WO2011027583A1 - 電子装置用配線基板、その製造方法及びタッチパネル - Google Patents

Abstract

　本発明は、絶縁性透明基板(２)上に回路配線を備えた電子装置用配線基板(１)において、回路配線は、銅と微量の添加元素とからなる配線本体(５)と、配線本体(５)の外周側に形成された、絶縁性透明基板に接している第１の被膜層(６１)と、絶縁性透明基板に接していない第２の被膜層(６２)とを有し、第１および第２の被膜層６１，６２は、膜厚みが異なるとともに、厚み大である被膜層(６１)は、透明な酸化物導電膜を形成しうる無機元素の酸化物と、添加元素の酸化物とを含む複合酸化物であり、第１および第２の被膜層(６１)，(６２)中の添加元素の濃度は、配線本体(５)中の添加元素の濃度よりも高い、ことを特徴としている。

Description

電子装置用配線基板、その製造方法及びタッチパネル

　本発明は、絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板、その製造方法及びタッチパネルに関するものである。

　近年、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置や、その表示装置と組み合わせて使用されるタッチパネルは、画面が大型化しており、且つ微細化によって配線も細くなり、それに伴って配線の電気抵抗低減に対する要求が高まっている。
　これらの表示装置やタッチパネルには、必須の要素として透明導電膜が使用されている。この透明導電膜に配線を形成する場合、従来からＡｌ合金が用いられてきたが、最近、Ａｌ合金に比べて電気抵抗が低いＣｕ合金が注目されている。しかし、このＣｕ合金は表面が酸化しやすいため、これを用いる場合にはＣｕ合金と透明導電膜との界面にバリアメタル層を設ける等、何らかの酸化対策が必要であった。
　一方、透明導電膜を酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で形成し、そのＩＴＯ膜上にバリアメタル層を設けずにＣｕ合金配線を形成するようにした技術も提供され、その従来例として、例えば下記の特許文献１，２が知られている。
　［特許文献１］
　特許文献１には、バリアメタル層なしでＩＴＯ膜と銅合金層を積層し、低いコンタクト抵抗を得る技術が開示されている。この場合、電流が流れる配線・電極部は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｎから選ばれる少なくとも１種の元素を微量含有したＣｕ合金膜で形成されている。
　［特許文献２］
　また、特許文献２には、同様にバリアメタル層なしで用いる例として、液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板の電極端子が、銅を主体とした導電層と、当該導電層を被覆する、酸化マンガンを主成分とする酸化物層とからなり、さらに、当該酸化物層は、透明電極との積層となる構造を有し、当該積層部がオーミック接合であることが開示されている。
　しかし、上記の特許文献１、２では、Ｃｕ合金からなる配線の一部が透明導電膜との接触部を有する構成であり、その接触部でオーミック接合を実現し接触抵抗を下げることしか考慮されていない。特許文献１では配線電極膜の抵抗率を開示しているが、あくまで配線部を構成するＣｕ合金薄膜自体の抵抗である。
　すなわち、上記の特許文献１、２において、配線層が透明導電膜とＣｕ合金の積層膜とから構成される場合の電気抵抗、特に積層膜からなる配線層の、電流の流れに対して影響大となる長さ方向に沿った電気抵抗については何ら言及されていない。当然、合金組成以外に、電気抵抗を下げるための条件についても開示されていない。

特開２００７−０１７９２６号公報 特開２００８−２６１８９５号公報

　この発明は上記に鑑み提案されたもので、配線としてのＣｕ合金膜と透明導電膜の積層膜の電気抵抗を低減し、消費電力も低減することができる電子装置用配線基板、その製造方法及びタッチパネルを提供することを目的とする。

　（１）上記目的を達成するために、本願の第１の発明は、絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板において、前記回路配線は、銅と微量の添加元素とからなる配線本体と、前記配線本体の外周側に形成された、前記絶縁性透明基板に接している第１の被膜層と、前記絶縁性透明基板に接していない第２の被膜層と、を有し、前記第１および第２の被膜層は、膜厚みが異なるとともに、厚み大である被膜層は、透明な酸化物導電膜を形成しうる無機元素の酸化物と、前記添加元素の酸化物とを含む複合酸化物であり、前記第１および第２の被膜層中の前記添加元素の濃度は、前記配線本体中の前記添加元素の濃度よりも高い、ことを特徴としている。
　（２）本願の第２の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記第１および第２の被膜層の内、厚み小である被膜層を、前記厚み大である被膜層と同一の構成元素からなる複合酸化物層とするものである。
　（３）本願の第３の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記無機元素を、インジウム、ガリウム、スズおよび亜鉛の内の少なくとも１つとするものである。
　（４）本願の第４の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記添加元素を、クロム、マンガン、バナジウム、アルミニウムおよびマグネシウムの内の少なくとも１つとするものである。
　（５）本願の第５の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記厚み大である被膜層における前記添加元素と前記無機元素の各濃度を、前記厚み小である被膜層におけるそれより高くするものである。
　（６）本願の第６の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記配線本体と前記厚み大である被膜層との界面での導電特性を、オーミック特性を示すことを特徴としている。
　（７）本願の第７の発明は、上記構成の電子装置用配線基板において、前記厚み大である被膜層を、膜厚が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下とし、前記配線本体を、膜厚が１００ｎｍ以上で１０００ｎｍ以下とするものである。
　（８）本願の第８の発明は、タッチパネルであって、上記構成の電子装置用配線基板を用いて構成したことを特徴としている。
　（９）本願の第９の発明は、絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板の製造方法において、前記絶縁性透明基板上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜を形成する工程と、所定条件下での熱処理により、前記銅合金膜中の前記添加元素を当該銅合金膜から拡散させて当該銅合金膜を銅と微量の前記添加元素とからなる配線本体とするとともに、その配線本体の外周側に、複合酸化物からなる厚みの異なる２種の被膜層を形成する熱処理工程と、を有し、前記被膜層は、前記配線本体と前記絶縁性透明基板との間の前記透明導電膜が分解して形成された厚み大である被膜層と、前記絶縁性透明基板に接していない厚み小である被膜層とからなる、ことを特徴としている。
　（１０）本願の第１０の発明は、絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板の製造方法において、前記絶縁性透明基板上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜を形成する工程と、前記銅合金膜上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、所定条件下での熱処理により、前記銅合金膜中の前記添加元素を当該銅合金膜から拡散させて当該銅合金膜を銅と微量の前記添加元素とからなる配線本体とするとともに、その配線本体の外周側に、複合酸化物からなる厚みの異なる２種の被膜層を形成する熱処理工程と、を有し、前記被膜層は、前記銅合金膜上の前記透明導電膜が分解して形成された厚み大である被膜層と、前記絶縁性透明基板に接している厚み小である被膜層とからなる、ことを特徴としている。
　（１１）本願の第１１の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記厚み大、小の２種の被膜層の各々を、前記透明導電膜を構成する無機元素の酸化物と、前記添加元素の酸化物とを含むことを特徴としている。
　（１２）本願の第１２の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記透明導電膜を構成する前記無機元素を、インジウム、ガリウム、スズおよび亜鉛の内の少なくとも１つとするものである。
　（１３）本願の第１３の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記銅合金膜中の前記添加元素を、酸化物形成エネルギーの絶対値が、前記透明導電膜を構成する前記無機元素の酸化物形成エネルギーの絶対値より大きいものとするものである。
　（１４）本願の第１４の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記銅合金膜中の前記添加元素を、クロム、マンガン、バナジウム、アルミニウムおよびマグネシウムの内の少なくとも１つとするものである。
　（１５）本願の第１５の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記銅合金膜中の前記添加元素を、濃度が０．２ａｔ．％以上で、１０ａｔ．％以下とするものである。
　（１６）本願の第１６の発明は、上記工程から成る電子装置用配線基板の製造方法において、前記熱処理を、酸素を含む不活性気体からなる気流中で、または減圧下での酸素雰囲気からなる気流中で、１５０℃以上５００℃以下の温度で行うものである。

　本願発明によると、銅合金膜中の添加元素を当該銅合金膜から拡散させ配線本体をほぼ純銅に近いものとすることができ、配線本体の抵抗を大幅に小さくすることができる。また、透明導電膜が分解されて形成された被膜層は、配線本体との間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体と被膜層とは、電気的に連続となっており、双方間の接触抵抗は小さい。このため、配線本体と被膜層とからなる、配線全体としての積層膜の電気抵抗を減少させることができ、消費電力を低減することができる。

本発明の電子装置用配線基板製造方法の第１の実施形態を概略的に示す図であり、（ａ）は工程の前半を、（ｂ）は工程の後半をそれぞれ示している。 本発明を適用した入力装置付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。 入力装置付き表示装置の平面的な構成を模式的に示す説明図である。 タッチパネルに形成される金属配線の製造方法をより具体的に説明するための図である。 銅合金膜の添加元素を８ａｔ．％のマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜をＩＴＯ膜とし、熱処理を３００℃、３０分として形成した積層膜に存在する金属元素の濃度分布の測定結果を示す図である。 銅合金膜の添加元素を４ａｔ．％のマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜をＩＴＯ膜とし、熱処理を３００℃、３０分として形成した積層膜の断面写真、およびその積層膜の各部位でのエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析（ＥＤＸ）を用いた化学成分分析結果を示す図である。 本発明の電子装置用配線基板製造方法の第２の実施形態を概略的に示す図であり、（ａ）は工程の前半を、（ｂ）は工程の後半をそれぞれ示している。 第２の実施形態のより具体的な製造方法を説明するための図である。

　１，１ａ　電子装置用配線基板
　２，２ａ，２０，２０ａ　絶縁性透明基板
　３，３ａ　透明導電膜
　４，４ａ　銅合金膜
　５，５ａ　配線本体
　６，６ａ　被膜層
　８，８０　レジスト膜
　９，９０　保護膜
　１０，１０ａ　入力装置用配線基板（電子装置用配線基板）
　１１　　第１の電極パターン
　１１ａ　パッド部
　１２　　第２の電極パターン
　１２ａ　パッド部
　１３　　交差部分
　１４，１５　導電部材
　３０，３０ａ　透明導電膜
　４０，４０ａ　銅合金膜
　５０，５０ａ　配線本体
　６０，６０ａ　被膜層
　６１，６１ａ，６１０，６１０ａ　被膜層（厚み大）
　６２，６２ａ，６２０，６２０ａ　被膜層（厚み小）
　７０，７０ａ　金属配線
　７０ｔ　接続端子
　７１，７２　金属配線
　１００　　表示装置
　１０１　　画像表示装置
　１０２　　入力装置
　１０２ａ　入力領域
　１０４　　フレキシブルフラットケーブル

　先ず、本発明の第１の実施形態を図１~図６を用いて説明する。
　［第１の実施形態］
　図１は本発明の電子装置用配線基板製造方法の第１の実施形態を概略的に示す図であり、（ａ）は工程の前半を、（ｂ）は工程の後半をそれぞれ示している。本発明の電子装置用配線基板１は、絶縁性透明基板２上に回路配線を備えたものであり、その製造は、概略下記の手順で行われる。すなわち、図１（ａ）に示すように、先ず、絶縁性透明基板２上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜３を形成し、次にその透明導電膜３上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜４を形成する。
　続いて、所定条件下での熱処理により、銅合金膜４中の添加元素を当該銅合金膜４から拡散させ、図１（ｂ）に示すように、当該銅合金膜４を銅と微量の添加元素とからなる配線本体５とするとともに、その配線本体５の外周側に、複合酸化物からなる被膜層６を形成する。
　この被膜層６は、配線本体５と絶縁性透明基板２との間の透明導電膜３が分解して形成された被膜層６１と、絶縁性透明基板２に接していない被膜層６２とからなる。
　この発明によると、銅合金膜４中の添加元素を当該銅合金膜４から拡散させ、配線本体５をほぼ純銅に近いものとすることができ、配線本体５の抵抗を大幅に小さくすることができる。また、透明導電膜３が分解して形成された被膜層６１は、配線本体５との間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体５と被膜層６１とは、電気的に連続となっており、双方間の接触抵抗は小さい。このため、配線本体５と被膜層６とからなる、配線全体としての積層膜の電気抵抗を減少させることができ、消費電力を低減することができる。
　［本発明のタッチパネル］
　次に、本発明を表示装置の入力装置に適用した場合について、図２~図６を用いて説明する。
　図２は本発明を適用した入力装置付き表示装置、すなわち、タッチパネルの構成を模式的に示す説明図、図３はこの入力装置付き表示装置の平面的な構成を模式的に示す説明図である。これらの図において、入力装置付き表示装置１００は、画像生成装置としての画像表示装置１０１と、この画像表示装置１０１の、表示光を出射する側の面に重ねて配置されたパネル状の入力装置１０２とを有している。
　画像表示装置１０１は、一般的な液晶パネル、有機ＥＬパネル等を用いることができ、動画や静止画を表示する。
　入力装置１０２は、静電容量型のタッチパネルであり、画像表示装置１０１と組み合わせて構成され、画像表示装置１０１の目視側、すなわちユーザーが操作する側に重ねて配設されている。この入力装置１０２は、１枚の絶縁性透明基板２ａと、絶縁性透明基板２ａの端部に接続されたフレキシブルフラットケーブル１０４とを備えている。フレキシブルフラットケーブル１０４には、入力装置１０２において入力位置の検出を行うための駆動回路（図示せず）が接続されている。入力装置１０２においては、絶縁性透明基板２ａの上面に入力面が形成され、その入力面の外枠部を除いた領域が指先による入力が行われる入力領域１０２ａになっている。
　この入力領域１０２ａには、図３に示すように、矢印Ｘで示す方向に延在する第１の電極パターン１１が複数列形成され、また矢印Ｙで示す方向に延在する第２の電極パターン１２が複数列形成されている。
　第１の電極パターン１１の各々は、矢印Ｘで示す方向に配列された菱形形状の大面積のパッド部１１ａ、１１ａ、…を備えている。また、第２の電極パターン１２の各々は、矢印Ｙで示す方向に配列された菱形形状の大面積のパッド部１２ａ、１２ａ、…を備えている。
　第１の電極パターン１１と第２の電極パターン１２とは、絶縁性透明基板２ａの同一面上に形成されているため、第１の電極パターン１１と第２の電極パターン１２との交差部分１３が複数、存在している。第１の電極パターン１１及び第２の電極パターン１２は、それぞれ透明導電膜で形成されており、この交差部分１３において両者は電気的に絶縁されている。そして、その交差部分１３において、第２の電極パターン１２のパッド部１２ａを形成している透明導電膜同士は、細幅形状の導電部材１４で繋がって、第２の電極パターン１２は、矢印Ｙ方向に電気的に接続されている。一方、第１の電極パターン１１の離間するパッド部１１ａを形成する透明導電膜同士は、別の細幅形状の導電部材１５がブリッジするように配設されて繋がっており、それにより、第１の電極パターン１１は、矢印Ｘ方向に電気的に接続されている。
　また、絶縁性透明基板２ａにおいて入力領域１０２ａの外側領域には、図３に示すように、第１の電極パターン１１および第２の電極パターン１２の各々に電気的に接続する複数の金属配線（配線パターン）７０が形成されており、これらの金属配線７０の端部には、フレキシブルフラットケーブル１０４を接続するための接続端子７０ｔが成膜されている。
　このような構成の入力装置付き表示装置１００において、入力装置１０２は、上記のように静電容量方式であり、パッド間の静電容量の変化を計測することにより、その位置を判別する。操作時、複数の第１の電極パターン１１および複数の第２の電極パターン１２に順次、電圧が印加される。ユーザーは画像表示装置１０１に表示された画像を、入力装置１０２を介して視認し、対応する入力情報を確認する。そして、画像表示装置１０１に表示された指示用画像に対応する位置を、入力装置１０２の入力領域１０２ａ上で指等を用いて触れることにより、情報の入力を行う。この時、導電体である指が触れると、入力装置１０２上に配設された検出電極との間で静電容量を持つようになる。その結果として指で触れた位置の静電容量が低下し、その位置を不図示の検出用駆動回路（検出部）により算出する。このようにして、いずれの箇所に指が触れたかを検出することができる。
　次に、本発明に係る金属配線７０の製造方法および構成について説明する。
　［本発明の電子装置用配線基板の製造方法］
　金属配線７０は、図３に示すように、パッド部１１ａ、１２ａ上に形成される金属配線７１と、そのパッド部１１ａ、１２ａ上の金属配線７１から接続端子７０ｔまで延出した金属配線７２とから成っている。この金属配線７０は、概略、図１に示した手順で製造される。
　すなわち、金属配線７１は、絶縁性透明基板２ａ上のパッド部１１ａ、１２ａを形成する透明導電膜と、その透明導電膜上に成膜された銅合金からなる金属薄膜とを熱処理することによって形成される。その際に、双方間の接触電気抵抗ができるだけ小さくなるように、パッド部１１ａ、１２ａに可能な限り長く接する構成となっている。
　金属配線７２は、絶縁性透明基板２ａ上の、当該金属配線７２と同じパターンにエッチングされた透明導電膜と、その透明導電膜上に成膜された銅合金からなる金属薄膜とを熱処理することによって形成される。
　図４はタッチパネルに形成される金属配線の製造方法をより具体的に説明するための図で、図３のＡ−Ａ断面、およびＢ−Ｂ断面に概略対応している。なお、図４において、図１と略同一の構成要素には、図１に付した符号に添え字ａを付加した符号を付している。
　ここでは、金属配線７０の製造方法について説明するが、入力装置１０２の電極パターン１１、１２も、この金属配線の製造工程の一部である、透明導電膜のパターニングにおいて同時に形成される。入力装置１０２の電極パターン１１、１２では、電極パッド１１ａのつなぎ部分の導電部材１５の形成工程が更に加わることになる。
　金属配線７０の製造は、先ず図４（ａ）に示すように、絶縁性透明基板２ａ上に透明導電膜３ａを成膜する工程で開始し、得られた成膜はエッチングによってパターニングされる。
　ここで、絶縁性透明基板２ａは、ガラス、フィルムを含む樹脂基板などの透明且つ絶縁性の材料を用いることができる。フィルムはその可撓性により、入力装置１０２の、衝撃による割れに対する強度を高めることができる。
　また、透明導電膜３ａは無機酸化物からなり、この透明導電膜３ａを構成する無機元素は、インジウム、ガリウム、スズおよび亜鉛の内の少なくとも１つである。具体的には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）等を用いることができ、好ましくはＩＴＯを用いる。成膜方法としては、スプレー熱分解法、ＣＶＤ法等の化学的成膜法と、蒸着法、スパッタリング法等の物理的成膜法とに大別することができる。中でもスパッタリング法は、得られる膜の抵抗値及び透過率の経時変化が少なく、成膜条件の制御が容易であるため、好ましい。
　次に、図４（ｂ）に示すように、透明導電膜３ａを覆うように銅合金膜４ａを成膜する。この銅合金膜４ａは、銅と添加元素との合金であり、添加元素は、クロム、マンガン、バナジウム、アルミニウムおよびマグネシウムの内の少なくとも１つであり、濃度が０．２ａｔ．％以上で、１０ａｔ．％以下である。濃度が０．２ａｔ．％以下であれば、後述する熱処理過程において複合酸化物６ａが均質に形成されない、膜厚が薄くなるために密着性および耐久性が不足する、等の理由で不具合があり、１０ａｔ．％以上であれば、配線本体５ａ中に添加元素が残存して抵抗値が十分に低下しないという理由で不具合が生じる。
　続いて、図４（ｃ）に示すように、レジスト膜８を常法により塗布して焼成し、その後図４（ｄ）に示すように、常法を用いて露光・現像を行ってエッチングによりパターニングを行う。
　その後、レジスト膜８のはく離、洗浄を行い（図４（ｅ））、絶縁性透明基板２ａ、透明導電膜３ａ、銅合金膜４ａからなる積層体に所定条件下での熱処理を施す。この熱処理によって、銅合金膜４ａ中の添加元素が当該銅合金膜４ａから拡散し、当該銅合金膜４ａが銅と極微量の添加元素とからなる配線本体５ａとなるとともに、その配線本体５ａの外周側に、複合酸化物からなる被膜層６ａが形成される（図４（ｆ））。
　被膜層６ａは、配線本体５ａと絶縁性透明基板２ａとの間の透明導電膜３ａが分解して形成された厚み大である被膜層６１ａと、絶縁性透明基板２ａに接していない厚み小である被膜層６２ａとからなる。
　最後に、図４（ｇ）に示すように、配線本体５ａと被膜層６ａとからなる積層膜を、二酸化珪素からなる保護膜９で覆う。このようにして、絶縁性透明基板２ａ上に、配線本体５ａと被膜層６ａとからなる金属配線７０を回路配線として備えた入力装置用配線基板（電子装置用配線基板）１０が製造される。
　なお、上記の説明では、図４（ａ）において透明導電膜３ａのパターニングを銅合金膜４ａの積層前に行うようにしたが、このパターニングは、適当なエッチング液を選択すれば、銅合金膜４ａを積層後、工程の図４（ｄ）において、２層を順に行うようにしてもよい。
　上記の熱処理は、酸素分圧が１０^−４Ｐａ以上、１０^−１Ｐａ以下の雰囲気中で行う。酸素分圧が１０^−４Ｐａ未満であれば、添加元素が十分に酸化されないで配線本体５ａ中に残存するため抵抗が減少しないという不具合が発生し、酸素分圧が１０^−１Ｐａより大きい場合には、配線本体を構成する銅自体が酸化されて抵抗が上昇するという不具合が生じる。上記範囲内でも、下限側は１０^−３Ｐａ以上が更に好適である。
　上記の熱処理は、酸素分圧の条件が満足されていれば、酸素を含む不活性気体からなる気流中で行ってもよい。例えば全圧が１気圧（１０^５Ｐａ）の不活性気体中の酸素濃度は、０．０１ｐｐｍ（酸素分圧１０^−３Ｐａ）~１ｐｐｍ（酸素分圧１０^−１Ｐａ）の範囲とする。酸素濃度が０．００１ｐｐｍ（１０^−４Ｐａ）以上であれば本発明の効果を奏するが、０．００１から０．０１ｐｐｍの範囲では、添加元素が十分に酸化されないで配線本体５ａ中に残存するため、抵抗減少の効果は他の場合よりも若干劣る。１ｐｐｍより大きい濃度であれば、配線本体を構成する銅自体が酸化されて抵抗が上昇するという不具合が生じる。
　また、上記の熱処理は、１５０℃以上５００℃以下の温度で行う。熱処理温度が１５０℃以下であれば、銅合金膜４ａの添加元素が透明導電膜３ａと十分に反応せず、同時に銅合金膜４ａの添加元素が酸素と反応せず、その結果均質な被膜層６ａを形成しないという不具合が生じる。一方、熱処理温度が５００℃以上であれば、銅合金膜４ａが酸化されてしまい抵抗が上昇するという不具合が生じる。
　本発明では、銅合金膜４ａ中の添加元素は、酸化物形成エネルギー（負の値となる）の絶対値が、透明導電膜３ａを構成する無機元素の酸化物形成エネルギーの絶対値より大きいものが使用されている。ここで、酸化物形成エネルギーとは、酸化物形成のための標準自由エネルギー変化であり、単体元素が酸化されるときのエネルギー減少量を示す。物質の酸化が生じるときの酸化物形成エネルギーは負の値になり、この負の値の絶対値が大きいほど酸化傾向が強い。このため、熱処理時に、銅合金膜４ａ中の添加元素が透明導電膜３ａ等の周囲に抜けやすくなり、当該銅合金膜４ａからの拡散が容易となる。その結果、銅合金膜４ａが純銅と極微量の添加元素とからなる配線本体５ａとなるとともに、その配線本体５ａの外周側に、複合酸化物からなる被膜層６ａが形成される。したがって、配線本体５ａの抵抗が小となる。また、透明導電膜３ａが分解して形成された被膜層６１ａは、配線本体５との間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体５ａと被膜層６１ａとは、電気的に連続となっており、双方間の接触抵抗は小さい。このため、配線本体５ａと被膜層６１ａとからなる、配線全体としての積層膜の電気抵抗を減少させることができた。
　また、配線本体５ａと厚み大である被膜層６１ａとの界面での導電特性は、オーミック特性を示した。
　上記の熱処理によって形成された配線本体５ａは、膜厚が１００ｎｍ以上で１０００ｎｍ以下であった。また、被膜層６ａのうち、透明導電膜３ａが分解して形成された被膜層６１ａは、絶縁性透明基板２ａに接していない被膜層６２ａと比較して膜厚が大であり、その膜厚は５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であった。
　そして、厚み大、小の２種の被膜層６１ａ、６２ａのうち、厚み小である被膜層６２ａは、厚み大である被膜層６１ａと同一の構成元素からなり、双方の被膜層６１ａ、６２ａは何れも、透明導電膜３ａを構成する無機元素の酸化物と、銅合金膜４ａに含まれる添加元素の酸化物とを含んでいた。したがって、銅合金膜４ａに含まれる添加元素は、透明導電膜３ａ側だけでなく、周囲の広い範囲で拡散しており、厚み小の被膜層６２ａも添加元素が銅合金膜４ａから抜けることに貢献していることが分かった。
　また、厚み小である被膜層６２ａには、透明導電膜３ａを構成する無機元素の酸化物、例えば酸化インジウムが存在しており、このことは、被膜層６２ａが添加元素の酸化物のみである場合よりも、金属配線７０の表面の耐薬品性、耐腐食性を向上させる効果を発揮していると推測される。
　次に、銅合金膜４ａの添加元素をマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜３ａをＩＴＯ膜（無機元素がインジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ））として、サンプル１~４の金属配線７０を製造した場合の、各サンプルの抵抗率の測定結果について、表１を用いて説明する。ここで、金属配線７０の抵抗率とは、金属配線７０（配線本体５ａと被膜層６ａとからなる回路配線）の材料としての物性値とみなせる値であり、長さ方向に沿った電気抵抗を算出する場合の基準となる。
　表１において、サンプル１~４は、銅合金膜４ａ中のＭｎ濃度、銅合金膜４ａの膜厚（“Ｃｕ−Ｍｎ”）、透明導電膜３ａの膜厚（“ＩＴＯ”）、および熱処理条件を欄（３）の熱処理条件に従ってそれぞれ変えて形成された積層膜（金属配線）である。上記のサンプル１~４の積層膜の熱処理後の抵抗率を四端子法で測定した結果が、表１の欄（４）に示されている。また、上記サンプル１~４に対して比較するため、銅合金（Ｃｕ−Ｍｎ）膜４ａと透明導電膜（ＩＴＯ）３ａを欄（３）の熱処理条件に従って個別に熱処理した膜が単に積層されて構成された配線層の抵抗率、即ち本発明の複合酸化物が形成されていない積層膜について計算して得られた抵抗率を表１の欄（６）に示している。尚、欄（６）の値は、Ｃｕ−Ｍｎ膜及びＩＴＯ膜が並列回路を形成するとみなし、欄（２）に示された各膜厚の値と、欄（５）に示された各膜の抵抗率の値を電気抵抗率の定義式に適用して得られた値である。表１中、欄（５）に付した（^＊）１は、欄（３）の熱処理条件に従って個別に熱処理した場合の実測値である。（^＊）２は推測値であるが、実績中の最も低い値を採用しており、欄（６）に示された計算値は実現可能な範囲の最小値と考えられる。

　この欄（４）の実測値と欄（６）の計算値とを比較すると、欄（７）に示されるように、熱処理後の積層膜（金属配線）の抵抗率が最大で４５％と大幅に低減していることが分かる。
　これは、銅合金膜４ａ中のＭｎを当該銅合金膜４ａから拡散させ配線本体５ａをほぼ純銅に近いものとすることができたこと、また透明導電膜３ａが分解して形成された被膜層６１ａは、配線本体５ａとの間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体５ａと被膜層６１ａとは、電気的に一体化し連続となっており、双方間の接触抵抗が小さくなっていることによるものと考えられる。
　次に、銅合金膜４ａの添加元素をマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜３ａをＩＴＯ膜として、所定の熱処理条件の下で金属配線７０を製造した場合の金属配線７０の接触抵抗率の測定結果について、表２を用いて説明する。ここで、金属配線７０の接触抵抗率とは、金属配線７０（配線本体５ａと被膜層６ａとからなる回路配線）の長さ方向に垂直な方向（積層方向）での抵抗を表わしている。

　表２において、サンプル５~７は、銅合金膜４ａ中のＭｎ濃度を４原子％一定とし、各膜厚等も一定とし、熱処理条件のみ変化させて積層膜（金属配線）を形成されている。尚、サンプル５は、積層膜に熱処理を施さない場合、サンプル６は、酸素分圧１．０×１０^−３Ｐａで、２５０℃、０．５時間の熱処理を行った場合、サンプル７は、酸素分圧１．０×１０^−３Ｐａで、３００℃、０．５時間の熱処理を行った場合における積層膜である。このサンプル５~７の積層膜の接触抵抗率を測定した結果を表２の欄（４）に示している。
　この表２において、接触抵抗率は、熱処理によって小さくなり、サンプル６、サンプル７の順で低くなる。サンプル７はサンプル６に対して１桁小さな値を示している。サンプル７の接触抵抗率がこのように大幅に低減した主な理由は、３００℃での熱処理により、透明導電膜３ａの分解による被膜層６１ａの形成、および配線本体５ａと被膜層６１ａとの電気的な一体化が確実に行われたことによると考えられる。
　次に、銅合金膜４ａの添加元素を、８ａｔ．％のマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜３ａをＩＴＯ膜（無機元素がインジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ））とし、熱処理を３００℃、３０分として形成した積層膜（金属配線７０）の濃度分布の測定結果について、図５を用いて説明する。この図５において、横軸は積層膜表面からの距離（ｎｍ）であり、縦軸は濃度（％）である。
　表面からの深さに応じて、図５の領域Ｍ１は被膜層６２ａ、領域Ｍ２は配線本体５ａ、領域Ｍ３は被膜層６１ａ、領域Ｍ４は絶縁性透明基板２ａとなる。配線本体５ａ（領域Ｍ２）には、ほぼ銅（Ｃｕ）のみが存在し、ＩＴＯ膜が分解して形成された被膜層６１ａ（領域Ｍ３）には、ＭｎとＩｎとＣｕが存在している。また、絶縁性透明基板２ａに接していない被膜層６２ａ（領域Ｍ１）にも、ＭｎとＩｎとＣｕとが存在しているが、ＭｎとＩｎの濃度は、被膜層６１ａ中のＭｎとＩｎより低いレベルとなっている。この濃度分布測定結果から、銅合金膜４ａ中のＭｎが当該銅合金膜４ａから拡散し配線本体５ａがほぼ純銅に近いものとなるとともに、被膜層６１ａ、６２ａに拡散していることが分かる。また、透明導電膜３ａ中のＩｎの一部が銅合金膜４ａを通り抜けて表面まで拡散し被膜層６２ａを形成していることが分かる。
　次に、銅合金膜４ａの添加元素を、４ａｔ．％のマンガン（Ｍｎ）とし、透明導電膜３ａをＩＴＯ膜（無機元素がインジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ））とし、熱処理を３００℃、３０分として形成した積層膜（金属配線７０）の断面写真、およびその積層膜の各部位に対して行ったＥＤＸによる化学成分分析結果について、図６を用いて説明する。この図６において、断面写真からは、透明導電膜（ＩＴＯ）３ａが分解して形成された被膜層６１ａと、配線本体５ａとの間はハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体５ａと被膜層６１ａとは、一体化し連続したものとなっている。一方、化学成分分析結果から、この被膜層６１ａには、銅合金膜４ａからのＭｎ、Ｃｕ、透明導電膜３ａのＩｎ、および絶縁性透明基板からのＳｉ、Ｃが酸化物として存在し、複合酸化物からなる層を形成していることが分かる。また、配線本体５ａには、ほぼ銅（Ｃｕ）のみが存在し、表面の被膜層６２ａには、銅合金膜４ａからのＭｎ、Ｃｕ、透明導電膜３ａのＩｎ、および絶縁性透明基板からのＳｉが酸化物として存在し、被膜層６１ａと同様に、複合酸化物からなる層を形成している。但し、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉの各濃度は、被膜層６１ａ中のそれらより低いレベルとなっている。
　［第２の実施形態］
　続いて、本発明の第２の実施形態を図７、図８を用いて説明する。
　図７は本発明の電子装置用配線基板製造方法の第２の実施形態を概略的に示す図であり、（ａ）は工程の前半を、（ｂ）は工程の後半をそれぞれ示している。この第２の実施形態が、上記の第１の実施形態と相違しているのは、銅合金膜４０を透明導電膜３０より先に成膜する点である。
　本発明の第２の実施形態における電子装置用配線基板１ａは、絶縁性透明基板２０上に回路配線を備えたものであり、その製造は、概略下記の手順で行われる。すなわち、図７（ａ）に示すように、先ず、絶縁性透明基板２０上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜４０を形成し、次にその銅合金膜４０上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜３０を形成する。
　続いて、所定条件下での熱処理により、銅合金膜４０中の添加元素を当該銅合金膜４０から拡散させて当該銅合金膜４０を銅と微量の添加元素とからなる配線本体５０とするとともに、その配線本体５０の外周側に、複合酸化物からなる厚みの異なる２種の被膜層６０を形成する。
　この被膜層６０は、銅合金膜４０上の透明導電膜３０が分解して形成された厚み大である被膜層６１０と、絶縁性透明基板２０に接している厚み小である被膜層６２０とからなる。
　この第２の実施形態によると、銅合金膜４０中の添加元素を当該銅合金膜４０から拡散させ、配線本体５０をほぼ純銅に近いものとすることができ、配線本体５０の抵抗を大幅に小さくすることができる。また、透明導電膜３０が分解して形成された被膜層６１０は、配線本体５０との間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体５０と被膜層６１０とは、電気的に連続となっており、双方間の接触抵抗は小さい。このため、配線本体５０と被膜層６１０とからなる、配線全体としての積層膜の電気抵抗を減少させることができ、消費電力を低減することができる。
　図８は第２の実施形態のより具体的な製造方法を説明するための図である。ここでは、上記の第１の実施形態の場合と同様に、タッチパネルの金属配線を製造する場合について説明する。なお、図８において、図７と略同一の構成要素には、図７に付した符号に添え字ａを付加した符号を付している。
　金属配線７０の製造は、先ず図８（ａ）に示すように、絶縁性透明基板２０ａ上に銅合金膜４０ａを成膜する工程で開始し、得られた成膜はエッチングによってパターニングされる。
　次に、図８（ｂ）に示すように、銅合金膜４０ａを覆うように透明導電膜３０ａを成膜する。
　続いて、図８（ｃ）に示すように、レジスト膜８０を塗布して焼成し、その後図８（ｄ）に示すように、露光・現像を行ってエッチングによりパターニングを行う。
　その後、レジスト膜８０の剥離・洗浄を行い（図８（ｅ））、絶縁性透明基板２０ａ、銅合金膜４０ａ、透明導電膜３０ａからなる積層体に所定条件下での熱処理を施す。この熱処理によって、銅合金膜４０ａ中の添加元素が当該銅合金膜４０ａから拡散し、当該銅合金膜４０ａが銅と極微量の添加元素とからなる配線本体５０ａとなるとともに、その配線本体５０ａの外周側に、複合酸化物からなる被膜層６０ａが形成される（図８（ｆ））。
　被膜層６０ａは、銅合金膜４０ａと接する側の透明導電膜３０ａが分解して形成された厚み大である被膜層６１０ａと、透明導電膜３０ａに接していない、銅合金膜周囲の厚み小である被膜層６２０ａとからなる。
　最後に、図８（ｇ）に示すように、配線本体５０ａと被膜層６０ａとからなる積層膜を、二酸化珪素からなる保護膜９０で覆う。このようにして、絶縁性透明基板２０ａ上に、配線本体５０ａと被膜層６０ａとからなる金属配線７０ａを回路配線として備えた入力装置用配線基板（電子装置用配線基板）１０ａが製造される。
　この第２の実施形態においても、上記の第１の実施形態の場合と同様に、配線全体としての積層膜の電気抵抗低減、配線本体と厚み大である被膜層との界面での導電特性がオーミック特性を示すこと、金属配線の表面の耐薬品性、耐腐食性の向上等の諸効果を発揮させることができた。

　以上説明したように、本願発明によると、銅合金膜中の添加元素を当該銅合金膜から拡散させ配線本体をほぼ純銅に近いものとすることができ、配線本体の抵抗を大幅に小さくすることができる。また、透明導電膜が分解されて形成された被膜層は、配線本体との間でハッキリとした界面を形成するには至らず、配線本体と被膜層とは、電気的に連続となっており、双方間の接触抵抗は小さい。このため、本願発明の電子装置用配線基板は、従来の電子装置用配線基板に比べて、配線としてのＣｕ合金膜と透明導電膜の積層膜の電気抵抗を低減するものである。よって、本願発明は、省電力性能に優れた電子装置用配線基板、その製造方法及びタッチパネルを提供することができる。

Claims (16)

1. 絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板において、
   前記回路配線は、
   　銅と微量の添加元素とからなる配線本体と、
   　前記配線本体の外周側に形成された、前記絶縁性透明基板に接している第１の被膜層と、
   　前記絶縁性透明基板に接していない第２の被膜層と、を有し、
   　前記第１および第２の被膜層は膜厚みが異なるとともに、厚み大である被膜層は、透明な酸化物導電膜を形成しうる無機元素の酸化物と、前記添加元素の酸化物とを含む複合酸化物であり、
   　前記第１および第２の被膜層中の前記添加元素の濃度は、前記配線本体中の前記添加元素の濃度よりも高い、
   ことを特徴とする電子装置用配線基板。
2. 前記第１および第２の被膜層の内、厚み小である被膜層は、前記厚み大である被膜層と同一の構成元素からなる複合酸化物層である、請求項１に記載の電子装置用配線基板。
3. 前記無機元素は、インジウム、ガリウム、スズおよび亜鉛の内の少なくとも１つである、請求項１または２に記載の電子装置用配線基板。
4. 前記添加元素は、クロム、マンガン、バナジウム、アルミニウムおよびマグネシウムの内の少なくとも１つである、請求項１から３の何れか１項に記載の電子装置用配線基板。
5. 前記厚み大である被膜層における前記添加元素と前記無機元素の各濃度は、前記厚み小である被膜層におけるそれより高い、請求項１から４の何れか１項に記載の電子装置用配線基板。
6. 前記配線本体と前記厚み大である被膜層との界面での導電特性は、オーミック特性を示す、請求項１から５の何れか１項に記載の電子装置用配線基板。
7. 前記厚み大である被膜層は、膜厚が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、
   前記配線本体は、膜厚が１００ｎｍ以上で１０００ｎｍ以下である、請求項１から６の何れか１項に記載の電子装置用配線基板。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の電子装置用配線基板を用いて構成した、ことを特徴とするタッチパネル。
9. 絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板の製造方法において、
   　前記絶縁性透明基板上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、
   　前記透明導電膜上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜を形成する工程と、
   　所定条件下での熱処理により、前記銅合金膜中の前記添加元素を当該銅合金膜から拡散させて当該銅合金膜を銅と微量の前記添加元素とからなる配線本体とするとともに、その配線本体の外周側に、複合酸化物からなる厚みの異なる２種の被膜層を形成する熱処理工程と、を有し、
   　前記被膜層は、前記配線本体と前記絶縁性透明基板との間の前記透明導電膜が分解して形成された厚み大である被膜層と、前記絶縁性透明基板に接していない厚み小である被膜層とからなる、
   ことを特徴とする電子装置用配線基板の製造方法。
10. 絶縁性透明基板上に回路配線を備えた電子装置用配線基板の製造方法において、
    　前記絶縁性透明基板上に、添加元素を含む銅からなる銅合金膜を形成する工程と、
    　前記銅合金膜上に、無機元素の酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、
    　所定条件下での熱処理により、前記銅合金膜中の前記添加元素を当該銅合金膜から拡散させて当該銅合金膜を銅と微量の前記添加元素とからなる配線本体とするとともに、その配線本体の外周側に、複合酸化物からなる厚みの異なる２種の被膜層を形成する熱処理工程と、を有し、
    　前記被膜層は、前記銅合金膜上の前記透明導電膜が分解して形成された厚み大である被膜層と、前記絶縁性透明基板に接している厚み小である被膜層とからなる、
    ことを特徴とする電子装置用配線基板の製造方法。
11. 前記厚み大、小の２種の被膜層の各々は、前記透明導電膜を構成する無機元素の酸化物と、前記添加元素の酸化物とを含む、請求項９または１０に記載の電子装置用配線基板の製造方法。
12. 前記透明導電膜を構成する前記無機元素は、インジウム、ガリウム、スズおよび亜鉛の内の少なくとも１つである、請求項９から１１の何れか１項に記載の電子装置用配線基板の製造方法。
13. 前記銅合金膜中の前記添加元素は、酸化物形成エネルギーの絶対値が、前記透明導電膜を構成する前記無機元素の酸化物形成エネルギーの絶対値より大きい、請求項９から１２の何れか１項に記載の電子装置用配線基板の製造方法。
14. 前記銅合金膜中の前記添加元素は、クロム、マンガン、バナジウム、アルミニウムおよびマグネシウムの内の少なくとも１つである、請求項９から１３の何れか１項に記載の電子装置用配線基板の製造方法。
15. 前記銅合金膜中の前記添加元素は、濃度が０．２ａｔ．％以上で、１０ａｔ．％以下である、請求項９から１４の何れか１項に記載の電子装置用配線基板の製造方法。
16. 前記熱処理は、酸素を含む不活性気体からなる気流中で、または減圧下での酸素雰囲気からなる気流中で、１５０℃以上５００℃以下の温度で行う、請求項９から１５の何れか１項に記載の電子装置用配線基板の製造方法。

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