(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、Ｍｏ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Ｍｏ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、Ｍｏ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合金材料。
【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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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合金材料。
【請求項３】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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合金材料。
【請求項４】
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１〜３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５】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏ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６】
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５に記載の電子部品用金属材料。
【請求項７】
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１〜３及び請求項５のうちいずれか１項に記載の電子部品用金属合金材料。
【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、Ｍｏ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９】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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１０】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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１１】
前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸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８〜１０のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【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８〜１０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８〜１０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８〜１３のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１５】
前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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８〜１４のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１６】
前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス、又はプラスティックの樹脂成形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８〜１４のうちいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１７】
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、Ｍｏ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１８】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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１９】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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２０】
前記配線パターン、電極又は接点が、りん酸および硝酸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１７〜１９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、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１７〜１９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１７〜１９のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２３】
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１７〜２２のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２４】
前記配線パターン、電極又は接点が、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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１７〜２３のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２５】
前記配線パターン、電極又は接点が、ガラス、又はプラスチックの樹脂成形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１７〜２３のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項２６】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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２７】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸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２８】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸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２９】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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３０】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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３１】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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３２】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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３３】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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３４】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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３５】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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３６】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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３７】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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３８】
Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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３９】
Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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４０】
Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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４１】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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、又はプラスティック等の樹脂成形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４２】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、ガラス、又はプラスティック等の樹脂成形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４３】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなる金属膜を、ガラス、又はプラスティック等の樹脂成形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４４】
Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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４５】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【請求項４６】
Ｃｕを主成分とした電子部品用金属材料であって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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合金材料、この金属材料を使用した電子部品、電子機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、Ａｌ−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。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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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】
2004091907.tif 000002
【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。
【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安定性を損なう可能性が大きいというものがある。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。
【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】
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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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、Ｍｏ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。
【００１８】
上記電子部品用金属材料によれば、ＣｕにＭｏ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。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Ｍｏ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。
【００１９】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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が好ましい。
【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、Ｍｏ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。
【００２３】
上記電子部品用金属材料によれば、ＣｕにＭｏ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。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Ｍｏ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が好ましい。
【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に適用して、前記金属材料が、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする。
【００２８】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなることを特徴とする。
【００２９】
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。
【００３０】
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ンニングの手法を得ることができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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）、プラズマエッチング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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、ＳＦ６等のフッ素を含み、塩素を含まないガス雰囲気中でのＲＩＥ、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。
【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。
【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、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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。
【００３７】
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、又はプラスティックの樹脂成形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。
【００３８】
上記電子部品において、Ｃｕを主成分としてＭｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有するＣｕＭｏ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。
【００３９】
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、Ｍｏ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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなることを特徴とする。
【００４２】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなることを特徴とする。
【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、電極又は接点が、りん酸および硝酸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。
【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ものであ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。
【００４７】
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、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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。
【００４８】
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、又はプラスチックの樹脂成形の基板上に直接形成されていることも可能である。
【００４９】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸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。
【００５１】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなる金属膜を、りん酸および硝酸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。
【００５２】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【００５３】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【００５５】
本発明に係る電子部品の製造方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【００５６】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【００５７】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【００５８】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【００５９】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【００６１】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンのうちのいずれかからなる下地の上に、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【００６２】
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。
【００６３】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【００６４】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【００６５】
本発明に係る金属材料の加工方法は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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、又はプラスティック等の樹脂成形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。
【００６６】
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、又はプラスティック等の樹脂成形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。
【００６７】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金からなる金属膜を、ガラス、又はプラスティック等の樹脂成形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。
【００６８】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金からなる金属膜を、ガラス、又はプラスティック等の樹脂成形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。
【００６９】
本発明に係る電子光学部品は、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【００７２】
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、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【００７３】
【発明の実施の形態】
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、Ｍｏ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。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施の形態によれば、ＣｕにＭｏ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することができる。しかし単にＣｕにＭｏ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Ｍｏ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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
また、本実施の形態のような３元以上の合金にあっては、フッ素を含み塩素を含まないガス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、ＳＦ６等のガス雰囲気中でのＲＩＥ、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。
【００８６】
上述したようにフッ素を含み塩素を含まない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。
【００８７】
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。
【００８８】
ところが、Ｃｕを主成分としてＭｏを０．１〜３．０ｗｔ％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、硝酸セルウム、塩酸銅等を添加することにより、エッチングレートを制御することも可能である。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコン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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金に適用することも可能であり、また、Ｃｕを主成分とし、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金に適用することも可能である。
【０１０２】
【実施例】
次に、本実施例に係る銅合金の密着性の評価試験及びその結果について説明する。
【０１０３】
（密着性の評価方法）
まず、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．５ｗｔ％Ａｌ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．２ｗｔ％Ａｇ合金をガラス基板上、２００ｎｍの厚さの酸化インジウム錫薄膜上、５００ｎｍの厚さのＳｉ酸化膜上にそれぞれマグネトロンスパッタリング法にて２５０ｎｍの厚さで成膜した。
【０１０４】
次いで、カッターナイフを用いて、それぞれ３種類の下地上に３種類のＣｕ合金薄膜を形成したサンプルに、図１（Ａ）に示す様に碁盤目の様な切り目を入れた。碁盤目の升目の形状は、１ｍｍ×１ｍｍ程度である。
【０１０５】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、テープ（ニチバン製ＣＴ４０５Ａ−１８と言う商品）を、上記碁盤目の切り目が入ったＣｕ合金薄膜サンプルに密着させて、密着させたテープを一気に剥離して碁盤目の切り目の入った薄膜サンプルの各升目に剥離が無いかどうかを確認した。
【０１０６】
上記確認の結果、全てのＣｕ合金薄膜サンプルは升目の剥離が確認されなかった。
比較するために、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、ＡｇＰｄ合金のサンプルも同様に評価したが、Ａｌは局所的に剥離が確認され、その他の金属膜については、升目の大半に剥離や欠けが生じた。
【０１０７】
（結論）
本実施例に係るＣｕ合金薄膜は、ガラス基板、酸化インジウム錫、Ｓｉ酸化膜との密着性が大変高いことが確認できた。この結果により、例えば液晶表示素子に用いるゲート電極においては、主としてＡｌにＮｄを添加したＡｌＮｄ合金がゲート電極として採用されているが、Ｃｕ合金と比して、低抵抗の電極として利用することが出来ることが確認できた。
【０１０８】
例えば、純ＣｕやＡｇ、Ａｕ等のＡｌよりも低電気抵抗の金属材料は、いずれもガラス基板や酸化インジウム錫との密着性が悪い為に、ガラス基板および酸化インジウム錫と直接接するゲート電極においては利用することを検討できなかった。
【０１０９】
次に、本実施例に係る銅合金の環境耐性評価実験について説明する。
（高温雰囲気による加熱処理後の熱安定性評価）
まず、ガラス基板上に、純Ａｌ、純Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．５ｗｔ％Ａｌ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．２ｗｔ％Ａｇ合金薄膜を２５０ｎｍの厚さで直接、純Ｃｕおよび純Ａｕについては密着層にＣｒを１００ｎｍ敷いた上部に２５０ｎｍの厚さで成膜したサンプルを作成した。
【０１１０】
次いで、上記サンプルを真空炉、大気炉、窒素雰囲気炉に入れて、１００℃から８００℃まで１００℃刻みで加熱して、加熱による経時変化を確認した。
【０１１１】
次いで、１００℃刻みで全てのサンプルの状況を観察して、８００℃まで加熱を行った後、加熱を止めて室温（２７℃）になるまで冷却した。
【０１１２】
（結果）
純Ａｌは２００℃を超えると全ての炉において白濁して、７００℃を超えると局所的に溶融してしまい、８００℃まで加熱することが出来なかった。
純Ａｇは３００℃を超えると全ての炉において白濁してしまった。
純Ａｕは４００℃を超えると全ての炉において濁色化してしまった。
純Ｃｕは３００℃を超えると大気炉では酸化して黒色化してしまい、７００℃を超えると表面が粉っぽくなった。また、その他の炉においては７００℃を超えると表面に酸化が確認できた。
ＣｕＭｏ、ＣｕＭｏＡｇ合金は大気炉では５００℃を越えると酸化が確認できたが、その他の炉では８００℃まで変化が見られなかった。
ＣｕＭｏＡｌ合金は全ての炉において全く経時変化が無かった。
なお、濁色化するのは、Ａｌの場合は表面に酸化膜が生じていて、更に薄膜の粒子が熱により整列する粒子同士で結合して成長してしまい、表面に凹凸が生じて平坦性が損なわれた場合に生じる現象である。
【０１１３】
（結論）
上記の結果により、本実施例に係るＣｕ合金は他の低電気抵抗の特性を有す金属と比して熱に対して安定であり、特には粒子成長が殆ど確認できない為に、耐熱安定性が大変高いことが確認できた。
【０１１４】
（加速試験による耐環境性評価）
まず、ガラス基板上に、純Ａｌ、純Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．５ｗｔ％Ａｌ合金、Ｃｕ−１．８ｗｔ％Ｍｏ−１．２ｗｔ％Ａｇ合金薄膜を２５０ｎｍの厚さで直接、純Ｃｕおよび純Ａｕについては密着層にＣｒを１００ｎｍ敷いた上部に２５０ｎｍの厚さで成膜したサンプルを作成した。
【０１１５】
次いで、上記サンプルを、温度８０℃で湿度８５％の雰囲気の装置に入れて、１００時間から８００時間まで１００時間刻みで放置して、高温高湿下による経時変化を確認した。
【０１１６】
次いで、１００時間刻みで全てのサンプルの状況を観察して、８００時間まで放置実験を行った後、サンプルを取り出した。
【０１１７】
（結果）
純Ａｌは２００時間を超えると表面が酸化して白濁してしまい、７００時間を超えると局所的に黒色の斑点が確認され、全面白濁して金属光沢は喪失していた。
純Ａｇは３００時間を超えると黒色化が始まり、８００時間終了後には表面全面が黒黄色化してしまい、金属光沢が喪失してしまっていた。
純Ａｕは８００時間を超えると局所的に黒色の斑点は確認されたが、殆ど変化は無く、金属光沢は広く残存していた。
純Ｃｕは１００時間を超える前に黒色化が進行し、４００時間を越えた時点では表面全面が酸化の為に黒色化してしまった。
ＣｕＭｏ、ＣｕＭｏＡｇ合金はＡｕと同様に８００時間まで殆ど変化が見られなかったが、局所的に黒色の斑点が生じており、金属光沢は薄くなっていた。
ＣｕＭｏＡｌ合金は全く経時変化が無く、金属光沢もきれいに残存していた。
【０１１８】
（結論）
上記の結果より、全てのＣｕ合金は加速試験（耐環境試験）においては、Ａｕと同等に大変耐食性が高く、ＡｌやＡｇと比して顕著に耐環境性については優位性が確認できた。
【０１１９】
（溶液への浸水実験による耐薬品性評価）
まず、ガラス基板上に、純Ａｌ、純Ｃｕ、Ａｕ、ＣｕＭｏ合金、ＣｕＭｏＡｌ合金、ＣｕＭｏＡｇ合金薄膜を２５０ｎｍの厚さで直接、純Ｃｕおよび純Ａｕについては密着層にＣｒを１００ｎｍ敷いた上部に２５０ｎｍの厚さで成膜したサンプルを作成した。
【０１２０】
次いで、上記サンプルを、３％ＮａＣｌ、５％ＮａＯＨ、１％ＫＯＨ、１％Ｈ２ＳＯ４の溶液にそれぞれ各試料を室温で浸し、２４時間および１００時間浸した状態で経時変化を観察した。
【０１２１】
次いで、１００時間溶液に浸した後、サンプルを取り出して純水にて洗浄して溶液に浸す前後での経緯時間変化を確認した。
【０１２２】
（結果）
純Ａｌは数分で表面が酸化して白濁化し、金属光沢が無くなり、１００時間を越える前に膜が半透明になり化学的に急激に反応する様子が伺えた。
純Ａｇは３０分程度で３％ＮａＣｌ溶液では白濁して、１％Ｈ２ＳＯ４では黒色化してしまい、他の溶液でも金属光沢が無くなったりしてしまった。また、全ての溶液において、２４時間程度で半透明になり膜が反応して消失していたり、或いは黒色化しており、浸す前の状態とは全く異なってしまっていた。
純Ａｕは２４時間経過までは殆ど目視では浸す前との経時変化は観察できなかったが、１００時間を超えると全ての溶液において局所的に黒濁色や濁色化してしまったり、半透明になる結果が観察できた。
純Ｃｕは全ての溶液に浸すと数分で黒色化してしまい、１００時間後には完全黒色化してしまっていた。
ＣｕＭｏ、ＣｕＭｏＡｇ、ＣｕＭｏＡｌ合金は全ての溶液において経時変化が少なく、局所的に黒色化が確認できた程度であった。
【０１２３】
（結論）
従来材料にあっては、Ａｕ、Ｃｕ合金３種類を除くＡｌ、Ａｇ、Ｃｕでは、金属光沢の喪失、白濁化、黒色化、透明化等の化学反応による変化が観察され、これにより熱や高温高湿の環境、各薬品と反応している為に、化学的あるいは環境に対して経時変化が激しく、材料的に不安定であることが確認された。
これに対して３種類のＣｕ合金では、０．１ｗｔ％という微量なＭｏ及びＡｌ、Ａｇを添加するだけで、耐熱性や耐環境性，更には耐薬品性が大幅に改善され、表面が僅かに変色するに留まっていた。
さらにＭｏ、ＡｌもしくはＡｇの添加量を増やすことによって全く変化を生じない程度に耐熱性，耐環境性および耐薬品性を改善できることがわかった。
【０１２４】
これらのことから同材料は、７５０℃程度の高温プロセスでも安定な材料であり、成膜した後、あえて保護膜を作成しなくても温度により変化することなく、従ってその分、成膜後の後熱処理工程を簡略化できることが判った。
また、同材料は、高温多湿下においても安定であることが確認され、これにより配線材料等に適用して充分な信頼性を確保できることが判った。
【０１２５】
表２は、フォトリソグラフイー工程における耐薬品性の評価結果を示すものである。ここでは、Ｓｉ基板上にＣｕ−１．０ｗｔ％Ｍｏ−１．０ｗｔ％Ａｌを膜厚１５０ｎｍで成膜して試料を作成し、この試料を通常のフォトリソグラフイー工程で用いられるプロセスであるレジスト現像した後、レジストベークし、シート抵抗の変化を観察した。
【０１２６】
【表２】
2004091907.tif 000003
【０１２７】
なお、実際には、現像工程として、現像液の主成分である珪酸ナトリウム５％、リン酸水素二ナトリウム３％溶液に浸し、またレジストベーク工程としてレジストを塗布した状態で８７℃で３０分試料を焼成した。
【０１２８】
（プラズマアッシング耐性の評価）
従来、配線材料や電極として使用されているＡｌ、Ａｌ合金，もしくはその低電気抵抗の代替材料として比較検討されている、Ｃｕ、Ａｇおよびそれらを主成分とする合金においては、いずれも配線パターンをエッチング法にて形成後に行う、プラズマアッシングにて酸素プラズマに対するアッシング性が低い為に、工程に制約や制限を必要とする等の問題が生じている。
【０１２９】
同アッシング工程では、特定の酸素ガスとＡｒガスの流量比の混合ガスをプラズマを使用して配線や電極に吹き付けることで、配線や電極の上面の汚物や水分等の余剰物のクリーニングや、配線や電極の膜の粒界に依存するパーティクルの除去等に効果を得て、各種素子を複層で構成する際に、単層毎の配線や電極の信頼性向上につなげる為に重要な工程である。しかし、低抵抗とされる材料はいずれも酸素プラズマに対する化学的な安定性を保有していない為に、これらの工程に大幅に制限や制約を設けてしまい、最終製品に至る際の材料の信頼性に課題を有したり、素子が高集積化されて、配線パターンが微細化する際のネックになっている。
【０１３０】
そこで、本発明者は、本発明材料であるＣｕ合金材料が、従来のＡｌやそれを主成分とするＡｌ合金、更にはＣｕ、Ａｌと比して酸素プラズマアッシング工程に関する耐性の有無を次の通りに確認した。
【０１３１】
まず、ガラス基板上に、純Ａｌ、純Ｃｕ、Ａｕ、ＣｕＭｏ合金、ＣｕＭｏＡｌ合金、ＣｕＭｏＡｇ合金薄膜を２５０ｎｍの厚さで直接、純Ｃｕおよび純Ａｕについては密着層にＣｒを１００ｎｍ敷いた上部に２５０ｎｍの厚さで成膜したサンプルを作成した。
【０１３２】
次いで、上記サンプルをアッシング装置に配置して、ＲＦパワー５００Ｗ、使用ガスはＯ２とＡｒの混合ガス（混合組成比は５０：５０ｖｏｌ％）、ガス流量は毎分５ｍｌ、装置内の真空度はアッシング処理中で１．０〜１．５Ｔｏｒｒ、アッシング時間は３００秒（５分）の条件でアッシング処理を行った。この際の基板温度を熱電対で測定したところ、約１６０℃であった。
【０１３３】
次いで、アッシング処理を行った後、２０分冷却の為に装置を開封せずに放置し、その後にサンプルを取り出して表面の状態を目視にて確認し、更に四探針法にてアッシング処理前後での電気抵抗の変化を確認した。
【０１３４】
（結果）
純Ａｌは表面が黒色化して光沢も無く、表面電気抵抗も測定不可能になる位に上昇した。
純Ａｇは表面が黒色化して、更に膜全体が粉っぽくなり剥離し、電気抵抗は測定が不可能であった。
純Ｃｕは表面が黒色化して、Ａｇ同様に表面全体が粉っぽくなり剥離してしまい、電気抵抗は測定阿附可能であった。
ＣｕＭｏ、ＣｕＭｏＡｇ、ＣｕＭｏＡｌ合金は３種類全てのサンプルがアッシング前後で金属光沢や色の変化が全く無く、表面電気抵抗を測定しても全く変化は無かった。
【０１３５】
（結論）
従来材料であるＡｌ、もしくは代替として低電気抵抗の特性を有すＡｇ、Ｃｕ共に同様に酸素プラズマアッシングに対する耐性が大変低いことが、高集積で微細な配線パターンを要す液晶表示素子や半導体素子においては、製造上、大変問題視されていた。
しかし、いずれの純金属ともに解決策が見出されず、製造工程上の問題を保有したまま、アッシングプロセスの条件や状況に制約や制限を設けることで、適当に課題を回避していた現状がある。
本発明のＣｕ合金は、いずれもアッシングによる物性変化や特性の劣化を起こさないでアッシング工程を通過することができる為に、従来材料と比して信頼性が高い配線や電極を作成できるばかりか、製造上、制約や制限を設けないで材料の活用が出来ることが本実験により確認できた。
【０１３６】
表３は、ＤＣマグネトロンスパッタリング法による成膜速度の評価結果を示すものである。
この評価は、８インチのスパッタリングターゲットに各成膜材料によるＣｕ合金を使用し、このターゲットから１２０ｍｍの距離に保持した基板に成膜し、この基板における膜厚が１２０ｎｍになるまでの時間を計測した。
【０１３７】
【表３】
2004091907.tif 000004
【０１３８】
この評価結果によれば、ＣｕＭｏ、ＣｕＭｏＡｌ、ＣｕＭｏＡｇの３種類の合金をターゲットとして使用した場合には、Ａｌをターゲットとして使用する場合に比して約２．３〜２．５倍の速度により成膜できることが判った。これにより、Ａｌによる金属材料に代えて、本発明で得られたＣｕ合金を使用すれば、成膜時間に要する時間を半分以下に低減でき、その分製造に要する時間を短縮できることが判った。
【０１３９】
なお、この評価では、純Ｃｕをターゲットとして使用する場合との比較でも、成膜速度の向上を確認することができた。また、これら従来の成膜材料による場合に比して基板の温度上昇が低いため、基板としてプラスティック基板をも使用できることが判った。
【０１４０】
なお、本実施例では、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏを含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１つの元素を添加する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏ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複数の元素を合計で０．１〜３ｗｔ％含有してなる合金を広く適用することも可能であり、また、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有した合金に適用することも可能であり、また、Ｃｕを主成分とし、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％含有してなる合金に適用することも可能である。
【０１４１】
また、上述の実施例では、スパッタリング等による薄膜生成による場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の薄膜生成による場合、さらには厚膜生成による場合にも広く適用することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【０１４３】
また、本発明によれば、Ｃｕを主成分とし、Ｍｏを０．１〜３．０ｗｔ％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。
【０１４４】
また、本発明によれば、Ｃｕを主成分とし、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ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、更に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％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。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、実施例に係る銅合金の密着性の評価を行うサンプルを概略的に示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すサンプルに対して密着性の評価試験を行っている様子を概略的に示す断面図である。
【図１】
2004091907.tif 000005