專利名稱：電子部件用層疊配線膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子部件用層疊配線膜，其用于例如液晶顯示器(Liquid CrystalDisplay,以下稱為IXD)、等離子顯示器面板(Plasma Display Panel,以下稱為Η)Ρ)、在電子紙張等中利用的電泳型顯示器等平面顯示裝置(Flat Panel Display，以下稱為FPD)以及各種半導(dǎo)體設(shè)備、薄膜傳感器、磁頭等薄膜電子部件等。
背景技術(shù)：
在玻璃基板上制作薄膜設(shè)備的IXD、rop、有機(jī)EL顯示器等FPD要求大畫面化、高精細(xì)化、用于消除動(dòng)畫模糊的高速驅(qū)動(dòng)化。對于用作FPD的驅(qū)動(dòng)元件的薄膜晶體管(ThinFilm Transistor,以下稱為TFT)的主導(dǎo)電層，為了上述的高速驅(qū)動(dòng)化，需要低電阻化，因此正在進(jìn)行將主導(dǎo)電層的材料由Al變更為更低電阻的Cu的研究。另外，使用了在FPD中增加操作性的觸摸面板、樹脂基板的撓性FPD等新制品的開發(fā)也逐步進(jìn)展，在這些當(dāng)中也正在進(jìn)行為了低電阻化將Cu用于主導(dǎo)電層的研究?，F(xiàn)在，TFT中主要使用Si半導(dǎo)體膜。在這樣的TFT中使用Cu作為主配線材料時(shí)，如果Cu與Si直接接觸，則在TFT制造中的加熱工序中，有時(shí)Cu原子會(huì)熱擴(kuò)散到構(gòu)成TFT的Si半導(dǎo)體膜中，因而使TFT的特性變差。為了防止該現(xiàn)象，在由Cu形成的主導(dǎo)電層與Si半導(dǎo)體膜之間，使用設(shè)置有由耐熱性優(yōu)異的Mo或Mo合金形成的阻擋膜的層疊配線膜。另外，作為與TFT相連的像素電極、便攜式終端、平板PC等中使用的觸摸面板的位置檢測電極，通常使用作為透明導(dǎo)電膜的ITO (銦-錫氧化物)。Cu雖能得到與ITO的接觸性，但與基板的密合性低。因此，能夠確保密合性的用Mo、Mo合金覆蓋Cu的層疊配線膜是有效的。本申請人提出了通過采用層疊了以與玻璃等的密合性低的Cu為主成分的膜和以Mo為主體且含有V和/或Nb的Mo合金的層疊配線膜，能夠利用Cu、Ag具有的低電阻值，并且能夠改善配線膜的耐腐蝕性、耐熱性、密合性(專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-140319號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
上述專利文獻(xiàn)I中提出的以Mo為主體且含有V和/或Nb的Mo合金與純Mo相比耐腐蝕性、耐熱性、密合性優(yōu)異，所以廣泛用于在玻璃基板上形成的FPD用途。但是，電子部件的制造中，在基板上形成層疊配線膜后，將基板移動(dòng)到接下來的工序時(shí)、或觸摸面板用途中在端子部等安裝信號(hào)電纜時(shí)的加熱工序時(shí)，有可能會(huì)在大氣中長時(shí)間暴露。根據(jù)本發(fā)明人的研究，將上述的層疊配線膜在大氣中加熱時(shí)，有時(shí)產(chǎn)生耐氧化性不充分、層疊配線膜變色之類的耐氧化性降低的問題。該耐氧化性降低的問題導(dǎo)致電接觸性變差，電子部件的可靠性降低。另外，為了高速驅(qū)動(dòng)，TFT制造工序中的加熱溫度有上升的趨勢，如果經(jīng)過更高溫度下的加熱工序，則存在層疊配線膜中含有的合金元素?cái)U(kuò)散到Cu中而增加電阻值的可能性。為了經(jīng)過加熱工序后仍維持低電阻，需要防止合金元素不想要的擴(kuò)散。本發(fā)明的目的在于提供一種電子部件用層疊配線膜，其能夠維持Mo具有的Si阻擋性、ITO接觸性等優(yōu)點(diǎn)，且能夠改善耐氧化性，并且即便經(jīng)過與Cu層疊時(shí)或安裝信號(hào)電纜等的加熱工序也能夠維持低的電阻值。本發(fā)明人鑒于上述課題進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過用在Mo中加入了特定量的Ni的Mo-Ni合金形成覆蓋層，能夠改善大氣中的耐氧化性,進(jìn)而即便經(jīng)過與由Cu形成的主導(dǎo)電層層疊時(shí)或安裝信號(hào)電纜等的加熱工序也能夠維持低的電阻值，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明是一種電子部件用層疊配線膜的發(fā)明，其是在基板上形成了金屬膜的電子部件用層疊配線膜，由主導(dǎo)電層和覆蓋層構(gòu)成，所述主導(dǎo)電層由Cu形成，所述覆蓋層覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面，該覆蓋層是Mo-Ni合金，該Mo-Ni合金按原子比計(jì)的組成式由Mo1(l(l_xNix、10 ^ X ^ 70表不且剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明中，上述組成式的X優(yōu)選在20 50的范圍。另外，本發(fā)明中，上述覆蓋層的厚度優(yōu)選為10 200nm。另外，本發(fā)明中，上述主導(dǎo)電層的厚度優(yōu)選為100 500nm。本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜能夠維持Mo的優(yōu)異特性，并且提高耐氧化性。由此，能夠?qū)Πㄔ谟|摸面板、樹脂基板上形成的撓性FPD等在內(nèi)的各種電子部件的穩(wěn)定制造和可靠性提高作出巨大貢獻(xiàn)。


圖I是表示本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的一個(gè)例子的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I中示出了表示本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的一個(gè)例子的剖面示意圖。如圖I所示，本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜包含覆蓋以Cu為主成分的主導(dǎo)電層3的一面和/或另一面的覆蓋層2、4，例如形成在基板I上。圖I中在主導(dǎo)電層3的兩面形成覆蓋層2、4，但根據(jù)電子部件的形態(tài)也可以僅覆蓋主導(dǎo)電層3的任意一面，可以適當(dāng)?shù)剡x擇覆蓋層的配置。本發(fā)明的重要特征在于，在圖I所示的電子部件用層疊配線膜的覆蓋層中，通過向Mo中添加特定量Ni，從而提高耐氧化性，即便經(jīng)過與Cu層疊時(shí)或安裝信號(hào)電纜等的加熱工序，也能夠維持作為層疊配線膜的低電阻值。以下詳細(xì)敘述本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜。如果在大氣中加熱純Mo的膜，則表面會(huì)氧化，電接觸性變差。本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜的覆蓋層通過向Mo中添加特定量的Ni，因而具有提高耐氧化性的效果。該效果從Ni的添加量為10原子％時(shí)開始顯現(xiàn)，添加20原子％以上時(shí)，即便經(jīng)過大氣中的高溫加熱也能夠抑制電阻值的增加。另一方面，Ni與Mo相比是對Cu易熱擴(kuò)散的元素，如果Ni的添加量超過70%，則制造FPD等電子部件時(shí)的加熱工序中，覆蓋層中含有的Ni擴(kuò)散到主導(dǎo)電層的Cu中，難以維持低的電阻值。因此，覆蓋層中向Mo中添加的Ni量為10 70原子％。
另外，為了進(jìn)一步抑制大氣中的氧化，優(yōu)選使向Mo中添加的Ni量為20原子％以上。如果對主導(dǎo)電層的Cu在不形成覆蓋層的狀態(tài)下、大氣中進(jìn)行200°C以上的加熱，則有時(shí)容易氧化而變色，電接觸性變差。本發(fā)明中，將主導(dǎo)電層的Cu的表面用由Mo-Ni合金形成的覆蓋層覆蓋，為了遮擋氧的侵入而抑制Cu的氧化，優(yōu)選使覆蓋層的Ni添加量為可得到充分效果的20原子％以上。另外，為了抑制在高溫區(qū)域的Ni原子的熱擴(kuò)散而導(dǎo)致的主導(dǎo)電層的Cu的電阻值的增加，優(yōu)選使Ni為50原子％以下。另外，本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜中，對于主導(dǎo)電層的Cu的膜厚而言，如果主導(dǎo)電層的膜厚比IOOnm薄，則電阻值受到薄膜特有的電子的表面晶界或晶界散射的影響而容易增加。另一方面，如果主導(dǎo)電層的膜厚比500nm厚而變得過厚，則形成膜較花費(fèi)時(shí)間，由于膜應(yīng)力，基板容易產(chǎn)生彎曲。因此，本發(fā)明的主導(dǎo)電層的膜厚優(yōu)選為100 500nm。另外，本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜中，對于作為覆蓋層的Mo-Ni合金的膜厚
而言，如果膜厚比IOnm薄，則有時(shí)Mo-Ni合金膜的連續(xù)性變低，耐氧化性不充分。另一方面，如果覆蓋層的膜厚比200nm厚而變得過厚，則形成膜較花費(fèi)時(shí)間，且由于Mo-Ni合金膜的電阻值高，因而在與作為主導(dǎo)電層的Cu層疊時(shí)，電阻值增加，作為層疊配線膜難以得到低的電阻值。因此，本發(fā)明的覆蓋層優(yōu)選為10 200nm。另外，對于本發(fā)明的覆蓋層，作為Cu的上層膜需要得到遮擋氧的充分效果，更優(yōu)選為30nm以上的膜厚。另一方面，如果覆蓋層的膜厚變得比IOOnm厚，則由于膜應(yīng)力，基板容易產(chǎn)生彎曲。因此，本發(fā)明的覆蓋層的膜厚更優(yōu)選成為30 lOOnm。另外，為了形成本發(fā)明的電子部件用層疊配線膜，優(yōu)選使用了中間電極的濺射法。作為濺射法，可應(yīng)用使用與覆蓋層的組成相同組成的Mo-Ni合金中間電極材料進(jìn)行成膜的方法、使用Mo和Ni各自的中間電極材料同時(shí)進(jìn)行濺射的共濺射成膜法等。從濺射條件設(shè)定簡單性、易得到所希望組成的配線薄膜的角度考慮，最優(yōu)選使用與覆蓋層的組成相同組成的Mo-Ni合金中間電極材料進(jìn)行濺射成膜。另外，主導(dǎo)電層的形成也同樣優(yōu)選使用Cu中間電極材料進(jìn)行濺射成膜。在形成本發(fā)明的覆蓋層的Mo-Ni合金中間電極材料中，為了確保耐氧化性，除作為必需元素的Ni和剩余部分的Mo以外，優(yōu)選盡量使不可避免的雜質(zhì)的含量少。作為不可避免的雜質(zhì)，只要在不損害本發(fā)明的作用的范圍內(nèi)，可以含有氧、氮、碳、Fe、Cu、Al、Si等不可避免的雜質(zhì)。例如，優(yōu)選氣體成分的氧、氮分別為1000質(zhì)量ppm以下，碳、Fe、Cu分別為200質(zhì)量ppm以下，Al、Si分別為100質(zhì)量ppm以下,作為不包括氣體成分的純度,優(yōu)先為99. 9質(zhì)量％以上。實(shí)施例I首先，制作用于形成作為覆蓋層的Mo-Ni合金膜的濺射中間電極。Mo-15原子％Ni和30原子％Ni組成的中間電極材料是利用粉末冶金法來制作。將平均粒徑為6 μ m的Mo粉末和平均粒徑為100 μ m的Ni粉末以成為Mo_15原子％Ni、Mo_30原子％Ni的方式混合，填充到軟鋼制的罐中后，邊加熱邊真空排氣并密封。接下來，將密封的罐放入熱等靜壓裝置中，在1100°C、100MPa、3小時(shí)的條件下燒結(jié)后，通過機(jī)械加工得到直徑Φ IOOmmX厚度5mm的Mo_15原子％Ni、Mo-30原子％Ni合金中間電極材料。另外，用與上述相同的方法得到純Mo中間電極材料。
Mo-80原子％Ni組成的中間電極材料利用熔化法來制作。稱量規(guī)定量電解Ni和塊狀的Mo原料后，用真空感應(yīng)加熱爐熔化，制作坯料，利用塑性加工拉伸成板狀后，通過機(jī)械加工制作Mo-80Ni原子％合金中間電極材料。將上述得到的各中間電極材料釬焊在Cu制的背板上并安裝于濺射裝置。應(yīng)予說明，濺射裝置使用CANON ANELVA株式會(huì)社制的SPF-440H。在25mmX50mm的玻璃基板上，以厚度30nm形成表I所示的覆蓋層。對于覆蓋層的形成，上述得到的純Mo、Mo-15原子％Ni、Mo-30Ni原子％是使用與覆蓋層相同組成的中間電極進(jìn)行濺射成膜而成。對于除此之外的覆蓋層，采用將純Mo和Mo-80原子％Ni的中間電極同時(shí)進(jìn)行濺射的共濺射成膜法，使此時(shí)的功率分別變化，從而形成表I所示的Mo-Ni合金
覆蓋層。制作的覆蓋層分別利用株式會(huì)社島津制作所制ICPV-1017的ICP (感應(yīng)等離子體
發(fā)光分析裝置)進(jìn)行分析，確認(rèn)各覆蓋層的成分。接下來，在上述得到的形成于玻璃基板上的覆蓋層上用濺射法形成厚度300nm的由Cu形成的主導(dǎo)電層，接著在主導(dǎo)電層上通過上述說明的共濺射成膜法形成表I所示的覆蓋層，得到層疊配線膜。另外，為了比較，還制作Mo-IO原子％Nb合金膜。對將表I所示的層疊配線膜形成在玻璃基板上的各試料的氧化程度，用在大氣中250°C、350°C下加熱I小時(shí)后的反射率進(jìn)行評價(jià)。反射率是使用KONICA MINOLTA株式會(huì)社制的分光測色計(jì)CM-2500d從上覆蓋層側(cè)測定可見光區(qū)域的特性。另外，對各試料的電阻值的變化也進(jìn)行評價(jià)。電阻值是使用株式會(huì)社DIAInstruments制的4端子薄膜電阻率測定器MCP-T400進(jìn)行測定的。將其結(jié)果示于表I。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，是在基板上形成了金屬膜的電子部件用層疊配線膜，由主導(dǎo)電層和覆蓋層構(gòu)成，所述主導(dǎo)電層由Cu形成，所述覆蓋層覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面，該覆蓋層是Mo-Ni合金，該Mo-Ni合金按原子比計(jì)的組成式由Mo100_xNixUO彡X彡70表示且剩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為20 50。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子部件用層疊配線膜，其特征在于，所述覆蓋層的厚度為 10 200nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電子部件用層疊配線膜，其特征在于，所述主導(dǎo)電層的厚度為100 500nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子部件用層疊配線膜，其能夠維持Mo具有的Si阻擋性、ITO接觸性的優(yōu)點(diǎn)，且能夠改善耐氧化性，并且即便經(jīng)過與Cu層疊時(shí)、安裝信號(hào)電纜等的加熱工序也能夠維持低的電阻值。該電子部件用層疊配線膜是在基板上形成了金屬膜的電子部件用層疊配線膜，由主導(dǎo)電層和覆蓋層構(gòu)成，所述主導(dǎo)電層由Cu形成，所述覆蓋層覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面，該覆蓋層是Mo-Ni合金，該Mo-Ni合金按原子比計(jì)的組成式由Mo100-XNiX、10≤X≤70表示且剩余部分由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01L23/532GK102881676SQ201210240349
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者村田英夫 申請人:日立金屬株式會(huì)社