(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングガスと添加ガスとしての酸素含有ガスを用いたスパッタ成膜により第一の薄膜を形成する工程と、スパッタ成膜により前記第一の薄膜上に前記第一の薄膜に比べて反射率が高くかつ低抵抗である第二の薄膜を形成する工程と、前記第一及び第二の薄膜をエッチングする工程とを有するＡｇ合金膜の製造方法であって、
前記第一の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む第一のＡｇ合金ターゲットを用い、前記第二の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％以下のＳｎを含み、前記第一のＡｇ合金ターゲットとはＳｎ含有量が異なる第二のＡｇ合金ターゲットを用いることにより、前記第一の薄膜中のＳｎ含有量が、前記第二の薄膜中のＳｎ含有量より多くなるようにすることを特徴とするＡｇ合金膜の製造方法。
【請求項２】
スパッタリングガスと添加ガスとしての酸素含有ガスを用いたスパッタ成膜により第一の薄膜を形成する工程と、スパッタ成膜により前記第一の薄膜上に前記第一の薄膜に比べて反射率が高くかつ低抵抗である第二の薄膜を形成する工程と、前記第一及び第二の薄膜をエッチングする工程とを有するＡｇ合金反射膜の製造方法であって、
前記第一の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む第一のＡｇ合金ターゲットを用い、前記第二の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ、Ｐｄ、Ｎｄ及びＣｕから選ばれた少なくとも１種を含み、Ｓｎを含まない第二のＡｇ合金ターゲットを用いることを特徴とするＡｇ合金反射膜の製造方法。
【請求項３】
前記第一の薄膜を、５０Å以上の膜厚で形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＡｇ合金電極膜の製造方法。
【請求項４】
前記第一及び第二の薄膜のそれぞれを、主成分としてのＡｇに対してＡｕ及びＳｎを異なる量で含む前記第一及び第二のＡｇ合金ターゲットを用いて形成した後に、該第一及び第二の薄膜を同じエッチング液でパターン加工することを特徴とする請求項１記載のＡｇ合金電極膜の製造方法。
【請求項５】
前記第一の薄膜を形成する工程では、スパッタリングガスとしての不活性ガスと添加ガスとしての酸素含有ガスとを用い、前記第二の薄膜を形成する工程では、スパッタリングガスとしての不活性ガスのみ又は不活性ガスと酸素含有ガスとを用いることを特徴とする請求項１又は請求項４記載のＡｇ合金電極膜の製造方法。
【請求項６】
前記第一の薄膜を形成する工程では、前記酸素含有ガスを、酸素含有ガスの分圧が６．６５Ｅ−０３〜２．８７Ｅ−０２Ｐａとなるように添加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のＡｇ合金電極膜の製造方法。
【請求項７】
主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む合金からなり、基板表面に酸素含有雰囲気下で形成された第一の薄膜と、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％以下のＳｎを含む合金からなり、該第一の薄膜上に形成された第二の薄膜と、を有し、
該第一の薄膜中のＳｎ含有量が、該第二の薄膜中のＳｎ含有量より多いことを特徴とするＡｇ合金反射膜又は電極膜であるＡｇ合金膜。
【請求項８】
主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む合金からなり、基板表面に酸素含有雰囲気下で形成された第一の薄膜と、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ、Ｐｄ、Ｎｄ及びＣｕから選ばれた少なくとも１種を含み、Ｓｎを含まない合金からなり、該第一の薄膜上に形成された第二の薄膜と、を有することを特徴とするＡｇ反射膜又は電極膜であるＡｇ合金膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｇを主成分とする合金膜(以下、「Ａｇ合金膜」と称す)の成膜プロセスに関し、特に二層からなるＡｇ合金膜、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金電極膜及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ等の表示装置の反射膜や電極膜として、Ａｌ合金に代わりＡｇ膜、Ａｇ合金膜が検討されている。このＡｇ合金膜とは、例えば、Ａｇを主体として微量の他の金属(例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｎｄ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎ等)を一種類以上添加して合金化した組成を有するターゲットを用いて形成した膜のことであり、多数市販されている。
【０００３】
このようなＡｇ合金膜等は、高い反射特性と高い導電特性とを持つので、各種の表示素子、特に液晶表示素子(ＬＣＤ)用反射膜や配線膜に用いられている。近年、携帯電話その他のモバイル製品向けのＬＣＤにおいては、より高精細と同時に、より省電力（充電毎にバッテリーがより長時間使えること）であることが求められている。高精細の要求に対しては、ＬＣＤを構成する電極パターンを１０μｍ程度まで細くすると、抵抗が増して応答速度は遅くなるという問題がある。そこで、より低抵抗特性を持つＡｇやＡｇ合金からなる配線膜の開発が望まれている。また、省電力の要求に対しては、ＬＣＤを反射透過型にする方式を採用する場合、Ａｌ膜より高い反射特性を持つＡｇ膜やＡｇ合金膜の開発が望まれている。
【０００４】
また、Ａｇを主成分としてこれにＡｕとＳｎ等とを添加してなるＡｇ合金膜が知られている(例えば、特許文献１参照)。さらに、本出願人は、Ａｇ合金(Ａｇ/Ａｕ/Ｓｎ)膜製造の際に、反応ガスとしてＡｒに酸素ガスや酸素含有ガスを添加したガスを用いてスパッタリングすると、基板に対して高い密着性を有する単層のＡｇ合金膜を得ることができることを提案している(特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００３−５５７２１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００４−１９７１１７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、Ａｇ合金膜は、その低抵抗特性から電極として有用である。ＬＣＤの構成には、一般に二種類ある。すなわち、反射膜上にカラーフィルターを形成し、さらにその上に電極膜＋液晶配向膜＋液晶層＋電極膜を順次形成するか、或いは反射膜上に電極膜＋液晶配向膜＋液晶層＋電極膜を順次形成し、さらにその上部にカラーフィルターを貼り付け形成することにより構成される。電極膜としては、現在、例えばＣｒ膜等が用いられている。有用なＡｇ合金膜が開発されれば、ＬＣＤ用の反射膜だけでなく、電極をも兼ねることができるので、Ｃｒ膜は不要となり、ＬＣＤの低コスト化が可能となる。
【０００６】
しかるに、反射膜用途のみに用いる場合は、パターニングサイズは数１０μｍであればよいのに対して、反射電極用途に用いる場合には、数μｍであることが必要となる。パターニングサイズが細かくなれば、膜の基板に対する密着性が充分でなければ、パターン形成後の洗浄工程で剥がれてしまったり、パターンエッジが欠けるといった問題を生じる。
【０００７】
また、上記特許文献２(特開２００４−１９７１１７号公報)に示すように、ＡｇにＡｕとＳｎとを添加してなる単層のＡｇ合金膜の場合に、反応ガスとしてＡｒに酸素ガス又は酸素含有ガスを添加したガスを使用すると、高い密着性を得ることができる。この場合、さらに高い密着性を得るためには、Ｓｎ含有量及び酸素ガス又は酸素元素含有ガスの添加量を増加させればよいものの、含有量や添加量を増加させると、ＬＣＤ用の反射膜として必要な高反射率を保つことが困難になるという問題がある。
【０００８】
Ｓｎ含有量の増加以外に密着性を得る方法として、下地としてＴｉＯ２等の膜を用い、この膜上にＡｇ合金膜を形成する方法も提案されているが、ＬＣＤ作製に必要な材料及び工程が増えるためコストアップとなってしまう。
【０００９】
以上のことから、従来の技術では、高い反射率を維持しつつ、電極膜に必要な密着性を確保することは困難であった。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、反射率を損なうことなく、低抵抗で、より高い密着性を有するＡｇ合金膜パターンを得ることができるＡｇ合金膜(例えば、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金電極膜)及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＡｇ合金膜の製造方法は、スパッタリングガスと添加ガスとしての酸素含有ガスを用いたスパッタ成膜により第一の薄膜を形成する工程と、スパッタ成膜により前記第一の薄膜上に前記第一の薄膜に比べて反射率が高くかつ低抵抗である第二の薄膜を形成する工程と、前記第一及び第二の薄膜をエッチングする工程とを有するＡｇ合金膜の製造方法であって、前記第一の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む第一のＡｇ合金ターゲットを用い、前記第二の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％以下のＳｎを含み、前記第一のＡｇ合金ターゲットとはＳｎ含有量が異なる第二のＡｇ合金ターゲットを用いることにより、前記第一の薄膜中のＳｎ含有量が、前記第二の薄膜中のＳｎ含有量より多くなるようにすることを特徴とする。第一のＡｇ合金ターゲットのＡｕ添加量が０．１ｗｔ％未満であると、得られるＡｇ合金膜の耐熱性及び耐食性に寄与せず、また、４．０ｗｔ％を超えると、後工程でのエッチング中にエッチング残渣が生じるという問題がある。第一のＡｇ合金ターゲットのＳｎ添加量が０．５ｗｔ％未満であると、得られるＡｇ合金膜の基板に対する良好な密着性が得られず、１０．０ｗｔ％を超えると、得られるＡｇ合金膜の抵抗値が高くなり、電極膜として使用できない。第二のＡｇ合金ターゲットのＡｕの添加量が０．１ｗｔ％未満であると、得られるＡｇ合金膜の耐熱性及び耐食性に寄与せず、また、４．０ｗｔ％を超えると、後工程でのエッチング中にエッチング残渣が生じるという問題がある。第二のＡｇ合金ターゲットのＳｎ添加量が２．０ｗｔ％を超えると、得られるＡｇ合金膜の反射率が低くなり、反射膜として使用できない。第一及び第二の薄膜中のＳｎ含有量をこのような関係にすることにより、得られたＡｇ合金膜の基板に対する密着性や反射率等の特性が単層の場合と比べて改良される。
【００１２】
また、本発明のＡｇ合金反射膜の製造方法は、スパッタリングガスと添加ガスとしての酸素含有ガスを用いたスパッタ成膜により第一の薄膜を形成する工程と、スパッタ成膜により前記第一の薄膜上に前記第一の薄膜に比べて反射率が高くかつ低抵抗である第二の薄膜を形成する工程と、前記第一及び第二の薄膜をエッチングする工程とを有するＡｇ合金反射膜の製造方法であって、前記第一の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ及び０．５〜１０．０ｗｔ％のＳｎを含む第一のＡｇ合金ターゲットを用い、前記第二の薄膜を形成する工程では、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で０．１〜４．０ｗｔ％のＡｕ、Ｐｄ、Ｎｄ及びＣｕから選ばれた少なくとも１種を含み、Ｓｎを含まない第二のＡｇ合金ターゲットを用いることを特徴とする。第一のＡｇ合金ターゲットのＡｕ添加量が０．１ｗｔ％未満であると、得られるＡｇ合金膜の耐熱性及び耐食性に寄与せず、また、４．０ｗｔ％を超えると、後工程でのエッチング中にエッチング残渣が生じるという問題がある。第一のＡｇ合金ターゲットのＳｎ添加量が０．５ｗｔ％未満であると、得られるＡｇ合金膜の基板に対する良好な密着性が得られず、１０．０ｗｔ％を超えると、得られるＡｇ合金膜の抵抗値が高くなり、電極膜として使用できない。第二の薄膜にＳｎが含まれていなくても、この合金組成によれば、得られた二層からなるＡｇ合金膜の基板に対する密着性や反射率特性は単層の場合と比べて改良される。
【００１８】
本発明において、第一の薄膜の膜厚は、一般に５０Å以上、好ましくは５０〜５００Å、より好ましくは１００〜５００Å、最も好ましくは２００Å前後であることを特徴とする。５０Å未満であると、形成される膜は基板に対する密着層として機能しなくなる。上限は、目的とする反射率特性に応じて適宜選択すればよい。
【００１９】
本発明において、第一及び第二の薄膜のそれぞれを、主成分としてのＡｇに対してＡｕ及びＳｎを異なる量で含む前記第一及び第二のＡｇ合金ターゲットを用いて形成した後に、第一及び第二の薄膜を同じエッチング液でパターン加工することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、第一の薄膜を形成する工程では、スパッタリングガスとしての不活性ガスと添加ガスとしての酸素含有ガスとを用い、第二の薄膜を形成する工程では、スパッタリングガスとしての不活性ガスのみ又は不活性ガスと酸素含有ガスとを用いることを特徴とする。この不活性ガスとしては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスを用いることができる。
【００２１】
本発明において、前記第一の薄膜を形成する工程では、酸素含有ガスを、酸素含有ガスの分圧が、６．６５Ｅ−０３〜２．８７Ｅ−０２Ｐａとなるように添加することが望ましい。６．６５Ｅ−０３Ｐａ未満であると、基板へのＡｇ合金膜(例えば、第一の薄膜)の密着性の向上にあまり寄与せず、２．８７Ｅ−０２Ｐａを超えると、反射率の劣化や高抵抗化の弊害が著しくなる。
【００２２】
また、本発明のＡｇ合金膜(Ａｇ合金反射膜やＡｇ合金電極膜)は、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で一般に０．１〜４．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％のＡｕ及び一般に０．５〜１０．０ｗｔ％、好ましくは１．０〜１０．０ｗｔ％、より好ましくは１．５〜９．０ｗｔ％のＳｎを含む合金からなり、基板表面に酸素含有雰囲気下で形成された第一の薄膜と、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で一般に０．１〜４．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％のＡｕ及び一般に２．０ｗｔ％以下、好ましくは１．５ｗｔ％以下のＳｎを含む合金からなり、第一の薄膜上に形成された第二の薄膜と、を有し、第一の薄膜中のＳｎ含有量が、第二の薄膜中のＳｎ含有量より多いことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のＡｇ合金膜(Ａｇ合金反射膜又はＡｇ合金電極膜)は、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で一般に０．１〜４．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％のＡｕ及び一般に０．５〜１０．０ｗｔ％、好ましくは１．０〜１０．０ｗｔ％、より好ましくは１．５〜９．０ｗｔ％のＳｎを含む合金からなり、基板表面に酸素含有雰囲気下で形成された第一の薄膜と、主成分としてのＡｇと合金全成分基準で一般に０．１〜４．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％のＡｕ、Ｐｄ、Ｎｄ及びＣｕから選ばれた少なくとも１種を含み、Ｓｎを含まない合金からなり、第一の薄膜上に形成された第二の薄膜と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のＡｇ合金膜の製造方法によれば、スパッタ成膜により形成される第二の薄膜は、スパッタ成膜により形成される第一の薄膜に比べて反射率が高くかつ低抵抗であり、また、第一の薄膜の基板への密着性は極めて優れているという効果を奏する。
【００２６】
そのため、本発明のＡｇ合金膜は、例えば、ＬＣＤや有機ＥＬ等の発光素子のような各種表示素子用の反射膜や各種素子用の配線膜(電極膜)や、その他にランプや装飾品等の一般材料用としても有用であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係わるＡｇ合金膜の製造方法の実施の形態によれば、目的とするＡｇ合金膜は、Ａｇを主成分としてＡｕ及びＳｎを含有するＡｇ合金からなる二層膜であって、第一の薄膜中のＳｎ含有量が第二の薄膜中の場合より高くなるように、Ｓｎ含有量が異なる組成を有するＡｇ合金ターゲットを用いてスパッタ成膜することにより製造される。このターゲットは、各合金成分を配合・溶融・焼結する通常の合金ターゲット作製方法により製造できる。
【００２８】
本発明によれば、Ａｇ合金膜はまた、Ａｇを主成分としてＡｕ及びＳｎを含有するＡｇ合金からなる二層膜であって、第一の薄膜が、Ａｇを主成分としてＡｕ及び密着性に充分な量のＳｎを含有するＡｇ合金からなる膜となるように、そして第二の薄膜が、Ａｇを主成分としてＡｕ及びＳｎ又はＡｕのみを含有するＡｇ合金からなる膜であって、第一の薄膜よりも反射率が高く、低抵抗である膜となるように製造される。
【００２９】
本発明で用いる第一の薄膜形成用のＡｇ合金ターゲットはＳｎ成分を含有しているので、酸素含有ガスを添加したガスでスパッタすると、成膜中にＳｎと酸素との反応によりＳｎＯ２が生じ、このＳｎＯ２が基板とのバインダとなって、基板(例えば、ガラス、シリコンの他にプラスチックフィルム等からなる基板)へのＡｇ合金膜(第一の薄膜)の密着性が向上するものと考えられる。より高い密着性を得るためには、ＳｎＯ２生成量の増加、すなわちＳｎ含有量及び酸素含有ガスの添加量を適宜増加させれば達成される。この場合、酸素含有ガスの添加量は、本発明の目的を達成するためには、前記したように、酸素含有ガスの分圧で、６．６５Ｅ−０３〜２．８７Ｅ−０２Ｐａであることが望ましい。
【００３０】
しかし、Ａｇ合金膜中のＳｎ含有量や酸素含有ガス添加量の増加の程度によっては、反射率の劣化や高抵抗化の弊害が著しくなる。そこで、より高い密着性と反射率という相反する二つの特性を同時に満たすためには、上記したように、多層化、すなわち密着性に寄与する膜と反射率に寄与する膜とを組み合わせることにより達成可能となる。
【００３１】
また、密着性に寄与する膜と反射率に寄与する膜とは、若干の組成は異なるものの、Ａｇを主成分とするＡｇ合金膜からなるため、同一のエッチング液を用いることができ、一回のエッチングプロセスで加工可能となる。エッチング液としては、特に制限はなく、Ａｇ合金膜をエッチングする際に通常用いられる液であればよい。例えば、リン酸：硝酸：水＝３８：５：５７(重量％)に硝酸銀を０．１重量％加えたエッチング液を用い、室温（２３℃）で基板を静止状態にしてエッチングを行うことができる。
【００３２】
一般に、膜の抵抗は膜全体の特性によるため、抵抗の高い第一の薄膜の厚みを薄くすることにより、膜の低抵抗化が達成可能となる。
【００３３】
膜の厚み方向で異なるＳｎ含有量を持つ二層のＡｇ合金膜は、Ｓｎ含有量の異なるＡｇ合金ターゲットを用いて、或いはＳｎを含むターゲットとＳｎを含まないターゲットとを用いて積層成膜することにより作製できる。反射率に寄与する膜である第二の薄膜は、第一の薄膜よりも反射率が高く、低抵抗であれば、その組成に制限はない。また、第二の薄膜がＳｎを含まないものである場合は、ＡｕやＰｄやＮｄやＣｕ等から選ばれた少なくとも１種が含まれていてもよい。この場合も、第二の薄膜が高い反射率と低抵抗を有すれば、第一の薄膜と積層することにより、高い密着性、高い反射率、及び低抵抗を有するＡｇ合金膜を得ることができる。
【００３４】
本発明によれば、Ｓｎ含有量の多い第一の薄膜を形成するときには、この薄膜の基板に対する密着性の点から酸素含有ガスを添加し、第二の薄膜を形成するときには、酸素含有ガスを添加してもしなくてもよい。その結果、高反射率、低抵抗の密着性に優れた二層からなるＡｇ合金膜の製造が可能となる。酸素含有ガスを添加すると反射率が若干低くなる可能性があるが、第二の薄膜の反射率が第一の薄膜よりも高ければ、第二の薄膜を形成するときに酸素含有ガスを添加してスパッタ成膜してもよい。
【００３５】
スパッタ成膜の際に用いる酸素含有ガスとしては、酸素を含んでいて、その酸素がスパッタ時にＳｎと反応できるものであれば特に制限はなく、例えば、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２＋Ｏ２等の中から選ばれた少なくとも１種のガスを使用できる。
【００３６】
なお、本発明のスパッタリング工程で使用するスパッタリング装置は、特に制限はなく、公知のインライン式、バッチ式、枚葉式等のスパッタリング装置を使用できる。例えば、スパッタ室を有し、このスパッタ室が真空排気系に接続できる構成になっているスパッタ装置を使用できる。スパッタ室内部には、磁気回路を有したカソード電極が配置され、カソード電極の上にはターゲットを取付けることができ、このターゲットに電源からＤＣバイアスを印加できるように構成されていればよい。本発明では、このターゲットとして、目的とするＡｇ合金膜の組成に応じて適宜選択した所定の割合の合金組成で構成されたものを使用する。また、スパッタ室には、ガス導入系が接続され、スパッタ室にＡｒ等の不活性ガスの他にＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２＋Ｏ２等の酸素含有ガスの導入が可能になるように構成されている。スパッタ室の隣には真空排気系を有した仕込み室が設けられ、基板をスパッタ室へ搬送できる構造になっているものが好都合である。
【００３７】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。以下の実施例中で示す各合金成分の割合（ｗｔ％）は、合金成分の全量基準である。
【実施例１】
【００３８】
本実施例では、二層からなるＡｇ合金膜製造の際の最適プロセス条件を決めるために、上記公知のスパッタリング装置を用いて単層膜を作製した。すなわち、基板との密着性に寄与する第一の層であるＡｇ合金膜のＳｎ含有量の最適値及び酸素添加量の最適値を検討すると共に、反射率に寄与する第二の層であるＡｇ合金膜のＳｎ含有量の最適値を検討した。
【００３９】
第一のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．７ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲット、第二のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．０ｗｔ％のＡｕ及び１．５ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲット、第三のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で０．５ｗｔ％のＡｕ及び０．５ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲットをスパッタ室内にセットして、公知のスパッタリング法でそれぞれの単層膜を作製した。また、第四のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ基準で０．５ｗｔ％のＡｕを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲットをスパッタ室内にセットして、公知のスパッタリング法で単層膜を作製した。さらに、第五のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．７ｗｔ％のＡｕ及び９．０ｗｔ％のＳｎを添加し、上記したようにして作製したＡｇ合金ターゲットを用いて単層膜を作製した。
【００４０】
スパッタ室にＡｒガス２００ｓｃｃｍ、酸素ガスをＯ２分圧で表１に示した量導入し、ＤＣパワー５００Ｗ(パワー密度１Ｗ／ｃｍ２)を各ターゲットに投入した。スパッタ圧力は０．６６７Ｐａ程度であった。仕込み室から、洗浄したガラス基板(コーニング１７３７)を保持した基板搬送トレイを２０ｃｍ／ｍｉｎの搬送速度でスパッタ室へ移送し、１３０℃で通過成膜を行った。トレイがターゲットを通過した時点で、放電を終了し、トレイを仕込み室へ戻した。基板上に表１に示す膜厚のＡｇ合金膜(サンプルＮｏ．１〜１５)が作製された。
【００４１】
それぞれのプロセス条件で作製した単層膜の特性として、反射率、シート抵抗値、密着性を評価した。その結果を表１に示す。
【００４２】
反射率は、Ａｌ基板をリファレンスとし、可視光領域(波長４００ｎｍ、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ)で分光光度計を用いて測定した。
【００４３】
密着性は、ベタ膜への粘着テープ(３Ｍ社製、型番６１０−１ＰＫ)による剥離テストにより評価すると共に、より優位性を評価することができるテストとして、２０μｍのパターンを公知の条件下でウエットエッチングにより作製し、それに対する上記粘着テープによる剥離テストも実施した。後者の剥離テストでは、クロスカット法に従って、５ｍｍ×５ｍｍの２５マスの膜のけがき及びパターニング後の２０μｍパターンに対するテープ剥離テストにて評価した。その結果を、○(パターン欠け・剥がれなし)、△(パターン欠けあり)、×(パターン剥がれあり)として表１に示す。
【００４４】
なお、上記エッチングは、リン酸：硝酸：水＝３８：５：５７(重量％)に硝酸銀を０．１重量％加えたエッチング液を用い、室温(２３℃)で基板を静止状態にして行った。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１から明らかなように、密着性に寄与する第一の薄膜として用いる場合のＡｇ合金膜中のＳｎ含有量は、一般に０．５〜１０．０ｗｔ％、好ましくは１．０〜１０．０ｗｔ％、より好ましくは１．５〜９．０ｗｔ％である。また、Ｏ２添加量は、酸素分圧で６．６５Ｅ−０３〜２．８７Ｅ−０２Ｐａ程度必要であることが分かる。
【００４７】
また、反射率に寄与する第二の薄膜として用いる場合のＡｇ合金膜中のＳｎ含有量は、一般に２．０ｗｔ％以下、好ましくは１．５ｗｔ％以下であればよく、この場合、Ｏ２ガスを添加しないで成膜すれば、より高い反射率を有する膜を得ることが可能であることが分かる。なお、表１中、サンプルＮｏ．２のようにＳｎが含まれていないターゲットを用いてスパッタリングして得られたＡｇ薄膜の場合には、密着性は良くないが、反射率が高いので、第二の薄膜として使用することが可能である。
【実施例２】
【００４８】
第一のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．７ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲット、第二のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．０ｗｔ％のＡｕ及び１．５ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲット、第三のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で０．５ｗｔ％のＡｕ及び０．５ｗｔ％のＳｎを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲットをスパッタ室内にセットして、公知のスパッタリング法で二層膜を作製した。また、第四のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ基準で０．５ｗｔ％のＡｕを添加し、通常の合金ターゲット作製方法により合金化した組成を有するＡｇ合金ターゲット、さらに、第五のターゲットとして、Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．７ｗｔ％のＡｕ及び９．０ｗｔ％のＳｎを添加し、上記したようにして作製したＡｇ合金ターゲットをスパッタ室内にセットして、公知のスパッタリング法で二層膜を作製した。
【００４９】
上記Ａｇ合金ターゲットのうち、第一のＡｇ合金ターゲット、第二のＡｇ合金ターゲット又は第五のＡｇ合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとしてのＡｒガスと添加ガスとしてのＯ２ガスとを用いてスパッタ成膜し、密着性を有する第一の薄膜(一層目)を作製し、次いでこの上に、第三又は第四のＡｇ合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとしてのＡｒガスのみを用いてスパッタ成膜し、第二の薄膜(二層目)を作製した。
【００５０】
一層目の膜は、実施例１で求めたＯ２添加量の最適値の６．６５Ｅ−０３Ｐａ、１．３３Ｅ−０２Ｐａ、２．８７Ｅ−０２Ｐａでスパッタ成膜し、その膜厚が２００〜５００Åとなるようにした。また、二層目の膜については、一層目及び二層目の膜を組み合わせた場合に、合計厚みが１５００Åとなるような膜厚とした。
【００５１】
かくして得られた二層からなるＡｇ合金膜をサンプルＮｏ．１６〜２０、２２及び２３として表２に示す。また、得られた二層膜の膜特性として、実施例１と同様な方法で反射率、シート抵抗値、密着性を評価し、その結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
表２から明らかなように、いずれのＡｇ合金二層膜も、密着性は良好であった。また、反射率は、一層目の膜厚が５００Åである場合、極僅か低かったが、いずれのＡｇ合金二層膜も、実施例１においてＯ２添加なしで作製した単層薄膜に近い高反射率を示していることが明らかである。さらに、サンプルＮｏ．２０から明らかなように、二層目の膜にＳｎが含まれていなくとも、密着性がよく、高反射率かつ低抵抗のＡｇ合金膜が得られることが分かる。
【００５４】
また、一層目の膜厚が２００Åあれば、一層目の膜厚が５００Åである二層膜の場合よりも抵抗値は低く、かつ密着性も維持できている。よって、密着性に寄与する一層目の膜厚は、一般に５０Å以上、好ましくは５０〜５００Å、より好ましくは１００〜５００Å、最も好ましくは２００Å前後であればよいことが分かる。
【実施例３】
【００５５】
Ａｇを主成分とし、これにＡｇ＋Ａｕ＋Ｓｎ基準で１．７ｗｔ％のＡｕ及び２．０ｗｔ％のＳｎを添加して合金化した組成を有する上記第一のＡｇ合金ターゲット、そしてＡｇを主成分とし、これに１．０ｗｔ％のＰｄ及び０．９ｗｔ％のＣｕを添加して合金化した組成を有する第六のＡｇ合金ターゲットをスパッタ室内にセットして、公知のスパッタリング法により、以下の条件で二層膜を作製した。
【００５６】
表２のサンプルＮｏ．２１に示すように、一層目の薄膜は、Ｓｎ含有量２．０ｗｔ％の第一のＡｇ合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとしてのＡｒガスと添加ガスとしての酸素ガス(Ｏ２添加量を酸素分圧で１．３３Ｅ−０２Ｐａ)とを用いてスパッタ成膜して作製し、その膜厚が２００Åとなるようにした。次に、二層目の薄膜は、Ａｇを主成分とし、これにＰｄ及びＣｕを添加してなる第六のＡｇ合金ターゲットを用い、スパッタリングガスとしてのＡｒガスのみを用いてスパッタ成膜して作製した。二層目の膜厚は、一層目及び二層目の膜を組み合わせた場合に、合計膜厚が１５００Åとなるようにした。
【００５７】
得られた二層膜の特性として、実施例１と同様な方法で反射率、シート抵抗値、密着性を評価した。その結果、表２のサンプルＮｏ．２１から明らかなように、高反射率、低抵抗であり、密着性が良好であることが分かった。
【００５８】
上記実施例１〜３から明らかなように、反射率に寄与する膜である第二の薄膜は、第一の薄膜よりも反射率が高くかつ低抵抗であれば、その膜組成にＳｎが含まれていなくとも、また、Ａｇ、Ｓｎの代わりに他の金属が含まれていてもよいことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、反射率を損なうことなく、低抵抗で、より高い密着性を有するＡｇ合金膜パターンを得ることができるＡｇ合金膜(例えば、Ａｇ合金反射膜、Ａｇ合金電極膜)を提供できるので、本発明のＡｇ合金膜及びその製造方法は、ＬＣＤや有機ＥＬ等の発光素子のような各種表示素子用の反射膜や各種素子用の配線膜(電極膜)等の分野や、その他にランプや装飾品等の一般材料用の分野にも適用可能である。