JP2021143406A - マグネトロンスパッタリングカソードとマグネトロンスパッタリング装置 - Google Patents

マグネトロンスパッタリングカソードとマグネトロンスパッタリング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】固定治具に成膜用粒子等の堆積物が溜まり難いマグネトロンスパッタリングカソードを提供する。【解決手段】スパッタリングターゲット1を固定する固定治具50を備えるマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、上記ターゲット1が、ターゲット基部51、ターゲット凸状部52およびこれ等境界部に形成される段差面53で構成され、上記固定治具50が、固定下側部55、固定上側部56および上記段差面53に係合する押さえ部57とで構成され、上記ターゲット凸状部52表面と固定上側部56表面が略同一平面を形成していることを特徴とする。このマグネトロンスパッタリングカソードにはスパッタリングターゲット1表面と固定治具50表面との間に段差が存在しないため、固定治具50周辺部に成膜用粒子等の堆積物が蓄積することを防止することが可能となる。【選択図】図3

Description

本発明は、スパッタリングターゲットを筐体に固定する固定治具を具備するマグネトロンスパッタリングカソードに係り、特に、固定治具周辺に成膜用粒子等の堆積物が溜まり難いマグネトロンスパッタリングカソードの改良に関するものである。
液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等には、耐熱性樹脂フィルムの上に配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。このフレキシブル配線基板は、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を成膜した金属膜付耐熱性樹脂フィルムに、フォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術を適用したパターニング処理を施すことによって得られる。近年、フレキシブル配線基板の配線パターンは、ますます繊細化、高密度化する傾向にあり、これに伴って夾雑物を含まない高品質な金属膜付耐熱性樹脂フィルムが求められている。
この種の金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造方法として、従来から、金属箔を接着剤により耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法(3層基板の製造方法)、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法(キャスティング法)、耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法単独で、または真空成膜法と湿式めっき法との併用で金属膜を成膜して製造する方法(メタライジング法)等が知られている。
これ等製造方法のうち、メタライジング法においては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等が真空成膜法として用いられている。例えば特許文献1には、ポリイミド絶縁フィルムの表面に酸等に対して耐食性を有する金属として知られているクロムをスパッタリングしてクロム層を成膜した後、銅をスパッタリングして銅からなる導体層を形成する方法が開示されている。
また、特許文献2には、真空成膜法により長尺樹脂フィルム基板に連続的に成膜する装置として、スパッタリングウェブコータと称される巻出巻取式(ロールツーロール方式)の真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式の真空スパッタリング装置には、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルム基板を巻き付けて冷却するクーリングロール(キャンロールとも称される)が具備されている。このようなスパッタリングウェブコータを用いれば、連続的なメタライジング法による処理で金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造することが可能になる。
そして、真空スパッタリング装置として、スパッタリングターゲットの使用効率の向上を企図したマグネトロンスパッタリング装置が広く利用されており、板状のスパッタリングターゲットを使用するマグネトロンスパッタリング装置には、図6〜図7に示すマグネトロンスパッタリングカソード100が真空チャンバー内に配置されている。また、板状のスパッタリングターゲット1を保持するマグネトロンスパッタリングカソード100は、図6〜図7に示す磁気発生機構201と冷却水路202を内部に有しかつスパッタリングターゲット1を保持する筐体200と、スパッタリングターゲット1を筐体200に固定させる固定治具300とで構成されている。
ところで、マグネトロンスパッタリング装置は、マグネトロンスパッタリングカソード100に固定したスパッタリングターゲット1にイオンをぶつけることで叩き出されたスパッタリングターゲット1を構成する粒子(成膜用粒子)を被成膜基材の表面に堆積させて成膜するものである。このため、一部の成膜用粒子(スパッタ粒子)は上記被成膜基材に向かわずにそれ以外の部位に向かって飛散しそこに堆積することがあった。
特に、特許文献3に図示されたスパッタリングターゲット1の表面(スパッタされる面)と固定治具300の表面との間に段差が存在する(図6〜図7参照)場合、図8に示すように段差部の長さ方向に亘って成膜用粒子等の堆積物400が溜まり易かった。
特開平2−98994号公報 特開昭62−247073号公報 特開2009−052094号公報(図1参照)
しかし、固定治具300とスパッタリングターゲット1との段差部に成膜用粒子等の堆積物400が多量に溜まった場合、堆積物(成膜用粒子以外の絶縁物も含まれる)400が剥離して被成膜基材を汚染し、更に、堆積物400が放電空間に侵入することで異常放電を生じさせることがあった。この異常放電により生じたパーティクルも長尺樹脂フィルム基板の表面に付着すると電極等の回路パターンを形成する際に断線不良やショート不良の原因となる。
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、固定治具に成膜用粒子等の堆積物が溜まり難いマグネトロンスパッタリングカソードを提供し、かつ、このマグネトロンスパッタリングカソードが真空チャンバー内に配置されたマグネトロンスパッタリング装置を提供することにある。
すなわち、本発明に係る第1の発明は、
板状のスパッタリングターゲットを保持する筐体と、スパッタリングターゲットを筐体に固定させる固定治具とで構成されるマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、
上記スパッタリングターゲットが、筐体側に配置されるターゲット基部と、ターゲット基部から筐体側とは反対方向へ突出するターゲット凸状部と、ターゲット基部のターゲット凸状部との境に形成される段差面とで構成され、かつ、
上記固定治具が、スパッタリングターゲットにおけるターゲット基部の側面に沿って配置される固定下側部と、スパッタリングターゲットにおけるターゲット凸状部の側面に沿って配置される固定上側部と、固定上側部の固定下側部との境に形成されかつスパッタリングターゲットの上記段差面に係合してスパッタリングターゲットを筐体に固定させる押さえ部とで構成されると共に、
上記ターゲット凸状部の筐体とは反対側の表面と上記固定上側部の筐体とは反対側の表面が略同一平面を形成していることを特徴とするものである。
また、本発明に係る第2の発明は、
第1の発明に記載のマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、
上記ターゲット凸状部の筐体とは反対側の表面を基準面とした場合、該基準面に対する上記固定上側部の筐体とは反対側の表面における厚み方向の差ΔTが−0.5mm≦ΔT≦0mmに設定されていることを特徴とし、
第3の発明は、
第1の発明または第2の発明に記載のマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、
上記ターゲット凸状部における側面と上記固定上側部における側面との間に形成される隙間の幅tが0mm<t<1.0mmに設定されていることを特徴とし、
第4の発明は、
第1の発明〜第3の発明のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、
上記ターゲット凸状部における側面と上記固定上側部における側面との間に形成される隙間の深さdがd≧1.0mmに設定されていることを特徴とし、
第5の発明は、
マグネトロンスパッタリング装置において、
第1の発明〜第4の発明のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリングカソードを真空チャンバー内に有することを特徴とするものである。
本発明に係るマグネトロンスパッタリングカソードによれば、
スパッタリングターゲットにおけるターゲット凸状部の筐体とは反対側の表面(スパッタされる面)と固定治具における固定上側部の筐体とは反対側の表面が略同一平面を形成し、スパッタリングターゲット表面と固定治具表面との間に段差が存在しないため、これ等部位に成膜用粒子等の堆積物が蓄積することを防止することが可能となる。
また、本発明に係るマグネトロンスパッタリング装置によれば、
長尺樹脂フィルム基板の表面に金属膜を成膜して金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造する際、パーティクル堆積物に起因した異常放電を抑制できるため、膜欠陥がない金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造することが可能となる。
成膜に供される前のスパッタリングターゲットを保持する本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードの構成説明図。 成膜に供されてエロージョンが形成されたスパッタリングターゲットを保持する本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードの構成説明図。 ターゲット基部とターゲット凸状部と段差面とで構成されるスパッタリングターゲット、および、このスパッタリングターゲットを筐体に固定させる固定治具をそれぞれ示す概略斜視図。 スパッタリングターゲットの段差面に固定治具の押さえ部が係合してスパッタリングターゲットと固定治具が一体化された状態を示す概略斜視図。 実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードが組み込まれたマグネトロンスパッタリング装置の構成説明図。 成膜に供される前のスパッタリングターゲットを保持する従来例に係るマグネトロンスパッタリングカソードの構成説明図。 成膜に供されてエロージョンが形成されたスパッタリングターゲットを保持する従来例に係るマグネトロンスパッタリングカソードの構成説明図。 スパッタリングターゲットの表面と固定治具の表面との間に段差が存在した場合の問題点(堆積物の蓄積)を示すスパッタリングターゲットと固定治具の概略斜視図。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
(1)マグネトロンスパッタリングカソードとスパッタリングターゲット
本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードは、図1〜図2に示すように、ハウジング11とハウジングカバー12とで構成された筐体10内に磁気発生機構(磁気回路)20を備えた構造になっている。
上記磁気発生機構(磁気回路)20は、略矩形状若しくは長円形状の外周磁極21の内側に、外周磁極21の長辺方向に沿って略平行に配置された中心磁極23および必要に応じて中間磁極(図示せず)を備え、かつ、これ等の磁極を表面に設けた磁気ヨーク25を備えている。
ハウジング11の下側面は絶縁板30を介してアースシールド31に固定され、ハウジング11上端側のハウジングカバー12には冷却板22を介し固定治具50が設けられている。また、ハウジング11とハウジングカバー12の間にはOリング24が配置され、マグネトロンスパッタリングカソード内の気密性を保持すると同時に、マグネトロンスパッタリングカソードが配されるスパッタリング装置の真空チャンバー内の気密性向上に寄与している。
スパッタリングターゲット1は、固定治具50により冷却板22の表面に固定され、かつ、上記ハウジング11やスパッタリングターゲット1は、アースシールド31と電気的に絶縁されている。ハウジングカバー12と冷却板22の間には冷却水が循環する冷却水路40が設けられ、スパッタリング成膜の際にスパッタリングターゲット1を冷却するようになっている。尚、冷却水が真空チャンバー内に流出することを防止するため、ハウジングカバー12と冷却板22の間にもOリング24が配置されている。
また、実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードに保持されるスパッタリングターゲット1は、特許文献3に係る段差面を有しない平板形状のスパッタリングターゲットと構造を異にしている。すなわち、実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードに保持される上記スパッタリングターゲット1は、図3に示すように筐体(図示せず)側に配置されるターゲット基部51と、ターゲット基部51から筐体側とは反対方向へ突出するターゲット凸状部52と、ターゲット基部51のターゲット凸状部52との境に形成される段差面53とで構成され、また、上記スパッタリングターゲット1を筐体(図示せず)に固定させる固定治具50は、図3に示すようにスパッタリングターゲット1におけるターゲット基部51の側面に沿って配置される固定下側部55と、スパッタリングターゲット1におけるターゲット凸状部52の側面に沿って配置される固定上側部56と、固定上側部56の固定下側部55との境に形成されかつスパッタリングターゲット1の上記段差面53に係合してスパッタリングターゲット1を筐体に固定させる押さえ部57とで構成されている。
そして、スパッタリングターゲット1の段差面53に固定治具50の押さえ部57を係合させ、かつ、図4に示すようにスパッタリングターゲット1におけるターゲット凸状部52の筐体とは反対側の表面(スパッタされる面)と固定治具50における固定上側部56の筐体とは反対側の表面が略同一平面を形成するようにスパッタリングターゲット1に固定治具50を取り付けた後、図1に示すように上記固定治具50をマグネトロンスパッタリングカソードの冷却板22表面に固定する。このとき、スパッタリングターゲット1におけるターゲット凸状部52の筐体とは反対側の表面(スパッタされる面)と固定治具50における固定上側部56の筐体とは反対側の表面が略同一平面を形成していることから、スパッタリングターゲット1表面と固定治具50表面との間に段差が存在しないため、これ等部位に成膜用粒子等の堆積物が蓄積することを防止することが可能となる。
ここで、スパッタリングターゲット1における上記ターゲット凸状部52の筐体10とは反対側表面を基準面とした場合、固定治具50における上記固定上側部56の筐体10とは反対側表面の基準面に対する厚み方向の差ΔTは−0.5mm≦ΔT≦0mmに設定されることが望ましい。厚み方向における上記差ΔTが上記範囲外に設定された場合、上記ターゲット凸状部52表面と固定上側部56表面間に段差が生じるため、段差部の長さ方向に亘って成膜用粒子等の堆積物が蓄積する現象を確実に防止することが難しくなる。従って、上記差ΔTを−0.5mm≦ΔT≦0mmに設定することが望ましい。
また、上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間の幅を図1に示すようにtとした場合、幅tが0mm<t<1.0mmに設定されることが望ましい。上記幅tがt≧1.0mmに設定された場合、隙間に成膜用粒子等が蓄積され易くなり、t=0mmにすることは現実的に困難である。従って、隙間の幅tを0mm<t<1.0mmに設定することが望ましい。
更に、上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間の深さを図1に示すようにdとした場合、深さdがd≧1.0mmに設定されることが望ましい。上記深さdがd<1.0mmに設定された場合、固定上側部56の厚みが薄くなって機械的強度が担保できなくなり、固定治具50にゆがみが生じ易くなってしまう。従って、隙間の深さdをd≧1.0mmに設定することが望ましい。
(2)マグネトロンスパッタリング装置
以下、本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードが真空チャンバー内に配置されたマグネトロンスパッタリング装置について説明する。
このマグネトロンスパッタリング装置(スパッタリングウェブコータ)500は、図5に示すように、真空チャンバー501内に、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の真空装置(図示せず)が組み込まれており、スパッタリング成膜の際にこれ等真空装置により真空チャンバー501内を到達圧力10-4Pa程度まで減圧を行った後、スパッタリングガスの導入により0.1〜10Pa程度に圧力調整できるようになっている。スパッタリングガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素等のガスが添加される場合がある。真空チャンバー501の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく種々のものを使用することができる。
この真空チャンバー501内に、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムFの巻出しおよび巻取りをそれぞれ行う巻出ロール502および巻取ロール503、並びに該ロールツーロールの搬送経路を画定する各種ロール群が配置されている。上記各種ロール群のうち、ロールツーロールの搬送経路の略中央部に位置するキャンロール504は、モータで回転駆動されかつ内部に真空チャンバー501の外部で温調された冷媒が循環しており、これにより熱負荷のかかる成膜処理が施される長尺樹脂フィルムFを外周面に巻き付けて冷却できるようになっている。尚、キャンロール504が設けられている空間は、キャンロール504以外のロール群が設けられている空間から仕切板505で隔離されている。
巻出ロール502からキャンロール504までの搬送経路を画定するロール群には、長尺樹脂フィルムFを案内するフリーロール506、長尺樹脂フィルムFの張力の測定を行う張力センサロール507、およびモータ駆動の前フィードロール508がこの順で配置されている。キャンロール504から巻取ロール503までの搬送経路を画定するロール群も、上記と同様に、キャンロール504の周速度に対する調整が行われるモータ駆動の後フィードロール509、長尺樹脂フィルムFの張力の測定を行う張力センサロール510、および長尺樹脂フィルムFを案内するフリーロール511がこの順に配置されている。
上記したキャンロール504の回転とこれに連動して回転する前フィードロール508および後フィードロール509により、長尺樹脂フィルムFは巻出ロール502から巻き出されて巻取ロール503で巻き取られるようになっている。その際、長尺樹脂フィルムFの張力バランスは、巻出ロール502および巻取ロール503のパウダークラッチ等によるトルク制御によって保たれる。また、前フィードロール508および後フィードロール509の周速度は、それぞれキャンロール504の周速度に対して調整できるようになっており、これによりキャンロール504の外周面に長尺樹脂フィルムFを密着させることが可能になる。
キャンロール504の外周面に対向する位置には、キャンロール504の外周面上に画定される搬送経路(すなわち、キャンロール504の外周面の内、長尺樹脂フィルムFが巻き付けられる領域)に沿って成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード521、522、523および524がこの順に設けられている。尚、反応性スパッタリング成膜に使用される場合、上記マグネトロンスパッタリングカソード521〜524の各々は、長尺樹脂フィルムFの搬送方向における前方部分および後方部分に、反応性ガスを放出するガス放出パイプ(図示せず)が設置されている。
そして、スパッタリング成膜の際には、真空チャンバー501内を真空にしてからプロセスガスとしてArガスを導入する。この状態でスパッタリングターゲット1に電圧を印加すると、スパッタリングターゲット1から放出された電子によりArガスがイオン化し、このイオン化されたArガスがスパッタリングターゲット1のターゲット面に衝突してターゲット物質がたたき出され、このターゲット物質が被成膜物である長尺樹脂フィルムFの表面に堆積することにより薄膜が形成される。
その際、スパッタリングターゲット1のターゲット面側ではポロイダル磁場が発生し、また、スパッタリングターゲット1には通常マイナス数百ボルトの電圧が印加される一方でその周辺部のアースシールド31(図1参照)はアース電位に保たれており、この電位差によりスパッタリングターゲット1のターゲット面側には直交電磁場が生ずる。スパッタリングターゲット1のターゲット面から放出された二次電子は、スパッタリングターゲット1のターゲット面上の直交電磁場に垂直な方向にサイクロイド軌道を描きながら運動する。この間にArガスと衝突してエネルギーの一部を失った電子は直交電磁場中をトロコイド運動し、ポロイダル磁場の中をドリフトして移動する。
この間に電子は再度Arガスと衝突し、Ar+e-→Ar++2e-で示されるように、α作用によりArイオンと電子を生成する。生成したArイオンは、シース領域に拡散すると負に印加されたスパッタリングターゲット1に向かって急激に加速される。数百eVの運動エネルギーを持ったArイオンがスパッタリングターゲット1に衝突すると、スパッタリングターゲット1はそのターゲット面がスパッタリングされてスパッタリング粒子を放出すると共にγ作用により二次電子を放出する。以上の現象がなだれ状に発生することによって、プラズマが維持される。
マグネトロンスパッタリングカソード内の磁気回路と電場によりトロコイド軌道を描きながら移動する電子は、磁力線がスパッタリングターゲット1のターゲット面と平行となる部分、すなわち、磁力線と電場が直行する箇所に集中する。電子の集中により、電子とArガスの衝突が頻発するので、イオン化されたArガスによるターゲット物質のたたき出しが集中する。その結果、図2および図7に示すようにスパッタリングターゲット1のターゲット面の中央部と外周部を除いた領域にエロージョン(浸食)1000が発生し、該ターゲット面の中央部と外周部は非エロージョン領域となる。
上記したスパッタリング成膜の場合、たたき出されたターゲット物質は、被成膜物である長尺樹脂フィルムFを被覆するほか、かかるスパッタリングターゲット1の非エロージョン領域にも付着し、パーティクル堆積物Aとなる。特に、図6〜図7に示すようにスパッタリングターゲット1の表面(スパッタされる面)と固定治具300の表面との間に段差が存在する場合、図8に示すように段差部の長さ方向に亘って成膜用粒子等の堆積物400が蓄積され易い。更に、スパッタリング成膜雰囲気中に酸素ガスや窒素ガス等の反応性ガスを供給しながらスパッタリング成膜を行う反応性スパッタリングでは、パーティクル堆積物Aは、当該反応性ガスによってターゲットを構成する物質の酸化物や窒化物になるので、プラズマで生じたArイオンで侵食され難い堆積物の状態で堆積する。このようにして堆積したパーティクル堆積物Aは、スパッタリング成膜中にスパッタリングターゲット1から剥離し、被成膜物である長尺樹脂フィルムFに付着し、あるいは、アーク放電の原因となる。そして、アーキングや異常放電により発生したパーティクルが長尺樹脂フィルムFに付着すると、電極等の回路パターンを形成する際に断線不良やショート不良を生じさせる。
そこで、本実施形態に係るマグネトロンスパッタリングカソードでは、上述したようにスパッタリングターゲット1におけるターゲット凸状部52の筐体10とは反対側の表面(スパッタされる面)と固定治具50における固定上側部56の筐体10とは反対側の表面が略同一平面を形成していることから、スパッタリングターゲット1表面と固定治具50表面との間に段差が存在しない(図1〜図2参照)ため、これ等部位に成膜用粒子等の堆積物が蓄積することを防止することができ、異物等が含まれない均質なスパッタリング膜を成膜することが可能となる。
(3)積層体フィルムと電極基板フィルム
次に、上記マグネトロンスパッタリング装置を用いて得られる積層体フィルムと電極基板フィルムについて説明する。
上記マグネトロンスパッタリング装置によって、樹脂フィルムからなる透明基板の少なくとも一方の面に、透明基板側から数えて第1層目の例えばNi−Cr合金成膜層と、第2層目の例えばCu層が積層された積層体フィルムを作製することができる。
上記積層体フィルムに適用される樹脂フィルムの材質としては特に限定されることはなく、その具体例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)、ポリオレフィン(PO)、トリアセチルセルロース(TAC)およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂フィルムの単体、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体の片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして日本ゼオン社のゼオノア(商品名)やJSR社のアートン(商品名)等が挙げられる。尚、本発明に係る積層体フィルムを用いて作製される電極基板フィルムは「タッチパネル」等に使用されるため、上記樹脂フィルムの中でも可視波長領域での透明性に優れるものが望ましい。
そして、上記積層体フィルムをパターニング処理して例えば線幅が20μm以下の積層細線に配線加工することで電極基板フィルムを作製することができる。
積層体フィルムから電極基板フィルムに配線加工するには、公知のサブトラクティブ法により加工が可能である。サブトラクティブ法は、積層体フィルムの積層膜表面にフォトレジスト膜を形成し、配線パターンを形成したい箇所にフォトレジスト膜が残るように露光および現像し、更に上記積層膜表面にフォトレジスト膜が存在しない箇所の積層膜を化学エッチングにより除去する。化学エッチングのエッチング液としては、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液を用いることができる。
このような電極基板フィルムの作製工程の観点から、積層体フィルムを構成する積層膜は塩化第二銅水溶液や塩化第二鉄水溶液等のエッチング液によりエッチングされ易い特性を有するのが好ましい。。
このようにして形成する電極基板フィルムの電極(配線)パターンをタッチパネル用のストライプ状若しくは格子状とすることで、本発明に係る電極基板フィルムをタッチパネルに用いることができる。
以下、本発明に係る実施例について比較例も挙げて具体的に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示すマグネトロンスパッタリングカソードにNi−Cr合金ターゲットを取り付けてNi−Cr合金成膜層の成膜を行った。
尚、上記マグネトロンスパッタリングカソードに取り付けられたNi−Cr合金ターゲットは、図3に示すように筐体(図示せず)側に配置されるターゲット基部51と、ターゲット基部51から筐体側とは反対方向へ突出するターゲット凸状部52と、ターゲット基部51のターゲット凸状部52との境に形成される段差面53とで構され、また、上記Ni−Cr合金ターゲットを筐体(図示せず)に固定させる固定治具50は、図3に示すようにNi−Cr合金ターゲットにおけるターゲット基部51の側面に沿って配置される固定下側部55と、Ni−Cr合金ターゲットにおけるターゲット凸状部52の側面に沿って配置される固定上側部56と、固定上側部56の固定下側部55との境に形成されかつNi−Cr合金ターゲットの上記段差面53に係合してNi−Cr合金ターゲットを筐体に固定させる押さえ部57とで構成されている。
ここで、Ni−Cr合金ターゲットにおける上記ターゲット凸状部52の筐体とは反対側表面を基準面とした場合、固定治具50における上記固定上側部56の筐体とは反対側表面の基準面に対する厚み方向の差ΔTが−0.5mmとなるように設定した。
また、上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間について、図1に示す幅tを0.5mmに設定し、深さdを1.0mmに設定した。
この状態でマグネトロンスパッタリング装置の真空チャンバー内を減圧雰囲気にした後、1000mの長尺樹脂フィルムをロールツーロールで搬送してキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながらスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.11個/m2であった。
この結果を表1に示す。
[実施例2]
Ni−Cr合金ターゲットにおける上記ターゲット凸状部52の筐体とは反対側表面を基準面とした場合、固定治具50における上記固定上側部56の筐体とは反対側表面の基準面に対する厚み方向の差ΔTが±0.0mmとなるように設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.07個/m2であった。
この結果も表1に示す。
[実施例3]
上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間について、図1に示す幅tを0.2mmに設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.13個/m2であった。
[比較例1]
Ni−Cr合金ターゲットにおける上記ターゲット凸状部52の筐体とは反対側表面を基準面とした場合、固定治具50における上記固定上側部56の筐体とは反対側表面の基準面に対する厚み方向の差ΔTが−1.0mmとなる(固定上側部表面よりターゲット凸状部表面が外方へ突出してターゲットの表面と固定治具の表面との間に段差が存在する)ように設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.37個/m2であった。
この結果も表1に示す。
[比較例2]
Ni−Cr合金ターゲットにおける上記ターゲット凸状部52の筐体とは反対側表面を基準面とした場合、固定治具50における上記固定上側部56の筐体とは反対側表面の基準面に対する厚み方向の差ΔTが+1.0mmとなる(ターゲット凸状部表面より固定上側部表面が外方へ突出してターゲットの表面と固定治具の表面との間に図6に示す段差が存在する)ように設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.42個/m2であった。
この結果も表1に示す。
[実施例4]
上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間について、図1に示す幅tを1.0mmに設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.22個/m2であった。
この結果も表1に示す。
[実施例5]
上記ターゲット凸状部52における側面と上記固定上側部56における側面との間に形成される隙間について、図1に示す深さdを0.5mmに設定した以外は実施例1と同様にしてスパッタリング成膜を行ったところ、成膜された長尺樹脂フィルム基板のピンホール数は0.14個/m2であった。
この結果も表1に示す。
Figure 2021143406
本発明によれば、長尺樹脂フィルムの表面に金属膜を成膜して金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造する際、パーティクル堆積物に起因した異常放電等を抑制できるため膜欠陥がない金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造することが可能となる。このため、FPD(フラットパネルディスプレイ)表面に設置する「タッチパネル」に組み込まれる電極基板用積層体フィルムの製造に利用される産業上の利用可能性を有している。
A パーティクル堆積物
F 長尺樹脂フィルム
1 スパッタリングターゲット
10 筐体
11 ハウジング
12 ハウジングカバー
20 磁気発生機構(磁気回路)
21 外周磁極
22 冷却板
23 中心磁極
24 Oリング
25 磁気ヨーク
30 絶縁板
31 アースシールド
40 冷却水路
50 固定治具
51 ターゲット基部
52 ターゲット凸状部
53 段差面
55 固定下側部
56 固定上側部
57 押さえ部
100 マグネトロンスパッタリングカソード
200 筐体
201 磁気発生機構
202 冷却水路
300 固定治具
400 堆積物
501 真空チャンバー
502 巻出ロール
503 巻取ロール
504 キャンロール
505 仕切板
506 フリーロール
507 張力センサロール
508 前フィードロール
509 後フィードロール
510 張力センサロール
511 フリーロール
521 マグネトロンスパッタリングカソード
522 マグネトロンスパッタリングカソード
523 マグネトロンスパッタリングカソード
524 マグネトロンスパッタリングカソード
1000 エロージョン(浸食)

Claims (5)

  1. 板状のスパッタリングターゲットを保持する筐体と、スパッタリングターゲットを筐体に固定させる固定治具とで構成されるマグネトロンスパッタリングカソードにおいて、
    上記スパッタリングターゲットが、筐体側に配置されるターゲット基部と、ターゲット基部から筐体側とは反対方向へ突出するターゲット凸状部と、ターゲット基部のターゲット凸状部との境に形成される段差面とで構成され、かつ、
    上記固定治具が、スパッタリングターゲットにおけるターゲット基部の側面に沿って配置される固定下側部と、スパッタリングターゲットにおけるターゲット凸状部の側面に沿って配置される固定上側部と、固定上側部の固定下側部との境に形成されかつスパッタリングターゲットの上記段差面に係合してスパッタリングターゲットを筐体に固定させる押さえ部とで構成されると共に、
    上記ターゲット凸状部の筐体とは反対側の表面と上記固定上側部の筐体とは反対側の表面が略同一平面を形成していることを特徴とするマグネトロンスパッタリングカソード。
  2. 上記ターゲット凸状部の筐体とは反対側の表面を基準面とした場合、該基準面に対する上記固定上側部の筐体とは反対側の表面における厚み方向の差ΔTが−0.5mm≦ΔT≦0mmに設定されている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カソード。
  3. 上記ターゲット凸状部における側面と上記固定上側部における側面との間に形成される隙間の幅tが0mm<t<1.0mmに設定されてい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カソード。
  4. 上記ターゲット凸状部における側面と上記固定上側部における側面との間に形成される隙間の深さdがd≧1.0mmに設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリングカソード。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリングカソードを真空チャンバー内に有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
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