专利名称：：Cu系配线膜的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种平面显示装置中所用的Cu系配线膜。
背景技术：
：在制作薄膜设备的液晶显示器、等离子体显示器面板、有机电致发光显示器等平面显示装置中所用的配线膜中，一直以来使用的是作为耐腐蚀性、耐热性、与基板的密合性优异的金属的Mo或以Mo作为主成分的合金(例如参照专利文献l)。但是，近年来，Mo的原料价格高涨，因而作为价格更为低廉的替代的金属材料，正在研究Cu等。专利文献l:日本特开2002_190212号公报虽然Cu与Mo相比是低价格的金属材料，然而在将Cu应用于配线膜中的情况下，存在与基板的密合性弱的问题。
发明内容鉴于上述的问题，本发明的目的在于，提供一种可以提高与基板的密合性的新型Cu系配线膜。本发明人发现，作为Cu系配线膜，通过控制成为由含有一定量的Cu20的Cu构成的膜，就可以提高与基板的密合性，从而完成了本发明。艮口，本发明提供一种Cu系配线膜，是形成于玻璃基板上的具有Cu氧化物的Cu系配线膜，其特征在于，在将Cu的主晶面(111)面的X射线衍射峰强度设为Cu(111)，将CU20的主晶面(111)面的X射线衍射的峰强度设为Cu20(111)的情况下，其强度比Cu(111)/Cu20(111)的值处于0.82.5的范围。另外，本发明优选为膜厚为200500nrn的上述Cu系配线膜。另外，本发明优选为电阻率为15ixQcm的上述Cu系配线膜。另外，还优选在上述Cu系配线膜上层叠有Cu膜的构成。根据本发明，由于作为配线材料采用价格低廉的Cu系配线膜，且可以提高与基板的密合性，因此就成为对于平面显示装置用的配线膜而言不会产生缺陷的技术。图l是试样l的X射线衍射图案。图2是试样5的X射线衍射图案。图3是试样6的X射线衍射图案。具体实施例方式本发明的最大的特征在于如下的方面，即，作为Cu系配线膜，通过控制成为由含有一定量的Cu2Q的Cu构成的膜，可以提高与基板的密合性。由于难以对Cu系配线膜中的Cu20量加以鉴定，因此在X射线衍射强度测定中，特别指定利用Cu的主晶面(111)面的峰强度与0120的主晶面(111)面的峰强度的比来表示。通过将峰强度比Cu(111)/Cu20(111)设为0.82.5的范围，就可以充分地体现出密合性提高的效果。峰强度比Cu(111)/Cu20(111)优选为1.02,0的范围。此外，当峰强度比Cu(111)/Cu20(111)小于0.8时，可以认为Cu系配线膜中的Cu20的含量变多，因而虽然密合性的提高效果高，然而由于电阻率过度升高，因此不优选。另外，当峰强度比01(111)/0120(111)超过2.5时，可以认为Cu系配线膜中的Cii20的含量少，因而密合性的提高不够充分。另外，本发明的Cu系配线膜的膜厚优选为200500nm。这是因为，在膜厚不足200nm的情况下，由于膜很薄，因此电阻会因膜表面的电子散射的影响而上升，并且膜的表面形态容易变化，所以不优选。另外，如果膜厚超过500nm，则虽然电阻被抑制得较低，然而膜容易因膜应力而剥落，在成膜中花费时间，在生产效率上不够理想。另外，本发明的Cu系配线膜的电阻率优选为15UQcm以下。这是因为，纯Mo配线膜的电阻率为15UQcm左右，作为Mo系配线膜的替代材料，最好实现同一电阻率程度以下。而且，本发明的CU系配线膜中，即使在成膜时是电阻率高的材料，然而通过在成膜后在真空环境中进行加热处理，也可以将电阻率降低到15yQcm以下。另外，在作为平面显示装置的配线膜使用的情况下，有时在作为驱动元件的薄膜晶体管(TFT)中所用的硅薄膜上相接触地形成配线膜。在将Cu应用于配线膜中的情况下，会有驱动元件的特性因与该硅薄膜的相互扩散反应而发生劣化的问题，然而通过采用本发明的峰强度比Cu(111)/Cu20(111)处于0.82.5的范围的Cu系配线膜，则也可以抑制相互扩散反应。另外，本发明的峰强度比Cu(111)/Cu20(111)处于0.82.5的范围的Cu系配线膜可以提高与基板的密合性，因此也可以形成在该Cu系配线膜上再层叠Cu膜的配线膜。这是因为，通过采用具有该构成的配线膜，就可以兼具与基板的充分的密合性和所层叠的Cu膜的低电阻的特性。为了形成本发明的Cu系配线膜，最好采用作为溅射气体使用了Ar与02的混合气的反应性溅射来进行成膜。另外，在反应性溅射中对02分压、接入电功率的控制对于使Cu系配线膜中含有用于提高与基板的密合性而必需的Cu20来说十分重要。如果反应性溅射中的02分压为5%以下，则密合性不够充分，如果超过30%，则低电阻就会很大地增加。因此，优选控制为530%左右。另外，溅射中的接通功率对于成膜速度和Cu系配线膜中的Cu20的含量、以及靶表面的氧化物的生成会产生影响。如果溅射时的接入功率低，则生产率降低，并且在Cu靶的表面生成氧化物，容易产生颗粒等异物。另外，如果过度提高接入功率，则容易引起异常放电等。因此，为了在溅射时抑制颗粒或异常放电的产生，形成恰当地控制了Cu20含量的Cu系配线膜，对于接通功率，以靶的单位表面积进行换算，优选控制为210W/cn^左右。此外，通过将利用上述的反应性溅射形成的Cu系配线膜在真空条件中加热，可以降低电阻率。此时，采用真空条件是为了防止Cu系配线膜的氧化的进行，优选减压到lX10卞a以下的气氛环境。另夕卜，对于加热温度，基于减少Cu系配线膜中的缺陷和使Cu20稳定化的理由，优选在25040(TC的范围中加热。另外，本发明的Cu系配线膜可以在玻璃基板、Si晶圆基板、树脂基板等上形成，然而对于在一般地制造平面显示装置中所用的玻璃基板上形成来说特别有效。实施例1在25X50mm的玻璃基板上(Comingl737)，利用使用了纯度99.99X的Cu的靶(直径164mmX厚度5mm)、含有02气的Ar气的反应性溅射，形成膜厚200nm的Cu系配线膜。需要说明的是，作为反应性溅射，在Andva制C一3010的溅射装置、溅射气氛中的气体压力为0.5Pa、接入功率为IOOOW的条件下，使溅射气体中的02分压在040%的范围中变动，由此制作了表1所示的试样16的Cu系配线膜。对各试样测定了电阻率，并且使用Rigaku公司制X射线衍射装置RINT2500进行X射线衍射强度测定，对Cu与Cu20的峰强度比进行了评价。另外，作为密合性试验，进行了如下的试验，即，在各试样的溅射成膜的Cu系配线膜上以2mm间隔成棋盘的格子状地划出裂纹后，在膜表面贴附胶带，以面积率评价揭下胶带时残留在基板上的格数。将以上的结果于表1中示出。另外，将对试样l、5及6的X衍射强度进行测定时的X射线衍射图案分别示出于图13中。另外，将各试样在减压为100Pa以下的真空条件下进行了温度25(TC、l小时的加热处理，然后测定了电阻率。将其结果也表示于表l中。6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根据表1可知，峰强度比Cu(111)/Cu20(111)处于0.82.5的范围的试样4及5在密合性试验中未产生膜剥离，具有充分的密合性。另外还可知，试样4及5通过在真空环境中进行加热处理，可以将电阻率降低到15uQcm以下。实施例2在25X50mm的玻璃基板上(Comingl737)，形成膜厚50nm的硅薄膜，然后利用使用了纯度99.99%的Cu的靶(直径164mmX厚度5mm)、含有02气的Ar气的反应性溅射，形成膜厚200nm的Cu系配线膜。进而，作为反应性溅射，采用Andva制C一3010的溅射装置、溅射气氛中的气体压力为0.5Pa、接入功率为1000W的条件。另外，对于溅射气体中的02分压，在将试样11设为0%、将试样12设为14%的条件下进行成膜。对各试样测定了电阻率，并且采用与实施例1相同的方法进行X射线衍射强度测定，评价了Cu与Cu20的峰强度比。另外，从玻璃基板侧用柯尼卡美能达制的CM2002分光测色计测定了Si膜的反射率。其后，将各试样在减压至100Pa以下的真空条件中，以25(TC的温度进行1小时的加热处理。对加热处理后的试样也与上述相同地测定了电阻率、X射线衍射强度、反射率。将以上的结果表示于表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根据表2可知，在作为本发明例的试样12中，在加热处理后没有电阻率的上升，因此不会产生硅向Cu系配线膜的扩散反应。另外，在配线膜被加热时，基于CU向硅中扩散而发生硅的合金化等理由，会产生半透明的薄膜发黑的现象，硅薄膜的反射率降低。在本发明例的试样12中，由于在加热处理后没有反射率的降低，因此可以确认未产生Cu向硅薄膜中的扩散反应。实施例3另外，除了将溅射气体中的02分压设为12%,将接通功率设为800W以外，在与实施例1相同的条件下，在25X50mm的玻璃基板上(Comingl737)形成表3所示的各膜厚的Cu系配线膜。对成膜后的各试样，与实施例l相同地进行了电阻率的测定、Cu与Oi20的峰强度比的评价、密合性试验。将其结果表示于表3中。[表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根据表3可知，即使是膜厚为100500nm的Cu系配线膜，如果峰强度比Cu(111)/Cu20(111)处于0.82.5的范围，则具有充分的密合性。另外，膜厚为100nm的试样21中，电阻率变为略高的值。实施例4在25X50mm的玻璃基板上(Coningl737)，利用使用了纯度99.99%的Cu耙(直径164mmX厚度5mm)、含有02气的Ar气的反应性溅射，形成膜厚50nm的Cu系配线膜。需要说明的是，作为反应性溅射，在Anelva制C一3010的溅射装置、溅射气氛中的气体压力为0.5Pa、接通功率为800W的条件下，以溅射气体中的02分压为12%的条件下进行了成膜。对该Cu系配线膜使用Rigaku公司制X射线衍射装置RINT2500进行X射线衍射强度测定，评价了Cu与CU20的峰强度比，其结果为，峰强度比Cu(111)/Cu20(111)=1.15。接下来，在上述的Cu系配线膜上，使用纯度99.99X的Cu的靶(直径164mmX厚度5mm)、Anelva制C—3010的溅射装置，以溅射气氛中的气体压力为0,5Pa、接入功率为1200W的条件，将溅射气体仅设为Ar气，层叠形成膜厚300nm的Cu膜。对上述所制作的层叠的Cu系配线膜测定电阻率，并且进行了如下的密合性试验，S卩，在层叠的Cu系配线膜上以2mm间隔成棋盘的格子状地划出裂纹，在膜表面贴附胶带，以面积率评价揭下胶带时残留在基板上的格数。其结果是，电阻率为2.3yQcm，密合性为100%。根据以上结果可知，通过制成层叠的Cu系配线膜，可以得到兼顾了密合性和低电阻特性的配线膜。权利要求1.一种Cu系配线膜，其是形成于玻璃基板上的具有Cu氧化物的Cu系配线膜，其特征在于，在将Cu的主晶面(111)面的X射线衍射峰强度设为Cu(111)，将Cu2O的主晶面(111)面的X射线衍射的峰强度设为Cu2O(111)时，峰强度比Cu(111)/Cu2O(111)的值处于0.8～2.5的范围。2.根据权利要求l所述的Cu系配线膜，其特征在于，膜厚为200500nm。3.根据权利要求l或2所述的Cu系配线膜，其特征在于，电阻率为15liQcm以下。4.一种Cu系配线膜，其特征在于，在权利要求l所述的Cu系配线膜上层叠有Cu膜。全文摘要本发明的目的在于，提供一种可以提高与基板的密合性的新型Cu系配线膜。依照本发明，提供一种Cu系配线膜，其是形成于玻璃基板上的具有Cu氧化物的Cu系配线膜，其特征在于，在将Cu的主晶面(111)面的X射线衍射峰强度设为Cu(111)，将Cu<sub>2</sub>O的主晶面(111)面的X射线衍射的峰强度设为Cu<sub>2</sub>O(111)的情况下，其强度比Cu(111)/Cu<sub>2</sub>O(111)的值处于0.8～2.5的范围。该Cu系配线膜的膜厚优选为200～500nm。文档编号H01L23/52GK101689502SQ20088002261公开日2010年3月31日申请日期2008年7月30日优先权日2007年7月31日发明者村田英夫申请人:日立金属株式会社