JP2002371355A - Method for manufacturing transparent thin film - Google Patents
Method for manufacturing transparent thin filmInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリング法による透明薄膜の製造方法
として、短波長域の可視光線透過率の高い透明薄膜を製
造する方法を提供する。
【解決手段】 スパッタリング法により透明薄膜を製造
するにあたり、上記薄膜中に含有されるスパッタリング
ガスの構成原子が0.05原子%以下となるようにスパ
ッタリングを行うことを特徴とする透明薄膜の製造方
法。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a transparent thin film having a high visible light transmittance in a short wavelength region as a method for producing a transparent thin film by a sputtering method. SOLUTION: In producing a transparent thin film by a sputtering method, sputtering is performed such that constituent atoms of a sputtering gas contained in the thin film become 0.05 atomic% or less. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング法
による透明薄膜の製造方法、とくに波長400〜450
nmの可視光線透過率の高い透明薄膜の製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a transparent thin film by a sputtering method, in particular, to a wavelength of 400 to 450.
The present invention relates to a method for producing a transparent thin film having a high visible light transmittance of 10 nm.
【0002】[0002]
【従来の技術】透明薄膜は、反射防止膜、光学フィル
タ、表面保護膜、ガスバリア膜、透明電極、透明熱線反
射膜、透明電磁波シールド膜など、現在いたる所で幅広
く使用されている。その中でも、酸化インジウムを主成
分とし、少量の酸化錫を添加した金属酸化物からなる透
明薄膜は、ITO(Indium Tin Oxid
e)薄膜とよばれ、その高い透明性と電気伝導性から、
透明導電膜材料として、ディスプレイ用透明電極、タッ
チパネル用透明導電フィルム、ディスプレイ用透明電磁
波シールド膜などに、幅広く応用されている。2. Description of the Related Art Transparent thin films are widely used at present, such as antireflection films, optical filters, surface protection films, gas barrier films, transparent electrodes, transparent heat ray reflection films, and transparent electromagnetic wave shielding films. Among them, a transparent thin film made of a metal oxide containing indium oxide as a main component and a small amount of tin oxide added is ITO (Indium Tin Oxid).
e) called thin film, because of its high transparency and electrical conductivity
As a transparent conductive film material, it is widely applied to a transparent electrode for a display, a transparent conductive film for a touch panel, a transparent electromagnetic wave shielding film for a display, and the like.
【0003】これらの透明薄膜は、主に、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、スパッタリング法などの真空
プロセスにより、成膜されている。これらの真空プロセ
スの中でも、スパッタリング法は、膜厚の制御性にすぐ
れ、良質な薄膜を大面積に均一に形成できることから、
幅広く応用されている。[0003] These transparent thin films are mainly produced by vacuum evaporation,
The film is formed by a vacuum process such as an ion plating method and a sputtering method. Among these vacuum processes, the sputtering method has excellent controllability of the film thickness, and can form a high-quality thin film uniformly over a large area.
Widely applied.
【0004】近年の低コスト化、軽量化の要請から、こ
れらの透明薄膜がプラスチックフィルム上にロール・ト
ウ・ロール方式で連続に成膜される技術が既に確立され
ている。また、透明導電膜においては、さらなる低抵抗
化、高透過率化が追求されており、たとえば、特開20
00−144379号公報では、ITO成膜後に加熱処
理することで、最も比抵抗が低減できる酸素導入量と水
分量を見い出し、微妙な範囲内でその割合を制御する方
法が開示されている。低抵抗化を実現するための研究報
告はこれにとどまらず、さらに多数なされている。[0004] In response to recent demands for cost reduction and weight reduction, a technique of continuously forming these transparent thin films on a plastic film by a roll-to-roll method has already been established. Further, in the case of transparent conductive films, further reduction in resistance and higher transmittance have been pursued.
Japanese Patent Application Publication No. 00-144379 discloses a method in which the amount of oxygen introduced and the amount of moisture that can reduce the specific resistance by heating after forming an ITO film are found, and the ratio is controlled within a delicate range. Research reports for realizing low resistance are not limited to this, and many more have been made.
【0005】通常の方法でスパッタリングしたITO薄
膜は、可視光の短波長側(380〜450nm)で僅か
に光吸収があり、微妙に褐色または黄ばんだ色目を呈す
る。光吸収は成膜方法、膜質、電気伝導性などと密接に
関係する。特許第1685120号には、成膜後に熱処
理を施し、結晶化させることで、光吸収率を低減、つま
り透過率を向上させる方法が開示されている。Hamb
ergらのITO薄膜に関する総論(J.Appl.P
hys.,Vol.60,No.11,1 Decem
ber 1986)には、キャリア密度を向上させる、
つまり比抵抗を低下させると、見かけ上のエネルギーバ
ンドギャップが広がり、光吸収端がより短波長側にシフ
トするBurstein−Moss効果が記されてい
る。[0005] The ITO thin film sputtered by the usual method has a slight light absorption on the short wavelength side (380 to 450 nm) of visible light, and exhibits a subtle brown or yellowish tint. Light absorption is closely related to the film formation method, film quality, electric conductivity, and the like. Japanese Patent No. 1685120 discloses a method in which heat treatment is performed after film formation and crystallization is performed to reduce light absorption, that is, improve transmittance. Hamb
erg et al. (J. Appl. P
hys. , Vol. 60, no. 11,1 Decem
ber 1986) includes an improvement in carrier density,
That is, when the specific resistance is reduced, the apparent energy band gap is widened, and the Burstein-Moss effect in which the light absorption edge shifts to a shorter wavelength side is described.
【0006】しかし、ITO成膜後に熱処理を施し、結
晶化させる方法は、120℃、好ましくは150℃を超
える長時間の熱処理が必要であり、製造工程が複雑にな
るばかりか、基体であるプラスチックフィルムの熱変形
によりフィルムが大きくカールしたり、それに伴ってI
TO薄膜自体にマイクロクラックが発生し、表面抵抗値
が上昇するなどの不具合があり、またプラスチックフィ
ルムの低分子成分が表面へ析出し、基体自体の透明性が
損なわれるなどの問題もある。However, a method of crystallizing by applying a heat treatment after the ITO film formation requires a long-time heat treatment at 120 ° C., preferably 150 ° C. or more, which not only complicates the manufacturing process but also increases the plastic The film is greatly curled due to the thermal deformation of the film.
The TO thin film itself has problems such as the occurrence of microcracks and an increase in the surface resistance value, and the low molecular components of the plastic film are deposited on the surface, and the transparency of the substrate itself is impaired.
【0007】また、キャリア密度を向上させて短波長側
の透過率を上昇させる方法は、いわば、ITO薄膜の化
学量論的組成を常に最適に保つ必要があるが、スパッタ
リング時の酸素導入量の変動によるキャリア密度の変化
により、微妙に透過率が変化するという問題がある。ま
た根本的に、通常の反応性スパッタリングで最もキャリ
ア密度が高くなるITO薄膜を作製したとしても、短波
長側の透過率は必ずしも、満足できるほど高いものは得
られないのが現状である。In the method of increasing the transmittance on the short wavelength side by increasing the carrier density, it is necessary to always keep the stoichiometric composition of the ITO thin film at an optimum level. There is a problem that the transmittance slightly changes due to a change in the carrier density due to the fluctuation. Also, fundamentally, even if an ITO thin film having the highest carrier density is produced by ordinary reactive sputtering, the transmittance on the short wavelength side is not always satisfactory enough.
【0008】そもそも、酸化インジウムのエネルギーバ
ンドギャップは、Burstein−Moss効果を無
視したとしても3.5eVかそれ以上であると報告され
ている。これは、光の波長でおおよそ355nmに相当
する。したがって、酸化インジウムが完全に結晶化して
いる状態であれば、可視光領域に光吸収などは発現しな
いはずである。しかし、実際のITO薄膜は、Si単結
晶のように完全に結晶状態にあるわけではないため、バ
ンドティルの広がりが発生して、バンドギャップ以下の
エネルギー領域で光吸収が発現すると考えられる。In the first place, it is reported that the energy band gap of indium oxide is 3.5 eV or more even if the Burstein-Moss effect is ignored. This corresponds to approximately 355 nm in light wavelength. Therefore, if the indium oxide is completely crystallized, light absorption or the like should not appear in the visible light region. However, since an actual ITO thin film is not completely in a crystalline state like a Si single crystal, it is considered that band tilt is generated and light absorption is expressed in an energy region equal to or smaller than a band gap.
【0009】また、ドーバントである酸化錫の添加によ
り、格子欠陥が発生したり、もともと酸化インジウム自
体が酸素空孔などの格子欠陥ができやすい格子構造をと
ることに起因して、バンドギャップ内にエネルギー準位
ができる。よって、実際のITO薄膜を考えると、結晶
性、不純物準位、化学量論的組成比、キャリアの密度な
どの影響が互いに複雑に影響し合い、結局、透過率とく
に短波長側での透過率を向上させるための有効な施策は
見い出されていないのが現状である。[0010] Further, the addition of tin oxide which is a dopant causes lattice defects or the indium oxide itself originally has a lattice structure in which lattice defects such as oxygen vacancies are easily formed. Energy levels are created. Therefore, when considering an actual ITO thin film, the effects of crystallinity, impurity levels, stoichiometric composition ratio, carrier density, and the like affect each other in a complicated manner, and as a result, the transmittance, especially on the short wavelength side, At present, no effective measures have been found to improve the quality.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に照らし、スパッタリング法による透明薄膜とくに
酸化インジウムを主成分とする金属酸化物からなる透明
薄膜の製造方法として、短波長域の可視光線透過率の高
い透明薄膜を製造する方法、また上記の透明薄膜を生産
性よく製造する方法を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, the present invention has been developed as a method for producing a transparent thin film by a sputtering method, in particular, a transparent thin film comprising a metal oxide containing indium oxide as a main component. It is an object of the present invention to provide a method for producing a transparent thin film having a high light transmittance, and a method for producing the above transparent thin film with high productivity.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】スパッタリング法では、
一般に、スパッタリング時の放電電圧にてスパッタリン
グガスであるアルゴンイオンが加速され、ターゲットの
表面に衝突する際に、ターゲット構成原子をたたき出す
ことで、基体上に薄膜が形成される。高エネルギーでタ
ーゲットに衝突したアルゴンイオンは電子を受け取り、
中性アルゴン原子となると同時に、反跳アルゴン原子と
して、基体上に高エネルギーでもって衝突する。この現
象は、とくにアルゴン原子よりも原子量の大きいターゲ
ット材料を用いた場合に顕著であり、インジウムはまさ
にそれに相当する。Means for Solving the Problems In the sputtering method,
In general, argon ions, which are a sputtering gas, are accelerated by a discharge voltage at the time of sputtering and, when colliding with the surface of a target, strike out target constituent atoms to form a thin film on a substrate. Argon ions that hit the target with high energy receive electrons,
At the same time as neutral argon atoms, they collide with the substrate at high energy as recoil argon atoms. This phenomenon is remarkable especially when a target material having an atomic weight larger than that of argon atoms is used, and indium is exactly equivalent thereto.
【0012】このように膜中に打ち込まれたアルゴンは
格子欠陥となり、格子ひずみなどの原因となることはよ
く知られている。たとえば、特開平7−258827号
公報には、金属薄膜をスパッタリング法で成膜するにあ
たり、スパッタリングガスとして、アルゴンに代えて、
原子量、原子半径の大きいクリプトンを使用して、膜中
に打ち込まれる反跳原子を低減して、金属薄膜の格子ひ
ずみを低減し、これにより低比抵抗の金属薄膜を製造す
る方法が開示されている。It is well known that argon implanted into a film as described above causes lattice defects and causes lattice distortion and the like. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-258827, when a metal thin film is formed by a sputtering method, instead of argon as a sputtering gas,
Atomic weight, using a large atomic radius krypton, reduce the recoil atoms bombarded in the film, reduce the lattice strain of the metal thin film, thereby producing a method of producing a metal thin film of low resistivity. I have.
【0013】本発明者らは、膜中に取り込まれる反跳原
子量に注目し、これと膜の透明性との関係を調べたとこ
ろ、膜中に含有されるアルゴン量が少ないほど、短波長
域の透過率が向上し、アルゴン量が膜中で0.05原子
%以下となると、短波長側での透過率が高く、黄ばみな
どの発生しない透明薄膜が得られることがわかった。こ
れは、膜中に打ち込まれた反跳原子が格子欠陥としてエ
ネルギーバンドギャップやバンドティルの特性、不純物
準位などに大きな影響を及ぼすためではないかと思われ
る。クリプトンを用いて低比抵抗の金属薄膜を製造する
前記公報には、上記反跳原子と透過率との関係は示され
ていない。The present inventors have paid attention to the amount of recoil atoms taken into the film and examined the relationship between the amount and the transparency of the film. As the amount of argon contained in the film was smaller, the shorter the wavelength, the shorter the wavelength range. It was found that when the transmittance was improved and the amount of argon was 0.05 atomic% or less in the film, the transmittance on the short wavelength side was high, and a transparent thin film free from yellowing or the like was obtained. This is presumably because the recoil atoms implanted in the film have a large effect on the energy band gap, band tilt characteristics, impurity levels, and the like as lattice defects. The above publication of producing a metal thin film having a low specific resistance using krypton does not show the relationship between the recoil atoms and the transmittance.
【0014】透明薄膜に打ち込まれる反跳原子を低減す
る方法として、スパッタリング時の圧力を高くして反跳
原子の平均自由行程を小さくし、粒子間の衝突回数を増
やしてそのエネルギーを小さくする方法が考えられる。
しかし、この方法は、実際に堆積される被スパッタ粒子
の衝突回数までも増加してしまうため、成膜された膜の
密度が低下し、いわゆるポーラスな膜となって、屈折率
が低下したり、防湿膜であればその防湿性が低下する。
また、スパッタリング電力を低下して、遅い成膜速度で
薄膜を形成すると、反跳原子のエネルギーも低下するた
め、膜中に打ち込まれる反跳原子量を低減できるはずで
ある。しかし、この方法では、成膜速度が著しく低下す
るため、生産性よく薄膜を製造できない。As a method of reducing recoil atoms to be injected into the transparent thin film, a method of increasing the pressure during sputtering to reduce the mean free path of the recoil atoms, increasing the number of collisions between particles, and reducing the energy thereof. Can be considered.
However, this method increases the number of collisions of the actually deposited particles to be sputtered, so that the density of the formed film decreases, and the film becomes a porous film, and the refractive index decreases. In the case of a moisture-proof film, the moisture-proof property is reduced.
In addition, if the sputtering power is reduced to form a thin film at a low deposition rate, the energy of the recoil atoms is also reduced, so that the amount of recoil atoms implanted in the film should be reduced. However, according to this method, a thin film cannot be manufactured with high productivity because the film formation rate is significantly reduced.
【0015】これらのことから、スパッタリング時の圧
力は0.5Pa以下であるのが望ましく、この場合、被
スパッタ粒子の平均自由行程は十分ターゲットと基体問
の距離を超えるため、膜の密度が低下せず、緻密な薄膜
を形成できる。また、スパッタリング電力は、通常では
ターゲット面積あたり3W/cm2 程度であるが、薄膜の
生産性の点より、上記より低くするのは良くなく、むし
ろ4W/cm2 以上の大きな電力とするのが望ましく、こ
の場合、この電力にほぼ比例して成膜速度を向上できる
ので、薄膜の生産性を上げることができる。From these facts, it is desirable that the pressure during sputtering is 0.5 Pa or less. In this case, the mean free path of the sputtered particles sufficiently exceeds the distance between the target and the substrate, and the density of the film decreases. Without forming a dense thin film. Further, the sputtering power is in the normal is about 2 per 3W / cm target area, from the viewpoint of film productivity, not good is to lower than the above, that a 4W / cm 2 or more large power rather Desirably, in this case, the film-forming speed can be improved almost in proportion to the electric power, so that the productivity of the thin film can be improved.
【0016】一方、このように低いスパッタリング圧力
で、4W/cm2 を超える高いスパッタリング電力で成膜
すると、通常相当量の反跳原子が打ち込まれ、短波長側
の透過率の低い薄膜となってしまう。本発明者らは、こ
の問題の克服のため、さらに検討した結果、上記条件で
成膜する際に、その放電電圧を400V以下の低い値に
設定すると、膜中に打ち込まれる反跳原子の量を抑制で
きることがわかった。つまり、上記の放電電圧は、アル
ゴンイオンがターゲットに衝突する加速電圧に相当し、
この放電電圧を低くすると、反跳原子の運動エネルギー
も低下し、膜中に打ち込まれるアルゴン量が低減される
のである。On the other hand, when a film is formed with such a low sputtering pressure and a high sputtering power exceeding 4 W / cm 2 , a considerable amount of recoil atoms are usually implanted, and a thin film having a low transmittance on the short wavelength side is formed. I will. The present inventors have further studied to overcome this problem. As a result, when forming a film under the above conditions, if the discharge voltage is set to a low value of 400 V or less, the amount of recoil atoms injected into the film is reduced. Can be suppressed. That is, the discharge voltage corresponds to an acceleration voltage at which argon ions collide with the target,
When the discharge voltage is reduced, the kinetic energy of the recoil atoms is also reduced, and the amount of argon injected into the film is reduced.
【0017】このように、本発明者らは、スパッタリン
グガスとして使用するアルゴンガスが薄膜中に不純物と
して取り込まれる量と短波長側での透過率との問に大き
な関係があり、上記ガスの構成原子であるアルゴンの含
有量が膜中で0.05原子%以下となるようにしたとき
に、透過率、とくに短波長側での透過率が高くて、黄ば
みなどの発生しない透明薄膜が得られること、またこの
透明薄膜の製造方法として、スパッタリング時の圧力を
0.5Pa以下、スパッタリング電力をターゲット面積
あたり4W/cm2 以上として、その際の放電電圧を40
0V以下に保って、スパッタリング操作することによ
り、上記の透明薄膜を生産性よく製造できることがわか
り、本発明を完成するに至ったものである。As described above, the present inventors have a great relationship between the amount of the argon gas used as a sputtering gas incorporated as an impurity in the thin film and the transmittance on the short wavelength side. When the content of argon, which is an atom, is set to 0.05 atomic% or less in the film, a transparent thin film having high transmittance, particularly on the short wavelength side, and free from yellowing can be obtained. In addition, as a method for producing this transparent thin film, the pressure during sputtering is 0.5 Pa or less, the sputtering power is 4 W / cm 2 or more per target area, and the discharge voltage at that time is 40
It has been found that the above transparent thin film can be manufactured with high productivity by performing a sputtering operation while maintaining the voltage at 0 V or less, and the present invention has been completed.
【0018】すなわち、本発明は、スパッタリング法に
より透明薄膜を製造するにあたり、上記薄膜中に含有さ
れるスパッタリングガスの構成原子が0.05原子%以
下となるようにスパッタリングを行うことを特徴とする
透明薄膜の製造方法に係るものであり、とくにスパッタ
リングガスがアルゴンガスであり、その構成原子がアル
ゴンである上記製造方法、透明薄膜が金属酸化物、金属
硫化物、金属窒化物または金属ハロゲン化物からなる上
記製造方法、透明薄膜が酸化インジウムを主成分とする
金属酸化物からなる上記製造方法、透明基体としてプラ
スチックフィルムを用い、この上に透明薄膜を製造する
上記製造方法に係るものである。That is, the present invention is characterized in that, when producing a transparent thin film by a sputtering method, sputtering is performed such that the constituent atoms of a sputtering gas contained in the thin film become 0.05 atomic% or less. The present invention relates to a method for producing a transparent thin film, in which the sputtering gas is argon gas, and the constituent atoms are argon, and the transparent thin film is formed from a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride or a metal halide. The present invention relates to the above-mentioned production method, the above-mentioned production method in which the transparent thin film is made of a metal oxide containing indium oxide as a main component, and the above-mentioned production method in which a plastic film is used as a transparent substrate and a transparent thin film is produced thereon.
【0019】また、本発明は、上記製造方法として、ス
パッタリングターゲットに、0.5Pa以下の圧力下、
ターゲット面積あたり4W/cm2 以上のスパッタリング
電力を印加し、その際の放電電圧を400V以下に保つ
て、スパッタリングを行うことにより、スパッタリング
ガスの構成原子の含有量が0.05原子%以下である透
明薄膜を製造する上記製造方法を提供できるものであ
る。さらに、本発明は、これらの方法で製造されたスパ
ッタリングガスの構成原子の含有量が0.05原子%以
下である透明薄膜を提供できるものである。Further, according to the present invention, as the above-mentioned production method, a sputtering target is applied under a pressure of 0.5 Pa or less.
By applying a sputtering power of 4 W / cm 2 or more per target area and performing a sputtering while maintaining a discharge voltage at that time at 400 V or less, the content of constituent atoms of the sputtering gas is 0.05 atomic% or less. The present invention can provide the above-described production method for producing a transparent thin film. Further, the present invention can provide a transparent thin film having a content of constituent atoms of the sputtering gas produced by these methods of 0.05 atomic% or less.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明におけるスパッタリング法
には、RF(高周波)マグネトロンスパッタリング法、
DC(直流)マグネトロンスパッタリング法、パルスD
Cマグネトロンスパッタリング法、デュアルマグネトロ
ンスパッタリング法などがある。スパッタリングターゲ
ットが酸化インジウムを主成分とする金属酸化物などの
導電性材料からなるときは、DCスパッタリング法が可
能であり、簡潔かつ安価な電源で生産性よく透明薄膜が
製造できるので、とくに好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The sputtering method according to the present invention includes an RF (high frequency) magnetron sputtering method,
DC (direct current) magnetron sputtering method, pulse D
There are a C magnetron sputtering method, a dual magnetron sputtering method and the like. When the sputtering target is made of a conductive material such as a metal oxide containing indium oxide as a main component, a DC sputtering method is possible, and a transparent thin film can be manufactured with high productivity using a simple and inexpensive power source, which is particularly preferable.
【0021】本発明におけるスパッタリングガスには、
アルゴン、キセノン、クリプトンなどの通常用いられる
不活性ガスを広く使用できるが、とくに好ましいスパッ
タリングガスはアルゴンガスである。スパッタリング雰
囲気としては、このようなスパッタリングガスととも
に、透明薄膜の化学量論的組成を補正するため、少量の
反応性ガスとして酸素ガスを導入したり、スパッタリン
グ時の放電電圧を低減するためのガス成分や水分などを
導入することができる。In the present invention, the sputtering gas includes
Commonly used inert gases such as argon, xenon, and krypton can be widely used, but a particularly preferred sputtering gas is argon gas. As a sputtering atmosphere, together with such a sputtering gas, a gas component for introducing a small amount of an oxygen gas as a reactive gas to correct the stoichiometric composition of the transparent thin film, or for reducing a discharge voltage during sputtering. And moisture can be introduced.
【0022】本発明におけるスパッタリングターゲット
としては、透明薄膜として、金属酸化物、金属硫化物、
金属窒化物または金属ハロゲン化物などを形成しうる材
料、とくに酸化インジウムを主成分とする金属酸化物か
らなる透明薄膜を形成しうる材料が用いられる。これに
は、通常、上記金属酸化物などの材料がそのまま使用さ
れるが、場合により、金属材料を使用して、これを反応
性スパッタリングにて金属酸化物などからなる透明薄膜
とすることもできる。As the sputtering target in the present invention, as a transparent thin film, metal oxide, metal sulfide,
A material capable of forming a metal nitride or a metal halide, particularly a material capable of forming a transparent thin film made of a metal oxide containing indium oxide as a main component is used. For this, a material such as the above-mentioned metal oxide is usually used as it is, but in some cases, a metal material may be used, and this may be formed into a transparent thin film made of a metal oxide or the like by reactive sputtering. .
【0023】本発明における透明薄膜の製造は、通常
は、透明基体上に成膜する方法により行われる。透明基
体としては、可視光領域における透明性を有し、ある程
度表面が平滑であれば使用できる。ガラス板、ポリメチ
ルメタクリレート(PMMA)板、ポリカーボネート板
などのフィルム以外のものであってもよいが、透明基体
を走行させながらこの上に透明薄膜を連続的に成膜して
その生産性をより高めるためには、プラスチックフィル
ムを使用するのが望ましい。The production of the transparent thin film in the present invention is usually carried out by a method of forming a film on a transparent substrate. As the transparent substrate, any material can be used as long as it has transparency in the visible light region and has a somewhat smooth surface. Other than a film such as a glass plate, a polymethyl methacrylate (PMMA) plate, or a polycarbonate plate, a transparent thin film may be continuously formed on a transparent substrate while running the transparent substrate to improve the productivity. In order to increase the value, it is desirable to use a plastic film.
【0024】このようなプラスチックフィルムとして
は、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロ
ース、ポリエチレンナフタレート、ポリエ−テルスルホ
ン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リイミドなどからなる高分子フィルムが用いられるが、
これらに限定されない。厚さは、ドライプロセスで熱ジ
ワなどの問題が生じなければ、とくに制限はないが、通
常10〜250μmであるのがよい。As such a plastic film, a polymer film made of polyethylene terephthalate, triacetyl cellulose, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polycarbonate, polyacrylate, polyetheretherketone, polypropylene, polystyrene, polyimide or the like is used. But,
It is not limited to these. The thickness is not particularly limited as long as no problem such as thermal wrinkles occurs in the dry process, but is preferably 10 to 250 μm.
【0025】また、このような透明基体の片面または両
面にハードコート層を設けたり、光学特性を調整するた
め、他の層を設けてもよく、透明基体の表面状態や構成
などについて、とくに制限はない。透明基体は、あらか
じめその表面をスパッタリング処理、コロナ処理などの
エッチング処理を行ったり、透明薄膜と透明基体との密
着性を向上させるような易接着層を形成していてもよ
い。Further, a hard coat layer may be provided on one or both surfaces of such a transparent substrate, or another layer may be provided for adjusting the optical characteristics. The surface condition and configuration of the transparent substrate are particularly limited. There is no. The surface of the transparent substrate may be previously subjected to an etching treatment such as a sputtering treatment or a corona treatment, or an easy-adhesion layer for improving the adhesion between the transparent thin film and the transparent substrate may be formed.
【0026】本発明においては、スパッタリング装置内
に、上記の透明基体を装着し、またこれと対向する位置
に上記のスパッタリングターゲットを装着し、真空引き
後、上記のスパッタリングガスと必要により反応性ガス
として酸素ガスなどを導入して、0.5Pa以下、好ま
しくは0.3Pa以下(通常、0.05Paまで)の圧
力に調整する。この状態で、上記ターゲットに対して、
ターゲット面積あたり4W/cm2 以上、好ましくは5W
/cm2 以上(通常、10W/cm2 まで)のスパッタリン
グ電力を印加する。その際、透明基体は加熱しても、冷
却してもよく、成膜条件や透明基体の耐熱性などを考慮
して、最適な温度に設定できる。In the present invention, the above-mentioned transparent substrate is mounted in a sputtering apparatus, and the above-mentioned sputtering target is mounted in a position opposite to the above-mentioned transparent substrate. To adjust the pressure to 0.5 Pa or less, preferably 0.3 Pa or less (generally, up to 0.05 Pa). In this state,
4 W / cm 2 or more per target area, preferably 5 W
/ Cm 2 or more (usually up to 10 W / cm 2 ). At this time, the transparent substrate may be heated or cooled, and can be set to an optimum temperature in consideration of film forming conditions, heat resistance of the transparent substrate, and the like.
【0027】また、本発明では、上記のスパッタリング
に際し、その放電電圧を400V以下、好ましくは38
0V以下(通常、250V以上まで)に保つことが肝要
である。こうすることにより、透明基体上に成膜される
透明薄膜中に打ち込まれる反跳原子を容易に低減でき、
本発明の目的とするスパッタリングガスの構成原子の含
有量、代表的にはアルゴンガスの構成原子であるアルゴ
ンの含有量を、薄膜中0.05原子%以下、好ましくは
0.01原子%以下とすることができ、さらに好ましく
はほとんど含有しない状態とすることができる。According to the present invention, the above-mentioned sputtering is carried out at a discharge voltage of 400 V or less, preferably 38 V or less.
It is important to keep the voltage at 0 V or less (usually up to 250 V or more). This makes it possible to easily reduce the number of recoil atoms injected into the transparent thin film formed on the transparent substrate,
The content of the constituent atoms of the sputtering gas aimed at by the present invention, typically, the content of argon, which is a constituent atom of the argon gas, is 0.05 atomic% or less, preferably 0.01 atomic% or less in the thin film. More preferably, it can be made to contain almost no content.
【0028】ここで、放電電圧を400V以下に低減す
る方法としては、アルゴンガスを代表例とするスパッタ
リングガス中に放電開始電圧を低減させるようなガスを
導入する方法がある。また、水分をスパッタリング装置
内に導入すると、水分がスパッタリングターゲットの表
面に吸着して、ターゲット材料の仕事関数を低下させる
ため、放電電圧を低下する効果が得られる。これらの導
入成分は、通常の雰囲気下で気体である必要はなく、水
分に代表される液体を気化させたり、アルゴンガスなど
に含ませて導入してもよく、とくに限定されない。Here, as a method of reducing the discharge voltage to 400 V or less, there is a method of introducing a gas that reduces the discharge start voltage into a sputtering gas such as an argon gas as a typical example. In addition, when moisture is introduced into the sputtering apparatus, the moisture is adsorbed on the surface of the sputtering target and lowers the work function of the target material, so that the effect of lowering the discharge voltage can be obtained. These introduced components do not need to be gaseous under a normal atmosphere, and may be introduced by vaporizing a liquid typified by moisture or by incorporating them in an argon gas or the like, and are not particularly limited.
【0029】その他の方法として、Sugisatoら
〔Y.Sugisato at al.J.Appl.
Phys.71(7),1 1992〕がマグネトロン
強度とスパッタリング電圧の関係や各条件で作製したI
TO膜の電気伝導性について報告しているように、マグ
ネトロンの磁力を強める方法も、有効である。また、特
開平8−325727号公報に開示されているように、
マイクロ波プラズマを補助的に利用した、低電圧スパッ
タリング方法も有効である。As another method, see Sugisato et al. [Y. Sugisato at al. J. Appl.
Phys. 71 (7), 1 1992] shows the relationship between the magnetron intensity and the sputtering voltage and the I produced under each condition.
As reported on the electrical conductivity of the TO film, a method of increasing the magnetic force of the magnetron is also effective. Further, as disclosed in JP-A-8-325727,
A low voltage sputtering method using microwave plasma in an auxiliary manner is also effective.
【0030】なお、特開平10−46330号公報に開
示される対向ターゲット式スパッタ装置によると、反跳
原子の成膜面への衝突が低減され、膜中に打ち込まれる
アルゴン量を低減しうる効果があるものと期待される。
そこで、この方法を、上記の放電電圧を低減する方法に
代えて用いるか、あるいは両法を併用して、アルゴン含
有量が薄膜中0.05原子%以下となるように設定して
もよい。According to the facing target type sputtering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-46330, the collision of recoil atoms with the film formation surface is reduced, and the amount of argon implanted into the film can be reduced. It is expected that there is.
Therefore, this method may be used instead of the above-described method of reducing the discharge voltage, or both methods may be used in combination so that the argon content is 0.05 atomic% or less in the thin film.
【0031】このように製造される透明薄膜は、スパッ
タリングターゲットの種類に応じた金属酸化物、金属硫
化物、金属窒化物または金属ハロゲン化物からなり、と
くに好ましくは酸化インジウムを主成分とする金属酸化
物からなり、この膜中に含有されるスパッタリングガス
の構成原子が0.05原子%以下であることにより、可
視光線透過率、とくに波長400〜450nmの短波長
域での可視光線透過率が高く、黄ばみなどの少ない、ク
リアーな色目を呈するものとなる。この透明薄膜の厚さ
としては、用途目的などに応じて適宜選択でき、とくに
限定されるものではないが、通常は、0.02〜0.5
μmであるのがよい。The transparent thin film thus produced is made of a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride or a metal halide according to the type of the sputtering target, and particularly preferably a metal oxide containing indium oxide as a main component. When the constituent atoms of the sputtering gas contained in the film are 0.05 atomic% or less, the visible light transmittance, particularly in a short wavelength region of 400 to 450 nm, is high. It has a clear tint with little yellowing or the like. The thickness of the transparent thin film can be appropriately selected depending on the purpose of use and the like, and is not particularly limited.
μm is preferred.
【0032】透明薄膜を構成する金属酸化物としては、
上記の酸化インジウムを主成分とするもののほか、たと
えば、酸化錫、二酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジル
コニウム、酸化亜鉛、酸化タンタル、五酸化ニオブ、二
酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが
挙げられる。また、これら金属酸化物以外のものとし
て、硫化亜鉛などの金属硫化物、窒化珪素などの金属窒
化物、フッ化マグネシウムなどの金属ハロゲン化物など
を挙げることができる。As the metal oxide constituting the transparent thin film,
In addition to those containing indium oxide as a main component, examples thereof include tin oxide, titanium dioxide, cerium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, tantalum oxide, niobium pentoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, and magnesium oxide. Other than these metal oxides, metal sulfides such as zinc sulfide, metal nitrides such as silicon nitride, and metal halides such as magnesium fluoride can be given.
【0033】なお、本発明において、透明薄膜中のスパ
ッタリングガスの構成原子(たとえば、アルゴンの含有
量)を知るためには、金原氏の著書「スパッタリング現
象」(東京大学出版会、1,984年)に記されている
ように、加熱によるガスの放出を利用して、その放出ガ
ス量を質量分析計で測定したり、蛍光X線やEPMA
(Electron Probe Microanal
ysis)を用いて組成分析を行うことにより、知るこ
とができる。分析する透明薄膜が100nm以下、50
nm以下であったとしても、全反射法を用いた蛍光X線
分析なども開発されており、上記含有量を知ることは可
能である。In the present invention, in order to know the constituent atoms (for example, the content of argon) of the sputtering gas in the transparent thin film, it is necessary to read the book “Sputtering Phenomenon” by Kanbara (The University of Tokyo Press, 1984) ), The amount of gas released is measured using a mass spectrometer by utilizing the release of gas by heating, or by using fluorescent X-rays or EPMA.
(Electron Probe Microanal
ysis), it can be known by performing a composition analysis. The transparent thin film to be analyzed is 100 nm or less, 50
Even if it is less than nm, X-ray fluorescence analysis and the like using the total reflection method have been developed, and it is possible to know the content.
【0034】このように、本発明により製造される透明
薄膜は、短波長域での可視光線透過率が高いという特徴
を有しているが、これに加え、0.5Pa以下の低い圧
力下で成膜したことにより、薄膜の密度が十分に高く、
大きな屈折率を有している。また、4W/cm2 以上とい
う大きなスパッタリング電力で成膜したことにより、成
膜速度が速く、薄膜の生産性の向上もはかれるものであ
る。As described above, the transparent thin film produced by the present invention has a feature that the visible light transmittance in a short wavelength region is high, but in addition to this, under a low pressure of 0.5 Pa or less. By forming the film, the density of the thin film is sufficiently high,
It has a large refractive index. In addition, since the film is formed with a large sputtering power of 4 W / cm 2 or more, the film forming speed is high, and the productivity of the thin film can be improved.
【0035】本発明により製造される透明薄膜は、上記
のような特徴、利点を有していることから、反射防止
膜、光学フィルタ、表面保護膜、ガスバリア膜、透明電
極、透明熱線反射膜、透明電磁波シールド膜などに、ま
たとくに酸化インジウムを主成分とした金属酸化物から
なる透明薄膜では、透明導電膜材料として、ディスプレ
イ用透明電極、タッチパネル用透明導電フィルム、ディ
スプレイ用透明電磁波シールド膜など、従来公知の種々
の用途に幅広く利用できる。Since the transparent thin film produced according to the present invention has the above-mentioned features and advantages, an antireflection film, an optical filter, a surface protective film, a gas barrier film, a transparent electrode, a transparent heat ray reflective film, For a transparent electromagnetic wave shielding film, etc., and especially for a transparent thin film made of a metal oxide containing indium oxide as a main component, as a transparent conductive film material, a transparent electrode for a display, a transparent conductive film for a touch panel, a transparent electromagnetic wave shielding film for a display, etc. It can be widely used for various known applications.
【0036】[0036]
【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例にのみ
限定されない。以下、ガス流量に用いた単位(SCC
M)は、標準状態に換算した気体流量(Standar
d Cubic Centimeter per Mi
nute)を示している。Next, an embodiment of the present invention will be described in more detail. However, the present invention is not limited only to the following examples. Hereinafter, the unit used for the gas flow rate (SCC
M) is a gas flow rate (Standard) converted to a standard state.
d Cubic Centimeter per Mi
nute).
【0037】実施例1 バッチ式マグネトロンスパッタリング装置内に、透明基
体として、厚さが125μmのポリエチレンテレフタレ
ート(PET)フィルムを取り付けた。また、これと対
向する陰極上に、直径15mm、厚さ6mm、組成がIn2
O3 :SnO2=95重量%:5重量%(以下、ITO
という)のスパッタリングターゲットを装着した。ター
ゲット表面の磁界強度は260Tであった。Example 1 A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 125 μm was mounted as a transparent substrate in a batch type magnetron sputtering apparatus. A 15 mm diameter, 6 mm thickness and a composition of In 2
O 3 : SnO 2 = 95% by weight: 5% by weight (hereinafter referred to as ITO
) Was mounted. The magnetic field strength of the target surface was 260T.
【0038】真空チャンバ内を5×10-4Paまで排気
したのち、装置の外部に設置してあるタンク内の水(2
5℃)を通過させたアルゴンガスを30SCCM、上記
水を通過させない酸素ガスを1SCCM、それぞれ導入
し、真空ポンプのバルブを調整することで、圧力を0.
2Paに設定した。このとき、真空チャンバ内の酸素お
よび水の分圧を4重極型質量分析計(アネルバ社製の
「M−066」)を用いて測定したところ、酸素分圧は
2.9×10-3Paで、水分圧は9.3×10-3Paで
あった。これらの値は、計算から得られる分圧より低く
なっているが、これは質量分析計の検出器がチャンバの
外部に位置しているためであり、実際の酸素および水の
分圧比は上記値に近いものと考えられる。After evacuating the vacuum chamber to 5 × 10 −4 Pa, water (2
30 ° C. of argon gas passed through 5 ° C.) and 1 SCCM of oxygen gas not passing through the water were introduced, and the pressure of the gas was adjusted to 0. 0 by adjusting the valve of the vacuum pump.
It was set to 2 Pa. At this time, when the partial pressure of oxygen and water in the vacuum chamber was measured using a quadrupole mass spectrometer (“M-066” manufactured by Anelva), the partial pressure of oxygen was 2.9 × 10 −3. In Pa, the water pressure was 9.3 × 10 −3 Pa. These values are lower than the calculated partial pressures because the mass spectrometer detector is located outside the chamber, and the actual oxygen and water partial pressure ratios are It is considered to be close to
【0039】その後、ITOターゲットに対して、ター
ゲット面積あたり5W/cm2 の直流スパッタリング電力
を印加して、PETフィルム上に厚さが100nmのI
TO薄膜を成膜した。このときの放電電圧は372Vで
あった。また、透明基体であるPETフィルムに代え
て、Siウェハを用い、この基体上に、上記と全く同じ
条件で、厚さが1μmのITO薄膜を成膜した。Thereafter, a DC sputtering power of 5 W / cm 2 per target area was applied to the ITO target, and a 100 nm thick I
A TO thin film was formed. The discharge voltage at this time was 372V. Further, a 1 μm-thick ITO thin film was formed on the Si substrate under the same conditions as above using a Si wafer instead of the PET film as the transparent substrate.
【0040】実施例2 マグネットをより強磁力なものに取り変えて、ターゲッ
ト表面の磁界強度を470Tとし、かつアルゴンガスを
装置外部に設置したタンク内の水を通過させずに導入し
た以外は、実施例1と同様の方法により、透明基体であ
るPETフィルムとさらにSiウェハの上にITO薄膜
を成膜した。このときの放電電圧は325Vであった。
また、ガスを導入したときの真空チャンバ内の酸素分圧
は2.7×10-3Pa、水分圧は7.9×10-4Paで
あった。Example 2 A magnet was replaced with a stronger magnet, the magnetic field intensity on the target surface was set to 470 T, and argon gas was introduced without passing water in a tank installed outside the apparatus. In the same manner as in Example 1, an ITO thin film was formed on a PET film as a transparent substrate and further on a Si wafer. The discharge voltage at this time was 325V.
In addition, when the gas was introduced, the oxygen partial pressure in the vacuum chamber was 2.7 × 10 −3 Pa, and the water pressure was 7.9 × 10 −4 Pa.
【0041】比較例1 アルゴンガスを装置外部に設置したタンク内の水を通過
させずに導入した以外は、実施例1と同様の方法によ
り、透明基体であるPETフィルムとさらにSiウェハ
の上にITO薄膜を成膜した。このときの放電電圧は4
27Vであった。また、ガスを導入したときの真空チャ
ンバ内の酸素分圧は2.7×10-3Pa、水分圧は7.
9×10-4Paであった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 A PET film as a transparent substrate and a Si wafer were formed in the same manner as in Example 1 except that argon gas was introduced without passing water in a tank installed outside the apparatus. An ITO thin film was formed. The discharge voltage at this time is 4
27V. When the gas was introduced, the oxygen partial pressure in the vacuum chamber was 2.7 × 10 −3 Pa, and the water pressure was 7.
It was 9 × 10 −4 Pa.
【0042】比較例2 アルゴンガスを装置外部に設置したタンク内の水を通過
させずに導入し、かつ酸素ガスを上記水を通過させて2
SCCM導入した以外は、実施例1と同様の方法によ
り、透明基体であるPETフィルムとさらにSiウェハ
の上にITO薄膜を成膜した。このときの放電電圧は4
10Vであった。また、ガスを導入したときの真空チャ
ンバ内の酸素分圧は2.9×10-3Pa、水分圧は3.
1×10-4Paであった。COMPARATIVE EXAMPLE 2 Argon gas was introduced without passing water in a tank installed outside the apparatus, and oxygen gas was passed through the above-mentioned water.
An ITO thin film was formed on a PET film as a transparent substrate and further on a Si wafer in the same manner as in Example 1 except that SCCM was introduced. The discharge voltage at this time is 4
It was 10V. When the gas was introduced, the oxygen partial pressure in the vacuum chamber was 2.9 × 10 −3 Pa, and the water pressure was 3.
It was 1 × 10 −4 Pa.
【0043】比較例3 マグネットを取り変え、ターゲット表面の磁界強度を3
00Tとし、かつアルゴンガスを装置外部に設置したタ
ンク内の水を通過させずに導入した以外は、実施例1と
同様の方法により、透明基体であるPETフィルムとさ
らにSiウェハの上にITO薄膜を成膜した。このとき
の放電電圧は440Vであった。Comparative Example 3 The magnet was replaced and the magnetic field intensity on the target surface was changed to 3
In the same manner as in Example 1, except that the temperature was set to 00T and argon gas was introduced without passing water in a tank installed outside the apparatus, an ITO thin film was formed on a PET film as a transparent substrate and further on a Si wafer. Was formed. The discharge voltage at this time was 440V.
【0044】参考例1 真空ポンプのバルブを調整し、圧力を1.5Paに設定
した以外は、比較例1と同様の方法により、透明基体で
あるPETフィルムとさらにSiウェハの上にITO薄
膜を成膜した。このときの放電電圧は405Vであっ
た。REFERENCE EXAMPLE 1 The same procedure as in Comparative Example 1 was repeated except that the valve of the vacuum pump was adjusted and the pressure was set to 1.5 Pa. A film was formed. The discharge voltage at this time was 405V.
【0045】上記の実施例1,2、比較例1〜3および
参考例1の各ITO薄膜について、下記の方法で、薄膜
中のアルゴン含有量、ポテンシャル透過率(波長400
nm、450nm)および屈折率を測定した。結果は、
表1に示されるとおりであった。また、代表データとし
て、図1に、実施例1および比較例1のITO薄膜につ
いて、そのポテンシャル透過率スペクトルを示した。図
中、曲線−1aは実施例1のITO薄膜、曲線−1bは
比較例1のITO薄膜、である。For each of the ITO thin films of Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1, the content of argon in the thin film and the potential transmittance (wavelength 400
nm, 450 nm) and refractive index. Result is,
As shown in Table 1. FIG. 1 shows potential transmittance spectra of the ITO thin films of Example 1 and Comparative Example 1 as representative data. In the figure, curve-1a is the ITO thin film of Example 1, and curve-1b is the ITO thin film of Comparative Example 1.
【0046】<アルゴン含有量>検出感度を高めるた
め、Siウェハの上に成膜した厚さが1μmのITO薄
膜を使用した。薄膜中に打ち込まれたアルゴン含有量
を、Rigaku社製の蛍光X線分析装置「RIX 3
000」を使用し、X線源をRh、出力を50kV,5
0mA、測定径を20mm(直径)として、測定した。蛍
光X線の検出限界は、10ppmであるため、検出でき
なかったものは「検出限界」とした。<Argon Content> In order to enhance the detection sensitivity, an ITO thin film having a thickness of 1 μm formed on a Si wafer was used. The content of argon implanted in the thin film was measured using a fluorescent X-ray analyzer “RIX 3” manufactured by Rigaku.
000 ”, the X-ray source is Rh, the output is 50 kV, 5
The measurement was performed at 0 mA and the measurement diameter was 20 mm (diameter). Since the detection limit of the fluorescent X-ray was 10 ppm, those which could not be detected were defined as "detection limit".
【0047】<ポテンシャル透過率>透明基体であるP
ETフィルムの上に成膜した厚さが100nmのITO
薄膜を使用した。大塚電子製の瞬間マルチ測光器「MC
PD−3000」により、波長380〜780nmの可
視光領域における0°入射の透過スペクトルT(λ)
(%)を測定した。また、基体裏面を黒塗りし、裏面反
射を打ち消した状態で、同様の可視光領域における反射
スペクトルR(λ)(%)を測定した。これらの測定値
T(λ)およびR(λ)を用いて、干渉による反射率の
波長依存性の影響を取り除いたポテンシャル透過率Tp
(λ)を、つぎの式; Tp(λ)(%)={T(λ)/〔100−R
(λ)〕}×100(%) にしたがって、算出した。<Potential Transmittance> The transparent substrate P
100nm thick ITO film formed on ET film
A thin film was used. Otsuka Electronics' multi-photometer “MC”
PD-3000 ", the transmission spectrum T (λ) at 0 ° incidence in the visible light region with a wavelength of 380 to 780 nm.
(%) Was measured. Further, in a state where the back surface of the base was painted black and the back surface reflection was canceled, a reflection spectrum R (λ) (%) in the same visible light region was measured. Using these measured values T (λ) and R (λ), the potential transmittance Tp in which the influence of the wavelength dependence of the reflectance due to interference has been removed is used.
(Λ) is calculated by the following equation: Tp (λ) (%) = {T (λ) / [100−R
(Λ)]} × 100 (%).
【0048】<屈折率>透明基体であるPETフィルム
の上に成膜した厚さが100nmのITO薄膜を使用し
た。日本分光社製の分光エリプソメータ「M−220」
を使用して、波長550nmにおける屈折率を測定し
た。<Refractive Index> An ITO thin film having a thickness of 100 nm formed on a PET film as a transparent substrate was used. Spectroscopic ellipsometer “M-220” manufactured by JASCO Corporation
Was used to measure the refractive index at a wavelength of 550 nm.
【0049】 [0049]
【0050】表1および図1の結果から明らかなよう
に、膜中に打ち込まれたアルゴン含有量が0.05原子
%以下と少ない実施例1,2のITO薄膜は、可視光の
短波長域における透過率が高く、透明性にすぐれている
ことがわかる。これに対して、上記アルゴン含有量が非
常に多い比較例1のITO薄膜は、上記透過率が低く、
やや黄色を帯びた色目を呈していた。As is clear from the results shown in Table 1 and FIG. 1, the ITO thin films of Examples 1 and 2 in which the content of argon implanted into the films was as small as 0.05 atomic% or less were shorter in the short wavelength region of visible light. It can be seen that the transmittance was high and the transparency was excellent. On the other hand, the ITO thin film of Comparative Example 1 having a very high argon content has a low transmittance,
It had a slightly yellowish tint.
【0051】また、比較例2,3のITO薄膜は、比較
例1のITO薄膜に比べて、上記アルゴン含有量が少な
くなっているが、0.05原子%以下にまで低減されて
いないため、上記透過率の顕著な向上効果が認められな
い。Further, although the content of argon in the ITO thin films of Comparative Examples 2 and 3 was smaller than that of the ITO thin film of Comparative Example 1, it was not reduced to 0.05 atomic% or less. No remarkable effect of improving the transmittance is observed.
【0052】さらに、スパッタリング時の圧力を上げて
成膜した参考例1のITO薄膜は、反跳粒子の平均自由
行程が低下して、膜中に打ち込まれるアルゴンの含有量
が蛍光X線分析で検出限界以下となっているものの、ス
パッタされるITO構成原子の平均自由行程も低下する
ため、膜の密度が低くなって、ポーラスな膜となり、屈
折率が大きく低下してしまうことがわかる。Further, in the ITO thin film of Reference Example 1 formed by increasing the pressure at the time of sputtering, the mean free path of the recoil particles was reduced, and the content of argon injected into the film was determined by X-ray fluorescence analysis. Although it is below the detection limit, the mean free path of the ITO constituent atoms to be sputtered is also reduced, so that the density of the film is reduced, the film becomes porous, and the refractive index is greatly reduced.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、スパ
ッタリング法により透明薄膜を製造するにあたり、上記
薄膜中に含有されるスパッタリングガスの構成原子(た
とえばアルゴンガスの構成原子であるアルゴン)が0.
05原子%以下となるように、スパッタリングを行うよ
うにしたことにより、可視光線透過率、とくに波長40
0〜450nmの短波長域における可視光線透過率が高
くて、黄ばみの少ない、クリアーな色目を呈する透明薄
膜を製造することができる。As described above, in the present invention, when producing a transparent thin film by the sputtering method, the constituent atoms of the sputtering gas (for example, argon which is a constituent atom of the argon gas) contained in the thin film are reduced to zero. .
By performing the sputtering so as to be 0.05 atomic% or less, the visible light transmittance, in particular, the wavelength 40
It is possible to produce a transparent thin film having a high visible light transmittance in a short wavelength range of 0 to 450 nm, a small amount of yellowing, and a clear color.
【図1】実施例1および比較例1の透明薄膜(ITO薄
膜)のポテンシャル透過率スペクトルを示す特性図であ
る。FIG. 1 is a characteristic diagram showing potential transmittance spectra of transparent thin films (ITO thin films) of Example 1 and Comparative Example 1.
1a 実施例1の透明薄膜 1b 比較例1の透明薄膜 1a Transparent thin film of Example 1 1b Transparent thin film of Comparative example 1
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 5/14 H01B 13/00 503B 5G323 13/00 503 G02B 1/10 Z (72)発明者 上田 善一 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 稗田 嘉弘 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 宮内 和彦 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 安積 由起子 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 2H048 GA04 GA09 GA18 GA60 2K009 BB11 BB24 CC02 CC03 CC06 DD04 EE03 4F100 AA09A AA12A AA17A AA33A AK01B AK42 BA02 EH66 EH662 GB41 JN01A JN01B 4K029 AA06 AA25 BA43 BA44 BA45 BA46 BA47 BA48 BA51 BA58 BC08 CA05 EA03 EA09 5G307 FA01 FA02 FB01 FB04 FC09 5G323 BA02 BB05 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01B 5/14 H01B 13/00 503B 5G323 13/00 503 G02B 1/10 Z (72) Inventor Zenichi Ueda Ibaraki, Osaka 1-1-2 Shimohozumi, Nitto Denko Corporation (72) Inventor Yoshihiro Hieda 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Inventor Kazuhiko Miyauchi Shimokawa, Ibaraki City, Osaka Prefecture 1-2-1, Hozumi, Nitto Denko Corporation (72) Inventor Yukiko Azumi 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation F-term (reference) 2H048 GA04 GA09 GA18 GA60 2K009 BB11 BB24 CC02 CC03 CC06 DD04 EE03 4F100 AA09A AA12A AA17A AA33A AK01B AK42 BA02 EH66 EH662 GB41 JN01A JN01B 4K029 AA06 AA25 AA25 BA43 BA44 BA45 BA46 BA47 BA48 BA51 BA58 BC08 CA05 EA03 EA09 5G307 FA01 FA02 FB09 FB09
Claims (7)
するにあたり、上記薄膜中に含有されるスパッタリング
ガスの構成原子が0.05原子%以下となるようにスパ
ッタリングを行うことを特徴とする透明薄膜の製造方
法。1. A method for producing a transparent thin film, comprising: producing a transparent thin film by a sputtering method, wherein sputtering is performed such that the constituent atoms of a sputtering gas contained in the thin film are 0.05 atomic% or less. Method.
り、その構成原子がアルゴンである請求項1に記載の透
明薄膜の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the sputtering gas is an argon gas, and its constituent atoms are argon.
属窒化物または金属ハロゲン化物からなる請求項1また
は2に記載の透明薄膜の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the transparent thin film is made of a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride, or a metal halide.
る金属酸化物からなる請求項1または2に記載の透明薄
膜の製造方法。4. The method for producing a transparent thin film according to claim 1, wherein the transparent thin film is made of a metal oxide containing indium oxide as a main component.
a以下の圧力下、ターゲット面積あたり4W/cm2 以上
のスパッタリング電力を印加し、その際の放電電圧を4
00V以下に保つて、スパッタリングを行うことによ
り、スパッタリングガスの構成原子の含有量が0.05
原子%以下である透明薄膜を製造する請求項1〜4のい
ずれかに記載の透明薄膜の製造方法。5. A sputtering target containing 0.5 P
a, a sputtering voltage of 4 W / cm 2 or more per target area is applied under a pressure of not more than
By performing sputtering while keeping the voltage at 00 V or lower, the content of the constituent atoms of the sputtering gas becomes 0.05%.
The method for producing a transparent thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the transparent thin film is produced at not more than atomic%.
用い、この上に透明薄膜を製造する請求項1〜5のいず
れかに記載の透明薄膜の製造方法。6. The method for producing a transparent thin film according to claim 1, wherein a plastic film is used as the transparent substrate, and a transparent thin film is produced thereon.
製造されたスパッタリングガスの構成原子の含有量が
0.05原子%以下である透明薄膜。7. A transparent thin film wherein the content of constituent atoms of the sputtering gas produced by the method according to claim 1 is 0.05 atomic% or less.
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