层叠结构及使用其的电路用电极的制作方法

文档序号:6886038阅读:278来源:国知局

专利名称::层叠结构及使用其的电路用电极的制作方法
技术领域
:本发明涉及层叠透明导电薄膜和钼金属薄膜的层叠结构及使用其的电路用电极,特别是涉及含有氧化铟的各种透明薄膜,还有氧化铟-氧化锡(ITO)薄膜和钼金属薄膜的层叠结构及使用其的电路用电极。
背景技术
:层叠ITO薄膜和钼薄膜的薄膜是作为液晶显示器等的电路的一部分而使用的。但是,公知有在ITO薄膜上形成钼薄膜时,在各个成膜的薄膜发生内部应力,而引起薄膜的剥落和断线。该内部应力被分为2种,分别为拉伸应力和压縮应力。在此,所谓拉伸应力是成膜面凹陷时薄膜上发生的应力,所谓压縮应力是成膜面凸起时薄膜上发生的应力。ITO通常受到压缩应力,金属薄膜、特别是钼金属薄膜受拉伸应力。在该状态下层叠时,由于各应力的种类(压縮和拉伸)不同其差变大,因此在界面上发生更大的应变,最终引起薄膜的剥落和断线。如此,ITO薄膜和钼薄膜间的密着性弱,龟裂、断线发生。另外,由于ITO膜厚,因此蚀刻后反锥度发生。还有,形成无定形ITO(a-ITO)膜时,蚀刻后,通过后烘热(postbake)工序或CVD法进行的SiNx制膜工序中的加热,a-ITO多晶化(多晶化),成为多晶ITO(p-ITO),与钼膜的紧贴性恶化,因此龟裂、断线发生。由于这样的龟裂、断线,增加了制品的缺陷,有生产的成品率低下的问题(专利文献O。对于该课题,为了防止龟裂、断线,公开了组合复杂工序而形成多层膜的方法,由于工序数增加有成品率降低这样的难点(专利文献2)。例如,在多晶ITO(p-ITO)法中,用真空溅射装置将p-ITO成膜后,蚀刻该ITO膜,进一步在其上用真空溅射装置将钼成膜后,蚀刻该钼膜而制造层叠体。该方法由于要反复进行2次成膜工序和溅射工序,因此变得复杂而生产性降低。为此,要求一种能够防止由于ITO薄膜和钼薄膜间的应力而产生的龟裂、断线,同时,能够简化成膜工序和溅射工序的层叠膜的形成技术。专利文献1:特开平10-253992号公报专利文献2:特开2005-62889号公报
发明内容本发明鉴于上述课题,其目的在于提供一种有助于减少布线材料间的龟裂、断线带来的制品缺陷、使生产的成品率提高的层叠结构。本发明还有的其他的目的是提供一种具备所述层叠结构的电路用电本发明还有的其他的目的是提供一种具备所述层叠结构或所述电路用电极的电子设备。本发明者们为了解决这样的课题进行锐意研究的结果是发现透明导电膜的膜厚在35nm以下时,透明导电薄膜及钼金属薄膜的紧贴性提高。因此,能够同时实现防止龟裂、断线和通过工序简化而使成品率提高,从而完成本发明。根据本发明,提供了以下的层叠结构。1、一种层叠结构,其由透明导电薄膜及钼金属薄膜构成,其中,所述透明导电薄膜的膜厚为35nm以下。2、根据l所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟和氧化锡的薄膜。3、根据l所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟、氧化锡和氧化锌的薄膜。4、根据l所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟和稀土类元素的氧化物的薄膜。5、根据14中任一项所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜的锥形角低于90。。6、一种电路用电极,其含有15中任一项所述的层叠结构。7、一种电子设备,作为其至少一部分具备包括15任一项所述的层叠结构或6所述的电路用电极的电路。根据本发明能够提供一种有助于减少布线材料间的龟裂、断线带来的制品缺陷、使生产的成品率提高的层叠结构。根据本发明,能够提供一种具备所述层叠结构的电路用电极。根据本发明,能够提供一种具备所述层叠结构或所述电路用电极的电子设备。图1(a)是表示ITO膜的锥形角e在90°以上的情况的成膜状态,(b)是表示ITO膜的锥形角e低于90。的情况的成膜状态的模式图。图2(a)是表示ITO膜的膜厚厚的部分的电子射线衍射图,(b)是表示ITO膜的膜厚薄的部分的电子射线衍射图。具体实施例方式本发明的层叠结构为使透明导电薄膜及钼金属薄膜层叠的薄膜,可以称为薄膜层叠体。该层叠结构通常是在基板上使透明导电薄膜、钼金属薄膜顺序层叠而成。另外,也可以在基板上使钼金属薄膜、透明导电薄膜顺序层叠而成。还有,本发明的层叠结构也可以使各层图案形成希望的形状。即,如果图案形成透明导电薄膜及钼金属薄膜各自需要的形状,各自形成的图案的至少一部分重叠,则形成本发明的层叠结构。透明导电薄膜的膜厚为35nm以下,优选为30nm以下,更优选为25nmlnm。由于透明导电薄膜为35nm以下很薄,因此与钼金属薄膜的紧贴性提高。考虑到这是因为由于透明导电薄膜薄,基于透明导电薄膜的压縮应力与金属薄膜的界面的应变小,压縮应力自身小。钼金属薄膜的膜厚通常为10500nm,优选为20200nm,膜厚不作特殊限定可以根据用途适当地选择。对于基板没有特别限定,通常能够使用玻璃、石英、塑料等。透明导电薄膜,如果是透明且具有导电性就没有特殊的限制,是含有从氧化铟、氧化锡、氧化锌、稀土类元素的氧化物中选出的至少一种或两种以上的薄膜,优选为含有从氧化铟、氧化锡、氧化锌、稀土类元素的氧化物中选出的至少一种或两种以上的薄膜,是含有氧化铟和氧化锡的薄膜,是含有氧化铟、氧化锡和氧化锌的薄膜,或含有氧化铟和稀土类元素的氧化物的薄膜。作为本发明的透明电极薄膜的具体例,能够举出例如氧化铟-氧化锌薄膜(ITO)、氧化铟-氧化锡-氧化锌薄膜(ITZO)、氧化铟-氧化铈薄膜(ICO)、氧化铟-氧化钐薄膜(ISmO)。透明电极薄膜含有多种氧化物时,通常以复合氧化物的形成而使用,但只要能够保持作为透明电极使用的透明性和导电性,也可以是化合物、混合物。透明电极薄膜,在含有氧化铟和氧化锡时,通常优选形成由氧化铟和氧化锡构成的复合氧化物,另外各自的氧化物的重量比没有特别限定,通常优选为80:2099:1、希望为85:1595:5。在该范围之外时透明性或导电性会降低。另外会发生蚀刻不良和连接不良。透明电极薄膜为含有氧化铟、氧化锡和氧化锌的薄膜时,优选形成由氧化铟、氧化锡和氧化锡构成的复合氧化物,另外氧化铟(氧化锡和氧化锌)的重量比通常优选为50:5099:1、希望为60:4090:5。在该范围之外时透明性或导电性会降低。另外会发生蚀刻不良和连接不良。透明电极薄膜为含有氧化铟和稀土类元素的氧化物时,通常优选形成由氧化铟和氧化锡构成的复合氧化物,另外各自的氧化物的重量比没有特别限定,通常优选为80:2099:1、希望为90:1098:2。在该范围之外时透明性或导电性会降低。另外会发生蚀刻不良和连接不良。透明电极薄膜的锥形角优选为低于90°,优选为4589°,更优选为6085°。锥形角为通过蚀刻等在透明导电膜上形成图案时,形成的角度。透明电极薄膜的锥形角在9(T以上时,有如下缺点。例如,如图l(a)所示,在形成图案的IT0膜1及Mo膜2上通过CVD法形成SiNx薄膜3时,IT0膜1的锥形角在90°以上,因此形成SiNx薄膜3时的覆盖(coverage)性恶化。即在IT0膜1的一部分(由于锥形角e为90°以上而形成的伸出部而成为阴影的部分)上形成没有SiNx薄膜3附着的部分,成为由于绝缘不良和空气、水份等而形成ITO腐蚀的原因。但是,如图l(b)所示,IT0膜1的锥形角低于90°时,则形成SiNx薄膜3时的覆盖性不受损。但是,锥形角e变得过小时,由ITO构成的布线的线宽实质上变大,因此以L/S(线/空间)评价的图案的精细度下降,有不能供应实际应用的担忧。在玻璃基板上形成无定形ITO薄膜时,伴随成膜,带有结晶性。膜厚超过35咖,结晶类似的构造开始发生,无定形IT0膜被发现部分有类似结晶的构造。因此如果是35nm以下的薄膜,则仅由无定形构成,锥形角低于90°。图2(a)是表示距基板远的部分(膜厚厚的部分)类似结晶的电子射线衍射图像,图2(b)是表示距基板近的部分(膜厚薄的部分)无定形的电子射线衍射图像。在图2(a)中,测定前为无定形,基于结晶衍射图案被确认,但在测定中,由于电子射线no—部分结晶化,基于结晶衍射图案被确认。因此可知,在膜厚厚的部分得到类似结晶的构造。另一方面,图2(b)没有确认到在用电子射线测定前后不使电子射线衍射图像变化基于结晶的衍射图的变化。因此可知,膜厚薄的部分仅由无定形构成。根据同样的理由,由于退火而没有结晶化的膜厚为35nm以下的ITZO薄膜的锥形角也低于90。。另外,ITO的情况,图案形成有ITO的基板在后烘热工序或SiNx工序被加热,即使是无定形(a-ITO)也变化为多晶(p-ITO)。另一方面,ITZO的情况,由于后烘热工序或SiNx工序的加热没有结晶化。即本发明的层叠结构即可以是结晶质,也可以是非结晶质。钼金属薄膜即可以是钼金属单层,也可以是钼/铝/钼等的多层本发明的层叠结构能够制造例如,通过溅射法形成透明导电薄膜、钼金属薄膜而制造。作为成膜条件,放电气体压力通常为0.11Pa,基板温度通常为室温40(TC,成膜气体通常优选使用氩、氩及氧。作为本发明的层叠结构制造方法的具体例,例如由以下的方法(无定形ITO(a-ITO)法)。1、使用真空溅射装置a-ITO及钼的成膜。2、抗蚀剂涂敷、曝光、显影3、通过PAN(磷酸/乙酸/硝酸)系蚀刻剂蚀刻钼4、通过草酸系蚀刻剂蚀刻a-ITO5、抗蚀剂涂敷、曝光、显影、加热6、通过PAN(磷酸/乙酸/硝酸)系蚀刻剂蚀刻钼7、通过CVD法进行的SiNx膜的层叠(300°C)历来,如上所述,层叠ITO膜和钼膜时,两膜的紧贴性弱,因此龟裂、断线发生。另外,由于IT0膜厚,因此蚀刻后反锥度发生。还有,形成a-IT0时蚀刻后,由于后烘热工序或CVD法进行的SiNx制膜工序的加热,a-IT0为多晶化(多晶化),成为P-IT0时,与钼膜的紧贴性差,因此龟裂、断线发生。因此历来需要分多段进行1的成膜工序。但是,根据本发明的制造方法,由于ITO膜和钼膜的紧贴力高,因此界面不产生压力,龟裂、断线不会发生,因此,将该成膜工序简化为l次,而成品率提高。使用本发明的层叠结构能够制造电路用电极,还能够制造电路,能够使用于电子设备。例如能够作为液晶、有机电致发光器件、等离子体显示器等的电子设备的电路而使用。[实施例]以下表示本发明的具体例,本发明不限定于该例,根据用途可以作适宜的变更而使用。实施例1在电磁溅射装置上安装4英寸OIT0(氧化铟氧化锡=90:10wt%)的靶,及4英寸OMo(纯度99.99%)的靶,在10cm见方的玻璃基板上,形成厚度10nm的IT0薄膜并且在其之上形成厚度150nm的Mo膜。还有,膜厚通过光学式薄膜测定系统(SCI社FilmTek4000)及膜厚测定计(7A"、7夕社Dektak8)测定。ITO薄膜的成膜条件如下。基板温度室温成膜气体种氩89%、氢9%、氧2%使成膜压力0.1Pa另外,Mo膜的成膜条件如下。基板温度室温成膜气体种氩100%成膜压力0.2Pa在得到的层叠体上,以棋盘目状切割,实施带剥离试验,确认剥离状况。进一步实施以下的刮擦试验。作为刮擦试验,使用CSME社制Micro-Scratch-Tester。在此,剥离强度的测定条件如下。刮擦距离20nm刮擦载荷0-10N(牛顿)载荷比率10N/min舌條速度20mm/min金刚石粒形状前端200iimO)用光学显微镜观察在上述条件下刮擦试验后的试料,以底层的透明导电薄膜(ITO)的暴露点作为Mo薄膜的剥离点(已确认透明导电薄膜没有剥离),测定距刮擦开始点的距离,由此算出剥离载荷。结果在表1中显示。实施例2,3除变更在表1中表示的ITO膜的厚度之外,在与实施例1同样的条件下制作、评价层叠体。实施例4除使用4英寸OITZ0(氧化铟氧化锡氧化锌二60:20:15wt%)的耙,如表1所示变更ITZ0膜的厚度之外,在与实施例1同样的条件下制作、评价ITZO膜和Mo膜的层叠体。比较例1、2除如表1所示变更ITO膜的厚度之外,在与实施例1同样的条件下制作、评价层叠体。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表1可知,IT0膜的膜厚为35nm以下时,完全没有发现剥离,可以判明有稳固的紧贴性。另外,IT0膜的膜厚超过35nm时,IT0膜和钼膜的紧贴性急剧恶化。评价例除变更IT0膜的膜厚为30nm、100nm之外,在与实施例1同样的条件下制作层叠体。在得到的层叠体上用下述方法进行图案形成,测定ITO膜的锥形角。1、纯水洗净通过纯水喷淋洗净5分钟后,通过鼓风进行干燥。2、UV洗净通过紫外线(UV)照射,除去表面的有机物等3、感光薄膜涂层通过旋涂法涂敷感光薄膜HPR-204(PhilipA.HuntChemicalCo.制乂水,?夕一*乂>-7、y'卜'系感光性树脂,8cps品)。4、前烘热(prebake):在电烤箱中80°C,烘15分钟,硬化感光薄膜。5、曝光向可以在中间曝光的中间色调面罩中照射紫外线(UV)。6、显影通过显影液FHD-5(富士胶片制)除去不要部分的感光薄膜。7、后烘热在电烤箱中15(TC,烘15分钟,进一步硬化残留感光薄膜。8、PAN蚀刻在混酸系蚀刻剂(关东化学制混酸A1蚀刻剂(磷酸硝酸乙酸水=73:3:7:17(PAN)))中进行湿式蚀刻,除去不要部分的钼,用纯水喷淋洗净,通过鼓风进行干燥。9、IT0蚀刻剂在草酸系蚀刻剂(关东化学制IT0-06N(草酸水二5%以下95%以上)中进行湿式蚀刻,通过以所述钼作为模具除去不要部分的ITO,用纯水喷淋洗净,通过鼓风进行干燥。10、剥离用感光膜剥离液(东京应化制薄膜剥离液106)仅剥离中间曝光的感光薄膜部分用纯水喷淋洗净,通过鼓风进行干燥。11、PAN蚀刻在浪酸系蚀刻剂(关东化学制混酸A1蚀刻剂(磷酸硝酸乙酸水=73:3:7:17(PAN)))中进行湿式蚀刻,除去不要部分的钼,用纯水喷淋洗净,通过鼓风进行干燥。12、剥离用感光膜剥离液(东京应化制薄膜剥离液106)剥离全部的感光薄膜部分用纯水喷淋洗净,通过鼓风进行干燥。用SEM(扫描型电子显微镜)测定在上述方法中进行绘图的ITO薄膜的锥形角。在膜厚30皿的IT0膜中,锥形角是80。,在膜厚100nm的ITO膜中,锥形角是150。。工业上的实用性本发明的层叠结构能够作为电子设备的电路用电极使用,另外能够使用于使用该电极的电子设备的电路。权利要求1.一种层叠结构,其由透明导电薄膜及钼金属薄膜构成,其中,所述透明导电薄膜的膜厚为35nm以下。2、根据权利要求l所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟和氧化锡的薄膜。3、根据权利要求1所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟、氧化锡和氧化锌的薄膜。4、根据权利要求1所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜为含有氧化铟和稀土类元素的氧化物的薄膜。5、根据权利要求14中任一项所述的层叠结构,其中,所述透明导电薄膜的锥形角低于90。。6、一种电路用电极,其包括权利要求15中任一项所述的层叠结构。7、一种电子设备,作为其至少一部分具备包括权利要求15任一项所述的层叠结构或权利要求6所述的电路用电极的电路。全文摘要层叠ITO薄膜和钼薄膜的薄膜是作为液晶显示器等的电路的一部分而使用的。但是,公知有在ITO薄膜上形成钼薄膜时,在各个成膜的薄膜发生内部应力,而引起薄膜的剥落和断线。为此,要求一种能够防止由于ITO薄膜和钼薄膜间的应力而产生的龟裂、断线,同时,能够简化成膜工序和蚀刻工序的层叠膜的形成技术。本发明者们为了解决这样的课题进行锐意研究的结果是发现透明导电膜的膜厚在35nm以下时,透明导电膜及钼金属薄膜的紧贴性提高。因此,能够同时实现防止裂纹、断线和通过工序简化而使成品率提高,从而完成本发明。文档编号H01B13/00GK101375204SQ20078000352公开日2009年2月25日申请日期2007年1月16日优先权日2006年1月25日发明者井上一吉,本田克典,松原雅人,梅野聪申请人:出光兴产株式会社
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