JP2006241587A - 導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法の提供。
【解決手段】本発明は導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料に関するもので、少なくとも銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、それぞれの含有量を銅（Cu）50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とするものである。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料に関するもので、少なくとも銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、それぞれの含有量を銅（Cu）50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とするものである。
【選択図】なし
Description
本発明は導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法 に関するもので、半導体基板及びフラットパネル基板の導電薄膜のリード線、電極及び電極を補助する製造過程において、保護層の抗酸化性及び吸着力を増強するのを助け、製品合格率及び確実性を高めるものである。
フラットパネル（液晶パネル〔LCD〕、有機ELパネルなど）は、軽量小型という特色からブラウン管ディスプレイに代わるものと期待されている。それぞれのフラットパネル（LCD、OELDなど）の仕組みや画像表示技術はそれぞれ違うものの、それらのフラットパネルは導電性物質（インジウム、スズ複合酸化物〔ITO〕及びアルミ、亜鉛複合酸化物〔AZO〕）が基板上において陽極として多く使われており、さらにワークファンクションの低い金属及び合金の陰極を発光ピクセルに合わせてコントロールする構造になっている。
従来の銀及び銀合金を半導体基板及びフラットパネル基板のリード線あるいは電極の材料としているものは、導電性に優れているものの、抗酸化性や粘着力が弱く、製造過程における合格率が極めて低い。そこで、抗酸化性、粘着力が高い金属及び合金薄膜を半導体基板及びフラットパネル基板のリード線及び電極の保護層として応用することが重大な課題となっている。
本発明の第１の目的は、導電薄膜保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法により、リード線、電極及び電極上における抗酸化性と粘着力を高めることを補助する保護層を作り出し、リード線、電極及び補助電極がO２プラズマの洗浄及び蝕刻段階など後続の製造過程において受ける損壊を回避し、製品合格率と確実性を引き上げる。
第2の目的は、導電薄膜用の合金ターゲット材料及びその製造方法により、リード線・電極及び補助電極を形成し、高い抗酸化性と粘着力、それに低い抵抗値、優れた導電性があり、リード線、電極及び補助電極がO２プラズマ洗浄及び蝕刻段階など後続する製造過程において、損壊を受けることを避けることによって、製品合格率及び確実性を高める。
上述の目的を達成するために、最低銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、含有量が銅（Cu）50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）15〜30重量百分率で、合金ターゲット材料の総重量百分率が100％の導電薄膜保護層用の合金ターゲット材料を発明した。
それぞれの最良含有量は銅（Cu）が60〜70重量百分率、ニッケル（Ni）が10〜15重量百分率、亜鉛（Zn）が20〜25重量百分率である。
本発明である導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料にはプラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のいずれか一つで、その含有量が0.1〜5.0重量百分率で最良含有量が0.5〜1.0重量百分率の貴金属、及び／及び、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つで、含有量が0.01〜1.0重量百分率、最良含有量が0.05〜0.2重量百分率の耐侵蝕性金属が含まれます。
上述の目的を達成するため、導電薄膜及びその保護層の合金ターゲット材料の製造方法を発明した。その製造ステップは次のとおりであり、
ステップ（A）：まず、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を適切な比率で混ぜ合わせておく。次に精錬し、インゴットを製作する。そのうち、銅（Cu）の含有量は50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）の含有量は5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）の含有量は15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とする。
精錬方法は大気熔煉法、真空熔煉法、真空精錬法があり、そのうち、真空熔煉の真空度は約10-1 〜10-3 トルとする。
ステップ（B）：インゴットを使って、鋳造、ホットローラー及び熱処理などの加工を施し、合金ターゲット材料に仕上げる。
ステップ（A）：まず、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を適切な比率で混ぜ合わせておく。次に精錬し、インゴットを製作する。そのうち、銅（Cu）の含有量は50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）の含有量は5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）の含有量は15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とする。
精錬方法は大気熔煉法、真空熔煉法、真空精錬法があり、そのうち、真空熔煉の真空度は約10-1 〜10-3 トルとする。
ステップ（B）：インゴットを使って、鋳造、ホットローラー及び熱処理などの加工を施し、合金ターゲット材料に仕上げる。
本発明である導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料の製造方法はステップ（A）に少なくともプラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のいずれか一つを選び、含有量が0.1〜5.0重量百分率で最良含有量が0.5〜1.0重量百分率の貴金属、及び／及び、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つで、含有量が0.01〜1.0重量百分率、最良含有量が0.05〜0.2重量百分率の耐侵蝕性金属を加えることができる。
本発明は銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）合金から合金ターゲット材料を作り、それにより作られた保護層は高い抗酸化性と粘着力という特性があり、それを形成するリード線、電極及び補助電極には高い抗酸化性と粘着力、低電気抵抗、優良な導電性という特性があり、現有の銅合金蝕刻液とあわせ、半導体及びフラットパネルのパネル及び基板の上に導電模様及び保護層を作ることができる。
請求項１の発明は、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、少なくとも銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、それぞれの含有量は銅（Cu）50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、銅（Cu）の最良含有量を60〜70重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、ニッケル（Ni）の最良含有量を10〜15重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、亜鉛（Zn）の最良含有量を20〜25重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、プラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくとも一つを含む貴金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その貴金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、少なくともチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項８の発明は、請求項１０記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その耐食性金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、半導体及びフラットパネルのパネル及び基板に応用され、リード線、電極及び補助電極の上で保護層を形成することを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法において、次のステップが含まれ、
（A）銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）はプラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくともいずれ一つを含む貴金属及びチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含み、適切な比率でそれら材料を混ぜたものを真空下に置き、精錬しインゴットを製作し、 （B）インゴットをホットマシーンで加工して、合金ターゲット材料に仕上げることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、銅（Cu）の最良含有量を60〜70重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、ニッケル（Ni）の最良含有量を10〜15重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、亜鉛（Zn）の最良含有量を20〜25重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、プラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくとも一つを含む貴金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その貴金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、少なくともチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項８の発明は、請求項１０記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その耐食性金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、半導体及びフラットパネルのパネル及び基板に応用され、リード線、電極及び補助電極の上で保護層を形成することを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法において、次のステップが含まれ、
（A）銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）はプラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくともいずれ一つを含む貴金属及びチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含み、適切な比率でそれら材料を混ぜたものを真空下に置き、精錬しインゴットを製作し、 （B）インゴットをホットマシーンで加工して、合金ターゲット材料に仕上げることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法としている。
本発明は銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）合金を応用して合金ターゲット材料を作り、それにより作られた保護層は良好な抗酸化性と高い粘着性を持つことを特長とし、それにより作られたリード線・電極及び補助電極は高い抗酸化性、粘着性、低い電気抵抗値、良好な導電性という特性があり、現有の銅合金の蝕刻液とあわせて、半導体真フラットパネルのパネル及び基板に導電模様及びその保護層を形成することができる。
本発明は導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料に関するもので、少なくとも銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、それぞれの含有量は銅（Cu）が50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）が5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）が15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とするもので、プラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のいずれか一つで、その含有量が0.1〜5.0重量百分率で最良含有量が0.5〜1.0重量百分率の貴金属、及び／及び、合金ターゲット材料の基板及びパネルにスパッタリングをした後の耐食性を強化することができ、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つで、含有量が0.01〜1.0重量百分率、最良含有量が0.05〜0.2重量百分率の耐侵蝕性金属が含まれる。本発明である導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料はあらゆる基板のスパッタリング工程に適用することができ、最高品では半導体及びフラットパネルのパネル及び基板にリード線、電極及び補助電極及びその保護層に適用することができる。本発明である導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料の製造方法はまず銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を適切な比率で混ぜ合わせた後、精錬してインゴットに仕上げ、さらにホットマシーンで加工して合金ターゲット材料とする。
導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料の製造方法。
銅（Cu）45kg、ニッケル（Ni）11.25kg、亜鉛（Zn）18.75kgとパラジウム（Pd）750ｇを混ぜ合わせた材料を真空度10-1 〜10-3 トルの真空熔炉の中に入れ、1100〜1300℃の高温の下で3〜5時間加熱し、すべての材料が完全に溶けるのを待って、金属溶液を金型に流し込む。冷めて固化した後、金型の中から合金インゴットを取り出す。その中から必要なターゲット材料の寸法を600〜800トンの力をかけて鍛造する方式と80馬力の力をかけてホットローラーでローリングし、その結晶方向が優先する方向がないようにコントロールし、さらに熱処理を加えてミクロ組織の結晶の粒を20〜50ミクロンに整え、合金ターゲット材料として仕上げる。
銅（Cu）45kg、ニッケル（Ni）11.25kg、亜鉛（Zn）18.75kgとパラジウム（Pd）750ｇを混ぜ合わせた材料を真空度10-1 〜10-3 トルの真空熔炉の中に入れ、1100〜1300℃の高温の下で3〜5時間加熱し、すべての材料が完全に溶けるのを待って、金属溶液を金型に流し込む。冷めて固化した後、金型の中から合金インゴットを取り出す。その中から必要なターゲット材料の寸法を600〜800トンの力をかけて鍛造する方式と80馬力の力をかけてホットローラーでローリングし、その結晶方向が優先する方向がないようにコントロールし、さらに熱処理を加えてミクロ組織の結晶の粒を20〜50ミクロンに整え、合金ターゲット材料として仕上げる。
合金ターゲット材料をフラットパネルにスパッタリングし、導電薄膜保護層を形成する。
実施例１で製造した合金ターゲット材料をスタッパリング室に入れ、フラットパネルの基板もスタッパリング室に入れる。基板にはすでにリード線模様をつけておき、そのあと20sccmのアルゴンガスを流入し、200ｗの直流電気出力でスタッパリング室を５ｍトルの真空度に保ち、1.5分間スタッパリングし、リード線の模様の上に1300Åの厚さの保護層を作る。保護層はＯ２プラズマ試験により良好な抗酸化性を得られ、85℃／ＲＨ85％の高温高湿実験の後、テープで剥離試験（peeling test）を行なって良好な粘着性を得たことを検証する。
実施例１で製造した合金ターゲット材料をスタッパリング室に入れ、フラットパネルの基板もスタッパリング室に入れる。基板にはすでにリード線模様をつけておき、そのあと20sccmのアルゴンガスを流入し、200ｗの直流電気出力でスタッパリング室を５ｍトルの真空度に保ち、1.5分間スタッパリングし、リード線の模様の上に1300Åの厚さの保護層を作る。保護層はＯ２プラズマ試験により良好な抗酸化性を得られ、85℃／ＲＨ85％の高温高湿実験の後、テープで剥離試験（peeling test）を行なって良好な粘着性を得たことを検証する。
合金ターゲット材料をフラットパネルにスタッパリングし導電薄膜を形成する。
実施例１で製造した合金ターゲット材料をスタッパリング室に入れ、フラットパネルの基板もスタッパリング室に入れる。そこに20sccmのアルゴンガスを流入し、100ｗの直流電気出力でスタッパリング室を５ｍトルの真空度に保ち、1分間スタッパリングし、基板に1100Åの厚さの保護層を作る。リード線の模様はＯ２プラズマ試験により良好な抗酸化性を得られ、85℃／ＲＨ85％の高温高湿実験の後、テープで剥離試験（peeling test）を行なって良好な粘着性を得たことを検証する。
本発明は銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）合金を応用して合金ターゲット材料を作り、それにより作られた保護層は良好な抗酸化性と高い粘着性を持つことを特長とし、それにより作られたリード線、電極及び補助電極は高い抗酸化性・粘着性、低い電気抵抗値、良好な導電性という特性があり、現有の銅合金の蝕刻液とあわせて、半導体真フラットパネルのパネル及び基板に導電模様及びその保護層を形成することができる。
実施例１で製造した合金ターゲット材料をスタッパリング室に入れ、フラットパネルの基板もスタッパリング室に入れる。そこに20sccmのアルゴンガスを流入し、100ｗの直流電気出力でスタッパリング室を５ｍトルの真空度に保ち、1分間スタッパリングし、基板に1100Åの厚さの保護層を作る。リード線の模様はＯ２プラズマ試験により良好な抗酸化性を得られ、85℃／ＲＨ85％の高温高湿実験の後、テープで剥離試験（peeling test）を行なって良好な粘着性を得たことを検証する。
本発明は銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）合金を応用して合金ターゲット材料を作り、それにより作られた保護層は良好な抗酸化性と高い粘着性を持つことを特長とし、それにより作られたリード線、電極及び補助電極は高い抗酸化性・粘着性、低い電気抵抗値、良好な導電性という特性があり、現有の銅合金の蝕刻液とあわせて、半導体真フラットパネルのパネル及び基板に導電模様及びその保護層を形成することができる。
Claims (10)
- 導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、少なくとも銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）を含み、それぞれの含有量は銅（Cu）50〜80重量百分率、ニッケル（Ni）5〜20重量百分率、亜鉛（Zn）15〜30重量百分率とし、合金ターゲット材料の総重量百分率は100％とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、銅（Cu）の最良含有量を60〜70重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、ニッケル（Ni））の最良含有量を10〜15重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、亜鉛（Zn）の最良含有量を20〜25重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、プラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくとも一つを含む貴金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項５記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その貴金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、少なくともチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含むことを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１０記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、その耐食性金属の含有量を0.1〜5.0重量百分率とすることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料及びその製造方法において、半導体及びフラットパネルのパネル及び基板に応用され、リード線、電極及び補助電極の上で保護層を形成することを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料。
- 請求項１記載の導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法において、次のステップが含まれ、
（A）銅（Cu）、ニッケル（Ni）、亜鉛（Zn）はプラチナ（Pt）、金（Au）、パラジウム（Pd）のうち少なくともいずれ一つを含む貴金属及びチタン（Ti）、アルミニウム（Al）、コバルト（Co）、クロム（Cr）、その混合物のいずれか一つを含む耐蝕性金属を含み、適切な比率でそれら材料を混ぜたものを真空下に置き、精錬しインゴットを製作し、 （B）インゴットをホットマシーンで加工して、合金ターゲット材料に仕上げることを特徴とする、導電薄膜及びその保護層用の合金ターゲット材料のその製造方法。
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