WO2023277163A1 - スパッタ装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2023277163A1
WO2023277163A1 PCT/JP2022/026373 JP2022026373W WO2023277163A1 WO 2023277163 A1 WO2023277163 A1 WO 2023277163A1 JP 2022026373 W JP2022026373 W JP 2022026373W WO 2023277163 A1 WO2023277163 A1 WO 2023277163A1
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WO
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target
sputtering
sputtering apparatus
substrate
chamber
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Application number
PCT/JP2022/026373
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English (en)
French (fr)
Inventor
達哉 岩崎
Original Assignee
キヤノントッキ株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus for forming a film on a substrate by sputtering and a method for manufacturing an electronic device.
  • Sputtering is a method for forming a thin film of metal, metal oxide, or the like on a film-forming object such as a substrate or a laminate formed on the substrate.
  • a sputtering gas is introduced into a vacuum chamber, a negative voltage is applied to a target to generate glow discharge, and the sputtering gas is ionized to collide with the surface of the target at high speed.
  • the material forming the target is sputtered out from the surface of the target as sputtered particles, which adhere and deposit on the film-forming object to form a thin film.
  • Metal thin films and compound thin films such as oxides and nitrides can be formed by introducing an inert gas such as Ar as a sputtering gas, or a reactive gas such as O 2 or N 2 in addition to the inert gas. can.
  • an inert gas such as Ar as a sputtering gas
  • a reactive gas such as O 2 or N 2 in addition to the inert gas.
  • NEG Non-Evaporable Getter
  • Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus in which a NEG pump is arranged in a vacuum chamber in the vicinity of a substrate, which is an object to be film-formed, while being separated from the substrate and the target by a shielding plate.
  • Patent Document 2 discloses a sputtering apparatus in which a NEG pump is arranged in a vacuum chamber near a substrate, which is a film-forming object, on the opposite side of the substrate from the target.
  • An object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of removing gas molecules from the vicinity of a target more efficiently and obtaining an element with good characteristics.
  • the present invention includes a chamber in which a substrate is housed; a target arranged inside the chamber so as to face the film formation target surface of the substrate; a non-evaporable getter pump provided inside the chamber;
  • a sputtering apparatus comprising
  • the non-evaporable getter pump is a sputtering apparatus characterized in that it is arranged with respect to the target in a direction other than the direction in which the material forming the target is emitted from the target during sputtering.
  • the present invention provides a chamber in which the substrate is accommodated, a cylindrical target arranged inside the chamber so as to face the film-forming target surface of the substrate; a non-evaporable getter pump provided inside the chamber; A sputtering apparatus comprising rotating means for rotating the target, A virtual line segment connecting the rotation center of the target and the position of the non-evaporable getter pump in a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the target is expressed in polar coordinates with the rotation center of the target as an origin. An angle defined as positive in a direction toward the film formation target surface with respect to the position of a virtual plane that includes the axis and is parallel to the film formation target surface of the substrate, and is not included in the range of 45 degrees to 135 degrees. It is a sputtering device that
  • gas molecules can be more efficiently removed from the vicinity of the target inside the chamber using the getter material. Further, by forming an electrode film using the sputtering apparatus of the present invention, an organic light-emitting diode with excellent characteristics can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a sputtering apparatus of Example 1.
  • 4A and 4B are diagrams for explaining the effect of the first embodiment;
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a sputtering apparatus according to Example 2;
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a sputtering apparatus of Example 3;
  • FIG. 1(A) is a diagram schematically showing the internal structure of the sputtering device 1 as seen from a direction (the Y direction) parallel to the rotation axis of a cylindrical target 2 provided in the sputtering device 1.
  • FIG. 1B is a diagram schematically showing the internal configuration of the sputtering device 1 as seen from a direction (X direction) parallel to the transport direction S of the substrate 6 transported within the sputtering device 1 . Note that the vertical direction is the Z direction.
  • FIG. 1C is a diagram schematically showing the configuration of the magnet unit 3 provided inside the target 2. As shown in FIG.
  • the sputtering apparatus 1 is used for the manufacture of various electronic devices such as semiconductor devices, magnetic devices, electronic parts, etc., and for the manufacture of optical parts, etc., by depositing a thin film on a substrate (including a substrate on which a laminate is formed).
  • the sputtering apparatus 1 is preferably used in the manufacture of electronic devices such as light emitting elements, photoelectric conversion elements, and touch panels.
  • the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment is particularly preferably applicable to manufacture of organic light-emitting elements such as OLEDs and organic photoelectric conversion elements such as organic thin-film solar cells.
  • the electronic device in the present invention includes a display device having a light-emitting element (eg, an organic EL (Electro-Luminescence) display device), a lighting device (eg, an organic EL lighting device), a sensor having a photoelectric conversion device (eg, an organic CMOS image sensor) is also included.
  • the present invention also includes a method of manufacturing an electronic device having a step of forming a thin film on a substrate using the sputtering apparatus 1 according to this embodiment or a sputtering apparatus obtained by modifying the sputtering apparatus 1 according to this embodiment within the scope of the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows a general layer structure of an OLED.
  • An OLED generally has a structure in which an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode (upper electrode) are laminated on a substrate.
  • the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment is suitably used when forming a film of a metal, metal oxide, or the like used for an electron injection layer or an upper electrode on an organic film by sputtering.
  • it is not limited to film formation on an organic film, and film formation is possible on various surfaces as long as it is a combination of materials that can be formed by sputtering, such as metal materials and oxide materials.
  • the sputtering apparatus 1 has a chamber 10 in which a substrate 6, which is an object to be film-formed, and a target 2 are arranged.
  • the target 2 is placed vertically below the substrate 6, and film formation is performed by deposition with the film formation surface of the substrate 6 facing vertically downward.
  • the present invention is not limited to this, and the target 2 is arranged vertically above the substrate 6, and the film formation is performed by depositing with the film forming surface of the substrate 6 facing vertically upward.
  • the substrate 6 may be set vertically, and the film formation may be performed with the film formation surface of the substrate 6 parallel to the vertical direction.
  • the rotating cathode unit 8 has a cylindrical target 2 and a magnet unit 3 as a magnetic field generator that is arranged in the hollow inside the target 2 and generates a magnetic field around the target 2 .
  • a backing tube 2 a is provided inside the target 2 .
  • the target 2 is composed of a film-forming material for forming a film on the substrate 6 by sputtering, and functions as a supply source of the film-forming material.
  • a cathode (upper electrode) of Ag or Ag alloy for example, Ag—Mg alloy
  • the film forming material forming the target 2 contains Ag or an Ag alloy.
  • the sputtering apparatus of the present invention is applicable without being limited to the film formation of the upper electrode by Ag or Ag alloy, and the film formation material of the target 2 may be Cu, Al, Ti, Mo, Cr, , Ag, Au, Ni, etc., or alloys or compounds containing these metal elements.
  • the film forming material for the target 2 transparent conductive oxides such as ITO, IZO, IWO, AZO, GZO, and IGZO can be employed.
  • a layer of the backing tube 2a made of another material is formed inside the layer of the target 2 on which the film-forming material is formed.
  • a power supply 13 is connected to the backing tube 2a, and functions as a cathode to which a negative voltage is applied from the power supply 13. As shown in FIG. The voltage may be applied directly to the target 2, in which case the structure without the backing tube 2a may be employed.
  • a DC power supply, an AC power supply, or a high frequency power supply is used as the power supply 13 depending on the material of the target 2 .
  • Chamber 10 is grounded.
  • the target 2 is a cylindrical target, but the term "cylindrical" here does not mean only a mathematically strict cylindrical shape. Including those whose vertical cross section is not a mathematically rigorous "circle”. That is, the target 2 in the present invention may be any cylindrical shape that can rotate about its central axis.
  • the magnet unit 3 includes a central magnet 31 extending in a direction parallel to the rotation axis of the target 2, a peripheral magnet 32 having a different polarity from the central magnet 31 and surrounding the central magnet 31, and a yoke.
  • a plate 33 is provided.
  • the peripheral magnet 32 is composed of a pair of linear portions 32a and 32b extending parallel to the central magnet 31, and turning portions 32c and 32d connecting both ends of the linear portions 32a and 32b.
  • the magnetic field formed by the magnet unit 3 has magnetic lines of force returning in a loop from the magnetic pole of the central magnet 31 toward the linear portions 32 a and 32 b of the peripheral magnets 32 .
  • a toroidal magnetic field tunnel extending in the rotation axis direction of the target 2 is formed near the surface of the target 2 .
  • This magnetic field traps electrons, concentrates the plasma near the surface of the target 2, and enhances the efficiency of sputtering.
  • a high-density plasma is formed by the magnetic field of the magnet unit 3, and a sputtering region A is defined as a region where sputtered particles are concentrated.
  • the rotating cathode unit 8 is fixed with respect to the chamber 10 .
  • the target 2 is rotatably supported around the central axis of the cylinder. Specifically, the target 2 is rotatably supported at its Y-direction end by a support block 210 and an end block 220 .
  • the support block 210 and the end block 220 are provided with a power transmission mechanism that transmits the driving force from the target driving device 11, which is a rotary driving device, to the target 2.
  • the target drive device 11 has a drive source such as a motor, and rotates the target 2 via a power transmission mechanism.
  • the internal magnet unit 3 is supported so as not to rotate. That is, the target driving device 11 of the sputtering apparatus 1 has a driving mechanism that rotates the target 2 while the magnet unit 3 is stationary.
  • the substrate 6 is loaded from one gate valve 17 provided on the side wall of the chamber 10 .
  • the substrate 6 is transported in the horizontal direction (the direction indicated by the arrow S) within the chamber 10 by the transport member 120, and film formation is performed by sputtering. After film formation is performed on the entire film formation target surface of the substrate 6 , the substrate 6 is unloaded from the gate valve 18 provided on the other side wall of the chamber 10 .
  • a gas introducing means 16 and an exhausting means 15 are connected to the chamber 10, and the chamber 10 is configured so that the internal pressure can be adjusted to a predetermined pressure.
  • a sputtering gas ininert gas such as argon or reactive gas such as oxygen or nitrogen
  • the inside of the chamber 10 is evacuated through an exhaust port 5 by an exhaust means 15 such as a vacuum pump. Thereby, the pressure inside the chamber 10 is adjusted to a predetermined pressure.
  • the gas introduction means 16 has an introduction port 41, and is composed of a supply source such as a gas cylinder (not shown), a piping system connecting the supply source and the introduction port 41, various vacuum valves, a mass flow controller, etc. provided in the piping system. , the flow rate control valve of the mass flow controller can be used to adjust the supply rate.
  • the flow control valve has an electrically controllable configuration such as a solenoid valve.
  • Inlet 41 is located in a vertical sidewall of chamber 10 .
  • the installation position of the introduction port 41 is not limited to the side wall, and may be provided on the bottom wall or on the ceiling wall. Alternatively, the pipe may extend into the chamber 10 and the inlet may open into the chamber 10 . Further, a plurality of introduction ports 41 may be provided and configured to be arranged along the rotation axis direction of the target 2 .
  • the exhaust means 15 has a vacuum pump and a piping system connecting the vacuum pump and the exhaust port 54.
  • the piping system is provided with an electrically controllable flow control valve such as a conductance valve. Displacement is adjustable.
  • An exhaust port 5 is provided in the bottom wall of the chamber 10 .
  • the installation position of the exhaust port 5 is not limited to the bottom wall, and may be provided on a vertical side wall or may be provided on the ceiling wall. Alternatively, the piping may extend into the chamber 10 and the exhaust port 5 may open into the chamber 10 .
  • a non-evaporable getter pump 7 (hereinafter referred to as a NEG pump) is provided in the vicinity of the rotating cathode unit 8 .
  • the NEG pump 7 is composed of a stainless steel structure in which a sintered NEG material capable of adsorbing chemically active species such as H 2 , H 2 O, O 2 , N 2 , CO and CO 2 is installed. and contains an electrical resistance heater for activating the NEG material.
  • the NEG pump 7 is arranged along the rotation axis direction (Y direction) of the target 2 .
  • the length of the NEG pump 7 in the Y direction is substantially the same as the length of the target 2 in the Y direction as shown in FIG. 1(B).
  • the NEG material is Ti, Zr, V, Al, Ta, W, Mo, Hf, Nb, Fe, or an alloy containing these as main components, and is heated to about 500°C by a heater. to remove gas molecules in the chamber 10 by chemisorption.
  • the NEG pump 7 has substantially no effect on chemically inactive species such as Ar and Xe used as sputtering gas.
  • gas molecule in this specification means H 2 , H 2 O, O 2 , N 2 , CO, CO 2 , etc., excluding inert species such as Ar.
  • the control unit 14 controls the activation state of the NEG pump 7 by controlling the energization of the heater of the NEG pump 7 , thereby controlling exhaust by the NEG pump 7 .
  • the configuration, heating method, and heating temperature of the NEG pump 7 are examples, and are not limited to the above examples.
  • the NEG material may be in the form of powder or compressed into a pill, and the length of the NEG pump 7 in the Y direction may be shorter or longer than the length of the target 2 in the Y direction.
  • the NEG pumps may be divided and arranged at a plurality of positions.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2.
  • FIG. 3(A) shows the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2 when a cylindrical target 2 is used to form a film by deposition on the vertically lower surface of a substrate 6 placed above the target 2. indicates The NEG pump 7 is arranged in the vicinity of the target 2 in a direction other than the direction in which emissions (sputtered particles) are emitted from the target 2 during sputtering.
  • FIG. 3(A) shows the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2 when a cylindrical target 2 is used to form a film by deposition on the vertically lower surface of a substrate 6 placed above the target 2.
  • the NEG pump 7 is arranged in the vicinity of the target 2 in a direction other than the direction in which emissions (sputtered particles) are emitted from the target 2 during sputtering.
  • FIG. 3(A) shows the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2
  • FIG. 3C a perspective view shows a cylindrical target and a place where sputtered particles are emitted by generating high-density plasma.
  • a high-density plasma region having a track-like shape is formed in the angular directions of ⁇ and ⁇ on the surface of the cylinder.
  • angles ⁇ and ⁇ are polar coordinates with the center of rotation of the target 2 as the origin, and the position of the virtual plane including the rotation axis of the target 2 and parallel to the film formation target surface of the substrate 6 is used as a reference. It is the angle defined as positive in the direction toward the face.
  • the angles ⁇ and ⁇ are roughly defined by the positions of line segments D2 and D3 passing through the rotation center O of the target 2 and the positions between the central magnet 31 and the peripheral magnets 32 .
  • Many sputtered particles are emitted at the outer peripheral positions of the target 2 in the directions of angles ⁇ and ⁇ . Also, more sputtered particles are emitted in the directions of angles ⁇ and ⁇ .
  • the area defined by the angles ⁇ and ⁇ is referred to herein as the sputtering area.
  • the position where the NEG pump 7 is arranged is a virtual line segment (for example, the line in FIG. (L1, L2, L3) do not intersect arc C corresponding to the range from angle ⁇ to ⁇ .
  • the NEG pump 7 can be arranged in the direction opposite to the arc C (back side of the target 2).
  • Such an arrangement of the NEG pump 7 takes advantage of the characteristics of the rotary cathode that the target 2 has a cylindrical shape and is supported at the ends, and it can be installed at a close position. This is the preferred arrangement.
  • the arc C corresponds to a predetermined area on the surface of the target 2 facing the film-forming target surface of the substrate 6 within a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the target 2 .
  • the predetermined area corresponding to the arc C can be set, for example, as a range up to angles ⁇ and ⁇ determined based on the magnetic flux distribution of the magnetic field formed by the magnet unit 3. Alternatively, it may be a region on the surface of the target 2 having a magnetic field strength above a certain value.
  • ⁇ can range from 45 degrees to 80 degrees ( ⁇ from 100 degrees to 135 degrees).
  • ⁇ is 60 degrees and ⁇ is 120 degrees.
  • ⁇ may be 45 degrees and ⁇ may be 135 degrees.
  • the virtual line segment that connects the rotation center of the target 2 and the position of the NEG pump 7 in the virtual plane perpendicular to the rotation axis of the target 2 has an angle of 45 degrees to 135 degrees in the polar coordinates defined above.
  • the position of the NEG pump 7 is, for example, the position of the center of gravity of the NEG pump 7, but is not limited to this.
  • the ⁇ direction and the ⁇ direction are symmetrical with respect to the vertical direction here, they do not necessarily have to be symmetrical. That is, the sputtering area A and the arc C may be arranged in a direction inclined from the vertically upward direction.
  • ⁇ is 330 degrees and ⁇ is 30 degrees.
  • ⁇ is 15 degrees and ⁇ is 75 degrees.
  • FIGS. 1(A) and 1(B) describe the NEG pump 7 as being arranged on the bottom surface of the chamber 10, it can be arranged at any position that satisfies the above positional relationship. If necessary, a support for supporting the NEG pump 7 may be provided on the bottom surface of the chamber 10, and the NEG pump 7 may be arranged on the support. The distance between the NEG pump 7 and the target 2 is appropriately determined within the range that satisfies the above positional relationship, but it is preferable to dispose the NEG pump 7 at a distance of 30 cm or less from the surface of the target 2 .
  • the NEG pump 7 By arranging the NEG pump close to the target, it is possible to efficiently adsorb the gas molecules released from the target in a short time, so that the amount of adsorbed molecules on the target surface can be reduced. Further, by disposing the NEG pump 7 within 20 cm from the surface of the target 2, the device can be made compact, which is preferable.
  • FIG. 3(B) shows the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2 when the cylindrical target 2 is deposited on the vertically upper surface of the substrate 6 by deposition down.
  • the angles ⁇ and ⁇ can be determined in the same way as in the case of deposit up described above.
  • the positive direction of the polar angle is opposite to that in the case of deposit up shown in FIG. 3(A), as shown in FIG. 3(B).
  • the range of angles ⁇ and ⁇ can range from 45 degrees to 80 degrees and ⁇ from 100 degrees to 135 degrees, as in the case of deposit-up, for example, ⁇ is 60 degrees and ⁇ is It can be 120 degrees.
  • Embodiment 1 is an example in which the present invention is applied to a sputtering apparatus that performs sputtering using a cylindrical target 2, the present invention can also be applied to a sputtering apparatus that performs sputtering using a flat target.
  • FIG. 3D shows the positional relationship between the NEG pump 7 and the target 2X in the case of deposit-up sputtering deposition on the vertically lower surface of the substrate 6 placed above the target 2X using the flat target 2X.
  • the NEG pump 7 is arranged with respect to the target 2X in a direction other than the direction in which emissions from the target 2X are emitted during sputtering.
  • the NEG pump 7 is arranged so that the surface of the NEG pump 7 closest to the substrate 6 is located on the opposite side of the substrate 6 with respect to the imaginary plane P including the surface of the target 2X facing the substrate 6. .
  • the control unit 14 controls the target drive unit 11 to drive and rotate the target 2 in the direction of the arrow R, and controls the power supply 13 to rotate the target. 2 is applied with a negative voltage.
  • the magnet unit 3 does not rotate and always generates a stray magnetic field on the surface of the target 2 facing the substrate 6 .
  • the region where the magnetic field generated by the magnet unit 3 exists becomes the sputtering region A where plasma is concentrated and sputtered particles are generated.
  • Cationic inert gas ions in the plasma collide with the surface of the target 2 , and ejected atoms and molecules of the material forming the target 2 are emitted from the target 2 .
  • Particles of the film-forming material emitted from the target 2 adhere to and deposit on the film-forming target surface of the substrate 6 .
  • impurities such as oxygen and hydrogen contained in the target and gas molecules adsorbed on the target surface are also released from the surface of the target 2 . That is, in addition to sputtered particles of the material forming the target, a considerable amount of gas molecules are emitted. In this embodiment, these gas molecules are efficiently exhausted (adsorbed) by the NEG pump arranged near the target.
  • the rotating cathode unit 8 is fixed with respect to the chamber 10 , so the sputtering area A does not move with respect to the chamber 10 .
  • the facing angle between the sputtering area A and the film formation target surface of the substrate 6 is constant during the film formation process.
  • the facing angle between the sputtering area A and the film formation target surface of the substrate 6 is, for example, an arc corresponding to the sputtering area A on the cylindrical surface of the target 2 within a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the target 2. is defined as an angle between a line segment that bisects the central angle of and an imaginary plane including the film formation target surface of the substrate 6 .
  • the area of the film formation target surface of the substrate 6 facing the sputtering area A moves in the horizontal direction.
  • film formation is sequentially performed on the film formation target surface of the substrate 6 from the downstream end in the transport direction S toward the upstream end.
  • sputtering deposition is uniformly performed over the entire surface of the substrate.
  • the area from which sputtered particles are emitted on the surface of the target 2 moves in the circumferential direction as the target 2 rotates. Therefore, if attention is paid to a certain local area on the surface of the target 2 , it will be sputtered intermittently at a period determined by the rotation speed of the target 2 .
  • arranging the NEG pump 7 near the target 2 is effective for reducing gas molecules near the target 2 .
  • gas molecules released during sputtering SP period in FIG.
  • FIG. 4A is a conceptual diagram showing temporal changes in the amount of sputtered particles emitted from a local region on the surface of the target 2 when film formation is performed by sputtering in the sputtering apparatus 1 of Example 1.
  • FIG. A local area on the surface of the target 2 is a partial area corresponding to a specific angular direction on the outer peripheral surface of the cylindrical target 2 .
  • the target 2 rotates in the direction of arrow R during sputtering.
  • the position of the sputtering area A does not change, local areas on the surface of the target 2 are sputtered intermittently at time intervals determined by the rotation period, as shown in FIG. 4(A).
  • Sputtering periods are indicated by SP, and non-sputtering periods are indicated by NN.
  • SP Sputtering periods
  • NN non-sputtering periods
  • FIG. 4(B) is a conceptual diagram showing temporal changes in the partial pressure of gas such as oxygen and water in the vicinity of a local region on the surface of the target 2 .
  • Graph G1 shows changes in gas partial pressure in the sputtering apparatus 1 of Example 1
  • graph G2 shows changes in gas partial pressure when the NEG pump is not used.
  • gas molecules in the vicinity of the local region generated by sputtering cannot be exhausted in a short time, so a considerable amount of gas partial pressure is maintained in the vicinity of the target surface in the time period NN, and oxygen and water molecules are trapped on the target surface.
  • Adsorb When the local region is next sputtered (time period SP), these adsorbed molecules are released and the gas partial pressure rises.
  • gas molecules are incorporated into the film being formed as impurities.
  • gas molecules oxidize the surface of the target, resulting in a decrease in cleanliness of the surface of the target.
  • oxygen on the surface of the target is released as negative ions, irradiating the substrate and damaging the underlying layer of the substrate, such as an organic film. Due to such a phenomenon, when applied to the formation of the upper electrode of an organic EL device, good device characteristics may not be obtained.
  • gas molecules near the target 2 are adsorbed by the NEG pump 7 arranged near the target 2, so that the graph G1 shows The gas partial pressure near the localized area can be reduced.
  • gas molecules near the target 2 emitted during the time period SP are adsorbed by the NEG pump 7 in a short period of time, so the amount of molecules adsorbed on the surface of the target 2 during the non-sputtering time period NN is suppressed.
  • the amount of gas molecules emitted from the surface of the target 2 is greatly reduced at the time when the local region is next sputtered (time period SP).
  • the gas partial pressure near the target 2 during sputtering can be kept low.
  • the number of gas molecules in the vicinity of the target 2 it is possible to reduce the amount of impurities mixed in the film being formed.
  • oxidation of the surface of the target 2 can be suppressed, and cleanliness can be maintained. Since the oxidation of the surface of the target 2 is suppressed, it is possible to suppress the damage to the underlying layer of the substrate such as the organic film caused by the generation of negative oxygen ions.
  • an element having good characteristics can be realized.
  • the NEG pump 7 is arranged in a direction other than the direction in which emissions from the target 2 are emitted during sputtering. Since the NEG pump 7 is not covered with the film-forming material knocked out from the surface of the target 2 by sputtering, the NEG pump 7 can be used for a long period of time. Further, since the NEG pump 7 is arranged in a direction other than the sputtering area of the target 2 and in the vicinity of the target 2, gas molecules near the surface of the target 2 can be reliably adsorbed.
  • the NEG pump 7 in the rotary cathode, by arranging the NEG pump 7 on the opposite side (back side of the cylinder) of the sputtering area facing the substrate 6, there is no adhesion of emitted matter (sputtered particles), and the vicinity of the cathode It is possible to meet the requirements of placement in Furthermore, considering the fact that the surface of the target 2 is sputtered intermittently with the rotation of the rotary cathode, by arranging the NEG pump 7 at an appropriate position, gas molecules are adsorbed on the target 2 during the NN period. can reduce the amount of This reduces the emission of gas molecules during the SP period, and reduces the partial pressure of gas such as oxygen and water on the surface of the target 2 and its vicinity during sputtering.
  • the sputtering apparatus 1 is not provided with a member that shields the NEG pump 7 from the target 2 between the target 2 and the NEG pump 7, gas molecules can be adsorbed more reliably. Moreover, since the NEG pump 7 does not adsorb inert gas molecules such as Ar, the installation of the NEG pump 7 does not affect sputtering.
  • the electrode film of the OLED element is formed by the sputtering apparatus 1 of Example 1, a device having good element characteristics can be realized. Degassing in the chamber tends to affect film deposition equipment for large substrates, but the method of this embodiment can also be applied to film deposition on large substrates of G4 (680 mm x 880 mm) or larger. be.
  • the method of this embodiment can also be applied to film deposition on large substrates of G4 (680 mm x 880 mm) or larger. be.
  • a film of Ag or Ag alloy such as MgAg as the upper electrode (cathode) of an OLED, it may be affected by minute pressure fluctuations in the chamber. Stable film formation can be performed.
  • the element produced using the sputtering apparatus according to the present invention is not limited to OLED.
  • the film-forming layer when producing an OLED is not limited to the upper electrode.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing the internal configuration of the sputtering device 1X as seen from a direction (the Y direction) parallel to the rotational axis of the cylindrical target 2 provided in the sputtering device 1X.
  • FIG. 5B is a diagram schematically showing the internal configuration of the sputtering apparatus 1X viewed from a direction (X direction) parallel to the moving direction T of the rotary cathode unit 8X that moves within the sputtering apparatus 1X.
  • the rotating cathode unit 8 does not move with respect to the chamber 10 , and the substrate 6 moves with respect to the chamber 10 , so that the substrates are sequentially deposited from the downstream end in the transport direction of the substrate 6 .
  • a film was formed on the film formation target surface of No. 6.
  • the rotating cathode unit 8X moves with respect to the chamber 10
  • the substrate 6 does not move with respect to the chamber 10
  • the substrates are sequentially moved from the upstream end of the moving direction of the rotating cathode unit 8X. Film formation is performed on the film formation target surface of 6 .
  • the rotating cathode unit 8 of the sputtering apparatus 1 of Example 1 was composed of a pair of cylindrical target 2 and magnet unit 3
  • the rotating cathode unit 8X of the sputtering apparatus 1X of Example 2 consisted of two It consists of a set of cylindrical targets 2L, 2R and magnet units 3L, 3R.
  • the configuration of each set of targets and magnet units is the same as that of the first embodiment, but the directions of rotation by the target driving device 11 are opposite to each other.
  • the target 2L rotates in the arrow L direction
  • the target 2R rotates in the arrow R direction opposite to the arrow L direction.
  • the rotating cathode unit 8X has a moving table 230, and a support block 210 and an end block 220 that rotatably support the targets 2L and 2R.
  • the targets 2L and 2R are arranged side by side in the movement direction T (parallel to the X direction) of the rotating cathode unit 8X.
  • the NEG pump 7 is arranged between the targets 2L and 2R on the moving table 230. FIG. Therefore, the NEG pump 7 moves together with the targets 2L, 2R.
  • the moving table 230 is provided with a partition member 260 arranged to surround the targets 2L and 2R. Note that the partition member 260 is omitted in FIG. 5B to avoid complication.
  • the partition member 260 is open in the direction in which the substrate 6 is arranged (vertically upward direction) so as not to prevent the sputtering areas AR and AL of the targets 2L and 2R from facing the film formation target surface of the substrate 6. It's becoming
  • the moving table 230 is horizontally movably supported along a pair of guide rails 250 via a transport guide 240 such as a linear bearing.
  • the guide rails 250 are provided parallel to the X direction.
  • the moving table 230 is linearly driven in the X direction by the linear drive device 12 .
  • the linear drive device 12 can use various known linear motion mechanisms such as a screw feed mechanism using a ball screw or the like for converting the rotary motion of a rotary motor into linear motion, or a linear motor. Therefore, the rotating cathode unit 8X moves in the X direction within the XY plane, and the targets 2L and 2R move in the X direction within the XY plane while rotating around rotation axes parallel to the Y direction.
  • the substrate 6 When the substrate 6 is carried into the chamber 10, it is held vertically above the rotating cathode unit 8X by the holder 6a. During the film formation process, the substrate 6 does not move with respect to the chamber 10, and the film is formed by sputtering while the rotary cathode unit 8X moves in the horizontal direction (direction indicated by the arrow T). After film formation is performed on the entire film formation target surface of the substrate 6 , the substrate 6 is unloaded from the gate valve 18 provided on the other side wall of the chamber 10 .
  • the control unit 14 controls the target driving device 11 to rotate the targets 2L and 2R in the directions of arrows L and R, and turns on the power supply 13.
  • a negative voltage is applied to the targets 2L and 2R under control.
  • the magnet unit 3 does not rotate and always generates a stray magnetic field on the surfaces of the targets 2L and 2R facing the substrate 6 .
  • the mode of film formation by sputtering is the same as in the first embodiment.
  • the rotary cathode unit 8X is moved in the direction of arrow T with respect to the chamber 10 by the linear drive device 12, the sputtering areas AR and AL are moved in the direction of arrow T with respect to the chamber 10. Further, since the magnet units 3R and 3L do not rotate together with the targets 2R and 2L, the facing angle between the sputtering area A and the film formation target surface of the substrate 6 is constant during the film formation process. The substrate 6 is held by the holder 6a and does not move with respect to the chamber 10 during the film formation process.
  • the sputtering areas AL and AR of the targets 2L and 2R are moved along the film formation target surface of the substrate 6 into the chamber 10 along with the movement of the rotary cathode unit 8X. move against.
  • the film formation is sequentially performed on the film formation target surface of the substrate 6 from the upstream end to the downstream end in the movement direction T of the rotary cathode unit 8X.
  • the NEG pump 7 is placed between the two targets 2L and 2R so that the NEG pump can adsorb gas molecules emitted from both of the two targets 2L and 2R. are placed.
  • the device configuration effectively exerts an exhaust action on a plurality of targets.
  • the outer diameter of the cylindrical targets 2L, 2R is 140 mm, and the distance between the centers of the targets 2L, 2R is 300 mm.
  • the distance between the centers of the targets 2L, 2R and the NEG pump 7 is 250mm.
  • the targets 2L, 2R and the NEG pump 7 move together within the chamber.
  • the exhaust action of the NEG pump can always function on gas molecules in the vicinity of the target even though the target moves.
  • the partial pressure of gas such as oxygen in the vicinity of the target surface can be kept low.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the internal structure of the sputtering device 1Y viewed from a direction (Y direction) parallel to the rotation axis of the cylindrical targets 2L and 2R provided in the sputtering device 1Y.
  • the rotating cathode unit 8Y does not move with respect to the chamber 10, and the substrate 6 is held by the holder 6a and does not move with respect to the chamber 10 during the film forming process. Similar to the rotating cathode unit 8X of the sputtering apparatus 1X of the second embodiment, the rotating cathode unit 8Y is composed of two sets of cylindrical targets 2L and 2R and magnet units 3L and 3R. be.
  • the magnet units 3, 3L, and 3R do not rotate and are therefore supported in a state in which they do not move relative to the chamber 10.
  • the magnet units 3L and 3R oscillate. , and thus supported for relative movement with respect to the chamber 10 . Therefore, the sputtering region where the magnetic field generated by the magnet units 3L and 3R concentrates the plasma and generates the sputtered particles fluctuates between the sputtering region A and the sputtering region B in accordance with the oscillation of the magnet units 3L and 3R. move.
  • the facing angle between the sputtering area and the film formation target surface of the substrate 6 changes during the film formation process according to the swinging of the magnet units 3L and 3R.
  • the swing angle range of the magnet units 3L and 3R is such that a uniform film is formed over the range from the end on the +X direction side to the end on the ⁇ X direction side of the film formation target surface of the substrate 6 held in a stationary state. is defined between the sputtering area A and the sputtering area B as shown in FIG.
  • the targets 2L and 2R are arranged side by side in the X direction, and NEG pumps 7L and 7R are separately provided near the targets 2L and 2R, respectively.
  • the NEG pump is positioned directly below the target so that the sputtered particles emitted between the sputtering regions A and B do not adhere to the NEG pump.
  • the substrate 6 When the substrate 6 is carried into the chamber 10, it is held vertically above the rotating cathode unit 8Y by the holder 6a. During the film formation process, the substrate 6 does not move relative to the chamber 10, the magnet units 3L and 3R of the rotating cathode unit 8Y oscillate as indicated by arrows W, and the target 2 moves as indicated by arrows R and L. Film formation is performed by sputtering while rotating. After film formation is performed on the entire film formation target surface of the substrate 6 , the substrate 6 is unloaded from the gate valve 18 provided on the other side wall of the chamber 10 .
  • the control unit 14 controls the target driving device 11 to rotationally drive the targets 2L and 2R, and swing-drive the magnet units 3L and 3R.
  • the power source 13 is controlled to apply a negative voltage to the targets 2L and 2R.
  • the magnet unit 3 oscillates to generate a leakage magnetic field on the surfaces of the targets 2L and 2R facing the substrate 6.
  • FIG. The mode of film formation by sputtering is the same as in the first embodiment.
  • the rotating cathode unit 8Y and the substrate 6 do not move with respect to the chamber 10 during the film formation process. Since the magnet units 3R and 3L oscillate, the facing angle between the sputtering area and the film-forming target surface of the substrate 6 changes during the film-forming process. As a result, film formation is sequentially performed on the film formation target surface of the substrate 6 between the upstream end portion and the downstream end portion in the X direction as the magnet units 3R and 3L swing.
  • gas molecules near the targets 2L and 2R are adsorbed by the NEG pumps 7L and 7R arranged near the targets 2L and 2R, respectively. be. Therefore, as in the first and second embodiments, gas molecules near the surfaces of the targets 2L and 2R are significantly reduced. Therefore, a high-purity film can be formed without causing significant damage to the underlying organic material on the film-forming target surface of the substrate 6, and an OLED with excellent device characteristics can be manufactured.
  • the magnet unit of the rotary cathode is oscillated to oscillate the emission direction of sputtered particles.
  • the NEG pump on the non-opposing side (back side) of the rotary cathode substrate, it is possible to arrange the NEG pump at a position where sputtered particles do not adhere even though it is in the vicinity of the cathode. As a result, there is no need to transport the substrate and the target during film formation, and gas molecules in the vicinity of the target can be reduced while maintaining a compact apparatus configuration.
  • Example 1 has a structure in which the substrate moves with respect to the rotating cathode unit fixed in the chamber
  • Example 2 has a structure in which the rotating cathode unit moves with respect to the substrate fixed in the chamber
  • Example 3 has Although the substrate and the rotating cathode unit are fixed in the chamber and the sputtering area is oscillated to cover the entire film formation target area, the configuration of the sputtering apparatus is not limited to this.
  • a structure in which the substrate swings in the horizontal plane with respect to the cathode unit, or a structure in which the rotary cathode unit swings in the horizontal plane with respect to the substrate fixed in the chamber may be employed.
  • the sputtering apparatus provided with the rotating cathode unit having two targets was exemplified, but the number of targets may be one or three or more.

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Abstract

スパッタリングを行う成膜装置において、ゲッタ材料を用いてチャンバ内部、特にターゲット近傍からガス分子をより効率的に取り除き、成膜の品質を向上させることが求められている。基板が収容されるチャンバと、前記チャンバの内部において前記基板の成膜対象面と対向するように配置されるターゲットと、前記チャンバの内部に設けられる非蒸発型ゲッタポンプと、を備えるスパッタ装置において、前記非蒸発型ゲッタポンプは、前記ターゲットに対し、スパッタリング時に前記ターゲットから前記ターゲットを構成する材料が放出される方向以外の方向に配置されることを特徴とするスパッタ装置。

Description

スパッタ装置及び電子デバイスの製造方法
　本発明は、基板にスパッタリングによって成膜を行うスパッタ装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
　基板や基板上に形成された積層体等の成膜対象物に、金属や金属酸化物等の薄膜を形成する方法として、スパッタリングがある。スパッタリングにより成膜を行うスパッタ装置では、真空チャンバにスパッタリングガスを導入し、ターゲットにマイナス電圧を印加してグロー放電を発生させ、スパッタリングガスをイオン化し、高速でターゲットの表面に衝突させる。これにより、ターゲットの表面からターゲットを構成する材料がスパッタ粒子として叩き出され、これが成膜対象物に付着及び堆積して薄膜が形成される。スパッタリングガスとしてＡｒ等の不活性ガスや、不活性ガスに加えてＯ２やＮ２等の反応性ガスを導入することにより、金属薄膜や酸化物や窒化物等の化合物薄膜を形成することができる。
　真空チャンバの高真空を実現するための真空ポンプとして、非蒸発型ゲッタ（ＮＥＧ（Ｎｏｎ－Ｅｖａｐｏｒａｂｌｅ　Ｇｅｔｔｅｒ））材料を使用したポンプがある。ＮＥＧは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａやそれらの合金であり、真空中で加熱して活性化させると、蒸発を伴わずに反応性の高い清浄表面が生成し、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２等のガス分子を吸着することで排気作用を示す。
　特許文献１には、真空チャンバ内において、成膜対象物である基板の近傍に、遮蔽板によって基板及びターゲットから隔てられた状態で、ＮＥＧポンプを配置したスパッタ装置が開示されている。特許文献２には、真空チャンバ内において、成膜対象物である基板の近傍に、基板に対してターゲットとは反対側に、ＮＥＧポンプを配置したスパッタ装置が開示されている。
特開平１０－８１９５２号公報 特開平８－２０３８３０号公報
　スパッタリングを行う成膜装置において、ゲッタ材料を用いてチャンバ内部、特にターゲット近傍からガス分子をより効率的に取り除き、成膜の品質を向上させることが求められている。
　さらには、スパッタリングにより金属電極の成膜を行って有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ））等の素子を作製した場合、特に基板のサイズが大きい場合に良好な素子特性が得られない場合があった。これは、サイズの大きな基板に対しスパッタリングを行う大型のスパッタ装置において、ターゲット近傍からガス分子をより効率的に取り除くことが従来技術では難しかったからである。本発明は、ターゲット近傍からガス分子をより効率的に取り除くことができ、良好な特性の素子を得ることができるスパッタ装置を提供することを目的とする。
　本発明は、基板が収容されるチャンバと、
　前記チャンバの内部において前記基板の成膜対象面と対向するように配置されるターゲットと、
　前記チャンバの内部に設けられる非蒸発型ゲッタポンプと、
を備えるスパッタ装置において、
　前記非蒸発型ゲッタポンプは、前記ターゲットに対し、スパッタリング時に前記ターゲットから前記ターゲットを構成する材料が放出される方向以外の方向に配置されることを特徴とするスパッタ装置である。
　また、本発明は、基板が収容されるチャンバと、
　前記チャンバの内部において前記基板の成膜対象面と対向するように配置される円筒形のターゲットと、
　前記チャンバの内部に設けられる非蒸発型ゲッタポンプと、
　前記ターゲットを回転させる回転手段と、を備えるスパッタ装置において、
　前記ターゲットの回転軸に垂直の仮想面内で、前記ターゲットの回転中心と前記非蒸発型ゲッタポンプの位置とを結ぶ仮想線分は、前記ターゲットの回転中心を原点とする極座標で、前記ターゲットの回転軸を含み前記基板の成膜対象面に平行な仮想平面の位置を基準として前記成膜対象面に向かう方向を正として定義した角度で、４５度から１３５度の範囲に含まれないことを特徴とするスパッタ装置である。
　本発明によれば、スパッタリングを行う成膜装置において、ゲッタ材料を用いてチャンバ内部のターゲット近傍からガス分子をより効率的に取り除くことができる。また、本発明のスパッタ装置を用いて電極膜を形成することで、良好な特性の有機発光ダイオードを得ることができる。
実施例１のスパッタ装置の構成を示す模式図。 ＯＬＥＤの一般的な構成を示す図。 ＮＥＧポンプの設置位置を説明する図。 実施例１の効果を説明する図。 実施例２のスパッタ装置の構成を示す模式図。 実施例３のスパッタ装置の構成を示す模式図。
　以下に、本発明の実施例について詳細に説明する。ただし、以下の実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状等は、特に記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。実施例には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一又は同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
＜実施例１＞
　図１を参照して、実施例１のスパッタ装置１の基本的な構成について説明する。図１（Ａ）はスパッタ装置１に備わる円筒形状のターゲット２の回転軸に平行な方向（Ｙ方向とする）から見たスパッタ装置１の内部構成を模式的に示す図である。図１（Ｂ）はスパッタ装置１内を搬送される基板６の搬送方向Ｓに平行な方向（Ｘ方向とする）から見たスパッタ装置１の内部構成を模式的に示す図である。なお、鉛直方向をＺ方向とする。図１（Ｃ）はターゲット２の内部に設けられる磁石ユニット３の構成を模式的に示す図である。
　本実施例に係るスパッタ装置１は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品等の各種電子デバイスや、光学部品等の製造において基板（基板上に積層体が形成されているものも含む）上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、スパッタ装置１は、発光素子や光電変換素子、タッチパネル等の電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施例に係るスパッタ装置１は、ＯＬＥＤ等の有機発光素子や、有機薄膜太陽電池等の有機光電変換素子の製造において特に好ましく適用可能である。なお、本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。また、本実施例によるスパッタ装置１又は本発明の範囲内で本実施例のスパッタ装置１を変形したスパッタ装置を用いて基板に薄膜を形成する工程を有する電子デバイスの製造方法も本発明に含まれる。
　図２は、ＯＬＥＤの一般的な層構成を模式的に示している。ＯＬＥＤは、基板に陽極、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極（上部電極）が積層された構成が一般的である。本実施例に係るスパッタ装置１は、有機膜上に、スパッタリングによって、電子注入層や上部電極に用いられる金属や金属酸化物等を成膜する際に好適に用いられる。また、有機膜上への成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等のスパッタで成膜可能な材料の組み合わせであれば、多様な面に成膜が可能である。
　図１（Ａ）に示すように、スパッタ装置１は、成膜対象物である基板６及びターゲット２が内部に配置されるチャンバ１０と、を有している。スパッタ装置１では、ターゲット２は基板６に対し鉛直方向下方に配置され、基板６の成膜面が鉛直方向下方を向いた状態でデポアップによる成膜が行われる。なお、本発明はこれに限定されず、ターゲット２が基板６に対し鉛直方向上方に配置され、基板６の成膜面が鉛直方向上方を向いた状態でデポダウンによる成膜が行われる構成であってもよい。また、基板６が垂直に立てられ、基板６の成膜面が鉛直方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。
　回転カソードユニット８は、円筒形のターゲット２と、ターゲット２の内側の中空部に配置されターゲット２の外周に磁場を発生させる磁場発生部としての磁石ユニット３とを有する。ターゲット２の内側にはバッキングチューブ２ａが設けられる。
　ターゲット２は、スパッタリングによって基板６に成膜を行うための成膜材料により構成され、成膜材料の供給源として機能する。ここでは、ＯＬＥＤの陽極及び有機発光層が既に形成されている基板にＡｇ又はＡｇ合金（例えばＡｇ－Ｍｇ合金）の陰極（上部電極）をスパッタリングにより成膜する場合を例に説明する。したがってターゲット２を構成する成膜材料はＡｇ又はＡｇ合金を含んで構成される。なお、本発明のスパッタ装置はＡｇ又はＡｇ合金による上部電極の成膜に限定されず適用可能であり、ターゲット２の成膜材料としては、目的に応じて、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属単体、あるいは、それらの金属元素を含む合金又は化合物を採用し得る。また、ターゲット２の成膜材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯ等の透明導電酸化物も採用し得る。
　ターゲット２における成膜材料が形成された層の内側に、別の材料からなるバッキングチューブ２ａの層が形成されている。バッキングチューブ２ａには、電源１３が接続され、電源１３からマイナスの電圧が印加されるカソードとして機能する。なお、電圧はターゲット２に直接印加してもよく、その場合バッキングチューブ２ａを有しない構成としてもよい。電源１３はターゲット２の材料に応じてＤＣ電源、ＡＣ電源又は高周波電源が用いられる。チャンバ１０は接地されている。また、ターゲット２は円筒形のターゲットであるが、ここで言う「円筒形」は数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット２は、中心軸を軸に回転可能な円筒状のものであればよい。
　磁石ユニット３によって、ターゲット２の基板６と対向する表面側には磁場が形成される。磁石ユニット３は、図１（Ｃ）に示すように、ターゲット２の回転軸と平行方向に延びる中心磁石３１と、中心磁石３１とは異極の、中心磁石３１を取り囲む周辺磁石３２と、ヨーク板３３とを備えている。周辺磁石３２は、中心磁石３１と平行に延びる一対の直線部３２ａ及び３２ｂと、当該直線部３２ａ及び３２ｂの両端を連結する転回部３２ｃ及び３２ｄとによって構成されている。磁石ユニット３によって形成される磁場は、中心磁石３１の磁極から、周辺磁石３２の直線部３２ａ及び３２ｂへ向けてループ状に戻る磁力線を有している。これにより、ターゲット２の表面近傍には、ターゲット２の回転軸方向に延びたトロイダル型の磁場のトンネルが形成される。この磁場によって、電子が捕捉され、ターゲット２の表面近傍にプラズマを集中させ、スパッタリングの効率が高められている。この磁石ユニット３の磁場により、高密度のプラズマが形成され、スパッタ粒子が集中的に生じる領域をスパッタリング領域Ａとする。
　回転カソードユニット８は、チャンバ１０に対して固定されている。ターゲット２は円筒の中心軸を中心に回転自在に支持される。具体的には、ターゲット２は、Ｙ方向の端部をサポートブロック２１０及びエンドブロック２２０によって回転自在に支持されている。サポートブロック２１０及びエンドブロック２２０には、回転駆動装置であるターゲット駆動装置１１からの駆動力をターゲット２に伝達する動力伝達機構が設けられる。ターゲット駆動装置１１は、モータ等の駆動源を有し、動力伝達機構を介してターゲット２を回転駆動する。内部の磁石ユニット３は回転移動しない状態で支持される。すなわち、スパッタ装置１のターゲット駆動装置１１は、磁石ユニット３を静止させたままターゲット２を回転させる駆動機構を有する。
　基板６は、チャンバ１０の側壁に設けられた一方のゲートバルブ１７から搬入される。基板６は、搬送部材１２０によってチャンバ１０内で水平方向（矢印Ｓで示す方向）に搬送されつつ、スパッタリングにより成膜が行われる。基板６の成膜対象面の全体に成膜が行われた後、基板６はチャンバ１０の他方の側壁に設けられたゲートバルブ１８から搬出される。
　チャンバ１０には、ガス導入手段１６及び排気手段１５が接続され、内部を所定の圧力に調節することができる構成となっている。チャンバ１０の内部には、スパッタリングガス（アルゴン等の不活性ガスや酸素や窒素等の反応性ガス）が、ガス導入手段１６により、チャンバ１０に設けられた導入口４１を通じて導入される。また、チャンバ１０の内部からは、排気口５を通じて真空ポンプ等の排気手段１５によって排気が行われる。これにより、チャンバ１０の内部の圧力は所定の圧力に調節される。
　ガス導入手段１６は導入口４１を有し、不図示のガスボンベ等の供給源と、供給源と導入口４１を接続する配管系と、配管系に設けられる各種真空バルブ、マスフローコントローラ等から構成され、マスフローコントローラの流量制御弁によって、供給量を調節可能である。流量制御弁は、電磁弁等の電気的に制御可能な構成を有する。導入口４１は、チャンバ１０の垂直の側壁に配置される。なお、導入口４１の設置位置は側壁に限定されず、底壁に設けられていてもよいし、天井壁に設けられていてもよい。また、配管がチャンバ１０内に延びて、導入口がチャンバ１０内に開口していてもよい。また、導入口４１は複数設けられ、ターゲット２の回転軸方向に沿って配置される構成とすることもできる。
　排気手段１５は、真空ポンプと、真空ポンプと排気口５４を接続する配管系と、を有し、配管系にはコンダクタンスバルブ等の電気的に制御可能な流量制御弁が設けられ、制御弁によって排気量を調節可能である。排気口５は、チャンバ１０の底壁に設けられる。なお、排気口５の設置位置は、底壁に限定されず、垂直の側壁に設けられていてもよいし、天井壁に設けられていてもよい。また、配管がチャンバ１０内に延びて、排気口５がチャンバ１０内に開口していてもよい。
　回転カソードユニット８の近傍には、非蒸発型ゲッタポンプ７（以下、ＮＥＧポンプという）が設けられる。ＮＥＧポンプ７は、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２等の化学的な活性種を吸着可能なＮＥＧ材料の焼結体を設置したステンレススチール製の構造体から構成され、ＮＥＧ材料を活性化させるための電気抵抗ヒータを内蔵している。ＮＥＧポンプ７は、ターゲット２の回転軸方向（Ｙ方向）に沿って配置される。ＮＥＧポンプ７のＹ方向の長さは、図１（Ｂ）に示すようにターゲット２のＹ方向の長さと略同じである。ＮＥＧ材料（非蒸発型ゲッタ材料）は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｆｅ又はこれらを主成分とする合金であり、ヒータによって約５００℃に加熱することで活性化し、チャンバ１０内のガス分子を化学吸着により除去する。ＮＥＧポンプ７はスパッタリングガスとして使用されるＡｒやＸｅ等の化学的な不活性種に対しては実質的に影響しない。上記を踏まえて、本明細書において「ガス分子」とは、特に言及しない限りにおいて、Ａｒなどの不活性種を除いた、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２等の化学的に活性な分子のことを指すこととする。制御部１４は、ＮＥＧポンプ７のヒータに対する通電を制御することで、ＮＥＧポンプ７の活性状態を制御し、ＮＥＧポンプ７による排気を制御する。なお、ＮＥＧポンプ７の構成や加熱方法及び加熱温度は一例であり、上記の例に限られない。例えば、ＮＥＧ材料の形態は粉体又は圧縮してピル状としてもよいし、ＮＥＧポンプ７のＹ方向の長さはターゲット２のＹ方向の長さより短くてもよいし長くてもよい。また、複数の位置にＮＥＧポンプを分割して配置してもよい。
　図３はＮＥＧポンプ７とターゲット２との位置関係を説明する概念図である。図３（Ａ）は、円筒形のターゲット２を用いてターゲット２の上方に配置された基板６の鉛直方向下方の面にデポアップでスパッタリング成膜する場合のＮＥＧポンプ７とターゲット２との位置関係を示す。ＮＥＧポンプ７は、ターゲット２の近傍において、ターゲット２に対し、スパッタリング時にターゲット２から放出物（スパッタ粒子）が放出される方向以外の方向に配置される。図３（Ａ）に示すように、ターゲット２にマイナスの電圧を印加することにより生成したスパッタリングガスイオン（例えばＡｒ＋）がターゲット２の表面に衝突すると、ターゲット２を構成する成膜材料の原子や分子がスパッタ粒子としてターゲット２から放出される。
　スパッタリング時にターゲット２の表面からこれらの放出物（スパッタ粒子）が放出される場所および放出される方向は、磁石ユニット３によりターゲット２の表面近傍に形成される磁場により設定できる。図３（Ｃ）においては、斜視図として円筒ターゲットと、高密度なプラズマが生成されることでスパッタ粒子が放出される場所を記した。図３（Ｃ）に示すように、円筒表面のα及びβの角度方向にトラック状の形状を有して高密度なプラズマ領域が形成される。なお、角度α及びβは、ターゲット２の回転中心を原点とする極座標で、ターゲット２の回転軸を含み基板６の成膜対象面に平行な仮想平面の位置を基準として基板６の成膜対象面に向かう方向を正として定義した角度である。図３（Ａ）において、角度α及びβは、おおよそ、ターゲット２の回転中心Ｏと中心磁石３１及び周辺磁石３２の間の位置とを通る線分Ｄ２、Ｄ３の位置により規定される。角度α及びβ方向のターゲット２の外周位置において多くのスパッタ粒子が放出される。また、角度α及びβの方向に多くのスパッタ粒子が放出される。本明細書では、角度α及びβで規定される範囲をスパッタリング領域と呼ぶ。
　ＮＥＧポンプ７を配置する位置は、ターゲット２の回転軸に垂直の仮想面内で、ターゲット２の回転中心ＯとＮＥＧポンプ７の位置とを結ぶ仮想線分（例えば、図３（Ａ）の線分Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が、角度αからβまでの範囲に対応する円弧Ｃと交わらないような位置とする。例えば、本実施例のように円弧Ｃが基板６と対向する方向である場合には、ＮＥＧポンプ７を円弧Ｃとは反対側の方向（ターゲット２の裏側）に配置することが挙げられる。このようなＮＥＧポンプ７の配置は、ターゲット２の形状が円筒状であり、端部で支持された構造であるというロータリーカソードの特徴を生かした配置であり、近接した位置に設置できるという観点から好適な配置である。
　円弧Ｃは、ターゲット２の回転軸に垂直の仮想面内で、基板６の成膜対象面に対向するターゲット２の表面における所定の領域に対応する。円弧Ｃに対応する所定の領域は、例えば、磁石ユニット３により形成される磁場の磁束分布に基づいて決まる角度α及びβまでの範囲として設定できる。他にも、磁場強度が一定以上の値を有したターゲット２の表面上の領域とすることができる。他にも、磁石ユニット３の磁石の配置や構造、スパッタ粒子が集中的に発生する位置、スパッタリング時にターゲット２表面からの放出物が放出される方向として一般的、統計的、経験的、実験的に観察される事象等に基づいて決めてもよい。
　例えば、磁石ユニットの設計により、αは４５度から８０度までの範囲（βは１００度から１３５度）とすることができる。本実施例１では、αは６０度、βは１２０度である。また、αは４５度、βは１３５度としてもよい。この場合、ターゲット２の回転軸に垂直の仮想面内で、ターゲット２の回転中心とＮＥＧポンプ７の位置とを結ぶ仮想線分は、上記のように定義した極座標で角度４５度から１３５度の範囲に含まれない。また、ＮＥＧポンプ７の位置は、例えば、ＮＥＧポンプ７の重心の位置とするが、これに限らない。
　ここでは鉛直方向に対して、α方向とβ方向が対称となる構成としたが、必ずしも対称でなくともよい。すなわちスパッタリング領域Ａ及び円弧Ｃを、鉛直上方方向から傾いた方向に配置としてもよい。例えば、スパッタリング領域が水平方向を向いた例として、αは３３０度、βは３０度とする例が挙げられる。スパッタリング領域が斜め方向を向いた例として、αは１５度、βは７５度とする例が挙げられる。
　図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、ＮＥＧポンプ７はチャンバ１０の底面に配置されているように記載しているが、上記の位置関係を満たす任意の位置に配置され得る。必要に応じて、チャンバ１０の底面にＮＥＧポンプ７を支持する支持体を設け、支持体上にＮＥＧポンプ７を配置してもよい。ＮＥＧポンプ７とターゲット２との距離は、上記の位置関係を満たす範囲内で適宜決定されるが、ターゲット２表面から３０ｃｍ以内の距離にＮＥＧポンプ７を配置することが好ましい。ＮＥＧポンプをターゲットに近接して配置することで、ターゲットから放出されたガス分子を短時間で効率的に吸着することが可能となるため、ターゲット表面への吸着分子量を低減することができる。また、ＮＥＧポンプ７をターゲット２の表面から２０ｃｍ以内の距離に配置することにより、装置を小型にすることができ、好ましい。
　図３（Ｂ）は、円筒形のターゲット２を用いてターゲット２の下方に配置された基板６の鉛直方向上方の面にデポダウンでスパッタリング成膜する場合のＮＥＧポンプ７とターゲット２との位置関係を示す。デポダウンの場合も、上述したデポアップの場合と同様の考え方で、角度α及びβを決めることができる。デポダウンの場合、極座標の角度の正の方向は、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）に示すデポアップの場合とは逆向きになる。角度α及びβの範囲は、デポアップの場合と同様、αは４５度から８０度までの範囲、βは１００度から１３５度までの範囲とすることができ、例えば、αは６０度、βは１２０度とすることができる。
　実施例１は円筒形のターゲット２を用いてスパッタリングを行うスパッタ装置に本発明を適用した例だが、本発明は平板状のターゲットを用いてスパッタリングを行うスパッタ装置に適用することも可能である。図３（Ｄ）は、平板状のターゲット２Ｘを用いてターゲット２Ｘの上方に配置された基板６の鉛直方向下方の面にデポアップでスパッタリング成膜する場合のＮＥＧポンプ７とターゲット２Ｘとの位置関係を示す。この場合も、ＮＥＧポンプ７は、ターゲット２Ｘに対し、スパッタリング時にターゲット２Ｘからの放出物が放出される方向以外の方向に配置される。例えば、ＮＥＧポンプ７は、ＮＥＧポンプ７の最も基板６に近い面が、ターゲット２Ｘの基板６に対向する面を含む仮想平面Ｐに対して基板６とは反対側に位置するように配置される。
　実施例１のスパッタ装置１においてスパッタリングによる成膜を行う際には、制御部１４は、ターゲット駆動装置１１を制御してターゲット２を矢印Ｒ方向に駆動回転させるとともに、電源１３を制御してターゲット２にマイナスの電圧を印加する。磁石ユニット３は回転せず、常に、ターゲット２の基板６と対向する表面側に漏洩磁場を生成する。ターゲット２に電圧が印加されると、磁石ユニット３の生成する磁場が存在する領域が、プラズマが集中して生成されスパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａとなる。プラズマ中の陽イオン状態の不活性ガスイオンがターゲット２の表面に衝突し、叩き出されたターゲット２を構成する材料の原子や分子がターゲット２から放出される。ターゲット２から放出された成膜材料の粒子は、基板６の成膜対象面に付着し、堆積する。
　このとき、ターゲット２の表面からはさらに、ターゲット中に含まれる酸素や水素などの不純物や、ターゲット表面に吸着したガス分子も放出される。すなわち、ターゲットを構成する材料がスパッタ粒子として放出されることに加えて、相当量のガス分子が放出される。本実施例においては、ターゲットの近傍に配置されたＮＥＧポンプによって、これらのガス分子が効率的に排気（吸着）される。
　本実施例において、回転カソードユニット８はチャンバ１０に対して固定されているため、スパッタリング領域Ａはチャンバ１０に対して移動しない。また、磁石ユニット３はターゲット２とともに回転せずチャンバ１０に対して相対移動しないため、スパッタリング領域Ａと基板６の成膜対象面との対向角度は、成膜処理中、一定である。ここで、スパッタリング領域Ａと基板６の成膜対象面との対向角度とは、例えば、ターゲット２の回転軸に垂直な仮想平面内で、ターゲット２の円筒表面のうちスパッタリング領域Ａに対応する円弧の中心角を２等分する線分と基板６の成膜対象面を含む仮想面とのなす角度として定義する。
　基板６が搬送部材１２０によって水平方向に移動することにより、スパッタリング領域Ａと対向する基板６の成膜対象面の領域が水平方向に移動する。これにより、基板６の成膜対象面には、搬送方向Ｓの下流側端部から上流側端部に向かって順次、成膜が行われる。これにより、基板の表面全体にわたって均一にスパッタリング成膜が行われる。
　ターゲット２の表面においてスパッタ粒子が放出される領域は、ターゲット２の回転に伴って周方向に移動する。したがって、ターゲット２の表面のある局所的な領域に着目すると、ターゲット２の回転速度によって決まる周期で、間欠的にスパッタリングされることになる。このようにターゲット２の表面が間欠的にスパッタリングされるスパッタ装置において、ＮＥＧポンプ７をターゲット２の近傍に配置することが、ターゲット２の近傍のガス分子低減に向けて有効である。スパッタリングされない時間帯（図４のＮＮ期間）において、スパッタリング時（図４のＳＰ期間）に放出されたガス分子をＮＥＧポンプ７で吸着（排気）することができるため、ターゲット２の表面近傍のガス分子を低減することができるからである。この方式について、ロータリーカソードを用いた場合を例として、図４を用いて説明する。
　図４（Ａ）は、実施例１のスパッタ装置１においてスパッタリングによる成膜を行った場合のターゲット２表面の局所領域においてスパッタ粒子が放出される量の時間変化を示す概念図である。ターゲット２表面の局所領域は、円筒状のターゲット２の外周面上における特定の角度方向に対応した一部領域である。ターゲット２は、スパッタリング時には矢印Ｒ方向に回転する。一方で、スパッタリング領域Ａの位置は変化しないため、ターゲット２表面の局所領域は、図４（Ａ）に示すように、回転周期によって決まる時間間隔で間欠的にスパッタリングされる。スパッタリングされる期間をＳＰ、スパッタリングされない期間をＮＮで示している。ターゲット２の表面がスパッタリングされると、スパッタ粒子のみならず、ターゲット２に含まれる酸素や水素などの不純物や、ターゲット２の表面に吸着したガス分子も放出される。すなわち、ターゲット２を構成する材料がスパッタ粒子として放出されることに加えて、相当量のガス分子が放出される。これらのガス分子やそのラジカルやイオンが、スパッタリングされたターゲット２の表面近傍に滞留する。
　図４（Ｂ）は、ターゲット２表面の局所領域近傍における酸素や水などのガス分圧の時間変化を示す概念図である。グラフＧ１は実施例１のスパッタ装置１におけるガス分圧の変化を示し、グラフＧ２は、ＮＥＧポンプを用いなかった場合のガス分圧の変化を示す。グラフＧ２では、スパッタリングにより生じた局所領域近傍のガス分子を短時間で排気できないため、時間帯ＮＮにおいてターゲット表面近傍において相当量のガス分圧が維持されてしまい、酸素や水分子がターゲット表面に吸着する。次に当該局所領域がスパッタリングされる時点（時間帯ＳＰ）で、これらの吸着分子が放出されることで、ガス分圧が上昇してしまう。これに伴い、ガス分子が不純物として形成中の膜に取り込まれてしまう。他にも、時間帯ＮＮにおいて、ガス分子によりターゲットの表面が酸化されることでターゲット表面の清浄度が低下してしまう。これにより、ターゲットの表面の酸素が負イオンとして放出されて基板を照射し、基板の下地層である有機膜等にダメージを与える。このような現象に伴い、有機ＥＬ素子の上部電極形成に適用した場合においては、良好な素子特性が得られない場合がある。
　一方で実施例１のスパッタ装置１においてスパッタリングによる成膜を行った場合、ターゲット２の近傍に配置されたＮＥＧポンプ７によってターゲット２の近傍のガス分子が吸着されるため、グラフＧ１に示すように局所領域近傍のガス分圧を低減することができる。特に、時間帯ＳＰにおいて放出されたターゲット２の近傍のガス分子がＮＥＧポンプ７によって短時間で吸着されるため、スパッタリングされない時間帯ＮＮにおいてターゲット２の表面に吸着する分子の量が抑制される。次に当該局所領域がスパッタリングされる時点（時間帯ＳＰ）において、ターゲット２の表面から放出されるガス分子の量が大幅に低減される。結果として、スパッタリング時のターゲット２の近傍のガス分圧を低く維持することができる。ターゲット２の近傍のガス分子が低減されることで、形成中の膜に混入する不純物量を低減することができる。さらには、ターゲット２の表面の酸化を抑制し、清浄度を保つことができる。ターゲット２の表面の酸化が抑制されるため、酸素負イオン生成に伴って生じる有機膜などの基板下地層へのダメージを抑制することができる。これらにより、有機ＥＬ素子の上部電極形成に適用した場合においては、良好な特性を有した素子を実現できる。
　ＮＥＧポンプ７はスパッタリング時にターゲット２からの放出物が放出される方向以外の方向に配置される。スパッタリングによりターゲット２表面から叩き出された成膜材料によりＮＥＧポンプ７が被覆されないため、長期にわたってＮＥＧポンプ７を利用することができる。また、ＮＥＧポンプ７はターゲット２のスパッタリング領域以外の方向で、且つ、ターゲット２の近傍に配置されるため、ターゲット２の表面近傍のガス分子を確実に吸着することができる。特に、ロータリーカソードにおいて、基板６と対向するスパッタリング領域とは反対側（円筒の裏側）にＮＥＧポンプ７を配置することで、放出物（スパッタ粒子）の付着がないことに加えて、カソードの近傍への配置という要件を両立することができる。更には、ロータリーカソードの回転に伴ってターゲット２の表面が間欠的にスパッタリングされるという特徴を踏まえて、適切な位置にＮＥＧポンプ７を配置することで、ＮＮ期間にガス分子がターゲット２に吸着する量を低減することができる。これにより、ＳＰ期間におけるガス分子の放出を低減し、スパッタリング時のターゲット２の表面およびその近傍における酸素や水などのガス分圧の低減を実現できる。また、スパッタ装置１には、ターゲット２とＮＥＧポンプ７との間に、ターゲット２に対しＮＥＧポンプ７を遮蔽する部材が設けられないため、より確実にガス分子を吸着することができる。また、ＮＥＧポンプ７はＡｒなどの不活性ガス分子を吸着しないため、ＮＥＧポンプ７の設置がスパッタリングに影響することはない。
　これにより、実施例１のスパッタ装置１によってＯＬＥＤ素子の電極膜を形成した場合には、良好な素子特性を有したデバイスを実現できる。大型基板用の成膜装置においてはチャンバ内での脱ガスによる影響が生じやすいが、本実施例の手法は、Ｇ４（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）以上の大型基板の成膜を行う場合にも適用可能である。ＯＬＥＤの上部電極（陰極）としてＡｇやＭｇＡｇ等のＡｇ合金からなる成膜を行う場合には、チャンバ内の微小な圧力変動の影響を受ける場合があるが、本実施例の手法を用いることで安定した成膜を行うことができる。なお、本発明によるスパッタ装置を用いて作成される素子は、ＯＬＥＤに限らない。また、ＯＬＥＤを作成する場合の成膜層は上部電極に限らない。
＜実施例２＞
　本発明の第２の実施例のスパッタ装置１Ｘについて図５を参照して説明する。実施例１と共通の構成については共通の符号を付し、詳細な説明を省略する。図５（Ａ）はスパッタ装置１Ｘに備わる円筒形状のターゲット２の回転軸に平行な方向（Ｙ方向とする）から見たスパッタ装置１Ｘの内部構成を模式的に示す図である。図５（Ｂ）はスパッタ装置１Ｘ内を移動する回転カソードユニット８Ｘの移動方向Ｔに平行な方向（Ｘ方向とする）から見たスパッタ装置１Ｘの内部構成を模式的に示す図である。
　実施例１のスパッタ装置１は、チャンバ１０に対して回転カソードユニット８が移動せず、基板６がチャンバ１０に対して移動することによって、基板６の搬送方向下流側の端部から順次、基板６の成膜対象面に成膜が行われた。実施例２のスパッタ装置１Ｘは、チャンバ１０に対して回転カソードユニット８Ｘが移動し、基板６はチャンバ１０に対して移動せず、回転カソードユニット８Ｘの移動方向上流側の端部から順次、基板６の成膜対象面に成膜が行われる。また、実施例１のスパッタ装置１の回転カソードユニット８は、１組の円筒形状のターゲット２及び磁石ユニット３から構成されていたが、実施例２のスパッタ装置１Ｘの回転カソードユニット８Ｘは、２組の円筒形状のターゲット２Ｌ、２Ｒ及び磁石ユニット３Ｌ、３Ｒから構成されている。各組のターゲット及び磁石ユニットの構成は実施例１と同様であるが、ターゲット駆動装置１１による回転方向は互いに逆方向である。ターゲット２Ｌは矢印Ｌ方向に回転し、ターゲット２Ｒは矢印Ｌ方向と逆向きの矢印Ｒ方向に回転する。
　回転カソードユニット８Ｘは、移動台２３０と、ターゲット２Ｌ、２Ｒを回転自在に支持するサポートブロック２１０とエンドブロック２２０と、を有する。移動台２３０上で、ターゲット２Ｌ、２Ｒは回転カソードユニット８Ｘの移動方向Ｔ（Ｘ方向に平行）に並べて配置される。ＮＥＧポンプ７は移動台２３０上のターゲット２Ｌ、２Ｒの間に配置される。したがってＮＥＧポンプ７はターゲット２Ｌ、２Ｒとともに移動する。移動台２３０には、ターゲット２Ｌ、２Ｒを取り囲むように配置された仕切部材２６０が設けられる。なお、図５（Ｂ）では、煩雑さを避けるため仕切部材２６０の記載は省略した。仕切部材２６０は、基板６が配置される方向（鉛直上方向）に開口しており、ターゲット２Ｌ、２Ｒのスパッタリング領域ＡＲ、ＡＬが基板６の成膜対象面に対向するのを妨げないようになっている。
　移動台２３０は、リニアベアリング等の搬送ガイド２４０を介して一対の案内レール２５０に沿って水平方向に移動自在に支持されている。案内レール２５０はＸ方向に平行に設けられる。移動台２３０は、直線駆動装置１２によって、Ｘ方向に直線駆動される。直線駆動装置１２は、回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ等を用いたねじ送り機構、リニアモータ等、公知の種々の直線運動機構を用いることができる。したがって回転カソードユニット８ＸはＸＹ平面内をＸ方向に移動し、ターゲット２Ｌ、２ＲはＹ方向に平行な回転軸周りに回転しながらＸＹ平面内をＸ方向に移動する。
　基板６は、チャンバ１０内に搬入されると、回転カソードユニット８Ｘに対し鉛直方向上方でホルダ６ａによって保持される。成膜処理中、基板６はチャンバ１０に対して移動せず、回転カソードユニット８Ｘが水平方向（矢印Ｔで示す方向）に移動しつつ、スパッタリングにより成膜が行われる。基板６の成膜対象面の全体に成膜が行われた後、基板６はチャンバ１０の他方の側壁に設けられたゲートバルブ１８から搬出される。
　実施例２のスパッタ装置１Ｘにおいてスパッタリングによる成膜を行う際には、制御部１４は、ターゲット駆動装置１１を制御してターゲット２Ｌ、２Ｒを矢印Ｌ、Ｒ方向に回転駆動するとともに、電源１３を制御してターゲット２Ｌ、２Ｒにマイナスの電圧を印加する。磁石ユニット３は回転せず、常に、ターゲット２Ｌ、２Ｒの基板６と対向する表面側に漏洩磁場を生成する。スパッタリングによる成膜の態様は実施例１と同様である。
　回転カソードユニット８Ｘは直線駆動装置１２によってチャンバ１０に対して矢印Ｔ方向に移動するため、スパッタリング領域ＡＲ、ＡＬはチャンバ１０に対して矢印Ｔ方向に移動する。また、磁石ユニット３Ｒ、３Ｌはターゲット２Ｒ、２Ｌとともに回転しないため、スパッタリング領域Ａと基板６の成膜対象面との対向角度は、成膜処理中、一定である。成膜処理中、基板６はホルダ６ａによって保持されてチャンバ１０に対して移動しない。
　回転カソードユニット８Ｘが直線駆動装置によって水平方向に移動することにより、ターゲット２Ｌ、２Ｒのスパッタリング領域ＡＬ、ＡＲが、回転カソードユニット８Ｘの移動とともに、基板６の成膜対象面に沿ってチャンバ１０に対して移動する。これにより、基板６の成膜対象面には、回転カソードユニット８Ｘの移動に伴って、回転カソードユニット８Ｘの移動方向Ｔの上流側端部から下流側端部に向かって順次、成膜が行われる。
　実施例２のスパッタ装置１Ｘにおいてスパッタリングによる成膜を行った場合、ターゲット２Ｌ、２Ｒの間の、ターゲット２Ｌ、２Ｒの近傍の位置に配置されたＮＥＧポンプ７によって、ターゲット２Ｌ、２Ｒ近傍のガス分子が吸着される。そのため、実施例１と同様に、ターゲット２Ｌ、２Ｒ表面近傍のガス分子は、大幅に低減される。したがって、基板６の成膜対象面における下地の有機材料に大きなダメージを与えることなく高純度の膜を成膜することができ、良好な素子特性のＯＬＥＤを作製することができる。
本実施例の装置においては、２つのターゲット２Ｌ、２Ｒの両方から放出されるガス分子に対して、ＮＥＧポンプが吸着作用を示しうるように、２つのターゲット２Ｌ、２Ｒの間にＮＥＧポンプ７を配置している。少ない量のＮＥＧポンプにもかかわらず、複数のターゲットに対して有効に排気作用を示す装置構成である。
　円筒状のターゲット２Ｌ、２Ｒの外径は１４０ｍｍであり、ターゲット２Ｌ、２Ｒの中心間の距離は３００ｍｍである。ターゲット２Ｌ、２Ｒの中心とＮＥＧポンプ７の間の距離は２５０ｍｍである。このような配置とすることで、２つのターゲット２Ｌ、２Ｒに対して近接してＮＥＧポンプ７を配置することが可能である。また、近接した配置により、装置の小型化、軽量化が可能である。
　本実施例の装置においては、ターゲット２Ｌ、２ＲとＮＥＧポンプ７が一緒に、チャンバ内を移動する。このような構成とすることで、ターゲットが移動するにもかかわらず、常にＮＥＧポンプの排気作用がターゲット近傍のガス分子に対して機能しうる。これにより、ターゲットがチャンバ内を移動しても、ターゲット表面近傍の酸素などのガス分圧を低く維持することができる。
＜実施例３＞
　本発明の第３の実施例のスパッタ装置１Ｙについて図６を参照して説明する。実施例１、２と共通の構成については共通の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６はスパッタ装置１Ｙに備わる円筒形状のターゲット２Ｌ、２Ｒの回転軸に平行な方向（Ｙ方向とする）から見たスパッタ装置１Ｙの内部構成を模式的に示す図である。
　実施例３のスパッタ装置１Ｙでは、回転カソードユニット８Ｙはチャンバ１０に対して移動せず、また、基板６はホルダ６ａによって保持され、成膜処理中、チャンバ１０に対して移動しない。回転カソードユニット８Ｙは、実施例２のスパッタ装置１Ｘの回転カソードユニット８Ｘと同様、２組の円筒形状のターゲット２Ｌ、２Ｒ及び磁石ユニット３Ｌ、３Ｒから構成され、ともにターゲット駆動装置１１によって回転駆動される。
　実施例１及び実施例２では磁石ユニット３、３Ｌ、３Ｒは回転せず、したがってチャンバ１０に対して相対移動しない状態で支持されていたが、実施例３では磁石ユニット３Ｌ、３Ｒは揺動し、したがってチャンバ１０に対して相対移動するように支持される。そのため、磁石ユニット３Ｌ、３Ｒの生成する磁場によってプラズマが集中して生成されスパッタ粒子が発生するスパッタリング領域は、磁石ユニット３Ｌ、３Ｒの揺動に合わせてスパッタリング領域Ａとスパッタリング領域Ｂの間で揺動する。すなわち、スパッタリング領域と基板６の成膜対象面との対向角度は、成膜処理中、磁石ユニット３Ｌ、３Ｒの揺動に合わせて変化する。磁石ユニット３Ｌ、３Ｒの揺動する角度範囲は、静止状態で保持される基板６の成膜対象面の＋Ｘ方向側の端部から－Ｘ方向側の端部までの範囲にわたって均一な膜が形成されるように、スパッタリング領域Ａとスパッタリング領域Ｂの間に定められる。ターゲット２Ｌ、２ＲはＸ方向に並べて配置され、ターゲット２Ｌ、２Ｒそれぞれの近傍に別個にＮＥＧポンプ７Ｌ、７Ｒが設けられる。ＮＥＧポンプは、スパッタリング領域Ａとスパッタリング領域Ｂの間において放出されたスパッタ粒子がＮＥＧポンプに付着しないように、ターゲット直下の位置に配されている。
　基板６は、チャンバ１０内に搬入されると、回転カソードユニット８Ｙに対し鉛直方向上方でホルダ６ａによって保持される。成膜処理中、基板６はチャンバ１０に対して移動せず、回転カソードユニット８Ｙの磁石ユニット３Ｌ、３Ｒが矢印Ｗで示すように揺動し、かつターゲット２が矢印Ｒ、Ｌで示すように回転しつつ、スパッタリングにより成膜が行われる。基板６の成膜対象面の全体に成膜が行われた後、基板６はチャンバ１０の他方の側壁に設けられたゲートバルブ１８から搬出される。
　実施例３のスパッタ装置１Ｙにおいてスパッタリングによる成膜を行う際には、制御部１４は、ターゲット駆動装置１１を制御してターゲット２Ｌ、２Ｒを回転駆動し、磁石ユニット３Ｌ、３Ｒを揺動駆動するとともに、電源１３を制御してターゲット２Ｌ、２Ｒにマイナスの電圧を印加する。磁石ユニット３は揺動し、ターゲット２Ｌ、２Ｒの基板６と対向する表面側に漏洩磁場を生成する。スパッタリングによる成膜の態様は実施例１と同様である。
　回転カソードユニット８Ｙ及び基板６は、成膜処理中、チャンバ１０に対して移動しない。磁石ユニット３Ｒ、３Ｌは揺動するため、スパッタリング領域と基板６の成膜対象面との対向角度は、成膜処理中、変化する。これにより、基板６の成膜対象面には、磁石ユニット３Ｒ、３Ｌの揺動に伴って、Ｘ方向の上流側端部と下流側端部との間で順次、成膜が行われる。
　実施例３のスパッタ装置１Ｙにおいてスパッタリングによる成膜を行った場合、ターゲット２Ｌ、２Ｒのそれぞれの近傍の位置に配置されたＮＥＧポンプ７Ｌ、７Ｒによって、ターゲット２Ｌ、２Ｒの近傍のガス分子が吸着される。そのため、実施例１及び実施例２と同様に、ターゲット２Ｌ、２Ｒ表面近傍のガス分子は、大幅に低減される。したがって、基板６の成膜対象面における下地の有機材料に大きなダメージを与えることなく高純度な膜を成膜することができ、良好な素子特性のＯＬＥＤを作製することができる。
　本実施例では、ロータリーカソードの磁石ユニットを揺動させ、スパッタ粒子の放出方向を揺動させている。しかしながら、ロータリーカソードの基板と非対向側（裏側）にＮＥＧポンプを配置することで、カソードの近傍であるにもかかわらずスパッタ粒子が付着しない位置にＮＥＧポンプを配置することができている。これにより、成膜時に基板やターゲットを搬送する必要がなく、コンパクトな装置構成でありながら、ターゲット近傍のガス分子を低減することができる。
　上記の実施例は本発明の一例を示したものであるが、本発明は上記の実施例の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適切に変形してもよい。例えば、実施例１はチャンバ内に固定された回転カソードユニットに対して基板が移動する構成、実施例２はチャンバ内に固定された基板に対して回転カソードユニットが移動する構成、実施例３はチャンバ内に基板及び回転カソードユニットが固定され、スパッタリング領域を揺動させることで成膜対象領域全体をカバーする構成を例示したが、スパッタ装置の構成はこれに限らない。例えば、チャンバ内に基板及び回転カソードユニットが固定され、回転カソードユニットを構成するターゲットの数を増やすことで全体としてスパッタリング領域が成膜対象領域全体をカバーする構成や、チャンバ内に固定された回転カソードユニットに対して基板が水平面内で揺動する構成や、チャンバ内に固定された基板に対して回転カソードユニットが水平面内で揺動する構成としてもよい。実施例２及び３では２つのターゲットを有する回転カソードユニットを備えるスパッタ装置を例示したが、ターゲットの数は１つでもよいし、３つ以上でもよい。
１：スパッタ装置、２：ターゲット、６：基板、７：非蒸発型ゲッタポンプ、１０：チャンバ

Claims (15)

  1. 　基板が収容されるチャンバと、
    　前記チャンバの内部において前記基板の成膜対象面と対向するように配置されるターゲットと、
    　前記チャンバの内部に設けられる非蒸発型ゲッタポンプと、
    を備えるスパッタ装置において、
    　前記非蒸発型ゲッタポンプは、前記ターゲットに対し、スパッタリング時に前記ターゲットから前記ターゲットを構成する材料が放出される方向以外の方向に配置されることを特徴とするスパッタ装置。
  2. 　前記ターゲットは円筒形であり、
    　前記ターゲットを回転させる回転手段をさらに備える請求項１に記載のスパッタ装置。
  3. 　前記ターゲットの回転軸に垂直の仮想面内で、前記ターゲットの回転中心と前記非蒸発型ゲッタポンプの位置とを結ぶ仮想線分は、前記基板の成膜対象面に対向する前記ターゲットの表面におけるスパッタリング時にスパッタ粒子が集中的に生じる領域に対応する円弧と交わらない請求項２に記載のスパッタ装置。
  4. 　前記ターゲットの回転軸に垂直の仮想面内で、前記ターゲットの回転中心と前記非蒸発型ゲッタポンプの位置とを結ぶ仮想線分は、前記ターゲットの回転中心を原点とする極座標で、前記ターゲットの回転軸を含み前記基板の成膜対象面に平行な仮想平面の位置を基準として前記成膜対象面に向かう方向を正として定義した角度で、４５度から１３５度の範囲に含まれない請求項２に記載のスパッタ装置。
  5. 　前記ターゲットの内側の中空部に配置され前記ターゲットの外周に磁場を発生させる磁場発生部をさらに備え、
    　前記円弧は、前記ターゲットの表面近傍において、前記磁場発生部が形成する磁場によりスパッタリング時にプラズマが生成される位置に基づき決定される請求項３に記載のスパッタ装置。
  6. 　前記ターゲットを複数、備え、
    　前記非蒸発型ゲッタポンプは、複数の前記ターゲットの間に配置される請求項１～５のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  7. 　前記ターゲットを前記チャンバに対して移動させる移動手段をさらに備え、
    　前記非蒸発型ゲッタポンプは前記ターゲットとともに移動する請求項１に記載のスパッタ装置。
  8. 　前記非蒸発型ゲッタポンプは、前記ターゲットから３０ｃｍ以内の距離に配置される請求項１～７のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  9. 　前記非蒸発型ゲッタポンプは、前記ターゲットから２０ｃｍ以内の距離に配置される請求項１～７のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  10. 　前記ターゲットは、Ａｇ又はＡｇ合金を含んで構成されることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  11. 　前記スパッタ装置は、有機発光ダイオードの上部電極を成膜する請求項１～１０のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  12. 　前記スパッタ装置は、前記ターゲットに対し前記非蒸発型ゲッタポンプを遮蔽する部材を有しない請求項１～１１のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  13. 　前記非蒸発型ゲッタポンプを構成する非蒸発型ゲッタ材料は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｆｅ又はこれらを主成分とする合金である請求項１～１２のいずれか１項に記載のスパッタ装置。
  14. 　基板が収容されるチャンバと、
    　前記チャンバの内部において前記基板の成膜対象面と対向するように配置される円筒形のターゲットと、
    　前記チャンバの内部に設けられる非蒸発型ゲッタポンプと、
    　前記ターゲットを回転させる回転手段と、を備えるスパッタ装置において、
    　前記ターゲットの回転軸に垂直の仮想面内で、前記ターゲットの回転中心と前記非蒸発型ゲッタポンプの位置とを結ぶ仮想線分は、前記ターゲットの回転中心を原点とする極座標で、前記ターゲットの回転軸を含み前記基板の成膜対象面に平行な仮想平面の位置を基準として前記成膜対象面に向かう方向を正として定義した角度で、４５度から１３５度の範囲に含まれないことを特徴とするスパッタ装置。
  15. 　請求項１～１４のいずれか１項に記載のスパッタ装置を用いて基板に薄膜を形成する工程を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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