KR20190118976A - Wiring film and forming method of wiring film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배선막, 및 배선막의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wiring film and a method for forming the wiring film.
근년, 디스플레이 제조에 사용하는 기판의 대형화에 수반하여, TFT(Thin Film Transistor) 소자를 비롯하여 디스플레이의 Al 배선막의 품질을 유지하는 것이 곤란해지고 있다. 금속 배선의 품질의 지표로서, Al 배선의 경우에는 그 결정성, Al(111) 결정면에 대한 배향성을 들 수 있다(비특허문헌 1, 2).In recent years, with the enlargement of the substrate used for display manufacture, it becomes difficult to maintain the quality of Al wiring film of a display including TFT (Thin Film Transistor) element. As an index of the quality of a metal wiring, in the case of Al wiring, the crystallinity and the orientation with respect to the Al (111) crystal surface are mentioned (
대형 기판을 사용한 경우, 균일하고 신속한 기판의 온도 제어나 진공 배기가 곤란해져 수분이나 산소, 질소 등의 잔류 가스 분압이 높아지기 때문에 결정의 배향성이 나빠진다. 잔류 가스 분압이 높은 경우, 결정의 성장 과정에 있어서 적층 결함이 발생하기 때문에, 상이한 방위를 향한 성장 핵이 발생하며, 예를 들어 Al의 경우에는 Al(111) 배향이 약화될 것으로 생각되고 있다. 배향성을 향상시키는 방법으로서, 특히 기판 표면에 존재하는 수분을 제거하는 것이 중요하다(비특허문헌 1, 특허문헌 1).In the case where a large substrate is used, uniform and rapid temperature control of the substrate and vacuum evacuation are difficult, and residual gas partial pressures such as moisture, oxygen, and nitrogen are increased, resulting in poor crystal orientation. When the residual gas partial pressure is high, since stacking defects occur in the crystal growth process, growth nuclei toward different orientations occur, and for example, Al (111) orientation is thought to be weakened. Especially as a method of improving orientation, it is important to remove the moisture which exists in the surface of a board | substrate (
기판 표면의 수분을 제거하는 방법으로서는, 일반적으로 기판의 온도나 진공조 내의 압력을 적절한 조건으로 하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어 기판의 온도를 상승시키면 탈가스가 촉진되어 기판 표면 근방의 수분이 저감된다. 또한 진공조 내의 압력을 저하시키면, 분위기 중 및 기판에 흡착되는 수분 등의 가스가 감소한다. 이들에 의하여, 금속 원자의 이동을 저해하는 요인이 감소한 결과, 금속 원자를 가장 안정하게 배열할 수 있기 때문에 결정의 배향성이 향상된다.Generally as a method of removing the moisture of the surface of a board | substrate, the method of making the temperature of a board | substrate and the pressure in a vacuum chamber into suitable conditions is known. For example, when the temperature of the substrate is raised, degassing is promoted and moisture in the vicinity of the substrate surface is reduced. In addition, when the pressure in the vacuum chamber is lowered, gases such as moisture adsorbed on the substrate and in the atmosphere are reduced. As a result, since the factor which inhibits the movement of a metal atom is reduced, since the metal atom can be arranged most stably, the orientation of a crystal improves.
그러나 이들 인자와 배향성의 관계는 완전히 해명되어 있지는 않으며, 실험적으로 최적 조건을 명확히 할 필요가 있어서 그 선정은 용이하지 않다. 또한 최적의 조건이 판명된 경우에도, 이들 인자는 장치 구성이나 택트의 제한으로부터 일정 범위 내로 할 필요가 있어서 개선에는 한계가 있다.However, the relationship between these factors and the orientation is not fully elucidated, and it is not easy to select because it is necessary to clarify the optimum conditions experimentally. Moreover, even when the optimum conditions are found, these factors need to be within a certain range from the device configuration or the limitation of the tact, and there is a limit to the improvement.
전술한 바와 같은 과제를 감안하여 본 발명은, 결정의 배향성이 우수한 배선막, 및 해당 배선막을 간이하고 효율적으로 형성하는 방법을 제공한다.In view of the above problems, the present invention provides a wiring film excellent in crystal orientation and a method for forming the wiring film simply and efficiently.
본 발명자들은, 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여 막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층을 기판 상에 성막하고, 해당 초기층 상에 2층째 이후의 층을 성막함으로써, 결정의 배향성이 우수한, 금속 원소를 포함하는 다층 구조의 배선막이 얻어지는 것을 알아내었으며, 이러한 지견에 기초하여 본 발명을 완성시켰다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors formed the metal element which is excellent in the orientation of a crystal | crystallization by forming an initial layer with a film thickness of 3-200 nm on a board | substrate by sputtering in a vacuum atmosphere, and forming a layer after 2nd layer on this initial layer. It was found that a wiring film having a multi-layer structure included was obtained, and the present invention was completed based on these findings.
즉, 본 발명은 이하와 같다.That is, this invention is as follows.
1. 기판 상에 마련된 다층 구조의 배선막이며,1. A wiring film of a multilayer structure provided on a substrate,
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 초기층과,An initial layer comprising a metal or an alloy composed of a metal element having a film thickness of 3 to 200 nm, or a compound thereof formed on the substrate;
상기 초기층 상에 성막된 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 2층째 이후의 층을 포함하고, 상기 초기층과 2층째 사이에 계면을 갖는 것을 특징으로 하는, 배선막.A wiring film comprising a second or later layer comprising a metal or an alloy composed of a metal element formed on the initial layer or a compound thereof, and having an interface between the initial layer and the second layer.
2. 상기 초기층 및 2층째 이후의 층의 주성분이 동종의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 상기 1에 기재된 배선막.2. The wiring film according to the above 1, wherein the main components of the initial layer and the second and subsequent layers are composed of the same metal, an alloy, or a compound thereof.
3. 상기 초기층이 산소 원자 함유층인 것을 특징으로 하는, 상기 1 또는 2에 기재된 배선막.3. Said initial layer is oxygen atom containing layer, The wiring film as described in said 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
4. 층간 산소 원자 함유 비율이 2 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 3에 기재된 배선막.4. Interlayer oxygen atom content rate is two or more, The wiring film as described in said 3 characterized by the above-mentioned.
5. 초기층 산소 원자 함유 비율이 0.02 내지 1.5인 것을 특징으로 하는, 상기 4에 기재된 배선막.5. Initial layer oxygen atom content rate is 0.02-1.5, The wiring film as described in said 4 characterized by the above-mentioned.
6. 상기 금속 원소가, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 배선막.6. The metal element is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag The wiring film according to any one of the above 1 to 5, which is at least one selected from the group consisting of Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi.
7. 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여 기판 상에 마련된, 금속 원소를 포함하는 다층 구조의 배선막이며,7. It is a wiring film of the multilayered structure containing a metal element provided on the board | substrate by sputtering in a vacuum atmosphere,
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층과,An initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm deposited on the substrate;
상기 초기층의 성막 후에 진공 배기한 후에 상기 초기층 상에 성막된 2층째 이후의 층을 포함하는, 배선막.And a second layer or later layer formed on the initial layer after evacuating after the deposition of the initial layer.
8. 상기 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력이 1.0Х10-3㎩ 이하인, 상기 7에 기재된 배선막.8. The wiring film according to the above 7, wherein the pressure after vacuum evacuation after film formation of the initial layer is 1.0
9. Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는, 상기 7 또는 8에 기재된 배선막.9.Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, The metals or alloys of at least one metal element selected from the group consisting of Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi, or compounds thereof, as described in 7 or 8 above. Wiring film.
10. X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 5.0 이상인, 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 배선막.10. Said diffraction peak resulting from the specific crystal surface obtained by X-ray-diffraction whose ratio of the largest 1st diffraction peak and the next largest 2nd diffraction peak, and the 1st diffraction peak / 2nd diffraction peak is 5.0 or more said The wiring film in any one of 1-9.
11. 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 2.3 이상인, 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 배선막.11. Among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction with a film thickness of 200 nm or less, the ratio of the largest first diffraction peak to the next largest second diffraction peak, the first diffraction peak / agent The wiring film in any one of said 1-9 whose 2 diffraction peak is 2.3 or more.
12. X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 큰, 상기 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 배선막.12. Among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the ratio of the largest first diffraction peak to the next largest second diffraction peak and the first diffraction peak / second diffraction peak is determined by sputtering. The wiring film according to any one of 1 to 11, which is 5% or more larger than a wiring film formed of the same film thickness formed on the substrate and a single layer having the same composition as the initial layer.
13. Al 또는 Cu를 주성분으로 하는, 상기 1 내지 12 중 어느 하나에 기재된 배선막.13. The wiring film in any one of said 1-12 which has Al or Cu as a main component.
14. Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상인, 상기 13에 기재된 배선막.14. A wiring film containing Al as a main component, and the ratio of diffraction peaks due to Al (111) crystal planes obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to Al (200) crystal planes, Al (111) / Al (200). ) Is 5.0 or more, and the wiring film according to 13 above.
15. Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 2.3 이상인, 상기 13에 기재된 배선막.15. A wiring film containing Al as a main component, the film thickness being 200 nm or less, and the ratio of diffraction peaks due to Al (111) crystal planes obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to Al (200) crystal planes, Al The wiring film according to the above 13, wherein (111) / Al (200) is 2.3 or more.
16. Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 상기 13에 기재된 배선막.16. The wiring according to the above-mentioned 13, wherein the wiring film having Al as a main component and whose half-value width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 ° or less. membrane.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
17. Al을 주성분으로 하는 배선막이며, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치에서 로킹 커브를 측정하였을 때의 피크 간 거리가 15° 이하인, 상기 13에 기재된 배선막.17. The wiring film according to the above 13, wherein the wiring film has Al as a main component, and the distance between peaks when the rocking curve is measured at the position of the diffraction peak due to the Al (111) crystal plane is 15 ° or less.
14. Al을 주성분으로 하는 2층 구조의 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상인, 상기 13에 기재된 배선막.14. A wiring film having a two-layer structure containing Al as a main component, and the ratio of the intensity of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured under the following conditions is 5.0 [ count / nm] or more].
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
19. Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 상기 13에 기재된 배선막.19. The same film thickness formed on the substrate by sputtering at the half width (2θ) of the diffraction peak, which is a wiring film mainly composed of Al, and is caused by the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction. The wiring film according to the above 13, which is at least 5% smaller than the wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
20. Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Cu(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상인, 상기 13에 기재된 배선막.20. A wiring film containing Cu as a main component, and the ratio of diffraction peaks due to the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to the Cu (200) crystal plane, Cu (111) / Cu (200). ) Is 5.0 or more, and the wiring film according to 13 above.
21. Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 상기 13에 기재된 배선막.21. The wiring according to the above 13, wherein the wiring film having Cu as a main component and whose half value width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 ° or less. membrane.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
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관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
22. Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 상기 13에 기재된 배선막.22. The same film thickness formed on the substrate by sputtering at the half width (2θ) of the diffraction peak which is a wiring film containing Cu as a main component and is attributable to the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction. The wiring film according to the above 13, which is at least 5% smaller than the wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
23. 상기 기판이 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 또는 금속 기판인, 상기 1 내지 22 중 어느 하나에 기재된 배선막.23. The wiring film according to any one of 1 to 22, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate, a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate.
24. 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여, 금속 원소를 포함하는 다층 구조의 배선막을 형성하는 방법이며,24. A method of forming a wiring film of a multilayer structure containing a metal element by sputtering in a vacuum atmosphere,
막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층을 상기 기판 상에 성막 후, 진공 배기하는 공정, 및Vacuum-exhaust after depositing an initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm on the substrate, and
2층째 이후의 층을 상기 초기층 상에 성막하는 공정을 포함하는, 방법.And depositing a layer after the second layer on the initial layer.
25. 상기 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력이 1.0Х10-3㎩ 이하인, 상기 24에 기재된 방법.25. The method after vacuum exhaust pressure in after deposition of the initial layer described in 1.0Х10 -3 ㎩ or less, wherein 24.
26. 상기 배선막이, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는, 상기 24 또는 25에 기재된 방법.26. The wiring film is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Composed of a metal or alloy of at least one metal element selected from the group consisting of Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi, or a compound thereof Or the method described in 25.
27. 상기 배선막이, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 5.0 이상인, 상기 24 내지 26 중 어느 하나에 기재된 방법.27. Among the diffraction peaks attributable to the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the wiring film has a ratio between the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak, and the first diffraction peak / second diffraction peak. The method as described in any one of said 24-26 which is 5.0 or more.
28. 상기 배선막이, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 2.3 이상인, 상기 24 내지 26 중 어느 하나에 기재된 방법.28. The wiring film has a film thickness of 200 nm or less, and among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the ratio of the largest first diffraction peak to the next largest second diffraction peak, the first The method according to any one of the above 24 to 26, wherein the diffraction peak / second diffraction peak is 2.3 or more.
29. 상기 배선막이, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 큰, 상기 24 내지 28 중 어느 하나에 기재된 방법.29. Among the diffraction peaks attributable to the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the wiring film has a ratio between the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak and the first diffraction peak / second diffraction peak. The method according to any one of 24 to 28, which is 5% or more larger than a wiring film formed of the same film thickness formed on the substrate by sputtering and a single layer having the same composition as the initial layer.
30. 상기 배선막이 Al 또는 Cu를 주성분으로 하는, 상기 24 내지 29 중 어느 하나에 기재된 방법.30. The method according to any one of 24 to 29, wherein the wiring film contains Al or Cu as a main component.
31. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상인, 상기 30에 기재된 방법.31. Said wiring film is a wiring film which has Al as a main component, and also the ratio of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction, and the diffraction peak resulting from the Al (200) crystal plane, Al (111). The method according to the above 30, wherein / Al (200) is 5.0 or more.
32. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 2.3 이상인, 상기 30에 기재된 방법.32. The said wiring film is a wiring film which has Al as a main component, the film thickness is 200 nm or less, and the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction, and the diffraction peak resulting from Al (200) crystal plane. The method according to the above 30, wherein the ratio Al (111) / Al (200) is 2.3 or more.
33. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 상기 30에 기재된 방법.33. Said wiring film is wiring film which has Al as a main component, and the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 degrees or less, said The method as described in 30.
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샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
34. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치에서 로킹 커브를 측정하였을 때의 피크 간 거리가 15° 이하인, 상기 30에 기재된 방법.34. The method according to the above 30, wherein the wiring film is a wiring film containing Al as a main component, and the distance between peaks when the rocking curve is measured at the position of the diffraction peak due to the Al (111) crystal plane is 15 ° or less.
35. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 2층 구조의 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상인, 상기 30에 기재된 방법.35. The wiring film is a wiring film having a two-layer structure containing Al as a main component, and the intensity of the diffraction peak and the film thickness of the two layers resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured according to the following conditions. The method according to the above 30, wherein the ratio is 5.0 [count / nm] or more.
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샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
36. 상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 상기 30에 기재된 방법.36. The wiring film is a wiring film containing Al as a main component, and the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is the same as that formed on the substrate by sputtering. The method according to the above 30, which is at least 5% smaller than a film thickness and a wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
37. 상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Cu(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상인, 상기 30에 기재된 방법.37. Said wiring film is a wiring film which has Cu as a main component, and is a ratio of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction, and the diffraction peak resulting from the Cu (200) crystal plane, and Cu (111). The method according to the above 30, wherein / Cu (200) is 5.0 or more.
38. 상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 상기 30에 기재된 방법.38. Said wiring film is a wiring film which has Cu as a main component, and the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 degrees or less, The said The method as described in 30.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
39. 상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 상기 30에 기재된 방법.39. Said wiring film is a wiring film which has Cu as a main component, and the half value width (2theta) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is the same as that formed on the said board | substrate by sputtering. The method according to the above 30, which is at least 5% smaller than a film thickness and a wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
40. 상기 기판이 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 또는 금속 기판인, 상기 24 내지 39 중 어느 하나에 기재된 방법.40. The method according to any one of 24 to 39, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate, a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate.
본 발명의 배선막은, 결정의 배향성이 현저히 향상된다. 또한 본 발명의 방법에 의하면, 막 두께가 특정 범위인 초기층을 기판 상에 성막한 후에 초기층 상에 2층째 이후의 층을 형성하여, 다층 구조막으로 이루어지는 배선막을 형성함으로써, 초기층을 형성하는 스퍼터 시에 기판 상의 물 분자를 현저히 제거할 수 있어, 기판의 온도 제어나 장시간을 들여 압력을 저하시키는 등의 방법에 구애되지 않고 결정의 배향성이 현저히 향상된 배선막을 간이하고 효율적으로 형성할 수 있다.In the wiring film of the present invention, the orientation of crystals is remarkably improved. Further, according to the method of the present invention, after forming an initial layer having a specific thickness on a substrate, a second layer or later is formed on the initial layer, and an initial layer is formed by forming a wiring film composed of a multilayer structure film. The water molecules on the substrate can be remarkably removed at the time of sputtering, so that a wiring film with significantly improved crystal orientation can be formed simply and efficiently without being concerned with the method of controlling the temperature of the substrate or reducing the pressure for a long time. .
도 1은, 본 발명의 일 양태의 방법에 사용하는 스퍼터링 장치의 제1 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (e)는, 본 발명의 일 양태의 배선막의 형성 공정의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 양태의 배선막을 갖는 액정 표시 장치의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 양태의 방법에 사용하는 스퍼터링 장치의 제2 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 양태의 방법에 사용하는 스퍼터링 장치의 제3 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는, 통상의 단층 성막에 의하여 배선막이 형성되는 과정을 도시하는 모식도이다. 또한 도 6의 (d) 내지 (g)는, 본 발명의 일 양태의 방법에 의하여 2층 구조의 배선막이 형성되는 과정을 도시하는 모식도이다.
도 7의 (a)는, 비교예 1-1 및 실시예 1-1에서 얻어진 막의 단면을 SEM에 의하여 관찰한 도면이고, 도 7의 (b)는, 도 7의 (a)에 있어서의 실시예 1-1에서 얻어진 막의 단면의 확대도이다.
도 8의 (a)는, 비교예 1-1에서 얻어진 막의 표면을 SEM에 의하여 관찰한 도면이고, 도 8의 (b)는, 실시예 1-1에서 얻어진 막의 표면을 SEM에 의하여 관찰한 도면이다.
도 9는, 비교예 1-5 및 실시예 1-7에서 얻어진 막을 XPS에 의하여 Al막 표면으로부터 유리측을 향하여 깊이 방향 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은, 총 막 두께가 600㎚로 되도록 2층으로 성막한 막에 있어서, 초기층의 막 두께와, 얻어진 막의 X선 회절에 의한 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도[이하, Al(111) 피크 강도라고도 함]와, 진공 배기 후의 압력의 관계를 나타내는 도면이다. 여기서 막 두께 600㎚의 플롯은, 단층임을 나타내고 있다.
도 11은, 총 막 두께가 600㎚로 되도록 2층으로 성막한 막에 있어서, 진공 배기 후의 압력과, 얻어진 막의 X선 회절에 의한 Al(111) 피크 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는, 총 막 두께가 100㎚로 되도록 2층으로 성막한 막에 있어서, 초기층의 막 두께와, 얻어진 막의 X선 회절에 의한 Al(111) 피크 강도와, 진공 배기 후의 압력의 관계를 나타내는 도면이다. 여기서 막 두께 100㎚의 플롯은, 단층임을 나타내고 있다.
도 13은, 비교예 1-1 및 실시예 1-1에서 얻어진 막에 대하여 Al(111) 결정면의 로킹 커브를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing for demonstrating the 1st example of the sputtering apparatus used for the method of 1 aspect of this invention.
2 (a) to 2 (e) are cross-sectional views for explaining an example of a step of forming a wiring film of one embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view for explaining an example of a liquid crystal display device having a wiring film of one embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view for illustrating a second example of the sputtering apparatus used in the method of one embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for illustrating a third example of the sputtering apparatus used in the method of one embodiment of the present invention.
6 (a) to 6 (c) are schematic diagrams showing a process in which a wiring film is formed by normal single layer film formation. 6D to 6G are schematic diagrams showing a process of forming a wiring film having a two-layer structure by the method of one embodiment of the present invention.
(A) is a figure which observed the cross section of the film | membrane obtained by the comparative example 1-1 and Example 1-1 by SEM, and FIG. 7 (b) is implementation in FIG. It is an enlarged view of the cross section of the film | membrane obtained in Example 1-1.
FIG. 8A is a diagram in which the surface of the film obtained in Comparative Example 1-1 is observed by SEM, and FIG. 8B is a diagram in which the surface of the film obtained in Example 1-1 is observed by SEM. to be.
Fig. 9 is a diagram showing the results of depth direction analysis of the films obtained in Comparative Examples 1-5 and Example 1-7 from the Al film surface toward the glass side by XPS.
Fig. 10 shows the intensity of diffraction peaks resulting from the film thickness of the initial layer and the Al (111) crystal plane by X-ray diffraction of the obtained film in the film formed in two layers so that the total film thickness is 600 nm. Also referred to as Al (111) peak intensity] and a pressure after vacuum evacuation. The plot with a film thickness of 600 nm is shown here as a single layer.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the pressure after vacuum evacuation and the Al (111) peak intensity by X-ray diffraction of the obtained film in the film formed in two layers so that the total film thickness is 600 nm.
Fig. 12 shows the relationship between the film thickness of the initial layer, the Al (111) peak intensity by X-ray diffraction of the obtained film, and the pressure after vacuum evacuation in the film formed in two layers so that the total film thickness is 100 nm. It is a figure which shows. Plots having a film thickness of 100 nm indicate that they were monolayers.
FIG. 13 is a diagram showing the results of measuring the rocking curve of the Al (111) crystal plane with respect to the films obtained in Comparative Examples 1-1 and Example 1-1.
이하에 있어서, 본 발명의 일 양태의 배선막에 대하여 상세히 설명한다. 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 나타내는 「내지」란, 그 전후에 기재된 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미에서 사용되며, 특별한 규정이 없는 한, 이하에 있어서 「내지」는 마찬가지의 의미를 갖고 사용된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the wiring film of one aspect of this invention is demonstrated in detail. In this specification, "-" showing the numerical range is used in the meaning which includes the numerical value described before and after that as a lower limit and an upper limit, and unless otherwise specified, "-" uses the same meaning below. do.
[배선막][Wiring film]
본 발명의 제1 양태의 배선막은, 기판 상에 마련된 다층 구조의 배선막이며,The wiring film of the 1st aspect of this invention is a wiring film of the multilayered structure provided on the board | substrate,
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 초기층과,An initial layer comprising a metal or an alloy composed of a metal element having a film thickness of 3 to 200 nm, or a compound thereof formed on the substrate;
상기 초기층 상에 성막된 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 2층째 이후의 층을 포함하는 배선막이고, 초기층과 2층째 사이에 계면을 갖는 것을 특징으로 하는 금속막이다. 여기서 계면이란, SEM(Scanning Electron Microscopy)을 이용한 반사 전자상 관찰에 의하여 단면을 관찰하였을 때에 초기층과 2층째 사이에 화상 상의 농담이 불연속으로 되는 경계선이 존재한다는 것을 의미한다. 반사 전자상에 있어서의 농담의 차이는 일반적으로 조성의 상위를 의미하며, 이들 차이는 결정 상태의 상위, 즉, 결정 성장이 불연속으로 되는 결정립계가 존재한다는 것을 의미하고, 2층째가 에피택셜 성장을 하고 있지 않을 것으로 추정되지만, 반드시 그런 것은 아니다.It is a wiring film containing the 2nd layer or later layer containing the metal or alloy which consists of metal elements formed on the said initial layer, or its compound, The metal film which has an interface between an initial layer and a 2nd layer. to be. Here, the interface means that there is a boundary line where discoloration of the image becomes discontinuous between the initial layer and the second layer when the cross section is observed by the reflection electron image observation using SEM (Scanning Electron Microscopy). The difference in shade in the reflected electrons generally means a difference in composition, which means that there is a difference in crystal state, that is, a grain boundary at which crystal growth becomes discontinuous, and the second layer shows epitaxial growth. Presumably not, but not necessarily.
또한 초기층과 2층째 사이에는 계면이 형성되지만, 다른 층 사이에는 계면이 존재해도, 존재하지 않아도 된다.Moreover, although an interface is formed between an initial layer and a 2nd layer, even if an interface exists between other layers, it does not need to exist.
제1 양태의 배선막은, 초기층이 산소 원자 함유층이고 층간 산소 원자 함유 비율이 2 이상인 것을 특징으로 한다.In the wiring film of the first aspect, the initial layer is an oxygen atom-containing layer and the interlayer oxygen atom content is 2 or more.
여기서 층간 산소 원자 함유 비율이란, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 깊이 방향 프로파일을 측정하여 얻어지는, 초기층의 산소 원자수 백분율값을, 2층째 이후의 층의 표면 공기 산화층을 제거한 영역에 있어서의 산소 원자수 백분율값으로 나눈 값이다.Here, the interlayer oxygen atom content ratio means a percentage value of the number of oxygen atoms in the initial layer obtained by measuring a depth direction profile using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) in a region from which the surface air oxide layer of the second and subsequent layers is removed. It is the value divided by the oxygen atom number percentage value.
제1 양태의 배선막은, 초기층 산소 원자 함유 비율이 0.02 내지 1.5인 것을 특징으로 한다.The wiring film of a 1st aspect is characterized by the initial-layer oxygen atom content rate being 0.02-1.5.
여기서 초기층 산소 원자 함유 비율이란, XPS를 이용하여 깊이 방향 프로파일을 측정하여 얻어지는, 초기층 중의 산소 원자수 백분율값을, 초기층 중의 금속 원자수 백분율값으로 나눈 값이다.Here, the initial layer oxygen atom content ratio is a value obtained by dividing the percentage of oxygen atoms in the initial layer by the percentage of metal atoms in the initial layer, which is obtained by measuring the depth direction profile using XPS.
초기층에는, 수분 보유에 수반하는 수소 원자도 존재할 것으로 생각되지만, XPS로는 수소 원자는 파악되지 않으므로, 수분 보유분을 대표하는 값으로서 산소 원자 검출량으로 판단하고 있다.In the initial layer, although hydrogen atoms accompanying water retention may exist, hydrogen atoms are not known by XPS, and thus, the oxygen atoms are detected as the oxygen atom detection amount as a value representing water retention.
제1 양태의 배선막에 있어서의 층간 산소 원자 함유 비율 및 초기층 산소 원자 함유 비율이 높은 것은, 기판에 부착된 수분과 반응하면서, 또한/또는 스퍼터에 의하여 수분을 튀어나오게 하면서 초기층이 성막되기 때문에, 유리 표면 수분이 튀어나온 후에 성막하는 2층째보다도 수분 보유분이 많을 것으로 추정하고 있다. 또는 초기층 성막 후에 일단 스퍼터를 정지하고 진공 배기를 하고 있기 때문에, 그때에 공간에 미량 잔류한 수분에 의하여 표면이 산화되어 산소 원자량이 높아졌을 가능성도 있을 것으로 생각된다. 연속적으로 성막한 경우에도, 기판에 부착된 수분과 반응하면서, 또한/또는 스퍼터에 의하여 수분을 튀어나오게 하면서 막 형성이 이루어지기는 하지만, 이 경우에는 수분이 막 중에 확산되기 때문에 균질해질 것으로 생각된다.The high interlayer oxygen atom content ratio and initial layer oxygen atom content ratio in the wiring film of the first aspect is such that the initial layer is formed while reacting with the moisture adhering to the substrate and / or causing the moisture to pop out by the sputter. Therefore, it is estimated that there is more moisture retention content than the 2nd layer formed into a film after glass surface moisture protrudes. Alternatively, since the sputter is stopped and evacuated once after the initial layer film formation, the surface may be oxidized by a small amount of water remaining in the space at that time, which may increase the amount of oxygen atoms. Even in the case of continuous film formation, a film is formed while reacting with the moisture adhering to the substrate and / or protruding the moisture by sputtering, but in this case, it is considered to be homogeneous because the moisture diffuses into the film. .
또한 이상의 고찰에 있어서, 수소와 결합하고 있지 않은 산소의 존재 가능성도 부정할 수는 없지만, 본 발명은 그 가능성에 좌우되지는 않는다.In addition, in the above consideration, although the possibility of the presence of oxygen which is not couple | bonded with hydrogen cannot be denied, this invention does not depend on the possibility.
또한 층간 산소 원자 함유 비율 및 초기층 산소 원자 함유 비율의 측정으로서는 XPS가 적합하지만, 막 중의 산소와 금속의 원자수비를 측정할 수 있는 방법이면, 수법은 이에 한정되지 않는다. 다른 수법으로서, 예를 들어 단면 SEM-EDX(Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), 단면 TEM-EDX(Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), 오제 전자 분광법, RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry), D-SIMS(Dynamic-Secondary Ion Mass Spectrometry) 등이 생각된다.Moreover, although XPS is suitable as a measurement of an interlayer oxygen atom content rate and an initial layer oxygen atom content rate, if the method can measure the atomic ratio of oxygen and metal in a film | membrane, a method is not limited to this. Other techniques include, for example, cross-sectional SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), cross-sectional TEM-EDX (Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), Auger Electron Spectroscopy, RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) ) And D-SIMS (Dynamic-Secondary Ion Mass Spectrometry).
또한 단면 분석할 때는, 단면 제작 시에 단면층이 공기 등에 의한 산화를 받을 우려가 있으므로, 산화를 받지 않는 단면 제작 방법, 또는 단면 제작 시의 산화의 영향을 배제하고 분석값을 구하는 방법이 필요한 것은 물론이다.In the cross-sectional analysis, the cross-sectional layer may be oxidized by air or the like during cross-sectional fabrication. Of course.
제1 양태의 배선막은, 초기층이 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하며, 바람직하게는 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금을 포함한다. 또한 본 발명의 제1 양태의 배선막은, 2층째 이후의 층이 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하며, 바람직하게는 금속 원소로 구성되는 금속 또는 합금을 포함한다. 금속 또는 합금의 화합물로서는, 예를 들어 금속 또는 합금의 산화물 및 질화물을 들 수 있다.The wiring film of a 1st aspect contains the metal or alloy whose initial layer consists of a metal element, or its compound, Preferably it contains the metal or alloy consisting of a metal element. Moreover, the wiring film of 1st aspect of this invention contains the metal or alloy whose metal after 2nd layer consists of metal elements, or its compound, Preferably contains the metal or alloy consisting of metal elements. As a compound of a metal or an alloy, the oxide and nitride of a metal or an alloy are mentioned, for example.
상기 금속 원소는, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나가 바람직하고, Al, Cu, Ti, Mo가 보다 바람직하고, Al 또는 Cu가 더욱 바람직하다.The metal element is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd At least one selected from the group consisting of In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi, Al, Cu, Ti, Mo are more preferable, Al or Cu is more preferred.
본 발명의 제2 양태의 배선막은, 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여 기판 상에 마련된, 금속 원소를 포함하는 다층 구조의 배선막이며,The wiring film of the 2nd aspect of this invention is a wiring film of the multilayer structure containing a metal element provided on the board | substrate by sputtering in a vacuum atmosphere,
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층과,An initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm deposited on the substrate;
상기 초기층의 성막 후에 진공 배기한 후에 상기 초기층 상에 성막된 2층째 이후의 층을 포함하는 배선막이다.A wiring film including the second and subsequent layers formed on the initial layer after evacuating after the deposition of the initial layer.
제2 양태의 배선막은, 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력이 1.0Х10-3㎩ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.0Х10-4㎩ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.0Х10-4㎩ 이하이다. 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기에 의하여 압력을 1.0Х10-3㎩ 이하로 한 후에 초기층 상에 2층째 이후를 성막함으로써 배선막의 결정의 배향성이 향상된다.As for the wiring film of a 2nd aspect, it is preferable that the pressure after vacuum evacuation after film-forming of an initial layer is 1.0Х10 <-3> Pa or less, More preferably, it is 5.0Х10 <-4> Pa or less, More preferably, it is 3.0Х10 <-4> Pa It is as follows. The orientation of the crystal is improved by forming the wiring film after the second layer onto the initial layer after the pressure by the vacuum exhaust in after deposition of the initial layer to less than 1.0Х10 -3 ㎩.
제2 양태의 배선막은, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는 것이 바람직하고, Al, Cu, Ti, Mo라는 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는 것이 보다 바람직하고, Al 또는 Cu라는 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.The wiring film of the second aspect is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag , Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru and Bi is preferably composed of a metal or alloy of a metal element selected from the group consisting of, or a compound thereof It is more preferable that it is comprised with the metal or alloy of the metal element of Al, Cu, Ti, Mo, or its compound, and it is still more preferable to be comprised with the metal or alloy of the metal element of Al or Cu, or its compound.
제2 양태의 배선막은, 초기층이 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 또한 본 발명의 제2 양태의 배선막은, 2층째 이후의 층이 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 금속 또는 합금을 포함하는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the wiring film of a 2nd aspect contains the metal or alloy which consists of a metal element, or its compound, and, more preferably, contains the metal or alloy which consists of a metal element. Moreover, as for the wiring film of 2nd aspect of this invention, it is preferable that the 2nd layer or more layer contains the metal or alloy which consists of a metal element, or its compound, and it is more preferable that a metal or alloy is included.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, 초기층과 2층째 이후의 층은 동일한 조성이어도 되고 상이한 조성이어도 된다. 또한 초기층과 2층째 이후의 층은 주성분이 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 타깃으로 2층 처리할 수 있음이나, 성막 후에 실시되는 에칭에 복수 종의 액이 필요치 않게 됨을 근거로 하여, 생산성을 향상시킨다는 점에서 주성분이 동일한 것이 바람직하다.The wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect may be the same composition, or a different composition may be sufficient as the initial layer and the layer after 2nd layer. In addition, although an initial layer and a 2nd layer or more may be the same or different main components, two layers can be processed with the same target, but productivity is based on the fact that several types of liquids are not needed for the etching performed after film-forming. It is preferable that the main components are the same from the point of improving.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은 Al 또는 Cu를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 주성분이란, 주성분으로 하는 원소를 50원자% 이상 함유하는 것을 나타낸다. 따라서 「Al을 주성분으로 한다」는 것은, 「Al 원자를 50원자% 이상 함유한다」는 것을 말한다. 제1 양태 및 제2 양태의 배선막은 Al 또는 Cu를 75원자% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하고, Al 또는 Cu를 90원자% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하고, Al 또는 Cu로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.It is preferable that the wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect has Al or Cu as a main component. In this invention, a main component means containing 50 atomic% or more of the element used as a main component. Therefore, "having Al as a main component" means "containing 50 atomic% or more of Al atoms". As for the wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect, it is more preferable to contain 75 atomic% or more of Al or Cu, It is still more preferable to contain 90 atomic% or more of Al or Cu, It is especially preferable that it consists of Al or Cu.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막에 있어서의 초기층의 막 두께는 3 내지 200㎚이며, 바람직하게는 4 내지 100㎚이고, 보다 바람직하게는 5 내지 50㎚이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 30㎚이다. 초기층의 막 두께를 3 내지 200㎚로 함으로써, 결정의 배향성이 우수한 배선막으로 된다.The film thickness of the initial layer in the wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect is 3-200 nm, Preferably it is 4-100 nm, More preferably, it is 5-50 nm, More preferably, it is 10- 30 nm. By setting the film thickness of the initial layer to 3 to 200 nm, a wiring film excellent in the crystal orientation is obtained.
초기층의 막 두께는 배선막의 막 두께에 따라 조정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 배선막의 막 두께가 200㎚ 이하인 경우, 초기층의 막 두께는 3㎚ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이상이다. 또한 초기층의 막 두께는 배선막의 막 두께의 50% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30% 이하이고, 더욱 바람직하게는 10% 이하이다. 초기층의 막 두께를 배선막의 막 두께의 3㎚ 이상이고 배선막의 막 두께의 50% 이하로 함으로써, 결정의 배향성이 우수한 배선막으로 된다.It is preferable to adjust the film thickness of an initial layer according to the film thickness of a wiring film. Specifically, when the film thickness of the wiring film is 200 nm or less, the film thickness of the initial layer is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and still more preferably 10 nm or more. Moreover, it is preferable that the film thickness of an initial layer is 50% or less of the film thickness of a wiring film, More preferably, it is 30% or less, More preferably, it is 10% or less. By setting the film thickness of the initial layer to 3 nm or more of the film thickness of the wiring film and to 50% or less of the film thickness of the wiring film, a wiring film having excellent crystal orientation is obtained.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, 막 두께가 30 내지 1000㎚인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 700㎚, 더욱 바람직하게는 100 내지 400㎚이다. 배선막의 막 두께가 30㎚ 이상임으로써, 전자의 표면 산란의 영향에 의하여 전기 저항이 상승하는 것을 방지함과 함께, 양질의 2층째 이후의 층의 막 두께가 두꺼워지므로, 막 품질을 보다 향상시킬 수 있다. 또한 막 두께가 1000㎚ 이하임으로써, 막 응력에 의하여 기판으로부터 막이 박리되기 쉬워지는 것을 방지함과 함께, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.It is preferable that the film thickness of the 1st aspect and the 2nd aspect is 30-1000 nm, More preferably, it is 50-700 nm, More preferably, it is 100-400 nm. When the film thickness of the wiring film is 30 nm or more, the electrical resistance is prevented from rising due to the influence of the surface scattering of the electrons, and the film thickness of the second and subsequent layers of good quality is thickened, so that the film quality can be further improved. have. Moreover, when a film thickness is 1000 nm or less, while preventing a film from peeling easily from a board | substrate by a film stress, production efficiency can be improved.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, 다층 구조의 전체 층수가 2 내지 10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 2 내지 4이다. 다층 구조의 전체 층수를 2 내지 10으로 함으로써, 막 품질의 향상과, 성막 공정에 따른 택트 단축의 양립이 가능하다.As for the wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect, it is preferable that the total layer number of a multilayered structure is 2-10, More preferably, it is 2-5, More preferably, it is 2-4. By setting the total number of layers of the multilayer structure to 2 to 10, both the improvement of the film quality and the shortening of the tact according to the film forming process can be achieved.
제1 양태의 배선막은, 층간 산소 원자 함유 비율이 2 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 이상이다. 또한 2층째 이후의 층에 산소가 전혀 포함되지 않는 경우, 층간 산소 원자 함유 비율은 무한대로도 될 수 있다.It is preferable that the interlayer oxygen atom content ratio of the wiring film of a 1st aspect is two or more, More preferably, it is four or more. In addition, when oxygen is not contained in the layer after 2nd layer at all, the ratio of interlayer oxygen atom content may be infinite.
또한 제1 양태의 배선막은, 초기층 산소 원자 함유 비율이 0.02 내지 1.5인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.5이고, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.3이고, 특히 바람직하게는 0.03 내지 0.15이다. 이것에 의하여, 2층째 이후의 결정 배향을 향상시킬 수 있는 적절한 초기층으로 할 수 있다.In addition, the wiring film of the first aspect preferably has an initial layer oxygen atom content ratio of 0.02 to 1.5, more preferably 0.02 to 0.5, still more preferably 0.02 to 0.3, and particularly preferably 0.03 to 0.15. Thereby, it can be set as the appropriate initial layer which can improve the crystal orientation after 2nd layer.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 5.0 이상인 것이 바람직하고, 8.0 이상인 것이 보다 바람직하고, 12.0 이상인 것이 더욱 바람직하고, 15.0 이상인 것이 특히 바람직하다.The wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect has the ratio of the largest diffraction peak and the next largest 2nd diffraction peak among the diffraction peaks resulting from the specific crystal surface obtained by X-ray diffraction, and the 1st diffraction peak / It is preferable that a 2nd diffraction peak is 5.0 or more, It is more preferable that it is 8.0 or more, It is further more preferable that it is 12.0 or more, It is especially preferable that it is 15.0 or more.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 2.3 이상인 것이 바람직하고, 3.5 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.0 이상인 것이 더욱 바람직하다.The wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect has a film thickness of 200 nm or less, and among the diffraction peaks resulting from the specific crystal surface obtained by X-ray diffraction, the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak Ratio, the first diffraction peak / second diffraction peak is preferably 2.3 or more, more preferably 3.5 or more, and even more preferably 5.0 or more.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 큰 것이 바람직하고, 10% 이상 큰 것이 보다 바람직하고, 20% 이상 큰 것이 더욱 바람직하고, 40% 이상 큰 것이 특히 바람직하다.The wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect has the ratio of the largest diffraction peak and the next largest 2nd diffraction peak among the diffraction peaks resulting from the specific crystal surface obtained by X-ray diffraction, and the 1st diffraction peak / It is preferable that 2nd diffraction peak is 5% or more larger than the wiring film which consists of the same film thickness formed on the said board | substrate by sputtering, and a single layer which is the same composition as the said initial layer, It is more preferable that it is 10% or more larger More preferably 20% or more, and particularly preferably 40% or more.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10.0 이상이고, 더욱 바람직하게는 15.0 이상이다. Al(111)/Al(200)이 5.0 이상임으로써, 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다. Al(111)/Al(200)의 상한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 50.0 이하이다.The wiring film of the first aspect and the second aspect is a wiring film mainly composed of Al, and the ratio of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and the diffraction peak resulting from the Al (200) crystal plane. It is preferable that Al (111) / Al (200) is 5.0 or more, More preferably, it is 10.0 or more, More preferably, it is 15.0 or more. When Al (111) / Al (200) is 5.0 or more, a wiring film with improved orientation is obtained. The upper limit of Al (111) / Al (200) is not particularly limited but is typically 50.0 or less.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 2.3 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 이상이고, 더욱 바람직하게는 5.0 이상이다. Al(111)/Al(200)이 2.3 이상임으로써, 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다. Al(111)/Al(200)의 상한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 50.0 이하이다.The wiring film of the first aspect and the second aspect is a wiring film mainly composed of Al, having a film thickness of 200 nm or less, and a diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and the Al (200) crystal plane. It is preferable that the ratio of the diffraction peak resulting from and Al (111) / Al (200) is 2.3 or more, More preferably, it is 3.5 or more, More preferably, it is 5.0 or more. When Al (111) / Al (200) is 2.3 or more, a wiring film with improved orientation is obtained. The upper limit of Al (111) / Al (200) is not particularly limited but is typically 50.0 or less.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 결정자 사이즈를, 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 피크의 반값 폭으로 규정하였을 때, 상기 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.36° 이하, 더욱 바람직하게는 0.34° 이하이다. 상기 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하임으로써, 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다. 상기 회절 피크의 반값 폭(2θ)의 하한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 0.30° 이상이다.The wiring film of the first and second aspects is a wiring film containing Al as a main component, and at a half width of a peak resulting from an Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction whose crystallite size is measured according to the following conditions. When prescribed | regulated, it is preferable that the half value width (2theta) of the said diffraction peak is 0.38 degrees or less, More preferably, it is 0.36 degrees or less, More preferably, it is 0.34 degrees or less. When the half value width (theta) of the said diffraction peak is 0.38 degrees or less, the wiring film with the improved orientation is obtained. The lower limit of the half width (2θ) of the diffraction peak is not particularly limited but is typically 0.30 ° or more.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 배선막이며, Al(111) 결정면에 관한 로킹 커브(ω 스캔)의 피크 간 거리가 15[°] 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12[°] 이하이고, 더욱 바람직하게는 9[°] 이하이다. 상기 피크 간 거리가 15[°] 이하임으로써, 결정의 배향성이 우수하여 결정축의 분산(요동, 변동)이 저감된 배향막으로 된다. 해당 피크 간 거리의 하한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 2[°] 이상이다.The wiring film of 1st aspect and 2nd aspect is a wiring film which has Al as a main component, It is preferable that the distance between the peaks of the rocking curve (ω scan) with respect to the Al (111) crystal plane is 15 degrees or less, More preferably, Is 12 [°] or less, More preferably, it is 9 [°] or less. When the said distance between peaks is 15 [degrees] or less, the orientation film | membrane of the crystal | crystallization is excellent and it becomes an orientation film which the dispersion | distribution (fluctuation and fluctuation) of a crystal axis reduced. The lower limit of the distance between the peaks is not particularly limited, but is typically 2 [°] or more.
일반적으로 배향성의 강약은 로킹 커브의 반값 폭으로 표현되는 경우가 많지만, 제1 양태 및 제2 양태의 배선막에서는 로킹 커브가 2개의 극대점을 갖고 있었으므로, 본 발명에 있어서는 반값 폭 대신 2개의 산의 피크 간 거리로 배향성의 강약을 논의하는 것으로 하였다. 상기 로킹 커브의 피크 간 거리는, 예를 들어 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. X선 회절 측정을 행하여, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치(입사 X선 방향과 회절 X선 방향이 이루는 각 2θ=38.5°인 위치)에 2θ를 고정하고, 입사각 X선과 결정 표면이 이루는 각 ω만을 변화시키고 X선 회절 측정을 행하여, 얻어진 회절 강도 분포(로킹 커브)에 있어서, 반값 폭 대신, 본 파형을 2개의 산의 합성 파형으로 되도록 pseudo-Voight 함수로 피크 피팅하였을 시의 각 산의 피크 간 거리를 이용하는 것으로 한다. 각 산의 피크 간 거리는 15[°] 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12[°] 이하이고, 더욱 바람직하게는 9[°] 이하이다. 해당 피크 간 거리의 하한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 2[°] 이상이다.In general, the strength of the orientation is often expressed by the half width of the rocking curve. However, in the wiring film of the first and second aspects, the rocking curve had two maximal points. The strength and weakness of the orientation were discussed by the distance between the peaks. The distance between the peaks of the rocking curve can be measured, for example, as follows. X-ray diffraction measurement is performed to fix 2θ at the position of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane (the position of 2θ = 38.5 ° formed by the incident X-ray direction and the diffraction X-ray direction), and the incident angle X-ray and the crystal surface In the diffraction intensity distribution (rocking curve) obtained by varying each of ω only and performing X-ray diffraction measurement, instead of the half width, this waveform was peak-fitted by a pseudo-Voight function to be a composite waveform of two acids. It is assumed that the distance between peaks of each mountain is used. It is preferable that the distance between the peaks of each acid is 15 [°] or less, more preferably 12 [°] or less, and still more preferably 9 [°] or less. The lower limit of the distance between the peaks is not particularly limited, but is typically 2 [°] or more.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 2층 구조의 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7.0[count/㎚] 이상, 더욱 바람직하게는 10.0[count/㎚] 이상이다. 상기 비의 상한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 30.0[count/㎚] 이하이다.The wiring film of the first aspect and the second aspect is a wiring film having a two-layer structure containing Al as a main component, and the intensity of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured according to the following conditions. It is preferable that the ratio of the film thickness of two layers is 5.0 [count / nm] or more, More preferably, it is 7.0 [count / nm] or more, More preferably, it is 10.0 [count / nm] or more. The upper limit of the ratio is not particularly limited, but is typically 30.0 [count / nm] or less.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은 것이 바람직하고, 10% 이상 작은 것이 보다 바람직하고, 15% 이상 작은 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위임으로써, 결정의 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다.The wiring film of the first and second aspects is a wiring film containing Al as a main component, and the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is determined by sputtering. Compared with the wiring film which consists of the same film thickness formed on the phase and the single | mono layer which is the same composition as the said initial layer, it is preferable that it is 5% or more small, It is more preferable that it is 10% or more small, It is further more preferable that it is 15% or less small. By the said range, the wiring film in which the orientation of a crystal | crystallization was improved is obtained.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Cu(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.5 이상이고, 더욱 바람직하게는 6.0 이상이다. Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상임으로써, 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다. Cu(111)/Cu(200)의 상한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 10.0 이하이다.The wiring film of 1st aspect and 2nd aspect is a wiring film which has Cu as a main component, and also the ratio of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction, and the diffraction peak resulting from Cu (200) crystal plane. It is preferable that Cu (111) / Cu (200) is 5.0 or more, More preferably, it is 5.5 or more, More preferably, it is 6.0 or more. When Cu (111) / Cu (200) is 5.0 or more, the wiring film with the improved orientation is obtained. The upper limit of Cu (111) / Cu (200) is not particularly limited but is typically 10.0 or less.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.36° 이하, 더욱 바람직하게는 0.34° 이하이다. 상기 회절 피크의 반값 폭(2θ)의 하한은 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 0.30° 이상이다.The wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect is a wiring film which has Cu as a main component, and also the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal surface obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is It is preferable that it is 0.38 degrees or less, More preferably, it is 0.36 degrees or less, More preferably, it is 0.34 degrees or less. The lower limit of the half width (2θ) of the diffraction peak is not particularly limited but is typically 0.30 ° or more.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은 것이 바람직하고, 10% 이상 작은 것이 보다 바람직하고, 15% 이상 작은 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위임으로써, 결정의 배향성이 향상된 배선막이 얻어진다.The wiring film of the 1st aspect and the 2nd aspect is a wiring film which has Cu as a main component, and the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction produces the said board | substrate by sputtering. Compared with the wiring film which consists of the same film thickness formed on the phase and the single | mono layer which is the same composition as the said initial layer, it is preferable that it is 5% or more small, It is more preferable that it is 10% or more small, It is further more preferable that it is 15% or less small. By the said range, the wiring film in which the orientation of a crystal | crystallization was improved is obtained.
제1 양태 및 제2 양태의 배선막은, 기판이 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 또는 금속 기판인 것이 바람직하다.As for the wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect, it is preferable that a board | substrate is a glass substrate, a silicon substrate, a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate.
[배선막의 형성 방법][Formation of wiring film]
본 발명의 일 양태의 방법은, 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여, 금속 원소를 포함하는 다층 구조의 배선막을 형성하는 방법이며, 막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층을 상기 기판 상에 성막 후 진공 배기하는 공정, 및 2층째 이후의 층을 상기 초기층 상에 성막하는 공정을 포함하는 방법이다.A method of one embodiment of the present invention is a method of forming a wiring film having a multi-layer structure containing a metal element by sputtering in a vacuum atmosphere, and vacuum exhausting after forming an initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm on the substrate. And a step of forming a layer after the second layer on the initial layer.
도 1의 부호 1은, 본 발명의 일 양태의 방법에 사용하는 스퍼터링 장치의 제1 예를 나타낸다. 스퍼터링 장치(1)는 진공조(2)를 갖고 있으며, 진공조(2) 내에는, 금속 원소를 포함하는 스퍼터링 타깃(11)이 배치되어 있다.The code |
진공조(2) 내에는 진공 배기계(9)와 가스 도입계(8)가 접속되어 있다. 기판(21)을 기판 홀더(7)에 보유 지지시킨 후 진공조(2) 내로 반송하고, 진공 배기계(9)에 의하여 진공조(2) 내를 진공 배기하여 진공 분위기로 한다.The
스퍼터링 타깃(11)은, 진공조(2) 외부에 배치된 전원(5)에 접속되어 있으며, 가스 도입계(8)로부터 스퍼터링 가스를 도입하면서 스퍼터링 타깃(11)에 전원(5)으로부터 전압을 인가하여, 스퍼터링 타깃(11) 표면 근방에 플라스마를 형성하여 스퍼터링 타깃(11)을 스퍼터링하면, 스퍼터링 타깃(11)을 구성하는 물질의 입자가 방출되어 기판(21) 표면에 도달하여, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 초기층(22)이 형성된다.The
초기층(22)의 형성 시에 있어서의 진공조(2) 내의 압력은 통상 1.0Х10-3 내지 1.0Х10-7㎩이며, 바람직하게는 5.0Х10-4 내지 1.0Х10-6㎩이고, 보다 바람직하게는 3.0Х10-4 내지 1.0Х10-5㎩이다. 또한 초기층(22)의 형성 시에 있어서의 진공조(2) 내의 온도는 통상 25 내지 250℃이며, 바람직하게는 75 내지 200℃, 보다 바람직하게는 100 내지 150℃이다.The pressure in the
초기층(22)의 막 두께가 3 내지 200㎚로 형성되었을 즈음에 전압 인가 및 스퍼터 가스의 도입을 정지한다. 초기층(22)의 형성 후에 진공 배기한 후 진공조(2) 내에서 스퍼터링 타깃(11)을 스퍼터하면, 초기층(22)의 표면에 2층째 이후의 층(23)이 형성된다[도 2의 (c)].When the film thickness of the
초기층(22)의 형성 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력은 1.0Х10-3㎩ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.0Х10-4㎩ 이하, 더욱 바람직하게는 3.0Х10-4㎩ 이하이다. 본 명세서에 있어서 「초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력」이란, 초기층의 성막 후에 진공 배기한 후 스퍼터링 가스를 도입하기 전, 즉, 2층째를 성막하기 직전에 있어서의 압력을 말한다. 또한 2층째 이후의 층(23)의 형성 시에 있어서의 진공조(2) 내의 온도는 통상 25 내지 250℃이며, 바람직하게는 75 내지 200℃, 보다 바람직하게는 100 내지 150℃이다.The pressure after vacuum evacuation after the formation of the
2층째 이후의 층(23)이 소정 막 두께로 형성되었을 즈음에 기판(21)을 스퍼터링 장치(1)로부터 반출한다. 기판(21)의 표면에는, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)으로 이루어지는 배선막(24)이 형성되어 있다.The
다음으로, 도 2의 (d)에 도시한 바와 같이, 배선막(24)의 표면에, 패터닝한 레지스트막(26)을 배치하고, 레지스트막(26) 저면에 노출되는 배선막(24)을 약산 등의 에칭액이나 에칭 가스에 노출시키면, 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이, 패터닝된 배선막(25)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 2D, the patterned resist
초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)의 주성분이 동일한 경우, 동일한 조성의 에칭액(또는 에칭 가스)으로 에칭이 가능하여, 초기층(22)을 에칭할 때에 새로이 레지스트막을 다시 배치할 필요는 없다.When the main components of the
상기 예에서는, 초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)을 동일한 스퍼터링 장치(1)의 진공조(2) 내에서 형성하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 후술하는 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)을, 제각각의 진공조 내에서 제각각의 타깃을 스퍼터링하여 형성해도 된다.In the above example, the
상기 기판(21)은, 후술하는 TFT 기판이나 반도체 장치에 사용되는 기판이며, 예를 들어 유리 기판이나 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 금속 기판 등을 들 수 있다.The said board |
또한 초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)을 동일한 스퍼터링 장치(1) 내부에서 연속하여 성막하면 초기층(22)과 2층째 이후의 층(23)이 대기에 노출될 우려가 없으므로, 막질을 향상시킬 수 있다.In addition, if the
도 4의 부호 80은 제2 예의 스퍼터링 장치를 나타내고, 도 5의 부호 90은 제3 예의 스퍼터링 장치를 나타내고 있다. 제2, 제3 예의 스퍼터링 장치(80, 90)는, 제1 진공조(2a)와, 제1 진공조(2a)에 접속된 제2 진공조(2b)와, 제1 진공조(2a) 내에 배치된 제1 스퍼터링 타깃(11a)과, 제2 진공조(2b) 내에 배치된 제2 스퍼터링 타깃(11b)을 갖고 있다.
제2 예, 제3 예의 스퍼터링 장치(80, 90)를 사용하여 배선막용 다층 구조막을 형성하는 공정에 대하여 설명한다.The process of forming the multilayer structure film for wiring films using the
우선, 진공 배기계(9)에 의하여 제1, 제2 진공조(2a, 2b) 내부에 진공 분위기를 형성하고, 해당 진공 분위기를 유지한 채 기판(21)을 제1 진공조(2a) 내부에 반입하여 기판 홀더(7a)에 보유 지지시킨다.First, a vacuum atmosphere is formed inside the first and
진공 배기를 계속하면서 가스 도입계(8)로부터 제1 진공조(2a) 내에 스퍼터 가스를 도입하고, 전원(5)으로부터 제1 스퍼터링 타깃(11a)에 전압을 인가하여 진공 분위기 중에서 제1 스퍼터링 타깃(11a)을 스퍼터링하여 초기층(22)을 성막한 후, 스퍼터 가스의 도입을 정지하고 진공 배기한다.Sputtering gas is introduced into the
제2, 제3 예의 스퍼터링 장치(80, 90)는 상이한 진공 분위기를 제각각의 진공조(2a 내지 2c) 내에 형성한다. 그 때문에, 제1 예의 스퍼터링 장치(1)와 같이 동일한 진공조(2) 내에 교대로 상이한 진공 분위기를 형성하는 경우에 비하여, 하나의 막의 성막을 종료하고 나서 다음 막을 성막하기까지의 진공 배기에 장시간을 요하지 않는다. 또한 동일한 시간에 각 진공조 내에서 초기층과 2층째 이후의 층을 성막할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.The sputtering apparatuses 80 and 90 of the second and third examples form different vacuum atmospheres in the
또한, 제3 예의 스퍼터링 장치(90)와 같이, 진공조(2a 내지 2c)의 수를, 배선막(24, 25)을 구성하는 다층 구조의 층수와 동일하게 하여, 각 막을 전용 진공조(2a 내지 2c) 내에서 성막하도록 하면, 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, as in the
제2 예의 스퍼터링 장치(80)는, 도 4에 도시한 바와 같이 제1, 제2 진공조(2a, 2b)를 직접 접속해도 되고, 제1, 제2 진공조(2a, 2b)를 동일한 반송실에 접속하고 해당 반송실을 통하여 제1, 제2 진공조(2a, 2b) 사이에서 기판(21)을 반출입해도 된다.The
또한 제3 예의 스퍼터링 장치(90)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 진공조(2a 내지 2c)를 직렬적으로 접속하고 기판(21)을 제2 진공조(2b)를 통하여 제1 진공조(2a)로부터 제3 진공조(2c)로 반송해도 된다. 또한, 제1 내지 제3 진공조(2a 내지 2c)를 동일한 반송실에 접속하고 해당 반송실을 통하여 기판(21)을 제1 내지 제3 진공조(2a 내지 2c) 사이에서 반출입해도 된다.In addition, the
어느 경우에도 기판(21)이 대기에 접촉하지 않고 진공조 사이를 이동하기 때문에, 막질이 좋은 배선막(24, 25)이 얻어진다.In any case, since the board |
초기층(22)이 성막된 기판(21)을 제1 진공조(2a)로부터 제2 진공조(2b)에 반입하여 기판 홀더(7b)에 보유 지지시킨다. 제2 진공조(2a) 내를 진공 배기하면서 스퍼터 가스를 도입하여 진공 분위기 중에서 제2 스퍼터링 타깃(11b)을 스퍼터링하여, 2층째 이후의 층(23)을 성막한다.The
도 6의 (a) 내지 (c)는, 통상의 단층 성막에 의하여 배선막이 형성되는 과정을 도시하는 모식도이다. 또한 도 6의 (d) 내지 (g)는, 본 발명의 일 양태의 방법에 의하여 2층 구조의 배선막이 형성되는 과정을 도시하는 모식도이다.6 (a) to 6 (c) are schematic diagrams showing a process in which a wiring film is formed by normal single layer film formation. 6D to 6G are schematic diagrams showing a process of forming a wiring film having a two-layer structure by the method of one embodiment of the present invention.
도 6의 (a) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 처리 전의 기판(21)의 표면 근방에는 Si-OH기나 물 분자(17)가 존재한다. 도 6의 (b) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 통상의 단층 성막에서는, 금속 원소를 포함하는 타깃을 스퍼터링하여 기판(21)에 단층(18)을 성막하면, 스퍼터된 금속 원자와, Si-OH기 및 흡착되어 있는 물 분자의 상호 작용이나, 스퍼터 시에 튀어나오는 기판(21) 근방의 물 분자(17)의 영향에 의하여, 결정의 배향성이 저하된 배선막으로 된다.As shown in FIGS. 6A and 6D, Si—OH groups and
본 발명의 일 양태의 방법에 있어서는, 진공 분위기 하에서의 스퍼터링에 의하여 막 두께 3 내지 200㎚의 초기층(22)이 기판(21) 상에 성막된 후[도 6의 (e) 내지 (f)], 일단 성막을 정지하고 진공 배기 후에 초기층(22) 상에 2층째 이후의 층(23)이 성막되어, 배선막(24)이 형성된다[도 6의 (g)].In the method of one aspect of the present invention, after the
본 발명에서는, 초기층(22)을 성막하는 스퍼터에 의하여 기판 표면 근방의 수분이 극도로 제거된 상태[도 6의 (f)]로 되고, 초기층(22) 상에 2층째 이후의 층이 성막됨으로써, 결정의 배향성이 향상되어 양질의 배선막(24)이 얻어질 것으로 생각된다. 본 발명의 일 양태의 방법에 의하여 효과를 발휘하는 이유로서 이와 같은 가설이 생각되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In the present invention, the water in the vicinity of the substrate surface is extremely removed by the sputter which forms the initial layer 22 (FIG. 6 (f)). It is thought that by forming into a film, the orientation of a crystal | crystallization improves and the
[전자 장치][Electronic device]
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명의 배선막을 갖는 전자 장치의 일례로서의 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 3에 있어서, 액정 표시 장치(3)는 TFT 기판(75) 및 컬러 필터 기판(95)을 구비한다.Next, with reference to FIG. 3, the liquid crystal display device as an example of the electronic device which has a wiring film of this invention is demonstrated. In FIG. 3, the liquid
이 액정 표시 장치(3)는 액티브 매트릭스형이며, TFT 기판(75)은 유리 기판(76) 상에 표시 화소(80), 축적 용량(84) 및 TFT(박막 트랜지스터)(85)를 갖는다.This liquid
축적 용량(84)은 축적 전극(83)을 갖고, 표시 화소(80)는 화소 전극(81)을 갖고, TFT(85)는 게이트 전극(86), 소스 전극(87) 및 드레인 전극(88)을 갖는다. 축적 전극(83), 게이트 전극(86), 소스 전극(87) 및 드레인 전극(88)은 상기 배선막(24, 25)에 의하여 구성된다.The
또한 TFT(85)는 게이트 절연막(89), 채널 반도체층(91), 소스 반도체층(92) 및 드레인 반도체층(93)을 갖는다.The
드레인 전극(88)은 그 표면의 일부가 노출되어 있으며, 표시 화소(80)로부터 연장 설치된 화소 전극(81)과 접해 있다. 화소 전극(81)은 축적 용량(84)이 위치하는 부분까지 연장 설치되어, 절연막(게이트 절연막(89))을 사이에 두고 유리 기판(76) 상에 배치된 축적 전극(83)과 대향하여 배치되어 있으며, 대향한 부분에 의하여 축적 용량이 형성된다.A part of the surface of the
소스 반도체층(92) 및 드레인 반도체층(93) 사이에 있어서의, 채널 반도체층(91)의 편면에는, 게이트 전극(86) 및 게이트 절연막(89)이 배치되어 있다. 채널 반도체층(91)의 반대측 면에는, 서로 이격되어 소스 반도체층(92) 및 드레인 반도체층(93)이 접해 있다.The
드레인 반도체층(93) 및 소스 반도체층(92)의 표면에는 소스 전극(87) 및 드레인 전극(88)이 각각 접해 있다. 게이트 전극(86) 및 소스 전극(87)은 TFT(85)의 외부로 도출되어 외부 전원으로부터의 전압을 인가 가능하게 구성되어 있다.The
TFT(85) 및 컬러 필터 기판(95)은 일정 거리를 두고 설치되며, 액정(49)이 그 사이에 봉입되어 있다. 컬러 필터 기판(95)은, 블랙 매트릭스(97)가 TFT(85)와 대향하는 위치에 배치되고, 컬러 필터(98)가 표시 화소(80)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 컬러 필터 기판(95)에 있어서의, 적어도 표시 화소(80)와 대향하는 부분에는, 공통 전극(100)이 배치되어 있다. 화소 전극(81)과 공통 전극(100)은, 예를 들어 ITO 등의 투명한 도전막일 수 있다.The
TFT 기판(75)은 편광판(94)을, 컬러 필터 기판(95)은 편광판(104)을 각각 구비한다. TFT(85)의 도통과 차단에 의하여 화소 전극(81) 및 공통 전극(100) 사이에 전압이 인가되면, 표시 화소(80) 상의 액정(49)의 배향이 변화됨으로써 액정(49)을 통과하는 광의 편향 방향이 변경되어, 액정 표시 장치(3)의 외부로의, 표시 화소(80)에 조사되는 광의 차단 및 투과가 제어된다.The
축적 전극(83), 게이트 전극(86), 소스 전극(87) 및 드레인 전극(88)은, 본 발명에 의하여 형성된 배선막(24, 25)으로 구성되며, 초기층(22)이 유리 기판(76) 또는 반도체층(92, 93)과 접해 있다.The
축적 전극(83) 및 게이트 전극(86)은 유리 기판(76)과 접하고, 소스 전극(87) 및 드레인 전극(88)은 반도체층(소스 반도체층(92), 드레인 반도체층(93))과 접해 있다.The
또한 본 발명의 배선막을 갖는 전자 장치는 액정 표시 장치에 한정되는 것은 아니며, 기판도 유리 기판에 한정되는 것은 아니다. 표층에 수분이 존재하여 막의 결정 성장이 저해되는 경우이면 마찬가지로 효과를 발휘할 수 있다. 예를 들어 반도체 기판(실리콘 기판)이나 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 금속 기판을 기판으로서 사용해도 된다.In addition, the electronic device which has a wiring film of this invention is not limited to a liquid crystal display device, A board | substrate is also not limited to a glass substrate. The same effect can be exerted when water is present in the surface layer and crystal growth of the film is inhibited. For example, a semiconductor substrate (silicon substrate), a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate may be used as the substrate.
실시예Example
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한 표 중의 물성의 각 측정 결과에 대하여 공란은, 미측정임을 나타낸다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these. In addition, about each measurement result of the physical property in a table | surface, blank indicates that it is unmeasured.
[평가 방법][Assessment Methods]
(X선 회절의 측정)(Measurement of X-ray Diffraction)
X선 회절을 이하의 장치 및 조건에서 측정하였다.X-ray diffraction was measured under the following apparatus and conditions.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima ⅢEquipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
검출기: 신틸레이션 카운터Detector: scintillation counter
입사측 솔라 슬릿(수직) 개구 각도: 5°Incident side solar slit (vertical) opening angle: 5 °
수광측 솔라 슬릿(수평) 개구 각도: 0.5°Receiving Side Solar Slit (Horizontal) Opening Angle: 0.5 °
관 전압: 40㎸Tube voltage: 40㎸
관 전류: 40㎃Tube current: 40mA
어테뉴에이터(ATT): 개방Attenuator (ATT): Open
발산 슬릿(DS): 1.00㎜Dissipation Slit (DS): 1.00 mm
산란 슬릿(SS): 개방Scattering Slit (SS): Open
수광 슬릿(RS): 개방Receiver Slit (RS): Open
스캔 모드: 2θ/ω 스캔Scan Mode: 2θ / ω Scan
2θ 스캔 범위: 막을 구성하는 금속에 의하여 변경. Al막의 경우, 37.5 내지 39.5° 및 44.0 내지 45.5°2θ Scanning Range: Changed by the metal constituting the film. 37.5 to 39.5 ° and 44.0 to 45.5 ° for Al film
샘플링 스텝: 0.02°/stepSampling Steps: 0.02 ° / step
스캔 속도: 1°/minScan Speed: 1 ° / min
또한 표 및 도면 중의 값은, 얻어진 파형에 대하여 각종 처리(평활화나 BG 제거, Kα 제거 등)을 행하고 있지 않은 미처리 파형으로부터 구한 값이다.In addition, the value in a table | surface and a figure is the value calculated | required from the unprocessed waveform which does not perform various processes (smoothing, BG removal, K (alpha) removal, etc.) with respect to the obtained waveform.
(로킹 커브의 피크 간 거리)(Distance between peaks of the rocking curve)
X선 회절 패턴에 있어서, X선 회절 측정을 행하여, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치(입사 X선 방향과 회절 X선 방향이 이루는 각 2θ=38.5°인 위치)에 2θ를 고정하고, 입사각 X선과 결정 표면이 이루는 각 ω만을 변화시키고 X선 회절 측정을 행하여, 얻어진 회절 강도 분포(로킹 커브)에 있어서, 반값 폭 대신, 본 파형을 2개의 산의 합성 파형으로 되도록 pseudo-Voight 함수로 피크 피팅하였을 시의 2개의 산의 피크 간 거리를 측정하였다.In the X-ray diffraction pattern, X-ray diffraction measurement is performed to fix 2θ at the position of the diffraction peak (the angle 2θ = 38.5 ° formed by the incident X-ray direction and the diffraction X-ray direction) resulting from the Al (111) crystal plane. In the diffraction intensity distribution (rocking curve) obtained by changing only the angle? Formed between the incident angle X-rays and the crystal surface and performing X-ray diffraction measurement, instead of the half width, the pseudo-Voight waveform is used to make this waveform a composite waveform of two acids. The distance between the peaks of the two acids at the time of peak fitting as a function was measured.
로킹 커브의 측정 시에는 상기 2θ/ω 측정의 조건으로부터 이하를 변경하고 측정하였다.In the measurement of the rocking curve, the following changes were made from the conditions of the 2θ / ω measurement.
스캔 모드: ω 스캔Scan mode: ω scan
ω 범위: 3 내지 33°ω range: 3 to 33 °
샘플링 스텝: 0.1°/stepSampling Step: 0.1 ° / step
스캔 속도: 3°/minScan Speed: 3 ° / min
또한 표 및 도면 중의 값은, 얻어진 파형에 대하여 각종 처리(평활화나 BG 제거, Kα 제거 등)을 행하고 있지 않은 미처리 파형으로부터 구한 값이다.In addition, the value in a table | surface and a figure is the value calculated | required from the unprocessed waveform which does not perform various processes (smoothing, BG removal, K (alpha) removal, etc.) with respect to the obtained waveform.
(Dektak 막 두께)(Dektak film thickness)
Dektak 막 두께는, 알박사 제조의 Dektak 150에 의하여 하기 조건에서 측정하였다.Dektak film thickness was measured on condition of the following by
Scantype: StandardScanScantype: StandardScan
촉침 반경: 12.5㎛RHand radius: 12.5㎛ R
스캔 길이: 2000㎛Scan Length: 2000㎛
시간: 13secTime: 13sec
수평 분해능: 0.513㎛/데이터점Horizontal resolution: 0.513 μm / data point
하중: 3.00㎎Load: 3.00mg
수직 측정 범위: 6.5㎛Vertical measuring range: 6.5 μm
프로파일: Hills & ValleysProfile: Hills & Valleys
(SEM)(SEM)
히타치 하이테크사 제조의 SU8230을 사용하여 2.0㎸ 또는 5.0㎸의 가속 전압에서 22,000배, 100,000배로 관찰하였다.The SU8230 manufactured by Hitachi Hi-Tech Co., Ltd. was observed at 22,000 times and 100,000 times at an acceleration voltage of 2.0 kV or 5.0 kV.
(단면 SEM 막 두께)(Section SEM film thickness)
단면 SEM 막 두께는, SEM의 단면 관찰로 얻어진 화상을 바탕으로, 스케일 바와의 대비로 막 두께를 산출하였다. 또한 막 두께 산출의 방법은, 적당한 분해능으로 막 두께를 산출할 수 있으면 TEM의 단면 관찰 등 다른 수법을 취할 수 있다.The cross-sectional SEM film thickness calculated the film thickness by contrast with a scale bar based on the image obtained by cross-sectional observation of SEM. In addition, the film thickness calculation method can take other methods, such as cross-sectional observation of a TEM, as long as it can calculate a film thickness with moderate resolution.
(XPS)(XPS)
XPS는, 알박 파이 사 제조의 Quantera-SXM에 의하여 하기 조건으로 측정하였다.XPS was measured on condition of the following by Quantera-SXM by Albac Pa.
X선원; 단색화 AlKα선X-ray source; AlKα line
광 전자 검출 각도; 시료면에 대하여 45°Optoelectronic detection angle; 45 ° to the sample surface
패스 에너지; 140eVPass energy; 140 eV
스텝 에너지; 0.5eV/stepStep energy; 0.5 eV / step
스퍼터 이온; Ar+ Sputter ions; Ar +
스퍼터 이온의 가속 전압; 1㎸Acceleration voltage of sputter ions; 1㎸
스퍼터 이온의 래스터 사이즈; 2×2㎟Raster size of sputter ions; 2 × 2㎡
깊이 방향 프로파일은, 막 두께가 기지인 실리콘 웨이퍼 상 열산화막(SiO2막)의 스퍼터 레이트를 미리 구해 두고, 이 값을 이용하여 산출한 실리콘 웨이퍼 상 열산화막(SiO2막)의 환산 깊이를 깊이 방향 프로파일의 횡축으로 하였다. 깊이 방향 프로파일의 측정 피치는 실리콘 웨이퍼 상 열산화막(SiO2막)의 환산 깊이로서 3.0㎚ 이하로 하였다. 실시예에 있어서의 실리콘 웨이퍼 상 열산화막(SiO2막)의 스퍼터 레이트는 2.5㎚/min이고, 측정 피치는 2.5㎚이다.The depth direction profile calculates the sputter rate of the thermal oxide film (SiO 2 film) on a silicon wafer whose film thickness is known in advance, and calculates the conversion depth of the thermal oxide film (SiO 2 film) on the silicon wafer calculated using this value. It was set as the horizontal axis of the directional profile. Measurement pitch in the depth direction profile was as follows in terms of a 3.0㎚ depth of the thermal oxide film (SiO 2 film), a silicon wafer. The sputter rate of the thermal oxide film (SiO 2 film) on the silicon wafer in the example is 2.5 nm / min, and the measurement pitch is 2.5 nm.
[시험예 1] X선 회절에 의한 해석Test Example 1 Analysis by X-ray Diffraction
실시예 1-1Example 1-1
실시예 1-1에서는, 제1 예의 스퍼터링 장치(1)로서, 진공조를 갖는 세로형 인라인 방식 스퍼터 장치(시마즈 세이사쿠쇼 제조)를 사용하여 배선막을 제작하였다. 실시예 1-1에 따른 배선막(24)의 구조는, 도 2의 (c)에 도시한 단면도와 같다. 기판(21)으로서, 치수가 40㎜Х40㎜Х두께 0.5㎜인 유리 기판을 사용하였다.In Example 1-1, the wiring film was produced as the
(초기층의 성막)(Initial Formation)
기판(21)을 기판 홀더(7)에 보유 지지시킨 후 진공조(2) 내로 반송하고, 압력이 5.5Х10-4㎩로 되도록 진공 배기계(9)에 의하여 진공조(2) 내를 진공 배기하여 진공 분위기로 하였다. 스퍼터링 타깃(11)으로서, 알루미늄(순도: 4N, 반송 방향 폭: 127㎜, 반송 직교 방향 폭: 559㎜)을 포함하는 것을 사용하며, 기판(21)의 온도를 110℃로 유지한 상태에서 가스 도입계(8)로부터 스퍼터링 가스로서 Ar 가스를 도입하고, 4.0Х10-1㎩로 압력 조절하여 안정되었을 즈음에 전원을 기동하여 2.0㎾의 전력을 스퍼터링 타깃(11)에 공급하고, 기판(21)을 스퍼터링 타깃(11)의 면 밖에 정치한 상태에서 프리스퍼터를 2분간 행한 후, 반송 속도 1347㎜/min으로 타깃 전방면을 통과시켜 DC 마그네트론 스퍼터법에 의하여 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막하였다. 이 반송 속도로 성막함으로써, 알루미늄을 포함하는 초기층(22)의 막 두께가 20㎚로 된다.After holding the
(2층째의 성막)(The second floor deposition)
기판(21)이 타깃 앞을 통과 완료한 시점에서 전압 인가 및 스퍼터링 가스의 도입을 정지하고 진공 배기를 행하였다. 압력이 3.4Х10-4㎩로 되기까지 진공 배기한 후 다시 가스 도입계(8)로부터 스퍼터링 가스로서 Ar 가스를 도입하고, 4.0Х10-1㎩로 압력 조절 후 전원을 기동하여 2.0㎾의 전력을, 알루미늄을 포함하는 스퍼터링 타깃(11)에 공급하고, 기판을 스퍼터링 타깃(11)의 면 밖에 정치한 상태에서 프리스퍼터를 2분간 행한 후, 알루미늄을 포함하는 2층째의 층(23)의 막 두께가 580㎚로 되도록 반송 속도 47㎜/min으로 타깃 전방면을 통과시켜 DC 마그네트론 스퍼터법에 의하여 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막하였다. 기판(21)이 타깃 앞을 통과 완료한 시점에서 스퍼터링 가스의 도입을 정지하고 기판(21)을 스퍼터링 장치(1) 밖으로 반출하여, 초기층(22) 및 2층째의 층(23)으로 이루어지는 배선막(24)을 얻었다. 실시예 1-1의 성막 조건을 표 1에 나타낸다.When the
실시예 1-2Example 1-2
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 전원을 1.0㎾의 전력으로 하고 반송 속도를 1347㎜/min으로 하여 막 두께 10㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 46㎜/min으로 하여 막 두께 590㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.Under the conditions shown in Table 1, the power supply in the film-forming conditions of the
실시예 1-3Example 1-3
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 540㎜/min으로 하여 막 두께 50㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 49㎜/min으로 하여 막 두께 550㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, after carrying out film-forming the
실시예 1-4Example 1-4
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 270㎜/min으로 하여 막 두께 100㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 54㎜/min으로 하여 막 두께 500㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, after carrying out film-forming of the
실시예 1-5Example 1-5
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 전원을 1.0㎾의 전력으로 하고 반송 속도를 1346㎜/min으로 하여 막 두께 10㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 302㎜/min으로 하여 막 두께 90㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.Under the conditions shown in Table 1, the power supply in the film-forming conditions of the
실시예 1-6Example 1-6
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 1345㎜/min으로 하여 막 두께 20㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 338㎜/min으로 하여 막 두께 80㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, after carrying out film-forming the
실시예 1-7Example 1-7
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 1345㎜/min으로 하여 막 두께 20㎚의 초기층(22)을 기판(21) 상에 성막한 후, 2층째의 층(23)의 성막 조건에 있어서의 반송 속도를 540㎜/min으로 하여 막 두께 50㎚의 2층째의 층(23)을 초기층(22) 상에 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 배선막(24)을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, after carrying out film-forming the
비교예 1-1Comparative Example 1-1
표 1에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 45㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 막 두께 600㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1-1 except having formed into a film thickness of 600 nm by one sputter | spatter at 45 mm / min, and obtained the monolayer film.
비교예 1-2Comparative Example 1-2
표 1에 나타내는 조건으로, 초기층(22) 및 2층째의 층(23)의 성막 시에 있어서의 반송 속도를 90㎜/min으로 하여 각각 막 두께 300㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 2층 구조의 막을 얻었다.Except having formed into a film thickness of 300 nm each, the conveyance speed at the time of film-forming of the
비교예 1-3Comparative Example 1-3
표 1에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 45㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 600㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1-1 except having carried out film formation to 600 nm with one sputter | spatter at 45 mm / min, and obtained the monolayer film.
비교예 1-4Comparative Example 1-4
표 1에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 271㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 100㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1-1 except having carried out film formation to 100 nm with one sputter | spatter at 271 mm / min, and obtained the monolayer film.
비교예 1-5Comparative Example 1-5
표 1에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 386㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 70㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1-1 except having carried out film formation to 70 nm with one sputter | spatter at 386 mm / min, and obtained the monolayer film.
실시예 1-1 내지 1-7, 비교예 1-1 내지 1-5에서 얻어진 시험 샘플에 대하여 X선 회절에 의하여 평가한 결과를 표 1, 도 10 내지 13에 나타낸다. 표 1에 있어서 「-」는, 미평가임을 나타낸다.Table 1 and Figs. 10 to 13 show the results of evaluation by X-ray diffraction of the test samples obtained in Examples 1-1 to 1-7 and Comparative Examples 1-1 to 1-5. In Table 1, "-" represents unevaluated.
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 배선막인 실시예 1-1 내지 1-4는, 통상의 단층 성막인 비교예 1-1, 비교예 1-3 및 비교예 1-4와 비교하여 Al(111) 피크 강도가 높았다. 또한 표 1에서 초기층의 막 두께가 200㎚ 초과인 비교예 1-2는, 실시예 1-1 내지 1-4와 비교하여 Al(111) 피크 강도가 낮았다.As shown in Table 1, Examples 1-1 to 1-4 which are the wiring films of this invention are Al compared with the comparative example 1-1, the comparative example 1-3, and the comparative example 1-4 which are normal single-layer film-forming. (111) peak intensity was high. In Table 1, Comparative Example 1-2, in which the film thickness of the initial layer was more than 200 nm, had a lower Al (111) peak intensity than Examples 1-1 to 1-4.
Al(111) 피크 강도는, Al(111)면으로 배향되어 있는 결정자의 양(체적)을 나타내고 있으며, Al(111) 피크 강도의 수치가 클수록 결정이 성장해 있어 결정자의 양이 크고, 방향이 정렬되어 있다는 것을 나타낸다. 따라서 본 발명의 배선막은, 비교예와 비교하여 결정의 배향성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.The Al (111) peak intensity represents the amount (volume) of crystallites oriented in the Al (111) plane, and the larger the numerical value of the Al (111) peak intensity is, the more the crystal grows and the more the crystallites are aligned. Indicates that it is Therefore, it turned out that the wiring film of this invention is excellent in the orientation of a crystal compared with a comparative example.
또한 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 배선막인 실시예 1-1 내지 1-5는, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상이어서, Al(111)면으로 고배향된 양질의 결정으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 배선막인 실시예 1-1 내지 1-5는, Al(111) 피크 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상이어서, Al(111)면에 대한 배향성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, Examples 1-1 to 1-5, which are the wiring films of the present invention, are Al (111) / Al (200) of 5.0 or more, so that the Al (111) plane has high quality. It can be seen that it consists of a crystal. Further, Examples 1-1 to 1-5, which are the wiring films of the present invention, have a ratio of Al (111) peak intensity and film thickness of two layers of 5.0 [count / nm] or more, so that the orientation of the Al (111) plane is increased. It was found that this is excellent.
도 10 및 도 12는, 초기층의 막 두께와, 얻어진 막의 X선 회절에 의한 Al(111) 피크 강도와, 진공 배기 후의 압력의 관계를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력(실시예 1-1, 비교예 1-2), 및 단층 성막 전에 있어서의 진공 배기 후의 압력(비교예 1-1)은 동등 정도임에도 불구하고, 실시예 1-1은 비교예 1-1 및 비교예 1-2와 비교하여 Al(111) 피크 강도가 현저히 높았다. 또한 표 1 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 초기층의 막 두께를 3 내지 200㎚ 이하로 함으로써, 장시간을 들여 진공조 내의 압력을 저하시키는 일 없이 결정의 배향성이 우수한 배선막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.10 and 12 are diagrams showing the relationship between the film thickness of the initial layer, the Al (111) peak intensity by X-ray diffraction of the obtained film, and the pressure after vacuum evacuation. As shown in FIG. 10, the pressure after vacuum evacuation (Example 1-1, Comparative Example 1-2) after the film formation of the initial layer and the pressure after vacuum evacuation (Comparative Example 1-1) before the single layer film formation were In spite of the equivalent degree, Example 1-1 had significantly higher Al (111) peak intensity than Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2. Moreover, as shown in Table 1 and FIG. 12, it can be seen that by setting the film thickness of the initial layer to 3 to 200 nm or less, a wiring film having excellent crystal orientation can be formed without reducing the pressure in the vacuum chamber for a long time. Could.
도 11은, 진공 배기 후의 압력과, 얻어진 막의 X선 회절에 의한 Al(111) 피크의 강도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1은 비교예 1-1 및 비교예 1-3과 비교하여 Al(111) 피크 강도가 현저히 높았다.Fig. 11 is a graph showing the relationship between the pressure after vacuum evacuation and the intensity of the Al (111) peak by X-ray diffraction of the obtained film. As shown in FIG. 11, Example 1-1 had significantly higher Al (111) peak intensity than Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-3.
도 13은, 비교예 1-1 및 실시예 1-1에서 얻어진 막에 대하여 Al(111) 결정면의 로킹 커브를 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 표 1 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 배선막인 실시예 1-1 내지 1-4, 실시예 1-7은, 비교예 1-1 내지 1-5와 비교하여 로킹 커브의 피크 간 거리가 작아, 결정의 배향성이 우수하여 결정축의 분산이 저감된 배향막임을 알 수 있었다.FIG. 13 is a diagram showing the results of measuring the rocking curve of the Al (111) crystal plane with respect to the films obtained in Comparative Examples 1-1 and Example 1-1. As shown in Table 1 and FIG. 13, Examples 1-1 to 1-4 and Example 1-7 which are the wiring films of this invention compare with the peak of a rocking curve compared with Comparative Examples 1-1 to 1-5. It was found that the distance was small, the alignment film was excellent in crystal orientation and the dispersion of crystal axes was reduced.
이들 결과로부터, 본 발명의 방법에 의하면, 장시간을 들여 진공조 내의 압력을 저하시키는 일 없이 결정의 배향성이 우수한 배선막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.From these results, it turned out that according to the method of this invention, the wiring film excellent in the orientation of a crystal can be formed, without reducing the pressure in a vacuum chamber for a long time.
[시험예 2] SEM에 의한 관찰Test Example 2 Observation by SEM
도 7의 (a) 및 (b), 도 8의 (a) 및 (b)는, 비교예 1-1 및 실시예 1-1에서 얻어진 막을 SEM에 의하여 관찰한 도면이다. 도 7의 (a) 및 (b)는 단면도(SEM 조건: 2.0㎸, 22,000배)이며, 도 7의 (b)는, 도 7의 (a)에 있어서의 실시예 1-1의 확대도(SEM 조건: 2.0㎸, 100,000배)이다. 또한 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 각각, 비교예 1-1 및 실시예 1-1에서 얻어진 막의 표면을 SEM에 의하여 관찰한 도면(관찰 조건: 5.0㎸, 100,000배)이다. 도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 비교예 1-1은 연속적으로 막이 성장해 있는 한편, 실시예 1-1은 초기층과 2층째의 경계가 명확히 존재하고 있어서 불연속으로 되어 있다. 이와 같이 막 단면을 SEM에 의하여 관찰함으로써, 본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 배선막이라는 증명이 가능하다. 제1 양태 및 제2 양태의 배선막이라는 증명으로서 SEM 관찰을 예시하였지만, 증명은 이에 한정되는 것은 아니다.7A and 7B, and FIGS. 8A and 8B are diagrams in which the films obtained in Comparative Examples 1-1 and 1-1 are observed by SEM. 7A and 7B are sectional views (SEM conditions: 2.0 kPa, 22,000 times), and FIG. 7B is an enlarged view of Example 1-1 in FIG. SEM conditions: 2.0 kPa, 100,000 times). 8 (a) and 8 (b) are diagrams of SEM observation of the surfaces of the films obtained in Comparative Examples 1-1 and 1-1, respectively (observation conditions: 5.0 kPa, 100,000 times). . As shown in Figs. 7A and 7B, in Comparative Example 1-1, the film was continuously grown, while in Example 1-1, the boundary between the initial layer and the second layer was clearly present and thus discontinuous. have. Thus, by observing a film cross section by SEM, it can prove that it is a wiring film of the 1st aspect and 2nd aspect of this invention. Although SEM observation was illustrated as proof of the wiring film of a 1st aspect and a 2nd aspect, a proof is not limited to this.
도 7의 (a) 및 (b), 도 8의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 실시예 1-1은, 비교예 1-1과 비교하여 전체적으로 큰 입경의 결정의 비율이 많아져 있고, 또한 입경의 변동도 작게 되어 있는 경향을 나타내었다. 게다가 표면의 조도도 저하되어 있었다.As shown in (a) and (b) of FIG. 7 and (a) and (b) of FIG. 8, the ratio of crystals having a large particle size as a whole is greater in Example 1-1 than in Comparative Example 1-1. There was a tendency to increase, and also the variation of the particle diameter was small. Moreover, the surface roughness also fell.
[시험예 3] XPS에 의한 해석Test Example 3 Analysis by XPS
도 9의 (a) 및 (b)는, 각각 비교예 1-5 및 실시예 1-7에서 얻어진 막을 XPS에 의하여 Al막 표면으로부터 유리측을 향하여 깊이 방향 분석한 결과를 나타낸 도면이다. 또한 표 2에, 이 데이터로부터 판독한, 표면으로부터의 깊이에 대한 O, Al의 조성을 나타낸다.9 (a) and 9 (b) show the results of depth direction analysis of the films obtained in Comparative Examples 1-5 and Example 1-7 from the Al film surface toward the glass side by XPS. Table 2 also shows the compositions of O and Al with respect to the depth from the surface read from this data.
비교예 1-5는, 깊이 약 0 내지 10㎚는 표면의 공기 산화층이 존재하는 영역이고, 깊이 약 10 내지 60㎚는 단층 Al막이 존재하는 영역이고, 깊이 약 60 내지 80㎚에 걸쳐서는 단층 Al막과 유리가 존재하는 영역이다. 깊이 약 60 내지 80㎚의 영역에서는 산소 원자량은 증대되어 있다. 깊이 약 50㎚ 부근에 있어서 산소 원자량은 0 atomic%로 되어 있다. 실시예 1-7에서는, 깊이 약 0 내지 10㎚는 마찬가지로 표면의 공기 산화층이 존재하는 영역이고, 깊이 약 10 내지 40㎚는 2층째의 Al막이 존재하는 영역이고, 깊이 약 40 내지 60㎚는 2층째의 Al막과 초기층이 존재하는 영역이고, 깊이 약 60 내지 80㎚는 초기층과 유리가 존재하는 영역이다. 실시예 1-7에 있어서, 깊이 약 40 내지 60㎚의 산소 원자량이 증대되어 있음을 알 수 있으며, 깊이 약 50㎚ 부근에 있어서 산소 원자량은 극대를 나타내어 5 atomic%로 되어 있다. 이때, 층간 산소 원자 함유 비율은 12.5이고 초기층 산소 원자 함유 비율은 0.053이다.In Comparative Example 1-5, a depth of about 0 to 10 nm is a region in which an air oxide layer on the surface exists, and a depth of about 10 to 60 nm is a region in which a single layer Al film exists, and a single layer Al over a depth of about 60 to 80 nm. It is the area where film and glass exist. In the region of about 60 to 80 nm in depth, the amount of oxygen atoms is increased. At a depth of about 50 nm, the amount of oxygen atoms is 0 atomic%. In Example 1-7, the depth of about 0-10 nm is the area | region where the surface air oxide layer exists similarly, the depth of about 10-40 nm is the area | region where the 2nd Al film exists, and the depth of about 40-60 nm is 2 It is a region where the Al film and the initial layer of the layer exist, and a depth of about 60 to 80 nm is a region where the initial layer and glass exist. In Example 1-7, it turns out that the amount of oxygen atoms of about 40-60 nm in depth is increasing, and the oxygen atom amount shows the maximum in the vicinity of about 50 nm, and is 5 atomic%. At this time, the interlayer oxygen atom content ratio is 12.5 and the initial layer oxygen atom content ratio is 0.053.
이와 같이 실시예 1-7의 초기층의 산소 원자량은 비교예 1-5와 비교하여 크다는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는, 실시예 1-7이, 기판에 부착된 수분과 반응하면서, 또한/또는 스퍼터에 의하여 수분을 튀어나오게 하면서 초기층이 성막되므로, 유리 표면 수분이 튀어나온 후에 성막하는 2층째보다도 수분 보유분이 많을 것으로 추정하고 있다.As described above, it was found that the amount of oxygen atoms in the initial layer of Example 1-7 was larger than that of Comparative Example 1-5. This result is that Example 1-7 reacts with the moisture adhering to the substrate, and / or the initial layer is formed while the water is sputtered out by the sputter, so that the film is formed after the glass surface moisture is splashed out. It is estimated that there is a lot of water retention.
[시험예 4] X선 회절에 의한 해석Test Example 4 Analysis by X-ray Diffraction
실시예 2-1Example 2-1
실시예 2-1에서는, 제1 예의 스퍼터링 장치(1)로서, 진공조를 갖는 세로형 인라인 방식 스퍼터 장치(시마즈 세이사쿠쇼 제조)를 사용하여 배선막을 제작하였다. 표 2에 나타내는 조건으로, 스퍼터링 타깃(11)으로서, 몰리브덴(순도: 4N, 반송 방향 폭: 127㎜, 반송 직교 방향 폭: 559㎜)을 포함하는 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 배선막(24)을 얻었다.In Example 2-1, as a
비교예 2-1Comparative Example 2-1
표 2에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 101㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 막 두께 300㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 2-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 2, it carried out similarly to Example 2-1 except having formed into a film thickness of 300 nm with one sputter | spatter at the conveyance speed of 101 mm / min, and obtained the monolayer film.
얻어진 시험 샘플에 대하여 X선 회절에 의하여 평가한 결과를 표 2에 나타낸다. Mo막의 2θ 스캔 범위는, 다음에 나타낸 바와 같이 결정의 각 (hkl)면으로부터의 회절선 위치를 커버하는 범위에서 측정하였다.Table 2 shows the results of evaluation of the obtained test samples by X-ray diffraction. The 2θ scan range of the Mo film was measured in a range covering the diffraction line position from each (hkl) plane of the crystal as shown below.
Mo(110): 39.0 내지 41.0°, Mo(211): 73.0 내지 75.0°Mo (110): 39.0 to 41.0 °, Mo (211): 73.0 to 75.0 °
표 3에 나타낸 바와 같이, 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력(실시예 2-1), 및 단층 성막 전에 있어서의 진공 배기 후의 압력(비교예 2-1)은 동등 정도임에도 불구하고, 실시예 2-1은 비교예 2-1과 비교하여 Mo(110) 피크 강도, Mo(110)/Mo(211)이 현저히 높았다. 따라서 본 발명의 방법에 의하면, 장시간을 들여 진공조 내의 압력을 저하시키는 일 없이 결정의 배향성이 우수한 배선막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.As shown in Table 3, although the pressure after vacuum evacuation (Example 2-1) after film-forming of an initial layer, and the pressure after vacuum evacuation (Comparative Example 2-1) before single-layer film deposition are about the same, In Example 2-1, Mo (110) peak intensity and Mo (110) / Mo (211) were significantly higher than those of Comparative Example 2-1. Therefore, according to the method of this invention, it turned out that the wiring film excellent in the orientation of a crystal can be formed, without reducing the pressure in a vacuum chamber for a long time.
[시험예 5] X선 회절에 의한 해석Test Example 5 Analysis by X-ray Diffraction
실시예 3-1Example 3-1
실시예 3-1에서는, 제1 예의 스퍼터링 장치(1)로서, 진공조를 갖는 세로형 인라인 방식 스퍼터 장치(시마즈 세이사쿠쇼 제조)를 사용하여 배선막을 제작하였다. 표 3에 나타내는 조건으로, 스퍼터링 타깃(11)으로서, 티타늄(순도: 4N, 반송 방향 폭: 127㎜, 반송 직교 방향 폭: 559㎜)을 포함하는 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 배선막(24)을 얻었다.In Example 3-1, the wiring film was produced as the
비교예 3-1Comparative Example 3-1
표 3에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 73㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 막 두께 300㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 3-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 3, it carried out similarly to Example 3-1 except having formed into a film thickness of 300 nm with one sputter | spatter at a conveyance speed of 73 mm / min, and obtained the monolayer film.
얻어진 시험 샘플에 대하여 X선 회절에 의하여 평가한 결과를 표 4에 나타낸다. Ti막의 2θ 스캔 범위는, 다음에 나타낸 바와 결정의 각 (hkl)면으로부터의 회절선 위치를 커버하는 범위에서 측정하였다.Table 4 shows the results of evaluation of the obtained test samples by X-ray diffraction. The 2θ scan range of the Ti film was measured in the range covering the diffraction line position from each (hkl) plane of the crystal as shown below.
Ti(002): 37.0 내지 39.0°, Ti(004): 81.5 내지 83.5°Ti (002): 37.0 to 39.0 °, Ti (004): 81.5 to 83.5 °
표 4에 나타낸 바와 같이, 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력(실시예 3-1), 및 단층 성막 전에 있어서의 진공 배기 후의 압력(비교예 3-1)은 동등 정도임에도 불구하고, 실시예 3-1은 비교예 3-1과 비교하여 Ti(002) 피크 강도 및 Ti(002)/Ti(004)가 현저히 높았다. 따라서 본 발명의 방법에 의하면, 장시간을 들여 진공조 내의 압력을 저하시키는 일 없이 결정의 배향성이 우수한 배선막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.As shown in Table 4, although the pressure after vacuum evacuation (Example 3-1) after the film-forming of an initial layer, and the pressure after vacuum evacuation (Comparative Example 3-1) before a single-layer film deposition are about the same, In Example 3-1, the Ti (002) peak intensity and Ti (002) / Ti (004) were significantly higher than those of Comparative Example 3-1. Therefore, according to the method of this invention, it turned out that the wiring film excellent in the orientation of a crystal can be formed, without reducing the pressure in a vacuum chamber for a long time.
[시험예 6] X선 회절에 의한 해석Test Example 6 Analysis by X-ray Diffraction
실시예 4-1Example 4-1
실시예 4-1에서는, 표 5에 나타내는 조건으로, 인라인 방식 스퍼터 장치(니치마 세이키 제조)를 사용하고, 스퍼터링 타깃(11)으로서, 구리(순도: 4N, 반송 방향 폭: 70㎜, 반송 직교 방향 폭: 200㎜)를 포함하는 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 배선막(24)을 얻었다.In Example 4-1, copper (purity: 4N, conveyance direction width: 70 mm, conveyance) is used as the
비교예 4-1Comparative Example 4-1
표 5에 나타내는 조건으로, 반송 속도를 66㎜/min으로 하여 1회의 스퍼터로 막 두께 300㎚까지 성막한 것 이외에는 실시예 4-1과 마찬가지로 행하여, 단층막을 얻었다.On the conditions shown in Table 5, it carried out similarly to Example 4-1 except having formed into a film thickness of 300 nm with one sputter | spatter at the conveyance speed of 66 mm / min, and obtained the monolayer film.
얻어진 시험 샘플에 대하여 X선 회절에 의하여 평가한 결과를 표 5에 나타낸다.Table 5 shows the results of evaluation of the obtained test samples by X-ray diffraction.
표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 배선막인 실시예 4-1은, 비교예 4-1과 비교하여 Cu(111)/Cu(200)의 값이 높아 결정의 배향성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 5, Example 4-1, which is the wiring film of the present invention, has a higher value of Cu (111) / Cu (200) than Comparative Example 4-1, indicating that crystal orientation is excellent. there was.
본 발명을 상세하게, 또한 특정 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어 명백하다.Although this invention was detailed also demonstrated with reference to the specific embodiment, it is clear for those skilled in the art that various changes and correction can be added without deviating from the mind and range of this invention.
본 출원은, 2018년 4월 11일에 출원된 일본 특허 출원 제2018-076267호 및 2019년 4월 8일 출원된 일본 특허 출원 제2019-073658호에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.This application is based on Japanese Patent Application No. 2018-076267 for which it applied on April 11, 2018, and Japanese Patent Application No. 2019-073658 for which it applied on April 8, 2019, The content is referred here as a reference. It is used.
Claims (40)
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 초기층과,
상기 초기층 상에 성막된 금속 원소로 구성되는 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물을 포함하는 2층째 이후의 층을 포함하고, 상기 초기층과 2층째 사이에 계면을 갖는 것을 특징으로 하는, 배선막.It is a wiring film of a multilayer structure provided on a board | substrate,
An initial layer comprising a metal or an alloy composed of a metal element having a film thickness of 3 to 200 nm, or a compound thereof formed on the substrate;
A wiring film comprising a second or later layer comprising a metal or an alloy composed of a metal element formed on the initial layer or a compound thereof, and having an interface between the initial layer and the second layer.
상기 초기층 및 상기 2층째 이후의 층의 주성분이 동종의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 배선막The method of claim 1,
The main film | membrane of the said initial layer and the layer after the 2nd layer consists of a metal or alloy of the same kind, or its compound, The wiring film characterized by the above-mentioned.
상기 초기층이 산소 원자 함유층인 것을 특징으로 하는, 배선막.The method according to claim 1 or 2,
The wiring film, wherein the initial layer is an oxygen atom-containing layer.
층간 산소 원자 함유 비율이 2 이상인 것을 특징으로 하는, 배선막.The method of claim 3,
The interlayer oxygen atom content rate is two or more, The wiring film characterized by the above-mentioned.
초기층 산소 원자 함유 비율이 0.02 내지 1.5인 것을 특징으로 하는, 배선막.The method of claim 4, wherein
The initial layer oxygen atom content rate is 0.02-1.5, The wiring film characterized by the above-mentioned.
상기 금속 원소가, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 5,
The metal element is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd And In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru and Bi, at least one selected from the group consisting of a wiring film.
상기 기판 상에 성막된 막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층과,
상기 초기층의 성막 후에 진공 배기한 후에 상기 초기층 상에 성막된 2층째 이후의 층을 포함하는, 배선막.It is a wiring film of the multilayered structure containing a metal element provided on the board | substrate by sputtering in a vacuum atmosphere,
An initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm deposited on the substrate;
And a second layer or later layer formed on the initial layer after evacuating after the deposition of the initial layer.
상기 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력이 1.0×10-3㎩ 이하인, 배선막.The method of claim 7, wherein
The wiring film whose pressure after vacuum evacuation after the film formation of the said initial layer is 1.0x10 <-3> Pa or less.
Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는, 배선막.The method according to claim 7 or 8,
Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, A wiring film composed of a metal or an alloy of at least one metal element selected from the group consisting of Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi, or a compound thereof.
X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 5.0 이상인, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 9,
The wiring film whose ratio of the largest 1st diffraction peak and the next largest 2nd diffraction peak and the 1st diffraction peak / 2nd diffraction peak among the diffraction peaks resulting from the specific crystal surface obtained by X-ray diffraction is 5.0 or more.
막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 2.3 이상인, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 9,
The ratio of the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak, the first diffraction peak / second diffraction, among the diffraction peaks due to a specific crystal plane obtained by X-ray diffraction with a film thickness of 200 nm or less The wiring film whose peak is 2.3 or more.
X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 큰, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 11,
Among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the ratio of the largest first diffraction peak to the next largest second diffraction peak, the first diffraction peak / second diffraction peak, is obtained by sputtering the substrate. A wiring film which is at least 5% larger than a wiring film made of the same film thickness formed on the film and a single layer having the same composition as the initial layer.
Al 또는 Cu를 주성분으로 하는, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 12,
A wiring film containing Al or Cu as a main component.
Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상인, 배선막.The method of claim 13,
Al (111) / Al (200) is a wiring film mainly composed of Al, and the ratio of diffraction peaks attributable to the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks attributable to the Al (200) crystal plane A wiring film which is 5.0 or more.
Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 2.3 이상인, 배선막.The method of claim 13,
A wiring film containing Al as a main component, the film thickness being 200 nm or less, and the ratio of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and the diffraction peak resulting from the Al (200) crystal plane, Al (111). ) / Al (200) is a wiring film of 2.3 or more.
Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 배선막.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 13,
A wiring film having Al as a main component and having a half width (2θ) of a diffraction peak resulting from an Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured according to the following conditions, which is 0.38 ° or less.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
Al을 주성분으로 하는 배선막이며, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치에서 로킹 커브를 측정하였을 때의 피크 간 거리가 15° 이하인, 배선막.The method of claim 13,
A wiring film having Al as a main component, wherein the distance between peaks when the rocking curve is measured at the position of the diffraction peak due to the Al (111) crystal plane is 15 ° or less.
Al을 주성분으로 하는 2층 구조의 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상인, 배선막.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 13,
A wiring film having a two-layer structure containing Al as a main component, and the ratio of the intensity of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured under the following conditions to the film thickness of the two layers is 5.0 [count / Nm] or more.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
Al을 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 배선막.The method of claim 13,
The same film thickness and the initial layer in which a half width (2θ) of a diffraction peak resulting from an Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is a wiring film mainly composed of Al, formed on the substrate by sputtering. A wiring film, which is at least 5% smaller than a wiring film composed of a single layer having the same composition as the composition.
Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Cu(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상인, 배선막.The method of claim 13,
Cu (111) / Cu (200) is a wiring film mainly composed of Cu, and the ratio of diffraction peaks due to the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to the Cu (200) crystal plane A wiring film which is 5.0 or more.
Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 배선막.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 13,
The wiring film which has Cu as a main component, and whose half value width (2theta) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal surface obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 degrees or less.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
Cu를 주성분으로 하는 배선막이며, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 배선막.The method of claim 13,
The same film thickness and the initial layer in which the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is a wiring film containing Cu as a main component, and is formed on the substrate by sputtering. A wiring film, which is at least 5% smaller than a wiring film composed of a single layer having the same composition as the composition.
상기 기판이 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 또는 금속 기판인, 배선막.The method according to any one of claims 1 to 22,
A wiring film, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate, a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate.
막 두께가 3 내지 200㎚인 초기층을 상기 기판 상에 성막 후, 진공 배기하는 공정, 및
2층째 이후의 층을 상기 초기층 상에 성막하는 공정을 포함하는, 방법.It is a method of forming the wiring film of the multilayered structure containing a metal element by sputtering in a vacuum atmosphere,
Vacuum-exhaust after depositing an initial layer having a film thickness of 3 to 200 nm on the substrate, and
And depositing a layer after the second layer on the initial layer.
상기 초기층의 성막 후에 있어서의 진공 배기 후의 압력이 1.0×10-3㎩ 이하인, 방법.The method of claim 24,
The pressure after vacuum evacuation after film formation of the said initial layer is 1.0 * 10 <-3> Pa or less.
상기 배선막이, Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru 및 Bi로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 원소의 금속 혹은 합금, 또는 그의 화합물로 구성되는, 방법.The method of claim 24 or 25,
The wiring film is Al, Cu, Ti, Mo, C, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, A method comprising a metal or an alloy of at least one metal element selected from the group consisting of In, Sn, Sb, Te, Ta, W, Ir, Pt, Au, Pb, Ru, and Bi, or a compound thereof.
상기 배선막이, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 5.0 이상인, 방법.The method according to any one of claims 24 to 26,
The wiring film has a ratio between the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak and the first diffraction peak / second diffraction peak among the diffraction peaks due to the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, being 5.0 or more. , Way.
상기 배선막이, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가 2.3 이상인, 방법.The method according to any one of claims 24 to 26,
The wiring film has a film thickness of 200 nm or less, and among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the ratio of the largest first diffraction peak to the next largest second diffraction peak, the first diffraction peak / Second diffraction peak is at least 2.3.
상기 배선막이, X선 회절에 의하여 얻어지는 특정 결정면에 기인하는 회절 피크 중, 최대로 되는 제1 회절 피크와 그 다음으로 큰 제2 회절 피크의 비, 제1 회절 피크/제2 회절 피크가, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 큰, 방법.The method according to any one of claims 24 to 28,
Among the diffraction peaks resulting from the specific crystal plane obtained by X-ray diffraction, the wiring film is sputtered by a ratio between the largest first diffraction peak and the next largest second diffraction peak and the first diffraction peak / second diffraction peak. And at least 5% larger than a wiring film composed of the same film thickness deposited on the substrate and a single layer having the same composition as the initial layer.
상기 배선막이 Al 또는 Cu를 주성분으로 하는, 방법.The method according to any one of claims 24 to 29, wherein
The said wiring film has Al or Cu as a main component.
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 5.0 이상인, 방법.The method of claim 30,
The wiring film is a wiring film mainly composed of Al, and is a ratio of diffraction peaks due to the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to the Al (200) crystal plane, and Al (111) / Al. The method, wherein 200 is 5.0 or more.
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 막 두께가 200㎚ 이하이고, X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Al(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Al(111)/Al(200)이 2.3 이상인, 방법.The method of claim 30,
The wiring film is a wiring film mainly composed of Al, has a film thickness of 200 nm or less, and a ratio of diffraction peaks due to the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and diffraction peaks due to the Al (200) crystal plane. , Al (111) / Al (200) is 2.3 or more.
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 방법.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 30,
The said wiring film is a wiring film which has Al as a main component, and the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 degrees or less.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 위치에서 로킹 커브를 측정하였을 때의 피크 간 거리가 15° 이하인, 방법.The method of claim 30,
The said wiring film is a wiring film which has Al as a main component, and the distance between peaks when the rocking curve is measured at the position of the diffraction peak resulting from Al (111) crystal plane is 15 degrees or less.
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 2층 구조의 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 강도와 2층의 막 두께의 비가 5.0[count/㎚] 이상인, 방법.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 30,
The wiring film is a wiring film having a two-layer structure containing Al as a main component, and the ratio of the intensity of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions to the film thickness of the two layers. The method of 5.0 [count / nm] or more.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
상기 배선막이, Al을 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Al(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 방법.The method of claim 30,
The wiring film is a wiring film mainly composed of Al, and has the same film thickness formed on the substrate by sputtering at a half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Al (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction. And at least 5% smaller than a wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크와 Cu(200) 결정면에 기인하는 회절 피크의 비, Cu(111)/Cu(200)이 5.0 이상인, 방법.The method of claim 30,
The wiring film is a wiring film containing Cu as a main component, and the ratio of the diffraction peak due to the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction and the diffraction peak due to the Cu (200) crystal plane, Cu (111) / Cu The method, wherein 200 is 5.0 or more.
상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 하기 조건에 따라 측정한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이 0.38° 이하인, 방법.
장치: 리가쿠사 제조의 Ultima Ⅲ
광학계: 평행 빔 광학계(PB)[박막(일반)]
X선원: Cu-Kα선(Kβ 필터 불사용)
관 전압: 40㎸
관 전류: 40㎃
샘플링 스텝: 0.02°/step
스캔 속도: 1°/minThe method of claim 30,
The said wiring film is a wiring film which has Cu as a main component, and the half value width (2 (theta)) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction measured by the following conditions is 0.38 degrees or less.
Equipment: Ultima III manufactured by Rigaku Corporation
Optical System: Parallel Beam Optical System (PB) [Thin Film (General)]
X-ray source: Cu-Kα ray (Kβ filter not used)
Tube voltage: 40㎸
Tube current: 40mA
Sampling Steps: 0.02 ° / step
Scan Speed: 1 ° / min
상기 배선막이, Cu를 주성분으로 하는 배선막이고, 또한 X선 회절에 의하여 얻어지는 Cu(111) 결정면에 기인하는 회절 피크의 반값 폭(2θ)이, 스퍼터링에 의하여 상기 기판 상에 성막된 동일한 막 두께 및 상기 초기층과 동일한 조성인 단층으로 이루어지는 배선막과 비교하여 5% 이상 작은, 방법.The method of claim 30,
The wiring film is a wiring film containing Cu as a main component, and the same film thickness in which the half width (2θ) of the diffraction peak resulting from the Cu (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction is formed on the substrate by sputtering. And at least 5% smaller than a wiring film composed of a single layer having the same composition as the initial layer.
상기 기판이 유리 기판, 실리콘 기판, 석영 기판, 수지 기판, 세라믹스 기판, 또는 금속 기판인, 방법.The method according to any one of claims 24 to 39, wherein
And said substrate is a glass substrate, a silicon substrate, a quartz substrate, a resin substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate.
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