以下、添付図を参照して本発明の好適な� ��施の形態を説明する。

[第1の実施形態]
 図1~図6につき、本発明の第1の実施形態にお けるマグネトロンスパッタ装置を説明する。

 図1に、この実施形態におけるマグネトロ ンスパッタ装置10の構成を示す。

 このマグネトロンスパッタ装置10は、被� �理基板である基板Pを垂直に立てて(つまり重 力の方向に略平行な基板姿勢にして)移動(通� ��)させながらスパッタ成膜処理を行う縦型通 過式のスパッタ装置であって、左右(図1では� ��下)対称の双子ターゲットであるターゲット 12L,12Rを備える二枚同時処理型のスパッタ装� �として構成されている。

 ここで、図2Aおよび図2Bに、このマグネト ロンスパッタ装置10に装着される双頭型スパ� ��タガンの外観構成(特に左右対称性)を模式� �に示す。図示のように、1つのスパッタガン� ��ユニット14の左側面14Lおよび右側面14Rに、� �冊形の細長い矩形平板型のターゲット12L,12R� ��バッキングプレート16L,16Rに貼り付けられた 状態でそれぞれ取り付けられる。両ターゲッ ト12L,12Rは薄膜原料となる任意の材質(金属、� ��縁物等)からなり、両者の材質・サイズは同 一であっても異なっていてもよい。バッキン グプレート16L,16Rは、任意の導電体からなり� �通常は銅系の金属を用いる。スパッタガン� �ユニット14の内側には、後述するマグネトロ ン放電用の可動磁石(回転磁石群48)を含む磁� �発生機構42(図1)が設けられる。

 図1において、スパッタガン・ユニット14� ��左右両側に減圧可能な真空チャンバ18L,18Rが 結合される。これらのチャンバ18L,18Rは、た� �えばアルミニウムからなり、電気的に保安� �地されており、ターゲット12L,12Rの板面と平� ��な水平方向(X方向)にまっすぐ延びる廊下状� ��処理室20L,20Rをそれぞれ形成している。

 チャンバ18L,18R内には、模式的に点線で示す ように、被処理基板である基板P _L ,P _R をX方向で移動させるための基板搬送路22L,22R� ��それぞれ敷設されている。たとえば、基板P _L ,P _R を垂直姿勢に保持する縦型の縦型トレイ24L,24 Rを基板搬送路22L,22R上で移動可能とし、リニ� ��モータ(図示せず)等からなる搬送駆動部が� �型トレイ24L,24Rを基板P _L ,P _R と一体に搬送駆動するようになっている。

 両チャンバ18L,18Rの側壁、底壁あるいは天 井壁には、スパッタガス供給部26L,26Rからの� �ス供給管28L,28Rとそれぞれ接続するガス供給� ��30L,30Rや、排気装置32L,32Rに通じる排気管34L,3 4Rとそれぞれ接続する排気口36L,36R等が設けら れている。また、図示省略するが、両チャン バ18L,18Rの長手方向(X方向)の両端には基板Pを� ��し入れするための開閉可能な搬入出口が設� ��られている。

 スパッタガン・ユニット14の左右両側面� �配置されるバッキングプレート16L,16Rは、矩� ��枠状の絶縁体38L,38Rを介してチャンバ18L,18R� �内側壁の矩形開口40L,40Rを閉塞するようにそ� ��ぞれ取り付けられる。両バッキングプレー� ��16L,16Rには、図示省略するが、チラー装置等 より循環供給される冷却媒体を流すための通 路が形成されている。

 両バッキングプレート16L,16Rの裏側スペー ス、つまり両者(16L,16R)の間のスペースに、両 ターゲット12L,12Rのおもて面上にマグネトロ� �放電用の漏れ磁界を形成するための磁界発� �機構42が設けられている。この磁界発生機構 42は、1本の柱状回転軸44の外周面に所定の配� ��パターンで取り付けられた複数の板状磁石4 6からなる回転磁石群48と、この回転磁石群48� ��柱状回転軸44と一体に回転駆動する回転駆� �部(図示せず)と、回転磁石群48の中の一部の� ��石との間で両ターゲット12L,12Rのおもて面上 に漏れ磁界の一部を形成するための固定外周 板磁石50L,50Rとを有する。磁界発生機構42の各 部の構成および作用は後に詳述する。

 バッキングプレート16L,16Rの裏面には、タ ーゲット12L,12Rの背面側の磁界空間をそれぞ� �個別的に覆う筒状の磁性体カバー52L,52Rが取� ��付けられている。これらの磁性体カバー52L, 52Rは、磁界発生機構42より両ターゲット12L,12R にそれぞれ与えられる磁界を内側に閉じ込め て相互に隔離するとともに、周囲の外部磁界 からの影響を防止(遮断)するための磁気シー� ��ドとして機能する。

 さらに、磁界発生機構42からみて磁性体� �バー52L,52Rの外側で、放電用の電力を導入す� ��ための給電路または伝送路を構成するたと� ��ばアルミニウムからなる筒状の給電体54L,54R がバッキングプレート16L,16Rの裏面にそれぞ� �取り付けられている。

 放電用の電力を供給する電力供給機構56� �、左右の両ターゲット12L,12Rに対してそれぞ� ��専用の高周波/直流電源を備えている。

 高周波電源58Lは、整合器60L、給電線62Lお� ��び給電体54Lを介して左側のバッキングプレ� ��ト16Lに電気的に接続されている。第1の直流 電源64Lも、給電線62Lおよび給電体54Lを介して 左側バッキングプレート16Lに電気的に接続さ れている。ターゲット12Lが誘電体であるとき は、高周波電源58Lのみが使用される。ターゲ ット12Lが金属であるときは、直流電源64Lのみ が使用され、あるいは直流電源64Lと高周波電 源58Lが併用される。

 高周波電源58Rは、整合器60R、給電線62Rお� ��び給電体54Rを介して右側のバッキングプレ� ��ト16Rに電気的に接続されている。第2の直流 電源64Rも、給電線62Rおよび給電体54Rを介して 右側のバッキングプレート16Rに電気的に接続 されている。ターゲット12Rが誘電体であると きは、高周波電源58Rのみが使用される。ター ゲット12Rが金属であるときは、直流電源64Rの みが使用され、あるいは直流電源64Rと高周波 電源58Rが併用される。

 また、磁界発生機構42からみて給電体54L,5 4Rの外側でチャンバ18L,18Rに導電体カバー66が� ��り付けられている。この導電体カバー66は� �左右の給電体54L,54Rの間に、さらには左右の� ��性体カバー52L,52Rの間に割り込むように延び ている。この導電体カバー66は、たとえばア� ��ミニウムからなり、チャンバ18L,18Rを介して 電気的に接地されており、電力供給機構56よ� ��両ターゲット12L,12Rにそれぞれ与えられる高 周波を相互に隔離するように機能する。

 両チャンバ18L,18R内において、両ターゲット 12L,12Rの正面にスパッタ空間68L,68Rがそれぞれ� ��定されるとともに、スパッタ空間68L,68RをX� �向に横切って通過する基板P _L ,P _R の被処理面上のスパッタ領域を所望の形状・ サイズに限定するためのスリット70L,70Rがそ� �ぞれ設けられる。スリット70L,70Rを形成する� ��体72は、たとえばアルミニウム等の導体か� �なり、物理的かつ電気的にチャンバ18L,18Rに� ��合されており、基板P _L ,P _R が電気的にフローティング状態にあってもプ ラズマを効率よく励起させるためのグランド プレートとしての機能も有している。

 図3に、磁界発生機構42を構成する柱状回� ��軸44、回転磁石群48およびこれを構成する多 数の板状磁石46、固定外周板磁石50L(50R)、常� �性体74L(74R)について、その鳥瞰図とバッキン グプレート16L(16R)側から見た状態の平面図を� ��す。

 柱状回転軸44は、たとえばNi-Fe系高透磁率 合金からなり、図示しない伝動機構を介して モータに接続され、所望の回転数(たとえば60 0rpm)で回転駆動されるようになっている。

 柱状回転軸44の外周面は多角形たとえば� �八角形となっており、八面体の各面に菱形� �板状磁石46が所定の配列で多数取り付けられ ている。これらの板状磁石46には、残留磁束� ��度が1.1T程度のSm-Co系焼結磁石あるいは残留� ��束密度が1.3T程度のNd-Fe-B系焼結磁石を好適� �使用できる。板状磁石46はその板面の垂直方 向(板厚方向)に磁化されており、柱状回転軸4 4に螺旋状に貼り付けられて複数の螺旋を形� �し、柱状回転軸44の軸方向に隣り合う螺旋同 士が柱状回転軸44の径方向外側に互いに異な� ��磁極、すなわちN極とS極を形成している。� �わば、帯状のN極と帯状のS極とが共通の柱状 回転軸44の外周面に沿って並進しながら螺旋� ��に巻かれた構造になっている。

 固定外周板磁石50L(50R)は、ターゲット12L(1 2R)に近接した位置で回転磁石群48を取り囲む� ��うに矩形の枠状に形成されており、ターゲ� ��ト12L(12R)あるいはバッキングプレート16L(16R) と対向する側の面がS極で反対側の面がN極に� ��っている。この固定外周板磁石50L(50R)も、� �とえばNd-Fe-B系焼結磁石で構成されてよい。

 上記のように柱状回転軸44に多数の板状� �石46を螺旋状に配置した場合、図4Aに示すよ� ��に、近似的にはターゲット12L(12R)側と対向� �る面で帯状に延びる板状磁石46のN極の周り� �付近の他の板状磁石46および固定外周板磁石 50L(50R)のS極が囲んでいる。これにより、板状 磁石46のN極から出た磁力線の一部は、曲線を 描いて、バッキングプレート16L(16R)2を貫通し てターゲット12L(12R)のおもて面上にいったん� ��け出た後、そこから反対方向にバッキング� ��レート16L(16R)を通り抜けて付近のS極で終端� ��る。ここで、ターゲット12L(12R)おもて面上� �漏れ磁界の中の水平成分が二次電子をロー� �ンツ力で補足するのに寄与する。

 かかる構成の磁界発生機構42によれば、� �ーゲット12L(12R)のおもて面上に、図4A,図4Bに� ��線で示すような楕円ループ状のパターンを� ��するプラズマリング76に二次電子ないしプ� �ズマを閉じ込めて、同形状のプラズマリン� �76を軸方向に並べて多数生成することができ る。これらのプラズマリング76は、固定外周� ��磁石50L(50R)の幅寸法に応じた長軸と螺旋ピ� �チに応じた短軸とを有する。したがって、� �ーゲット12L(12R)の幅寸法に応じて固定外周板 磁石50L(50R)の幅寸法を選定することで、プラ� ��マリング76の長軸がターゲットの一端から� �端までカバーするサイズに調整できる。そ� �て、柱状回転軸44を回転駆動することにより 、その回転方向および回転速度に応じた進行 方向および進行速度で各プラズマリング76を� ��方向つまりターゲット長手方向で移動させ� ��ことができる。

 なお、ターゲット12L(12R)側から見て固定� �周板磁石50L(50R)の背面には同形の常磁性体74L (74R)が取り付けられ、この常磁性体74L,74Rは常 磁性体からなる板状のジョイント78L,78Rを介� �てバッキングプレート16L(16R)ないし磁性体カ バー52L(52R)に接続されている。固定外周板磁� ��50L(50R)の背面(N極)から出た磁力線は常磁性� �74L(74R)に入り、外部に拡散しないようになっ ている。

 図5Aに、回転磁石群48の別の構成例を示す 。この構成例の回転磁石群48は、N極とS極と� �それぞれ帯状に柱状回転軸44の外周面に沿っ て柱状回転軸44の軸方向の位置を変化させな� ��ら一周するような磁極リング80が柱状回転� �44の軸方向に一定のピッチで多数形成される 配列パターンで、多数の板状磁石46を柱状回� ��軸44の外周面に貼り付けている。

 より詳細には、柱状回転軸44の軸方向に� �り合う磁極リング(リング状板磁石群)80同士� ��おもて面側の磁極を逆極性(N極,S極)として� �り、柱状回転軸44の周回方向で一周する間に 各磁極リング80の軸方向の位置が所定のパタ� ��ンで変化している。

 図5Bに、柱状回転軸44の表面および回転磁 石群48の展開図を示す。図示のように、各々� ��磁極リング80は、柱状回転軸44の周回方向に 沿って軸方向に変位し、180°で所定量(たとえ ば1ピッチ分)変位し、360°で元の位置に戻る� �ターンとなっている。

 この構成例においては、回転磁石群48を� �状回転軸44と一緒に一方向(たとえば時計回� �)に回転させると、ターゲット12L(12R)のおも� �面上でプラズマリング76がターゲット長手方 向に往復運動(揺動)する。

 なお、この実施形態の磁界発生機構42に� �いて、回転磁石群48を構成するN極螺旋部(あ� ��いはN極リング)とS極螺旋部(あるいはS極リ� �グ)との間で幅サイズやピッチを異ならせる� ��成も可能である。

 なお、磁界発生機構42において、固定外� �板磁石50L(50R)を強磁性体で構成することも可 能であり、常磁性体74L(74R)を他の磁性体たと� ��ば強磁性体に置き換える構成も可能である� ��

 次に、このマグネトロンスパッタ装置の� ��体的な動作を説明する。このマグネトロン� ��パッタ装置を稼動させるときは、スパッタ� ��ス供給部26L,26Rよりスパッタガス(たとえばAr ガス)を所定の流量で気密状態のチャンバ18L,1 8R内に導入し、排気装置32L,32Rによりチャンバ 18L,18R内の圧力を設定値にする。さらに、高� �波電源58L,58Rおよび/または直流電源64L,64Rを� �ンにして、所定周波数(たとえば13.56MHz)の高� ��波および/または直流電圧を所定のパワーで カソードの両ターゲット12L,12Rにそれぞれ印� �する。

 また、スパッタガン・ユニット14内の磁� �発生機構42をオンにして、ターゲット12L,12R� �おもて面付近にマグネトロン放電によって� �成されるプラズマをリング状に閉じ込め、� �つリング状のプラズマ(プラズマリング)を所 定方向(ターゲット長手方向つまりZ方向)で移 動させる。プラズマリングからのイオンの入 射によってターゲット12L,12Rのおもて面から� �れぞれスパッタ粒子が放出される。

 一方、チャンバ18L,18R内では、縦型トレイ24L ,24Rが基板P _L ,P _R を垂直姿勢に保持して基板搬送路22L,22RをX方� ��に移動し、基板P _L ,P _R がスパッタ空間68L,68RをX方向に横切って通過� ��る。これにより、ターゲット12L,12Rから放出 されてスリット70L,70Rを通り抜けたスパッタ� �子は、スパッタ空間68L,68Rを通過する基板P _L ,P _R の被処理面に入射してそこに堆積する。

 このような走査方式によりX方向で基板P _L ,P _R の一端から他端までスパッタ成膜が同時に施 され、基板P _L ,P _R の被処理面全体に同時に薄膜が形成される。 上記したようにターゲット12L,12Rの材質は各� �独立に選定可能であり、一台の装置で2枚の� ��板P _L ,P _R 上に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時 形成することができる。

 また、マグネトロン放電特性に最も影響� ��る磁界発生機構42が左右のチャンバ18L,18Rに� ��して共通であるため、チャンバ18L,18R間の機 差をなくすことも可能である。

 なお、左右のチャンバ18L,18R内の基板搬送路 22L,22R上で基板P _L ,P _R を移動させる向きを互いに逆にすることも可 能である。

 上述したように、この実施形態のマグネト� ��ンスパッタ装置は、略直方体形状を有する� ��一のスパッタガン・ユニット14の相対向す� �2面(左側面/右側面)に双子のターゲット12L,12R を備え、スパッタガン・ユニット14の左右両� ��で2枚の基板P _i ,P _j 上に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時 形成することが可能であり、コンパクトな装 置構造でありながら、装置一台で装置二台分 のスループットないし生産効率を実現するこ とができる。

 この実施形態の一応用例として、図6に示す ように、基板P _i ,P _j の移動方向(X方向)に沿って複数台のスパッタ ガン・ユニット14(1),14(2),・・を一列または直 列に配置する構成により、本発明による生産 効率の倍増効果を一層高めることができる。

[第2の実施形態]
 次に、図7~図9Dにつき、本実施形態のマグネ トロンスパッタ装置10の好適な一適用例とし� ��有機ELディスプレイ製造用のインラインシ� �テムを説明する。

 図7に示すように、このインラインシステ ムは、一方向(X方向)に左右2列で、一対のロ� �ダ100L,100R、一対のクリーニング装置102L,102R� �一対の多層式有機層蒸着装置104L,104R、一対� �Li蒸着装置106L,106R、一対の第1横/縦姿勢変換� ��置108L(1),108R(1)、縦型の第1マグネトロンスパ ッタ装置10(1)、一対の第1縦/横姿勢変換装置11 0L(1),110R(1)、一対のエッチング装置112L,112R、� �対の第1封止膜CVD(Chemical Vapor Deposition)装置11 4L(1),114R(1)、一対の第2横/縦姿勢変換装置108L(2 ),108R(2)、縦型の第2マグネトロンスパッタ装� �10(2)、一対の第2縦/横姿勢変換装置110L(2),110R( 2)、一対の第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)および 一対のアンローダ116L,116Rをこの順に並べて配 置している。

 上記ライン上の装置群の中で、初段のロー� ��100L,100Rは、大気圧の下で未処理の基板P _L ,P _R を導入し、室内を大気圧状態から減圧状態に したうえで、基板P _L ,P _R を後段のクリーニング装置102L,102Rへ送る。ク リーニング装置102L,102Rから第2封止膜CVD装置11 4L(2),114R(2)までの装置は、いずれも減圧処理� �置または減圧姿勢変換装置である。最後段� �アンローダ116L,116Rは、減圧下で処理済の基� �P _L ,P _R を第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)から受け取り� �室内を減圧状態から大気圧状態にしたうえ� �、基板P _L ,P _R を大気圧下の外に搬出する。

 なお、図7において、P _L は左側のプロセスライン(100L~116L)上で一連の� ��理を受ける基板を示し、P _R は右側のプロセスライン(100R~116R)上で一連の� ��理を受ける基板を示す。

 図8A~図9Dにつき、このインラインシステ� �における有機ELディスプレイの製造工程を説 明する。

 先ず、ローダ100L,100Rに搬入される基板P _L ,P _R は、たとえばガラスなどの透明な板材または シート等からなり、図8Aに示すように、その� ��子形成面120上に、ITO(Indium Tin Oxide)などの� �明な導電性材料からなる陽電極122と、後の� �程で形成される陰電極128の引き出し線124と� �予め形成している。

 基板P _L ,P _R は、水平な姿勢でローダ100L,100Rに搬入され、 水平姿勢を保ったまま隣室のクリーニング装 置102L,102Rで被処理面をたとえばドライクリー ニング法でクリーニングされる。

 次に、基板P _L ,P _R は多層式有機層蒸着装置104L,104Rの室内で水平 姿勢を保ったままX方向に搬送され、その間� �蒸着法により基板上に有機層が多層(たとえ� ��6層)に重ねて形成される。すなわち、図8Bに 示すように、陽電極122、引き出し線124および 基板P _L ,P _R の素子形成面120の露出部を覆うように、発光 層(有機EL層)を含む6層の有機層126が形成され� ��。なお、この蒸着処理にあたっては、マス� ��は用いず、実質的に基板の全面に有機層126� ��被着する。

 また、この蒸着プロセスは、基板P _L ,P _R の被処理面を上に向けて、つまりフェースア ップで行われる。このフェースアップ方式の 蒸着を行うために、多層式有機層蒸着装置104 L,104Rは、気体からなる成膜原料ガスを先ず基 板P上まで輸送し、基板P _L ,P _R 上からその成膜原料ガスを供給するように構 成されている。

 基板P _L ,P _R は、多層式有機層蒸着装置104L,104Rで多層構造 の有機層126を全面被着された後、Li蒸着装置1 06L,106Rに移され、そこで有機層126の上に仕事� ��数調整層として機能するLi膜(図示せず)を蒸 着法で被着される。その後、基板P _L ,P _R は、第1横/縦姿勢変換装置108L(1),108R(1)内で水� ��姿勢から垂直姿勢に変わり、本実施形態に� ��る第1の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1)� ��送られる。

 このマグネトロンスパッタ装置10(1)では、� �とえばパターンマスクを用いたスパッタリ� �グ法により、図8Cに示すように、たとえばAg� ��からなる陰電極128が基板P _L ,P _R 上に形成される。

 次いで、基板P _L ,P _R は、第1縦/横姿勢変換装置110L(1),110R(1)内で垂� ��姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢でエ� ��チング装置112L,112Rに搬入される。エッチン� ��装置112L,112Rは、パターニングされている陰� ��極128をマスクにして、たとえばプラズマエ� ��チング法により有機層126をエッチング加工� ��て、図9Aに示すように、有機層126をパター� �ングする。このエッチング工程は、基板P _L ,P _R の被処理面を上に向けてフェースアップで行 われてよい。

 次に、基板P _L ,P _R は第1封止膜CVD装置114L(1),114R(1)に移され、そ� �でパターンマスクを用いたCVD法によりフェ� �スアップで基板P _L ,P _R 上に保護膜が形成される。すなわち、図9Bに� ��すように、陽電極122の一部と、有機層126お� ��び陰電極128を覆うように、たとえば窒化シ� ��コン(SiN)からなる絶縁性の保護膜130がパタ� �ニング形成される。

 次に、基板P _L ,P _R は、第2横/縦姿勢変換装置108L(2),108R(2)内で水� ��姿勢から垂直姿勢に変わり、本実施形態に� ��る第2の縦型マグネトロンスパッタ装置10(2)� ��搬入される。

 このマグネトロンスパッタ装置10(2)では� �たとえばパターンマスクを用いたスパッタ� �ング法により、図9Cに示すように、陰電極128 と引き出し線124とを当該開口部を介して電気 的に接続する接続線132がパターニング形成さ れる。

 次いで、基板P _L ,P _R は、第2縦/横姿勢変換装置110L(2),110R(2)内で垂� ��姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第2 封止膜CVD装置114L(2),114R(2)に搬入される。第2� �止膜CVD装置114L(2),114R(2)では、パターンマス� �を用いたCVD法によりフェースアップで基板P _L ,P _R 上に保護膜が形成される。すなわち、図9Dに� ��すように、接続線132と引き出し線124の一部� ��覆うように、たとえば窒化シリコン(SiN)か� �なる絶縁性の保護膜134が形成される。

 これで、このインラインシステムにおける� ��連の処理工程が終了し、処理済の基板P _L ,P _R はアンローダ116L,116Rより搬出される。

 上記のように、このインラインシステム� ��は、2台の縦型マグネトロンスパッタ装置10( 1),10(2)がそれぞれ左右2列のプロセスライン上 で同時に稼動し、各々一台で2台分の働きを� �ている。

 また、たとえば、実施形態のマグネトロ� ��スパッタ装置10の1台当たりのタクトタイム� ��他の処理装置の1台当たりのタクトタイムよ りも著しく短い場合は、タクトタイムを揃え るようにプロセスラインのレイアウトを変形 することができる。たとえば、有機層成膜処 理部における基板P一枚分の有機層成膜処理� �要する時間が6分であり、マグネトロンスパ� ��タ装置10における基板P一枚分のスパッタ成� ��処理に要する時間が3分であるとする。この 場合は、有機層成膜処理部を並列に4ライン� �け、それら4ラインに対してマグネトロンス� ��ッタ装置10を1台で済ますことができる。

 また、実施形態のマグネトロンスパッタ� ��置10は、基板Pを垂直(起立)姿勢にして成膜� �理を行うため、この点でもフットプリント� �小さくなっており、さらにはスパッタガン� �ユニット14内部(特に磁界発生機構42)に容易� �アクセス可能であり、メンテナンス性もす� �れている。さらに、大型基板の反り量の管� �も容易であり、大型基板を用いる有機ELディ スプレイの生産性が向上するという利点もあ る。

[第3の実施形態]
 図10に、本実施形態のマグネトロンスパッ� �装置10を含む有機ELディスプレイ製造用のイ� ��ラインシステムの別のレイアウトを示す。

 このシステムは、各一台のローダ100、ク� ��ーニング装置102、第1横/縦姿勢変換装置108(1 )、縦型のマグネトロンスパッタ装置10(特に� �側チャンバ18R)、第1縦/横姿勢変換装置110(1)� �多層式有機層蒸着装置104をこの順にX方向の� ��方の向きに一列に並べて配置するとともに� ��矢印140で示すように折り返して、X方向の逆 の向きにLi蒸着装置106、第2横/縦姿勢変換装� �108(2)、マグネトロンスパッタ装置10(特に左� �チャンバ18L)、第2縦/横姿勢変換装置110(2)、� �・、アンローダ116をこの順に一列に並べて� �置している。

 このシステムにおいては、ITO膜の無い基� ��Pをローダ100に搬入し、マグネトロンスパッ タ装置10の右側チャンバ18Rでパターンマスク� ��用いて基板P上に陽電極122(ITO膜)を形成する� ��この場合、右側のターゲットであるターゲ� ��ト12R(図1)の母材にはITOが用いられる。

 次いで、第1縦/横姿勢変換装置110(1)で基� �Pの姿勢を垂直から水平に変えて、多層式有� ��層蒸着装置104で多層構造の有機層を形成す� ��。次いで、基板反転装置(図示せず)により� �印140で示すように基板Pの向きを反転してか� ��、Li蒸着装置106で多層構造の有機層およびLi 層を基板P上に順次形成する。そして、第2横/ 縦姿勢変換装置108(2)で基板Pの姿勢を水平か� �垂直に変え、マグネトロンスパッタ装置10の 左側チャンバ18Lでパターンマスクを用いて基 板P上にAg陰電極128を形成する。この場合、左 側のターゲットであるターゲット12L(図1)の母 材にはAgが用いられる。

 このように、このシステムでは、1台のマ グネトロンスパッタ装置10において、ITO膜形� ��のスパッタ処理とAg陰電極形成のスパッタ� �理とを各基板Pに対しては異なる工程で、異� ��る基板P,Pに対しては並列的または同時的に� ��すことができる。

[第4の実施形態]
 図11に、本実施形態のマグネトロンスパッ� �装置10を含む有機ELディスプレイ製造用のイ� ��ラインシステムの別のレイアウトを示す。

 このシステムでは、縦型マグネトロンス� ��ッタ装置10の右側チャンバ18Rで基板P上に陰� ��極128としてAg膜を形成し、次いで基板反転� �置(図示せず)により矢印142で示すように基板 Pの向きを反転してから、マグネトロンスパ� �タ装置10の左側チャンバ18Lで上記Ag膜上にAl� �を積層形成する。このように別々のスパッ� �成膜室(18R,18L)でAg/Alの多層膜を形成するほう が、1つのスパッタ室で積層成膜するよりも� �っきりと層の分かれた多層膜を形成するこ� �ができる。

[第5の実施形態]
 次に、図12および図13A~図13Fにつき、本実施� ��態のマグネトロンスパッタ装置10を太陽電� �製造用のインラインシステムに適用した実� �形態について説明する。

 図12に示すように、このインラインシス� �ムは、一方向(X方向)に左右2列で、一対のロ� ��ダ150L,150R、一対の第1横/縦姿勢変換装置152L( 1),152R(1)、第1、第2および第3の縦型マグネト� �ンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)、一対の第1縦/� ��姿勢変換装置154L(1),154R(1)、一対の第1エッチ ング装置156L(1),156R(1)、一対の第2横/縦姿勢変� ��装置152L(2),152R(2)、第4および第5の縦型マグ� �トロンスパッタ装置10(4),10(5)、一対の第2縦/� ��姿勢変換装置154L(2),154R(2)、一対の第2エッチ ング装置156L(2),156R(2)、一対の封止膜CVD装置158 L,158Rおよび一対のアンローダ160L,160Rをこの順 に並べて配置している。

 上記ライン上の装置群の中で、第1横/縦� �勢変換装置152L(1),152R(1)から封止膜CVD装置158L, 158Rまでの装置はいずれも減圧処理装置また� �減圧姿勢変換装置である。

 図12において、P _L は左側のプロセスライン(150L~160L)上で一連の� ��理を受ける基板を示し、P _R は右側のプロセスライン(150R~160R)上で一連の� ��理を受ける基板を示す。

 図13A~図13Fにつき、このインラインシステ ムにおける太陽電池の製造工程を説明する。

 先ず、ローダ150L,150Rに搬入される基板P _L ,P _R は、たとえばガラスなどの透明な板材または シートからなり、図13Aに示すように、ガラス 基板162の素子形成面上に、たとえばGe添加のZ nOからなる透明導電膜164を予め形成している� ��

 基板P _L ,P _R は、水平な姿勢でローダ150L,150Rに搬入された 後、隣室の第1横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)� ��で水平姿勢から垂直姿勢に変わり、次いで� ��1、第2および第3のマグネトロンスパッタ装� ��10(1),10(2),10(3)で立て続けにスパッタ成膜処� �を受ける。図13Bに示すように、第1のマグネ� ��ロンスパッタ装置10(1)ではp型の非晶質シリ� ��ン層166pが形成され、第2のマグネトロンス� �ッタ装置10(2)では真性(i型)の非晶質シリコン 層166iが形成され、第3のマグネトロンスパッ� ��装置10(3)ではn型の非晶質シリコン層166nが形 成される。こうして積層形成されたpin構造の 非晶質シリコン層(166p,166i,166n)は発電層を構� �する。

 次いで、基板P _L ,P _R は、第1縦/横姿勢変換装置154L(1),154R(1)内で垂� ��姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第1 エッチング装置156L(1),156R(1)に搬入される。第 1エッチング装置156L(1),156R(1)は、図13Cに示す� �うに、たとえばレーザエッチングによって� �電層(166p,166i,166n)にコンタクトホール168を開� ��る。

 次いで、基板P _L ,P _R は、第2横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)内で水� ��姿勢から垂直姿勢に変わり、次いで第4およ び第5のマグネトロンスパッタ装置10(4),10(5)で 立て続けにスパッタ成膜処理を受ける。図13D に示すように、第4のマグネトロンスパッタ� �置10(4)では低仕事関数金属として機能するMg� ��170が形成され、第5のマグネトロンスパッタ 装置10(5)ではAl電極172が形成される。その際� �コンタクトホール168にAlが埋め込まれる。

 次いで、基板P _L ,P _R は、第2縦/横姿勢変換装置154L(2),154R(2)内で垂� ��姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第2 エッチング装置156L(2),156R(2)に搬入される。第 2エッチング装置156L(2),156R(2)は、図13Eに示す� �うに、たとえばレーザエッチングによって� �極層(170,172)および発電層(166p,166i,166n)を貫通� ��る素子分離およびパッシベーション用の溝1 74を形成する。

 次いで、基板P _L ,P _R は、水平姿勢のまま第2封止膜CVD装置114L(2),114 R(2)に搬入される。第2封止膜CVD装置114L(2),114R( 2)では、図13Fに示すように、基板P _L ,P _R の表面を覆うように、たとえば窒化シリコン (SiN)からなる絶縁性の保護膜176が形成される� ��その際、溝174にも保護膜176が埋め込まれる� ��

 これで、このインラインシステムにおける� ��連の処理工程が終了し、処理済の基板P _L ,P _R はアンローダ160L,160Rより大気圧下の外へ搬出 される。

 上記のように、この太陽電池製造用のイ� ��ラインシステムでも、5台の縦型マグネトロ ンスパッタ装置10(1)~10(5)がいずれも左右2列の プロセスライン上で同時に稼動し、各々一台 で2台分の働き(全体では5台で10台分の働き)を しており、スループットの大幅な向上が図ら れている。

 上記の例はシングル接合型の太陽電池に� ��るものであったが、本発明は多接合型(タン デム)型の太陽電池にも適用可能である。

 たとえば、図14に示すタンデム型太陽電� �の発電層は、下から順に、それぞれpin構造� �非晶質シリコン層180pin,微結晶シリコンゲル� ��ニウム層182pinおよび微結晶ゲルマニウム層1 84pinを積層形成しており、計9層の半導体薄膜 からなる。これら3種類のpin接合体180pin,182pin, 184pinの禁制帯幅または光吸収スペクトルは異 なり、太陽光のエネルギーをより無駄なく電 力に変換することができる。

 この場合、図12と同様のレイアウトを採� �インラインシステムは、9層構造の発電層を� ��成するために9台の縦型マグネトロンスパッ タ装置10(1)~10(9)を直列配置して、各々に左右2 列のプロセスライン上で同時に稼動させてよ い。また、2層構造の上部電極層(170,172)を形� �するために、上記の例と同様に2台の縦型マ� ��ネトロンスパッタ装置10(10)~10(11)を直列配置 して、各々に左右2列のプロセスライン上で� �時に稼動させてよい。したがって、システ� �全体では、11台の縦型マグネトロンスパッタ 装置10(1)~10(11)に22台分の働きをさせることが� ��能であり、シングル接合型以上にスループ� ��トの大幅な向上が図れる。

[第6の実施形態]
 図15に、上記シングル接合型太陽電池製造� �のインラインシステム(図12)の一変形例を示� ��。

 このインラインシステムは、ローダ150、� ��1横/縦姿勢変換装置152(1)、縦型の第1、第2お よび第3マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10 (3)(特にそれぞれの右側チャンバ18R)、第1縦/� �姿勢変換装置154(1)、第1エッチング装置156(1)� ��この順にX方向の一方の向きに一列に並べて 配置するとともに、矢印186で示すように折り 返して、X方向の逆の向きに第2縦/横姿勢変換 装置154(2)、第1、第2および第3マグネトロンス パッタ装置10(1),10(2),10(3)(特にそれぞれの左側 チャンバ18L)、第2エッチング装置156(2)、封止� ��CVD装置158およびアンローダ160をこの順に一� ��に並べて配置している。

 往路のプロセスラインでは、第1、第2お� �び第3マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3 )のそれぞれの右側チャンバ18Rで、単一の発� �層を構成するためのp型の非晶質シリコン層1 66p、真性(i型)の非晶質シリコン層166iおよびn� ��の非晶質シリコン層166nがそれぞれ形成され る。

 復路のプロセスラインでは、第3マグネト ロンスパッタ装置10(3)の左側チャンバ18Lで低� ��事関数金属のMg膜170が形成され。第2および� ��1マグネトロンスパッタ装置10(2),10(1)の左側� ��ャンバ18L.18LでAl電極172が形成される。

 なお、マグネトロンスパッタ装置10で形� �されるべき一層分の膜厚が比較的大きくて� �膜形成に比較的長い時間を要する場合は、� �の実施形態あるいは図6のような直列接続の� ��ルチユニット構造を採ることによって1台当 たりのタクトタイムを短縮化することができ る。

[第7の実施形態]
 図16に、別の実施形態におけるマグネトロ� �スパッタ装置190の構成を示す。

 このマグネトロンスパッタ装置190は、磁� ��発生機構42を取り囲むように複数個たとえ� �4個のターゲット12A,12B,12C,12Dを一体的な多面� ��(四面体)に組み立て、このターゲット組立� �を磁界発生機構42の柱状回転軸44の回りに周� ��(θ)方向でインデックス送りできる構成を有 している。

 このマグネトロンスパッタ装置190におい� ��は、4個のターゲット12A,12B,12C,12Dの中のいず れか1つを任意に選択してスパッタ処理空間68 に臨ませ(基板Pに対向させ)、スパッタ成膜に 供することができるとともに、インデックス 送りによって別のターゲットに任意に切り替 えることもできる。したがって、たとえば、 1枚の基板Pに対し、稼動ターゲットとして最� ��にAlのターゲット12Aを選んでAl層を形成し、 次いでインデックス送りによりTiのターゲッ� ��12Bに切り替えて上記Al層の上にTi層を積層形 成するといった使い方が可能である。このよ うに稼動ターゲットをインデックス送りで切 り替えることにより、異種材質または同種材 質の薄膜を連続的にスパッタ成膜することが できる。

 ターゲット12A,12B,12C,12Dは、誘電体のフレ� ��ム材192を介して連結されているバッキング� ��レート16A,16B,16C,16Dにそれぞれ結合されてい� ��。バッキングプレート16A,16B,16C,16Dには、個� ��の電源(電力供給機構)56A,56B,56C,56Dがスイッ� �194A,194B,194C,194Dを介して電気的に接続されて� ��る。

 ハウジング196は、たとえばアルミニウム� ��らなり、スパッタ処理空間68に臨む面(図の� ��面)が開口しており、電気的に接地されてい る。ハウジング196の室内およびスパッタ処理 空間68は減圧状態に保たれており、スパッタ� ��ス供給部26よりスパッタガス(たとえばArガ� �)が供給される。

 通常の使い方において、たとえばターゲ� ��ト12Aが稼動ターゲットに選ばれているとき� ��、スパッタ処理中にスイッチ194Aだけがオン して、他のスイッチ194B,194C,194Dはすべてオフ� ��態に置かれ、非稼動ターゲットであるター� ��ット12B,12C,12Dに電力は供給されない。

 しかし、使い方の1つとして、非稼動ター ゲットであるターゲット12B,12C,12Dのいずれか� ��も電力を投入して、ハウジング196の内壁196a に向けてダミーのスパッタをさせることも可 能である。たとえば、部品交換されたばかり の新規ターゲットの表面が酸化している場合 は、ダミースパッタによってその酸化膜を除 去することが可能であり、このクリーニング の後にスパッタ成膜処理に正式使用してよい 。

 このように、ハウジング196の室内をダミ� ��スパッタ空間に利用することができる。ハ� ��ジング196の内壁196aは、ダミースパッタによ って付着して膜が剥がれないように適度な粗 面に形成されてよい。あるいは、ハウジング 196の内壁196aに防着板(図示せず)を着脱可能に 取り付けてもよい。

 なお、スパッタ成膜処理中に、基板Pは固 定式でスパッタ処理空間68内で静止していて� ��よく、あるいは走査式でスパッタ処理空間6 8を通過移動してもよい。

[他の実施形態]
 以上好適な実施形態について説明したが、� ��発明は上記実施形態に限定されるものでは� ��く、その技術思想の範囲内で種々の変形が� ��能である。

 たとえば、上記した実施形態におけるマ� ��ネトロンスパッタ装置は基板を垂直に起て� ��姿勢でスパッタ処理を行う縦型装置であっ� ��が、基板を他の姿勢たとえば水平に寝かせ� ��姿勢でスパッタ処理を行う横型装置に構成� ��ることも可能である。

 また、ターゲットの侵食状態に依らずに� ��ーゲット表面の磁場強度が一定に維持され� ��ように、ターゲットと磁界発生機構(特に回 転磁石)との距離を一定に保つ機構(たとえば� ��ターゲット保持機構を独立に変位させる機� ��)を設けてもよい。