专利名称：电子部件用层叠配线膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子部件用层叠配线膜，其用于例如液晶显示器(Liquid CrystalDisplay,以下称为IXD)、等离子显示器面板(Plasma Display Panel,以下称为Η)Ρ)、在电子纸张等中利用的电泳型显示器等平面显示装置(Flat Panel Display，以下称为FPD)以及各种半导体设备、薄膜传感器、磁头等薄膜电子部件等。
背景技术：
在玻璃基板上制作薄膜设备的IXD、rop、有机EL显示器等FPD要求大画面化、高精细化、用于消除动画模糊的高速驱动化。对于用作FPD的驱动元件的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor,以下称为TFT)的主导电层，为了上述的高速驱动化，需要低电阻化，因此正在进行将主导电层的材料由Al变更为更低电阻的Cu的研究。另外，使用了在FPD中增加操作性的触摸面板、树脂基板的挠性FPD等新制品的开发也逐步进展，在这些当中也正在进行为了低电阻化将Cu用于主导电层的研究。现在，TFT中主要使用Si半导体膜。在这样的TFT中使用Cu作为主配线材料时，如果Cu与Si直接接触，则在TFT制造中的加热工序中，有时Cu原子会热扩散到构成TFT的Si半导体膜中，因而使TFT的特性变差。为了防止该现象，在由Cu形成的主导电层与Si半导体膜之间，使用设置有由耐热性优异的Mo或Mo合金形成的阻挡膜的层叠配线膜。另外，作为与TFT相连的像素电极、便携式终端、平板PC等中使用的触摸面板的位置检测电极，通常使用作为透明导电膜的ITO (铟-锡氧化物)。Cu虽能得到与ITO的接触性，但与基板的密合性低。因此，能够确保密合性的用Mo、Mo合金覆盖Cu的层叠配线膜是有效的。本申请人提出了通过采用层叠了以与玻璃等的密合性低的Cu为主成分的膜和以Mo为主体且含有V和/或Nb的Mo合金的层叠配线膜，能够利用Cu、Ag具有的低电阻值，并且能够改善配线膜的耐腐蚀性、耐热性、密合性(专利文献I)。专利文献I :日本特开2004-140319号公报
发明内容
上述专利文献I中提出的以Mo为主体且含有V和/或Nb的Mo合金与纯Mo相比耐腐蚀性、耐热性、密合性优异，所以广泛用于在玻璃基板上形成的FPD用途。但是，电子部件的制造中，在基板上形成层叠配线膜后，将基板移动到接下来的工序时、或触摸面板用途中在端子部等安装信号电缆时的加热工序时，有可能会在大气中长时间暴露。根据本发明人的研究，将上述的层叠配线膜在大气中加热时，有时产生耐氧化性不充分、层叠配线膜变色之类的耐氧化性降低的问题。该耐氧化性降低的问题导致电接触性变差，电子部件的可靠性降低。另外，为了高速驱动，TFT制造工序中的加热温度有上升的趋势，如果经过更高温度下的加热工序，则存在层叠配线膜中含有的合金元素扩散到Cu中而增加电阻值的可能性。为了经过加热工序后仍维持低电阻，需要防止合金元素不想要的扩散。本发明的目的在于提供一种电子部件用层叠配线膜，其能够维持Mo具有的Si阻挡性、ITO接触性等优点，且能够改善耐氧化性，并且即便经过与Cu层叠时或安装信号电缆等的加热工序也能够维持低的电阻值。本发明人鉴于上述课题进行了各种研究，结果发现，通过用在Mo中加入了特定量的Ni的Mo-Ni合金形成覆盖层，能够改善大气中的耐氧化性,进而即便经过与由Cu形成的主导电层层叠时或安装信号电缆等的加热工序也能够维持低的电阻值，从而完成了本发明。S卩，本发明是一种电子部件用层叠配线膜的发明，其是在基板上形成了金属膜的电子部件用层叠配线膜，由主导电层和覆盖层构成，所述主导电层由Cu形成，所述覆盖层覆盖该主导电层的一面和/或另一面，该覆盖层是Mo-Ni合金，该Mo-Ni合金按原子比计的组成式由Mo1(l(l_xNix、10 ^ X ^ 70表不且剩余部分由不可避免的杂质构成。本发明中，上述组成式的X优选在20 50的范围。另外，本发明中，上述覆盖层的厚度优选为10 200nm。另外，本发明中，上述主导电层的厚度优选为100 500nm。本发明的电子部件用层叠配线膜能够维持Mo的优异特性，并且提高耐氧化性。由此，能够对包括在触摸面板、树脂基板上形成的挠性FPD等在内的各种电子部件的稳定制造和可靠性提高作出巨大贡献。
图I是表示本发明的电子部件用层叠配线膜的一个例子的剖面示意图。
具体实施例方式图I中示出了表示本发明的电子部件用层叠配线膜的一个例子的剖面示意图。如图I所示，本发明的电子部件用层叠配线膜包含覆盖以Cu为主成分的主导电层3的一面和/或另一面的覆盖层2、4，例如形成在基板I上。图I中在主导电层3的两面形成覆盖层2、4，但根据电子部件的形态也可以仅覆盖主导电层3的任意一面，可以适当地选择覆盖层的配置。本发明的重要特征在于，在图I所示的电子部件用层叠配线膜的覆盖层中，通过向Mo中添加特定量Ni，从而提高耐氧化性，即便经过与Cu层叠时或安装信号电缆等的加热工序，也能够维持作为层叠配线膜的低电阻值。以下详细叙述本发明的电子部件用层叠配线膜。如果在大气中加热纯Mo的膜，则表面会氧化，电接触性变差。本发明的电子部件用层叠配线膜的覆盖层通过向Mo中添加特定量的Ni，因而具有提高耐氧化性的效果。该效果从Ni的添加量为10原子％时开始显现，添加20原子％以上时，即便经过大气中的高温加热也能够抑制电阻值的增加。另一方面，Ni与Mo相比是对Cu易热扩散的元素，如果Ni的添加量超过70%，则制造FPD等电子部件时的加热工序中，覆盖层中含有的Ni扩散到主导电层的Cu中，难以维持低的电阻值。因此，覆盖层中向Mo中添加的Ni量为10 70原子％。
另外，为了进一步抑制大气中的氧化，优选使向Mo中添加的Ni量为20原子％以上。如果对主导电层的Cu在不形成覆盖层的状态下、大气中进行200°C以上的加热，则有时容易氧化而变色，电接触性变差。本发明中，将主导电层的Cu的表面用由Mo-Ni合金形成的覆盖层覆盖，为了遮挡氧的侵入而抑制Cu的氧化，优选使覆盖层的Ni添加量为可得到充分效果的20原子％以上。另外，为了抑制在高温区域的Ni原子的热扩散而导致的主导电层的Cu的电阻值的增加，优选使Ni为50原子％以下。另外，本发明的电子部件用层叠配线膜中，对于主导电层的Cu的膜厚而言，如果主导电层的膜厚比IOOnm薄，则电阻值受到薄膜特有的电子的表面晶界或晶界散射的影响而容易增加。另一方面，如果主导电层的膜厚比500nm厚而变得过厚，则形成膜较花费时间，由于膜应力，基板容易产生弯曲。因此，本发明的主导电层的膜厚优选为100 500nm。另外，本发明的电子部件用层叠配线膜中，对于作为覆盖层的Mo-Ni合金的膜厚
而言，如果膜厚比IOnm薄，则有时Mo-Ni合金膜的连续性变低，耐氧化性不充分。另一方面，如果覆盖层的膜厚比200nm厚而变得过厚，则形成膜较花费时间，且由于Mo-Ni合金膜的电阻值高，因而在与作为主导电层的Cu层叠时，电阻值增加，作为层叠配线膜难以得到低的电阻值。因此，本发明的覆盖层优选为10 200nm。另外，对于本发明的覆盖层，作为Cu的上层膜需要得到遮挡氧的充分效果，更优选为30nm以上的膜厚。另一方面，如果覆盖层的膜厚变得比IOOnm厚，则由于膜应力，基板容易产生弯曲。因此，本发明的覆盖层的膜厚更优选成为30 lOOnm。另外，为了形成本发明的电子部件用层叠配线膜，优选使用了中间电极的溅射法。作为溅射法，可应用使用与覆盖层的组成相同组成的Mo-Ni合金中间电极材料进行成膜的方法、使用Mo和Ni各自的中间电极材料同时进行溅射的共溅射成膜法等。从溅射条件设定简单性、易得到所希望组成的配线薄膜的角度考虑，最优选使用与覆盖层的组成相同组成的Mo-Ni合金中间电极材料进行溅射成膜。另外，主导电层的形成也同样优选使用Cu中间电极材料进行溅射成膜。在形成本发明的覆盖层的Mo-Ni合金中间电极材料中，为了确保耐氧化性，除作为必需元素的Ni和剩余部分的Mo以外，优选尽量使不可避免的杂质的含量少。作为不可避免的杂质，只要在不损害本发明的作用的范围内，可以含有氧、氮、碳、Fe、Cu、Al、Si等不可避免的杂质。例如，优选气体成分的氧、氮分别为1000质量ppm以下，碳、Fe、Cu分别为200质量ppm以下，Al、Si分别为100质量ppm以下,作为不包括气体成分的纯度,优先为99. 9质量％以上。实施例I首先，制作用于形成作为覆盖层的Mo-Ni合金膜的溅射中间电极。Mo-15原子％Ni和30原子％Ni组成的中间电极材料是利用粉末冶金法来制作。将平均粒径为6 μ m的Mo粉末和平均粒径为100 μ m的Ni粉末以成为Mo_15原子％Ni、Mo_30原子％Ni的方式混合，填充到软钢制的罐中后，边加热边真空排气并密封。接下来，将密封的罐放入热等静压装置中，在1100°C、100MPa、3小时的条件下烧结后，通过机械加工得到直径Φ IOOmmX厚度5mm的Mo_15原子％Ni、Mo-30原子％Ni合金中间电极材料。另外，用与上述相同的方法得到纯Mo中间电极材料。
Mo-80原子％Ni组成的中间电极材料利用熔化法来制作。称量规定量电解Ni和块状的Mo原料后，用真空感应加热炉熔化，制作坯料，利用塑性加工拉伸成板状后，通过机械加工制作Mo-80Ni原子％合金中间电极材料。将上述得到的各中间电极材料钎焊在Cu制的背板上并安装于溅射装置。应予说明，溅射装置使用CANON ANELVA株式会社制的SPF-440H。在25mmX50mm的玻璃基板上，以厚度30nm形成表I所示的覆盖层。对于覆盖层的形成，上述得到的纯Mo、Mo-15原子％Ni、Mo-30Ni原子％是使用与覆盖层相同组成的中间电极进行溅射成膜而成。对于除此之外的覆盖层，采用将纯Mo和Mo-80原子％Ni的中间电极同时进行溅射的共溅射成膜法，使此时的功率分别变化，从而形成表I所示的Mo-Ni合金
覆盖层。制作的覆盖层分别利用株式会社岛津制作所制ICPV-1017的ICP (感应等离子体
发光分析装置)进行分析，确认各覆盖层的成分。接下来，在上述得到的形成于玻璃基板上的覆盖层上用溅射法形成厚度300nm的由Cu形成的主导电层，接着在主导电层上通过上述说明的共溅射成膜法形成表I所示的覆盖层，得到层叠配线膜。另外，为了比较，还制作Mo-IO原子％Nb合金膜。对将表I所示的层叠配线膜形成在玻璃基板上的各试料的氧化程度，用在大气中250°C、350°C下加热I小时后的反射率进行评价。反射率是使用KONICA MINOLTA株式会社制的分光测色计CM-2500d从上覆盖层侧测定可见光区域的特性。另外，对各试料的电阻值的变化也进行评价。电阻值是使用株式会社DIAInstruments制的4端子薄膜电阻率测定器MCP-T400进行测定的。将其结果示于表I。表I
权利要求
1.一种电子部件用层叠配线膜，其特征在于，是在基板上形成了金属膜的电子部件用层叠配线膜，由主导电层和覆盖层构成，所述主导电层由Cu形成，所述覆盖层覆盖该主导电层的一面和/或另一面，该覆盖层是Mo-Ni合金，该Mo-Ni合金按原子比计的组成式由Mo100_xNixUO彡X彡70表示且剩余部分由不可避免的杂质构成。
2.根据权利要求I所述的电子部件用层叠配线膜，其特征在于，所述组成式的X为20 50。
3.根据权利要求I或2所述的电子部件用层叠配线膜，其特征在于，所述覆盖层的厚度为 10 200nm。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的电子部件用层叠配线膜，其特征在于，所述主导电层的厚度为100 500nm。
全文摘要
本发明提供一种电子部件用层叠配线膜，其能够维持Mo具有的Si阻挡性、ITO接触性的优点，且能够改善耐氧化性，并且即便经过与Cu层叠时、安装信号电缆等的加热工序也能够维持低的电阻值。该电子部件用层叠配线膜是在基板上形成了金属膜的电子部件用层叠配线膜，由主导电层和覆盖层构成，所述主导电层由Cu形成，所述覆盖层覆盖该主导电层的一面和/或另一面，该覆盖层是Mo-Ni合金，该Mo-Ni合金按原子比计的组成式由Mo100-XNiX、10≤X≤70表示且剩余部分由不可避免的杂质构成。
文档编号H01L23/532GK102881676SQ201210240349
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月11日 优先权日2011年7月13日
发明者村田英夫 申请人:日立金属株式会社