【手続補正書】
【提出日】平成19年6月25日(2007.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の可撓性の基板にスパッタリングで薄膜を形成するに際し、パルス電力を印加できる複数の放電電源とターゲットを有するカソードを複数組み合わせて、前記基板を長手方向に搬送しつつ、少なくとも２以上のカソードを２つ以上のグループに分割し、各カソードのターゲットに対応させて所定の周波数のパルス電圧を印加して前記基板に薄膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、パルス電源のアース電位を基準として、負電位、正電位、アース電位のうちの少なくとも２種類以上の電圧を組み合わせてなる正弦波パルス電圧または矩形波パルス電圧を、各カソードのターゲットに対応させて設定する請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧の繰り返し波形の１サイクルにおいて、負電圧と正電圧または負電圧とアース電圧または正電圧とアース電圧または、負電圧と正電圧とアース電圧の印加時間分割比率を、各カソードのターゲットに対応させて設定する請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、電圧波形が同じで相互に位相が異なるパルス電圧を、各カソードのターゲットに対応させて設定する請求項１〜３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記分割されたカソードから選択される２つのカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、負電圧と正電圧または負電圧とアース電圧または正電圧とアース電圧を所定の周波数で交互に印加する請求項１〜４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧の繰り返し波形の周波数は、１ｋＨｚ〜２００ｋＨｚである請求項１〜５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記基板の搬送は、円筒状のドラムの側面に前記基板を保持しつつ行うものであり、前記分割されたカソードは、このドラムの側面に前記ターゲットが対向するように配置される請求項１〜６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記分割されたカソードのターゲット表面と、円筒状のドラムの側面に保持されたターゲットに対向し略並行な基板面との距離を４０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で可変する請求項１〜７のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項９】
前記分割されたカソードのターゲット材料が同一の物質である請求項１〜８のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記分割されたカソードのターゲット材料が異なる物質である請求項１〜９のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記分割されたカソードのターゲット材料が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃ、およびＭｇの内の１種以上を含む金属または合金またはこれらの酸化物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物である請求項１〜１０の何れかに記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記分割されたカソードから選択される隣接する２つのカソードにおいて、２つのターゲット表面の中心部を通る垂線を含むターゲット表面に垂直な２つの面が交差し、それらの成す角度が１０°〜１８０°である請求項１〜１１のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１３】
長尺な可撓性の基板を長手方向に搬送しつつ、前記基板の表面にスパッタリングで薄膜を形成する成膜装置であって、
チャンバと、前記チャンバ内を減圧する真空排気手段と、前記チャンバ内に配置され、前記基板を保持しつつ回転して前記基板を長手方向に搬送する円筒状のドラムと、前記ドラムの回転方向に対して少なくとも１つ配置され、ターゲットを保持してグロー放電を発生させるカソードとを有し、
前記ターゲットを有するカソードを真空シール部を有するフランジ面を介して前記チャンバに取り付けるに際し、前記フランジ面とターゲット表面と前記ドラムの側面とが前記ドラムの回転方向に対して略平行となるように前記チャンバのカソード取り付けフランジ面が形作られることを特徴とする成膜装置。
【請求項１４】
少なくとも２つ以上のカソードの表面に、連通してグロー放電を発生させる共通の放電空間を有する請求項１３に記載の成膜装置。
【請求項１５】
少なくとも２つ以上のカソードのターゲット表面に、連通してグロー放電を発生させる共通の放電空間を形成し、前記共通の放電空間を略気密にして、その他のチャンバ空間と略分離させる分離手段を有する請求項１３または１４に記載の成膜装置。
【請求項１６】
少なくとも２つ以上のカソードのターゲット表面に、連通してグロー放電を発生させる共通の放電空間に対して、グロー放電を維持するための不活性ガスまたは反応性ガスまたは前記不活性ガスと反応性ガスを導入するガス導入部を有する請求項１４または１５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１７】
少なくとも２以上のカソードのターゲット表面に、連通してグロー放電を発生させる共通の放電空間を減圧するための真空排気手段を有する請求項１４〜１６のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記共通の放電空間を減圧するための真空排気手段は、前記ドラムの回転方向に沿って、その放電空間に配置されるカソードの前方と後方の少なくとも２つ以上配置される請求項１４〜１７のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１９】
少なくとも２つ以上のカソードの、ターゲット表面の任意の点を通る鉛直線は、前記ドラムの側面に接することがないように前記ターゲットを配設する請求項１３〜１８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記カソードは、前記チャンバの所定位置に固定された状態では、ターゲット、および、その周辺に位置する部材以外は成膜系の外部に位置する請求項１３〜１９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項２１】
前記カソードは、マグネトロンスパッタリングを行うための磁石と、この磁石を前記ターゲットに対して接離する磁石の移動手段とを有する請求項１３〜２０のいずれかに記載の成膜装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかしながら、このような長尺な基板に連続的に成膜を行うスパッタリングでは、以下の各種の問題点がある。
まず、スパッタリングでは、薄膜の密着性や強度を良好にするために、成膜に先立ち基板を加熱することが多いが、基板を搬送しつつ成膜を行う際には、加熱も基板を搬送しつつ行うために、十分に加熱することができず、十分な密着性を得られないか不十分となってしまう場合がある。さらに、前処理での加熱が不十分であると、成膜系内で、基板に付着した水分、基板の汚れに起因するガス等が放出してしまい、この悪影響によっても、薄膜の密着性や強度が低下する。
逆に、十分に加熱するためには、基板の搬送速度を低下する必要があり、当然、生産性が低下する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このような本発明の成膜方法において、前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、パルス電源のアース電位を基準として、負電位、正電位、アース電位のうちの少なくとも２種類以上の電圧を組み合わせてなる正弦波パルス電圧または矩形波パルス電圧を、各カソードのターゲットに対応させて設定するのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧の繰り返し波形の１サイクルにおいて、負電圧と正電圧または負電圧とアース電圧または正電圧とアース電圧または、負電圧と正電圧とアース電圧の印加時間分割比率を、各カソードのターゲットに対応させて設定するのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、電圧波形が同じで相互に位相が異なるパルス電圧を、各カソードのターゲットに対応させて設定するのが好ましく、また、前記分割されたカソードから選択される２つのカソードのターゲットに印加するパルス電圧は、負電圧と正電圧または負電圧とアース電圧または正電圧とアース電圧を所定の周波数で交互に印加するのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲットに印加するパルス電圧の繰り返し波形の周波数は、１ｋＨｚ〜２００ｋＨｚであるのが好ましく、また、前記基板の搬送は、円筒状のドラムの側面に前記基板を保持しつつ行うものであり、前記分割されたカソードは、このドラムの側面に前記ターゲットが対向するように配置されるのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲット表面と、円筒状のドラムの側面に保持されたターゲットに対向し略並行な基板面との距離を４０ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で可変するのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲット材料が同一の物質であるのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲット材料が異なる物質であるのが好ましく、また、前記分割されたカソードのターゲット材料が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃ、およびＭｇの内の１種以上を含む金属または合金またはこれらの酸化物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物であるのが好ましく、さらに前記分割されたカソードから選択される隣接する２つのカソードにおいて、２つのターゲット表面の中心部を通る垂線を含むターゲット表面に垂直な２つの面が交差し、それらの成す角度が１０°〜１８０°であるのが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の成膜方法および成膜装置において、成膜する薄膜にも、限定はなく、スパッタリングによって成膜可能なものであれば、透明導電膜、ガスバリア膜などの保護膜、密着性向上等に利用される各種の機能膜など、全てのものが利用可能である。
透明導電膜としては、アンチモンをドープした酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、半導性金属酸化物（酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩｎＺｎＯ）、金属（金、銀、クロム、ニッケルなど）、これらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、無機導電性材料（ヨウ化銅、硫化銅など）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなど）、および、有機導電性材料とＩＴＯとの積層物等が例示される。これ以外にも、酸化チタン（ＴｉＯ2）、窒化チタン、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が好適に例示される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
供給室１２は、供給ローラ２６と、加熱ゾーン２８と、ガイドローラ３０および３２と、真空ポンプ３４とを有して構成される。
成膜ライン１０においては、長尺な基板Ｓは、巻回されたロール状で供給ローラ２６に装填され、プラズマ処理室１４→第１成膜室１６→第１透過率測定室１８→第２成膜室２０→第２透過率測定室２２→巻取室２４（巻取ローラ１００）まで掛け渡される。基板Ｓは、この状態で、駆動ローラである供給ローラ２６の回転によってロールから送り出され、ガイドローラ３０および３２に案内されつつ供給室１２から供給され、長手方向に搬送されつつ、各部屋に、順次、供給されて処理され、表面（ロール外面）に薄膜を成膜されて、巻取室２４において、再度、ロール状に巻回される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
第１成膜室１６において、入排出部４０の下方には、第１カソード４２ａ〜第６カソード４２ｆおよびドラム５０を有する成膜部４４が位置する。
ドラム５０は、側面に基板Ｓを巻き掛けて回転することにより、基板Ｓを所定の成膜位置に保持しつつ、長手方向に搬送するものである。
図示例において、ドラム５０は成膜中における基板Ｓの加熱／冷却手段を兼ねており、成膜中の基板Ｓの温度を例えば、−５０℃〜４００℃の範囲でコントロールする。ドラム５０による基板Ｓの加熱／冷却方法には、特に限定はなく、ドラム５０内部を含む液体の冷媒や熱媒の循環経路を形成して、温度調整した冷媒や熱媒を循環させる方法等、公知の方法が、各種利用可能である。
また、図示例においては、ドラム５０は、groundに落とした状態（アースした状態）と、電気的にフローティングな状態とを、選択可能になっている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このような第１成膜室１６においては、ドラム５０によって基板Ｓを所定の成膜位置に保持して長手方向に搬送しつつ、ターゲットを保持した各カソード４２を駆動することによって、スパッタリングによる成膜を行う。
ここで、各カソード４２で成膜する薄膜は、同じであってもよく、異なるものであってもよく、同じ膜を形成するカソードと異なる膜を形成するカソードが混在してもよい。従って、カソード４２に装着するターゲットは、互いに、異なるものでも、同じものでもよい。さらに、全てのカソードを作動する必要はなく、適宜、選択したカソードのみを駆動して、成膜を行ってもよい。
すなわち、図示例の成膜ライン１０においては、最大で、組成の異なる１２層の薄膜を成膜できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
ここで、第１カソード４２ａと第２カソード４２ｂとの間の隔壁８４、第３カソード４２ｃと第４カソード４２ｄとの間の隔壁８５、および第５カソード４２ｅと第６カソード４２ｆとの間の隔壁８６は、公知の手段で移動可能（もしくは開閉可能）になっており、対応するカソード４２の空間を、連通した状態と、略気密に分離した状態とにできる。
図示例の成膜装置１０においては、本発明の正負交互電圧印加方式で成膜を行う際には、隔壁８４、隔壁８５、および隔壁８６の少なくとも１つを移動して、第１カソード４２ａと第２カソード４２ｂとの空間、第３カソード４２ｃと第４カソード４２ｄとの空間、および、第５カソード４２ｅと第６カソード４２ｆとの空間の少なくとも１つを連結して成膜を行う。なお、本発明においては、必要に応じて、隔壁８０および８２も移動可能に構成してもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
１つは、カソード４２において、自身が保持するターゲットＴをカソード電位としてカソードとして作用させ、自身が有するアノード４３ａをアノードとして作用させる方法である。好適な一例として、カソード４２が保持するターゲットＴに零および負のパルス電位を印加して放電させてスパッタリングによる成膜を行う方法（以下、負／零パルス電圧印加方式とする）が例示される。すなわち、この方法では、カソード（ターゲットＴ）に対してアノード４３ａがプラスになって放電する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
密着力；  幅方向５点×長手方向５点の合計２５点について、セロハンテープ（ニチバン社製）を用いてクロスカッターテストを行った。その結果、何れの点でも、剥離は認められなかった。
抵抗率分布；  幅方向５点×長手方向５点の合計２５点について、抵抗率を測定した。その結果、抵抗率差は±５％以内であった。
透過率；  幅方向５点×長手方向５点の合計２５点について、分光光度計を用いて５５０ｎｍでの透過率を測定した。その結果、透過率の差は±０．１％以内であった。
表面性；  目視観察の結果、ＩＴＯ膜に、０．５ｍｍ以上のピンホールや異物付着は観察されなかった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
例えば、図示例の成膜ライン１０は、供給室１２およびプラズマ処理室１４を有しており、好ましい態様として、基板Ｓに加熱処理およびプラズマ処理を行った後に成膜を行っているが、本発明の成膜方法においては、両処理は必ずしも行う必要はなく、いずれか一方のみ、あるいは、このような処理を行わずに基板に成膜を行ってもよい。
また、本発明の成膜装置は、必ずしも本発明の成膜方法を実施するのに限定はされず、また、本発明の成膜方法は、必ずしも本発明の成膜装置で実施するのにも限定されないのは、もちろんのことである。