(57)【要約】【課題】非エロージョン領域から剥離した粒子が基板に堆積することを高いレベルで抑制可能な、透明導電性膜を形成するために用いるスパッタリング装置を提供することにある。【解決手段】基板支持体と、上記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備え、電源パワーにより駆動し、上記複数の磁性体は、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記電源パワーが増減可能である。【選択図】図１
2010037594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の前記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備え、電源パワーにより駆動するスパッタリング装置において、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、前記電源パワーが増減可能であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
基板支持体と、前記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、前記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備え、前記複数の磁性体は、前記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、前記第１の磁性体に対して前記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、電源パワーにより駆動するスパッタリング装置において、前記電源パワーが増減可能であることを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関する。より詳しくは、本発明のスパッタリング装置は、透明導電性膜の形成を好適に行うことができるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物を主体とする薄膜積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称する場合がある。）が知られている。
【０００３】
非特許文献１には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で構成された透明電極からホール注入層に注入されたホールと低仕事関数電極から電子注入層に注入された電子とが、発光層で再結合することによって発光が生ずることを原理とする、有機積層型の高輝度発光素子が開示されている。
【０００４】
上記の高輝度発光素子が発表されて以来、有機ＥＬ素子の実用化に向けた様々な検討がなされている。
【０００５】
例えば、有機ＥＬディスプレイの分野では、近年、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ素子の開発が盛んに行われている。アクティブマトリックス駆動方式では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けた基板上に、複数個の有機ＥＬ素子を形成し、これらの有機ＥＬ素子を光源としてディスプレイを構成している。現状におけるアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイでは、ＴＦＴおよび有機ＥＬ素子の特性のばらつきが大きく、当該ばらつきを補正するために様々な駆動回路が必要となる。また、駆動回路が複雑な場合には、１画素を駆動させるために要するＴＦＴの数が膨大となる。
【０００６】
ところで、ディスプレイに適用される有機ＥＬ素子は、一般に、光をガラス基板面から取り出す、ボトムエミッション方式の素子（以下、「Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）として構成することが多い。
【０００７】
図６は、Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。同図に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００は、ガラス基板１０２に、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる下部電極１０４、有機ＥＬ層１０６、およびＬｉＦ／Ａｌからなる上部電極１０８を順次備える。このようなＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子１００をアクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用した場合には、ＴＦＴの数の増加に伴い、下部電極１０２での光Ｌの取り出し面積が小さくなる。
【０００８】
そこで、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイに適用することを想定し、図６に示すＢｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子に代わって、光Lを上部電極側から取り出すトップエミッション方式の素子（以下「Ｔｏｐ−Ｅｍ型素子」と称する場合がある。）の開発が進められている。
【０００９】
図７は、Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。同図に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００は、ガラス基板２０２上に、反射膜２０４、ＩＺＯからなる下部電極２０６、有機ＥＬ層２０８、およびＩＺＯで構成された上部電極２１０を順次備える。
【００１０】
ここで、図７に示すＴｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子２００においては、上部電極２１０が十分な光透過性を発揮することが肝要である。このため、上部電極２１０としては、一般に、可視光の透過率が高く、かつ電気伝導性が高い物質からなる透明導電性膜を用いる。
【００１１】
このような透明導電性膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｈなどの金属薄膜（例えば、膜厚５ｎｍ以下）、および、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｄＯ、Ｉｎ2Ｏ3、およびＺｎＯなどの酸化物半導体薄膜、ならびにこれらの複合材料であるＩＴＯおよびＩＺＯなどの酸化物半導体薄膜が挙げられる。ＩＴＯ、ＩＺＯなどからなる透明導電性膜は、スパッタリングにより形成され、テレビ、透明ヒータ、および液晶表示素子などの広範な用途で電極として使用される。
【００１２】
従来の製膜用のスパッタリング装置は、ターゲットの裏面にマグネットを配置した、一般的な平板マグネトロン方式の装置である。このタイプの装置においては、電界と磁界とが直交する方向に、電子がサイクロイド曲線を描きながらドリフト運動する。このため、マグネットを配設しない場合に比べて、電子の飛程が長い。よって、優れた電離衝突確率、ひいては優れたスパッタガスのイオン密度が達成され、スパッタ速度を大きくすることができる。
【００１３】
また、このスパッタリング装置においては、対向する面をそれぞれ有する対極に、それぞれ、磁化されたマグネットを用いている。このため、マグネットの形状に依拠して、ターゲットのイオン化密度の高い領域がリング状となる。この結果、ターゲットのイオン化密度の高い領域が、スパッタに多量に用いられるため、他の領域と比べて高度に侵食される領域、即ち、エロージョン領域が形成される。
【００１４】
一方、このようなエロージョン領域が形成されるスパッタリング装置においては、電子のドリフト運動が上記のリング状領域に閉じ込められる。このため、当該領域から外れた領域では優れたイオン化密度が得られない。よって、このリング状領域から外れた領域では、ターゲットがスパッタにあまり用いられず、侵食程度の低い領域、即ち、非エロージョン領域が形成される。
【００１５】
また、この非エロージョン領域には、さらに、近隣のリング状領域からスパッタされた粒子が堆積する。このようにして堆積した粒子は、非常に剥離し易く、剥離した粒子は基板に堆積するおそれがある。当該粒子が基板に堆積した場合には、有機ＥＬ素子がリークまたはショートなどを起こすおそれがあり、当該素子の優れた良品率が達成できない。
【００１６】
スパッタリング装置内で生じるこのような粒子に対する改善策としては、以下の技術が開示されている。
特許文献１には、磁界を用いたスパッタリングによりターゲットの成分を被処理体に成膜するにあたり、所定枚数の上記被処理体に成膜を行った後、成膜時よりも磁界をターゲット面方向に沿って広げ、上記ターゲット表面をクリーニングするスパッタ成膜方法が開示されている。
【００１７】
特許文献２には、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜し、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの上記処理基板面側全体をエロージョン領域とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン領域として残してそれ以外をエロージョン領域とするもので、上記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン領域となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも上記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設しているスパッタリング装置が開示されている。
【００１８】
特許文献３には、放電電源とマグネット装置を併用してプラズマを生成し、このプラズマを利用してイオンを酸化物ターゲットに衝突させてターゲット材をスパッタし、相対的に大型の基板に透明導電膜を成膜し、上記ターゲットは一体形状を有し、上記放電電源は、放電用電力の主たる部分を供給する高周波電源である、枚葉型のマグネトロンスパッタ装置が開示されている。
【００１９】
特許文献４には、スパッタガスである酸素のガス圧を、１５ｍＴｏｒｒ以下の低ガス圧にして、基板へのスパッタを行う、マグネトロン型の反応性スパッタ装置が開示されている。
【００２０】
【特許文献１】特開２００２−３８２６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８９７８号公報
【特許文献３】特開平９−２４１８４０号公報
【特許文献４】特開平３−２０４６３号公報
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51913(1987), Vol.51, No.12, P.913
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記特許文献１〜４においては、以下の問題が内在する。
【００２２】
特許文献１に開示された技術においては、スパッタリング中に粒子が随時発生しているため、所定枚数の被処理体に成膜を行った後にクリーニングを行うことによっては、非エロージョン領域の粒子レベルを十分に低減することができない。
【００２３】
特許文献２に開示された技術においては、例えば、エロージョン領域をターゲットプレートの上記処理基板面側全体に広げても、その外周部分には必ず付着力の弱い粒子が堆積する。このため、プレスパッタからメインスパッタに至る過程で、エロージョン領域を縮小しなければ、メインスパッタ時に、基板に非エロージョン領域から剥離した粒子が堆積するおそれがある。
【００２４】
特許文献３に開示された技術においては、スパッタ電源の主電源を高周波電源とし、マグネット装置の揺動を併用することで、不所望な粒子を低減しているが、マグネット揺動装置が必要なため、低廉にスパッタリングを行うことができない。
【００２５】
特許文献４に開示された技術においては、スパッタリング条件を変更し、低ガス圧にてクリーニングを行っているが、印加する電源パワーを増減してクリーニングを行う旨の開示はない。
【００２６】
以上に示す特許文献１〜４に開示された技術においては、上述した種々の事情から、非エロージョン領域から剥離する粒子の数を抑制して、良好な有機ＥＬ素子を製造するには、さらなる改善が望まれる。
【００２７】
従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、特に、非エロージョン領域から剥離した粒子が基板に堆積することを高いレベルで抑制可能な、透明導電性膜を形成するために用いるスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して平行に配置されたターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の上記基板支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備え、電源パワーにより駆動し、上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記電源パワーが増減可能である、スパッタリング装置に関する。
【００２９】
また、本発明は、基板支持体と、上記基板支持体と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体と、上記ターゲット支持体の各々において他のターゲット支持体とは反対側に配置された複数の磁性体とを備え、電源パワーにより駆動し、上記複数の磁性体が、上記ターゲット支持体の中心部に位置する第１の磁性体と、上記第１の磁性体に対して上記ターゲット支持体の外周側に位置する第２の磁性体とを含み、上記電源パワーが増減可能である、スパッタリング装置に関する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のスパッタリング装置は、上記電源パワーの増減により、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。このため、本発明のスパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子を、メインスパッタ時に上記エロージョン領域の縮小によって剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。  従って、本発明のスパッタリング装置を用いた場合には、基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができ、ひいては高品質の有機ＥＬ素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明のスパッタリング装置を、図面に従い詳細に説明する。なお、一般に、有機ＥＬ素子の形成においては、スパッタリング工程は、プレスパッタ工程（基板に成膜を行わない場合）とメインスパッタ工程（基板に成膜を行う場合）との２工程においてなされる。このため、以下では、これら２つの工程時における当該装置の状態を図示し、これらの各状態を順次説明するものとする。
【００３２】
＜実施形態１：バッキングプレートを１枚用いた場合（平板型）＞
図１は、本発明のスパッタリング装置（実施形態１）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。また、図２は、図１に示すターゲットＴの、プレスパッタ時およびメインスパッタ時のそれぞれのエロージョン領域を示す平面図である。具体的には、図２中、最外の円により囲まれる領域は中心点まで全てターゲット存在領域を示し、外側から２番目の円と外側から４番目の円とにより囲まれる領域Ｅpはプレスパッタ時の比較的大きなエロージョン領域を示し、外側から３番目の円と外側から４番目の円とにより囲まれる領域ＥMはメインスパッタ時の比較的小さなエロージョン領域を示す。
【００３３】
図１（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置１０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して平行に配置されたターゲット支持体としてのバッキングプレート１４と、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に配置された磁性体１６と、バッキングプレート１４を同図の主に左右から覆うように配置されたアースシールド１８とを備える。本例においては、磁性体１６は、２つの同心円状に配置された円柱状の内側マグネット１６ａと、円筒状の外側マグネット１６ｂとから構成されている。
【００３４】
（基板支持体１２）
基板支持体１２は、被製膜体としての基板（図示せず）をその下側で支持する治具としての構成要素である。基板支持体１２には、ステンレスおよび銅などの材料を用いることができる。基板支持体１２は、スパッタリンス装置の図示しないハウジングにねじ止め等の方法によって固定するなどして形成することができる。
【００３５】
（バッキングプレート１４）
バッキングプレート１４は、その一方の面で図１（ａ）のターゲットＴを支持するとともに、他方の面においては磁性体１６を支持するための構成要素である。バッキングプレート１４には、銅などの材料を用いることができる。
【００３６】
（磁性体１６）
磁性体１６は、上述のとおり、円柱状の中央マグネット１６ａと、円筒状の外周マグネット１６ｂとから構成されている。中央マグネット１６ａには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状とすることができる。これに対し、外周マグネット１６ｂには、ＳｍＣｏなどからなる硬磁性マグネットを用いることができ、その形状は、ターゲットの直径の寸法が６インチの場合、内径６０ｍｍ、外径７５ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒状とすることができる。
【００３７】
（アースシールド１８）
アースシールド１８は、高周波電力が印加される部位の近傍に設置し、基板支持体１２およびバッキングプレート１４と、接地電位のアースシールド１８との間のそれぞれの距離を放電し難い距離とすることで、放電を抑制するための構成要素である。アースシールド１８には、一般にステンレスなどを用いることができる。
【００３８】
（構成要素１２〜１８を用いたスパッタリング装置１０の形成）
図１（ａ）に示すように、基板支持体１２に対してバッキングプレート１４を所定の距離、例えば４００ｍｍで配置する。
【００３９】
次いで、同図に示すように、バッキングプレート１４の基板支持体１２とは反対側に磁性体１６（中央マグネット１６ａ、外周マグネット１６ｂ）を配置する。磁性体１６の基本的な配置態様は、上述のとおりである。また、磁性体１６を、図１に示すように設定する場合には、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとを同心円状に配置し、かつ、中央マグネット１６ａの外周端から外周マグネット１６ｂの内周端までの距離を例えば４５ｍｍとする。さらに、図１に示すように、中央マグネット１６ａと外周マグネット１６ｂとのＳ極、Ｎ極は逆向きとする。
【００４０】
さらに、同図に示すように、一対のアースシールド１８を、基板支持体１２からの鉛直方向距離を３００ｍｍとするとともに、バッキングプレート１４からの水平方向距離を１０ｍｍとして配置する。
【００４１】
（スパッタリング装置１０の動作）
このようにして形成されたスパッタリング装置１０は、以下のように動作する。なお、以下の例は、ターゲットＴの中心が中央マグネット１６ａの中心と一致するように配置された例である。また、装置１０には、放電用電力を供給する主電源としての（図示しない）直流電源（以下、「ＤＣ電源」と称する場合がある）と、スパッタ時の放電電圧の低減のために当該ＤＣ電源に重畳する副電源としての（図示しない）高周波電源（以下、「ＲＦ電源」と称する場合がある）とが含まれる。
【００４２】
図１に示すスパッタリング装置は、上記ＤＣ電源と上記ＲＦ電源とを適宜制御し、図１（ａ）に示すプレスパッタ時にはこれら電源のパワーを比較的大きくする一方、図１（ｂ）に示すメインスパッタ時には当該パワーを比較的小さくすることで、両スパッタの各状態を実現するものである。
【００４３】
即ち、プレスパッタ時においては、ＤＣ電源およびＲＦ電源によって比較的大きな電源パワーを印加する。これにより、図１（ａ）に示すように、プラズマ発生領域Ｐ中の高密度プラズマ発生領域ＰHが比較的広い範囲で存在する。このため、図２に示すように、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）Ｅpが広い範囲にわたって存在する。また、図１（ａ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φを、図１（ａ）におけるターゲットＴの表面と平行にすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００４４】
プレスパッタ時のガス圧は、０．０１〜１０Ｐａとすることが好ましい。０．０１Ｐａ以上１０Ｐａ以下とすることで、放電が可能となる。なお、これらの効果は、ガス圧を０．０５〜０．５Ｐａとすることで、さらに安定したレベルで奏される。
【００４５】
この状態から、ＤＣ電源およびＲＦ電源に比較的小さな電源パワーを印加することで、図１（ｂ）に示すように、プラズマ発生領域Ｐ中の高密度プラズマ発生領域ＰH´が比較的狭い範囲で存在する。このため、図２に示すように、ターゲットＴの侵食領域（エロージョン領域）ＥMが狭い範囲にわたって存在する。また、図１（ｂ）における両マグネット１６ａ，１６ｂの中央領域での磁束Φを、図１（ｂ）におけるターゲットＴの表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００４６】
メインスパッタ時のガス圧は、プレスパッタ時のガス圧と同様に、０．０１〜１０Ｐａとすることが好ましく、０．０５〜０．５Ｐａとすることがさらに好ましい。
【００４７】
さらに、電源パワーについては、メインスパッタ時のＤＣ電源パワー（０．５〜１．５Ａ）を、プレスパッタ時のＤＣ電源パワーの１／２倍以下とすること、および、メインスパッタ時のＲＦ電源パワー（３０〜２００Ｗ）を、プレスパッタ時のＲＦ電源パワーの１／２倍以下とすることが好ましい。このような電源パワーの設定により、プレスパッタ時に対するメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００４８】
なお、本例においては、図示しないＤＣ電源およびＲＦ電源をさらに連続的に制御することで、上述したプレスパッタ時（図１（ａ））とメインスパッタ時（図１（ｂ））とを交互に繰り返すことができ、例えば、有機ＥＬ素子の所定の構成要素の製膜を連続的に何度も行うことができる。
【００４９】
このようにプレスパッタ時とメインスパッタ時とに分けてスパッタリングを行う方法は、本発明の電源のパワー制御による方法以外にも、いくつか存在する。例えば、図１に示す磁性体１６の構成要素１６ａ，１６ｂを両スパッタ時において配置変更し、磁界を変位させる方法（磁性体の配置変更タイプ）、さらには、両スパッタリング時において反応性ガスの濃度を変化させる方法（反応性ガス変化タイプ）がある。
【００５０】
しかしながら、磁性体の配置変更タイプでは、当該配置変更をステッピングモータ、またはシリンダにより行い、これら大掛かりな装置が必要であるため、スパッタリングを低廉に行うことができない。
【００５１】
また、反応性ガス変化タイプでは、両スパッタ時においてエロージョン領域自体の変化がないため、エロージョン領域および非エロージョン領域からの不所望な粒子の付着を好適に抑制することができない。
【００５２】
従って、図１に示す本発明のスパッタリング装置１０は、磁性体の配置変更タイプに比べて低廉にスパッタリングを行えるだけでなく、反応性ガス変化タイプに比べて不所望な粒子の付着を抑制できる点で優れた装置であるといえる。
【００５３】
＜実施形態２：バッキングプレートを２枚用いた場合（対向型）＞
図３は、本発明のスパッタリング装置（実施形態２）を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。なお、実施形態２は、実施形態１の設計変更例であるため、以下には、実施形態１との差異のみについて述べる。
【００５４】
図３（ａ）に示すところによれば、スパッタリング装置２０は、基板支持体１２と、基板支持体１２と離間して垂直に配置された一対のターゲット支持体としてのバッキングプレート１４，１４´と、バッキングプレート１４，１４´の各々において、他のバッキングプレート１４´，１４とは反対側に配置された複数の磁性体１６，１６´と、バッキングプレート１４，１４´を同図の主に上下からから覆うように配置されたアースシールド１８，１８´とを備える。
【００５５】
ここで、本例においては、磁性体１６，１６´の構成は、ともに、図１に示す実施形態１の態様の磁性体１６（１６ａ，１６ｂ）を用いた例である。なお、図３（ａ），（ｂ）における符号Ｐ，Ｐ´はプラズマの発生領域であり、ＰH，ＰH´は、高密度プラズマ発生領域である。
【００５６】
また、図３（ａ），（ｂ）における両マグネット１６ａ（１６ａ´），１６ｂ（１６ｂ´）の間の中央領域での磁束Φ（Φ´）を、ターゲットＴ（Ｔ´）の表面と平行とすることが、フレミングの左手の法則に従い、磁界の向きと直交する方向に電流を流すことができ、これによりターゲットＴの表面でプラズマが発生し易くなる点で好ましい。
【００５７】
図３に示すスパッタリング装置２０は、図１に示すスパッタリング装置１０（実施形態１）と同様に、プレスパッタ時と比較したメインスパッタ時のエロージョン領域の縮小に基づき、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができる。
【００５８】
なお、図３に示すスパッタリング装置２０は、図１に示すスパッタリング装置１０と比べて、特に、バッキングプレート、磁性体、およびアースシールドの数を２倍とし、しかも、ターゲットＴ，Ｔ´同士を対向させている。このため、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が非エロージョン領域ではなく反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積する。よって、図３に示す例は、図１に示す例（実施形態１）よりも、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積が抑制される。その結果、実施形態１よりも、プレスパッタ時からメインスパッタ時におけるエロージョン領域の縮小による効果が増大され、ひいては当該粒子の基板への堆積を極めて高いレベルで抑制することができる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の実施例を説明し、本発明の効果を実証する。
【００６０】
＜実施例１：スパッタリング条件と有機ＥＬ素子の良品率との関係について＞
[有機ＥＬ素子の形成]
（本発明例１）
図１に示すスパッタリング装置１０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００６１】
まず、ガラス基板上に反射電極としてＣｒＢを形成した。反射電極は、スパッタリングガスとしてＡｒを用いるＤＣスパッタリングを室温にて行うことで形成した。具体的には、ＤＣ電源パワーを３００Ｗとしてプレスパッタを３０分間行った。次いで、ＤＣ電源パワーを、プレスパッタ時と同条件で、メインスパッタを行った。即ち、反射電極材料のＣｒＢは、反応性の高い化合物でなく、しかも透明導電膜のような酸化物でもない。このため、メインスパッタ時のエロージョン領域は、プレスパッタ時のエロージョン領域に比べて縮小しなかった。最後に、パターニング、１５０℃での乾燥処理、ならびに室温および１５０℃でのＵＶ処理を順次施すことにより、ＣｒＢからなる膜厚１００ｎｍの反射電極を得た。
【００６２】
次に、ガラス基板に反射電極が形成された積層体を蒸着装置に移動し、真空槽内圧を１×１０-5Ｐａとして有機ＥＬ層を形成した。
【００６３】
有機ＥＬ層として、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、および正孔注入層を順次形成した。電子注入層には、アルミキレート（Ａｌｑ３）と５０ｍｏｌ％Ｌｉとの混合物を、膜厚１０ｎｍで形成した。電子輸送層には、アルミキレート（Ａｌｑ３）を、膜厚１０ｎｍで形成した。発光層には、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、膜厚３５ｎｍで形成した。正孔輸送層には、ｔブチルパーオキシベンゾエート（ＴＢＰＢ）を、膜厚１０ｎｍで形成した。正孔注入層には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、膜厚７５ｎｍで形成した。
【００６４】
さらに、図１に示すスパッタリング装置１０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層上にインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる上部電極を形成した。
【００６５】
まず、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を１．８Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを３００Ｗとして、プレスパッタを９０分間行った。
【００６６】
次いで、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を０．６Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを３０Ｗとして、膜厚２００ｎｍのＩＺＯを得た。
【００６７】
最後に、上部電極上にパッシベーション層を、ＣＶＤ法で３μｍ形成した。
【００６８】
以上のようにして得られた有機ＥＬ素子に対してＵＶ封止を行った。当該ＵＶ封止は、有機ＥＬ素子を大気に暴露せず、グローブボックス（酸素濃度、水分濃度がともに数ｐｐｍ以下）に移動し、封止内部にゲッター材を塗布して行った。
【００６９】
（本発明例２）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。即ち、ガラス基板上に反射電極、有機ＥＬ層、および上部電極を本発明例１と同様に形成し、最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、本発明例１と同様にＵＶ封止を行った。
【００７０】
（比較例１）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いたが、上部電極の形成に際し、プレスパッタ時とメインスパッタ時とにおいて、ＤＣ電源のパワー（１．８Ａ）およびＲＦ電源のパワー（３００Ｗ）を変更せず、即ち、エロージョン領域を縮小せずに、有機ＥＬ素子を形成した。その他の事項については、本発明例２と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【００７１】
[有機ＥＬ素子の良品率の評価]
以上のようにして得られた本発明例１，２および比較例１の有機ＥＬ素子を、以下のように駆動することによって、リーク・ショートに基づく良品率を調査した。有機ＥＬ素子の駆動は定電流により行った。
【００７２】
次に、点灯しないサブピクセル、および劣化により暗くなったサブピクセルを、それぞれ、高精度カメラにより撮影し、これらのサブピクセルの総数（欠陥サブピクセル数）を算出した。最後に、良品率を、有機ＥＬ素子をディスプレイに適用した際の、赤色、緑色、および青色の各サブピクセルの全数（サブピクセル全数）に対する、サブピクセル全数と欠陥サブピクセル数との差の割合として算出した。その結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
2010037594.tif 000003
【００７４】
表１に示すように、本発明の範囲内である本発明例１，２はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小しているため、優れた良品率を実現することが判る。また、特に、平板型の本発明例１に対して、対向型の本発明例２は、特に、対向するターゲットＴ，Ｔ´から飛散したスパッタ粒子の大部分が反対側のターゲットＴ´、Ｔに堆積するため、メインスパッタ時の基板への不所望な粒子の堆積を抑制できる。よって、本発明例２においては、プレスパッタ時とメインスパッタ時とのエロージョン領域を変更する効果が大きく、結果的に、極めて優れた良品率が得られていることが判る。
【００７５】
これに対し、本発明の範囲外である比較例１は、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小していないため、優れた良品率を実現していないことが判る。これは、エロージョン領域の縮小を行わなかったことで、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の上部電極に、大量の、特に大きな粒子が存在することとなり、その結果、当該粒子が上部電極上のパッシベーション層を突き破って欠陥サブピクセルが形成されたためである。
【００７６】
＜実施例２：エロージョン領域の変更と不所望な粒子数との関係について＞
[有機ＥＬ素子の形成]
（比較例２）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。即ち、最初に、ガラス基板上に反射電極、および有機ＥＬ層を本発明例２と同様に形成した。
【００７７】
次いで、図３に示すスパッタリング装置２０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層上にインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる上部電極を形成した。
【００７８】
まず、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を１．２２Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを１５０Ｗとして、プレスパッタを３０分間行った。
【００７９】
次いで、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を１．２２Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを１５０Ｗとして、メインスパッタを行って、膜厚１００ｎｍのＩＺＯを得た。即ち、本例では、メインスパッタ時におけるエロージョン領域はプレスパッタ時におけるエロージョン領域に比べて縮小しなかった。
【００８０】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、本発明例２と同様にＵＶ封止を行った。
【００８１】
（本発明例３）
プレスパッタ時のＤＣ電源の電流を１．２２Ａ、ＲＦ電源の電源パワーを１５０Ｗとするとともに、メインスパッタ時のＤＣ電源の電流を０．６１Ａ、ＲＦ電源の電源パワーを３０Ｗとし、即ち、エロージョン領域を縮小して、有機ＥＬ素子を形成した。その他の事項については、比較例２と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【００８２】
（比較例３）
プレスパッタ時のＤＣ電源の電流を０．６１Ａ、ＲＦ電源の電源パワーを３０Ｗとするとともに、メインスパッタ時のＤＣ電源の電流を０．６１Ａ、ＲＦ電源の電源パワーを３０Ｗとし、即ち、エロージョン領域を縮小せずに、有機ＥＬ素子を形成した。その他の事項については、比較例２と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【００８３】
[有機ＥＬ素子の不所望な粒子数の評価]
以上のようにして得られた比較例２，３および本発明例３の有機ＥＬ素子に関し、ダミーガラス基板に付着したターゲット粒子数について調査した。その結果を図４に示す。なお、図４に示す記号Ｓ，Ｍ，Ｌ，Ｏは、それぞれ、平均粒径２μｍ超、４μｍ超、６μｍ超、および２０μｍ超の各粒子を示し、棒グラフ中の数値は、これらの粒径を有する粒子が各例においていくつ存在したかを示す数値である。
【００８４】
図４に示すように、本発明の範囲内である本発明例３は、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小しているため、粒子の数が少なく、結果的に優れた良品率を実現していることが判る。これに対し、本発明の範囲外である比較例２，３はいずれも、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小していないため、粒子の数が多く、結果的に優れた良品率を実現していないことが判る。なお、各分類Ｓ，Ｍ，Ｌ，Ｏに属する粒子の中でも、特に、分類Ｏ，Ｌに属する粒子が多い場合には、不良になる可能性が高く、故に本発明例３は、比較例２、３に比べて良品率が良好であるものと推定される。
【００８５】
＜実施例３：プレスパッタ時間と不所望な粒子数との関係について＞
[有機ＥＬ素子の形成]
（参考例１）
図３に示すスパッタリング装置２０を用いて、有機ＥＬ素子を形成した。即ち、最初に、ガラス基板上に反射電極、および有機ＥＬ層を本発明例２と同様に形成した。
【００８６】
次いで、図３に示すスパッタリング装置２０、およびメタルマスクを用いて、有機ＥＬ層上にインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる上部電極を形成した。
【００８７】
まず、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を１．８Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを３００Ｗとして、プレスパッタを３０分間行った。
【００８８】
次いで、スパッタリングガスとして１％Ｏ2を含むＡｒを用い、ＤＣ電源の電流を０．６Ａとするとともに、ＲＦ電源の電源パワーを３０Ｗとして、メインスパッタを行って、膜厚２００ｎｍのＩＺＯを得た。
【００８９】
最後に、形成した有機ＥＬ素子に対して、本発明例２と同様にＵＶ封止を行った。
【００９０】
（参考例２）
プレスパッタ時間を６０分間としたこと以外は参考例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成した。
【００９１】
（参考例３）
プレスパッタ時間を９０分間としたこと以外は参考例１と同様にして有機ＥＬ素子を形成した。
【００９２】
[有機ＥＬ素子の不所望な粒子数の評価]
以上のようにして得られた参考例１〜３の有機ＥＬ素子に関し、ダミーガラス基板に付着したターゲット粒子数について調査した。その結果を図５に示す。
【００９３】
図５に示すように、プレスパッタ時間が６０分以上で、不所望な粒子数に関し、より好適な結果が得られていることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のスパッタリング装置は、所定の制御が可能なＤＣ電源およびＲＦ電源を有するため、プレスパッタ時に比べてメインスパッタ時のエロージョン領域を縮小することができる。このため、当該スパッタリング装置によれば、プレスパッタ時に非エロージョン領域に堆積したターゲット粒子をメインスパッタ時に剥離し難くし、当該粒子の基板への堆積を抑制することができ、ひいては基板上に透明導電性膜の形成を好適に行うことができる。従って、本発明は、今後益々高品質の有機ＥＬ素子の製造が望まれる、有機ＥＬディスプレイの分野において適用できる点で有望である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】１枚のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（平板型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図２】図１に示すターゲットＴの、プレスパッタ時およびメインスパッタ時のそれぞれのエロージョン領域を示す平面図である。
【図３】一対のバッキングプレートを用いた本発明のスパッタリング装置（対向型）の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）はプレスパッタ時を示し、（ｂ）はメインスパッタ時を示す。
【図４】粒子数とエロージョン領域の変更との関係を示すグラフである。
【図５】粒子数とプレスパッタ時間との関係を示すグラフである。
【図６】Ｂｏｔｔｏｍ−Ｅｍ型素子の模式的断面図である。
【図７】Ｔｏｐ−Ｅｍ型有機ＥＬ素子の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０        スパッタリング装置
１２        基板支持体
１４        バッキングプレート
１６        磁性体
１６ａ      中央マグネット
１６ｂ      外周マグネット
１８        アースシールド
Ｐ          プラズマ発生領域
ＰH，ＰH´  高密度プラズマ発生領域
Ｔ          ターゲット
Φ          磁束
【図１】
2010037594.tif 000004
【図２】
2010037594.tif 000005
【図３】
2010037594.tif 000006
【図４】
2010037594.tif 000007
【図５】
2010037594.tif 000008
【図６】
2010037594.tif 000009
【図７】
2010037594.tif 000010