JP6250614B2 - Cu laminated film and Cu alloy sputtering target - Google Patents

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Description

本発明は、Cu積層膜、およびCu合金スパッタリングターゲットに関する。 The present invention relates to a Cu laminated film and a Cu alloy sputtering target.

従来、液晶パネルや有機ELパネルなどのフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの配線には、ITO薄膜やAl薄膜が使用されている。上記パネルの大型化や、配線の微細化、即ち幅狭化に伴い、従来よりも電気抵抗の低い配線が求められる。Cuは、金属ではAuやAgに次いで3番目に低い電気抵抗を示し、かつAuやAgよりも安価であるため、純CuまたはCu基合金からなる膜を用いた配線電極が提案されている。しかしCuは、酸素との親和性が高いため、酸素存在下での加熱や時間経過により酸化され、変色や電気抵抗の上昇を招く。   Conventionally, ITO thin films and Al thin films have been used for flat panel displays such as liquid crystal panels and organic EL panels, and for touch panel wiring. With the increase in the size of the panel and the miniaturization of the wiring, that is, the narrowing of the width, wiring having a lower electric resistance than before is required. Since Cu exhibits the third lowest electrical resistance after Au and Ag and is less expensive than Au and Ag, a wiring electrode using a film made of pure Cu or a Cu-based alloy has been proposed. However, since Cu has a high affinity with oxygen, it is oxidized by heating in the presence of oxygen and the passage of time, leading to discoloration and an increase in electrical resistance.

上記Cuを用いた技術として、特許文献1には、Cu配線膜の片面または両面に保護膜を成膜する際に使用されるスパッタリングターゲットが提案されている。具体的にスパッタリングターゲットは、Alを8.0質量%以上11.0質量%以下、Feを3.0質量%以上5.0質量%以下、Niを0.5質量%以上2.0質量%以下、Mnを0.5質量%以上2.0質量%以下含み、残部がCuと不可避不純物とからなることが示されている。また上記特許文献1には、上記Cu合金からなる膜が、温度60℃、相対湿度90%で250時間暴露する耐候試験時の変色を抑制する保護膜となることが示されている。   As a technique using Cu, Patent Document 1 proposes a sputtering target used when a protective film is formed on one side or both sides of a Cu wiring film. Specifically, the sputtering target is 8.0% by mass or more and 11.0% by mass or less of Al, 3.0% by mass or more and 5.0% by mass or less of Fe, and 0.5% by mass or more and 2.0% by mass of Ni. Hereinafter, it is shown that Mn is contained in an amount of 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less, with the balance being Cu and inevitable impurities. Further, Patent Document 1 shows that the film made of the Cu alloy serves as a protective film that suppresses discoloration during a weather resistance test that is exposed for 250 hours at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90%.

特許文献2には、Cu合金スパッタリングターゲットとして、ニッケルを20.0〜40.0質量%含み、Cr、Ti、V、Al、Ta、Co、Zr、Nb、Moのいずれか1種又はこれらの2種以上の元素が合計で1.0〜10.0質量%添加され、残部が銅と不可避的不純物であることを特徴とするCu合金スパッタリングターゲットが提案されている。また、該Cu合金スパッタリングターゲットを用いて形成された金属薄膜は、Cu等と比べて耐酸化性及び耐食性に優れ、配線材料、及び配線材料の保護膜として用いられることが示されている。   Patent Document 2 includes 20.0 to 40.0% by mass of nickel as a Cu alloy sputtering target, and any one of Cr, Ti, V, Al, Ta, Co, Zr, Nb, and Mo, or these There has been proposed a Cu alloy sputtering target in which two or more elements are added in a total amount of 1.0 to 10.0% by mass, and the balance is copper and inevitable impurities. Moreover, it is shown that the metal thin film formed using this Cu alloy sputtering target is excellent in oxidation resistance and corrosion resistance compared with Cu etc., and is used as a wiring material and a protective film of a wiring material.

本願出願人も、酸化物半導体層を用いた表示装置において、保護膜形成時の、N2O等の酸素原子を含むガスを用いたプラズマ処理において、Cu配線の酸化を有効に防止し得る配線構造を特許文献3で提案している。即ち、基板の上に、基板側から順に、薄膜トランジスタの半導体層と、電極に用いられるCu合金膜と、保護膜と、を備えた配線構造であって、前記半導体層は酸化物半導体からなり、前記Cu合金膜が、基板側から順に、第一層(X)と第二層(Z)を含む積層構造を有し、特に前記第二層(Z)が、Zn、Ni、Ti、Al、Mg、Ca、W、Nb、希土類元素、Ge、およびMnよりなる群から選択される少なくとも1種のZ群元素を合計で2〜20原子%含むCu−Z合金からなる配線構造を提案している。 In the display device using the oxide semiconductor layer, the applicant of the present application can also effectively prevent the Cu wiring from being oxidized in the plasma treatment using the gas containing oxygen atoms such as N 2 O during the formation of the protective film. A structure is proposed in Patent Document 3. That is, a wiring structure including a semiconductor layer of a thin film transistor, a Cu alloy film used for an electrode, and a protective film in order from the substrate side on the substrate, wherein the semiconductor layer is made of an oxide semiconductor, The Cu alloy film has a laminated structure including a first layer (X) and a second layer (Z) in order from the substrate side, and in particular, the second layer (Z) includes Zn, Ni, Ti, Al, Proposing a wiring structure made of a Cu-Z alloy containing 2 to 20 atomic% in total of at least one Z group element selected from the group consisting of Mg, Ca, W, Nb, rare earth elements, Ge, and Mn Yes.

特許文献4には、透明導電膜、および前記透明導電膜と接続するタッチパネルセンサー用の配線膜において、前記配線膜は、Ni、Zn、およびMnよりなる群から選択される合金元素の少なくとも一種を合計量で0.1〜40原子%含むCu合金(第1層)と、純CuまたはCuを主成分とするCu合金であって前記第1層よりも電気抵抗率の低いCu合金からなる第2層と、を含む積層構造を有し、前記第2層は、前記透明導電膜と接続されていることを特徴とする耐酸化性に優れたタッチパネルセンサー用Cu合金配線膜が提案されている。   In Patent Document 4, in a transparent conductive film and a wiring film for a touch panel sensor connected to the transparent conductive film, the wiring film includes at least one alloy element selected from the group consisting of Ni, Zn, and Mn. A Cu alloy (first layer) containing 0.1 to 40 atomic% in total amount and pure Cu or a Cu alloy containing Cu as a main component and having a lower electrical resistivity than the first layer. And a Cu alloy wiring film for a touch panel sensor excellent in oxidation resistance, wherein the second layer is connected to the transparent conductive film. .

特開2014−156621号公報JP 2014-156621 A 特開2013−133489号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-133489 特開2012−243779号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-243779 特開2013−120411号公報JP 2013-120411 A

ところで、Cu系膜を配線等のサブミクロンサイズにパターニングする場合、ウェットエッチング法による加工が一般的である。例えばタッチパネルセンサーの額縁配線でのウェットエッチング加工では、塩化鉄を含むエッチング液、過硫酸アンモニウムを含むエッチング液、過酸化水素を含むエッチング液、またはリン酸や酢酸、硝酸等からなる混酸系エッチング液等が利用される。しかしながら、これまで提案されてきた材料では、上記エッチング液を用いたウェットエッチング加工により良好な配線形状を得ることができないといった問題がある。特に、上記特許文献4の表1のNo.7に示すCu−40at%Ni薄膜やNo.29に示すCu−20at%Ni−20at%Mn薄膜はNi添加量が多いため、耐酸化性を有するがウェットエッチング法による加工性は加味されておらず、微細加工することができない。   By the way, when patterning a Cu-based film to a submicron size such as wiring, processing by a wet etching method is common. For example, in wet etching processing on the frame wiring of touch panel sensors, an etching solution containing iron chloride, an etching solution containing ammonium persulfate, an etching solution containing hydrogen peroxide, or a mixed acid etching solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, etc. Is used. However, the materials that have been proposed so far have a problem that a good wiring shape cannot be obtained by wet etching using the above etching solution. In particular, No. 1 in Table 1 of Patent Document 4 above. No. 7 Cu-40 at% Ni thin film or No. 7 Since the Cu-20 at% Ni-20 at% Mn thin film shown in No. 29 has a large amount of Ni added, it has oxidation resistance, but the workability by the wet etching method is not taken into account, and it cannot be finely processed.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、低電気抵抗を示すと共に耐酸化性に優れ、かつウェットエッチング法で良好に配線加工することのできるCu合金膜を含むCu積層膜、および該Cu積層膜を有する積層体と、上記Cu合金膜形成用のスパッタリングターゲットを提案することにある。以下では、ウェットエッチング法で良好に配線加工ができることを「ウェットエッチング加工性に優れた」ということがある。 The present invention was made in view of the above problems, and its object is excellent in oxidation resistance with showing a low electric resistance, and C u alloys that can the be satisfactorily wiring processed by wet etching It is to propose a Cu laminated film including a film, a laminated body having the Cu laminated film, and a sputtering target for forming the Cu alloy film. Hereinafter, the fact that the wiring process can be satisfactorily performed by the wet etching method is sometimes referred to as “excellent wet etching processability”.

上記課題を解決し得た本発明のCu積層膜は、第1層として純CuまたはCu基合金からなる膜と、第2層としてCu合金膜とを有し、前記Cu合金膜が、Al、MnおよびSnよりなる群から選択される1種のX元素を含むと共に、Niを3.0原子%以上19.0原子%以下(但し、前記X元素がSnである場合は12原子%以下)含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、かつ、前記X元素がAlである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上40原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は16.0原子%以上であり、前記X元素がMnである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上40原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は20.0原子%以上であり、前記X元素がSnである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上30原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は16.0原子%以上であるところに特徴を有する。以下では、上記Cu合金膜を「Cu−Ni−X膜」といい、上記の第1層における、Cu基合金からなる膜を「Cu基合金膜」ということがある。
x=1.96×Ni+1.64・・・(1)
上記式(1)において、Niは、Cu合金膜中の原子%でのNi含有量を示す。
The Cu laminated film of the present invention capable of solving the above problems has a film made of pure Cu or a Cu-based alloy as a first layer and a Cu alloy film as a second layer, and the Cu alloy film includes Al, 1 type X element selected from the group which consists of Mn and Sn is included, and Ni is 3.0 atomic% or more and 19.0 atomic% or less (however, when said X element is Sn, 12 atomic% or less) In the case where the balance is made of Cu and inevitable impurities, and the X element is Al, the content of the X element is not less than x atomic% and not more than 40 atomic% determined by the following formula (1), and Ni When the X element is Mn, the content of the X element is x atom% or more and 40 atom% or less obtained from the following formula (1), And the total amount of Ni and X element is 20.0 atomic% or more When the X element is Sn, the content of the X element is x atom% or more and 30 atom% or less obtained from the following formula (1), and the total amount of Ni and X element is 16.0 atom% It has the characteristics in the above place. Hereinafter, the Cu alloy film called "Cu-Ni-X film", in the first layer described above, a film made of Cu-based alloy is sometimes referred to as "Cu-based alloy film."
x = 1.96 × Ni + 1.64 (1)
In the above formula (1), Ni indicates the Ni content in atomic% in the Cu alloy film.

本発明の好ましい実施形態において、前記第2層の膜厚は10nm以上200nm以下である。   In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the second layer is 10 nm or more and 200 nm or less.

本発明の好ましい実施形態において、前記第1層におけるCu基合金は、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Ge、およびZnよりなる群から選択される少なくとも1種のZ元素を含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the Cu-based alloy in the first layer contains at least one Z element selected from the group consisting of Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Ge, and Zn, with the balance being It consists of Cu and inevitable impurities.

本発明には、基板上に、前記Cu積層膜を有する積層体も含まれる。また本発明には、該積層体を用いた配線電極や入力装置、タッチパネルセンサーが含まれる。更に本発明には、前記Cu−Ni−X膜を成膜するためのCu合金スパッタリングターゲットも含まれる。   The present invention also includes a laminate having the Cu laminated film on a substrate. Moreover, the present invention includes a wiring electrode, an input device, and a touch panel sensor using the laminate. Furthermore, the present invention includes a Cu alloy sputtering target for forming the Cu—Ni—X film.

本発明によれば、低電気抵抗であると共に耐酸化性とウェットエッチング加工性に優れたCu−Ni−X膜と;該Cu−Ni−X膜を例えば耐酸化保護膜として含む、耐酸化性とウェットエッチング加工性に優れたCu積層膜と;該Cu積層膜を有する積層体と;該積層体を用いた配線電極等と;を提供できる。   According to the present invention, a Cu—Ni—X film having low electrical resistance and excellent oxidation resistance and wet etching processability; and oxidation resistance comprising the Cu—Ni—X film as an oxidation resistant protective film, for example. And a Cu laminated film excellent in wet etching processability; a laminated body having the Cu laminated film; and a wiring electrode using the laminated body.

図1は、本発明の積層体の構成を例示する概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the laminate of the invention. 図2は、本発明の積層体の別の構成を例示する概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating another configuration of the laminate of the invention. 図3は、本発明の積層体の別の構成を例示する概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating another configuration of the laminate of the invention.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。低電気抵抗を示すCuをベースとし、耐酸化性に優れると共にウェットエッチング加工性にも優れたCu合金膜を得るべく、特に合金元素について鋭意研究を行った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. In order to obtain a Cu alloy film based on Cu exhibiting a low electrical resistance and excellent in oxidation resistance and excellent in wet etching processability, the inventors have intensively studied particularly alloy elements.

その結果、Niを3.0原子%以上19.0原子%以下含むと共に、Al、Zn、MnおよびSnよりなる群から選択される1種のX元素を、後述の範囲内で含むCu−Ni−X膜とすれば、低電気抵抗、優れた耐酸化性、および優れたウェットエッチング加工性の全てを達成できることを見出した。   As a result, Cu—Ni containing 3.0 atomic% or more and 19.0 atomic% or less and containing one X element selected from the group consisting of Al, Zn, Mn, and Sn within the range described later. It has been found that if an -X film is used, all of low electrical resistance, excellent oxidation resistance, and excellent wet etching processability can be achieved.

以下、上記Cu−Ni−X膜について詳述する。   Hereinafter, the Cu—Ni—X film will be described in detail.

まずNiから説明する。Niは、膜中で拡散し、表面に濃化し更に酸化されて酸化Niを形成し、不動態化することによってCu−Ni−X膜の表面を保護する。   First, Ni will be described. Ni diffuses in the film, concentrates on the surface, and is further oxidized to form oxidized Ni, thereby protecting the surface of the Cu—Ni—X film by passivation.

Ni含有量が3.0原子%を下回ると、後記するX元素を含む場合であっても耐酸化性を十分に確保することができない。よって本発明では、Ni含有量を3.0原子%以上とする。以下、Ni含有量を単にNi量ということがある。Ni量は、好ましくは4原子%以上である。一方、Ni量が19.0原子%を超えると、配線加工時にエッチングされ難く、良好な配線形状を得ることができない。よってNi量は19.0原子%以下とする。Ni量は、好ましくは12原子%以下であり、より好ましくは10原子%以下である。   When the Ni content is less than 3.0 atomic%, sufficient oxidation resistance cannot be ensured even when the element X described later is included. Therefore, in this invention, Ni content shall be 3.0 atomic% or more. Hereinafter, the Ni content may be simply referred to as Ni amount. The amount of Ni is preferably 4 atomic% or more. On the other hand, if the amount of Ni exceeds 19.0 atomic%, it is difficult to etch during wiring processing, and a favorable wiring shape cannot be obtained. Therefore, the Ni content is 19.0 atomic% or less. The amount of Ni is preferably 12 atomic percent or less, more preferably 10 atomic percent or less.

次にX元素について説明する。X元素であるAl、Zn、MnおよびSnは、膜中で拡散し、表面に濃化しさらに酸化されて酸化Xを形成し、不動態化することによってCu−Ni−X膜の表面を保護する。更にこれらの元素は、上記Niよりも塩化鉄含有エッチング液等のエッチング液に溶解しやすく、ウェットエッチング加工性の向上にも寄与する。   Next, the X element will be described. The elements X, Al, Zn, Mn, and Sn diffuse in the film, concentrate on the surface, and are further oxidized to form oxide X and passivate to protect the surface of the Cu—Ni—X film. . Further, these elements are more easily dissolved in an etching solution such as an iron chloride-containing etching solution than Ni, and contribute to improvement of wet etching processability.

X元素のうち、ZnとSnは真空中で気化しやすい元素である。よってCu−Ni−X膜をスパッタリング法で形成する場合、組成ずれ等がAlやMnよりも生じやすい。従って、利用しやすさの観点からは、X元素としてAlまたはMnを用いることが好ましい。   Among the X elements, Zn and Sn are elements that are easily vaporized in a vacuum. Therefore, when a Cu—Ni—X film is formed by a sputtering method, a composition shift or the like is more likely to occur than Al or Mn. Therefore, from the viewpoint of ease of use, it is preferable to use Al or Mn as the X element.

上記X元素の効果を十分に発揮させるため、X元素の含有量の下限を、Ni量に応じて下記の通りとする。即ち、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上とする。
x=1.96×Ni+1.64・・・(1)
上記式(1)において、Niは、Cu−Ni−X膜中の原子%でのNi含有量を示す。
In order to sufficiently exhibit the effect of the X element, the lower limit of the content of the X element is set as follows according to the Ni amount. That is, the content of the X element is set to x atom% or more obtained from the following formula (1).
x = 1.96 × Ni + 1.64 (1)
In the above formula (1), Ni represents the Ni content in atomic% in the Cu—Ni—X film.

上記X元素の含有量の上限は特に限定されない。上記Cu−Ni−X膜の好ましい製造方法としてスパッタリング法が挙げられるが、このスパッタリング法で用いるスパッタリングターゲットの製造容易性の観点からは、上記X元素の含有量を、50原子%以下とすることが好ましく、より好ましくは40原子%以下である。   The upper limit of the content of the X element is not particularly limited. A preferable method for producing the Cu—Ni—X film includes a sputtering method. From the viewpoint of ease of production of a sputtering target used in this sputtering method, the content of the X element is 50 atomic% or less. Is more preferable, and more preferably 40 atomic% or less.

またX元素のうちの特にAlの場合、含有量の上限は50原子%以下であることが好ましい。Al量が50原子%を超えると、配線加工時に酸化Al由来の残渣が生じやすい、つまりウェットエッチング加工性が低下しやすいからである。上記Al含有量の上限は、より好ましくは40原子%以下である。   In the case of Al among the X elements, the upper limit of the content is preferably 50 atomic percent or less. This is because if the Al amount exceeds 50 atomic%, a residue derived from Al oxide is likely to be generated during wiring processing, that is, wet etching processability is likely to deteriorate. The upper limit of the Al content is more preferably 40 atomic% or less.

本発明では更に、X元素の種類に応じて、Ni量とX元素の合計量の下限値も規定する。前記X元素がZnまたはMnである場合、NiとX元素の合計量を、熱処理前後での反射率変化量とウェットエッチング法で配線加工時のひさし幅の増加を抑制する観点から、20.0原子%以上とする。該合計量は好ましくは25.0原子%以上である。一方、薄膜の形成に用いるスパッタリングターゲットの製造性の観点から、前記合計量は40.0原子%以下であることが好ましい。   In the present invention, the lower limit value of the total amount of Ni and X element is also defined according to the type of X element. In the case where the X element is Zn or Mn, the total amount of Ni and X element is 20.0 from the viewpoint of suppressing the increase in eave width during wiring processing by the amount of change in reflectance before and after the heat treatment and the wet etching method. At least atomic percent. The total amount is preferably 25.0 atomic% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturability of the sputtering target used for forming the thin film, the total amount is preferably 40.0 atomic% or less.

また前記X元素がAlまたはSnである場合、NiとX元素の合計量を、熱処理前後での反射率変化量とウェットエッチング法で配線加工時のひさし幅の増加を抑制する観点から、16.0原子%以上とする。該合計量は好ましくは20.0原子%以上、より好ましくは25.0原子%以上である。一方、薄膜の形成に用いるスパッタリングターゲットの製造性の観点から、前記合計量は45.0原子%以下であることが好ましく、より好ましくは43.0原子%以下、更に好ましくは40.0原子%以下である。   In the case where the X element is Al or Sn, the total amount of Ni and X elements is adjusted from the viewpoint of suppressing the increase in eave width during wiring processing by the reflectance change amount before and after the heat treatment and the wet etching method. 0 atomic% or more. The total amount is preferably 20.0 atomic% or more, more preferably 25.0 atomic% or more. On the other hand, from the viewpoint of manufacturability of the sputtering target used for forming the thin film, the total amount is preferably 45.0 atomic% or less, more preferably 43.0 atomic% or less, and further preferably 40.0 atomic%. It is as follows.

上記Cu−Ni−X膜は、Niを3.0原子%以上19.0原子%以下含むと共に、Al、Zn、Mn、およびSnよりなる群から選択される1種のX元素を、上述の通りNi量に応じた下限値以上、かつNiとの合計量が上記範囲となるように含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる。   The Cu—Ni—X film contains 3.0 atomic% or more and 19.0 atomic% or less of Ni, and contains one kind of X element selected from the group consisting of Al, Zn, Mn, and Sn as described above. It is included so that the total amount with Ni is equal to or more than the lower limit according to the amount of Ni, and the remaining amount is made of Cu and inevitable impurities.

上記Cu−Ni−X膜の膜厚は特に限定されない。例えば10nm以上200nm以下とすることができる。上記Cu−Ni−X膜を含む積層膜を形成する場合、該Cu−Ni−X膜の膜厚は後述の通りとすることが推奨される。   The film thickness of the Cu—Ni—X film is not particularly limited. For example, it can be 10 nm or more and 200 nm or less. When forming a laminated film including the Cu-Ni-X film, it is recommended that the film thickness of the Cu-Ni-X film be as described below.

本発明には、第1層として純CuまたはCu基合金からなる膜と、第2層として上記Cu−Ni−X膜とを積層させたCu積層膜も含まれる。このCu積層膜では、第1層を導電層、第2層のCu−Ni−X膜を、第1層の耐酸化保護膜として形成することが挙げられる。   The present invention also includes a Cu laminated film obtained by laminating a film made of pure Cu or a Cu-based alloy as the first layer and the Cu—Ni—X film as the second layer. In this Cu laminated film, the first layer is formed as a conductive layer, and the second layer of Cu—Ni—X film is formed as an oxidation-resistant protective film of the first layer.

以下、上記Cu積層膜について詳述する。   Hereinafter, the Cu laminated film will be described in detail.

第1層として純CuまたはCu基合金からなる膜を用いる。以下、これらの膜を「Cu系膜」ということがある。第1層を導電層として形成する場合、該第1層は、Cu系膜であって電気抵抗率が10μΩ・cm以下であることが好ましく、より好ましくは5μΩ・cm以下である。第1層のCu基合金膜として、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Ge、およびZnよりなる群から選択される少なくとも1種のZ元素を含み、残部がCuおよび不可避不純物よりなる膜が挙げられる。上記Z元素を含むことによって、各種耐食性や基板との密着性が改善するなどの効果がある。これらの元素は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。後記の実施例に示す通り、本発明で所望とする耐酸化性やウェットエッチング加工性は、規定の第2層を形成することで達成でき、第1層の組成によらない。前記Z元素は、例えば合計で0原子%超2原子%以下の範囲で含有させることが挙げられる。   A film made of pure Cu or a Cu-based alloy is used as the first layer. Hereinafter, these films may be referred to as “Cu-based films”. When the first layer is formed as a conductive layer, the first layer is a Cu-based film and preferably has an electric resistivity of 10 μΩ · cm or less, more preferably 5 μΩ · cm or less. As the first layer Cu-based alloy film, a film containing at least one Z element selected from the group consisting of Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Ge, and Zn, with the balance being Cu and inevitable impurities. Can be mentioned. By including the Z element, there are effects such as improvement of various corrosion resistances and adhesion to the substrate. These elements may be used alone or in combination of two or more. As shown in the examples described later, the oxidation resistance and wet etching processability desired in the present invention can be achieved by forming the prescribed second layer, and does not depend on the composition of the first layer. For example, the Z element may be contained in a total amount exceeding 0 atomic% and not exceeding 2 atomic%.

第2層の膜厚は、耐酸化性を十分に確保するには10nm以上とすることが好ましく、より好ましくは30nm以上である。一方、第2層の膜厚が厚すぎると、第2層の成分組成にもよるが、ウェットエッチング時のエッチングレートが第1層よりも遅くなりやすく、その結果、加工形状がひさし状になり優れたウェットエッチング加工性が得られにくい。よって、第2層の膜厚は200nm以下であることが好ましく、より好ましくは100nm以下である。   The film thickness of the second layer is preferably 10 nm or more, more preferably 30 nm or more in order to ensure sufficient oxidation resistance. On the other hand, if the thickness of the second layer is too thick, although depending on the composition of the second layer, the etching rate during wet etching tends to be slower than that of the first layer, and as a result, the processed shape becomes eaves. It is difficult to obtain excellent wet etching processability. Therefore, the film thickness of the second layer is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.

第1層の膜厚は、成膜時に膜厚や成分の均一な膜を得る観点から20nm以上とすることが好ましく、より好ましくは50nm以上である。一方、生産性を確保する観点から第1層の膜厚は、500nm以下であることが好ましく、より好ましくは400nm以下である。   The film thickness of the first layer is preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm or more from the viewpoint of obtaining a film having a uniform film thickness and components during film formation. On the other hand, from the viewpoint of ensuring productivity, the thickness of the first layer is preferably 500 nm or less, and more preferably 400 nm or less.

上記第1層と第2層の合計膜厚は、30nm以上とすることが好ましく、より好ましくは50nm以上である。また前記合計膜厚は、600nm以下とすることが好ましく、より好ましくは400nm以下である。   The total film thickness of the first layer and the second layer is preferably 30 nm or more, and more preferably 50 nm or more. The total film thickness is preferably 600 nm or less, and more preferably 400 nm or less.

本発明には、基板上に上記Cu積層膜、即ち、上記第1層と第2層を有する積層体も含まれる。該積層体には、密着層等の他の層が含まれていてもよい。この積層体の形態を以下、パターンを例示しながら説明する。   The present invention also includes the Cu laminated film, that is, a laminated body having the first layer and the second layer on the substrate. The laminate may include other layers such as an adhesion layer. Hereinafter, the form of this laminate will be described with reference to patterns.

図1は、本発明の積層体の構成を例示する概略断面図である。該図1において、基板3上に第1層1である純CuまたはCu基合金からなる膜が設けられ、その上面に、第2層2であるCu−Ni−X膜が設けられ、第1層1を保護している。尚、上記基板3としては、ガラス基板、フィルム基板、プラスチック基板、石英基板、シリコン基板などが挙げられる。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the laminate of the invention. In FIG. 1, a film made of pure Cu or a Cu-based alloy as the first layer 1 is provided on the substrate 3, and a Cu—Ni—X film as the second layer 2 is provided on the top surface thereof. Layer 1 is protected. Examples of the substrate 3 include a glass substrate, a film substrate, a plastic substrate, a quartz substrate, and a silicon substrate.

図2と図3は、前記図1に示した積層体の変形例を示す概略断面図である。この図2および図3の基板3、第1層1および第2層2は、図1と同じであり、いずれも第2層2が第1層1を保護、即ち第2層2が最表面層である構造となっている。   2 and 3 are schematic cross-sectional views showing modifications of the laminated body shown in FIG. The substrate 3, the first layer 1 and the second layer 2 in FIGS. 2 and 3 are the same as those in FIG. 1, and in each case, the second layer 2 protects the first layer 1, that is, the second layer 2 is the outermost surface. The structure is a layer.

上記図2は、密着層4が、上記図1における基板3と第1層1との間に備わった構造を示している。前記密着層4は、一般的に使用されているものであればよく、例えばTi膜、Mo膜、Ni膜、Cr膜等であって、例えば膜厚5〜30nmのものが挙げられる。   FIG. 2 shows a structure in which the adhesion layer 4 is provided between the substrate 3 and the first layer 1 in FIG. The adhesion layer 4 is not particularly limited as long as it is generally used, and examples thereof include a Ti film, a Mo film, a Ni film, a Cr film, and the like having a film thickness of 5 to 30 nm.

上記図3は、密着層4が、上記図1における基板3と第1層1との間、および第1層1と第2層2の間に備わった構造を示している。この図3における密着層4も、一般的に使用されているものであればよく、例えばTi膜、Mo膜、Ni膜、Cr膜等であって、例えば膜厚5〜30nmのものが挙げられる。   FIG. 3 shows a structure in which the adhesion layer 4 is provided between the substrate 3 and the first layer 1 and between the first layer 1 and the second layer 2 in FIG. The adhesion layer 4 in FIG. 3 may be any generally used one, such as a Ti film, a Mo film, a Ni film, a Cr film, and the like, for example, having a film thickness of 5 to 30 nm. .

上記Cu−Ni−X膜は、スパッタリング法により成膜することが好ましい。スパッタリング法を用いれば、スパッタリングターゲットとほぼ同じ組成のCu−Ni−X膜を成膜できる。スパッタリング法としては、例えばDCスパッタリング法、RFスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、反応性スパッタリング法等のいずれのスパッタリング法を採用してもよく、その形成条件は、適宜設定すればよい。   The Cu—Ni—X film is preferably formed by a sputtering method. If the sputtering method is used, a Cu—Ni—X film having almost the same composition as the sputtering target can be formed. As the sputtering method, for example, any sputtering method such as a DC sputtering method, an RF sputtering method, a magnetron sputtering method, or a reactive sputtering method may be employed, and the formation conditions may be set as appropriate.

上記スパッタリング法で、例えば、上記Cu−Ni−X膜を形成するには、上記ターゲットとして、上記のNiやX元素を所定量含有するCu合金からなるものであって、所望のCu−Ni−X膜と同一の組成のCu合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレすることなく、所望の成分・組成のCu−Ni−X膜を形成できるのでよい。または、組成の異なる二つ以上の純金属ターゲットや合金ターゲットを用い、これらを同時に放電させて成膜してもよい。または、純Cuターゲットに合金元素の金属をチップオンすることにより成分を調整しながら成膜してもよい。   For example, in order to form the Cu—Ni—X film by the sputtering method, the target is made of a Cu alloy containing a predetermined amount of the Ni or X element, and a desired Cu—Ni— If a Cu alloy sputtering target having the same composition as that of the X film is used, a Cu—Ni—X film having a desired component and composition can be formed without causing a composition shift. Alternatively, two or more pure metal targets or alloy targets having different compositions may be used, and these may be discharged simultaneously to form a film. Or you may form into a film, adjusting a component by carrying out chip-on of the metal of an alloy element to a pure Cu target.

Cu−Ni−X膜をスパッタリング法で成膜する場合、スパッタリング条件の一例として、以下の条件が挙げられる。
スパッタリング条件
成膜方法:スパッタリング法
成膜装置:ULVAC社製 CS−200
基板温度:室温
成膜ガス:Arガス
ガス圧:2mTorr
スパッタパワー:10〜500W
真空到達度:1×10-6Torr以下
In the case where a Cu—Ni—X film is formed by a sputtering method, the following conditions are given as an example of sputtering conditions.
Sputtering conditions Film forming method: Sputtering method Film forming apparatus: CS-200 manufactured by ULVAC
Substrate temperature: room temperature Deposition gas: Ar gas Gas pressure: 2 mTorr
Sputter power: 10-500W
Degree of vacuum: 1 × 10 -6 Torr or less

本発明のCu合金スパッタリングターゲットは、その形状が、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状、例えば角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状等のものが挙げられる。上記Cu合金スパッタリングターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、Cu基合金からなるインゴットを製造して得る方法や、Cu基合金からなるプリフォーム、即ち最終的な緻密体を得る前の中間体を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。   The Cu alloy sputtering target of the present invention may have any shape depending on the shape and structure of the sputtering apparatus, such as a square plate shape, a circular plate shape, and a donut plate shape. As a method for producing the Cu alloy sputtering target, a method of producing an ingot made of a Cu-based alloy by a melt casting method, a powder sintering method, or a spray forming method, a preform made of a Cu-based alloy, that is, a final Examples thereof include a method obtained by producing an intermediate before obtaining a dense body and then densifying the preform by a densification means.

上記Cu−Ni−X膜以外の各層の成膜方法は、本発明の技術分野において通常用いられる方法を適宜採用することができる。   As a method for forming each layer other than the Cu—Ni—X film, a method usually used in the technical field of the present invention can be appropriately employed.

上記Cu−Ni−X膜を有する積層体は、配線電極や入力装置に適用することができる。入力装置には、タッチパネルなどのように表示装置に入力手段を備えた入力装置や、タッチパッドのような表示装置を有さない入力装置が含まれる。特に本発明のCu−Ni−X膜は、タッチパネルセンサーに好ましく用いられる。   The laminate having the Cu—Ni—X film can be applied to a wiring electrode or an input device. The input device includes an input device having an input unit in a display device such as a touch panel, and an input device having no display device such as a touch pad. In particular, the Cu—Ni—X film of the present invention is preferably used for a touch panel sensor.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。即ち、下記では、ウェットエッチングに用いるエッチング液として塩化鉄を含むエッチング液を用いているが、これに限定されず、過硫酸アンモニウムを含むエッチング液、過酸化水素を含むエッチング液、または、リン酸や硝酸、酢酸を含む混酸系エッチング液を用いることもできる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and is implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, any of these is also included in the technical scope of the present invention. That is, in the following, an etchant containing iron chloride is used as an etchant used for wet etching, but the present invention is not limited to this. An etchant containing ammonium persulfate, an etchant containing hydrogen peroxide, phosphoric acid, A mixed acid etching solution containing nitric acid and acetic acid can also be used.

(1)積層体サンプルの作製
透明基板として、直径4インチ、板厚が0.7mmの無アルカリ硝子板を用意し、この無アルカリ硝子板上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、下記の表2〜4に示す第1層と第2層の積層膜を成膜した。詳細には、表2では、第1層として純Cu膜、第2層としてCu−Ni−X膜を備えた積層膜を形成した。表3では、第1層として種々のCu基合金膜、第2層としてNi6.4原子%とAl29.3原子%を含むCu−Ni−Al膜を形成した。表4では、第1層として純Cu膜、第2層としてNi6.4原子%とAl29.3原子%を含むCu−Ni−Al膜を形成し、前記第1層と第2層の各膜厚を変化させた。尚、第1層の電気抵抗率を測定するため、上記無アルカリ硝子板上に表1に記載のCu系膜のみを形成したサンプルも用意した。
(1) Preparation of Laminate Sample As a transparent substrate, an alkali-free glass plate having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.7 mm was prepared, and on this alkali-free glass plate, a DC magnetron sputtering method was used. A laminated film of the first layer and the second layer shown in 4 was formed. Specifically, in Table 2, a laminated film including a pure Cu film as the first layer and a Cu—Ni—X film as the second layer was formed. In Table 3, various Cu-based alloy films were formed as the first layer, and a Cu—Ni—Al film containing Ni 6.4 atomic% and Al 29.3 atomic% was formed as the second layer. In Table 4, a pure Cu film is formed as the first layer, a Cu—Ni—Al film containing Ni 6.4 atomic% and Al 29.3 atomic% is formed as the second layer, and each film of the first layer and the second layer is formed. The thickness was changed. In addition, in order to measure the electrical resistivity of the first layer, a sample in which only the Cu-based film described in Table 1 was formed on the non-alkali glass plate was also prepared.

成膜にあたっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を一旦、到達真空度:3×10-6Torrに調整してから、前記基板上に第1層、第2層の順に、下記スパッタリング条件でスパッタリングを行い、Cu積層膜を形成した。スパッタリングターゲットとしては、純Cuスパッタリングターゲット、または、各Cu−Ni−X膜もしくは第1層の各Cu基合金膜と同一の成分組成のターゲットであって、いずれも直径4インチの円盤型スパッタリングターゲットを用いた。上記Cu積層膜を有するサンプルを用いて下記の評価を行った。 In film formation, the atmosphere in the chamber is once adjusted to an ultimate vacuum of 3 × 10 −6 Torr before film formation, and then the first layer and second layer are formed on the substrate in the order of the following sputtering conditions. Sputtering was performed to form a Cu laminated film. As a sputtering target, a pure Cu sputtering target, or a target having the same composition as each Cu-Ni-X film or each Cu-based alloy film of the first layer, both of which are disk-type sputtering targets having a diameter of 4 inches Was used. The following evaluation was performed using the sample having the Cu laminated film.

スパッタリング条件
成膜方法:スパッタリング法
成膜装置:ULVAC社製 CS−200
基板温度:室温
成膜ガス:Arガス
ガス圧:2mTorr
スパッタパワー:10〜500W
真空到達度:1×10-6Torr以下
Sputtering conditions Film forming method: Sputtering method Film forming apparatus: CS-200 manufactured by ULVAC
Substrate temperature: room temperature Deposition gas: Ar gas Gas pressure: 2 mTorr
Sputter power: 10-500W
Degree of vacuum: 1 × 10 -6 Torr or less

(2)第1層の電気抵抗率の測定
積層膜における第1層の電気抵抗率を、次の通り測定した。即ち、無アルカリ硝子板上に表1に記載のCu系膜のみを形成したサンプルを用い、4端子法で電気抵抗率を測定した。その結果を表1に示す。本実施例では、電気抵抗率が1.0×10-5Ω・cm以下のものを合格とし、電気抵抗率が1.0×10-5Ω・cmを超えるものを不合格とした。尚、表1において、例えばNo.1の「3.0E−06」は、3.0×10-6を意味する。以下、表2〜4のシート抵抗値の表示についても同じである。
(2) Measurement of electric resistivity of first layer The electric resistivity of the first layer in the laminated film was measured as follows. That is, the electrical resistivity was measured by a four-terminal method using a sample in which only a Cu-based film described in Table 1 was formed on an alkali-free glass plate. The results are shown in Table 1. In this example, those having an electrical resistivity of 1.0 × 10 −5 Ω · cm or less were accepted, and those having an electrical resistivity exceeding 1.0 × 10 −5 Ω · cm were rejected. In Table 1, for example, No. “3.0E-06” of 1 means 3.0 × 10 −6 . Hereinafter, the same applies to the display of the sheet resistance values in Tables 2 to 4.

この表1から明らかな通り、本実施例で第1層として使用した純CuまたはCu基合金からなる膜は、いずれも電気抵抗率が1.0×10-5Ω・cm以下であった。 As is apparent from Table 1, all of the films made of pure Cu or Cu-based alloy used as the first layer in this example had an electric resistivity of 1.0 × 10 −5 Ω · cm or less.

(3)熱処理前後の反射率変化量の測定
耐酸化性を評価する目的で、熱処理前後の反射率変化量を次の通り測定した。即ち、上記成膜直後のサンプルを用い、日本分光社製 分光光度計:V−570にて、波長550nmでの反射率を測定し、熱処理前反射率とした。次いで、ULVAC社製赤外線ランプ加熱装置:RTP−6を用い、上記熱処理前反射率を測定したサンプルに対し、大気下、150℃で1時間加熱する熱処理を行った。この熱処理後のサンプルを用い、上記と同様にして波長550nmでの反射率を測定し、熱処理後反射率とした。
(3) Measurement of reflectance change before and after heat treatment For the purpose of evaluating oxidation resistance, the reflectance change before and after heat treatment was measured as follows. That is, using the sample immediately after the film formation, the reflectance at a wavelength of 550 nm was measured with a spectrophotometer: V-570 manufactured by JASCO Corporation, and used as the reflectance before heat treatment. Subsequently, the sample which measured the reflectance before the said heat processing using the infrared lamp heating apparatus: RTP-6 by ULVAC company was heat-processed by heating at 150 degreeC for 1 hour in air | atmosphere. Using this heat-treated sample, the reflectance at a wavelength of 550 nm was measured in the same manner as described above to obtain the reflectance after heat treatment.

そして、前記熱処理前反射率から前記熱処理後反射率を差し引いた値を「熱処理前後での反射率変化量」とした。その結果を表2〜4に示す。本実施例では、この熱処理前後の反射率変化量が15%以下のものを耐酸化性に優れるとして合格とし、上記反射率変化量が15%超のものを耐酸化性に劣るとして不合格とした。   A value obtained by subtracting the reflectance after the heat treatment from the reflectance before the heat treatment was defined as “amount of change in reflectance before and after the heat treatment”. The results are shown in Tables 2-4. In this example, a reflectance change amount of 15% or less before and after the heat treatment is regarded as acceptable as being excellent in oxidation resistance, and a reflectance change amount exceeding 15% is regarded as being inferior as being inferior in oxidation resistance. did.

(4)ウェットエッチング加工時のひさし幅またはサイドエッチング幅の測定
ウェットエッチング加工性を評価する目的で、上記Cu積層膜を有するサンプルに対し、下記に説明の通りウェットエッチング法で配線加工を行い、該配線加工後のひさし状のエッチング残存物の幅を測定した。
(4) Measurement of eave width or side etching width at the time of wet etching processing For the purpose of evaluating wet etching processability, for the sample having the Cu laminated film, wiring processing is performed by the wet etching method as described below. The width of the eaves-like etching residue after the wiring processing was measured.

詳細には、上記サンプルに対し、本実施例では、塩化鉄を含む林純薬工業社製Pureetch F108を純水で10倍希釈したエッチング液を用い、エッチング加工を行った。次いで、上記エッチング加工を行った試料について、日立パワーソリューションズ社製 電子顕微鏡:S−4000を用いて、その断面形状および平面形状の観察を行った。そして断面形状において、第1層よりも第2層が長く残っている部分を「ひさし」とし、第1層よりも第2層が短くなっている部分を「サイドエッチング」と判断した。また平面形状において、ひさし幅またはサイドエッチング幅を算出した。このとき、ひさし幅を正数、サイドエッチング幅を負数として求めた。その結果を表2〜4に示す。   Specifically, in the present example, etching was performed on the sample using an etching solution in which Pureetch F108 manufactured by Hayashi Junyaku Kogyo Co., Ltd. containing iron chloride was diluted 10 times with pure water. Subsequently, about the sample which performed the said etching process, the cross-sectional shape and planar shape were observed using the Hitachi Power Solutions company electron microscope: S-4000. In the cross-sectional shape, a portion where the second layer remains longer than the first layer was defined as “eave”, and a portion where the second layer was shorter than the first layer was determined as “side etching”. Further, in the planar shape, the eave width or the side etching width was calculated. At this time, the eave width was determined as a positive number and the side etching width was determined as a negative number. The results are shown in Tables 2-4.

そして本実施例では、ひさし幅が5.0μm以下であるか、配線形状がサイドエッチング、即ち表2〜4の「ウェットエッチング法で配線加工時のひさし幅またはサイドエッチング幅」における値が負数であるものを、ウェットエッチング加工性に優れるとして合格、ひさし幅が5.0μmを超えるものをウェットエッチング加工性に劣るとして不合格とした。   In this embodiment, the eave width is 5.0 μm or less, or the wiring shape is side-etched, that is, the value in “Elongation width or side etching width during wiring processing by wet etching method” in Tables 2 to 4 is a negative number. Some were accepted as being excellent in wet etching processability, and those having an eave width exceeding 5.0 μm were rejected as being inferior in wet etching processability.

(5)積層膜のシート抵抗の測定
積層膜のシート抵抗を次の方法で測定した。即ち、上記Cu積層膜を有するサンプルを用い、4端子法でシート抵抗を測定した。その結果を表2〜4に示す。そして本実施例では、シート抵抗が10Ω/□以下のものをシート抵抗が低いとして合格とし、10Ω/□超のものをシート抵抗が高いとして不合格とした。表2〜4ではいずれの例も、積層膜のシート抵抗が10Ω/□以下であった。これは、第1層として低電気抵抗のCu系膜を用いたことによると考えられる。
(5) Measurement of sheet resistance of laminated film The sheet resistance of the laminated film was measured by the following method. That is, the sheet resistance was measured by a four-terminal method using the sample having the Cu laminated film. The results are shown in Tables 2-4. In this example, a sheet having a sheet resistance of 10Ω / □ or less was accepted as having a low sheet resistance, and a sheet having a sheet resistance exceeding 10Ω / □ was rejected as having a high sheet resistance. In Tables 2 to 4, in all examples, the sheet resistance of the laminated film was 10 Ω / □ or less. This is considered to be due to the use of a low electrical resistance Cu-based film as the first layer.

表2から次のことがわかる。No.1、8および13は、第2層がCuとNiからなりX元素を含んでいない例である。これらの例では、ひさし幅が大きくなりウェットエッチング加工性に劣った。No.1とNo.8は更に、耐酸化性にも劣る結果となった。   Table 2 shows the following. No. 1, 8 and 13 are examples in which the second layer is made of Cu and Ni and does not contain the X element. In these examples, the eave width was increased and the wet etching processability was poor. No. 1 and No. No. 8 also resulted in inferior oxidation resistance.

表2のNo.2〜7およびNo.9〜12は、第2層が、NiおよびX元素としてAlを含むCu−Ni−Al膜の例である。   No. in Table 2 2-7 and no. 9 to 12 are examples of Cu—Ni—Al films in which the second layer contains Al as the Ni and X elements.

これらの例のうち、No.2は、第2層のNi量が不足しており、NiとX元素の合計量も不足しているため耐酸化性に劣った。またNo.3および9は、第2層がX元素としてAlを含んでいるが、その含有量が不足しており、No.3ではNiとX元素の合計量も不足しているため、耐酸化性に劣った。No.9ではひさし幅が大きくなりウェットエッチング加工性にも劣る結果となった。No.12は、第2層のNi量が過剰であるため、ひさし幅が大きくなりウェットエッチング加工性に劣る結果となった。これに対し、表2のNo.4〜7、10および11は、本発明で規定の要件を満たす例であり、優れた耐酸化性とウェットエッチング加工性を示すことがわかる。   Of these examples, no. No. 2 was inferior in oxidation resistance because the amount of Ni in the second layer was insufficient and the total amount of Ni and X elements was also insufficient. No. In Nos. 3 and 9, the second layer contains Al as the X element, but its content is insufficient. No. 3 was inferior in oxidation resistance because the total amount of Ni and X elements was insufficient. No. In No. 9, the width of the eaves was increased, resulting in poor wet etching processability. No. In No. 12, since the amount of Ni in the second layer was excessive, the eave width was increased, resulting in poor wet etching processability. On the other hand, No. Nos. 4 to 7, 10 and 11 are examples satisfying the requirements of the present invention, and it can be seen that excellent oxidation resistance and wet etching processability are exhibited.

表2のNo.14〜18は、第2層が、NiおよびX元素としてMnを含むCu−Ni−Mn膜の例である。   No. in Table 2 14 to 18 are examples of Cu—Ni—Mn films in which the second layer contains Mn as Ni and X elements.

これらの例のうち、No.14および15は、第2層がX元素としてMnを含んでいるが、その含有量が不足し、かつNiとX元素の合計量も不足しているため、耐酸化性に劣った。これに対し、表2のNo.16〜18は、本発明で規定の要件を満たす例であり、優れた耐酸化性とウェットエッチング加工性を示すことがわかる。   Of these examples, no. Nos. 14 and 15 were inferior in oxidation resistance because the second layer contained Mn as the X element, but its content was insufficient and the total amount of Ni and X elements was also insufficient. On the other hand, No. Nos. 16 to 18 are examples that satisfy the prescribed requirements in the present invention, and it is understood that excellent oxidation resistance and wet etching processability are exhibited.

表2のNo.19〜21は、第2層が、NiおよびX元素としてSnを含むCu−Ni−Sn膜の例である。   No. in Table 2 19 to 21 are examples of Cu—Ni—Sn films in which the second layer contains Sn as the Ni and X elements.

これらの例のうち、No.19は、第2層がX元素としてSnを含んでいるが、その含有量が不足しているため、耐酸化性に劣った。これに対し、表2のNo.20および21は、本発明で規定の要件を満たす例であり、優れた耐酸化性とウェットエッチング加工性を示すことがわかる。   Of these examples, no. No. 19 was inferior in oxidation resistance because the second layer contained Sn as the X element, but its content was insufficient. On the other hand, No. 20 and 21 are examples that satisfy the prescribed requirements in the present invention, and it can be seen that excellent oxidation resistance and wet etching processability are exhibited.

表3では、第2層を、Ni6.4原子%とAl29.3原子%を含むCu−Ni−Al膜で一定とし、第1層を種々のCu基合金膜として、第1層の成分組成が積層膜の特性に及ぼす影響を確認した。   In Table 3, the second layer is made constant with a Cu—Ni—Al film containing Ni 6.4 atomic% and Al 29.3 atomic%, and the first layer is composed of various Cu-based alloy films. The effect of the film on the properties of the laminated film was confirmed.

表3の結果から、第1層として種々のCu基合金膜を用いたが、いずれの場合も優れた耐酸化性とウェットエッチング加工性が得られた。これらの結果から、積層膜の耐酸化性とウェットエッチング加工性は、耐酸化保護層である第2層の成分組成による効果が主であり、第1層に種々のCu基合金膜を用いてもその特性は変わらないことがわかる。   From the results shown in Table 3, various Cu-based alloy films were used as the first layer. In either case, excellent oxidation resistance and wet etching processability were obtained. From these results, the oxidation resistance and wet etching processability of the laminated film are mainly due to the component composition of the second layer, which is an oxidation-resistant protective layer, and various Cu-based alloy films are used for the first layer. It can be seen that the characteristics do not change.

表4では、第1層を純Cu膜、第2層を、Ni6.4原子%とAl29.3原子%を含むCu−Ni−Al膜で一定とし、前記第1層と第2層の膜厚を変化させて、各層の膜厚依存性を確認した。その結果、表4のNo.1の通り、第2層の膜厚が推奨される上限200nmを超えた場合、ウェットエッチング加工時のひさし幅を十分に低減できず、良好なウェットエッチング加工性が得られなかった。また表4のNo.7の通り、第2層の膜厚が推奨される下限10nmを下回った場合には、熱処理前後の反射率変化量が大きくなり、十分な耐酸化性を確保することができなかった。これに対し、No.2〜6、および8〜11の通り、第2層の膜厚が推奨される範囲内にある例では、十分に優れた耐酸化性とウェットエッチング加工性が得られた。   In Table 4, the first layer is a pure Cu film, the second layer is a Cu-Ni-Al film containing Ni 6.4 atomic% and Al 29.3 atomic%, and the first and second layers are made constant. The thickness dependency of each layer was confirmed by changing the thickness. As a result, no. As shown in FIG. 1, when the film thickness of the second layer exceeded the recommended upper limit of 200 nm, the eave width during wet etching could not be sufficiently reduced, and good wet etching processability could not be obtained. In Table 4, No. As shown in FIG. 7, when the film thickness of the second layer was below the recommended lower limit of 10 nm, the amount of change in reflectance before and after the heat treatment was large, and sufficient oxidation resistance could not be ensured. In contrast, no. As shown in 2 to 6 and 8 to 11, in the example in which the film thickness of the second layer is within the recommended range, sufficiently excellent oxidation resistance and wet etching processability were obtained.

1 第1層である純CuまたはCu基合金からなる膜
2 第2層であるCu−Ni−X膜
3 基板
4 密着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film | membrane which consists of pure Cu or Cu base alloy which is 1st layer 2 Cu-Ni-X film | membrane 3 which is 2nd layer 3 Substrate 4 Adhesion layer

Claims (8)

第1層として純CuまたはCu基合金からなる膜と、第2層としてCu合金膜とを有し、前記Cu合金膜が、
Al、MnおよびSnよりなる群から選択される1種のX元素を含むと共に、Niを3.0原子%以上19.0原子%以下(但し、前記X元素がSnである場合は12原子%以下)含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、かつ、
前記X元素がAlである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上40原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は16.0原子%以上であり、
前記X元素がMnである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上40原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は20.0原子%以上であり、
前記X元素がSnである場合、前記X元素の含有量は、下記式(1)から求められるx原子%以上30原子%以下、かつ、NiとX元素の合計量は16.0原子%以上であることを特徴とするCu積層膜。
x=1.96×Ni+1.64・・・(1)
上記式(1)において、Niは、Cu合金膜中の原子%でのNi含有量を示す。
The first layer has a film made of pure Cu or a Cu-based alloy, and the second layer has a Cu alloy film.
1 type X element selected from the group which consists of Al, Mn, and Sn is included, and Ni is 3.0 atomic% or more and 19.0 atomic% or less (however, when said X element is Sn, 12 atomic% And the remainder comprises Cu and inevitable impurities, and
When the X element is Al, the content of the X element is x atom% or more and 40 atom% or less obtained from the following formula (1), and the total amount of Ni and X element is 16.0 atom% or more. And
When the X element is Mn, the content of the X element is x atom% or more and 40 atom% or less obtained from the following formula (1), and the total amount of Ni and X element is 20.0 atom% or more. And
When the X element is Sn, the content of the X element is x atom% or more and 30 atom% or less obtained from the following formula (1), and the total amount of Ni and X element is 16.0 atom% or more. Cu laminated film characterized by being.
x = 1.96 × Ni + 1.64 (1)
In the above formula (1), Ni indicates the Ni content in atomic% in the Cu alloy film.
前記第2層の膜厚は10nm以上200nm以下である請求項1に記載のCu積層膜。   The Cu laminated film according to claim 1, wherein the second layer has a thickness of 10 nm to 200 nm. 前記第1層におけるCu基合金は、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Ge、およびZnよりなる群から選択される少なくとも1種のZ元素を含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる請求項1または2に記載のCu積層膜。   The Cu-based alloy in the first layer contains at least one Z element selected from the group consisting of Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Ge, and Zn, and the balance is made of Cu and inevitable impurities. The Cu laminated film according to 1 or 2. 基板上に、請求項1〜3のいずれかに記載のCu積層膜を有する積層体。   The laminated body which has Cu laminated film in any one of Claims 1-3 on a board | substrate. 請求項4に記載の積層体を用いた配線電極。   The wiring electrode using the laminated body of Claim 4. 請求項4に記載の積層体を用いた入力装置。   An input device using the laminate according to claim 4. 請求項4に記載の積層体を用いたタッチパネルセンサー。   A touch panel sensor using the laminate according to claim 4. 請求項1に記載の前記Cu合金膜を成膜するためのCu合金スパッタリングターゲット。 Cu alloy sputtering target for forming the Cu alloy film according to claim 1.
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