(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の抵抗が低く品質の高いＩＴＯ膜付長尺フィルム、長尺フィルムを高いスパッタレートで生産することのできるスパッタ装置ならびに製造方法の提供。【解決手段】スパッタ装置１０は、真空槽１２と、ガスを供給するガス供給装置２６と、中心軸回りに自転する成膜ロール１５と、成膜ロール１５と対向し、中心軸回りに自転する円筒型回転ターゲット１７と、円筒型回転ターゲット１７の内部に設置された磁石１９と、円筒型回転ターゲット１７にＤＣ電圧とＲＦ電圧を重畳して印加するＤＣ電源２２およびＲＦ電源２０を備える。円筒型回転ターゲット１７の表面における磁束密度は５０ｍＴ以上。【選択図】図１
2015232158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽にスパッタガスを供給するスパッタガス供給装置と、
前記真空槽内に備えられ、その中心軸回りに自転する成膜ロールと、
前記成膜ロールと対向し、その中心軸回りに自転する円筒型回転ターゲットと、
前記円筒型回転ターゲットの内部に設置された磁石と、
前記円筒型回転ターゲットにＤＣ電圧とＲＦ電圧を重畳して印加するＤＣ電源およびＲＦ電源を備え、
前記成膜ロールに巻かれた長尺フィルムにスパッタ膜を形成するスパッタ装置。
【請求項２】
前記円筒型回転ターゲットの内部に設置された磁石により形成される磁場の磁束密度が、前記円筒型回転ターゲットの表面において、５０ｍＴ（ミリテスラ）以上である請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
更に、前記真空槽に反応性ガスを供給する反応性ガス供給装置を備えた請求項１または２に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
更に、前記長尺フィルムを供給するフィルム供給機構と、前記長尺フィルムを収納するフィルム収納機構を備えた請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項５】
前記スパッタガス供給装置、および、前記反応性ガス供給装置を、それぞれ複数備えた請求項３または４に記載のスパッタ装置。
【請求項６】
前記円筒型回転ターゲットを複数備えた請求項１〜５のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項７】
前記複数の円筒型回転ターゲットが複数のグループに分類され、前記グループ毎に前記スパッタガスおよび前記反応性ガスの、種類および圧力が異なる請求項３〜６のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項８】
前記成膜ロールを複数備えた請求項１〜７のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項９】
前記スパッタガスがアルゴンガスであり、前記反応性ガスが酸素ガスである請求項３〜８のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載のいずれかのスパッタ装置を用いて製造されたＩＴＯ（Indium Tin Oxideインジウム錫酸化物）膜を有するＩＴＯ膜付長尺フィルム。
【請求項１１】
請求項１〜９に記載のいずれかのスパッタ装置を用いて、長尺フィルムにＩＴＯ（Indium Tin Oxideインジウム錫酸化物）膜を形成する、ＩＴＯ膜付長尺フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺フィルムに薄膜を形成するスパッタ装置に関し、特に円筒型回転ターゲットを備えたスパッタ装置に関する。また本発明はＩＴＯ（Indium Tin Oxideインジウム錫酸化物）膜付長尺フィルムに関する。さらに本発明はＩＴＯ（Indium Tin Oxideインジウム錫酸化物）膜付長尺フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺フィルムに薄膜を形成する方法として、スパッタ法が広く用いられている。長尺フィルムのスパッタ装置において、成膜ロールとターゲットは所定の間隔を隔てて対向する。低圧アルゴンガスなどのスパッタガス中で、長尺フィルムを巻き付けた成膜ロールをアノード電位とし、ターゲットをカソード電位とする。成膜ロールとターゲットの間に電圧を印加すると、成膜ロールとターゲットの間にスパッタガスのプラズマが発生する。プラズマ中のスパッタガスイオン（陽イオン）が電圧により加速されてターゲットに衝突し、ターゲットの構成物質を叩き出す。叩き出されたターゲットの構成物質が長尺フィルムに堆積し薄膜となる。
【０００３】
長尺フィルム全体に一度にスパッタ膜を成膜することはできない。そこで、供給ロールから繰り出した長尺フィルムを成膜ロール（キャンロール）に一周弱巻き付ける。成膜ロールが一定速度で回転すると、長尺フィルムも同期して一定速度で走行する。長尺フィルムの、ターゲットと対向する部分に成膜が行なわれる。成膜の終わった長尺フィルムは収納ロールに巻き取られる。
【０００４】
スパッタ法により長尺フィルムに透明導電膜を成膜することが広く行なわれている。透明導電膜としてＩＴＯ（Indium Tin Oxideインジウム錫酸化物）膜が広く用いられている。タッチパネルやフィルム液晶などに用いられる透明電極（ＩＴＯ膜）には、電気抵抗の低いことが求められる。ＩＴＯ膜の電気抵抗を低くするためには、スパッタの際の放電電圧を低下させ、低いダメージでスパッタ成膜することが必要である。放電電圧を低下させる方法の一つとして、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法がある。ＤＣは直流（Direct Current）である。ＲＦは無線周波数（Radio Frequency）、つまり、１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数の交流であり、一般的には、１３．５６ＭＨｚの交流が用いられる。ただし、ＲＦの周波数が１３．５６ＭＨｚに限定されることはない。ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法では、ターゲットにＤＣとＲＦを重畳して印加する。
【０００５】
しかし、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法では、通常のＤＣスパッタ法に比べて低電圧スパッタとなるため、スパッタレート（スパッタ速度：単位時間当たりのスパッタ膜厚の増加量）が低下する。また、一般にスパッタ法では、ターゲットの表面に、叩き出されたターゲットの構成物質が部分的に堆積する。堆積物の組成はターゲットの組成と異なるため、堆積物から異常放電が発生しやすい。ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタでは、低電圧スパッタとなり、電流値が増加するため、堆積物による異常放電がさらに発生しやすい。異常放電が発生すると、長尺フィルムの、放電された箇所は不良となる。
【０００６】
スパッタレートを向上させ、異常放電を防止するうえで、円筒型回転ターゲットが有効である。円筒型回転ターゲットは、その中心軸回りに自転する円筒型のターゲットである。円筒型回転ターゲットの中心軸は成膜ロールの中心軸と平行に設置される。円筒型回転ターゲットは成膜ロールと対向するように設置される。
【０００７】
円筒型回転ターゲットでは、エロージョン（ターゲット表面に形成される凹み）がターゲット表面全体に均等に形成されるため、スパッタ電力を多く投入しても、ターゲットの負荷が小さい。そのため、スパッタ電力を多く投入して、スパッタレートを上げることができる。また、円筒型回転ターゲットでは、ターゲットの表面に、叩き出されたターゲットの構成物質が堆積しにくいため、異常放電が発生しにくい。
【０００８】
従来、円筒型回転ターゲットの使用は、ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法に限られていた（例えば、特許文献１：特開２０１０−２６５５２７、特許文献２：特開２００５−１３３１１０）。ＭＦはミドル周波数（Middle Frequency）つまり４０ｋＨｚの交流である。ＭＦスパッタ法では、ターゲットと成膜ロールの間に４０ｋＨｚの交流を印加する。
【０００９】
逆に、従来、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法に用いられるターゲットは、平板型ターゲットに限られていた（例えば、特許文献３：特開２００４−２７２７０、特許文献４：特開２００７−１８６７７２、特許文献５：特開２００９−１８７６８２）。すなわち、従来、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法において、円筒型回転ターゲットは用いられていなかった。その理由は次のとおりである。
【００１０】
従来、長尺フィルムのＩＴＯ膜においては、膜の電気抵抗が低いこと（スパッタ電圧が低いこと）、品質が良いこと（異常放電が少ないこと）、および生産性が高いこと（スパッタレートが高いこと）の要求が、ガラス板に形成されるＩＴＯ膜に比べて、強くなかった。
【００１１】
そのため従来は、長尺フィルムのＩＴＯ膜の成膜の際、円筒型回転ターゲットは、ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法で用いられることはあっても、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法で用いられることはなかった。逆に、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法では、平板型ターゲットが用いられることはあっても、円筒型回転ターゲットが用いられることはなかった。
【００１２】
その結果、長尺フィルムのＩＴＯ膜のスパッタ成膜において、円筒型回転ターゲットをＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法で用いた場合の問題点や適切な成膜条件はほとんど研究されていなかった。
【００１３】
しかし、最近、静電容量タッチパネル用途を中心として、ＩＴＯ膜付長尺フィルムの市場が拡大するに従い、長尺フィルムのＩＴＯ膜にも、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の低い抵抗が求められるようになった。抵抗を低くするためには、スパッタ電圧を低くしなければならない。ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法では、スパッタ電圧を低くすることが困難である。そのため、ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法では、抵抗の低いＩＴＯ膜を形成することができない。
【００１４】
また、長尺フィルムのＩＴＯ膜もＩＴＯ膜付ガラス板と同等の高い品質が求められるようになった。高い品質を実現するためには、異常放電を少なくしなければならない。平板型ターゲットを用いるＤＣ／ＲＦ重畳スパッタでは、異常放電を少なくすることが困難である。そのため、平板型ターゲットを用いるＤＣ／ＲＦ重畳スパッタでは、高い品質を実現することができない。
【００１５】
更にＩＴＯ膜付長尺フィルムに対して低コストの要求が強くなってきたため、ロール・ツー・ロールで生産されるＩＴＯ膜付長尺フィルムの生産性（スパッタレート）を高くすることが必要となった。そのため、スパッタレートの低いＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法では、長尺フィルムのＩＴＯ膜を成膜することが困難になっている。
【００１６】
平面的なガラス板に薄膜を形成するスパッタ装置では、構造上、円筒型回転ターゲットを用いることは困難である。そのため、ガラス板用のスパッタ装置で、円筒型回転ターゲットを用いることは研究されていない。従って、円筒型回転ターゲットを用いることに関して、ガラス板用のスパッタ装置は、長尺フィルムのスパッタ装置の参考にはならない。
【００１７】
ＩＴＯ膜の電気抵抗を下げるうえで、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法が有効である。しかし、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法で平板型ターゲットを用いると、スパッタレートが低い上、異常放電が発生しやすい。そのため、現在の静電タッチパネル用途に適した、抵抗が低く品質の高いＩＴＯ膜を、高いスパッタレートで成膜することは、平板型ターゲットを用いたＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法では実現できない。
【００１８】
異常放電を防止するうえで円筒型回転ターゲットが有効である。しかし従来、円筒型回転ターゲットの使用は、ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法に限られていた。ＤＣスパッタ法あるいはＭＦスパッタ法において円筒型回転ターゲットを用いると、電気抵抗の低いＩＴＯ膜を得ることができない。
【００１９】
従来は、ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法で円筒型回転ターゲットを使用するための研究がされていない。そのため、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、抵抗が低く、品質の高いＩＴＯ膜を有する長尺フィルムを、高いスパッタレートで生産する際の問題点と、それを解決した製造仕様は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２０１０−２６５５２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３１１０号公報
【特許文献３】特開２００４−２７２７０号公報
【特許文献４】特開２００７−１８６７７２号公報
【特許文献５】特開２００９−１８７６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、抵抗が低く、品質の高いＩＴＯ膜を有する長尺フィルムを、高いスパッタレートで生産することのできるスパッタ装置を実現することである。また、本発明の目的は、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、抵抗が低く、品質の高いＩＴＯ膜付長尺フィルムを実現することである。また、本発明の目的は、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、抵抗が低く、品質の高いＩＴＯ膜付長尺フィルムを、高いスパッタレートで成膜できる製造方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
（１）本発明のスパッタ装置は、真空槽と、真空槽にスパッタガスを供給するスパッタガス供給装置と、真空槽内に備えられ、その中心軸回りに自転する成膜ロールと、成膜ロールと対向し、その中心軸回りに自転する円筒型回転ターゲットと、円筒型回転ターゲットの内部に設置された磁石と、円筒型回転ターゲットにＤＣ電圧とＲＦ電圧を重畳して印加するＤＣ電源およびＲＦ電源を備え、成膜ロールに巻かれた長尺フィルムにスパッタ膜を形成する。
（２）本発明のスパッタ装置においては、円筒型回転ターゲットの内部に設置された磁石により形成される磁場の磁束密度が、円筒型回転ターゲットの表面において、５０ｍＴ（ミリテスラ）以上である。スパッタ条件としては磁束密度の上限は特に無いが、磁石の大きさや種類により、磁束密度の上限は自ずと決まる。
（３）本発明のスパッタ装置は、更に、真空槽に反応性ガスを供給する反応性ガス供給装置を備える。
（４）本発明のスパッタ装置は、更に、長尺フィルムを供給するフィルム供給機構と、長尺フィルムを収納するフィルム収納機構を備える。
（５）本発明のスパッタ装置は、スパッタガス供給装置および反応性ガス供給装置をそれぞれ複数備える。
（６）本発明のスパッタ装置は、円筒型回転ターゲットを複数備える。
（７）本発明のスパッタ装置においては、複数の円筒型回転ターゲットが複数のグループに分類され、グループ毎にスパッタガスおよび反応性ガスの、種類および圧力が異なる。
（８）本発明のスパッタ装置は、成膜ロールを複数備える。
（９）本発明のスパッタ装置においては、スパッタガスがアルゴンガスであり、反応性ガスが酸素ガスである。
（１０）本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムは、上記のスパッタ装置を用いて製造されたＩＴＯ膜を有する。
（１１）本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムの製造方法においては、上記のスパッタ装置を用いて、長尺フィルムにＩＴＯ膜を形成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスパッタ装置により次の効果が得られる。（１）スパッタレートが高くなるため、生産性が向上する。（２）異常放電が発生しにくいため、薄膜の品質が高くなる。（３）抵抗（比抵抗または抵抗率）の低いＩＴＯ膜を得ることができる。本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムは、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、低い抵抗、高い品質を有する。本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムの製造方法により、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、低い抵抗、高い品質を有するＩＴＯ膜付長尺フィルムを、高いスパッタレート（高い生産性）で成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスパッタ装置の一例の正面図と側面図
【図２】本発明のスパッタ装置の他例の正面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は本発明のスパッタ装置１０の一例の正面図と側面図である。図１は長尺フィルム１１にスパッタにより薄膜を形成中の図である。本発明のスパッタ装置１０は、真空槽１２内に、長尺フィルム１１の供給ロール１３、長尺フィルム１１の走行をガイドするガイドロール１４、長尺フィルム１１を一周弱巻き付ける円筒形の成膜ロール１５、長尺フィルム１１を収納する収納ロール１６を備える。供給ロール１３は代表的なフィルム供給機構であり、収納ロール１６は代表的なフィルム収納機構である。成膜ロール１５はキャンロールとも呼ばれる。成膜ロール１５はその中心軸回りに自転する。スパッタ中は成膜ロール１５が自転し、長尺フィルム１１は成膜ロール１５の自転に同期して走行する。
【００２６】
成膜ロール１５の周囲に、成膜ロール１５に対向するように、成膜ロール１５と所定の距離を隔てて、円筒型回転ターゲット１７が設置される。成膜ロール１５の中心軸と円筒型回転ターゲット１７の中心軸は平行である。図１は円筒型回転ターゲット１７が３本の例であるが、円筒型回転ターゲット１７の本数に制限はない。スパッタ中は円筒型回転ターゲット１７もその中心軸の回りに自転する。円筒型回転ターゲット１７の自転速度は各々の円筒型回転ターゲット１７で異なっていてもよい。
【００２７】
円筒型回転ターゲット１７の内側に、円筒型回転ターゲット１７に密着して円筒型のカソード１８が設置され、更にその内側に磁石１９が設置される。円筒型回転ターゲット１７と円筒型のカソード１８は、機械的、電気的に結合する。カソード１８は円筒型回転ターゲット１７と同じ回転速度で自転する。しかし磁石１９は回転せず常に成膜ロール１５の方向を向いている。
【００２８】
カソード１８に、ＲＦ電源２０（ＲＦ）がマッチングボックス２１（ＭＢ）を介して接続される。さらに、カソード１８に、ＤＣ電源２２（ＤＣ）がローパスフィルター２３（ＬＰＦ）を介して接続される。カソード１８と円筒型回転ターゲット１７は同じ電位であるため、実質的に、ＲＦ電源２０とＤＣ電源２２が円筒型回転ターゲット１７に接続される。それにより、円筒型回転ターゲット１７にＤＣ電圧とＲＦ電圧が重畳して印加される。ＲＦ電圧は代表的には１３．５６ＭＨｚの交流である。マッチングボックス２１（ＭＢ）は、ＲＦ電源２０側から見た円筒型回転ターゲット１７のインピーダンスを調整し、円筒型回転ターゲット１７からの反射電力（無効電力）を最小にするために用いられる。ローパスフィルター２３（ＬＰＦ）は、ＲＦ電源２０からの電力がＤＣ電源２２に逆流することを防止するために設置される。
【００２９】
各々の円筒型回転ターゲット１７が必要とする、スパッタガスあるいは反応性ガスの種類、圧力、供給量が異なることがあるため、各々の円筒型回転ターゲット１７を分離するように真空槽１２を隔壁２４で仕切り、分割槽２５とする。各々の分割槽２５に、ガス供給装置２６（ＧＡＳ）から配管２７が接続され、所定のガス（スパッタガスあるいは反応性ガス）が、所定の圧力と流量で供給される。ガスの流量はマスフローコントローラー２８（ＭＦＣ）で制御される。
【００３０】
図２の本発明のスパッタ装置３０の右側の成膜室のように、一つの分割槽２５に複数の（図２では２本ずつの）円筒型回転ターゲット１７を設置してもよい。この場合、一つの分割槽２５に在る複数の円筒型回転ターゲット１７を、一グループの円筒型回転ターゲット１７と称する。この場合、同一のガス雰囲気で異なる材料のスパッタを行なうことができる。また、当該分割槽２５の材料のスパッタ速度が、他の分割槽２５の材料のスパッタ速度より遅いとき、長尺フィルム１１の走行速度を遅くしないため、当該分割槽２５で同一材料の複数の円筒型回転ターゲット１７を用いてスパッタすることができる。
【００３１】
成膜ロール１５の自転に同期して走行する長尺フィルム１１に、円筒型回転ターゲット１７と対向する位置で、スパッタ薄膜が付着する。図１では成膜ロール１５が１本であるが、図２の本発明のスパッタ装置３０のように、成膜ロール１５が２本あってもよく、成膜ロール１５の本数に制限はない。
【００３２】
長尺フィルム１１として、一般的に、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリシクロオレフィンなどの単独重合体や共重合体からなる透明フィルムを用いる。長尺フィルム１１は、単層フィルムでもよく、積層フィルムでもよい。長尺フィルム１１の厚さは限定されないが、通常、６μｍ〜２５０μｍ程度である。長尺フィルム１１には光学調整層が形成されていてもよい。また、長尺フィルム１１と薄膜の付着力を強くするために、長尺フィルム１１にプラズマ処理などが実施されていてもよい。
【００３３】
本発明のスパッタ装置１０では、低圧アルゴンガスなどのスパッタガス中で、成膜ロール１５をアノード電位とし、円筒型回転ターゲット１７をカソード電位として、成膜ロール１５と円筒型回転ターゲット１７の間にＤＣ電圧とＲＦ電圧を重畳して印加する。ＤＣ電圧により長尺フィルム１１と円筒型回転ターゲット１７間にスパッタガスのプラズマを発生させる。プラズマ中のスパッタガスイオンが電気的に加速されて円筒型回転ターゲット１７に衝突し、円筒型回転ターゲット１７の構成物質を叩き出す。叩き出された円筒型回転ターゲット１７の構成物質は長尺フィルム１１に堆積し薄膜となる。
【００３４】
本発明のスパッタ装置１０では、円筒型回転ターゲット１７を用いるため、円筒型回転ターゲット１７の表面にエロージョンが均一に形成される。そのため、円筒型回転ターゲット１７の単位面積当たりの入力電力を高くすることができ、スパッタレートを高くすることができる。また、円筒型回転ターゲット１７の表面に、叩き出されたターゲット材料が堆積しにくいため、異常放電が発生しにくい。本発明のスパッタ装置１０では、異常放電が発生しにくいため、高品質の薄膜を得ることができる。
【００３５】
透明導電膜として、インジウム−錫酸化物（Indium-Tin-Oxide : ITO）の薄膜が広く使用されている。インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）のような酸化物薄膜を形成する場合、酸化物ターゲット法と反応性スパッタ法がある。反応性スパッタ法では、アルゴンなどのスパッタガスに加えて、酸素ガス（反応性ガス）も供給される。酸素ガスを反応性ガスとする反応性スパッタ法では、叩き出された円筒型回転ターゲット１７の構成物質（例えばインジウム原子、錫原子）が酸素ガスと反応し、酸化物（インジウム−錫酸化物）となって、長尺フィルム１１に堆積する。
【００３６】
本発明のスパッタ装置１０では、円筒型回転ターゲット１７の内部に設置された磁石１９が、円筒型回転ターゲット１７の外部に磁場を形成する。この磁場により、円筒型回転ターゲット１７と成膜ロール１５間のＤＣ電圧を低くすることができる。磁場は強い方が望ましいが、磁石１９の大きさや磁気強度により自ずと限界がある。生成したスパッタガスイオンは円筒型回転ターゲット１７と衝突して、円筒型回転ターゲット１７の構成物質を叩き出す。磁場が強いと、ターゲット近傍での電子密度が高くなり、スパッタガスのイオン化率が上昇する。スパッタガスイオンの数が多いため、ＤＣ電圧を低くすることができる。
【００３７】
磁場の強さとＤＣ電圧の関係について、本願発明者の研究結果を説明する。実験ではＩＴＯ膜を成膜するとき、円筒型回転ターゲット１７（インジウムと錫の焼結体）への入力電力が一定の電源を用いた。円筒型回転ターゲット１７の表面において、磁束密度（磁場の強さ）が３０ｍＴ（ミリテスラ）で、ＲＦ電圧を重畳しない場合、ＤＣ電圧は４２０Ｖ程度となった。（なお、円筒型回転ターゲット１７への入力電力を少なくすることによっても、ＤＣ電圧を低くすることができるが、入力電力が少なすぎると、円筒型回転ターゲット１７の構成物質（インジウムと錫）を十分に叩き出すことができない。そのため、円筒型回転ターゲット１７への入力電力を少なくすることによってＤＣ電圧を低くすることは望ましくない。）このとき、成膜されたＩＴＯ膜の比抵抗（抵抗率）は３．５×１０−４Ωｃｍ程度であった。このＩＴＯ膜の比抵抗は、従来（平板型ターゲット＋ＤＣスパッタ法）のＩＴＯ膜の比抵抗とほぼ同等である。
【００３８】
次に、円筒型回転ターゲット１７の表面において磁束密度が７０ｍＴで、ＲＦ電圧を重畳しない場合、ＤＣ電圧は２５０Ｖ程度に低下した。このとき、成膜されたＩＴＯ膜の比抵抗（抵抗率）は２．５×１０−４Ωｃｍ程度になった。この比抵抗は、従来（平板型ターゲット＋ＤＣスパッタ法）のＩＴＯ膜の比抵抗の約７１％である。ＩＴＯ膜の比抵抗が低くなった理由は次のとおりである。スパッタ時のＤＣ電圧が低くなると、円筒型回転ターゲット１７に衝突するアルゴンイオンの運動エネルギーが低下し、２次電子や反跳アルゴン原子の、個数や運動エネルギーが低下する。２次電子や反跳アルゴン原子はＩＴＯ膜に欠陥を発生させ、ＩＴＯ膜の比抵抗を高くする。そのため、２次電子や反跳アルゴン原子に起因する欠陥が低減すると、ＩＴＯ膜の比抵抗が低くなる。ＩＴＯ膜の比抵抗は低い方がよいため、ＤＣ電圧は低い方がよい。磁束密度が３０ｍＴの場合と７０ｍＴの実験結果を比較すると、磁束密度は５０ｍＴ以上が望ましいことが推定される。このような磁束密度の下限値は、本願発明者の研究により、初めて明らかになった。
【００３９】
さらに、円筒型回転ターゲット１７の表面において磁束密度が７０ｍＴで、ＲＦ電圧を重畳した場合、ＤＣ電圧は１５０Ｖ程度に下がった。これが本発明のスパッタ装置１０の望ましい製造仕様である。このときＲＦ電圧のピーク間電圧は８００Ｖであった。このとき、成膜されたＩＴＯ膜の比抵抗（抵抗率）は１．５×１０−４Ωｃｍ程度になった。このＩＴＯ膜の比抵抗は、ＲＦ電圧を重畳しないときの、約６０％である。これらの結果から考えて、磁束密度は、円筒型回転ターゲット１７の表面において、７０ｍＴ以上であることがより望ましい。さらに円筒型回転ターゲット１７を用いることにより、スパッタレートは平板型ターゲットの場合の１．３倍となり、異常放電の発生率は５分の１に低下した。
【００４０】
本発明のスパッタ装置１０では、円筒型回転ターゲット１７に、ＤＣ電圧とＲＦ（１３．５６ＭＨｚの交流）電圧を重畳して印加し、さらに、磁場を加えるため、電気抵抗の低いＩＴＯ膜を成膜することができる。具体的には、従来の（平板型ターゲット＋ＤＣスパッタ法）で成膜したＩＴＯ膜の比抵抗（抵抗率）が３．５×１０−４Ωｃｍ程度であるのに対し、本発明のスパッタ装置１０（円筒型回転ターゲット１７＋ＤＣ／ＲＦ重畳スパッタ法＋磁束密度７０ｍＴ）で成膜したＩＴＯ膜の比抵抗は１．５×１０−４Ωｃｍ程度であった。つまりＩＴＯ膜の比抵抗は約４３％に低くなる。
【００４１】
本発明のスパッタ装置１０によれば、ＩＴＯ膜の比抵抗が従来の約４３％になる。本発明のスパッタ装置１０で成膜されたＩＴＯ膜は比抵抗が低いため、ＩＴＯ膜を薄くすることができる。従って、ＩＴＯ膜の成膜時間が短くなり、生産性が高くなる。またＩＴＯターゲットの所要量が少なくなり、コストダウンができる。しかも、従来の平板型ターゲットと比較して、スパッタレートが高くなるため、成膜時間が短縮され、さらに生産性が高くなる。また、ＩＴＯ膜を薄くすることができるため、ＩＴＯ膜の光透過率が高くなる。ＩＴＯ膜の光透過率は高い方が望ましいため、ＩＴＯ膜の性能が向上する。また、平板型ターゲットと比較して異常放電が大幅に低減するためＩＴＯ膜の品質が高くなり、高品質のＩＴＯ膜付長尺フィルムを供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のスパッタ装置は、長尺フィルムに、高品質の薄膜（例えばＩＴＯ膜）を、高い生産性で成膜することに適する。本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムは、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、低い抵抗、高い品質を有する。本発明のＩＴＯ膜付長尺フィルムの製造方法により、ＩＴＯ膜付ガラス板と同等の、低い抵抗、高い品質を有するＩＴＯ膜付長尺フィルムを、高い生産性で成膜できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ スパッタ装置
１１ 長尺フィルム
１２ 真空槽
１３ 供給ロール
１４ ガイドロール
１５ 成膜ロール
１６ 収納ロール
１７ 円筒型回転ターゲット
１８ カソード
１９ 磁石
２０ ＲＦ電源
２１ マッチングボックス
２２ ＤＣ電源
２３ ローパスフィルター
２４ 隔壁
２５ 分割槽
２６ ガス供給装置
２７ 配管
２８ マスフローコントローラー
３０ スパッタ装置
【図１】
2015232158.tif 000003
【図２】
2015232158.tif 000004