(57)【要約】【課題】ガラス基板表面に対する密着性に優れ、さらにヒロックおよびボイドなどの熱欠陥が発生することのない銅合金積層薄膜からなる液晶表示装置用積層配線および積層電極並びにそれらの形成方法を提供する。【解決手段】希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金層からなることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項２】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項３】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項４】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項３記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項５】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項１記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項６】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項５記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項７】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用い酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項３記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【請求項８】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項７記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【請求項９】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって遠ざかるにつれて漸次酸素量が増加し、前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって最も離れた酸素含有銅合金薄膜面の成分組成が希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項１０】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項９記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項１１】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって遠ざかるにつれて漸次酸素量が増加し、前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって最も離れた酸素含有銅合金薄膜面の成分組成が希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項１２】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１１記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項１３】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングしたのち雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項９記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項１４】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１３記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項１５】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングしたのち雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項１１記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【請求項１６】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１５記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【請求項１７】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜と、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜との間に請求項９に記載の濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項１８】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１７記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線。
【請求項１９】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜と、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜との間に請求項１１に記載の濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項２０】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項１９記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極。
【請求項２１】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、引き続いて雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項１７記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項２２】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙであることを特徴とする請求項２１記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法。
【請求項２３】
希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用い酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、引き続いて雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることを特徴とする請求項１９記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【請求項２４】
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである請求項２３記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス基板表面に対する密着性に優れ、さらにヒロックおよびボイドなどの熱欠陥が発生することのない銅合金積層薄膜からなる液晶表示装置用積層配線および積層電極並びにそれらの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フラットパネルディスプレイなどの液晶表示装置にはガラス基板表面に格子状に金属薄膜からなる配線が密着して形成されており、この金属薄膜からなる格子状配線の交差点にＴＦＴトランジスターが設けられており、このＴＦＴトランジスターのゲート電極も金属薄膜で形成されている。前記金属薄膜からなる配線および電極は一般にターゲットを用いてガラス基板表面にスパッタリングすることにより形成され、このガラス基板表面に形成された金属薄膜からなる配線および電極は、液晶表示装置のゲート絶縁膜、アモルファスシリコン膜等をＰＥＣＶＤで成膜する工程において３００〜５００℃程度まで加熱される。前記配線および電極となる金属薄膜として、純銅薄膜を使用することが知られているが、近年、希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元素を総量で０．１〜１０原子％を含有する銅合金薄膜が使用されるようになり、この銅合金薄膜は純銅薄膜に比べて電気抵抗は少し上昇するが、前記加熱される工程においてヒロックやボイドなどの熱欠陥の発生がなくなるとされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−７７２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、液晶表示装置は益々大型化しており、３０インチ以上の大型液晶パネルが量産されるようになって来た。そのためにガラス基板表面に形成されている配線および電極が長くなり、さらに液晶表示装置は益々高精細化しているためにガラス基板表面に形成される配線および電極を益々細くすることが求められている。そのために配線および電極は、熱処理工程で高温に曝されてもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥が発生しないことおよび電気抵抗が低いことが必要されると共に、配線および電極が剥離することのない密着性に優れた金属薄膜で構成されることが必要である。
さらに、大型液晶パネルの低コスト化のためにガラス基板表面に形成される配線および電極を高スピードで成膜すべくスパッタリング装置の出力を上げて可及的に短時間で成膜するよう求められている。
これら要求に対処すべく、従来の希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元素を総量で０．１〜１０原子％を含有し残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金ターゲットを用いて４００Ｗ以上の高出力でスパッタリングすると、得られた銅合金配線薄膜は、ヒロックやボイド等の熱欠陥が発生し、さらに比抵抗値が高く、さらにガラス基板表面に対する密着性が悪という欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明者等は、比抵抗値が低く、ガラス基板表面に対する密着性に優れ、さらに高出力でスパッタリングして得られた銅合金薄膜であっても加熱工程でヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生がない銅合金薄膜を開発し、これを液晶表示装置における配線および電極に適用すべく研究を行った。その結果、
（イ）純銅（特に純度：９９．９９％以上の無酸素銅）に、希土類元素を０．０１〜２原子％を添加し、さらにＡｇを０．０５〜２原子％添加して得られた成分組成を有する銅合金薄膜は、従来の希土類元素を含有する銅合金薄膜に比べて比抵抗値が一層低く、さらに、高温に曝されてもヒロックおよびボイドの熱欠陥が発生することがなく、さらにガラス基板に対する密着性が優れていることから、かかる成分組成を有する銅合金薄膜は液晶表示装置用配線および電極として使用した場合に優れた効果を奏する、
（ロ）純銅（特に純度：９９．９９％以上の無酸素銅）に、希土類元素を０．０１〜２原子％を添加し、さらにＡｇを０．１〜４原子％添加して得られた成分組成を有するターゲットを用い、酸素を含む雰囲気中でスパッタリングすることにより得られた希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜は、ガラス基板に対する密着性が一層向上し、したがってこの酸素含有銅合金薄膜を前記（イ）記載の銅合金薄膜に積層させた複合銅合金膜を液晶表示装置用の配線および電極として使用した場合、複合銅合金膜の酸素含有銅合金薄膜がガラス基板に対する密着性が一層優れていることから複合銅合金膜はガラス基板に対する密着性に優れたものとなり、フォトリソやエッチング等の加工中に剥離することがなく、かかる複合銅合金薄膜を液晶表示装置の配線および電極として使用した場合に製造歩留まりが一層向上する、
（ハ）前記純銅にＡｇと共に添加する希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙのうちの１種または２種以上であることが特に好ましい、という研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（２）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（１）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（３）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、
（４）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（３）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、に特徴を有するものである。
【０００６】
前述のように、この発明の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線および積層電極は、まず、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを作製し、このターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中でスパッタリングすることにより希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜を形成し、次いで酸素を含まない雰囲気中でスパッタリングすることにより希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜を形成することにより複合銅合金膜を作製し、この発明の液晶表示装置用積層配線および積層電極を形成することができる。
【０００７】
したがって、この発明は、
（５）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする（１）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（６）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（５）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（７）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用い酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする（３）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、
（８）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（７）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、に特徴を有するものである。
【０００８】
前記ターゲットは、まず純度：９９．９９％以上の無酸素銅を、不活性ガス雰囲気中、高純度グラファイトモールド内で高周波溶解し、得られた溶湯に希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％を添加して溶解し、さらにＡｇを０．１〜４原子％を添加して溶解し、得られた溶湯を不活性ガス雰囲気中で鋳造し急冷凝固させたのち、さらに熱間圧延し、最後に歪取り焼鈍を施すことにより作製する。前記Ａｇと共に純銅に添加する希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙのうちの１種または２種以上であることが一層好ましい。
【０００９】
この発明の液晶表示装置における積層配線および積層電極を構成する銅合金薄膜に含まれる希土類元素は、ガラス基板との密着性向上作用を有するので添加するが、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１原子％未満添加しても所望の効果が得られず、一方、２原子％を越えて添加すると、比抵抗値が極端に上昇するだけでなくヒロックが発生するようになるので好ましくない。したがって、銅合金薄膜に含まれる希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％に定めた。
この発明の液晶表示装置における積層配線および積層電極を構成する銅合金薄膜に含まれるＡｇは結晶粒を微細化し、さらにターゲットの結晶粒を微細化してパーティクルの発生を抑制し、さらにヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生を抑制する作用を有するが、その含有量が０．０５原子％未満では所望の効果が得られないので好ましくなく、一方、２原子％を越えて含有してもコストアップとなるだけなので好ましくない。したがって、銅合金薄膜に含まれるＡｇ含有量を０．０５〜２原子％に定めた。
この発明の液晶表示装置における積層配線および積層電極を構成する酸素含有銅合金薄膜に含まれる希土類元素およびＡｇの限定理由は先に述べた銅合金薄膜の限定理由と同じであるので省略する。この発明の液晶表示装置における積層配線および積層電極を構成する酸素含有銅合金薄膜に含まれる酸素は、ガラス基板表面に対する密着性を一段と格段に向上させ、加工中に剥離が生じて不良品が生じることがないので歩留まりを向上させる作用を有するが、その含有量が０．０２原子％未満では所望の効果が得られないので好ましくなく、一方、２原子％を越えて含有すると電気抵抗が著しく上昇してしまうので好ましくない。したがって、酸素含有量を０．０２〜２原子％に定めた。
【００１０】
この発明の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線および積層電極を構成する酸素含有銅合金薄膜は、ガラス基板表面に接する面の成分組成を希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有するように、その厚さ方向に向かって銅合金薄膜に近づくにしたがってＯ含有量が少なくなる濃度勾配酸素含有銅合金薄膜であることが一層好ましい。
この濃度勾配酸素含有銅合金薄膜および銅合金薄膜からなるこの発明の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線および積層電極をガラス基板表面に形成するには、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ不活性ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより酸素含有銅合金薄膜をガラス基板表面に形成したのち、直ちに不活性ガス雰囲気中の酸素供給量を漸次減少させながらスパッタリングすることにより濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を形成し、次いで酸素を含まない雰囲気中でスパッタリングすることにより銅合金薄膜を形成することにより作製することができる。したがって、この発明は、
（９）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって遠ざかるにつれて漸次酸素量が増加し、前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって最も離れた酸素含有銅合金薄膜面の成分組成が希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（１０）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（９）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（１１）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜並びに前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって遠ざかるにつれて漸次酸素量が増加し、前記銅合金薄膜から厚さ方向に向かって最も離れた酸素含有銅合金薄膜面の成分組成が希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、
（１２）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（１１）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、
（１３）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中でスパッタリングしたのち雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする（９）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（１４）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（１３）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（１５）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中でスパッタリングしたのち雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする（１１）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、
（１６）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである（１５）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、に特徴を有するものである。
【００１１】
この発明の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線および積層電極は、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングすることによりガラス基板表面に希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有し所定の厚さを有する酸素含有銅合金膜を形成し、引き続いて雰囲気中の酸素供給量を漸次減少させながらスパッタリングすることにより厚さ方向に向かって近づくにしたがってＯ含有量が少なくなる濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を形成し、最後に酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングすることにより銅合金薄膜を形成することにより酸素含有銅合金膜、濃度勾配酸素含有銅合金薄膜および銅合金薄膜からなるこの発明の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線および積層電極をガラス基板表面に形成することができる。
したがって、この発明は、
（１７）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜と、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜との間に前記（９）に記載の濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（１８）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである前記（１７）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線、
（１９）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜と、希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．０５〜２原子％、Ｏ：０．０２〜２原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する酸素含有銅合金薄膜との間に、前記（１１）に記載の濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を積層してなる複合銅合金膜からなる熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、
（２０）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである前記（１９）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極、
（２１）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用いて酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、引き続いて雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする前記（１７）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（２２）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである前記（２１）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層配線の形成方法、
（２３）希土類元素のうちの１種または２種以上を合計で０．０１〜２原子％、Ａｇ：０．１〜４原子％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金からなるターゲットを用い酸素を含んだ雰囲気中で一定時間スパッタリングし、引き続いて雰囲気中の酸素を漸次減少させながらスパッタリングし、次いで酸素を含まない雰囲気中で一定時間スパッタリングする前記（１９）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、
（２４）前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙである前記（２３）記載の熱欠陥発生がなくかつ密着性に優れた液晶表示装置用積層電極の形成方法、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の液晶表示装置における積層配線および積層電極は、酸素含有銅合金薄膜または濃度勾配酸素含有銅合金薄膜がガラス基板表面に対する密着性に優れているのでフォトリソやエッチング等の加工中に剥離などが生じることが無いことから製造歩留まりが向上し、さらに片面の銅合金薄膜で構成されていることから液晶表示装置用積層配線および積層電極は導電性に優れており、さらに高温に曝されてもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥の発生がない。したがって、このこの発明の液晶表示装置用積層配線および積層電極は電気抵抗が低いことから高精細化し大型化した液晶表示装置の配線および電極に使用しても消費電力を少なくすることができるなど優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
純度：９９．９９質量％の無酸素銅を用意し、この無酸素銅をＡｒガス雰囲気中、高純度グラファイトモールド内で高周波溶解し、得られた溶湯に希土類元素としてＰｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙ並びにＡｇを添加し溶解して表１に示される成分組成を有する溶湯となるように成分調整し、得られた溶湯を冷却されたカーボン鋳型に鋳造し、さらに熱間圧延したのち最終的に歪取り焼鈍し、得られた圧延体の表面を機械加工して外径：２００mm×厚さ：１０mmの寸法を有し、表１に示される成分組成を有するターゲットＡ〜Ｚを作製した。
さらに、無酸素銅製バッキングプレートを用意し、この無酸素銅製バッキングプレートに前記ターゲットＡ〜Ｚを重ね合わせ、温度：２００℃でインジウムはんだ付けすることによりバッキングプレート付きターゲットを作製した。このときＡｇを４．５原子％含むターゲットＸは熱間圧延と焼鈍を繰り返す内に割れが発生してスパッタリングターゲットとして使用不能となった。
【００１４】
【表１】
2008191542.tif 000002
【００１５】
実施例１
表１のターゲットＡ〜Ｗを無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付けして得られたバッキングプレート付きターゲットを、ターゲットとガラス基板（縦：５０ｍｍ、横：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍの寸法を有するコーニング社製１７３７のガラス基板）との距離：７０mmとなるようにセットし、
電源：直流方式、
スパッタパワー：１００Ｗ、
到達真空度：５×１０−５Ｐａ、
雰囲気ガス組成：表１に示されるＯ２を含有したＡｒ混合ガス、
スパッタガス圧：０．６７Ｐａ、
ガラス基板：加熱なし、
の条件で１５秒間スパッタリングすることによりガラス基板の表面に、厚さ：１５ｎｍを有し、表２〜３に示される成分組成を有する酸素含有銅合金薄膜を形成し、次いで雰囲気ガス組成を純Ａｒガスに切り換えてスパッタパワーを６００Ｗに上げて純Ａｒガス雰囲気中でスパッタリングを行なうことにより厚さ：２８５ｎｍの銅合金薄膜を形成することにより、銅合金薄膜および酸素含有銅合金薄膜からなる表２〜３に示される本発明銅合金積層薄膜（以下、本発明積層薄膜という）１〜２０および比較銅合金積層薄膜（以下、比較積層薄膜という）１〜５を形成した。
【００１６】
従来例１
表１に示される成分組成を有するターゲットＹ〜Ｚを用い、スパッタリング条件として酸素を含まない純Ａｒガスを雰囲気ガスとして使用する以外は実施例１と同様にして表３に示される従来銅合金薄膜（以下、従来薄膜という）１〜２を形成した。
【００１７】
ＪＩＳ-Ｋ５４００に準じ、１ｍｍ間隔で本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜６および従来金薄膜１〜２に碁盤目状に切れ目を入れた後、３Ｍ社製スコッチテープで引き剥がし、ガラス基板中央部の１０ｍｍ角内でガラス基板に付着していた薄膜の面積％を測定する碁盤目付着試験を実施し、その結果を表４に示し、ガラス基板に対する本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜６および従来薄膜１〜２の密着性を評価した。
さらに、得られた本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜６および従来薄膜１〜２をそれぞれ赤外線加熱炉に装入し、到達真空度：４×１０−４Ｐａの真空雰囲気中、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、最高温度：３５０℃、３０分間保持の熱処理を施した。これら熱処理を施した本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜６および従来薄膜１〜２の表面を５０００倍のＳＥＭで５個所の膜表面を観察し、ヒロックおよびボイドの発生の有無を観察し、その結果を表４に示した。
さらに、得られた本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜６および従来薄膜１〜２の５点の比抵抗を四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表４に示した。
【００１８】
【表２】
2008191542.tif 000003
【００１９】
【表３】
2008191542.tif 000004
【００２０】
【表４】
2008191542.tif 000005
【００２１】
表１〜４に示される本発明積層薄膜１〜２０、比較積層薄膜１〜５および従来薄膜１〜２の結果から以下の事項が分かる。
（ａ）本発明積層薄膜１〜２０は、従来薄膜１〜２に比べて比抵抗が小さく、ヒロックおよびボイドの発生がなく、さらに密着性に優れている。
（ｂ）この発明の条件から外れて希土類元素、ＡｇおよびＯを含む酸素含有銅合金薄膜を積層した比較積層薄膜１〜５は、密着性が低下するなど好ましくない特性が現れる。
（ｃ）Ａｇを４原子％を越えて含むは熱間圧延で割れが発生してスパッタリングターゲットとして使用不能となる。
【００２２】
実施例２
表１のターゲットＡ〜Ｗを無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付けして得られたバッキングプレート付きターゲットを、ターゲットとガラス基板（縦：５０ｍｍ、横：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍの寸法を有するコーニング社製１７３７のガラス基板）との距離：７０mmとなるようにセットし、
電源：直流方式、
スパッタパワー：１００Ｗ、
到達真空度：５×１０−５Ｐａ、
雰囲気ガス組成：表１に示されるＯ２を含有したＡｒ混合ガス、
スパッタガス圧：０．６７Ｐａ、
ガラス基板：加熱なし、
の条件でスパッタリングを開始して、ガラス基板に接する面が表５〜６に示される成分組成を有する酸素含有銅合金薄膜を形成し、引き続いてその後ただちにＡｒ混合ガス中のＯ２供給量を漸次減らしながらＡｒ混合ガス中のＯ２含有量が０になるまで１５秒間スパッタリングすることにより厚さ：１５ｎｍを有する表５〜６に示される濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を形成し、その後、引き続いてＯ２の供給を止めた状態でスパッタパワーを６００Ｗに上げてスパッタリングすることにより厚さ：２８５ｎｍを有する酸素を含まない銅合金薄膜を形成し、ガラス基板の表面に銅合金薄膜および表５〜６に示される濃度勾配酸素含有銅合金薄膜からなる全体の膜の厚さ：３００ｎｍを有する本発明濃度勾配酸素含有銅合金積層薄膜（以下、本発明濃度勾配積層薄膜という）１〜２０および比較濃度勾配酸素含有銅合金積層薄膜（以下、比較濃度勾配積層薄膜という）１〜５を形成した。
【００２３】
ＪＩＳ-Ｋ５４００に準じ、１ｍｍ間隔で本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜２に碁盤目状に切れ目を入れた後、３Ｍ社製スコッチテープで引き剥がし、ガラス基板中央部の１０ｍｍ角内でガラス基板に付着していた薄膜の面積％を測定する碁盤目付着試験を実施し、その結果を表７に示し、ガラス基板に対する本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜２の密着性を評価した。
さらに、得られた本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜５をそれぞれ赤外線加熱炉に装入し、到達真空度：４×１０−４Ｐａの真空雰囲気中、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、最高温度：３５０℃、３０分間保持の熱処理を施した。これら熱処理を施した本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜５の表面を５０００倍のＳＥＭで５個所の膜表面を観察し、ヒロックおよびボイドの発生の有無を観察し、その結果を表７に示した。
さらに、得られた本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜５の５点の比抵抗を四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表７に示した。
【００２４】
【表５】
2008191542.tif 000006
【００２５】
【表６】
2008191542.tif 000007
【００２６】
【表７】
2008191542.tif 000008
【００２７】
従来薄膜１〜２の評価結果を示す表４、本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０および比較濃度勾配積層薄膜１〜２の評価結果を示す表５〜７に示される結果から以下の事項が分かる。
（ｄ）本発明濃度勾配積層薄膜１〜２０は従来薄膜１〜２と比較して比抵抗が小さく、ヒロックおよびボイドの発生がなく、さらにガラス基板に対する密着性に優れている。
（ｅ）しかし、この発明の条件から外れて希土類元素、ＡｇおよびＯを含む比較濃度勾配積層薄膜１〜５は比抵抗が大きくなり過ぎたり、密着性が低下するなど好ましくない特性が現れる。
【００２８】
実施例３
表１のターゲットＡ〜Ｔを無酸素銅製バッキングプレートにはんだ付けして得られたバッキングプレート付きターゲットを、ターゲットとガラス基板（縦：５０ｍｍ、横：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍの寸法を有するコーニング社製１７３７のガラス基板）との距離：７０mmとなるようにセットし、
電源：直流方式、
スパッタパワー：１００Ｗ、
到達真空度：５×１０−５Ｐａ、
雰囲気ガス組成：表１に示されるＯ２を含有したＡｒ混合ガス、
スパッタガス圧：０．６７Ｐａ、
ガラス基板：加熱なし、
の条件で１５秒間スパッタリングして厚さ：１５ｎｍを有する酸素含有銅合金薄膜を形成し、その後Ａｒ混合ガス中のＯ２含有量を漸次減らしながら１５秒間スパッタリングすることにより厚さ：１５ｎｍを有する濃度勾配酸素含有銅合金薄膜を形成し、さらにＯ２の供給を止めた状態でスパッタパワーを６００Ｗに上げてスパッタリングすることにより厚さ：２７０ｎｍを有する銅合金薄膜を形成し、ガラス基板の表面に酸素含有銅合金薄膜、濃度勾配酸素含有銅合金薄膜および銅合金薄膜からなる全体の膜の厚さ：３００ｎｍを有する本発明濃度勾配積層薄膜を形成した。
【００２９】
ＪＩＳ-Ｋ５４００に準じ、１ｍｍ間隔で本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０に碁盤目状に切れ目を入れた後、３Ｍ社製スコッチテープで引き剥がし、ガラス基板中央部の１０ｍｍ角内でガラス基板に付着していた薄膜の面積％を測定する碁盤目付着試験を実施し、その結果を表１０に示し、ガラス基板に対する本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０の密着性を評価した。
さらに、得られた本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０をそれぞれ赤外線加熱炉に装入し、到達真空度：４×１０−４Ｐａの真空雰囲気中、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、最高温度：３５０℃、３０分間保持の熱処理を施した。これら熱処理を施した本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０の表面を５０００倍のＳＥＭで５個所の膜表面を観察し、ヒロックおよびボイドの発生の有無を観察し、その結果を表１０に示した。
さらに、得られた本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０の５点の比抵抗を四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表１０に示した。
【００３０】
【表８】
2008191542.tif 000009
【００３１】
【表９】
2008191542.tif 000010
【００３２】
【表１０】
2008191542.tif 000011
【００３３】
本発明濃度勾配積層薄膜２１〜４０の評価結果を示す表８〜１０に示される結果から、実施例２とほぼ同じ結果が得られることが分かる。