TWI576443B - Copper alloy film, copper laminated film, wiring electrode, input device and touch panel sensor - Google Patents

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Description

銅合金膜、銅積層膜、配線電極、輸入裝置及觸控面板感測器
本發明是有關於一種銅合金膜及銅積層膜。
先前，於液晶面板或有機電致發光（Electroluminescence，EL）面板等平板顯示器、或觸控面板的配線中使用氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）薄膜或鋁薄膜。伴隨所述面板的大型化或配線的微細化、即窄幅化，需要電阻比先前低的配線，而提出有使用包含純銅或銅基合金的膜的配線電極。但是，銅與氧的親和性高，因此因氧存在下的加熱或時間經過而被氧化，並導致變色或電阻的上昇。
作為所述使用銅的技術，於專利文獻1中提出有一種在使保護膜於銅配線膜的一面或兩面上成膜時使用的濺鍍靶材。具體揭示了濺鍍靶材包含8.0質量%以上、11.0質量%以下的鋁，3.0質量%以上、5.0質量%以下的鐵，0.5質量%以上、2.0質量%以下的鎳，0.5質量%以上、2.0質量%以下的錳，剩餘部分包含銅與不可避免的雜質。另外，於所述專利文獻1中揭示了藉由所述濺鍍靶材而成膜的膜成為抑制於溫度60℃、相對濕度90%下暴露250小時的耐候試驗時的變色的保護膜。
於專利文獻2中，作為銅合金濺鍍靶材，提出有如下的銅合金濺鍍靶材，其特徵在於：包含20.0質量%～40.0質量%的鎳，並合計添加有1.0質量%～10.0質量%的鉻、鈦、釩、鋁、鉭、鈷、鋯、鈮、鉬的任一種或該些的兩種以上的元素，且剩餘部分為銅與不可避免的雜質。另外，揭示了使用該銅合金濺鍍靶材所形成的金屬薄膜與銅等相比，耐氧化性及耐蝕性優異，可用作配線材料、及配線材料的保護膜。
本申請案申請人亦於專利文獻3中提出有一種配線結構，其於使用氧化物半導體層的顯示裝置中，在形成保護膜時的使用N2 O等含有氧原子的氣體的電漿處理中，可有效地防止銅配線的氧化。即，提出有如下的配線結構：於基板上，自基板側起依次具備薄膜電晶體的半導體層、用於電極的銅合金膜、及保護膜，所述半導體層包含氧化物半導體，所述銅合金膜具有自基板側起依次包含第一層（X）與第二層（Z）的積層結構，尤其所述第二層（Z）包含合計含有2原子%～20原子%的選自由鋅、鎳、鈦、鋁、鎂、鈣、鎢、鈮、稀土類元素、鍺、及錳所組成的群組中的至少一種Z群元素的銅-Z合金。
於專利文獻4中提出有一種耐氧化性優異的觸控面板感測器用銅合金配線膜，其特徵在於：於透明導電膜、及與所述透明導電膜連接的觸控面板感測器用的配線膜中，所述配線膜具有如下的積層結構，該積層結構包含合計含有0.1原子%～40原子%的選自由鎳、鋅、及錳所組成的群組中的合金元素的至少一種的銅合金（第1層），及含有純銅或以銅為主成分且電阻率比所述第1層低的銅合金的第2層，所述第2層與所述透明導電膜連接。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-156621號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-133489號公報 [專利文獻3]日本專利特開2012-243779號公報 [專利文獻4]日本專利特開2013-120411號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，當將銅系膜圖案化成配線等的次微米尺寸時，通常利用濕式蝕刻法進行加工。例如，於觸控面板感測器的邊框配線處的濕式蝕刻加工中，利用含有氯化鐵的蝕刻液，含有過硫酸銨的蝕刻液，含有過氧化氫的蝕刻液，或者包含磷酸或乙酸、硝酸等的混酸系蝕刻液等。但是，迄今為止所提出的材料存在無法藉由使用所述蝕刻液的濕式蝕刻加工而獲得良好的配線形狀等問題。尤其，所述專利文獻4的表1的No.7中所示的銅-40原子%鎳薄膜或No.29中所示的銅-20原子%鎳-20原子%錳薄膜因鎳添加量多，故具有耐氧化性，但並未增加利用濕式蝕刻法的加工性，而無法進行微細加工。
本發明是鑒於所述課題而完成者，其目的在於提出一種顯示出低電阻，並且耐氧化性優異，且可藉由濕式蝕刻法來良好地進行配線加工的銅合金膜、包含該銅合金膜的銅積層膜、及具有該銅積層膜的積層體、以及所述銅合金膜形成用的濺鍍靶材。以下，有時將可藉由濕式蝕刻法來良好地進行配線加工稱為「濕式蝕刻加工性優異」。 [解決課題之手段]
可解決所述課題的本發明的銅合金膜的特徵在於：包含3.0原子%以上、19.0原子%以下的鎳，並且包含選自由鋁、鋅、錳及錫所組成的群組中的一種X元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質，且所述X元素的含量為根據下述式（1）所求出的x原子%以上，且當所述X元素為鋅或錳時，鎳與X元素的合計量為20.0原子%以上，當所述X元素為鋁或錫時，鎳與X元素的合計量為16.0原子%以上。以下，有時將所述銅合金膜稱為「銅-鎳-X膜」，將後述的第1層中的包含銅基合金的膜稱為「銅基合金膜」。   x=1.96×鎳+1.64···（1）   所述式（1）中，鎳表示銅合金膜中的以原子%計的鎳含量。
可解決所述課題的本發明的銅積層膜的特徵在於包含：作為第1層的包含純銅或銅基合金的膜、及作為第2層的所述銅-鎳-X膜。
於本發明的較佳的實施形態中，所述第2層的膜厚為10 nm以上、200 nm以下。
於本發明的較佳的實施形態中，所述第1層中的銅基合金包含選自由鈦、錳、鐵、鈷、鎳、鍺、及鋅所組成的群組中的至少一種Z元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質。
於本發明中，亦可包含在基板上具有所述銅積層膜的積層體。另外，於本發明中亦可包含使用所述銅積層膜或所述積層體的配線電極或輸入裝置、觸控面板感測器。進而，於本發明中亦可包含用以使所述銅-鎳-X膜成膜的銅合金濺鍍靶材。 [發明的效果]
根據本發明，可提供一種電阻低，並且耐氧化性與濕式蝕刻加工性優異的銅-鎳-X膜；包含該銅-鎳-X膜作為例如耐氧化保護膜的耐氧化性與濕式蝕刻加工性優異的銅積層膜；具有該銅積層膜的積層體；使用該積層體的配線電極等。
本發明者等人為了解決所述課題而反覆努力研究。為了獲得以顯示出低電阻的銅為基礎，耐氧化性優異，並且濕式蝕刻加工性亦優異的銅合金膜，尤其對合金元素進行了努力研究。
其結果，發現若製成包含3.0原子%以上、19.0原子%以下的鎳，並且於後述的範圍內包含選自由鋁、鋅、錳及錫所組成的群組中的一種X元素的銅-鎳-X膜，則可同時達成低電阻、優異的耐氧化性、及優異的濕式蝕刻加工性。
以下，對所述銅-鎳-X膜進行詳述。
首先自鎳進行說明。鎳於膜中進行擴散，且於表面稠化進而被氧化而形成氧化鎳，並鈍化，藉此保護銅-鎳-X膜的表面，並有助於耐氧化性的提昇。
若鎳含量低於3.0原子%，則即便於包含後述的X元素的情況下，亦無法充分地確保耐氧化性。因此，於本發明中，將鎳含量設為3.0原子%以上。以下，有時將鎳含量簡稱為鎳量。鎳量較佳為4原子%以上，更佳為5.0原子%以上，進而更佳為6.0原子%以上。另一方面，若鎳量超過19.0原子%，則於配線加工時難以進行蝕刻，而無法獲得良好的配線形狀。因此，將鎳量設為19.0原子%以下。鎳量較佳為12原子%以下，更佳為10原子%以下。
其次，對X元素進行說明。作為X元素的鋁、鋅、錳及錫於膜中進行擴散，且於表面稠化進而被氧化而形成氧化X，並鈍化，藉此保護銅-鎳-X膜的表面，並有助於耐氧化性的提昇。進而，與所述鎳相比，該些元素容易溶解於含有氯化鐵的蝕刻液等蝕刻液中，亦有助於濕式蝕刻加工性的提昇。
X元素之中，鋅與錫為蒸氣壓低的元素。因此，當藉由濺鍍法來形成銅-鎳-X膜時，與鋁或錳相比，容易產生組成偏差等。因此，就容易利用的觀點而言，作為X元素，較佳為使用鋁或錳。
為了充分地發揮所述X元素的效果，對應於鎳量而將X元素的含量的下限設為如下述般。即，將所述X元素的含量設為根據下述式（1）所求出的x原子%以上。   x=1.96×鎳+1.64···（1）   所述式（1）中，鎳表示銅-鎳-X膜中的以原子%計的鎳含量。
所述X元素的含量的上限並無特別限定。作為所述銅-鎳-X膜的較佳的製造方法，可列舉濺鍍法，就該濺鍍法中所使用的濺鍍靶材的製造容易性的觀點而言，較佳為將所述X元素的含量設為50原子%以下，更佳為40原子%以下，進而更佳為30原子%以下。
另外，尤其於X元素中的鋁的情況下，含量的上限較佳為50原子%以下。其原因在於：若鋁量超過50原子%，則於配線加工時容易產生源自氧化鋁的殘渣，即濕式蝕刻加工性容易下降。所述鋁含量的上限更佳為40原子%以下，進而更佳為30原子%以下。
於本發明中，進而亦對應於X元素的種類來規定鎳與X元素的合計量的下限值。當所述X元素為鋅或錳時，就抑制熱處理前後的反射率變化量或濕式蝕刻法中配線加工時的簷寬（eaves width）的增加，確保優異的耐氧化性或濕式蝕刻加工性的觀點而言，將鎳與X元素的合計量設為20.0原子%以上。該合計量較佳為25.0原子%以上。另一方面，就用於形成薄膜的濺鍍靶材的製造容易性的觀點而言，所述合計量較佳為40.0原子%以下。
另外，當所述X元素為鋁或錫時，就抑制熱處理前後的反射率變化量或濕式蝕刻法中配線加工時的簷寬的增加，確保優異的耐氧化性或濕式蝕刻加工性的觀點而言，將鎳與X元素的合計量設為16.0原子%以上。該合計量較佳為20.0原子%以上，更佳為25.0原子%以上。另一方面，就用於形成薄膜的濺鍍靶材的製造容易性的觀點而言，所述合計量較佳為45.0原子%以下，更佳為43.0原子%以下，進而更佳為40.0原子%以下。
所述銅-鎳-X膜包含3.0原子%以上、19.0原子%以下的鎳，並且以如所述般對應於鎳量的下限值以上、且與鎳的合計量變成所述範圍的方式包含選自由鋁、鋅、錳及錫所組成的群組中的一種X元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質。
所述銅-鎳-X膜的膜厚並無特別限定。例如可設為10 nm以上、200 nm以下。當形成包含所述銅-鎳-X膜的銅積層膜時，推薦將該銅-鎳-X膜的膜厚設為如後述般。
於本發明中，亦包含使作為第1層的包含純銅或銅基合金的膜、與作為第2層的所述銅-鎳-X膜積層而成的銅積層膜。於該銅積層膜中，可列舉形成第1層作為導電層，形成第2層的銅-鎳-X膜作為第1層的耐氧化保護膜。
以下，對所述銅積層膜進行詳述。
使用包含純銅或銅基合金的膜作為第1層。以下，有時將該「包含純銅或銅基合金的膜」稱為「銅系膜」。當形成第1層作為導電層時，該第1層較佳為電阻率為10 μΩ·cm以下的銅系膜，更佳為5 μΩ·cm以下。作為第1層的銅基合金膜，可列舉包含選自由鈦、錳、鐵、鈷、鎳、鍺、及鋅所組成的群組中的至少一種Z元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質的膜。藉由包含所述Z元素，有各種耐蝕性或與基板的密接性得到改善等效果。該些元素可單獨使用，亦可併用兩種以上。如後述的實施例所示般，本發明中所期望的耐氧化性或濕式蝕刻加工性可藉由形成規定的第2層來達成，並不取決於第1層的組成。例如可列舉於合計超過0原子%、且為2原子%以下的範圍內含有所述Z元素。
為了充分地確保耐氧化性，第2層的膜厚較佳為設為10 nm以上，更佳為30 nm以上。另一方面，若第2層的膜厚過厚，則雖然亦取決於第2層的成分組成，但濕式蝕刻時的蝕刻速率容易比第1層慢，其結果，加工形狀變成簷狀且難以獲得優異的濕式蝕刻加工性。因此，第2層的膜厚較佳為200 nm以下，更佳為100 nm以下。
就於成膜時獲得膜厚或成分均一的膜的觀點而言，第1層的膜厚較佳為設為20 nm以上，更佳為50 nm以上。另一方面，就確保生產性的觀點而言，第1層的膜厚較佳為500 nm以下，更佳為400 nm以下。
所述第1層與第2層的合計膜厚較佳為設為30 nm以上，更佳為50 nm以上。另外，所述合計膜厚較佳為設為600 nm以下，更佳為500 nm以下，進而更佳為400 nm以下。
於本發明中，亦可包含在基板上具有所述銅積層膜、即所述第1層與第2層的積層體。於該積層體中亦可包含密接層等其他層。以下，一面例示圖案一面說明該積層體的形態。
圖1是例示本發明的積層體的構成的概略剖面圖。於該圖1中，在基板3上設置有作為第1層1的包含純銅或銅基合金的膜，在其上表面設置有作為第2層2的銅-鎳-X膜，該第2層2保護所述第1層1。再者，作為所述基板3，可列舉：玻璃基板、膜基板、塑膠基板、石英基板、矽基板等。
圖2與圖3是表示所述圖1中所示的積層體的變形例的概略剖面圖。該圖2及圖3的基板3、第1層1及第2層2與所述圖1相同，均成為第2層2保護第1層1，即第2層2為最表面層的結構。
所述圖2表示在所述圖1中的基板3與第1層1之間具備密接層4的結構。所述密接層4只要是通常所使用者即可，例如可列舉：例如膜厚為5 nm～30 nm的鈦膜、鉬膜、鎳膜、鉻膜等。
所述圖3表示在所述圖1中的基板3與第1層1之間、及第1層1與第2層2之間具備密接層4的結構。該圖3中的密接層4亦只要是通常所使用者即可，例如可列舉：例如膜厚為5 nm～30 nm的鈦膜、鉬膜、鎳膜、鉻膜等。
所述銅-鎳-X膜較佳為藉由濺鍍法來進行成膜。若使用濺鍍法，則可使與濺鍍靶材的組成大致相同的銅-鎳-X膜成膜。作為濺鍍法，例如可採用直流（Direct Current，DC）濺鍍法、射頻（Radio Frequency，RF）濺鍍法、磁控濺鍍法、反應性濺鍍法等任一種濺鍍法，其形成條件只要適宜設定即可。
於所述濺鍍法中，例如於形成所述銅-鎳-X膜時，若使用包含含有規定量的所述鎳或X元素的銅合金、且組成與所期望的銅-鎳-X膜相同的銅合金濺鍍靶材作為所述靶材，則不會產生組成偏差，可形成所期望的成分·組成的銅-鎳-X膜，故較佳。或者，亦可使用組成不同的兩種以上的純金屬靶材或合金靶材，使該些同時放電來進行成膜。或者，亦可藉由將合金元素的金屬覆晶於純銅靶材上，而一面調整成分一面進行成膜。
當藉由濺鍍法來使銅-鎳-X膜成膜時，作為濺鍍條件的一例，可列舉以下的條件。 濺鍍條件 成膜方法：濺鍍法 成膜裝置：愛發科（ULVAC）公司製造的CS-200 基板溫度：室溫 成膜氣體：氬氣 氣壓：2 mTorr 濺鍍功率：10 W～500 W 真空到達度：1×10-6 Torr以下
本發明的銅合金濺鍍靶材的形狀對應於濺鍍裝置的形狀或結構而可列舉任意的形狀，例如可列舉方型板狀、圓形板狀、環形板狀等形狀。作為所述銅合金濺鍍靶材的製造方法，可列舉：可藉由溶解鋳造法或粉末燒結法來製造包含銅基合金的鑄錠而獲得所述銅合金濺鍍靶材的方法；或於製造包含銅基合金的預成型物，即獲得最終的細密體前的中間物後，藉由細密化機構來使該預成型物細密化而獲得所述銅合金濺鍍靶材的噴射成型法等。
所述銅-鎳-X膜以外的各層的成膜方法可適宜採用本發明的技術領域中通常所使用的方法。
具有所述銅-鎳-X膜的積層體可應用於配線電極或輸入裝置。輸入裝置包括如觸控面板等般於顯示裝置中具備輸入機構的輸入裝置、或如觸控板（touch pad）般的不具有顯示裝置的輸入裝置。本發明的銅-鎳-X膜尤其可較佳地用於觸控面板感測器。
本申請案主張基於2015年2月19日所申請的日本專利申請第2015-030823號及2015年11月16日所申請的日本專利申請第2015-224068號的優先權的利益。為了參考而將2015年2月19日所申請的日本專利申請第2015-030823號的說明書的所有內容及2015年11月16日所申請的日本專利申請第2015-224068號的說明書的所有內容引用於本申請案中。 [實施例]
以下，列舉實施例來更具體地說明本發明，但本發明並不因下述實施例而受到限制，當然亦可於能夠符合前·後述的主旨的範圍內適當地加以變更來實施，該些均包含於本發明的技術範圍內。即，於下述中使用含有氯化鐵的蝕刻液作為用於濕式蝕刻的蝕刻液，但並不限定於此，亦可使用含有過硫酸銨的蝕刻液，含有過氧化氫的蝕刻液，或者含有磷酸或硝酸、乙酸的混酸系蝕刻液。
（1）積層體樣品的製作 作為透明基板，準備直徑為4吋、板厚為0.7 mm的無鹼玻璃板，並藉由DC磁控濺鍍法來使下述的表2～表4中所示的第1層與第2層的銅積層膜於該無鹼玻璃板上成膜。詳細而言，於表2中，形成具備作為第1層的純銅膜、作為第2層的銅-鎳-X膜的銅積層膜。於表3中，形成作為第1層的各種銅基合金膜、作為第2層的包含鎳6.4原子%與鋁29.3原子%的銅-鎳-鋁膜。於表4中，形成作為第1層的純銅膜、作為第2層的包含鎳6.4原子%與鋁29.3原子%的銅-鎳-鋁膜，並使所述第1層與第2層的各膜厚變化。再者，為了測定第1層的電阻率，亦準備於所述無鹼玻璃板上僅形成有表1中所記載的銅系膜的樣品。
於成膜時，在成膜前將反應室內的環境暫時調整成到達真空度[真空到達度]：3×10-6 Torr後，於所述基板上以第1層、第2層的順序在下述濺鍍條件下進行濺鍍，而形成銅積層膜。作為濺鍍靶材，使用純銅濺鍍靶材，或者成分組成與各銅-鎳-X膜或者第1層的各銅基合金膜相同、且均為直徑4吋的圓盤型濺鍍靶材。使用具有所述銅積層膜的樣品進行下述的評價。
濺鍍條件 成膜方法：濺鍍法 成膜裝置：愛發科公司製造的CS-200 基板溫度：室溫 成膜氣體：氬氣 氣壓：2 mTorr 濺鍍功率：10 W～500 W 真空到達度：1×10-6 Torr以下
（2）第1層的電阻率的測定 如以下般測定銅積層膜中的第1層的電阻率。即，利用於無鹼玻璃板上僅形成有表1中所記載的銅系膜的樣品，並藉由四端子法來測定電阻率。將其結果示於表1中。於本實施例中，將電阻率為1.0×10-5 Ω·cm以下者設為合格，將電阻率超過1.0×10-5 Ω·cm者設為不合格。再者，於表1中，例如No.1的「3.0E-06」表示3.0×10-6 。以下，表2～表4的片電阻（sheet resistance）的值的表示亦同樣如此。
[表1]
如根據該表1而明確般，本實施例中用作第1層的包含純銅或銅基合金的膜的電阻率均為1.0×10-5 Ω·cm以下。
（3）熱處理前後的反射率變化量的測定 為了評價耐氧化性，使用具有所述銅積層膜的樣品，如以下般測定熱處理前後的反射率變化量。即，使用所述成膜之後不久的樣品，藉由日本分光公司製造的分光光度計：V-570來測定波長550 nm下的反射率，並作為熱處理前反射率。繼而，使用愛發科公司製造的紅外線燈加熱裝置：RTP-6，針對測定了所述熱處理前反射率的樣品，進行於大氣下以150℃加熱1小時的熱處理。使用該熱處理後的樣品，以與所述相同的方式測定波長550 nm下的反射率，並作為熱處理後反射率。
而且，將自所述熱處理前反射率減去所述熱處理後反射率所得的值作為「熱處理前後的反射率變化量」。將其結果示於表2～表4中。於本實施例中，將該熱處理前後的反射率變化量為15%以下者作為耐氧化性優異而設為合格，將所述反射率變化量超過15%者作為耐氧化性欠佳而設為不合格。
（4）濕式蝕刻加工時的簷寬或側蝕寬度的測定 為了評價濕式蝕刻加工性，針對具有所述銅積層膜的樣品，如下述所說明般藉由濕式蝕刻法來進行配線加工，並測定該配線加工後的簷狀等的蝕刻殘存物的寬度。
詳細而言，於本實施例中，使用以純水將含有氯化鐵的林純藥工業公司製造的Pureetch F108稀釋10倍而成的蝕刻液，對所述樣品進行蝕刻加工。繼而，針對進行了所述蝕刻加工的試樣，使用日立電力解決方案（Hitachi Power Solutions）公司製造的電子顯微鏡：S-4000進行其剖面形狀及平面形狀的觀察。而且，於剖面形狀中，將與第1層相比，第2層長長地殘留的部分判斷為「簷」，將與第1層相比，第2層變短的部分判斷為「側蝕」。另外，於平面形狀中，算出簷寬或側蝕寬度。此時，將簷寬作為正數來求出，將側蝕寬度作為負數來求出。將其結果示於表2～表4中。
而且，於本實施例中，將簷寬為5.0 μm以下，或配線形狀為側蝕，即表2～表4的「藉由濕式蝕刻法進行配線加工時的簷寬或側蝕寬度」中的值為負數者作為濕式蝕刻加工性優異而設為合格，將簷寬超過5.0 μm者作為濕式蝕刻加工性欠佳而設為不合格。
（5）銅積層膜的片電阻的測定 藉由以下的方法來測定銅積層膜的片電阻。即，使用具有所述銅積層膜的樣品，並藉由四端子法來測定片電阻。將其結果示於表2～表4中。而且，於本實施例中，將片電阻為10 Ω/□以下者作為片電阻低而設為合格，將片電阻超過10 Ω/□者作為片電阻高而設為不合格。於表2～表4中，任一例的銅積層膜的片電阻均為10 Ω/□以下。可認為其原因在於使用低電阻的銅系膜作為第1層。
[表2]
根據表2而可知以下者。No.1、No.8及No.13是第2層包含銅與鎳且不含X元素的例子。於該些例子中，簷寬變大且濕式蝕刻加工性欠佳。No.1與No.8進而變成耐氧化性亦欠佳的結果。
表2的No.2～No.7及No.9～No.12是第2層含有鎳及作為X元素的鋁的銅-鎳-鋁膜的例子。
該些例子之中，No.2因第2層的鎳量不足，鎳與X元素的合計量亦不足，故耐氧化性欠佳。另外，No.3及No.9雖然第2層含有鋁作為X元素，但其含量不足，於No.3中鎳與X元素的合計量亦不足，故耐氧化性欠佳。於No.9中變成簷寬變大且濕式蝕刻加工性亦欠佳的結果。No.12因第2層的鎳量過剩，故變成簷寬變大且濕式蝕刻加工性欠佳的結果。相對於此，可知表2的No.4～No.7、No.10及No.11是滿足本發明中規定的必要條件的例子，顯示出優異的耐氧化性與濕式蝕刻加工性。
表2的No.14～No.18是第2層含有鎳及作為X元素的錳的銅-鎳-錳膜的例子。
該些例子之中，No.14及No.15雖然第2層含有錳作為X元素，但其含量不足，且鎳與X元素的合計量亦不足，故耐氧化性欠佳。相對於此，可知表2的No.16～No.18是滿足本發明中規定的必要條件的例子，顯示出優異的耐氧化性與濕式蝕刻加工性。
表2的No.19～No.21是第2層含有鎳及作為X元素的錫的銅-鎳-錫膜的例子。
該些例子之中，No.19雖然第2層含有錫作為X元素，但其含量不足，故耐氧化性欠佳。相對於此，可知表2的No.20及No.21是滿足本發明中規定的必要條件的例子，顯示出優異的耐氧化性與濕式蝕刻加工性。
[表3]
於表3中，將第2層固定為含有鎳6.4原子%與鋁29.3原子%的銅-鎳-鋁膜，將第1層設為各種銅基合金膜，並確認第1層的成分組成對銅積層膜的特性帶來的影響。
根據表3的結果，雖然使用各種銅基合金膜作為第1層，但於任一情況下，均可獲得優異的耐氧化性與濕式蝕刻加工性。根據該些結果，可知銅積層膜的耐氧化性與濕式蝕刻加工性主要是由作為耐氧化保護層的第2層的成分組成所帶來的效果，即便於第1層中使用各種銅基合金膜，其特性亦不會改變。
[表4]
於表4中，將第1層固定為純銅膜，將第2層固定為含有鎳6.4原子%與鋁29.3原子%的銅-鎳-鋁膜，並使所述第1層與第2層的膜厚變化，而確認各層的膜厚依存性。其結果，如表4的No.1般，當第2層的膜厚超過所推薦的上限200 nm時，無法充分地減少濕式蝕刻加工時的簷寬，而無法獲得良好的濕式蝕刻加工性。另外，如表4的No.7般，當第2層的膜厚低於所推薦的下限10 nm時，熱處理前後的反射率變化量變大，無法確保充分的耐氧化性。相對於此，如No.2～No.6、及No.8～No.11般，於第2層的膜厚處於所推薦的範圍內的例子中，可獲得足夠優異的耐氧化性與濕式蝕刻加工性。
1‧‧‧作為第1層的包含純銅或銅基合金的膜
2‧‧‧作為第2層的銅-鎳-X膜
3‧‧‧基板
4‧‧‧密接層
圖1是例示本發明的積層體的構成的概略剖面圖。 圖2是例示本發明的積層體的其他構成的概略剖面圖。 圖3是例示本發明的積層體的其他構成的概略剖面圖。
1‧‧‧作為第1層的包含純銅或銅基合金的膜
2‧‧‧作為第2層的銅-鎳-X膜
3‧‧‧基板

Claims (9)

  1. 一種銅積層膜，包含：作為第1層的包含純銅或銅基合金的膜、及作為第2層的銅合金膜，其中所述銅合金膜的特徵在於：包含3.0原子%以上、19.0原子%以下的鎳，且包含選自由鋁、鋅、錳及錫所組成的群組中的一種X元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質，其中所述X元素的含量為根據下述式(1)所求出的x原子%以上，且當所述X元素為鋅或錳時，鎳與X元素的合計量為20.0原子%以上，當所述X元素為鋁或錫時，鎳與X元素的合計量為16.0原子%以上，x=1.96×鎳+1.64．．．(1)所述式(1)中，鎳表示銅合金膜中的以原子%計的鎳含量；並且在使用含有氯化鐵、過硫酸銨、過氧化氫、磷酸、乙酸及硝酸中的一種以上的蝕刻液對所述銅積層膜進行配線加工之後，於剖面形狀中，所述第1層與所述第2層的配線寬度的差值為5.0μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的銅積層膜，其中所述第2 層的膜厚為10nm以上、200nm以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的銅積層膜，其中所述第1層中的銅基合金包含選自由鈦、錳、鐵、鈷、鎳、鍺、及鋅所組成的群組中的至少一種Z元素，剩餘部分包含銅及不可避免的雜質。
  4. 一種配線電極，其使用如申請專利範圍第1項所述的銅積層膜。
  5. 一種配線電極，其使用如申請專利範圍第3項所述的銅積層膜。
  6. 一種輸入裝置，其使用如申請專利範圍第1項所述的銅積層膜。
  7. 一種輸入裝置，其使用如申請專利範圍第3項所述的銅積層膜。
  8. 一種觸控面板感測器，其使用如申請專利範圍第1項所述的銅積層膜。
  9. 一種觸控面板感測器，其使用如申請專利範圍第3項所述的銅積層膜。
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