JP2006111964A - 所定の抵抗を有する基体コーティングを提供するための方法および装置、並びにそれらの使用 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供するための方法および装置の提供。
【解決手段】コーティングされる基体を真空チャンバー内に提供する工程、チャンバー内でプラズマを生成する工程、およびプラズマのイオンを基体上に堆積させ、テトラヘドラルアモルファス炭素（ｔａ−Ｃ）基体コーティングを形成する工程を含む。コーティングは、ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有した時に停止する。所定の抵抗率は１０^５−１０^９Ωｃｍ、好ましくは１０^６Ωｃｍである。基体は方法の間、所定の抵抗率に達するのを補助するためバイアスがかけることができる。コーティングは、基体への、もしくは基体からの静電放電の危険を低減もしくは防止するために使用することができる。また基体とさらなるコーティングとの接着を改善するためのシード層として使用することができる。さらに所定の抵抗率を有するコーティングが記載される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、あらかじめ決定された抵抗率を有する基体コーティングを提供する方法に関し、特には基体表面上の帯電防止の放電および／またはシード層コーティングの提供のための方法および装置に関する。熟練した当業者によって理解されるように、本発明はそのような用途に制限されない。

望まれない静電放電（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）は敏感な電子部品および関連するコンポーネントを破損する場合がある。ＥＳＤは、人体、エレクトロニクス製造装置、およびエレクトロニクス設備の一般的な使用により生ずる場合がある。破損されることがあるコンポーネントの例としては、記憶メディアおよび記憶メディア製造装置、それらの読み取り装置、指紋センサーまたはタッチセンサーまたは電気的に露出した能動回路を有する同様のセンサー、集積回路（ＩＣ）パッケージおよびそれらのコンポーネントなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。静電気がそれらの一般的な人体の動きによって生成される場合、ＥＳＤ源の例は電子部品をアセンブルするスタッフである。その後、この静電気は、彼らが扱っているコンポーネントへ、彼らの指を介して放出され、コンポーネントを破損することがある。別の例において、静電気は蓄積し、リーダアームヘッドとハードディスクドライブのディスクの間に放出することがある。

いくつかの方法がエレクトロニクス製造中のＥＳＤを低減するか防ぐために使用される。例えば、製造スタッフは、彼らの体から静電気を安全に取り出すために、アースされたリストバンドを着用していることがある。さらに、アースされた静電防止マットが、敏感なアセンブリ区域の入口で提供されることがある。その結果、アセンブリ区域に入る場合、スタッフはアースされたマットへ静電気を放出する。

ＥＳＤ予防の別の例は、感受性のコンポーネント、または感受性のコンポーネントについて使用する装置の、低い抵抗率特性を有するコーティングでコーティングすることを含む。そのようなコーティングは、典型的には「ウエット」で塗布され、たとえば、コンポーネント上に液体エマルションをスプレーし、それを乾燥させることを含む。ウエット塗布コーティングに伴う問題としては、コーティングされるコンポーネントとの不良な接着および均一なコーティングを塗布することの困難性があげられる。抵抗率特性が少なくとも一部コーティングの厚さに関連するので、不均一なコートは、望ましくない変化する抵抗率を有するコーティングに帰着する。さらに、ウエット塗布されたコーティングは、比較的厚く塗布された場合にのみ、信頼性があり、一定である。しかしながら、厚いコーティングは精密工学において望ましくない。なぜなら、それらはコーティングされた製品の外寸法を望ましくなく変化させる場合があるからである。

先行技術の問題の少なくとも１つを克服するか改善することは、本発明の好ましい実施態様の少なくとも１つの目的である。

発明の第１の態様によれば、以下の工程を含む、所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供する方法が提供される：
真空チャンバー内にコーティングされる基体を提供すること；
チャンバー内で炭素プラズマを形成すること；および
基体上にプラズマのイオンを堆積させ、テトラヘドラルアモルファス炭素（ｔａ−Ｃ）基体コーティングを形成すること。

ｔａ−Ｃコーティングはそれらの硬さ、摩耗およびひっかきに対する抵抗性のために使用され、それらの特性は本発明の使用の結果として存在する。しかしながら、本発明の新規かつ進歩性のある方法の使用によって、コーティングされた基体において比較的正確な抵抗特性を達成することが可能であり、これは基体コーティングとしてのｔａ−Ｃの使用を増大させるか、又は少なくとも促進する。潜在的な使用の例は、以下により詳細に説明される。

好ましくは、所定の抵抗率は絶縁体とコンダクタの間の範囲の１０^５−１０^９Ωｃｍにわたる。さらに好ましくは、所定の抵抗率は、２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍである。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍである。ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有したら、コーティング工程が止められる。好ましくは、堆積工程の間に、好ましくは−１００Ｖから−３０００Ｖ、より好ましくは−５００Ｖから−１５００Ｖで、基体にバイアスをかけることにより、抵抗率が制御される。好ましくは、コーティングは５０−８０ｎｍ、より好ましくは２０−５０ｎｍの厚さを有する。基体にバイアスをかける工程は、所定の抵抗率を達成する精度を改善する。

好ましくは、堆積時間は５０秒から３００秒である。所定の抵抗率に影響を与えるパラメータとしては、コーティングの厚さ、コーティングの間に基体に加えられるバイアスの量、堆積プロセスの間にチャンバーの中に存在するガスの種類と体積、および堆積工程の期間の１つ以上があげられる。停止工程は所定の経過時間により決定することができ、またはコーティングの抵抗率を測定するフィードバック検出装置を使用して、所定の抵抗率が達成された時に、停止工程が行われるようにできる。

好ましくは、堆積工程はチャンバーと連結された装置により行うことができ、該装置は炭素ターゲット、およびターゲットへの電力供給のための電源を含む。異なる実施態様では、第２の堆積工程をチャンバーと連結された第２の装置により行うことができ、該第２の装置は金属ターゲット、および金属ターゲットへの電力供給のための電源を含み、ｔａ−Ｃ基体コーティングは金属ターゲットからのプラズマによって提供される金属を含む。

好ましくは、チャンバーは堆積工程に先立って減圧にされる。また、チャンバーが減圧にされた後、堆積工程の前に、基体は真空チャンバーの中で洗浄される。さらに好ましくは、チャンバーは堆積工程に先立って減圧にされる。また、基体は、プラズマへの暴露の後、およびチャンバーを再加圧する工程の前に、真空チャンバーの中で洗浄される。

好ましくは、堆積装置はフィルタードカソーディックバキュウムアーク（ＦＣＶＡ）装置である。

好ましくは、本方法では、堆積工程の間に真空チャンバー内へガスを導入し、基体上のコーティングがガスとｔａ−Ｃの化合物であるようにする。好ましくは、ガスは窒素またはアルゴンのうちの１つである。あるいは、ガスはアンモニア、酸素、メタンあるいはエテン（エチレン）を含むことができ、又はそれらの内の１つであることができる。堆積中のチャンバーの圧力は好ましくは０．０５ｍＴｏｒｒから１．０ｍＴｏｒｒ、より好ましくは０．２ｍＴｏｒｒから０．８ｍＴｏｒｒである。

好ましくは、基体は以下のコンポーネントの内の１つ、またはそれらの部分である：指紋センサー；露出した能動回路を有する電子パッケージ；タッチスクリーンパネル；記憶メディア；ディジタルメモリーリーダーコンポーネント（たとえば、ハードディスクドライブのサスペンジョンアーム上のフレキシブル回路）；集積回路（ＩＣ）パッケージ、あるいはそのコンポーネント；ＩＣウエハトレイおよびホルダー；有機発光ダイオードの層；あるいはフラッシュメモリー装置（たとえば、セキュアデジタルカードあるいはコンパクトフラッシュカード）あるいは関連するリーダ。

本発明の別の態様によれば、基体上にｔａ−Ｃのコーティングを提供するための装置が提供され、該装置は以下を含む：
コーティングされる基体をハウジングするための真空チャンバー；
チャンバー内で炭素プラズマを生成するための手段；
そして、プラズマ生成手段を作動させ、その後ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有した時にプラズマ生成手段を停止させるための制御手段。

好ましくは、所定の抵抗率は１０^５−１０^９Ωｃｍである。さらに好ましくは、所定の抵抗率は、２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍである。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍである。さらに好ましくは、制御手段はコーティングが５−８０ｎｍの厚さになった時、より好ましくはコーティングが２０−５０ｎｍの厚さになった時、停止するように構成される。あるいは、制御手段はフィードバックメカニズムが、所定の抵抗率が得られたことを示した時に、プラズマ生成手段を停止するように構成される。

好ましくは、装置は、さらにプラズマ生成手段を始動する時に、基体にバイアスをかけるための基体にバイアスをかける手段を含む。好ましくは、基体にバイアスをかける手段は、−１００Ｖから−３０００Ｖ、およびより好ましくは−５００Ｖから−１５００Ｖで基体にバイアスをかけるように構成される。好ましくは、プラズマ生成手段はフィルタードカソーディックバキュウムアーク装置である。発明の別の態様によれば、１０^５から１０^９Ωｃｍの所定の抵抗率を有するｔａ−ｃコーティングを含む基体が提供される。さらに好ましくは、所定の抵抗率は、２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍである。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍである。好ましくは、基体は、１０^６Ωｃｍの抵抗率を有するｔａ−Ｃコーティングを含む。

発明の別の態様によれば、基体のためのｔａ−Ｃコーティングが提供され、このコーティングは１０^５−１０^９Ωｃｍの所定の抵抗率を有する。さらに好ましくは、所定の抵抗率は、２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍである。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍである。

好ましくは、上記の２つの態様のコーティングは上記に記述された態様の方法によって提供される。

理解されるように、用語「ｔａ−Ｃコーティング」は明細書の全体にわたって、テトラヘドラルアモルファス炭素コーティングを意味し、これは炭素の他の同素体、または他の元素または化合物を含んでいてもよい。他の要素あるいは化合物は、堆積工程の間にチャンバーの中に存在するガスに起因する化合物を包含することができる。別法として、上に記述されるように第２のターゲットが使用される場合、ｔａ−Ｃコーティングは第２のターゲットからの要素あるいは化合物も含むことができる。ｔａ−Ｃコーティングの炭素含量は典型的には、３０ｍｏｌ％よりも多い。

本発明の別の態様によれば、積み重ねる順で、以下の複数の積み重ねられた層を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイが提供される：
第１の透明なポリマー層；
所定の抵抗率を有するｔａ−Ｃシード層；
透明電極フィルム層；
ＯＬＥＤ層；
１つ以上の金属の層；および
第２のポリマー層。

本発明のＯＬＥＤは、有利には、ガラスに基づいたＯＬＥＤに比較して柔軟であり、ｔａ−Ｃ層の使用は、ポリマー層と電極フィルム層の間の接着を改善する。さらに有利には、ｔａ−Ｃ層は、ポリマー層を通って金属の層への空気または水の浸透を防ぎ、したがってそれらの酸化を防ぐ。

好ましくは、ｔａ−Ｃ層は上記の態様の方法によって提供される。好ましくは、ｔａ−Ｃ層は１０−５０オングストロームの厚さである。さらに、ｔａ−Ｃ層の抵抗率は好ましくは１０^５−１０^９Ωｃｍである。

好ましくは、ポリマー層はポリカーボネートである。透明電極フィルム層はＩＴＯまたはＺｎＯのうちの１つである。また、１つ以上の金属の層はＣａとＡｌを包含する。さらに好ましくは、ＯＬＥＤディスプレイは、１つ以上の金属の層の上に第２のｔａ−Ｃ層を含み、第２のｔａ−Ｃ層は２０−５００オングストロームである。発明の別の態様によれば、基体への、または基体から静電放電の危険を減らすか、またはそれを防ぐために、基体上にコーティングを提供する方法を提供する。該方法は以下の工程を含む：
真空チャンバー内にコーティングされる基体を提供すること；
チャンバー内に炭素プラズマを生成すること；および
基体上にプラズマのイオンを堆積させ、所定の抵抗率を有するテトラヘドラルアモルファス炭素（ｔａ−Ｃ）基体コーティングを形成すること。

好ましくは、所定の抵抗率が１０^５−１０^９Ωｃｍ、より好ましくは１０^６Ωｃｍになった時に、堆積工程が停止される。さらに好ましくは、所定の抵抗率は、２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍである。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍである。

発明の別の態様によれば、基体上にコーティングを提供し、基体上のさらなるコーティングの接着を改良する方法が提供される。該方法は以下の工程を含む：
真空チャンバーにコーティングされる基体を提供すること；
チャンバー内で炭素プラズマを生成すること；および
基体上にプラズマのイオンを堆積させ、所定の抵抗率を有するテトラヘドラルアモルファス炭素（ｔａ−Ｃ）基体コーティングを形成すること。

好ましくは、所定の抵抗率が１０^５−１０^９Ωｃｍになった時に、堆積工程が停止される。さらに好ましくは、所定の抵抗率が２×１０^５から１０^７Ωｃｍ、または４×１０^５から５×１０^６Ωｃｍになった時に、堆積工程が停止される。より好ましくは、所定の抵抗率は約１０^６Ωｃｍになった時に、堆積工程が停止される。１つの実施態様では、基体はポリマーである。また、さらなるコーティングは金属または金属化合物である。好ましくは、基体はポリカーボネートであり、および／または金属化合物はＩＴＯまたはＺｎＯである。あるいは、基体は金属または金属化合物である。また、さらなるコーティングはポリマーである。

本発明の好ましい実施例が以下において、例示の目的のためにのみ記載される。添付図面は：
図１および２は、本発明の基体コーティングを提供するための装置の実施態様を例証する図である；
図３から４Ｂは、本発明の実施態様のいくつかの用途を例証する；そして
図５および６は、本発明の実施態様を組込むＯＬＥＤの各部の関連を示す概要図および拡大された部分図である。

図１を参照すると、本発明の好ましい実施態様は所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供する方法である。本発明の方法から形成されたコーティングは、ｔａ−Ｃ、あるいは上記のｔａ−Ｃ化合物であり、厚さは約３０ｎｍである。コーティングの所定の抵抗率はほぼ１０^６Ωｃｍである。

本発明の有するコーティングは、一般に帯電防止放電（ＡＳＤ）コーティングとして記載される用途、および隣接する層の間の接着性の改善のためのシード層として記載される用途において使用することができる。コーティングの特性は、さらにバリヤー層としての２次的使用を提供することを可能にする。コーティングのＡＳＤ、シードおよびバリア層としての使用の例は、以下により詳細に説明される。

所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供する本発明の好ましい方法は、ＦＣＶＡ装置１２の形態の、チャンバー内のプラズマ生成手段と連結された、コーティングチャンバー１１の形態の真空チャンバーを含む装置１０の中で行われる。ＦＣＶＡ装置１２はグラファイトターゲット、ターゲットへの電供給のための電源および公知の配置でのアノードを含む。ＦＣＶＡがどのようにしてプラズマを提供するかの例は、出願人の国際特許出願ＷＯ−Ａ−９６／２６５３１に記載されている。好ましい実施態様はＦＣＶＡ装置を備えた使用のために調整されるが、異なる実施態様では、チャンバー１１内に全体あるいは部分的に存在する公知の装置のような、他のタイプの物理的な蒸着装置によってプラズマが提供さてもよいことが理解されるだろう。しかしながら、ＦＣＶＡ装置のフィルタリング能力を使用して、マクロ粒子状物質が基体表面をコーティングすることを防ぐために使用することは好ましい。

真空チャンバーは、さらに、コーティングチャンバー１１と連結した、コーティング前に基体表面を洗浄するためにクリーニングチャンバー１４を含む。これはクリーニングチャンバー１４内のイオンビーム源１６の使用によって達成される。フィードおよびコレクションサブチャンバー１８および２０も、それぞれクリーニングチャンバー１４および真空チャンバー１１と連結して提供される。
チャンバー１１、１４、およびサブチャンバー１８、２０は、その中を基体が通れるサイズの狭い開口２２を介して、互いに連結されている。

好ましい方法の工程が、図１および２を参照して記載される。ここで同じ数字は同じ部分を示す。図１では、基体２４ａはフレキシブル基板のような柔軟な材料であり、ロールの形で供給されて、図２では基体２４ｂは集積回路（ＩＣ）パッケージのような個別のユニットである。図１および２では、方法は連続的であり、基体２４ａ、２４ｂは、狭い開口２２を通って、フィードサブチャンバー２０からチャンバー１４および１１を通って、およびコレクションサブチャンバー２０へ移動される。本方法においては、基体２４ａ、ｂはフィードサブチャンバー１８でシステム１０内に提供されるか、または入れられ、チャンバー１１、１４、およびサブチャンバー１８、２０は、約１マイクロトルの圧力に減圧される。その後、アルゴンが真空チャンバー１１に導入され、約３００マイクロトルの圧力にされる。基体２４ａ／ｂは、開口２２を通ってクリーニングチャンバー１４中へ移動される。イオンビーム源１６を始動し、基体２４ａ、ｂがコーティングチャンバー１１内に移動する前に、基体２４ａ、ｂの表面を清浄化する。その後、ＦＣＶＡ １２を始動し、グラファイトターゲットのプラズマを提供し、炭素イオンがｔａ−Ｃとして基体表面をコーティングするようにする。基体表面のコーティングのための時間は約５０〜３００秒の間にコントロールされる。更に、コーティングプロセス中に、基体に−８００Ｖのバイアスがかけられる。発明者は、基体にバイアスをかけることによって、既知の方法より高い精度でコーティングの所望の抵抗率を達成することができることを見いだした。一旦、コーティングが所望の厚さに適用されたならば、基体２４ａ、ｂは、コーティングチャンバー１１からコレクションサブチャンバー２０に移動される。一旦所定の量の基体ロール２４ａあるいは所定の数の基体ユニット２４ｂがコーティングされたならば、イオンビーム源１６およびＦＣＶＡを停止し、空気をチャンバー１１、１４、およびサブチャンバー１８、２０内へ導入する。チャンバー１１、１４、およびサブチャンバー１８、２０の内部の圧力が大気圧に達したら、コーティングされた基体２４ａ／ｂがコレクションサブチャンバー２０から回収される。

図１に示された実施態様では、基体２４ａは駆動ローラ２６によってチャンバーおよびサブチャンバーを通って移動される。一方、図２に示された実施態様では、基体部分２４ｂは公知の方法によりカーまたはコンベア（図示せず）の上に乗って、チャンバーおよびサブチャンバーを通って移動される。別の異なる配置では、第２のＦＣＶＡ源（図示せず）はコーティングチャンバー１１と連結し、金属イオンを有するプラズマを提供し、ｔａ−Ｃ／金属の組成を有するコーティングを提供する。

本発明者は、好ましい方法により得られる基体コーティングは驚くべきことに均一な特性を有し、これは上記の先行技術に関連して議論された、「ウエット」塗布されたＡＳＤコーティングと比較して、改良された帯電防止放電（ＡＳＤ）コーティングを提供することを見いだした。好ましい方法によって提供される基体コーティングのテストにより、コーティングの厚さの均一性が＋／−５％であり、１つのバッチから次のバッチまでの抵抗率の再現性が＋／−１０％であり、抵抗率は１０^６Ωｃｍ＋／−５％でコントロールすることができることが示された。このレベルの許容差は、公知の「ウエット」塗布を使用しては不可能である。他の標準テストの結果は、１０００Ｖでコーティングのトリボチャージが１Ｖ未満であり、帯電圧減衰は、１０００Ｖで１０％カットオフが０．４秒であることを示した。更に、完全性試験は、コーティングが超音波浴中で、３０分後に依然として完全であることを示した。対照的に、薄い「ウエット」塗布コーティングは、超音波浴中で約１分後に完全性を失った。これは比較的厚く塗布されない場合の不良な接着による。さらに、好ましい実施態様のコーティングは１ＧＰａ未満の比較的低いストレスと、２．５ｇ／ｃｍ^３よりも大きい比較的高い密度、約５０ＧＰａの比較的高い硬さを有している。コーティングが、比較的低温（つまりほぼ室温）で適用されるので、コーティングプロセスは高い温度で損傷に弱い基体に影響を与えない。

コーティングが１０^６Ωｃｍよりも大きいか、または小さい抵抗率を持つことが望まれる場合、コーティング厚、コーティングプロセスの間に存在するガス、基体にかけるバイアスの大きさ、あるいはコーティングプロセスの時間の１つまたは複数が、コーティングプロセスの間に変更される。異なる実施態様では、コーティングプロセス中にフィードバック検出装置が提供され、コーティングの抵抗率を測定し、フィードバック検出装置により測定された抵抗率が所定の抵抗率に達した時にコーティングプロセスを停止することができる。

図３は、ＡＳＤコーティングとして使用された発明の実施例を示す。約１０^６Ωｃｍの表面抵抗率を有するｔａ−Ｃコーティング３２が、本発明の好ましい方法によって公知の指紋センサー３０上に提供される。指紋センサー３０は、基本的に、その表面に能動回路３４を持っている集積回路パッケージであり、ユーザの指の接触を検知し、その指紋について指をスキャンする。完全性のために、指紋センサー３０の他のコンポーネントとしては、能動回路３４と電気的な連絡を有する能動コンポーネント３５、ＰＣＢ ３６、アース面３８、スルーホール４０、ボンドパッド４４間のワイヤボンド４２、ワイヤボンド４２の上のエポキシモールド４６があげられる。公知の指紋センサーのタッチ表面は通常Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯＮあるいはＳｉＯ_２であり、典型的には１０^６Ωｃｍよりも大きい抵抗率を有する。したがって、実際には、能動回路３４に触れる場合、ユーザはしばしば彼らの指先から静電気を放出する。ユーザからのＥＳＤが十分に大きな場合、能動回路および／またはそれに接続している電装品は修理不能に破損される場合がある。本発明のコーティング３２をセンサーの表面に適用することによって、ＥＳＤの危険は低減されるかまたは防止され、またユーザの指の接触を、コーティング３２を通して能動回路３４へ登録するに十分な導電率を有している。

上記の例から理解されるように、新規な基体コーティングはＥＳＤから、タッチ感受性ディスプレーパネルを始めとする露出した能動回路の他のタイプを保護するために使用することができる。

図４Ａおよび４Ｂは、公知のリソグラフィープロセスにおいて本発明の原理を使用して、ワイヤーボンディングの前に能動回路４８をコーティングする方法を例示する。この例において、ボンディングパッド５０はｔａ−Ｃコーティング５２によりカバーされることはできない。あるいは、ワイヤーボンディングは達成されない。したがって、フォトレジスト要素５４は、基体コーティング５２を適用する前にボンディングパッド５０の上に配置される。図４Ａは、塗布されたｔａ−Ｃコーティング５２、およびコーティング５２とボンディングパッド５０の間のフォトレジスト要素５４を有する能動回路４８を例示する。一旦、ｔａ−Ｃ基体コーティング５２が塗布され、ＮａＯＨ溶液がボンディングパッド５０からフォトレジスト５４およびその上の基体コーティング部分５６をストリップするために使用される。図４Ｂの中で例示されるように、これは、基体コーティング５２によってコーティングされるが、露出されたボンディングパッド５０を有する能動回路４８に帰着する。

異なる配置では、本発明の原理は既知の金属マスキング技術において使用することができる。能動回路の所定の部分（たとえば、ワイヤボンディングパッド）を覆うために所定の形状の金属マスクが提供され、ｔａ−Ｃコーティングプロセスの間に覆われていない部分が露出されることを可能にする。コーティングの後、マスクは除去され、コーティングされていない露出部分が現れる。

図５および６は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイに関する本発明の異なる使用を例示する。ここでは、コーティングの抵抗率特性は、コーティングのシード層としての使用を許容し、非常に異なる抵抗特性を有する２つの層の間の接着の改良を提供する。公知のＯＬＥＤは、第１のガラス層、第１のガラス層の上に配置される透明電極フィルム（たとえば、ＩＴＯ、ＺｎＯ）、有機ＯＬＥＤポリマー、ＣａおよびＡｌ、および第２のガラス層を記載した順で含む、複数の隣接した層を含む。ガラスは脆いので、現在の研究はポリカーボネートのような柔軟で透明なポリマーでのガラス層を置換することを研究している。しかしながら、ガラス層の上に電極フィルムを堆積させる時の温度は比較的高いが、ポリカーボネートに悪影響を及ぼさないように、ポリカーボネート層の上に置く場合、その温度はより低くなければならない。より低い温度でポリカーボネートへ電極フィルムをボンディングすることは、ポリカーボネートの高い抵抗により有効でないことを示された。ガラスの抵抗はおよそ２０Ωで、ポリカーボネートの抵抗がほぼ１０ｋΩであり、抵抗率は１０^１０Ωｃｍより大きく、ポリカーボネートの抵抗はガラスよりの抵抗より数桁大きい。

さらに、ポリカーボネートは空気および水に対して浸透性である。ポリカーボネートの浸透性は、ポリカーボネートのＯＬＥＤ構造の耐用期間が１日未満であることを意味する。これはポリカーボネートおよび他の層を通過する空気および／または水によるＣａ層の酸化のためである。

図５および６の中で例示された実施態様では、上記の方法を使用して第１のｔａ−Ｃ層５８が、ポリカーボネート層６０と透明電極層６２の間に提供される。ｔａ−Ｃ層５８の厚さは３０−５０オングストロームである。また、堆積パラメータ（バイアシングなど）は、ポリカーボネート層の上に、１０^６から１０^９Ωｃｍの抵抗率を有するシード層コーティングを提供するようにコントロールされる。これは、ポリカーボネート層６０の抵抗率を１０^６から１０^９Ωｃｍの間に低減して、透明電極層６２との接着を改善する効果がある。従来のように、他の層は有機ＯＬＥＤポリマー層６４およびＣａとＡｌ ６６である。この実施態様では、第２のポリカーボネート層６８の形態の第２のポリマー層が、さらにＣａおよびＡｌ層６６の上に提供される。

第１のｔａ−Ｃ層５８は、ポリカーボネート層６０を通ってＣａ層への浸透性をおよそ１００倍低減するというさらなる利点を有する。図５に示すように、外側のポリカーボネート層６０、６８の浸透性をさらに低減するために、第２および第３のｔａ−Ｃ層７０、７２を第１のポリカーボネート層６０の外側、および第２のポリカーボネート層６８の外側に提供することも好ましい。第２および第３のｔａ−Ｃ層７０、７２は第１のｔａ−Ｃ層５８より厚くすることができ、２０−２０００オングストロームの範囲で提供される。ｔａ−Ｃ層５８、７０、７２の各々は、好ましい方法によって提供される。追加のｔａ−Ｃ層７０、７２は、約５０オングストロームの厚さで塗布された時にＨ_２Ｏの浸透を約３０ｇｍ^−２日^−１から１０ｇｍ^−２日^−１未満に低減することができ、また約２０００オングストロームの厚さで塗布された時に約０．６ｇｍ^−２日^−１未満に低減することができる。単一のポリカーボネート層とそれに塗布された単一のｔａ−Ｃ層の代わりに、薄いポリカーボネート／ｔａ−Ｃ基体が交互に積層された多層のものを使用することにより、浸透をさらに数桁低減することができる。

上記のＯＬＥＤの例から明白なように、本発明には、室温及び同様な温度においてプラスチックまたはポリマー上に金属を堆積させる場合に、金属とポリマー層の間の接着を改善するシード層としての、多くの潜在的な用途が存在する。例えば、ＤＶＤとＣＤは、表面のほぼポリマーの層と、そのすぐ下の反射Ａｌ層を有する。ポリマー上に堆積されたＡｌの接着を改善するために、Ａｌ層とポリマーの間に、本発明に従ってｔａ−Ｃ層が提供されることができる。同様に、タッチスクリーンパネルは、表面のほぼポリマーの層と、その上の透明電極層を含む。接着を改善するために電極層とポリマーの間に、本発明にしたがってｔａ−Ｃ層を提供することができる。

さらに熟練した当業者に理解されるように、本発明はさらに他の用途に適用されることができる。例えば、ハードディスクドライブ装置のリーダアームおよびヘッドは、ＥＳＤからハードディスクのリーダアーム／ヘッドを守るために、図２に記載したようにしてコーティングすることができる。さらに、シリコンウエハの生産および輸送の中で使用されるトレイとホルダーは、本発明の好ましい方法によってコーティングされ、１０^６から１０^８Ωｃｍの抵抗率のコーティングを提供することができる。これは、トレイおよびホルダーとシリコンウエハの間のＥＳＤの危険を低減するために現在使用されている、炭素フィレットの必要をなくす。炭素フィレットの必要をなくすことは、ウエハ上へのフィレットからの炭素汚染の危険を減らすことというさらなる長所を持つ。

発明はその好ましい実施態様に関して記述されているが、使用された言葉は制限的に使用されたものではなく、特許請求の範囲に使用された本発明の技術的範囲を離れることなく変更を行うことができる。

本発明を要約すれば、本発明の方法および装置は、所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供する。本発明の方法は、コーティングされる基体を真空チャンバー中に提供し、チャンバー内にプラズマを生成し、プラズマのイオンを基体上に堆積させ、ｔａ−Ｃ基体コーティングを形成する工程を含む。ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有すると、コーティング工程が停止される。所定の抵抗率は、１０^５−１０^１０Ωｃｍであり、好ましくは約１０^６Ωｃｍである。所定の抵抗率に達することを援助するため、方法の間、基体にバイアスがかけられる場合がある。コーティングは基体への、または基体からの静電放電の危険を減らすため、または防止するために使用されることがある。または、コーティングは基体とさらなるコーティングの間の接着を改善するためにシード層を提供するために使用されることがある。さらに、所定の抵抗率を有するコーティングが記述される。

本発明の基体コーティングを提供するための装置の実施態様を例証する図である 本発明の基体コーティングを提供するための装置の実施態様を例証する図である。 本発明の実施態様のいくつかの用途を例証する図である。 本発明の実施態様のいくつかの用途を例証する図である。 本発明の実施態様を組込むＯＬＥＤの各部の関連を示す概要図である。 本発明の実施態様を組込むＯＬＥＤの各部の関連を示す拡大された部分図である。

Claims (44)

1. 所定の抵抗率を有する基体コーティングを提供する方法であって、
   コーティングされる基体を真空チャンバー内に提供する工程、
   チャンバー内で炭素プラズマを生成する工程、
   プラズマのイオンを基体上に堆積させ、ｔａ−Ｃ基体コーティングを形成する工程、および
   ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有した時にコーティング工程を停止する工程、
   を含む方法。
2. 所定の抵抗率が１０^５−１０^９Ωｃｍである、請求項１記載の方法。
3. 所定の抵抗率が約１０^６Ωｃｍである、請求項１または２記載の方法。
4. コーティングの厚さが５−８０ｎｍである、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. コーティングの厚さが２０−５０ｎｍである、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 堆積工程の間、基体にバイアスがかけられる、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. −１００Ｖから−３０００Ｖの範囲で基体にバイアスがかけられる、請求項６項記載の方法。
8. −５００Ｖから−１５００Ｖの範囲で基体にバイアスがかけられる、請求項６項記載の方法。
9. プラズマ生成工程が開始してから５０から３００秒経過後に、停止工程が起こる、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 堆積工程がチャンバーと連結された装置により行われ、該装置が炭素ターゲットと、ターゲットに電力を供給するための電源を含む、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
11. 堆積工程がチャンバーと連結された第２の装置によっても行われ、該第２の装置が金属ターゲットと、金属ターゲットに電力を供給するための電源を含み、ｔａ−Ｃ基体コーティングが金属ターゲットからのプラズマにより提供された金属を含む、請求項１０記載の方法。
12. チャンバーが堆積工程の前に減圧にされ、チャンバーが減圧にされた後で、堆積工程の前に、基体が真空チャンバー内で清浄化される、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
13. チャンバーが堆積工程の前に減圧にされ、プラズマに暴露された後で、チャンバーを再加圧する工程の前に、基体が真空チャンバー内で清浄化される、請求項１０から１２のいずれか１項記載の方法。
14. 装置が、フィルタードカソーディックバキュウムアーク装置である、請求項１０から１３のいずれか１項記載の方法。
15. 真空チャンバー内へガスを導入し、基体上にガスとｔａ−Ｃの化合物であるコーティングを形成することを含む、請求項１０から１４のいずれか１項記載の方法。
16. ガスが、窒素、アルゴン、アンモニア、酸素、メタンおよびエテン（エチレン）の１つである、請求項１５記載の方法。
17. 基体が、指紋センサー；露出した能動回路を有する電子パッケージ；記憶メディア；ディジタルメモリーリーダーコンポーネント；集積回路パッケージ；有機発光ダイオードの層；の１つまたはその部分またはそのコンポーネントである、請求項１から１６のいずれか１項記載の方法。
18. １０^５−１０^９Ωｃｍの所定の抵抗率を有するｔａ−Ｃコーティングを含む基体。
19. １０^６Ωｃｍの所定の抵抗率を有するｔａ−Ｃコーティングを含む、請求項１８記載の基体。
20. １０^５−１０^９Ωｃｍの所定の抵抗率を有する、基体用のｔａ−Ｃコーティング。
21. １０^６Ωｃｍの所定の抵抗率を有する、請求項２０記載のｔａ−Ｃコーティング。
22. コーティングが請求項１から１７のいずれか１項記載の方法により提供される、請求項１８もしくは１９記載の基体、または請求項２０もしくは２１記載のコーティング。
23. 基体上にｔａ−Ｃコーティングを提供する装置であって、
    コーティングされる基体をハウジングする真空チャンバー；
    チャンバー内に炭素プラズマを生成する手段；並びに
    炭素プラズマの生成手段を作動させ、ｔａ−Ｃ基体コーティングが所定の抵抗率を有した時にプラズマ生成手段を停止するための、制御手段；
    を含む装置。
24. 所定の抵抗率が１０^５−１０^９Ωｃｍである、請求項２３記載の装置。
25. 所定の抵抗率が約１０^６Ωｃｍである、請求項２３または２４記載の装置。
26. 制御手段が、コーティングが５−８０ｎｍの厚さになった時にプラズマ生成手段を停止するように構成される、請求項２３から２５のいずれか１項記載の装置。
27. 制御手段が、コーティングが２０−５０ｎｍの厚さになった時にプラズマ生成手段を停止するように構成される、請求項２３から２６のいずれか１項記載の装置。
28. プラズマ生成手段が作動する時に基体にバイアスをかけるための、基体バイアシング手段を含む、請求項２３から２７のいずれか１項記載の装置。
29. 基体バイアシング手段が、−１００Ｖから−３０００Ｖまでの範囲で基体にバイアスをかけるように構成された、請求項２８記載の装置。
30. 基体バイアシング手段が、−５００Ｖから−１５００Ｖまでの範囲で基体にバイアスをかけるように構成された、請求項２８記載の装置。
31. プラズマ生成手段がフィルタードカソーディックバキュウムアーク装置である、請求項２３から３０のいずれか１項記載の装置。
32. 積み重ねる順で、以下の複数の積み重ねられた層を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ：
    第１の透明なポリマー層；
    所定の抵抗率を有するｔａ−Ｃシード層；
    透明電極フィルム層；
    有機層；
    １つ以上の金属層；および
    第２のポリマー層。
33. 所定の抵抗率が１０^５−１０^９Ωｃｍである、請求項３２記載のＯＬＥＤディスプレイ。
34. ｔａ−Ｃ層が１０−５０オングストロームの厚さである、請求項３２または３３記載のＯＬＥＤディスプレイ。
35. 第１のポリマー層がポリカーボネートである、請求項３２から３４のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
36. 透明電極フィルム層が、ＩＴＯまたはＺｎＯの１つである、請求項３２から３５のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
37. １つ以上の金属層がＣａおよびＡｌを含む、請求項３２から３６のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
38. 第１のポリマー層の、第１のｔａ−Ｃ層に隣接する側の反対側の上に、第２のｔａ−Ｃ層を含む、請求項３２から３７のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
39. 第２のポリマー層の、１つ以上の金属層に隣接する側の反対側の上に、第３のｔａ−Ｃ層を含む、請求項３２から３８のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
40. 第２のｔａ−Ｃ層が２０−５００オングストロームである、請求項３８記載のＯＬＥＤディスプレイ。
41. ｔａ−Ｃ層が請求項１から１７のいずれか１項記載の方法により提供される、請求項３２から４０のいずれか１項記載のＯＬＥＤディスプレイ。
42. 実質的に明細書および添付図面に記載された基体コーティングを提供する方法。
43. 実質的に明細書および添付図面に記載された、ｔａ−Ｃコーティング。
44. 実質的に明細書および添付図面の５および６に記載されたＯＬＥＤ。
    

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