JPH0644836A - 透明導電薄膜の製造方法および装置 - Google Patents
透明導電薄膜の製造方法および装置Info
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- JPH0644836A JPH0644836A JP21570592A JP21570592A JPH0644836A JP H0644836 A JPH0644836 A JP H0644836A JP 21570592 A JP21570592 A JP 21570592A JP 21570592 A JP21570592 A JP 21570592A JP H0644836 A JPH0644836 A JP H0644836A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い抵抗率を有する透明導電薄膜を製造する
方法および装置を提供する。 【構成】 スパッタガスおよび反応ガスの雰囲気下で、
基板上に、スパッタ製膜法によって透明導電薄膜を製造
する方法において、基板上で該スパッタ製膜が間欠的に
複数回行なわれる方法および装置。第１の装置は、ター
ゲット11を、回転する多角柱状のターゲットホルダー８
の側面に設置し、その回りに基板４を搬送させる。第２
の装置は、一定間隔で直列に設置した複数個のターゲッ
ト11の上を基板４を搬送させる。
方法および装置を提供する。 【構成】 スパッタガスおよび反応ガスの雰囲気下で、
基板上に、スパッタ製膜法によって透明導電薄膜を製造
する方法において、基板上で該スパッタ製膜が間欠的に
複数回行なわれる方法および装置。第１の装置は、ター
ゲット11を、回転する多角柱状のターゲットホルダー８
の側面に設置し、その回りに基板４を搬送させる。第２
の装置は、一定間隔で直列に設置した複数個のターゲッ
ト11の上を基板４を搬送させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透明導電薄膜の製造方法
および装置に関する。
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ＩＴ
Ｏ（Ｓｎを添加したＩｎ2 Ｏ3 ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等
の導電材料を用いた透明導電薄膜は、液晶ディスプレ
イ、タッチパネル、センサ、太陽電池における透明電極
等の分野において広く用いられており、今後の需要増加
が予想される。透明導電薄膜の品質は膜の比抵抗値によ
って決まり、例えば液晶ディスプレイにおいては、大面
積化、表示密度の向上に伴って、より比抵抗値の小さい
透明導電薄膜が要求されるようになってきた。他の用途
においても同様に、比抵抗値をより小さくすることが求
められている。
Ｏ（Ｓｎを添加したＩｎ2 Ｏ3 ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等
の導電材料を用いた透明導電薄膜は、液晶ディスプレ
イ、タッチパネル、センサ、太陽電池における透明電極
等の分野において広く用いられており、今後の需要増加
が予想される。透明導電薄膜の品質は膜の比抵抗値によ
って決まり、例えば液晶ディスプレイにおいては、大面
積化、表示密度の向上に伴って、より比抵抗値の小さい
透明導電薄膜が要求されるようになってきた。他の用途
においても同様に、比抵抗値をより小さくすることが求
められている。
【０００３】このような透明導電薄膜は従来、真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタ法などを用いて
作成されてきた（プラスチック加工技術、第17巻、第３
号、第１〜５頁(1990 年））が、中でも、制御性、再現
性が良好であるという観点から、スパッタ法が最も一般
的に用いられている。
法、イオンプレーティング法、スパッタ法などを用いて
作成されてきた（プラスチック加工技術、第17巻、第３
号、第１〜５頁(1990 年））が、中でも、制御性、再現
性が良好であるという観点から、スパッタ法が最も一般
的に用いられている。
【０００４】スパッタ法を用いた製膜法では、膜組成と
同一の金属酸化物ターゲット、あるいはＩｎ−Ｓｎ合
金、Ｓｎ、Ｚｎ等の金属ターゲットを、不活性ガスと酸
素ガスの混合雰囲気でスパッタするという方法がとられ
ている（真空、第30巻、第６号、第546-554 頁（1987
年））。この酸素は、ドナーとして作用する酸素空孔量
を調整するための反応ガスとして微量添加されたもので
ある。得られる膜の導電性は、この酸素空孔量によって
左右される。
同一の金属酸化物ターゲット、あるいはＩｎ−Ｓｎ合
金、Ｓｎ、Ｚｎ等の金属ターゲットを、不活性ガスと酸
素ガスの混合雰囲気でスパッタするという方法がとられ
ている（真空、第30巻、第６号、第546-554 頁（1987
年））。この酸素は、ドナーとして作用する酸素空孔量
を調整するための反応ガスとして微量添加されたもので
ある。得られる膜の導電性は、この酸素空孔量によって
左右される。
【０００５】膜の比抵抗を低くするためには、高電力を
投入してプラズマを活性化させ、膜中の反応を促進させ
ることが有効である。しかし、通常のスパッタ法ではこ
のためにターゲット‐基板間に高電位差を印加する必要
があり、その結果、スパッタ雰囲気あるいはターゲット
から解離した高エネルギー酸素原子もしくは酸素負イオ
ンが膜に損傷を与えるので、膜の比抵抗を低くすること
ができないという問題がある。
投入してプラズマを活性化させ、膜中の反応を促進させ
ることが有効である。しかし、通常のスパッタ法ではこ
のためにターゲット‐基板間に高電位差を印加する必要
があり、その結果、スパッタ雰囲気あるいはターゲット
から解離した高エネルギー酸素原子もしくは酸素負イオ
ンが膜に損傷を与えるので、膜の比抵抗を低くすること
ができないという問題がある。
【０００６】そこで、対向ターゲット方式（電子情報通
信学会論文誌、C-II、第J72-C-II巻、第4,321 号(198
9)）に代表されるように、基板面をターゲット面に対し
て対面平行から角度を持たせて配置し、前述した高エネ
ルギー粒子の入射を抑制したり、特開平2-232358号公報
に代表されるように、ターゲット上の磁束密度を向上さ
せて、ターゲット‐基板間の電位差を低下させ、高エネ
ルギー粒子の入射を抑制する方法等が試みられている。
さらには、プラズマ活性化の手法としてアーク放電プラ
ズマを利用する方法もある。しかしながら、いずれの方
法においても、装置が複雑になり、制御性が難しい、膜
の抵抗を下げる効果が不十分である等の問題がある。
信学会論文誌、C-II、第J72-C-II巻、第4,321 号(198
9)）に代表されるように、基板面をターゲット面に対し
て対面平行から角度を持たせて配置し、前述した高エネ
ルギー粒子の入射を抑制したり、特開平2-232358号公報
に代表されるように、ターゲット上の磁束密度を向上さ
せて、ターゲット‐基板間の電位差を低下させ、高エネ
ルギー粒子の入射を抑制する方法等が試みられている。
さらには、プラズマ活性化の手法としてアーク放電プラ
ズマを利用する方法もある。しかしながら、いずれの方
法においても、装置が複雑になり、制御性が難しい、膜
の抵抗を下げる効果が不十分である等の問題がある。
【０００７】そこで本発明は、低い比抵抗（抵抗率）を
有する透明導電薄膜を製造する方法および装置を提供す
ることを目的とする。
有する透明導電薄膜を製造する方法および装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、スパッタガス
および反応ガスの雰囲気下で、基板上に、スパッタ製膜
法によって透明導電薄膜を製造する方法において、該基
板上において該スパッタ製膜が間欠的に複数回行なわれ
ることを特徴とする方法を提供するものである。
および反応ガスの雰囲気下で、基板上に、スパッタ製膜
法によって透明導電薄膜を製造する方法において、該基
板上において該スパッタ製膜が間欠的に複数回行なわれ
ることを特徴とする方法を提供するものである。
【０００９】本発明はスパッタ法による製膜方法であ
る。直流スパッタ法、高周波スパッタ法、反応性高周波
スパッタ法など任意のスパッタ法を用いることができ
る。
る。直流スパッタ法、高周波スパッタ法、反応性高周波
スパッタ法など任意のスパッタ法を用いることができ
る。
【００１０】本発明において使用する基板としては、ガ
ラス、プラスチック、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等（単独重合体
の他に共重合体も含む）の基板が挙げられる。また、基
板はこれらを２種以上含む積層体であっても良い。基板
の厚さは、用途によって異なるので特に限定されない。
ラス、プラスチック、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等（単独重合体
の他に共重合体も含む）の基板が挙げられる。また、基
板はこれらを２種以上含む積層体であっても良い。基板
の厚さは、用途によって異なるので特に限定されない。
【００１１】上記した基板上に形成される透明導電膜と
しては、金属膜として例えばＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｎｉ等の単層膜、Ａｕ／Ｂｉ2 Ｏ3 、Ａｕ／Ｃｒ、Ｔｉ
Ｏ2／Ａｇ／ＴｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 ／Ａｕ／Ｂｉ
2 Ｏ3 、ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ、ＳｎＯ2 ／Ａｇ／Ｓｎ
Ｏ2 等の多層膜；酸化物膜として例えばＳｎＯ2 、Ｉｎ
2 Ｏ3 、ＣｄＯ、ＺｎＯ、ＣＴＯ系（ＣｄＳｎＯ3 、Ｃ
ｄ2 ＳｎＯ4 、ＣｄＳｎＯ4）、ＣｄＩｎ2 Ｏ4 、Ｉｎ
2 ＴｅＯ6 、ＷＯ系、ＭｏＯ3 系、ＮｉＯ系、ＩｒＯ系
等の単一相膜、Ｓｎを添加したＩｎ2 Ｏ3 （ＩＴＯ）、
Ｓｂを添加したＩｎ2Ｏ3 、Ｗを添加したＩｎ2 Ｏ3 、
Ｍｏを添加したＩｎ2 Ｏ3 、Ｓｂを添加したＳｎＯ2 、
Ｆを添加したＳｎＯ2 、Ａｓを添加したＳｎＯ2 、Ａｌ
を添加したＳｎＯ2 （ＡＴＯ）、Ａｌを添加したＺｎＯ
（ＡＺＯ）等の複合（ドープ）相膜；非酸化物膜として
カルコゲナイド（Ｃｕ2 Ｓ、ＣｄＳ、ＺｎＳ）、ＬａＢ
6 、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＺｒＮ、ＺｒＢ2 、ＨｆＮ等の単
層膜、ＴｉＯ2 ／ＴｉＮ、ＺｒＯ2 ／ＴｉＮ等の２層
膜；などが挙げられる。
しては、金属膜として例えばＰｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｎｉ等の単層膜、Ａｕ／Ｂｉ2 Ｏ3 、Ａｕ／Ｃｒ、Ｔｉ
Ｏ2／Ａｇ／ＴｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 ／Ａｕ／Ｂｉ
2 Ｏ3 、ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ、ＳｎＯ2 ／Ａｇ／Ｓｎ
Ｏ2 等の多層膜；酸化物膜として例えばＳｎＯ2 、Ｉｎ
2 Ｏ3 、ＣｄＯ、ＺｎＯ、ＣＴＯ系（ＣｄＳｎＯ3 、Ｃ
ｄ2 ＳｎＯ4 、ＣｄＳｎＯ4）、ＣｄＩｎ2 Ｏ4 、Ｉｎ
2 ＴｅＯ6 、ＷＯ系、ＭｏＯ3 系、ＮｉＯ系、ＩｒＯ系
等の単一相膜、Ｓｎを添加したＩｎ2 Ｏ3 （ＩＴＯ）、
Ｓｂを添加したＩｎ2Ｏ3 、Ｗを添加したＩｎ2 Ｏ3 、
Ｍｏを添加したＩｎ2 Ｏ3 、Ｓｂを添加したＳｎＯ2 、
Ｆを添加したＳｎＯ2 、Ａｓを添加したＳｎＯ2 、Ａｌ
を添加したＳｎＯ2 （ＡＴＯ）、Ａｌを添加したＺｎＯ
（ＡＺＯ）等の複合（ドープ）相膜；非酸化物膜として
カルコゲナイド（Ｃｕ2 Ｓ、ＣｄＳ、ＺｎＳ）、ＬａＢ
6 、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＺｒＮ、ＺｒＢ2 、ＨｆＮ等の単
層膜、ＴｉＯ2 ／ＴｉＮ、ＺｒＯ2 ／ＴｉＮ等の２層
膜；などが挙げられる。
【００１２】スパッタは、スパッタガスおよび反応ガス
雰囲気下で行う。スパッタガスとしては、例えばＡｒ、
Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを使用でき、こ
れらのガスは単独で用いても良く、また混合して使用す
ることもできる。反応ガスとしては、例えば酸素、亜酸
化窒素ガス、またはこれらの混合ガスを使用できる。使
用するガス雰囲気（スパッタガス＋反応ガス）のガス圧
は、好ましくは 1.0×10-3〜10×10-3Torrである。ま
た、スパッタガスと反応ガスの比率は、全ガス中、反応
ガスの量が１〜３０体積％であるのが好ましい。
雰囲気下で行う。スパッタガスとしては、例えばＡｒ、
Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを使用でき、こ
れらのガスは単独で用いても良く、また混合して使用す
ることもできる。反応ガスとしては、例えば酸素、亜酸
化窒素ガス、またはこれらの混合ガスを使用できる。使
用するガス雰囲気（スパッタガス＋反応ガス）のガス圧
は、好ましくは 1.0×10-3〜10×10-3Torrである。ま
た、スパッタガスと反応ガスの比率は、全ガス中、反応
ガスの量が１〜３０体積％であるのが好ましい。
【００１３】製膜の際の基板温度は、基板が劣化しない
範囲で高いほど良く、基板の材質によって決められる。
プラスチック基板の場合には通常、室温〜１００℃であ
る。また、製膜の際の他の条件としては、それぞれの薄
膜形成法における慣用の条件を用いることができる。
範囲で高いほど良く、基板の材質によって決められる。
プラスチック基板の場合には通常、室温〜１００℃であ
る。また、製膜の際の他の条件としては、それぞれの薄
膜形成法における慣用の条件を用いることができる。
【００１４】本発明の方法においては、基板上でスパッ
タ製膜が間欠的に複数回行なわれることを特徴とする。
スパッタ製膜を間欠的に行うというのは、基板の任意の
場所でスパッタ製膜が連続して行われず、スパッタ製膜
−休止−スパッタ製膜が繰り返されることを意味する。
このようにスパッタ製膜を間欠的に行なうためには、例
えばスパッタターゲットを動かすことによって、基板に
連続的にスパッタ製膜しないようにする方法、基板が複
数個のターゲットの上を順次通過する方法、またはこれ
らを組み合わせた方法等が挙げられる。スパッタターゲ
ットを動かす場合には、１個または複数個のスパッタタ
ーゲットに例えば往復運動、回転運動等の運動を行わせ
ればよい。このとき、基板は静止していても、搬送され
ていてもよい。また、基板を２組以上搬送させて、それ
らの基板間を複数個のターゲットが往復運動または回転
運動する方法なども可能である。さらに、基板や真空容
器（接地）と対向するターゲットとの間に印加された電
圧をオン／オフする操作を繰り返す方法も可能である。
タ製膜が間欠的に複数回行なわれることを特徴とする。
スパッタ製膜を間欠的に行うというのは、基板の任意の
場所でスパッタ製膜が連続して行われず、スパッタ製膜
−休止−スパッタ製膜が繰り返されることを意味する。
このようにスパッタ製膜を間欠的に行なうためには、例
えばスパッタターゲットを動かすことによって、基板に
連続的にスパッタ製膜しないようにする方法、基板が複
数個のターゲットの上を順次通過する方法、またはこれ
らを組み合わせた方法等が挙げられる。スパッタターゲ
ットを動かす場合には、１個または複数個のスパッタタ
ーゲットに例えば往復運動、回転運動等の運動を行わせ
ればよい。このとき、基板は静止していても、搬送され
ていてもよい。また、基板を２組以上搬送させて、それ
らの基板間を複数個のターゲットが往復運動または回転
運動する方法なども可能である。さらに、基板や真空容
器（接地）と対向するターゲットとの間に印加された電
圧をオン／オフする操作を繰り返す方法も可能である。
【００１５】また、基板がスパッタ製膜を受けていない
とき、すなわち、休止状態のときも、常に反応ガスの雰
囲気にさらされているのが好ましい。例えば１個または
複数個の反応ガス導入管のガス吹き出し口を基板の近傍
に設置し、反応ガスが基板に常に吹き付けるようにすれ
ばよい。ガスの吹き出し方向は基板面に垂直であっても
平行であってもよい。
とき、すなわち、休止状態のときも、常に反応ガスの雰
囲気にさらされているのが好ましい。例えば１個または
複数個の反応ガス導入管のガス吹き出し口を基板の近傍
に設置し、反応ガスが基板に常に吹き付けるようにすれ
ばよい。ガスの吹き出し方向は基板面に垂直であっても
平行であってもよい。
【００１６】上記の方法によって得られた膜の透明性と
しては、可視光透過率で少なくとも数十％以上が必要
で、実用的には８０％程度以上が通常要求される。導電
性は、キャリア濃度（キャリア電子の密度）と移動度
（易動度）の積に比例する。本発明においては、得られ
る膜のキャリア濃度、移動度の値は特に限定されず高い
程良く、また抵抗率は低い程よい。また、膜厚は用途に
よって異なるが、通常数千オングストロームである。
しては、可視光透過率で少なくとも数十％以上が必要
で、実用的には８０％程度以上が通常要求される。導電
性は、キャリア濃度（キャリア電子の密度）と移動度
（易動度）の積に比例する。本発明においては、得られ
る膜のキャリア濃度、移動度の値は特に限定されず高い
程良く、また抵抗率は低い程よい。また、膜厚は用途に
よって異なるが、通常数千オングストロームである。
【００１７】本発明により製造された透明導電膜は、太
陽電池、光センサ等の光電変換用途；液晶、エレクトロ
ルミネセンス、エレクトロクロミック、ＥＬ等の表示素
子用途；建築物、自動車、航空機、炉ののぞき窓等の各
種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、防曇防氷
用途；帯電防止用途；タッチスイッチ用途；光通信用途
等の広い分野で使用することができる。
陽電池、光センサ等の光電変換用途；液晶、エレクトロ
ルミネセンス、エレクトロクロミック、ＥＬ等の表示素
子用途；建築物、自動車、航空機、炉ののぞき窓等の各
種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、防曇防氷
用途；帯電防止用途；タッチスイッチ用途；光通信用途
等の広い分野で使用することができる。
【００１８】本発明はまた、上記の方法を実施する装置
を提供する。そのうちの１つは、真空室中に、基板搬送
手段、スパッタターゲット、ガス導入手段および排気手
段を有し、基板とターゲットとの間に生じるプラズマ放
電により基板上に製膜するスパッタ製膜装置において、
基板搬送手段は、回転可能なターゲットホルダーを囲む
ように設置され、該ターゲットホルダーは、中心軸の回
りを回転する多角柱であって、該多角柱はその側面が基
板に対峙していて、該側面の少なくとも１つにはスパッ
タターゲットが設けられていることを特徴とする装置で
ある。
を提供する。そのうちの１つは、真空室中に、基板搬送
手段、スパッタターゲット、ガス導入手段および排気手
段を有し、基板とターゲットとの間に生じるプラズマ放
電により基板上に製膜するスパッタ製膜装置において、
基板搬送手段は、回転可能なターゲットホルダーを囲む
ように設置され、該ターゲットホルダーは、中心軸の回
りを回転する多角柱であって、該多角柱はその側面が基
板に対峙していて、該側面の少なくとも１つにはスパッ
タターゲットが設けられていることを特徴とする装置で
ある。
【００１９】上記の装置について、図１の（Ａ）を参考
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室１内にあり、これは排気口２およ
び３によって常に排気されている。基板４は基板送り出
しコア５によって送り出され、ガイドローラ６、次いで
タッチローラ７によって、ターゲットホルダー８の回り
を搬送されて、ガイドローラ９を経て巻き取りコア10に
至る。ターゲットホルダー８の基板に対向する面には、
ターゲット11が設けられている。ターゲットホルダー８
は多角柱状で、中心軸の回りを回転する。多角柱とは三
角柱、四角柱、五角柱、六角柱、七角柱、八角柱等が挙
げられる。スパッタガス導入管12および反応ガス導入管
13から導入されたガスが、ターゲット11に印加された電
圧（直流電源：図示せず）の下でイオン化されてプラズ
マを発生し、このプラズマに跳ね飛ばされたターゲット
の膜材料物質が基板上に製膜される。このときターゲッ
トホルダー８が回転しているので、その動きにつれてタ
ーゲット11は搬送される基板上を順次製膜していく。基
板４の任意の場所を見ると、１つのターゲットによって
製膜されてから次のターゲットによって製膜されるま
で、一定の時間は製膜されない、すなわちスパッタ製膜
が間欠的に行われることになる。
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室１内にあり、これは排気口２およ
び３によって常に排気されている。基板４は基板送り出
しコア５によって送り出され、ガイドローラ６、次いで
タッチローラ７によって、ターゲットホルダー８の回り
を搬送されて、ガイドローラ９を経て巻き取りコア10に
至る。ターゲットホルダー８の基板に対向する面には、
ターゲット11が設けられている。ターゲットホルダー８
は多角柱状で、中心軸の回りを回転する。多角柱とは三
角柱、四角柱、五角柱、六角柱、七角柱、八角柱等が挙
げられる。スパッタガス導入管12および反応ガス導入管
13から導入されたガスが、ターゲット11に印加された電
圧（直流電源：図示せず）の下でイオン化されてプラズ
マを発生し、このプラズマに跳ね飛ばされたターゲット
の膜材料物質が基板上に製膜される。このときターゲッ
トホルダー８が回転しているので、その動きにつれてタ
ーゲット11は搬送される基板上を順次製膜していく。基
板４の任意の場所を見ると、１つのターゲットによって
製膜されてから次のターゲットによって製膜されるま
で、一定の時間は製膜されない、すなわちスパッタ製膜
が間欠的に行われることになる。
【００２０】本発明の効果を発揮するためには、ターゲ
ットホルダーの回転速度および基板の搬送速度は特に限
定されない。実用的には、基板の搬送速度は１．０〜１
０ｍ／分であり、ターゲットホルダーの回転速度は５．
０〜６０rpm である。ただし、ターゲットホルダーが基
板の搬送方向と同一方向に回転している場合には、ター
ゲットホルダーを基板の搬送速度と異なる回転速度で回
転させる必要がある。
ットホルダーの回転速度および基板の搬送速度は特に限
定されない。実用的には、基板の搬送速度は１．０〜１
０ｍ／分であり、ターゲットホルダーの回転速度は５．
０〜６０rpm である。ただし、ターゲットホルダーが基
板の搬送方向と同一方向に回転している場合には、ター
ゲットホルダーを基板の搬送速度と異なる回転速度で回
転させる必要がある。
【００２１】本発明はさらに、次の装置を提供する。す
なわち、真空室中に、基板搬送手段、スパッタターゲッ
ト、ガス導入手段および排気手段を有し、基板とターゲ
ットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に製膜す
るスパッタ製膜装置において、間隔を置いて直列に設置
された２以上のスパッタターゲット上を順次基板が搬送
され、ターゲットとターゲットの間で基板近傍に反応ガ
スの吹き出し口が設けられていることを特徴とする装置
である。
なわち、真空室中に、基板搬送手段、スパッタターゲッ
ト、ガス導入手段および排気手段を有し、基板とターゲ
ットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に製膜す
るスパッタ製膜装置において、間隔を置いて直列に設置
された２以上のスパッタターゲット上を順次基板が搬送
され、ターゲットとターゲットの間で基板近傍に反応ガ
スの吹き出し口が設けられていることを特徴とする装置
である。
【００２２】上記の装置について、図１の（Ｂ）を参考
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室１内にあり、これは排気口２およ
び３によって常に排気されている。基板４は基板送り出
しコア５によって送り出され、ガイドローラ６、次いで
タッチローラ７を経て、ガイドローラ９次いで巻き取り
コア10に至って搬送される。基板４は搬送されて、間隔
を置いて設けられた２個以上のターゲット11の上を順次
通過し、ターゲット11の上を通過する時に製膜される。
ターゲットの数は２〜５個が好ましい。ターゲット上で
は、スパッタガス導入管12および反応ガス導入管13から
導入されたガスがターゲット11に印加された電圧（直流
電源14）の下でイオン化されてプラズマを発生し、この
プラズマに跳ね飛ばされたターゲットの膜材料物質が基
板上に製膜され、通常のスパッタ製膜が行われる。１つ
のターゲットを通過後次のターゲットを通過するまでの
間は、基板上で製膜が行われないので、搬送される基板
４においては製膜が間欠的に行われることになる。好ま
しい態様では、基板４が製膜されない区間では、反応ガ
ス導入管13′からの反応ガスの吹き出しによって基板４
が常に反応ガスにさらされている。
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室１内にあり、これは排気口２およ
び３によって常に排気されている。基板４は基板送り出
しコア５によって送り出され、ガイドローラ６、次いで
タッチローラ７を経て、ガイドローラ９次いで巻き取り
コア10に至って搬送される。基板４は搬送されて、間隔
を置いて設けられた２個以上のターゲット11の上を順次
通過し、ターゲット11の上を通過する時に製膜される。
ターゲットの数は２〜５個が好ましい。ターゲット上で
は、スパッタガス導入管12および反応ガス導入管13から
導入されたガスがターゲット11に印加された電圧（直流
電源14）の下でイオン化されてプラズマを発生し、この
プラズマに跳ね飛ばされたターゲットの膜材料物質が基
板上に製膜され、通常のスパッタ製膜が行われる。１つ
のターゲットを通過後次のターゲットを通過するまでの
間は、基板上で製膜が行われないので、搬送される基板
４においては製膜が間欠的に行われることになる。好ま
しい態様では、基板４が製膜されない区間では、反応ガ
ス導入管13′からの反応ガスの吹き出しによって基板４
が常に反応ガスにさらされている。
【００２３】なお、この装置においては、スパッタガス
と反応ガスの比率は、基板近傍、すなわちスパッタガス
導入管12および反応ガス導入管13では従来と同様である
ことができるが、さらに基板近傍においても反応ガスを
導入する（反応ガス導入管13′）場合には、全体として
は、全ガス中の反応ガスが１．０〜３０体積％となるの
が好ましい。
と反応ガスの比率は、基板近傍、すなわちスパッタガス
導入管12および反応ガス導入管13では従来と同様である
ことができるが、さらに基板近傍においても反応ガスを
導入する（反応ガス導入管13′）場合には、全体として
は、全ガス中の反応ガスが１．０〜３０体積％となるの
が好ましい。
【００２４】
【作用】本発明の方法においては、製膜が間欠的に行わ
れるので、基板が一度スパッタ製膜されてから次の製膜
まで、一定時間スパッタ製膜を受けない状態にある。そ
のために、膜の損傷が軽減される。その結果、高電力の
投入が可能となって高いプラズマ活性が得られるので、
膜の抵抗率を低くすることができる。
れるので、基板が一度スパッタ製膜されてから次の製膜
まで、一定時間スパッタ製膜を受けない状態にある。そ
のために、膜の損傷が軽減される。その結果、高電力の
投入が可能となって高いプラズマ活性が得られるので、
膜の抵抗率を低くすることができる。
【００２５】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。実施例１〜４ 厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、
ＰＥＴということがある）基板上に、図１（Ａ）に示す
スパッタ装置を使用して、次の条件にて製膜を行った： 初期真空度：２×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス：Ａｒガス、 13より導入する反応ガス：Ｏ2 ガス、 全ガス圧：10×10-3Torr（Ａｒ：Ｏ2 の分圧＝１００：
３）、 基板温度３０℃、 ターゲットホルダー：底面が１辺５０cmの六角形で高さ
が７０cmの六角柱状で、６つの側面の１つおきの面にタ
ーゲットが設置されている（１つのターゲットの面積：
２４００cm2 ）、回転数２０rmp （基板の搬送と逆方向
に回転）、 基板搬送速度：実施例１では７．０ｍ／分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
説明する。実施例１〜４ 厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、
ＰＥＴということがある）基板上に、図１（Ａ）に示す
スパッタ装置を使用して、次の条件にて製膜を行った： 初期真空度：２×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス：Ａｒガス、 13より導入する反応ガス：Ｏ2 ガス、 全ガス圧：10×10-3Torr（Ａｒ：Ｏ2 の分圧＝１００：
３）、 基板温度３０℃、 ターゲットホルダー：底面が１辺５０cmの六角形で高さ
が７０cmの六角柱状で、６つの側面の１つおきの面にタ
ーゲットが設置されている（１つのターゲットの面積：
２４００cm2 ）、回転数２０rmp （基板の搬送と逆方向
に回転）、 基板搬送速度：実施例１では７．０ｍ／分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
【００２６】ターゲット：Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の粉末
焼結体（重量比９０：１０）。 また、製膜速度および投入電力は表１のとおりであっ
た。
焼結体（重量比９０：１０）。 また、製膜速度および投入電力は表１のとおりであっ
た。
【００２７】かくして基板上に、ＩＴＯ膜（膜厚１５０
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表１に示した。
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表１に示した。
【００２８】なお、抵抗率は四端子法により測定した。
また、可視光透過率は波長を固定（680 nm）した簡易な
装置で測定し、ＰＥＴ基板での吸収を差し引いた値であ
る。
また、可視光透過率は波長を固定（680 nm）した簡易な
装置で測定し、ＰＥＴ基板での吸収を差し引いた値であ
る。
【００２９】
【表１】
【００３０】＊１ 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
る。
【００３１】＊２ 単位：×10-4Ω・cm比較例１〜４ 実施例１〜４で使用した装置（図１（Ａ）の装置）にお
いて、六角柱のターゲットホルダーの代わりに円筒状の
ターゲットホルダーを用い、その円筒の円周部にぐるり
とターゲットが巡らされている（面積５０００cm2 ）以
外は実施例１〜４と同一の製膜条件で、実施例１と同じ
ＰＥＴ基板上にスパッタ製膜した。投入電力および製膜
速度は表２に示した。
いて、六角柱のターゲットホルダーの代わりに円筒状の
ターゲットホルダーを用い、その円筒の円周部にぐるり
とターゲットが巡らされている（面積５０００cm2 ）以
外は実施例１〜４と同一の製膜条件で、実施例１と同じ
ＰＥＴ基板上にスパッタ製膜した。投入電力および製膜
速度は表２に示した。
【００３２】かくして基板上に、ＩＴＯ膜（膜厚１５０
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表２に示した。
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表２に示した。
【００３３】
【表２】
【００３４】＊１ 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
る。
【００３５】＊２ 単位：×10-4Ω・cm実施例５〜８ 実施例１と同じＰＥＴ基板上に、図１（Ｂ）の装置を用
いてスパッタ製膜した。製膜条件は以下の通りであっ
た。
いてスパッタ製膜した。製膜条件は以下の通りであっ
た。
【００３６】初期真空度：２×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス：Ａｒガス、 13、13′より導入する反応ガス：Ｏ2 ガス、 12より導入するスパッタガス：13より導入する反応ガス
（体積比）＝１００：３ 全ガス圧：10×10-3Torr（Ａｒ：Ｏ2 の分圧＝１００：
３） 基板温度３０℃、 基板搬送速度：実施例５では７．０ｍ／分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
（体積比）＝１００：３ 全ガス圧：10×10-3Torr（Ａｒ：Ｏ2 の分圧＝１００：
３） 基板温度３０℃、 基板搬送速度：実施例５では７．０ｍ／分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
【００３７】ターゲットの設置間隔：２００cm １つのターゲットの面積：２４００cm2 ターゲット：Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の粉末焼結体（重量
比９０：１０） また、製膜速度および投入電力は表３のとおりであっ
た。
比９０：１０） また、製膜速度および投入電力は表３のとおりであっ
た。
【００３８】かくして基板上に、ＩＴＯ膜（膜厚１５０
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表３に示した。
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表３に示した。
【００３９】
【表３】
【００４０】＊１ 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
る。
【００４１】＊２ 単位：×10-4Ω・cm実施例９〜12 実施例５〜８で使用した装置において、反応１３′より
ガスを導入しなかった以外は実施例５〜８と同様の製膜
条件で、実施例１と同じＰＥＴ基板上にスパッタ製膜し
た。投入電力および製膜速度は表４に示した。
ガスを導入しなかった以外は実施例５〜８と同様の製膜
条件で、実施例１と同じＰＥＴ基板上にスパッタ製膜し
た。投入電力および製膜速度は表４に示した。
【００４２】かくして基板上に、ＩＴＯ膜（膜厚１５０
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表４に示した。
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表４に示した。
【００４３】
【表４】
【００４４】＊１ 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
る。
【００４５】＊２ 単位：×10-4Ω・cm比較例５〜８ 実施例１と同じＰＥＴ基板上に、図２に示した直流プレ
ーナーマグネトロンスパッタ装置を用いて連続スパッタ
製膜した。製膜条件は以下の通りであった。
ーナーマグネトロンスパッタ装置を用いて連続スパッタ
製膜した。製膜条件は以下の通りであった。
【００４６】初期真空度：２×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス：Ａｒガス、 13より導入する反応ガス：Ｏ2 ガス、 全ガス圧：10×10-3Torr（Ａｒ：Ｏ2 の分圧＝１００：
３）、 基板温度３０℃、 基板搬送速度：比較例５では７．０ｍ／分、以下の比較
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
３）、 基板温度３０℃、 基板搬送速度：比較例５では７．０ｍ／分、以下の比較
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
【００４７】ターゲットの面積：２４００cm2 ターゲット：Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の粉末焼結体（重量
比９０：１０） また、製膜速度および投入電力は表５のとおりであっ
た。
比９０：１０） また、製膜速度および投入電力は表５のとおりであっ
た。
【００４８】かくして基板上に、ＩＴＯ膜（膜厚１５０
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表５に示した。
０オングストローム）を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表５に示した。
【００４９】
【表５】
【００５０】＊１ 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
る。
【００５１】＊２ 単位：×10-4Ω・cm
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、低抵抗の透明導電膜を
製造することができる。また、高速製膜も可能である。
よって、本発明の方法によって得られた透明導電膜は工
業的に非常に有用であり、広い分野で使用できる。
製造することができる。また、高速製膜も可能である。
よって、本発明の方法によって得られた透明導電膜は工
業的に非常に有用であり、広い分野で使用できる。
【図１】図１の（Ａ）は、実施例１〜４で使用した本発
明の装置の概略断面図であり、図１の（Ｂ）は、実施例
５〜８で使用した本発明の装置の概略断面図である。
明の装置の概略断面図であり、図１の（Ｂ）は、実施例
５〜８で使用した本発明の装置の概略断面図である。
【図２】図２は、比較例５〜８で使用した従来のスパッ
タ装置の概略断面図である。
タ装置の概略断面図である。
【符号の説明】 １ 真空室 ２〜３排気口 ４ 基板 ５ 基板送り出しコア ６ 送り出し側ガイドローラ ７ タッチローラ ８ ターゲットホルダー ９ 巻き取り側ガイドローラ １０ 巻き取りコア １１ ターゲット １２ スパッタガス導入管 １３、１３′反応ガス導入管 １４ 直流電源 １５ クーリングキャン
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｂ 5/14 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 スパッタガスおよび反応ガスの雰囲気下
で、基板上に、スパッタ製膜法によって透明導電薄膜を
製造する方法において、該基板上において該スパッタ製
膜が間欠的に複数回行なわれることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 真空室中に、基板搬送手段、スパッタタ
ーゲット、ガス導入手段および排気手段を有し、基板と
ターゲットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に
製膜するスパッタ製膜装置において、 基板搬送手段は、回転可能なターゲットホルダーを囲む
ように設置され、該ターゲットホルダーは、中心軸の回
りを回転する多角柱であって、該多角柱はその側面が基
板に対峙していて、該側面の少なくとも１つにはスパッ
タターゲットが設けられていることを特徴とする請求項
１記載の方法を実施するための装置。 - 【請求項３】 真空室中に、基板搬送手段、スパッタタ
ーゲット、ガス導入手段および排気手段を有し、基板と
ターゲットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に
製膜するスパッタ製膜装置において、 間隔を置いて直列に設置された２以上のスパッタターゲ
ット上を順次基板が搬送され、ターゲットとターゲット
の間で基板近傍に反応ガスの吹き出し口が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の方法を実施するため
の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21570592A JPH0644836A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 透明導電薄膜の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21570592A JPH0644836A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 透明導電薄膜の製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644836A true JPH0644836A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16676801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21570592A Pending JPH0644836A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 透明導電薄膜の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644836A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09302284A (ja) * | 1996-05-14 | 1997-11-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 日射遮蔽膜用塗布液及びこれを用いた日射遮蔽膜 |
| JP2002356769A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法及び装置 |
| US6855379B2 (en) | 1997-10-06 | 2005-02-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for surface-treating substrates |
| WO2008105365A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Ulvac, Inc. | 成膜装置及び成膜方法 |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP21570592A patent/JPH0644836A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09302284A (ja) * | 1996-05-14 | 1997-11-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 日射遮蔽膜用塗布液及びこれを用いた日射遮蔽膜 |
| US6855379B2 (en) | 1997-10-06 | 2005-02-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for surface-treating substrates |
| JP2002356769A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法及び装置 |
| WO2008105365A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Ulvac, Inc. | 成膜装置及び成膜方法 |
| DE112008000544T5 (de) | 2007-02-28 | 2009-12-31 | ULVAC, Inc., Chigasaki | Schichtabscheidevorrichtung und Schichtabscheideverfahren |
| JP5091943B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-12-05 | 株式会社アルバック | 成膜装置及び成膜方法 |
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