WO2018128009A1 - 成膜方法及び巻取式成膜装置 - Google Patents

成膜方法及び巻取式成膜装置 Download PDF

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WO2018128009A1
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film forming
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chromium
chromium layer
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裕章 本間
高橋　明久
長谷川　正樹
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株式会社アルバック
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Definitions

  • the present invention relates to a film forming method and a winding film forming apparatus.
  • an adhesion layer may be formed between the base material and the metal wiring.
  • a chromium (Cr) layer as an adhesion layer is formed in advance on a base material, and a multilayer film is formed on the chromium layer (see, for example, Patent Document 1).
  • the internal stress of the chromium layer is reduced in order to enhance the function of the chromium layer as the adhesion layer.
  • a chromium layer in which the oxygen concentration when the chromium layer is formed is set low and the internal stress is reduced is formed between the base material and the multilayer film.
  • the internal stress of the chromium layer may increase depending on the film formation conditions. If the base of the chromium layer is a flexible flexible substrate, the flexible substrate is deformed by the influence of the chromium layer.
  • an object of the present invention is to provide a film forming method and a winding method in which deformation of a flexible substrate is suppressed by forming a chromium layer in which internal stress is suppressed on the flexible substrate.
  • An object of the present invention is to provide a film forming apparatus.
  • a film forming method includes a pretreatment in which the vacuum container is evacuated until the moisture pressure in the vacuum container is equal to or lower than a target value.
  • Plasma is generated by applying an alternating voltage between the first chromium target and the second chromium target arranged in the vacuum vessel.
  • a chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate disposed to face the first chromium target and the second chromium target. According to such a film formation method, the chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate in a state where the moisture pressure in the vacuum vessel is equal to or lower than the target value.
  • the chromium layer is formed by plasma generated by applying an alternating voltage between the first chromium target and the second chromium target. Thereby, sputtered particles are likely to enter the flexible substrate from a more random direction. As a result, deformation of the flexible substrate on which the chromium layer is formed is suppressed as much as possible.
  • the target value may be set to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and the water pressure may be set to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • a chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate in a state where the moisture pressure in the vacuum vessel is 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, and the flexible substrate on which the chromium layer is formed is deformed. Suppressed as much as possible.
  • the flexible substrate may be heated to 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower in the preliminary treatment.
  • the preliminary treatment even when the flexible substrate is heated to 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower and a chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate, deformation of the flexible substrate is suppressed as much as possible. .
  • the AC voltage may be applied between the first chromium target and the second chromium target to perform preliminary discharge.
  • a frequency of 10 kHz to 100 kHz may be used as the frequency of the AC voltage.
  • a frequency of 10 kHz to 100 kHz is used as the frequency of the alternating voltage, and the flexible substrate is formed even if the chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate. Can be suppressed as much as possible.
  • the step of forming the chromium layer in the step of forming the chromium layer, and said first chromium target or the 1.0W to the second chromium target / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less of the AC power is turned on Also good.
  • the first chromium target and the second chromium target is 1.0 W / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less of the AC power is turned on, the flexible substrate Even if a chromium layer is formed on the film formation surface, deformation of the flexible substrate can be suppressed as much as possible.
  • the target surface of the first chromium target may be arranged in parallel to the target surface of the second chromium target.
  • the incident angle of the sputtered particles incident on the film formation surface of the flexible substrate is further widened, and the chromium layer is formed on the film formation surface of the flexible substrate.
  • the deformation of the flexible substrate is suppressed as much as possible.
  • a polyimide film may be used as the flexible substrate.
  • a polyimide film is used as the flexible substrate, and deformation of the polyimide film can be suppressed as much as possible even if a chromium layer is formed on the film formation surface of the polyimide film.
  • a winding film forming apparatus includes a vacuum vessel, an exhaust mechanism, a film traveling mechanism, and a film forming source.
  • the vacuum container can maintain a reduced pressure state.
  • the evacuation mechanism can evacuate the vacuum container until the moisture pressure in the vacuum container becomes a target value or less.
  • the film running mechanism can run a flexible substrate in the vacuum container.
  • the film-forming source has a first chrome target and a second chrome target that are disposed along the traveling direction of the flexible substrate so as to face the film-forming surface of the flexible substrate.
  • the film formation source can generate plasma by applying an alternating voltage between the first chromium target and the second chromium target to form a chromium layer on the film formation surface.
  • the chromium layer is formed on the film forming surface of the flexible substrate in a state where the moisture pressure in the vacuum container is equal to or lower than the target value.
  • the chromium layer is formed by plasma generated by applying an alternating voltage between the first chromium target and the second chromium target.
  • sputtered particles are likely to enter the flexible substrate from a more random direction.
  • deformation of the flexible substrate on which the chromium layer is formed is suppressed as much as possible.
  • FIG. 1 is a schematic block configuration diagram of a film forming apparatus according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus according to a first embodiment. It is a flowchart which shows the film-forming method which concerns on this embodiment.
  • FIGS. A and B are schematic cross-sectional views illustrating an example of a film forming method according to the present embodiment.
  • FIG. A is a schematic graph showing the relationship between the heating temperature of the flexible substrate and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. B is a schematic graph showing the relationship between the preliminary discharge time and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. C is a schematic graph showing the relationship between the pretreatment time and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. A is a schematic graph showing the relationship between the frequency band of AC voltage and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. B is a schematic graph showing the relationship between the MF power and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. A is a schematic cross-sectional view showing a warped state of a flexible substrate on which a chromium layer is formed, and FIGS. B to D are tables showing the warpage amount of the flexible substrate on which a chromium layer is formed. It is.
  • FIGS. A and B are schematic configuration diagrams of a film forming apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a film forming apparatus according to the first embodiment.
  • a film forming apparatus 100 includes a delivery device 5, a pretreatment device 6, a winding film forming device 1, a cooling device 7, a winding film forming device 2, and a winding device. 8 is provided.
  • the delivery device 5 is connected to the pretreatment device 6 via a communication passage 101a.
  • the pretreatment apparatus 6 is connected to the winding film forming apparatus 1 through a communication passage 101b.
  • the winding film forming apparatus 2 is connected to the winding apparatus 8 through a communication passage 101c.
  • the winding film forming apparatus 1 is connected to the winding film forming apparatus 2 via a cooling device 7.
  • Each of the delivery device 5, the pretreatment device 6, the winding film forming device 1, the winding film forming device 2, and the winding device 8 is provided with a vacuum exhaust mechanism.
  • Each apparatus constituting the film forming apparatus 100 is arranged in this order along a direction (a left to right direction in FIG. 1) in which a flexible substrate (for example, a resin film) to be processed is conveyed.
  • a flexible substrate for example, a resin film
  • the flexible substrate to be processed is installed in the delivery device 5 in advance.
  • the flexible substrate sent from the sending device 5 to the pretreatment device 6 is pretreated in the pretreatment device 6.
  • the flexible substrate sent from the pretreatment device 6 to the winding film forming apparatus 1 is subjected to film forming processing in the winding film forming apparatus 1.
  • the flexible substrate sent out from the winding film forming apparatus 1 to the cooling device 7 is cooled in the cooling device 7.
  • the flexible substrate sent from the cooling device 7 to the winding film forming apparatus 2 is subjected to film forming treatment in the winding film forming apparatus 2. Then, the film is wound in the winding device 8 sent from the winding film forming apparatus 2 to the winding device 8.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the film forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a winding film forming apparatus 1 in the film forming apparatus 100.
  • the communication passage 101b described above is connected to the left of the winding film forming apparatus 1.
  • the above-described cooling device 7 is connected to the right side of the winding film forming apparatus 1. In FIG. 2, the communication passage 101b and the cooling device 7 are not shown.
  • the winding film forming apparatus 1 shown in FIG. 2 has a film (for example, a chromium layer) applied to a flexible substrate 60 (for example, a resin film such as a polyimide film) while the flexible substrate 60 is traveling in a vacuum container 70. ) Can be formed.
  • a film for example, a chromium layer
  • a flexible substrate 60 for example, a resin film such as a polyimide film
  • the flexible substrate 60 on which the chromium layer is formed is applied to, for example, a flexible sensor substrate, a flexible printed circuit board, and the like.
  • the winding film forming apparatus 1 includes film forming sources 21 and 25, a film traveling mechanism 30, a moisture pressure detecting mechanism 51 and 55, a vacuum vessel 70, and exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, and 71E. It has. Further, the winding film forming apparatus 1 includes a gas supply line 72, deposition preventing plates (or partition members) 73, 74, 75, 76, 80, and support stands 77, 78.
  • the film traveling mechanism 30 can run the flexible substrate 60 in the vacuum vessel 70.
  • the film travel mechanism 30 includes a guide roller 31, a guide roller 32, guide rollers 33 a, 33 b, 33 c, 33 d and a main roller 34.
  • Each of the guide roller 31, the guide roller 32, the guide rollers 33a, 33b, 33c, 33d, and the main roller 34 has a cylindrical shape.
  • a rotation drive mechanism that rotates the main roller 34 is provided outside the winding film forming apparatus 1.
  • the flexible substrate 60 is a long film cut to a predetermined width.
  • the back surface of the flexible substrate 60 (the surface opposite to the film forming surface 60d) is in contact with the roller surface of the main roller 34 at the film forming position.
  • the flexible substrate 60 is continuously carried into the winding film forming apparatus 1 from the inlet 70 a of the vacuum vessel 70.
  • the traveling direction of the flexible substrate 60 in the vacuum container 70 is indicated by an arrow G, for example.
  • the flexible substrate 60 is guided to the roller surface of the main roller 34 by the guide rollers 31, 33a, 33b.
  • the flexible substrate 60 on the main roller 34 guided to the main roller 34 is further guided to the guide rollers 33 c, 33 d, 32 and carried out of the winding film forming apparatus 1 from the outlet 70 b of the vacuum container 70. Is done.
  • each of the guide rollers 33a, 33b, 33c, 33d and the main roller 34 can be rotated in the reverse direction. Thereby, the flexible substrate 60 can be transported in the direction opposite to the arrow G.
  • a temperature control mechanism such as a temperature control medium circulation system may be provided.
  • the temperature of the flexible substrate 60 in contact with the main roller 34 is appropriately adjusted.
  • the temperature of the flexible substrate 60 may be excessively increased by the plasma.
  • the temperature of the flexible substrate 60 is appropriately adjusted by the temperature control mechanism so that the temperature of the flexible substrate 60 does not rise excessively. Further, plasma is not generated, and the temperature of the main roller 34 is raised to such an extent that the flexible substrate 60 is not deformed (for example, 60 ° C. or more and 180 ° C. or less), and the flexible substrate 60 is run in the vacuum vessel 70. As a result, the flexible substrate 60 can be degassed and dehydrated.
  • the film formation source 21 and the film formation source 25 will be described.
  • the film forming source 21 and the film forming source 25 are so-called dual cathode sputtering sources. Either one of the film forming source 21 and the film forming source 25 may be omitted as necessary.
  • the winding type film forming apparatus 1 including the film forming source 21 and the film forming source 25 will be described as an example.
  • the film forming source 21 and the film forming source 25 are arranged so as to face each other with the main roller 34 interposed therebetween.
  • the film forming source 21, the main roller 34, and the film forming source 25 are arranged in this order in the Y-axis direction.
  • either one of the film formation source 21 and the film formation source 25 may be a plasma generation source for non-film formation instead of a dual cathode sputtering source, or a DC sputtering source having a target other than a chromium target or An RF sputtering source may be used.
  • the flexible substrate 60 is pre-processed (plasma cleaning), the flexible substrate 60 is neutralized, or the flexible substrate 60 is subjected to either the film formation source 21 or the film formation source 25.
  • a layer other than the chromium layer may be formed.
  • the film forming source 21 includes a chrome target 22t, a backing plate 22b, a chrome target 23t, a backing plate 23b, and an AC power source 24.
  • the AC power supply 24 can apply an AC voltage between the chromium target 22t and the chromium target 23t.
  • the film forming source 21 may be a magnetron sputtering source in which magnets are arranged inside the backing plate 22b and the backing plate 23b.
  • a cooling mechanism may be provided inside each of the backing plate 22b and the backing plate 23b.
  • Each of the chrome target 22t and the chrome target 23t faces the film formation surface 60d of the flexible substrate 60.
  • the chromium target 22t and the chromium target 23t are arranged so as to be aligned along the traveling direction (arrow G) of the flexible substrate 60.
  • the chrome target 22t and the chrome target 23t are arranged so as to be aligned in the Z-axis direction.
  • the support base 77 that supports the chromium target 22t and the chromium target 23t is bent so as to form an obtuse angle between the chromium target 22t and the chromium target 23t.
  • each of the chrome target 22t and the chrome target 23t is arranged so that the respective target surfaces are directed to the center of the main roller 34 via the flexible substrate 60.
  • plasma for example, Ar plasma
  • sputtered particles fly from the chromium target 22t and the chromium target 23t toward the film forming surface 60d of the flexible substrate 60, and a chromium layer is formed on the film forming surface 60d of the flexible substrate 60.
  • the film forming source 25 includes a chrome target 26t, a backing plate 26b, a chrome target 27t, a backing plate 27b, and an AC power supply 28.
  • the AC power supply 28 can apply an AC voltage between the chromium target 26t and the chromium target 27t.
  • the film forming source 25 may be a magnetron sputtering source in which magnets are arranged inside the backing plate 26b and the backing plate 27b.
  • a cooling mechanism may be provided in each of the backing plate 26b and the backing plate 27b.
  • Each of the chrome target 26 t and the chrome target 27 t faces the film formation surface 60 d of the flexible substrate 60.
  • the chrome target 26 t and the chrome target 27 t are arranged so as to be aligned along the traveling direction (arrow G) of the flexible substrate 60.
  • the chrome target 26t and the chrome target 27t are arranged so as to be aligned in the Z-axis direction.
  • the support stand 78 that supports the chrome target 26t and the chrome target 27t is bent so as to form an obtuse angle between the chrome target 26t and the chrome target 27t.
  • each of the chrome target 26 t and the chrome target 27 t is arranged so that the respective target surfaces are directed to the center of the main roller 34 via the flexible substrate 60.
  • plasma for example, Ar plasma
  • sputtered particles fly from the chromium target 26t and the chromium target 27t toward the film formation surface 60d of the flexible substrate 60, and a chromium layer is formed on the film formation surface 60d of the flexible substrate 60.
  • the chromium layer is formed by adjusting the water pressure in the vacuum vessel 70 to a pressure equal to or lower than the target value.
  • the chromium layer is formed on the flexible substrate 60 by adjusting the moisture pressure in a space where the film forming sources 21 and 25 and the main roller 34 face each other to a partial pressure equal to or lower than a target value.
  • the space 21 s is, for example, a space surrounded by the main roller 34, the deposition preventing plate 73, the deposition preventing plate 74, and the support base 77.
  • the space 25s is, for example, a space surrounded by the main roller 34, the deposition preventing plate 75, the deposition preventing plate 76, and the support stand 78.
  • the target value of the water pressure is, for example, 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and the water pressure is set to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • the frequency of the AC voltage supplied from the AC power supply 24 to the chromium target 22t and the chromium target 23t, or the frequency of the AC voltage supplied to the chromium target 26t and the chromium target 27t is, for example, 10 kHz to 100 kHz.
  • this frequency band is referred to as MF (Middle Frequency).
  • MF Middle Frequency
  • AC discharge by MF be MF discharge.
  • the discharge power by MF is defined as MF power.
  • a discharge method for generating an MF discharge between two targets is a dual MF discharge. Note that the waveform of the AC voltage includes not only a sine waveform but also a rectangular wave.
  • the AC power supply 24 supplies power of 1.0 kW or more and 3.0 kW or less between the chromium targets 22t and 23t
  • the AC power supply 28 supplies electric power of 1.0 kW or more and 3.0 kW or less between the chrome targets 26t and 27t.
  • chromium target 22t, chromium target 23t, the respective chromium target 26t and chromium target 27t for example, 1.0 W / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less of the AC power is turned on.
  • the film forming sources 21 and 25, the film traveling mechanism 30, the deposition plates 73, 74, 75, 76, and 80, the support bases 77 and 78, and the flexible substrate 60 are accommodated in the vacuum container 70.
  • the vacuum container 70 can maintain a reduced pressure state.
  • the inside of the vacuum container 70 is maintained at a predetermined degree of vacuum by exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, and 71E connected to a vacuum exhaust system (not shown) such as a vacuum pump.
  • the vacuum container 70 is evacuated through the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, and 71E until the moisture pressure in the vacuum container 70 becomes a target value (3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa) or less.
  • Each of the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E may be independently connected to different vacuum exhaust systems, and at least two of the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E have the same vacuum. It may be connected to the exhaust system.
  • the space surrounded by the deposition preventing plate 74, the main roller 34, and the deposition preventing plate 76 in the vacuum vessel 70 is exhausted through the exhaust line 71E.
  • the space 21s described above is exhausted through the exhaust line 71A.
  • the space 25s is exhausted through the exhaust line 71B.
  • a space 81 s surrounded by the deposition preventing plate 73, the main roller 34, and the deposition preventing plate 80 is formed in the vacuum container 70 in addition to the above-described space.
  • the space 81s is exhausted through the exhaust line 71C.
  • a space 82 s surrounded by the deposition preventing plate 75, the main roller 34 and the deposition preventing plate 80 is formed in the vacuum container 70.
  • the space 82s is exhausted through the exhaust line 71D.
  • a target 83 may be installed in the space 81s.
  • a target 84 can also be installed in the space 82s.
  • FIG. 2 shows a state in which the targets 83 and 84 are removed.
  • Each of the targets 83 and 84 may be a single cathode or a dual cathode.
  • Each material of the targets 83 and 84 may be a material other than chromium.
  • a discharge gas such as an inert gas (Ar, He, etc.) is supplied into the vacuum vessel 70 at a predetermined flow rate via a gas supply line 72 connected to a gas source (not shown) such as a gas cylinder.
  • a gas source such as a gas cylinder.
  • the moisture pressure detection mechanism 51 has a gas monitor 52 and a pipe 53.
  • the gas monitor 52 typically includes a mass analyzer.
  • An orifice is provided in the pipe 53, and the moisture pressure in the space 21s is measured by differentially exhausting the gas monitor 52 through the pipe 53.
  • the moisture pressure detection mechanism 55 includes a gas monitor 56 and a pipe 57.
  • the gas monitor 56 typically includes a mass analyzer.
  • An orifice is provided in the pipe 57, and the moisture pressure in the space 25s is measured by differentially exhausting the gas monitor 56 through the pipe 57.
  • the chromium layer is formed on the film forming surface 60d of the flexible substrate 60 in a state where the water pressure in the vacuum vessel 70 is equal to or lower than the target value.
  • the stress is a compressive stress that the chromium layer has.
  • the deformation is, for example, curling of the flexible substrate 60 in a direction perpendicular to the traveling direction G.
  • the basic configuration of the winding film forming apparatus 2 may be the same as that of the winding film forming apparatus 1.
  • the target material of the winding film forming apparatus 2 may be different from the target material of the winding film forming apparatus 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the film forming method according to the present embodiment.
  • a preliminary process is performed in which the vacuum container 70 is evacuated until the moisture pressure in the vacuum container 70 becomes equal to or lower than a target value (step S10).
  • an alternating voltage is applied between the chrome target 22t and the chrome target 23t (or between the chrome target 26t and the chrome target 27t) disposed in the vacuum vessel 70 to generate plasma, and thereby chrome A chromium layer is formed on the film formation surface 60d of the flexible substrate 60 facing the targets 22t and 23t (or the chromium targets 26t and 27t) (step S20).
  • the sputtered chromium particles may react with the water vapor, and a chromium layer containing a small amount of chromium oxide may be formed on the flexible substrate 60.
  • a chromium layer is formed on the film formation surface 60d of the flexible substrate 60 in a state where the moisture pressure in the vacuum container 70 is equal to or lower than the target value.
  • the chromium layer is formed by plasma generated by applying an alternating voltage between the chromium target 22t and the chromium target 23t (or between the chromium target 26t and the chromium target 27t).
  • sputtered particles are likely to enter the flexible substrate 60 from a more random direction.
  • the stress of the chromium layer is appropriately relieved depending on the film forming conditions, and deformation of the flexible substrate 60 is suppressed as much as possible.
  • film forming conditions film forming conditions
  • a winding film forming apparatus 1 shown in FIG. 2 is used.
  • a preliminary treatment for evacuating the vacuum vessel 70 is performed.
  • the vacuum container 70 is evacuated until the water pressure in the spaces 21 s and 25 s in the vacuum container 70 becomes equal to or lower than the target value.
  • Examples of locations where water is easily released when the vacuum vessel 70 is evacuated include the inner wall of the vacuum vessel 70, the flexible substrate 60, and the film forming sources 21 and 25.
  • the vacuum vessel 70 is evacuated in advance via the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E.
  • the preliminary exhaust time is not particularly limited, and is, for example, not less than 1 hour and not more than 2 hours.
  • dehydration of the flexible substrate 60 is performed while the inside of the vacuum vessel 70 is exhausted through the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E.
  • the temperature of the main roller 34 is adjusted to 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and the flexible substrate 60 is caused to travel in the vacuum container 70 by the film traveling mechanism 30.
  • the temperature of the main roller 34 is set to 150 ° C. in advance.
  • the flexible substrate 60 is carried into the vacuum vessel 70 from the inlet 70 a of the vacuum vessel 70, and the flexible substrate 60 is carried out from the outlet 7 b of the vacuum vessel 70 while being in contact with the main roller 34. Thereafter, the flexible substrate 60 is wound up in the winding device 8.
  • the winding time heating time of the flexible substrate 60
  • the flexible substrate 60 fed out from the delivery device 5 is wound around the winding device 8 is not particularly limited. 1 minute or more and 3 minutes or less (for example, 2 minutes).
  • the temperature of the main roller 34 is lower than 60 ° C., it is not preferable because water is not easily released from the flexible substrate 60. On the other hand, if the temperature of the main roller 34 is higher than 180 ° C., the flexible substrate 60 itself may be deteriorated, which is not preferable.
  • preliminary discharge for generating plasma in the vacuum vessel 70 is performed while the vacuum vessel 70 is exhausted through the exhaust lines 71A, 71B, 71C, 71D, 71D, 71E.
  • an AC voltage is applied between the chrome target 22 t and the chrome target 23 t or between the chrome target 26 t and the chrome target 27 t to generate plasma in the vacuum vessel 70.
  • dual MF discharge is employed.
  • the periphery of the film forming sources 21 and 25 is heated by plasma, and water is efficiently discharged from the periphery of the film forming sources 21 and 25.
  • Ar gas is used as the discharge gas.
  • the pressure of Ar gas is adjusted to 0.1 Pa or more and 1 Pa or less, for example.
  • the frequency of the AC voltage is adjusted to, for example, 10 kHz or more and 100 kHz or less.
  • chromium target 22t, chromium target 23t, chromium target 26t, the respective chromium target 27t, for example, 1.0 W / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less of the AC power is turned on.
  • the preliminary discharge is performed for 30 minutes or more.
  • the pre-treatment time including pre-exhaust, heating of the flexible substrate 60 and pre-discharge as described above is not particularly limited, and is, for example, 2 hours to 6 hours.
  • the heating of the flexible substrate 60 and the preliminary discharge may be performed at the same time. Further, at least one of heating and preliminary discharge of the flexible substrate 60 may be performed during preliminary exhaust.
  • the water pressure in the spaces 21 s and 25 s in the vacuum vessel 70 is adjusted to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • the total pressure (attainment pressure) in the vacuum container 70 when the moisture pressure becomes 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less is, for example, 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • a chromium layer in which compressive stress is suppressed is formed on the flexible substrate 60.
  • the moisture pressure is higher than 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, a very small amount of chromium oxide is easily contained in the chromium layer, and the compressive stress of the chromium layer is increased.
  • the discharge frequency and discharge power of the film forming sources 21 and 25 are adjusted to further optimize the compressive stress of the chromium layer.
  • a pulse DC sputtering method As means for forming a chromium layer on the flexible substrate 60, there are a pulse DC sputtering method and an RF sputtering method.
  • a chromium target is opposed to the flexible substrate 60, and a pulse DC voltage is applied to the chromium target to form a chromium layer on the flexible substrate 60.
  • the chrome target and the main roller 34 are discharged by a DC voltage via the flexible substrate 60.
  • a DC voltage By this discharge, sputtered particles travel from the chromium target toward the flexible substrate 60, and a chromium layer having a predetermined thickness is deposited on the flexible substrate 60.
  • a direct-current bias voltage is applied between the chromium target and the main roller 34, the sputtered particles easily travel straight from the chromium target toward the flexible substrate 60.
  • the chrome layer tends to be a layer formed by deposition of sputtered particles accelerated in a specific direction (a direction from the chrome target toward the flexible substrate 60) mainly by a DC voltage.
  • a specific direction a direction from the chrome target toward the flexible substrate 60
  • the chromium layer becomes dense, the crystal orientation is easily aligned in one direction, and the compressive stress of the chromium layer becomes relatively high.
  • a chromium target is opposed to the flexible substrate 60, and an RF voltage is applied to the chromium target to form a chromium layer on the flexible substrate 60.
  • the frequency is several tens of MHz (for example, 13.56 MHz), and the sputtered particles in the plasma cannot follow the fluctuation of the RF frequency.
  • the chromium layer on the flexible substrate 60 becomes a layer formed mainly by the deposition of sputtered particles accelerated by self-bias, and tends to be a dense layer with crystal orientation aligned in one direction.
  • the plasma density (electron density) of the RF discharge is relatively high, and chromium in the plasma is more active. Thereby, chromium tends to react with a small amount of water and oxygen in the plasma, and a very small amount of chromium oxide is likely to be contained in the chromium layer. As a result, even in the chromium layer formed by the RF sputtering method, the compressive stress becomes high.
  • the electron density by DC discharge is 1 ⁇ 10 7 (cm ⁇ 3 ) or more and 1 ⁇ 10 10 (cm ⁇ 3 ) or less
  • the electron density by RF discharge is 5 ⁇ 10 7. 7 (cm ⁇ 3 ) or more and 5 ⁇ 10 11 (cm ⁇ 3 ) or less.
  • the higher the frequency the higher the electron density.
  • the plasma density increases and the reactivity increases.
  • the pulse DC sputtering method and the RF sputtering method even if two targets are prepared and power is supplied to each of the two targets, the two targets are merely arranged side by side. The compressive stress becomes high.
  • an MF AC voltage is applied between two targets, and a chromium layer is formed on the flexible substrate 60 by MF discharge generated between the targets.
  • 4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating an example of a film forming method according to the present embodiment.
  • 4A and 4B show the periphery of the film forming source 21 as an example.
  • the film forming source 25 operates in the same manner as the film forming source 21.
  • Ar gas is introduced into the vacuum container 70 (space 21 s) via the gas supply line 72. Is done.
  • the pressure of Ar gas is, for example, 0.1 Pa or more and 1 Pa or less.
  • an AC voltage is applied between the chromium target 22t and the chromium target 23t, and plasmas 22p and 23p are formed in the space 21s.
  • a frequency of 10 kHz to 100 kHz for example, 35 kHz is used.
  • the time during which the AC voltage peak voltage is input to the chrome target 22t and the time during which the AC voltage peak voltage is input to the chrome target 22t are determined. Repeated periodically. As a result, the time when the plasma 22p is preferentially generated near the chromium target 22t (FIG. 4A) and the time when the plasma 23p is preferentially generated near the chromium target 23t (FIG. 4B) are periodically generated. Repeated. For example, when MF is 35 kHz, the state of FIG. 4A and the state of FIG. 4B are alternately switched 35,000 times per second. In FIGS. 4A and 4B, a state where the plasma density is high is represented by a dark dot pattern, and a state where the plasma density is low is represented by a thin dot pattern.
  • the sputtered particles emitted from the chrome target 22t and the sputtered particles emitted from the chrome target 23t are alternately incident on the flexible substrate 60 wound around the main roller 34. That is, the direction of the electric field from the sputtering target toward the flexible substrate 60 changes periodically. As a result, in the flexible substrate 60 facing the film forming source 21, the sputtered particles are likely to enter the flexible substrate 60 from a more random direction than in the pulse DC sputtering method and the RF sputtering method (see FIG. Middle arrow).
  • the crystal orientation of the chromium layer becomes more random, and the chromium layer in which the internal stress is relaxed compared to the DC sputtering method and the RF sputtering method, that is, the chromium layer 10 in which the compressive stress is suppressed.
  • the thickness of the chromium layer 10 is 100 nm or more and 300 nm, for example, and is 200 nm, for example.
  • the MF frequency is lower than the RF frequency.
  • the plasma density of the plasmas 22p and 23p is lower than that of plasma by RF discharge.
  • the activation of chromium is suppressed compared with RF discharge.
  • chromium is less likely to react with water, and chromium oxide is less likely to be included in the chromium layer 10.
  • the MF discharge power for example, power of 1.0 kW to 3.0 kW is supplied between the chromium targets 22t and 23t.
  • each of chromium target 22t and chromium target 23t for example, 1.0 W / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less of the MF power is turned on.
  • the MF power is less than 1.0 W / cm 2 , the deposition rate of the chromium layer 10 is extremely lowered, which is not preferable.
  • the MF power is larger than 3.0 W / cm 2 , the activation of chromium is promoted in the plasmas 22p and 23p, and chromium oxide is easily contained in the chromium layer 10, which is not preferable.
  • FIG. 5A is a schematic graph showing the relationship between the heating temperature of the flexible substrate and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. 5B is a schematic graph showing the relationship between the preliminary discharge time and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. 5C is a schematic graph showing the relationship between the pretreatment time and the compressive stress of the chromium layer.
  • 5A to 5C are standard values of the compressive stress of the chromium layer.
  • the flexible substrate 60 is preferably heated at a temperature in the range of t1 (° C.) to t2 (° C.).
  • t1 is, for example, 60 ° C.
  • t2 is, for example, 180 ° C.
  • the compressive stress of the chromium layer 10 is sufficiently suppressed.
  • the temperature t3 at which the compressive stress of the chromium layer 10 is minimized is 150 ° C., for example.
  • the preliminary discharge is performed for m1 minutes or more.
  • m1 is, for example, 30 minutes.
  • the pretreatment including the heat treatment and the predischarge is preferably performed for h1 hours or more as shown in FIG. 5C.
  • h1 is, for example, 2 hours.
  • the pretreatment for 2 hours or more the compressive stress of the chromium layer 10 is sufficiently suppressed.
  • FIG. 6A is a schematic graph showing the relationship between the frequency band of AC voltage and the compressive stress of the chromium layer.
  • FIG. 6B is a schematic graph showing the relationship between the MF power and the compressive stress of the chromium layer.
  • shaft of FIG. 6A and 6B is a standard value of the compressive stress of a chromium layer.
  • MF is adopted as the frequency of the AC voltage instead of RF.
  • MF is 10 kHz or more and 100 kHz or less, for example.
  • the MF power is adjusted to p1 (W / cm 2 ) or less.
  • p1 is, for example, 1.0 W / cm 2 or more 3.0 W / cm 2 or less.
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a warped state of a flexible substrate on which a chromium layer is formed
  • FIGS. 7B to 7D are tables showing the amount of warpage of the flexible substrate on which a chromium layer is formed. It is. Note that the thickness of the chromium layer 10 is, for example, 200 nm.
  • the flexible substrate 60 moves toward the base 90 on which the flexible substrate 60 is placed. It becomes convex and warps. This warpage is so-called curling.
  • the X-axis direction in FIG. 7A corresponds to the width direction of the flexible substrate 60
  • the Y-axis direction corresponds to the traveling direction of the flexible substrate 60.
  • the distance (height) from the upper surface 90 u of the base 90 to the end 60 e of the flexible substrate 60 is employed as a measure of the warpage amount W of the flexible substrate 60. In the flexible substrate 60 on which the chromium layer 10 is formed, it is desirable that the warpage amount W is small.
  • the warping amount W is 30 mm.
  • the warpage amount W becomes 1 mm.
  • the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60 in a state where the moisture pressure is 2.6 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or 2.4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the warpage amount W is 1 mm. Therefore, when the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60, it is preferable to set the moisture pressure in the vacuum vessel 70 (spaces 21s, 25s) to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60 by the RF discharge method (13.56 MHz) even when the moisture pressure is 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. Then, the warping amount W becomes 10 mm.
  • the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60 by the MF discharge method (35 kHz) with the moisture pressure of 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, the warping amount W becomes 1 mm. . Therefore, when the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60, it is preferable to adopt the MF discharge method rather than the RF discharge method.
  • the warping amount W becomes higher than that of the MF discharge method.
  • the warpage amount W in the pulse DC discharge method is 20 mm.
  • the film formation time in the pulse DC discharge method is 90 seconds.
  • the pulse frequency is 29 kHz.
  • the pulse DC discharge type chromium layer shown in FIG. 7D is considered to be composed of 2.6 ⁇ 10 6 layers (29 kHz ⁇ 90 seconds).
  • the film formation time in the MF discharge method is 400 seconds.
  • the discharge frequency is 35 kHz, and two chrome targets are provided. Accordingly, it is assumed that the chromium layer 10 is formed on the flexible substrate 60 for each peak of the voltage of the MF discharge method, and the chromium layer 10 formed for each peak is laminated on the flexible substrate 60 in 400 seconds. Then, it is considered that the MF discharge-type chromium layer 10 is composed of 2.8 ⁇ 10 7 layers (35 kHz ⁇ 400 seconds ⁇ 2).
  • the number of layers is increased by 10 times or more compared to the pulse DC discharge method. Furthermore, according to the dual cathode sputtering source, sputtered particles are incident on the flexible substrate 60 from a more random direction as compared with the pulse DC method, and as one factor, the crystal orientation of the chromium layer 10 is changed to the pulse DC method. Compared to random. Thereby, the compressive stress of the chromium layer 10 according to the present embodiment is relaxed as compared with the pulse DC system.
  • the compressive stress of the chromium layer 10 formed on the flexible substrate 60 is further suppressed, and the deformation of the flexible substrate 60 is suppressed as much as possible.
  • FIGSecond Embodiment 8A and 8B are schematic configuration diagrams of a film forming apparatus according to the second embodiment. 8A and 8B show the periphery of the film forming source 21 as an example.
  • the film forming source 25 has the same configuration as the film forming source 21.
  • the target surface of the chromium target 22t is arranged in parallel to the target surface of the chromium target 23t.
  • the support 79 that supports the chrome target 22t and the chrome target 23t is flat without being bent between the chrome target 22t and the chrome target 23t.
  • the sputtered particles emitted from the chromium target 22t and the sputtered particles emitted from the chromium target 23t are alternately incident, and the incident angle with respect to the flexible substrate 60 is further expanded. Accordingly, the sputtered particles are more likely to enter the flexible substrate 60 from a random direction, and the compressive stress of the chromium layer 10 is further suppressed.

Abstract

可撓性基板の変形を抑制するため、本発明の一形態に係る成膜方法は、真空容器内の水分圧が目的値以下になるまで上記真空容器が排気される予備処理を含む。上記真空容器内に配置された第１クロムターゲットと第２クロムターゲットとの間に交流電圧を印加することによりプラズマが発生する。上記第１クロムターゲット及び上記第２クロムターゲットに対向するように配置された可撓性基板の成膜面にクロム層が形成される。

Description

成膜方法及び巻取式成膜装置
　本発明は、成膜方法及び巻取式成膜装置に関する。
　基材上に多層構造の金属配線がパターニングされた電子部品などでは、基材と金属配線との間に密着層を形成する場合がある。
　例えば、基材上に密着層としてのクロム（Ｃｒ）層を予め形成し、このクロム層上に多層膜を形成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、密着層としてのクロム層の機能を高めるために、クロム層の内部応力を低減させている。例えば、クロム層を成膜しているときの酸素濃度を低く設定し、内部応力を低減させたクロム層を基材と多層膜との間に形成している。
特開２０１０－１２６８０７号公報
　しかし、成膜中の酸素濃度を低くしても、成膜条件によっては、クロム層の内部応力が高くなる場合がある。そして、クロム層の下地がフレキシブルな可撓性基板であると、クロム層の影響を受けて可撓性基板が変形してしまう。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、内部応力が抑制されたクロム層を可撓性基板上に形成することにより、可撓性基板の変形が抑制される成膜方法及び巻取式成膜装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜方法は、真空容器内の水分圧が目的値以下になるまで上記真空容器が排気される予備処理を含む。上記真空容器内に配置された第１クロムターゲットと第２クロムターゲットとの間に交流電圧が印加することによりプラズマが発生する。上記第１クロムターゲット及び上記第２クロムターゲットに対向するように配置された可撓性基板の成膜面にクロム層が形成される。
　このような成膜方法によれば、真空容器内の水分圧が目的値以下の状態で可撓性基板の成膜面にクロム層が形成される。これにより、クロム層と水との反応が抑えられ、クロム層内にはクロム酸化物が形成されにくくなる。さらに、クロム層は、第１クロムターゲットと第２クロムターゲットとの間に交流電圧を印加することにより発生したプラズマにより形成される。これにより、スパッタ粒子は、よりランダムな方向から可撓性基板に入射しやすくなる。この結果、クロム層が形成された可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記目的値は、３．０×１０－４Ｐａであり、水分圧は、３．０×１０－４Ｐａ以下に設定されてもよい。
　これにより、真空容器内の水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下の状態で可撓性基板の成膜面にクロム層が形成され、クロム層が形成された可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記予備処理において、上記可撓性基板が６０℃以上１８０℃以下に加熱されてもよい。
　これにより、予備処理として、上記可撓性基板が６０℃以上１８０℃以下に加熱され、可撓性基板の成膜面にクロム層が形成されても、可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記予備処理において、上記第１クロムターゲットと上記第２クロムターゲットとの間に上記交流電圧が印加されて予備放電がなされてもよい。
　これにより、予備処理として、上記第１クロムターゲットと上記第２クロムターゲットとの間で予備放電が行われ、可撓性基板の成膜面にクロム層が形成されても、可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記クロム層を形成する工程では、上記交流電圧の周波数として、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の周波数が用いられてもよい。
　これにより、上記クロム層を形成する工程では、上記交流電圧の周波数として、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の周波数が用いられ、可撓性基板の成膜面にクロム層が形成されても、可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記クロム層を形成する工程では、上記第１クロムターゲットまたは上記第２クロムターゲットに１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下の交流電力が投入されてもよい。
　これにより、上記クロム層を形成する工程では、上記第１クロムターゲット及び上記第２クロムターゲットに１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下の交流電力が投入され、可撓性基板の成膜面にクロム層が形成されても、可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記第１クロムターゲットのターゲット面は、上記第２クロムターゲットのターゲット面に対して平行に配置されてもよい。
　これにより、上記クロム層を形成する工程では、上記可撓性基板の成膜面に入射するスパッタ粒子の入射角がさらに広角になり、可撓性基板の成膜面にクロム層が形成されても、可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　上記の成膜方法においては、上記可撓性基板として、ポリイミドフィルムが用いられてもよい。
　これにより、上記可撓性基板として、ポリイミドフィルムが用いられ、ポリイミドフィルムの成膜面にクロム層が形成されても、ポリイミドフィルムの変形が極力抑えられる。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る巻取式成膜装置は、真空容器と、排気機構と、フィルム走行機構と、成膜源とを具備する。上記真空容器は、減圧状態を維持することができる。上記排気機構は、上記真空容器内の水分圧が目的値以下になるまで上記真空容器を排気することができる。上記フィルム走行機構は、上記真空容器内で可撓性基板を走行させることができる。上記成膜源は、上記可撓性基板の成膜面に対向し上記可撓性基板の走行方向に沿って配置された第１クロムターゲット及び第２クロムターゲットを有する。上記成膜源は、上記第１クロムターゲットと上記第２クロムターゲットとの間に交流電圧が印加されることによりプラズマを発生させて、上記成膜面にクロム層を形成することができる。
　このような巻取式成膜装置によれば、真空容器内の水分圧が目的値以下の状態で可撓性基板の成膜面にクロム層が形成される。これにより、クロム層と水との反応が抑えられ、クロム層内にはクロム酸化物が形成されにくくなる。さらに、クロム層は、第１クロムターゲットと第２クロムターゲットとの間に交流電圧を印加することにより発生したプラズマにより形成される。これにより、スパッタ粒子は、よりランダムな方向から可撓性基板に入射しやすくなる。この結果、クロム層が形成された可撓性基板の変形が極力抑えられる。
　以上述べたように、本発明によれば、可撓性基板にクロム層を形成しても、可撓性基板の変形が抑制される。
第１実施形態に係る成膜装置の概略ブロック構成図である。 第１実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。 本実施形態に係る成膜方法を示すフロー図である。 図Ａ及び図Ｂは、本実施形態に係る成膜方法の一例を示す概略断面図である。 図Ａは、可撓性基板の加熱温度とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図Ｂは、予備放電時間とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図Ｃは、予備処理の時間とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。 図Ａは、交流電圧の周波数帯とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図Ｂは、ＭＦ電力とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。 図Ａは、クロム層が形成された可撓性基板の反った状態を示す概略断面図であり、図Ｂ～図Ｄは、クロム層が形成された可撓性基板の反り量を表す表図である。 図Ａ及び図Ｂは、第２実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。
　［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る成膜装置の概略ブロック構成図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る成膜装置１００は、送出装置５、前処理装置６、巻取式成膜装置１、冷却装置７、巻取式成膜装置２及び巻取装置８を具備する。送出装置５は、連絡通路１０１ａを介して前処理装置６に連結されている。前処理装置６は、連絡通路１０１ｂを介して巻取式成膜装置１に連結されている。巻取式成膜装置２は、連絡通路１０１ｃを介して巻取装置８に連結されている。巻取式成膜装置１は、冷却装置７を介して巻取式成膜装置２に連結されている。送出装置５、前処理装置６、巻取式成膜装置１、巻取式成膜装置２及び巻取装置８の各々には、真空排気機構が設けられている。
　成膜装置１００を構成する各装置は、加工対象である可撓性基板（例えば、樹脂フィルム）の搬送させる方向（図１では、左から右方向）に沿ってこの順に並んでいる。例えば、加工対象である可撓性基板は、予め、送出装置５内に設置される。送出装置５から前処理装置６に送り出された可撓性基板は、前処理装置６内で前処理がなされる。前処理装置６から巻取式成膜装置１に送り出された可撓性基板は、巻取式成膜装置１内で成膜処理がなされる。巻取式成膜装置１から冷却装置７に送り出された可撓性基板は、冷却装置７内で冷却される。冷却装置７から巻取式成膜装置２に送り出された可撓性基板は、巻取式成膜装置２内で成膜処置がなされる。そして、巻取式成膜装置２から巻取装置８に送り出された巻取装置８内で巻き取られる。
　以下に、成膜装置１００における巻取式成膜装置１の構成について詳細に説明する。
　図２は、第１実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。
　図２には、成膜装置１００における巻取式成膜装置１が示されている。巻取式成膜装置１の左には、上述した連絡通路１０１ｂが連結されている。また、巻取式成膜装置１の右には、上述した冷却装置７が連結されている。図２には、連絡通路１０１ｂ及び冷却装置７が図示されていない。
　図２に示す巻取式成膜装置１は、可撓性基板６０を真空容器７０内で走行させながら、可撓性基板６０（例えば、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルム）に被膜（例えば、クロム層）を形成することが可能な成膜装置である。クロム層が形成された可撓性基板６０は、例えば、フレキシブルセンサ基板、フレキシブルプリント回路基板等に適用される。
　巻取式成膜装置１は、成膜源２１、２５と、フィルム走行機構３０と、水分圧検知機構５１、５５と、真空容器７０と、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｅとを具備する。さらに、巻取式成膜装置１は、ガス供給ライン７２と、防着板（または、仕切部材）７３、７４、７５、７６、８０と、支持台７７、７８とを具備する。
　まず、フィルム走行機構３０を説明する。フィルム走行機構３０は、真空容器７０内で可撓性基板６０を走行させることができる。フィルム走行機構３０は、ガイドローラ３１、ガイドローラ３２、ガイドローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ及び主ローラ３４を有する。ガイドローラ３１、ガイドローラ３２、ガイドローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ及び主ローラ３４のそれぞれは、筒状形状を有する。巻取式成膜装置１の外部には、主ローラ３４を回転駆動させる回転駆動機構が設けられている。
　可撓性基板６０は、所定幅に裁断された長尺のフィルムである。可撓性基板６０の裏面（成膜面６０ｄとは反対側の面）は、成膜位置で主ローラ３４のローラ面に接している。可撓性基板６０は、真空容器７０の入口７０ａから巻取式成膜装置１内に連続的に搬入されてくる。図２の例では、真空容器７０内における可撓性基板６０の走行方向が、例えば、矢印Ｇで示されている。
　さらに、可撓性基板６０は、ガイドローラ３１、３３ａ、３３ｂによって主ローラ３４のローラ面に導かれる。主ローラ３４に導かれた主ローラ３４上の可撓性基板６０は、さらに、ガイドローラ３３ｃ、３３ｄ、３２に導かれて、真空容器７０の出口７０ｂから巻取式成膜装置１外に搬出される。
　なお、巻取式成膜装置１においては、ガイドローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ及び主ローラ３４のそれぞれを逆回転させることもできる。これにより、可撓性基板６０を矢印Ｇとは逆方向に搬送することもできる。
　主ローラ３４の内部には、温調媒体循環系等の温調機構が設けられてもよい。この温調機構により、例えば、主ローラ３４に接する可撓性基板６０の温度が適宜調整される。例えば、成膜源２１、２５によって真空容器７０内にプラズマが発生しているときには、このプラズマによって可撓性基板６０の温度が過剰に上昇する可能性がある。
　この場合、可撓性基板６０の温度が過剰に上昇しないように温調機構によって可撓性基板６０の温度が適宜調整される。さらに、プラズマを発生させず、主ローラ３４の温度を可撓性基板６０が変形しない程度に上昇させて（例えば、６０℃以上１８０℃以下）、可撓性基板６０を真空容器７０内で走行させることにより、可撓性基板６０の脱ガス処理、脱水処理をすることができる。
　次に、成膜源２１及び成膜源２５を説明する。成膜源２１及び成膜源２５は、いわゆるデュアルカソードスパッタ源である。成膜源２１及び成膜源２５のいずれか一方は、必要に応じて省略されてもよい。本明細書では、一例として、成膜源２１及び成膜源２５を具備した巻取式成膜装置１を説明する。巻取式成膜装置１においては、例えば、成膜源２１及び成膜源２５が主ローラ３４を挟んで互いに対向するように配置されている。例えば、図２の例では、Ｙ軸方向において、成膜源２１、主ローラ３４及び成膜源２５がこの順に並んでいる。
　また、成膜源２１及び成膜源２５のいずれか一方は、デュアルカソードスパッタ源でなく、非成膜用のプラズマ発生源であってもよいし、クロムターゲット以外のターゲットを有するＤＣスパッタ源またはＲＦスパッタ源であってもよい。この場合、成膜源２１及び成膜源２５のいずれか一方によって、可撓性基板６０に前処理（プラズマクリーニング）がなされたり、可撓性基板６０の除電がされたり、可撓性基板６０にクロム層以外の層が形成されたりする。
　成膜源２１は、クロムターゲット２２ｔと、バッキングプレート２２ｂと、クロムターゲット２３ｔと、バッキングプレート２３ｂと、交流電源２４とを有する。交流電源２４は、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間に交流電圧を印加することができる。成膜源２１は、バッキングプレート２２ｂ及びバッキングプレート２３ｂの内部に磁石が配置されたマグネトロンスパッタ源であってもよい。バッキングプレート２２ｂ及びバッキングプレート２３ｂのそれぞれの内部には冷却機構が設けられてもよい。
　クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔのそれぞれは、可撓性基板６０の成膜面６０ｄに対向している。例えば、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔは、可撓性基板６０の走行方向（矢印Ｇ）に沿って並ぶように配置されている。例えば、図２の例では、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔは、Ｚ軸方向に並ぶように配置されている。
　例えば、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔを支持する支持台７７は、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間で鈍角を形成するように屈曲している。これにより、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔのそれぞれは、それぞれのターゲット面が可撓性基板６０を介して主ローラ３４の中心に向かうように配置されている。
　クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間に交流電圧が印加されると、真空容器７０内にはプラズマ（例えば、Ａｒプラズマ）が発生する。これにより、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔのそれぞれからスパッタ粒子が可撓性基板６０の成膜面６０ｄに向かって飛遊し、可撓性基板６０の成膜面６０ｄにクロム層が形成される。
　成膜源２５は、クロムターゲット２６ｔと、バッキングプレート２６ｂと、クロムターゲット２７ｔと、バッキングプレート２７ｂと、交流電源２８とを有する。交流電源２８は、クロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間に交流電圧を印加することができる。成膜源２５は、バッキングプレート２６ｂ及びバッキングプレート２７ｂの内部に磁石が配置されたマグネトロンスパッタ源であってもよい。バッキングプレート２６ｂ及びバッキングプレート２７ｂのそれぞれの内部には冷却機構が設けられてもよい。
　クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔのそれぞれは、可撓性基板６０の成膜面６０ｄに対向している。例えば、クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔは、可撓性基板６０の走行方向（矢印Ｇ）に沿って並ぶように配置されている。例えば、図２の例では、クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔは、Ｚ軸方向に並ぶように配置されている。
　クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔを支持する支持台７８は、クロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間で鈍角を形成するように屈曲している。これにより、クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔのそれぞれは、それぞれのターゲット面が可撓性基板６０を介して主ローラ３４の中心に向かうように配置されている。
　クロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間に交流電圧が印加されると、真空容器７０内にはプラズマ（例えば、Ａｒプラズマ）が発生する。これにより、クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔのそれぞれからスパッタ粒子が可撓性基板６０の成膜面６０ｄに向かって飛遊し、可撓性基板６０の成膜面６０ｄにクロム層が形成される。
　本実施形態において、クロム層が真空容器７０内の水分圧が目的値以下の圧力に調整されて形成される。例えば、クロム層は、成膜源２１、２５と主ローラ３４とが対向する空間における水分圧が目的値以下の分圧に調整されて可撓性基板６０上に形成される。ここで、空間２１ｓとは、例えば、主ローラ３４と、防着板７３と、防着板７４と、支持台７７とによって囲まれた空間である。また、空間２５ｓとは、例えば、主ローラ３４と、防着板７５と、防着板７６と、支持台７８とによって囲まれた空間である。水分圧の目的値は、例えば、３．０×１０－４Ｐａであり、水分圧は、３．０×１０－４Ｐａ以下に設定される。
　交流電源２４がクロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔに供給する交流電圧の周波数、またはクロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔに供給する交流電圧の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下である。以下、この周波数帯をＭＦ（Middle Frequency）とする。また、ＭＦによる交流放電をＭＦ放電とする。ＭＦによる放電電力をＭＦ電力とする。２つのターゲット間でＭＦ放電を発生させる放電方式をデュアル式ＭＦ放電とする。なお、交流電圧の波形には、サイン波形のほか、矩形波も含まれる。
　また、クロム層が可撓性基板６０の成膜面６０ｄに形成されているとき、交流電源２４は、１．０ｋＷ以上３．０ｋＷ以下の電力をクロムターゲット２２ｔ、２３ｔ間に供給し、交流電源２８は、１．０ｋＷ以上３．０ｋＷ以下の電力をクロムターゲット２６ｔ、２７ｔ間に供給する。このとき、クロムターゲット２２ｔ、クロムターゲット２３ｔ、クロムターゲット２６ｔ及びクロムターゲット２７ｔのそれぞれには、例えば、１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下の交流電力が投入される。
　上記の成膜源２１、２５、フィルム走行機構３０、防着板７３、７４、７５、７６、８０及び支持台７７、７８及び可撓性基板６０は、真空容器７０内に収容されている。真空容器７０は、減圧状態を維持することができる。例えば、真空容器７０は、真空ポンプ等の真空排気系（不図示）に接続された排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅによって、その内部が所定の真空度に維持される。真空容器７０は、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅを介して、真空容器７０内の水分圧が目的値（３．０×１０－４Ｐａ）以下になるまで排気される。排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅのそれぞれは、独立してそれぞれ異なる真空排気系と繋がってもよく、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅの少なくとも２つが同じ真空排気系に繋がってもよい。
　例えば、真空容器７０内の防着板７４、主ローラ３４及び防着板７６で囲まれた空間は、排気ライン７１Ｅを介して排気される。上述した空間２１ｓは、排気ライン７１Ａを介して排気される。空間２５ｓは、排気ライン７１Ｂを介して排気される。また、巻取式成膜装置１においては、上記の空間のほかに、真空容器７０内に、防着板７３、主ローラ３４及び防着板８０によって囲まれた空間８１ｓが形成される。空間８１ｓは、排気ライン７１Ｃを介して排気される。また、真空容器７０内には、防着板７５、主ローラ３４及び防着板８０によって囲まれた空間８２ｓが形成される。空間８２ｓは、排気ライン７１Ｄを介して排気される。
　巻取式成膜装置１において、空間８１ｓには、ターゲット８３を設置することもできる。また、空間８２ｓには、ターゲット８４を設置することもできる。図２には、ターゲット８３、８４が取り除かれた状態が示されている。また、ターゲット８３、８４のそれぞれは、シングルカソードでもよく、デュアルカソードでもよい。ターゲット８３、８４のそれぞれの材料は、クロム以外の材料でもよい。
　さらに、真空容器７０内には、ガスボンベ等のガス源（不図示）に接続されたガス供給ライン７２を介して不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）等の放電用ガスが所定の流量で供給される。
　水分圧検知機構５１は、ガスモニタ５２と配管５３とを有する。ガスモニタ５２は、典型的には質量分析器を含む。配管５３内には、オリフィスが設けられ、ガスモニタ５２を配管５３を通じて差動排気することにより、空間２１ｓにおける水分圧が計測される。同様に、水分圧検知機構５５は、ガスモニタ５６と配管５７とを有する。ガスモニタ５６は、典型的には質量分析器を含む。配管５７内には、オリフィスが設けられ、ガスモニタ５６を配管５７を通じて差動排気することにより、空間２５ｓにおける水分圧が計測される。
　このような巻取式成膜装置１によれば、真空容器７０内の水分圧が目的値以下の状態で可撓性基板６０の成膜面６０ｄにクロム層が形成される。これにより、可撓性基板６０上にクロム層を形成してもクロム層の応力が成膜条件により適宜緩和されて、可撓性基板６０の変形が極力抑えられる。ここで、応力とは、クロム層が持つ圧縮応力である。また、変形とは、例えば、走行方向Ｇに対して垂直な方向にける可撓性基板６０のカール等である。
　また、成膜装置１００（図１）においては、巻取式成膜装置２の基本構成が巻取式成膜装置１と同じであってもよい。巻取式成膜装置２のターゲット材は、巻取式成膜装置１のターゲット材と異なってもよい。
　［成膜方法］
　図３は、本実施形態に係る成膜方法を示すフロー図である。
　本実施形態に係る成膜方法においては、例えば、真空容器７０内の水分圧が目的値以下になるまで真空容器７０が排気される予備処理が行われる（ステップＳ１０）。
　次に、真空容器７０内に配置されたクロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間（または、クロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間）に交流電圧を印加することによりプラズマを発生させて、クロムターゲット２２ｔ、２３ｔ（または、クロムターゲット２６ｔ、２７ｔ）に対向させた可撓性基板６０の成膜面６０ｄにクロム層が形成される（ステップＳ２０）。
　例えば、微量な水蒸気が真空容器７０内に存在すると、クロムのスパッタ粒子が水蒸気と反応し、可撓性基板６０上に微量なクロム酸化物を含むクロム層が形成される場合がある。これに対し、本実施形態では、真空容器７０内の水分圧が目的値以下の状態で可撓性基板６０の成膜面６０ｄにクロム層が形成される。これにより、クロム層と水との反応が抑えられ、クロム層内にはクロム酸化物が形成されにくくなる。さらに、クロム層は、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間（または、クロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間）に交流電圧を印加することにより発生したプラズマにより形成される。これにより、スパッタ粒子は、よりランダムな方向から可撓性基板６０に入射しやすくなる。この結果、可撓性基板６０上にクロム層を形成してもクロム層の応力が成膜条件によって適宜緩和されて、可撓性基板６０の変形が極力抑えられる。
　次に、本実施形態に係る成膜方法（成膜条件）の具体例について説明する。本実施形態に係る成膜では、一例として、図２に示す巻取式成膜装置１が用いられる。
　まず、可撓性基板６０にクロム層が形成される前に、真空容器７０内を排気する予備処理がなされる。この予備処理では、真空容器７０内の空間２１ｓ、２５ｓの水分圧が目的値以下になるまで真空容器７０の排気が行われる。
　真空容器７０を排気する際、水が放出されやすい箇所としては、例えば、真空容器７０の内壁、可撓性基板６０及び成膜源２１、２５等がある。まず、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅを介して真空容器７０が予め排気される。この予備的な排気の時間は、特に限定されず、例えば、１時間以上２時間以内である。
　次に、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅを介して真空容器７０内が排気されつつ、可撓性基板６０の脱水処理がなされる。例えば、主ローラ３４の温度を６０℃以上１８０℃以下に調整し、フィルム走行機構３０によって可撓性基板６０を真空容器７０内で走行させる。例えば、予め、主ローラ３４の温度が１５０℃に設定される。次に、可撓性基板６０が真空容器７０の入口７０ａから真空容器７０内に搬入されて、可撓性基板６０が主ローラ３４に接しつつ、真空容器７０の出口７ｂから搬出される。この後、巻取装置８内で、可撓性基板６０が巻き取られる。この脱水処理では、送出装置５から繰り出された可撓性基板６０が巻取装置８に巻き取られるまでの巻き取り時間（可撓性基板６０の加熱時間）は、特に限定されず、例えば、１分以上３分以内（例えば、２分）である。
　これにより、可撓性基板６０から水が効率よく放出される。なお、主ローラ３４の温度が６０℃より低くなると可撓性基板６０から水が放出されにくく、好ましくない。一方、主ローラ３４の温度が１８０℃より高くなると可撓性基板６０自体が変質する可能性があり、好ましくない。
　さらに、本実施形態においては、排気ライン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｄ、７１Ｅを介して真空容器７０内が排気されつつ、真空容器７０内にプラズマを発生させる予備放電が行われる。例えば、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間またはクロムターゲット２６ｔとクロムターゲット２７ｔとの間に交流電圧が印加されて、真空容器７０内にプラズマを発生させる。この予備放電では、例えば、デュアル式ＭＦ放電が採用される。
　この予備放電により、成膜源２１、２５の周辺がプラズマにより加熱されて、成膜源２１、２５の周辺から水が効率よく放出される。例えば、放電ガスとしては、Ａｒガスが用いられる。Ａｒガスの圧力は、例えば、０．１Ｐａ以上１Ｐａ以下に調整される。交流電圧の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下に調整される。また、クロムターゲット２２ｔ、クロムターゲット２３ｔ、クロムターゲット２６ｔ、クロムターゲット２７ｔのそれぞれには、例えば、１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下の交流電力が投入される。予備放電は、例えば、３０分以上行われる。
　以上のような予備排気、可撓性基板６０の加熱及び予備放電を含む予備処理の時間は、特に限定されず、例えば、２時間以上６時間以下である。なお、可撓性基板６０の加熱と予備放電とは、同時に行われてもよい。また、予備排気中に可撓性基板６０の加熱及び予備放電の少なくともいずれかを行ってもよい。
　このような予備処理によって、真空容器７０内の空間２１ｓ、２５ｓの水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下に調整される。なお、水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下になったときの真空容器７０内の全圧（到達圧力）は、例えば、３．０×１０－４Ｐａ以下である。
　これにより、可撓性基板６０上には、圧縮応力が抑制されたクロム層が形成される。例えば、水分圧が３．０×１０－４Ｐａより高くなると、微量なクロム酸化物がクロム層に含まれやすくなり、クロム層の圧縮応力が高くなる。
　また、本実施形態では、真空容器７０内の水分圧のほかに、成膜源２１、２５の放電周波数、放電電力を調整し、クロム層の圧縮応力をさらに最適にしている。
　ここで、可撓性基板６０上にクロム層を形成する手段としては、パルスＤＣスパッタリング方式またはＲＦスパッタリング方式がある。
　パルスＤＣスパッタリング方式では、可撓性基板６０にクロムターゲットを対向させ、このクロムターゲットにパルスＤＣ電圧を印加して、可撓性基板６０上にクロム層を形成する。
　パルスＤＣスパッタリング方式では、可撓性基板６０を介してクロムターゲットと主ローラ３４との間が直流電圧により放電する。この放電により、クロムターゲットからスパッタ粒子が可撓性基板６０に向かって進み、所定の厚みのクロム層が可撓性基板６０上に堆積する。しかし、パルスＤＣスパッタリング方式の場合、スパッタ粒子は、クロムターゲットと主ローラ３４との間に直流のバイアス電圧が印加されているため、クロムターゲットから可撓性基板６０に向かって直進しやすくなる。
　これにより、クロム層は、主にＤＣ電圧によって特定の方向（クロムターゲットから可撓性基板６０に向かう方向）に加速されたスパッタ粒子の堆積によって形成された層になりやすい。この結果、クロム層は、緻密になり、結晶配向が一方向に揃いやすく、クロム層の圧縮応力は比較的高くなってしまう。
　一方、ＲＦスパッタリング方式では、可撓性基板６０にクロムターゲットを対向させ、このクロムターゲットにＲＦ電圧を印加して、可撓性基板６０上にクロム層を形成する。
　ＲＦスパッタリング方式では、周波数が数１０ＭＨｚ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）であり、プラズマ中のスパッタ粒子がＲＦ周波数の変動に追従できない。これにより、可撓性基板６０上のクロム層は、主に自己バイアスにより加速されたスパッタ粒子の堆積によって形成された層となり、緻密であり、結晶配向が一方向に揃った層になりやすい。さらに、ＲＦ放電のプラズマ密度（電子密度）は比較的高く、プラズマ中のクロムがより活性になっている。これにより、クロムがプラズマ中の微量な水、酸素と反応しやすく、微量なクロム酸化物がクロム層に含まれやすくなる。この結果、ＲＦスパッタリング方式で形成されたクロム層においても、その圧縮応力が高くなってしまう。
　例えば、一般的には、ＤＣ放電による電子密度は、１×１０７（ｃｍ－３）以上１×１０１０（ｃｍ－３）以下であるのに対し、ＲＦ放電による電子密度は、５×１０７（ｃｍ－３）以上５×１０１１（ｃｍ－３）以下になる。また、ＲＦ放電においては、周波数が高くなるほど、電子密度が高くなる傾向にある。このように、ＲＦ放電では、プラズマ密度が高くなって、反応性が高くなってしまう。
　なお、パルスＤＣスパッタリング方式及びＲＦスパッタリング方式において、２つのターゲットを準備し、この２つのターゲットのそれぞれに電力を投入しても、２つのターゲットは並んで配置されただけなので、同様にクロム層の圧縮応力は高くなってしまう。
　これに対して、本実施形態では、２つのターゲット間にＭＦの交流電圧を印加して、ターゲット間に発生するＭＦ放電によって可撓性基板６０上にクロム層を形成している。
　図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態に係る成膜方法の一例を示す概略断面図である。
　図４Ａ及び図４Ｂには、一例として、成膜源２１の周辺が示されている。成膜源２５においても成膜源２１と同じ作用をする。
　例えば、真空容器７０内（空間２１ｓ）の水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下に調整された後、ガス供給ライン７２を介して真空容器７０内（空間２１ｓ）に、Ａｒガスが導入される。Ａｒガスの圧力は、例えば、０．１Ｐａ以上１Ｐａ以下である。
　次に、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間に交流電圧が印加され、空間２１ｓにプラズマ２２ｐ、２３ｐが形成される。交流電圧の周波数としては、例えば、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の周波数（例えば、３５ｋＨｚ）が用いられる。
　クロムターゲット２２ｔ、２３ｔ間にはＭＦの交流電圧が印加されるため、クロムターゲット２２ｔに交流電圧のピーク電圧が投入される時間と、クロムターゲット２２ｔに交流電圧のピーク電圧が投入される時間とが周期的に繰り返される。これにより、クロムターゲット２２ｔ付近で優先的にプラズマ２２ｐが発生している時間（図４Ａ）と、クロムターゲット２３ｔ付近で優先的にプラズマ２３ｐが発生している時間（図４Ｂ）とが周期的に繰り返される。例えば、ＭＦが３５ｋＨｚのとき、１秒間に図４Ａの状態と図４Ｂの状態とが３５０００回、交互に入れ替わる。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、プラズマ密度が高い状態が濃いドットパターンで表され、プラズマ密度が低い状態が薄いドットパターンで表されている。
　これにより、主ローラ３４に巻かれた可撓性基板６０には、クロムターゲット２２ｔから放出されたスパッタ粒子と、クロムターゲット２３ｔから放出されたスパッタ粒子とが交互に入射する。すなわち、スパッタリングターゲットから可撓性基板６０に向かう電界の向きが周期的に変化している。この結果、成膜源２１に対向する可撓性基板６０においては、スパッタ粒子がパルスＤＣスパッタリング方式及びＲＦスパッタリング方式に比べて、よりランダムな方向から可撓性基板６０に入射しやすくなる（図中の矢印）。これにより、本実施形態においては、クロム層の結晶配向がよりランダムになり、ＤＣスパッタリング方式及びＲＦスパッタリング方式に比べて内部応力が緩和されたクロム層、すなわち、圧縮応力が抑制されたクロム層１０が可撓性基板６０上に形成される。なお、クロム層１０の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍであり、例えば、２００ｎｍである。
　また、ＭＦ周波数は、ＲＦ周波数に比べて低い。これにより、プラズマ２２ｐ、２３ｐのプラズマ密度は、ＲＦ放電によるプラズマに比べて低くなる。これにより、プラズマ２２ｐ、２３ｐでは、クロムの活性化がＲＦ放電に比べて抑制されている。この結果、クロムは水と反応しにくくなり、クロム酸化物がクロム層１０に含まれにくくなっている。
　さらに、本実施形態では、ＭＦ放電電力として、例えば、１．０ｋＷ以上３．０ｋＷ以下の電力がクロムターゲット２２ｔ、２３ｔ間に供給される。これにより、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔのそれぞれには、例えば、１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下のＭＦ電力が投入される。ここで、ＭＦ電力が１．０Ｗ／ｃｍ２より小さいとクロム層１０の成膜速度が極端に下がり好ましくない。一方、ＭＦ電力が３．０Ｗ／ｃｍ２より大きいとプラズマ２２ｐ、２３ｐにおいてクロムの活性化が促進され、クロム酸化物がクロム層１０に含まれやすくなり、好ましくない。
　以上の成膜方法における成膜条件の各パラメータと、クロム層１０の圧縮応力との関係を集約すると以下のようになる。
　図５Ａは、可撓性基板の加熱温度とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図５Ｂは、予備放電時間とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図５Ｃは、予備処理の時間とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図５Ａ～図５Ｃの縦軸は、クロム層の圧縮応力の規格値である。
　予備処理では、図５Ａに示すように、可撓性基板６０がｔ１（℃）以上ｔ２（℃）以下の範囲の温度で加熱されることが好ましい。ここで、ｔ１は、例えば、６０℃であり、ｔ２は、例えば、１８０℃である。この温度範囲で、クロム層１０の圧縮応力が充分に抑制される。なお、クロム層１０の圧縮応力が極小となる温度ｔ３は、例えば、１５０℃である。
　また、予備処理では、図５Ｂに示すように、予備放電がｍ１分以上行われることが好ましい。ここで、ｍ１は、例えば、３０分である。３０分以上の予備放電により、クロム層１０の圧縮応力が充分に抑制される。
　また、加熱処理及び予備放電を含む予備処理は、図５Ｃに示すように、ｈ１時間以上行うことが好ましい。ここで、ｈ１は、例えば、２時間である。２時間以上の予備処理により、クロム層１０の圧縮応力が充分に抑制される。
　図６Ａは、交流電圧の周波数帯とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図６Ｂは、ＭＦ電力とクロム層の圧縮応力との関係を表す概略的なグラフ図である。図６Ａ及び図６Ｂの縦軸は、クロム層の圧縮応力の規格値である。
　図６Ａに示すように、本実施形態では、クロム層１０の圧縮応力を充分に抑制するために、交流電圧の周波数として、ＲＦではなくＭＦを採用している。ここで、ＭＦは、例えば、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下である。
　図６Ｂに示すように、本実施形態では、クロム層１０の圧縮応力を充分に抑制するために、ＭＦ電力をｐ１（Ｗ／ｃｍ２）以下に調整している。ここで、ｐ１は、例えば、１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下である。
　［クロム層の評価］
　図７Ａは、クロム層が形成された可撓性基板の反った状態を示す概略断面図であり、図７Ｂ～図７Ｄは、クロム層が形成された可撓性基板の反り量を表す表図である。なお、クロム層１０の厚さは、例えば、２００ｎｍである。
　図７Ａに示すように、所定の圧縮応力を有するクロム層１０が可撓性基板６０上に形成されると、可撓性基板６０は、可撓性基板６０が置かれた下地９０に向かって凸になって反る。この反りとは、いわゆるカーリングである。ここで、図７ＡにおけるＸ軸方向は、可撓性基板６０の幅方向に対応し、Ｙ軸方向は、可撓性基板６０の走行方向に対応している。本実施形態では、可撓性基板６０の反り量Ｗの尺度として、下地９０の上面９０ｕから可撓性基板６０の端６０ｅまでの距離（高さ）を採用する。クロム層１０が形成された可撓性基板６０において、この反り量Ｗは、小さいことが望ましい。
　例えば、図７Ｂに示すように、ＭＦ放電方式であっても、水分圧が３．７×１０－４Ｐａの状態で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量Ｗは、３０ｍｍになる。これに対して、ＭＦ放電方式で水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下の状態で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量Ｗは、１ｍｍになる。例えば、水分圧が２．６×１０－４Ｐａまたは２．４×１０－４Ｐａの状態で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量Ｗは、１ｍｍになっている。従って、可撓性基板６０上にクロム層１０を形成するときには、真空容器７０内（空間２１ｓ、２５ｓ）の水分圧を３．０×１０－４Ｐａ以下に設定することが好ましい。
　また、図７Ｃに示すように、水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下であっても、放電方式をＲＦ放電方式（１３．５６ＭＨｚ）で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量Ｗは、１０ｍｍになる。これに対して、水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下で放電方式をＭＦ放電方式（３５ｋＨｚ）で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量Ｗは、１ｍｍになる。従って、可撓性基板６０上にクロム層１０を形成するときには、ＲＦ放電方式よりもＭＦ放電方式を採用することが好ましい。
　また、図７Ｄに示すように、水分圧が３．０×１０－４Ｐａ以下であっても、放電方式をパルスＤＣ放電方式で可撓性基板６０上にクロム層１０を形成すると、反り量ＷがＭＦ放電方式よりも高くなる。例えば、パルスＤＣ放電方式での反り量Ｗは、２０ｍｍである。ここで、パルスＤＣ放電方式での成膜時間は、９０秒である。また、パルス周波数は、２９ｋＨｚである。
　パルスＤＣ放電方式の１パルスの放電毎に可撓性基板上にクロム層が形成され、１パルスの放電毎に形成されたクロム層が９０秒間で可撓性基板上に積層されたと仮定すると、図７Ｄに示すパルスＤＣ放電方式のクロム層は、２．６×１０６個（２９ｋＨｚ×９０秒）の層から成り立っていると考えられる。
　一方、ＭＦ放電方式での成膜時間は、４００秒である。また、放電周波数は、３５ｋＨｚで、２個のクロムターゲットが設けられている。従って、ＭＦ放電方式の電圧のピーク毎に可撓性基板６０上にクロム層１０が形成され、このピーク毎に形成されたクロム層１０が４００秒間で可撓性基板６０上に積層されたと仮定すると、ＭＦ放電方式のクロム層１０は、２．８×１０７個（３５ｋＨｚ×４００秒×２）の層から成り立っていると考えられる。
　すなわち、本実施形態に係るＭＦ放電方式では、パルスＤＣ放電方式に比べて１０倍以上層数が多くなる。さらに、デュアルカソードスパッタ源によれば、スパッタ粒子がパルスＤＣ方式に比べてよりランダムな方向から可撓性基板６０に入射するので、一つの要因として、クロム層１０の結晶配向がパルスＤＣ方式に比べてよりランダムになる。これにより、本実施形態に係るクロム層１０の圧縮応力は、パルスＤＣ方式に比べて緩和される。
　このように、本実施形態では、可撓性基板６０上に形成されたクロム層１０の圧縮応力がより抑制されて、可撓性基板６０の変形が極力抑えられる。
　［第２実施形態］
　図８Ａ及び図８Ｂは、第２実施形態に係る成膜装置の概略構成図である。
　図８Ａ及び図８Ｂには、一例として、成膜源２１の周辺が示されている。成膜源２５も成膜源２１と同じ構成を有する。
　図８Ａ及び図８Ｂに示す成膜源２１においては、クロムターゲット２２ｔのターゲット面は、クロムターゲット２３ｔのターゲット面に対して平行に配置される。例えば、クロムターゲット２２ｔ及びクロムターゲット２３ｔを支持する支持台７９は、クロムターゲット２２ｔとクロムターゲット２３ｔとの間で屈曲せず、平坦になっている。
　これにより、ＭＦ放電時には、クロムターゲット２２ｔから放出されたスパッタ粒子と、クロムターゲット２３ｔから放出されたスパッタ粒子とが交互に入射するとともに、さらに、可撓性基板６０に対する入射角が広がる。従って、スパッタ粒子は、さらにランダムな方向から可撓性基板６０に入射しやすくなり、クロム層１０の圧縮応力がより抑制される。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
　１、２…巻取式成膜装置
　５…送出装置
　６…前処理装置
　７…冷却装置
　８…巻取装置
　１０…クロム層
　２１、２５…成膜源
　２１ｓ、２５ｓ、８１ｓ、８２ｓ…空間
　２２ｔ、２３ｔ、２６ｔ、２７ｔ…クロムターゲット
　２２ｂ、２３ｂ、２６ｂ、２７ｂ…バッキングプレート
　２２ｐ、２３ｐ…プラズマ
　２４、２８…交流電源
　３０…フィルム走行機構
　３１、３２、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ…ガイドローラ
　３４…主ローラ
　５１、５５…水分圧検知機構
　５２、５６…ガスモニタ
　５３、５７…配管
　６０…可撓性基板
　６０ｄ…成膜面
　６０ｅ…端
　７０…真空容器
　７０ａ…入口
　７０ｂ…出口
　７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｅ…排気ライン
　７２…ガス供給ライン
　７３、７４、７５、７６、８０…防着板
　７７、７８、７９…支持台
　８３、８４…ターゲット
　９０…下地
　９０ｕ…上面
　１００…成膜装置
　１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ…連絡通路

Claims (9)

  1. 　真空容器内の水分圧が目的値以下になるまで前記真空容器を排気する予備処理を行い、
    　前記真空容器内に配置された第１クロムターゲットと第２クロムターゲットとの間に交流電圧を印加することによりプラズマを発生させて、前記第１クロムターゲット及び前記第２クロムターゲットに対向するように配置された可撓性基板の成膜面にクロム層を形成する
    　成膜方法。
  2. 　請求項１に記載の成膜方法であって、
    　前記目的値は、３．０×１０－４Ｐａである
    　成膜方法。
  3. 　請求項１または２に記載の成膜方法であって、
    　前記予備処理は、前記可撓性基板を６０℃以上１８０℃以下に加熱する工程をさらに含む
    　成膜方法。
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の成膜方法であって、
    　前記予備処理は、前記第１クロムターゲットと前記第２クロムターゲットとの間に前記交流電圧を印加して予備放電を行う工程をさらに含む
    　成膜方法。
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の成膜方法であって、
    　前記クロム層を形成する工程では、前記交流電圧の周波数として、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下の周波数が用いられる
    　成膜方法。
  6. 　請求項１～５のいずれか１つに記載の成膜方法であって、
    　前記クロム層を形成する工程では、前記第１クロムターゲットまたは前記第２クロムターゲットに１．０Ｗ／ｃｍ２以上３．０Ｗ／ｃｍ２以下の交流電力が投入される
    　成膜方法。
  7. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の成膜方法であって、
    　前記第１クロムターゲットのターゲット面は、前記第２クロムターゲットのターゲット面に対して平行に配置される
    　成膜方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか１つに記載の成膜方法であって、
    　前記可撓性基板として、ポリイミドフィルムが用いられる
    　成膜方法。
  9. 　減圧状態を維持することが可能な真空容器と、
    　前記真空容器内の水分圧が目的値以下になるまで前記真空容器を排気することが可能な排気機構と、
    　前記真空容器内で可撓性基板を走行させることが可能なフィルム走行機構と、
    　前記可撓性基板の成膜面に対向し前記可撓性基板の走行方向に沿って配置された第１クロムターゲット及び第２クロムターゲットを有し、前記第１クロムターゲットと前記第２クロムターゲットとの間に交流電圧が印加されることによりプラズマを発生させて、前記成膜面にクロム層を形成することが可能な成膜源と
    　を具備する巻取式成膜装置。
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