(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング法により、基板上に金属薄膜を形成する方法において、
該金属薄膜を形成する際の雰囲気ガスとして、還元性ガスと希釈ガスとの混合ガスを用いる金属薄膜の形成方法であって、
該還元性ガスが水素であり、
雰囲気ガス中の還元性ガスの体積分率が０．０１〜０．６ｖｏｌ％であり、
該金属薄膜がＡｇの薄膜であり、
スパッタリング装置の真空槽内に金属ターゲットをセットすると共に基板を配置し、真空槽内を真空引きした後、希釈ガスと還元性ガスとを導入して圧力０．０１〜５０Ｐａに調整し、金属ターゲットに電圧を印加して成膜を行うことを特徴とする金属薄膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタリング法により基板上に金属薄膜を形成することにより、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面に配置される透明導電性薄膜等として有用な低抵抗で導電性に優れた金属薄膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰの前面板には、反射防止性能（即ち、可視光高透過性（可視光低反射性））、熱線反射（近赤外カット）性能、電磁波シールド性能等に優れることが要求され、従来、このような要求性能のうち、電磁波シールド性を有する透明導電性フィルムとして、ＰＥＴフィルムにＡｇ等の金属薄膜を形成したものが提供されている。また、熱線反射性能と電磁波シールド性能とを兼備するものとして、ＰＥＴフィルム上にＩＴＯ（スズインジウム酸化物）等の金属酸化物薄膜とＡｇ等の金属薄膜とを交互に多層積層形成したフィルムが提供されている。
【０００３】
このような金属薄膜や積層膜の形成方法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等、各種の方法があるが、膜厚制御が容易な点からスパッタリング法が最も好適とされている。
【０００４】
スパッタリング法による金属薄膜の形成は、一般に、当該金属薄膜を構成する金属のターゲットを用いて、アルゴン（Ａｒ）雰囲気にて行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスパッタリング法では、成膜時に、スパッタ粒子が雰囲気ガス中に存在する酸素（Ｏ２）や湿気（Ｈ２Ｏ）と反応して酸化され、このため成膜により形成された金属薄膜中には、一部金属酸化物となった部分が存在することとなり、この結果、得られる金属薄膜の抵抗値は、当該金属の抵抗値よりも高く、導電性に劣るものとなるという問題があった。この酸化の原因となる雰囲気ガス中のＯ２やＨ２Ｏは、ガスリークや系内の真空引き不足等により存在するものであるが、このＯ２やＨ２Ｏを完全に排除するためには、真空引きに長期間を要したり、高度に気密性の高い真空槽と高純度の雰囲気ガスを用いる必要があり、これらを確実に除去することは、実用上困難である。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、スパッタリング法による成膜中の酸化を防止して、低抵抗値で導電性に優れた金属薄膜を形成する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属薄膜の形成方法は、スパッタリング法により、基板上に金属薄膜を形成する方法において、該金属薄膜を形成する際の雰囲気ガスとして、還元性ガスと希釈ガスとの混合ガスを用いる金属薄膜の形成方法であって、該還元性ガスが水素であり、雰囲気ガス中の還元性ガスの体積分率が０．０１〜０．６ｖｏｌ％であり、該金属薄膜がＡｇの薄膜であり、スパッタリング装置の真空槽内に金属ターゲットをセットすると共に基板を配置し、真空槽内を真空引きした後、希釈ガスと還元性ガスとを導入して圧力０．０１〜５０Ｐａに調整し、金属ターゲットに電圧を印加して成膜を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の方法では、スパッタ雰囲気ガスに還元性ガスを存在させることにより、成膜時のスパッタ粒子の酸化を防止して酸化物の混在していない、高純度で導電性に優れた金属薄膜を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明においては、金属薄膜をマグネトロンスパッタ法又は２極スパッタ法等のスパッタリング法により形成するに当たり、金属薄膜の成膜雰囲気ガスを還元性ガスと希釈ガスとの混合ガスとする。
【００１１】
この還元性ガスとしては、スパッタ放電雰囲気中において、還元性を発現する水素を用いる。
【００１２】
一方、希釈ガスとしては、アルゴン、クリプトン、ネオン等の不活性ガスを用いることができる。
【００１３】
スパッタ成膜時において、雰囲気ガス中の還元性ガスの体積分率（還元性ガスと希釈ガスとの合計に対する還元性ガスの体積割合）が過度に低いと、還元性ガスによる酸化抑制効果を十分に得ることができず、過度に高いと金属薄膜中に還元性ガスが取り込まれることにより金属薄膜の導電率が低下することから、この還元性ガスの体積分率は０．０１〜０．６ｖｏｌ％とする。一般に、還元性ガスは消費される傾向にあるため、スパッタ中の雰囲気ガス中の還元性ガスの体積分率は、流量比と一致するとは限らず、還元性ガス流量や還元性ガスと希釈ガスとの流量比を制御して、雰囲気ガス中の還元性ガスの体積分率（ないし分圧）を上記好適範囲に調整することは、導電性に優れた金属薄膜を形成する上で重要である。特に、Ａｒ／Ｈ２混合ガス系でＡｇ薄膜をスパッタ成膜する場合、Ｈ２ガスの体積分率は０．３５〜０．６ｖｏｌ％とするのが好ましい。
【００１４】
本発明の方法は、雰囲気ガス中に還元性ガスを導入すること以外は常法に従って実施することができ、例えばスパッタリング装置の真空槽内に金属ターゲットをセットすると共に基板を配置し、真空槽内を真空引きした後、Ａｒガス等の希釈ガスとＨ２ガス等の還元性ガスとを導入して圧力０．０１〜５０Ｐａ、好ましくは０．１〜５Ｐａ程度に調整し、金属ターゲットに電圧を印加して成膜を行えば良い。
【００１５】
このような本発明の方法により形成される金属薄膜の膜厚としては特に制限はないが、金属薄膜は、Ａｇの薄膜であり、その膜厚は通常０．５ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜１μｍの範囲で適宜設定される。
【００１６】
また、金属薄膜を形成する基板としては、用途に応じて各種の材質、厚みのものが用いられるが、ＰＤＰ等の前面板としての用途においては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、トリアセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル。ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、セロファン等、好ましくはＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡの透明フィルムであって、通常の場合、１μｍ〜１０ｍｍ程度の厚さのものが用いられるが、ガラス基板であっても良い。
【００１７】
このような本発明の金属薄膜の形成方法は、その優れた導電性により、電磁波シールド性、帯電防止性等に優れた透明導電性フィルムの製造に好適であるが、特に、金属薄膜と金属酸化物薄膜とを交互に多層積層形成することにより、電磁波シールド性と熱線反射性能とを兼備する機能性フィルムの製造に工業的に極めて有用である。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００１９】
実施例１〜２、比較例１〜３
ＤＣマグネトロンスパッタリング装置のターゲットとしてＡｇをセットし、基板として厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムを用いて金属薄膜の形成を行った。
【００２０】
まず、真空槽をターボ分子ポンプで１×１０−４Ｐａ以下まで排気した後、ＡｒガスとＨ２ガスとを表１に示すＨ２ガス体積分率となるように真空系内に導入し、圧力が０．６７Ｐａとなるように調整した。この状態でＡｇターゲットに電圧を印加して基板上に膜厚３．６ｎｍのＡｇ薄膜を成膜した。
【００２１】
このＡｇ薄膜の抵抗率を測定し、結果を表１に示した。
【００２２】
表１より、Ａｇ薄膜成膜時の雰囲気ガスにＨ２ガスを導入し、その体積分率を０．０１〜０．６ｖｏｌ％とすることにより、抵抗値が低く導電性に優れた薄膜を形成することができることがわかる。
【００２３】
【表１】
0004449160.tif 000002
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の金属薄膜の形成方法によれば、スパッタリング法による成膜中の酸化を防止して、低抵抗値で導電性に優れた金属薄膜を形成することができる。