JP2008203808A - Wiring and electrode for flat panel display using tft transistor free from thermal defect generation and having excellent adhesiveness and sputtering target for forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生がなくかつガラス基板表面に対する密着性に優れた銅合金薄膜からなるＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線および電極、並びにそれらを形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。 The present invention relates to wiring and electrodes for flat panel displays using TFT transistors made of a copper alloy thin film which is free from the occurrence of thermal defects such as hillocks and voids and has excellent adhesion to the glass substrate surface, and for forming them. The present invention relates to a sputtering target.
アクティブマトリックス方式で駆動するＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイとして、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイなどが知られている。これらＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにはガラス基板表面に格子状に金属薄膜からなる配線が密着して形成されており、この金属薄膜からなる格子状配線の交差点にＴＦＴトランジスターが設けられていて、このＴＦＴトランジスターのゲート電極も金属薄膜で形成されている。
これらＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイを製造する際に、アモルファスシリコンや窒化珪素等をＰＥＣＶＤで成膜する工程を通過するが、その際にガラス基板表面に形成された金属薄膜からなる配線および電極は熱履歴を受ける。
これらＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイのガラス基板表面に密着して形成される配線および電極となる金属薄膜は一般に純銅薄膜が使用されているが、近年、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｌｉ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂａ、ＰｒおよびＮｄからなる群から選択される少なくとも１種以上の金属を０．１〜２０原子％を含有する銅合金薄膜が使用されるようになってきた（特許文献１参照）。さらに、Ｍｇ：０．１〜５モル％を含有し、残部がＣｕ：９５モル％以上の銅合金薄膜なども使用されるようになってきた（特許文献２参照）。
When manufacturing a flat panel display using these TFT transistors, a process of forming a film of amorphous silicon, silicon nitride or the like by PECVD is performed. At that time, wiring and electrodes made of a metal thin film formed on the surface of the glass substrate Receives a heat history.
A pure copper thin film is generally used as a metal thin film to be a wiring and an electrode formed in close contact with the glass substrate surface of a flat panel display using these TFT transistors, but in recent years, Mn, Zn, Ga, Li, Ge, Copper alloy thin films containing 0.1 to 20 atomic% of at least one metal selected from the group consisting of Sr, Ag, In, Sn, Ba, Pr and Nd have come to be used ( Patent Document 1). Furthermore, a copper alloy thin film containing Mg: 0.1 to 5 mol% and the balance being Cu: 95 mol% or more has been used (see Patent Document 2).
ＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイは、近年、益々大型化しており、５０インチ以上の大型液晶パネルが量産されるようになって来た。そのためにガラス基板表面に形成されている配線が益々長くなり、さらにＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイは益々高精細化しているためにガラス基板表面に形成される配線を益々細くすることが求められている。このように配線が長くかつ細くなると、電気抵抗が大きくなり、さらに配線がガラス基板表面から剥離する個所が増加するようになる。そのために配線は電気抵抗が低くかつ剥離することのないようにガラス基板表面に対する密着性に優れた金属薄膜で構成されることが必要となってきた。さらに、ＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイの配線および電極はその製造中に熱処理が施されるが、かかる熱処理工程で高温に曝されてもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥が発生しない金属薄膜で構成されることが要求されている。
これら要求に対して、従来の純銅薄膜は電気抵抗が極めて低いもののガラス基板表面に対する密着性が悪く、さらに高温に曝されるとヒロックおよびボイドが発生するので好ましくない。また、従来の銅合金薄膜は高温に曝されるとヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生を十分に防止することができない。
Flat panel displays using TFT transistors have become increasingly large in recent years, and large-sized liquid crystal panels of 50 inches or more have been mass-produced. For this reason, the wiring formed on the surface of the glass substrate is becoming longer and the flat panel display using the TFT transistor is required to have finer wiring on the surface of the glass substrate because of higher definition. ing. When the wiring is long and thin as described above, the electrical resistance increases, and the number of places where the wiring peels off from the glass substrate surface increases. Therefore, the wiring has been required to be composed of a metal thin film having a low electrical resistance and excellent adhesion to the glass substrate surface so as not to peel off. Furthermore, the wiring and electrodes of flat panel displays using TFT transistors are heat-treated during their manufacture, but they are composed of metal thin films that do not generate thermal defects such as hillocks and voids even when exposed to high temperatures in such heat treatment processes. It is required to be done.
In response to these requirements, the conventional pure copper thin film has an extremely low electrical resistance, but has poor adhesion to the surface of the glass substrate. Further, when exposed to high temperatures, hillocks and voids are generated, which is not preferable. Further, when a conventional copper alloy thin film is exposed to a high temperature, generation of thermal defects such as hillocks and voids cannot be sufficiently prevented.
そこで、本発明者等は、電気抵抗が低く、ガラス基板表面に対する密着性に優れ、さらに高温に曝されてもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生が極めて少ない銅合金薄膜を開発し、これをＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにおける配線および電極に適用すべく研究を行った。その結果、
（イ）純銅（特に純度：９９．９９％以上の無酸素銅）に、Ａｇを０．０１〜０．５原子％を含有し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２．５原子％を含有した成分組成を有する銅合金薄膜は、従来の銅合金薄膜に比べて、電気抵抗が低く、高温に曝されてもヒロックおよびボイドの熱欠陥が発生することが少なく、さらに、ガラス基板表面に対する密着性に優れていることから、かかる成分組成を有する銅合金薄膜はＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線および電極として使用した場合に優れた効果を奏する、
（ロ）前記銅合金薄膜は、Ａｇ：０．１〜５原子％を含有し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．１〜３原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有するターゲットを用いてスパッタリングすることにより形成することができる、という研究結果が得られたのである。
Therefore, the present inventors have developed a copper alloy thin film having low electrical resistance, excellent adhesion to the glass substrate surface, and extremely low occurrence of thermal defects such as hillocks and voids even when exposed to high temperatures. Research was conducted to apply to wiring and electrodes in flat panel displays using TFT transistors. as a result,
(A) Pure copper (especially purity: 99.99% or more oxygen-free copper) contains 0.01 to 0.5 atomic% of Ag, and one or more of Mg, Al and Li Copper alloy thin film having a component composition containing a total of 0.01 to 2.5 atomic% has a lower electrical resistance than conventional copper alloy thin films, and thermal defects of hillocks and voids even when exposed to high temperatures In addition, the copper alloy thin film having such a component composition is excellent when used as a wiring and an electrode for a flat panel display using a TFT transistor. Have an effect,
(B) The copper alloy thin film contains Ag: 0.1 to 5 atom%, and further contains 0.1 to 3 atom% in total of one or more of Mg, Al and Li. The research result was obtained that the remaining portion can be formed by sputtering using a target having a composition composed of Cu and inevitable impurities.
この発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）Ａｇ：０．０１〜０．５原子％を含有し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２．５原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れたＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線、
（２）Ａｇ：０．０１〜０．５原子％を含有し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２．５原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れたＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用電極、
（３）Ａｇ：０．１〜５原子％を含有し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．１〜３原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れたＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線または電極を形成するためのスパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
This invention was made based on the above research results,
(1) Ag: 0.01 to 0.5 atomic%, further containing one or more of Mg, Al and Li in a total of 0.01 to 2.5 atomic%, the balance A wiring for a flat panel display using a TFT transistor which has no thermal defects and is excellent in adhesion, comprising a copper alloy thin film having a composition comprising Cu and inevitable impurities,
(2) Ag: 0.01 to 0.5 atomic%, further containing one or more of Mg, Al and Li in a total of 0.01 to 2.5 atomic%, the balance An electrode for a flat panel display using a TFT transistor which is free from thermal defects and has excellent adhesion, comprising a copper alloy thin film having a composition comprising Cu and inevitable impurities,
(3) Ag: 0.1 to 5 atom%, further containing one or more of Mg, Al and Li in a total of 0.1 to 3 atom%, the balance being Cu and inevitable It is characterized by a sputtering target for forming a wiring or electrode for a flat panel display using a TFT transistor having a composition composed of impurities and having no thermal defects and excellent adhesion.
この発明のＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイの配線および電極を構成する銅合金薄膜は、ターゲットを用いてスパッタリングすることにより作製する。このターゲットは、まず純度：９９．９９％以上の無酸素銅を、不活性ガス雰囲気中、高純度グラファイトモールド内で高周波溶解し、得られた溶湯にＡｇを０．１〜５原子％を添加し、さらにＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．１〜３原子％を添加して溶解し、得られた溶湯を不活性ガス雰囲気中で鋳造し急冷凝固させたのち、さらに熱間圧延し、最後に歪取り焼鈍を施すことにより作製する。このようにして得られたターゲットをバッキングプレートに接合し、通常の条件でスパッタリングすることによりこの発明のＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにおける配線および電極用銅合金薄膜を形成することができる。 The copper alloy thin film which comprises the wiring and electrode of a flat panel display using the TFT transistor of this invention is produced by sputtering using a target. In this target, oxygen-free copper having a purity of 99.99% or higher is first melted in a high-purity graphite mold in an inert gas atmosphere, and 0.1 to 5 atomic% of Ag is added to the resulting molten metal. Further, one or more of Mg, Al and Li are added and dissolved in a total amount of 0.1 to 3 atomic%, and the resulting molten metal is cast in an inert gas atmosphere and rapidly solidified. After that, it is further hot-rolled and finally subjected to strain relief annealing. By bonding the target thus obtained to a backing plate and sputtering under normal conditions, it is possible to form a copper alloy thin film for wiring and electrodes in a flat panel display using the TFT transistor of the present invention.
この発明のＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにおける配線および電極を構成する銅合金薄膜、並びにこの銅合金薄膜を成膜するためのターゲットの成分組成の範囲を前述のごとく限定した理由を説明する。 The reason for limiting the component composition range of the copper alloy thin film constituting the wiring and electrode in the flat panel display using the TFT transistor of the present invention and the target for forming the copper alloy thin film as described above will be described.
（ａ）銅合金膜の成分組成：
配線および電極を構成する銅合金薄膜に含まれるＡｇを０．０１〜０．５原子％に限定したのは、Ａｇは結晶粒を微細化し、ＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにおける配線および電極を構成する銅合金薄膜のヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生を抑制する作用を有するが、その含有量が０．０１原子％未満では所望の効果が得られないので好ましくなく、一方、０．５原子％を越えて含有すると電気抵抗は低下するが、膜の密着性が低下するので好ましくないからである。
さらに、配線および電極を構成する銅合金薄膜に含まれるＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２．５原子％に限定したのは、これら成分はＡｇと共存することによりガラス基板表面に対する密着性を一層向上させ、さらにヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生を抑制する作用を有するので添加するが、これら成分のうちの１種または２種以上を合計で０．０１原子％未満添加しても密着強度向上の効果が得られず、一方、２．５原子％を越えて添加すると、配線および電極の電気抵抗が上昇するので好ましくないことによるものである。
(A) Component composition of copper alloy film:
The reason why the Ag contained in the copper alloy thin film constituting the wiring and the electrode is limited to 0.01 to 0.5 atomic% is that the Ag has a finer crystal grain and the wiring and the electrode in the flat panel display using the TFT transistor. Although it has an action of suppressing the generation of thermal defects such as hillocks and voids in the copper alloy thin film, it is not preferable because the desired effect cannot be obtained if its content is less than 0.01 atomic%. This is because if the content exceeds atomic%, the electrical resistance is lowered, but the adhesion of the film is lowered, which is not preferable.
Furthermore, one or more of Mg, Al and Li contained in the copper alloy thin film constituting the wiring and the electrode is limited to 0.01 to 2.5 atomic% in total, these components are Ag Co-existing to improve the adhesion to the glass substrate surface, and further added to suppress the generation of thermal defects such as hillocks and voids. However, one or more of these components are added in total. Even if less than 0.01 atomic% is added, the effect of improving the adhesion strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 2.5 atomic%, the electrical resistance of the wiring and the electrode increases, which is not preferable. is there.
（ｂ）ターゲットの成分組成：
銅合金薄膜を成膜するためのターゲットに含まれるＡｇを０．１〜５原子％に限定したのは、ターゲットに含まれるＡｇが０．１原子％未満ではスパッタリングすることにより形成される銅合金薄膜に含まれるＡｇが０．０１原子％未満となって所望の効果が得られなくなるので好ましくなく、一方、ターゲットに含まれるＡｇが５原子％を越えて含まれるようになると、ターゲット製造工程における熱間加工中に割れが発生し、歩留まりが極端に低下するようになるので好ましくないからである。
さらに、銅合金薄膜を成膜するためのターゲットに含まれるＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．１〜３原子％に限定したのは、これら成分のうちの１種または２種以上を合計で０．１原子％より少なく添加したターゲットは、これを用いてスパッタリングしてもＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種または２種以上を合計で０．０１原子％未満含有する銅合金薄膜が形成され、所望の効果を有する銅合金薄膜が得られないので好ましくないからであり、一方、３原子％を越えて添加したターゲットを使用してスパッタリングすると、成膜される銅合金薄膜に含まれるこれら成分の含有量が２．５原子％を越えるようになり、電気抵抗が上昇するので好ましくないことによるものである。
(B) Target component composition:
The reason why the Ag contained in the target for forming the copper alloy thin film is limited to 0.1 to 5 atomic% is that the copper alloy formed by sputtering when the Ag contained in the target is less than 0.1 atomic%. Since the Ag contained in the thin film is less than 0.01 atomic% and the desired effect cannot be obtained, it is not preferable. On the other hand, when the Ag contained in the target exceeds 5 atomic%, This is because cracking occurs during hot working and the yield is extremely lowered, which is not preferable.
Furthermore, the limitation to one or more of Mg, Al, and Li included in the target for forming a copper alloy thin film to a total of 0.1 to 3 atomic% is that of these components A target to which one or two or more species are added in a total amount of less than 0.1 atomic% is a total of 0.01 atom of one or more of Mg, Al and Li even if sputtering is performed using this target. This is because a copper alloy thin film containing less than 3% is formed, and a copper alloy thin film having a desired effect cannot be obtained. On the other hand, when sputtering is performed using a target added in excess of 3 atomic%, film formation occurs. This is because the content of these components contained in the copper alloy thin film is more than 2.5 atomic%, and the electrical resistance is increased, which is not preferable.
この発明のＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイにおける配線および電極は、ガラス基板表面に対する密着性に優れ、高温に曝されてもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生がなく、さらに電気抵抗が低いことから高精細化し大型化したＴＦＴトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイの配線および電極に使用しても消費電力を少なくすることができるなど優れた効果を奏するものである。 The wiring and electrodes in the flat panel display using the TFT transistor of the present invention have excellent adhesion to the glass substrate surface, do not cause thermal defects such as hillocks and voids even when exposed to high temperatures, and have low electrical resistance. Even if it is used for wiring and electrodes of flat panel displays using high-definition and large-sized TFT transistors, there are excellent effects such as reduced power consumption.
純度：９９．９９質量％の無酸素銅を用意し、この無酸素銅をＡｒガス雰囲気中、高純度グラファイトモールド内で高周波溶解し、得られた溶湯にＡｇおよび／またはＭｇ、ＡｌおよびＬｉのうちの１種もしくは２種以上を添加し溶解して表１に示される成分組成を有する溶湯となるように成分調整し、得られた溶湯を冷却されたカーボン鋳型に鋳造し、さらに熱間圧延したのち最終的に歪取り焼鈍し、得られた圧延体の表面を旋盤加工して外径：２００mm×厚さ：１０mmの寸法を有し、表１に示される成分組成を有する本発明銅合金スパッタリングターゲット（以下、本発明ターゲットという）１〜２０および比較銅合金スパッタリングターゲット（以下、比較ターゲットという）１〜６および従来スパッタリングターゲット（以下、従来ターゲットという）１〜３を作製した。さらに無酸素銅に元素を添加することなく純銅からなるスパッタリングターゲット（以下、従来ターゲットという）４を作製した。 Purity: 99.99 mass% oxygen-free copper was prepared, this oxygen-free copper was melted at high frequency in a high-purity graphite mold in an Ar gas atmosphere, and Ag and / or Mg, Al, and Li were added to the resulting molten metal. One or more of them are added and melted to adjust the components so as to obtain a molten metal having the component composition shown in Table 1. The obtained molten metal is cast into a cooled carbon mold, and further hot rolled. Thereafter, the copper alloy of the present invention having a component composition shown in Table 1 has a dimension of outer diameter: 200 mm × thickness: 10 mm by lathing the surface of the obtained rolled body after final strain relief annealing. Sputtering targets (hereinafter referred to as the present invention targets) 1 to 20 and comparative copper alloy sputtering targets (hereinafter referred to as comparative targets) 1 to 6 and conventional sputtering targets (hereinafter referred to as conventional targets). To prepare a target of 1 to 3). Further, a sputtering target (hereinafter referred to as a conventional target) 4 made of pure copper was prepared without adding an element to oxygen-free copper.
さらに、無酸素銅製バッキングプレートを用意し、この無酸素銅製バッキングプレートに前記本発明ターゲット１〜２０、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１〜４を重ね合わせ、温度：２００℃でインジウムはんだ付けすることにより本発明ターゲット１〜２０、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１〜４を無酸素銅製バッキングプレートに接合してバッキングプレート付きターゲットを作製した。 Furthermore, an oxygen-free copper backing plate is prepared, and the present invention targets 1 to 20, the comparative targets 1 to 6 and the conventional targets 1 to 4 are superposed on the oxygen-free copper backing plate, and indium soldered at a temperature of 200 ° C. Thus, the inventive targets 1 to 20, the comparative targets 1 to 6, and the conventional targets 1 to 4 were joined to an oxygen-free copper backing plate to prepare a target with a backing plate.
本発明ターゲット１〜２０、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１〜４を無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付けして得られたバッキングプレート付きターゲットを、ターゲットとガラス基板（縦：５０ｍｍ、横：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍの寸法を有するコーニング社製１７３７のガラス基板）との距離：７０mmとなるようにセットし、
電源：直流方式、
スパッタパワー：６００Ｗ、
到達真空度：４×１０−５Ｐａ、
雰囲気ガス組成：Ａｒ、
Ａｒガス圧：０．６７Ｐａ、
ガラス基板加熱温度：１５０℃、
の条件でガラス基板の表面に、厚さ：３００ｎｍを有し、表２〜３に示される成分組成を有する本発明銅合金配線用薄膜（以下、本発明配線用薄膜という）１〜２０および比較銅合金配線用薄膜（以下、比較配線用薄膜という）１〜６および従来銅合金配線用薄膜(以下、従来配線用薄膜という)１〜４を形成した。
A target with a backing plate obtained by soldering the present invention targets 1 to 20, comparative targets 1 to 6, and conventional targets 1 to 4 to an oxygen-free copper backing plate, a target and a glass substrate (length: 50 mm, width: 50 mm) , Thickness: 0.77 mm Corning 1737 glass substrate) and distance: 70 mm,
Power supply: DC method,
Sputter power: 600W
Ultimate vacuum: 4 × 10 −5 Pa,
Atmospheric gas composition: Ar,
Ar gas pressure: 0.67 Pa,
Glass substrate heating temperature: 150 ° C.
The present invention copper alloy wiring thin film (hereinafter referred to as the present invention wiring thin film) 1 to 20 having a thickness of 300 nm on the surface of the glass substrate and having the component composition shown in Tables 2 to 3 and comparison Copper alloy wiring thin films (hereinafter referred to as comparative wiring thin films) 1 to 6 and conventional copper alloy wiring thin films (hereinafter referred to as conventional wiring thin films) 1 to 4 were formed.
得られた本発明配線用薄膜１〜２０、比較配線用薄膜１〜６および従来配線用薄膜１〜４をそれぞれ赤外線加熱炉に装入し、到達真空度：４×１０−４Ｐａの真空雰囲気中、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、最高温度：３５０℃、３０分間保持の熱処理を施した。これら熱処理を施した本発明配線用薄膜１〜２０、比較配線用薄膜１〜６および従来配線用薄膜１〜４の表面を５０００倍のＳＥＭで５個所の膜表面を観察し、ヒロックおよびボイドの発生の有無を観察し、その結果を表２〜３に示した。
さらに、得られた本発明配線用薄膜１〜２０、比較配線用薄膜１〜６および従来配線用薄膜１〜４の５点の比抵抗を四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表２〜３に示した。
さらに、ＪＩＳ-Ｋ５４００に準じ、１ｍｍ間隔で本発明配線用薄膜１〜２０、比較配線用薄膜１〜６および従来配線用薄膜１〜４に碁盤目状に切れ目を入れた後、３Ｍ社製スコッチテープで引き剥がし、ガラス基板中央部の１０ｍｍ角内でガラス基板に付着していた配線用薄膜の面積％を測定する碁盤目付着試験を実施し、その結果を表２〜３に示し、ガラス基板に対する本発明配線用薄膜１〜２０、比較配線用薄膜１〜６および従来配線用薄膜１〜４の密着性を評価した。
The obtained thin films for wiring 1 to 20 of the present invention, thin films 1 to 6 for comparative wiring, and thin films 1 to 4 for conventional wiring were respectively charged into an infrared heating furnace, and a vacuum atmosphere of 4 × 10 −4 Pa was reached. Medium, the temperature rising rate: 5 degree-C / min, the maximum temperature: 350 degreeC, the heat processing hold | maintained for 30 minutes was performed. The surface of the thin films for wiring 1 to 20 according to the present invention, the thin films for comparative wiring 1 to 6 and the conventional thin films for wiring 1 to 4 subjected to these heat treatments were observed at five locations with a SEM of 5000 times, and hillocks and voids were observed. The presence or absence of occurrence was observed, and the results are shown in Tables 2-3.
Furthermore, the resistivity of five points of the obtained thin films for wiring 1 to 20 of the present invention, thin films for comparative wiring 1 to 6 and conventional thin films for wiring 1 to 4 was measured by a four-probe method, and the average value was obtained. The results are shown in Tables 2-3.
Furthermore, according to JIS-K5400, the thin films for wiring 1 to 20 of the present invention, the thin films for comparative wiring 1 to 6 and the conventional thin films for wiring 1 to 4 are cut in a grid pattern at intervals of 1 mm, and then 3M Scotch A cross-cut adhesion test was carried out to measure the area% of the thin film for wiring that had been peeled off with tape and adhered to the glass substrate within a 10 mm square in the center of the glass substrate. The adhesion of the present invention thin films 1-20, comparative wiring thin films 1-6, and conventional wiring thin films 1-4 was evaluated.
表１〜３に示される結果から以下の事項が分かる。
（ｉ）高純度銅からなる従来配線用薄膜４は比抵抗が極めて小さいもののヒロックおよびボイドが発生し、さらにガラス基板に対する密着性が劣る。これに対し、本発明配線用薄膜１〜２０はヒロックおよびボイドの発生がなく、さらにＡｇを単独で含む従来配線用薄膜１は比抵抗が小さく、ヒロックおよびボイドの発生がないもののガラス基板に対する密着性が劣り、さらにＭｎ、Ｍｇをそれぞれ単独で含む従来配線用薄膜２、３はガラス基板に対する密着性が優れているが、比抵抗が高く、ヒロックおよびボイドが発生するので好ましくないことがわかる。
（ii）この発明の条件から外れて少ないＡｇを含む比較配線用薄膜１はヒロックおよびボイドが発生するので好ましくなく、一方、Ａｇをこの発明の条件から外れて多く含む比較配線用薄膜２は比抵抗が大きくなり過ぎて好ましくないことが分かる。さらにこの発明の条件から外れて添加元素を含む比較配線用薄膜３〜６は少なくとも一つの好ましくない特性が現れることが分かる。
The following items are understood from the results shown in Tables 1 to 3.
(I) Although the conventional wiring thin film 4 made of high-purity copper has a very small specific resistance, hillocks and voids are generated, and the adhesion to the glass substrate is inferior. On the other hand, the wiring thin films 1 to 20 of the present invention do not generate hillocks and voids, and the conventional wiring thin film 1 containing Ag alone has a small specific resistance and does not generate hillocks and voids, but adheres to the glass substrate. It can be seen that the conventional wiring thin films 2 and 3 containing Mn and Mg alone are excellent in adhesion to the glass substrate, but have high specific resistance and hillocks and voids are generated.
(Ii) The comparative wiring thin film 1 containing a small amount of Ag deviating from the conditions of the present invention is not preferable because hillocks and voids are generated, while the comparative wiring thin film 2 including a large amount of Ag deviating from the conditions of the present invention is not suitable. It turns out that resistance becomes too large and is not preferable. Further, it can be seen that the comparative wiring thin films 3 to 6 containing the additive element deviate from the conditions of the present invention and at least one undesirable characteristic appears.
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
- 2007-05-07 JP JP2007122274A patent/JP2008203808A/en active Pending
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