特許 7555248 マグネトロンスパッタリング成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】マグネトロンスパッタリング成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/35 20060101AFI20240913BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

C23C14/35 C

H05H1/46 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020197512

(22)【出願日】2020-11-27

(65)【公開番号】P2021091967

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2023-08-09

(31)【優先権主張番号】P 2019219155

(32)【優先日】2019-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103517

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 寛之

(74)【代理人】

【識別番号】100149607

【弁理士】

【氏名又は名称】宇田 新一

(72)【発明者】

【氏名】森地 健太

(72)【発明者】

【氏名】谷口 剛志

【審査官】森坂 英昭

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１４１０２８７７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１６２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８４６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００ － １４／５８

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成膜ロールと、
前記成膜ロールと対向配置され、前記成膜ロールの軸線に沿って延びる第１マグネトロンプラズマユニットと、
前記成膜ロールと対向配置され、前記第１マグネトロンプラズマユニットと隣接配置され、前記成膜ロールの軸線に沿って延びる第２マグネトロンプラズマユニットとを備え、
前記第１マグネトロンプラズマユニットは、
前記成膜ロールの軸線と同一方向に軸線が延びる第１ロータリーターゲットと、
前記第１ロータリーターゲットの径方向内側に配置される第１ヨークと、
前記第１ロータリーターゲットの径方向内側において、前記第１ヨークの表面に配置される第１磁石部とを備え、
前記第２マグネトロンプラズマユニットは、
前記第１ロータリーターゲットの軸線と同一方向に軸線が延びる第２ロータリーターゲットと、
前記第２ロータリーターゲットの径方向内側に配置される第２ヨークと、
前記第２ロータリーターゲットの径方向内側において、前記第２ヨークの表面に配置される第２磁石部とを備え、
下記条件［１］～条件［３］のうち、少なくともいずれか１つの条件を満足することを特徴とする、マグネトロンスパッタリング成膜装置。
条件［１］：前記第１ロータリーターゲットの軸線から前記成膜ロールの軸線に向かう第１方向において、前記第１磁石部から前記第１ロータリーターゲットまでの距離が、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って長く、前記第２ロータリーターゲットの軸線から前記成膜ロールの軸線に向かう第２方向において、前記第２磁石部から前記第２ロータリーターゲットまでの距離が、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って長い。
条件［２］：前記第１磁石部が、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って薄く、前記第２磁石部が、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って薄い。
条件［３］：前記第１ヨークが、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って薄く、前記第２ヨークが、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って薄い。

【請求項2】

前記第１ロータリーターゲットおよび前記成膜ロールの間の磁場強度は、前記軸線方向一方側に向かうに従って低く、前記第２ロータリーターゲットおよび前記成膜ロールの間の磁場強度は、前記軸線方向他方側に向かうに従って低いことを特徴とする、請求項１に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置。

【請求項3】

前記条件［１］を満足し、
前記第１磁石部の厚み、および、前記第２磁石部の厚みのそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって同一であり、
前記第１ヨークの厚み、および、前記第２ヨークの厚みのそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって同一であることを特徴とする、請求項１または２に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置。

【請求項4】

前記条件［１］および前記条件［２］を満足し、
前記第１方向における前記第１ヨークから前記第１ロータリーターゲットまでの距離、および、前記第２方向における前記第２ヨークから前記第２ロータリーターゲットまでの距離のそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって、同一であることを特徴とする、請求項１または２に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置。

【請求項5】

前記条件［３］を満足し、
前記第１方向における前記第１ヨークから前記第１ロータリーターゲットまでの距離、および、前記第２方向における前記第２ヨークから前記第２ロータリーターゲットまでの距離のそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって、同一であることを特徴とする、請求項１または２に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネトロンスパッタリング成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、成膜ロールに、互いに隣り合う２つのマグネトロンスパッタリングユニットが対向配置されたデュアルタイプのマグネトロンスパッタリング成膜装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。２つのマグネトロンスパッタリングユニットのそれぞれは、ロータリーターゲットと、その内側に収容されるマグネットとを備える。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】「Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｓｐｕｔｔｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」，出版：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、ｐ３４６，２００８年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１のマグネトロンスパッタリング成膜装置を駆動させると、一のロータリーターゲットの長手方向一端部の近傍の電子密度が、長手方向中間部および他端部の近傍の電子密度より高くなる。一方、他のロータリーターゲットの長手方向他端部の近傍の電子密度が、長手方向中間部および一端部の近傍の電子密度より高くなる。

【0005】

上記の現象は、デュアルタイプのマグネトロンスパッタリング成膜装置の特有の現象であり、ターゲットごとに発生するプラズマの相互作用により、互いに対向配置された２つのターゲットの内側ほど非対称で強く傾斜した電場が発生することに起因する。

【0006】

そうすると、一のロータリーターゲットの長手方向一端部は、中間部および他端部に比べて、電子によって生じたイオンとの衝突頻度が高くなる。そのため、一のロータリーターゲットの長手方向一端部は、一のロータリーターゲットの中間部および他端部に比べて、多くスパッタリングされるため、薄くなる。そうすると、そのような一のロータリーターゲットは、早期に交換を要するので、一のロータリーターゲットの使用期間が短くなってしまうという不具合がある。他のロータリーターゲットについても、長手方向他端部（電子密度が高い領域に対向する部分）と電子によって生じたイオンとの衝突の頻度が高いことに起因して、一のロータリーターゲットの長手方向一端部と同様の不具合を招来する。

【0007】

また、マグネトロンスパッタリング成膜装置により製造されるスパッタリング膜において、一のロータリーターゲットの長手方向一端部に対向する部分が、ロータリーターゲットの中間部および他端部に対向する部分に比べて、厚くなり、その結果、軸線方向において厚みが均一なスパッタリング膜とならないという不具合がある。他のロータリーターゲットに対向するスパッタリング膜についても、上記した一のロータリーターゲットに対向するスパッタリング膜と同様の不具合を招来する。

【0008】

そこで、一のマグネトロンスパッタリングユニットにおける一端部のマグネットを、磁力が弱い磁石とし、中間部および他端部のマグネットを、磁力が強い磁石にすることが試案される（第１の試案）。また、一のマグネトロンスパッタリングユニットにおける一端部のマグネットを部分的になくすことも試案される（第２の試案）。他のマグネトロンスパッタリングユニットについても、上記と同様の試案が検討される。

【0009】

しかし、第１の試案では、磁力が異なる磁石の境界において、磁力の不連続部分を生じ、そのため、電子密度の不均一を生じ、ひいては、スパッタリング膜の厚みを軸方向にわたって均一にできないという不具合がある。さらに、第２の試案では、マグネットの有無に対応して、磁力の不均一部分を生じ、そのため、電子密度の不均一を生じ、ひいては、スパッタリング膜の厚みを軸方向にわたって均一にできないという不具合がある。

【0010】

本発明は、第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制でき、軸線方向にわたって厚みが均一なスパッタリング膜を製造することができるマグネトロンスパッタリング成膜装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明（１）は、成膜ロールと、前記成膜ロールと対向配置され、前記成膜ロールの軸線に沿って延びる第１マグネトロンプラズマユニットと、前記成膜ロールと対向配置され、前記第１マグネトロンプラズマユニットと隣接配置され、前記成膜ロールの軸線に沿って延びる第２マグネトロンプラズマユニットとを備え、前記第１マグネトロンプラズマユニットは、前記成膜ロールの軸線と同一方向に軸線が延びる第１ロータリーターゲットと、前記第１ロータリーターゲットの径方向内側に配置される第１ヨークと、前記第１ロータリーターゲットの径方向内側において、前記第１ヨークの表面に配置される第１磁石部とを備え、前記第２マグネトロンプラズマユニットは、前記第１ロータリーターゲットの軸線と同一方向に軸線が延びる第２ロータリーターゲットと、前記第２ロータリーターゲットの径方向内側に配置される第２ヨークと、前記第２ロータリーターゲットの径方向内側において、前記第２ヨークの表面に配置される第２磁石部とを備え、下記条件［１］～条件［３］のうち、少なくともいずれか１つの条件を満足する、マグネトロンスパッタリング成膜装置を含む。

【0012】

条件［１］：前記第１ロータリーターゲットの軸線から前記成膜ロールの軸線に向かう第１方向において、前記第１磁石部から前記第１ロータリーターゲットまでの距離が、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って長く、前記第２ロータリーターゲットの軸線から前記成膜ロールの軸線に向かう第２方向において、前記第２磁石部から前記第２ロータリーターゲットまでの距離が、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って長い。

【0013】

条件［２］：前記第１磁石部が、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って薄く、前記第２磁石部が、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って薄い。

【0014】

条件［３］：前記第１ヨークが、前記成膜ロールの軸線方向一方側に向かうに従って薄く、前記第２ヨークが、前記成膜ロールの軸線方向他方側に向かうに従って薄い。

【0015】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置は、条件［１］～条件［３］のうち、少なくともいずれか１つの条件を満足する。

【0016】

そのため、第１ロータリーターゲットの軸線方向一端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲットの軸線方向中間部および他端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となる。また、イオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲットの軸線方向他端部から一端部にかけて、均一となる。そのため、第１ロータリーターゲットの軸線方向一端部だけが過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0017】

また、第２ロータリーターゲットの軸線方向他端部とイオンとの衝突頻度は、第２ロータリーターゲットの軸線方向中間部および一端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となる。また、イオンとの衝突頻度は、軸線方向一端部から他端部にかけて、均一となる。そのため、第２ロータリーターゲットの軸線方向他端部だけが過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0018】

従って、スパッタリング膜の軸線方向両端部が極端に厚くなることを抑制でき、さらに、スパッタリング膜の厚みを軸線方向にわたって均一にできる。

【0019】

本発明（２）は、前記第１ロータリーターゲットおよび前記成膜ロールの間の磁場強度は、前記軸線方向一方側に向かうに従って低く、前記第２ロータリーターゲットおよび前記成膜ロールの間の磁場強度は、前記軸線方向他方側に向かうに従って低い、（１）に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置を含む。

【0020】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置では、第１ロータリーターゲットおよび成膜ロールの間の磁場強度は、第１ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることをより一層抑制できる。また、第２ロータリーターゲットおよび成膜ロールの間の磁場強度は、軸線方向他方側に向かうに従って低いので、第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることをより一層抑制できる。

【0021】

本発明（３）は、前記条件［１］を満足し、前記第１磁石部の厚み、および、前記第２磁石部の厚みのそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって同一であり、前記第１ヨークの厚み、および、前記第２ヨークの厚みのそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって同一である、（１）または（２）に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置を含む。

【0022】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置では、軸線方向にわたって同一の厚みを有する第１磁石部が、軸線方向にわたって同一の厚みを有する第１ヨークに配置されている。
そして、これらが軸線に対して傾斜して配置されれば、第１マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニットにより、第１ロータリーターゲットの軸線方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0023】

また、軸線方向にわたって同一の厚みを有する第２磁石部が、軸線方向にわたって同一の厚みを有する第２ヨークに配置されている。そして、これらが軸線に対して傾斜して配置されれば、第２マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニットにより、第２ロータリーターゲットの軸線方向他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0024】

本発明（４）は、前記条件［１］および前記条件［２］を満足し、前記第１方向における前記第１ヨークから前記第１ロータリーターゲットまでの距離、および、前記第２方向における前記第２ヨークから前記第２ロータリーターゲットまでの距離のそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって、同一である、（１）または（２）に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置を含む。

【0025】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置では、軸線方向にわたって厚みが同一であり、軸線に沿って配置される第１ヨークに、軸線方向一方側に向かって次第に薄くなる第１磁石部が配置されているので、第１マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニットにより、第１ロータリーターゲットの軸線方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0026】

また、軸線方向にわたって厚みが同一であり、軸線に沿って配置される第２ヨークに、軸線方向他方側に向かって次第に薄くなる第２磁石部を配置されているので、第２マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニットにより、第２ロータリーターゲットの軸線方向他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0027】

本発明（５）は、前記条件［３］を満足し、前記第１方向における前記第１ヨークから前記第１ロータリーターゲットまでの距離、および、前記第２方向における前記第２ヨークから前記第２ロータリーターゲットまでの距離のそれぞれが、前記成膜ロールの軸線方向にわたって、同一である、（１）または（２）に記載のマグネトロンスパッタリング成膜装置を含む。

【0028】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置では、軸線方向にわたって厚みが同一であり、軸線に沿う第１磁石部が、軸線方向一方側に向かって次第に薄くなる第１ヨークに配置されているので、第１マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニットにより、第１ロータリーターゲットの軸線方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0029】

また、軸線方向にわたって厚みが同一であり、軸線に沿う第２磁石部が、軸線方向他方側に向かって次第に薄くなる第２ヨークに配置されているので、第２マグネトロンプラズマユニットを簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニットにより、第２ロータリーターゲットの軸線方向他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【発明の効果】

【0030】

本発明のマグネトロンスパッタリング成膜装置は、第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットが軸線方向にわたって均一に薄くなり、軸線方向にわたって厚みが均一なスパッタリング膜を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、本発明のマグネトロンスパッタリング成膜装置の第１実施形態の断面図である。

【図2】図２は、図１のマグネトロンスパッタリング成膜装置に備えられるマグネトロンスパッタリング部の拡大断面図である。

【図3】図３Ａおよび図３Ｂのそれぞれは、図２に示すマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図4】図４Ａおよび図４Ｂのそれぞれは、第２実施形態のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図5】図５Ａおよび図５Ｂのそれぞれは、第３実施形態のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図6】図６Ａおよび図６Ｂのそれぞれは、第１変形例のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図7】図７Ａおよび図７Ｂのそれぞれは、第２変形例のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図8】図８Ａおよび図８Ｂのそれぞれは、第３変形例のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図9】図９Ａおよび図９Ｂのそれぞれは、第４変形例のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図10】図１０Ａおよび図１０Ｂのそれぞれは、比較例１および２のマグネトロンスパッタリング成膜装置のマグネトロンスパッタリング部の第１ロータリーターゲットおよび第２ロータリーターゲットのそれぞれの断面図を示す。

【図11】図１１Ａ～図１１Ｄは、比較例１の測定結果であり、図１１Ａが第１ロータリーターゲットの摩耗量、図１１Ｂが第１膜の厚み、図１１Ｃが第２ロータリーターゲットの摩耗量、図１１Ｄが第２膜の厚みを示す。

【図12】図１２Ａ～図１２Ｄは、実施例１の測定結果であり、図１２Ａが第１ロータリーターゲットの磁束密度の径方向成分、図１２Ｂが第１膜の厚み、図１２Ｃが第２ロータリーターゲットの磁束密度の径方向成分、図１２Ｄが第２膜の厚みを示す。

【図13】図１３は、実施例２の第１ロータリーターゲットの磁束密度の径方向成分の測定結果を示す。

【図14】図１４は、実施例３の第１ロータリーターゲットの磁束密度の径方向成分の測定結果を示す。

【図15】図１５Ａ～図１５Ｄは、比較例３の測定結果であり、図１５Ａが第１ロータリーターゲットの摩耗量を平均で割った値、図１５Ｂが第１膜の厚みを平均で割った値、図１５Ｃが第２ロータリーターゲットの摩耗量を平均で割った値、図１５Ｄが第２膜の厚みを平均で割った値を示す。

【図16】図１６Ａ～図１６Ｄは、実施例４の測定結果であり、図１６Ａが第１ロータリーターゲットの摩耗量を平均で割った値、図１６Ｂが第１膜の厚みを平均で割った値、図１６Ｃが第２ロータリーターゲットの摩耗量を平均で割った値、図１６Ｄが第２膜の厚みを平均で割った値を示す。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明のマグネトロンプラズマ成膜装置の第１実施形態を、図１～図３Ｂを参照して説明する。

【0033】

図１に示すように、マグネトロンスパッタリング成膜装置１は、基材９１を搬送しながら、膜９２を基材９１に対して形成（成膜）する、ロールトゥロール方式の成膜装置である。マグネトロンスパッタリング成膜装置１は、搬送部２と、成膜部３とを備える。

【0034】

搬送部２は、搬送ケーシング４と、送出ロール５と、巻取ロール６と、ガイドロール７と、真空ポンプ８とを備える。

【0035】

搬送ケーシング４は、搬送方向に沿って延びる略箱形状を有する。搬送ケーシング４は、送出ロール５、巻取ロール６およびガイドロール７を収容する。

【0036】

送出ロール５および巻取ロール６のそれぞれは、搬送ケーシング４内の搬送方向上流側端部および下流側端部のそれぞれに配置されている。

【0037】

ガイドロール７は、送出ロール５および巻取ロール６の間において、複数配置されている。複数のガイドロール７は、基材９１を成膜ロール５２に巻回させるように、配置されている。

【0038】

真空ポンプ８は、搬送ケーシング４に設けられている。

【0039】

成膜部３は、成膜ケーシング５１と、成膜ロール５２と、複数（例えば、３つ）のマグネトロンスパッタリング部１０とを備える。

【0040】

成膜ケーシング５１は、搬送ケーシング４に連通しており、搬送ケーシング４とともに、真空チャンバーを構成する。成膜ケーシング５１は、略箱形状を有する。成膜ケーシング５１は、複数の隔壁５３を有する。複数の隔壁５３は、成膜ロール５２に向かって延びる。なお、成膜ケーシング５１には、図示しないスパッタガス供給装置が設けられる。成膜ケーシング５１は、成膜ロール５２および複数のマグネトロンスパッタリング部１０を収容する。

【0041】

成膜ロール５２の軸線Ａ１は、基材９１の搬送方向および厚み方向に直交する幅方向に沿う。以下、成膜ロール５２の軸線Ａ１を、他の軸線と区別するために、第１軸線Ａ１と称呼する。

【0042】

複数のマグネトロンスパッタリング部１０は、成膜ロール５２の径方向外側に対向配置されている。複数のマグネトロンスパッタリング部１０は、成膜ロール５２の周方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。

【0043】

周方向に隣接するマグネトロンスパッタリング部１０は、隔壁５３によって仕切られている。隔壁５３によって仕切られる空間は、成膜室９を構成する。成膜室９は、成膜ケーシング５１内（真空チャンバー）において、複数仕切られている。１つの成膜室９に、１つのマグネトロンスパッタリング部１０が設けられている。複数のマグネトロンスパッタリング部１０のそれぞれは、プラズマケーシング２０と、第１マグネトロンプラズマユニット１１と、第２マグネトロンプラズマユニット１２とを備える。

【0044】

図２に示すように、プラズマケーシング２０は、成膜ロール５２に向かって一側が開口された略箱形状を有する。プラズマケーシング２０は、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１に沿って延びる。プラズマケーシング２０は、第１マグネトロンプラズマユニット１１と第２マグネトロンプラズマユニット１２とを収容する。

【0045】

第１マグネトロンプラズマユニット１１と第２マグネトロンプラズマユニット１２とは、成膜ロール５２と対向配置される。第１マグネトロンプラズマユニット１１と第２マグネトロンプラズマユニット１２とは、成膜ロール５２の周方向に沿って互いに間隔を隔てて隣接配置されている。第１マグネトロンプラズマユニット１１と第２マグネトロンプラズマユニット１２とは、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１に沿って延びる。第１マグネトロンプラズマユニット１１と第２マグネトロンプラズマユニット１２とは、プラズマケーシング２０の開口を通して、成膜ロール５２に面している。

【0046】

図２および図３Ａに示すように、第１マグネトロンプラズマユニット１１は、第１ロータリーターゲット１３と、第１磁石ユニット３１とを備える。

【0047】

第１ロータリーターゲット１３は、円筒形状を有する。第１ロータリーターゲット１３は、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１と平行する軸線Ａ２を有する。以下、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ２を、他の軸線と区別するために、第２軸線Ａ２と称呼する。第１ロータリーターゲット１３の第２軸線Ａ２は、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１と同一方向に延びる。第１ロータリーターゲット１３は、例えば、成膜ロール５２の回転方向と逆向きに回転可能（周回移動可能）である。第１ロータリーターゲット１３は、カソード源（図示せず）と電気的に接続されており、これによって、カソードとして作用できる。

【0048】

第１ロータリーターゲット１３の材料は、膜９２を形成するための材料である。そのような材料としては、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗからなる群より選択される少なくとも１種の金属を含む金属酸化物が挙げられる。具体的には、例えば、インジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ）などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモンスズ複合酸化物（ＡＴＯ）などのアンチモン含有酸化物などが挙げられる。

【0049】

第１磁石ユニット３１は、第１ロータリーターゲット１３の径方向内側に収容（配置）されている。第１磁石ユニット３１は、長手方向に延びる平板形状を有する。第１磁石ユニット３１は、長手方向にわたって同一の厚みを有する。第１磁石ユニット３１は、その長手方向が、第２軸線Ａ２に対して傾斜している。

【0050】

第１磁石ユニット３１は、第１ヨーク１４と、第１磁石部１５とを、第１ロータリーターゲット１３の第２軸線Ａ２から、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１に向かう第１方向に向かって順に備える。好ましくは、第１磁石ユニット３１は、第１ヨーク１４と、第１磁石部１５とのみを備える。

【0051】

第１ヨーク１４は、長手方向に延びる平板形状を有する。図３Ａに示すように、第１ヨーク１４は、表面２３と、裏面２４とを含む。表面２３は、成膜ロール５２に面する。裏面２４は、表面２３に対して成膜ロール５２の反対側に位置する。裏面２４は、表面２３に平行する。そのため、第１ヨーク１４は、長手方向にわたって同一の厚みを有する。第１ヨーク１４の材料としては、例えば、比透磁率が、１０以上、さらには、５０以上の高透磁率材が挙げられ、具体的には、鉄、ステンレスなどの金属が挙げられる。

【0052】

第１磁石部１５は、長手方向に延びる平板形状を有する。第１磁石部１５は、第１ヨーク１４の表面２３に固定（配置）されている。第１磁石部１５は、表面２７と、裏面２８とを有する。表面２７は、成膜ロール５２に面する。裏面２８は、表面２７に対する成膜ロール５２の反対側に位置する。裏面２８は、表面２７に平行する。そのため、第１磁石部１５は、長手方向にわたって同一の厚みを有する。なお、この第１実施形態では、図２に示すように、第１磁石部１５は、２つの第１磁石２１と、２つの第１磁石２１に挟まれる第２磁石２２とからなって（分割されて）おり、例えば、第１磁石２１の表面２７がＮ極を有し、第２磁石２２の表面２７が、Ｓ極を有する。

【0053】

そして、図３Ａに示すように、この第１磁石ユニット３１では、長手方向にわたって同一の厚みを有する第１ヨーク１４に、長手方向にわたって同一の厚みを有する第１磁石部１５が配置されている。この第１磁石ユニット３１（第１ヨーク１４および第１磁石部１５のいずれも）が、第２軸線Ａ２に対して傾斜している。具体的には、第１方向において、第１磁石部１５から第１ロータリーターゲット１３までの距離Ｌ１は、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って長い。これにより、下記の条件［１］の前半部分を満足する。

【0054】

条件［１］：第１方向において、第１磁石部１５から第１ロータリーターゲット１３までの距離Ｌ１が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って長い（前半部分）。

【0055】

第１磁石部１５から第１ロータリーターゲット１３までの距離Ｌ１は、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するときに、例えば、０．０１ｍｍ以上長く、好ましくは、０．１ｍｍ以上長く、また、長くなる量の上限が、例えば、１０ｍｍである。

【0056】

図２および図３Ｂに示すように、第２マグネトロンプラズマユニット１２は、第２ロータリーターゲット３３と、第２磁石ユニット３２とを備える。第２マグネトロンプラズマユニット１２の構成は、第２磁石ユニット３２の軸線Ａに対する傾斜が、第１磁石ユニット３１の軸線Ａに対する傾斜と反対である以外は、第１マグネトロンプラズマユニット１１の構成と実質的に同様である。以下、第２マグネトロンプラズマユニット１２に関し、第１マグネトロンプラズマユニット１１と異なる構成を記載する。

【0057】

第２ロータリーターゲット３３は、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１と平行する軸線Ａ３を有する。以下、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ３は、他の軸線と区別するために、第３軸線Ａ３と称呼する。第２ロータリーターゲット３３の第３軸線Ａ３は、成膜ロール５２の第１軸線Ａ１と同一方向に延びる。第２ロータリーターゲット３３は、例えば、成膜ロール５２の回転方向と同一向きに回転可能（周回移動可能）である。

【0058】

第２磁石ユニット３２は、第２ヨーク３４と、第２磁石部３５とを、第２ロータリーターゲット３３の第３軸線Ａ３から成膜ロール５２の第１軸線Ａ１に向かう第２方向に向かって順に備える。

【0059】

第２方向において、第２磁石部３５から第２ロータリーターゲット３３までの距離Ｌ２は、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って長い。

【0060】

これによって、条件［１］の後半部分を満足する。

【0061】

条件［１］：第２方向において、第２磁石部３５から第２ロータリーターゲット３３までの距離Ｌ２が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って長い（後半部分）。

【0062】

距離Ｌ２が長くなる程度は、上記した距離Ｌ１が長くなる程度と同一である。

【0063】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置１は、上記した条件［１］～条件［３］のうち、少なくとも１つの条件である条件［１］を満足するので、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って低く、また、第２ロータリーターゲット３３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って低い。

【0064】

図１に示すマグネトロンスパッタリング成膜装置１を準備するには、まず、第１マグネトロンプラズマユニット１１および第２マグネトロンプラズマユニット１２のそれぞれを準備し、これらをマグネトロンスパッタリング部１０に備える。

【0065】

第１マグネトロンプラズマユニット１１を準備するには、まず、例えば、長手方向にわたって厚みが同一である第１磁石部１５を、長手方向にわたって厚みが同一である第１ヨーク１４に固定して第１磁石ユニット３１を準備する。続いて、第１磁石ユニット３１を第１ロータリーターゲット１３内に収容する。そのとき、図３Ａに示すように、第１磁石ユニット３１を第２軸線Ａ２に対して傾斜させる。これによって、第１磁石ユニット３１を第１ロータリーターゲット１３に設置して、第１マグネトロンプラズマユニット１１を準備する。

【0066】

また、上記した第１磁石ユニット３１の第１ロータリーターゲット１３への設置と同様に、第２磁石ユニット３２を第２ロータリーターゲット３３へ設置して、第２マグネトロンプラズマユニット１２を準備する。

【0067】

次に、このマグネトロンスパッタリング成膜装置１を用いて、基材９１に膜９２を形成（成膜）する方法を説明する。

【0068】

まず、長尺の基材９１をマグネトロンスパッタリング成膜装置１にセットする。基材９１としては、特に限定されず、例えば、高分子フィルム（ＰＥＴフィルムなど）、ガラスフィルム（薄膜ガラス）などが挙げられる。

【0069】

続いて、真空ポンプ８を駆動して、成膜室９を真空にする。これとともに、図示しないスパッタガス供給装置からスパッタガスを成膜室９に供給する。スパッタガスとしては、例えば、アルゴンなどの不活性ガス、例えば、さらに酸素を含む反応性ガスなどが挙げられる。

【0070】

続いて、基材９１を成膜ロール５２に対して移動させながら、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のそれぞれを回転させるとともにカソード電圧を印加する。

【0071】

これにより、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のそれぞれから電子が放出される。

【0072】

また、スパッタガスに由来するイオン（具体的には、アルゴンイオン）が、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のそれぞれに衝突し、これによって、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３からその材料の粒子が、成膜ロール５２の外周面上の基材９１に順に付着する。これにより、膜９２が基材９１の表面に形成（成膜）される。

【0073】

（第１実施形態の作用効果）
そして、このマグネトロンスパッタリング成膜装置１は、条件［１］を満足する。

【0074】

そのため、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向中間部および他端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となる。第１ロータリーターゲット１３とイオンとの衝突頻度は、軸線Ａ方向他端部から一端部にかけて、均一となる。そのため、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部における過度の摩耗（偏った摩耗）を抑制でき、摩耗後の第１ロータリーターゲット１３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0075】

また、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向他端部とイオンとの衝突頻度は、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向中間部および一端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となる。また、第２ロータリーターゲット３３とイオンとの衝突頻度は、軸線Ａ方向一端部から他端部にかけて、均一なる。そのため、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向他端部における過度の摩耗（偏った摩耗）を抑制でき、摩耗後の第２ロータリーターゲット３３が第３軸線Ａ３方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0076】

従って、膜９２の軸方向（長尺方向および厚み方向に直交する方向）（基材９１の幅方向に相当）両端部が極端に厚くなることを抑制でき、さらに、膜９２の厚みを軸線Ａ方向にわたって均一にできる。

【0077】

また、このマグネトロンスパッタリング成膜装置１では第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って低く、第２ロータリーターゲット３３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って低い。

【0078】

このマグネトロンスパッタリング成膜装置１では第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って低いので、第１ロータリーターゲット１３が軸線方向にわたって不均一に薄くなることをより一層抑制できる。また、第２ロータリーターゲット３３および成膜ロール５２の間の磁場強度は、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って低いので、第２ロータリーターゲット３３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることをより一層抑制できる。

【0079】

また、この第１実施形態の第１磁石ユニット３１では、軸線Ａ方向にわたって同一の厚みを有する第１磁石部１５が、軸線Ａ方向にわたって同一の厚みを有する第１ヨーク１４に配置されている。そして、第１磁石ユニット３１は、軸線Ａに対して傾斜するように配置されているので、第１マグネトロンプラズマユニット１１を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニット１１により、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲット１３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0080】

また、第２磁石ユニット３２では、軸線Ａ方向にわたって同一の厚みを有する第２磁石部３５が、軸線Ａ方向にわたって同一の厚みを有する第２ヨーク３４に配置されている。
そして、これらが軸線Ａに対して傾斜するように配置されているので、第２マグネトロンプラズマユニット１２を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニット１２により、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲット３３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0081】

＜第２実施形態＞
第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第２実施形態は、特記する以外、第１実施形態態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第１実施形態および第２実施形態を適宜組み合わせることができる。

【0082】

第２実施形態では、図４Ａ～図４Ｂに示すように、上記条件［１］に加え、下記条件［２］を満足する。

【0083】

条件［２］：第１磁石部１５が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って薄い。第２磁石部３５が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って薄い。

【0084】

具体的には、第１磁石部１５は、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するときに、例えば、０．０１ｍｍ以上薄く、好ましくは、０．１ｍｍ以上薄く、また、薄くなる量の上限が、例えば、１０ｍｍである。第２磁石部３５が薄くなる程度は、上記した第１磁石部１５が薄くなる程度と同一である。

【0085】

第１ヨーク１４および第２ヨーク３４のそれぞれは、第２軸線Ａ２および第３軸線Ａ３のそれぞれに対して傾斜することなく、第２軸線Ａ２および第３軸線Ａ３のそれぞれに平行して延びる。

【0086】

第１磁石ユニット３１では、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿って配置される第１ヨーク１４に、軸線Ａ方向一方側に向かって厚みが次第に薄くなる第１磁石部１５が配置されている。第１磁石部１５は、表面２７および／または裏面２８を、長手方向一方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削することにより、形成される。

【0087】

第２磁石ユニット３２では、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿って配置される第２ヨーク３４に、軸線Ａ方向他方側に向かって次第に薄くなる第２磁石部３５が配置されている。第２磁石部３５は、表面および／または裏面を、長手方向一方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削することにより、形成される。

【0088】

（第２実施形態の作用効果）
第２実施形態の第１磁石ユニット３１では、第１磁石ユニット３１において、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿って配置される第１ヨーク１４に、軸線Ａ方向一方側に向かって次第に薄くなる第１磁石部１５が配置されている。そのため、上記した第１磁石ユニット３１を備える第１マグネトロンプラズマユニット１１を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニット１１により、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲット１３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0089】

また、第２磁石ユニット３２において、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿って配置される第２ヨーク３４に、軸線Ａ方向他方側に向かって次第に薄くなる第２磁石部３５が配置されている。そのため、上記した第２磁石ユニット３２を備える第２マグネトロンプラズマユニット１２を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニット１２により、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲット３３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0090】

＜第３実施形態＞
第３実施形態において、上記した第１実施形態～第２実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第３実施形態は、特記する以外、第１実施形態態～第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第１実施形態～第３実施形態を適宜組み合わせることができる。

【0091】

図５Ａ～図５Ｂに示すように、第３実施形態は、軸線Ａ方向にわたって、第１磁石部１５および第２磁石部３５のそれぞれの厚みを変動させず、同じ厚みとする一方、第１ヨーク１４および第２ヨーク３４のそれぞれの厚みを変動させることとする以外は、第２実施形態と同様である。具体的には、第３実施形態は、下記条件［３］を満足する。

【0092】

条件［３］：第１ヨーク１４が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って薄い。第２ヨーク３４が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って薄い。

【0093】

第１ヨーク１４は、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するときに、例えば、０．０１ｍｍ以上薄く、好ましくは、０．１ｍｍ以上薄く、また、薄くなる量の上限が、例えば、１０ｍｍである。第２ヨーク３４が薄くなる程度は、上記した第１ヨーク１４が薄くなる程度と同一である。

【0094】

第１ヨーク１４は、表面２３および／または裏面２４を、長手方向他方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削することにより、形成される。第２ヨーク３４は、表面２３および／または裏面２４を、長手方向一方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削することにより、形成される。

【0095】

（第３実施形態の作用効果）
第３実施形態によれば、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿う第１磁石部１５が、厚み方向一方側に向かって次第に薄くなる第１ヨーク１４に配置されているので、第１マグネトロンプラズマユニット１１を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第１マグネトロンプラズマユニット１１により、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部が過度に薄くなることを抑制でき、第１ロータリーターゲット１３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0096】

また、第２磁石ユニット３２では、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿う第２磁石部３５が、厚み方向他方側に向かって次第に薄くなる第２ヨーク３４に配置されているので、第２マグネトロンプラズマユニット１２を簡易に構成できる。そのため、簡易な構成の第２マグネトロンプラズマユニット１２により、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ他端部が過度に薄くなることを抑制でき、第２ロータリーターゲット３３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制できる。

【0097】

（第１変形例～第３変形例）
以下の各変形例において、上記した第１実施形態～第３実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、第１実施形態態～第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、第１実施形態～第３実施形態および各変形例を適宜組み合わせることができる。

【0098】

第１実施形態は、条件［１］を満足し、第２実施形態は、条件［１］および条件［２］を満足し、第３実施形態は、条件［３］を満足する。

【0099】

本発明は、条件［１］～条件［３］のうち、少なくともいずれか１つ条件を満足すればよく、上記した第１実施形態～第３実施形態以外の態様、具体的には、下の表１に示すように、条件［２］を満足する第１変形例（図６Ａ～図６Ｂ参照）、条件［１］～条件［３］のいずれをも満足する第２変形例（図７Ａ～図７Ｂ参照）、条件［１］および条件［３］を満足する第３変形例（図８Ａ～図８Ｂ参照）、条件［２］および条件［３］を満足する第４変形例（図９Ａ～図９Ｂ参照）も、本発明に含まれる。各実施形態～各変形例と、条件［１］～条件［３］との対応関係を表１に記載する。また、条件［１］～条件［３］を下に転記する。

【0100】

【表1】

【0101】

条件［１］：第１方向において、第１磁石部１５から第１ロータリーターゲット１３までの距離Ｌ１が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って長い。第２方向において、第２磁石部３５から第２ロータリーターゲット３３までの距離Ｌ２が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って長い。

【0102】

条件［２］：第１磁石部１５が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って薄い。第２磁石部３５が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って薄い。

【0103】

条件［３］：第１ヨーク１４が、軸線Ａ方向一方側に向かうに従って薄い。第２ヨーク３４が、軸線Ａ方向他方側に向かうに従って薄い。

【0104】

第１実施形態～第３実施形態および第１変形例～第４変形例のうち、好ましくは、第１マグネトロンプラズマユニット１１および第２マグネトロンプラズマユニット１２の構成の簡単さの観点から、第１実施形態～第３実施形態が挙げられる。つまり、第１実施形態は、軸線Ａ方向にわたって厚みがそれぞれ同一である第１ヨーク１４および第１磁石部１５を備える第１磁石ユニット３１が軸線Ａに傾斜する簡単な構成、第２実施形態は、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿う第１ヨーク１４に、次第に薄くなる第１磁石部１５が配置される簡単な構成、第３実施形態は、軸線Ａ方向にわたって厚みが同一であり、軸線Ａに沿う第１磁石部１５が、次第に薄くなる第１ヨーク１４に配置される簡単な構成である。第１実施形態～第３実施形態における第２ヨーク３４および第２磁石部３５の構成の簡単さは、上記の第１ヨーク１４および第１磁石部１５の構成の簡単さと同様である。第１実施形態～第３実施形態は、第１変形例～第４変形例に比べて、構成が簡単である。

【0105】

＜他の変形例＞
第１磁石２１の表面２７がＳ極を有し、第２磁石２２の表面２７が、Ｎ極を有してもよい。

【実施例】

【0106】

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

【0107】

（比較例１）
図１０Ａ～図１０Ｂに示す第１マグネトロンプラズマユニット１１および第２マグネトロンプラズマユニット１２を準備した。

【0108】

第１磁石ユニット３１では、平板形状の第１ヨーク１４に、平板形状の第１磁石部１５が配置されている。第１磁石ユニット３１は、軸線Ａに沿う。第２磁石ユニット３２では、平板形状の第２ヨーク３４に、平板形状の第２磁石部３５が配置されている。第２磁石ユニット３２は、軸線Ａに沿う。比較例１は、条件［１］～［３］のいずれをも満足しない。第１ヨーク１４および第２ヨーク３４は、鉄からなる。第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３は、ＩＴＯからなる。

【0109】

アルゴンガスを成膜室９に導入しつつ、真空ポンプ８を駆動して、成膜室９内の内圧を０．５Ｐａに設定し、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のそれぞれに１２ｋＷの電圧を印加して、マグネトロンスパッタリングを１００時間実施した。この際、基材９１は、送出ロール５から巻取ロール６に向けて搬送せず、マグネトロンスパッタリング部１０に対して不動とした。但し、成膜ロール５２の外周上には、基材９１が存在する。

【0110】

その後、第１ロータリーターゲット１３、それに対向する第１膜、第２ロータリーターゲット３３、および、それに対向する第２膜を観察した。

【0111】

第１ロータリーターゲット１３の摩耗量および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１１Ａに示す。第１膜の厚みおよび第１膜における軸線Ａ方向位置の関係を図１１Ｂに示す。第２ロータリーターゲット３３の摩耗量および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１１Ｃに示す。第２膜の厚みおよび第２膜における軸線Ａ位置の関係を、図１１Ｄに示す。

【0112】

（比較例１に対する考察）
図１１Ａ～図１１Ｂに示すように、第１ロータリーターゲット１３の摩耗量と、第１膜の厚みとの、軸線Ａ方向における挙動は、一致する。そのため、以降の各実施例においても、それらの挙動は、一致すると推測される。

【0113】

図１１Ｃ～図１１Ｄに示すように、第２ロータリーターゲット３３の摩耗量と、第２膜の厚みとの、軸線Ａ方向における挙動は、一致する。そのため、以降の各実施例においても、それらの挙動は、一致すると推測される。

【0114】

（実施例１）
図１～図３Ｂに示すように、上記した第１実施形態のマグネトロンスパッタリング成膜装置１を準備した。

【0115】

具体的には、第１磁石ユニット３１では、厚みが１０ｍｍの平板形状の第１ヨーク１４に、厚みが２４ｍｍの平板形状の第１磁石部１５が配置されている。第１磁石ユニット３１は、軸線Ａに傾斜する。第１磁石部１５から第１ロータリーターゲット１３までの距離Ｌ１が、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するときに、０．３３ｍｍ長い。

【0116】

第２磁石ユニット３２では、厚みが１０ｍｍの平板形状の第２ヨーク３４に、厚みが２４ｍｍの平板形状の第２磁石部３５が配置されている。第２磁石ユニット３２は、軸線Ａに傾斜する。第２磁石部３５から第２ロータリーターゲット３３までの距離Ｌ２が、軸線Ａ方向他方側に１００ｍｍ移動するときに、０．３３ｍｍ長い。

【0117】

そして、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、第１磁石部１５に対向する領域における磁束密度の径方向成分を測定した。その結果を、図１２Ａの実線で示す。第１ロータリーターゲット１３に対向する第１膜の厚みを測定した。その結果を、図１２Ｂの実線で示す。

【0118】

第２ロータリーターゲット３３および成膜ロール５２の間において、第４磁石４４に対向する領域における磁束密度の径方向成分を測定した。その結果を、図１２Ｃの実線で示す。第２ロータリーターゲット３３に対向する第２膜の厚みを測定した。その結果を、図１２Ｄの実線で示す。

【0119】

（比較例２）
第１磁石ユニット３１および第２磁石ユニット３２のそれぞれを軸線Ａに対して傾斜させず、軸線Ａに沿わせた以外は、実施例１と同様に、処理した。比較例２の測定結果を、図１２Ａ～図１２Ｄの破線で示す。

【0120】

（実施例１に対する考察）
図１２Ａから分かるように、実施例１は、比較例２に比べて、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、軸線Ａ方向の一端部の磁束密度が低減しており、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向中間部および他端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となることが推測される。また、実施例１は、軸線Ａ方向他端部から一端部にかけて磁束密度が次第に低くなっており、第１ロータリーターゲット１３とイオンとの衝突頻度は、軸線Ａ方向の他端部から一端部にかけて、均一となることが推測される。図１２Ｂから分かるように、実施例１は、第１膜の一端部が厚くなることを抑制している。そうすると、比較例１の考察を踏まえると、実施例１は、摩耗後の第１ロータリーターゲット１３が不均一に薄くなることを抑制していると推測される。

【0121】

図１２Ｃから分かるように、第２ロータリーターゲット３３および成膜ロール５２の間において、軸線Ａ方向の他端部の磁束密度が低減しており、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向他端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向中間部および一端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となることが推測される。また、軸線Ａ方一端間部から他端部にかけて磁束密度が次第に低くなっており、第２ロータリーターゲット３３とイオンとの衝突頻度は、軸線Ａ方向の一端部から他端部にかけて、均一となることが推測される。図１２Ｄから分かるように、実施例１は、第２膜の他端部が厚くなることを抑制している。そうすると、比較例１の考察を踏まえると、実施例１は、摩耗後の第２ロータリーターゲット３３が不均一に薄くなることを抑制していると推測される。

【0122】

以上の結果を踏まえると、このマグネトロンスパッタリング成膜装置１の搬送部２で基材９１を搬送すれば、厚みが軸線Ａ方向にわたって均一な膜９２を形成できると推測される。

【0123】

（実施例２）
図４Ａ～図４Ｂに示すように、上記した第２実施形態のマグネトロンスパッタリング成膜装置１を準備した。

【0124】

具体的には、下記の点を変更した以外は、比較例１と同様に処理した。

【0125】

第１磁石部１５の表面２７を、長手方向一方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削し、第１ヨーク１４が軸線Ａに沿うように、第１磁石ユニット３１を第１ロータリーターゲット１３内に収容した。第１磁石部１５は、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するとき、０．３３ｍｍ薄い。

【0126】

第２磁石部３５の表面を、軸線Ａ方向他方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削し、第２ヨーク３４が軸線Ａに沿うように、第２磁石ユニット３２を第２ロータリーターゲット３３内に収容した。第２磁石部３５は、軸線Ａ方向他方側に１００ｍｍ移動するとき、０．３３ｍｍ薄い。

【0127】

そして、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、第１磁石部１５に対向する領域における磁束密度の径方向成分を計算した。具体的には、下記のソフトウエアおよび計算手法に基づいて、磁場シミュレーションを実施して、磁束密度を計算した。
ソフトウェア名：ＪＭＡＧ（ＪＳＯＬ社製）
計算手法：有限要素法
その結果を、図１３に示す。

【0128】

（実施例２に対する考察）
図１３から分かるように、実施例２は、比較例２に比べて、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、軸線Ａ方向の一端部の磁束密度が低減しており、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向中間部および他端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となることが推測される。そうすると、実施例２は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向の一端部の偏った摩耗を抑制していると推測される。

【0129】

（実施例３）
図５Ａ～図５Ｂに示すように、上記した第３実施形態のマグネトロンスパッタリング成膜装置１を準備した。

【0130】

具体的には、軸線Ａ方向にわたって、第１磁石部１５および第２磁石部３５のそれぞれの厚みを変動させず、同じ厚みとする一方、第１ヨーク１４および第２ヨーク３４のそれぞれの厚みを変動させることとする以外は、実施例２と同様に処理した。

【0131】

詳しくは、第１ヨーク１４の裏面２４を、軸線Ａ方向一方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削し、第１磁石部１５が軸線Ａに沿うように、第１磁石ユニット３１を第１ロータリーターゲット１３内に収容した。第１ヨーク１４は、軸線Ａ方向一方側に１００ｍｍ移動するとき、０．３３ｍｍ薄い。

【0132】

第２ヨーク３４の裏面を、長手方向他方側に向かって切削量が次第に大きくなるように切削し、第２磁石部３５が軸線Ａに沿うように、第２磁石ユニット３２を第２ロータリーターゲット３３内に収容した。第２ヨーク３４は、軸線Ａ方向他方側に１００ｍｍ移動するとき、０．３３ｍｍ薄い。

【0133】

そして、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、第１磁石部１５に対向する領域における磁束密度の径方向成分を計算した。具体的には、下記のソフトウエアおよび計算手法に基づいて、磁場シミュレーションを実施して、磁束密度を計算した。
ソフトウェア名：ＪＭＡＧ（ＪＳＯＬ社製）
計算手法：有限要素法
その結果を、図１４に示す。

【0134】

（実施例３に対する考察）
図１４から分かるように、実施例３は、比較例２に比べて、第１ロータリーターゲット１３および成膜ロール５２の間において、軸線Ａ方向の一端部の磁束密度が低減しており、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部とイオンとの衝突頻度は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向中間部および他端部とイオンとの衝突頻度と、同じ割合となることが推測される。そうすると、実施例２は、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向の一端部の偏った摩耗を抑制していると推測される。

【0135】

＜摩耗試験および成膜試験＞
（比較例３）
比較例１と同じマグネトロンスパッタリング成膜装置１によって、比較例１と同様にマグネトロンスパッタリングして、第１膜と第２膜とを形成した。但し、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３を回転させなかった。そのため、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のいずれにおいても、エロージョン痕が、周方向の一部に軸線Ａ方向に沿って形成された。

【0136】

第１ロータリーターゲット１３の摩耗量と、第２ロータリーターゲット３３の摩耗量とを、レーザー変位計で測定した。第１膜の厚みと、第２膜の厚みとを、水晶振動式膜厚計により測定した。

【0137】

第１ロータリーターゲット１３の摩耗量を平均で割った値および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１５Ａに示す。第１膜の厚みを平均で割った値および第１膜における軸線Ａ方向位置の関係を図１５Ｂに示す。第２ロータリーターゲット３３の摩耗量を平均で割った値および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１５Ｃに示す。第２膜の厚みを平均で割った値および第２膜における軸線Ａ位置の関係を、図１５Ｄに示す。

【0138】

上記した図１５Ａおよび図１５Ｃの縦軸は、軸線Ａ位置における摩耗量を軸線Ａ方向における摩耗量の平均で割った値である。図１５Ｂの縦軸は、軸線Ａ位置における第１膜の厚みを軸線Ａ方向における第１膜の厚みの平均で割った値である。図１５Ｄの縦軸は、軸線Ａ位置における第２膜の厚みを軸線Ａ方向における第２膜の厚みの平均で割った値である。

【0139】

（実施例４）
実施例１と同じマグネトロンスパッタリング成膜装置１によって、実施例１と同様にマグネトロンスパッタリングして、第１膜と第２膜とを形成した。但し、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３を回転させなかった。そのため、第１ロータリーターゲット１３および第２ロータリーターゲット３３のいずれにおいても、エロージョン痕が、周方向の一部に軸線Ａ方向に沿って形成された。

【0140】

第１ロータリーターゲット１３の摩耗量と、第２ロータリーターゲット３３の摩耗量とを、レーザー変位計で測定した。第１膜の厚みと、第２膜の厚みとを、水晶振動式膜厚計により測定した。

【0141】

第１ロータリーターゲット１３の摩耗量を平均で割った値および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１６Ａに示す。第１膜の厚みを平均で割った値および第１膜における軸線Ａ方向位置の関係を図１６Ｂに示す。第２ロータリーターゲット３３の摩耗量を平均で割った値および軸線Ａ方向における位置の関係を、図１６Ｃに示す。第２膜の厚みを平均で割った値および第２膜における軸線Ａ位置の関係を、図１６Ｄに示す。

【0142】

上記した図１６Ａおよび図１６Ｃの縦軸は、軸線Ａ位置における摩耗量を軸線Ａ方向における摩耗量の平均で割った値である。図１６Ｂの縦軸は、軸線Ａ位置における第１膜の厚みを軸線Ａ方向における第１膜の厚みの平均で割った値である。図１６Ｄの縦軸は、軸線Ａ位置における第２膜の厚みを軸線Ａ方向における第２膜の厚みの平均で割った値である。

【0143】

（実施例４と比較例３との対比）
図１５Ａおよび図１６Ａから分かるように、実施例４は、比較例３に対して、第１ロータリーターゲット１３の軸線Ａ方向一端部における過度の摩耗（偏った摩耗）を抑制でき、摩耗後の第１ロータリーターゲット１３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制したことが分かる。そして、図１５Ｂおよび図１６Ｂから分かるように、第１膜の一端部が厚くなることを抑制したことが分かる。

【0144】

図１５Ｃおよび図１６Ｃから分かるように、実施例４は、比較例３に対して、第２ロータリーターゲット３３の軸線Ａ方向一端部における過度の摩耗（偏った摩耗）を抑制でき、摩耗後の第２ロータリーターゲット３３が軸線Ａ方向にわたって不均一に薄くなることを抑制したことが分かる。そして、図１５Ｄおよび図１６Ｄから分かるように、第２膜の他端部が厚くなることを抑制したことが分かる。

【符号の説明】

【0145】

１ マグネトロンスパッタリング成膜装置
１１ 第１マグネトロンプラズマユニット
１２ 第２マグネトロンプラズマユニット
１３ 第１ロータリーターゲット
１４ 第１ヨーク
１５ 第１磁石部
２３ 表面
３３ 第２ロータリーターゲット
３４ 第２ヨーク
３５ 第２磁石部
５２ 成膜ロール
Ａ 軸線
Ａ１ 第１軸線
Ａ２ 第２軸線
Ａ３ 第３軸線
Ｌ１ 距離（第１磁石部から第１ロータリーターゲットまでの距離）
Ｌ２ 距離（第２磁石部から第２ロータリーターゲットまでの距離）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】