JPH01127663A - 金属薄膜および薄膜形成用ターゲット材 - Google Patents

金属薄膜および薄膜形成用ターゲット材

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JPH01127663A
JPH01127663A JP28368287A JP28368287A JPH01127663A JP H01127663 A JPH01127663 A JP H01127663A JP 28368287 A JP28368287 A JP 28368287A JP 28368287 A JP28368287 A JP 28368287A JP H01127663 A JPH01127663 A JP H01127663A
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傅 篠田
Takao Ogawa
小川 隆郎
Kazuo Yoshikawa
一男 吉川
Takashi Miyamoto
隆志 宮本
Seiji Nishi
誠治 西
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (i  要〕 表示パネルの下地膜等として利用されるクロム(Cr)
の薄膜および薄膜形成用ターゲット材に関し、その薄膜
を所定のパターンに形成するエツチング処理を、安全か
つ安価なプロセスにて短時間でしかも高精度で行えるよ
うにすることを目的とし、クロムの薄膜は、銅(Cu)
を0.5〜25重四%含有させて形成し、 上記クロム薄膜を形成するためのターゲート材は、クロ
ムに銅が0.5〜25重量%含まれた金属より構成され
る。
〔産業上の利用分野〕
この発明は、エツチング性に優れたクロム(Cr)を主
成分とする金属薄膜および薄膜形成用ターゲソト材に関
する。
耐蝕性に優れたクロム(Cr)の薄膜は、ガラス、慴脂
、セラミックス、アモルファス金属等の基板との密着性
が高く、磁気記録層やFDP、液晶表示パネルの電極等
の機能膜と前記基板の間に下地膜として多用されている
。またこのほかに、銅よりなる電極の保護膜やガラス基
板を用いるフォ°トマスク用の薄膜にも広く利用され、
最近では光学的特性を利用して光の反射膜としての用途
も拡大しつつある。
このクロムの薄膜は、スパッタリング法、蒸着法、イオ
ンブレーティング法、電着法等により形成され、形成後
はフォトエツチング等の手法によってその一部(不要部
)を除去し所定のパターンに形成される。ここでクロム
薄膜は先にも述べたごとく耐蝕性に優れた性質を有する
ために、エツチングによるパターンの形成が困難である
という欠点があり、そのエツチング処理の向上が望まれ
ている。
〔従来の技術〕 従来のクロム薄膜のパターン形成法としては、ネガ型の
フォトレジスト(例えば東京応化■のOMR,EPPR
)と特殊なエツチング液(例えば赤血塩の溶液)を用い
てエツチングするプロセスが一般的である。このほか、
ポジ型のフォトレジスト(例えば東京応化■の0FPR
800)と酸系のエツチング液(例えば塩酸、水酸化ナ
トリウム)を用いたエツチング法も知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記従来の前者のパターン形成法においては
、ネガ型フォトレジストの現像液に引火性の有機系現像
液を使用するため大量生産設備では特別な安全対策を必
要とし、またシアン系の赤血塩溶液を処理する高価な排
水処理施設が必要である、という問題があった。
また後者の酸系のエツチング液を用いたパターン形成法
では、安全かつ安価なプロセスを組める利点がある反面
、長時間のエツチングを必要とするうえに、先にエツチ
ングされた部分の不必要な個所までエツチングが拡大す
る、所謂サイドエツチングの現象が生じ高精度のパター
ンが形成し難い、という問題がある。
そこで、この発明は上記従来の状況から、安全かつ安価
なプロセスにて短時間で、しかも高精度のパターンを形
成しうるクロム(Cr)を主成分とする金属薄膜および
薄膜形成用のターゲット材を提供することを目的とする
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明の金属薄膜およびターゲ
ット材は第1図(a)、 (b)に示すように、■基板
11上に形成されたクロム(Cr)を主成分とする金属
薄膜21は、クロムにfI(Cu)を0.5〜25重量
%含有した薄膜構造を特徴とし、 ■銅を0.5〜25重量%含むクロムの薄膜形成用ター
ゲット材31は、クロムに銅が0.5〜25重景%重量
れた金属よりなることを特徴とする。
〔作用〕
本発明者らはクロムの薄膜に対するエツチングメカニズ
ムを実験によって究明した。
この結果、純粋なりロムの薄膜(以下Cr薄膜と記す)
は、表面が酸化クロム(CrzOs)の膜で被われるた
め耐蝕性が高く、汎用の酸系のエツチング液でパターン
形成した場合はCr薄膜の形成条件、形成後の放置時間
と状態によってエツチングの進行状況にバラツキが生じ
精度の良いパターンが形成できないことが明らかとなっ
た。
またこれに対し本発明に基づく銅を0.5〜25重量%
含有させたCrfi膜21は、表面が前記Cr2O。
と共に酸で腐食しやすい酸化第一1M(CuzO)の混
在した膜で被われるために、酸系のエツチング液により
高精度のパターンが短時間で形成できることが石奮かめ
られた。
具体的には第2図のCu fM度とCr薄膜のエツチン
グ時間との関係図に示すように、膜厚1000人のほぼ
純粋なCr薄膜では、液温20℃の15 ivt%塩酸
水溶液のエツチング液に浸してからエソチングが開始す
るまでに約120秒の遅延時間があり、その後エツチン
グが終了するまでに約90〜100秒を要している。こ
れに対しCuを0.5.5.5. 24wt%含有した
本発明の代表3例(A、C,E)のCr薄膜(膜厚10
00人)では、前記エツチング液に浸した直後からそれ
ぞれ47秒、33秒、30秒でエツチングが開始し、約
70秒、55秒、49秒にてそれぞれエツチングが終了
している。
このように本発明のCr薄膜によれば、−船釣な酸系の
エツチング液を使用してもエツチング時間が大幅に短縮
できる。このエツチング時間の短縮理由は、先にも述べ
たようにCrm膜の表面に混在するCu2Oが不導体の
Cr、0.膜を破壊しエツチングの遅延を防止し、また
エツチング進行後においてはCrが膜中のCuに対して
犠牲電極として働きCrのエツチングを加速するものと
推定される。このエツチング特性の向上に加えて、パタ
ーン形成後の薄膜の密着性を評価するスクラッチテスト
においても、本発明の3例のCrF1膜は、Aが122
0 g 、  Cが1090g、  Eが910gの数
値を示し、はぼ純粋なCr薄膜の1260〜1300 
gに比べて遜色のない高い密着力をそなえている。これ
は薄膜にオーバエツチングが少ない、つまり薄膜が精度
の高いパターンに形成されていることを意味する。
なお、Cr薄膜のCu濃度が25 wt%以上になると
エツチング時間はさらに短縮できるが、Cuの残炎が生
じ全面が均一にエツチングされなくなったり(パターン
精度の低下)、密着力が低下するために好ましくない。
〔実施例〕
以下、この発明の好ましい実施例について詳細に説明す
る。
(第1実施例) 表1に示すようにCuJ]の異なる6種のクロムを溶製
し、直径4インチ、厚さ5ミリのスパッタリング用ター
ゲット材(試料番号A−E)を製作した。なお、第1図
山)に示すターゲット材31にはCu以外の代表的な鉄
(Fe) 、シリコン(St)、アルミニウム(At)
、炭素(C)、酸素(0)等の不純物も極微貴台まれて
いる。
そして、これらのターゲット材を、スパッタリング装置
を用いてArガス圧3 X 10−’torr、被膜形
成用基板の温度200℃、入力電力360Wの条件下で
スパッタリングし、厚さ1000人のCrFI膜を前記
基板上に形成した。第1図(a)は、このCryl膜2
1をPDP等の表示用電極の下地膜として形成したガラ
ス基板11を示す。
このようにして形成された6試料対応のCrm膜に対し
オージェ分光器を用いてCu含有量を分析した結果、表
1に示す数値が得られた。この数値から明らかなように
6種のCrff1膜は、いずれも対応するターゲット材
に含有されたCu量と同程度のCuを含んでいる。また
、それら薄膜のうちの試料Cを代表して、その膜の表面
をESCAにて分析した結果、第3図(a)、 (bl
に示すようにCr2O,とCu2Oとが混在しているこ
とが認められた。
さらに、これらCr薄膜に対し液温20℃の15−t%
塩酸(Hcl)水溶液からなるエツチング液を用い、試
料をエツチング液に浸してからエツチングが終了するま
での時間を測定する、エツチング試験を行い、第2図に
示す結果が得られた。このエツチング時間は、先の〔作
用〕項を参照して明らかなように従来の純粋Crm膜よ
りも大幅に短縮しており量産性を図るのに有利である。
そしてさらに、このエツチング後のパターン化されたC
r薄膜に対しスクラッチテストを行い、表1に示す数値
が得られた。この数値も実用上問題のない密着性を示し
、高精度の薄膜パターンであることを示す。
(第2実施例) この実施例は、エツチング特性が最も安定すると思われ
る4wt%のCu量を含むCr3膜を対象にしたエツチ
ング試験を示す。具体的には蒸着法を用いて基板上に形
成した厚さ750人、大きさ3X3adの当該CrFi
膜に対し、15−t%塩素(Hcl)水溶液からなるエ
ツチング液をその液温を変えながら使用してエツチング
処理を行い、その時のエツチング所要時間を測定したも
のである。
第4図はこの測定結果に基づくエツチング液温とエツチ
ング所要時間との関係図を示す。この図を参照して本実
施例のCri膜は、たとえば液温20℃のエツチング液
の場合エツチング液に浸してから25秒でエツチングが
開始し41秒にてエツチングが終了する。同様に液温3
0℃の場合エツチングは9秒で開始し12秒にて終了、
そして液温40℃の場合エツチングは5秒で開始し8秒
にて終了する。
因に本実施例のCr薄膜と同じ条件で成膜されたCuを
含まない純粋なCr薄膜は、同様な液温においてエツチ
ング開始がそれぞれ72秒、20秒、9秒、エツチング
終了がそれぞれ90秒、24秒、12秒である。
このように本実施例のCrFjl膜によれば、エツチン
グ所要時間が半分以下に減少し、またエツチング液温の
依存性も小さくなり安定なエツチング特性を得ることが
できる。
以上2つの実施例について説明したが、本発明はこのほ
かCr薄膜の形成にはイオンブレーティング法、電着法
が適用でき、またエツチング液には水酸化ナトリウム(
NaOH)溶液等が使用可能である。
また表示パネルの電極構成としてCrの下地膜とCuの
導電膜およびCrの保護膜との3層構造を用いることが
多いが、本発明の金属薄膜はこの電極の下地膜のみなら
ず最上層保護膜のように基板上に間接的に支持された薄
膜に対しても同様に適用可能である。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明の金属薄膜によれば、汎用の酸系
エツチング液を用いて高精度のパターンを短時間で形成
でき、しかもそのエツチング液を使用することにより高
い安全性と安価なプロセスにてパターン形成が可能であ
り、表示パネルの電極等に適用して実用上きわめて有益
である。また本発明のターゲット材によれば、前記金属
薄膜がスパッタリング法等にて容易に、かつ再現性よく
形成でき、該金属薄膜の量産化に非常に有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図fan、 (b)は、この発明の金属薄膜とその
膜形成用ターゲット材を示す図、 第2図は、この発明の金属薄膜のCu濃度とエツチング
時間との関係を示す図、 第3図(a)、 (b)は、この発明の一実施例による
ターゲット材により成膜された金属薄膜の膜表面の分析
を示す図、 第4図は、この発明の第2実施例に係る金属薄膜のエツ
チングにおける液温と所要時間との関係を示す図である
。 第1図(al、 (blにおいて、 11は基板、 21は金属薄膜、 31は薄膜形成用ターゲット材をそれぞれ示す。 表1 之14を明の4L43川良乞カミ1βD第1 図(Q) 2ト4ト日月のクーゲ・リトイイと番ずG口笛1図(b
) ciIM甲cCu$!L(wt%) 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に、エッチングにより所定のパターンに形
    成されたクロム(Cr)を主成分とする金属薄膜であっ
    て、 前記クロム(Cr)に対し銅(Cu)を0.5〜25重
    量%含有することを特徴とする金属薄膜。
  2. (2)前記クロム(Cr)を主成分とする金属薄膜が、
    基板上にスパッタリング法により成膜されたものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の金
    属薄膜。
  3. (3)前記クロム(Cr)を主成分とする金属薄膜が、
    基板上に蒸着法により成膜されたものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項に記載の金属薄膜。
  4. (4)基板上に、銅(Cu)を0.5〜25重量%含む
    クロム(Cr)の薄膜(21)を形成するためのターゲ
    ット材であって、 クロム(Cr)に銅(Cu)が0.5〜25重量%含ま
    れたことを特徴とする薄膜形成用ターゲット材。
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015536808A (ja) * 2012-04-27 2015-12-24 ノルウェージャン ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー (エヌ ティー エヌ ユー) 溶融金属フィルタをプライム処理するための装置および方法

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