JP2001342561A - Ni−W系スパッタリングターゲット及びこれを用いたブラックマトリックス - Google Patents
Ni−W系スパッタリングターゲット及びこれを用いたブラックマトリックスInfo
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Abstract
ト濡れ性及び耐食性に優れた薄膜を形成できるスパッタ
リングターゲット、及びこれを用いてスパッタリングに
より形成される薄膜部材、特にブラックマトリックスを
提供する。 【解決手段】 スパッタリングターゲットは、Wを5〜
30重量%と、Al及びTiの少なくとも1種を合計で
0.1〜10重量%含み、残部が実質的にNiであるN
i基合金からなる。このターゲットを用いたスパッタリ
ングにより、基材上に所定形状で上記組成を有する薄膜
を備えた薄膜部材を作製でき、特にガラス基板上に形成
された薄膜部材はブラックマトリックスとして有用であ
る。
Description
によって薄膜を形成する際に用いられるスパッタリング
ターゲット、及びこれを用いて形成された薄膜部材、特
にブラックマトリクスに関するものである。
野では、スパッタリング等により基材上に薄膜を形成し
た各種の薄膜部材が使用されている。その一つに、液晶
表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置に用いら
れるカラーフィルター用のブラックマトリクスがある。
イにおいては、光源からの光の透過によりカラー表示を
可能とするカラーフィルターが使用されている。このカ
ラーフィルターは、透明なガラス基板上に着色層や透明
保護層等を形成したものであり、コントラストの向上や
混色の防止を目的として、ブラックマトリックスと呼ば
れる遮光膜が設けられている。
は、ガラス基板上に金属をスパッタリングして薄膜を形
成させた後、その金属薄膜上にフォトレジストを塗布
し、露光と現像を行い、金属薄膜をエッチングするフォ
トリソグラフィー法によって、所定のパターンを形成す
る方法が一般的である。カラーフィルターを作製する場
合には、このブラックマトリックスが形成されたガラス
基板上に、フォトリソグラフィー法によって着色樹脂か
らなる所定パターンの着色層を設け、更に透明保護層等
を形成すればよい。
性として、光源からの光のうち必要のない部分を遮断す
る遮光性や、表示画像のコントラストを良好に保つため
に反射率が低いこと等の光学的特性と共に、耐食性及び
レジスト濡れ性がある。即ち、ブラックマトリクスに
は、その製造上からフォトレジストの濡れ性が必要であ
り、また後にフォトリソグラフィー法で着色層を形成す
る際にアルカリや酸性溶液に触れるため、ある程度の耐
食性が要求される。
化学的特性がブラックマトリックスに要求されるため、
従来からブラックマトリックスの薄膜としてはクロム
(Cr)が使用されていた。即ち、クロムからなるスパ
ッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行った
後、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行っ
て、ガラス基板上にCr薄膜を備えたブラックマトリッ
クスが形成されてきた。
ているなど、ブラックマトリックスとして良好な光学的
特性を備えている。しかし、ブラックマトリックスをは
じめとする薄膜部材において、その薄膜にクロムを使用
すると、パターニング工程でのエッチング処理時に六価
クロムイオンが発生するため、環境汚染の原因となると
いう大きな問題があった。
てニッケル(Ni)−銅(Cu)系合金が提案されてい
るが、クロムに比べて耐食性が低下するため、後にフォ
トリソグラフィー法で着色層等を使用する場合に問題が
あった。また、ニッケル−銅系合金の組成の最適化によ
り耐食性を改善したとしても、フォトレジストの濡れ性
が悪いため、所定形状のパターン形成が難しい等の問題
があった。
環境汚染の原因となるクロムを含んでおらず、耐食性に
優れると同時にレジスト濡れ性にも優れた薄膜を形成で
きるスパッタリングターゲット、及びこれを用いてスパ
ッタリングにより形成される薄膜を備えた薄膜部材、特
にカラーフィルター用のブラックマトリックスを提供す
ることを目的とするものである。
め、本発明が提供するスパッタリングターゲットは、W
を5〜30重量%と、Al及びTiの少なくとも1種を
合計で0.1〜10重量%含み、残部が実質的にNiで
あるNi基合金からなることを特徴とする。
リングターゲットを用いてスパッタリングにより基材上
に形成された所定形状の薄膜を備える薄膜部材を提供す
るものであって、該薄膜がWを5〜30重量%と、Al
及びTiの少なくとも1種を合計で0.1〜10重量%
含み、残部が実質的にNiであるNi基合金からなるこ
とを特徴とする。
た薄膜を備えるブラックマトリックスを提供するもので
あって、該薄膜がWを5〜30重量%と、Al及びTi
の少なくとも1種を合計で0.1〜10重量%含み、残
部が実質的にNiであるNi基合金からなることを特徴
とする。
ト、及び該ターゲットからスパッタリングにより成膜さ
れた薄膜は、ニッケル(Ni)をベースとし、タングス
テン(W)とアルミニウム(Al)及び/又はチタン
(Ti)を含有するNi基合金からなり、クロム(C
r)を全く含有しない。これら構成元素のうちNiは、
カラーフィルター用のブラックマトリックスに要求され
る光学的特性を得るために必要であると共に、基本的な
耐食性を確保するために必要な元素である。
上させる働きがあり、その含有量は5〜30重量%の範
囲とする。即ち、Wの含有量が5重量%未満では、耐食
性が従来のNi−Cu系合金と同等以下となる。Wの含
有量を増加させると共に薄膜の耐食性は向上するが、3
0重量%を超えるとNi基合金の加工性が悪くなり、そ
の加工工程で鋳造後に熱間鍛造や冷間圧延などを施すと
割れが生じるため、スパッタリングターゲットとして加
工することが困難となってしまう。
向上させる作用があり、Al又はTiを単独で添加して
も良いし、AlとTiを同時に添加することもできる。
即ち、本発明のNi基合金は、W−Al−Ni合金、又
はW−Ti−Ni合金、若しくはW−Al−Ti−Ni
合金のいずれかとなる。
有量若しくはAl+Tiの含有量は、合計で0.1〜1
0重量%の範囲とする。この含有量が合計で0.1重量
%未満の場合には、得られる薄膜のレジスト濡れ性が不
十分なため、フォトリソグラフィー法によって薄膜上に
所定形状のパターンを形成することが難しくなる。一
方、この含有量が合計で10重量%を超えると、Ni基
合金の加工性が悪くなり、熱間鍛造や冷間圧延などの加
工工程で割れが生じ、スパッタリングターゲットとして
の加工が困難となる。
る本発明のスパッタリングターゲットを用いることで、
通常のスパッタリングによってガラス基板などの基材上
に薄膜を形成することができ、更にこれをフォトリソグ
ラフィー法によりパターニングして薄膜部材、特にカラ
ーフィルター用のブラックマトリックスを作製すること
ができる。
はCrを含んでいないので、成膜した薄膜をパターニン
グする際のエッチング処理時に六価クロムイオンが発生
せず、環境を汚染する心配がない。また、レジスト濡れ
性に優れているため、フォトリソグラフィー法により所
定形状のパターンを正確に且つ容易に形成できる。更
に、耐食性にも優れているので、薄膜上に更にパターニ
ングを施すことが容易であり、例えばブラックマトリッ
クス上にカラーフィルター用の着色層などを支障なく形
成することができる。
て、金属Ni(電解ニッケル、純度99.99重量
%)、金属W(純度99.99重量%)、金属Cu(電
解銅、純度99.99重量%)、金属Al(Al地金、
純度99%以上)、金属Ti(チタン地金、JIS2
種)を用意し、総量が約100kgとなるように、下記
表1の各組成に調合した。また、比較試料4として、従
来のCu−Ni系ターゲットの代表的な組成のものも準
備した。
Ti−残部Ni 試料6:10重量%W−3.5重量%Al−3.5重量%
Ti−残部Ni 比較試料1: 4重量%W−0.05重量%Al−残部
Ni 比較試料2: 4重量%W−0.05重量%Ti−残部
Ni 比較試料3:20重量%W−0.05重量%(Al+T
i)−残部Ni 比較試料4:30重量%Cu−残部Ni
金型を用いて鋳造した後、熱間鍛造、冷間圧延、熱処理
を施した。その後、それぞれ直径6インチ×厚さ5mm
の形状に切りだし、銅製のバッキングプレートにメタル
ボンディングして、上記各組成を有するスパッタリング
ターゲットを得た。次に、これらのスパッタリングター
ゲットを用いて、20×20×5mmのガラス基板上
に、スパッタリング法によりそれぞれ厚み0.5μmの
薄膜を形成した。
性及びレジスト濡れ性を評価した結果を下記表2に示し
た。即ち、耐食性については、水酸化ナトリウム水溶液
(濃度15%、温度80℃)に60分間浸漬して、変色
の有無を目視確認し、表2に変色がない試料は○及び変
色が生じた試料は×で表示した。また、レジスト濡れ性
に関しては、薄膜の接触角を測定して表2に示したが、
接触角が小さい方が濡れ性は良好である。この結果よ
り、本発明の薄膜は、耐食性及びレジスト濡れ性が優れ
ていることが分る。
Crを含まず、従来のNi−Cu系合金よりもレジスト
濡れ性及び耐食性に優れた薄膜を形成できるスパッタリ
ングターゲットを提供することができる。また、このス
パッタリングターゲットを用いたスパッタリングによ
り、レジスト濡れ性及び耐食性に優れた薄膜を備え、フ
ォトリソグラフィー法によりパターニングされた薄膜部
材を提供でき、特にガラス基板上に薄膜を形成した薄膜
部材はカラーフィルター用のブラックマトリックスとし
て好適である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Wを5〜30重量%と、Al及びTi
の少なくとも1種を合計で0.1〜10重量%含み、残
部が実質的にNiであるNi基合金からなることを特徴
とするNi−W系スパッタリングターゲット。 - 【請求項2】 スパッタリングにより基材上に形成さ
れた所定形状の薄膜を備える薄膜部材であって、該薄膜
がWを5〜30重量%と、Al及びTiの少なくとも1
種を合計で0.1〜10重量%含み、残部が実質的にN
iであるNi基合金からなることを特徴とする薄膜部
材。 - 【請求項3】 ガラス基板上に形成された薄膜を備え
るブラックマトリックスであって、該薄膜がWを5〜3
0重量%と、Al及びTiの少なくとも1種を合計で
0.1〜10重量%含み、残部が実質的にNiであるN
i基合金からなることを特徴とするブラックマトリック
ス。
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