(57)【要約】 【課題】   本発明は、電子部品および電子機器またはそれらの製品に使用される金属合金材料、電子および金属材料の加工方法及び電子光学部品に関し、例えば液晶表示素子、各種半導体製品あるいは部品、プリント配線基板、その他のICチップ部品等に適用して、従来に比して低抵抗率であり、更に製造工程中での優位性を保有した安定かつ加工性に優れた電子部品用金属合金材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器を提供する。【解決手段】   Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金を金属材料として適用する。この金属材料によれば、ＣｕにＷを添加してＣｕの粒界にＭｏを均質に混入させることにより、Ｃｕ全体の耐候性を向上させることができる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする電子部品用金属材料。
【請求項２】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする電子部品用金属材料。
【請求項３】
前記電子部品用金属材料が10μΩｃｍ以下の電気抵抗率を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品用金属材料。
【請求項４】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Wを0.1〜3.0ｗｔ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる３元合金からなることを特徴とする電子部品用金属材料。
【請求項５】
前記電子部品用金属材料が1.5μΩｃｍ以上、7.0μΩｃｍ以下の電気抵抗率を有することを特徴とする請求項４に記載の電子部品用金属材料。
【請求項６】
前記電子部品用金属材料が、配線材料、電極材料、接点材料及びスパッタリングのターゲット材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１、２及び４のうちいずれか１項に記載の電子部品用金属材料。
【請求項７】
金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品であって、
前記金属材料が、Ｃｕを主成分とし、Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする電子部品。
【請求項８】
金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品であって、
前記金属材料が、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする電子部品。
【請求項９】
前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によるエッチング工程を経て形成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電子部品。
【請求項１０】
前記配線パターン、電極又は接点が、塩素を含むガス雰囲気中でのエッチング工程を経て形成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電子部品。
【請求項１１】
前記配線パターン、電極及び接点以外の部分を、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより加工する工程を経て形成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電子部品。
【請求項１２】
前記配線パターン、電極又は接点を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理する工程を経て形成されたことを特徴とする請求項７〜１１のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１３】
前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に形成されていることを特徴とする請求項７〜１２のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１４】
前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成されていることを特徴とする請求項７〜１２のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１５】
金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器であって、
前記金属材料が、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器であって、
前記金属材料が、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によるエッチング工程を経て形成されたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電子機器。
【請求項１８】
前記配線パターン、電極又は接点が、塩素を含むガス雰囲気中でのエッチング工程を経て形成されたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電子機器。
【請求項１９】
前記配線パターン、電極及び接点以外の他の部分を、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより加工する工程を経て形成されたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電子機器。
【請求項２０】
前記配線パターン、電極又は接点を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理する工程を経て形成されたことを特徴とする請求項１５〜１９のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２１】
前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に形成されていることを特徴とする請求項１５〜２０のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２２】
前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成されていることを特徴とする請求項１５〜２０のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２３】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項２４】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項２５】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、塩酸を含むガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項２６】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、塩酸を含むガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項２７】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を有する電子部品の製造方法であって、
前記金属膜以外の膜を、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより加工することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２８】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を有する電子部品の製造方法であって、
前記金属膜以外の膜を、フッ素を含むガス雰囲気中でのエッチングにより加工することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２９】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３０】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３１】
Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３２】
Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３３】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３４】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする金属材料の加工方法。
【請求項３５】
Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を反射膜、電極又は配線材料として用いたことを特徴とする電子光学部品。
【請求項３６】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を反射膜、電極又は配線材料として用いたことを特徴とする電子光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品および電子機器またはそれらの製品に使用される金属材料、電子および金属材料の加工方法及び電子光学部品に関し、例えば液晶表示素子、各種半導体製品あるいは部品、プリント配線基板、その他のＩＣチップ部品等に適用することができる。そして、従来に比して低抵抗率であり、更に製造工程中での優位性を保有した安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器、電子部品においては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等の純金属による金属材料、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｐｄ、ＴａＳｉ、ＷＳｉ、ＴｉN等の合金による金属材料を用いて電極あるいは配線パターンを形成していた。
【０００３】
例えばフラットパネルディスプレイを構成する透過型液晶表示素子においては、一般に、エッチング性に優れ、電気抵抗が低い純ＡｌあるいはＡｌ合金が配線材料として使用される。しかしながら、純Ａｌは、融点が６６０℃と低いばかりか、液晶表示素子の配線材料として使用した場合には、配線膜形成後の化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）プロセス等における３００〜５００℃程度の熱処理工程においてヒロック、ウイスカー等の欠陥が発生する恐れがある。また、Ａｌは酸素に対して化学的に不安定であり、透過型液晶表示素子を製造する工程中の最高温度に対して耐熱性が不安定である。この為、Ａｌを電極や配線形成用の材料に用いる場合は、これらの不安定性を解決する為に余分に保護層やバリア層を形成する必要があり、工程が複雑化したり、工程量が増加する課題を有している。しかし、Ａｌは低電気抵抗である優位性より、他の金属と比した優位性は大変高く、更に製造プロセスも完成度が高い為に、代替とされる材料の開発は進んでいない。このような事情から、液晶表示素子においては、高温で安定な高融点材料であるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等によって純Ａｌを挟み込む配線構造とすることにより、Ａｌ配線の課題や欠陥の解決を図っている。
【０００４】
また、半導体素子においては、純Ｃｕが電極および配線材料として、純Ａｌの代替材料として検討、或いは一部使用されている。しかし、純Ｃｕは電気電導性こそ大変高いものの、それを用いる製造プロセスにおいては、例えば配線パターンをエッチング法にて加工する場合に、高温下でなければ物性的に加工が出来なかったり、更にはＳｉの酸化膜やＳｉ層に対して化学的に反応して拡散してしまって、半導体素子の機能を破壊するという課題を有している。また、純Ｃｕは金属下地や酸化膜の下地との密着性が低い為、余分に下地に密着を助長する層を要すなど、微細化等の技術進歩に対して課題を有すことが確認されている。更に、純Ｃｕは熱処理を施した後に凝集して膜の表面に凹凸が生じて平坦性・平滑性に対する問題もあり、技術的な進歩や革新が要求されている現状がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の電子機器に使用される金属材料に比して、電気抵抗が低く、熱に対して安定かつ加工性に優れた金属材料を得ることができれば、各種電子部品に適用して性能を向上し、さらには製造プロセスを簡略化できると考えられる。
すなわち、透過型液晶表示素子において、欠陥の発生を防止する目的で純Ａｌに代えて使用されるＴｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等にあっては、表１に示すように純Ａｌに比して抵抗率が大きい欠点がある。これにより、透過型液晶表示パネルにあっては、大型化、高精細化により配線パターンの配線長が増大し、また配線パターンが微細化すると、簡易かつ確実に駆動することが困難になるという問題がある。したがって、透過型液晶表示パネルにおいては、配線材料として好適な材料が存在しないのが実情であった。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
因みに、低抵抗値の配線材料について検討してみると、Ａｌより抵抗率が低い材料としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇがあるが、Ａｕは、価格的に大変高価である為に製造コストを圧迫するだけでなく、耐候性に劣り、エッチングによる加工性が悪く、さらには微細加工が困難であるという問題を有している。また、Ａｇは、塩化物、硫黄、硫化物などに対して敏感に反応し、微細加工性、耐候性に問題を有しているばかりか、配線や電極として用いた場合に熱処理により表面層が凝集を起こすなど、工程中での安定性に幾多の課題を有している為、採用にあたっては制約が多く、優位性に対して課題とのバランスが問題視されており、実用性が低いのが現状である。
【０００８】
なお、Ｃｕが敏感に反応する例をあげると、基盤材料に堆積する酸素原子、例えばＳｉウエハ上のＳｉ酸化膜と接触した場合、或いは水分やその他の酸素を含む環境下での各種製造プロセスにおいて、Ｃｕは、大気を含んだ環境下の酸素と反応して配線パターンの表面や境界面にＣｕＯxが生成され、このＣｕＯxにより、本来のＣｕが有する良性の導電性、熱伝導性が損なわれる。
【０００９】
また、Ｃｕが耐候性に問題を有する例としては、液晶表示素子に適用した場合に、透明導電膜と直接接触することによる界面の酸素等と反応してＣｕＯxを形成して金属の物性が不安定になり、液晶表示素子の長期信頼性の確保が困難とされている。この為、Ａｌと同様にバリア層を下地層に形成し、又は上下をバリア層で挟んでサンドイッチ構造にすることにより、このような問題を解決しているが、この場合に技術的優位性は認知されながらも、製造コスト低減が困難であり、実用化されていない現状がある。
【００１０】
また、これら液晶表示素子においては、駆動デバイスとしてアモルフアスシリコン又は多結晶シリコンによるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が多く使用されるが、この駆動デバイス側から見た電極材料としても適切なものが開発されていないのが実情である。
【００１１】
すなわち、これらの駆動デバイスにおいては、電極の金属材料を酸化させて、この電極とシリコン能動素子との間にゲート絶縁膜を形成することにより、製造プロセスを簡略化するようになされたものがある（すなわち陽極酸化法である）。
【００１２】
表１に記載の配線材料のうち、このようなゲート絶縁膜を形成することが可能な配線材料としては、Ａｌ、Ｔａがあり、特にＴａの場合には、ピンホール等の欠陥が少なく、歩留りの高い酸化絶縁膜を形成することができる。しかしながら、Ｔａにあっては、抵抗率が高いことにより、このような陽極酸化による場合には、抵抗率の低いＡｌを用いた２層配線による電極構造とする必要があり、結局製造プロセスを増加させることとなっていた。なお、この２層配線による場合、結局、配線パターンの抵抗率は、Ａｌにより決まる抵抗率となる。
【００１３】
上述のディスプレイデバイスへの応用以外にも、ＤＲＡＭ、フラシュメモリ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ等の半導体デバイスにおいては、高集積化のため配線の幅が狭くなり、またチップサイズの大型化、多層配線等の複雑化に伴い配線パターンの配線長が増大する傾向にある。これによりこれらの半導体デバイスにあっても、低抵抗率で熱に対して安定かつ加工性に優れた配線材料が望まれている。
【００１４】
すなわち、このような配線幅の減少、配線長の増大は、配線における抵抗の増大を招き、この抵抗の増大により配線における電圧降下が増大して素子の駆動電圧が低下するようになり、また消費電力が増大し、さらには配線による信号伝達に遅延が発生するようになる。
【００１５】
また、このような半導体デバイス以外の、例えばプリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等の電子部品にあっては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｇなどが用いられている。しかし、これらの材料についても耐候性が実用上未だ不十分であるという問題があり、またリサイクルが困難であるという問題があった。
【００１６】
この為、本発明者は特開２００４−９１９０７（Ｐ２００４−９１９０７Ａ）の発明により、純ＣｕにＭｏその他を添加してなる合金によりこれらの課題の解決を図ったが、利用用途や工程は製造者により多種多様である為、必ずしも万能的ではなく、更なる進歩や技術的革新の継続性が必要であると考えた。
【００１７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器、電子光学部品、電子部品の製造方法、金属材料の加工方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
かかる課題を解決するため、本発明に係る電子部品用金属材料は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする。
【００１９】
上記電子部品用金属材料によれば、ＣｕにＷを添加してＣｕの粒界にＷを均質に混入させることにより、Ｃｕ全体の耐候性を向上させることができる。さらに、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた複数の元素を添加することにより、抵抗率を低くすることができる。また、第２の元素であるＷを添加することによる抵抗率の増大の割合をこの第３の元素により抑制することができる。このとき、これらの添加する元素を0.1〜3.0ｗｔ％とすることで耐候性を改善することができる。したがって、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を得ることができる。
【００２０】
本発明に係る電子部品用金属材料は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする。
上記電子部品用金属材料は、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れていることが確認されている。
【００２１】
また、本発明に係る電子部品用金属材料においては、該電子部品用金属材料が10μΩｃｍ以下の電気抵抗率を有することも可能である。
【００２２】
本発明に係る電子部品用金属材料は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、
Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる３元合金からなることを特徴とする。
【００２３】
上記電子部品用金属材料によれば、ＣｕにＷを添加してＣｕの粒界にＷを均質に混入させることにより、Ｃｕ全体の耐候性を向上させることができる。さらに、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１の元素を添加することにより、抵抗率を低くすることができる。また、第２の元素であるＷを添加することによる抵抗率の増大の割合をこの第３の元素により抑制することができる。このとき、これらの添加する元素を0.1〜3.0ｗｔ％とすることで耐候性を改善することができる。したがって、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を得ることができる。
【００２４】
また、本発明に係る電子部品用金属材料においては、該電子部品用金属材料が1.5μΩｃｍ以上、7.0μΩｃｍ以下の電気抵抗率を有することも可能である。
【００２５】
また、本発明に係る電子部品用金属材料においては、該電子部品用金属材料が、配線材料、電極材料、接点材料及びスパッタリングのターゲット材のうちのいずれかであることも可能である。
【００２６】
本発明に係る電子部品は、金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品であって、
前記金属材料が、Ｃｕを主成分とし、Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする。
上記電子部品に適用されている金属材料は、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れていることが確認されている。
【００２７】
本発明に係る電子部品は、金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子部品であって、前記金属材料が、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によるエッチング工程を経て形成されたことも可能である。
【００２９】
上記電子部品に適用されている３元以上の合金からなる金属材料にあっては、例えばＨ３ＰＯ４＋ＨＮＯ３＋ＣＨ３ＣＯＯＨ等の燐酸系のエッチング液によってもエッチング加工することができる。また、このエッチング液に燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セリウム、硝酸銀等の添加により、エッチングレートを制御することもできる。したがって、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターニングの手法を得ることができる。
【００３０】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極又は接点が、塩素を含むガス雰囲気中でのエッチング工程を経て形成されたことも可能である。
【００３１】
上記電子部品に適用されている３元以上の合金からなる金属材料にあっては、塩素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが可能で、例えばＣｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩素を含むガス雰囲気中でのＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、ＩＣＰなどによるエッチング処理が可能である。したがって、従来のパターンニングの手法に加えて、この種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００３２】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極及び接点以外の部分を、フッ素を含むガス、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦおよびこれらを含むその他のガス元素との混合ガス等のガス雰囲気中でのエッチングにより加工する工程を経て形成されたことも可能である。
【００３３】
上記電子部品に適用されている３元以上の合金からなる金属材料にあっては、フッ素を含むガス雰囲気中でのドライエッチングが困難で、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦ等のフッ素を含むガスにおいては、その他のガス元素との混合内容によってはＲＩＥ、ＩＣＰなどにより、このような３元以上の合金からなる金属材料をエッチングすることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ等の他の材料をエッチングすることができる。したがって、この種の金属材料と他の材料とにより成るデバイスに適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００３４】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極又は接点を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理する工程を経て形成されたことも可能である。
【００３５】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に形成されていることも可能である。
【００３６】
また、本発明に係る電子部品においては、前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成されていることも可能である。前記配線パターン、電極又は接点は密着性に優れているからである。
【００３７】
上記電子部品において、Ｃｕを主成分としてＷを0.1〜7.0ｗｔ％含有するＣｕＷ合金にＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉによる１又は複数の元素を0.1〜3.0ｗｔ％添加して得られる合金にあっては、純Ｃｕの優れた熱伝導性を維持し得、さらにスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法等の従来の成膜プロセスに適応でき、さらにはウェットエッチング手法及びドライエッチング手法で容易にパターニングすることができ、また高温にあっても安定な状態を維持することができる。したがって、低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料を配線パターン、電極又は接点に適用した電子部品を得ることができる。
【００３８】
本発明に係る電子機器は、金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器であって、前記金属材料が、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなることを特徴とする。
上記電子機器に適用されている金属材料は、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れていることが確認されている。
【００３９】
ここでの電子機器とは、積層チップコンデンサ，電解コンデンサ等の特定の容量を保有するコンデンサ部品，および半導体素子を銅箔や樹脂基盤に実装（ボンディング処理を含む）した半導体パッケージ部品、更にはこれらの電子部品を重複して構成する機器製品を定義する。
【００４０】
本発明に係る電子機器は、金属材料により配線パターン、電極又は接点が形成された電子機器であって、前記金属材料が、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によるエッチング工程を経て形成されたものであることも可能である。
【００４２】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極又は接点が、塩素を含むガス雰囲気中、例えばＣｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩素系ガスおよびこれらと他のガス元素との混合ガスでのエッチング工程を経て形成されたものであることも可能である。
【００４３】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極及び接点以外の他の部分を、フッ素を含むガス、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦおよびこれらを含むその他のガス元素との混合ガス等のガス雰囲気中でのエッチングにより加工する工程を経て形成されたものであることも可能である。
【００４４】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極又は接点を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理する工程を経て形成されたものであることも可能である。
【００４５】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に形成されていることも可能である。
【００４６】
また、本発明に係る電子機器においては、前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成されていることも可能である。
【００４７】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００４８】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Wを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸の少なくとも一方を含む溶液によりエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００４９】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、塩酸を含むガス、例えばＣｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩素系ガスおよびこれらと他のガス元素との混合ガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５０】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、塩酸を含むガス、例えばＣｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩素系ガスおよびこれらと他のガス元素との混合ガス雰囲気中でエッチングして配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５１】
本発明に係る電子部品の製造方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を有する電子部品の製造方法であって、
前記金属膜以外の膜を、フッ素を含むガス、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦおよびこれらを含むその他のガス元素との混合ガス等のガス雰囲気中でのエッチングにより加工することを特徴とする。
【００５２】
本発明に係る電子部品の製造方法は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を有する電子部品の製造方法であって、
前記金属膜以外の膜を、フッ素を含むガス、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦおよびこれらを含むその他のガス元素との混合ガス等のガス雰囲気中でのエッチングにより加工することを特徴とする。
【００５３】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５４】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５５】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５６】
上記金属材料の加工方法によれば、前記下地の上に前記合金からなる金属膜を形成して配線パターン、電極又は接点を形成することにより、従来の加工プロセスを適応して充分な密着性を確保することができ、低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００５７】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５８】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００５９】
上記金属材料の加工方法によれば、前記合金からなる金属膜をガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成する。前記金属膜を構成する合金の酸素の影響が少ないため、例えばＡｌによる場合のような抵抗率の増加を低減でき、これにより簡易な製造プロセスによって低抵抗率の配線パターン等を簡易に作製することができる。
【００６０】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、ガラス基板、プラスティックの樹脂の基板、あるいはポリイミドを含む樹脂の基板上に直接形成して配線パターン、電極又は接点を形成することを特徴とする。
【００６１】
本発明に係る電子光学部品は、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金からなる金属膜を反射膜、電極又は配線材料として用いたことを特徴とする。
【００６２】
上記電子光学部品によれば、低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れ、かつ反射率に優れた合金からなる金属膜を反射膜、配線パターン又は電極に適用した電子光学部品を得ることができる。
【００６３】
本発明に係る電子光学部品は、Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を反射膜、電極又は配線材料として用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００６４】
上述のように本発明によれば、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ等の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器、電子光学部品、電子部品の製造方法、金属材料の加工方法を得ることができる。
【００６５】
また、本発明によれば、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金を金属材料として適用することにより、従来に比して低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた電子部品用金属材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器、電子光学部品、電子部品の製造方法、金属材料の加工方法を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態においては、各種電子部品の金属材料に、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％含有してなる合金を適用する。
【００６７】
なお、ここで各種の電子部品は、透過型液晶表示素子、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、プラズマディスプレイ、微小ミラーによる電子光学部品等のディスプレイ用デバイス、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等であり、これらの配線パターンの配線材料、電極材料、高反射膜材料、接点材料等、さらにはこれらの配線や電極等の作成に使用するスパッタリングのターゲット材にこれらの合金が適用される。
【００６８】
本実施の形態によれば、ＣｕにＷを添加してＣｕの粒界にＷを均質に混入させることにより、Ｃｕ全体の耐候性を向上することができる。しかし単にＣｕにＷを添加するだけの場合、十分な耐候性が得られる程度にまでＷを添加すると抵抗率が増大する。これに対してさらにＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を添加すれば、抵抗率が低下し、又は抵抗率の増加を抑制することが可能となる。ここで、この第三の元素の添加量は、0.1〜3.0ｗｔ％添加することで耐候性が改善され、3.0ｗｔ％以上添加すると逆に耐候性が劣化する。
【００６９】
このようにして耐候性が改善されてなる銅合金にあっては、金属元素の中で最も優れた導電性、熱伝導性を有する純Ｃｕの特性が維持され、さらに耐侯性に優れ、低電気抵抗率で、高熱伝導性の金属材料を得ることができる。
【００７０】
特に配線材料に前記銅合金を適用する場合には、上述した範囲で添加する元素の選定により、配線材料として求められる７μΩｃｍ以下の値を確保することができる。
【００７１】
なお、配線材料や電極材料としては、従来一般に用いられているＡｌＳｉ合金の抵抗率と同等であれば優位性が顕著に高く、少なくともＣｒの抵抗率以下であれば実用に供することができると考えられ、実験した結果によれば、１．６μΩｃｍ以上の抵抗率であって、このＡｌＳｉ合金の抵抗率である３．５μΩｃｍ以下の抵抗率を必要に応じて確保することができる。
【００７２】
また、耐候性を確保する為に添加元素の量を増加させた場合でも、本実施の形態による添加量の範囲であれば、Ｃｒの電気抵抗値である12.6μΩcmを充分に下回る為に、配線および電極材料として優位性を得ることが出来ることが確認された。
【００７３】
また、このようなＣｕ合金は、いずれも完全固溶体では無く、主元素であるＣｕの粒界析出型の金属合金を形成する。一般的には完全固溶金属合金は材料物性的に安定であるとされているが、完全固溶合金の場合には添加元素の量が少ないと主元素の特性にそのまま依存することが多く、完全に主元素の課題を解決することが難しいことが、特にＣｕ合金の場合には確認されている。
【００７４】
また、最近の液晶表示素子や半導体素子においては、配線や電極のパターンが大変微細化されている。このため、配線の機械的強度や耐電圧等の材料的安定性が極端に重要視される。このような状況の中では、粒界析出型の金属合金は主元素の強度を添加元素が飛躍的に高めることが確認されている為に、従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕと比較して、加工性に優れ、高温下にて安定で、かつ信頼性を向上することが可能となる。
【００７５】
また、Ｃｕの加工方法としては、ドライエッチングにおいては、塩素系の複合ガスを用いる方法が知られており、ウェットエッチングにおいては、塩酸系あるいはＮＨ４ＯＨ等のアルカリ系の溶液等のエッチング液を用いる方法が知られている。本実施の形態に係るＣｕ合金においても、これらの方法にてエッチング加工することができ、更には従来の純Ａｌ、およびＡｌ合金で蓄積された各種加工方法を適用することができる。
【００７６】
なお、塩素を含むガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等であり、これらの雰囲気中でＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより本実施の形態に係るＣｕ合金膜の加工が可能である。因みに、このような塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスをＣｕによる配線パターンに適用すると、エッチングの進行によりガス中の塩素とＣｕとが反応して配線パターンの境界面にＣｕＣｌ２が生成され、このＣｕＣｌ２により導電性、熱伝導性が損なわれるが、本実施の形態に係るＣｕ合金膜にあっては、このような反応も何ら発生しないことを確認できた。
【００７７】
上述したようにこの種の金属材料を使用した電子部品の作製工程においては、塩素系のガスの雰囲気によるエッチングにより、好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００７８】
また、本実施の形態のような３元以上の合金にあっては、フッ素ガスのみの雰囲気中でのドライエッチングが困難であり、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦおよびこれらを含むその他のガス元素との混合ガス等のガス雰囲気中でのＲＩＥ、I ＣＰ等のプラズマエッチングなどにより、このような３元以上の合金に何ら影響を与えることなく、例えば、Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの他の材料をエッチングすることができるが、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ、ＳＦ６、ＣＨＦ３、SOＦ２、SO２Ｆ２、NH４Ｆ、BHＦを含むその他のガス元素との混合ガスにおいては、ドライエッチングが容易に出来ることが確認されている。
【００７９】
上述の通りにフッ素単独のガス雰囲気中での処理により、このような３元合金以外の部位を選択的にエッチングして処理することができ、これによってもこの種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００８０】
これに対して、現在、液晶表示素子をはじめとするディスプレイ製造設備におけるウェットエッチングにおいては、燐酸を含有するエッチング液で純Ａｌ等をエッチングするようになされている。このような燐酸系のエッチング液としては、例えばＨ３ＰＯ４＋ＨＮＯ３＋ＣＨ３ＣＯＯＨがあり、従来の純Ｃｕ、Ｃｕを主成分とする２〜３元素にて構成される合金にあっては、このようなエッチング液によってはエッチングが困難であった。
【００８１】
ところが、Ｃｕを主成分としてＷを0.1〜7.0ｗｔ％添加し、さらにＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で0.1〜3.0ｗｔ％添加してなる合金にあっては、このような燐酸系の錯体を用いてエッチングできることが判った。これにより、Ａｌによる従来のエッチング設備を有効に利用してエッチング加工することができる。因みに、従来と同様に、燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セリウム、塩酸銅等を添加することにより、エッチングレートおよびエッチングされて形成される配線や電極の寸法、すなわちパターン精度を制御することも可能である。
【００８２】
なお、エッチング後の洗浄等の後工程においても、純Ａｌ、Ａｌ合金等と同じ工程を使用でき、またＡｌ系をエッチング加工する場合に比して環境を汚染する可能性も低減することができる。これらによっても従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕに比して、加工性に優れた金属材料ということができる。
【００８３】
さらに、本実施の形態によるＣｕ合金を用いれば、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法などの従来の成膜プロセスにより簡易かつ確実に成膜することができる。このスパッタリングにおいて、このＣｕ合金は、Ａｌ系材料に比して約2.3〜2.5倍の速度によりスパッタリングすることができ、スパッタリング法による薄膜形成速度が速い特徴がある。これにより成膜時間を短縮することができ、その分生産に要する時間を短縮することができる。
【００８４】
なお、スパッタリング法、蒸着法等により成膜した場合には、加熱により合金化することが必要となり、この処理においては１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して、低抵抗率であって、熱に対して安定かつ加工性に優れた金属膜を作製することができる。
【００８５】
さらに、加工プロセスとして重要な下地材料に対する密着性についても、下地にＴｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｕ、インジウムを主成分とする酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン、窒化タンタルの何れかを適用することにより、良好な密着性が確保され、これにより各種半導体デバイス等において、従来のＡｌ系の配線パターンと簡易に置き換えることができ、また良好な特性を確保することができる。
【００８６】
Ａｌ系の場合には、例えば薄膜によりプラスティック、ガラス上に直接成膜すると、Ａｌが酸素と反応すること等から、抵抗値がかなり大きくなり、バルク材料における抵抗値の２〜３倍の値となる。また、純ＡｇおよびＡｇ合金の場合には、プラスティック、ガラス上に直接成膜すると、基板材料との密着性が悪い為に、成膜直後もしくはその後の工程で剥離してしまうと言う問題が生じてしまう。
【００８７】
これに対して、本実施の形態によるＣｕ合金の場合、酸素の影響が少なく、プラスティック、ガラス上に直接薄膜を形成したことによる抵抗率の増加が低減され、更に密着性が良好である為に、成膜以後の工程での剥離やチッピング等の問題が生じない。これによりプラスティック、ガラス上に直接成膜して配線パターン等を作製して、良好な特性による配線パターン等とすることができ、簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を形成することができる。
【００８８】
これらにより透過型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、大画面化、高精彩化により配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上し、さらには消費電力を軽減することができる。
【００８９】
また、反射型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、透過型液晶表示パネルの場合と同様の効果を得ることができ、また高反射膜に適用して安定に高い反射率を確保することができ、明るい表示画面を形成することができる。
【００９０】
同様に、微小ミラーによる電子光学部品等の光変調デバイスの反射膜、電極又は配線パターンに適用して、反射効率が高く、低抵抗であるため、輝度が高く、かつ、高速動作が可能なデバイスを形成することができる。
【００９１】
また、これら液晶表示パネル、各種半導体デバイスにおいて、Ｔａを用いた陽極酸化法に適用して、例えばこの銅合金とＴａによる２層構造として、充分に小さな抵抗値とすることができる。
【００９２】
さらに、各種半導体デバイスにおいても、配線パターンに適用して、配線長の増大、配線の微細化による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減することがでる。また、配線による電圧降下を防止でき、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種特性を向上すると共に、信頼性を向上することができる。
【００９３】
また、プリント配線基板の配線パターン、チップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特性を確保して高い信頼性を確保することができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、Ｃｕを主成分とし、Ｗを含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で０．１〜３ｗｔ％添加する場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｃｕを主成分とし、Ｗを0.1〜7.0ｗｔ％含有した合金に適用することも可能である。