KR102106358B1 - 막 형성방법 및 권취식 막 형성장치 - Google Patents

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Abstract

가요성 기판의 변형을 억제하기 위해서, 본 발명에 1형태에 따른 막 형성방법은 진공용기 내의 수분압이 목적값 이하가 될 때까지 상기 진공용기가 배기되는 예비처리를 포함한다. 상기 진공용기 내에 배치된 제1 크롬 타깃과 제2 크롬 타깃 사이에 교류전압을 인가하는 것에 의해 플라즈마가 발생한다. 상기 제1 크롬 타깃 및 상기 제2 크롬 타깃에 대향하도록 배치된 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성된다.

Description

막 형성방법 및 권취식 막 형성장치
본 발명은 막 형성방법 및 권취식 막 형성장치에 관한 것이다.
기재 상에 다층구조의 금속배선이 패터닝된 전자부품 등 그러면 기재와 금속배선 사이에 밀착층을 형성하는 경우가 있다.
예를 들면 기재 상에 밀착층으로서의 크롬(Cr)층을 미리 형성하고, 이 크롬층 상에 다층막을 형성하는 기술이 있다(예를 들면 특허문헌 1참조). 이 기술에서는 밀착층으로서의 크롬층의 기능을 높이기 위해서, 크롬층의 내부응력을 저감시키고 있다. 예를 들면 크롬층을 막 형성하고 있을 때의 산소농도를 낮게 설정하고, 내부응력을 저감시킨 크롬층을 기재와 다층막 사이에 형성하고 있다.
일본 공개특허공보 제2010-126807호
그러나 막 형성중의 산소농도를 낮게 해도, 막 형성 조건에 따라서는 크롬층의 내부응력이 높아지는 경우가 있다. 그리고 크롬층의 하지가 플렉시블한 가요성 기판이면 크롬층의 영향을 받아서 가요성 기판이 변형되어 버린다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은 내부응력이 억제된 크롬층을 가요성 기판 상에 형성하는 것에　의해, 가요성 기판의 변형이 억제되는 막 형성방법 및 권취식 막 형성장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 1형태에 따른 막 형성방법은, 진공용기 내의 수분압이 목적값 이하가 될 때까지 상기 진공용기가 배기되는 예비처리를 포함한다. 상기 진공용기 내에 배치된 제1 크롬 타깃과 제2 크롬 타깃 사이에 교류전압이 인가하는 것에 의해 플라즈마가 발생한다. 상기 제1 크롬 타깃 및 상기 제2 크롬 타깃에 대향하도록 배치된 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성된다.
이러한 막 형성방법에 의하면, 진공용기 내의 수분압이 목적값 이하의 상태에서 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성된다. 이것에 의해, 크롬층과 물의 반응이 억제되고, 크롬층 내에는 크롬 산화물이 형성되기 어려워진다. 또, 크롬층은 제1 크롬 타깃과 제2 크롬 타깃 사이에 교류전압을 인가하는 것에 의해 발생한 플라즈마에 의해 형성된다. 이것에 의해, 스퍼터 입자는 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판에 입사하기 쉬워진다. 이 결과, 크롬층이 형성된 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 목적값은 3.0×10-4Pa이고, 수분압은 3.0×10-4Pa 이하로 설정될 수도 있다.
이것에 의해, 진공용기 내의 수분압이 3.0×10-4Pa 이하의 상태에서 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되고, 크롬층이 형성된 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 예비처리에 있어서, 상기 가요성 기판이 60℃ 이상 180℃ 이하로 가열될 수도 있다.
이것에 의해, 예비처리로서, 상기 가요성 기판이 60℃ 이상 180℃ 이하로 가열되고, 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 예비처리에 있어서, 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 상기 교류전압이 인가되어 예비방전이 이루어질 수도 있다.
이것에 의해, 예비처리로서, 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에서 예비방전이 실시되고, 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 크롬층을 형성하는 공정에서는 상기 교류전압의 주파수로서 10kHz 이상 100kHz 이하의 주파수가 사용될 수 있다.
이것에 의해, 상기 크롬층을 형성하는 공정에서는 상기 교류전압의 주파수로서, 10kHz 이상 100kHz 이하의 주파수가 사용되고, 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 크롬층을 형성하는 공정에서는 상기 제1 크롬 타깃 또는 상기 제2 크롬 타깃에 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류 전력이 투입될 수도 있다.
이것에 의해, 상기 크롬층을 형성하는 공정에서는 상기 제1 크롬 타깃 및 상기 제2 크롬 타깃에 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류 전력이 투입되고, 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 제1 크롬 타깃의 타깃면은 상기 제2 크롬 타깃의 타깃면에 대하여 평행하게 배치될 수 있다.
이것에 의해, 상기 크롬층을 형성하는 공정에서는 상기 가요성 기판의 막 형성면에 입사하는 스퍼터 입자의 입사각이 더욱 광각이 되고, 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
상기의 막 형성방법에 있어서는, 상기 가요성 기판으로서 폴리이미드 필름이 사용될 수도 있다.
이것에 의해, 상기 가요성 기판으로서 폴리이미드 필름이 사용되고, 폴리이미드 필름의 막 형성면에 크롬층이 형성되어도, 폴리이미드 필름의 변형이 극력 억제된다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 1형태에 따른 권취식 막 형성장치는 진공용기와, 배기기구와, 필름 주행기구와, 막 형성원을 구비한다. 상기 진공용기는 감압상태를 유지할 수 있다. 상기 배기기구는 상기 진공용기 내의 수분압이 목적값 이하가 될 때까지 상기 진공용기를 배기할 수 있다. 상기 필름 주행기구는 상기 진공용기 내에서 가요성 기판을 주행시킬 수 있다. 상기 막 형성원은 상기 가요성 기판의 막 형성면에 대향해서 상기 가요성 기판의 주행 방향을 따라서 배치된 제1 크롬 타깃 및 제2 크롬 타깃을 가진다. 상기 막 형성원은 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 교류전압이 인가되는 것에 의해 플라즈마를 발생시켜서, 상기 막 형성면에 크롬층을 형성할 수 있다.
이러한 권취식 막 형성장치에 의하면, 진공용기 내의 수분압이 목적값 이하의 상태에서 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층이 형성된다. 이것에 의해, 크롬층과 물의 반응이 억제되고, 크롬층 내에는 크롬 산화물이 형성되기 어려워진다. 또, 크롬층은 제1 크롬 타깃과 제2 크롬 타깃 사이에 교류전압을 인가하는 것에 의해 발생한 플라즈마에 의해 형성된다. 이것에 의해, 스퍼터 입자는 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판에 입사하기 쉬워진다. 이 결과, 크롬층이 형성된 가요성 기판의 변형이 극력 억제된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가요성 기판에 크롬층을 형성해도, 가요성 기판의 변형이 억제된다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략 블록 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 막 형성방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4의 A 및 B는 본 실시형태에 따른 막 형성방법의 1 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5의 A는 가요성 기판의 가열온도와 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프이고, B는 예비방전시간과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프이고, C는 예비처리의 시간과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면이다.
도 6의 A는 교류전압의 주파수대와 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프이고. B는 MF 전력과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면이다.
도 7의 A는 크롬층이 형성된 가요성 기판이 휘어진 상태를 나타내는 개략적인 단면도이고, B∼D는 크롬층이 형성된 가요성 기판의 휨량을 나타내는 도면이다.
도 8의 A 및 B는 제2 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 각 도면에는 XYZ축 좌표가 도입되 경우가 있다.
[제1 실시형태]
도 1은 제1 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략 블록 구성도이다.
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 막 형성장치(100)는 송출장치(5), 전처리 장치(6), 권취식 막 형성장치(1), 냉각장치(7), 권취식 막 형성장치(2) 및 권취장치(8)를 구비한다. 송출장치(5)는 연락통로(101a)를 통해서 전처리 장치(6)에 연결되어 있다. 전처리 장치(6)는 연락통로(101b)를 통해서 권취식 막 형성장치(1)에 연결되어 있다. 권취식 막 형성장치(2)는 연락통로(101c)를 통해서 권취장치(8)에 연결되어 있다. 권취식 막 형성장치(1)는냉각장치(7)를 통해서 권취식 막 형성장치(2)에 연결되어 있다. 송출장치(5), 전처리 장치(6), 권취식 막 형성장치(1), 권취식 막 형성장치(2) 및 권취장치(8)의 각각에는 진공 배기기구가 설치되어 있다.
막 형성장치(100)를 구성하는 각 장치는 가공대상인 가요성 기판(예를 들면 수지 필름)의 반송시키는 방향(도 1에서는, 좌로부터 우측 방향)을 따라서 이 순서로 나열되어 있다. 예를 들면 가공대상인 가요성 기판은 미리, 송출장치(5) 내에 설치된다. 송출장치(5)로부터 전처리 장치(6)로 이송된 가요성 기판은 전처리 장치(6) 내에서 전처리가 이루어진다. 전처리 장치(6)로부터 권취식 막 형성장치(1)로 이송된 가요성 기판은 권취식 막 형성장치(1) 내에서 막 형성 처리가 실시된다. 권취식 막 형성장치(1)로부터 냉각장치(7)로 이송된 가요성 기판은 냉각장치(7) 내에서 냉각된다. 냉각장치(7)로부터 권취식 막 형성장치(2)로 이송된 가요성 기판은 권취식 막 형성장치(2) 내에서 막 형성 처치가 이루어진다. 그리고 권취식 막 형성장치(2)로부터 권취장치(8)로 이송된 권취장치(8) 내에서 권취된다.
이하에, 막 형성장치(100)에서의 권취식 막 형성장치(1)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략적인 구성도이다.
도 2에는, 막 형성장치(100)에서의 권취식 막 형성장치(1)가 나타나 있다. 권취식 막 형성장치(1)의 좌측으로는 상기한 연락통로(101b)가 연결되어 있다. 또, 권취식 막 형성장치(1)의 우측으로는 상기한 냉각장치(7)가 연결되어 있다. 도 2에는 연락통로(101b) 및 냉각장치(7)가 도면에 나타나 있지 않다.
도 2에 나타내는 권취식 막 형성장치(1)는 가요성 기판(60)을 진공용기(70) 내에서 주행시키면서, 가요성 기판(60)(예를 들면 폴리이미드 필름 등의 수지 필름)에 피막(예를 들면 크롬층)을 형성하는 것이 가능한 막 형성장치이다. 크롬층이 형성된 가요성 기판(60)은 예를 들면 플렉서블 센서 기판, 플렉서블 인쇄 회로 기판 등에 적용된다.
권취식 막 형성장치(1)는 막 형성원(21, 25)과, 필름 주행기구(30)와, 수분압 검지기구(51, 55)와, 진공용기(70)와, 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71E)을 구비한다. 또한, 권취식 막 형성장치(1)는 가스 공급라인(72)과, 보호판(또는, 분리부재)(73, 74, 75, 76, 80)과, 지지대 (77, 78)를 구비한다.
우선, 필름 주행기구(30)를 설명한다. 필름 주행기구(30)는 진공용기(70) 내에서 가요성 기판(60)을 주행시킬 수 있다. 필름 주행기구(30)는 가이드 롤러(31), 가이드 롤러(32), 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d) 및 주 롤러(34)을 가진다. 가이드 롤러(31), 가이드 롤러(32), 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d) 및 주 롤러(34)의 각각은 튜브상형상을 가진다. 권취식 막 형성장치(1)의 외부에는 주 롤러(34)를 회전구동시키는 회전구동기구가 설치되어 있다.
가요성 기판(60)은 소정의 폭으로 재단된 가로로 긴 필름이다. 가요성 기판(60)의 이면(막 형성면(60d)과는 반대측의 면)은 막 형성 위치에서 주 롤러(34)의 롤러면에 접하고 있다. 가요성 기판(60)은 진공용기(70)의 입구(70a)로부터 권취식 막 형성장치(1) 내에 연속적으로 반입되어 온다. 도 2의 예에서는 진공용기(70) 내에서의 가요성 기판(60)의 주행방향이 예를 들면 화살(G)로 나타내고 있다.
또, 가요성 기판(60)은 가이드 롤러(31, 33a, 33b)에 의해서 주 롤러(34)의 롤러면에 인도된다. 주 롤러(34)에 인도된 주 롤러(34) 상의 가요성 기판(60)은 추가로, 가이드 롤러(33c, 33d, 32)에 인도되어 진공용기(70)의 출구(70b)로부터 권취식 막 형성장치(1) 밖으로 반출된다.
또, 권취식 막 형성장치(1)에 있어서는 가이드 롤러(33a, 33b, 33c, 33d) 및 주 롤러(34)의 각각을 역회전시킬 수도 있다. 이것에 의해, 가요성 기판(60)을 화살(G)과는 역방향으로 반송할 수도 있다.
주 롤러(34)의 내부에는 온도 조절 매체 순환계 등의 온도 조절기구가 설치되어 있을 수도 있다. 이 온도 조절기구에 의해, 예를 들면 주 롤러(34)에 접하는 가요성 기판(60)의 온도가 적당하게 조정된다. 예를 들면 막 형성원(21, 25)에 의해 진공용기(70) 내에 플라즈마가 발생하고 있을 때에는, 이 플라즈마에 의해 가요성 기판(60)의 온도가 과잉으로 상승할 가능성이 있다.
이 경우, 가요성 기판(60)의 온도가 과잉으로 상승하지 않도록 온도 조절기구에 의해 가요성 기판(60)의 온도가 적당하게 조정된다. 또, 플라즈마를 발생시키지 않고, 주 롤러(34)의 온도를 가요성 기판(60)이 변형되지 않을 정도로 상승시켜서 (예를 들면 60℃ 이상, 180℃ 이하), 가요성 기판(60)을 진공용기(70) 내에서 주행시키는 것에　의해, 가요성 기판(60)의 탈 가스처리, 탈수처리를 할 수 있다.
다음에, 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)을 설명한다. 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)은 소위 듀얼 캐소드 스퍼터원이다. 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)의 어느 하나는 필요에 따라서 생략될 수도 있다. 본 명세서에서는 1예로서, 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)을 구비한 권취식 막 형성장치(1)를 설명한다. 권취식 막 형성장치(1)에 있어서는 예를 들면 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)이 주 롤러(34)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고 있다. 예를 들면 도 2의 예에서는 Y축방향에 있어서, 막 형성원(21), 주 롤러(34) 및 막 형성원(25)이 이 순서로 나열되어 있다.
또, 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)의 어느 하나는 듀얼 캐소드 스퍼터원이 아니고, 비막 형성용의 플라즈마 발생원일 수도 있고, 크롬 타깃 이외의 타깃을 가지는 DC 스퍼터원 또는 RF 스퍼터원일 수도 있다. 이 경우, 막 형성원(21) 및 막 형성원(25)의 어느 하나에 의해서 가요성 기판(60)에 전처리(플라즈마 클리닝)이 실시되거나, 가요성 기판(60)의 정전기를 제거하거나, 가요성 기판(60)에 크롬층 이외의 층이 형성되거나 한다.
막 형성원(21)은 크롬 타깃(22t)과, 배킹 플레이트(22b)와, 크롬 타깃(23t)과, 배킹 플레이트(23b)와, 교류전원(24)을 가진다. 교류전원(24)은 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이에 교류전압을 인가할 수 있다. 막 형성원(21)은 배킹 플레이트(22b) 및 배킹 플레이트(23b)의 내부에 자석이 배치된 마그네트론 스퍼터원일 수도 있다. 배킹 플레이트(22b) 및 배킹 플레이트(23b)의 각각의 내부에는 냉각기구가 설치되어 있을 수도 있다.
크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)의 각각은 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 대향하고 있다. 예를 들면 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)은 가요성 기판(60)의 주행방향(화살G)을 따라서 늘어서도록 배치되어 있다. 예를 들면 도 2의 예에서는 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)은 Z축 방향으로 늘어서도록 배치되어 있다.
예를 들면 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)을 지지하는 지지대(77)는 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이에서 둔각을 형성하게 굴곡하고 있다. 이것에 의해, 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)의 각각은 각각의 타깃면이 가요성 기판(60)을 통해서 주 롤러(34)의 중심을 향하도록 배치되어 있다.
크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이에 교류전압이 인가되면, 진공용기(70) 내에는 플라즈마(예를 들면 Ar 플라즈마)가 발생한다. 이것에 의해, 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)의 각각으로부터 스퍼터 입자가 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)를 향해서 비산하고, 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 크롬층이 형성된다.
막 형성원(25)은 크롬 타깃(26t)과, 배킹 플레이트(26b)와, 크롬 타깃(27t)과, 배킹 플레이트(27b)와, 교류전원(28)을 가진다. 교류전원(28)은 크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이에 교류전압을 인가할 수 있다. 막 형성원(25)은 배킹 플레이트(26b) 및 배킹 플레이트(27b)의 내부에 자석이 배치된 마그네트론 스퍼터원일 수도 있다. 배킹 플레이트(26b) 및 배킹 플레이트(27b)의 각각의 내부에는 냉각기구가 설치되어 있을 수도 있다.
크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)의 각각은 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 대향하고 있다. 예를 들면 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)은 가요성 기판(60)의 주행방향(화살G)을 따라서 늘어서도록 배치되어 있다. 예를 들면 도 2의 예에서는, 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)은 Z축 방향으로 늘어서도록 배치되어 있다.
크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)을 지지하는 지지대(78)는 크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이에서 둔각을 형성하도록 굴곡하고 있다. 이것에 의해, 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)의 각각은 각각의 타깃면이 가요성 기판(60)을 통해서 주 롤러(34)의 중심을 향하도록 배치되어 있다.
크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이에 교류전압이 인가되면, 진공용기(70) 내에는 플라즈마(예를 들면 Ar 플라즈마)가 발생한다. 이것에 의해, 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)의 각각으로부터 스퍼터 입자가 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)을 향해서 비산하고, 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 크롬층이 형성된다.
본 실시형태에 있어서, 크롬층이 진공용기(70) 내의 수분압이 목적값 이하의 압력으로 조정되어 형성된다. 예를 들면 크롬층은 막 형성원(21, 25)과 주 롤러(34)가 대향하는 공간에서의 수분압이 목적값 이하의 분압으로 조정되어 가요성 기판(60) 상에 형성된다. 여기에서, 공간(21s)란 예를 들면 주 롤러(34)와, 보호판(73)과, 보호판(74)과, 지지대(77)에 의해서 둘러싸인 공간이다. 또, 공간(25s)이란 예를 들면 주 롤러(34)와, 보호판(75)과, 보호판(76)과, 지지대(78)에 의해서 둘러싸인 공간이다. 수분압의 목적값은 예를 들면 3.0×10-4Pa이고, 수분압은 3.0×10-4Pa 이하로 설정된다.
교류전원(24)이 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)에 공급하는 교류전압의 주파수, 또는 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)에 공급하는 교류전압의 주파수는 예를 들면 10kHz 이상 100kHz 이하이다. 이하, 이 주파수대를 MF(Middle Frequency)로 한다. 또, MF에 의한 교류방전을 MF 방전으로 한다. MF에 의한 방전 전력을 MF전력으로 한다. 2개의 타깃 사이에서 MF 방전을 발생시키는 방전방식을 듀얼식 MF 방전으로 한다. 또, 교류전압의 파형에는 사인파형 외에, 구형파도 포함된다.
또, 크롬층이 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 형성되어 있을 때, 교류전원(24)은 1.0kW 이상 3.0kW 이하의 전력을 크롬 타깃(22t, 23t) 사이에 공급하고, 교류전원(28)은 1.0kW 이상 3.0kW 이하의 전력을 크롬 타깃(26t, 27t) 사이에 공급한다. 이 때, 크롬 타깃(22t), 크롬 타깃(23t), 크롬 타깃(26t) 및 크롬 타깃(27t)의 각각에는 예를 들면 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류 전력이 투입된다.
상기의 막 형성원(21, 25), 필름 주행기구(30), 보호판(73, 74, 75, 76, 80) 및 지지대 (77, 78) 및 가요성 기판(60)은, 진공용기(70) 내에 수용되어 있다. 진공용기(70)는 감압상태를 유지할 수 있다. 예를 들면 진공용기(70)는 진공펌프 등의 진공 배기계 (미도시)에 접속된 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)에 의해, 그 내부가 소정의 진공도로 유지된다. 진공용기(70)는 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)을 통해서 진공용기(70) 내 의 수분압이 목적값(3.0×10-4Pa) 이하가 될 때까지 배기된다. 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)의 각각은 독립적으로 각각 다른 진공 배기계와 연결될 수도 있고, 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)의 적어도 2개가 동일한 진공 배기계에 연결되어 있을 수도 있다.
예를 들면 진공용기(70) 내의 보호판(74), 주 롤러(34) 및 보호판(76)로 둘러싸인 공간은 배기라인(71E)을 통해서 배기된다. 상기한 공간(21s)은 배기라인(71A)을 통해서 배기된다. 공간(25s)은 배기라인(71B)를 통해서 배기된다. 또, 권취식 막 형성장치(1)에 있어서는, 상기의 공간 이외에, 진공용기(70) 내에, 보호판(73), 주 롤러(34) 및 보호판(80)에 의해 둘러싸인 공간(81s)이 형성된다. 공간(81s)은 배기라인(71C)을 통해서 배기된다. 또, 진공용기(70) 내에는 보호판(75), 주 롤러(34) 및 보호판(80)에 의해 둘러싸인 공간(82s)이 형성된다. 공간(82s)은 배기라인(71D)을 통해서 배기된다.
권취식 막 형성장치(1)에 있어서, 공간(81s)에는 타깃(83)을 설치할 수도 있다. 또, 공간(82s)에는 타깃(84)을 설치할 수도 있다. 도 2에는 타깃(83, 84)이 제거된 상태가 나타나 있다. 또, 타깃(83, 84)의 각각은 싱글 캐소드일 수도, 듀얼 캐소드일 수도 있다. 타깃(83, 84)의 각각의 재료는 크롬 이외의 재료일 수도 있다.
또, 진공용기(70) 내 에는 가스봄베 등의 가스원(미도시)에 접속된 가스 공급라인(72)을 통해서 불활성 가스(Ar, He 등) 등의 방전용 가스가 소정의 유량으로 공급된다.
수분압 검지기구(51)는 가스 모니터(52)와 배관(53)을 가진다. 가스 모니터(52)는 전형적으로는 질량분석기를 포함한다. 배관(53) 내에는 오리피스가 설치되고, 가스 모니터(52)를 배관(53)을 통해서 차동 배기하는 것에 의해, 공간(21s)에서의 수분압이 계측된다. 동일하게, 수분압 검지기구(55)는 가스 모니터(56)와 배관(57)을 가진다. 가스 모니터(56)는 전형적으로는 질량분석기를 포함한다. 배관(57) 내에는 오피리스가 설치되고, 가스 모니터(56)를 배관(57)을 통해서 차동 배기하는 것에 의해, 공간(25s)에서의 수분압이 계측된다.
이러한 권취식 막 형성장치(1)에 의하면, 진공용기(70) 내의 수분압이 목적값 이하의 상태에서 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 크롬층이 형성된다. 이것에 의해, 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성해도 크롬층의 응력이 막 형성 조건에 의해 적당하게 완화되어 가요성 기판(60)의 변형이 극력 억제된다. 여기에서, 응력이란 크롬층이 가지는 압축응력이다. 또, 변형이란 예를 들면 주행방향(G)에 대하여 수직인 방향에서의 가요성 기판(60)의 컬 등이다.
또, 막 형성장치(100)(도 1)에 있어서는 권취식 막 형성장치(2)의 기본 구성이 권취식 막 형성장치(1)와 동일할 수도 있다. 권취식 막 형성장치(2)의 타깃재는 권취식 막 형성장치(1)의 타깃재와 서로 다를 수 있다.
[막 형성방법]
도 3은 본 실시형태에 따른 막 형성방법을 나타내는 흐름도이다.
본 실시형태에 따른 막 형성방법에 있어서는, 예를 들면 진공용기(70) 내의 수분압이 목적값 이하가 될 때까지 진공용기(70)가 배기되는 예비처리가 수행된다(스텝 S10).
다음에, 진공용기(70) 내에 배치된 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이(또는, 크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이)에 교류전압을 인가하는 것에 의해 플라즈마를 발생시켜서, 크롬 타깃(22t, 23t)(또는, 크롬 타깃(26t, 27t))에 대향시킨 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 크롬층이 형성된다(스텝 S20).
예를 들면 미량의 수증기가 진공용기(70) 내에 존재하면, 크롬의 스퍼터 입자가 수증기와 반응하고, 가요성 기판(60) 상에 미량의 크롬 산화물을 포함하는 크롬층이 형성되는 경우가 있다. 이에 대하여 본 실시형태에서는 진공용기(70) 내의 수분압이 목적값 이하의 상태에서 가요성 기판(60)의 막 형성면(60d)에 크롬층이 형성된다. 이것에 의해, 크롬층과 물의 반응을 억제할 수 있고, 크롬층 내에는 크롬 산화물이 형성되기 어려워진다. 또, 크롬층은 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이(또는, 크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이)에 교류전압을 인가하는 것에 의해 발생한 플라즈마에 의해 형성된다. 이것에 의해, 스퍼터 입자는 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판(60)에 입사하기 쉬워진다. 이 결과, 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성해도 크롬층의 응력이 막 형성 조건에 의해 적당하게 완화되어 가요성 기판(60)의 변형이 극력 억제된다.
다음에, 본 실시형태에 따른 막 형성방법(막 형성 조건)의 구체예에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 따른 막 형성에서는 1예로서, 도 2에 나타내는 권취식 막 형성장치(1)를 사용할 수 있다.
우선, 가요성 기판(60)에 크롬층이 형성되기 전에, 진공용기(70) 내를 배기하는 예비처리가 수행된다. 이 예비처리에서는, 진공용기(70) 내의 공간(21s, 25s)의 수분압이 목적값 이하가 될 때까지 진공용기(70)의 배기가 수행된다.
진공용기(70)를 배기할 때, 물이 방출되기 쉬운 부분으로서는, 예를 들면 진공용기(70)의 내벽, 가요성 기판(60) 및 막 형성원(21, 25) 등이 있다. 우선, 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)을 통해서 진공용기(70)가 미리 배기된다. 이 예비적인 배기의 시간은 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 1시간 이상 2시간 이내이다.
다음에, 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)을 통해서 진공용기(70) 내가 배기되면서, 가요성 기판(60)의 탈수처리가 수행된다. 예를 들면 주 롤러(34)의 온도를 60℃ 이상 180℃ 이하로 조정하고, 필름 주행기구(30)에 의해 가요성 기판(60)을 진공용기(70) 내로 주행시킨다. 예를 들면 미리, 주 롤러(34)의 온도가 150℃로 설정된다. 다음에, 가요성 기판(60)이 진공용기(70)의 입구(70a)로부터 진공용기(70) 내에 반입되어 가요성 기판(60)이 주 롤러(34)에 접하면서, 진공용기(70)의 출구(7b)로부터 반출된다. 그 후, 권취장치(8) 내에서 가요성 기판(60)이 권취된다. 이 탈수처리에서는 송출장치(5)로부터 풀어 낸 가요성 기판(60)이 권취장치(8)에 권취될 때까지의 권취시간(가요성 기판(60)의 가열시간)은 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 1분 이상 3분 이내(예를 들면 2분)이다.
이것에 의해, 가요성 기판(60)로부터 물이 효율적으로 방출된다. 또, 주 롤러(34)의 온도가 60℃보다 낮아지면 가요성 기판(60)으로부터 물이 방출되기 어렵워 바람직하지 못하다. 한편, 주 롤러(34)의 온도가 180℃보다 높아지면 가요성 기판(60) 자체가 변질될 가능성이 있어 바람직하지 못하다.
또, 본 실시형태에 있어서는 배기라인(71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E)을 통해서 진공용기(70) 내가 배기되면서, 진공용기(70) 내에 플라즈마를 발생시키는 예비방전이 수행된다. 예를 들면 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이 또는 크롬 타깃(26t)과 크롬 타깃(27t) 사이에 교류전압이 인가되어 진공용기(70) 내에 플라즈마를 발생시킨다. 이 예비방전에서는 예를 들면 듀얼식MF 방전이 채용된다.
이 예비방전에 의해, 막 형성원(21, 25)의 주변이 플라즈마에 의해 가열되고, 막 형성원(21, 25)의 주변으로부터 물이 효율적으로 방출된다. 예를 들면 방전가스로서는 Ar 가스를 사용할 수 있다. Ar 가스의 압력은, 예를 들면 0.1Pa 이상 1Pa 이하로 조정된다. 교류전압의 주파수는 예를 들면 10kHz 이상 100kHz 이하로 조정된다. 또, 크롬 타깃(22t), 크롬 타깃(23t), 크롬 타깃(26t), 크롬 타깃(27t)의 각각에는 예를 들면 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류 전력이 투입된다. 예비방전은 예를 들면 30분 이상 실시된다.
이상과 같은 예비배기 가요성 기판(60)의 가열 및 예비방전을 포함하는 예비처리의 시간은 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 2시간 이상 6시간 이하이다. 또, 가요성 기판(60)의 가열과 예비방전은 동시에 실시될 수도 있다. 또, 예비배기 중에 가요성 기판(60)의 가열 및 예비방전의 적어도 어느 하나를 실시할 수도 있다.
이러한 예비처리에 의해, 진공용기(70) 내의 공간(21s, 25s)의 수분압이 3.0×10-4Pa 이하로 조정된다. 또, 수분압이 3.0×10-4Pa 이하가 되었을 때의 진공용기(70) 내의 전압(도달압력)은 예를 들면 3.0×10-4Pa 이하이다.
이것에 의해, 가요성 기판(60) 상에는 압축응력이 억제된 크롬층이 형성된다. 예를 들면 수분압이 3.0×10-4Pa보다 높아지면, 미량인 크롬 산화물이 크롬층에 포함되기 쉬워지고 크롬층의 압축응력이 높아진다.
또, 본 실시형태에서는 진공용기(70) 내의 수분압의 이외에, 막 형성원(21, 25)의 방전 주파수, 방전 전력을 조정하고, 크롬층의 압축응력을 추가로 최적으로 하고 있다.
여기에서, 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성하는 수단으로서는 펄스 DC 스퍼터링 방식 또는 RF 스퍼터링 방식이 있다.
펄스 DC 스퍼터링 방식에서는 가요성 기판(60)에 크롬 타깃을 대향시키고, 이 크롬 타깃에 펄스 DC 전압을 인가하고, 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성한다.
펄스 DC 스퍼터링 방식에서는 가요성 기판(60)을 통해서 크롬 타깃과 주 롤러(34) 사이가 직류전압에 의해 방전한다. 이 방전에 의해, 크롬 타깃으로부터 스퍼터 입자가 가요성 기판(60)을 향해서 진행되고, 소정의 두께의 크롬층이 가요성 기판(60) 상에 퇴적한다. 그러나 펄스 DC 스퍼터링 방식의 경우, 스퍼터 입자는 크롬 타깃과 주 롤러(34) 사이에 직류의 바이어스 전압이 인가되고 있기 때문에, 크롬 타깃으로부터 가요성 기판(60)을 향해서 직진하기 쉬워진다.
이것에 의해, 크롬층은 주로 DC 전압에 의해 특정 방향(크롬 타깃으로부터 가요성 기판(60)을 향하는 방향)으로 가속화된 스퍼터 입자의 퇴적에 의해 형성된 층이 되기 쉽다. 이 결과, 크롬층은 치밀하게 되고, 결정 배향이 일방향으로 갖추어지기 쉽고, 크롬층의 압축응력은 비교적 높아지기 된다.
한편, RF 스퍼터링 방식에서는, 가요성 기판(60)에 크롬 타깃을 대향시켜, 이 크롬 타깃에 RF 전압을 인가하고, 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성한다.
RF 스퍼터링 방식에서는 주파수가 수 10MHz(예를 들면 13.56MHz)이고, 플라즈마 중의 스퍼터 입자가 RF 주파수의 변동에 추종할 수 없다. 이것에 의해, 가요성 기판(60) 상의 크롬층은 주로 자기 바이어스에 의해 가속화된 스퍼터 입자의 퇴적에 의해 형성된 층이 되고, 치밀하고, 결정 배향이 일방향으로 갖추어진 층이 되기 쉽다. 또, RF 방전의 플라스마 밀도(전자밀도)는 비교적 높고, 플라즈마 중의 크롬이 더욱 활성으로 되어 있다. 이것에 의해, 크롬이 플라즈마 중이 미량인 물, 산소와 반응하기 쉽고, 미량의 크롬 산화물이 크롬층에 포함되기 쉬워진다. 이 결과, RF 스퍼터링 방식으로 형성된 크롬층에 있어서도, 그 압축응력이 높아지게 된다.
예를 들면 일반적으로는 DC 방전에 의한 전자밀도는, 1×107(cm-3) 이상 1×1010(cm-3) 이하인 것에 대해, RF 방전에 의한 전자밀도는 5×107(cm-3) 이상 5×1011(cm-3) 이하가 된다. 또, RF 방전에 있어서는 주파수가 높아질 수록, 전자밀도가 높아지는 경향이 있다. 이렇게, RF방전에서는 플라스마 밀도가 높아지고, 반응성이 높아지게 된다.
또, 펄스 DC 스퍼터링 방식 및 RF 스퍼터링 방식에 있어서, 2개의 타깃을 준비하고, 이 2개의 타깃의 각각에 전력을 투입해도, 2개의 타깃은 늘어서서 배치되었을 뿐이므로 동일하게 크롬층의 압축응력은 높아지게 된다.
이에 대하여 본 실시형태에서는 2개의 타깃 사이에 MF의 교류전압을 인가하고, 타깃 사이에 발생하는 MF 방전에 의해 가요성 기판(60) 상에 크롬층을 형성하고 있다.
도 4의 A 및 B는 본 실시형태에 따른 막 형성방법에 1 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4의 A 및 B에는 1예로서 막 형성원(21)의 주변을 나타내고 있다. 막 형성원(25)에서도 막 형성원(21)과 동일한 작용을 한다.
예를 들면 진공용기(70) 내(공간(21s))의 수분압이 3.0×10-4Pa 이하로 조정된 후, 가스 공급라인(72)을 통해서 진공용기(70) 내(공간(21s))에 Ar 가스가 도입된다. Ar 가스의 압력은, 예를 들면 0.1Pa 이상 1Pa 이하이다.
다음에, 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이에 교류전압이 인가되어, 공간(21s)에 플라즈마(22p, 23p)가 형성된다. 교류전압의 주파수로서는 예를 들면 10kHz 이상 100kHz 이하의 주파수(예를 들면 35kHz)를 사용할 수 있다.
크롬 타깃(22t, 23t) 사이에는 MF의 교류전압이 인가되기 때문에, 크롬 타깃(22t)에 교류전압의 피크 전압이 투입되는 시간과, 크롬 타깃(22t)에 교류전압의 피크 전압이 투입되는 시간이 주기적으로 반복된다. 이것에 의해, 크롬 타깃(22t) 부근에 우선적으로 플라즈마(22p)가 발생하고 있는 시간(도 4의A)과, 크롬 타깃(23t) 부근에 우선적으로 플라즈마(23p)가 발생하고 있는 시간(도 4의 B)이 주기적으로 반복된다. 예를 들면 MF가 35kHz일 때, 1초간에 도4의 A의 상태와 도 B의 상태가 35000회, 교호로 교체한다. 또, 도 4의 A 및 B에서는 플라스마 밀도가 높은 상태가 짙은 도트패턴으로 나타내고, 플라스마 밀도가 낮은 상태가 얇은 도트패턴으로 나타내고 있다.
이것에 의해, 주 롤러(34)에 감긴 가요성 기판(60)에는 크롬 타깃(22t)로부터 방출된 스퍼터 입자와, 크롬 타깃(23t)로부터 방출된 스퍼터 입자가 교호로 입사한다. 즉, 스퍼터링 타깃으로부터 가요성 기판(60)을 향하는 전계의 방향이 주기적으로 변화되고 있다. 이 결과, 막 형성원(21)에 대향하는 가요성 기판(60)에 있어서는 스퍼터 입자가 펄스 DC 스퍼터링 방식 및 RF 스퍼터링 방식에 비해서, 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판(60)에 입사하기 쉬워진다(도면 중의 화살). 이것에 의해, 본 실시형태에 있어서는 크롬층의 결정 배향이 더욱 랜덤해 지고, DC 스퍼터링 방식 및 RF 스퍼터링 방식에 비해서 내부응력이 완화된 크롬층, 즉, 압축응력이 억제된 크롬층(10)이 가요성 기판(60) 상에 형성된다. 또, 크롬층(10)의 두께는 예를 들면 100nm 이상 300nm이고, 예를 들면 200nm이다.
또, MF 주파수는 RF 주파수에 비해서 낮다. 이것에 의해, 플라즈마(22p, 23p)의 플라스마 밀도는 RF 방전에 의한 플라즈마에 비해서 낮아진다. 이것에 의해, 플라즈마(22p, 23p)에서는 크롬의 활성화가 RF 방전에 비해서 억제되고 있다. 이 결과, 크롬은 물과 반응하기 어려워져서, 크롬 산화물이 크롬층(10)에 포함되기 어려워지고 있다.
또, 본 실시형태에서는MF 방전 전력으로서, 예를 들면 1.0kW 이상 3.0kW 이하의 전력이 크롬 타깃(22t, 23t) 사이에 공급된다. 이것에 의해, 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)의 각각에는 예를 들면 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 MF전력이 투입된다. 여기에서, MF 전력이 1.0W/㎠보다 작으면 크롬층(10)의 막 형성 속도가 극단적으로 내려가서 바람직하지 못하다. 한편, MF 전력이 3.0W/㎠보다 크면 플라즈마(22p, 23p)에서 크롬의 활성화가 촉진되어, 크롬 산화물이 크롬층(10)에 포함되기 쉬워져서 바람직하지 못하다.
이상의 막 형성방법에서의 막 형성 조건의 각 파라미터와, 크롬층(10)의 압축응력과의 관계를 집약하면 이하와 같이 된다.
도 5의 A는 가요성 기판의 가열온도와 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면이다. 도 5의 B는 예비방전시간과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면다. 도 5의 C는 예비처리의 시간과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면다. 도 5의 A∼C의 종축은 크롬층의 압축응력의 규격값이다.
예비처리에서는 도5의 A에 나타나 있는 바와 같이, 가요성 기판(60)이 t1(℃) 이상 t2 (℃) 이하의 범위의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 여기에서, t1은 예를 들면 60℃이고, t2는 예를 들면 180℃이다. 이 온도범위에서 크롬층(10)의 압축응력이 충분히 억제된다. 또, 크롬층(10)의 압축응력이 극소가 되는 온도 t3은 예를 들면 150℃이다.
또, 예비처리에서는, 도 5의 B에 나타나 있는 바와 같이, 예비방전이 m1분 이상 수행되는 것이 바람직하다. 여기에서, m1은 예를 들면 30분이다. 30분 이상의 예비방전에 의해, 크롬층(10)의 압축응력이 충분히 억제된다.
또, 가열처리 및 예비방전을 포함하는 예비처리는 도 5의 C에 나타나 있는 바와 같이 h1 시간 이상 실시하는 것이 바람직하다. 여기에서, h1은 예를 들면 2시간이다. 2시간 이상의 예비처리에 의해, 크롬층(10)의 압축응력이 충분히 억제된다.
도 6의 A는 교류전압의 주파수대와 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면이다. 도 6의 B는 MF 전력과 크롬층의 압축응력과의 관계를 나타내는 개략적인 그래프 도면이다. 도 6의 A 및 B의 종축은 크롬층의 압축응력의 규격값이다.
도 6의 A에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 크롬층(10)의 압축응력을 충분히 억제하기 위해서, 교류전압의 주파수로서 RF가 아니고 MF를 채용하고 있다. 여기에서, MF는 예를 들면 10kHz 이상 100kHz 이하이다.
도 6의 B에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 크롬층(10)의 압축응력을 충분히 억제하기 위해서, MF전력을 p1(W/㎠) 이하로 조정하고 있다. 여기에서, p1은 예를 들면 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하이다.
[크롬층의 평가]
도 7의 A는 크롬층이 형성된 가요성 기판이 휘어진 상태를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 7의 B∼D는 크롬층이 형성된 가요성 기판의 휨량을 나타내는 도면이다. 또, 크롬층(10)의 두께는 예를 들면 200nm이다.
도 7의 A에 나타나 있는 바와 같이, 소정의 압축응력을 가지는 크롬층(10)이 가요성 기판(60) 상에 형성되면, 가요성 기판(60)은 가요성 기판(60)이 올려진 하지(90)를 향해서 볼록하게 휜다. 이 휨이란 소위 컬링이다. 여기에서, 도 7의 A에서의 X축 방향은 가요성 기판(60)의 폭 방향에 대응하고, Y축 방향은 가요성 기판(60)의 주행방향에 대응하고 있다. 본 실시형태에서는 가요성 기판(60)의 휨량(W)의 척도로서, 하지(90)의 상면(90u)으로부터 가요성 기판(60)의 엣지(60e)까지의 거리(높이)을 채용한다. 크롬층(10)이 형성된 가요성 기판(60)에 있어서, 이 휨량(W)은 작은 것이 바람직하다.
예를 들면 도 7의 B에 나타나 있는 바와 같이, MF 방전방식이더라도 수분압이 3.7×10-4Pa의 상태에서 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)은 30mm가 된다. 이에 대하여 MF 방전방식에서 수분압이 3.0×10-4Pa 이하의 상태에서 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)은 1mm가 된다. 예를 들면 수분압이 2.6×10-4Pa 또는 2.4×10-4Pa의 상태에서 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)은 1mm가 되어 있다. 따라서 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성할 때에는 진공용기(70) 내(공간(21s, 25s))의 수분압을 3.0×10-4Pa 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또, 도 7의 C에 나타나 있는 바와 같이, 수분압이 3.0×10-4Pa 이하이더라도 방전방식을 RF 방전방식(13.56MHz)으로 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)은 10mm가 된다. 이에 대하여 수분압이 3.0×10-4Pa 이하로 방전방식을 MF 방전방식(35kHz)으로 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)은 1mm가 된다. 따라서 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성할 때에는 RF 방전방식보다도 MF 방전방식을 채용하는 것이 바람직하다.
또, 도 7의 D에 나타나 있는 바와 같이, 수분압이 3.0×10-4Pa 이하이더라도 방전방식을 펄스 DC 방전방식으로 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)을 형성하면, 휨량(W)이 MF 방전방식보다도 높아진다. 예를 들면 펄스 DC 방전방식에서의 휨량(W)은 20mm이다. 여기에서, 펄스 DC 방전방식에서의 막 형성 시간은 90초이다. 또, 펄스 주파수는 29kHz이다.
펄스 DC 방전방식에 1펄스의 방전마다 가요성 기판 상에 크롬층이 형성되고, 1펄스의 방전 마다 형성된 크롬층이 90초간으로 가요성 기판 상에 적층되었다고 가정하면, 도 7의 D에 나타내는 펄스 DC 방전방식의 크롬층은 2.6×106개(29kHz×90초)의 층으로 되어 있을 것으로 생각된다.
한편, MF 방전방식에서의 막 형성 시간은 400초이다. 또, 방전 주파수는 35kHz로, 2개의 크롬 타깃이 설치되어 있다. 따라서 MF 방전방식의 전압 피크마다 가요성 기판(60) 상에 크롬층(10)이 형성되고, 이 피크 마다 형성된 크롬층(10)이 400초 사이에서 가요성 기판(60) 상에 적층되었다고 가정하면, MF 방전방식의 크롬층(10)은 2.8×107개(35kHz×400초×2)의 층으로 되어 있을 것으로 생각된다.
즉, 본 실시형태에 따른 MF 방전방식에서는 펄스 DC 방전방식에 비해서 10배 이상 층수가 많아진다. 또, 듀얼 캐소드 스퍼터원에 의하면, 스퍼터 입자가 펄스 DC 방식에 비해서 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판(60)에 입사하므로, 하나의 요인으로서 크롬층(10)의 결정 배향이 펄스 DC 방식에 비해서 더욱 랜덤해진다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 크롬층(10)의 압축응력은 펄스 DC 방식에 비해서 완화된다.
이렇게, 본 실시형태에서는 가요성 기판(60) 상에 형성된 크롬층(10)의 압축응력이 보다 억제되어 가요성 기판(60)의 변형이 극력 억제된다.
[제2 실시형태]
도 8의 A 및 B는 제2 실시형태에 따른 막 형성장치의 개략적인 구성도이다.
도 8의 A 및 B에는 1예로서 막 형성원(21)의 주변을 나타내고 있다. 막 형성원(25)도 막 형성원(21)과 동일한 구성을 가진다.
도 8의 A 및 B에 나타내는 막 형성원(21)에 있어서는, 크롬 타깃(22t)의 타깃면은 크롬 타깃(23t)의 타깃면에 대하여 평행하게 배치된다. 예를 들면 크롬 타깃(22t) 및 크롬 타깃(23t)을 지지하는 지지대(79)는 크롬 타깃(22t)과 크롬 타깃(23t) 사이에서 굴곡하지 않고, 평탄하게 되어 있다.
이것에 의해, MF 방전 시에는 크롬 타깃(22t)으로부터 방출된 스퍼터 입자와, 크롬 타깃(23t)으로부터 방출된 스퍼터 입자가 교호로 입사하는 동시에, 추가로, 가요성 기판(60)에 대한 입사각이 넓어진다. 따라서 스퍼터 입자는 더욱 랜덤한 방향으로부터 가요성 기판(60)에 입사하기 쉬워져서 크롬층(10)의 압축응력이 더욱 억제된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에만 한정되는 것은 아니라 여러가지로 변경을 부가할 수 있음은 물론이다.
１, ２: 권취식 막 형성장치
5: 송출장치
6: 전처리 장치
7: 냉각장치
8: 권취장치
10: 크롬층
21, 25: 막 형성원
21s, 25s, 81s, 82s: 공간
22t, 23t, 26t, 27t: 크롬 타깃
22b, 23b, 26b, 27b: 배킹 플레이트
22p, 23p: 플라즈마
24, 28: 교류전원
30: 필름 주행기구
31, 32, 33a, 33b, 33c, 33d: 가이드 롤러
34: 주롤러
51, 55: 수분압 검지기구
52, 56: 가스 모니터
53, 57: 배관
60: 가요성 기판
60d: 막 형성면
60e: 엣지
70: 진공용기
70a: 입구
70b: 출구
71A, 71B, 71C, 71D, 71E: 배기라인
72: 가스 공급라인
73, 74, 75, 76, 80: 보호판
77, 78, 79: 지지대
83, 84: 타깃
90: 하지
90u: 상면
100: 막 형성장치
101a, 10lb, 101c: 연락통로

Claims (9)

  1. 진공용기 내의 수분압이 3.0×10-4Pa 이하가 될 때까지 상기 진공용기를 배기하는 예비처리를 실시하고,
    상기 진공용기 내에 수지 필름으로 구성된 가요성 기판의 이면을 롤러에 권취하면서 상기 롤러를 회전시켜서 상기 가요성 기판을 주행시키고,
    상기 진공용기 내에 배치되고, 상기 가요성 기판의 상기 이면과는 반대측의 막 형성면에 대향해서 상기 가요성 기판의 주행방향을 따라서 배치된 제1 크롬 타깃과 제2 크롬 타깃 사이에 10kHz 이상 100kHz 이하의 주파수로 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류전압을 인가하는 것에 의해, 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 있어서 상기 제1 크롬 타깃에 투입되는 상기 교류전압의 피크 전압과 상기 제2 크롬 타깃에 투입되는 상기 교류전압의 피크 전압을 교호로 바꿔 넣어 플라즈마를 발생시켜서, 상기 제1 크롬 타깃 및 상기 제2 크롬 타깃에 대향하도록 배치된 가요성 기판의 막 형성면에 크롬층을 형성하는 막 형성방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 예비처리는 상기 가요성 기판을 60℃ 이상 180℃ 이하로 가열하는 공정을 추가로 포함하는 막 형성방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 예비처리는 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 상기 교류전압을 인가해서 예비방전을 실시하는 공정을 추가로 포함하는 막 형성방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제1 크롬 타깃의 타깃면은 상기 제2 크롬 타깃의 타깃면에 대하여 평행하게 배치되는 막 형성방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 가요성 기판으로서 폴리이미드 필름이 사용되는 막 형성방법.
  6. 감압상태를 유지하는 진공용기와,
    상기 진공용기 내의 수분압을 계측하는 수분압 검지기구와,
    상기 수분압 검지기구에 의해서 계측되는 상기 진공용기 내의 상기 수분압이 3.0×10-4Pa 이하가 될 때까지 상기 진공용기를 배기하는 배기기구와,
    상기 진공용기 내에서 수지 필름으로 구성된 가요성 기판의 이면을 롤러에 권취하면서 상기 롤러를 회전시켜서 상기 가요성 기판을 주행시키는 필름 주행기구와,
    상기 진공용기 내를 주행하는 상기 가요성 기판의 상기 이면과는 반대측의 막 형성면에 대향해서 상기 가요성 기판의 주행 방향을 따라 배치된 제1 크롬 타깃 및 제2 크롬 타깃을 가지고, 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 10kHz 이상 100kHz 이하의 주파수로 1.0W/㎠ 이상 3.0W/㎠ 이하의 교류전압을 인가하는 것에 의해, 상기 제1 크롬 타깃과 상기 제2 크롬 타깃 사이에 있어서 상기 제1 크롬 타깃에 투입되는 상기 교류전압의 피크 전압과 상기 제2 크롬 타깃에 투입되는 상기 교류전압의 피크 전압을 교호로 바꿔 넣어 플라즈마를 발생시켜서, 상기 막 형성면에 크롬층을 형성하는 막 형성원을 구비하는 권취식 막 형성장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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