JP2660289B2 - Method and apparatus for forming transparent conductive film pattern - Google Patents

Method and apparatus for forming transparent conductive film pattern

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は透明導電膜パターンの形成方法及びその装置
に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for forming a transparent conductive film pattern.

<従来の技術> 一般に結晶表示素子、電界発光素子当のオプトエレク
トロニクス素子等においては透明電極が不可欠である。
この透明電極あるいは配線等のパターン(以下電極パタ
ーンという)の形成は、通常透明導電膜の非電極パター
ン形成部を化学的に、或は物理的に除去する方法によっ
ているため、電極のある個所と無い個所の境界では段差
を生じ、この段差が結晶素子や電界発光素子等の薄膜電
子ディバイスの品質や特性に悪影響を及ぼしている。即
ち液晶素子では液晶の配向性に悪影響を与え、電界発光
素子においては透明電極上に形成された絶縁層が段差を
生じるため品質が悪くなり、この個所で素子の破壊や劣
化を誘発しやすいという問題である。また、透明電極の
大きい用途として知られているいわゆる透明タッチパネ
ルは、例えばディスプレイの透視が可能な入力ディバイ
スとして用いられているが、これにも以下のような問題
がある。即ち、かかるタッチパネルの透明電極は、所定
のパターンに形成されるが、従来法によるものは電極部
と非電極部との段差による微細な視差や表面材質の違い
による光学的差異により、電極部と非電極部が肉眼で明
瞭に視認できるため、例えば透明タッチパネルを背後の
ディスプレイに重ねて用いる場合において、背後のディ
スプレイを透視した際には、電極パターンがオーバーラ
ップして見苦しいという問題である。従って、非電極パ
ターン部との段差の無い透明導電膜パターンが要望され
ている。
<Prior Art> In general, a transparent electrode is indispensable in a crystal display element, an optoelectronic element such as an electroluminescent element, and the like.
The pattern of the transparent electrode or wiring (hereinafter referred to as an electrode pattern) is usually formed by chemically or physically removing a non-electrode pattern forming portion of the transparent conductive film. A step is formed at the boundary of the non-existing portion, and this step has an adverse effect on the quality and characteristics of the thin film electronic device such as a crystal element and an electroluminescent element. That is, in a liquid crystal element, the orientation of the liquid crystal is adversely affected, and in an electroluminescent element, the quality is degraded because an insulating layer formed on a transparent electrode causes a step, and it is easy to induce destruction or deterioration of the element at this point. It is a problem. Further, a so-called transparent touch panel, which is known as a large use of the transparent electrode, is used, for example, as an input device that allows see-through of a display. However, this also has the following problems. That is, the transparent electrode of such a touch panel is formed in a predetermined pattern, but the conventional method is different from the electrode part due to a fine parallax due to a step between the electrode part and the non-electrode part and an optical difference due to a difference in surface material. Since the non-electrode portion is clearly visible to the naked eye, for example, when a transparent touch panel is used on a display behind it, when the display behind the display is seen through, the electrode patterns overlap and it is unsightly. Therefore, a transparent conductive film pattern having no step with the non-electrode pattern portion is demanded.

段差を無くする方法については既に特開昭62−190815
号の提案がある。即ち電極パターン形成部以外の透明導
電膜部に膜中のドナーを補償する酸素イオンや不純物イ
オンを導入、あるいは注入することによって高抵抗化す
ることにより電極部と非電極部を区別しようとするもの
で優れた着想である。
A method for eliminating the step has already been described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-190815.
There is a proposal for the issue. That is, the electrode portion and the non-electrode portion are to be differentiated by introducing or implanting oxygen ions or impurity ions for compensating donors in the film into the transparent conductive film portion other than the electrode pattern forming portion to increase the resistance. This is an excellent idea.

前記イオンを膜中に導入あるいは注入する方法として
同公開公報には高周波マグネトロンスパッタ装置による
方法、プラズマ陽極酸化装置による方法、イオン注入装
置による方法、レーザー光照射装置による方法が示され
ている。これらの方法によって得た電極パターンは電極
部の表面抵抗が数10Ω/□であるのに対し非電極部は10
6Ω/□のオーダーであり、前記の段差も認められず機
能的には十分なものである。
As a method for introducing or implanting the ions into the film, the publication discloses a method using a high-frequency magnetron sputtering apparatus, a method using a plasma anodic oxidation apparatus, a method using an ion implantation apparatus, and a method using a laser beam irradiation apparatus. The electrode pattern obtained by these methods has a surface resistance of several tens of ohms / sq.
It is of the order of 6 Ω / □, and the above-mentioned step is not recognized, so that it is functionally sufficient.

<発明が解決しようとする問題点> しかしながらいずれの方法も、前記公開公報に示され
た実施例にも知られる如く、生産性等に問題を有してい
る。
<Problems to be Solved by the Invention> However, all methods have a problem in productivity and the like, as is known from the embodiments shown in the above-mentioned publications.

即ち、プラズマ陽極酸化法においては処理時間は30分
と長く、透明導電膜の種類にもよるが、処理温度が200
〜350℃と高いため、耐熱性に劣るプラスチック基板上
に形成した透明導電膜には適用し難く、高周波マグネト
ロンスパッタ装置を用いる方法も略同様である。イオン
注入装置やレーザー光照射装置を用いる方法は昇温や照
射損傷の懸念もあり、大面積処理にはこれまた生産性に
問題がある。
That is, in the plasma anodizing method, the processing time is as long as 30 minutes, and depending on the type of the transparent conductive film, the processing temperature is 200 minutes.
Since the temperature is as high as 350 ° C., it is difficult to apply the method to a transparent conductive film formed on a plastic substrate having poor heat resistance, and the method using a high-frequency magnetron sputtering apparatus is almost the same. A method using an ion implantation apparatus or a laser beam irradiation apparatus has a concern about temperature rise and irradiation damage, and there is a problem in productivity in large-area processing.

<問題点を解決するための手段> 本発明は透明導電膜の非パターン形成部の高抵抗化処
理に電子サイクロトロン共鳴(以下ECRという)酸素プ
ラズマを用いることにより前記問題点を解決したもので
ある。
<Means for Solving the Problems> The present invention has solved the above-mentioned problems by using electron cyclotron resonance (hereinafter, referred to as ECR) oxygen plasma for the treatment for increasing the resistance of the non-pattern forming portion of the transparent conductive film. .

<作用> ECR酸素プラズマは、他の例えばグロー放電等によっ
て生成した酸素プラズマと較べるとイオン化率が桁違い
に大きいため、大きいイオン電流が得られること、イオ
ンのエネルギーが制御できること、低ガス圧下のプラズ
マ発生、また発散磁界並びに必要ならばミラー磁界によ
ってイオンやラジカルを取り出すため指向性、均一性が
非常にすぐれていること等から、酸素イオンやラジカル
を透明導電膜に導入して、膜中のドナーの補償等によっ
て、透明導電膜を高抵抗化する目的には極めて適してお
り、大きい面積の透明導電膜も同時に、均一にかつ低温
で容易に高抵抗化処理することができる。
<Effect> Since the ionization rate of ECR oxygen plasma is orders of magnitude higher than that of other oxygen plasmas generated by glow discharge or the like, a large ion current can be obtained, the energy of ions can be controlled, and under low gas pressure. Since ions and radicals are taken out by plasma generation and a diverging magnetic field and, if necessary, a mirror magnetic field, the directivity and uniformity are very good, so oxygen ions and radicals are introduced into the transparent conductive film, It is extremely suitable for the purpose of increasing the resistance of the transparent conductive film by donor compensation or the like, and the transparent conductive film having a large area can be easily subjected to a high-resistance treatment uniformly at a low temperature at the same time.

また、酸素イオン以外の透明導電膜中のドナーを補償
する不純物となる元素のイオンを生成する化合物のガ
ス、例えば透明導電膜が酸化亜鉛系の場合は燐、銅、窒
素、スズ、鉛或いはアンチモン等を含む化合物のガス
(以下不純物ガスと称す)を酸素ガスと併用しプラズマ
生成室に導入して酸素ガス共々プラズマ化して生成した
イオンやラジカル等を、透明導電膜に照射する方法も高
抵抗化処理の生産性を高めることができる。かかる不純
物ガスについては特に制限はなく、効果のあるものを自
由に選択使用できる。また、アルゴンやヘリウム等の不
活性ガス等を酸素ガスもしくは不純物ガスと同時にプラ
ズマ生成室に導入し、キャリアガスもしくはイオン化率
向上用として使用できる。
In addition, a gas of a compound that generates ions of an element serving as an impurity for compensating a donor in the transparent conductive film other than oxygen ions, such as phosphorus, copper, nitrogen, tin, lead, or antimony when the transparent conductive film is zinc oxide. The method of irradiating the transparent conductive film with ions or radicals generated by introducing a compound gas containing nitrogen and the like (hereinafter referred to as an impurity gas) together with oxygen gas into a plasma generation chamber to form plasma together with oxygen gas, and also irradiating the transparent conductive film with high resistance The productivity of the chemical treatment can be increased. There is no particular limitation on the impurity gas, and an effective gas can be freely selected and used. Further, an inert gas such as argon or helium is introduced into the plasma generation chamber simultaneously with the oxygen gas or the impurity gas, and can be used as a carrier gas or for improving the ionization rate.

更にまた酸素プラズマを照射しつつある透明導電膜に
前記の不純物ガスを透明導電膜に接触させる方法も、透
明導電膜の高抵抗化処理の生産性向上に極めて有効であ
る。これは即ち酸素プラズマが不純物ガスと衝突してド
ナーを補償する元素のイオンやラジカルを生成し、これ
らが透明導電膜中に捕えられて、ドナーを補償する働き
をするからである。
Further, a method in which the above-mentioned impurity gas is brought into contact with the transparent conductive film while the transparent conductive film is being irradiated with oxygen plasma is also extremely effective in improving the productivity of the treatment for increasing the resistance of the transparent conductive film. This is because the oxygen plasma collides with the impurity gas to generate ions and radicals of an element for compensating the donor, and these are trapped in the transparent conductive film to function to compensate the donor.

本発明に係る透明導電膜とは金属、金属酸化物等から
なる導電膜を例示でき、特に制限はなく、具体的には酸
化インジウム・錫、酸化錫、アルミニウムやシリコン添
加酸化亜鉛、フッ素添加酸化錫等からなる導電性の薄膜
を例示できる。また、透明導電膜を基体上に形成する方
法も、特に制限はないが、例えばスパッタ法、蒸着法、
イオンプレーテング法等を例示できる。
The transparent conductive film according to the present invention can be exemplified by a conductive film made of a metal, a metal oxide or the like, and is not particularly limited. Specifically, indium tin oxide, tin oxide, aluminum, silicon-added zinc oxide, and fluorine-doped oxide An example is a conductive thin film made of tin or the like. Further, the method for forming the transparent conductive film on the substrate is not particularly limited, but includes, for example, a sputtering method, an evaporation method,
An ion plating method can be exemplified.

本発明に係る透明導電膜を形成する基体とは特に制限
はないが、例えばガラスやプラスチックフィルム、シー
ト等の透明基盤、もしくはセラミックス基板、シリコン
単結晶基板等の不透明基板等が好んで用いられる。
The substrate on which the transparent conductive film according to the present invention is formed is not particularly limited. For example, a transparent substrate such as a glass or plastic film or sheet, or an opaque substrate such as a ceramic substrate or a silicon single crystal substrate is preferably used.

本発明に係る透明導電膜パターンは、前記液晶表示素
子、電界発光素子等のオプトエレクトロニクス素子や透
明タッチパネルの透明電極用にとどまらず、透明導電膜
パターンや透明電極パターンの形成を要するあらゆる用
途に応用可能であり、これら応用製品の性能を向上させ
ることができる。
The transparent conductive film pattern according to the present invention is applied not only to the liquid crystal display element, the optoelectronic element such as the electroluminescent element and the transparent electrode of the transparent touch panel, but also to any application that requires the formation of the transparent conductive film pattern and the transparent electrode pattern. It is possible to improve the performance of these applied products.

次に装置について述べる。 Next, the apparatus will be described.

第1図は本発明の第1発明の方法を実施するための好
ましい装置(第2発明)の一具体例を示した断面図であ
って、本発明はその第1発明に記載の範囲内であらゆる
装置を用いることは当然可能である。
FIG. 1 is a sectional view showing a specific example of a preferred apparatus (second invention) for carrying out the method of the first invention of the present invention, and the present invention is within the scope described in the first invention. It is of course possible to use any device.

以下第1図に基づいて説明する。 This will be described below with reference to FIG.

ここで、ECR酸素プラズマ生成室1は電子サイクロト
ロン共鳴に適当な10-3〜10-4Torrオーダーの圧力が保て
る構造となっている。周壁には電子サイクロトロン共鳴
状態にあるガスの衝突による温度上昇を防ぐため冷却水
のジャケット2が設けられており、外部の冷却水供給装
置(図示せず)と接続できるようになっている。その外
側にプラズマ生成室1をとりまく形でソレノイドコイル
3を配しプラズマ生成室内に磁界が印加できるようにな
っている。プラズマ生成室1の上部には前記磁界と垂直
な方向の振動電界を与えるためのマイクロ波導入窓4が
設けられており、その外側はマイクロ波導波管5を通じ
てマイクロ波発振器6につながっている。この際かかる
窓4には通常はマイクロ波を通す程度の適宜の物質によ
る隔壁が設けられ、必要な圧力が保てるようになってい
る。また、マイクロ波導波管に代りアンテナ入力方式と
しても何らさしつかえはない。プラズマ生成室1の適宜
の個所(第1図ではプラズマ生成室の上部)に酸素ガス
の取入口7が設けられており、外部の酸素ガス供給装置
(図示せず)と接続できるようになっている。酸素ガス
の取入口は必要に応じ2ケ所以上に設けることはかまわ
ない。第1図では酸素ガス取入口の他に不純物ガスの取
入口8を設けているが、これは不純物ガスを併用する場
合に備えているもので、不純物ガスの併用を処理条件に
設定していない場合には、不純物ガス取入口8を設ける
必要はない。また不純物ガスを併用する場合であって
も、外部で予じめ酸素ガスと混合した後に酸素ガス取入
口7を利用して酸素ガス共々取り入れることも可能で、
この場合には不純物ガス取入口の設置は不要である。
Here, the ECR oxygen plasma generation chamber 1 has a structure capable of maintaining a pressure on the order of 10 -3 to 10 -4 Torr suitable for electron cyclotron resonance. A cooling water jacket 2 is provided on the peripheral wall to prevent a rise in temperature due to collision of gas in an electron cyclotron resonance state, and can be connected to an external cooling water supply device (not shown). A solenoid coil 3 is arranged outside the plasma generation chamber 1 so that a magnetic field can be applied to the plasma generation chamber. A microwave introduction window 4 for providing an oscillating electric field in a direction perpendicular to the magnetic field is provided at an upper portion of the plasma generation chamber 1, and the outside thereof is connected to a microwave oscillator 6 through a microwave waveguide 5. At this time, the window 4 is usually provided with a partition wall made of an appropriate material enough to pass microwaves, so that a necessary pressure can be maintained. Also, there is no problem in using an antenna input method instead of the microwave waveguide. An oxygen gas inlet 7 is provided at an appropriate place in the plasma generation chamber 1 (the upper part of the plasma generation chamber in FIG. 1) so that it can be connected to an external oxygen gas supply device (not shown). I have. The oxygen gas inlet may be provided at two or more places as needed. In FIG. 1, an impurity gas inlet 8 is provided in addition to the oxygen gas inlet, but this is provided for the case where the impurity gas is used together, and the use of the impurity gas is not set as a processing condition. In this case, it is not necessary to provide the impurity gas inlet 8. Even when an impurity gas is used in combination, it is also possible to mix the oxygen gas with the oxygen gas beforehand and use the oxygen gas inlet 7 to introduce the oxygen gas together.
In this case, the installation of the impurity gas inlet is unnecessary.

ECRプラズマ生成室1で生成した酸素イオンやラジカ
ルは極めて高いエネルギー状態にあり、この雰囲気の下
で透明導電膜を高抵抗化処理することは照射損傷等の問
題もあり好ましくない。ECRプラズマ生成室1に隣接し
て透明導電膜の高抵抗化処理室9を設けており、ここで
プラズマ照射処理を行なう。そのため処理室に、プラズ
マを導くプラズマ取出部10を、プラズマ生成室の下部即
ち高抵抗化処理室9側との境界に、両室を連通するよう
な構成をもって設けている。従って高抵抗化処理室9側
から云えばこの取出部10はプラズマ取入部10となる。高
抵抗化処理室内にはプラズマ照射位置に透明導電膜11を
把持するための透明導電膜把持装置12を設備している。
この際、真空状態を破らずに透明導電膜11を出し入れで
きる装置を具備すれば便利である。透明導電膜が軟質の
基板上に形成されている場合は、透明導電膜の把持装置
に、巻出し、巻取りの機構を備えつければ、長尺の連続
処理に便利であり生産性が一段と向上する。
Oxygen ions and radicals generated in the ECR plasma generation chamber 1 are in an extremely high energy state, and it is not preferable to increase the resistance of the transparent conductive film in this atmosphere because of problems such as irradiation damage. A processing chamber 9 for increasing the resistance of a transparent conductive film is provided adjacent to the ECR plasma generation chamber 1, where plasma irradiation processing is performed. Therefore, a plasma extraction unit 10 for guiding plasma is provided in the processing chamber so as to communicate with both chambers at the lower part of the plasma generation chamber, that is, at the boundary with the high resistance processing chamber 9 side. Therefore, from the side of the high resistance processing chamber 9, the take-out part 10 becomes the plasma take-in part 10. A transparent conductive film holding device 12 for holding the transparent conductive film 11 at the plasma irradiation position is provided in the high resistance processing chamber.
At this time, it is convenient to provide a device capable of taking the transparent conductive film 11 in and out without breaking the vacuum state. If the transparent conductive film is formed on a soft substrate, the unwinding and winding mechanism can be provided in the transparent conductive film gripping device, which is convenient for long continuous processing and further improves productivity. I do.

透明導電膜のパターン形成部をプラズマの照射から遮
断するいわゆるマスキングする方法としては、予じめパ
ターンの形状に準備したパターンマスクを透明導電膜に
重ねる方法や、レジストインキを用いて透明導電膜の上
にパターンを形成しておき、プラズマ照射による非パタ
ーン部の高抵抗化処理後レジストインキを薬液等で除去
するいわゆるレジストマスク法等適宜の方法によればよ
く、特に制限はない。
As a so-called masking method of shielding the pattern forming portion of the transparent conductive film from plasma irradiation, a method of overlapping a pattern mask prepared in advance in the shape of a pattern on the transparent conductive film, or a method of forming a transparent conductive film using a resist ink. An appropriate method such as a so-called resist mask method in which a pattern is formed thereon and the resist ink is removed with a chemical solution or the like after the non-pattern portion is made to have a high resistance by plasma irradiation is not particularly limited.

また、ECR酸素プラズマを照射中の透明導電膜を、所
定の温度に保つため、必要に応じ適宜の温調装置20を設
けることは自由であり、例えば透明導電膜を形成する基
体の耐熱性に応じ、適宜の温度に保つことが好ましい。
高抵抗化処理室の外周部にはミラー磁界印加用のソレノ
イドコイル13を配しており、プラズマ取入部10付近で発
散磁界をミラー磁界とし、プラズマ取入部から拡散して
くるプラズマのエネルギーを低下させる働きをする。こ
れはソレノイドコイルにかえて透明導電膜の把持装置12
の下側付近に永久磁石を設けてもよい。プラズマ取入部
と透明導電膜把持装置のプラズマ照射域には、それぞれ
電極14,15が設けられ、これによりプラズマを引き出す
ようにしており、直流電圧16b、もしくは両極に交流電
圧16aを印加できるよう外部に設けた電源装置16と結ば
れている。プラズマ生成室から拡散してくるプラズマの
エネルギーの強さや、イオン電流の大きさが不十分で透
明導電膜の高抵抗化処理の能率が悪いときは、前記電極
に電圧を印加することによって著しく処理時間を短縮す
ることができる。即ち直流電圧を印加すればプラズマ中
のイオンが膜方向に加速され、交流電圧を印加した場合
は中性化しようとするイオンを再付活する。いずれもイ
オンの運動エネルギーを増すことに加えて、単位時間当
りに透明導電膜に到達するイオンやラジカルの密度が高
められるからである。
In addition, in order to maintain the transparent conductive film being irradiated with the ECR oxygen plasma at a predetermined temperature, it is free to provide an appropriate temperature control device 20 as necessary, for example, to reduce the heat resistance of the substrate on which the transparent conductive film is formed. It is preferable to keep the temperature appropriately.
A solenoid coil 13 for applying a mirror magnetic field is arranged around the periphery of the high-resistance processing chamber. The diverging magnetic field is used as a mirror magnetic field near the plasma intake 10 to reduce the energy of the plasma diffused from the plasma intake. Work to make it work. This is a transparent conductive film holding device 12 instead of a solenoid coil.
A permanent magnet may be provided near the lower side of. Electrodes 14 and 15 are provided in the plasma intake section and the plasma irradiation area of the transparent conductive film holding device, respectively, so that plasma can be extracted. Is connected to the power supply 16 provided in the power supply. When the strength of the plasma energy diffused from the plasma generation chamber or the magnitude of the ion current is insufficient and the efficiency of the treatment for increasing the resistance of the transparent conductive film is low, the treatment is remarkably performed by applying a voltage to the electrode. Time can be reduced. That is, when a DC voltage is applied, ions in the plasma are accelerated in the direction of the film, and when an AC voltage is applied, ions to be neutralized are reactivated. This is because, in addition to increasing the kinetic energy of ions, the density of ions and radicals that reach the transparent conductive film per unit time is increased.

このようにイオンはそのエネルギーの強弱や、その運
動方向を電場や磁場を印加し調節することによって、広
範囲に制御できる。ECR酸素プラズマはイオン化率が極
めて大きいため、極めて活性な酸素イオンやラジカルを
生成でき、かつ制御しやすく最適条件が選びやすいので
ある。
As described above, ions can be controlled over a wide range by adjusting the intensity of their energy and the direction of their movement by applying an electric or magnetic field. Since the ECR oxygen plasma has an extremely high ionization rate, extremely active oxygen ions and radicals can be generated, and it is easy to control and easy to select optimum conditions.

透明導電膜の高抵抗化処理室内には、外部に設けた不
純物ガス供給装置から不純物ガスを室内に導入し、その
吹出口17を透明導電膜把持装置12のプラズマ照射域近傍
に位置させた不純物ガス導入管18が配されており、酸素
プラズマもしくは不純物ガスを含む酸素プラズマを照射
しつつある透明導電膜に、不純物ガスを接触させること
ができ、酸素以外のドナー補償不純物を透明導電膜中に
導入することができる。この方法は腐食の問題等から不
純物ガスをプラズマ生成室に導入することが好ましくな
い場合に特に有用である。プラズマ生成室及び高抵抗化
処理室は排気口19を経て外部の真空排気装置(図示せ
ず)により極低圧力に保たれる。
In the treatment chamber for increasing the resistance of the transparent conductive film, an impurity gas is introduced into the chamber from an impurity gas supply device provided outside, and the air outlet 17 is positioned near the plasma irradiation area of the transparent conductive film holding device 12. A gas introduction pipe 18 is provided, and the impurity gas can be brought into contact with the transparent conductive film which is being irradiated with oxygen plasma or oxygen plasma containing the impurity gas, and donor compensation impurities other than oxygen are introduced into the transparent conductive film. Can be introduced. This method is particularly useful when it is not preferable to introduce an impurity gas into the plasma generation chamber due to corrosion problems or the like. The plasma generation chamber and the high resistance processing chamber are maintained at an extremely low pressure by an external vacuum exhaust device (not shown) through an exhaust port 19.

実際に処理を行なうには、先ず透明導電膜把持装置12
に透明導電膜11をセットし、次で排気口19より真空吸引
し、必要なる圧力(真空度)にする。この際酸素ガス取
入口7や必要に応じ用いる不純物ガス取入口8、不純物
ガス吹出口17からのガスの供給を行っても、必要なる圧
力が維持できる程度にこれらガスの供給量及び真空吸引
量を設定する。プラズマ生成室1に導入された酸素や不
純物ガスはマイクロ発振器6から発振され、その導入窓
4よりECR酸素プラズマ生成室1に導入されるマイクロ
波及びソレノイドコイル3によって生成室1内のプラズ
マに印加された磁界の作用でECRプラズマとなり、取出
窓10から高抵抗化処理室に入り、ここで透明導電膜に作
用するのである。
To actually perform the processing, first, the transparent conductive film holding device 12
Next, the transparent conductive film 11 is set, and then vacuum suction is performed from the exhaust port 19 to obtain a required pressure (degree of vacuum). At this time, even if the gas is supplied from the oxygen gas inlet 7, the impurity gas inlet 8 used as needed, and the impurity gas outlet 17, the supply amount and the vacuum suction amount of these gases are such that the required pressure can be maintained. Set. Oxygen and impurity gas introduced into the plasma generation chamber 1 are oscillated from the micro oscillator 6 and applied to the plasma in the generation chamber 1 by the microwave introduced into the ECR oxygen plasma generation chamber 1 through the introduction window 4 and the solenoid coil 3. ECR plasma is generated by the action of the applied magnetic field, enters the high resistance treatment chamber through the extraction window 10, and acts on the transparent conductive film.

本装置におけるマイクロ波導入窓4、酸素ガス取入口
7、不純物ガス取入口8等にはECR酸素プラズマ生成室
1の内壁に設けてもよいし、内部に設けてもよく、生成
室内に必要なるマイクロ波やガスを取り入れることがで
きる位置ならば、生成室内のどこに設けようと自由であ
る。また、プラズマ取出口10はプラズマ生成室1のどこ
に設けようと自由で、プラズマ取入口10も高抵抗化処理
室9のどこに設けようと自由であり、両者が連通する構
成ならば、特に制限はない。
The microwave introduction window 4, oxygen gas inlet 7, impurity gas inlet 8 and the like in the present apparatus may be provided on the inner wall of the ECR oxygen plasma generation chamber 1, or may be provided inside the ECR oxygen plasma generation chamber 1, and are required inside the generation chamber. It can be placed anywhere in the production chamber as long as it can take in microwaves and gas. In addition, the plasma outlet 10 is free to be provided anywhere in the plasma generation chamber 1, and the plasma inlet 10 is also free to be provided anywhere in the high-resistance treatment chamber 9. If the two are connected, there is no particular limitation. Absent.

尚、第1図は図面の上下方向と実装置の上下方向とが
一致するように表わされたものである。
FIG. 1 shows the vertical direction of the drawing so that the vertical direction of the actual device coincides with the vertical direction.

以上に示す具体例は第2発明を実施する好ましい1例
であり、第2発明はその範囲内において他のあらゆる態
様を取ることも可能である。
The above specific example is a preferred example of implementing the second invention, and the second invention can take any other form within the scope.

<実施例1> 厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
上に形成した膜厚約100nmの酸化インジウム・錫(ITO)
透明導電膜、酸化錫(SnO2)透明導電膜及びアルミニウ
ム添加酸化亜鉛(ZnO:Al)透明導電膜のそれぞれの表面
の一部にステンレス製マスクを密着させ、第1図に示し
た装置の透明導電膜膜把持装置にとりつけ、表1の処理
条件でECR酸素プラズマを照射した。
<Example 1> Indium tin oxide (ITO) having a thickness of about 100 nm formed on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 µm
A stainless steel mask is adhered to a part of the surface of each of the transparent conductive film, the tin oxide (SnO 2 ) transparent conductive film and the aluminum-added zinc oxide (ZnO: Al) transparent conductive film, and the transparent mask of the apparatus shown in FIG. It was attached to a conductive film holding device and irradiated with ECR oxygen plasma under the processing conditions shown in Table 1.

この際、前記マスクをしていない部分の照射時間中の
表面抵抗値は表2の通りであった。
At this time, the surface resistance of the unmasked portion during the irradiation time was as shown in Table 2.

ECR酸素プラズマを照射した部分はITO膜、SnO2膜及び
ZnO:Al膜のいずれもシート抵抗の顕著な増加がみられ、
5分間の照射で106Ω/□のオーダー(使用した測定機
の測定限度)に達した。一方ステンレス製のマスクを施
した個所は表面抵抗に変化はなかった。またステンレス
のマスクをした個所とそれ以外の個所はITOの場合もSnO
2の場合も顕著な光学的特性の変化や膜厚の変化は認め
られなかった。
The parts irradiated with ECR oxygen plasma are ITO film, SnO 2 film and
In both ZnO: Al films, a remarkable increase in sheet resistance was observed,
The irradiation of 5 minutes reached the order of 10 6 Ω / □ (measurement limit of the measuring machine used). On the other hand, where the stainless steel mask was applied, the surface resistance did not change. In addition, the place where the stainless steel mask is used and the other places are SnO for ITO.
In the case of No. 2, no remarkable change in optical characteristics or change in film thickness was observed.

<実施例2> ガラス基板上に形成された市販のITO透明導電膜(厚
さ120nm)、市販のフッ素添加酸化錫(SnO2:F)透明導
電膜(厚さ500nm)及びスパッタ法で作成したZnO:Al透
明導電膜(厚さ500nm)のそれぞれに対しプラズマ取入
部の電極と透明導電膜把持装置との電極の間に高周波電
圧(15kHz、100W)を印加し、その他は実施例1と同じ
条件で処理し表3の結果を得た。
<Example 2> A commercially available ITO transparent conductive film (120 nm thick) formed on a glass substrate, a commercially available fluoridated tin oxide (SnO 2 : F) transparent conductive film (500 nm thick), and a sputtering method were used. A high-frequency voltage (15 kHz, 100 W) is applied between the electrode of the plasma inlet and the electrode of the transparent conductive film holding device for each of the ZnO: Al transparent conductive films (thickness: 500 nm), and otherwise the same as in Example 1. Treatment under the conditions gave the results in Table 3.

2分の照射で非マスク部は2×106Ω/□に達した。
この間マスク部分の表面抵抗に変化はなく、マスク個所
と非マスク個所に実質的な厚さの差は認られなかった。
また肉眼では処理部と非処理部の区別が付けられなかっ
た。
The non-mask portion reached 2 × 10 6 Ω / □ by irradiation for 2 minutes.
During this time, there was no change in the surface resistance of the mask portion, and no substantial difference in thickness between the mask portion and the non-mask portion was observed.
Also, no distinction could be made between the treated part and the non-treated part with the naked eye.

<実施例3> プラズマ生成室に酸素ガスに対し5%のN2Oガスもし
くはSO2ガスを添加し、実施例1と同じ条件で高抵抗化
処理を行なった。酸化インジウム・錫膜、酸化錫膜のい
ずれも2分間の処理で106Ω/□のオーダーに達した。
またアルミニウム添加酸化亜鉛膜に対し、酸素ガスに対
して1%のホスフィン(PH3)ガスを添加し、実施例1
と同じ条件で高抵抗化処理を行った膜のプラズマ照射部
の抵抗値は約2分後に測定不能となった。
<Example 3> adding oxygen gas to 5% of N 2 O gas or SO 2 gas in the plasma generating chamber and subjected to high-resistance treatment under the same conditions as in Example 1. Both the indium oxide / tin oxide film and the tin oxide film reached the order of 10 6 Ω / □ by the treatment for 2 minutes.
Further, a 1% phosphine (PH 3 ) gas with respect to oxygen gas was added to the aluminum-added zinc oxide film.
The resistance value of the plasma-irradiated portion of the film subjected to the high-resistance treatment under the same conditions as described above became unmeasurable after about 2 minutes.

不純物ガスの添加も透明導電膜の高抵抗化に有効であ
った。
The addition of the impurity gas was also effective in increasing the resistance of the transparent conductive film.

<実施例4> 実施例2と同じ条件で透明導電膜にECR酸素プラズマ
を照射すると同時に、不純物ガス吹出口より、プラズマ
生成室に供給する酸素ガスに対して1%に相当するジエ
チル亜鉛(DEZ)ガスもしくはトリメチルアルミニウム
(TMA)ガスを透明導電膜に接触させた。酸化インジウ
ム−錫膜に対してDEZガス、酸化錫膜に対してTMAガスを
それぞれ作用させた結果、いずれも2分間の処理で106
Ω/□のオーダーに達し、マスク部分の表面抵抗に変化
はなく、マスク個所と非マスク個所との実質的な厚さの
差は認められなかった。同様に酸素ガスに対して10%に
相当するNO2ガスもしくはSO2ガスをZnO:Al膜に接触させ
た場合も約1分後には抵抗値が106Ω/□のオーダーに
達した。また酸素ガスに対して1%に相当するW(CO)
、Cr(CO)もしくはFe(CO)ガスをZnO:Al膜に接
触させることも極めて有効であることが確認された。
Example 4 At the same time as irradiating the transparent conductive film with ECR oxygen plasma under the same conditions as in Example 2, diethyl zinc (DEZ) equivalent to 1% of oxygen gas supplied from the impurity gas outlet to the plasma generation chamber was used. ) Gas or trimethylaluminum (TMA) gas was brought into contact with the transparent conductive film. Indium oxide - DEZ gas to the tin film, a result of the act, respectively the TMA gas to the tin oxide film, 10 in any of the 2-minute treatment 6
The order of Ω / □ was reached, there was no change in the surface resistance of the mask portion, and no substantial difference in thickness between the mask portion and the non-mask portion was observed. Similarly, when the NO 2 gas or SO 2 gas corresponding to 10% of the oxygen gas was brought into contact with the ZnO: Al film, the resistance reached about 10 6 Ω / □ after about 1 minute. W (CO) equivalent to 1% of oxygen gas
6 , it was confirmed that bringing a Cr (CO) 6 or Fe (CO) 5 gas into contact with the ZnO: Al film was also extremely effective.

<発明の効果> 以上に説明したように、本発明はECRプラズマのイオ
ン化率が他の方法で生成したプラズマより著しく大きい
ことに着目したことに基づくものであると共に、透明導
電膜の高抵抗化処理にECR酸素プラズマを採用したもの
であり、その結果、透明導電膜をその厚さの変化を伴う
ことなく高抵抗化するのに要する時間を、既に提案され
ている方法に比べ著しく短縮することに成功したもの
で、例えば耐熱性に劣るプラスチック材料を基板とした
透明導電膜の高抵抗化も容易且つ能率よく行なうことが
できる等、本発明にかかる透明導電膜パターンの形成方
法は実用性が格段と優れている。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention is based on the fact that the ionization rate of ECR plasma is remarkably higher than that of plasma generated by other methods. The use of ECR oxygen plasma for the treatment results in a significant reduction in the time required to increase the resistance of the transparent conductive film without a change in its thickness, compared to the methods already proposed. The method for forming a transparent conductive film pattern according to the present invention has practicality, for example, it is possible to easily and efficiently increase the resistance of a transparent conductive film using a plastic material having poor heat resistance as a substrate. It is much better.

更に本発明における透明導電膜パターンの形成装置に
おいては、簡単な構成である上に、従来にない構成を有
し、その上必要ならばミラー磁界印加用ソレノイドコイ
ルの設置、更に必要ならばプラズマ引き出し電極の取り
付けにより照射プラズマのエネルギーの制御を可能と
し、更に必要ならば不純物ガス等の取入口等を設けるこ
とにより、広い範囲から透明導電膜や基板材料の使用に
応じた最適の処理条件、即ち非スパッタ状態で酸素イオ
ンやラジカル及び必要ならば不純物イオンやラジカルを
透明導電膜中に能率よく導入する条件を容易に選び出せ
るようにしたもので、本装置により透明導電膜のあらゆ
る仕様のパターン形成に際し、その最適条件で処理する
ことが可能である等の格別なる効果を奏するものであ
る。
Furthermore, the apparatus for forming a transparent conductive film pattern according to the present invention has a simple structure and an unconventional structure. If necessary, a solenoid coil for applying a mirror magnetic field is installed. The installation of the electrodes enables control of the energy of the irradiation plasma, and furthermore, if necessary, by providing an inlet for impurity gas or the like, the optimum processing conditions according to the use of the transparent conductive film and the substrate material from a wide range, that is, It is possible to easily select conditions for efficiently introducing oxygen ions and radicals and, if necessary, impurity ions and radicals into the transparent conductive film in a non-sputtering state. In this case, a special effect is obtained such that processing can be performed under the optimum conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明にかかる透明導電膜パターンの好ましい
形成装置の1例を示す断面図である。 1、ECRプラズマ生成室 9、高抵抗化処理室
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a preferred apparatus for forming a transparent conductive film pattern according to the present invention. 1. ECR plasma generation chamber 9. High resistance processing chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−190815(JP,A) 特開 昭62−89873(JP,A) 特開 昭60−175312(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-190815 (JP, A) JP-A-62-89873 (JP, A) JP-A-60-175312 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基体上に形成された透明導電膜のパターン
形成部の表面をマスキングし、非パターン形成部にイオ
ン化率の大きい電子サイクロトロン共鳴により生成され
た酸素プラズマを作用させることにより高抵抗化処理を
行なうことを特徴とする透明導電膜パターンの形成方
法。
1. A method of masking a surface of a pattern forming portion of a transparent conductive film formed on a substrate, and applying oxygen plasma generated by electron cyclotron resonance having a high ionization rate to a non-pattern forming portion to increase resistance. A method for forming a transparent conductive film pattern, comprising performing a treatment.
【請求項2】透明導電膜中のドナーを補償する不純物イ
オンをイオン化率の大きい電子サイクロトロン共鳴によ
り酸素イオンと共に生成し、酸素イオンと共に透明導電
膜の非パターン形成部に導入することにより高抵抗化処
理を行なうことを特徴とする請求項1に記載の透明導電
膜パターンの形成方法。
2. Impurity ions for compensating donors in the transparent conductive film are generated together with oxygen ions by electron cyclotron resonance having a high ionization rate, and are introduced together with the oxygen ions into a non-pattern forming portion of the transparent conductive film to increase the resistance. The method according to claim 1, wherein the processing is performed.
【請求項3】透明導電膜の非パターン形成部にイオン化
率の大きい電子サイクロトロン共鳴により生成された酸
素プラズマを照射しながら、透明導電膜中のドナーを補
償する不純物となる元素を含んだ化合物のガスを透明導
電膜の非パターン形成部に接触させることによって、非
パターン形成部を高抵抗化処理することを特徴とする請
求項1に記載の透明導電膜パターンの形成方法。
3. A method of irradiating an oxygen plasma generated by electron cyclotron resonance having a high ionization rate on a non-pattern forming portion of a transparent conductive film, the compound containing an element serving as an impurity for compensating a donor in the transparent conductive film. The method for forming a transparent conductive film pattern according to claim 1, wherein the non-pattern formed portion is made to have a high resistance by contacting the gas with the non-pattern formed portion of the transparent conductive film.
【請求項4】周壁に設けられた冷却用ジャケットと、前
記ジャケットの外周に設けられた磁界印加用ソレノイド
コイルと、室内にマイクロ波導入窓、酸素ガス取入口及
びプラズマ取出部を有する構成とを備えた電子サイクロ
トロン共鳴プラズマ法による酸素プラズマ生成室と、必
要に応じ外周に設けられたミラー磁界印加用ソレノイド
コイルと、前記プラズマ取出部と連通する構成のプラズ
マ取入部と、プラズマ照射位置に設けられた透明導電膜
把持装置と、必要に応じ前記プラズマ取入部並びに前記
透明導電膜の把持装置におけるプラズマ照射域に夫々設
けられる電極と、外部の真空排気装置に連なる排気口と
を備えた透明導電膜の高抵抗化処理室とを有することを
特徴とする透明導電膜パターンの形成装置。
4. A cooling jacket provided on a peripheral wall, a solenoid coil for applying a magnetic field provided on an outer periphery of the jacket, and a configuration having a microwave introduction window, an oxygen gas inlet and a plasma outlet in a room. An oxygen plasma generation chamber by the electron cyclotron resonance plasma method provided, a mirror magnetic field application solenoid coil provided on the outer periphery as necessary, a plasma intake unit configured to communicate with the plasma extraction unit, and a plasma irradiation position. A transparent conductive film gripping device, an electrode provided in the plasma irradiation area of the plasma intake portion and the transparent conductive film gripping device as necessary, and an exhaust port connected to an external vacuum exhaust device. And a high resistance treatment chamber.
【請求項5】電子サイクロトロン共鳴プラズマ生成室内
に透明導電膜中のドナーを補償する不純物となる元素を
含んだ化合物のガスの取入口を備えたことを特徴とする
請求項4記載の透明導電膜パターンの形成装置。
5. The transparent conductive film according to claim 4, further comprising an inlet for a compound gas containing an element serving as an impurity for compensating a donor in the transparent conductive film in the electron cyclotron resonance plasma generation chamber. Pattern forming equipment.
【請求項6】透明導電膜把持装置に配設された透明導電
膜に対し、透明導電膜中のドナーを補償する不純物とな
る元素を含んだ化合物のガスの接触が可能な位置に、前
記ガスの吹出口を備えたことを特徴とする請求項4記載
の透明導電膜パターンの形成装置。
6. The transparent conductive film provided in the transparent conductive film holding device is located at a position where a gas of a compound containing an element serving as an impurity for compensating donors in the transparent conductive film can be contacted. 5. The apparatus for forming a transparent conductive film pattern according to claim 4, further comprising an outlet.
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