JP2607091B2 - 長尺のフィルム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させる方法及びその装置 - Google Patents

長尺のフィルム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させる方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は反応性スパッタリング法により長尺のフィル
ム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させる方法及び
その装置に関する。
従来の技術 近年、透明導電金属酸化物被膜はEL、液晶等の透明電
極、透明タッチパネル、透明タブレット、電磁波シール
ド用などとして多量に用いられ、該被膜の高導電性と高
透明性が要求されている。
これら前記した用途に用いられる透明導電金属酸化物
被膜には通常、不純物をドープしたSnO2又はIn2O3を主
成分とする透明金属酸化物被膜、特に高導電性と高透明
性で、且つ酸により化学エッチングが容易なSnO2をドー
プしたIn2O3透明被膜(以下ITO被膜という)を付着した
プラスチックフィルム基板(以下基板という)が用いら
れている。
一般にITO被膜は該被膜中の酸素欠陥がドナーとして
働いて自由電子を供給するため、酸素欠陥が多い被膜で
は導電性が大きくなるが、酸素欠陥の少ない被膜では導
電性が小さくなり、酸素欠陥の多少がITO被膜の導電性
に重要な役割をもっている。
従来、ITO被膜はスパッタリング法または真空蒸着法
等により基板上に形成されるが、被膜形成速度が速く、
且つ大面積に均一な被膜形成ができる反応性スパッタリ
ング法により基板上に形成されることが多い。
反応性スパッタリング法によりITO被膜を形成するに
は、In−Sn合金をターゲットとし、ArガスとO2ガスをス
パッタリングガスとしてターゲットと基板間にプラズマ
を発生させることにより基板上に形成させることができ
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記反応性スパッタリング法は巨視的
なプラズマ量を目安にして放電電力等を調節して被膜形
成を行っていたにすぎず、均一な良質の被膜を安定して
形成することが困難であった。
即ち、従来の反応性スパッタリング法ではプラズマ放
電の状態を最適に調節しなければ電気的性質、透明性、
あるいは基板への付着性等の被膜の物性が一定である被
膜を形成することはできず、特にスパッタリングガスの
組成、スパッタリングガス圧やスパッタリング速度等が
変わるとプラズマ放電の状態も変わり、ITO被膜の比抵
抗が変わる。また例えば真空度4×10-3Torrの圧力内で
ターゲットに10重量%Sn、90重量%Inの合金を用いたマ
グネトロン高速スパッタリングでは第2図に示す如くIT
O被膜の形成速度(曲線aは10Å/S、bは20Å/S、cは3
0Å/S)により被膜の比抵抗が最適なスパッタリングガ
ス組成が異なる。これは形成されたITO被膜中の酸素欠
陥の数がスパッタリングガス組成と被膜形成速度によっ
て異なるためであろう。一方、ITO被膜形成速度はター
ゲットと基板間にプラズマを発生させるための入力電力
とスパッタリングガス組成によって変化する。即ち、入
力電力が大きくなるとターゲットに衝突するAr+イオン
数が増大し、ITO被膜形成速度が増大する。またスパッ
タリングガス組成はターゲット表面がプラズマ中で活性
化した酸素の衝突によって酸化状態を形成し、ターゲッ
トの表面の酸化が進むと、ITO被膜形成速度が低下する
ため、スパッタリングガス組成中における酸素量が大き
くなる程、ITO被膜形成速度が低下する傾向になる。
このように、従来の反応性スパッタリング法において
は、ITO被膜の特性に重大な影響を与えるスパッタリン
グガス組成、スパッタリングガス圧、およびITO被膜形
成速度は従来の巨視的なプラズマ量の観察のみでは充分
な制御ができず、均質な良質のITO被膜を安定して形成
することができなかった。
そこで前記欠点を解消する方法および装置として、特
開昭57−161063号公報に記載された提案がある。即ち、
この提案によれば、第1の提案として、ターゲットと基
板間に発生するプラズマ光の分光を測定して、該プラズ
マ光が所定の分光特性をもつようにスパッタリングガス
及び/又はスパッタリング電源を調節することを特徴と
している。
また第2の提案としては、第1の提案を実施するため
のスパッタリング装置であって、ターゲット電極表面に
生じるプラズマ光の分光を測定する分光測定装置と、該
分光測定装置により測定された分光が所望する値となる
ように該スパッタリングガス導入装置及び/又は該電源
を調節する装置とを有することを特徴とする装置であ
る。
しかしながら、これらの提案を走行する長尺のフィル
ム基板(以下、単に基板という)に使用し、ITO被膜を
連続的に付着させる場合には、いくらプラズマ光の分光
特性を所望の値となるにように維持していたとしても、
走行する基板に連続的に付着するITO被膜の膜質、即
ち、電気的性質(シート抵抗値、比抵抗、電子移動度な
ど)、結晶性、あるいは基板への付着性等の物性が徐々
に変化して行くため、長時間にわたって物性が一定であ
るITO被膜を形成することは困難である。これはスパッ
タリングの経時により、ターゲットのエロージョンが徐
々進行して行くのに伴って、分光測定装置の焦点とタ
ーゲットエロージョン表面との距離が徐々に広がるこ
と、ターゲットエロージョン表面の酸化度が徐々に変
化してゆくこと、ターゲットを構成している被スパッ
タ原子や分子、例えばIn或いはIn2O3、Sn或いはSnO2
どの飛散状態が徐々に変化すること、ターゲットの表
面の性状が徐々に変化することなどが原因であると考え
られている。
本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
走行する基板に反応性スパッタリング法により付着した
被膜の膜質を連続的に測定して、スパッタリング中にお
ける蒸発物質およびスパッタリングガス組成並びにそれ
らの物理的、又は化学的状態を定量的に検出および制御
することにより、スパッタリング条件を高精度に制御す
る方法および装置を提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段 請求項1記載の発明方法はターゲットと走行中の長尺
フィルム基板との間に発生するプラズマ光によりフィル
ム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させるととも
に、前記プラズマ光の特定波長の分光強度を連続的に測
定し、ついで前記被膜が付着されたフィルム基板のシー
ト抵抗値を連続的に測定し、この測定値と予め設定され
た抵抗値と比較してその差に基づいて前記特定波長の分
光強度を変化せしめ、この変化した分光強度測定値を制
御基準値として、この制御基準値と前記プラズマ光から
連続的に得られる特定波長の分光強度の測定値とを比較
し、その差に基づいてスパッタリングガスの導入量を制
御するようにしたことを特徴としている。
請求項2記載の発明装置は真空容器内に走行可能に設
けられた長尺のフィルム基板に対向して配置されたター
ゲットと、ターゲット表面に発生するプラズマ光の特定
波長の分光強度を連続的に測定する分光測定装置と、前
記フィルム基板に接触して配置された複数個のロール状
電極と、この電極を介して前記フィルム基板に付着した
金属酸化物被膜のシート抵抗を連続的に測定するシート
抵抗測定装置と、真空装置内にスパッタリングガスを導
入するスパッタリングガス導入装置と、制御部とを具備
しており、前記制御部は分光測定装置によって測定され
たプラズマ光の特定波長の分光強度の測定値を記憶し、
シート抵抗測定装置によって測定された抵抗値と予め設
定された基準抵抗値とを比較してその差に基づいて前記
記憶された分光強度測定値を変化せしめ、この変化した
分光強度測定値を制御基準値としてこの制御基準値とプ
ラズマ光から新たに得られた特定波長の分光強度の測定
値とを比較し、その差に基づいてスパッタリングガス導
入装置のガス導入量を制御するようにしたことを特徴と
している。
作用 走行中の基板はプラズマ放電によって金属酸化物被膜
が付着し、この被膜のプラズマ光が分光測定装置を介し
て制御部に入力され、プラズマ光の特定波長の分光強度
が求められる。ついで前記基板のシート抵抗がシート抵
抗測定装置により測定され、測定結果が制御部に入力さ
れる。
制御部は前記測定された測定抵抗値が予め設定された
基準抵抗値と比較され、その差分に相当する制御部がス
パッタリング導入装置に対して行われ、アルゴンガス、
酸素ガスの各導入量を調整する。
この調整により真空容器内のガス量が変化しプラズマ
放電の状態が変化する。
前記変化によりプラズマ光の特定波長の分光強度が変
化し、分光測定値を介して制御部にフィードバックされ
る。
制御部は、フィードバックされたプラズマ光の特定波
長の分光強度を基準値として、連続して測定されるプラ
ズマ光から得られる特定波長の分光強度の測定値とを比
較し、その差に基づいてスパッタリングガスの導入量を
制御する。
実施例 本発明の概要は、シート抵抗測定装置として発明者が
既に提案しているロール状電極による四端子法抵抗測定
装置を用いてシート抵抗を測定し、またプラズマ光の分
光測定装置として、集光レンズ、分光器および光量検出
器を用い、例えばIn或いはInおよびArのそれぞれの発光
スペクトルの強度を測定し、それらの強度が好ましい所
定値になるように制御する制御部によりスパッタリング
ガス導入装置を調節するものである。
以下本発明の一実施例について図面を参照しつつ説明
する。
第1図において、1は真空容器、2は例えば透明なポ
リエステルフィルム等のプラスチックフィルム基板で、
このフィルムは真空容器1内に設けられた巻出軸4より
巻出され、案内ロール6、7を経て電極ロール3上で金
属酸化物被膜、例えばITO被膜をスパッタリングされ、
再び案内ロール8、9を経由して巻取軸5に巻取られ
る。10は真空容器1内下部に設けられた陰極であるター
ゲット、11はプラズマを閉じ込めるための磁石、12はAr
ガス導入口、13はO2ガス導入口、14は排気口、15はプラ
ズマ発生用電源、18はプラズマ光集光レンズ、19は分光
器、20は分光測定装置としての光量検出器、22は制御
部、23はスパッタリングガス導入装置、24はリング状で
回転自在に設けられ複数個の接触子よりなる抵抗測定電
極、25は抵抗測定電極24に接続されたシート抵抗測定装
置、26はターゲット10の冷却ジャケットである。
真空容器1は排気口14から図外の排気装置により排気
しながらAr導入口12およびO2ガス導入口13より体積比で
およそ4:1となるようにArガスおよびO2ガスが導入さ
れ、反応性スパッタリングに適した4×10-3Torrの圧力
に平衡するように設定される。正極が電導性の真空容器
1に接続されたプラズマ発生用電源15により10重量%S
n、90重量%Inの合金ターゲット10に負電圧340Vを印加
すると、磁石11の磁界によって閉じ込められたプラズマ
16が発生する。
プラズマ中のAr+がターゲット10に衝突してターゲッ
ト10をスパッタリングすることにより、蒸発するInとSn
の原子およびArとO2のスパッタリングガスはプラズマよ
りエネルギーを得て、プラズマ中にIn、Sn、Ar、O2およ
びこれらの化合物の中性分子、イオン、ラジカルを形成
し、それぞれ固有の光の波長でプラズマ発光する。この
プラズマ光17を集光レンズ18で集光し、分光器19で分光
し、光量検出器20でプラズマ光のスペクトルを測定し、
プラズマ中の各成分特有のプラズマ光スペクトルの波長
と光量を定量的に制御部22に入力する。制御部22に光量
が入力される波長は、例えばInの固有波長4511.323Å単
独或いは/およびArの固有波長8115.311Åである。
走行するフィルム2上に付着したITO被膜のシート抵
抗をシート抵抗測定装置25により測定し、その測定値が
制御部22に入力される。制御部22に入力された前記測定
抵抗値が予め設定された基準抵抗値と比較され、その差
分に相当する制御がスパッタリング導入装置に対して行
われ、アルゴンガス、酸素ガスの各導入量が調整され
る。この調整により真空容器1内のガスの量が変化し、
プラズマ放電の状態が変化する。
前記プラズマ放電の状態の変化によりプラズマ光の特
定波長の分光強度が変化し、分光測定値20を介して制御
部22にフィードバックされる。
制御部22は前記フィードバックされ変化したプラズマ
光の特定波長の分光強度を基準値とする。そして、連続
して測定されるプラズマ光の特定波長の分光強度と前記
基準値が比較され、その差分に相当する出力によりスパ
ッタリングガス導入装置23が制御され、スパッタリング
ガス導入装置23はバルブの開閉を制御する。
例えば、Inの固有の波長の光量が制御部22に設定入力
された値よりも小である場合には、制御部22はスパッタ
リングガス導入装置23のO2ガス導入口を閉じる方向に作
動し、反対に大であるときには、これを開く方向に作動
する。以上のプロセスが常に繰り返しフィードバックさ
れているので、結果的に前記抵抗値の差分および特定波
長の分光強度の差分は零となり、形成されるITO被膜の
質および抵抗値は一定になるように制御される。
発明の効果 以上説明したように本発明方法はターゲットと走行中
の長尺フィルム基板との間に発生するプラズマ光により
フィルム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させると
ともに、前記プラズマ光の特定波長の分光強度を連続的
に測定し、ついで前記被膜が付着されたフィルム基板の
シート抵抗値を連続的に測定し、この測定値と予め設定
された抵抗値と比較してその差に基づいて前記特定波長
の分光強度を変化せしめ、この変化した分光強度測定値
を制御基準値として、この制御基準値と前記プラズマ光
から連続的に得られる特定波長の分光強度の測定値とを
比較し、その差に基づいてスパッタリングガスの導入量
を制御するようにしたことを特徴としている。
また本発明装置は真空容器内に走行可能に設けられた
長尺のフィルム基板に対向して配置されたターゲット
と、ターゲット表面に発生するプラズマ光の特定波長の
分光強度を連続的に測定する分光測定装置と、前記フィ
ルム基板に接触して配置された複数個のロール状電極
と、この電極を介して前記フィルム基板に付着した金属
酸化物被膜のシート抵抗を連続的に測定するシート抵抗
測定装置と、真空装置内にスパッタリングガスを導入す
るスパッタリングガス導入装置と、制御部とを具備して
おり、前記制御部は分光測定装置によって測定されたプ
ラズマ光の特定波長の分光強度の測定値を記憶し、シー
ト抵抗測定装置によって測定された抵抗値と予め設定さ
れた基準抵抗値とを比較してその差に基づいて前記記憶
された分光強度測定値を変化せしめ、この変化した分光
強度測定値を制御基準値としてこの制御基準値とプラズ
マ光から新たに得られた特定波長の分光強度の測定値と
を比較し、その差に基づいてスパッタリングガス導入装
置のガス導入量を制御するようにしたことを特徴として
いる。
従って、走行する基板に連続的に付着する被膜の膜
質、結晶性、あるいは基板への付着性等の物性が徐々に
変化することがあっても、長時間にわたって物性が一定
の被膜を形成することができるという効果を奏すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す巻取式反応性マグネト
ロンスパッタリング装置の断面図、第2図は反応性スパ
ッタリング法により製造されるITO被膜の比抵抗とスパ
ッタリングガスとの関係を示すグラフである。 1……真空容器 2……プラスチックフィルム 3……電極ロール 4……巻出軸 5……巻取軸 6、7、8、9……案内ロール 10……ターゲット 15……プラズマ発生用電源 18……プラズマ光集光レンズ 19……分光器 20……分光測定装置 22……制御部 23……スパッタリングガス導入装置 24……抵抗測定電極 25……シート抵抗測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々 和明 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 関 正治 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 河村 和典 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 岡野 秀仁 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−161063(JP,A) 特開 昭58−141381(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターゲットと走行中の長尺フィルム基板と
    の間に発生するプラズマ光によりフィルム基板に金属酸
    化物被膜を連続的に付着させるとともに、前記プラズマ
    光の特定波長の分光強度を連続的に測定し、ついで前記
    被膜が付着されたフィルム基板のシート抵抗値を連続的
    に測定し、この測定値と予め設定された抵抗値と比較し
    てその差に基づいて前記特定波長の分光強度を変化せし
    め、この変化した分光強度測定値を制御基準値として、
    この制御基準値と前記プラズマ光から連続的に得られる
    特定波長の分光強度の測定値とを比較し、その差に基づ
    いてスパッタリングガスの導入量を制御するようにした
    ことを特徴とする長尺のフィルム基板に金属酸化物被膜
    を連続的に付着させる方法。
  2. 【請求項2】真空容器内に走行可能に設けられた長尺の
    フィルム基板に対向して配置されたターゲットと、ター
    ゲット表面に発生するプラズマ光の特定波長の分光強度
    を連続的に測定する分光測定装置と、前記フィルム基板
    に接触して配置された複数個のロール状電極と、この電
    極を介して前記フィルム基板に付着した金属酸化物被膜
    のシート抵抗を連続的に測定するシート抵抗測定装置
    と、真空装置内にスパッタリングガスを導入するスパッ
    タリングガス導入装置と、制御部とを具備しており、前
    記制御部は分光測定装置によって測定されたプラズマ光
    の特定波長の分光強度の測定値を記憶し、シート抵抗測
    定装置によって測定された抵抗値と予め設定された基準
    抵抗値とを比較してその差に基づいて前記記憶された分
    光強度測定値を変化せしめ、この変化した分光強度測定
    値を制御基準値としてこの制御基準値とプラズマ光から
    新たに得られた特定波長の分光強度の測定値とを比較
    し、その差に基づいてスパッタリングガス導入装置のガ
    ス導入量を制御するようにしたことを特徴とする長尺の
    フィルム基板に金属酸化物被膜を連続的に付着させる装
    置。
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JP2003201562A (ja) * 2002-01-11 2003-07-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成膜モニタリング方法
JP4720298B2 (ja) * 2005-06-07 2011-07-13 株式会社ブリヂストン 導電性化合物薄膜の成膜方法
JP5230185B2 (ja) * 2007-12-13 2013-07-10 富士フイルム株式会社 反応性スパッタリング装置および反応性スパッタリングの方法
CN115161604A (zh) * 2022-07-05 2022-10-11 东莞市龙铮真空设备有限公司 一种沉积于墙纸表面的真空纳米涂层

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57161063A (en) * 1981-03-31 1982-10-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd Method and device for sticking metallic oxide film on substrate
JPS58141381A (ja) * 1982-02-15 1983-08-22 Hitachi Ltd 薄膜形成装置

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