JP2015183231A - Film deposition apparatus and film deposition method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus and a film deposition method that can form a transparent conductive film suppressed from increasing in specific resistance value.SOLUTION: A film deposition apparatus 1 includes: a first film deposition part 71 which deposits a first base film M1 containing silicon oxide through reactive sputtering; a second film deposition part 72 which deposits a second base film M2 containing silicon oxide on the first base film M1 through high-frequency sputtering; a third film deposition part 73 which deposits a transparent conductive film M3 on the second base film M2 through reactive plasma vapor deposition; and a conveyor roller 11 which conveys an object 10 of film deposition among the first film deposition part 71, second film deposition part 72, and third film deposition part 73.

Description

本発明は、成膜装置と、成膜方法と、に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method.

成膜対象物上に透明導電膜を反応性プラズマ蒸着により成膜する成膜装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された成膜装置は、基板上に形成された下地膜上に透明導電膜を成膜している。透明導電膜としては、たとえば、酸化インジウムスズ(ITO:酸化インジウムと酸化スズとの化合物)膜がある。   2. Description of the Related Art A film forming apparatus that forms a transparent conductive film on a film formation object by reactive plasma vapor deposition is known (see, for example, Patent Document 1). The film forming apparatus disclosed in Patent Document 1 forms a transparent conductive film on a base film formed on a substrate. An example of the transparent conductive film is an indium tin oxide (ITO: compound of indium oxide and tin oxide) film.

特開2002−30423号公報JP 2002-30423 A

透明導電膜が成膜される下地膜の一つとして、酸化シリコンを含有する膜を有する光学調整膜がある。この光学調整膜を透明導電膜が成膜される下地膜として採用する場合、酸化シリコンを含有する膜上に透明導電膜が成膜されることがある。   As one of the base films on which the transparent conductive film is formed, there is an optical adjustment film having a film containing silicon oxide. When this optical adjustment film is employed as a base film on which a transparent conductive film is formed, the transparent conductive film may be formed on a film containing silicon oxide.

生産性又は膜厚分布の制御性などの要因から、酸化シリコンを含有する膜は反応性スパッタリングにより成膜することが考えられる。反応性スパッタリングによる成膜は、成膜速度が速くすることができ、また、膜厚分布の制御性に優れている。しかしながら、酸化シリコンを含有する膜を反応性スパッタリングにより成膜し、当該膜上に透明導電膜を反応性プラズマ蒸着により成膜する場合、成膜された透明導電膜の比抵抗値が増加するおそれがある。   For reasons such as productivity or controllability of film thickness distribution, it is conceivable that a film containing silicon oxide is formed by reactive sputtering. Film formation by reactive sputtering can increase the film formation speed and is excellent in controllability of film thickness distribution. However, when a film containing silicon oxide is formed by reactive sputtering and a transparent conductive film is formed on the film by reactive plasma deposition, the specific resistance value of the formed transparent conductive film may increase. There is.

そこで、本発明は、比抵抗値の増加が抑制された透明導電膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of forming a transparent conductive film in which an increase in specific resistance value is suppressed.

本発明者らは、比抵抗値の増加が抑制された透明導電膜を成膜することが可能な構成について鋭意研究を行った。その結果、本発明者らは、酸化シリコンを含有する膜を高周波スパッタリングにより成膜し、当該膜上に透明導電膜を反応性プラズマ蒸着により成膜する場合、成膜された透明導電膜の比抵抗値の増加が抑制されるという事実を見出し、本発明を想到するに至った。   The inventors of the present invention have intensively studied a configuration capable of forming a transparent conductive film in which an increase in specific resistance value is suppressed. As a result, when the present inventors formed a film containing silicon oxide by high frequency sputtering and formed a transparent conductive film on the film by reactive plasma deposition, the ratio of the formed transparent conductive film The present inventors have come up with the present invention by finding the fact that an increase in resistance value is suppressed.

すなわち、本発明に係る成膜装置は、酸化シリコンを含有する第一下地膜を反応性スパッタリングにより成膜する第一成膜部と、第一下地膜上に酸化シリコンを含有する第二下地膜を高周波スパッタリングにより成膜する第二成膜部と、第二下地膜上に透明導電膜を反応性プラズマ蒸着により成膜する第三成膜部と、第一、第二、及び第三成膜部の間で成膜対象物を搬送する搬送部と、を備える。   That is, a film forming apparatus according to the present invention includes a first film forming unit for forming a first base film containing silicon oxide by reactive sputtering, and a second base film containing silicon oxide on the first base film. A second film forming unit for forming a film by high frequency sputtering, a third film forming unit for forming a transparent conductive film on the second underlayer by reactive plasma deposition, and first, second, and third film forming units. A transport unit that transports the film formation target between the units.

本発明に係る成膜方法は、反応性スパッタリングにより、酸化シリコンを含有する第一下地膜を成膜する第一成膜工程と、高周波スパッタリングにより、第一下地膜上に酸化シリコンを含有する第二下地膜を成膜する第二成膜工程と、反応性プラズマ蒸着により、第二下地膜上に透明導電膜を成膜する第三成膜工程と、を含む。   The film forming method according to the present invention includes a first film forming step of forming a first base film containing silicon oxide by reactive sputtering, and a first film containing silicon oxide on the first base film by high frequency sputtering. A second film forming step of forming a second base film, and a third film forming step of forming a transparent conductive film on the second base film by reactive plasma deposition.

本発明によれば、比抵抗値の増加が抑制された透明導電膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the film-forming apparatus and the film-forming method which can form the transparent conductive film in which the increase in specific resistance value was suppressed can be provided.

本発明の実施形態に係る光学素子の断面構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross-sectional structure of the optical element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る成膜方法の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the film-forming method which concerns on this embodiment. 本発明の実施例及び比較例における試験条件を示す図である。It is a figure which shows the test conditions in the Example and comparative example of this invention. 本発明の実施例及び比較例におけるシート抵抗値の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the sheet resistance value in the Example and comparative example of this invention.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

図1は、本実施形態に係る光学素子E1の断面構成を説明するための図である。光学素子E1は、たとえば、携帯端末などの電子機器に使用されるタッチパネル、太陽電池、又は有機EL照明などに用いられる。   FIG. 1 is a diagram for explaining a cross-sectional configuration of an optical element E1 according to the present embodiment. The optical element E1 is used for, for example, a touch panel, a solar cell, or an organic EL illumination used for an electronic device such as a portable terminal.

図1に示されるように、光学素子E1は、基板B上を備えている。基板Bの材料は、たとえば、ガラス又はシリコンウェハーなどである。基板B上には、第一下地膜M1が成膜されている。第一下地膜M1は、酸化シリコンを含有する。第一下地膜M1の材料は、酸化シリコン(SiOx:たとえば、SiO)である。第一下地膜M1は、たとえば、光学調整膜として機能する。 As shown in FIG. 1, the optical element E1 is provided on the substrate B. The material of the substrate B is, for example, glass or a silicon wafer. On the substrate B, a first base film M1 is formed. The first base film M1 contains silicon oxide. The material of the first base film M1 is silicon oxide (SiOx: for example, SiO 2 ). The first base film M1 functions as, for example, an optical adjustment film.

第一下地膜M1上には第二下地膜M2が成膜されている。第二下地膜M2は、酸化シリコンを含有する。第二下地膜M2の材料は、酸化シリコン(SiOx:たとえば、SiO)である。第二下地膜M2上には、透明導電膜M3が成膜されている。透明導電膜M3は、TCO(Transparent Conductive Oxide)膜である。透明導電膜M3の材料は、酸化インジウムを組成として含んだ材料であり、たとえば、ドープ元素の無い酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウムタングステン、又は、酸化インジウム亜鉛などの金属酸化物である。また、これらの金属酸化物が2種以上複合されてもよい。透明導電膜M3の厚みは、たとえば5〜35nm程度に設定してもよいが、当該数値に限定されない。第一下地膜M1、第二下地膜M2、及び透明導電膜M3が成膜されていない状態の基板B、第一下地膜M1が成膜された状態の基板B、並びに、第一下地膜M1及び第二下地膜M2が成膜された状態の基板Bは、後述する成膜対象物10に対応する。 A second base film M2 is formed on the first base film M1. The second base film M2 contains silicon oxide. The material of the second base film M2 is silicon oxide (SiOx: for example, SiO 2 ). A transparent conductive film M3 is formed on the second base film M2. The transparent conductive film M3 is a TCO (Transparent Conductive Oxide) film. The material of the transparent conductive film M3 is a material containing indium oxide as a composition, for example, a metal oxide such as indium oxide without doping elements, indium tin oxide, indium tungsten oxide, or indium zinc oxide. Two or more of these metal oxides may be combined. The thickness of the transparent conductive film M3 may be set to, for example, about 5 to 35 nm, but is not limited to this value. The substrate B in a state where the first base film M1, the second base film M2, and the transparent conductive film M3 are not formed, the substrate B in a state where the first base film M1 is formed, and the first base film M1 The substrate B on which the second base film M2 is formed corresponds to a film formation target 10 to be described later.

(成膜装置)
ここで、図2を参照して、上述した光学素子E1を製造する際に用いられる成膜装置について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る成膜装置1の概略構成図である。
(Deposition system)
Here, with reference to FIG. 2, the film-forming apparatus used when manufacturing the optical element E1 mentioned above is demonstrated. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the film forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.

成膜装置1は、真空中にて希薄アルゴン雰囲気下でプラズマを発生させ、プラズマ中のプラスイオンを成膜材料(ターゲット3,4)に衝突させることで成膜材料の原子をはじき出し、成膜対象物10上に付着させて成膜を行う装置と、生成されたプラズマを用いて成膜材料(タブレット5)をイオン化し、成膜対象物10上に付着させて成膜を行う装置とを含んでいる。成膜装置1は、真空チャンバ2と、電力源6と、成膜対象物10を搬送する搬送ローラ11(搬送部)と、成膜装置1の制御を行う制御部30と、を備えている。電力源6は、真空チャンバ2に設けられた電極(不図示)へ電力を供給する。複数の電極はターゲット3,4をそれぞれ保持する。ターゲット3,4は、それぞれ電力源6と電気的に接続されている。   The film forming apparatus 1 generates a plasma in a dilute argon atmosphere in a vacuum, and bombards positive ions in the plasma against the film forming material (targets 3 and 4) to eject the atoms of the film forming material and form a film. An apparatus for depositing on the object 10 to form a film and an apparatus for ionizing a film deposition material (tablet 5) using the generated plasma and depositing on the film to be deposited object 10 Contains. The film deposition apparatus 1 includes a vacuum chamber 2, a power source 6, a transport roller 11 (transport section) that transports the film formation target 10, and a control section 30 that controls the film deposition apparatus 1. . The power source 6 supplies power to electrodes (not shown) provided in the vacuum chamber 2. The plurality of electrodes respectively hold the targets 3 and 4. Each of the targets 3 and 4 is electrically connected to the power source 6.

真空チャンバ2は、スパッタリングが行われるスパッタ室7Aと、スパッタ室7Aの前段側に隣接する排気室8と、スパッタ室7Aの後段側に隣接する蒸着室7Bと、蒸着室7Bの後段側に隣接するベント室9とを備えている。真空チャンバ2内には、成膜対象物10が収容される。真空チャンバ2内には、搬送ローラ11が設けられている。搬送ローラ11は、成膜対象物10を配置可能であって、配置された成膜対象物10を所定の搬送方向Aに搬送可能である。これにより成膜対象物10は、搬送ローラ11により搬送方向Aに搬送される。   The vacuum chamber 2 is adjacent to the sputtering chamber 7A in which sputtering is performed, the exhaust chamber 8 adjacent to the upstream side of the sputtering chamber 7A, the vapor deposition chamber 7B adjacent to the downstream side of the sputtering chamber 7A, and the downstream side of the vapor deposition chamber 7B. And a vent chamber 9 to be used. A film formation target 10 is accommodated in the vacuum chamber 2. A conveyance roller 11 is provided in the vacuum chamber 2. The conveyance roller 11 can arrange the film formation target 10 and can convey the arranged film formation target 10 in a predetermined conveyance direction A. As a result, the film formation target 10 is transported in the transport direction A by the transport roller 11.

ターゲット3,4は、成膜材料又は成膜材料の一部(組成材料)から成る平板状の部材である。なお、ターゲット3,4として、円筒状の部材を用いてもよい。ターゲット3,4は、スパッタ室7A内において成膜対象物10に対向して配置されている。ターゲット3,4は、所定の間隔を開けて、搬送方向Aに沿って配置されている。   The targets 3 and 4 are flat plate members made of a film forming material or a part of the film forming material (composition material). A cylindrical member may be used as the targets 3 and 4. The targets 3 and 4 are disposed facing the film formation target 10 in the sputtering chamber 7A. The targets 3 and 4 are arranged along the transport direction A at a predetermined interval.

ターゲット3と成膜対象物10との間には、スパッタリング空間C1が形成される。ターゲット4と成膜対象物10との間には、スパッタリング空間C2が形成される。   A sputtering space C <b> 1 is formed between the target 3 and the film formation target 10. A sputtering space C <b> 2 is formed between the target 4 and the film formation target 10.

スパッタ室7Aは、第一成膜部71と、第二成膜部72と、を備えている。第一成膜部71には、搬送ローラ11により成膜対象物10として基板Bが搬送される。第一成膜部71に搬送される成膜対象物10は、基板B上に成膜されていてもよい。第一成膜部71は、酸化シリコンを含有する第一下地膜M1を反応性スパッタリングにより成膜する。ターゲット3は、シリコンからなる材料である。真空チャンバ2内に酸素を含むガスを導入し、ターゲット3をスパッタリングすることにより、酸化シリコンを含有する膜が成膜させる。   The sputtering chamber 7 </ b> A includes a first film forming unit 71 and a second film forming unit 72. The substrate B is transported to the first film forming unit 71 as the film formation target 10 by the transport roller 11. The film formation target 10 conveyed to the first film formation unit 71 may be formed on the substrate B. The first film forming unit 71 forms a first base film M1 containing silicon oxide by reactive sputtering. The target 3 is a material made of silicon. A gas containing oxygen is introduced into the vacuum chamber 2 and the target 3 is sputtered to form a film containing silicon oxide.

第二成膜部72には、搬送ローラ11により成膜対象物10として、第一下地膜M1が成膜された基板Bが搬送される。第二成膜部72は、第一下地膜M1上に酸化シリコンを含有する第二下地膜M2を高周波スパッタリングにより成膜する。ターゲット4は、酸化シリコンからなる材料である。真空チャンバ2内に酸素を含むガスを導入し、ターゲット4をスパッタリングすることにより、酸化シリコンを含有する膜が成膜させる。   The substrate B on which the first base film M <b> 1 is formed is transported to the second film forming unit 72 as the film formation target 10 by the transport roller 11. The second film forming unit 72 forms a second base film M2 containing silicon oxide on the first base film M1 by high frequency sputtering. The target 4 is a material made of silicon oxide. A gas containing oxygen is introduced into the vacuum chamber 2 and the target 4 is sputtered to form a film containing silicon oxide.

蒸着室7Bは、第三成膜部73を備える。第三成膜部73には、搬送ローラ11により成膜対象物10として、第一下地膜M1及び第二下地膜M2が成膜された基板Bが搬送される。第三成膜部73は、タブレット5を保持する主ハース41と、主ハース41を環状に取り囲む補助陽極である輪ハース42と、プラズマビームを主ハース41へ照射するプラズマガンなどのプラズマ源43と、を備えて構成される。第三成膜部73は、第二下地膜M2上に透明導電膜M3を反応性プラズマ蒸着により成膜する。タブレット5は、酸化インジウムを組成として含んだ材料であり、たとえば、酸化インジウムスズである。タブレット5は、蒸着室7B室内において成膜対象物10に対向して配置されている。第三成膜部73は、プラズマ源43によってプラズマPを生成し、主ハース41に保持されたタブレット5を加熱して蒸発させる。このとき、蒸発物が蒸発源(タブレット5)と成膜対象物10との間に形成された空間C3を拡散するので、反応性プラズマ蒸着により透明導電膜M3が成膜される。   The vapor deposition chamber 7 </ b> B includes a third film forming unit 73. The substrate B on which the first base film M <b> 1 and the second base film M <b> 2 are formed is transported to the third film forming unit 73 as the film formation target 10 by the transport roller 11. The third film forming unit 73 includes a main hearth 41 that holds the tablet 5, a ring hearth 42 that is an auxiliary anode surrounding the main hearth 41 in a ring shape, and a plasma source 43 such as a plasma gun that irradiates the main hearth 41 with a plasma beam. And comprising. The third film forming unit 73 forms a transparent conductive film M3 on the second base film M2 by reactive plasma deposition. The tablet 5 is a material containing indium oxide as a composition, for example, indium tin oxide. The tablet 5 is disposed facing the film formation target 10 in the vapor deposition chamber 7B. The third film forming unit 73 generates plasma P by the plasma source 43 and heats and evaporates the tablet 5 held in the main hearth 41. At this time, the evaporant diffuses in the space C3 formed between the evaporation source (tablet 5) and the film formation target 10, so that the transparent conductive film M3 is formed by reactive plasma deposition.

成膜装置1は、スパッタ室7A、蒸着室7B、排気室8、及びベント室9の各室に接続されて、各室内を真空引きするためのターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)12と、スパッタ室7A、蒸着室7B、排気室8、及びベント室9の各室間、排気室8の入口部、及びベント室9の出口部に設けられたゲートバルブ13と、排気室8及びベント室9のそれぞれに接続されたドライポンプ14と、を備えている。   A film forming apparatus 1 is connected to each of a sputtering chamber 7A, a vapor deposition chamber 7B, an exhaust chamber 8, and a vent chamber 9, and is equipped with a turbo molecular pump (TMP) 12 for evacuating each chamber. , A gate valve 13 provided between the sputtering chamber 7A, the vapor deposition chamber 7B, the exhaust chamber 8 and the vent chamber 9, the inlet portion of the exhaust chamber 8, and the outlet portion of the vent chamber 9, the exhaust chamber 8 and the vent. And a dry pump 14 connected to each of the chambers 9.

成膜装置1は、雰囲気ガスである不活性ガスとしてのアルゴン(Ar)ガスを内部に充填したアルゴンボンベ16と、アルゴンボンベ16内のアルゴンガスを所定の流量でスパッタ室7内に供給するガス流量制御器であるマスフローコントローラ(MFC;Mass Flow Controller)17とを備えている。なお、雰囲気ガスとして、キセノン(Xe)又はクリプトン(Kr)を使用してもよい。成膜装置1は、酸素ガスを内部に充填した酸素ボンベ22と、酸素ボンベ22内の酸素ガスを所定の流量でスパッタ室7A内に供給するガス流量制御器であるマスフローコントローラ21とを備えている。   The film forming apparatus 1 includes an argon cylinder 16 filled with argon (Ar) gas as an inert gas, which is an atmospheric gas, and a gas that supplies the argon gas in the argon cylinder 16 into the sputtering chamber 7 at a predetermined flow rate. A mass flow controller (MFC) 17 which is a flow rate controller is provided. Note that xenon (Xe) or krypton (Kr) may be used as the atmospheric gas. The film forming apparatus 1 includes an oxygen cylinder 22 filled with oxygen gas, and a mass flow controller 21 that is a gas flow controller for supplying the oxygen gas in the oxygen cylinder 22 into the sputtering chamber 7A at a predetermined flow rate. Yes.

アルゴンボンベ16には、アルゴンガスを真空チャンバ2に導入するラインL11,L12,L13が接続されている。ラインL11,L12,L13には、マスフローコントローラ17が接続されている。一方、酸素ボンベ22には、酸素ガスを真空チャンバ2に導入するラインL21,L22,L23が接続されている。ラインL21,L22,L23には、マスフローコントローラ21が接続されている。ラインL21はラインL11の途中に合流している。ラインL11の出口端部はターゲット3の近傍に配置されている。ラインL22はラインL12の途中に合流している。ラインL12の出口端部は、ターゲット4の近傍に配置されている。ラインL23はラインL13の途中に合流している。ラインL13の出口端部は、蒸着室7B内に配置されている。   Lines L 11, L 12, and L 13 for introducing argon gas into the vacuum chamber 2 are connected to the argon cylinder 16. A mass flow controller 17 is connected to the lines L11, L12, and L13. On the other hand, lines L21, L22, and L23 for introducing oxygen gas into the vacuum chamber 2 are connected to the oxygen cylinder 22. A mass flow controller 21 is connected to the lines L21, L22, and L23. The line L21 joins in the middle of the line L11. The exit end of the line L11 is disposed in the vicinity of the target 3. The line L22 joins in the middle of the line L12. The exit end of the line L12 is disposed in the vicinity of the target 4. The line L23 joins in the middle of the line L13. The exit end of the line L13 is disposed in the vapor deposition chamber 7B.

マスフローコントローラ17,21は、制御部30と電気的に接続されている。制御部30は、マスフローコントローラ17,21を制御することによって、真空チャンバ2へ供給するアルゴンガスの流量と酸素ガスの流量を制御する。これによって、制御部30は、真空チャンバ2内の酸素濃度を調整することができる。   The mass flow controllers 17 and 21 are electrically connected to the control unit 30. The control unit 30 controls the flow rate of argon gas and oxygen gas supplied to the vacuum chamber 2 by controlling the mass flow controllers 17 and 21. Thereby, the control unit 30 can adjust the oxygen concentration in the vacuum chamber 2.

真空チャンバ2内であって成膜対象物10の膜厚方向と対向する裏側には、加熱部18が搬送方向Aに並べて配置されている。加熱部18は、成膜対象物10の裏面側を加熱することで、成膜される面を間接的に加熱する。加熱部18はヒータであり、加熱部18により、熱が基板Bに伝わる。加熱部18は、スパッタ室7、排気室8、及びベント室9の各室に設けられている。加熱部18は、真空チャンバ2内における取付位置が特に限定されておらず、成膜対象物10を加熱することができればどこに配置してもよい。   A heating unit 18 is arranged in the transport direction A on the back side in the vacuum chamber 2 facing the film thickness direction of the film formation target 10. The heating unit 18 indirectly heats the surface on which the film is formed by heating the back side of the film formation target 10. The heating unit 18 is a heater, and heat is transmitted to the substrate B by the heating unit 18. The heating unit 18 is provided in each of the sputtering chamber 7, the exhaust chamber 8, and the vent chamber 9. The attachment position in the vacuum chamber 2 is not particularly limited, and the heating unit 18 may be disposed anywhere as long as the film formation target 10 can be heated.

電力源6は、ターゲット3,4に電力を供給して放電を起こすための電力源である。図2に示されるように、電力源6は、MF電源61及びRF電源62を備えている。MF電源61は、MF帯の周波数を発振する高周波電源である。MF電源61とターゲット3とは、電気的に接続されている。MF電源61は、一定の周期を有する波状又は矩形波状の電圧をターゲット3に印加する。MF電源61の周波数はたとえば、数十kHzである。   The power source 6 is a power source for supplying power to the targets 3 and 4 to cause discharge. As shown in FIG. 2, the power source 6 includes an MF power source 61 and an RF power source 62. The MF power supply 61 is a high-frequency power supply that oscillates a frequency in the MF band. The MF power supply 61 and the target 3 are electrically connected. The MF power supply 61 applies a wave-like or rectangular wave-like voltage having a certain period to the target 3. The frequency of the MF power supply 61 is, for example, several tens of kHz.

RF電源62は、RF帯の周波数を発振する高周波電源である。RF電源62とターゲット4とは、電気的に接続されている。RF電源62は、一定の周期を有する波状又は矩形波状の電圧をターゲット4に印加する。RF電源62の周波数はたとえば、13〜41MHzである。インピーダンスの整合をとるためのマッチングボックス62aが設けられている。   The RF power source 62 is a high frequency power source that oscillates a frequency in the RF band. The RF power source 62 and the target 4 are electrically connected. The RF power source 62 applies a wave-like or rectangular wave-like voltage having a certain period to the target 4. The frequency of the RF power source 62 is, for example, 13 to 41 MHz. A matching box 62a for impedance matching is provided.

制御部30は、成膜装置1の動作を制御する。制御部30は、少なくとも電力源6、搬送ローラ11、加熱部18と電気的に接続されており、所定の成膜条件となるように各構成要素を制御することができる。制御部30は、成膜時における成膜対象物10の温度が成膜に適した温度となるように、加熱部18を制御する。制御部30は、成膜に適した放電電力となるように電力源6を制御する。   The control unit 30 controls the operation of the film forming apparatus 1. The control unit 30 is electrically connected to at least the power source 6, the conveyance roller 11, and the heating unit 18, and can control each component so as to satisfy predetermined film forming conditions. The control unit 30 controls the heating unit 18 so that the temperature of the film formation target 10 at the time of film formation becomes a temperature suitable for film formation. The control unit 30 controls the power source 6 so that the discharge power is suitable for film formation.

(製造方法)
ここで、上述の成膜装置1を用いてスパッタリング及び反応性プラズマ蒸着によって成膜対象物10上に透明導電膜M3を成膜する成膜方法の一例の方法MT1について説明する。ただし、以下の説明に係る成膜方法に限定されるものではなく、手順及び処理条件は適宜変更してよい。図3は、本実施形態に係る光学素子E1の製造方法の内容を示すフローチャートである。
(Production method)
Here, a method MT1 as an example of a film forming method for forming the transparent conductive film M3 on the film forming object 10 by sputtering and reactive plasma deposition using the film forming apparatus 1 described above will be described. However, it is not limited to the film forming method according to the following description, and the procedure and processing conditions may be changed as appropriate. FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the manufacturing method of the optical element E1 according to this embodiment.

まず、基板Bに第一下地膜M1を成膜する工程が実行される(ステップS1:第一成膜工程)。ステップS1の処理は、第一成膜部71にて実行される。ステップS1の工程では、基板Bの一面に第一下地膜M1が成膜される。第一下地膜M1が成膜された基板Bは、第二成膜部72へ搬送される。   First, a step of forming the first base film M1 on the substrate B is executed (step S1: first film forming step). The process of step S <b> 1 is executed by the first film forming unit 71. In step S1, the first base film M1 is formed on one surface of the substrate B. The substrate B on which the first base film M1 is formed is transferred to the second film forming unit 72.

次に、第二下地膜M2を成膜する工程が実行される(ステップS2:第二成膜工程)。ステップS2の処理は、第二成膜部72にて実行される。ステップS2の工程では、基板Bに成膜された第一下地膜M1に第二下地膜M2が成膜される。第二下地膜M2が成膜された基板Bは、第三成膜部73へ搬送される。   Next, a step of forming the second base film M2 is executed (step S2: second film forming step). The process of step S <b> 2 is executed by the second film forming unit 72. In step S2, the second base film M2 is formed on the first base film M1 formed on the substrate B. The substrate B on which the second base film M2 is formed is transported to the third film forming unit 73.

そして、透明導電膜M3を成膜する工程が実行される(ステップS3:第三成膜工程)。ステップS3の処理は、第三成膜部73にて実行される。基板Bに成膜された第二下地膜M2の最表面に透明導電膜M3が成膜される。   And the process of forming the transparent conductive film M3 is performed (step S3: third film forming process). The process of step S3 is executed by the third film forming unit 73. A transparent conductive film M3 is formed on the outermost surface of the second base film M2 formed on the substrate B.

以上、ステップS1からステップS3が完了することにより、透明導電膜M3が表面に成膜された光学素子E1を製造する工程が完了する。   As described above, when steps S1 to S3 are completed, the process of manufacturing the optical element E1 having the transparent conductive film M3 formed on the surface is completed.

(作用・効果)
次に、本実施形態に係る成膜装置1及び成膜方法の作用・効果について説明する。
(Action / Effect)
Next, operations and effects of the film forming apparatus 1 and the film forming method according to the present embodiment will be described.

以上説明した成膜装置1及び製造方法によれば、透明導電膜M3は、反応性スパッタリング法により成膜された第一下地膜M1上に直接成膜される構成ではなく、高周波スパッタリング法により成膜された第二下地膜M2上に成膜される構成となる。よって、比抵抗値の増加が抑制された透明導電膜M3を成膜することが可能となる。   According to the film forming apparatus 1 and the manufacturing method described above, the transparent conductive film M3 is not formed directly on the first base film M1 formed by the reactive sputtering method, but is formed by the high frequency sputtering method. The film is formed on the filmed second base film M2. Therefore, it is possible to form the transparent conductive film M3 in which the increase in specific resistance value is suppressed.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
実施例1として、成膜装置1を用いて、透明導電膜M3として、酸化インジウムスズ膜を成膜した。図4において、本発明の実施例及び比較例における試験条件を示す。試験条件は図4にも示される通り、以下の条件にて行った。基板Bの材料として、ホウ素が添加されているシリコン(Si)を用いた。基板Bの搬送速度は5mm/secとした。成膜時の基板温度は180℃とした。ターゲット3,4の大きさは、いずれも100mm×1m×66mmとした。また、タブレット5の大きさは、直径30mm×40mmとした。
[Example 1]
As Example 1, an indium tin oxide film was formed as the transparent conductive film M3 using the film forming apparatus 1. FIG. 4 shows test conditions in the examples of the present invention and comparative examples. As shown in FIG. 4, the test conditions were as follows. As a material for the substrate B, silicon (Si) to which boron was added was used. The conveyance speed of the substrate B was 5 mm / sec. The substrate temperature during film formation was 180 ° C. The sizes of the targets 3 and 4 were all 100 mm × 1 m × 66 mm. The size of the tablet 5 was 30 mm × 40 mm in diameter.

第一成膜部71は、成膜圧力を0.7Paとした。雰囲気ガスとしてアルゴンガスを用い、アルゴンガスの流量を150sccmとした。酸素の流量を100sccmとした。電源として交流電源を用いた。投入電力をMF帯の周波数において12kWとし、放電電圧を−360Vとした。   The first film forming unit 71 has a film forming pressure of 0.7 Pa. Argon gas was used as the atmospheric gas, and the flow rate of argon gas was 150 sccm. The flow rate of oxygen was 100 sccm. An AC power source was used as the power source. The input power was 12 kW at the MF band frequency, and the discharge voltage was -360V.

第二成膜部72は、成膜圧力を0.7Paとした。アルゴンガスの流量を200sccmとした。投入電力をRF帯の周波数において6kWとし、放電電圧を−450Vとした。   The second film forming unit 72 had a film forming pressure of 0.7 Pa. The flow rate of argon gas was 200 sccm. The input power was 6 kW at the RF band frequency, and the discharge voltage was -450V.

第三成膜部73は、成膜圧力を0.5Paとした。アルゴンガスの流量を140sccmとした。酸素の流量を30sccmとした。電源として直流電源を用いた。電流を150Aとし、放電電圧を−60Vとした。   The third film forming unit 73 has a film forming pressure of 0.5 Pa. The flow rate of argon gas was 140 sccm. The flow rate of oxygen was 30 sccm. A DC power source was used as the power source. The current was 150 A and the discharge voltage was −60V.

上述の条件にて第一下地膜M1、第二下地膜M2、及び透明導電膜M3を成膜し、光学素子E1を得た。成膜された透明導電膜M3のシート抵抗値を計測した。測定結果を図5に示す。本実施形態では、比抵抗値ではなくシート抵抗値を測定した。シート抵抗値は、厚さを持つ膜の電気抵抗値を表す量であり、単位はΩである。電気抵抗値との混同を避けるため、シート抵抗値の単位はΩ/□と記載した(図5参照)。比抵抗値の単位はΩ・mである。このため、シート抵抗値と比抵抗値とは、膜厚を考慮することにより、相互に換算可能な量である。   Under the conditions described above, the first base film M1, the second base film M2, and the transparent conductive film M3 were formed to obtain an optical element E1. The sheet resistance value of the formed transparent conductive film M3 was measured. The measurement results are shown in FIG. In this embodiment, the sheet resistance value was measured instead of the specific resistance value. The sheet resistance value is an amount representing the electric resistance value of a film having a thickness, and its unit is Ω. In order to avoid confusion with the electrical resistance value, the unit of the sheet resistance value was described as Ω / □ (see FIG. 5). The unit of the specific resistance value is Ω · m. For this reason, the sheet resistance value and the specific resistance value are amounts that can be converted into each other by considering the film thickness.

[比較例1]
基板Bの上に透明導電膜を直に成膜した以外の点は、実施例1と同様の条件にて透明導電膜を成膜した。即ち、基板B上に反応性プラズマ蒸着により透明導電膜のみを成膜した。実施例1と同様に透明導電膜のシート抵抗値を計測した。測定結果を図5に示す。
[Comparative Example 1]
The transparent conductive film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the transparent conductive film was directly formed on the substrate B. That is, only the transparent conductive film was formed on the substrate B by reactive plasma deposition. The sheet resistance value of the transparent conductive film was measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in FIG.

[比較例2]
反応性スパッタリング法により成膜された第一下地膜M1の上に反応性プラズマ蒸着により透明導電膜を直に成膜した以外の点は、実施例1と同様の条件にて透明導電膜を成膜した。即ち、基板Bに第一下地膜M1及び透明導電膜のみを成膜した。実施例1と同様に透明導電膜のシート抵抗値を計測した。測定結果を図5に示す。
[Comparative Example 2]
The transparent conductive film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the transparent conductive film was directly formed by reactive plasma deposition on the first base film M1 formed by the reactive sputtering method. Filmed. That is, only the first base film M1 and the transparent conductive film were formed on the substrate B. The sheet resistance value of the transparent conductive film was measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in FIG.

[評価]
ここで、上述した実施例1、比較例1及び比較例2の測定結果について評価する。図5に示されるように、実施例1にて得られた透明導電膜のシート抵抗値は、比較例1にて得られた透明導電膜のシート抵抗値とほぼ同じ値であることが確認できた。実施例1にて得られた透明導電膜のシート抵抗値は、比較例2にて得られた透明導電膜のシート抵抗値より低い値であることが確認できた。
[Evaluation]
Here, the measurement results of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 described above are evaluated. As shown in FIG. 5, it can be confirmed that the sheet resistance value of the transparent conductive film obtained in Example 1 is substantially the same as the sheet resistance value of the transparent conductive film obtained in Comparative Example 1. It was. It was confirmed that the sheet resistance value of the transparent conductive film obtained in Example 1 was lower than the sheet resistance value of the transparent conductive film obtained in Comparative Example 2.

以上より、高周波スパッタリング法により成膜された第二下地膜M2上に成膜される透明導電膜M3の比抵抗値は、反応性スパッタリング法により成膜された下地膜上に直接成膜される透明導電膜の比抵抗値より小さくなることが確認できた。よって、高周波スパッタリング法により成膜された第二下地膜M2上に透明導電膜M3を成膜することにより、比抵抗値の増加が抑制された透明導電膜M3が成膜されることを確認できた。すなわち、下地層を設けることで比抵抗値以外の性能(たとえば、基板に対する密着性など)を改善しながらも、透明導電膜の比抵抗値の上昇を抑制することができるといえる。   As described above, the specific resistance value of the transparent conductive film M3 formed on the second base film M2 formed by the high frequency sputtering method is directly formed on the base film formed by the reactive sputtering method. It was confirmed that the specific resistance value was smaller than that of the transparent conductive film. Therefore, it can be confirmed that by forming the transparent conductive film M3 on the second base film M2 formed by the high frequency sputtering method, the transparent conductive film M3 in which the increase in specific resistance value is suppressed is formed. It was. That is, it can be said that an increase in the specific resistance value of the transparent conductive film can be suppressed while the performance other than the specific resistance value (for example, adhesion to the substrate) is improved by providing the base layer.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得る。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various aspect.

光学素子E1は、上述の実施形態のように、基板B上に第一下地膜M1が直接成膜される場合に限らない。たとえば、第一下地膜M1は、基板B上に形成された他の成膜対象物上に反応性スパッタリングにより成膜されていてもよい。   The optical element E1 is not limited to the case where the first base film M1 is directly formed on the substrate B as in the above-described embodiment. For example, the first base film M1 may be formed by reactive sputtering on another film formation target formed on the substrate B.

成膜装置1は、上述の実施形態のように、成膜対象物10を真空チャンバ2内で搬送しながら成膜するインライン式に限らず、バッチ式であってもよい。   The film forming apparatus 1 is not limited to the inline type in which the film forming target 10 is formed while being transported in the vacuum chamber 2 as in the above-described embodiment, but may be a batch type.

1…成膜装置、10…成膜対象物、11…搬送ローラ(搬送部)、71…第一成膜部、72…第二成膜部、73…第三成膜部、A…搬送方向、B…基板、M1…第一下地膜、M2…第二下地膜、M3…透明導電膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film-forming apparatus, 10 ... Film formation object, 11 ... Conveyance roller (conveyance part), 71 ... 1st film-forming part, 72 ... 2nd film-forming part, 73 ... 3rd film-forming part, A ... Conveyance direction , B ... substrate, M1 ... first base film, M2 ... second base film, M3 ... transparent conductive film.

Claims (2)

酸化シリコンを含有する第一下地膜を反応性スパッタリングにより成膜する第一成膜部と、
前記第一下地膜上に酸化シリコンを含有する第二下地膜を高周波スパッタリングにより成膜する第二成膜部と、
前記第二下地膜上に透明導電膜を反応性プラズマ蒸着により成膜する第三成膜部と、
前記第一、第二、及び第三成膜部の間で成膜対象物を搬送する搬送部と、を備える成膜装置。
A first film forming unit for forming a first underlayer containing silicon oxide by reactive sputtering;
A second film-forming part for forming a second base film containing silicon oxide on the first base film by high-frequency sputtering;
A third film forming unit for forming a transparent conductive film on the second underlayer by reactive plasma deposition;
A film forming apparatus comprising: a transfer unit configured to transfer a film forming object between the first, second, and third film forming units.
反応性スパッタリングにより、酸化シリコンを含有する第一下地膜を成膜する第一成膜工程と、
高周波スパッタリングにより、前記第一下地膜上に酸化シリコンを含有する第二下地膜を成膜する第二成膜工程と、
反応性プラズマ蒸着により、前記第二下地膜上に透明導電膜を成膜する第三成膜工程と、を含む、成膜方法。
A first film forming step of forming a first base film containing silicon oxide by reactive sputtering;
A second film forming step of forming a second base film containing silicon oxide on the first base film by high-frequency sputtering;
And a third film forming step of forming a transparent conductive film on the second base film by reactive plasma deposition.
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