JP2015081373A - 両面成膜方法と両面成膜装置および金属ベース層付樹脂フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロール・ツー・ロールで搬送される長尺体F両面に減圧下で金属膜を成膜する両面成膜方法において、第一スパッタリング手段により長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一成膜工程と、第二スパッタリング手段により長尺体の他方面に金属膜を成膜する第二成膜工程と、上記金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法にて金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜から成るブロッキング防止層を形成する第三成膜工程と、ブロッキング防止層が形成された長尺体を巻き取りロールに巻き取る巻き取り工程を具備し、上記第一成膜工程、第二成膜工程および第三成膜工程を連続して行なうことを特徴する。
【選択図】図2
Description
減圧雰囲気下においてロール・ツー・ロールで搬送される長尺体の両面に金属膜を成膜する両面成膜方法において、
長尺体の搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第一スパッタリング手段により上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一成膜工程と、
第一スパッタリング手段の下流側搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第二スパッタリング手段により上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二成膜工程と、
第二スパッタリング手段の下流側搬送路上において上記長尺体の少なくとも一方の金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する第三成膜工程と、
金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取りロールに巻き取る巻き取り工程、
を具備し、かつ、上記第一成膜工程、第二成膜工程および第三成膜工程を連続して行なうことを特徴とするものである。
請求項1に記載の両面成膜方法において、
第三成膜工程で成膜される金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が、Ti、Zn、Ce、Ni、Sn、Si、Al、Cuから選ばれる少なくとも1種の金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜であることを特徴とし、
請求項3に係る発明は、
請求項1または2に記載の両面成膜方法において、
上記長尺体が、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンフィルムから選ばれる1種で構成されることを特徴とする。
第一スパッタリング手段により長尺体の一方の面に金属膜を成膜し、第二スパッタリング手段により長尺体の他方の面に金属膜を成膜すると共に、長尺体の少なくとも一方の上記金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する両面成膜装置において、
第一減圧室と、隔壁を介し上記第一減圧室に隣接して設けられた第二減圧室を具備し、
上記第一減圧室内には、長尺体を巻き出す巻き出しロールと、この巻き出しロールから巻き出された長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一スパッタリングウェブコータと、この第一スパッタリングウェブコータにより金属膜が成膜された上記長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二スパッタリングウェブコータが設けられ、かつ、
上記第二減圧室内には、隔壁の開口部を介し搬入されてくる長尺体の搬送方向に亘り第1反応ガスを導入する第1プラズマ反応室と第2反応ガスを導入する第2プラズマ反応室が交互に少なくとも1組以上配置された金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜の成膜手段と、上記金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取る巻き取りロールが設けられていると共に、
ロール・ツー・ロールの搬送手段を構成する複数のロール群が長尺体の搬送方向に亘り上記第一減圧室と第二減圧室にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
上記長尺体が長尺状の樹脂フィルムで構成され、かつ、長尺体両面に成膜される上記金属膜が金属シード層とこの金属シード層上に形成される金属ベース層とで構成される金属ベース層付き樹脂フィルムの製造方法において、
上記金属シード層がNi合金で構成され、上記金属ベース層がCuまたはCu合金で構成されると共に、上記金属シード層と金属ベース層を請求項1〜3のいずれかに記載の両面成膜方法により成膜することを特徴とするものである。
長尺体の搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第一スパッタリング手段により上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一成膜工程と、
第一スパッタリング手段の下流側搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第二スパッタリング手段により上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二成膜工程と、
第二スパッタリング手段の下流側搬送路上において上記長尺体の少なくとも一方の金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する第三成膜工程と、
金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取りロールに巻き取る巻き取り工程、
を具備し、かつ、上記第一成膜工程、第二成膜工程および第三成膜工程を連続して行なうことを特徴としている。
第一減圧室と、隔壁を介し上記第一減圧室に隣接して設けられた第二減圧室を具備し、
上記第一減圧室内には、長尺体を巻き出す巻き出しロールと、この巻き出しロールから巻き出された長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一スパッタリングウェブコータと、この第一スパッタリングウェブコータにより金属膜が成膜された上記長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二スパッタリングウェブコータが設けられ、かつ、
上記第二減圧室内には、隔壁の開口部を介し搬入されてくる長尺体の搬送方向に亘り第1反応ガスを導入する第1プラズマ反応室と第2反応ガスを導入する第2プラズマ反応室が交互に少なくとも1組以上配置された金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜の成膜手段と、上記金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取る巻き取りロールが設けられていると共に、
ロール・ツー・ロールの搬送手段を構成する複数のロール群が長尺体の搬送方向に亘り上記第一減圧室と第二減圧室にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
フレキシブル配線基板に適用される金属膜付樹脂フィルムを製造する場合、上述したように、成膜速度の速い湿式めっき法と成膜速度の遅いスパッタリング法を併用する特許文献2に記載の方法が広く利用されている。
従来技術に係る金属ベース層付き樹脂フィルム(金属ベース層を構成する金属膜が両面に成膜された長尺体)は、図3に示すように、長尺状の樹脂フィルム1と、この両面にスパッタリング法により成膜された金属シード層2と、この金属シード層2上にスパッタリング法により成膜された金属ベース層3とで構成されている。
本発明に係る金属ベース層付き樹脂フィルム(金属ベース層を構成する金属膜が両面に成膜された長尺体)は、図4に示すように、長尺状の樹脂フィルム11と、樹脂フィルム11の両面にスパッタリング法により成膜された金属シード層12と、金属シード層12上にスパッタリング法により成膜された金属ベース層13と、金属ベース層13上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により成膜された金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜から成るブロッキング防止層14とで構成されている。
本発明に係る両面成膜方法は、減圧雰囲気下においてロール・ツー・ロールで搬送される長尺状樹脂フィルム(長尺体)の両面に金属膜を成膜する方法で、
長尺体の搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第一スパッタリング手段により上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一成膜工程と、
第一スパッタリング手段の下流側搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第二スパッタリング手段により上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二成膜工程と、
第二スパッタリング手段の下流側搬送路上において上記長尺体の少なくとも一方の金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する第三成膜工程と、
金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取りロールに巻き取る巻き取り工程、
を具備し、かつ、上記第一成膜工程、第二成膜工程および第三成膜工程を連続して行なうことを特徴とする。
原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法は、上述したように分子層(原子層)を構成する元素が含まれる原料ガスを真空装置内に交互に導入し、真空装置内に配置された被成膜体の最表面に吸着された分子と、次に導入される原料ガスとの反応により単原子(単分子)層ずつ堆積させる方法で、堆積する層の膜厚を原子層レベルで制御できる方法である。
B.被成膜体の最表面に第1反応ガスが化学吸着
C.被成膜体の最表面が第1反応ガスで飽和
D.真空装置から過剰な第1反応ガスおよび副生成物を排気
E.真空装置に第2反応ガス(原料ガス)を導入
F.被成膜体の最表面に吸着していた第1反応ガスと第2反応ガスが反応
G.被成膜体の最表面が第2反応ガスで飽和
I.真空装置から過剰な第2反応ガスおよび副生成物を排気
(1層目以降の反応)
2H2O+:O−Al(CH3)2 → :Al−O−Al(OH)2+2CH4
(ii)過剰水分子をパージ排気する。
(iii)Al2O3膜の第2反応ガス(原料ガス)であるTMA[Trimethyl Aluminum:Al(CH3)3]ガスを導入する。TMA分子がOH基と反応してCH4ガスが発生する。
(1層目の反応)
Al(CH3)3+:O−H → :O−Al(CH3)2+CH4
(1層目以降の反応)
Al(CH3)3+:Al−O−H → :Al−O−Al(CH3)2+CH4
(iv)過剰なTMAガスとCH4ガスをパージ排気する。
「Me」: Methyl
「Et」: Ethyl
「OMe」: Methoxy
「OEt」: Ethoxy
「acac」: Acetylaceto-nato
「thd」: 2, 2, 6, 6-Tetramethyl-3, 5-heptanedionate
「apo」: 2-Amino-Pent-2-en-4-onate
「dmg」:Dimethyl-glyoximato
「hFac」: 1, 1, 1, 5, 5-HexaFluoro-acetylacetonto
従来技術に係る両面成膜装置(スパッタリングウェブコータ)は、図1に示すように、長尺状樹脂フィルム(長尺体)Fを巻き出す巻き出しロール20と長尺状樹脂フィルムFを巻き取る巻き取りロール36が真空装置(減圧室)内に設けられ、かつ、これ等巻き出しロール20と巻き取りロール36間の搬送路上には長尺状樹脂フィルムFの一方の面に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜するための第一スパッタリングウェブコータと、長尺状樹脂フィルムFの他方の面に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜するための第二スパッタリングウェブコータが設けられている。
第一スパッタリング手段により長尺状樹脂フィルム(長尺体)の一方の面(第1成膜面)に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜し、第二スパッタリング手段により長尺状樹脂フィルムの他方の面(第2成膜面)に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜すると共に、長尺状樹脂フィルムの少なくとも一方の金属膜(金属シード層と金属ベース層)上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜から成るブロッキング防止層を形成する本発明に係る両面成膜装置(金属ベース層付樹脂フィルムの製造装置)は、第一減圧室と隔壁を介し上記第一減圧室に隣接して設けられた第二減圧室を具備し、上記第一減圧室内には、長尺状樹脂フィルムを巻き出す巻き出しロールと、この巻き出しロールから巻き出された長尺状樹脂フィルムが巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺状樹脂フィルムの一方の面(第1成膜面)に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜する第一スパッタリングウェブコータと、この第一スパッタリングウェブコータにより上記金属膜が成膜された長尺状樹脂フィルムが巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺状樹脂フィルムの他方の面(第2成膜面)に金属膜(金属シード層と金属ベース層)を成膜する第二スパッタリングウェブコータが設けられ、かつ、上記第二減圧室内には、隔壁の開口部を介し搬入されてくる長尺状樹脂フィルムの搬送方向に亘り第1反応ガスを導入する第1プラズマ反応室と第2反応ガスを導入する第2プラズマ反応室が交互に少なくとも1組以上配置された金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜(ブロッキング防止層)の成膜手段と、上記金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜(ブロッキング防止層)が成膜された長尺状樹脂フィルムを巻き取る巻き取りロールが設けられていると共に、ロール・ツー・ロールの搬送手段を構成する複数のロール群が長尺状樹脂フィルムの搬送方向に亘り上記第一減圧室と第二減圧室にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
本発明に係る両面成膜方法を適用した金属ベース層付樹脂フィルムの製造方法に利用される金属ベース層付樹脂フィルムの製造装置は、図2に示すように、第一減圧室90と、隔壁92を介し第一減圧室90に隣接して設けられた第二減圧室91を具備しており、上記隔壁92にはスリットロールを組み込んだ開口部65が設けられている。
このようにして得られた金属膜付樹脂フィルムを用い、この金属膜付樹脂フィルムの少なくとも片面に配線パターンを個別に形成する。また、所定の位置に層間接続のためのヴィアホールを形成して各種用途に用いることもできる。具体的に説明すると、
(a)高密度配線パターンをフレキシブルシートの少なくとも片面に個別に形成して利用する。
(b)配線層が形成されたフレキシブルシートに該配線層とフレキシブルシートとを貫通するヴィアホールを形成して利用する。
(c)場合によっては、該ヴィアホール内に導電性物質を充填してホール内を導電化して利用する。
図2に示す両面成膜装置(金属ベース層付樹脂フィルムの製造装置)を用い、長尺状樹脂フィルム(長尺体)Fには、幅500mm、長さ1000m、厚さ25μmの東レデュポン株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「カプトン(登録商標)」を使用した。
図1に示した従来技術に係る両面成膜装置を用い、長尺状樹脂フィルム(長尺体)Fには、実施例1と同様、幅500mm、長さ1000m、厚さ25μmの東レデュポン株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「カプトン(登録商標)」を使用した。
2、12 金属シード層
3、13 金属ベース層
14 ブロッキング防止層(金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜)
18 金属層
F 長尺状樹脂フィルム(長尺体)
20 巻き出しロール
24、32 冷却キャンロール
21、22、23、25、26、27 フリーロール
28、29、31、33、34、35 フリーロール
36 巻き取りロール
40、41、42、43 マグネトロンスパッタカソード
44、45、46、47 マグネトロンスパッタカソード
50 巻き出しロール
54、61 冷却キャンロール
51、52、53、55、56、57、58 フリーロール
59、60、62、63、64、67、68 フリーロール
66 巻き取りロール
70、71、72、73 マグネトロンスパッタカソード
74、75、76、77 マグネトロンスパッタカソード
80、82 第1反応室
81、83 第2反応室
90 第一減圧室
91 第二減圧室
92 隔壁
65 開口部
Claims (5)
- 減圧雰囲気下においてロール・ツー・ロールで搬送される長尺体の両面に金属膜を成膜する両面成膜方法において、
長尺体の搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第一スパッタリング手段により上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一成膜工程と、
第一スパッタリング手段の下流側搬送路上に設けられたキャンロールとスパッタカソードを有する第二スパッタリング手段により上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二成膜工程と、
第二スパッタリング手段の下流側搬送路上において上記長尺体の少なくとも一方の金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する第三成膜工程と、
金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取りロールに巻き取る巻き取り工程、
を具備し、かつ、上記第一成膜工程、第二成膜工程および第三成膜工程を連続して行なうことを特徴とする両面成膜方法。 - 第三成膜工程で成膜される金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が、Ti、Zn、Ce、Ni、Sn、Si、Al、Cuから選ばれる少なくとも1種の金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜であることを特徴とする請求項1に記載の両面成膜方法。
- 上記長尺体が、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンフィルムから選ばれる1種で構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の両面成膜方法。
- 第一スパッタリング手段により長尺体の一方の面に金属膜を成膜し、第二スパッタリング手段により長尺体の他方の面に金属膜を成膜すると共に、長尺体の少なくとも一方の上記金属膜上に原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜を成膜する両面成膜装置において、
第一減圧室と、隔壁を介し上記第一減圧室に隣接して設けられた第二減圧室を具備し、
上記第一減圧室内には、長尺体を巻き出す巻き出しロールと、この巻き出しロールから巻き出された長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の一方の面に金属膜を成膜する第一スパッタリングウェブコータと、この第一スパッタリングウェブコータにより金属膜が成膜された上記長尺体が巻き付けられるキャンロールとスパッタカソードを有しかつ上記長尺体の他方の面に金属膜を成膜する第二スパッタリングウェブコータが設けられ、かつ、
上記第二減圧室内には、隔壁の開口部を介し搬入されてくる長尺体の搬送方向に亘り第1反応ガスを導入する第1プラズマ反応室と第2反応ガスを導入する第2プラズマ反応室が交互に少なくとも1組以上配置された金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜の成膜手段と、上記金属酸化物膜若しくは金属窒化物膜が成膜された長尺体を巻き取る巻き取りロールが設けられていると共に、
ロール・ツー・ロールの搬送手段を構成する複数のロール群が長尺体の搬送方向に亘り上記第一減圧室と第二減圧室にそれぞれ設けられていることを特徴とする両面成膜装置。 - 上記長尺体が長尺状の樹脂フィルムで構成され、かつ、長尺体両面に成膜される上記金属膜が金属シード層とこの金属シード層上に形成される金属ベース層とで構成される金属ベース層付き樹脂フィルムの製造方法において、
上記金属シード層がNi合金で構成され、上記金属ベース層がCuまたはCu合金で構成されると共に、上記金属シード層と金属ベース層を請求項1〜3のいずれかに記載の両面成膜方法により成膜することを特徴とする金属ベース層付き樹脂フィルムの製造方法。
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