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CN102119230A - 显示装置、其所使用的Cu合金膜和Cu合金溅射靶 - Google Patents

显示装置、其所使用的Cu合金膜和Cu合金溅射靶 Download PDF

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CN102119230A
CN102119230A CN2009801312065A CN200980131206A CN102119230A CN 102119230 A CN102119230 A CN 102119230A CN 2009801312065 A CN2009801312065 A CN 2009801312065A CN 200980131206 A CN200980131206 A CN 200980131206A CN 102119230 A CN102119230 A CN 102119230A
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film
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alloy film
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display unit
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CN2009801312065A
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大西隆
三木绫
后藤裕史
水野雅夫
伊藤弘高
富久胜文
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Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

本发明提供一种显示装置用Cu合金膜，既可维持作为Cu系材料的特征的低电阻，与玻璃基板的粘附性又优异。本发明涉及一种显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜，该Cu合金膜含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.1～10.0原子％。本发明也包括具有包含所述显示装置用Cu合金膜的薄膜晶体管的显示装置。作为该显示装置，该薄膜晶体管具有底栅型构造，该薄膜晶体管的栅电极和扫描线含有所述显示装置用Cu合金膜，优选与玻璃基板直接接触的状态。

Description

显示装置、其所使用的Cu合金膜和Cu合金溅射靶
技术领域
本发明涉及显示装置和其所使用的Cu合金膜，特别是涉及在显示装置的薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下有称为TFT的情况)中，构成与玻璃基板直接接触的配线的Cu合金膜，和该Cu合金膜被用于上述薄膜晶体管的例如液晶显示器、有机EL显示器等平板显示器(显示装置)，以及用于上述Cu合金膜的形成的溅射靶。还有，以下在显示装置之中，以液晶显示器为例进行说明，但并没有限定于此的意图。
背景技术
液晶显示器例如被用于从小型的移动电话到超过100英寸的大型电视的各种领域。该液晶显示器根据像素的驱动方法，被分类为单纯矩阵型液晶显示器和有源矩阵液晶显示器。其中，作为开关元件而组装TFT的有源矩阵型液晶显示器，因为画质品质高，还能够对应高速的动画，所以成为液晶显示器的主流。
图1是表示有源矩阵型液晶显示器所适用的代表性的液晶显示器的结构。边参照图1，边说明该液晶显示器的结构和工作原理。
首先，液晶显示器100具有如下构造：以TFT基板1、与TFT基板1对向配置的对向基板2、配置在TFT基板1与对向基板2之间作为光调制层而发挥功能的液晶层3为单位像素单元，其配置为二维阵列状。
TFT基板1具有被配置在绝缘性的玻璃基板1a上的TFT4、像素电极(透明导电膜)5、包含扫描线和信号线的配线部6。
另外，对向基板2具有如下：在玻璃板的整个面形成的共通电极7；配置在TFT基板1侧的与像素电极(透明导电膜)5对向的位置上的彩色滤光片8；配置在与TFT基板1上的TFT4和配线部6对向的位置上的遮光膜9。对向基板2还具有导向膜11，其用于使液晶层所含的液晶分子导向至规定的方向。
在TFT基板1和对向基板2的外侧(液晶层的相反侧)，分别配置有偏光板10a、10b。
液晶面板100，在各像素中，对向基板2和像素电极(透明导电膜)5之间的电场由TFT4控制，在该电场作用下，液晶层3中的液晶分子的定向发生变化，通过液晶层3的光得到调制(遮光或透光)。由此，透过对向基板2的光的透过量受到控制，作为图像被显示出来。
在液晶显示器100的下部设置有背光源22，该光从图1的上部向下部通过。
另外，TFT基板1通过经由TAB带12而连结的驱动电路13和控制电路14驱动。
还有，图1中，15表示间隔物，16表示密封材，17表示保护膜，18表示扩散板，19表示棱镜片，20表示导光板，21表示反射板。另外，23表示保持架，24表示印刷电路板。
图2是图1中的A的要部放大图。在图2中，在玻璃基板1a上形成有扫描线(栅极配线)25，扫描线25的一部分作为控制TFT的通态、断态的栅电极26发挥作用。以覆盖栅电极26的方式形成有栅极绝缘膜(SiN)27。经由栅极绝缘膜27并以与扫描线25交叉的方式形成信号线(源-漏极配线)34，信号线34的一部分作为TFT的源电极28发挥作用。在栅极绝缘膜27上，依次形成有非晶硅通道层(活性半导体层)、信号线(源-漏极配线)34、钝化膜(保护膜，氮化硅膜)30。这种类型一般也被称为底栅型。
在栅极绝缘膜27上的像素区域配置有像素电极(透明导电膜)5，其例如由在氧化铟(In2O3)中含有氧化锡(SnO)10质量％左右的氧化铟锡(indium tin oxide：ITO)膜，或在氧化铟(In2O3)中含有氧化锌的氧化铟锌(indium tin oxide：IZO)膜形成，在图2中，成为漏电极29与像素电极(透明导电膜)5直接接触而被电连接的构造。
在该TFT基板上，若经由扫描线向栅电极26外加栅极电压，则TFT4成为接通状态，被预先外加到信号线的驱动电压从源电极28经由漏电极29被外加到像素电极(透明导电膜)5上。而且，若这样向像素电极(透明导电膜)5外加规定级别的驱动电压，则其与对向基板2之间产生充分的电位差，液晶层3所含的液晶分子定向，光调制被发生。
另外在TFT的上部，有为了提高亮度而设置反射电极(未图示)的情况。有漏电极29的端部与像素电极(透明导电膜)5电接触，该像素电极(透明导电膜)5再与上述反射电极接触的情况。
虽然是向图2所示的TFT的源电极28和漏电极29之间外加电压，但通过以ON/OFF的方式控制栅电极26的电压，经由通道层控制从源电极28向漏电极29的电流，从而经由像素电极5控制液晶层3的电场，其结果是各像素的光透过量也能够得到调制，也能够显示动态图像。
上述源-漏配线34、扫描线25和栅电极26出于容易加工等理由，由Al-Nd等的Al合金的薄膜形成。
但是近年来，随着液晶显示器的大型化和工作频率从60kHz变成120kHz等的情况，配线的电阻进一步降低成为必然课题，对于显示出更小电阻的配线材料的要求提高。因此，以电视用途的大型面板为中心，与纯Al或Al合金等的Al系材料相比电阻率小，另外搞突起物性优异的Cu系材料受到注目(金属[块材]在室温下的电阻率如下，纯Al为2.7×10- 6Ω·cm，相对于此，纯Cu为1.8×10-6Ω·cm)。
本案申请人为了使Cu合金膜与透明导电膜直接连接，作为该Cu合金膜，还提出有一种含有如下元素作为合金元素的Cu合金膜：(i)Zn和/或Mg；还有(ii)Ni和/或Mn还有(iii)Fe和/或Co(专利文献1)。
但是，将Cu系材料应用于配线时，存在与玻璃基板和绝缘膜的粘附性比Al系材料差的课题。特别是在玻璃基板上形成时存在如下问题。即存在如下课题：液晶显示器的玻璃基板通常使用的是以(SiO2、Al2O3、BaO、B2O3)为主要成分的玻璃，但由Cu系材料构成的电极、配线(所谓Cu系电极、配线或Cu系配线)与该玻璃基板的粘附性差，Cu系电极、配线容易从玻璃基板剥离。上述专利文献1没有充分研究上述Cu合金膜与玻璃基板和绝缘膜的粘附性，为了提高Cu合金膜与玻璃基板等的粘附性，认为还需要进行进一步研究。
因此，在采用了现有的Cu系电极、配线的液晶显示器中，成为有衬底膜(纯Mo层、Mo-Ti合金层等的含Mo的衬底层)介于玻璃基板与Cu系电极、配线之间的构造。例如，有使用在含Mo衬底层上形成有纯Cu薄膜的双层构造的配线的例子。
例如在专利文献2～4中公开有一种技术，其是使钼(Mo)和铬(Cr)等高熔点金属层介于Cu系配线和玻璃基板之间，从而实现Cu系配线与玻璃基板的粘附性提高，抑制图案形成时的Cu系配线的隆起和断裂。
但是，这样的双层构造配线使加工变得复杂，花费加工成本。另外，含有电阻高的Mo的衬底层处于配线衬底，因此存在作为双层整体的配线电阻变高这样的问题。具体来说，因为上述Cr和Mo的电阻率比Cu高(Cr的电阻率：12.9×10-6Ω·cm、Mo的电阻率：10.0×10-6Ω·cm)，所以Cu系配线与高熔点金属层的双层配线形成的问题是，因配线电阻增大造成的信号延迟和功率损耗。此外，因为是使Cu和高熔点金属(Mo等)这样的异种金属层叠，所以在使用试剂进行湿蚀刻时，在Cu和高熔点金属的界面有可以产生腐蚀。另外，由于使材质不同的薄膜层叠，所以图案化为配线形状时，有难以通过湿蚀刻控制锥度(taper)的课题。具体来说，例如双层构造中的下层的湿蚀刻比上层快时，就会发生下层中间变细的底切(undercut)，从而产生不能形成预期的配线截面的形状(例如锥度为45～60°左右的形状)的问题。
专利文献5公开有一种技术，其是作为粘附层使镍或镍合金和高分子系树脂膜介于Cu系配线与玻璃基板之间。但是在该技术中，在显示器(例如液晶面板)的制造时的高温退火中树脂膜会劣化，粘附性有可能降低。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-17926号公报
专利文献2：日本特开平7-66423号公报
专利文献3：日本特开平8-8498号公报
专利文献4：日本特开平8-138461号公报
专利文献5：日本特开平10-186389号公报
发明内容
本发明鉴于这样的情况而做，其目的在于，提供一种既可维持作为Cu系材料的特征的低电阻，与玻璃基板(以下仅称为“基板”)的粘附性(以下仅称为“粘附性”)又优异的Cu合金膜，此外还提供一种蚀刻特性也优异的Cu合金膜，以及将该Cu合金膜用于TFT(特别是TFT栅电极和扫描线)而不在TFT上形成上述含Mo衬底层的、例如液晶显示器所代表的平板显示器(显示装置)。另外本发明其目的还在于，提供一种用于形成具有上述这样优异的性能的Cu合金膜的溅射靶。
本发明的要旨如下所示。
(1)一种显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜(Cu合金配线薄膜)，其中，该Cu合金膜含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.1～10.0原子％。
(2)一种显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜(Cu合金配线薄膜)，其中，该Cu合金膜含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.1～5.0原子％。
(3)一种显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜(Cu合金配线薄膜)，其中，该Cu合金膜含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.2～10.0原子％。
(4)根据(3)所述的显示装置用Cu合金膜，其中，所述Cu合金膜具有层叠构造，该层叠构造包括含氧的衬底层，和实质上不含氧的上层，所述衬底层与所述基板接触。
(5)一种显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜(Cu合金配线薄膜)，其中，
所述铜合金膜具有包括衬底层和上层的层叠构造，所述衬底层包含含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.2～10.0原子％的Cu合金和氧，
所述上层是纯Cu或以Cu为主要成分的Cu合金，含有比所述衬底层电阻率低的Cu合金，实质上不含氧，
所述衬底层与所述基板接触。
还有，上述显示装置用Cu合金膜，是在基板上，作为与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜(Cu合金配线薄膜)，其中，
所述Cu合金膜，优选具有包括衬底层和上层的层叠构造，所述衬底层由含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.2～10.0原子％的Cu合金和氧构成，
上层是纯Cu或以Cu为主要成分的Cu合金，由比所述衬底层电阻率低的Cu合金构成，实质上不含氧，
所述衬底层与所述基板接触。
(6)根据(4)或(5)所述的显示装置用Cu合金膜，其中，所述衬底层使用氧浓度为1体积％以上、低于20体积％的溅射气体，由溅射法形成。
(7)根据(4)～(6)中任一项所述的显示装置用Cu合金膜，其中，所述衬底层有膜厚为10nm以上、200nm以下。
(8)一种显示装置，其具有包含(1)～(7)中任一项所述的显示装置用Cu合金膜的薄膜晶体管。
(9)根据(8)所述显示装置，其中，所述薄膜晶体管具有底栅型构造，该薄膜晶体管的栅电极和扫描线含有所述显示装置用Cu合金膜。
还有，根据(8)所述显示装置，上述显示装置优选所述薄膜晶体管具有底栅型构造，该薄膜晶体管的栅电极和扫描线由所述显示装置用Cu合金膜构成。
(10)根据(8)或(9)所述的显示装置，其是平板显示器。
(11)一种Cu合金溅射靶，其包含含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.1～10.0原子％的Cu合金。
还有，上述Cu合金溅射靶优选由含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素，合计为0.1～10.0原子％的Cu合金构成。
另外，本发明也包括以所述Cu合金膜被用于薄膜晶体管为特征在显示装置(特别是液晶显示器、有机EL显示器所代表的平板显示器)。
另外，作为所述显示装置，所述薄膜晶体管具有底栅型构造，所述Cu合金膜被用于该薄膜晶体管的栅电极和扫描线，并且与玻璃基板直接接触，这种方式使该Cu合金膜的效果得到充分地发挥，因此优选。
根据本发明，能够实现具有可应对液晶显示器的大型化和工作频率的高频化的低电阻的Cu合金膜的显示装置。另外，本发明的Cu合金膜与透明基板(玻璃基板)的粘附性优异，并且蚀刻特性也优异，因此应用于显示装置(例如液晶显示器)的特别是TFT的栅电极和扫描线时，不用形成上述含Mo衬底层就能够形成在透明基板上(玻璃基板)，能够降低制造成本，提供可以省略上述含Mo衬底层的高性能的显示装置
附图说明
图1是表示应用非晶硅TFT基板的代表性的液晶显示器的结构的概略剖面放大说明图。
图.2是表示本发明的实施方式的TFT基板的结构的概略剖面说明图，是图1中的A的要部放大图。
图3是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图4是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图5是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图6是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图7是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图8是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图9是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图10是按顺序表示图2所示的TFT基板的制造工序的一例的说明图。
图11是表示在含有0.1at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与膜残留率的关系的图。
图12是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与膜残留率的关系的图。
图13是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与膜残留率的关系的图。
图14是表示在含有0.1at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图15是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图16是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图17是表示成膜之后的试料(Cu层叠膜)的合金元素添加量和粘附率的关系的图。
图18是表示热处理后的试料(Cu层叠膜)的合金元素添加量和粘附率的关系的图。
图19是表示用于Cu层叠膜的衬底层形成的溅射气体(Ar+O2)中的氧浓度和粘附率的关系的图。
图20是表示Cu层叠膜的衬底层的膜厚与粘附率的关系的图。
图21是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图22是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图23是表示在含有10.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
图24是用于说明实施例中测量的底切量的模式剖面图。
具体实施方式
本发明者们为了实现既可维持Cu系材料作为特征的低电阻，与玻璃基板的粘附性又优异(此外蚀刻特性也优异)的Cu合金膜，以及将其用于TFT的显示装置而进行了锐意研究。
首先认为，为了提高Cu系电极、配线与玻璃基板的粘附性，期望构成该Cu系电极、配线的元素和构成玻璃基板的元素(以下称为玻璃基板构成元素之间)，使化学性的结合形成(具体来说，就是形成化学吸附和界面反应层等)。其理由被认为是由于，“基于化学附着和界面反应层的形成等的化学性的结合”的方法，比“基于物理吸附等的物理性的结合”的结合能量(结合力)大，因此能够在界面发挥更强的粘附力。
但是，构成Cu系电极、配线的Cu和玻璃基板构成元素之间很难形成化学性的结合。而将含有容易与玻璃基板形成化学性的结合的元素作为合金元素的Cu合金用于Cu系电极、配线，在该合金元素与玻璃基板构成元素之间形成化学性的结合即可，因此本发明者们本着这一构思就其具体方法进行研究。
其结果发现，作为与玻璃基板直接接触的配线的Cu合金膜，成为含有从Ti、Al和Mg之中选择的一种以上的元素作为合金元素的Cu合金膜即可。玻璃基板为多种金属氧化物的混合物，作为构成元素大量含有氧。考虑在该氧(例如作为玻璃基板的主要成分的SiO2的氧)与上述Ti、Al和Mg之间形成化学性的结合，从而使粘附性提高。
具体来说，Al和Mg在温度：20～300℃、压力：1atm的系统下与SiO2反应，分别形成Si-Al-O、Si-Mg-O的复合氧化物。另外Ti在温度：20～300℃、压力：1atm的系统下与SiO2反应，形成TiSi或TiSi2的氮化物。
另外，这些元素在Cu中的扩散系数比Cu自身扩散系数大，即使只是少量含有，也会通过成膜后的加热而在与玻璃基板的界面扩散稠化，在界面与SiO2发生反应而形成化学性的结合，认为会飞跃性地提高与玻璃基板的粘附性。
为了充分发挥上述效果，需要使Cu合金膜中所含的从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素(以下有将这些元素统称为X的情况)合计含有0.1原子％(at％)以上(以下，有将这样的本发明的Cu合金膜特别称为“Cu-含X合金膜”的情况)。优选合计为0.2原子％以上，更优选合计为0.5原子％以上，进一步优选合计为1.0原子％以上。
从提高与玻璃基板的粘附性的观点出发，X的含量越多越好，但若过多则电阻增大，因此X的含量需要合计抑制在10原子％以下(优选为5.0原子％以下)。从使电阻更小的观点出发，更优选使X合计为2.0原子％以下。
前述Cu-含X合金膜在成膜后实施热处理，由此能够得到格外优异的粘附力。这是由于，经成膜后的热处理(热能量)，合金元素(X)向玻璃基板界面的稠化和在界面的化学结合形成得到促进。
上述热处理的条件温度越高，另外保持时间越长，对粘附性提高的作用越有效。但是，热处理温度需要处于玻璃基板的耐热温度以下，另外若保持时间过长，则招致显示装置(液晶显示器等)的生产率的降低。因此，上述热处理的条件优选为，温度：350～450℃，保持时间：30～120分钟的范围内。该热处理对于降低Cu-含X合金膜的电阻率也有效地发挥作用，因此从实现低电阻的观点出发也优选。
前述热处理可以是出于进一步提高粘附性的目的而进行的热处理，也可以是前述Cu-含X合金膜形成后的热过程满足上述温度、时间的热处理。
上述Cu-含X合金膜含有上述规定量的X，余量是Cu和不可避免的杂质。
另外，在不损害本发明的作用的范围内，以附加其他特性为目的，也能够添加其他元素。即，将Cu-含X合金膜应用于例如具有底栅型构造的TFT的栅电极和扫描线时，作为其特性，除了上述与玻璃基板的粘附性以外，还要求“耐氧化性(与ITO膜的接触稳定性)”和“耐腐蚀性”优异。另外，还有要求进一步降低电阻率的情况。此外，在应用于TFT的源电极和/或漏电极以及信号线时，除了上述“耐氧化性(与ITO膜的接触稳定性)”等的特性以外，还要求“与绝缘膜(SiN膜)的粘附性”优异。
这些情况下，除了上述合金元素(X)以外，也可以添加对于上述“耐氧化性(与ITO膜的接触稳定性)”等的特性提高有效的合金元素，成为多元系的Cu合金膜。
上述Cu-含X合金膜的形成优选采用溅射法。所谓溅射法，就是在真空中导入Ar等惰性气体，在基板和溅射靶(以下有称为靶的情况)之间形成等离子体放电，通过该等离子体放电使离子化了的Ar碰撞上述靶，从而冲击出该靶的原子，使之堆积在基板上而制造薄膜的方法。与通过离子镀法和电子束蒸镀形成的薄膜相比，其能够更容易地形成成分和膜厚的膜面均一性优异的薄膜，并且在沉积态(as-deposited)(意思是刚成膜之后。以下有称为“as-depo状态”的情况)下能够形成均一固溶的薄膜，因此能够有效地呈现高温耐氧化性。作为溅射法，例如可以采用DC溅射法、RF溅射法、磁控管溅射法、反应性溅射法等任意一种溅射法，其形成条件适宜设定即可。
另外，为了以上述溅射法形成上述Cu-含X合金膜，作为上述靶，如果采用的是由含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素(X)合计为0.1～10.0原子％的Cu合金构成的靶，是与期望的Cu-含X合金膜含有相同的组成的Cu-含X溅射靶，则不会发生组成偏差，能够形成预期的成分、组成的Cu-含X合金膜。还有，关于溅射用靶材，存在由溅射法成膜的Cu合金膜的组成和溅射用靶材的组成稍有不同的情况。但是，该组成的“偏差”大致为数％以下，如果将溅射用靶材的合金组成的偏差最大控制在预期的组成的±10％以内，则能够形成具有规定组成的Cu合金膜。
靶的形状包括根据溅射装置的形状和构造而加工成的任意形状(矩形板状、圆形板状、环形板状等)。
作为上述靶的制造方法，可列举如下方法：由熔融铸造法、粉末烧结法和喷射成形法，制造由Cu基合金构成的铸锭而获得的方法；制造由Cu基合金构成的预成型坯(得到最终的致密体之前的中间体)后，通过致密化机构使该预成型坯致密化而获得的方法。
另外，本发明者们为了提供与玻璃基板的粘附性更高，电阻率更低，以及显示出更优异的蚀刻特性的表示装置用Cu合金膜而反复研究，其结果发现，作为Cu合金膜，如果为如下的膜则能够达成预期的目的：
(Ⅰ)是Cu层叠膜(以下称“Cu层叠膜(Ⅰ)”)，含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素合计为0.2～10.0原子％，具有层叠构造，该层叠构造包括含有氧的衬底层，和实质上不含氧的上层，所述衬底层与所述基板接触；或者
(Ⅱ)是Cu层叠膜(以下称“Cu层叠膜(Ⅱ)”)，具有包括衬底层和上层的层叠构造，衬底层由含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素合计为0.2～10.0原子％的Cu合金和氧构成，上层是纯Cu或以Cu为主要成分的Cu合金，由电阻率比所述衬底层低的Cu合金构成，实质上不含氧，所述衬底层与所述基板接触(将上述Cu层叠膜(Ⅰ)和上述Cu层叠膜(Ⅱ)统称为“Cu层叠膜”)。
还有，所谓以Cu为主要成分，意思是在构成材料的元素之中，Cu的质量或原子量最多。
在本说明书中，“衬底层”如上述，意思是与基板直接接触的层，“上层”意思是位于衬底层的正上方的层。
首先，以下对于本发明的Cu层叠膜的合金成分组成进行说明。
上述Cu层叠膜(Ⅰ)或上述Cu层叠膜(Ⅱ)的衬底层含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素(X)，合计为0.2～10.0原子％。如上述，玻璃基板是多种金属氧化物的混合物，作为构成元素大量含氧。认为该氧(例如作为玻璃基板的主要成分的SiO2的氧)和上述Ti、Al和Mg之间会形成化学性的结合，由此使粘附性提高。
在本发明的Cu层叠膜中，为了充分发挥上述效果而进一步提高粘附性，需要含有从Ti、Al和Mg之中选出的一种以上的元素(X)合计为0.2原子％(at％)以上。若X的含量少于此，则上述X的绝对量不足，上述X向玻璃基板界面的稠化的程度也少，在界面的化学性的结合形成的程度也变小，因此难以良好地发挥更高的粘附性。X的含量优选合计为0.5原子％以上，更优选合计为1.0原子％以上。另一方面，X的含量多时，虽然玻璃基板界面的粘附性提高，但Cu层叠膜自身的电阻增大。另外，与纯Cu膜相比，有蚀刻速率增加的情况。此外，在作为上层形成纯Cu或以Cu为主要成分的膜的Cu层叠膜(Ⅱ)的情况下，浸渍在蚀刻剂时的腐蚀电位与纯Cu或以Cu为主要成分的膜相比有很大的变化，在蚀刻时，容易发生衬底层比上层(纯Cu膜)过度蚀刻的现象(底切)。因此，X的含量合计抑制在10原子％以下。从进一步减小电阻的观点出发，优选X的含量合计为5.0原子％以下。
作为上述Cu层叠膜(Ⅰ)或上述Cu层叠膜(Ⅱ)的衬底层，含有上述规定量的X(合金元素)，余量可列举Cu和不可避免的杂质。另外，在不损害本发明的作用的范围内，以附加其他特性为目的，也可以添加其他元素。即，除了上述合金元素(X)以外，还可以添加对“耐氧化性(与ITO膜的接触稳定性)”和“耐腐蚀性”等的特性提高有效的合金元素，成为多元系的Cu合金膜。
另外，Cu层叠膜(Ⅰ)的衬底层和Cu层叠膜(Ⅱ)的衬底层含有氧，上述化学性的结合可以更坚固地形成。上述元素(X)如上述，是对于形成与玻璃基板中的氧的化学性的结合有效的元素，但是该化学性的结合的形成需要一定的能量。通常，只是在玻璃基板上通过溅射形成含有前述X元素的Cu合金膜，上述能量很难说充分，难以表现出更高的粘附性。因此在本发明中，Cu层叠膜中，使与前述基板接触的衬底层成为含氧的层。
作为上述衬底层，为了形成含氧层，可列举使用氧浓度处于一定范围内的溅射气体，通过溅射法形成的方式。上述方法是反应性溅射的一种，认为通过氧等离子体源辅助(plasma assist)，合金元素(X)和玻璃基板中的氧的化学性的结合得到促进，可体现出高粘附性。
上述溅射气体的氧浓度优选为1体积％以上、低于20体积％。溅射气体的氧浓度低于1体积％时，合金元素(X)和玻璃基板中的氧的化学性的结合得不到充分促进，难以体现高粘附性。上述氧浓度优选为5.0体积％以上。
随着溅射气体的氧浓度增加，上述化学性的结合进一步促进，粘附性提高，但上述氧浓度高达20体积％以上，则与基板的粘附性提高效果饱和。另一方面，溅射气体的高氧化使溅射产额降低，Cu合金膜形成的生产率降低。因此，溅射气体所含的氧浓度优选为20体积％以下(更优选为10体积％以下)。还有，使用添加有氧的惰性气体进行溅射时，所形成的含氧的Cu合金配线的电阻率不怎么上升。因此，从配线电阻率降低的观点出发，其不受溅射气体的氧浓度的制约。
作为上述溅射气体，例如能够使用上述浓度的氧与Ar的混合气体。以下，列举Ar作为代表例，但也可以用Xe等惰性气体实施。
作为上述衬底层所含的优选的氧量，可列举例如0.5～30原子％。为了促进上述化学性的结合，优选上述衬底层所含的氧量为0.5原子％以上，更优选为1原子％以上，进一步优选为2原子％以上，特别优选为4原子％以上。另一方面，若衬底层中的氧量变得过剩，粘附性过度提高，则在进行湿蚀刻后有残渣残留，湿蚀刻性降低。另外，若氧量过剩，则Cu合金膜的电阻上升。考虑这些观点，衬底层中所含的氧量优选为30原子％以下。更优选为20原子％以下，进一步优选为15原子％以下，特别优选为10原子％以下。
还有，从降低电阻的观点出发，Cu层叠膜(Ⅰ)的上层和Cu层叠膜(Ⅱ)的上层优选实质上不含氧。优选上述的氧量最大不超过衬底层的氧量的下限(例如0.5原子％)。上层更优选的氧含量为0.1原子％以下，进一步优选为0.05原子％以下，特别优选为0.02原子％以下，最优选为0原子％。
在Cu层叠膜(Ⅱ)中，上层是纯Cu或以Cu为主要成分的合金，由电阻率比所述衬底层低的Cu合金构成。通过设置这样的上层，与Cu层叠膜(Ⅰ)相比，能够进一步降低配线的电阻率。
上述所谓“以电阻率比衬底层低Cu为主要成分的Cu合金”，只要合金元素的种类和/或含量得到适当控制，与含有粘附性提高元素的Cu合金所构成的衬底层相比电阻率低即可。电阻率低的元素(大致与纯Cu一样低的元素)可以参照文献所述的数值等，从公知的元素中很容易选择。但是，即使是电阻率高的元素，如果含量少(大致为0.05～1原子％左右)，则也能够降低电阻率，因此可适用于上层的上述合金元素未必限定于电阻率低的元素。具体来说，例如优选使用的有Cu-0.5原子％Ni、Cu-0.5原子％Zn、Cu-0.3原子％Mn等。
所述Cu层叠膜(Ⅰ)和Cu层叠膜(Ⅱ)的衬底层的膜厚，优选为10nm以上、200nm以下。为了确保与氧形成化学性的结合的合金元素的绝对量，优选使衬底层的膜厚为10nm以上。若衬底层的膜厚比此薄，则为了弥补合金元素的绝对量，就需要使衬底层的合金元素(X)量合计超过例如10原子％，但若是这样，合金元素量过剩，则如上述，容易招致电阻率的增大和蚀刻特性的劣化，因此不为优选。衬底层的膜厚更优选为20nm以上。
另一方面，若衬底层的膜厚过厚，则难以将配线截面控制为希望的锥形。特别是含氧Cu合金膜，与实质上不含氧的Cu合金膜相比蚀刻速率大，因此在蚀刻时容易发生底切，不能将配线图案化成希望的锥形。另外若衬底层的膜厚厚，则Cu层叠膜的电阻率高的配线部分的比率相对变大，招致有效的配线电阻的增加。因此，优选衬底层的膜厚为200nm以下。更优选低于100nm，进一步优选为50nm以下。
上述Cu层叠膜也与前述Cu-含X合金膜同样，通过在成膜后实施热处理，能够获得格外优异的粘附力。另外，因为对于电阻率降低也有效发挥作用，所以从实现低电阻的观点出发也优选。但是，热处理温度需要处于玻璃基板的耐热温度以下，另外，若保持时间过长，则招致显示装置(液晶显示器等)的生产率的降低。从这些观点出发，上述热处理的条件优选为，温度：350～450℃，保持时间：30～120分钟的范围内。前述热处理可以是出于进一步提高粘附性的目的而进行的热处理，也可以是前述Cu-含X合金膜形成后的热过程满足上述温度、时间的热处理。
前述Cu层叠膜的形成，优选采用溅射法。关于溅射法的详情，如前述Cu-含X合金膜的形成所阐述的一样，但在Cu层叠膜的形成中，能够如下述这样由溅射法形成。
即，作为Cu层叠膜的形态，在形成Cu层叠膜(Ⅰ)时，即，形成衬底层和上层为同一合金组成的Cu合金膜，衬底层与上层只在有无氧上有所不同的层叠构造时，可列举作为溅射靶，使用满足规定的成分组成的Cu合金靶，用于衬底层的形成的溅射气体为Ar和O2的混合气体，用于上层的形成的溅射气体只有Ar。
另外，作为Cu层叠膜(Ⅱ)，使衬底层为规定成分、组成的Cu合金膜，使上层为例如纯Cu膜时，可列举作为溅射靶，使用满足规定的成分组成的Cu合金靶(衬底层用)和纯Cu靶(上层用)，在衬底层的形成中使用上述Cu合金靶，使用Ar和O2的混合气体进行成膜，在上层的形成中，使用纯Cu溅射靶，只使用Ar进行成膜。
使本发明的Cu合金膜(Cu-含X合金膜，Cu层叠膜)被用于TFT的源电极和/或漏电极以及信号线和/或生产成本电极和扫描线的形态为优选的形态，特别是所述TFT具有底栅型构造，Cu-含X合金膜或Cu层叠膜被用于该TFT的栅电极和扫描线，与玻璃基板直接接触时，其特性得到充分地发挥。
还有，将Cu-含X合金膜或Cu层叠膜用于源电极和/或漏电极以及信号线和/或生产成本电极和扫描线多处时，Cu-含X合金膜或Cu层叠膜的组成彼此可以一致，另外在规定范围内组织也可以不同。
以下，一边参照附图，一边对于前述图2所示的本实施方式的TFT基板的制造方法进行说明。对图3～10附加与图2同样的参照符号。
首先，如图3所示，在玻璃基板(透明基板)1a上，运用溅射法形成膜厚200nm左右的Cu-含X合金膜或Cu层叠膜。通过使该膜图案化，形成栅电极26和扫描线25。这时，在后述的图4中，使栅极绝缘膜27的覆盖良好这样，将上述合金膜的侧面蚀刻成倾角约30～60°的锥形。
其次，如图4所示，使用例如等离子体CVD法等的方法，形成约300nm左右的栅极绝缘膜(SiN膜)27。等离子体CVD法的成膜温度约350℃即可。接着，在栅极绝缘膜27上，形成膜厚50nm左右的氢化非晶硅膜(a-Si:H)和膜厚300nm左右的氮化硅膜(SiNx)。
接着，通过以栅电极26作为掩膜的背面曝光，如图5所示使氮化硅膜(SiNx)图案化，形成通道保护膜。再在其上，如图6所示，形成掺杂有磷的膜厚50nm左右的n+型氢化非晶硅膜(n+a-Si:H)，之后使氢化非晶硅膜(a-Si:H)和n+型氢化非晶硅膜(n+a-Si:H)图案化。
然后如图7所示，使用溅射法形成膜厚300nm左右的Cu-含X合金膜或Cu层叠膜，之后使之图案化，由此形成与信号线一体的源电极28，和与像素电极(透明导电膜)5直接连接的漏电极29。
接着如图8所示，使用例如等离子体CVD装置等，以例如膜厚300nm左右形成氮化硅膜30，由此形成保护膜(钝化膜)。这时的成膜以例如250℃左右进行。然后，在该氮化硅膜30上形成光致抗蚀剂层31之后，使该氮化硅膜30图案化，通过例如干蚀刻等在氮化硅膜30上形成接触孔32。另外虽然未图示，但同时在相当于面板端部的栅电极上的与TAB连接的部分形成接触孔。
再如图9所示，例如经过由氧等离子体进行的辅助工序后，使用例如胺系等的剥离液进行抗蚀剂层31的剥离处理，最后如图10所示，例如形成膜厚40nm左右的ITO膜，通过湿蚀刻进行图案化，由此形成像素电极(透明导电膜)5。
上述作为像素电极(透明导电膜)5，虽然使用ITO膜，但也可以使用IZO膜(InOx-ZnOx系导电性氧化膜)。另外，作为活性半导体层，也可以使用多结晶硅代替非晶硅。
使用如此得到的TFT基板，以通常进行的方法，制造前述图1所示的液晶显示器(显示装置)即可。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但下述实施例不具有限定本发明的性质，在能够符合前后述宗旨的范围内也可以适当加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。
[实施例1]
为了评价Cu合金膜与玻璃基板的粘附性，利用如下这样的胶带进行剥离试验。
(试料的制作)
首先，在玻璃基板(コ一ニング公司制，Eagle2000，直径100mm×厚0.7mm)上，通过DC磁控管溅射法(成膜条件如下)，在室温下，以300nm的膜厚形成纯Cu膜、纯Mo膜或表1所示的成分组成的Cu合金膜。然后在成膜后，在真空气氛中以350℃进行保持30分钟的热处理，作为粘附性评价用试料。
还有，在纯Cu膜、纯Mo膜的形成中，分别将纯Cu、纯Mo用于溅射靶。另外，在各种成分的Cu合金膜的形成中，使用在纯Cu溅射靶上设置有含有Cu以外的元素的碎片(chip)的靶，或者将通过真空熔融法制作各种组成的Cu-含X二元系合金靶作为溅射靶使用。
(成膜条件)
背压：1.0×10-6Torr以下
Ar气压：2.0×10-3Torr
Ar气流量：30sccm
溅射功率：3.2W/cm2
极间距离：50mm
基板温度：室温
还有，所形成的Cu合金膜的组成，使用ICP光谱分析仪(岛津制作所制的ICP光谱分析仪“ICP-8000型”)，进行定量分析确认。
(与玻璃基板的粘的评价)
在上述试料的成膜表面(纯Cu膜、纯Mo膜或上述Cu合金膜的表面)，使用切割刀以1mm间隔划出围棋盘格状的切口。接着，在上述成膜表面结实地粘贴3M公司制黑色聚酯带(制品编号8422B)，一边使上述胶带的撕开角度保持在60°，一边一下子剥离上述胶带，统计没有由上述胶带剥离的围棋盘格的区划数量，求得与全部区划的比率(膜残留率)。其结果显示在表1中。
[表1]
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表中数字表示膜残存率(％)
由表1能够进行如下考察。纯Cu膜的膜残留率约5％，未显示出与玻璃基板的粘附性，相对于此，纯Mo膜的膜残留率为100％，对于玻璃基板显示出良好的粘附性。但是，纯Mo膜具有的缺点是，室温下的电阻比纯Cu高得多。
另外，Cu合金膜之中，含有X以外的合金元素的Cu合金膜，膜残留率大致为0或不满70％，相对于此，含有规定量的X的Cu-含X合金膜的膜残留率为90％以上，可知对于玻璃基板显示出良好的粘附性。
[实施例2]
形成Cu-含X合金膜，调查成膜后的热处理对其与玻璃基板的粘附性(上述膜残留率)造成的影响。
(试料的制作)
在玻璃基板(コ一ニング公司制，Eagle2000，直径100mm×厚0.7mm)上，与上述实施例1一样，通过DC磁控管溅射法，以300nm的膜厚形成各种Cu-含X合金膜(X＝Al/Mg或Ti，X含量为0.1at％、2.0at％或5.0at％)。然后，分别准备如下试料：
(A)如上述这样制作的试料(as-deposited状态的试料)；
(B)在真空气氛中以350℃实施了保持30分钟的热处理的试料；
(C)在真空气氛中以400℃实施了保持30分钟的热处理的试料；
(D)在真空气氛中以450℃实施了保持30分钟的热处理的试料。
(与玻璃基板的粘附性的评价)
以实施例1同样的方法进行与玻璃基板的粘附性(上述膜残留率)的评价。其结果汇总在图11～13中。图11是表示在含有0.1at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与上述膜残留率的关系的图，图12是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与上述膜残留率的关系的图。另外，图13是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与上述膜残留率的关系的图。
由此图11～13可知，不论Cu-含X合金膜的X的种类和含量，通过以350℃以上的温度实施热处理，就会显示出比as-deposited状态优异得多的粘附性，膜残留率达90％以上。
[实施例3]
形成Cu-含X合金膜，测量该合金膜的电阻率并对其进行评价。
(试料的制作)
在玻璃基板(コ一ニング公司制，Eagle2000，直径100mm×厚0.7mm)上，与上述实施例1一样，通过DC磁控管溅射法，以300nm的膜厚形成各种Cu-含X合金膜(X＝Al/Mg或Ti，X含量为0.1at％、2.0at％或5.0at％)。
(电阻率的测量)
对于上述形成的各种Cu-含X合金膜，实施光刻法和湿蚀刻，加工成宽100μm、长10mm的条纹状图案(电阻率测量图案)之后，以使用探针的直流4探针法，在室温下测量该图案的电阻率。
还有，电阻率的测量，对于下述(a)～(d)的各个试料(条纹状图案)也进行。
(a)如上述这样制作的试料(as-deposited状态的条纹状图案)；
(b)在真空气氛中以350℃实施了保持30分钟的热处理的条纹状图案；
(c)在真空气氛中以400℃实施了保持30分钟的热处理的条纹状图案；
(d)在真空气氛中以450℃实施了保持30分钟的热处理的条纹状图案。
其结果汇总在图14～16中。图14是表示在含有0.1at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图，图15是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。另外，图16是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu合金膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
由此图14～16可知，Cu-含X合金膜的电阻率在s-deposited状态下，与合金元素的含量成比例增加，X的含量为2.0～5.0at％的Cu-含X合金膜，电阻率比较高。但是，通过热处理电阻率降低，通过以350℃以上的温度实施热处理，电阻率比as-deposited状态的情况飞跃式地降低。
[实施例4]
为了评价Cu层叠膜和玻璃基板的粘附性，利用以下这样的胶带进行剥离试验。
(试料的制作)
在玻璃基板(コ一ニング公司制，Eagle2000，直径100mm×厚0.7mm)上，通过DC磁控管溅射法(成膜条件如下)，作为衬底层，形成含有各种含量的Al、Mg或Ti和氧的Cu合金膜，或作为比较例形成纯Cu膜，接着在衬底层上作为上层，形成合金成分组成与上述衬底层同样，并且实质上不含氧的膜，得到Cu层叠膜。Cu层叠膜的总膜厚为300nm，衬底层的膜厚为50nm。作为溅射靶，使用纯Cu溅射靶，或将添加合金元素(Al、Mg或Ti的各纯金属碎片)作为碎片设置在纯Cu溅射靶上。
在前述的衬底层的形成中，作为溅射气体，使用Ar+5体积％O2的混合气体。另外在上层的形成中，作为溅射气体，使用纯Ar气。还有，上述混合气体中的Ar气和O2气的混合比率按Ar气和O2气的分压设定，分压比按Ar气和O2气的流量比设定。
(成膜条件)
背压：1.0×10-6Torr以下
Ar气压：2.0×10-3Torr
Ar气流量：30sccm
溅射功率：3.2W/cm2
极间距离：50mm
基板温度：室温
还有，所形成的Cu合金膜的组成，使用ICP光谱分析仪(岛津制作所制的ICP光谱分析仪“ICP-8000型”)，进行定量分析确认。
另外，通过SEM-EDX确认衬底层中包含的氧。
准备以如上方式成膜之后(as-depo状态)的试料和成膜后在真空气氛中以350℃进行保持30分钟的热处理试料，作为粘附性评价用试料。
(与玻璃基板的粘附性的评价)
为了评价与玻璃基板的粘附性，利用以下这样的胶带进行剥离试验。即，在上述试料的成膜表面，使用切割刀以1mm间隔划出围棋盘格状的切口。围棋盘格状的切口使用模具(模版)，对于全部试料描绘同样的棋盘格形状。接着，利用层压装置在上述成膜表面粘贴3M公司制黑色聚酯带(制品编号8422B)，使用夹具使上述胶带的撕开角度保持在90°而撕开粘附胶带。然后，统计没有由上述胶带剥离的棋盘格的区划数量，求得与全部区划的比率(粘附率，膜残留率)。
上述成膜之后的试料的合金元素(Al、Mg或Ti)含量和粘附率的关系显示在图17中。由此图17可知，本发明的Cu层叠膜与纯Cu膜比较，粘附性优异。特别是可知合金元素为Al的Cu-Al二元系的Cu层叠膜显示出优异的粘附性。
另外，上述热处理后的试料的合金元素(Al、Mg或Ti)含量与粘附率的关系显示在图18中。由该图18可知，通过实施热处理，与刚成膜之后的试料相比，粘附性有充分地提高。特别是可知合金元素为Al的Cu-Al二元系的Cu层叠膜，和合金元素为Mg的Cu-Mg二元系的Cu层叠膜，粘附性几乎为100％，显示出优异的粘附性。
[实施例5]
调查用于Cu层叠层的衬底层形成的溅射气体的氧浓度给衬底层与玻璃基板的粘附性带来的影响。
作为Cu层叠膜，形成Cu-2at％Al合金层叠膜，Cu-2at％Mg合金层叠膜，或Cu-2at％Ti合金层叠膜，并且改变用于衬底层形成的溅射气体中的氧浓度，通过除此之外均与实施例4相同的方法形成Cu层叠膜，得到粘附性评价试料(as-depo状态的试料)，并进行粘附性评价。其结果显示在图19中。
图19表示用于衬底层的溅射气体中的氧浓度和粘附率的关系。由该图19可知，由于合金元素(X)的种类导致饱和的粘附率的绝对值不同，但无论哪种合金元素，随着溅射气体中的氧浓度增加，都能够确认到粘附率增加(粘附性提高)的倾向。还可知，上述溅射气体中的氧浓度的增加带来的粘附率的增加，无论在哪种合金元素中，氧浓度为10体积％左右时达到饱和。
[实施例6]
调查Cu层叠膜的衬底层的膜厚对与基板的粘附性造成的影响。
作为Cu层叠膜，形成Cu-2at％Al合金层叠膜，Cu-2at％Mg合金层叠膜，或Cu-2at％Ti合金层叠膜，并且使各Cu层叠膜(总膜厚均为300nm)的衬底层的膜厚在10～200nm的范围变化，通过除此之外均与实施例相同的方法形成Cu层叠膜，得到粘附性评价试料(as-depo状态的试料)，并进行粘附性评价。其结果显示在图20中。
图20是表示上述各Cu层叠膜的衬底层的膜厚与粘附率的关系。由该图20可知，由于合金元素(X)的种类导致饱和的粘附率的绝对值不同，但无论哪种合金元素，随着衬底层的膜厚增加，都能够确认到粘附率增加(粘附性提高)的倾向。还可知，由衬底层的膜厚增加带来的粘附率的增加，在衬底层的膜厚为100nm左右时达到饱和。
[实施例7]
调查Cu层叠膜的合金元素的种类、含量和热处理温度带给Cu层叠膜的电阻的影响。
作为Cu合金层叠膜，形成Cu-(2.0at％、5.0at％、或10.0at％)Al合金层叠膜，Cu-(2.0at％、5.0at％、或10.0at％)Mg合金层叠膜，或Cu-(2.0at％、5.0at％、或10.0at％)Ti合金层叠膜，并且使热处理在非热处理(25℃)或350～450℃的热处理温度的范围内变化，通过除此之外均与实施例4相同的方法形成Cu层叠膜，得到电阻测量用试料(as-depo状态的试料，热处理后的试料)。
然后对于上述试料，实施光刻和湿蚀刻，加工成宽100μm、长10mm的条纹状图案(电阻率测量图案)之后，以使用探针的4探针法，在室温进行测量。其结果显示在图21～23中。
图21是表示在含有2.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。图22是表示在含有5.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。另外，图23是表示在含有10.0at％的X(Ti、Al或Mg)的Cu层叠膜中，热处理温度与电阻率的关系的图。
由该图21～23可知，Cu层叠膜的电阻率在as-deposited状态下，与合金元素的含量成比例增加。但是，热处理使电阻率降低，通过以350℃以上的温度实施热处理，电阻率比as-deposited状态时飞跃式地降低。
还有，合金元素量多且热处理温度低时，也有电阻率高，作为单层配线难以使用的情况，但这种情况下，通过使上层为纯Cu膜，并且调整衬底层的膜厚，可以将配线的实效的电阻率降低至实用上没有问题的水平。
[实施例8]
为了评价Cu层叠膜的湿蚀刻性，由以下方式实施湿蚀刻。
作为Cu层叠膜，形成表2所示的Cu层叠膜，通过除此以外均与实施例4所述的方法相同的方法，形成Cu层叠膜，得到湿蚀刻用试料(as-depo状态的试料)。
[表2]
Figure BPA00001309996700231
然后，对于上述试料，为了形成具有10μm幅的线和空间图案的条纹图案而进行光刻，使用磷酸∶硝酸∶水＝75∶5∶20的混合酸蚀刻剂进行蚀刻。还有，在本发明的Cu这样的多层薄膜试料中，因为衬底层与上层蚀刻速率不同，所以与上层相比，衬底层的蚀刻速度快时，在配线底部(衬底层部分)会发生底切。因此，用SEM观察蚀刻的试料的配线膜截面，测量图24所示的底切量(底切的深度)，评价湿蚀刻性。
其结果可确认，形成有本发明的Cu层叠膜的任意一种试料，底切量均在0.5μm以下，湿蚀刻性没有问题。另外在蚀刻部也未确认到有残渣发生。
参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但可以不脱离本发明的精神和范围而加以各种变更和修改，这一点业内人员应该清楚。
本申请基于2008年8月14日申请的日本专利申请(专利申请2008-208960)，其内容在此作为参照援引。
产业上的可利用性
根据本发明，能够实现具有可应对液晶显示器的大型化和工作频率的高频化的低电阻的Cu合金膜的显示装置。另外，本发明的Cu合金膜与透明基板(玻璃基板)的粘附性优异，并且蚀刻特性也优异，因此应用于显示装置(例如液晶显示器)的特别是TFT的栅电极和扫描线时，不用形成上述含Mo衬底层就能够形成在透明基板上(玻璃基板)，能够降低制造成本，提供可以省略上述含Mo衬底层的高性能的显示装置
符号的说明
1   TFT基板
1a  玻璃基板
2   对向基板(对向电极)
3   液晶层
4   薄膜晶体管(TFT)
5   像素电极(透明导电膜)
6   配线部
7   共通电极
8   彩色滤光片(color filter)
9   遮光膜
10a、10b  偏光板
11  导向膜
12  TAB带
13  驱动电路
14  控制电路
15  间隔物(spacer)
16  密封材
17  保护膜
18  扩散板
19  棱镜片(prism sheet)
20  导光板
21  反射板
22  背光源
23  保持架
24  印刷电路板
25  扫描线
26  栅电极
27  栅极绝缘膜
28  源电极
29  漏电极
30  钝化膜(保护膜，氮化硅膜)
31  光致抗蚀剂(photoresist)
32  接触孔(contact hole)
34  信号线(源-漏极配线)
100 液晶显示器

Claims (11)

1.一种显示装置用Cu合金膜，其特征在于，是作为在基板上与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜，其中，该Cu合金膜含有合计为0.1～10.0原子％的从Ti、Al和Mg中选出的一种以上的元素。
2.一种显示装置用Cu合金膜，其特征在于，是作为在基板上与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜，其中，该Cu合金膜含有合计为0.1～5.0原子％的从Ti、Al和Mg中选出的一种以上的元素。
3.一种显示装置用Cu合金膜，其特征在于，是作为在基板上与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜，其中，该Cu合金膜含有合计为0.2～10.0原子％的从Ti、Al和Mg中选出的一种以上的元素。
4.根据权利要求3所述的显示装置用Cu合金膜，其特征在于，所述Cu合金膜具有层叠构造，该层叠构造包括含氧的衬底层和实质上不含氧的上层，所述衬底层与所述基板接触。
5.一种显示装置用Cu合金膜，其特征在于，是作为在基板上与玻璃基板直接接触的配线的显示装置用Cu合金膜，其中，
所述铜合金膜具有包括衬底层和上层的层叠构造，
所述衬底层包括含有合计为0.2～10.0原子％的从Ti、Al和Mg中选出的一种以上的元素的Cu合金和氧，
所述上层包括纯Cu或以Cu为主要成分的Cu合金即比所述衬底层电阻率低的Cu合金，实质上不含氧，
所述衬底层与所述基板接触。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置用Cu合金膜，其特征在于，所述衬底层是使用氧浓度为1体积％以上且低于20体积％的溅射气体，通过溅射法而形成。
7.根据权利要求4或5所述的显示装置用Cu合金膜，其特征在于，所述衬底层的膜厚为10nm以上200nm以下。
8.一种显示装置，其特征在于，具备包括权利要求1～5中任一项所述的显示装置用Cu合金膜的薄膜晶体管。
9.根据权利要求8所述显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管具有底栅型构造，该薄膜晶体管的栅电极和扫描线包括所述显示装置用Cu合金膜。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置是平板显示器。
11.一种Cu合金溅射靶，其特征在于，包含含有合计为0.1～10.0原子％的从Ti、Al和Mg中选出的一种以上的元素的Cu合金。
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