TW201538764A - 透明導電膜之製造方法、透明導電膜之製造裝置、濺鍍靶及透明導電膜 - Google Patents

透明導電膜之製造方法、透明導電膜之製造裝置、濺鍍靶及透明導電膜 Download PDF

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Abstract

本發明中提供一種透明導電膜之製造方法，可不使用水蒸氣而形成具有良好蝕刻特性及導電特性之透明導電膜。 本發明之一實施形態之透明導電膜之製造方法，係具有：濺鍍包含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由至少1種選自La、Nd、Dy、Eu、Gd、Tb、Zr、Al、Si、Ti及B之中之元素或其氧化物所構成之第3成分之靶材藉以在基板上形成氧化銦錫薄膜之步驟；以蝕刻液將上述氧化銦錫薄膜圖案化之步驟；將上述氧化銦錫薄膜藉由熱處理加以結晶化之步驟。以此方法，在ITO膜剛成膜後可用弱酸進行蝕刻，且可賦予該ITO膜所期望之導電特性。

Description

透明導電膜之製造方法、透明導電膜之製造裝置、濺鍍靶及透明導電膜
本發明係關於一種蝕刻特性、導電特性等均優良之透明導電膜之製造方法、該透明導電膜之製造裝置、其濺鍍靶及透明導電膜。
在製造平板顯示器及太陽發電模組的領域，目前已廣泛地利用透明導電膜中主成分為氧化銦及氧化錫之ITO(Indium Tin Oxide)膜。ITO膜係以真空蒸鍍法、濺鍍法等成膜，其中之濺鍍法在許多場合係使用由ITO構成之濺鍍靶。
在室溫下成膜之ITO膜，由於係以結晶質與非結晶質混合之狀態存在，因此並不容易得到期望之導電特性。另一方面，在以200℃以上之溫度成膜之ITO膜，係形成結晶狀態，因此具有高導電特性。惟結晶化之ITO膜，對草酸等弱酸之溶解性低，因此其蝕刻液必須使用鹽酸及硫酸等強酸。因此，在ITO膜與其底層膜或其他配線層等之間，並不容易確保高蝕刻選擇比。
因此，已知有在氬氣等濺鍍氣體中混合水蒸氣，以在非晶形之ITO膜成膜之後，使ITO膜經退火而結晶化，製成低電阻ITO膜之方法(參照專利文獻1)。依照此方法，可直接在已成膜狀態(薄膜沉積(as deposition)狀態)以弱酸蝕刻，因此可得到良好之蝕刻特性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1日本專利特開2008-179850號公報(段落 〔0023〕至〔0026〕)
然而，在專利文獻1中所載之ITO膜之成膜方法，會有因其中導入之水蒸氣之影響，使附著在防黏著板及靶材之非腐蝕區域上之膜易於剝離，而成為發生微塵之原因之問題。此外，導入之水蒸氣亦有可能妨礙成膜室穩定之排氣作用之虞慮。
鑑於上述情形，本發明之目的在提供一種不使用水蒸氣而可形成具有良好蝕刻特性及導電特性之透明導電膜、及該透明導電膜之製造方法。
本發明之目的為提供一種不使用水蒸氣而可形成具有良好蝕刻特性及導電特性之透明導電膜、及該透明導電膜之製造裝置及其濺鍍靶。
為達成上述目的，本發明之一形態係透明導電膜之製 造方法，其中包括在具有靶材之腔室中配置基板之步驟，該靶材係含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的元素或其氧化物所構成之第3成分。藉由濺鍍上述靶材，而在基板上形成氧化銦錫薄膜。
為達成上述目的，本發明之一形態係透明導電膜之製造裝置，其具備腔室、支持部、及成膜部。
上述腔室係構成為可維持真空狀態。
上述支持部係用以在上述腔室內支持基板。
上述成膜部係具有含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的元素或其氧化物所構成之第3成分之靶材。上述成膜部係在上述腔室內濺鍍上述靶材，藉以在由上述支持部支持之基板上形成氧化銦錫薄膜。
為達成上述目的，本發明之一形態的濺鍍靶係用以在基板上藉由濺鍍法形成透明導電膜，且該濺鍍靶係包含第1成分、第2成分、及第3成分。
上述第1成分係由氧化銦所構成。
上述第2成分係由氧化錫所構成。
上述第3成分係由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的元素或其氧化物所構成。
為達成上述目的，本發明之一形態之透明導電膜係在基板上藉由濺鍍法成膜，且該透明導電膜係包含第1成分、第2成分、及第3成分。
上述第1成分係由氧化銦所構成。
上述第2成分係由氧化錫所構成。
上述第3成分係由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的元素或其氧化物所構成。
11‧‧‧第1腔室
12‧‧‧第2腔室
20‧‧‧濺鍍陰極
21‧‧‧濺鍍靶(靶材)
22‧‧‧磁鐵單元
30‧‧‧真空排氣系
31‧‧‧主要泵(渦輪分子泵)
32‧‧‧輔助泵(旋轉式泵)
33‧‧‧真空泵
40‧‧‧氣體導入部
50‧‧‧載盤
100‧‧‧濺鍍裝置
101‧‧‧成膜室
102‧‧‧負載/卸載腔室
103‧‧‧閘閥
F‧‧‧透明導電膜
S‧‧‧基板
圖1所示係本發明之一實施形態中透明導電膜之製造裝置之概略圖。
圖2所示係說明本發明之一實施形態中透明導電膜製造方法之步驟流程圖。
圖3所示係本發明之實施例及比較例中ITO膜之X射線繞射強度分布，(A)係成膜後瞬間測定ITO膜之結果，(B)係退火後測定ITO膜之結果。
圖4所示係本發明之實施例及比較例中ITO膜之比電阻及氧分壓之關係，(A)係成膜後瞬間測定ITO膜之結果，(B)係退火後測定ITO膜之結果。
圖5係顯示本發明之實施例及比較例中，ITO膜中蝕刻速率與氧分壓關係之實驗結果。
圖6係顯示本發明之實施例及比較例中，ITO膜之可見光透光率之實驗結果。
[發明之實施形態]
本發明之一形態的透明導電膜之製造方法，其中包括在具有靶材之腔室中配置基板之步驟，其中上述靶材含有由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的元素或其氧化物所構成之第3成分。上述靶材係藉由濺鍍，而於基板上形成氧化銦錫薄膜。
以上述透明導電膜之製造方法，可直接在成膜後之狀態下形成非晶形之氧化銦錫薄膜(以下亦稱為「ITO膜」。)。因此，該ITO膜經蝕刻形成圖案時，可以使用草酸等弱酸性蝕刻液。此外，由於可容易地確保底層膜與其他配線層之間之高蝕刻選擇比，故可得良好之蝕刻特性。
再者，上述ITO膜可經熱處理(退火)使其結晶化，賦予其良好之導電特性。經熱處理後之ITO膜，具有在可見光範圍中之良好之透光率特性，因此適於做為平板顯示器及太陽發電模組等之透明導電膜。
形成ITO膜之基板為典型之玻璃基板，其他之矽基板及陶瓷基板亦可。此外，對熱處理溫度具有耐熱性時，亦可做為有機基板使用。
上述第3成分為可形成對弱酸可溶之ITO膜之元素群。特別是以鏑(Dy)或其氧化物做為上述第3成分時，可製成比電阻低於300μΩ．cm、導電特性良好之ITO膜。
上述靶材濺鍍中所用之氣體，可使用氬氣與氧氣之混合氣體。氬氣主要係產生用以濺鍍靶材的離子。氧氣之功能係做為反應性氣體，以調整成膜之ITO膜之氧濃度。因此，適當調整氧氣分壓可以形成具有所期望之導電特性、蝕刻特性之ITO膜。
使ITO膜結晶化之熱處理溫度(退火溫度)，可設為200℃以上。熱處理溫度低於200℃時，在ITO膜中可能混雜非結晶質與結晶質。再者，熱處理溫度之上限並無特別之限定，可依ITO膜成膜之基板等之耐熱性做適當設定。
另一方面，本發明之一實施形態中之透明導電膜之製造裝置，係包含腔室、支持部、成膜部。上述腔室係構成為可維持真空狀態。上述支持部係用以在上述腔室內支持基板。
上述成膜部係具有含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由至少1種選自La、Nd、Dy、Eu、Gd、Tb、Zr、Al、Si、Ti及B之中之元素或其氧化物所構成之第3成分之靶材。上述成膜部係在上述腔室內濺鍍上述靶材，藉以在上述支持部支持之基板上形成氧化銦錫薄膜。
又，本發明之一實施形態中之濺鍍靶係用以在基板上藉由濺鍍法形成透明導電膜，該濺鍍靶係包含第1成分、第2成分、及第3成分。
上述第1成分係由氧化銦所構成。
上述第2成分係由氧化錫所構成。
上述第3成分係由至少1種選自La、Nd、Dy、Eu、Gd、Tb、Zr、Al、Si、Ti及B之中之元素或其氧化物所構成。
以上述透明導電膜之製造裝置，可藉由濺鍍上述構造之靶材(濺鍍靶)，而在基板上形成非晶形的ITO膜。因此，該ITO膜經蝕刻而形成圖案時，可使用草酸等弱酸性蝕刻液。此外，因為在底層膜及其他配線層之間容易確保高蝕刻選擇比，可得良好之蝕刻特性。
以下，一邊參照圖式，說明本發明之實施形態。
〔濺鍍裝置〕
圖1所示係本發明之一實施形態中，透明導電膜製造裝置之概略圖。圖中所示之裝置，係構成為使透明導電膜成膜所用之濺鍍裝置100。濺鍍裝置100係具有在基板S之表面使透明導電膜(ITO膜)F成膜之成膜室101、負載/卸載室102、及連接成膜室101與負載/卸載室102之閘閥103。
成膜室101係具備帶有密閉構造之第1腔室11、及可使第1腔室11之內部真空排氣之真空排氣系30。成膜室101係構成為可真空排氣至所預定之成膜壓力，同時維持該真空度。真空排氣系30係具有主要泵(渦輪分子泵)31、及使背壓側排氣之輔助泵(旋轉式泵)32。
成膜室101係具有濺鍍陰極20。濺鍍陰極20中具有濺鍍靶(以下單獨稱為「靶材」。)21、用以在靶材21 之表面形成磁場之磁鐵單元22、及在靶材21與基板S(及第1腔室11)之間施加DC電壓之DC電源(省略圖示)。靶材21如後述，係由銦錫氧化物系之材料所構成。濺鍍陰極20係做為DC磁控濺鍍(magnetron)型之濺鍍陰極，設置在第1腔室11之底壁部上。
成膜室101係在第1腔室11之內部具有導入濺鍍用製程氣體(濺鍍氣體)之氣體導入部40。該氣體導入部40係與由其中未圖示之氣體供給源、流量調整閥等共同構成氣體導入系。本實施形態中，由氣體導入部40將氬氣(Ar)與氧氣(O2)之混合氣體導入第1腔室11之內部。上述混合氣體環境中之氧氣分壓，可例如2.0E-3(2.0×10-3)Pa以上、1.0E-2(1.0×10-2)Pa以下。
成膜室101中亦可再含防黏著板，以防止在第1腔室11之內壁及其他構造物上附著成膜材料。在成膜室101中設置防黏著板，可以抑制第1腔室11受成膜材料污染，因此可提高成膜室101之保養作業性。
負載/卸載腔室102具備帶有密閉構造之第2腔室12、及可使第2腔室12內部真空排氣之真空泵33。負載/卸載腔室102係構成為可排氣成為與成膜室101內之壓力相同程度之真空度，且可維持該真空度。負載/卸載腔室102亦包含未圖示之腔室閘門，基板S可經由此腔室閘門進出第2腔室12之內部與外部。基板S進出時，負載/卸載腔室102內係設定為標準大氣壓。
本實施形態之濺鍍裝置100中，包含透過閘閥103在 成膜室101與負載/卸載腔室102之間輸送基板S之載盤50。載盤50係由未圖示之驅動源，可沿著架設於成膜室101與負載/卸載腔室102間之滑軌(省略圖示)上直線移動。由負載/卸載腔室102運送至成膜室101之載盤50，在往返於成膜室101後再返回至負載/卸載腔室102。基板S係保持在載盤50之下方面，在成膜室101中通過濺鍍陰極20之正上方之過程間成膜。
其中所使用之基板S為玻璃基板。該基板上之成膜面，可為基材玻璃板之表面，亦可為先在基材上形成之絕緣膜之表面。又，在該絕緣膜之表面上亦可存在銅等金屬配線膜。
在此，載盤50係在第1腔室11內構成支持基板S之「支持部」。又，濺鍍陰極20及氣體導入部40係構成「成膜部」。上述成膜部係在第1腔室11內將靶材21予以濺鍍，藉以在由載盤50所支持之基板S上形成氧化銦錫薄膜。再者，構成濺鍍陰極20之磁鐵單元22、DC電源等係構成「電漿產生裝置」。電漿產生裝置係使由氣體導入部40導入第1腔室11內之濺鍍氣體(Ar與O2之混合氣體)產生電漿，藉以形成用來濺鍍靶材21之離子。
〔靶材〕
其次詳細說明靶材21。
靶材21係構成為在基板S上經由濺鍍法形成透明導電膜F之靶材或濺鍍靶。靶材21係由氧化銦錫(以下亦稱為「ITO」。)系材料所構成，係圓板狀或矩形板狀燒 結體，其燒結密度例如為98%。
本實施形態中靶材21中包含由氧化銦(In2O3)所構成之第1成分、由氧化錫(SnO)所構成之第2成分、及做為添加物之第3成分。第3成分係由選自於鑭(La)、釹(Nd)、鏑(Dy)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鋯(Zr)、鋁(Al)、矽(Si)、鈦(Ti)及硼(B)之中至少1種的元素或其氧化物。第3成分係對酸可溶，因此在膜成膜後可以即刻進行非晶形ITO膜的成膜。
上述構成之靶材21係在成膜室101中經濺鍍，在基板S上使含上述第1、第2、及第3成分之ITO膜F成膜。因此，靶材21之組成可根據欲成膜之ITO膜F之組成適當調整。ITO膜F中之氧濃度，亦可由成膜中成膜室101內之氧氣分壓調整。
氧化銦(第1成分)及氧化錫(第2成分)之標準重量比為9：1，但亦可調整為其他例如97.5：2.5至85：15之範圍。此外，添加物(第3成分)之添加量，在添加元素為α時，可以如下式(1)表示。
0.1≦{α/(In+Sn+α)}≦10〔原子%〕…(1)
又，添加物為氧化物時，在該氧化物為α Ox時，添加量可以如下式(2)表示
0.06≦{α Ox/(In2O3+SnO+α Ox)}≦6〔原子%〕…(2)。
第3成分之添加量在低於0.1原子%時，非晶形ITO膜難以穩定地成膜。亦即可能有成膜為有結晶質與非結晶質混雜的ITO膜之虞慮。另一方面，在第3成分之添 加量高於10原子%時，其製成之ITO膜難以具有與導電特性及光之透光率等相關之期望特性。第3成分之添加量係依所使用之元素之種類而不同，但可在上述範圍下選擇。
藉由使用上述中構成之靶材21，可以在基板S上使非晶形氧化銦錫薄膜(ITO膜)F成膜。成膜後瞬間ITO膜F為非晶形狀態，因此在ITO膜F上形成圖案時，可以使用草酸及乙酸等弱酸性蝕刻液。此外，在形成圖案後經退火(熱處理)使ITO膜F結晶化，可製成比電阻低、導電特性良好之ITO膜F。
〔透明導電膜之製造方法〕
其次再說明本實施形態中透明導電膜之製造方法。圖2所示為其流程圖。本實施形態之透明導電膜之製造方法係具有ITO膜F之成膜步驟(步驟ST1)、及ITO膜F之形成圖案步驟(步驟ST2)、及ITO膜F之退火步驟(步驟ST3)。
(成膜步驟)
ITO膜F之成膜步驟(步驟ST1)中，係使用如圖1所示之濺鍍裝置100。參照圖1，送入負載/卸載腔室102之基板S係保持於載盤50之下方面。之後，再啟動真空泵33，使負載/卸載腔室102內排氣。當該負載/卸載腔室102中之壓力與成膜室101中之壓力(例如0.67Pa)相同時，開啟閘閥103，將載盤50送入成膜室101內。由負載/卸載腔室102將載盤50送入成膜室101內之後，再將 閘閥103關閉。送入成膜室101內之載盤50係於成膜室101直線移動。其中，基板S隨載盤50同時一面移動，一面由濺鍍陰極20成膜。
在成膜室101內，由氣體導入部40以預定之流量導入濺鍍氣體(Ar+O2)。該導入之濺鍍氣體，再由靶材21與載盤50間所施加之直流電場與藉由磁鐵單元22於靶材21之表面形成之固定磁場激發，因此使濺鍍氣體產生電漿。該電漿中之離子(特別是Ar離子)，因受電場之作用而被吸引至濺鍍陰極20，在靶材21之表面進行濺鍍。受離子產生之濺鍍作用在靶材21表面激發出之ITO粒子，藉由附著、堆積於靶材21相對之基板S之表面，因此在基板S之表面形成ITO膜F。同時，濺鍍氣體中所含之氧，生成高活性之氧自由基，所生成之高活性氧自由基與由靶材21表面激發出之ITO粒子發生反應。因此，在基板S上形成之ITO膜F之氧濃度，可由濺鍍氣體中氧氣之量控制。
本實施形態中，係在靶材21之上方使基板S一邊通過一邊成膜，即採用所謂通過成膜方式。本實施形態中，基板S係在成膜室101中往返之載盤50去程時成膜，但並不限定為如此，亦可在載盤50之回程時成膜，亦可在去程及回程兩者時成膜。此時，基板S係在無加熱(室溫)下在成膜室101輸送，但依其須要亦可在濺鍍裝置100內裝置熱源，在成膜時加熱基板至預定之溫度。
ITO膜F成膜完成之基板S，再與載盤50共同經閘 閥103送至負載/卸載腔室102。之後，關閉閘閥103，並將負載/卸載腔室102向大氣開放，透過未圖示之門閥將完成成膜之基板S取出至外部。經由以上之操作，即可在基板S之表面使非晶形ITO膜F成膜。
(形成圖案步驟)
形成圖案步驟(步驟ST2)，係以濕式蝕刻法使ITO膜F形成預定形狀之圖案。在此之前則在ITO膜F上形成光阻光罩。蝕刻步驟中，係由光阻光罩上方在基板S之表面塗佈蝕刻液，使由光阻光罩之開口部露出之ITO膜F溶解。之後，基板S再經洗淨、乾燥步驟，完成ITO膜F之圖案形成步驟。
在本實施形態中，由於以濺鍍裝置100製造之ITO膜F為非晶形，因此在該ITO膜F形成圖案之步驟中，可使用弱酸性含草酸之蝕刻液(例如草酸、或關東化學公司製造之藥劑(ITO-05N、ITO-06N、ITO-07N)(以上為商品名))蝕刻ITO膜F。如此操作，可容易地保持ITO膜F之底層膜、及金屬配線層等之間之高蝕刻選擇比，因此可具有良好之蝕刻特性。此外，亦顯示ITO膜F在形成圖案時，可以抑制其產生蝕刻殘渣。
ITO膜F之圖案形狀，係依其製成之元件之種類而不同。例如ITO膜在用於液晶顯示器用之畫素電極時，ITO膜F以畫素單位形成圖案。又，ITO膜在用於太陽發電模組時，ITO膜F形成各個發電單元之圖案。
(退火步驟)
退火步驟(步驟ST3)係形成圖案之ITO膜F經退火(熱處理)，使ITO膜F結晶化。ITO膜F結晶化之目的，為減少ITO膜F之比電阻提高其導電特性。
ITO膜F之退火步驟，標準係以熱處理爐操作。退火之條件，可適當地設定，可在例如大氣中、200℃以上。退火之溫度低於200℃時，ITO膜F中可能混雜結晶質與非結晶質。惟退火溫度之上限並無特別之限定，可依基板S、ITO膜F、或在基板S上形成之ITO膜F以外之其他功能性薄膜(絕緣膜、金屬膜)之耐熱性適當地設定。退火環境之氣體並不限定為大氣，如在氮氣中亦可。退火之時間，可依退火溫度設定，標準係設為：退火之溫度越高其退火之時間越短。
以如上之操作即可製成本實施形態中之透明導電膜(ITO膜F)。本實施形態中之透明導電膜，係包括由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由至少1種選自La、Nd、Dy、Eu、Gd、Tb、Zr、Al、Si、Ti及B之中之元素或其氧化物所構成之第3成分。
以本實施形態透明導電膜之製造方法，可直接以成膜後之狀態形成非晶形之ITO膜F。特別是以本實施形態，不需在濺鍍氣體中添加水蒸氣，即可製成非晶形之ITO膜F。因此，可以防止在濺鍍氣體中添加水蒸氣所伴隨之弊病，例如附著在防黏著板上之ITO膜易輕易地剝離而產生微塵、妨害成膜室101穩定排氣之作用發生濺鍍壓力不均等。
以本實施形態，可在ITO膜F成膜後經蝕刻形成圖案時，使用草酸等弱酸性之蝕刻液。如此，可以容易地確保底層膜及其他配線層之間之高蝕刻選擇比，因此可具有良好之蝕刻特性。
此外，本實施形態中ITO膜F可以熱處理(退火)結晶化，因此可製成具有良好導電特性之ITO膜F。以此製成之ITO膜F，可具有在可見光範圍良好之透光率之特性，因此適於使用於平板顯示器及太陽發電模組等做為透明導電膜。
實施例 (實施例1)
先在氧化銦錫中加入1.5原子%之鏑氧化物，製成濺鍍靶(以下亦稱為「添加Dy之ITO靶」)。再以該添加Dy之ITO靶，以如圖1所示之濺鍍裝置在基材上形成膜厚為1000Å之ITO膜(以下亦稱為「添加Dy之ITO膜」)。其中之成膜條件為DC功率600W(1.16W/cm2)、靶與基板間之距離(T/S距離)為100mm、磁鐵單元之磁場大小為300G、成膜速率(動態速率)為70Å．m/min。濺鍍氣體使用氬氣與氧氣之混合氣體，以不同之氧氣分壓使複數種ITO膜樣品成膜。其中之氬氣分壓為0.67Pa(200sccm)、氧氣分壓為0Pa、1.33×10-3Pa、2.66×10-3Pa、5.32×10-3Pa、7.98×10-3Pa、1.06×10-2Pa。
測定氧氣分壓為5.32×10-3Pa下製成之ITO膜樣品的X射線繞射強度。測定裝置使用理學公司製造之「Rinto(商 品名)」。其次，測定各製成之ITO膜樣品之蝕刻速率。蝕刻液使用含草酸之藥液(關東化學公司製造之「ITO-06N」(商品名))。其次，再使各ITO膜樣品在大氣中、230℃、1小時之條件下進行退火處理。退火處理後，測定各ITO膜樣品的X射線繞射強度、比電阻及可見光(波長400nm至800nm)透光率。比電阻使用三菱化學公司製造之「Loresta MCP-T350(商品名)」測定。X射線繞射強度及可見光透光率，各使用氧氣分壓5.32×10-3Pa製成之ITO膜之試樣測定。可見光透光率使用日立公司製造之「U-4100」測定。
(實施例2)
先在氧化銦錫中加入1原子%之硼氧化物，製成濺鍍靶(以下亦稱為「添加B的ITO靶」)。再以該添加B的ITO靶，以如實施例1之條件使ITO膜成膜(以下亦稱為「添加B的ITO膜」)。成膜後之添加B的ITO膜，再以如實施例1之條件各測定其蝕刻速率、比電阻、透光率、及退火前後之X射線繞射強度。
(比較例1)
先在氧化銦錫中加入5原子%之鈰氧化物，製成濺鍍靶(以下亦稱為「添加Ce的ITO靶」)。再以該添加Ce的ITO靶，以如實施例1之條件使ITO膜成膜(以下亦稱為「添加Ce的ITO膜」)。成膜後之添加Ce的ITO膜，再以如實施例1之條件各測定其蝕刻速率、比電阻、透光率、及退火前後之X射線繞射強度。
(比較例2)
先以含氧化銦及氧化錫之ITO靶，在含氬氣及氧氣及水蒸氣之濺鍍氣體中濺鍍，在基板上使ITO膜成膜(以下亦稱為「添加H2O的ITO膜」)。成膜條件係同實施例1之條件，濺鍍壓力則以不同氧氣分壓成膜複數種ITO膜。在此氬氣分壓為0.67Pa，水蒸氣分壓為2.66×10-3Pa，氧氣分壓為0Pa、1.33×10-3Pa、2.66×10-3Pa、5.32×10-3Pa。成膜後之添加H2O的ITO膜，再以如同實施例1之條件各測定其蝕刻速率、比電阻、透光率、及退火前後之X射線繞射強度。可見光透光率係使用氧氣分壓為1.33×10-3Pa製成之ITO膜樣品來測定。
圖3(A)中係各表示添加Dy的ITO膜、添加B的ITO膜、添加Ce的ITO膜及添加H2O的ITO膜退火前之X射線繞射強度，圖3(B)中係各表示退火後之X射線繞射強度。如圖3(A)中所示，退火前之ITO膜，即在成膜後瞬間之X射線繞射圖中，顯示有非晶形狀態之波峰(halo pattern)。如圖3(B)中所示，在ITO結晶中固有之繞射角度出現有強的波峰，顯示在退火後ITO膜為結晶狀態。
其次，圖4(A)、(B)為顯示退火前及退火後各ITO膜樣品之比電阻之實驗結果，圖4(A)為退火前、圖4(B)為退火後。圖中各描點中，「◆」為添加H2O之ITO膜、「■」為添加Ce之ITO膜、「▲」為添加Dy之ITO膜、「●」為添加B之ITO膜(圖5中亦相同)。
在所有添加Dy之ITO膜、添加B之ITO膜及添加 Ce之ITO膜中，均顯示在退火後比退火前具有較低之比電阻。此係由於比起非晶形狀態，結晶狀態之比電阻較低。退火後之比電阻，在所有之ITO膜樣品中，氧氣分壓為5.32×10-3Pa時最小，添加Dy之ITO膜及添加Ce之ITO膜為約300μΩ．cm，添加B之ITO膜為約400μΩ．cm。
另一方面，在添加H2O之ITO膜中，顯示經退火處理、氧氣分壓為1.33×10-3Pa時，可得比電阻的最小值(約300μΩ．cm)。亦即，確認了添加Dy之ITO膜及添加Ce之ITO膜之比電阻，具有與添加H2O之ITO膜之比電阻不相上下之值。
其次，圖5所示係試驗非晶形之各ITO膜樣品之蝕刻速率之結果。其中確認在添加Dy之ITO膜中與在添加H2O之ITO膜中有同等之蝕刻速率。添加B之ITO膜中之蝕刻速率，係確認較添加H2O之ITO膜之蝕刻速率為高。另一方面，添加Ce之ITO膜，顯示有較添加H2O之ITO膜為低之蝕刻速率。此可認為係由於比起Dy氧化物或B氧化物，Ce氧化物較不易溶於弱酸中所致。
圖6係顯示退火後各ITO膜之可見光透光率之實驗結果。其確認了添加Dy之ITO膜及添加B之ITO膜具有與添加H2O之ITO膜同等之可見光透光率(90%以上)。另一方面，確認了添加Ce之ITO膜在500nm至600nm的範圍下，透光率之減低比其他ITO膜顯著。
如上所述，本實施例中之添加Dy的ITO膜及添加B的ITO膜，可具有與添加H2O之ITO膜同等之蝕刻速率、 比電阻、可見光透光率。同時，藉由使用添加Dy之濺鍍靶或添加B之濺鍍靶，可穩定地成膜為圖案化特性、導電特性及透光特性良好之ITO膜。
以上係說明本發明之實施形態，當然本發明並不限定於此，依據本發明之技術精神可做各種變化。
如在上述實施形態中，添加Dy之濺鍍靶中Dy之添加量為1.5原子%，添加B之濺鍍靶中B之添加量為1原子%，但並不限定於此。依照此等第3成分之添加量，所得ITO膜之蝕刻速率、比電阻、可見光透光率等會變化，故可依所要求之特性而適當調整添加量。

Claims (11)

  1. 一種透明導電膜之製造方法，係將基板配置於含有靶材之腔室內，前述靶材係包含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的氧化物所構成之第3成分，前述第3成分相對於前述第1成分、前述第2成分以及前述第3成分之和的添加量〔原子%〕為0.06以上6以下，前述第1成分及前述第2成分之重量比為97.5：2.5~85：15；濺鍍前述靶材藉以在基板上形成氧化銦錫薄膜；以蝕刻液將前述氧化銦錫薄膜圖案化；使前述氧化銦錫薄膜藉由熱處理而結晶化。
  2. 如申請專利範圍第1項之透明導電膜之製造方法，其中前述第3成分係鏑氧化物。
  3. 如申請專利範圍第1項之透明導電膜之製造方法，其中前述第3成分係硼氧化物。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項之透明導電膜之製造方法，其中前述靶材係在氬與氧之混合氣體環境中進行濺鍍。
  5. 如申請專利範圍第4項之透明導電膜之製造方法，其中前述混合氣體環境中氧之分壓為2.0E-3Pa以上1.0E-2Pa以下。
  6. 如申請專利範圍第2項或第3項之透明導電膜之製造方法，其中前述氧化銦錫薄膜之熱處理溫度為200℃ 以上。
  7. 如申請專利範圍第1項之透明導電膜之製造方法，其中前述蝕刻液為含有草酸之水溶液。
  8. 一種透明導電膜之製造裝置，係具備：腔室，係可維持真空狀態；支持部，係配置在前述腔室內用以支持基板；以及成膜部，係具有包含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的氧化物所構成之第3成分之靶材，前述第3成分相對於前述第1成分、前述第2成分以及前述第3成分之和的添加量〔原子%〕為0.06以上6以下，前述第1成分及前述第2成分之重量比為97.5：2.5~85：15，且該成膜部係在前述腔室內濺鍍前述靶材，藉以在前述支持部支持之基板上形成氧化銦錫薄膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之透明導電膜之製造裝置，其中前述成膜部係具有：氣體導入系，係將含有氧化性氣體之製程氣體導入前述腔室內；及電漿產生裝置，係產生前述製程氣體之電漿藉以形成用來濺鍍前述靶材之離子。
  10. 一種濺鍍靶，係可藉由濺鍍法形成透明導電膜，且包含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第 2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的氧化物所構成之第3成分，前述第3成分相對於前述第1成分、前述第2成分以及前述第3成分之和的添加量〔原子%〕為0.06以上6以下，前述第1成分及前述第2成分之重量比為97.5：2.5~85：15。
  11. 一種透明導電膜，係以濺鍍法在基板上成膜，且包含由氧化銦所構成之第1成分、由氧化錫所構成之第2成分、及由選自於鑭、釹、鏑、銪、釓、鋱、鋯、鋁、矽、鈦及硼之中至少1種的氧化物所構成之第3成分，前述第3成分相對於前述第1成分、前述第2成分以及前述第3成分之和的添加量〔原子%〕為0.06以上6以下，前述第1成分及前述第2成分之重量比為97.5：2.5~85：15。
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