when the rotating shaft 105 is rotated around the axis, the film forming surface of the substrate Sw has a horizontal posture facing upward in the X-axis direction and the substrate Sw.
  • the stage 104 changes its posture from the standing posture in which the film-forming surface of the film is oriented in the Z-axis direction.
  • the partition plate 101 is provided with an opening 101a in which the substrate Sw in the upright posture faces the inside of the film forming chamber, and when the stage 104 is in the upright posture, for example, a portion of the stage 104 located around the substrate Sw is formed.
  • the first chamber 102 and the second chamber 103 are separated from each other by abutting on the portion of the partition plate 101 located at the outer peripheral edge portion of the opening 101a.
  • the stage 104 is provided with a holding means such as a mechanical clamp for holding the substrate Sw, and is held by a mask (not shown) for limiting the film formation region or the stage 104. It is also possible to provide a heating / cooling mechanism for heating or cooling the formed substrate Sw.
  • a holding means such as a mechanical clamp for holding the substrate Sw, and is held by a mask (not shown) for limiting the film formation region or the stage 104. It is also possible to provide a heating / cooling mechanism for heating or cooling the formed substrate Sw.
  • the cathode unit Sc is longitudinal in the Y-axis direction and is moved in the X-axis direction, but is longitudinal in the X-axis direction and is moved in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis and the Z-axis. You may do it.
  • a gas introduction port 106 is opened, and argon gas (noble gas) and oxygen gas (reaction gas) as sputter gas whose flow rate is controlled by connecting one end of a gas introduction pipe (not shown) are introduced. You can do it.
  • the second chamber 103 also has the same configuration as that of the above embodiment, and the cathode unit Sc having two cylindrical targets Tg1 and Tg2 has an X-axis direction in the rotation axis direction of the tubular targets Tg1 and Tg2. It is arranged in a posture extending in a direction orthogonal to the Z axis and in a state of being installed on the support base 107.
  • the support base 107 is provided with a slider (not shown), and the slider is screwed into a ball screw 109 from a motor 108 provided outside the second chamber 103.
  • the cathode unit Sc becomes movable in the X-axis direction according to the rotational direction thereof.
  • the first chamber 102 and the second chamber 103 are evacuated by a vacuum pump in the horizontal posture of the stage 104 shown in FIG. 7 (a).
  • the cathode unit Sc is in the first retracted position where the cylindrical targets Tg1 and Tg2 face the portion of the partition plate 101 located above the opening 101a.
  • a substrate is placed on the stage 104 by a vacuum transfer robot in a transfer chamber serially connected to the first chamber 102, although not particularly illustrated. Sw is installed with its film forming surface facing upward in the X-axis direction.
  • argon gas is introduced from the gas introduction port 106 at a predetermined flow rate, and pulsed DC power or high frequency power is applied to each of the tubular targets Tg1 and Tg2 by a sputter power source. Then, while the tubular targets Tg1 and Tg2 are rotated at a predetermined speed by the drive blocks Db1 and Db2, the tubular targets Tg1 and Tg2 are sputtered by the ions of the rare gas in the plasma (first step: presputtering). .. At this time, a protective plate (not shown) is appropriately provided in the second chamber 103 to prevent the sputtered particles from leaking to the first chamber 102.
  • the rotary shaft 105 is rotationally driven to change the stage 104 from the horizontal posture to the upright posture, and the first chamber 102 and the second chamber 103 are separated into atmospheres with the substrate Sw facing the second chamber 103, and the gas is separated.
  • Oxygen gas is introduced at a predetermined flow rate in addition to argon gas from the introduction port 106.
  • the motor 108 is rotationally driven, and the cathode unit Sc is moved downward from the first retracted position in the X-axis direction.
  • the tubular targets Tg1 and Tg2 and the substrate Sw face each other, the spatter particles scattered from the tubular targets Tg1 and Tg2 according to a predetermined cosine rule react with oxygen gas as appropriate and reach the surface of the substrate Sw.
  • the IZO film is formed by adhering and accumulating (second step: film forming process).
  • the cathode unit Sc may be repeatedly moved up and down in the X-axis direction a plurality of times.
  • the substrate Sw passes through the region facing the tubular targets Tg1 and Tg2, and the tubular targets Tg1 and Tg2 are located below the opening 101a.
  • the introduction of the argon gas and the oxygen gas, the power input to the tubular targets Tg1 and Tg2, and the rotation of the tubular targets Tg1 and Tg2 are stopped.
  • the rotary shaft 105 is rotationally driven to change the stage 104 from the standing posture to the horizontal posture again, and in this state, the substrate Sw that has been formed into a film is collected by the vacuum transfer robot.
  • SM 1 , SM 2 Magnetron sputtering device, Db1, Db2 ... Drive block (drive means), Mu1, Mu2 ... Magnet unit, Sc ... Cathode unit, Sw ... Substrate (projection object), Tg1 to Tg4 ... Cylindrical target 1, ... Vacuum chamber, 2 ... Substrate transfer device (moving means), 5a ... Central magnet, 5b ... Peripheral magnet.

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Abstract

有機層表面に透明導電性酸化物膜を成膜する場合に有機層がダメージを受けることを可及的に抑制できるようにしたマグネトロンスパッタリング装置ＳＭ１を提供する。　カソードユニットＳｃが、Ｘ軸方向に間隔を置いて並設される筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２を備え、筒状ターゲットをＹ軸回りに夫々回転駆動する駆動手段Ｄｂ１，Ｄｂ２が設けられると共に、各筒状ターゲット内に磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２が夫々組み付けられ、対をなす磁石ユニットの各々は、中央磁石５ａと周辺磁石５ｂとを有して筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場Ｍｆを形成し、カソードユニットに対して成膜対象物Ｓｗを静止対向させた状態で成膜したときに成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にてＺ軸成分の磁場強度がゼロになるように対をなす磁石ユニットの各々が構成される。

Description

マグネトロンスパッタリング装置及びこのマグネトロンスパッタリング装置を用いた成膜方法
　本発明は、真空チャンバ内で成膜対象物の成膜面に対向配置されるカソードユニットを備えるマグネトロンスパッタリング装置及びこのマグネトロンスパッタリング装置を用いた成膜方法に関し、より詳しくは、所謂トップエミッション方式の有機ＥＬ装置の製造工程にて有機層表面にカソード電極としての透明導電性酸化物膜を成膜するのに適したものに関する。
　トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置は、有機層で発生した光をその上面に積層されるカソード電極側から取り出す構造であるため、カソード電極には透光性を有していることが求められる。このようなカソード電極として、例えば、ＩＴＯ膜やＩＺＯ膜といった酸化インジウム系酸化物膜を含む透明導電性酸化物（Transparent Conductive Oxide）膜を用いる試みがなされている。透明導電性酸化物膜の成膜に際しては、高い透明性と導電性を有するだけでなく、有機層に如何にダメージを与えないように成膜できるかが重要となる一方で、高い生産性も要求される。このことから、透明導電性酸化物膜の成膜にマグネトロンスパッタリング装置を利用することが考えられる。
　上記種のマグネトロンスパッタリング装置は例えば特許文献１で知られている。このものは、真空チャンバを有し、真空チャンバには、成膜対象物（例えば、ガラス基板の一方の面に有機層が形成されたもの）を一方向に搬送する基板搬送手段が設けられている。ここで、成膜対象物の移動方向をＸ軸方向、成膜対象物の成膜面（即ち、有機層表面）内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、真空チャンバにはまた、所定速度で移動する成膜対象物にＺ軸方向で対向させて回転式のカソードユニットが配置されている。以下では、ターゲットから成膜対象物に向かう方向を上とする。
　カソードユニットは、Ｘ軸方向に所定間隔で並設されるＹ軸方向に長手の２本の筒状ターゲットを備え、各筒状ターゲットをＹ軸回りに夫々回転駆動する駆動手段が設けられると共に、各筒状ターゲット内に磁石ユニットが夫々組み付けられている。対をなす磁石ユニットの各々は、Ｙ軸方向に長手の中央磁石とこの中央磁石の周囲を囲う周辺磁石とを有して筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場を形成する。この場合、各磁石ユニットの中央磁石はその成膜面側の極性が互いに一致するように配置される。通常は、カソードユニットに対して成膜対象物を静止対向させて成膜面に所定の薄膜を成膜したとき、各筒状ターゲットのＹ軸線間の中点の成膜対象物への投影位置にて膜厚が最大となると共に、Ｘ軸方向における膜厚分布の良好な均一性が得られるように、一対の筒状ターゲットを並設するときのＸ軸方向の間隔や、各筒状ターゲット内に組み付けられる各磁石ユニットから夫々漏洩する磁場の強度が適宜設計されている。
　上記マグネトロンスパッタリング装置により成膜面に透明導電性酸化物膜を成膜する場合、真空雰囲気中の真空チャンバ内に希ガス（または希ガス及び酸素ガス）を導入し、筒状ターゲットをＹ軸回りに所定速度で回転させながら、ターゲット種に応じて各筒状ターゲットにパルス状の直流電力や高周波電力を投入する。すると、真空チャンバ内で、各筒状ターゲットと成膜面との間の空間にプラズマが形成されて、プラズマ中の希ガスのイオンにより各ターゲットがスパッタリングされ、各筒状ターゲットから所定の余弦則に従って飛散したスパッタ粒子がＸ軸方向に所定速度で搬送される成膜対象物の成膜面に付着、堆積して透明導電性酸化物膜が成膜される。然し、上記構成のマグネトロンスパッタリング装置を用いて有機層表面に透明導電性酸化物膜（例えば、ＩＺＯ膜）を所定の膜厚で成膜し、そのフォトルミネッセンス強度（ＰＬ強度）を測定すると、特に膜厚が最大となる位置にて透明導電性酸化物膜を成膜する前の有機層単体に対する低下率が大きくなり、これから透明導電性酸化物膜の成膜により有機層がダメージを受けていることが判明した。
特開２０１９－２１８６０４号公報
　本発明は、以上の点に鑑み、有機層表面に透明導電性酸化物膜を成膜する場合に有機層がダメージを受けることを可及的に抑制することができるようにしたマグネトロンスパッタリング装置及び成膜方法を提供することをその課題とするものである。
　上記課題を解決するために、真空チャンバ内で成膜対象物の成膜面に対向配置されるカソードユニットを備える本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、成膜面内で互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、カソードユニットから成膜面に向かう方向を上として、カソードユニットが、Ｘ軸方向に間隔を置いて並設されるＹ軸方向に長手の少なくとも一対の筒状ターゲットを備え、筒状ターゲットをＹ軸回りに夫々回転駆動する駆動手段が設けられると共に、各筒状ターゲット内に磁石ユニットが夫々組み付けられ、対をなす磁石ユニットの各々は、Ｙ軸方向に長手の中央磁石とこの中央磁石の周囲を囲う周辺磁石とを有して筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場を形成し、カソードユニットに対して成膜対象物を静止対向させた状態で成膜したときに成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分の磁場強度がゼロになるように対をなす磁石ユニットの各々が構成されることを特徴とする。
　本発明においては、前記対をなす磁石ユニットの各々は、一方の磁石ユニットの中央磁石と他方の磁石ユニットの中央磁石との前記空間側の極性が互いに異なると共に、各中央磁石に応じて前記周辺磁石の処理面側の極性が異なり、各磁石ユニットの中央磁石上面が前記成膜面に対向する姿勢を基準姿勢とし、基準姿勢からＺ軸に対して所定角度で互いに向かい合う方向に傾動させた傾動姿勢で夫々配置されていれば、成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分の磁場強度がゼロになる構成が実現できる。
　以上によれば、膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にてＺ軸成分の磁場強度をゼロにすることで、透明導電性酸化物膜を成膜する前の有機層単体に対するＰＬ強度の低下率を抑制できることが確認された。その結果、本発明のマグネトロンスパッタリング装置を用いて有機層表面に透明導電性酸化物膜を成膜すると、有機層がダメージを受けることを可及的に抑制することができる。なお、本発明において、「ゼロ」は、完全に限りなく絶対値として小さい数値を表し、必ずしも完全にゼロにすることを意味するものではない。
　本発明においては、対をなす磁石ユニットを傾動させるときの所定角度は、磁石ユニット相互の間で同等に設定されている必要はなく、膜厚分布などを考慮して適宜設定することができるが、１５度～６０度の範囲内で角度を設定する必要がある。１５度より小さい角度では、有機層がダメージを受けることを可及的に抑制することができず、また、６０度より大きい角度では、成膜面での成膜レートが著しく低下するという問題が生じる。また、前記カソードユニットと前記成膜対象物との少なくとも一方をＸ軸方向に所定速度で相対移動させる移動手段を更に備える構成を採用することができる。これによれば、透明導電性酸化物膜を成膜する前の有機層単体に対する低下率をより一層抑制できることが確認された。
　また、上記課題を解決するために、真空雰囲気中の真空チャンバ内で、カソードユニットのターゲットをスパッタリングしてこれに対向配置される成膜対象物の成膜面に成膜するための本発明の成膜方法は、成膜面内で互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、カソードユニットから成膜面に向かう方向を上とし、カソードユニットとして、Ｘ軸方向に間隔を置いて並設されるＹ軸方向に長手の少なくとも一対の筒状ターゲットと各筒状ターゲット内に夫々組み付けられる磁石ユニットとを備え、対をなす磁石ユニットの各々がＹ軸方向に長手の中央磁石とこの中央磁石の周囲を囲う周辺磁石とを有して、筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場を形成し、カソードユニットに対して成膜対象物を静止対向させた状態で成膜したときに成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分の磁場強度がゼロになるようにしたものを用い、カソードユニットと成膜対象物とを対向させない第１退避位置にて、各筒状ターゲットを回転駆動しながら各筒状ターゲットに電力投入して各ターゲットの外表面をスパッタリングする第１工程と、カソードユニットと成膜対象物との少なくとも一方をＸ軸方向に所定速度で相対移動させ、各ターゲットと成膜面とが対向する間に各ターゲットから飛散するスパッタ粒子を付着、堆積させて成膜面に成膜する第２工程と、Ｘ軸方向でカソードユニットと成膜対象物とが離隔した第２退避位置に到達すると、各筒状ターゲットへの電力投入を停止する第３工程とを含むことを特徴とする。なお、例えば、固定のカソードユニットに対して成膜対象物をＸ軸方向に移動させて成膜するような場合、第１工程には、成膜に先立って、カソードユニットに対してダミー基板などの生産に寄与しないものをＸ軸方向に移動させて成膜するような場合も含む。また、前記第２工程では、各ターゲットを互いに逆方向に回転させることが好ましい。これは、一対のカソードユニットを用いてプラズマを形成させるにあたって、対となるカソードの構造や回転駆動を線対称に構成することで、より安定的で均一なプラズマ空間を形成することに有利であるためである。そして、有機層表面に透明導電性酸化物膜を成膜する場合に、有機層がダメージを受けることを可及的に抑制することができる。
本発明の実施形態のマグネトロンスパッタリング装置の模式的斜視図。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿うカソードユニットの一部の拡大模式断面図。 図２に対応する従来例のカソードユニットの一部の拡大模式断面図。 従来例の各磁石ユニットから漏洩する磁場のシミュレーション結果を示すグラフ。 本実施形態の各磁石ユニットから漏洩する磁場のシミュレーション結果を示すグラフ。 本発明の効果を確認する実験結果のグラフ。 （ａ）及び（ｂ）他の実施形態のマグネトロンスパッタリング装置の模式断面図。
　以下、図面を参照して、筒状ターゲットをＩＺＯ製、成膜対象物をガラス基板Ｓｇ表面に所定膜厚で有機層Ｏｌが形成されたものとし（以下、これを単に「基板Ｓｗ」という）、酸素ガスも導入した反応性スパッタリングにより基板Ｓｗ（即ち、有機層Ｏｌ）表面にＩＺＯ膜を成膜する場合を例としてマグネトロンスパッタリング装置の実施形態を説明する。以下において、上、下といった方向は図１に示すスパッタリング装置の設置姿勢を基準とする。なお、本実施形態では、所謂デポアップ式で成膜するものを例に説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、所謂デポダウン式やサイドデポ式のものにも本発明は適用できる。
　図１及び図２を参照して、ＳＭ１は、本実施形態の所謂インライン式のマグネトロンスパッタリング装置である。スパッタリング装置ＳＭ１は、真空チャンバ１を備え、真空チャンバ１には、特に図示して説明しないが、排気管を介して真空ポンプが接続され、所定圧力（真空度）に真空排気して保持できるようになっている。真空チャンバ１にはまた、ガス導入口が開設され、図外のガス導入管の一端が接続されている。ガス導入管の他端は、マスフローコントローラなどで構成される流量調整弁を介してガス源に連通し、流量制御されたスパッタガスとしてのアルゴンガス（希ガス）と酸素ガス（反応ガス）が真空チャンバ１内、具体的には、基板Ｓｗと後述の筒状ターゲットとの間の空間１ａに導入できるようになっている。真空チャンバ１の上部には移動手段としての基板搬送装置２が設けられている。基板搬送装置２は、基板Ｓｗの成膜面（即ち、下側の有機層Ｏｌ表面）を開放した状態で基板Ｓｗを保持するキャリア２１を有し、図外の駆動装置によってキャリア２１、ひいては基板Ｓｗを真空チャンバ１内の一方向に所定速度で移動することができる。基板搬送装置２としては公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。以下においては、基板Ｓｗの移動方向をＸ軸方向、基板Ｓｗの成膜面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（即ち、基板Ｓｗの成膜面に垂直な方向）をＺ軸方向とする。そして、基板搬送装置２によって搬送される基板Ｓｗに対向させて真空チャンバ１内の下部には回転式のカソードユニットＳｃが設けられている。
　カソードユニットＳｃは、所定速度で搬送される基板Ｓｗに平行なＸＹ平面内にてＸ軸方向に等間隔で平行に配置される４本の筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４を備える。各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４は、円筒状のバッキングチューブ３１と、バッキングチューブ３１にインジウムやスズなどのボンディング材（図示せず）を介して接合される円筒状のＩＺＯ製のターゲット材３２とで構成され（図２参照）、基板Ｓｗの幅と同等以上のＹ軸方向長さを持つように定寸されている。本実施形態では、互いに隣接する２本の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２及びＴｇ３，Ｔｇ４が対をなすようにしている。以下では、図１中、左側に位置する２本の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２を例に説明する。各ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の一端には、図示省略の軸受を備える支持ブロックＳｂ１，Ｓｂ２が夫々連結され、その他端には、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を所定の回転速度でＹ軸回りに回転駆動する駆動モータ（図示せず）を備えた駆動手段としての駆動ブロックＤｂ１，Ｄｂ２が夫々連結されている。なお、駆動ブロックＤｂ１，Ｄｂ２には、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を回転させながらスパッタリングするときに、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を冷却するための冷媒を循環させる冷媒循環路や、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）に所定電力を投入するためのスパッタ電源からの出力ケーブルが接続されるが、これらはいずれも公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。また、図外のスパッタ電源としては、公知のパルス状直流電力を投入する電源や高周波電源が利用できる。
　各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）のバッキングチューブ３１内には、これに内挿される管体３３で支持させて磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２が夫々組み付けられている。対をなす磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２は、同一の構成を有し、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の略全長に亘る長さのヨーク４１を備える。ヨーク４１は、平坦な上面４１ａと、上面４１ａから夫々下方に向かって傾斜する２個の傾斜面４１ｂとを形成した磁性材料製の板状部材で構成される。そして、ヨーク４１の上面４１ａには中央磁石５ａが配置されると共に、両傾斜面４１ｂには周辺磁石５ｂが夫々配置されている。ヨーク４１の上面４１ａのＹ軸方向両端には、特に図示して説明しないが、中央磁石５ａの端部を囲うようにして周辺磁石５ｂ相互の間を橋渡すように、周辺磁石５ｂの一部を構成するコーナー磁石（図示せず）が配置されている。この場合、中央磁石５ａ、周辺磁石５ｂ及びコーナー磁石としては、同磁化のネオジウム磁石が用いられ、例えば、一体に成形した断面略四角形の棒状のものが利用できる。これにより、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を貫通して漏洩するトンネル状の磁場Ｍｆが各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）と基板Ｓｗとの間の空間１ａに形成される。
　上記スパッタリング装置ＳＭ１によりＩＺＯ膜を成膜する場合、真空チャンバ１内を所定圧力まで真空排気し、所定圧力に達すると、アルゴンガスと酸素ガスを所定流量で導入し、駆動ブロックＤｂ１，Ｄｂ２により各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４をＹ軸回りに所定速度で回転させながら、基板搬送装置２によってガラス基板などのダミー基板（図示せず）をＸ軸方向に一定の速度で移動させる。そして、図外のスパッタ電源により各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４にパルス状の直流電力や高周波電力を投入する。すると、真空チャンバ１内で各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４と基板Ｓｗとの間の空間１ａにプラズマが形成される。これにより、各ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４と対向する領域をダミー基板が通過する間に、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４がプラズマ中の希ガスのイオンによりスパッタリングされる（第１工程：所謂プレスパッタ）。
　次に、ダミー基板へのＩＺＯ膜の成膜が終了すると（ダミー基板がターゲットＴｇ１～Ｔｇ４と対向する領域を通過すると）、基板搬送装置２によってＩＺＯ膜を成膜しようとする基板ＳｗがＸ軸方向に一定の速度で移動される。このとき、アルゴンガス及び酸素ガスの導入、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４への電力投入及び各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４の回転はそのまま継続される。これにより、各ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４と基板Ｓｗとが対向する間に、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４から所定の余弦則に従って飛散したスパッタ粒子が適宜酸素ガスと反応しながら、基板Ｓｗ表面に付着、堆積してＩＺＯ膜が成膜される（第２工程：成膜処理）。そして、ＩＺＯ膜を成膜しようとする基板Ｓｗの数だけ、この操作が繰り返され、各基板ＳｗへのＩＺＯ膜の成膜が終了すると（最後の基板ＳｗがターゲットＴｇ１～Ｔｇ４と対向する領域を通過すると）、再度、基板搬送装置２によってダミー基板をＸ軸方向に一定の速度で移動させた後、アルゴンガス及び酸素ガスの導入、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４への電力投入及び、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４の回転が停止される。上記成膜時、互いに隣接する一対の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）内に上記従来例のように磁石ユニット（以下、これを「磁石ユニットＭｕ１０，Ｍｕ２０」とする）が配置されていると、ＰＬ強度の低下率から有機層Ｏｌがダメージを受けていることが判った。
　即ち、同一の部材または要素に同一の符号を付した図３を参照して、従来例の磁石ユニットＭｕ１０，Ｍｕ２０では、一方の磁石ユニットＭｕ１０の中央磁石５０ａと他方の磁石ユニットＭｕ２０の中央磁石５０ａとの基板Ｓｗ側の極性を一致させると共に、各中央磁石５０ａに応じて各周辺磁石５０ｂ及びコーナー磁石の基板Ｓｗ側の極性を異ならせ、両中央磁石５０ａの上面が基板Ｓｗに対向するように、即ち、Ｚ軸に直交するように配置されている（以下、中央磁石の上面がＺ軸に直交する姿勢を「基準姿勢」という）。各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の回転中心Ｒｐ，Ｒｐは、一般に、中央磁石５ａの中心を通るＺ軸線上に夫々位置するように設置され、Ｙ軸方向における中央磁石５ａの中心間距離Ｄｐは、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の厚みや、中央磁石５ａ及び周辺磁石５ｂの磁化に応じて適宜設定される。このとき、上記磁石ユニットＭｕ１０，Ｍｕ２０は、図４に示すように、成膜面上の磁場のシミュレーションから、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の回転中心Ｒｐ，Ｒｐ間の中点Ｍｐを通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分（磁場の垂直成分）が一つのピークを持つ磁場プロファイルを有している（図４中、実線がＺ軸成分の磁場プロファイルであり、点線がＸ軸成分（水平成分）の磁場プロファイルである。また、図４中の磁場の正負は磁場ベクトルの向きを表し、正負に関わらず最大および最小となることをピークと表現している）。そして、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４に対して基板Ｓｗを静止対向させた状態で成膜すると、中点Ｍｐの基板Ｓｗへの投影位置Ｐｐにて膜厚が最大と（即ち、成膜レートが最も速く）なり、ここから基板ＳｗのＸ軸方向両側に向かうに従い、その膜厚が次第に薄くなるものの、特に膜厚が最大となる位置ＰｐにてＰＬ強度の低下率が最も大きくなることが判った。
　ここで、成膜中、有機層Ｏｌには、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４から飛散するスパッタ粒子の他に、スパッタガスの電離に生じた電子、スパッタガスのイオンや反跳したスパッタガスの原子といった各種のラジカルやイオンも衝突し、これらは有機層Ｏｌを構成する原子分子間の結合解離エネルギより高いエネルギを持っているため、有機層Ｏｌにダメージを与え得る。このような場合、上記従来例のように、膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上に磁場のＺ軸成分のピークが存すると、電荷を有する電子やイオンがローレンツ力により磁場に絡みつくため、スパッタ粒子だけでなく、成膜に直接寄与しない電子やスパッタガスのイオンも成膜面に多く衝突するようになり、これに起因して膜厚が最大となる位置ＰｐにてＰＬ強度の低下率が最も大きくなると考えられる。
　そこで、本実施形態では、膜厚が最大となる位置Ｐｐを通るＺ軸上にてＺ軸成分の磁場がゼロになるように対をなす磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を構成することとした。即ち、本実施形態の磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２では、図２に示すように、一方の磁石ユニットＭｕ１の中央磁石５ａと他方の磁石ユニットＭｕ２の中央磁石５ａとの基板Ｓｗ側の極性を互いに異ならせると共に、各中央磁石５ａに応じて各周辺磁石５ｂ及びコーナー磁石の基板Ｓｗ側の極性を異ならせ、その上で、基準姿勢からＺ軸に対して所定角度α（例えば、３０度）で互いに向かい合う方向に傾動させた傾動姿勢で夫々配置されている。この場合、磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２の各中央磁石５ａ，５ａの中心間の中点におけるＸ軸方向の磁場強度は、電子や電荷粒子を収束し易くして有機層Ｏｌへのダメージを低減するために、５０ガウス以上であることが好ましい（中央磁石５ａの中心間距離Ｄｐは、例えば、４０ｍｍ～２６０ｍｍの範囲に設定される）。これにより、磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２は、図５に示すように、成膜面上の磁場のシミュレーションから、膜厚が最大となる位置Ｐｐを通るＺ軸上にて、磁場のＺ軸成分がゼロになるプロファイルを有する（図５中、実線がＺ軸成分の磁場プロファイルであり、点線がＸ軸成分（水平成分）の磁場プロファイルである。また、図５中の磁場の正負は、上記同様、磁場ベクトルの向きを表し、正負に関わらず最大および最小となることをピークと表現している）。これに加えて、各筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４をＹ軸回りに所定速度で回転させるとき、一対のカソードユニットＭｕ１，Ｍｕ２を用いてプラズマを形成させるにあたって、対となるカソードの構造や回転駆動を線対称に構成することで、より安定的で均一なプラズマ空間を形成することに有利であるため、対をなす各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を互いに逆方向に同期して回転させることとした。この場合、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の回転速度は、この回転速度が遅すぎると各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）から飛散して再度各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）表面に付着するリデポ膜が、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）表面に過剰に堆積してしまい、膜質に不具合を生じる一方で、速すぎると駆動部（モーターやシール部、潤滑部など）の負荷が過剰となることから、５ｒｐｍ～３０ｒｐｍに設定される。
　以上によれば、上記同様、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）に対して基板Ｓｗを静止対向させた状態で成膜すると、中点Ｍｐの基板Ｓｗへの投影位置Ｐｐにて膜厚が最大と（即ち、成膜レートが最も速く）なり、ここから基板ＳｗのＸ軸方向両側に向かうに従い、その膜厚が次第に薄くなり、ＰＬ強度の測定値から膜厚が最大となる位置でも有機層Ｏｌのダメージが低減されることが確認された。これは、互いに並設された一対の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）間の空間に、特に電離により生じた電荷を有する電子やイオンが引き付けられるようになって、基板Ｓｗに向かうものが減少することに起因すると考えられる。なお、本実施形態にて、「ゼロ」は、完全に限りなく絶対値として小さい数値を表し、必ずしも完全にゼロになることを意味するものではない。
　各磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を傾動させる角度、即ち、Ｚ軸と中央磁石５ａの上面に直交する線とがなす角度αは、１５度～６０度の範囲内とすることが好ましい。この場合、磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２は、特に図示しないが、磁場のシミュレーションから、膜厚が最大となる位置Ｐｐを通るＺ軸上にてＺ軸成分の磁場強度がゼロになる磁場プロファイルを有する。但し、１５度より小さい角度では、有機層Ｏｌがダメージを受けることを可及的に抑制することができず、また、６０度より大きい角度では、成膜面での成膜レートが著しく低下するという問題が生じる。なお、膜厚が最大となる位置Ｐｐを通るＺ軸上にてＺ軸成分の磁場強度をゼロにできるのであれば、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）内にて磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を夫々傾動させる角度αは、同等に設定されている必要はなく、膜厚分布などを考慮して適宜設定することができる。また、カソードユニットＳｃに対して基板ＳｗをＸ軸方向に所定速度で相対移動させれば、ＩＺＯ膜の成膜に伴って有機層Ｏｌがダメージを受けることをより抑制することができることが確認された。更に、磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を基準姿勢から傾動姿勢に変更する機構としては、特に図示して説明しないが、例えば、磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を支持する管体３３を駆動ブロックＤｂ１，Ｄｂ２に延出させ、駆動手段により管体３３をＹ軸回りに回転自在としておけばよい。
　以上の効果を確認するため、上記マグネトロンスパッタリング装置ＳＭ１を用いて次の実験を行った。即ち、成膜対象物を□２００ｍｍ×２００ｍｍのガラス基板Ｓｇとし、このガラス基板Ｓｇの一方の面に、５０ｎｍ膜厚で有機層ＯｌとしてのＡｌｑ３膜を真空蒸着法により成膜し、真空雰囲気を維持したままマグネトロンスパッタリング装置の真空チャンバ１へ搬送した（これを基板Ｓｗとする）。また、真空チャンバ１内に配置される筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４をＩＺＯ製（Ｉｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝９：１）とした。筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４は、その長さが１５９０ｍｍのものをＸ軸方向に２００ｍｍ間隔で設置し、また、筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４の基板Ｓｗに最も近い表面と基板Ｓｗとの間の距離を２１０ｍｍとした。
　実験１では、各対をなす筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（及びＴｇ３，Ｔｇ４）内にて、一方の磁石ユニットＭｕ１の中央磁石５ａと他方の磁石ユニットＭｕ２の中央磁石５ａとの基板Ｓｗ側の極性を互いに異ならせると共に、各中央磁石５ａに応じて各周辺磁石５ｂ及びコーナー磁石の基板Ｓｗ側の極性を異ならせ、その上で、Ｚ軸に対して夫々３０度の角度で互いに向かい合う方向に傾動させた傾動姿勢で各磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を夫々配置した。一方、比較実験では、各対をなす筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（及びＴｇ３，Ｔｇ４）内にて、両磁石ユニットＭｕ１０，Ｍｕ２０の各中央磁石５０ａの基板Ｓｗ側の極性を一致させると共に各中央磁石５０ａに応じて各周辺磁石５０ｂ及びコーナー磁石の基板Ｓｗ側の極性を異ならせ、その上で、基準姿勢で各磁石ユニットＭｕ１０，Ｍｕ２０を夫々配置した。
　成膜条件として、スパッタ電源をパルス状直流電源として、周波数を２０ｋＨｚ、投入電力を１１Ｋｗに設定し、また、互いに逆方向に回転される各対の筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４の成膜時の回転速度を１０ｒｐｍに設定し、更に、スパッタガスをアルゴンガスと酸素ガスとし、アルゴンガス１７０ｓｃｃｍ、酸素ガス５ｓｃｃｍの流量で真空チャンバ１内に導入し、スパッタリング中における真空チャンバ１内圧力を０．４Ｐａとし、１００ｎｍの膜厚で基板Ｓｗ（即ち、Ａｌｑ３膜表面）にＩＺＯ膜を成膜することとした。このとき、実験１及び比較実験では、基板ＳｗをＸ軸方向に移動させずに、筒状ターゲットＴｇ１～Ｔｇ４に対して静止対向させた。そして、ＩＺＯ膜を成膜した直後に、分光蛍光光度計（日本分光株式会社製）を用い、３９０ｎｍの波長の励起光を有機膜に照射して、膜厚が最大となる位置ＰｐにおけるＰＬ発光強度を夫々測定し、その結果を図６に示す。これによれば、このガラス基板Ｓｇの一方の面に５０ｎｍ膜厚でＡｌｑ３膜を真空蒸着法により成膜したものを基準品とし、基準品からのＰＬ強度の低下率をみると、比較実験では低下率が３３％であったのに対し、実験１では低下率が２９％であり、ＩＺＯ膜を成膜する前の有機層Ｏｌ単体に対する低下率を小さくできることが確認された。併せて、可視光領域の透過率を測定したところ、実験１、比較実験のいずれでもＩＺＯ膜は同等の透過率（中心波長４５０ｎｍにて９５％以上の透過率）を有することが確認された。
　次に、実験２として、基板ＳｗをＸ軸方向に１６．６ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させ、上記実験１と比較実験と同条件でＩＺＯ膜を成膜し、その直後に膜厚が最大となる位置ＰｐにおけるＰＬ発光強度を夫々測定したところ、比較実験では低下率が２５％であったのに対し、本実験２では低下率が２０％であり、基板Ｓｗを相対移動させるだけでＩＺＯ膜を成膜する前の有機層Ｏｌ単体に対する低下率を小さくできることが確認された。
　次に、実験３として、Ｚ軸に対して夫々３０度、６０度及び９０度の角度で互いに向かい合う方向に夫々傾動させた傾動姿勢で各磁石ユニットＭｕ１，Ｍｕ２を配置し、上記実験１と比較実験と同条件でＩＺＯ膜を成膜したときの一対の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の成膜レートを測定した。これによれば、３０度の角度で傾動させると、約１００ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートが得られ、６０度の角度で傾動させると、約６４ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートが得られるものの、９０度の角度まで傾動させると、約１９ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートしか得られないことが確認された。なお、これらの成膜レートは、投入電力を筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）の長さで割ったパワー密度（ｋW／m）あたりの筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）１本分の成膜レートに換算すると、３０度の角度で傾動させると、約７．２ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートとなり、６０度の角度で傾動させると、約４．４ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートとなり、９０度の角度まで傾動させると、約１．４ｎｍ／ｍｉｎの成膜レートとなる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、一方の磁石ユニットＭｕ１の中央磁石５ａと他方の磁石ユニットＭｕ２の中央磁石５ａとの基板Ｓｗ側の極性を互いに異ならせると共に、各中央磁石５ａに応じて各周辺磁石５ｂ及びコーナー磁石の基板Ｓｗ側の極性を異ならせ、その上で、基準姿勢からＺ軸に対して所定角度α（例えば、３０度）で互いに向かい合う方向に傾動させた傾動姿勢としたものを例に説明したが、膜厚が最大となる位置Ｐｐを通るＺ軸上から、磁場のＺ軸成分のピークがＸ軸方向にシフトした磁場プロファイルを持つものであれば、上記に限定されるものではない。
　また、上記実施形態では、筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）をＩＺＯ製としたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、一対の筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２（Ｔｇ３，Ｔｇ４）を有するカソードユニットＳｃを用いてマグネトロンスパッタリングによりＩＴＯなど酸化インジウム系酸化物膜を含む透明導電性酸化物膜を成膜する場合にも本発明は広く適用することができる。
　更に、上記実施形態では、固定のカソードユニットＳｃに対して基板ＳｗをＸ軸方向に移動させるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、固定の基板Ｓｗに対してカソードユニットＳｃをＸ軸方向に移動させるもの（所謂ムービングカソード式のスパッタリング装置）にも本発明は適用することができる。同一の部材、要素に同一の符号を付した図７（ａ）及び（ｂ）を参照して、他の実施形態のマグネトロンスパッタリング装置ＳＭ２は、仕切板１０１を介して互いに連設される第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３とを備える。以下において、第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３との連設方向をＺ軸方向、後述のカソードユニットＳｃの移動方向をＸ軸方向とし、上、下といった方向は図７に示すスパッタリング装置ＳＭ２の設置姿勢を基準とする。
　第１及び第２の両チャンバ１０２，１０３には、特に図示して説明しないが、真空ポンプからの排気管が接続され、その内部を所定圧力の真空雰囲が形成できるようにしている。第１チャンバ１０２には、基板Ｓｗがその成膜面がＸ軸方向上方を向く姿勢で設置されるステージ１０４が配置されている。ステージ１０４は、第１チャンバ１０２内に軸支した回転軸１０５で支持され、軸線回りに回転軸１０５を回転させると、基板Ｓｗの成膜面がＸ軸方向上方を向く水平姿勢と、基板Ｓｗの成膜面がＺ軸方向を向く起立姿勢との間でステージ１０４が姿勢変更するようになっている。この場合、仕切板１０１には、起立姿勢の基板Ｓｗが成膜チャンバ内を臨む開口１０１ａが設けられ、ステージ１０４を起立姿勢にすると、例えば、基板Ｓｗの周囲に位置するステージ１０４の部分が、開口１０１ａの外周縁部に位置する仕切板１０１の部分に当接して第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３とを雰囲気分離されるようにしている。特に図示して説明しないが、ステージ１０４には、基板Ｓｗを保持するメカクランプなどの保持手段が設けられ、また、成膜領域を制限するためのマスク（図示せず）や、ステージ１０４で保持された基板Ｓｗを加熱または冷却する加熱冷却機構を設けることもできる。なお、図７中、カソードユニットＳｃはＹ軸方向に長手であり、Ｘ軸方向に移動されるが、Ｘ軸方向に長手とし、Ｘ軸とＺ軸に直交するＹ軸方向に移動されるようにしてもよい。
　第２チャンバ１０３には、ガス導入口１０６が開設され、図外のガス導入管の一端が接続されて流量制御されたスパッタガスとしてのアルゴンガス（希ガス）と酸素ガス（反応ガス）が導入できるようになっている。第２チャンバ１０３内にはまた、上記実施形態と同一の構成を有し、筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２を二本としたカソードユニットＳｃが、筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２の回転軸方向がＸ軸及びＺ軸に直交する方向にのびる姿勢で且つ支持台１０７に設置された状態で配置されている。支持台１０７にはスライダ（図示せず）が設けられ、スライダは、第２チャンバ１０３外に設けたモータ１０８からのボールネジ１０９に螺合している。これにより、モータ１０８を回転駆動すると、その回転方向に応じてカソードユニットＳｃがＸ軸方向に移動自在になる。
　マグネトロンスパッタリング装置ＳＭ２を用いてＩＺＯ膜を成膜する場合、図７（ａ）に示すステージ１０４の水平姿勢にて、第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３とが真空ポンプにより真空引きされる。このとき、カソードユニットＳｃは、筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２が開口１０１ａより上方に位置する仕切板１０１の部分に対向する第１退避位置にある。第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３とが所定圧力の真空雰囲気に達すると、特に図示して説明しないが、第１チャンバ１０２に連設された搬送チャンバ内の真空搬送ロボットによりステージ１０４上に基板Ｓｗがその成膜面をＸ軸方向上方に向けた姿勢で設置される。これに併せて、ガス導入口１０６からアルゴンガスを所定流量で導入し、スパッタ電源により各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２にパルス状の直流電力や高周波電力を投入する。そして、駆動ブロックＤｂ１，Ｄｂ２により各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２を所定速度で回転させながら、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２がプラズマ中の希ガスのイオンによりスパッタリングされる（第１工程：プレスパッタ）。このとき、第２チャンバ１０３内には、図示省略の防着板が適宜設けられ、スパッタ粒子の第１チャンバ１０２への漏洩が防止されるようになっている。
　次に、回転軸１０５を回転駆動してステージ１０４が水平姿勢から起立姿勢に変更され、基板Ｓｗが第２チャンバ１０３を臨む状態で第１チャンバ１０２と第２チャンバ１０３とが雰囲気分離され、ガス導入口１０６からアルゴンガスに加えて酸素ガスを所定流量で導入する。そして、モータ１０８を回転駆動してカソードユニットＳｃが第１退避位置からX軸方向下方に向けて移動される。これにより、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２と基板Ｓｗとが対向する間に、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２から所定の余弦則に従って飛散したスパッタ粒子が適宜酸素ガスと反応しながら、基板Ｓｗ表面に付着、堆積してＩＺＯ膜が成膜される（第２工程：成膜処理）。この場合、カソードユニットＳｃのＸ軸方向における上下動を複数回繰り返してもよい。
　次に、基板ＳｗへのＩＺＯ膜の成膜が終了すると、即ち、基板Ｓｗが筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２と対向する領域を通過して筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２が開口１０１ａより下方に位置する仕切板１０１の部分に対向する第２退避位置に到達すると、アルゴンガス及び酸素ガスの導入、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２への電力投入及び、各筒状ターゲットＴｇ１，Ｔｇ２の回転が停止される。そして、回転軸１０５を回転駆動してステージ１０４が起立姿勢から水平姿勢に再度変更され、この状態で真空搬送ロボットにより成膜済みの基板Ｓｗが回収される。
　ＳＭ１，ＳＭ２…マグネトロンスパッタリング装置、Ｄｂ１，Ｄｂ２…駆動ブロック（駆動手段）、Ｍｕ１，Ｍｕ２…磁石ユニット、Ｓｃ…カソードユニット、Ｓｗ…基板（成膜対象物）、Ｔｇ１～Ｔｇ４…筒状ターゲット、１…真空チャンバ、２…基板搬送装置（移動手段）、５ａ…中央磁石、５ｂ…周辺磁石。 

Claims (6)

  1. 　真空チャンバ内で成膜対象物の成膜面に対向配置されるカソードユニットを備えるマグネトロンスパッタリング装置であって、
    　成膜面内で互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、カソードユニットから成膜面に向かう方向を上として、カソードユニットが、Ｘ軸方向に間隔を置いて並設されるＹ軸方向に長手の少なくとも一対の筒状ターゲットを備え、筒状ターゲットをＹ軸回りに夫々回転駆動する駆動手段が設けられると共に、各筒状ターゲット内に磁石ユニットが夫々組み付けられ、対をなす磁石ユニットの各々は、Ｙ軸方向に長手の中央磁石とこの中央磁石の周囲を囲う周辺磁石とを有して筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場を形成するものにおいて、
    　カソードユニットに対して成膜対象物を静止対向させた状態で成膜したときに成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分の磁場強度がゼロになるように対をなす磁石ユニットの各々が構成されることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
  2. 　前記対をなす磁石ユニットの各々は、一方の磁石ユニットの中央磁石と他方の磁石ユニットの中央磁石との前記空間側の極性が互いに異なると共に、各中央磁石に応じて前記周辺磁石の処理面側の極性が異なり、各磁石ユニットの中央磁石上面が前記成膜面に対向する姿勢を基準姿勢とし、基準姿勢からＺ軸に対して所定角度で互いに向かい合う方向に傾動させた傾動姿勢で夫々配置されていることを特徴とする請求項１記載のマグネトロンスパッタリング装置。
  3. 　前記所定角度は１５度～６０度の範囲であることを特徴とする請求項２記載のマグネトロンスパッタリング装置。
  4. 　前記カソードユニットと前記成膜対象物との少なくとも一方をＸ軸方向に所定速度で相対移動させる移動手段を更に備えることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のマグネトロンスパッタリング装置。
  5. 　真空雰囲気中の真空チャンバ内でカソードユニットのターゲットをスパッタリングしてこれに対向配置される成膜対象物の成膜面に成膜するための成膜方法であって、
    　成膜面内で互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、カソードユニットから成膜面に向かう方向を上とし、カソードユニットとして、Ｘ軸方向に間隔を置いて並設されるＹ軸方向に長手の少なくとも一対の筒状ターゲットと各筒状ターゲット内に夫々組み付けられる磁石ユニットとを備え、対をなす磁石ユニットの各々がＹ軸方向に長手の中央磁石とこの中央磁石の周囲を囲う周辺磁石とを有して、筒状ターゲットと成膜面との間の空間にトンネル状の磁場を形成し、カソードユニットに対して成膜対象物を静止対向させた状態で成膜したときに成膜面内で膜厚が最大となる位置を通るＺ軸上にて磁場のＺ軸成分の磁場強度がゼロになるようにしたものを用い、
    　カソードユニットと成膜対象物とを対向させない第１退避位置にて、各筒状ターゲットを回転駆動しながら各筒状ターゲットに電力投入して各ターゲットの外表面をスパッタリングする第１工程と、
    　カソードユニットと成膜対象物との少なくとも一方をＸ軸方向に所定速度で相対移動させ、各ターゲットと成膜面とが対向する間に各ターゲットから飛散するスパッタ粒子を付着、堆積させて成膜面に成膜する第２工程と、
    　Ｘ軸方向でカソードユニットと成膜対象物とが離隔した第２退避位置に到達すると、各筒状ターゲットへの電力投入を停止する第３工程とを含むことを特徴とする成膜方法。
  6. 　前記第２工程で、各ターゲットを互いに逆方向に回転させることを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。
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