Cu合金膜和具备它的显示装置或电子装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种与基板和/或绝缘膜具有高密接性，并且，热处理后仍具有低电阻率的新的Cu合金膜。本发明涉及在基板上，与基板和/或绝缘膜直接接触，从基板侧按顺序由第一层和第二层构成的Cu合金膜，第一层含有元素X（Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和/或Ni）的Cu－Mn－X合金层（第一层），第二层是由纯Cu或以Cu为主成分且电阻率比所述第一层低的Cu合金构成的层（第二层）。
【专利说明】Cu合金膜和具备它的显示装置或电子装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在基板上，与基板和/或绝缘膜直接接触的Cu合金膜。本发明的Cu合金膜，例如，适合作为用于液晶显示器、有机EL显示器等的平面显示装置；ULSI (超大规模集成电路)、ASIC (特定用途集成电路！Application Specific Integrated Circuit)、二极管、薄膜晶体管、薄膜晶体管基板等的电子装置等的配线材料和电极材料使用。以下，代表性地介绍说明液晶显示装置，但没有限定于此的意思。
【背景技术】
[0002]从小型的移动电话到超过30英寸的大型的电视机，用于各种领域的液晶显示装置都由如下构成:以薄膜晶体管(以下称为“TFT”。)为开关元件，构成像素电极的透明导电膜(氧化物导电膜)；栅极配线和源-漏极配线等的配线部；具备非晶硅(a — Si)和多晶硅(P — Si)等的Si半导体层的TFT基板；相对于TFT基板空出规定的间隔而对立配置，具备通用电极的对置基板；填充在TFT基板和对置基板之间的液晶层。
[0003]在液晶显示器所代表的显示装置的配线中，至今为止使用铝(Al)合金膜。但是，随着显示装置的大型化和高画质化推进，由于配线阻抗大而引起的信号延迟和电力损耗这样的问题显著化。因此作为配线材料，比Al阻抗低的铜(Cu)受到注目。Al的电阻率为
2.5 X 10 —6 Ω * cm,相对于此，Cu的电阻率低达1.6 X 10 —6 Ω.cm。
[0004]但是，Cu与玻璃基板的密接性低，有剥离这样的问题。另外，因为与玻璃基板的密接性低，所以存在Cu用于加工成配线形状的湿蚀刻有困难这样的问题。因此，用于使Cu与玻璃基板的密接性提高的各种各样的技术被提出。
[0005]例如专利文献I?3公开有一种技术，其是使Cu配线和玻璃基板之间介入钥(Mo)和铬(Cr)等的高熔点金属层，从而实现密接性的提高。但是在这些技术中，增加了成膜高熔点金属层的工序，显示装置的制造成本增大。此外，因为使Cu与高熔点金属(Mo等)这样的异种金属层叠，在湿蚀刻时，在Cu与高熔点金属的界面有可能发生腐蚀。另外，在这些异种金属中，因为蚀刻速率产生差异，所以不能使配线形成希望的形状(例如圆锥角为45?60°左右的形状)这样的问题发生。此外高熔点金属，例如Cr的电阻率(12.9X10 —6Ω -cm)比Cu的高，由于配线阻抗造成的信号延迟和电力损耗成为问题。
[0006]专利文献4公开有一种技术，其是使Cu配线与玻璃基板之间，介入镍或镍合金和高分子系树脂膜作为密接层。但是在该技术中，在显示器(例如液晶面板)的制造时的高温退火工序中，树脂膜劣化，密接性有可能降低。
[0007]专利文献5公开有一种技术，其是使Cu配线和玻璃基板之间，介入氮化铜作为密接层。但是氮化铜自身若受到高温的热过程则分解，因此在该技术中，如果显示器(例如液晶面板)的制造时的退火工序为高温，则密接性有可能降低。
[0008]另一方面，在专利文献6中公开有一种含有Mn的Cu合金配线材料。在专利文献6中记述的要旨是，通过严密地控制成膜气氛(氧含量IOOppm的Ar气气氛)，将抑制Cu的氧化而得到的Mn氧化物被膜形成于表面或界面，由此，能够取得密接性提高和电阻率的减小化。
[0009]先行技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本国特开平7 - 66423号公报
[0012]专利文献2:日本国特开平8 - 8498号公报
[0013]专利文献3:日本国特开平8 - 138461号公报
[0014]专利文献4:日本国特开平10 - 186389号公报
[0015]专利文献5:日本国特开平10 - 133597号公报
[0016]专利文献6:国际公开第2006/025347号手册
[0017]但是，在专利文献6中，成膜条件非常严格而形成期望的氧化被膜，极其缺乏实用性。另外，在专利文献6所述的配线材料中，热处理后的电阻率未充分降低，使用了该配线材料的液晶显示装置存在放热和耗电高这样的问题。特别是，液晶显示装置等，在其制造过程中曝露在大约250°C以上的热过程中(例如，SiO2膜等的绝缘膜成膜时和成膜后的热处理等)，强烈期望在上述的热过程(热处理)后，仍保持低电阻率的配线材料。
【发明内容】
[0018]本发明着眼于上述情况而形成，其目的在于，提供一种全新的Cu合金膜，其与基板和/或绝缘膜具有高密接性，并且，在液晶显示装置等的制造过程中所实施的热处理的后仍具有低电阻率。
[0019]本发明提供以下的Cu合金膜、显示装置和电子装置。
[0020]( I) 一种在基板上，与基板和/或绝缘膜直接接触的Cu合金膜，其特征在于，所述Cu合金膜，由从基板侧按顺序包括第一层和第二层的层叠构造构成，第一层是作为合金成分，含有从Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和Ni所构成的群中选择的至少一种元素X的Cu —Mn-X合金层(第一层);第二层是由纯Cu或以Cu为主成分且电阻率比所述第一层低的Cu合金构成的层(第二层)。
[0021](2)根据(I)所述的Cu合金膜，其中，所述第一层的Mn的含量为1.0?20原子％。
[0022](3 )根据(I)或(2 )所述的Cu合金膜，其中，所述第一层的X元素的合计量为0.2?10原子％。
[0023](4)根据(I)?(3)中任一项所述的Cu合金膜，其中，所述第一层的膜厚为5?lOOnm。
[0024](5)根据(I)?(4)中任一项所述的Cu合金膜,其中，所述第二层的膜厚为IOOnm以上。
[0025](6) 一种显示装置，其中，具备基板和/或绝缘膜、(I)?(5)任意一项所述的Cu合金膜，所述基板和/或所述绝缘膜与所述Cu合金膜直接连接。
[0026](7)根据(6)所述的显示装置，其中，所述绝缘膜由Si02、SiON或SiN构成。
[0027](8) 一种电子装置，其中，具备基板和/或绝缘膜、(I)?(5)中任一项所述的Cu合金膜，所述基板和/或所述绝缘膜与所述Cu合金膜直接连接。
[0028](9)根据(8)所述的电子装置，其中，所述绝缘膜由Si02、Si0N或SiN构成。
[0029]根据本发明，能够提供一种显示装置用或电子装置用的Cu合金膜，其即使与基板和/或绝缘膜直接连接，与它们的密接性也优异。此外根据本发明，能够提供一种Cu合金膜，其即使不实施特別的热处理，在显示装置和电子装置等的制造过程中的热过程后，也可以实现作为Cu系材料的特征的低电阻率。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是表示本发明的代表性的配线构造的概略剖面说明图。
【具体实施方式】
[0031]本
【发明者】们，为了提供一种具有如下特性的全新的Cu合金膜而反复研究，S卩，即使省略Ti和Mo等的高熔点金属(阻挡层)而使Cu合金膜与基板和/或绝缘膜直接电连接，与它们的密接性也优异，而且，膜自身的电阻率也低，并且，在显示装置等的制造过程中的热过程之后，电阻率也不会上升而能够维持低电阻率，而且加工性优异。其结果发现，如果使用含有由如下第一层和第二层的层叠构造构成的Cu合金膜，则可达成预期的目的，第一层是在Cu — Mn合金中，添加有从Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和Ni所构成的群中选择的至少一种元素(以下，称为X或X元素)的Cu — Mn — X合金(第一层)，第二层由纯Cu或以Cu为主成分且电阻率比第一层低的Cu合金构成，从而完成了本发明。
[0032]以下，一边参照图1，一边说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限定于此。还有，在图1中展示底栅型的例子，但不限定于此，也包含顶栅型。另外，在图1中，作为Si半导体层使用非晶Si，但不限定于此，例如也可以使用多晶硅等。另外，在图1中，作为栅极绝缘膜和保护膜使用SiO2，但不限定于此，例如，也可以是SiON，也可以是SiN。
[0033]图1所示的TFT基板，具有从基板20侧按顺序依次层叠有如下的配线构造(底栅型):栅电极(由本发明的第一层2a和第二层2构成的Cu合金)、栅极绝缘膜3(图中为Si02)、Si半导体层4、源电极.漏电极(图中为Mo层11、A1层5的双层构造)、保护层10 (图中为Si02)、透明像素电极(7、8、9)。
[0034](Cu — Mn — X 合金层:第一层)
[0035]本发明的Cu合金膜，是从基板侧按顺序含有第一层和第二层的层叠构造。第一层由在Cu - Mn合金中添加有X元素(从Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和Ni所构成的群中选择的至少一种元素)的Cu - Mn 一 X合金构成。即，本发明的第一层，其特征在于，含有作为密接性提高元素的Mn和X元素(从Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和Ni所构成的群中选择的至少一种元素)这两方。上述X元素，是一边使来自Mn添加的密接性提高作用有效地发挥，而且，一边非常有助于Cu合金膜自体的电阻率和热处理后的电阻率的减小化的元素。特别是如后述的实施例所证实的，使用由上述第一层和后述的第二层构成的本发明的Cu合金膜时，能够将成膜后和热处理后的电阻率抑制得很低。
[0036]在本发明中,Mn的优选含量是1.0原子％以上、20原子％以下。Mn的含量低于1.0原子％时，与基板和/或绝缘膜的密接性不充分，有可能得不到充分的特性。如果考虑与基板等的密接性提高，则Mn的含量越多越好，但若超过20原子％，则经过Cu合金成膜时或成膜后的热处理(例如，含有形成SiN膜的绝缘膜的工序这样的显示装置的制造过程中的热过程)，Cu — Mn — X中的Mn和X扩散到第二层，Cu合金膜自体的电阻率有可以变高，因此不为优选。Mn的更优选含量为2.0原子％以上，15.0原子％以下，进一步优选为5.0原子％以上，12.5原子％以下。
[0037]在本发明中，上述X元素可以单独含有，也可以两种以上并用。上述X元素的优选含量(单独量或合计量)为0.2原子％以上，10原子％以下。X元素含量通过根据与上述Mn的关系适当设定。X元素的含量低于0.2原子％时，来自X元素添加的上述密接性提高作用，热处理后的电阻率减小效果有可能得不到充分地发挥。若X元素的含量超过10原子％，则热处理后的电阻率有可能高，因此不为优选。X元素的更优选含量为0.4原子％以上、7原子％以下，进一步优选为0.5原子％以上、3原子％以下。
[0038]本发明的Cu — Mn — X合金层的优选的膜厚为5nm以上，IOOnm以下。若膜厚低于5nm, Cu 一 Mn 一 X合金层，由于成膜时或成膜后的热处理而与基板发生剥离，密接性降低。从防止剥离的观点出发，更优选为IOnm以上。另外若膜厚超过lOOnm，则Cu合金膜自身的配线阻抗有可能上升，因此不为优选。从抑制配线阻抗的上升的观点出发，更优选的膜厚为50nm以下。
[0039]另外，为了防止通电时配线部分的放热温度上升的问题，需要很低地抑制Cu合金膜整体(第一层+第二层)的电阻。本发明的Cu - Mn 一 X合金层(第一层)的膜厚的比例，相对于Cu合金膜(第一层+第二层)的膜厚优选为50%以下，更优选为20%以下。
[0040]还有，本发明所用的第一层，分别含有上述元素，余量是Cu和不可避免的杂质。不可避免的杂质的合计量没有特别限定，但可以含有0.5原子％以下，例如，可以含有Si为
0.1原子％以下。
[0041](纯Cu、以Cu为主成分的Cu合金层:第二层)
[0042]本发明的Cu合金膜的第二层，形成于第一层之上(正上方)，由纯Cu或以Cu为主成分且电阻率比第一层低的Cu合金构成。通过设置这样的第二层，能够很低的抑制Cu合金膜整体的电阻。
[0043]本发明中所谓比第一层电阻率低的Cu合金，是适当控制了合金元素的种类和/或含量，使其电阻率比上述第一层低的Cu合金。例如参照文献记载的数值，也可以适宜选择电阻率低的元素(优选为电阻率与纯Cu合金等同，或者在其以下的元素)，即使是电阻率比纯Cu合金高的元素，如果减少含量，则也能够减小电阻率，因此可以适用于第二层的合金元素，未必限定为电阻率低的元素，根据作为第一层的Cu — Mn — X合金层的具体的电阻率适宜选择即可。
[0044]所谓第二层中的纯Cu，是指Cu和余量不可避免的杂质，所谓以Cu为主成分，是指第二层中的Cu为99原子％以上，从减小电阻的观点出发，优选99.5原子％以上是Cu，余量是上述元素和不可避免的杂质。不可避免的杂质的合计量没有特别限定，可以含有0.5原子％以下，例如，也可以含有Si为0.1原子％以下。
[0045]本发明的第二层的优选膜厚为IOOnm以上，I μ m以下。若膜厚低于lOOnm，则电阻率的减小效果不充分。另外，若膜厚超过lym，则膜容易剥离，因此不为优选。更优选的膜厚为200nm以上，600nm以下。
[0046]另外，上述Cu合金膜全体(第一层+第二层)的膜厚，根据所需要的特性适宜设定即可，在上述第一层与第二层的膜厚的范围内适宜调节即可，但从生产效率的观点出发，优选为I μ m以下，更优选为600nm以下。关于下限，从将电阻率抑制得低的观点出发，为了发挥上述特性，期望优选为150nm以上，更优选为200nm以上。[0047]本发明的Cu合金膜(第一层、第二层)所含的各合金元素的含量，例如能够通过ICP发光分析(电感耦合等离子体光谱分析)法求得，各层的各合金元素的含量在各层的成膜后测定即可。另外，第一层的膜厚和第二层的膜厚，能够通过触针型段差计KLA-TENC0R社制a -step分别测量。
[0048]以下，记述本发明的Cu合金膜(第一层+第二层)优选的成膜方法，但本发明的Cu合金膜的成膜方法不限定于此，可以通过各种方法成膜。
[0049]具有上述层叠构造的本发明的Cu合金膜，优选通过溅射法成膜。具体来说，通过溅射法使构成上述第一层的材料成膜之后，在其上通过溅射法使构成上述第二层的材料成膜，由此成为层叠构造即可。
[0050]本发明所用的上述Cu合金膜，如上述，优选通过溅射法成膜。所谓溅射法，就是在真空中导入Ar等的惰性气体，在基板与溅射靶(以后，有称为靶的情况)之间形成等离子体放电，使通过该等离子体放电而离子化了的Ar与上述靶碰撞，使该靶的原子发射并堆积在基板上而制作薄膜的方法。如果使用溅射法，则能够形成与溅射靶组成大致相同的Cu合金膜。即，相比以离子镀法、电子束蒸镀法和真空蒸镀法形成的薄膜，能够更容易形成成分和膜厚的膜面内均匀性优异的薄膜，并且能够在沉积(as-cbposited)状态下形成合金元素均匀固溶的薄膜，能够有效地显现出高温耐氧化性。作为溅射法，例如采用DC溅射法、RF溅射法、磁控管溅射法、反应性溅射法等任意一种溅射法都可以，其形成条件适宜设定即可。
[0051]如果使用溅射法，则能够成膜与溅射靶有着大致相同组成的Cu合金层，因此溅射靶的组成，也可以使用不同组成的Cu合金靶来进行调整，或者通过在纯Cu靶上加装合金元素的金属而进行调整。为了以上述溅射法，例如，形成上述Cu - Mn 一 X合金膜，作为上述靶，由以规定量含有Mn和X元素的Cu合金构成，如果使用与期望的Cu — Mn — X合金膜有相同组成的溅射靶，则组成不会发生偏差，能够形成期望的成分/组成的Cu — Mn — X合金膜。另外，为了形成上述第二层，作为上述靶，利用纯Cu靶或在纯Cu靶上加装合金元素的金属，能够形成期望的组成的第二层。
[0052]还有在溅射法中，成膜的Cu合金膜的组成和溅射靶的组成之间会产生一点偏差。但是，这一偏差大概在数原子％以内。因此，如果将溅射靶的组成控制在最大土 10原子％的范围内，则能够得到期望的组成的Cu合金膜。
[0053]靶的形状根据溅射装置的形状和构造，包括加工成任意的形状(角形板状、圆形板状，环形板状等)。
[0054]作为上述靶的制造方法，可列举如下:以溶解铸造法、粉末烧结法、喷射成形法，制造由Cu基合金构成的铸锭而取得的方法，和制造由Cu基合金构成的预制品(得到最终的致密体之前的中间体)之后，通过致密化手段使该预制品致密化而得到的方法。
[0055]本发明所用的Cu合金膜，因为电阻低，另外与基板和/或绝缘膜的密接性优异，所以适合作为与其直接接触的配线膜和电极用的膜使用。在本发明中，优选源电极和/或漏电极由上述Cu合金膜构成，对于其他的配线部(例如栅电极)的成分组成没有特别限定。另外本发明所用的Cu合金膜可以进行微细加工。
[0056]例如TFT基板的栅电极、扫描线、信号线的漏极配线部等Cu合金配线的全部，都可以由上述Cu合金膜构成，这种情况下，能够使TFT基板的全部Cu合金配线为同一成分组成。[0057]上述Cu合金膜，与基板和/或绝缘膜直接电连接，作为栅电极用配线膜优选使用。上述的Cu合金膜，优选与构成源电极/漏电极的金属配线膜电连接。或者上述的Cu合金膜，优选与构成像素电极的透明导电膜(代表性的是ΙΤ0、ΙΖ0、Ζη0等)直接连接。或者，上述Cu合金膜也能够适用于为了面向外部输入输出的信号而使用的TAB (夕7')连接电极等。
[0058]本发明在上述Cu合金膜上具有特征，其他的构成要件没有特别限定。
[0059]例如半导体沟道层，代表性的是使用硅(Si)，可列举非晶硅、氢氧化非晶硅、多结晶或微结晶娃、单结晶娃等。
[0060]另外，作为构成像素电极的透明导电膜，可列举液晶显示装置等通常所使用的氧化物导电膜，例如，可列举含有从In、Ga、Zn和Sn构成的群中选择的至少一种元素的氧化物所构成的导电膜。代表性地可例示非晶ITO、poly - ΙΤ0, IZO和ZnO等。
[0061]另外，形成于栅极绝缘膜等的绝缘膜和半导体之上的保护膜未特别限定，可列举通常使用的例如Si02、SiON, SiN等。
[0062]基板如果用于液晶显示装置等便没有特别限定。代表性的可列举玻璃基板等所代表的透明基板。如果玻璃基板的材料用于显示装置则没有特别限定，例如，无碱玻璃、高应变点玻璃、钠钙玻璃等。或者，也能够使用挠性树脂薄膜、金属箔等。
[0063]在制造具备上述配线构造的显示装置时，除了满足本发明的规定，并且使Cu合金膜曝露在250°C以上，进行0.5小时以上的热处理(热处理)以外，没有特别限定，采用显示装置的一般的工序即可。
[0064]以下，一边参照图1，一边说明了本发明的好选实施方式即使用了非晶硅的液晶显示器用TFT元件的制造方法。但是，本发明没有限定于此的宗旨。图1中显示在基板上形成有栅电极的所谓底栅型的TFT元件构造，但并不限定于此，也可以使用基板原样不动，而使基板以外的构成要素的配列上下颠倒的所谓顶栅型的TFT元件构造。另外，在图1中，栅电极使用了本发明的Cu合金膜，但不限定于此，源电极/漏电极也可以使用本发明的Cu合金膜。另外，只要满足本发明的要件，栅电极与源电极/漏电极也可以是相同组成，也可以是不同组成。
[0065]首先，地基板20上，使用溅射等的方法，在Ar气氛中蒸镀厚20nm左右的Cu —Mn-X合金层2a后,接着蒸镀厚300nm左右的以Cu为主成分的第二层2,形成Cu合金膜。溅射的成膜温度例如为室温。还有，若在氮或氧存在下成膜Cu — Mn — X合金层，则与基板和绝缘膜的密接性提高，因此优选。添加方法可以在成膜中，作为生产气体使用添加Ar稀释的氮或氧的方法，也可以是使用含有氧或氮的靶进行成膜的方法等。
[0066]其次，通过光刻对于抗蚀剂膜进行图案形成后，以抗蚀剂膜为掩膜对于Cu合金膜进行蚀刻，由此形成栅电极(2、2a)和与之连接的配线膜(图中未显示)。
[0067]接着，例如使用等离子体CVD法等的方法，层叠厚约200nm左右的绝缘性衬底层3(例如SiN膜)。该绝缘性衬底层3称为栅极绝缘层。等离子体CVD法的成膜温度，例如约为350°C。接着，例如使用等离子体CVD法等的方法，在绝缘性衬底层3之上，依次层叠厚200nm左右的非掺杂氢化非晶硅膜(a — S1:H)和厚约80nm左右的掺杂有磷的η+型氢化非晶硅膜(n + a — S1:H)。该层叠膜与Si半导体层4对应。η +型氢化非晶硅膜，例如通过进行以SiH4PH3为原料的等离子体CVD形成。
[0068]接着，在η+型氢化非晶硅膜(η + a — S1:H)之上，使用溅射等的方法，蒸镀厚200nm左右的金属薄膜(在此，为Mo/Al的双层膜(图中11/5和6/11)。溅射的成膜温度例如为室温。其后，例如，在真空中进行热处理。接着，通过光刻对于抗蚀剂膜进行图案形成后，以抗蚀剂膜为掩膜对于上述的金属薄膜进行蚀刻，由此对于图1的源电极(图中11和5)、漏电极(图中11和6)进行图案形成，之后再以源电极和漏电极为掩膜，对于n+型氢化非晶硅膜进行干蚀刻而将其除去。
[0069]接下来，例如使用等离子体氮化装置等形成厚300nm左右的Si氮化膜(保护膜)
10。这时的成膜，在大约270°C下进行。接着，在Si氮化膜10上对于抗蚀剂进行图案形成，通过进行干蚀刻等形成接触孔。
[0070]接着，例如使用胺系等的剥离液剥离光致抗蚀剂层(未图示)。最后，形成厚50nm左右的ITO膜(氧化铟中添加有10质量％的氧化锡)。接着，由湿蚀刻进行图案形成，形成透明像素电极(图中7、8、9)，最终得到图1的TFT元件和TFT基板。
[0071]【实施例】
[0072]以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明不受以下的实施例限制，在能够符合上述、下述的宗旨的范围内也可以加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。在本实施例中，使用由以下的方法制作的试料，测量基板和Cu合金膜的密接性、热处理后的电阻率。
[0073]实施例1
[0074]1.密接性的评价
[0075](试料的制作)
[0076]首先，在玻璃基 板上通过等离子体CVD法，形成膜厚200nm的，掺杂有杂质(P)的低阻抗的非晶硅膜(η — a — S1:H层)。该低阻抗非晶硅膜(η — a — 31:!1层)，通过进行以SiH4, PH3为原料的等离子体CVD而形成。等离子体CVD的成膜温度为320°C。
[0077]接着，在该低阻抗非晶硅膜上，以表1、2所示的条件(Mn含量，膜厚)成膜Cu —Mn-X合金层(第一层)后，在第一层之上，作为第二层形成纯Cu层,使之成为表1、2所不的厚度。
[0078]还有，作为溅射装置使用岛津制作所制的商品名“HSM — 552”，通过DC磁控管溅射法[背压:0.27X10 —3Pa以下，气氛气体:Ar, Ar气压:2mTorr, Ar气流量:30sccm，溅射功率:DC260W，极间距离:50.4mm，基板温度:25°C (室温)]，在基板上形成表1、2所示的Cu合金膜或纯Cu膜，得到配线膜的试料。
[0079]在纯Cu膜的形成中，溅射靶使用纯Cu。另外，在各种合金成分的Cu合金膜的形成中，使用以真空熔化法制成的溅射靶。
[0080]上述Cu合金膜的组成，使用ICP发光分光分析装置(岛津制作所制的ICP发光分光分析装置“ICP - 8000型”)，进行定量分析而确认。另外各层的膜厚由触针型段差计KLA-TENC0R 社制 a -step 测定。
[0081]其次，使用光刻技术对抗蚀剂膜进行图案形成，以抗蚀剂为掩膜，蚀刻上述各试料的层叠Cu合金膜(第一层，第二层)，由此形成密接性试验用图案。另外为了进行比较，也准备只由纯Cu构成的试料(N0.1)(在电阻率的评价中也同样作为比较例制作)。
[0082](密接性试验)
[0083]以胶带剥离试验评价以上述方式得到的各试料的密接性。详细地说，在各试料的层叠Cu合金膜表面，用切割刀切割出Imm间隔的棋盘格状(切出5X5个方格)。接着，将二千八 >制玻璃纸胶带(制品编号七口 ^ 一 (注册商标)N0.405)牢固地贴在上述层叠Cu合金膜上，一边使上述胶带的撕扯角度保持在60°，一边一下子撕下上述胶带，统计没有因上述胶带而剥离的棋盘格的区划数，以及棋盘格的一部分剥离时，剥离了 0.5的区划数，求得与全部区划的比率(膜残存率)。测量进行3次，3次的平均值作为各试料的膜残存率。
[0084]在本实施例中，胶带导致的剥离率为10%以下的判定为〇，超过10%~30%的判定为Λ，超过30%的判定为X。
[0085]2.电阻率的评价
[0086](试料的制作)
[0087]对于上述配线膜的各试料，进行光刻和湿蚀刻，加工成宽100 μ m，长IOmm的阵列状的图案，制作试料。这时，作为湿蚀刻剂，使用由磷酸:硫酸:硝酸:醋酸=75:10:5:10的混合酸构成混合液。
[0088](热处理后的电阻率的测量)
[0089]评价得到的各试料的热处理后的电阻率。详细地说，使用枚叶式CVD装置，加热上述试料，以350°C进行30分钟的真空热处理，以直流四探针法在室温下测量该热处理后的电阻率。以下述标准评价如此测量的热处理后的电阻率。
[0090]〇:2.6μΩαιι 以下
[0091]Δ:超过 2.6 μ Ω cm ~3.0 μ Ω cm 以下
[0092]X:超过30μΩcm超
[0093]这些结果显示在表1、表2中。还有，表中的综合评价，电阻率和密接性的评价均是〇的为〇，电阻率和密接性之中，无论哪一方是〇，另一方是Λ的为Λ，其以外为X。
[0094]【表I】
【权利要求】
1.一种Cu合金膜，其特征在于，是在基板上与基板和/或绝缘膜直接接触的Cu合金膜，其中，所述Cu合金膜由从基板侧按顺序含有第一层和第二层的层叠构造构成，所述第一层是作为合金成分含有从由Ag、Au、C、W、Ca、Mg、Al、Sn、B和Ni所构成的群中选择的至少一种元素X的Cu — Mn — X合金层(第一层)；所述第二层是由纯Cu或以Cu为主成分的Cu合金即电阻率比所述第一层低的铜合金构成的层(第二层)。
2.根据权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述第一层中的Mn的含量为1.0?20原子％。
3.根据权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述第一层中的X元素的合计量为0.2?10原子％。
4.根据权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述第一层的膜厚为5?lOOnm。
5.根据权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述第二层的膜厚为IOOnm以上。
6.一种显示装置，其中，具备:基板和/或绝缘膜；和权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述基板和/或所述绝缘膜与所述Cu合金膜直接连接。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述绝缘膜由Si02、Si0N或SiN构成。
8.一种电子装置，其中，具备:基板和/或绝缘膜；和权利要求1所述的Cu合金膜，其中，所述基板和/或所述绝缘膜与所述Cu合金膜直接连接。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，所述绝缘膜由Si02、Si0N或SiN构成。
【文档编号】C23C14/14GK103460351SQ201280015108
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月13日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】富久胜文, 三木绫, 后藤裕史, 中井淳一 申请人:株式会社神户制钢所