図1及び図2を参照して、1は、大面積の処理� ��板表面に透明電導膜を形成するための本実� ��の形態のマグネトロン方式のスパッタリン� ��(以下、「スパッタ」という)装置である。� �パッタ装置1は、インライン式のものであり� ��ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプなど� ��真空排気手段(図示せず)を介して所定の真� �圧(例えば、10 ^-5 Pa)に保持できる真空チャンバ11を有し、スパ� ��タ室(処理室)12を構成する。真空チャンバ11� ��上部には基板搬送手段2が設けられている。 この基板搬送手段2は、公知の構造を有し、� �位的にフローティング状態で処理基板Sを保� ��するキャリア21を有し、図示しない駆動手� �を間欠駆動させて後述するターゲットに対� �した位置に処理基板Sを順次搬送する。

 また、スパッタ室12には、ターゲットに対� �した位置に搬送されてきた処理基板Sに対し� ��明電導膜を形成する際に、キャリア21の表� �などにスパッタ粒子が付着することを防止� �るため、基板搬送手段2とターゲットとの間� ��、処理基板Sが臨む開口13aが形成されたアー ス接地のマスクプレート13が取付けられてい� ��。真空チャンバ11にはまた、プロセスガス� �スパッタ室12内に導入するガス導入手段3が� �けられている。ガス導入手段3は、例えば真� ��チャンバ11の側壁に一端が取付けられたガ� �管31を有し、ガス管31の他端は、マスフロー� ��ントローラ32を介してガス源33に連通してい る。プロセスガスには、Ar等の希ガスからな� ��スパッタガスと、反応性スパッタにより透� ��電導膜を形成する場合に処理基板S表面に形 成しようとする透明電導膜の組成に応じて適 宜選択されるO ₂ 、N ₂ やH ₂ Oなどの反応ガスとが含まれる。さらに、真� �チャンバ11の下側にはカソード電極Cが配置� �れている。 

 カソード電極Cは、大面積の処理基板Sに対� �効率よく透明電導膜の形成ができるように� �処理基板Sに対向させて等間隔で配置した複� ��枚(本実施の形態では8枚)のターゲット41a乃� ��41hを有する。各ターゲット41a乃至41hは、イ� ��ジウム及び錫の酸化物ターゲットまたはイ� ��ジウム及び錫の合金ターゲットなど、処理� ��板S表面に形成しようとするITOやIZO等の透明 電導膜の組成に応じて公知の方法で適宜作製 され、例えば略直方体(上面視において長方� �)など同形状に形成されている。各ターゲッ� ��41a乃至41hは、スパッタ中、ターゲット41a乃� ��41hを冷却するバッキングプレート42に、イ� �ジウムやスズなどのボンディング材を介し� �接合されている。各ターゲット41a乃至41hは� �未使用時のスパッタ面411が処理基板Sに平行� ��同一平面上に位置するように、絶縁部材を� ��してカソード電極Cのフレーム(図示せず)に� ��付けられ、並設したターゲット41a乃至41hの� ��囲には、アース接地のシールド43が設けら� �ている。

 また、カソード電極Cは、ターゲット41a乃至 41hの後方(スパッタ面411と背向する側)にそれ� ��れ位置させて磁石組立体5を有する。同一構 造の各磁石組立体5は、各ターゲット41a乃至41 hに平行に設けられた支持板(ヨーク)51を有す� ��。ターゲット41a乃至41hが正面視で長方形で� ��るとき、支持板51は、各ターゲット41a乃至41 hの横幅より小さく、ターゲット41a乃至41hの� �手方向両側から延出するように形成された� �方形の平板から構成され、磁石の吸着力を� �幅する磁性材料製である。支持板51上には、 その中央部で長手方向に沿って線状に配置し た中央磁石52と、中央磁石52の周囲を囲うよ� �に支持板51の外周に沿って配置した周辺磁石 53とがスパッタ面411側の極性を変えて設けら� ��ている。

 中央磁石52の同磁化に換算したときの体積� �、例えば周辺磁石53の同磁化に換算したとき の体積の和(周辺磁石:中心磁石:周辺磁石=1:2:1 )に等しくなるように設計され、各ターゲッ� �41a乃至41hのスパッタ面411の前方に、釣り合� �た閉ループのトンネル状の磁束がそれぞれ� �成される。これにより、各ターゲット41a乃� �41hの前方(スパッタ面411)側で電離した電子及 びスパッタリングによって生じた二次電子を 捕捉することで、各ターゲット41a乃至41h前方 での電子密度を高くしてプラズマ密度が高ま り、スパッタレートを高くできる。各磁石組 立体5は、モータやエアーシリンダなどから� �成される駆動手段Dの駆動軸D1にそれぞれ連� �され、ターゲット41a乃至41hの並設方向に沿� �た2箇所の位置の間で平行かつ等速で一体に� ��復動できる。これにより、スパッタレート� ��高くなる領域をかえて各ターゲット41a乃至4 1hの全面に亘って均等に侵食領域が得られる� ��

 各ターゲット41a乃至41hは、隣り合う2枚で一 対のターゲット(41aと41b、41cと41d、41eと41f、41 gと41h)を構成し、一対のターゲット毎に割当� ��て交流電源E1乃至E4が設けられ、交流電源E1� ��至E4からの出力ケーブル75a、75bが一対のタ� �ゲット41a、41b(41c及び41d、41e及び41f、41g及び4 1h)に接続されている(図2参照)。これにより、 交流電源E1乃至E4によって、各一対のターゲ� �ト41a乃至41hに対し交互に極性をかえて交流� �圧を印加できる。

 交流電源E1乃至E4は、同一構造であり、電力 の供給を可能とする電力供給部6と、所定の� �波数で交互に極性をかえて交流電圧を、一� �のターゲット41a、41b(41c及び41d、41e及び41f、4 1g及び41h)に出力する発振部7とから構成され� �。各ターゲット41a乃至41hへの出力電圧の波� �については、略正弦波であるが、これに限� �されるものではなく、例えば略方形波でも� �い。電力供給部6は、第1のCPU回路61と、商用� ��交流電圧(3相AC200V又は400V)が入力される入力 部62と、入力された交流電圧を整流して直流� ��圧に一旦変換する6個のダイオード63とを有� ��、直流電圧ライン64a、64bを介して直流電圧� ��発振部7に出力する。直流電圧ライン64a、64b 間には、スイッチングトランジスタ65が設け� ��れ、第1のCPU回路61に通信自在に接続された� ��ライバー回路66によって、スイッチングト� �ンジスタ65のオン、オフの切換えが制御され る。

 他方、発振部7は、第1のCPU回路61に通信自在 に接続された第2のCPU回路71と、直流電圧ライ ン64a、64b間に設けた発振用スイッチ回路72を� ��成する4個の第1乃至第4のスイッチングトラ� ��ジスタ72a乃至72dと、第2のCPU回路71に通信自� ��に接続され、各スイッチングトランジスタ7 2a乃至72dのオン、オフの切換えを制御する他� ��ドライバー回路73とから構成されている。� �して、第1のCPU回路61からの出力信号を受け� �ドライバー回路66によって、スイッチングト ランジスタ65をオンにすると、直流電圧ライ� ��64a、64bを介して直流電圧が発振部7に出力さ れ、次いで、第2のCPU回路71からの出力信号を 受けたドライバー回路73によって、第1及び第 4のスイッチングトランジスタ72a、72dと、第2� ��び第3のスイッチングトランジスタ72b、72cと のオン、オフの切換えのタイミングが反転す るように各スイッチングトランジスタ72a乃至 72dを制御すると、発振用スイッチ回路72から� ��ランス74を経た交流電圧ライン75a、75bを介� �て、一定の電圧で正弦波の交流電圧が一対� �ターゲット41a、41bに出力される。各交流電� �E1乃至E4の第1のCP回路61は、相互に通信自在� �接続されており、いずれか1個のCPU回路61か� �の出力信号で、各交流電源E1乃至E4が同期し� ��運転できる。

 処理基板S表面に透明電導膜を形成する場合 、基板搬送手段2によって処理基板Sを各ター� ��ット41a乃至41hと対向した位置に搬送し、ス� ��ッタ室12が所定の真空圧に到達した後、ガ� �導入手段3を介して所定のスパッタガス(及び 反応ガス)を導入する。次いで、交流電源E1乃 至E4を作動させて、各一対のターゲット41a乃� ��41hに交流電圧を印加し、各ターゲット41a乃� ��41hをアノード電極、カソード電極に交互に� ��替え、アノード電極及びカソード電極間に� ��ロー放電を生じさせてプラズマ雰囲気を形� ��する。これにより、プラズマ雰囲気中のイ� ��ンがカソード電極となった一方のターゲッ� ��41a乃至41hに向けて加速されて衝撃し、スパ� ��タ粒子が飛散されることで、処理基板S表面 に透明電導膜が形成される。

 ところで、上記のようにスパッタ装置1を構 成すると、ターゲット41a乃至41hがインジウム 及び錫の酸化物ターゲットである場合でも、 ターゲット41a乃至41h表面に滞留したチャージ アップ電荷は、反対の位相電圧が印加された ときに打ち消され、ターゲット41a乃至41hのチ ャージアップに起因した異常放電の発生は防 止できる。他方で、フローティング状態の処 理基板S表面もまたチャージアップし、特に� �処理基板SとしてFED製造工程において電極を� ��成する金属膜や絶縁膜が形成されたものを� ��いた場合、この絶縁膜にチャージアップ電� ��が滞留し易くなることから、処理基板Sのチ ャージアップに起因して異常放電が発生しな いようにする必要がある。

 本実施の形態では、図3に示すように、スパ ッタ中、スパッタ開始から一定の周期で、い ずれかの1個のCPU回路61からの出力信号によっ て各交流電源E1乃至E4の各スイッチングトラ� �ジスタ65を一定の時間だけオフに切換え、各 交流電源E1乃至E4から全ターゲット41a乃至41h� �の電力投入を同時に間欠停止することとし� �。ここで、同時の間欠停止とは、全ターゲ� �ト41a乃至41hへの電力投入が一定時間停止さ� �ている状態があることをいい、各スイッチ� �グトランジスタ65のオン、オフの切換えによ る電力投入停止時期や再度の電力投入開始時 期が、互いに一致することが要求されるもの ではない(つまり、電力投入停止時期や再度� �電力投入開始時期が各交流電源E1乃至E4で不� ��致であってもよい)。

 これにより、スパッタ中、ターゲット41a乃� ��41h前方で電離した電子やスパッタリングに� ��って生じた二次電子が供給されて処理基板S がチャージアップしても、定期的な全ターゲ ット41a乃至41hへの電力投入の停止状態では、 ターゲット41a乃至41h前方のプラズマが一旦消 失して処理基板Sに向かう電離電子や二次電� �がなくなることと、処理基板S表面のチャー� ��アップ電荷が、例えばスパッタ粒子や電離� ��たスパッタガスイオンによって中和されて� ��失することとが相俟って、処理基板S表面で のチャージアップ電荷の滞留が著しく抑制さ れる。その結果、処理基板Sのチャージアッ� �に伴う異常放電の発生が防止され、透明電� �膜を良好に形成できる。また、ターゲット41 a乃至41hへの電力投入や停止を切換えるスイ� �チングトランジスタ65を、ターゲット41a乃至 41hへの電力投入を間欠停止するためスイッチ ング素子として兼用することで、別個の部品 を追加することなく、簡単な構成でターゲッ ト41a乃至41hへの電力投入の間欠停止が実現で きる。

 電力投入の停止時間や周期(スパッタリング 中の停止回数)は、ターゲット種や処理基板S� ��種類に応じて、間欠停止時間の総和がスパ� ��タ時間の10%以下の範囲で適宜設定される。� ��欠停止時間の総和がスパッタ時間の10%を超� ��ると、スパッタ時間が長くなって生産性が� ��くなる。例えば、FED製造工程においてター� ��ット41a乃至41hとしてインジウム及び錫の酸� ��物を用い、電極を構成する金属膜や絶縁膜� ��形成された処理基板S表面に、720Åの膜厚で ITOの透明導電膜を形成する場合には、1.0~5.0ms の範囲で設定すればよい。

 ところで、ターゲット41a乃至41hとして、イ� ��ジウム及び錫の酸化物ターゲットまたはイ� ��ジウム及び錫の合金ターゲットを用い、反� ��性ガスとしてH ₂ OガスまたはH ₂ OガスとO ₂ ガスとの混合ガスを用い、反応性スパッタに よりITO膜を形成する際、スパッタ室12に導入� ��たH ₂ Oガスが、局所的に消費されたのでは、処理� �板表面に形成したITO膜に微結晶化した箇所� �局所的に発生する。ITO膜に微結晶化した箇� �が局所的に発生すると、導電性が低下する� �けでなく、後工程でITO膜をエッチングした� �きに単位時間当たりのエッチング速度が処� �基板面内で不均一になる場合があり、これ� �は、生産性が悪い。

 それに対し、本発明のように各ターゲット4 1a乃至41hへの電力投入を間欠停止すれば、電� ��投入の停止時に、スパッタ室12に導入したH ₂ Oガスが処理基板S表面の全体に亘って供給さ� ��、その結果、透明導電膜が局所的に微結晶� ��することが防止され、より安定して非晶質� ��透明導電膜が得られると共に、後工程でITO� ��をエッチングする場合でも単位時間当たり� ��エッチング速度を処理基板面内で略均等に� ��きる。

 尚、本実施の形態では、8枚のターゲットを 用い、隣り合うターゲット毎に交流電源を割 当てて、電力投入するものについて説明した が、これに限定されるものではなく、ターゲ ットの枚数や対をなすターゲットの組合せは 、透明電導膜形成プロセスに応じて適宜設定 できる。また、各ターゲット41a乃至41hへの電 力投入を同時に間欠停止するものについて説 明したが、処理基板Sのチャージアップに伴� �異常放電の発生が防止されるものであれば� �これに限定されるものではない。例えば、� �4に示すように、並設した8枚のターゲットの うち隣り合う4枚をターゲット群とし、一方� �ターゲット群41a乃至41dへの電力投入の停止� �態では、他方のターゲット群41e乃至41hへの� �力投入を継続し、一方のターゲット群41a乃� �41dへの電力投入が再開された後で、他方の� �ーゲット群41e乃至41hへの電力投入を停止す� �ように制御してもよい。これにより、処理� �板Sへのチャージアップ電荷の滞留を制御で� ��る。