JP4247863B2 - 電子部品用金属材料、電子部品用配線材料、電子部品用電極材料、電子部品、電子機器、金属材料の加工方法及び電子光学部品 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品用金属材料、電子部品用配線材料、電子部品用電極材料、電子部品、電子機器、金属材料の加工方法及び電子光学部品に関し、例えば液晶表示パネル、各種半導体デバイス、配線基板、チップ部品等に適用することができる。本発明は、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ等の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器を提案する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器、電子部品においては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等の純金属による金属材料、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｐｄ、ＴａＳｉ、ＷＳｉ等の合金による金属材料を用いて配線パターンを形成するようになされている。
【０００３】
例えばフラットパネルディスプレイを構成する透過型液晶表示パネルにおいては、一般に、エッチング性に優れ、電気抵抗が低い純Ａｌが配線材料として使用される。しかしながら純Ａｌは、融点が６６０度と低く、液晶表示パネルの配線材料として使用した場合には、配線膜形成後の化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）プロセス等における３００〜４００度程度の熱処理工程においてヒロック、ウイスカー等の欠陥が発生する恐れがある。このため液晶表示パネルにおいては、高温で安定な高融点材料であるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等を純Ａｌに代えて配線材料として使用することにより、このような欠陥の発生を防止するようになされたものもある。
【０００４】
また反射型液晶表示パネルにおいては、液晶セルの透過光を反射する高反射率層が必要とされ、このような高反射率層に、または配線パターン、電極とで高反射率層を兼用するようにしてこれらの部材に、純Ａｌ、Ａｌを主成分とする合金、純Ａｇ、Ａｇを主成分とする合金、Ａｕ等が用いられるようになされている。また、シリコンチップ上に微小ミラーを並べて配置し、各ミラーによる光変調により画像表示するようになされた電子光学部品（以下、微小ミラーによる電子光学部品と呼ぶ）においては、そのミラーとなる部材に純Ａｌが用いられるようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の電子機器に使用される金属材料に比して、電気抵抗が低く、安定かつ加工性に優れた金属材料を得ることができれば、各種電子部品に適用して性能を向上し、さらには製造プロセスを簡略化できることが考えられる。
【０００６】
すなわち透過型液晶表示パネルにおいて、欠陥の発生を防止する目的で純Ａｌに代えて使用されるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等にあっては、図９に示すように純Ａｌに比して抵抗率が大きい欠点がある。これにより透過型液晶表示パネルにあっては、大型化、高精細化により配線パターンの配線長が増大し、また配線パターンが微細化すると、簡易かつ確実に駆動することが困難になる問題がある。これにより透過型液晶表示パネルにおいては、配線材料として好適な材料が存在しないのが実情であった。
【０００７】
また反射型液晶表示パネル、微小ミラーによる電子光学部品のように配線、電極により高反射率層を兼用する場合には、透過型液晶表示パネルの配線材料に要求される特性に高反射率層としての要求が加重されることになる。
【０００８】
この場合、高反射率層として、入射光を効率良く反射する観点からは、可視光波長域において最も反射率の高い純Ａｇが高反射率層の材料に適しているものの、純Ａｇにあっては耐候性が劣ることにより配線、電極材料としては適切なものとは言えない。これらにより反射型液晶表示パネル、微小ミラーによる電子光学部品にあっても、必ずしも適切な配線材料が存在しないのが実情であった。
【０００９】
なお反射型液晶表示パネルにおいては、これらのことから高反射膜及び配線電極層の上に、又は反射膜及び配線電極層の上下にバリア層を形成して耐候性を向上するようになされているものの、バリア層の作成工程の増大によりその分製造プロセスが複雑化し、またこのようにバリア層を作成しても高温での信頼性に未だ不十分な問題がある。
【００１０】
因みに、低抵抗値の配線材料について検討してみると、Ａｌより抵抗率が低い材料としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇがあるが、Ａｕは、容易に入手することが困難な材料である。またＣｕは、耐候性に劣り、エッチングによる加工性が悪く、さらには微細加工が困難な問題を有している。またＡｇは、塩化物、硫黄、硫化物などに対して敏感に反応し、微細加工性、耐候性に問題を有している。
【００１１】
なおＡｇが敏感に反応する例をあげると、塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスにおいて、Ａｇは、エッチングの進行によりエッチングガス中の塩素と反応して配線パターンの境界面にＡｇＣｌが生成され、このＡｇＣｌにより導電性、熱伝導性が損なわれる。
【００１２】
またＡｇが耐候性に問題を有する例としては、反射型液晶表示パネルに適用した場合に、透明導電膜と直接接触することによる界面の酸素、又は微量な硫黄等と反応する可能性が大きく、これによりＡｌと同様にバリア層を下地層に形成し、又は上下をバリア層で挟んでサンドイッチ構造にしなければいけないという問題があげられる。
【００１３】
またこれら液晶表示パネルにおいては、駆動デバイスとしてアモルフアスシリコン又は多結晶シリコンによるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が多く使用されるが、この駆動デバイス側から見た電極材料としても適切なものが存在しないのが実情である。
【００１４】
すなわちこれらの駆動デバイスにおいては、電極の金属材料を酸化させて、この電極とシリコン能動素子との間にゲート絶縁膜を形成することにより、製造プロセスを簡略化するようになされたものがある（すなわち陽極酸化法である）。
【００１５】
図９に記載の配線材料のうち、このようなゲート絶縁膜を形成することが可能な配線材料としては、Ａｌ、Ｔａがあり、特にＴａの場合には、ピンホール等の欠陥が少なく、歩留りの高い酸化絶縁膜を形成することができる。しかしながらＴａにあっては、抵抗率が高いことにより、このような陽極酸化による場合には、抵抗率の低いＡｌを用いた２層配線による電極構造とする必要があり、結局製造プロセスを増加させることとなっていた。なおこの２層配線による場合、結局、配線パターンの抵抗率は、Ａｌにより決まる抵抗率となる。
【００１６】
上述のディスプレイデバイスへの応用以外にも、ＤＲＡＭ、フラシュメモリ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ等の半導体デバイスにおいては、高集積化のため配線の幅が狭くなり、またチップサイズの大型化、多層配線等の複雑化に伴い配線パターンの配線長が増大する傾向にあり、これによりこれらの半導体デバイスにあっても、低抵抗率で安定かつ加工性に優れた配線材料が望まれている。
【００１７】
すなわちこのような配線幅の減少、配線長の増大は、配線における抵抗の増大を招き、この抵抗の増大により配線における電圧降下が増大して素子の駆動電圧が低下するようになり、また消費電力が増大し、さらには配線による信号伝達に遅延が発生するようになる。
【００１８】
またこのような半導体デバイス以外の、例えばプリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等の電子部品にあっては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｇなどが用いられているが、これらの材料についても耐候性が実用上未だ不十分な問題があり、またリサイクルが困難な問題があった。
【００１９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、電子部品用配線材料、電子部品用電極材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器、電子光学部品、金属材料の加工方法を提案しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１に係る発明においては、Ａｇを主成分とした電子部品用金属材料に適用して、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍｓａａ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２２】
また請求項６に係る発明においては、所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品に適用して、この金属材料が、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２３】
また請求項１３に係る発明においては、所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器に適用して、この金属材料が、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２４】
また請求項２０に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、りん酸を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２５】
また請求項２１に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、塩素を含むガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２６】
また請求項２２に係る発明においては、金属材料を含むデバイス加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を有する場合に、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより前記金属膜以外の材料を加工する。
【００２７】
また請求項２３に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２８】
また請求項２４に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成する。
【００２９】
また請求項２５に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００３０】
また請求項２６に係る発明においては、所定の金属材料により反射膜、電極又は配線が形成された電子光学部品に適用して、この金属材料がＡｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００３１】
ＡｇにＰｄを添加してＡｇの粒界にＰｄを均質に混入させれば、Ａｇ全体の耐候性を向上することができ、さらにＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉによる１つの元素を添加すれば、抵抗率を低くし、又は抵抗率の増大の割合をこの第３の元素により抑制することができる。このとき、これらの添加する元素を０．１〜３ｍａｓｓ％とすることで耐候性を改善するとができる。
【００３２】
またこのようなＡｇＰｄ合金にＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉによる１つの元素を０．１〜３ｍａｓｓ％添加して得られる３元合金にあっては、純Ａｇの優れた熱伝導性を維持し得、さらにスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法等の従来の成膜プロセスに適応でき、さらにはウェットエッチング手法及びドライエッチング手法で容易にパターニングすることができ、また高温にあっても安定な状態を維持することができる。
【００３３】
これにより請求項１の構成によれば、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を得ることができる。
【００３４】
また請求項６の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を配線パターン、電極又は接点に適用した電子部品を得ることができる。
【００３５】
また請求項１３の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を配線パターン、電極又は接点に適用した電子機器を得ることができる。
【００３６】
またこのような３元合金にあっては、燐酸系のエッチング液である例えばＨ3 ＰＯ4 ＋ＨＮＯ3 ＋ＣＨ3 ＣＯＯＨ等によってもエッチング加工することができ、また燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セリウム、硝酸銀等の添加により、エッチングレートを制御することもできる。
【００３７】
これにより請求項２０の構成によれば、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００３８】
またこのような３元合金にあっては、塩素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが可能で、例えばＣｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 等の塩素を含むガス雰囲気中でのＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、プラズマエッチングなどによる処理が可能である。
【００３９】
これにより請求項２１の構成によれば、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００４０】
またこのような３元合金にあっては、フッ素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが困難で、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ4 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 等のフッ素を含み、塩素を含まないガス雰囲気中でのＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより、このような３元合金をエッチングすることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ等の他の材料をエッチングすることができる。
【００４１】
これにより請求項２２の構成によれば、この種の金属材料と他の材料とにより成るデバイスに適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００４２】
また請求項２３の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、例えば蒸着、ＣＶＤ等によりこの合金の組成による堆積層等を形成した後において、これらを合金化することができ、また高音における安定性に優れることにより、各種成膜法により成膜した後の高温度のプロセスにおいても、安定な状態を維持でき、これらにより高温プロセスが必要な各種デバイスに適用して安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００４３】
また請求項２４の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、この種の合金からなる配線パターン、電極又は接点を、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成して、従来の加工プロセスを適応して充分な密着性を確保し、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００４４】
また請求項２５の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、これらの合金からなる配線パターン、電極又は接点を、ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成すれば、この合金にあっては酸素の影響が少ないことにより、例えばＡｌによる場合のような抵抗率の増加が低減され、これにより簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を簡易に作成することができる。
【００４５】
また請求項２６の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた、かつ反射率に優れた金属材料を反射膜、配線パターン又は電極に適用した電子光学部品を得ることができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００４７】
この実施の形態においては、各種電子部品の金属材料に、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を適用する。なおここで各種の電子部品は、透過型液晶表示パネル、反射型液晶表示パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、プラズマディスプレイ、微小ミラーによる電子光学部品等のディスプレイ用デバイス、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等であり、これらの配線パターンの配線材料、電極材料、高反射膜材料、接点材料等、さらにはこれらの配線等の作成に使用するスパッタリングのターゲット材にこれらの合金が適用される。
【００４８】
ここで同知のように、ＡｇにＰｄを添加してＡｇの粒界にＰｄを均質に混入させることにより、Ａｇ全体の耐候性を向上することができる。しかし単にＡｇにＰｄを添加するだけの場合、十分な耐候性が得られる程度にまでＰｄを添加すると抵抗率が増大する。これに対してさらにＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を添加すれば、抵抗率を低下し、又は抵抗率の増加を抑制することが可能となる。ここでこの第三の元素の添加量は、０．１〜３ｍａｓｓ％添加することで耐候性が改善され、３ｍａｓｓ％以上添加すると逆に耐候性が劣化する。
【００４９】
このようにして耐候性が改善されてなる銀合金にあっては、金属元素の中で最も優れた導電性、熱伝導性、高反射率を有する純Ａｇの特性が維持され、これにより耐侯性に優れ、低抵抗率で、高熱伝導性、かつ高反射率の金属材料を得ることができる。
【００５０】
特に配線材料に適用する場合には、上述した範囲で添加する元素の選定により、配線材料として求められる３μΩｃｍ以下の値を確保することができる。なお配線材料としては、従来一般に用いられているＡｌＳｉ合金の抵抗率以下であれば実用に供することができると考えられ、実験した結果によれば、１．６μΩｃｍ以上の抵抗率であって、このＡｌＳｉ合金の抵抗率である３．５μΩｃｍ以下の抵抗率を必要に応じて確保することができる。
【００５１】
またこのような銀合金は、いずれも共晶反応合金材では無く、完全固溶体を形成する。従って微視的にみても均一な特性を安定に提供することができる。またこれらの完全固溶金属合金は、Ａｇの展延性を維持しており、膜の応力による劣化等が小さいことにより、例えば１μｍを超える厚い膜、あるいは圧延などによる板状のものであっても応力の発生が低減される。従って従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕと比較して、加工性に優れ、高温で安定で、かつ信頼性を向上することが可能となる。
【００５２】
またＡｇの加工方法としては、ドライエッチングにおいては、塩素系の複合ガスを用いる方法が知られており、ウェットエッチングにおいては、硝酸系のエッチング液を用いる方法が知られている。この実施の形態に係るＡｇ合金においても、これらの方法にてエッチング加工することができ、従来のＡｇ合金で蓄積された各種加工方法を適用することができる。
【００５３】
なお塩素を含むガスとしては、例えば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 等であり、これらの雰囲気中でＲＩＥ、プラズマエッチングなどによりこの実施の形態に係るＡｇ合金膜の加工が可能である。因みに、このような塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスをＡｇによる配線パターンに適用すると、エッチングの進行によりガス中の塩素とＡｇとが反応して配線パターンの境界面にＡｇＣｌが生成され、このＡｇＣｌにより導電性、熱伝導性が損なわれるが、この実施の形態に係るＡｇ合金膜にあっては、このような反応も何ら発生しないことを確認できた。
【００５４】
これによりこの種の金属材料を使用した電子部品の作成工程においては、塩素系のガスの雰囲気によるエッチングにより、好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５５】
またこのような３元合金にあっては、フッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中でのドライエッチングが困難であり、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ4 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 等のガス雰囲気中でのＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより、このような３元合金に何ら影響を与えることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの他の材料をエッチングすることができる。
【００５６】
これらによりフッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中での処理により、このような３元合金以外の部位を選択的にエッチングして処理することができ、これによってもこの種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５７】
これに対して、現在、液晶ディスプレイ製造設備におけるウェットエッチングにおいては、燐酸を含有するエッチング液で純Ａｌ等をエッチングするようになされている。このような燐酸系のエッチング液としては、例えばＨ3 ＰＯ4 ＋ＨＮＯ3 ＋ＣＨ3 ＣＯＯＨがあり、従来の純Ａｇ、Ａｇを主成分とする２〜３元素にて構成される合金にあっては、このようなエッチング液によってはエッチングが困難であった。
【００５８】
ところがＡｇを主成分としてＰｄを０．１〜３．０ｍａｓｓ％添加し、さらにＣｕ、Ｔｉの内のいずれかの元素を０．２〜３．０ｍａｓｓ％添加してなる合金にあっては、このような燐酸系の錯体を用いてエッチングできることが判った。これによりＡｌによる従来のエッチング設備を有効に利用してエッチング加工することができる。因みに、従来と同様に、燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セルウム、硝酸銀等を添加することにより、エッチングレートを制御することも可能である。
【００５９】
なおエッチング後の洗浄等の後工程においても、純Ａｌ、Ａｌ合金等と同じ工程を使用でき、またＡｌ系をエッチング加工する場合に比して環境を汚染する可能性も低減することができる。
【００６０】
これらによっても従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕに比して、加工性に優れた金属材料とすることができる。
【００６１】
さらにこのＡｇ合金では、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法などの従来の成膜プロセスにより簡易かつ確実に成膜することができる。このスパッタリングにおいて、このＡｇ合金は、Ａｌ系材料に比して約３倍の速度によりスパッタリングすることができ、スパッタリング法による薄膜形成速度が速い特徴がある。これにより成膜時間を短縮することができ、その分生産に要する時間を短縮することができる。また主体材料であるＡｇにあっては、貴金属であり他の金属に比べて回収、リサイクルが容易である。
【００６２】
なおスパッタリング法、蒸着法等により成膜した場合には、加熱により合金化することが必要となり、この処理においては３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理して、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた金属膜を作成することができる。
【００６３】
さらに加工プロセスとして重要な下地材料に対する密着性についても、下地にＷ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかを適用することにより、良好な密着性が確保され、これにより各種半導体デバイス等において、従来のＡｌ系の配線パターンと簡易に置き換えることができ、また良好な特性を確保することができる。
【００６４】
Ａｌ系の場合には、例えば薄膜によりプラスティック、ガラス上に直接成膜すると、Ａｌが酸素と反応性すること等から、抵抗値がかなり大きくなり、バルク材料における抵抗値の２〜３倍の値となる。これに対してこのＡｇ合金の場合、酸素の影響が少なく、プラスティック、ガラス上に直接薄膜を形成したことによる抵抗率の増加が低減される。これによりプラスティック、ガラス上に直接成膜して配線パターン等を作成して、良好な特性による配線パターン等を作成することができ、簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を作成することができる。
【００６５】
これらにより透過型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、大画面化、高精彩化により配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上し、さらには消費電力を軽減することができる。
【００６６】
また反射型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、透過型液晶表示パネルの場合と同様の効果を得ることができ、また高反射膜に適用して安定に高い反射率を確保することができ、明るい表示画面を形成することができる。
【００６７】
同様に、微小ミラーによる電子光学部品等の光変調デバイスの反射膜、電極又は配線パターンに適用して、反射効率が高く、低抵抗であるため、輝度が高く、かつ、高速動作が可能なデバイスを形成することができる。
【００６８】
またこれら液晶表示パネル、各種半導体デバイスにおいて、Ｔａを用いた陽極酸化法に適用して、例えばこの銀合金とＴａによる２層構造として、充分に小さな抵抗値とすることができる。
【００６９】
さらに各種半導体デバイスにおいても、配線パターンに適用して、配線長の増大、配線の微細化による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減することがでる。また配線による電圧降下を防止でき、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種特性を向上すると共に、信頼性を向上することができる。
【００７０】
またプリント配線基板の配線パターン、チップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特性を確保して高い信頼性を確保することができる。
【００７１】
【実施例】
図１は、従来から使用されている純Ａｌ、Ａｌ系合金、Ａｇ合金との対比により、上述した銀合金による抵抗値、耐薬品性を示す図表である。
【００７２】
この測定に供した試料は、ＲＦスパッタリング法により各組成の膜を石英基板上に成膜し、その後、真空で３００度３時間熱処理して作成した。膜厚はいずれも３００ｎｍである。また抵抗値の測定にあっては、４探針法により室温で測定した。
【００７３】
これらの金属材料においては、Ａｇが最も低い抵抗率を有し、Ａｇに他の元素を添加した場合には抵抗率が上昇する。この抵抗値上昇の目安として、従来、最も一般に使用されているＡｌＳｉ合金における抵抗率３．５（μΩｃｍ）を基準として判断すると、ＡｇＰｄＣｕ合金では、Ｐｄの添加量が０．１〜３ｍａｓｓ％、Ｃｕの添加量が０．１〜３ｍａｓｓ％の範囲で、この基準を満たしていることが判る。またＣｕの添加による抵抗率の増加は、同量のＰｄを添加する場合と比較して小さく、ＡｇＰｄ合金にＣｕを添加する場合には、Ｃｕの添加に伴い抵抗率が減少する場合もある。
【００７４】
またスパッタリング法以外の成膜方法により成膜した場合の抵抗率を検討するために、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法によりそれぞれＡｇ−１．０ｍａｓｓ％Ｐｄ−１．０ｍａｓｓ％Ｃｕ膜を作成し、上述した測定法により抵抗率を測定した。この測定結果によれば、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法のいずれの方法においても、１．９０〜１．９８μΩｃｍの抵抗率が検出され、これにより成膜法を問わずほぼ同等の膜を作成できることが判った。
【００７５】
図２は、成膜直後のアニール処理を施さない状態での抵抗率を示す図表である。この測定には、アクリルを基板として使用して、スパッタリング法により膜厚１５０ｎｍで成膜した。このようなプラスチック性の基板に成膜する場合、Ａｌ系の合金では薄膜であることに加えて、酸素と反応すること等から抵抗値の増大が著しく、抵抗率のバルク材料が２〜３倍になる。
【００７６】
これに対してこのＡｇ合金の場合には、酸素の影響が少ないことにより、抵抗率の増加は、バルク材料の１．６倍に留まっており、２．５６（μΩｃｍ）という低い抵抗率が得られた。またＡｇＰｄにＣｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｕを添加した合金について見れば、添加材料により抵抗率の増加の割合、抵抗率が異なり、Ｃｒ、Ｓｉを添加した場合にはＡｌの場合に比して抵抗率が大きくなるのに対し、Ｃｕ、Ｔｉを添加した場合にはＡｌの場合に比して抵抗率が低く、特にＣｕを添加した場合には３．２３（μΩｃｍ）と充分低い抵抗率が得られた。
【００７７】
図３は、これら各組成の膜について、耐薬品性の評価結果を示す図表である。図１における耐薬品性の欄は、この図３に示す評価結果を纏めたものである。この評価試験は、３％ＮａＣｌ、５％ＮａＯＨ、１％ＫＯＨ、１％Ｈ2 ＳＯ4 の溶液にそれぞれ各試料を室温で２４時間浸した後、目視により確認したものである。
【００７８】
従来材料にあっては、Ａｕを除くＡｌ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕＳｉでは、金属光沢の喪失、白濁化、透明化が観察され、これにより各薬品と反応していることが確認された。これに対してＡｇＰｄＣｕ合金では、０．１ｍａｓｓ％という微量なＰｄ及びＣｕを添加するだけで、耐薬品性が大幅に改善され、表面が僅かに変色するに留まっていた。さらにＰｄ、Ｃｕの添加量を増やすことによって全く変化を生じない程度に耐薬品性を改善できることがわかった。
【００７９】
図４及び図５は、熱処理に対する安定性、長期信頼性の評価結果を示す図表である。ここで各試料は、スライドガラス基板上にスパッタリング法により成膜して作成した。図４に示す評価結果は、温度６００度１００％の酸素雰囲気中に２４時間放置した後の目視による観察によるものであり、図５に示す評価結果は、温度９０度、湿度８５％の雰囲気中に１０００時間放置した後の目視による観察によるものである。
【００８０】
０．１−３．０ｍａｓｓ％のＰｄ、０．１−３．０ｍａｓｓ％のＣｕを添加したＡｇＰｄＣｕ合金においては（図４）、このような厳しい高温環境下においても、何ら変化が観測されなかった。なおこれらの試験に加えて同材料を温度７５０度、１００％の酸素雰囲気中に２４時間放置したところ、この条件でも何ら変化が観察されなかった。
【００８１】
これらのことから同材料は、７５０度程度の高温プロセスでも安定な材料であり、成膜した後、あえて保護膜を作成しなくても温度により変化することなく、従ってその分、成膜後の後熱処理工程を簡略化できることが判った。
【００８２】
また同材料は、高温多湿下においても安定であることが確認され、これにより配線材料等に適用して充分な信頼性を確保できることが判った。
【００８３】
図６は、フォトリソグラフイー工程における耐薬品性の評価結果を示す図表である。ここでは、Ｓｉ基板上にＡｇ−０．９ｍａｓｓ％Ｐｄ−１．０ｍａｓｓ％Ｃｕを膜厚１５０ｎｍで成膜して試料を作成し、この試料を通常のフォトリソグラフイー工程で用いられるプロセスであるレジスト現像した後、レジストベークし、シート抵抗の変化を観察した。なお実際には、現像工程として、現像液の主成分である５％ＮａＯＨ溶液に浸し、またレジストベーク工程としてレジストを塗布した状態で１２０度で３０分試料を焼成した。
【００８４】
図６に示すように、この試料においては、これら各工程の前後でシート抵抗の変化を観察することができず、これにより従来のフォトリソグラフイー工程に適用して安定に加工できることがわかった。
【００８５】
図７は、ＡｇＰｄＣｕ膜の下地材料に対する密着性の評価結果を示す図表である。この密着性の評価にあっては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏの各金属膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、窒化チタニウム、窒化珪素、酸化珪素の酸化物、窒化物を下地材料として成膜した後、ＡｇＰｄＣｕ膜を成膜して試料を作成した。なお下地の膜厚は、１００ｎｍであり、ＡｇＰｄＣｕ膜の膜厚は３００ｎｍである。評価は、セロハンテープを用いた膜剥がれ試験の後、硝酸系溶液でエッチングし、その後目視により膜剥がれ等の欠陥の有無を観察して判断した。
【００８６】
この評価結果より、下地がＴｉの場合を除いて良好な密着性を確保できることが判った。なお下地がＣｒの場合には、僅かに剥がれが観察されたが、成膜条件等の選定によるプロセスの最適化により、良好な密着性を確保できると考えられる。
【００８７】
なおこの図７に示す密着性の評価とは別に、ＡｇＰｄＣｕ膜を直接基板上に成膜して基板自身への密着性を評価した。この評価によれば、基板がソーダガラス、石英ガラス等のガラスである場合、シリコンウェハである場合、ポリカーポネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート等のプラスティックである場合の何れの場合であっても、膜剥がれを観察することができず、これによりこれらの材料を基板として使用する場合に、良好な密着性を確保できることが判った。
【００８８】
図８は、ＲＦマグネトロンスパッタリング法による成膜速度の評価結果を示す図表である。この評価は、３インチのスパッタリングターゲットに各成膜材料によるＡｇ合金を使用し、このターゲットから９４ｍｍの距離に保持した基板に成膜し、この基板における膜厚が１００〔ｎｍ〕になるまでの時間を計測した。
【００８９】
この評価結果によれば、ＡｇＰｄＣｕをターゲットとして使用した場合には、Ａｌをターゲットとして使用する場合に比して約３倍の速度により成膜できることが判った。これによりＡｌによる金属材料に代えてＡｇＰｄＣｕを使用すれば、成膜時間に要する時間を１／３に低減でき、その分製造に要する時間を短縮できることが判った。
【００９０】
なおこの評価では、Ａｇをターゲットとして使用する場合との比較でも、成膜速度の向上を確認することができた。またこれら従来の成膜材料による場合に比して基板の温度上昇が低く、これにより基板としてプラスティック基板をも使用できることが判った。
【００９２】
また上述の実施例では、スパッタリング等による薄膜生成による場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の薄膜生成による場合、さらには厚膜生成による場合にも広く適用することができる。
【００９３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ等の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各銀合金による抵抗値、耐薬品性を示す図表である。
【図２】成膜直後の抵抗率を示す図表である。
【図３】耐薬品性の評価結果を示す図表である。
【図４】熱処理に対する安定性を示す図表である。
【図５】長期信頼性の評価結果を示す図表である。
【図６】フォトリソグラフイー工程における耐薬品性の評価結果を示す図表である。
【図７】ＡｇＰｄＣｕ膜の下地材料に対する密着性の評価結果を示す図表である。
【図８】ＲＦマグネトロンスパッタリング法による成膜速度の評価結果を示す図表である。
【図９】従来の配線材料における抵抗率を示す図表である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品用金属材料、電子部品用配線材料、電子部品用電極材料、電子部品、電子機器、金属材料の加工方法及び電子光学部品に関し、例えば液晶表示パネル、各種半導体デバイス、配線基板、チップ部品等に適用することができる。本発明は、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ等の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器を提案する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器、電子部品においては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等の純金属による金属材料、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｐｄ、ＴａＳｉ、ＷＳｉ等の合金による金属材料を用いて配線パターンを形成するようになされている。
【０００３】
例えばフラットパネルディスプレイを構成する透過型液晶表示パネルにおいては、一般に、エッチング性に優れ、電気抵抗が低い純Ａｌが配線材料として使用される。しかしながら純Ａｌは、融点が６６０度と低く、液晶表示パネルの配線材料として使用した場合には、配線膜形成後の化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）プロセス等における３００〜４００度程度の熱処理工程においてヒロック、ウイスカー等の欠陥が発生する恐れがある。このため液晶表示パネルにおいては、高温で安定な高融点材料であるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等を純Ａｌに代えて配線材料として使用することにより、このような欠陥の発生を防止するようになされたものもある。
【０００４】
また反射型液晶表示パネルにおいては、液晶セルの透過光を反射する高反射率層が必要とされ、このような高反射率層に、または配線パターン、電極とで高反射率層を兼用するようにしてこれらの部材に、純Ａｌ、Ａｌを主成分とする合金、純Ａｇ、Ａｇを主成分とする合金、Ａｕ等が用いられるようになされている。また、シリコンチップ上に微小ミラーを並べて配置し、各ミラーによる光変調により画像表示するようになされた電子光学部品（以下、微小ミラーによる電子光学部品と呼ぶ）においては、そのミラーとなる部材に純Ａｌが用いられるようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の電子機器に使用される金属材料に比して、電気抵抗が低く、安定かつ加工性に優れた金属材料を得ることができれば、各種電子部品に適用して性能を向上し、さらには製造プロセスを簡略化できることが考えられる。
【０００６】
すなわち透過型液晶表示パネルにおいて、欠陥の発生を防止する目的で純Ａｌに代えて使用されるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等にあっては、図９に示すように純Ａｌに比して抵抗率が大きい欠点がある。これにより透過型液晶表示パネルにあっては、大型化、高精細化により配線パターンの配線長が増大し、また配線パターンが微細化すると、簡易かつ確実に駆動することが困難になる問題がある。これにより透過型液晶表示パネルにおいては、配線材料として好適な材料が存在しないのが実情であった。
【０００７】
また反射型液晶表示パネル、微小ミラーによる電子光学部品のように配線、電極により高反射率層を兼用する場合には、透過型液晶表示パネルの配線材料に要求される特性に高反射率層としての要求が加重されることになる。
【０００８】
この場合、高反射率層として、入射光を効率良く反射する観点からは、可視光波長域において最も反射率の高い純Ａｇが高反射率層の材料に適しているものの、純Ａｇにあっては耐候性が劣ることにより配線、電極材料としては適切なものとは言えない。これらにより反射型液晶表示パネル、微小ミラーによる電子光学部品にあっても、必ずしも適切な配線材料が存在しないのが実情であった。
【０００９】
なお反射型液晶表示パネルにおいては、これらのことから高反射膜及び配線電極層の上に、又は反射膜及び配線電極層の上下にバリア層を形成して耐候性を向上するようになされているものの、バリア層の作成工程の増大によりその分製造プロセスが複雑化し、またこのようにバリア層を作成しても高温での信頼性に未だ不十分な問題がある。
【００１０】
因みに、低抵抗値の配線材料について検討してみると、Ａｌより抵抗率が低い材料としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇがあるが、Ａｕは、容易に入手することが困難な材料である。またＣｕは、耐候性に劣り、エッチングによる加工性が悪く、さらには微細加工が困難な問題を有している。またＡｇは、塩化物、硫黄、硫化物などに対して敏感に反応し、微細加工性、耐候性に問題を有している。
【００１１】
なおＡｇが敏感に反応する例をあげると、塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスにおいて、Ａｇは、エッチングの進行によりエッチングガス中の塩素と反応して配線パターンの境界面にＡｇＣｌが生成され、このＡｇＣｌにより導電性、熱伝導性が損なわれる。
【００１２】
またＡｇが耐候性に問題を有する例としては、反射型液晶表示パネルに適用した場合に、透明導電膜と直接接触することによる界面の酸素、又は微量な硫黄等と反応する可能性が大きく、これによりＡｌと同様にバリア層を下地層に形成し、又は上下をバリア層で挟んでサンドイッチ構造にしなければいけないという問題があげられる。
【００１３】
またこれら液晶表示パネルにおいては、駆動デバイスとしてアモルフアスシリコン又は多結晶シリコンによるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が多く使用されるが、この駆動デバイス側から見た電極材料としても適切なものが存在しないのが実情である。
【００１４】
すなわちこれらの駆動デバイスにおいては、電極の金属材料を酸化させて、この電極とシリコン能動素子との間にゲート絶縁膜を形成することにより、製造プロセスを簡略化するようになされたものがある（すなわち陽極酸化法である）。
【００１５】
図９に記載の配線材料のうち、このようなゲート絶縁膜を形成することが可能な配線材料としては、Ａｌ、Ｔａがあり、特にＴａの場合には、ピンホール等の欠陥が少なく、歩留りの高い酸化絶縁膜を形成することができる。しかしながらＴａにあっては、抵抗率が高いことにより、このような陽極酸化による場合には、抵抗率の低いＡｌを用いた２層配線による電極構造とする必要があり、結局製造プロセスを増加させることとなっていた。なおこの２層配線による場合、結局、配線パターンの抵抗率は、Ａｌにより決まる抵抗率となる。
【００１６】
上述のディスプレイデバイスへの応用以外にも、ＤＲＡＭ、フラシュメモリ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ等の半導体デバイスにおいては、高集積化のため配線の幅が狭くなり、またチップサイズの大型化、多層配線等の複雑化に伴い配線パターンの配線長が増大する傾向にあり、これによりこれらの半導体デバイスにあっても、低抵抗率で安定かつ加工性に優れた配線材料が望まれている。
【００１７】
すなわちこのような配線幅の減少、配線長の増大は、配線における抵抗の増大を招き、この抵抗の増大により配線における電圧降下が増大して素子の駆動電圧が低下するようになり、また消費電力が増大し、さらには配線による信号伝達に遅延が発生するようになる。
【００１８】
またこのような半導体デバイス以外の、例えばプリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等の電子部品にあっては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｇなどが用いられているが、これらの材料についても耐候性が実用上未だ不十分な問題があり、またリサイクルが困難な問題があった。
【００１９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、電子部品用配線材料、電子部品用電極材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器、電子光学部品、金属材料の加工方法を提案しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１に係る発明においては、Ａｇを主成分とした電子部品用金属材料に適用して、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍｓａａ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２２】
また請求項６に係る発明においては、所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品に適用して、この金属材料が、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２３】
また請求項１３に係る発明においては、所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器に適用して、この金属材料が、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００２４】
また請求項２０に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、りん酸を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２５】
また請求項２１に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、塩素を含むガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２６】
また請求項２２に係る発明においては、金属材料を含むデバイス加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を有する場合に、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより前記金属膜以外の材料を加工する。
【００２７】
また請求項２３に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００２８】
また請求項２４に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成する。
【００２９】
また請求項２５に係る発明においては、金属材料の加工方法に適用して、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成する。
【００３０】
また請求項２６に係る発明においては、所定の金属材料により反射膜、電極又は配線が形成された電子光学部品に適用して、この金属材料がＡｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなるようにする。
【００３１】
ＡｇにＰｄを添加してＡｇの粒界にＰｄを均質に混入させれば、Ａｇ全体の耐候性を向上することができ、さらにＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉによる１つの元素を添加すれば、抵抗率を低くし、又は抵抗率の増大の割合をこの第３の元素により抑制することができる。このとき、これらの添加する元素を０．１〜３ｍａｓｓ％とすることで耐候性を改善するとができる。
【００３２】
またこのようなＡｇＰｄ合金にＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉによる１つの元素を０．１〜３ｍａｓｓ％添加して得られる３元合金にあっては、純Ａｇの優れた熱伝導性を維持し得、さらにスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法等の従来の成膜プロセスに適応でき、さらにはウェットエッチング手法及びドライエッチング手法で容易にパターニングすることができ、また高温にあっても安定な状態を維持することができる。
【００３３】
これにより請求項１の構成によれば、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を得ることができる。
【００３４】
また請求項６の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を配線パターン、電極又は接点に適用した電子部品を得ることができる。
【００３５】
また請求項１３の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を配線パターン、電極又は接点に適用した電子機器を得ることができる。
【００３６】
またこのような３元合金にあっては、燐酸系のエッチング液である例えばＨ3 ＰＯ4 ＋ＨＮＯ3 ＋ＣＨ3 ＣＯＯＨ等によってもエッチング加工することができ、また燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セリウム、硝酸銀等の添加により、エッチングレートを制御することもできる。
【００３７】
これにより請求項２０の構成によれば、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００３８】
またこのような３元合金にあっては、塩素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが可能で、例えばＣｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 等の塩素を含むガス雰囲気中でのＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、プラズマエッチングなどによる処理が可能である。
【００３９】
これにより請求項２１の構成によれば、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００４０】
またこのような３元合金にあっては、フッ素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが困難で、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ4 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 等のフッ素を含み、塩素を含まないガス雰囲気中でのＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより、このような３元合金をエッチングすることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ等の他の材料をエッチングすることができる。
【００４１】
これにより請求項２２の構成によれば、この種の金属材料と他の材料とにより成るデバイスに適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００４２】
また請求項２３の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、例えば蒸着、ＣＶＤ等によりこの合金の組成による堆積層等を形成した後において、これらを合金化することができ、また高音における安定性に優れることにより、各種成膜法により成膜した後の高温度のプロセスにおいても、安定な状態を維持でき、これらにより高温プロセスが必要な各種デバイスに適用して安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００４３】
また請求項２４の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、この種の合金からなる配線パターン、電極又は接点を、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成して、従来の加工プロセスを適応して充分な密着性を確保し、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００４４】
また請求項２５の構成によれば、金属材料の加工方法に適用して、これらの合金からなる配線パターン、電極又は接点を、ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成すれば、この合金にあっては酸素の影響が少ないことにより、例えばＡｌによる場合のような抵抗率の増加が低減され、これにより簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を簡易に作成することができる。
【００４５】
また請求項２６の構成によれば、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた、かつ反射率に優れた金属材料を反射膜、配線パターン又は電極に適用した電子光学部品を得ることができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００４７】
この実施の形態においては、各種電子部品の金属材料に、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を適用する。なおここで各種の電子部品は、透過型液晶表示パネル、反射型液晶表示パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、プラズマディスプレイ、微小ミラーによる電子光学部品等のディスプレイ用デバイス、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等であり、これらの配線パターンの配線材料、電極材料、高反射膜材料、接点材料等、さらにはこれらの配線等の作成に使用するスパッタリングのターゲット材にこれらの合金が適用される。
【００４８】
ここで同知のように、ＡｇにＰｄを添加してＡｇの粒界にＰｄを均質に混入させることにより、Ａｇ全体の耐候性を向上することができる。しかし単にＡｇにＰｄを添加するだけの場合、十分な耐候性が得られる程度にまでＰｄを添加すると抵抗率が増大する。これに対してさらにＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を添加すれば、抵抗率を低下し、又は抵抗率の増加を抑制することが可能となる。ここでこの第三の元素の添加量は、０．１〜３ｍａｓｓ％添加することで耐候性が改善され、３ｍａｓｓ％以上添加すると逆に耐候性が劣化する。
【００４９】
このようにして耐候性が改善されてなる銀合金にあっては、金属元素の中で最も優れた導電性、熱伝導性、高反射率を有する純Ａｇの特性が維持され、これにより耐侯性に優れ、低抵抗率で、高熱伝導性、かつ高反射率の金属材料を得ることができる。
【００５０】
特に配線材料に適用する場合には、上述した範囲で添加する元素の選定により、配線材料として求められる３μΩｃｍ以下の値を確保することができる。なお配線材料としては、従来一般に用いられているＡｌＳｉ合金の抵抗率以下であれば実用に供することができると考えられ、実験した結果によれば、１．６μΩｃｍ以上の抵抗率であって、このＡｌＳｉ合金の抵抗率である３．５μΩｃｍ以下の抵抗率を必要に応じて確保することができる。
【００５１】
またこのような銀合金は、いずれも共晶反応合金材では無く、完全固溶体を形成する。従って微視的にみても均一な特性を安定に提供することができる。またこれらの完全固溶金属合金は、Ａｇの展延性を維持しており、膜の応力による劣化等が小さいことにより、例えば１μｍを超える厚い膜、あるいは圧延などによる板状のものであっても応力の発生が低減される。従って従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕと比較して、加工性に優れ、高温で安定で、かつ信頼性を向上することが可能となる。
【００５２】
またＡｇの加工方法としては、ドライエッチングにおいては、塩素系の複合ガスを用いる方法が知られており、ウェットエッチングにおいては、硝酸系のエッチング液を用いる方法が知られている。この実施の形態に係るＡｇ合金においても、これらの方法にてエッチング加工することができ、従来のＡｇ合金で蓄積された各種加工方法を適用することができる。
【００５３】
なお塩素を含むガスとしては、例えば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 等であり、これらの雰囲気中でＲＩＥ、プラズマエッチングなどによりこの実施の形態に係るＡｇ合金膜の加工が可能である。因みに、このような塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスをＡｇによる配線パターンに適用すると、エッチングの進行によりガス中の塩素とＡｇとが反応して配線パターンの境界面にＡｇＣｌが生成され、このＡｇＣｌにより導電性、熱伝導性が損なわれるが、この実施の形態に係るＡｇ合金膜にあっては、このような反応も何ら発生しないことを確認できた。
【００５４】
これによりこの種の金属材料を使用した電子部品の作成工程においては、塩素系のガスの雰囲気によるエッチングにより、好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５５】
またこのような３元合金にあっては、フッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中でのドライエッチングが困難であり、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ4 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 等のガス雰囲気中でのＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより、このような３元合金に何ら影響を与えることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの他の材料をエッチングすることができる。
【００５６】
これらによりフッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中での処理により、このような３元合金以外の部位を選択的にエッチングして処理することができ、これによってもこの種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５７】
これに対して、現在、液晶ディスプレイ製造設備におけるウェットエッチングにおいては、燐酸を含有するエッチング液で純Ａｌ等をエッチングするようになされている。このような燐酸系のエッチング液としては、例えばＨ3 ＰＯ4 ＋ＨＮＯ3 ＋ＣＨ3 ＣＯＯＨがあり、従来の純Ａｇ、Ａｇを主成分とする２〜３元素にて構成される合金にあっては、このようなエッチング液によってはエッチングが困難であった。
【００５８】
ところがＡｇを主成分としてＰｄを０．１〜３．０ｍａｓｓ％添加し、さらにＣｕ、Ｔｉの内のいずれかの元素を０．２〜３．０ｍａｓｓ％添加してなる合金にあっては、このような燐酸系の錯体を用いてエッチングできることが判った。これによりＡｌによる従来のエッチング設備を有効に利用してエッチング加工することができる。因みに、従来と同様に、燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セルウム、硝酸銀等を添加することにより、エッチングレートを制御することも可能である。
【００５９】
なおエッチング後の洗浄等の後工程においても、純Ａｌ、Ａｌ合金等と同じ工程を使用でき、またＡｌ系をエッチング加工する場合に比して環境を汚染する可能性も低減することができる。
【００６０】
これらによっても従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕに比して、加工性に優れた金属材料とすることができる。
【００６１】
さらにこのＡｇ合金では、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法などの従来の成膜プロセスにより簡易かつ確実に成膜することができる。このスパッタリングにおいて、このＡｇ合金は、Ａｌ系材料に比して約３倍の速度によりスパッタリングすることができ、スパッタリング法による薄膜形成速度が速い特徴がある。これにより成膜時間を短縮することができ、その分生産に要する時間を短縮することができる。また主体材料であるＡｇにあっては、貴金属であり他の金属に比べて回収、リサイクルが容易である。
【００６２】
なおスパッタリング法、蒸着法等により成膜した場合には、加熱により合金化することが必要となり、この処理においては３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理して、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた金属膜を作成することができる。
【００６３】
さらに加工プロセスとして重要な下地材料に対する密着性についても、下地にＷ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかを適用することにより、良好な密着性が確保され、これにより各種半導体デバイス等において、従来のＡｌ系の配線パターンと簡易に置き換えることができ、また良好な特性を確保することができる。
【００６４】
Ａｌ系の場合には、例えば薄膜によりプラスティック、ガラス上に直接成膜すると、Ａｌが酸素と反応性すること等から、抵抗値がかなり大きくなり、バルク材料における抵抗値の２〜３倍の値となる。これに対してこのＡｇ合金の場合、酸素の影響が少なく、プラスティック、ガラス上に直接薄膜を形成したことによる抵抗率の増加が低減される。これによりプラスティック、ガラス上に直接成膜して配線パターン等を作成して、良好な特性による配線パターン等を作成することができ、簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を作成することができる。
【００６５】
これらにより透過型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、大画面化、高精彩化により配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上し、さらには消費電力を軽減することができる。
【００６６】
また反射型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、透過型液晶表示パネルの場合と同様の効果を得ることができ、また高反射膜に適用して安定に高い反射率を確保することができ、明るい表示画面を形成することができる。
【００６７】
同様に、微小ミラーによる電子光学部品等の光変調デバイスの反射膜、電極又は配線パターンに適用して、反射効率が高く、低抵抗であるため、輝度が高く、かつ、高速動作が可能なデバイスを形成することができる。
【００６８】
またこれら液晶表示パネル、各種半導体デバイスにおいて、Ｔａを用いた陽極酸化法に適用して、例えばこの銀合金とＴａによる２層構造として、充分に小さな抵抗値とすることができる。
【００６９】
さらに各種半導体デバイスにおいても、配線パターンに適用して、配線長の増大、配線の微細化による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減することがでる。また配線による電圧降下を防止でき、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種特性を向上すると共に、信頼性を向上することができる。
【００７０】
またプリント配線基板の配線パターン、チップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特性を確保して高い信頼性を確保することができる。
【００７１】
【実施例】
図１は、従来から使用されている純Ａｌ、Ａｌ系合金、Ａｇ合金との対比により、上述した銀合金による抵抗値、耐薬品性を示す図表である。
【００７２】
この測定に供した試料は、ＲＦスパッタリング法により各組成の膜を石英基板上に成膜し、その後、真空で３００度３時間熱処理して作成した。膜厚はいずれも３００ｎｍである。また抵抗値の測定にあっては、４探針法により室温で測定した。
【００７３】
これらの金属材料においては、Ａｇが最も低い抵抗率を有し、Ａｇに他の元素を添加した場合には抵抗率が上昇する。この抵抗値上昇の目安として、従来、最も一般に使用されているＡｌＳｉ合金における抵抗率３．５（μΩｃｍ）を基準として判断すると、ＡｇＰｄＣｕ合金では、Ｐｄの添加量が０．１〜３ｍａｓｓ％、Ｃｕの添加量が０．１〜３ｍａｓｓ％の範囲で、この基準を満たしていることが判る。またＣｕの添加による抵抗率の増加は、同量のＰｄを添加する場合と比較して小さく、ＡｇＰｄ合金にＣｕを添加する場合には、Ｃｕの添加に伴い抵抗率が減少する場合もある。
【００７４】
またスパッタリング法以外の成膜方法により成膜した場合の抵抗率を検討するために、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法によりそれぞれＡｇ−１．０ｍａｓｓ％Ｐｄ−１．０ｍａｓｓ％Ｃｕ膜を作成し、上述した測定法により抵抗率を測定した。この測定結果によれば、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法のいずれの方法においても、１．９０〜１．９８μΩｃｍの抵抗率が検出され、これにより成膜法を問わずほぼ同等の膜を作成できることが判った。
【００７５】
図２は、成膜直後のアニール処理を施さない状態での抵抗率を示す図表である。この測定には、アクリルを基板として使用して、スパッタリング法により膜厚１５０ｎｍで成膜した。このようなプラスチック性の基板に成膜する場合、Ａｌ系の合金では薄膜であることに加えて、酸素と反応すること等から抵抗値の増大が著しく、抵抗率のバルク材料が２〜３倍になる。
【００７６】
これに対してこのＡｇ合金の場合には、酸素の影響が少ないことにより、抵抗率の増加は、バルク材料の１．６倍に留まっており、２．５６（μΩｃｍ）という低い抵抗率が得られた。またＡｇＰｄにＣｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｕを添加した合金について見れば、添加材料により抵抗率の増加の割合、抵抗率が異なり、Ｃｒ、Ｓｉを添加した場合にはＡｌの場合に比して抵抗率が大きくなるのに対し、Ｃｕ、Ｔｉを添加した場合にはＡｌの場合に比して抵抗率が低く、特にＣｕを添加した場合には３．２３（μΩｃｍ）と充分低い抵抗率が得られた。
【００７７】
図３は、これら各組成の膜について、耐薬品性の評価結果を示す図表である。図１における耐薬品性の欄は、この図３に示す評価結果を纏めたものである。この評価試験は、３％ＮａＣｌ、５％ＮａＯＨ、１％ＫＯＨ、１％Ｈ2 ＳＯ4 の溶液にそれぞれ各試料を室温で２４時間浸した後、目視により確認したものである。
【００７８】
従来材料にあっては、Ａｕを除くＡｌ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕＳｉでは、金属光沢の喪失、白濁化、透明化が観察され、これにより各薬品と反応していることが確認された。これに対してＡｇＰｄＣｕ合金では、０．１ｍａｓｓ％という微量なＰｄ及びＣｕを添加するだけで、耐薬品性が大幅に改善され、表面が僅かに変色するに留まっていた。さらにＰｄ、Ｃｕの添加量を増やすことによって全く変化を生じない程度に耐薬品性を改善できることがわかった。
【００７９】
図４及び図５は、熱処理に対する安定性、長期信頼性の評価結果を示す図表である。ここで各試料は、スライドガラス基板上にスパッタリング法により成膜して作成した。図４に示す評価結果は、温度６００度１００％の酸素雰囲気中に２４時間放置した後の目視による観察によるものであり、図５に示す評価結果は、温度９０度、湿度８５％の雰囲気中に１０００時間放置した後の目視による観察によるものである。
【００８０】
０．１−３．０ｍａｓｓ％のＰｄ、０．１−３．０ｍａｓｓ％のＣｕを添加したＡｇＰｄＣｕ合金においては（図４）、このような厳しい高温環境下においても、何ら変化が観測されなかった。なおこれらの試験に加えて同材料を温度７５０度、１００％の酸素雰囲気中に２４時間放置したところ、この条件でも何ら変化が観察されなかった。
【００８１】
これらのことから同材料は、７５０度程度の高温プロセスでも安定な材料であり、成膜した後、あえて保護膜を作成しなくても温度により変化することなく、従ってその分、成膜後の後熱処理工程を簡略化できることが判った。
【００８２】
また同材料は、高温多湿下においても安定であることが確認され、これにより配線材料等に適用して充分な信頼性を確保できることが判った。
【００８３】
図６は、フォトリソグラフイー工程における耐薬品性の評価結果を示す図表である。ここでは、Ｓｉ基板上にＡｇ−０．９ｍａｓｓ％Ｐｄ−１．０ｍａｓｓ％Ｃｕを膜厚１５０ｎｍで成膜して試料を作成し、この試料を通常のフォトリソグラフイー工程で用いられるプロセスであるレジスト現像した後、レジストベークし、シート抵抗の変化を観察した。なお実際には、現像工程として、現像液の主成分である５％ＮａＯＨ溶液に浸し、またレジストベーク工程としてレジストを塗布した状態で１２０度で３０分試料を焼成した。
【００８４】
図６に示すように、この試料においては、これら各工程の前後でシート抵抗の変化を観察することができず、これにより従来のフォトリソグラフイー工程に適用して安定に加工できることがわかった。
【００８５】
図７は、ＡｇＰｄＣｕ膜の下地材料に対する密着性の評価結果を示す図表である。この密着性の評価にあっては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏの各金属膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、窒化チタニウム、窒化珪素、酸化珪素の酸化物、窒化物を下地材料として成膜した後、ＡｇＰｄＣｕ膜を成膜して試料を作成した。なお下地の膜厚は、１００ｎｍであり、ＡｇＰｄＣｕ膜の膜厚は３００ｎｍである。評価は、セロハンテープを用いた膜剥がれ試験の後、硝酸系溶液でエッチングし、その後目視により膜剥がれ等の欠陥の有無を観察して判断した。
【００８６】
この評価結果より、下地がＴｉの場合を除いて良好な密着性を確保できることが判った。なお下地がＣｒの場合には、僅かに剥がれが観察されたが、成膜条件等の選定によるプロセスの最適化により、良好な密着性を確保できると考えられる。
【００８７】
なおこの図７に示す密着性の評価とは別に、ＡｇＰｄＣｕ膜を直接基板上に成膜して基板自身への密着性を評価した。この評価によれば、基板がソーダガラス、石英ガラス等のガラスである場合、シリコンウェハである場合、ポリカーポネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート等のプラスティックである場合の何れの場合であっても、膜剥がれを観察することができず、これによりこれらの材料を基板として使用する場合に、良好な密着性を確保できることが判った。
【００８８】
図８は、ＲＦマグネトロンスパッタリング法による成膜速度の評価結果を示す図表である。この評価は、３インチのスパッタリングターゲットに各成膜材料によるＡｇ合金を使用し、このターゲットから９４ｍｍの距離に保持した基板に成膜し、この基板における膜厚が１００〔ｎｍ〕になるまでの時間を計測した。
【００８９】
この評価結果によれば、ＡｇＰｄＣｕをターゲットとして使用した場合には、Ａｌをターゲットとして使用する場合に比して約３倍の速度により成膜できることが判った。これによりＡｌによる金属材料に代えてＡｇＰｄＣｕを使用すれば、成膜時間に要する時間を１／３に低減でき、その分製造に要する時間を短縮できることが判った。
【００９０】
なおこの評価では、Ａｇをターゲットとして使用する場合との比較でも、成膜速度の向上を確認することができた。またこれら従来の成膜材料による場合に比して基板の温度上昇が低く、これにより基板としてプラスティック基板をも使用できることが判った。
【００９２】
また上述の実施例では、スパッタリング等による薄膜生成による場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の薄膜生成による場合、さらには厚膜生成による場合にも広く適用することができる。
【００９３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、Ａｇを主成分とし、Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、Ａｌ等の元素を合計で０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各銀合金による抵抗値、耐薬品性を示す図表である。
【図２】成膜直後の抵抗率を示す図表である。
【図３】耐薬品性の評価結果を示す図表である。
【図４】熱処理に対する安定性を示す図表である。
【図５】長期信頼性の評価結果を示す図表である。
【図６】フォトリソグラフイー工程における耐薬品性の評価結果を示す図表である。
【図７】ＡｇＰｄＣｕ膜の下地材料に対する密着性の評価結果を示す図表である。
【図８】ＲＦマグネトロンスパッタリング法による成膜速度の評価結果を示す図表である。
【図９】従来の配線材料における抵抗率を示す図表である。
Claims (26)
- Ａｇを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなる
電子部品用金属材料。 - Ａｇを主成分とした電子部品用配線材料であって、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなる
電子部品用配線材料。 - 電気抵抗率が１．６μΩｃｍ以上、３．５μΩｃｍ以下である
請求項１に記載の電子部品用金属材料。 - Ａｇを主成分とした電子部品用電極材料であって、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなる
電子部品用電極材料。 - 前記電子部品用金属材料が、スパッタリングのターゲット材である
請求項１に記載の電子部品用金属材料。 - 所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品であって、
前記金属材料が、
Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなる
電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
りん酸を含む溶液によるエッチングにより形成された
請求項６に記載の電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
塩素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより形成された
請求項６に記載の電子部品。 - フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより、前記配線パターン、前記電極及び前記接点以外の部分を加工する
請求項６に記載の電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理されてなる
請求項６に記載の電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成されてなる
請求項６に記載の電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
ガラス、又はプラスティックの基板上に直接形成されてなる
請求項６に記載の電子部品。 - 所定の金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器であって、
前記金属材料が、
Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金からなる
電子機器。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
りん酸を含む溶液によるエッチングにより形成された
請求項１３に記載の電子機器。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
塩素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより形成された
請求項１３に記載の電子部品。 - フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより、前記配線パターン、電極及び接点以外の他の部分を加工する
請求項１３に記載の電子部品。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理されてなる
請求項１３に記載の電子機器。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成されてなる
請求項１３に記載の電子機器。 - 前記配線パターン、電極又は接点が、
ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成されてなる
請求項１３に記載の電子機器。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、
りん酸を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する
金属材料の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、
塩酸を含むガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成する
金属材料の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を有する場合に、
フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより前記金属膜以外の材料を加工する
電子部品の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、
３００度以上、７５０度以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成する
金属材料の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、
Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成して配線パターン、電極又は接点を形成する
金属材料の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を、
ガラス又はプラスティックの基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成する
金属材料の加工方法。 - Ａｇを主成分とし、
Ｐｄを０．１〜３ｍａｓｓ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を０．１〜３ｍａｓｓ％含んでなる３元合金の金属膜を反射膜、電極又は配線材料として用いる
電子光学部品。
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