JPH0644836A - Manufacture of transparent conductive thin film and its device - Google Patents

Manufacture of transparent conductive thin film and its device

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JPH0644836A
JPH0644836A JP21570592A JP21570592A JPH0644836A JP H0644836 A JPH0644836 A JP H0644836A JP 21570592 A JP21570592 A JP 21570592A JP 21570592 A JP21570592 A JP 21570592A JP H0644836 A JPH0644836 A JP H0644836A
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JP
Japan
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substrate
target
film
sputtering
gas
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Application number
JP21570592A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Aso
順一 阿相
Yoshihiro Arai
芳博 荒井
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Publication of JPH0644836A publication Critical patent/JPH0644836A/en
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a transparent conductive thin film of low resistance factor. CONSTITUTION:In a method of manufacturing a transparent conductive thin film on a substrate under a sputtering gas and reactive gas atomosphere with setter filming, sputter filmings are tried on the substrate several times intermittently. In this case, the first device allows a target 11 to be placed on the side of a polygonal rotary target holder 8 and the substrate 4 to be carried around there. The second device allows the substrate 4 to be carried on the plural targets 11 placed in series at certain spaces.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は透明導電薄膜の製造方法
および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for producing a transparent conductive thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】IT
O(Snを添加したIn2 3 )、ZnO、SnO2
の導電材料を用いた透明導電薄膜は、液晶ディスプレ
イ、タッチパネル、センサ、太陽電池における透明電極
等の分野において広く用いられており、今後の需要増加
が予想される。透明導電薄膜の品質は膜の比抵抗値によ
って決まり、例えば液晶ディスプレイにおいては、大面
積化、表示密度の向上に伴って、より比抵抗値の小さい
透明導電薄膜が要求されるようになってきた。他の用途
においても同様に、比抵抗値をより小さくすることが求
められている。
2. Prior Art and Problems to be Solved by the Invention IT
Transparent conductive thin films using conductive materials such as O (In 2 O 3 with Sn added), ZnO, and SnO 2 are widely used in fields such as liquid crystal displays, touch panels, sensors, and transparent electrodes in solar cells. Demand is expected to increase in the future. The quality of the transparent conductive thin film is determined by the specific resistance value of the film. For example, in a liquid crystal display, a transparent conductive thin film having a smaller specific resistance value has been required with the increase in area and display density. . Similarly, in other applications, it is required to make the specific resistance value smaller.

【0003】このような透明導電薄膜は従来、真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタ法などを用いて
作成されてきた(プラスチック加工技術、第17巻、第3
号、第1〜5頁(1990 年))が、中でも、制御性、再現
性が良好であるという観点から、スパッタ法が最も一般
的に用いられている。
Conventionally, such a transparent conductive thin film has been prepared by using a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method or the like (Plastic processing technology, Volume 17, Volume 3).
No. 1, pp. 1-5 (1990)), the sputtering method is most commonly used from the viewpoint of good controllability and reproducibility.

【0004】スパッタ法を用いた製膜法では、膜組成と
同一の金属酸化物ターゲット、あるいはIn−Sn合
金、Sn、Zn等の金属ターゲットを、不活性ガスと酸
素ガスの混合雰囲気でスパッタするという方法がとられ
ている(真空、第30巻、第6号、第546-554 頁(1987
年))。この酸素は、ドナーとして作用する酸素空孔量
を調整するための反応ガスとして微量添加されたもので
ある。得られる膜の導電性は、この酸素空孔量によって
左右される。
In the film forming method using the sputtering method, a metal oxide target having the same film composition or a metal target such as In—Sn alloy, Sn, Zn is sputtered in a mixed atmosphere of an inert gas and an oxygen gas. (Vacuum 30, Volume 6, No. 6, pages 546-554 (1987)
Year)). This oxygen is added in a trace amount as a reaction gas for adjusting the amount of oxygen vacancies acting as a donor. The conductivity of the obtained film depends on the amount of oxygen vacancies.

【0005】膜の比抵抗を低くするためには、高電力を
投入してプラズマを活性化させ、膜中の反応を促進させ
ることが有効である。しかし、通常のスパッタ法ではこ
のためにターゲット‐基板間に高電位差を印加する必要
があり、その結果、スパッタ雰囲気あるいはターゲット
から解離した高エネルギー酸素原子もしくは酸素負イオ
ンが膜に損傷を与えるので、膜の比抵抗を低くすること
ができないという問題がある。
In order to reduce the specific resistance of the film, it is effective to apply high power to activate the plasma and promote the reaction in the film. However, in the normal sputtering method, it is necessary to apply a high potential difference between the target and the substrate for this purpose, and as a result, the sputtering atmosphere or high energy oxygen atoms or oxygen negative ions dissociated from the target damage the film, There is a problem that the specific resistance of the film cannot be lowered.

【0006】そこで、対向ターゲット方式(電子情報通
信学会論文誌、C-II、第J72-C-II巻、第4,321 号(198
9))に代表されるように、基板面をターゲット面に対し
て対面平行から角度を持たせて配置し、前述した高エネ
ルギー粒子の入射を抑制したり、特開平2-232358号公報
に代表されるように、ターゲット上の磁束密度を向上さ
せて、ターゲット‐基板間の電位差を低下させ、高エネ
ルギー粒子の入射を抑制する方法等が試みられている。
さらには、プラズマ活性化の手法としてアーク放電プラ
ズマを利用する方法もある。しかしながら、いずれの方
法においても、装置が複雑になり、制御性が難しい、膜
の抵抗を下げる効果が不十分である等の問題がある。
Therefore, the opposite target method (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, C-II, Vol. J72-C-II, No. 4,321 (198)
As represented by 9)), the substrate surface is arranged at an angle from the face-to-face parallel to the target surface to suppress the incidence of high-energy particles described above, or as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-232358. As described above, a method of improving the magnetic flux density on the target to reduce the potential difference between the target and the substrate and suppressing the incidence of high energy particles has been attempted.
Furthermore, there is also a method of using arc discharge plasma as a plasma activation method. However, in any of the methods, there are problems that the device becomes complicated, controllability is difficult, and the effect of reducing the resistance of the film is insufficient.

【0007】そこで本発明は、低い比抵抗(抵抗率)を
有する透明導電薄膜を製造する方法および装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing a transparent conductive thin film having a low specific resistance (resistivity).

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、スパッタガス
および反応ガスの雰囲気下で、基板上に、スパッタ製膜
法によって透明導電薄膜を製造する方法において、該基
板上において該スパッタ製膜が間欠的に複数回行なわれ
ることを特徴とする方法を提供するものである。
The present invention provides a method for producing a transparent conductive thin film on a substrate by a sputter film forming method in an atmosphere of a sputter gas and a reaction gas, wherein the sputter film is formed on the substrate. It is intended to provide a method characterized by being performed a plurality of times intermittently.

【0009】本発明はスパッタ法による製膜方法であ
る。直流スパッタ法、高周波スパッタ法、反応性高周波
スパッタ法など任意のスパッタ法を用いることができ
る。
The present invention is a film forming method by a sputtering method. Any sputtering method such as a direct current sputtering method, a high frequency sputtering method, and a reactive high frequency sputtering method can be used.

【0010】本発明において使用する基板としては、ガ
ラス、プラスチック、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等(単独重合体
の他に共重合体も含む)の基板が挙げられる。また、基
板はこれらを2種以上含む積層体であっても良い。基板
の厚さは、用途によって異なるので特に限定されない。
The substrate used in the present invention includes glass, plastics such as polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamides, polyvinyl chloride, polycarbonates, polystyrenes, polypropylenes, polyethylenes (copolymers other than homopolymers Substrates (including coalesce). Further, the substrate may be a laminated body containing two or more of these. The thickness of the substrate is not particularly limited because it depends on the application.

【0011】上記した基板上に形成される透明導電膜と
しては、金属膜として例えばPt、Au、Ag、Cu、
Ni等の単層膜、Au/Bi2 3 、Au/Cr、Ti
2/Ag/TiO2 、Bi2 3 /Au/Bi
2 3 、ZnS/Ag/ZnS、SnO2 /Ag/Sn
2 等の多層膜;酸化物膜として例えばSnO2 、In
2 3 、CdO、ZnO、CTO系(CdSnO3 、C
2 SnO4 、CdSnO4)、CdIn2 4 、In
2 TeO6 、WO系、MoO3 系、NiO系、IrO系
等の単一相膜、Snを添加したIn2 3 (ITO)、
Sbを添加したIn23 、Wを添加したIn2 3
Moを添加したIn2 3 、Sbを添加したSnO2
Fを添加したSnO2 、Asを添加したSnO2 、Al
を添加したSnO2 (ATO)、Alを添加したZnO
(AZO)等の複合(ドープ)相膜;非酸化物膜として
カルコゲナイド(Cu2 S、CdS、ZnS)、LaB
6 、TiN、TiC、ZrN、ZrB2 、HfN等の単
層膜、TiO2 /TiN、ZrO2 /TiN等の2層
膜;などが挙げられる。
As the transparent conductive film formed on the above-mentioned substrate, metal films such as Pt, Au, Ag, Cu,
Single layer film such as Ni, Au / Bi 2 O 3 , Au / Cr, Ti
O 2 / Ag / TiO 2 , Bi 2 O 3 / Au / Bi
2 O 3 , ZnS / Ag / ZnS, SnO 2 / Ag / Sn
Multi-layered film such as O 2 ; oxide film such as SnO 2 or In
2 O 3 , CdO, ZnO, CTO system (CdSnO 3 , C
d 2 SnO 4 , CdSnO 4 ), CdIn 2 O 4 , In
2 TeO 6 , WO-based, MoO 3 -based, NiO-based, IrO-based single-phase films, Sn-added In 2 O 3 (ITO),
Was added Sb In 2 O 3, W was added In 2 O 3,
In 2 O 3 with Mo added, SnO 2 with Sb added,
SnO 2, Al was added SnO 2, As with the addition of F
SnO 2 (ATO) with addition of Al, ZnO with addition of Al
Composite (doped) phase film such as (AZO); chalcogenide (Cu 2 S, CdS, ZnS), LaB as non-oxide film
6 , a single layer film of TiN, TiC, ZrN, ZrB 2 , HfN, etc., a two- layer film of TiO 2 / TiN, ZrO 2 / TiN, etc .;

【0012】スパッタは、スパッタガスおよび反応ガス
雰囲気下で行う。スパッタガスとしては、例えばAr、
He、Ne、Kr、Xe等の不活性ガスを使用でき、こ
れらのガスは単独で用いても良く、また混合して使用す
ることもできる。反応ガスとしては、例えば酸素、亜酸
化窒素ガス、またはこれらの混合ガスを使用できる。使
用するガス雰囲気(スパッタガス+反応ガス)のガス圧
は、好ましくは 1.0×10-3〜10×10-3Torrである。ま
た、スパッタガスと反応ガスの比率は、全ガス中、反応
ガスの量が1〜30体積%であるのが好ましい。
Sputtering is performed in a sputtering gas and reactive gas atmosphere. As the sputtering gas, for example, Ar,
An inert gas such as He, Ne, Kr and Xe can be used, and these gases may be used alone or in a mixture. As the reaction gas, for example, oxygen, nitrous oxide gas, or a mixed gas thereof can be used. The gas pressure of the gas atmosphere (sputtering gas + reaction gas) used is preferably 1.0 × 10 −3 to 10 × 10 −3 Torr. Further, the ratio of the sputtering gas to the reaction gas is preferably such that the amount of the reaction gas is 1 to 30% by volume in the total gas.

【0013】製膜の際の基板温度は、基板が劣化しない
範囲で高いほど良く、基板の材質によって決められる。
プラスチック基板の場合には通常、室温〜100℃であ
る。また、製膜の際の他の条件としては、それぞれの薄
膜形成法における慣用の条件を用いることができる。
The substrate temperature during film formation is preferably as high as possible within the range where the substrate does not deteriorate, and is determined by the material of the substrate.
In the case of a plastic substrate, the temperature is usually room temperature to 100 ° C. Further, as other conditions for film formation, the conditions commonly used in each thin film forming method can be used.

【0014】本発明の方法においては、基板上でスパッ
タ製膜が間欠的に複数回行なわれることを特徴とする。
スパッタ製膜を間欠的に行うというのは、基板の任意の
場所でスパッタ製膜が連続して行われず、スパッタ製膜
−休止−スパッタ製膜が繰り返されることを意味する。
このようにスパッタ製膜を間欠的に行なうためには、例
えばスパッタターゲットを動かすことによって、基板に
連続的にスパッタ製膜しないようにする方法、基板が複
数個のターゲットの上を順次通過する方法、またはこれ
らを組み合わせた方法等が挙げられる。スパッタターゲ
ットを動かす場合には、1個または複数個のスパッタタ
ーゲットに例えば往復運動、回転運動等の運動を行わせ
ればよい。このとき、基板は静止していても、搬送され
ていてもよい。また、基板を2組以上搬送させて、それ
らの基板間を複数個のターゲットが往復運動または回転
運動する方法なども可能である。さらに、基板や真空容
器(接地)と対向するターゲットとの間に印加された電
圧をオン/オフする操作を繰り返す方法も可能である。
The method of the present invention is characterized in that sputtering film formation is intermittently performed a plurality of times on the substrate.
Intermittently performing sputter film formation means that sputter film formation is not continuously performed at any place on the substrate, and sputter film formation-pause-sputter film formation is repeated.
In order to perform the sputter film formation intermittently in this way, for example, a method of preventing the continuous sputter film formation on the substrate by moving a sputter target, or a method of sequentially passing the substrate over a plurality of targets , Or a combination thereof. When the sputter target is moved, one or a plurality of sputter targets may be moved, for example, in a reciprocating motion or a rotating motion. At this time, the substrate may be stationary or may be transported. Further, it is also possible to carry two or more sets of substrates, and a plurality of targets reciprocate or rotate between the substrates. Further, a method of repeating the operation of turning on / off the voltage applied between the substrate and the vacuum container (ground) and the facing target is also possible.

【0015】また、基板がスパッタ製膜を受けていない
とき、すなわち、休止状態のときも、常に反応ガスの雰
囲気にさらされているのが好ましい。例えば1個または
複数個の反応ガス導入管のガス吹き出し口を基板の近傍
に設置し、反応ガスが基板に常に吹き付けるようにすれ
ばよい。ガスの吹き出し方向は基板面に垂直であっても
平行であってもよい。
Further, it is preferable that the substrate is always exposed to the atmosphere of the reaction gas even when the substrate is not subjected to the sputtering film formation, that is, in the rest state. For example, one or a plurality of reaction gas introduction pipes may be provided with gas outlets in the vicinity of the substrate so that the reaction gas is constantly blown onto the substrate. The gas blowing direction may be vertical or parallel to the substrate surface.

【0016】上記の方法によって得られた膜の透明性と
しては、可視光透過率で少なくとも数十%以上が必要
で、実用的には80%程度以上が通常要求される。導電
性は、キャリア濃度(キャリア電子の密度)と移動度
(易動度)の積に比例する。本発明においては、得られ
る膜のキャリア濃度、移動度の値は特に限定されず高い
程良く、また抵抗率は低い程よい。また、膜厚は用途に
よって異なるが、通常数千オングストロームである。
The transparency of the film obtained by the above method is required to have a visible light transmittance of at least several tens% or more, and practically about 80% or more is usually required. The conductivity is proportional to the product of carrier concentration (density of carrier electrons) and mobility (mobility). In the present invention, the carrier concentration and mobility of the obtained film are not particularly limited, and the higher the better, the lower the resistivity the better. The film thickness is usually several thousand angstroms, though it varies depending on the use.

【0017】本発明により製造された透明導電膜は、太
陽電池、光センサ等の光電変換用途;液晶、エレクトロ
ルミネセンス、エレクトロクロミック、EL等の表示素
子用途;建築物、自動車、航空機、炉ののぞき窓等の各
種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、防曇防氷
用途;帯電防止用途;タッチスイッチ用途;光通信用途
等の広い分野で使用することができる。
The transparent conductive film produced by the present invention is used for photoelectric conversion such as solar cells and photosensors; for display devices such as liquid crystal, electroluminescence, electrochromic and EL; for buildings, automobiles, aircraft and furnaces. It can be used in a wide range of fields such as heat ray reflection of various windows such as peep windows, variable light shielding of visible light, anti-fog / anti-ice applications; antistatic applications; touch switch applications; optical communication applications.

【0018】本発明はまた、上記の方法を実施する装置
を提供する。そのうちの1つは、真空室中に、基板搬送
手段、スパッタターゲット、ガス導入手段および排気手
段を有し、基板とターゲットとの間に生じるプラズマ放
電により基板上に製膜するスパッタ製膜装置において、
基板搬送手段は、回転可能なターゲットホルダーを囲む
ように設置され、該ターゲットホルダーは、中心軸の回
りを回転する多角柱であって、該多角柱はその側面が基
板に対峙していて、該側面の少なくとも1つにはスパッ
タターゲットが設けられていることを特徴とする装置で
ある。
The present invention also provides an apparatus for performing the above method. One of them is a sputtering film forming apparatus that has a substrate transfer means, a sputtering target, a gas introduction means, and an exhaust means in a vacuum chamber, and forms a film on a substrate by plasma discharge generated between the substrate and the target. ,
The substrate transfer means is installed so as to surround a rotatable target holder, and the target holder is a polygonal column that rotates about a central axis, and the side face of the polygonal column faces the substrate. The apparatus is characterized in that a sputter target is provided on at least one of the side surfaces.

【0019】上記の装置について、図1の(A)を参考
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室1内にあり、これは排気口2およ
び3によって常に排気されている。基板4は基板送り出
しコア5によって送り出され、ガイドローラ6、次いで
タッチローラ7によって、ターゲットホルダー8の回り
を搬送されて、ガイドローラ9を経て巻き取りコア10に
至る。ターゲットホルダー8の基板に対向する面には、
ターゲット11が設けられている。ターゲットホルダー8
は多角柱状で、中心軸の回りを回転する。多角柱とは三
角柱、四角柱、五角柱、六角柱、七角柱、八角柱等が挙
げられる。スパッタガス導入管12および反応ガス導入管
13から導入されたガスが、ターゲット11に印加された電
圧(直流電源:図示せず)の下でイオン化されてプラズ
マを発生し、このプラズマに跳ね飛ばされたターゲット
の膜材料物質が基板上に製膜される。このときターゲッ
トホルダー8が回転しているので、その動きにつれてタ
ーゲット11は搬送される基板上を順次製膜していく。基
板4の任意の場所を見ると、1つのターゲットによって
製膜されてから次のターゲットによって製膜されるま
で、一定の時間は製膜されない、すなわちスパッタ製膜
が間欠的に行われることになる。
A method for carrying out the method of the present invention with respect to the above apparatus will be described with reference to FIG. First,
All elements are inside the vacuum chamber 1, which is constantly evacuated by the exhaust ports 2 and 3. The substrate 4 is delivered by the substrate delivery core 5, is transported around the target holder 8 by the guide roller 6 and then the touch roller 7, and reaches the winding core 10 via the guide roller 9. On the surface of the target holder 8 facing the substrate,
A target 11 is provided. Target holder 8
Is a polygonal column that rotates about its central axis. Examples of the polygonal prism include a triangular prism, a quadrangular prism, a pentagonal prism, a hexagonal prism, a heptagonal prism, and an octagonal prism. Sputter gas introduction tube 12 and reaction gas introduction tube
The gas introduced from 13 is ionized under the voltage (DC power supply: not shown) applied to the target 11 to generate plasma, and the target film material substance splashed by the plasma is deposited on the substrate. The film is formed. At this time, since the target holder 8 is rotating, the target 11 sequentially forms a film on the substrate being conveyed as the target holder 8 moves. Looking at an arbitrary place on the substrate 4, film formation is not performed for a certain period of time from the film formation by one target to the film formation by the next target, that is, sputter film formation is performed intermittently. .

【0020】本発明の効果を発揮するためには、ターゲ
ットホルダーの回転速度および基板の搬送速度は特に限
定されない。実用的には、基板の搬送速度は1.0〜1
0m/分であり、ターゲットホルダーの回転速度は5.
0〜60rpm である。ただし、ターゲットホルダーが基
板の搬送方向と同一方向に回転している場合には、ター
ゲットホルダーを基板の搬送速度と異なる回転速度で回
転させる必要がある。
In order to exert the effects of the present invention, the rotation speed of the target holder and the transfer speed of the substrate are not particularly limited. Practically, the substrate transfer speed is 1.0 to 1
The rotation speed of the target holder is 5.
It is 0-60 rpm. However, when the target holder is rotating in the same direction as the substrate transport direction, it is necessary to rotate the target holder at a rotation speed different from the substrate transport speed.

【0021】本発明はさらに、次の装置を提供する。す
なわち、真空室中に、基板搬送手段、スパッタターゲッ
ト、ガス導入手段および排気手段を有し、基板とターゲ
ットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に製膜す
るスパッタ製膜装置において、間隔を置いて直列に設置
された2以上のスパッタターゲット上を順次基板が搬送
され、ターゲットとターゲットの間で基板近傍に反応ガ
スの吹き出し口が設けられていることを特徴とする装置
である。
The present invention further provides the following device. That is, in a sputtering film forming apparatus that has a substrate transporting unit, a sputtering target, a gas introducing unit, and an exhausting unit in a vacuum chamber, and forms a film on a substrate by plasma discharge generated between the substrate and the target, at intervals. The apparatus is characterized in that the substrates are sequentially transported on two or more sputter targets arranged in series, and a reaction gas outlet is provided near the substrates between the targets.

【0022】上記の装置について、図1の(B)を参考
にして本発明の方法を実施する方法を説明する。まず、
すべての要素は真空室1内にあり、これは排気口2およ
び3によって常に排気されている。基板4は基板送り出
しコア5によって送り出され、ガイドローラ6、次いで
タッチローラ7を経て、ガイドローラ9次いで巻き取り
コア10に至って搬送される。基板4は搬送されて、間隔
を置いて設けられた2個以上のターゲット11の上を順次
通過し、ターゲット11の上を通過する時に製膜される。
ターゲットの数は2〜5個が好ましい。ターゲット上で
は、スパッタガス導入管12および反応ガス導入管13から
導入されたガスがターゲット11に印加された電圧(直流
電源14)の下でイオン化されてプラズマを発生し、この
プラズマに跳ね飛ばされたターゲットの膜材料物質が基
板上に製膜され、通常のスパッタ製膜が行われる。1つ
のターゲットを通過後次のターゲットを通過するまでの
間は、基板上で製膜が行われないので、搬送される基板
4においては製膜が間欠的に行われることになる。好ま
しい態様では、基板4が製膜されない区間では、反応ガ
ス導入管13′からの反応ガスの吹き出しによって基板4
が常に反応ガスにさらされている。
A method for carrying out the method of the present invention with respect to the above apparatus will be described with reference to FIG. First,
All elements are inside the vacuum chamber 1, which is constantly evacuated by the exhaust ports 2 and 3. The substrate 4 is delivered by a substrate delivery core 5, passes through a guide roller 6, then a touch roller 7, a guide roller 9, and then a take-up core 10 and is conveyed. The substrate 4 is transported and sequentially passes over two or more targets 11 provided at intervals, and a film is formed when passing over the targets 11.
The number of targets is preferably 2-5. On the target, the gas introduced from the sputter gas introduction tube 12 and the reaction gas introduction tube 13 is ionized under the voltage (DC power supply 14) applied to the target 11 to generate plasma, which is splashed by the plasma. The target film material material is formed on the substrate, and ordinary sputter film formation is performed. Since the film is not formed on the substrate until it passes through one target after passing through the next target, the film is intermittently formed on the transported substrate 4. In a preferred embodiment, in the section where the substrate 4 is not formed, the reaction gas is blown from the reaction gas introducing pipe 13 ′ to cause the substrate 4 to flow.
Are constantly exposed to reactive gases.

【0023】なお、この装置においては、スパッタガス
と反応ガスの比率は、基板近傍、すなわちスパッタガス
導入管12および反応ガス導入管13では従来と同様である
ことができるが、さらに基板近傍においても反応ガスを
導入する(反応ガス導入管13′)場合には、全体として
は、全ガス中の反応ガスが1.0〜30体積%となるの
が好ましい。
In this apparatus, the ratio of the sputter gas to the reaction gas can be the same as the conventional one in the vicinity of the substrate, that is, in the sputter gas introduction pipe 12 and the reaction gas introduction pipe 13, but also in the vicinity of the substrate. When the reaction gas is introduced (reaction gas introduction pipe 13 '), it is preferable that the total reaction gas content is 1.0 to 30% by volume.

【0024】[0024]

【作用】本発明の方法においては、製膜が間欠的に行わ
れるので、基板が一度スパッタ製膜されてから次の製膜
まで、一定時間スパッタ製膜を受けない状態にある。そ
のために、膜の損傷が軽減される。その結果、高電力の
投入が可能となって高いプラズマ活性が得られるので、
膜の抵抗率を低くすることができる。
In the method of the present invention, since the film formation is performed intermittently, the substrate is not subjected to the sputter film formation for a certain period of time from one film formation by sputtering to the next film formation. As a result, damage to the membrane is reduced. As a result, high power can be input and high plasma activity can be obtained.
The resistivity of the film can be lowered.

【0025】[0025]

【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。実施例1〜4 厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(以下、
PETということがある)基板上に、図1(A)に示す
スパッタ装置を使用して、次の条件にて製膜を行った: 初期真空度:2×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス:Arガス、 13より導入する反応ガス:O2 ガス、 全ガス圧:10×10-3Torr(Ar:O2 の分圧=100:
3)、 基板温度30℃、 ターゲットホルダー:底面が1辺50cmの六角形で高さ
が70cmの六角柱状で、6つの側面の1つおきの面にタ
ーゲットが設置されている(1つのターゲットの面積:
2400cm2 )、回転数20rmp (基板の搬送と逆方向
に回転)、 基板搬送速度:実施例1では7.0m/分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
The present invention will be described in more detail by the following examples. Examples 1 to 4 100 μm thick polyethylene terephthalate (hereinafter,
A film was formed on a substrate (sometimes referred to as PET) using the sputtering apparatus shown in FIG. 1A under the following conditions: Initial vacuum degree: 2 × 10 −6 Torr, introduced from 12 Sputtering gas: Ar gas, reaction gas introduced from 13: O 2 gas, total gas pressure: 10 × 10 −3 Torr (Ar: O 2 partial pressure = 100:
3), Substrate temperature 30 ° C, Target holder: Hexagonal column with a bottom of 50 cm on each side and a height of 70 cm, and targets are installed on every other side of the six sides (one target area:
2400 cm 2 ), number of rotations 20 rpm (rotation in the opposite direction to the substrate transfer), substrate transfer speed: 7.0 m / min in Example 1, and varied appropriately in the following Examples to keep the film thickness constant.

【0026】ターゲット:In2 3 とSnO2 の粉末
焼結体(重量比90:10)。 また、製膜速度および投入電力は表1のとおりであっ
た。
Target: a powder sintered body of In 2 O 3 and SnO 2 (weight ratio 90:10). Table 1 shows the film forming speed and the input power.

【0027】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表1に示した。
Thus, the ITO film (film thickness 150) is formed on the substrate.
0 angstrom). The resistivity and visible light transmittance of this film were measured, and the results are shown in Table 1.

【0028】なお、抵抗率は四端子法により測定した。
また、可視光透過率は波長を固定(680 nm)した簡易な
装置で測定し、PET基板での吸収を差し引いた値であ
る。
The resistivity was measured by the four-terminal method.
The visible light transmittance is a value obtained by measuring with a simple device with a fixed wavelength (680 nm) and subtracting the absorption in the PET substrate.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】*1 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
* 1 The exposure time is the effective time for film formation.

【0031】*2 単位:×10-4Ω・cm比較例1〜4 実施例1〜4で使用した装置(図1(A)の装置)にお
いて、六角柱のターゲットホルダーの代わりに円筒状の
ターゲットホルダーを用い、その円筒の円周部にぐるり
とターゲットが巡らされている(面積5000cm2 )以
外は実施例1〜4と同一の製膜条件で、実施例1と同じ
PET基板上にスパッタ製膜した。投入電力および製膜
速度は表2に示した。
* 2 Unit: × 10 −4 Ω · cm Comparative Examples 1 to 4 In the apparatus used in Examples 1 to 4 (the apparatus of FIG. 1 (A)), a hexagonal cylindrical target holder was used instead of the target holder. Sputtering was performed on the same PET substrate as in Example 1 under the same film forming conditions as in Examples 1 to 4 except that a target was used and a target was circulated around the circumference of the cylinder (area: 5000 cm 2 ). The film was formed. The input power and the film forming speed are shown in Table 2.

【0032】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表2に示した。
Thus, the ITO film (film thickness 150) is formed on the substrate.
0 angstrom). The resistivity and visible light transmittance of this film were measured, and the results are shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】*1 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
* 1 The exposure time is the effective time for film formation.

【0035】*2 単位:×10-4Ω・cm実施例5〜8 実施例1と同じPET基板上に、図1(B)の装置を用
いてスパッタ製膜した。製膜条件は以下の通りであっ
た。
* 2 Unit: × 10 −4 Ω · cm Examples 5 to 8 The same PET substrate as in Example 1 was used to form a film by sputtering using the apparatus shown in FIG. The film forming conditions were as follows.

【0036】初期真空度:2×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス:Arガス、 13、13′より導入する反応ガス:O2 ガス、 12より導入するスパッタガス:13より導入する反応ガス
(体積比)=100:3 全ガス圧:10×10-3Torr(Ar:O2 の分圧=100:
3) 基板温度30℃、 基板搬送速度:実施例5では7.0m/分、以下の実施
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
Initial degree of vacuum: 2 × 10 -6 Torr, sputter gas introduced from 12: Ar gas, reaction gas introduced from 13, 13 ': O 2 gas, sputter gas introduced from 12, reaction introduced from 13 Gas (volume ratio) = 100: 3 Total gas pressure: 10 × 10 −3 Torr (Ar: O 2 partial pressure = 100:
3) Substrate temperature 30 ° C., Substrate transport speed: 7.0 m / min in Example 5, and in the following examples, the film thickness was appropriately changed to make the film thickness uniform.

【0037】ターゲットの設置間隔:200cm 1つのターゲットの面積:2400cm2 ターゲット:In2 3 とSnO2 の粉末焼結体(重量
比90:10) また、製膜速度および投入電力は表3のとおりであっ
た。
Target installation interval: 200 cm Area of one target: 2400 cm 2 Target: Sintered powder of In 2 O 3 and SnO 2 (weight ratio 90:10) It was as it was.

【0038】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表3に示した。
Thus, the ITO film (film thickness 150) is formed on the substrate.
0 angstrom). The resistivity and visible light transmittance of this film were measured, and the results are shown in Table 3.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】*1 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
* 1 The exposure time is the effective time for film formation.

【0041】*2 単位:×10-4Ω・cm実施例9〜12 実施例5〜8で使用した装置において、反応13′より
ガスを導入しなかった以外は実施例5〜8と同様の製膜
条件で、実施例1と同じPET基板上にスパッタ製膜し
た。投入電力および製膜速度は表4に示した。
* 2 Unit: × 10 -4 Ω · cm Examples 9 to 12 Same as Examples 5 to 8 except that gas was not introduced from reaction 13 'in the apparatus used in Examples 5 to 8. Under the film forming conditions, a film was formed on the same PET substrate as in Example 1 by sputtering. The input power and the film forming speed are shown in Table 4.

【0042】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表4に示した。
Thus, the ITO film (film thickness 150) is formed on the substrate.
0 angstrom). The resistivity and visible light transmittance of this film were measured, and the results are shown in Table 4.

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】*1 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
* 1 The exposure time is the effective time for film formation.

【0045】*2 単位:×10-4Ω・cm比較例5〜8 実施例1と同じPET基板上に、図2に示した直流プレ
ーナーマグネトロンスパッタ装置を用いて連続スパッタ
製膜した。製膜条件は以下の通りであった。
* 2 Unit: × 10-FourΩ ・ cmComparative Examples 5-8  On the same PET substrate as in Example 1, the DC plate shown in FIG.
Continuous sputter using a magnetor magnetron sputter device
The film was formed. The film forming conditions were as follows.

【0046】初期真空度:2×10-6Torr、 12より導入するスパッタガス:Arガス、 13より導入する反応ガス:O2 ガス、 全ガス圧:10×10-3Torr(Ar:O2 の分圧=100:
3)、 基板温度30℃、 基板搬送速度:比較例5では7.0m/分、以下の比較
例では膜厚を一定にそろえるために適宜変えた。
Initial degree of vacuum: 2 × 10 -6 Torr, sputtering gas introduced from 12: Ar gas, reaction gas introduced from 13: O 2 gas, total gas pressure: 10 × 10 -3 Torr (Ar: O 2 Partial pressure of = 100:
3) Substrate temperature 30 ° C. Substrate transport speed: 7.0 m / min in Comparative Example 5, and varied appropriately in the following Comparative Examples in order to keep the film thickness constant.

【0047】ターゲットの面積:2400cm2 ターゲット:In2 3 とSnO2 の粉末焼結体(重量
比90:10) また、製膜速度および投入電力は表5のとおりであっ
た。
Target area: 2400 cm 2 Target: In 2 O 3 and SnO 2 powder sintered body (weight ratio 90:10) Table 5 shows the film forming rate and the input power.

【0048】かくして基板上に、ITO膜(膜厚150
0オングストローム)を形成した。この膜の抵抗率およ
び可視光透過率を測定し、結果を表5に示した。
Thus, the ITO film (film thickness 150) is formed on the substrate.
0 angstrom). The resistivity and visible light transmittance of this film were measured, and the results are shown in Table 5.

【0049】[0049]

【表5】 [Table 5]

【0050】*1 暴露時間は、製膜の実効時間であ
る。
* 1 The exposure time is the effective time for film formation.

【0051】*2 単位:×10-4Ω・cm* 2 Unit: × 10 -4 Ω · cm

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、低抵抗の透明導電膜を
製造することができる。また、高速製膜も可能である。
よって、本発明の方法によって得られた透明導電膜は工
業的に非常に有用であり、広い分野で使用できる。
According to the present invention, a transparent conductive film having a low resistance can be manufactured. High-speed film formation is also possible.
Therefore, the transparent conductive film obtained by the method of the present invention is industrially very useful and can be used in a wide variety of fields.

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

【図1】図1の(A)は、実施例1〜4で使用した本発
明の装置の概略断面図であり、図1の(B)は、実施例
5〜8で使用した本発明の装置の概略断面図である。
1 (A) is a schematic cross-sectional view of an apparatus of the present invention used in Examples 1 to 4, and FIG. 1 (B) is a schematic sectional view of the apparatus of the present invention used in Examples 5-8. It is a schematic sectional drawing of an apparatus.

【図2】図2は、比較例5〜8で使用した従来のスパッ
タ装置の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional sputtering apparatus used in Comparative Examples 5-8.

【符号の説明】 1 真空室 2〜3排気口 4 基板 5 基板送り出しコア 6 送り出し側ガイドローラ 7 タッチローラ 8 ターゲットホルダー 9 巻き取り側ガイドローラ 10 巻き取りコア 11 ターゲット 12 スパッタガス導入管 13、13′反応ガス導入管 14 直流電源 15 クーリングキャン[Explanation of symbols] 1 vacuum chamber 2-3 exhaust port 4 substrate 5 substrate delivery core 6 delivery side guide roller 7 touch roller 8 target holder 9 winding side guide roller 10 winding core 11 target 12 sputter gas introduction pipes 13, 13 ′ Reaction gas introduction pipe 14 DC power supply 15 Cooling can

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01B 5/14 A Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location // H01B 5/14 A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スパッタガスおよび反応ガスの雰囲気下
で、基板上に、スパッタ製膜法によって透明導電薄膜を
製造する方法において、該基板上において該スパッタ製
膜が間欠的に複数回行なわれることを特徴とする方法。
1. A method for producing a transparent conductive thin film on a substrate by a sputtering film forming method in an atmosphere of a sputtering gas and a reaction gas, wherein the sputtering film forming is intermittently performed a plurality of times on the substrate. A method characterized by.
【請求項2】 真空室中に、基板搬送手段、スパッタタ
ーゲット、ガス導入手段および排気手段を有し、基板と
ターゲットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に
製膜するスパッタ製膜装置において、 基板搬送手段は、回転可能なターゲットホルダーを囲む
ように設置され、該ターゲットホルダーは、中心軸の回
りを回転する多角柱であって、該多角柱はその側面が基
板に対峙していて、該側面の少なくとも1つにはスパッ
タターゲットが設けられていることを特徴とする請求項
1記載の方法を実施するための装置。
2. A sputtering film forming apparatus, which has a substrate conveying means, a sputtering target, a gas introducing means and an exhausting means in a vacuum chamber and forms a film on a substrate by plasma discharge generated between the substrate and the target, The substrate transfer means is installed so as to surround a rotatable target holder, and the target holder is a polygonal column that rotates about a central axis, and the side face of the polygonal column faces the substrate. The apparatus for performing the method of claim 1, wherein at least one of the side surfaces is provided with a sputter target.
【請求項3】 真空室中に、基板搬送手段、スパッタタ
ーゲット、ガス導入手段および排気手段を有し、基板と
ターゲットとの間に生じるプラズマ放電により基板上に
製膜するスパッタ製膜装置において、 間隔を置いて直列に設置された2以上のスパッタターゲ
ット上を順次基板が搬送され、ターゲットとターゲット
の間で基板近傍に反応ガスの吹き出し口が設けられてい
ることを特徴とする請求項1記載の方法を実施するため
の装置。
3. A sputtering film forming apparatus which has a substrate transfer means, a sputtering target, a gas introducing means and an exhausting means in a vacuum chamber and forms a film on a substrate by plasma discharge generated between the substrate and the target, 2. The substrate is sequentially transported on two or more sputter targets arranged in series at intervals, and a reaction gas outlet is provided near the substrate between the targets. Apparatus for carrying out the method of.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09302284A (en) * 1996-05-14 1997-11-25 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Coating fluid for sunlight-screening film and sunlight-screening film made by using the same
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