CN107614746B - 溅射靶材以及使用其的溅射成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可减少由电弧放电或异常放电所引起的粒子的产生的溅射靶材及使用其的溅射成膜方法。本发明的溅射靶材用于磁控溅射,且将板状构件装卸自如地嵌入至所述溅射靶材的位于靶材面的中央部的非剥蚀区域中。优选为在嵌入至溅射靶材中后,板状构件的靶材面侧的表面与溅射靶材的剥蚀前的靶材面为大致相同的高度、或配置于自所述靶材面凹下的位置上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在靶材的表面形成磁场来进行溅射的磁控溅射的靶材及使用所述靶材的溅射成膜方法。
背景技术
在移动电话、便携式电子文件机器、自动贩卖机、汽车导航等中所搭载的平板显示器(Flat Panel Display,FPD)中采用使手指或笔尖接触显示画面来进行输入的“触摸屏”正在普及。“触摸屏”大致分为“电阻型”与“静电电容型”,“电阻型”的触摸屏呈如下的结构:使在包含树脂膜的透明基板上成膜的X坐标(或Y坐标)探测用的电极片、与在玻璃基板上成膜的Y坐标(或X坐标)探测用的电极片以所述两电极片夹持绝缘体间隔物而对向的方式叠加。而且,根据画面显示,利用笔等自透明基板的表面进行按压,由此两电极片电性接触,由此可探测所述按压位置的X坐标及Y坐标。
另一方面,“静电电容型的触摸屏”呈如下的结构:在包含夹持绝缘片而对向的X坐标(或Y坐标)探测用的电极片、与Y坐标(或X坐标)探测用的电极片的层叠体上配置有玻璃等绝缘体,当根据画面显示使手指接近绝缘体的表面时,其附近的X坐标探测电极及Y坐标探测电极的电容会变化,因此可探测所述手指的位置的X坐标及Y坐标。所述“电阻型”及“静电电容型”的触摸屏均只要使笔等移动,便可每次识别坐标,因此成为可进行文字等的输入的构造。
作为构成所述电极片的导电性材料,如专利文献1中所记载那样,自以往以来广泛地使用氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)等透明导电膜。所述透明导电膜因在可见波长区域中的透过性优异,故具有电极等的电路图案几乎不会被视认的优点,但因电阻值高于金属制的细线,故具有不适合触摸屏的大型化或响应速度的高速化的缺点。
因此,如专利文献2或专利文献3等中所揭示那样,伴随近年来的触摸屏的大型化,开始使用因电阻值低而适合于触摸屏的大型化或响应速度的高速化的网眼结构的金属制细线(金属膜)。但是,金属制细线(金属膜)在可见波长区域中的反射率高,因此即便加工成例如微细的网眼结构,在高亮度照明下,有时电路图案也被视认,而具有使制品价值下降的缺点。
为了降低自所述透明基板侧被视认的金属制细线(金属膜)的高反射率,发挥电阻值低的金属制细线(金属膜)的特性,如专利文献4或专利文献5中所记载那样,提出有使包含金属氧化物的反应性溅射成膜层(也称为黑化膜)介于包含树脂膜的透明基板与金属制细线(金属膜)之间的技术。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本专利特开2003-151358号公报
专利文献2:日本专利特开2011-018194号公报
专利文献3:日本专利特开2013-069261号公报
专利文献4:日本专利特开2014-142462号公报
专利文献5:日本专利特开2013-225276号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
就谋求金属氧化物的成膜效率的观点而言,包含金属氧化物的所述反应性溅射成膜层通常在含有氧气的反应性气体环境下,通过使用金属靶材(金属材)的反应性溅射等而在长条状树脂膜面上连续地进行成膜。而且,进而通过使用铜等金属靶材(金属材)的溅射等,在所述反应性溅射成膜层上使金属层连续地成膜,由此进行用于制作电极基板膜的层叠体膜的制作。
但是,若长时间实施利用含有氧气的反应性气体的反应性溅射,则堆积于所述金属靶材的靶材面中的非剥蚀区域中的绝缘膜(氧化膜)成为电弧放电(arcing)的诱因,因所述电弧放电而产生的粒子有时附着于长条树脂膜的表面,在形成电极等的电路图案时产生断线不良或短路不良。另外,若堆积于非剥蚀区域中的绝缘膜的堆积量增加,则绝缘膜容易剥离,有时因所述剥离的绝缘膜侵入至放电空间而产生异常放电。若因所述异常放电而产生的粒子也附着于长条树脂膜的表面上,则在形成电极等的电路图案时成为断线不良或短路不良的原因。本发明是鉴于所述之前的问题点而成者,其目的在于提供一种可减少由电弧放电或异常放电所引起的粒子的产生的溅射靶材。
[解决问题的技术手段]
本发明人发现,通过在金属靶材的位于靶材面的中央部的非剥蚀区域中形成槽,并定期地更换装卸自如地嵌入至所述槽中的板状构件,可将所述非剥蚀区域中的绝缘膜的堆积量抑制成某一固定量以下,由此可抑制电弧放电或异常放电的产生而减少附着于长条树脂膜的表面上的粒子的量,从而完成了本发明。即,本发明所提供的溅射靶材是用于磁控溅射的溅射靶材,其中将板状构件装卸自如地嵌入至所述溅射靶材的靶材面的中央部的非剥蚀区域中。
另外,本发明提供一种溅射成膜方法,其中在供给反应性气体的环境下,使用安装有所述的溅射靶材的溅射阴极进行反应性溅射成膜。
[发明的效果]
根据本发明,可容易地去除附着于溅射靶材的靶材面的中央部的非剥蚀区域中的由反应性溅射成膜所产生的粒子堆积物。由此,当使反应性溅射膜在树脂膜的表面上成膜时,可防止产生由起因于所述粒子堆积物的异常放电所引起的缺陷或粒子的附着等缺陷。
附图说明
图1是使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置的示意性的正面图。
图2是具备本发明的一具体例的溅射靶材的磁控溅射阴极的纵剖面图。
图3(a)、图3(b)是本发明的溅射靶材的一具体例的立体图。
图4是可通过使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置来制作的第1层叠体膜的示意性的简略剖面图。
图5是可通过使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置来制作的第1层叠体膜的变更例的示意性的简略剖面图。
图6是可通过使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置来制作的第2层叠体膜的示意性的简略剖面图。
图7是对通过使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置所制作的第2层叠体膜进行图案化加工而获得的电极基板膜的示意性的简略剖面图。
附图标号说明
A:粒子堆积物
F:长条树脂膜
10:溅射网状涂布机
11:真空室
11a:间隔板
12:卷出辊
13:自由辊
14:张力传感器辊
15:前进料辊
16:罐状辊
17、18、19、20:磁控溅射阴极
21:后进料辊
22:张力传感器辊
23:自由辊
24:卷取辊
25、26、27、28、29、30、31、32:气体放出管
40:磁控溅射阴极
41:框体
41a:壳体
41b:壳体盖
42:磁路
42a:磁铁
42b:磁轭
43:冷却板
44:冷却水路
45:溅射靶材
45a:槽
46:夹具
47:接地护罩
48:绝缘板
49:板状构件
50:树脂膜(透明基板)
51:反应性溅射成膜层
52:利用干式成膜法所形成的金属层(铜层)
53:利用湿式成膜法所形成的金属层(铜层)
60:树脂膜(透明基板)
61:反应性溅射成膜层
62:利用干式成膜法所形成的金属层(铜层)
63:利用湿式成膜法所形成的金属层(铜层)
64:第2反应性溅射成膜层
70:树脂膜(透明基板)
71:反应性溅射成膜层
72:利用干式成膜法所形成的金属层(铜层)
73:利用湿式成膜法所形成的金属层(铜层)
74:第2反应性溅射成膜层
具体实施方式
首先,作为使用具备本发明的溅射靶材的磁控溅射阴极的成膜装置的一具体例,对如图1中所示的可利用反应性溅射法进行连续成膜的溅射网状涂布机(web coater)10进行说明。所述图1中所示的溅射网状涂布机10可适宜地用于如下的情况:在真空室11内,连续地且高效地在利用辊对辊方式进行搬送的长条树脂膜F的表面上实施成膜处理。
若具体地进行说明,则在真空室11内组入干式泵、涡轮分子泵、低温线圈等各种真空装置(未图示),在溅射成膜时利用这些真空装置来对真空室11内进行减压至极限压力为10-4Pa左右为止后,可通过溅射气体的导入来将压力调整成0.1Pa~10Pa左右。在溅射气体中使用氩气等公知的气体,对应于目的而进一步添加氧气等气体。真空室11的形状或材质只要是可耐受此种减压状态者,则可无特别限定地使用各种形状或材质。
在所述真空室11内配置有分别进行利用辊对辊来搬送的长条树脂膜F的卷出及卷取的卷出辊12及卷取辊24、以及划定所述辊对辊的搬送路径的各种辊群。所述各种辊群之中,位于辊对辊的搬送路径的大致中央部的罐状辊(can roll)16通过马达来旋转驱动、且通过真空室11的外部来进行调温的冷媒在内部循环,由此可将实施需要热负荷的成膜处理的长条树脂膜F卷绕于外周面上来进行冷却。再者,设置有罐状辊16的空间利用间隔板11a而与设置有罐状辊16以外的辊群的空间隔离。
在划定自卷出辊12至罐状辊16为止的搬送路径的辊群中,依次配置有引导长条树脂膜F的自由辊13、进行长条树脂膜F的张力的测定的张力传感器辊14、以及马达驱动的前进料辊15。划定自罐状辊16至卷取辊24为止的搬送路径的辊群也与所述同样地,依次配置有进行相对于罐状辊16的圆周速度的调整的马达驱动的后进料辊21、进行长条树脂膜F的张力的测定的张力传感器辊22、以及引导长条树脂膜F的自由辊23。
通过所述罐状辊16的旋转、以及与其联动而旋转的前进料辊15及后进料辊21,长条树脂膜F被自卷出辊12中卷出并由卷取辊24卷取。此时,长条树脂膜F的张力平衡通过利用卷出辊12及卷取辊24的粉末离合器等的转矩控制来保持。另外,前进料辊15及后进料辊21的圆周速度分别可相对于罐状辊16的圆周速度进行调整,由此可使长条树脂膜F密接于罐状辊16的外周面上。
在与罐状辊16的外周面对向的位置上,沿着罐状辊16的外周面上所划定的搬送路径(即,罐状辊16的外周面之中,卷绕长条树脂膜F的区域)而依次设置有作为成膜手段的磁控溅射阴极17、磁控溅射阴极18、磁控溅射阴极19及磁控溅射阴极20。这些磁控溅射阴极17~磁控溅射阴极20分别在长条树脂膜F的搬送方向的前方部分及后方部分设置有放出反应性气体的气体放出管25、气体放出管26、气体放出管27、气体放出管28、气体放出管29、气体放出管30、气体放出管31、气体放出管32。
继而,一面参照图2的纵剖面图,一面对所述磁控溅射阴极17、磁控溅射阴极18、磁控溅射阴极19及磁控溅射阴极20进行详细说明。所述图2中所示的磁控溅射阴极40呈如下的结构:在包含大致长方体形状的壳体41a与覆盖其开口部的矩形的壳体盖41b的框体41内收纳有磁路42。磁路42包含磁铁42a与自背面侧支撑磁铁42a的磁轭42b。壳体盖41b在与和所述磁路42对向的面为相反侧的面上叠加有冷却板43。另外,在壳体盖41b中,在与冷却板43对向的面上形成有冷却水等冷媒所通过的冷却水路44。再者,壳体41a与壳体盖41b之间、及壳体盖41b与冷却板43之间利用O型圈等密封材来密封。
在所述冷却板43中,在与和壳体盖41b对向的面为相反侧的面上设置有本发明的一具体例的溅射靶材45。溅射靶材45的周缘部设置有阶差,通过卡合于所述阶差部上的夹具46来将溅射靶材45固着于冷却板43上。以除溅射靶材45的靶材面以外,将所述溅射靶材45、框体41、冷却板43、及夹具46全部包入的方式设置有接地护罩47,壳体41a的底部经由绝缘板48而固着于所述接地护罩47上。即,收纳磁路42的框体41及溅射靶材45相对于接地护罩47电性绝缘。
所述结构的磁控溅射阴极40如上所述,在真空室11内使溅射靶材45的靶材面与作为被成膜物的长条树脂膜F对向来配置。在溅射成膜时,使真空室11内变成真空后导入作为制程气体的Ar气体。若在所述状态下对溅射靶材45施加电压,则Ar气体因自溅射靶材45中放出的电子而离子化,所述经离子化的Ar气体与溅射靶材45的靶材面碰撞而将靶材物质打出,所述靶材物质堆积于作为被成膜物的长条树脂膜F的表面上,由此形成薄膜。
此时,在溅射靶材45的靶材面侧产生极向磁场,另外,通常对溅射靶材45施加负几百伏特的电压,另一方面,将其周边部的接地护罩47保持为接地电位,利用所述电位差而在溅射靶材45的靶材面侧产生正交电磁场。自溅射靶材45的靶材面中放出的二次电子一面在与溅射靶材45的靶材面上的正交电磁场垂直的方向上描绘摆线(cycloid)轨道一面运动。在所述期间内,与Ar气体碰撞而丧失一部分能量的电子在正交电磁场中进行次摆线(trochoid)运动,在极向磁场中漂移而进行移动。
在所述期间内,电子再次与Ar气体碰撞,如由Ar+e-→Ar++2e-所示那样,通过α作用而生成Ar离子与电子。若所生成的Ar离子扩散至鞘区(sheath area),则朝向被施加成负的溅射靶材45急剧地加速。若具有几百eV的动能的Ar离子与溅射靶材45碰撞,则溅射靶材45的靶材面经溅射而放出溅射粒子,并且通过γ作用而放出二次电子。通过呈雪崩状地产生以上的现象,等离子体得到维持。
通过磁控溅射阴极40内的磁路与电场而一面描绘次摆线轨道一面移动的电子集中于磁力线与溅射靶材45的靶材面变成平行的部分,即,磁力线与电场正交的部位。通过电子的集中,电子与Ar气体的碰撞频繁发生,因此由经离子化的Ar气体所引起的靶材物质的打出集中。其结果,如图2中所示那样,在溅射靶材45的除靶材面的中央部与外周部以外的区域中产生剥蚀(侵蚀),所述靶材面的中央部与外周部成为非剥蚀区域。
在所述溅射成膜的情况下,所打出的靶材物质除包覆作为被成膜物的长条树脂膜F以外,还附着于所述溅射靶材45的非剥蚀区域上,而成为粒子堆积物A。尤其,在一面在溅射成膜环境中供给氧气或氮气等反应性气体一面进行溅射成膜的反应性溅射中,粒子堆积物A通过所述反应性气体而成为构成靶材的物质的氧化物或氮化物,因此以难以被利用等离子体而产生的Ar离子侵蚀的堆积物的状态堆积。以所述方式堆积的粒子堆积物A在溅射成膜中自溅射靶材45上剥离,并附着于作为被成膜物的长条树脂膜F上、或成为电弧放电的原因。而且,若因电弧放电或异常放电而产生的粒子附着于长条树脂膜F上,则在形成电极等的电路图案时产生断线不良或短路不良。
因此,如图2、图3(a)及图3(b)中所示那样,本发明的一具体例的溅射靶材45在位于靶材面的中央部的非剥蚀区域中设置有槽45a,且将板状构件49装卸自如地嵌入至所述槽45a中。由此,在磁控溅射时,可通过卸下板状构件49而容易地去除附着于溅射靶材45的非剥蚀区域中的粒子堆积物A。
即,在由堆积于非剥蚀部分的绝缘膜所引起的电弧放电或由剥离所引起的异常放电频繁发生之前更换成新的板状构件49,由此可抑制附着于长条树脂膜F上的粒子量的增加。如此,若使用本发明的溅射靶材,则在作为被成膜面的长条树脂膜的表面上无粒子等的附着,因此可使不含异物等的均质的溅射膜成膜。再者,难以在不使用本发明的板状构件的情况下,而仅去除溅射靶材的中央部的非剥蚀部分的粒子堆积物,若欲强行去除,则在去除粒子堆积物时存在污染溅射靶材之虞。
如上所述,非剥蚀区域也存在于溅射靶材的外周部,因此也可考虑在所述外周部设置具有与设置在中央部的板状构件相同的功能的构件。但是,若为溅射靶材的外周部,则通过使用例如矩形框形状的覆盖构件,可不阻碍溅射而容易地覆盖,由此可获得与所述设置于中央部的非剥蚀区域的板状构件相同的功能。覆盖构件优选为利用螺杆等结合手段而装卸自如地设置于夹具46等上。由此,在溅射靶材中只要仅在中央部设置板状构件即可,因此可抑制溅射靶材的加工成本。再者,已确认即便不在溅射靶材的外周部设置覆盖构件,而仅在中央部设置板状构件,溅射膜的粒子等的不良情况也锐减。
在嵌入至溅射靶材45的槽45a中时,板状构件49的靶材面侧的表面优选为与溅射靶材45的剥蚀前的靶材面(由图2的点划线表示)为大致相同的高度、或位于自剥蚀前的靶材面凹下的位置上。换言之,板状构件49的靶材面侧的表面优选为不自溅射靶材45的剥蚀前的平坦的靶材面突出而成为凸状。若板状构件49自溅射靶材45的剥蚀前的靶材面突出成凸状,则有时电场的状态变化而产生电弧放电等异常放电,或板状构件49的溅射得以促进,在长条树脂膜F上成膜的膜的组成偏离所期望的组成,而不理想。
板状构件49理想的是设为与溅射靶材45相同的材料。当溅射靶材45的材质为合金时,也可由构成所述溅射靶材45的合金组成的一部分的金属来构成板状构件49。通过如所述那样将板状构件49的材质设为与溅射靶材45相同的材质、或当溅射靶材45为合金时使用与构成这些的金属的一部分的金属相同者,即便有时板状构件49经溅射,也可防止在长条树脂膜F的表面上成膜的膜在成膜过程中被板状构件49污染。再者,板状构件49可利用螺杆等公知的安装手段而安装于溅射靶材上。
板状构件49的靶材面侧的表面优选为表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计为10μm以上、500μm以下,Rz更佳为20μm~100μm。若板状构件49的所述表面粗糙度Rz未满10μm,则定锚效应减少,粒子堆积物容易脱离。另一方面,若所述表面粗糙度Rz超过500μm,则容易因对于溅射阴极的施加电压而在板状构件49的表面的粗糙面的顶点产生异常放电。例如,虽然也取决于溅射阴极的结构或溅射装置的结构,但当板状构件49的所述表面粗糙度Rz为750μm时,若对溅射阴极施加500V,则有时进行异常放电。再者,板状构件49的表面粗糙度可通过喷砂或喷镀来进行调整。
继而,对通过使用具备所述本发明的一具体例的溅射靶材的成膜装置进行反应性溅射所获得的层叠体膜、及通过对所述层叠体膜进行图案化所获得的电极基板膜进行说明。通过具备所述本发明的一具体例的溅射靶材的成膜装置,如后述那样可制作在包含树脂膜的透明基板的至少一面上,自透明基板侧数起层叠有第1层的反应性溅射成膜层、及第2层的金属层的第1层叠体膜,或可制作在包含树脂膜的透明基板的至少一面上,自透明基板侧数起层叠有第1层的反应性溅射成膜层、第2层的金属层、及第3层的第2反应性溅射成膜层的第2层叠体膜。
若首先对第1层叠体膜进行说明,则例如如图4中所示那样,所述第1层叠体膜包括:包含树脂膜的透明基板50、利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述透明基板50的两面上成膜的反应性溅射成膜层51、以及利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述反应性溅射成膜层51上成膜的金属层52。而且,可将具备所述本发明的一具体例的溅射靶材的成膜装置适宜地用于所述反应性溅射成膜层51的成膜。所述金属层52的成膜可如图4中所示那样仅利用干式成膜法(干式镀敷法)来成膜,也可如图5中所示那样将干式成膜法(干式镀敷法)与湿式成膜法(湿式镀敷法)组合来形成。
即,所述图5中所示的层叠体膜包括:包含树脂膜的透明基板50、利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述透明基板50的两面上成膜的膜厚为15nm~30nm的反应性溅射成膜层51、利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述反应性溅射成膜层51上成膜的金属层52、以及利用湿式成膜法(湿式镀敷法)而在所述金属层52上成膜的金属层53。
其次,一面参照图6一面对第2层叠体膜进行说明。所述图6的第2层叠体膜是在图5中所示的第1层叠体膜的金属层上进而使第2反应性溅射成膜层成膜而成者。具体而言,包括:包含树脂膜的透明基板60、利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述透明基板60的两面上成膜的膜厚为15nm~30nm的反应性溅射成膜层61、利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述反应性溅射成膜层61上成膜的金属层62、利用湿式成膜法(湿式镀敷法)而在所述金属层62上成膜的金属层63、以及利用干式成膜法(干式镀敷法)而在所述金属层63上成膜的膜厚为15nm~30nm的第2反应性溅射成膜层64。
在所述图6中所示的第2层叠体膜中,在将金属层62及金属层63作为一体的金属层的两面形成有反应性溅射成膜层61与第2反应性溅射成膜层64。其理由在于:当将使用所述层叠体膜所制作的电极基板膜组入触摸屏中时,可使包含金属制层叠细线的网眼结构的电路图案反射而看不见。再者,当使用通过在包含树脂膜的透明基板的一面上形成反应性溅射成膜层,并在所述反应性溅射成膜层上形成金属层所获得的第1层叠体膜来制作电极基板膜时,也可防止自所述透明基板的所述电路图案的视认。
如所述那样进行反应性溅射的理由在于:当为了使包含金属氧化物的反应性溅射成膜层成膜而应用氧化物靶材时,成膜速度变慢而不适合量产。因此,采用使用可进行高速成膜的Ni系的金属靶材(金属材)、且一面控制含有氧气的反应性气体一面将其导入的反应性溅射等反应成膜法。再者,作为控制反应性气体的方法,已知有如下的四种方法:(1)放出固定流量的反应性气体的方法、(2)以保持固定压力的方式放出反应性气体的方法、(3)以溅射阴极的阻抗变成固定的方式放出反应性气体(阻抗控制)的方法、以及(4)以溅射的等离子体强度变成固定的方式放出反应性气体(等离子体发射控制)的方法。
当如所述那样利用向成膜装置中导入反应性气体的反应性溅射法来使反应性溅射成膜层成膜时,成为溅射环境的反应性气体可通过向氩气中导入氧气而获得。通过如所述那样导入氧气,可通过使用Ni系的金属靶材(金属材)的反应性溅射等而制成NiO膜(未完全地氧化)等。反应性气体的氧气含量依存于成膜装置或金属靶材(金属材)的种类,只要考虑反应性溅射成膜层中的反射率等光学特性或由蚀刻液所产生的蚀刻性而适宜设定即可,通常理想的是15体积%以下。
反应性溅射成膜层利用使用包含Ni单体,或添加有选自Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu中的一种以上的元素的Ni系合金的金属材,及含有氧气的反应性气体的反应成膜法来形成。再者,作为所述Ni系合金,优选为Ni-Cu合金。另外,若构成反应性溅射成膜层的金属氧化物的氧化过度进行,则反应性溅射成膜层变得透明,因此需要设定成变成黑化膜的程度的氧化水平。
再者,在所述反应成膜法中,除使用所述本发明的溅射靶材的磁控溅射以外,可列举离子束溅射、真空蒸镀、离子镀、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)等。另外,反应性溅射成膜层的各波长中的光学常数(折射率、消光系数)受到反应的程度,即氧化度的影响大,并非仅由包含Ni系合金的金属材决定。
作为所述金属层的构成材料(金属材),只要是电阻值低的金属,则并无特别限定,例如可列举:Cu单体,或添加有选自Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag中的一种以上的元素的Cu系合金,或者Ag单体,或添加有选自Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Cu中的一种以上的元素的Ag系合金,尤其就电路图案的加工性或电阻值的观点而言,理想的是Cu单体。另外,金属层的膜厚依存于电特性,并非根据光学要素来决定,但通常设定成无法测定透过光的水平的膜厚。
作为应用于所述层叠体膜的树脂膜的材质,并无特别限定,作为其具体例,可列举:选自聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚醚砜(Polyethersulfone,PES)、聚芳酯(Polyarylate,PAR)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚烯烃(Polyolefin,PO)、三乙酰纤维素(Triacetyl Cellulose,TAC)及降冰片烯的树脂材料中的树脂膜的单体,或选自所述树脂材料中的树脂膜单体与覆盖所述单体的一面或两面的丙烯酸系有机膜的复合体。尤其,关于降冰片烯树脂材料,作为具有代表性者,可列举:日本瑞翁(Zeon)公司的瑞翁诺阿(Zeonor)(商品名)或JSR公司的阿通(Arton)(商品名)等。再者,因将使用本发明的层叠体膜所制作的电极基板膜用于“触摸屏”等,故所述树脂膜之中,理想的是在可见波长区域中的透明性优异者。
对如上所述的第1层叠体膜或第2层叠体膜进行图案化处理而配线加工成例如线宽为20μm以下的层叠细线,由此可制作电极基板膜。例如对由所述第2层叠体膜获得制成金属制的网眼的传感器面板的方法进行说明。再者,在以下的说明中,将制成金属制的网眼的传感器面板称为电极基板膜。具体而言,对图6中所示的层叠体膜的层叠膜进行蚀刻处理而可获得如图7中所示的电极基板膜。
图7中所示的电极基板膜具有包含树脂膜的透明基板70、及设置于所述透明基板70的两面上的包含金属制的层叠细线的网眼结构的电路图案,所述金属制的层叠细线的线宽为20μm以下,且自透明基板70侧数起包含第1层的反应性溅射成膜层71,第2层的金属层72、金属层73,以及第3层的第2反应性溅射成膜层74。
在由层叠体膜配线加工成电极基板膜时,可利用公知的减成法来进行加工。减成法是在层叠体膜的层叠膜表面上形成光致抗蚀剂膜,并以光致抗蚀剂膜残留在欲形成配线图案的部位的方式进行曝光及显影,进而利用化学蚀刻来去除所述层叠膜表面上不存在光致抗蚀剂膜的部位的层叠膜。作为化学蚀刻的蚀刻液,可使用氯化铁水溶液或氯化铜水溶液。
就此种电极基板膜的制作步骤的观点而言,构成层叠体膜的层叠膜(反应性溅射成膜层与金属层)优选为具有容易利用氯化铜水溶液或氯化铁水溶液等蚀刻液来进行蚀刻的特性。另外,经蚀刻加工的电极等的电路图案优选为具有在高亮度照明下难以被视认的特性。
将以所述方式形成的电极基板膜的电极(配线)图案设为触摸屏用的条纹状或格子状,由此可将本发明的电极基板膜用于触摸屏。此时,配线加工成电极(配线)图案的金属制的层叠细线因维持层叠体膜的层叠结构,故可作为即便在高亮度照明下,设置于透明基板上的电极等的电路图案也极难被视认的电极基板膜来提供。
[实施例]
以下,列举比较例来对本发明的实施例进行具体说明,但本发明并不由以下的实施例限定。
[实施例]
使用如图1中所示的成膜装置(溅射网状涂布机)来制作如图4中所示的层叠体膜。罐状辊16使用直径为600mm、宽度为750mm的不锈钢制的辊,并对其外周面实施硬铬镀敷。前进料辊15及后进料辊21使用直径为150mm、宽度为750mm的不锈钢制的辊,并对其外周面实施硬铬镀敷。
在各磁控溅射阴极17、磁控溅射阴极18、磁控溅射阴极19、磁控溅射阴极20的上游侧与下游侧设置气体放出管25、气体放出管26、气体放出管27、气体放出管28、气体放出管29、气体放出管30、气体放出管31、气体放出管32。在磁控溅射阴极17、磁控溅射阴极18中使用反应性溅射成膜层用的Ni-Cu靶材。在成为所述Ni-Cu靶材的靶材面的中央部的非剥蚀区域的部分,如图3(a)、图3(b)中所示那样形成在阴极的长度方向上延伸的槽,并将以靶材面侧的表面的表面粗糙度按十点平均粗糙度Rz计变成50μm的方式进行了喷射处理的Cu制的板状构件嵌入至所述槽中。再者,将板状构件的靶材面侧的表面与Ni-Cu靶材的靶材面设为相同的高度。另一方面,在磁控溅射阴极19与磁控溅射阴极20中安装有通常的金属层用的Cu靶材。
在构成透明基板的长条树脂膜F中使用宽度为600mm且长度为1200m的PET膜,将罐状辊16冷却控制成0℃。在所述状态下利用多台干式泵对真空室11进行排气至5Pa为止后,进而使用多台涡轮分子泵与低温线圈进行排气至1×10-4Pa为止。然后,一面以2m/min的搬送速度搬送长条树脂膜F,一面以300sccm自气体放出管29、气体放出管30、气体放出管31、气体放出管32导入氩气,关于阴极19与阴极20,以获得80nm的Cu膜厚的方式利用电力控制来进行成膜。
另一方面,为了形成反应性溅射成膜层,自气体放出管25、气体放出管26、气体放出管27、气体放出管28导入混合有氩气280sccm与氧气15sccm的混合气体,关于阴极17与阴极18,以获得30nm的Ni-Cu氧化膜厚的方式利用施加电压500V左右的电力控制来进行成膜。而且,一面每3批次将中央部的板状构件更换成新品,一面制作合计12批次的层叠体膜。通过利用计算机的图像分析的图像检查装置对所获得的层叠体膜确认10μm以上的粒子的附着的结果,确认到平均53个/批次的粒子。
[实施例2]
除将Cu制的板状构件的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计设为10μm以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均61个/批次的粒子。
[实施例3]
除将Cu制的板状构件的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计设为20μm以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均55个/批次的粒子。
[实施例4]
除将Cu制的板状构件的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计设为200μm以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均58个/批次的粒子。
[实施例5]
除将Cu制的板状构件的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计设为450μm以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均58个/批次的粒子。
[实施例6]
除将Cu制的板状构件的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计设为5μm以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均130个/批次的粒子。
[比较例1]
除将之前的靶材用于反应性溅射成膜层用的Ni-Cu靶材以外,以与实施例1相同的方式制作合计12批次的层叠体膜。以与实施例1相同的方法对所获得的层叠体膜中的10μm以上的粒子的附着进行确认的结果,确认到平均370个/批次的粒子。
在1批次1200m的层叠体膜中,理想的是10μm以上的粒子数少,具体而言,若为150个/批次以下,则在实用上难以产生问题,但更理想的是100个/批次以下。如上所述,在使用本发明的溅射靶材的实施例1~实施例6中,可将10μm以上的粒子数抑制成150个/批次以下。另一方面,在使用之前的溅射靶材的比较例1中,产生了比150个/批次多2倍以上的10μm以上的粒子数。
Claims (5)
1.一种溅射靶材,其用于磁控溅射,其特征在于:将板状构件装卸自如地嵌入至设置在所述溅射靶材的位于靶材面的中央部的非剥蚀区域的有底的槽内,所述板状构件的材料与所述溅射靶材相同,所述板状构件的靶材面侧的表面粗糙度以十点平均粗糙度Rz计为20μm~100μm。
2.根据权利要求1所述的溅射靶材,其特征在于在嵌入至所述溅射靶材中后,所述板状构件的靶材面侧的表面与所述溅射靶材的剥蚀前的靶材面为大致相同的高度、或配置于自所述靶材面凹下的位置上。
3.根据权利要求1或2所述的溅射靶材,其特征在于所述板状构件的靶材面侧的表面通过喷砂或喷镀而进行粗面化处理。
4.一种溅射成膜方法,其特征在于:在供给反应性气体的环境下,使用安装有根据权利要求1至3中任一项所述的溅射靶材的溅射阴极进行反应性溅射成膜。
5.根据权利要求4所述的溅射成膜方法,其特征在于所述反应性气体为氧气、氮气、及蒸气中的任一种。
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