(57)【要約】【課題】有機膜に対するダメージを抑制することができるイオンビームスパッタリング装置を提供する。【解決手段】イオンビームスパッタリング装置１Ａは、開口部３１を有する遮蔽板３０と、遮蔽板３０に対して平行な方向において基板Ｓを開口部３１に対して相対的に移動可能な基板移動部４０と、開口部３１に面しているターゲット１０と、ターゲット１０に向けてイオンビームを照射するイオンガン２０と、ターゲット１０の位置を決定するターゲット固定部６０と、基板Ｓの表面における浮遊電位と浮遊電位に対応するターゲット１０の電位とが関連付けられた電位情報に応じてターゲット１０の電位を決定する電位調整部５０と、を備える。【選択図】図１
2020023739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に膜を形成するイオンビームスパッタリング装置であって、
開口部を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の上方に位置し、前記遮蔽板に対向するように前記基板を保持可能であり、前記遮蔽板に対して平行な方向において前記基板を前記開口部に対して相対的に移動可能な基板移動部と、
前記遮蔽板の下方に位置し、前記開口部に面しているターゲットと、
前記遮蔽板の下方に位置し、前記ターゲットに向けてイオンビームを照射するイオンガンと、
前記ターゲットに対する前記イオンビームの衝突に伴って前記ターゲットから反跳するスパッタリングガスのイオンが前記基板に到達しないように、前記遮蔽板に対する前記ターゲットの位置及び角度を決定するターゲット固定部と、
前記基板の表面における浮遊電位と前記浮遊電位に対応する前記ターゲットの電位とが関連付けられた電位情報に応じて、前記ターゲットの電位を決定する電位調整部と、
を備えるイオンビームスパッタリング装置。
【請求項２】
前記電位調整部は、前記基板へ入射する粒子エネルギが３．５２ｅＶ未満となるように、前記ターゲットの電位を決定する、
請求項１に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項３】
前記遮蔽板には、前記開口部を囲むように磁石が設けられている、
請求項１に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項４】
前記電位調整部に電気的に接続され、前記電位情報を保存する制御部を備え、
前記制御部に保存された前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定し、
前記基板に対して膜を形成する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項５】
前記基板移動部は、前記基板に代えて、前記遮蔽板に対向するように配置された電位センサを保持可能であり、
前記制御部は、前記電位センサに電気的に接続されており、
前記基板に対する成膜を行う前に、前記基板移動部によって前記電位センサが保持された状態で前記電位調整部によって前記ターゲットの電位を変えてテスト成膜を行うことによって、前記制御部は測定情報を取得し、
前記制御部は前記測定情報の中から前記電位情報を抽出し、
前記電位センサを用いて取得された前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定し、
前記電位センサに代えて、前記基板移動部に保持された前記基板に対して膜を形成する、
請求項４に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項６】
前記基板の前記表面における浮遊電位が１５Ｖ以下となる前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項７】
前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を接地電位又はマイナス電位に設定する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項８】
前記ターゲットは、複数の分割部材で構成されており、
前記電位調整部は、前記複数の分割部材の各々の電位を決定する、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のイオンビームスパッタリング装置。
【請求項９】
基板上に膜を形成するイオンビームスパッタリング方法であって、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のイオンビームスパッタリング装置を用い、
前記基板の表面における浮遊電位と前記浮遊電位に対応する前記ターゲットの電位とが関連付けられた電位情報に応じて、前記電位調整部における前記ターゲットの電位を決定し、
前記基板上に膜を形成する、
イオンビームスパッタリング方法。
【請求項１０】
前記基板上には、有機膜が形成されており、
前記有機膜上に前記膜を形成する、
請求項９に記載のイオンビームスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームスパッタリング装置及びイオンビームスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光、表示、撮像等の機能を有するデバイスとして、有機膜上にＴＣＯ膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が形成された構造を有する有機デバイスが知られている。ＴＣＯ膜を有機膜上に形成する方法として、スパッタリング法を用いることが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スパッタリング法においては、ターゲットから放出された高いエネルギを有する原子、アルゴンガスから電離したアルゴンイオン（Ａｒ＋）或いは電子等の荷電粒子、酸素ラジカル、反跳アルゴン等が有機膜に衝突することで、有機膜にダメージを与えてしまうといった問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、有機膜に対するダメージを抑制することができるイオンビームスパッタリング装置及びイオンビームスパッタリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置は、基板上に膜を形成するイオンビームスパッタリング装置であって、開口部を有する遮蔽板と、前記遮蔽板の上方に位置し、前記遮蔽板に対向するように前記基板を保持可能であり、前記遮蔽板に対して平行な方向において前記基板を前記開口部に対して相対的に移動可能な基板移動部と、前記遮蔽板の下方に位置し、前記開口部に面しているターゲットと、前記遮蔽板の下方に位置し、前記ターゲットに向けてイオンビームを照射するイオンガンと、前記ターゲットに対する前記イオンビームの衝突に伴って前記ターゲットから反跳するスパッタリングガスのイオンが前記基板に到達しないように、前記遮蔽板に対する前記ターゲットの位置及び角度を決定するターゲット固定部と、前記基板の表面における浮遊電位と前記浮遊電位に対応する前記ターゲットの電位とが関連付けられた電位情報に応じて、前記ターゲットの電位を決定する電位調整部と、を備える。
【０００７】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記電位調整部は、前記基板へ入射する粒子エネルギが３．５２ｅＶ未満となるように、前記ターゲットの電位を決定してもよい。
【０００８】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記遮蔽板には、前記開口部を囲むように磁石が設けられてもよい。
【０００９】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記電位調整部に電気的に接続され、前記電位情報を保存する制御部を備え、前記制御部に保存された前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定し、前記基板に対して膜を形成してもよい。
【００１０】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記基板移動部は、前記基板に代えて、前記遮蔽板に対向するように配置された電位センサを保持可能であり、前記制御部は、前記電位センサに電気的に接続されており、前記基板に対する成膜を行う前に、前記基板移動部によって前記電位センサが保持された状態で前記電位調整部によって前記ターゲットの電位を変えてテスト成膜を行うことによって、前記制御部は測定情報を取得し、前記制御部は前記測定情報の中から前記電位情報を抽出し、前記電位センサを用いて取得された前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定し、前記電位センサに代えて、前記基板移動部に保持された前記基板に対して膜を形成してもよい。
【００１１】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記基板の前記表面における浮遊電位が１５Ｖ以下となる前記電位情報に応じて、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を決定してもよい。
【００１２】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記電位調整部は、前記ターゲットの電位を接地電位又はマイナス電位に設定してもよい。
【００１３】
本発明の第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置においては、前記ターゲットは、複数の分割部材で構成されており、前記電位調整部は、前記複数の分割部材の各々の電位を決定してもよい。
【００１４】
本発明の第２態様に係るイオンビームスパッタリング方法は、基板上に膜を形成するイオンビームスパッタリング方法であって、上述した第１態様に係るイオンビームスパッタリング装置を用い、前記基板の表面における浮遊電位と前記浮遊電位に対応する前記ターゲットの電位とが関連付けられた電位情報に応じて、前記電位調整部における前記ターゲットの電位を決定し、前記基板上に膜を形成する。
【００１５】
本発明の第２態様に係るイオンビームスパッタリング方法においては、前記基板上には、有機膜が形成されており、前記有機膜上に前記膜を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記態様によれば、有機膜に対するダメージを抑制することができるイオンビームスパッタリング装置及びイオンビームスパッタリング方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオンビームスパッタリング装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るイオンビームスパッタリング装置の概略構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るイオンビームスパッタリング装置を構成する電位センサの配列を示す平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るイオンビームスパッタリング装置を構成するターゲットの概略構造を示す図であって、ターゲットの鉛直方向から見た平面図である。
【図５】本発明の実施例を説明する図であって、電位センサの位置に対する浮遊電位及びターゲットの電位を説明する図である。
【図６】本発明の実施例を説明する図であって、透明導電膜の表面構造を説明するＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係るイオンビームスパッタリング装置及びイオンビームスパッタリング方法について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（スパッタリング装置）
本実施形態に係るスパッタリング装置（イオンビームスパッタリング装置）は、不図示のチャンバの内部において、基板上に膜を形成する装置である。特に、本実施形態に係るスパッタリング装置は、基板上に形成された有機膜に対してＴＣＯ膜等の透明導電膜を成膜する場合に有効に用いられる。このため、本実施形態に係るスパッタリング装置を、透明導電膜付き基板の製造装置と称することもできる。
【００２０】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係るスパッタリング装置１Ａについて説明する。
スパッタリング装置１Ａは、ターゲット１０と、イオンガン２０と、遮蔽板３０と、基板移動部４０と、ターゲット１０の電位を決定する電位調整部５０と、ターゲット固定部６０と、磁石７０とを備える。
スパッタリング装置１Ａには、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）をチャンバ内に供給する不図示のガス供給装置が接続されている。
また、スパッタリング装置１Ａには、チャンバ内を所望の真空雰囲気に維持する排気装置（真空ポンプ等）が接続されている。
【００２１】
（ターゲット、イオンガン）
ターゲット１０を構成する材料は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）である。イオンガン２０は、ターゲット１０に向けてイオンビームＢＭを照射する。イオンビームの照射によってターゲット１０がスパッタされ、ターゲット１０を構成する材料は、粒子となって遮蔽板３０の開口部３１を通過し、基板Ｓの表面に形成された有機膜上に膜として堆積する。ターゲット１０及びイオンガン２０は、遮蔽板３０の下方に位置している。ターゲット１０は、遮蔽板３０の開口部３１に面している。
【００２２】
（遮蔽板）
遮蔽板３０は、開口部３１を有する。遮蔽板３０は、ターゲット１０と基板移動部４０との間に配置されている。遮蔽板３０は、配線を介して接地されており、遮蔽板３０の電位は０Ｖとなっている。遮蔽板３０は、符号ＢＭに示す方向においてイオンガン２０に近い位置にある開口部３１の開口端３２（第１開口端）と、イオンガン２０から遠い位置にある開口部３１の開口端３３（第２開口端）とを有する。開口部３１の両側（開口端３２、３３）においては、遮蔽板３０の上面に磁石７０が配置されている。平面視（遮蔽板３０を鉛直方向から見て）において、磁石７０は、開口部３１を囲むように設けられている。
このような構成を有する遮蔽板３０は、スパッタリングによってターゲット１０から発生したスパッタ粒子ＳＰを開口部３１に通過させる。さらに、遮蔽板３０は、磁石７０によって電子を引き付けて、電子をグランド（接地）に流す。
【００２３】
（基板移動部）
基板移動部４０は、遮蔽板３０の上方に位置し、遮蔽板３０に対向するように基板Ｓを保持可能である。基板移動部４０が基板Ｓを保持している場合、基板移動部４０は、遮蔽板３０に対して平行な搬送方向Ｄに沿って、基板Ｓを開口部３１に対して相対的に移動可能である。また、基板移動部４０は、基板Ｓに限られず、スパッタリングにおいて基板Ｓの表面に生じる浮遊電位（Ｖｆ）の測定に用いられる電位センサ（プローブ）を備える測定基板（後述）を載置することも可能である。
【００２４】
本実施形態において、基板移動部４０は、基板Ｓを保持する保持部４１と、開口部３１に対して保持部４１を相対的に移動させる駆動部４２とを備える。基板移動部４０は、保持部４１によって基板Ｓが保持された状態で、駆動部４２によって保持部４１を搬送方向Ｄに往復移動させる。これにより、基板移動部４０は、開口部３１の上方に位置する成膜空間４３に基板Ｓを曝す。即ち、基板移動部４０は、成膜空間４３における基板Ｓの位置を調整することができる。
【００２５】
（電位調整部）
電位調整部５０は、ターゲット１０の電位を、マイナス電位５１（マイナスバイアス）、フローティング５２、及び接地電位５３（ＧＮＤ）のいずれかに設定することができる。また、マイナス電位５１における電位量も適宜調整することができる。
特に、本実施形態においては、電位調整部５０は、電位情報に応じてターゲット１０の電位を決定する。
【００２６】
（電位情報）
本実施形態において、電位情報とは、スパッタリング装置１Ａを用いて基板Ｓに対して成膜を行う前に実験によって得られた結果に基づく情報である。換言すると、電位情報は、スパッタリングにおいてプラズマや荷電粒子等に曝される基板Ｓの表面における浮遊電位と、浮遊電位に対応するターゲットの電位とが関連付けられたデータである。
【００２７】
特に、本発明者らは、後述する実施例において具体的に述べるように、ターゲット電位がフローティングである場合に浮遊電位が２００Ｖであり、ターゲット電位が０Ｖ（接地電位）である場合に浮遊電位が１０〜１５Ｖであり、ターゲット電位が−２００Ｖ（マイナス電位）である場合に浮遊電位が５Ｖ未満であるという結果を得ている。
さらに、本発明者らは、浮遊電位が２００Ｖの場合には、アルゴンガスから電離したアルゴンイオン（Ａｒ＋）或いは電子等の荷電粒子、酸素ラジカル、反跳アルゴン等に起因して、透明導電膜の下層に位置する有機膜にダメージを与えてしまうという結果を得ている。また、本発明者らは、浮遊電位が１０〜１５Ｖ或いは５Ｖ未満の場合（即ち、１５Ｖ以下）には、有機膜に与えるダメージが緩和されるという結果を得ている。
【００２８】
そして、本実施形態においては、有機膜に対するダメージを抑制する成膜を行うために、電位調整部５０は電位情報に応じてターゲット１０の電位を決定している。つまり、本発明の「電位情報に応じてターゲットの電位を決定する」とは、有機膜に対するダメージを抑制する浮遊電位を実現するようにターゲットの電位を決定することを意味する。
特に、基板Ｓの表面における浮遊電位が１０〜１５Ｖであれば、有機膜に対するダメージを抑制できるため、これを実現するために、ターゲット１０の電位を０Ｖに決定する。
さらに、有機膜に対するダメージ抑制の効果を得るために、基板Ｓの表面における浮遊電位が５Ｖ未満であれば、有機膜に対するダメージを更に抑制できるため、これを実現するために、ターゲット１０の電位を−２００Ｖに決定する。
なお、本実施形態においては、電位情報における浮遊電位とターゲットの電位との組み合わせの数は、２つであるが、本発明はこの数に限定されない。電位情報には、３以上の組合せが含まれてもよい。
【００２９】
なお、本実施形態においては、電位調整部５０におけるターゲット１０の電位の調整は、電位情報に基づき、スパッタリング装置１Ａの使用者が行っている。つまり、図１に示すスパッタリング装置１Ａでは、電位調整部５０の調整を自動的に行うような制御部が設けられておらず、スパッタリング装置１Ａの構成を簡素にすることができる。
なお、スパッタリング装置１Ａの使用者は、電位調整部５０を操作することによってターゲット１０の電位を調整してもよいし、スパッタリング装置１Ａを遠隔操作することにより、電位調整部５０を操作し、ターゲット１０の電位を調整してもよい。
【００３０】
（ターゲット固定部）
ターゲット固定部６０は、ターゲット１０に対するイオンビームＢＭの衝突に伴ってターゲット１０から反跳するスパッタリングガスのイオン粒子（反跳アルゴン）が基板Ｓに到達しないように、遮蔽板３０に対するターゲット１０の位置及び角度を決定する。
ターゲット固定部６０は、ターゲット１０の位置を自動的に決定する駆動部を備えてもよい。また、スパッタリング装置１Ａの使用者が位置調整部材をターゲット固定部６０に設置することで、ターゲット１０の位置を手動で決定してもよい。
【００３１】
（基板）
基板Ｓは、樹脂材料や無機材料等、公知の材料によって構成されている。
なお、図１は、端部を有する１枚の基板Ｓを示しているが、本発明は、図１に示す基板Ｓを限定しない。例えば、フィルム基板であってもよい。
基板Ｓの表面には、有機膜ＥＬが形成されている。有機膜ＥＬは、発光、表示、撮像等の機能を有する有機デバイスを構成する膜であり、低分子材料や高分子材料等、公知の材料によって構成されている。一例として、本実施形態においては、有機膜ＥＬは、有機エレクトロルミネセンス層であってもよいし、有機エレクトロルミネセンス層の発光機能を促進する機能層であってもよい。このような機能層としては、電子注入層、電子輸送層、ホール注入層、ホール輸送層等が挙げられる。なお、他の有機層が基板Ｓの表面に形成されてもよい。有機膜ＥＬ上には、スパッタリング装置１Ａによって、透明導電膜が成膜される。
【００３２】
次に、本実施形態に係るイオンビームスパッタリング方法、即ち、スパッタリング装置１Ａにおける作用について説明する。
まず、スパッタリング装置１Ａの使用者は、電位情報に基づき、ターゲット１０の電位を−２００Ｖ又は０Ｖに設定する。
真空状態が維持されたチャンバの内部において、基板移動部４０は、有機膜ＥＬが成膜された基板Ｓが基板移動部４０によって保持し、有機膜ＥＬを成膜空間４３に曝しながら、搬送方向Ｄに沿って基板Ｓを移動させ、基板Ｓの位置を調整する。
さらに、イオンガン２０はイオンビームＢＭをターゲット１０に照射し、スパッタリングが行われ、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に透明導電膜が成膜される。
【００３３】
遮蔽板３０の上面において、開口部３１の両側（開口端３２、３３）には、開口部３１を囲むように、磁石７０が配置されている。また、ターゲット固定部６０は、ターゲット１０から反跳するスパッタリングガスのイオンが基板Ｓに到達しないように、遮蔽板３０に対するターゲット１０の位置を決定している。
【００３４】
磁石７０の磁力によって、エレクトロン（電子）は遮蔽板３０に引き付けられ、電子は配線を介してグランド（接地）に流れる。
【００３５】
特に、電位情報に基づき、ターゲット１０の電位が−２００Ｖ又は０Ｖに設定されているため、基板Ｓの表面に生じる浮遊電位（Ｖｆ）を１５Ｖ以下にすることができる。これによって、荷電粒子及び酸素ラジカルに起因するダメージを有機膜ＥＬに与えることを抑制することができる。
また、ターゲット固定部６０によってターゲット１０の位置及び角度が決定されているので、ターゲット１０から反跳するスパッタリングガスのイオン（反跳アルゴン）が開口部３１を通じて基板Ｓに到達することを防止することができる。
【００３６】
（第１実施形態の変形例１）
上述した第１実施形態では、スパッタリング装置１Ａの使用者が、電位調整部５０を操作することによってターゲット１０の電位を調整することにより、ターゲット１０の電位を調整する場合について説明した。本発明は、この構成に限定されない。
【００３７】
第１実施形態の変形例において、スパッタリング装置１Ａは、電位調整部５０に電気的に接続された制御部８０Ａを備えてもよい（図１の点線）。制御部８０Ａは、上述した電位情報を保存する記憶部を備えている。本変形例においては、制御部８０Ａに保存された電位情報に応じて、電位調整部５０は、ターゲット１０の電位を決定し、スパッタリングが行われ、基板Ｓに対して膜が形成される。
【００３８】
この構成によれば、制御部８０Ａによって電位調整部５０を制御することにより、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、制御部８０Ａは、スパッタリング装置１Ａから離れた集中管理装置に接続されてもよい。この場合、集中管理装置からスパッタリング装置１Ａを制御することができる。
【００３９】
（第１実施形態の変形例２）
上述した第１実施形態及び変形例１では、電位調整部５０が、電位情報に応じて、前記ターゲットの電位を決定し、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に透明導電膜を形成する場合について説明した。本発明は、この構成に限定されない。
電位調整部５０は、基板Ｓへ入射する粒子エネルギが３．５２ｅＶ未満となるように、ターゲット１０の電位を決定してもよい。
【００４０】
一般的に、有機膜は、炭素と酸素との間の共有結合により、即ち、炭素−酸素結合（Ｃ−Ｏ結合）により構成されている。有機膜における結合解離エネルギは、例えば、３．５２ｅＶである。このため、有機膜の分解を抑制するには、スパッタリングに起因する基板Ｓへ入射する粒子エネルギを３．５２ｅＶ未満にする必要がある。有機膜の分解を確実に抑制するには、例えば、粒子エネルギを３．０ｅＶ以下にする必要がある。
【００４１】
本変形例２においては、電位調整部５０は、上述した粒子エネルギに関する情報と、上述した電位情報とが組み合わされた情報に応じて、ターゲット１０の電位を決定する。そして、スパッタリング装置１Ａにおいては、上述したようにスパッタリングが行われ、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に透明導電膜が成膜される。
【００４２】
この構成によれば、荷電粒子及び酸素ラジカルに起因するダメージを有機膜ＥＬに与えることを抑制することができるだけでなく、有機膜ＥＬの分解を抑制することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、図２及び図３を参照して、第２実施形態に係るスパッタリング装置１Ｂについて説明する。
図２において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。スパッタリング装置１Ｂは、電位センサによって測定された測定結果に基づきフィードバック制御を行う点で、スパッタリング装置１Ａとは異なっている。
【００４４】
（基板移動部）
第２実施形態に係るスパッタリング装置１Ｂにおいては、基板移動部４０は、有機膜ＥＬが形成された基板Ｓに代えて、電位センサ９０を備える測定基板ＴＳを保持することが可能である。基板移動部４０は、測定基板ＴＳを遮蔽板３０に対向するように配置することができる。また、基板移動部４０は、符号ＲＰに示すように、測定基板ＴＳと基板Ｓとを交換することが可能である。
本実施形態においては、測定基板ＴＳを用いることにより、スパッタリングによって測定基板ＴＳの表面に生じる浮遊電位を測定する。浮遊電位の測定手法としては、例えば、ラングミュアプローブを用いた手法と同様の方法を採用することができる。電位センサ９０は、浮遊電位を測定するプローブに相当する。なお、後述する制御部８０Ｂと電位センサ９０とを接続する配線や検出回路については、公知の構成が採用される。
【００４５】
（制御部、電位センサ）
制御部８０Ｂは、電位センサ９０に電気的に接続されており、また、電位調整部５０に電気的に接続されている。
図３に示すように、測定基板ＴＳの表面には、搬送方向Ｄに直交する方向に沿って、複数の電位センサ９０が設けられている。電位センサ９０は、測定基板ＴＳに対してスパッタリングを行う際に、プラズマに曝される測定基板ＴＳの表面に生じる浮遊電位を測定する。電位センサ９０は、浮遊電位の測定結果を制御部８０Ｂに送る。
また、基板移動部４０は、測定基板ＴＳを搬送方向Ｄに沿って移動可能であるため、電位センサ９０の位置は、搬送方向Ｄに沿って変更することができる。このため、搬送方向Ｄと、搬送方向Ｄに直交する方向との２方向において、即ち、成膜空間４３に曝される２次元の位置において、浮遊電位を測定することが可能となっている。
【００４６】
次に、本実施形態に係るスパッタリング装置１Ｂにおける作用について説明する。
まず、基板Ｓの有機膜ＥＬに対する成膜を行う前に、基板移動部４０は、測定基板ＴＳを保持する。この状態で、制御部８０Ｂは、電位調整部５０を制御し、ターゲット１０の電位を変えてテスト成膜を行う。
テスト成膜においては、ターゲット１０の電位をマイナス電位５１、フローティング５２、及び接地電位５３のいずれかに設定する。また、図２では示されていないが、電位調整部５０は、ターゲット１０の電位をプラス電位に設定してもよい。
【００４７】
ターゲットの電位条件を変えた複数回のテスト成膜の各々において、電位センサ９０は、成膜空間４３に曝される測定基板ＴＳ上における浮遊電位を測定し、測定結果を制御部８０Ｂに送る。これによって、制御部８０Ｂは、テスト成膜によって得られた測定基板ＴＳの表面における浮遊電位と、テスト成膜を行ったターゲットの電位とが関連付けられたデータである測定情報を取得する。
【００４８】
ここで、測定情報は、有機膜ＥＬに対するダメージを抑制できる浮遊電位と、その浮遊電位の発生の原因となるターゲットの電位とが関連付けられたデータを含む。さらに、測定情報は、このデータだけでなく、有機膜ＥＬにダメージを与えてしまう浮遊電位と、その浮遊電位の発生の原因となるターゲットの電位とが関連付けられたデータを含む。
【００４９】
そこで、制御部８０Ｂは、測定情報の中から、有機膜ＥＬに対するダメージを抑制できる浮遊電位と、その浮遊電位の発生の原因となるターゲットの電位とが関連付けられた電位情報を抽出する。
【００５０】
電位センサ９０を用いて取得された測定情報の中から抽出された電位情報に応じて、電位調整部５０は、ターゲット１０の電位を決定する。特に、ターゲット１０の電位の決定においては、上述したように、荷電粒子、酸素ラジカル、反跳アルゴン等に起因するダメージを有機膜に与えることがない電位情報に基づき、ターゲット１０の電位が設定される。
【００５１】
次に、基板移動部４０は、符号ＲＰに示すように、電位センサ９０に代えて、有機膜ＥＬが形成された基板Ｓを保持する。その後、上述した第１実施形態と同様に、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に透明導電膜が形成される。
【００５２】
スパッタリング装置１Ｂにおいては、成膜条件の変更（ガス流量やチャンバ内圧力の変更、イオンガンの出力条件の変更、装置を構成する部材の変更、基板に対するターゲットの角度の変更等）があったとしても、成膜条件が変更された装置において、テスト成膜を行うことで、測定基板ＴＳの表面における浮遊電位と、浮遊電位に対応するターゲットの電位とが関連付けられた測定情報を取得することができる。そして、テスト成膜によって得られた測定情報の中から、有機膜ＥＬに対するダメージを抑制できる浮遊電位と、その浮遊電位の発生の原因となるターゲットの電位とが関連付けられた電位情報を抽出することができる。そして、抽出された電位情報に応じて、電位調整部５０はターゲット１０の電位を決定し、スパッタリングが行われ、基板Ｓに対して膜を形成することができる。
【００５３】
換言すると、スパッタリング装置が稼働する工場における稼働条件（仕様）が、工場毎に異なる場合であっても、各工場に設置されたスパッタリング装置に応じた測定情報を得ることができる。そして、測定情報の中から有効な電位情報を抽出することができる。
上述した第１実施形態と同様に、電位情報に基づいた成膜が行われるため、荷電粒子、酸素ラジカル、反跳アルゴン等に起因するダメージを有機膜ＥＬに与えることを抑制することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、図１及び図４を参照して、第３実施形態に係るスパッタリング装置を構成するターゲットについて説明する。
図４において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。第３実施形態は、ターゲット１０が複数の部材で構成されている点で、第１実施形態とは異なる。
【００５５】
（ターゲット）
図４は、図１における符号Ｔに示す方向から見たターゲット１０の平面図である。
なお、図４においては、スパッタリング装置１Ａ、１Ｂにおけるターゲット１０以外の部材は省略されている。
図４（ａ）は、ターゲット１０が２つの分割部材で構成された構造を示している。図４（ｂ）は、ターゲット１０が４つの分割部材で構成された構造を示している。
なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）の各々においては、図１に示すイオンビームＢＭの方向に沿ってイオンガン２０の開口が投影された投影線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが示されている。即ち、イオンビームＢＭが出射するイオンガン２０の開口の位置と、ターゲット１０の位置との関係が示されている。
【００５６】
（２つの分割部材の構成）
図４（ａ）に示すように、ターゲット１０は、２つの分割部材１１Ａ、１１Ｂ（第１分割部材、第２分割部材）で構成されている。分割部材１１Ａ、１１Ｂの各々は、Ｘ方向に延在し、Ｚ方向に沿って並んでいる。
電位調整部５０は、２つの分割部材１１Ａ、１１Ｂの各々の電位を決定することが可能である。電位調整部５０は、分割部材１１Ａの電位と、分割部材１１Ｂの電位とを異ならせたり、同じにしたりすることができる。例えば、分割部材１１Ａの電位をマイナス電位に設定したり、分割部材１１Ｂの電位を接地電位に設定したりすることができる。反対に、分割部材１１Ａの電位を接地電位に設定したり、分割部材１１Ｂの電位をマイナス電位に設定したりすることもできる。
【００５７】
投影線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに示すように、イオンガン２０は、２つの直線部（投影線２０Ａ、２０Ｂに対応）と２つの曲線部（投影線２０Ｃに対応）とを有するトラック形状の開口を有する。
図４（ａ）において、投影線２０Ａの延在方向と分割部材１１Ａの長手方向とが一致するように、分割部材１１Ａは投影線２０Ａに重なっている。また、投影線２０Ｂの延在方向と分割部材１１Ｂの長手方向とが一致するように、分割部材１１Ｂは投影線２０Ｂに重なっている。また、分割部材１１Ａ、１１Ｂの各々の両端には、投影線２０Ｃが重なっている。
【００５８】
図１に示すように、イオンビームＢＭは、イオンガン２０の開口から、分割部材１１Ａ、１１Ｂに向けて出射し、分割部材１１Ａ、１１Ｂをスパッタリングする。分割部材１１Ａ、１１Ｂを構成する材料は、粒子となって、開口部３１を通過し、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に堆積される。
【００５９】
図４（ａ）に示す構成によれば、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、２つの分割部材１１Ａ、１１Ｂの各々の電位を決定し、スパッタリングを行うことができる。
【００６０】
（４つの分割部材の構成）
図４（ｂ）に示すように、ターゲット１０は、４つの分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（第１分割部材、第２分割部材、第３分割部材、第４分割部材）で構成されている。
分割部材１２Ａ、１２Ｂ及び分割部材１２Ｃ、１２Ｄは、Ｚ方向に沿って並んでいる。
分割部材１２Ａ、１２Ｃ及び分割部材１２Ｂ、１２Ｄは、Ｘ方向に沿って並んでいる。
電位調整部５０は、４つの分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの各々の電位を決定することが可能である。電位調整部５０は、４つの分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのうち少なくとも２つの電位を異ならせたり、同じにしたりすることができる。また、４つの分割部材の全てにおいて同じ電位に設定したり、４つの分割部材の電位を各々ことならせたりすることができる。
【００６１】
図４（ｂ）において、投影線２０Ａの延在方向と分割部材１２Ａ、１２Ｃの長手方向とが一致するように、分割部材１２Ａ、１２Ｃは投影線２０Ａに重なっている。また、投影線２０Ｂの延在方向と分割部材１２Ｂ、１２Ｄの長手方向とが一致するように、分割部材１２Ｂ、１２Ｄは投影線２０Ｂに重なっている。また、分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの各々の両端には、投影線２０Ｃが重なっている。
【００６２】
図１に示すように、イオンビームＢＭは、イオンガン２０の開口から、分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに向けて出射し、分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄをスパッタリングする。分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを構成する材料は、粒子となって、開口部３１を通過し、基板Ｓの有機膜ＥＬ上に堆積される。
【００６３】
図４（ｂ）に示す構成によれば、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、４つの分割部材１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの各々の電位を決定し、スパッタリングを行うことができる。
【００６４】
なお、図４（ａ）（ｂ）に示す例では、分割部材の個数が２つ又は４つの場合について説明したが、分割部材の個数は、３つでもよいし、５つ以上でもよい。また、図４（ａ）（ｂ）に示す構造は、上述した第２実施形態にも適用可能である。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【実施例】
【００６６】
次に、図５及び図６に基づき、実施例を参照して本発明の効果をより具体的に説明する。
【００６７】
（ターゲットの電位と浮遊電位との関係）
図５は、上述したスパッタリング装置１Ｂを用いてスパッタリングを行った結果を示しており、ターゲット１０の電位と、測定基板ＴＳ上の電位センサ９０によって測定される浮遊電位との関係を示している。
図５（ａ）において、横軸は、測定基板ＴＳにおける測定点の位置（０ｍｍ〜４００ｍｍ、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を示しており、縦軸は、各測定点において測定された浮遊電位（Ｖ）の値を示している。
【００６８】
図５（ｂ）は、上述したスパッタリング装置１Ｂの構造（図２）を部分的に示しており、成膜空間４３に面している測定基板ＴＳの測定点を示している。図５（ｂ）に示すポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、各々、図５（ａ）に示す測定基板ＴＳ上における電位センサ９０の０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍの位置に対応している。電位センサ９０の位置の設定は、図３に示す電位センサ９０を備える測定基板ＴＳを搬送方向Ｄに移動することで行われる。
【００６９】
より具体的に、図５（ａ）及び図５（ｂ）においては、遮蔽板３０の開口部３１の幅３１Ｗは、２００ｍｍである。ターゲット１０は、イオンビームＢＭの方向に対して傾斜するスパッタ面１０Ｓを有している。測定基板ＴＳに対する鉛直方向（Ｚ方向）において、スパッタ面１０Ｓの中央１０Ｃの位置は、電位センサ９０の２００ｍｍの位置に対応している。また、鉛直方向において、スパッタ面１０Ｓの中央１０Ｃから遮蔽板３０までの距離は、１００ｍｍであり、遮蔽板３０から測定基板ＴＳまでの距離は、１５０ｍｍである。
【００７０】
本実施例において、ターゲット１０の電位の条件を除いた、成膜条件は、以下のとおりである。
チャンバ内に供給されるガスの種類：アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）
アルゴンが供給される前のチャンバ内の圧力：５．０×１０−４Ｐａ
アルゴンが供給されている状態におけるチャンバ内の圧力：５．０×１０−２Ｐａ
イオンガンへの供給電力：２０００Ｖ
ターゲットの種類：ＩＴＯ
【００７１】
図５（ａ）において、符号Ａで示された曲線は、ターゲット１０の電位がフローティング電位に設定された条件でスパッタリングが行われた場合の浮遊電位を示している。符号Ｂで示された曲線は、ターゲット１０の電位が０Ｖ（接地電位）に設定された条件でスパッタリングが行われた場合の浮遊電位を示している。符号Ｃで示された曲線は、ターゲット１０の電位が−２００Ｖに設定された条件でスパッタリングが行われた場合の浮遊電位を示している。図５より、以下の点が明らかとなった。
【００７２】
（ターゲット１０の電位がフローティング電位に設定された場合：曲線Ａ）
（結果Ａ１）測定点の位置が０ｍｍ（ポイントＰ１）では、浮遊電位が３０Ｖ程度であった。
（結果Ａ２）測定点の位置が１００ｍｍ（ポイントＰ２）では、浮遊電位が１６０Ｖ程度であった。
（結果Ａ３）測定点の位置が２００ｍｍ（ポイントＰ３）では、浮遊電位が１６５Ｖ程度であった。
（結果Ａ４）測定点の位置が３００ｍｍ（ポイントＰ４）では、浮遊電位が１７５Ｖ程度であった。
（結果Ａ５）測定点の位置が４００ｍｍ（ポイントＰ５）では、浮遊電位が１５０Ｖ程度であった。
（結果Ａ６）ポイントＰ３〜Ｐ５においては、浮遊電位が１６０Ｖ〜１７５Ｖ程度であり、ポイントＰ１、Ｐ５に比べて浮遊電位が高いことが明らかとなった。
【００７３】
（ターゲット１０の電位が０Ｖに設定された場合：曲線Ｂ）
（結果Ｂ１）測定点（０ｍｍ〜４００ｍｍ、ポイントＰ１〜Ｐ５）において、浮遊電位は、１０Ｖ〜１５Ｖ程度であった。ターゲット１０の電位がフローティング電位に設定された場合（曲線Ａ）に比べて、浮遊電位が小さくなることが明らかとなった。
【００７４】
（ターゲット１０の電位が−２００Ｖに設定された場合：曲線Ｃ）
（結果Ｃ１）測定点（０ｍｍ〜４００ｍｍ、ポイントＰ１〜Ｐ５）において、浮遊電位は、５Ｖ未満であった。ターゲット１０の電位が０Ｖに設定された場合（曲線Ｂ）に比べて、浮遊電位が更に小さくなることが明らかとなった。
【００７５】
図６は、図５に示した測定基板ＴＳ上に形成された透明導電膜の表面構造を説明するＴＥＭ像である。図６（ａ）〜図６（ｃ）の各々は、３００ｍｍ（ポイントＰ４）の測定点における透明導電膜の表面構造を示している。この測定点は、反跳アルゴンによる透明導電膜のダメージが顕著に表れる位置である。
図６（ａ）は、ターゲット１０の電位がフローティング電位に設定された条件でスパッタリングが行われた場合の透明導電膜の表面構造を示している。
図６（ｂ）は、ターゲット１０の電位が０Ｖ（接地電位）に設定された条件でスパッタリングが行われた場合の透明導電膜の表面構造を示している。
図６（ｃ）は、ターゲット１０の電位が−２００Ｖに設定された条件でスパッタリングが行われた場合の透明導電膜の表面構造を示している。
【００７６】
また、図６（ａ）〜図６（ｃ）の各々において、黒色点状で示された部分は、アルゴンガスから電離したアルゴンイオン（Ａｒ＋）或いは電子等の荷電粒子、酸素ラジカル、反跳アルゴン等に起因するダメージが透明導電膜に生じていることを示している。
特に、黒色点状の部分は、透明導電膜自身の表面構造に変化をもたらすほどのエネルギを持った荷電粒子が、透明導電膜に入射していることを意味する。このため、透明導電膜の下層に位置する有機膜ＥＬにもダメージを与えていると考えられる部分である。
【００７７】
図６より、以下の点が明らかとなった。
（結果Ｃ１）図６（ａ）に示すように、ターゲット１０の電位がフローティング電位に設定された条件でスパッタリングを行うと、多くの黒色点状が観察された。即ち、スパッタリングによって、透明導電膜の下層に位置する有機膜ＥＬにも多くのダメージを与えていることが明らかとなった。
（結果Ｃ２）図６（ｂ）に示すように、ターゲット１０の電位が０Ｖに設定された条件でスパッタリングを行うと、黒色点状の部分が確認されたが、図６（ａ）の場合よりも黒色点状の個数が大幅に削減されていることが分かった。即ち、スパッタリングを行ったとしても、透明導電膜の下層に位置する有機膜ＥＬにはダメージを殆ど与えていないことが明らかとなった。換言すると、有機膜ＥＬに対するダメージ抑制の効果が得られる。
（結果Ｃ３）図６（ｃ）に示すように、ターゲット１０の電位が−２００Ｖに設定された条件でスパッタリングを行うと、数カ所において黒色点状の部分が確認されたが、図６（ｂ）の場合よりも黒色点状の個数が削減されていることが分かった。即ち、スパッタリングを行ったとしても、透明導電膜の下層に位置する有機膜ＥＬにはダメージを殆ど与えていないことが明らかとなった。また、図６（ｂ）に示す場合よりも、優れたダメージ抑制の効果が得られる。
【００７８】
また、図６（ａ）〜図６（ｃ）の各々において、Ｐ−Ｖ値（最大高さ粗さ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｖａｌｌｅｙ）及びＲａ値（算術平均粗さ）を測定したところ、以下の結果が得られた。
図６（ａ）において、Ｐ−Ｖ値は６．７ｎｍであり、Ｒａ値は、０．３１ｎｍであった。
図６（ｂ）において、Ｐ−Ｖ値は５．６ｎｍであり、Ｒａ値は、０．２８ｎｍであった。
図６（ｃ）において、Ｐ−Ｖ値は２．７ｎｍであり、Ｒａ値は、０．１９ｎｍであった。
【００７９】
以下の点が明らかとなった。
（結果Ｃ１）図６（ａ）に比べて、図６（ｂ）ではＰ−Ｖ値及びＲａ値を小さくすることが明らかとなった。これは、黒色点状の個数の削減に伴って、Ｐ−Ｖ値及びＲａ値が小さくなったと言える。
（結果Ｃ２）図６（ｂ）に比べて、図６（ｃ）ではＰ−Ｖ値及びＲａ値を小さくすることが明らかとなった。上記と同様に、黒色点状の個数の削減に伴って、Ｐ−Ｖ値及びＲａ値が小さくなったと言える。
（結果Ｃ３）つまり、ターゲット１０の電位を０Ｖ（接地電位）又はマイナス電位に設定することで、Ｐ−Ｖ値及びＲａ値を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、有機膜に対するダメージを抑制することができるイオンビームスパッタリング装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１Ａ、１Ｂ  スパッタリング装置（イオンビームスパッタリング装置）、１０  ターゲット、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ  分割部材、２０  イオンガン、３０  遮蔽板、３１  開口部、３２  開口端、３３  開口端、４０  基板移動部、４１  保持部、４２  駆動部、４３  成膜空間、５０  電位調整部、５１  マイナス電位、５２  フローティング、５３  接地電位、６０  ターゲット固定部、７０  磁石、８０Ａ、８０Ｂ  制御部、９０  電位センサ、ＥＬ  有機膜、Ｓ  基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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