專利名稱：電子部件用層疊配線膜和被覆層形成用濺射靶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種要求耐濕性、耐氧化性的電子部件用層疊配線膜和用于形成覆蓋該層疊配線膜的主導(dǎo)電層的一面和/或另一面的被覆層的被覆層形成用濺射靶材。
背景技術(shù)：
在玻璃基板上形成薄膜裝置的液晶顯示器(以下稱為IXD)、等離子體顯示面板(以下稱為rop)、電子紙張等所利用的電泳型顯示器等平面顯示裝置(平板顯示器，以下稱為FPD)、以及各種半導(dǎo)體裝置、薄膜傳感器、磁頭等薄膜電子部件中，需要低電阻的配線膜。例如，伴隨IXD、PDP、有機(jī)EL顯示器等FPD的大畫面、高精細(xì)、高速響應(yīng)化，對其配線膜要求低電阻化。并且近年來正在開發(fā)對FPD賦予操作性的觸摸面板、使用了樹脂基板的柔性FPD等新廣品?！?br> 近年來，對于作為FPD的驅(qū)動元件而正在使用的薄膜晶體管(TFT)的配線膜要求低電阻化，進(jìn)行了使用比Al具有更低電阻的Cu作為主配線材料的研究。另外，在觀看FPD的畫面的同時賦予直接的操作性的觸摸面板基板畫面也在不斷大型化，為實現(xiàn)低電阻化，正在進(jìn)行將Cu用作主配線材料的研究。現(xiàn)在，在TFT中使用Si半導(dǎo)體膜，如果Cu與Si直接接觸，則由于TFT制造中的加熱工序而進(jìn)行熱擴(kuò)散，使TFT的特性劣化。因此，使用在Cu和Si之間以耐熱性優(yōu)異的Mo、Mo合金作為阻隔膜的層疊配線膜。另外，在與TFT連接的像素電極、便攜式終端、平板電腦等所使用的觸摸面板的位置檢測電極中，一般使用作為透明導(dǎo)電膜的銦-錫氧化物(以下稱為IT0)。Cu能獲得與ITO的接觸性，但與基板的密合性低，因此為確保密合性，需要用Mo、Mo合金被覆Cu而成的層疊配線膜。并且，進(jìn)行了使用比現(xiàn)有的非晶質(zhì)Si半導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)更高速響應(yīng)的氧化物的透明半導(dǎo)體膜的應(yīng)用研究，對于這些氧化物半導(dǎo)體的配線膜，也研究了使用了 Cu和純Mo的層疊配線膜。本申請人提出了通過將與玻璃等的密合性低的Cu、Ag和作為Mo主體含有V和/或Nb的Mo合金進(jìn)行層疊，從而能夠維持Cu、Ag具有的低電阻值，同時改善耐腐蝕性、耐熱性、與基板的密合性。(例如，參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本特開2004 - 140319號公報

發(fā)明內(nèi)容
上述專利文獻(xiàn)I中提出的Mo-V、Mo-Nb合金等，與純Mo相比耐腐蝕性、耐熱性、與基板的密合性更優(yōu)異，因此廣泛用于在玻璃基板上形成的FPD用途。但是，在制造FPD時，在基板上形成層疊配線膜后，移動到下一工序時，有時長時間放置在大氣中。另外，在為提高便利性而使用了樹脂膜的輕型、柔性Fro等中，樹脂膜與現(xiàn)有的玻璃基板等比較，具有透濕性，因此對于層疊配線膜要求高耐濕性。并且，在FPD的端子部等安裝信號線電纜時，有時在大氣中加熱，因此對于層疊配線膜也要求耐氧化性的提高。而且，在使用氧化物的半導(dǎo)體膜中，為實現(xiàn)特性提高、穩(wěn)定化，在含有氧的環(huán)境下、在形成含有氧的保護(hù)膜后有時進(jìn)行350°C以上的高溫下的加熱處理。因此，為了使層疊配線膜即使在經(jīng)過這些加熱處理后也能夠維持穩(wěn)定的特性，增強(qiáng)耐氧化性的要求日益提高。根據(jù)本發(fā)明人的研究，Cu與Al相比，密合性、耐濕性、耐氧化性很差，因此有時需要形成用于確保密合性的基底膜、成為保護(hù)Cu表面的上層膜(罩膜)的被覆層。對于上述Mo-V, Mo-Nb合金等、純Mo而言,耐濕性、耐氧化性并不充分，在FF1D的制造工序中形成Cu的被覆層時，有時會產(chǎn)生變色并且氧透過、Cu的電阻值大幅增加的問題。另外，如果被覆層變色，則使電接觸性劣化，導(dǎo)致電子部件的可靠性降低。
并且，為實現(xiàn)FPD的大畫面化、高速驅(qū)動，TFT制造工序中的加熱溫度有上升的趨勢。因此，在形成了作為主導(dǎo)電層的Cu和作為阻隔膜、密合膜的被覆層的層疊配線膜中，有時構(gòu)成被覆層原子向Cu進(jìn)行熱擴(kuò)散，不能維持低電阻值。這樣，對于將Cu作為主導(dǎo)電層的層疊配線膜的被覆層，要求能夠適用于新的各種環(huán)境的高耐濕性、耐氧化性和維持低電阻值。本發(fā)明的目的在于，提供一種使用了由Mo合金構(gòu)成的被覆層的電子部件用層疊配線膜和用于形成被覆層的濺射靶材，其能夠改善耐濕性、耐氧化性，進(jìn)而在與低電阻的作為主導(dǎo)電層的Cu層疊時，即使經(jīng)過加熱工序也能夠維持低的電阻值。本發(fā)明人鑒于上述課題，致力于向Mo中新添加的元素的最優(yōu)化。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過在Mo中復(fù)合添加特定量的Ni和Ti，能夠提高耐濕性、耐氧化性，并且在形成作為主導(dǎo)電層的Cu的被覆層時，即使經(jīng)過加熱工序也能維持低電阻值，從而完成本發(fā)明。S卩，本發(fā)明為電子部件用層疊配線膜的發(fā)明，是在基板上形成有金屬膜的電子部件用層疊配線膜，由將Cu作為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該導(dǎo)電層的一面和/或另一面的被覆層構(gòu)成，該被覆層的原子比的組成式由M0lQQ_x_y-Nix-Tiy，10 ^ X ^ 50,3彡y彡30、x+y< 53表示，剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，在本發(fā)明中，進(jìn)一步優(yōu)選上述組成式的x、y分別為20 < X < 30、9 < y < 20。另外，本發(fā)明為由Mo合金構(gòu)成的被覆層形成用濺射靶材的發(fā)明，是用于形成上述被覆層的濺射靶材，原子比的組成式由M0lQQ_x_y-Nix-Tiy，10彡X彡50、3彡y彡30、x+y ( 53表示，剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述組成式的x、y分別為20< X彡30,9 < y < 20。本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜，能夠提高耐濕性、耐氧化性。另外，即使在與Cu層疊時的加熱工序中，也能夠抑制電阻值的增加，維持低電阻值。由此，通過在各種電子部件，例如樹脂基板上形成的FPD等的配線膜中使用，從而具有能夠?qū)﹄娮硬考姆€(wěn)定制造、可靠性提高有巨大貢獻(xiàn)的優(yōu)點，成為在電子部件的制造中不可或缺的技術(shù)。特別是，成為對觸摸面板、使用樹脂基板的柔性FH)非常有用的層疊配線膜。因為在這些制品中，特別是耐濕性、耐氧化性非常重要。


圖I是本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的剖面示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的剖面示意圖在圖I中示出。本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜包含覆蓋將Cu作為主成分的主導(dǎo)電層3的一面和/或另一面的被覆層2、4，例如在基板I上形成。圖I中在主導(dǎo)電層3的兩面形成有被覆層2、4，也可僅覆蓋一面，可以適當(dāng)?shù)剡x擇。應(yīng)予說明，僅將主導(dǎo)電層的一面用本發(fā)明的被覆層覆蓋時，根據(jù)電子部件的用途，主導(dǎo)電層的另一面可以用與本發(fā)明不同組成的被覆層覆蓋。本發(fā)明的重要的特征在于，發(fā)現(xiàn)了新的Mo合金，在圖I所示的電子部件用層疊配線膜的被覆層中，通過在Mo中復(fù)合添加特定量的Ni和Ti，從而提高耐濕性、耐氧化性，且在與Cu膜的層疊時的加熱工序中能夠維持低電阻值。以下，對本發(fā)明的電子部件用層疊配線
膜進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)予說明，在以下的說明中，“耐濕性”是指在高溫高濕環(huán)境下配線膜的電阻值變化的發(fā)生難度。另外，“耐氧化性”是指高溫環(huán)境下電接觸性劣化的發(fā)生難度，能夠通過配線膜的變色來確認(rèn)，例如能夠利用反射率進(jìn)行定量評價。在形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層的Mo合金中添加Ni的理由在于提高被覆層的耐氧化性。對于純Mo而言，如果在大氣中加熱則膜表面氧化，電接觸性劣化。本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層通過在Mo中添加特定量的Ni能夠提高耐氧化性，具有抑制電接觸性的劣化的效果。該效果在Ni的添加量為10原子％以上時變得顯著。另一方面，Ni為比Mo更易于向Cu熱擴(kuò)散的元素。如果Mo中的Ni的添加量超過50原子％，則在制造FH)等電子部件時的加熱工序中，被覆層的Ni容易向主導(dǎo)電層的Cu擴(kuò)散而變得難以維持低電阻值。因此，Ni的添加量設(shè)為10 50原子％。另外，在主導(dǎo)電層的Cu上形成被覆層并在高于350°C的高溫下加熱時，被覆層的Ni容易向主導(dǎo)電層的Cu擴(kuò)散，有時電阻值上升。本發(fā)明中為維持低電阻值，優(yōu)選使Ni添加量為30原子％以下。在形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層的Mo合金中添加Ti的理由是為了提高耐濕性。Ti是具有易于與氧、氮結(jié)合的性質(zhì)的金屬，具有在高溫高濕環(huán)境中在表面形成鈍化膜來保護(hù)配線膜內(nèi)部的效果。因此，本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層，通過在Mo中添加特定量的Ti，從而能夠使耐濕性大幅提高。該效果在3原子％以上時變得顯著。另一方面，如果Ti的添加量超過30原子％，則耐腐蝕性提高過多而使用Cu用蝕刻劑的蝕刻速度降低，與主導(dǎo)電層的Cu的層疊膜在蝕刻時生成殘渣，或蝕刻變得無法進(jìn)行。因此，在本發(fā)明中Ti的添加量設(shè)為3 30原子％。 另外，為穩(wěn)定地得到比以往的Mo - Nb合金更高的耐濕性，Ti的添加量優(yōu)選為9原子％以上。另外，為了用Cu的蝕刻劑進(jìn)行更穩(wěn)定的蝕刻，優(yōu)選Ti的添加量為20原子％以下。另外，為了應(yīng)對在作為主導(dǎo)電層的Cu的一面和/或另一面上形成被覆層且制造工序中的加熱溫度為350°C的高溫的情況，使向形成被覆層的Mo合金中復(fù)合添加的Ni和Ti的總和為53原子％以下。其理由是因為不僅Ni是向Cu熱擴(kuò)散的元素，Ti也是向Cu熱擴(kuò)散的元素，如果Ni和Ti的總和超過53原子％，則Ni、Ti向主導(dǎo)電層的Cu層擴(kuò)散而難以維持低電阻值。另外，在形成被覆層的Mo合金中復(fù)合添加的Ni和Ti，優(yōu)選以原子比記Ni/Ti為I以上。如上所述，Ti為參與提高耐濕性的元素，但由于耐氧化性降低，根據(jù)本發(fā)明人的研究，Ti的添加量比Ni的添加量多時，變得難以得到耐氧化性的提高效果。因此，通過以Ni和Ti的原子比為I以上的方式分別添加，從而能夠穩(wěn)定得到被覆層的耐濕性和耐氧化性。在本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜中，為穩(wěn)定地得到低電阻值和耐濕性、耐氧化性，優(yōu)選將主導(dǎo)電層的膜厚設(shè)為100 lOOOnm。如果主導(dǎo)電層的膜厚薄于lOOnm，則由于薄膜特有的電子的散射的影響，電阻值變得容易增加。另一方面，如果主導(dǎo)電層的膜厚變得比IOOOnm厚，為形成膜要花費時間，由于膜應(yīng)力，導(dǎo)致容易在基板上產(chǎn)生彎曲等。另外，對于將Cu作為主成分的主導(dǎo)電層，純Cu得到最低的電阻值。應(yīng)予說明，考慮耐熱性、耐腐蝕性等可靠性，也可使用向Cu中添加過渡金屬、半金屬等而得的Cu合金。此時，為得到盡可能低的電阻值，Cu中的添加元素的添加量優(yōu)選為5原子％以下。 另外，在本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜中，為穩(wěn)定地得到低電阻值和耐濕性、耐氧化性，優(yōu)選將被覆層的膜厚設(shè)為20 lOOnm。如果被覆層的膜厚不足20nm，則Mo合金膜的連續(xù)性變低，所以有時不能充分得到上述的特性。另一方面，如果被覆層的膜厚超過IOOnm,則被覆層的電阻值變高，與主導(dǎo)電層的Cu膜層疊時，作為電子部件用層疊配線膜變得難以得到低電阻值。另外，在本發(fā)明中，為抑制在350°C以上的高溫下進(jìn)行大氣加熱時由主導(dǎo)電層的Cu的氧化導(dǎo)致的電阻值的增加，被覆層的膜厚優(yōu)選為30nm以上。另外，為抑制在350°C以上的高溫下加熱時由原子向主導(dǎo)電層的Cu的擴(kuò)散導(dǎo)致的電阻值的增加，被覆層的膜厚優(yōu)選為70nm以下。因此，在本發(fā)明中，更優(yōu)選將被覆層的膜厚設(shè)為30 70nm。為形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的各層，優(yōu)選使用濺射靶的濺射法。在形成被覆層時，優(yōu)選采用例如使用與被覆層的組成相同的Mo合金濺射靶進(jìn)行成膜的方法、使用Mo-Ni合金濺射靶和Mo-Ti濺射靶通過共濺射進(jìn)行成膜的方法等。從濺射的條件設(shè)定的簡易度、容易得到所需組成的被覆層的觀點出發(fā)，最優(yōu)選使用與被覆層的組成相同的Mo合金濺射靶進(jìn)行濺射成膜。因此，為形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層，通過使用原子比的組成式由Mo1QQ_x_y-Nix-Tiy，10 ^ X ^ 50,3 ^ y ^ 30、x+y ( 53表示，剩余部分為由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的濺射靶材，從而能夠穩(wěn)定形成被覆層。另外，如上所述，為得到即使在進(jìn)行350°C的高溫的加熱工序時電阻值也低的電子部件用層疊配線膜，優(yōu)選含有20 30原子％的Ni、9 20原子％的Ti。作為本發(fā)明的被覆層形成用濺射靶材的制造方法，例如可應(yīng)用粉末燒結(jié)法。在粉末燒結(jié)法中，例如可以用氣體霧化法制造合金粉末而作為原料粉末；或?qū)⒍鄠€合金粉末、純金屬粉末以成為本發(fā)明的最終組成的方式混合而成的混合粉末作為原料粉末。作為原料粉末的燒結(jié)方法，可以使用熱等靜壓壓制、熱壓制、放電等離子體燒結(jié)、擠出壓制燒結(jié)等加壓
紅彡口 在形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的被覆層的Mo合金中，為確保耐氧化性、耐濕性，優(yōu)選作為必需元素的Ni、Ti以外的剩余部分中的Mo以外的不可避免的雜質(zhì)的含量少，但在不損害本發(fā)明的作用的范圍內(nèi)，也可含有作為氣體成分的氧、氮、碳，作為過渡金屬的Fe、Cu,半金屬的Al、Si等不可避免的雜質(zhì)。例如,氣體成分的氧、氮分別為1000質(zhì)量ppm以下，碳為200質(zhì)量ppm以下，F(xiàn)e、Cu為200質(zhì)量ppm以下，Al、Si為100質(zhì)量ppm以下，優(yōu)選作為除氣體成分以外的純度為99. 9質(zhì)量％以上。實施例I舉出以下實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，制造用于形成成為被覆層的Mo-Ni-Ti合金膜的濺射靶材。將平均粒徑為6 ii m的Mo粉末、平均粒徑100 ii m的Ni粉末和平均粒徑150 y m的Ti粉末按成為規(guī)定的組成的方式混合，填充到軟鋼制的罐后，一邊加熱一邊真空排氣，除去罐內(nèi)的氣體成分后密封。接著，將密封的罐放入熱等靜壓壓制裝置中，在800°C、120MPa、5小時的條件下燒結(jié)后，通過機(jī)械加工，從而制造直徑100mm、厚度5mm的派射祀材。另夕卜，同樣也制造作為比較的Mo、Mo-Nb> Mo-Ni派射祀材。另外，Cu祀材利用日立電線株式會社制的無氧銅的板材切割 來制作。將由上述得到的各濺射靶材釬焊在銅制的背襯板上并安裝在濺射裝置中。濺射裝置使用CANON ANELVA株式會社制的SPF-440H。通過濺射法，在25mmX 50mm的玻璃基板上分別按表I所示的膜厚構(gòu)成形成作為添加了表I所示的規(guī)定量的Ni和Ti的被覆層的Mo合金膜，在Mo合金膜的上面形成作為主導(dǎo)電層的Cu膜，再在Cu膜的上面形成Mo合金膜，得到電子部件用層疊配線膜。另外，為了比較，將純Mo、Mo-Ni合金膜、Mo-Nb合金膜分別與Cu膜層疊，也制作層疊配線膜。作為耐氧化性的評價，測定在大氣中250°C、350°C下加熱I小時后的反射率和電阻值的變化。對于反射率的測定，使用KONICA MINOLTA制的分光比色計CM-2500d來測定可見光域的反射特性。另外，電阻值使用株式會社DIA Instruments制的4端子薄膜電阻率測定器MCP-T400來測定。其結(jié)果在表I中示出。表I
權(quán)利要求
1.一種電子部件用層疊配線膜，其特征在于，是在基板上形成有金屬膜的電子部件用層疊配線膜，由將Cu作為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該導(dǎo)電層的一面和/或另一面的被覆層構(gòu)成，該被覆層的原子比的組成式由Mo1(l(l_x_y-Nix-Tiy、10≤X≤50、3≤y≤30、x+y ( 53表示，剰余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子部件用層疊配線膜，其特征在于，所述組成式的X、y分別為20≤X く 30,9≤y≤20。
3.ー種被覆層形成用濺射靶材，其特征在干，是用于形成權(quán)利要求I所述的被覆層的派射革巴材，原子比的組成式由Mo1(l(l_x_y-Nix-Tiy、10≤X≤50、3≤y≤30>x+y ( 53表示,剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的被覆層形成用濺射靶材，其特征在于，所述組成式的X、y分別為20≤X≤30、9≤y≤20。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子部件用層疊配線膜和被覆層形成用濺射靶材，即，使用了能夠改善耐濕性、耐氧化性，進(jìn)而在與低電阻的作為主導(dǎo)電層的Cu層疊時，即使經(jīng)過加熱工序也能夠維持低的電阻值的Mo合金構(gòu)成的被覆層的電子部件用層疊配線膜和用于形成被覆層的濺射靶材。一種電子部件用層疊配線膜，在基板上形成有金屬膜的電子部件用層疊配線膜中，由將Cu作為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該導(dǎo)電層的一面和/或另一面的被覆層構(gòu)成，該被覆層的原子比的組成式由Mo100-x-y-Nix-Tiy、10≤x≤50、3≤y≤30、x+y≤53表示，剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號C23C14/14GK102953036SQ20121029954
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者村田英夫 申請人:日立金屬株式會社