JP3638055B2

JP3638055B2 - Method for manufacturing low-resistance conductive film

Info

Publication number: JP3638055B2
Application number: JP11949596A
Authority: JP
Inventors: パルゴサインダラム; 美弥子中越; ウエストウォータージョナサン; 節夫碓井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09283468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体デバイスにおける電極や配線として用いられる低抵抗導電膜の作製方法に係り、特にガラス，プラスチック等からなる低耐熱性基板の上にスパッタリング法により形成される低抵抗導電膜の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の大画面ディスプレイの開発に伴い、ポリカーボネイト（ＰＣ）等のプラスチックからなる低耐熱性基板上に形成される透明電極（透明導電膜）として、より低抵抗で高透過率のものが要望されている。
【０００３】
従来、この透明導電膜の形成方法としては、ＩＴＯターゲットを、スパッタレートの大きなアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中においてマグネトロンスパッタリングを行うことにより基板上にＩＴＯ(Indium Tin Oxide,酸化インジウムすず) 膜を堆積させる方法が主流であった。
【０００４】
この従来のスパッタリング法において、透明導電膜として低抵抗のものを作製するためには、基板の温度を２００℃以上の高温にする必要があり、更に、低抵抗でしかも高透過率の透明導電膜を得るためには、ＩＴＯ薄膜を堆積して形成したのち、酸素雰囲気中において３００〜５００℃の高温で熱処理（アニール）を施す必要があった。しかし、このように高温の熱処理を施すと、プラスチック等の低耐熱性の基板が軟化する虞れがあり好ましくない。
【０００５】
また、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit) の金属配線に用いられるアルミニウム等の導電膜においても、より低抵抗のものが望まれている。従来、このような金属配線として用いられる導電膜も、上記透明導電膜と同様に、アルゴンガス雰囲気中においてマグネトロンスパッタリングを行うことにより基板上に堆積させて形成されるのが主流であった。
【０００６】
しかし、この方法により形成されるアルミニウム等の導電膜は結晶粒径が小さいので、本来の導電率よりも小さい導電率の膜しか作製することができず、金属配線の低抵抗化は困難であった。
【０００７】
これに対して、アルゴンガス雰囲気中のマグネトロンスパッタリングにより作製した導電膜に、エキシマレーザのような短波長のパルスレーザを照射して結晶粒径を大きくすることにより導電膜を低抵抗化する方法が考えられている。この方法では、レーザビームは導電膜において大部分吸収されるので、導電膜のみを局所的に加熱することができる。従って、基板の温度は低温に保ったままで導電膜に熱処理（アニール）を施すことができ、プラスチック等により形成された低耐熱性の基板を軟化させることなく、透明導電膜や金属配線の低抵抗化を図ることが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにスパッタリングにより導電膜を形成したのち、この導電膜に対してレーザビームを照射することにより導電膜の低抵抗化を図ることができるものの、従来の方法には次のような問題があった。すなわち、従来のアルゴンガス雰囲気中のマグネトロンスパッタリングにより作製した導電膜には、膜中にアルゴンが数１０％含まれている。文献によると、アルゴンガスを用いたスパッタリング法により形成されたタンタルシリサイド（ＴａＳｉ₂）膜の場合、膜中に入ったアルゴンを外部に放出させるために必要な熱処理温度は９００℃以上であり、更にアルゴンを１００％外部に放出させるためには１１００℃以上の熱処理が必要である。従って、これから類推すると、スパッタリングにより形成されたＩＴＯ膜やアルミニウム膜等の導電膜中のアルゴンを外部に放出させるためには、５００℃以上の熱処理を施す必要がある。
【０００９】
しかしながら、導電膜の結晶粒径を大きくするためにエキシマレーザ等の短波長のパルスレーザを照射すると、薄膜はパルス幅２０〜３０ｎｓ程度の極短時間に１４００℃以上の高温に加熱されるため、アルゴンガスは放出されるものの、膜内部から突沸する状態となり薄膜を破壊してしまう現象が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、スパッタリング法により導電膜を形成したのち、導電膜にエネルギービームを照射して結晶化させる際に、膜の破壊が生ずることを防止しつつ低抵抗化を図ることができる低抵抗導電膜の作製方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る低抵抗導電膜の作製方法は、低耐熱性の基板をその軟化温度よりも低い温度に設定すると共に、アルゴンより原子半径が小さく、原子量の小さな希ガス元素の雰囲気中において導電体ターゲットをスパッタリングすることにより低耐熱性の基板上に導電膜を形成する工程と、基板上に形成された導電膜にエネルギービームを照射して熱処理を施す工程とを含むものである。
【００１２】
本発明による方法は、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた従来のスパッタリング法により導電膜を作製したとき、成膜中に膜内に入ったアルゴンが２００℃程度の熱処理によって外部に放出されないのは、主としてアルゴンの原子半径（０．１４４ｎｍ）と原子量（３９．９４８）が大きいことによるものと考え、スパッタガスとしてアルゴンよりも原子半径が小さく、かつ原子量が小さくて軽い希ガスの元素のガスを用いることにより、成膜中に膜内に入ったガス元素を低温の熱処理によって外部に容易に放出させようとするものである。
【００１３】
すなわち、本発明の低抵抗導電膜の作製方法では、アルゴンよりも原子半径の小さな希ガス雰囲気中でスパッタリングが行われ、軟化温度よりも低い温度に設定された低耐熱性の基板上に導電膜が形成される。続いて、基板上に形成された導電膜にエネルギービームが照射され極短時間に結晶化を促進して導電膜の低抵抗化が図られる。このエネルギービームの照射時において、成膜中に導電膜内に入った希ガスはアルゴンよりも原子半径が小さく軽いため膜内から外部に容易に放出される。これにより希ガスが突沸して導電膜を破壊する虞れがなくなる。
【００１４】
アルゴンよりも原子半径が小さく、軽い希ガスの元素としてはヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）を挙げることができる。このうちヘリウムは原子半径（０．０９５ｎｍ）と原子量（４．００２）が極めて小さく、膜から容易に放出されるため、特に本発明に好適である。
【００１５】
低耐熱性の基板としては、例えば軟化温度が２００℃程度以下の基板であり、具体的には例えばポリカーボネイト（ＰＣ）等のプラスチックからなる基板が用いられる。この基板上には、基板と導電膜との間に、エネルギービーム照射時における基板の発熱を防止するためのバッファ層を形成することが好ましい。
【００１６】
また、エネルギービームとしては、導電膜が吸収する波長のビーム例えばレーザビームが用いられ、特にエキシマレーザによるパルスレーザビームを用いることが好ましい。エキシマレーザとしては、ＸｅＣｌエキシマレーザによるパルスレーザビーム（波長３０８ｎｍ）やＸｅＦエキシマレーザによるパルスレーザビーム（波長３５０ｎｍ）などが用いられる。
【００１７】
導電体ターゲットは例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)，酸化スズ（ＳｎＯ₂），三酸化タングステン（ＷＯ₃），酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物からなる透明導電体材料やアルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），金（Ａｕ）等の金属からなる不透明導電体材料が用いられる。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、低耐熱性基板の上に形成される導電膜として透明導電膜（ＩＴＯ膜）を用い、このＩＴＯ膜の低抵抗化を例として説明する。
【００１９】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態に係るＩＴＯ膜の作製工程を表すものである。この方法は、まず、同図（ａ）に示したように例えばポリカーボネイト（ＰＣ）からなる低耐熱性基板１０を用意し、この低耐熱性基板１０上に例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition:化学的気相成長 )法により例えば膜厚１００ｎｍの窒化シリコン膜（ＳｉＮ）１１を形成する。続いて、この窒化シリコン膜１１上に例えば同じくＣＶＤ法により例えば膜厚２００ｎｍの二酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂）１２を形成する。これら窒化シリコン膜１２および二酸化シリコン膜１３からなる積層膜はバッファ層を構成しており、後述のレーザビーム照射工程においてレーザによる発熱が低耐熱性基板１０に伝わることを防止するものである。
【００２０】
このように窒化シリコン膜１１および二酸化シリコン膜１２からなるバッファ層を形成したのち、次に、低耐熱性基板１０をこの基板が軟化しない程度の温度（室温から２００℃以下）に保ちながら同図（ｂ）に示したように、アルゴンより原子半径の小さな希ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）雰囲気中においてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)をターゲットとしたマグネトロンスパッタリングを行い、二酸化シリコン膜１２上に膜厚１００〜２００ｎｍ程度の薄いＩＴＯ膜１３を形成する。ここで、ヘリウムのガス圧は例えば３ｍＴｏｒｒ、スパッタレイトは例えば６ｎｍ／分とする。
【００２１】
ＩＴＯ膜１３を形成したのち、同図（ｃ）に示したように、このＩＴＯ膜１３に対してＸｅＣｌエキシマレーザによるレーザビーム（波長３０８ｎｍ，エネルギー５０〜１９０ｍＪ／ｃｍ²，パルス幅３０ｎｓ）１４を照射して熱処理（アニール）を施すことにより結晶化させる。このエキシマレーザビームの照射は多段階照射とすることにより結晶化を促進させることができる。
【００２２】
図２および図３はそれぞれこのエキシマレーザビームのエネルギー量とＩＴＯ膜１３のシート抵抗値の変化との関係を表す特性図である。ここで、図２は低耐熱性基板１０を室温に保った状態でスパッタリングを行った場合、一方、図３は低耐熱性基板１０を１２０℃に保った状態でスパッタリングを行った場合の抵抗変化をそれぞれ表すものである。これらの図からも明らかなように、低耐熱性基板１０を室温に保った状態でスパッタリングを行った場合にはレーザビーム照射前には４×１０⁶Ω／□であったシート抵抗が２×１０³Ω／□へと低下し、また低耐熱性基板１０を１２０℃に保った状態でスパッタリングを行った場合にはレーザ照射前には４×１０⁵Ω／□であったシート抵抗が９×１０²Ω／□へと大幅に低下している。これはエキシマレーザビームの照射前と照射後のＲＥＥＤ（Reflective High Energy Electron Diffraction;反射高速電子線回折) 法による測定の結果、エキシマレーザを照射した後のＩＴＯ膜１３の結晶性が向上していることから、これによりシート抵抗が低下したものと考えられる。
【００２３】
図４はレーザビームの各波長に対するＩＴＯ膜１３の光透過率の変化状態を、レーザビーム照射前と照射後とを対比して表すものである。ここで、四角印はレーザ照射前の光透過率、丸印はレーザ照射後の光透過率を示している。この図からも明らかなように、エキシマレーザを照射した後も光透過率が低下していないことかわかる。また、エキシマレーザを照射したときにはＩＴＯ膜１３からヘリウムが容易に放出され、従って膜が破壊されることがなかった。
【００２４】
このように本実施の形態では、アルゴンよりも原子半径が小さく、軽いヘリウム（Ｈｅ）ガス雰囲気中においてスパッタリングを行うことによりＩＴＯ膜１３を作製し、次いでエキシマレーザビーム１４を照射して結晶化させるようにしたので、レーザビーム照射時にＩＴＯ膜１３から希ガス（ヘリウム）が突沸することによる膜破壊を伴わないで、しかも基板１０を高温に加熱することなく、低抵抗で高透過率の導電膜を作製することができることがわかった。
【００２５】
上記実施の形態では導電膜として透明導電膜（ＩＴＯ膜１３）を作製するようにしたが、ＬＳＩ配線に用いられるアルミニウム膜等の金属薄膜においても、ヘリウム（Ｈｅ）ガス雰囲気中においてスパッタリングを行うことにより薄膜を作製し、次いでエキシマレーザを照射して熱処理（アニール）を行うことにより、同じく膜破壊を伴わないで、低抵抗で高透過率の薄膜を作製することができることは容易に想像できる。
【００２６】
なお、本実施の形態による方法では、レーザビームの照射前に導電膜をパターニングし、そののちレーザビームを照射して低抵抗化することが可能である。この場合は、エッチングしやすい条件（すなわち、シート抵抗が高い状態）でパターニングできるので、製造に必要なマスクを少なくすることができ、製造プロセスを簡略化することができる。
【００２７】
以上実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定するものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、基板材料としてプラスチックを用いたものについて説明したが、ガラス等その他の材質を用いるようにしてもよく、この場合にはスパッタリング時における基板温度はその材質に合わせて軟化しない程度の温度に設定すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の低抵抗導電膜の作製方法によれば、従来用いられていたアルゴンガスの代わりに、このアルゴンガスよりも原子半径が小さく、軽い希ガス、特にヘリウムガスを用いてスパッタリングを行うことにより導電膜を形成し、この導電膜にエネルギービームを照射して熱処理を施すようにしたので、ビーム照射時に希ガスを容易に放出することができ、膜破壊を生ずることなく、かつ基板温度を上げることなく極短時間に結晶化を促進して低抵抗の導電膜を作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＩＴＯ膜の作製方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】基板を室温に保った状態でのスパッタリングによりＩＴＯ膜を形成した場合のエキシマレーザの照射エネルギー量とシート抵抗値の変化状態との関係を表す特性図である。
【図３】基板を１２０℃の温度に保った状態でのスパッタリングによりＩＴＯ膜を形成した場合のエキシマレーザの照射エネルギー量とシート抵抗値の変化状態との関係を表す特性図である。
【図４】図１の方法により作製されたＩＴＯ膜のエキシマレーザ照射前と照射後でのビーム波長に対する光透過率の関係を表す特性図である。
【符号の説明】
１０…低耐熱性基板、１１…窒化シリコン膜、１２…二酸化シリコン膜、１３…ＩＴＯ膜（導電膜）、１４…エキシマレーザビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a low-resistance conductive film used as an electrode or wiring in a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a low-resistance conductive film formed by sputtering on a low heat-resistant substrate made of glass, plastic, or the like. .
[0002]
[Prior art]
With the development of large-screen displays in recent years, a transparent electrode (transparent conductive film) formed on a low heat-resistant substrate made of plastic such as polycarbonate (PC) has been demanded to have lower resistance and higher transmittance. Yes.
[0003]
Conventionally, as a method for forming this transparent conductive film, an ITO (Indium Tin Oxide) film is deposited on a substrate by performing magnetron sputtering with an ITO target in an argon (Ar) gas atmosphere having a high sputtering rate. The method of making it the mainstream.
[0004]
In this conventional sputtering method, in order to produce a transparent conductive film having a low resistance, it is necessary to set the temperature of the substrate to a high temperature of 200 ° C. or higher. Further, the transparent conductive film has a low resistance and a high transmittance. In order to obtain the above, it was necessary to heat-treat (anneal) at a high temperature of 300 to 500 ° C. in an oxygen atmosphere after depositing and forming an ITO thin film. However, such high-temperature heat treatment is not preferable because a low heat-resistant substrate such as plastic may be softened.
[0005]
Further, a conductive film made of aluminum or the like used for LSI (Large Scale Integrated circuit) metal wiring is desired to have a lower resistance. Conventionally, the conductive film used as such a metal wiring has been mainly formed by being deposited on a substrate by performing magnetron sputtering in an argon gas atmosphere, like the transparent conductive film.
[0006]
However, since the conductive film such as aluminum formed by this method has a small crystal grain size, only a film having a conductivity smaller than the original conductivity can be produced, and it is difficult to reduce the resistance of the metal wiring. It was.
[0007]
In contrast, there is a method for reducing the resistance of a conductive film by increasing the crystal grain size by irradiating a conductive film produced by magnetron sputtering in an argon gas atmosphere with a short-wavelength pulse laser such as an excimer laser. It is considered. In this method, since the laser beam is mostly absorbed in the conductive film, only the conductive film can be locally heated. Therefore, heat treatment (annealing) can be performed on the conductive film while keeping the substrate temperature low, and the low resistance of the transparent conductive film and metal wiring can be achieved without softening the low heat resistant substrate formed of plastic or the like. Can be achieved.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Although the conductive film is formed by sputtering as described above, the conductive film can be lowered by irradiating the conductive film with a laser beam. However, the conventional method has the following problems. there were. That is, a conventional conductive film manufactured by magnetron sputtering in an argon gas atmosphere contains several tens of percent of argon in the film. According to the literature, in the case of a tantalum silicide (TaSi ₂ ) film formed by a sputtering method using argon gas, the heat treatment temperature necessary for releasing the argon contained in the film to the outside is 900 ° C. or more, and In order to release argon 100% to the outside, heat treatment at 1100 ° C. or higher is necessary. Therefore, by analogy, it is necessary to perform a heat treatment at 500 ° C. or higher in order to release argon in the conductive film such as an ITO film or an aluminum film formed by sputtering to the outside.
[0009]
However, when a short-wavelength pulse laser such as an excimer laser is irradiated to increase the crystal grain size of the conductive film, the thin film is heated to a high temperature of 1400 ° C. or higher in a very short time with a pulse width of about 20 to 30 ns. Although argon gas is released, there is a problem that a phenomenon occurs in which the thin film is destroyed due to bumping from the inside of the film.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and the purpose of the present invention is to form a film when the conductive film is crystallized by irradiation with an energy beam after the conductive film is formed by sputtering. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a low-resistance conductive film that can reduce the resistance while preventing it.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a low-resistance conductive film according to the present invention sets a low heat-resistant substrate to a temperature lower than its softening temperature, and has a conductor in an atmosphere of a rare gas element having an atomic radius smaller than that of argon and a small atomic weight. The method includes a step of forming a conductive film on a low heat resistant substrate by sputtering a target, and a step of performing heat treatment by irradiating the conductive film formed on the substrate with an energy beam.
[0012]
In the method according to the present invention, when a conductive film is produced by a conventional sputtering method using argon gas as a sputtering gas, argon that has entered the film during film formation is not released to the outside by heat treatment at about 200 ° C. It is thought that this is mainly due to the large atomic radius (0.144 nm) and atomic weight (39.948) of argon, and a rare gas element gas having a smaller atomic radius and smaller atomic weight than argon is used as a sputtering gas. Thus, the gas element that has entered the film during film formation is easily released to the outside by low-temperature heat treatment.
[0013]
That is, in the method for producing a low resistance conductive film of the present invention, sputtering is performed in a rare gas atmosphere having an atomic radius smaller than that of argon, and the conductive film is formed on a low heat resistant substrate set to a temperature lower than the softening temperature. Is formed. Subsequently, the conductive film formed on the substrate is irradiated with an energy beam to promote crystallization in a very short time, thereby reducing the resistance of the conductive film. At the time of irradiation with this energy beam, a rare gas that has entered the conductive film during film formation has a smaller atomic radius than argon and is easily released from the inside of the film. As a result, there is no possibility of the rare gas bumping and destroying the conductive film.
[0014]
Helium (He) and neon (Ne) can be given as elements of a light rare gas having an atomic radius smaller than that of argon. Among these, helium is particularly suitable for the present invention because helium has an extremely small atomic radius (0.095 nm) and atomic weight (4.002) and is easily released from the film.
[0015]
As the low heat resistant substrate, for example, a substrate having a softening temperature of about 200 ° C. or less, specifically, a substrate made of plastic such as polycarbonate (PC) is used. On this substrate, it is preferable to form a buffer layer between the substrate and the conductive film for preventing heat generation of the substrate during energy beam irradiation.
[0016]
Further, as the energy beam, a beam having a wavelength that is absorbed by the conductive film, for example, a laser beam is used, and a pulsed laser beam using an excimer laser is particularly preferable. As the excimer laser, a pulse laser beam (wavelength 308 nm) using an XeCl excimer laser, a pulse laser beam (wavelength 350 nm) using an XeF excimer laser, or the like is used.
[0017]
The conductor target is, for example, a transparent conductor material made of an oxide such as ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide (SnO ₂ ), tungsten trioxide (WO ₃ ), zinc oxide (ZnO), aluminum (Al), copper ( An opaque conductor material made of a metal such as Cu) or gold (Au) is used.
[0018]
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a transparent conductive film (ITO film) is used as the conductive film formed on the low heat-resistant substrate, and the resistance reduction of the ITO film will be described as an example.
[0019]
FIGS. 1A to 1C show an ITO film manufacturing process according to an embodiment of the present invention. In this method, first, a low heat resistant substrate 10 made of, for example, polycarbonate (PC) is prepared as shown in FIG. 1A, and, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) is formed on the low heat resistant substrate 10. For example, a silicon nitride film (SiN) 11 having a thickness of 100 nm is formed by a phase growth) method. Subsequently, a silicon dioxide film (SiO ₂ ) 12 of, eg, a 200 nm-thickness is formed on the silicon nitride film 11 by, for example, the CVD method. The laminated film composed of the silicon nitride film 12 and the silicon dioxide film 13 constitutes a buffer layer, and prevents heat generated by the laser from being transmitted to the low heat resistant substrate 10 in the laser beam irradiation process described later.
[0020]
After the buffer layer composed of the silicon nitride film 11 and the silicon dioxide film 12 is formed as described above, the low heat resistant substrate 10 is maintained at a temperature that does not soften the substrate (room temperature to 200 ° C. or less). As shown in (b), magnetron sputtering is performed with a target having ITO (Indium Tin Oxide) in a rare gas having an atomic radius smaller than that of argon, for example, helium (He), and a film thickness of 100 is formed on the silicon dioxide film 12. A thin ITO film 13 having a thickness of about 200 nm is formed. Here, the gas pressure of helium is, for example, 3 mTorr, and the sputter rate is, for example, 6 nm / min.
[0021]
After the ITO film 13 is formed, a laser beam (wavelength 308 nm, energy 50 to 190 mJ / cm ² , pulse width 30 ns) 14 using a XeCl excimer laser is applied to the ITO film 13 as shown in FIG. Crystallization is performed by irradiation and heat treatment (annealing). This excimer laser beam irradiation can promote crystallization by multi-stage irradiation.
[0022]
2 and 3 are characteristic diagrams showing the relationship between the energy amount of the excimer laser beam and the change in the sheet resistance value of the ITO film 13, respectively. Here, FIG. 2 shows the resistance change when sputtering is performed with the low heat resistant substrate 10 kept at room temperature, while FIG. 3 shows the resistance change when sputtering is performed with the low heat resistant substrate 10 kept at 120.degree. Respectively. As is clear from these figures, when sputtering is performed with the low heat resistant substrate 10 kept at room temperature, the sheet resistance, which was 4 × 10 ⁶ Ω / □, before laser beam irradiation is 2 ×. 10 ³ Omega / □ and drops, also the sheet resistance before the laser irradiation was 4 × 10 ⁵ Ω / □ in case of performing sputtering while maintaining the low heat resistant substrate 10 to 120 ° C. 9 × 10 ² Ω / □ As a result of measurement by the REED (Reflective High Energy Electron Diffraction) method before and after the excimer laser beam irradiation, the crystallinity of the ITO film 13 after the excimer laser irradiation is improved. From this, it is considered that the sheet resistance was lowered by this.
[0023]
FIG. 4 shows a change state of the light transmittance of the ITO film 13 with respect to each wavelength of the laser beam by comparing before and after irradiation with the laser beam. Here, the square marks indicate the light transmittance before laser irradiation, and the circles indicate the light transmittance after laser irradiation. As is clear from this figure, it can be seen that the light transmittance does not decrease even after the excimer laser irradiation. Further, when the excimer laser was irradiated, helium was easily released from the ITO film 13, and thus the film was not broken.
[0024]
As described above, in this embodiment, the ITO film 13 is formed by performing sputtering in a light helium (He) gas atmosphere having an atomic radius smaller than that of argon, and then irradiated with the excimer laser beam 14 to be crystallized. As a result, a conductive film having a low resistance and a high transmittance without heating the substrate 10 to a high temperature without causing film destruction due to bumping of rare gas (helium) from the ITO film 13 during laser beam irradiation. It was found that can be produced.
[0025]
In the above embodiment, a transparent conductive film (ITO film 13) is produced as a conductive film. However, sputtering is performed in a helium (He) gas atmosphere even for a metal thin film such as an aluminum film used for LSI wiring. It can be easily imagined that a thin film having a low resistance and a high transmittance can be produced without causing film breakage by performing a heat treatment (annealing) by irradiating an excimer laser and then performing an annealing process.
[0026]
Note that in the method according to this embodiment mode, the conductive film can be patterned before laser beam irradiation, and then the resistance can be reduced by laser beam irradiation. In this case, since patterning can be performed under conditions that facilitate etching (that is, a state in which the sheet resistance is high), masks necessary for manufacturing can be reduced, and the manufacturing process can be simplified.
[0027]
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the plastic material is used as the substrate material. However, other materials such as glass may be used. In this case, the substrate temperature during sputtering is adjusted to the material. What is necessary is just to set to the temperature which is not softened.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing a low-resistance conductive film of the present invention, instead of the conventionally used argon gas, a light noble gas, particularly helium gas, having a smaller atomic radius than this argon gas is used. Since the conductive film was formed by sputtering and the conductive film was irradiated with an energy beam and subjected to heat treatment, a rare gas could be easily released at the time of beam irradiation, without causing film breakdown. In addition, it is possible to produce a low-resistance conductive film by promoting crystallization in a very short time without raising the substrate temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for each step for explaining a method for producing an ITO film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of excimer laser irradiation energy and the state of change in sheet resistance when an ITO film is formed by sputtering with the substrate kept at room temperature.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of excimer laser irradiation energy and the state of change in sheet resistance when an ITO film is formed by sputtering with the substrate kept at a temperature of 120 ° C. FIG.
4 is a characteristic diagram showing the relationship of light transmittance with respect to the beam wavelength before and after excimer laser irradiation of an ITO film manufactured by the method of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Low heat resistant substrate, 11 ... Silicon nitride film, 12 ... Silicon dioxide film, 13 ... ITO film (conductive film), 14 ... Excimer laser beam

Claims

The low heat resistant substrate is set at a temperature lower than its softening temperature, and the conductor target is sputtered in an atmosphere of a rare gas element having an atomic radius smaller than that of argon and a small atomic weight. Forming a conductive film on the substrate;
And a step of performing heat treatment by irradiating the conductive film formed on the substrate with an energy beam.

2. The method for producing a low resistance conductive film according to claim 1, wherein the rare gas element is helium.

2. The method for producing a low resistance conductive film according to claim 1, wherein the conductor target is made of a transparent conductor material.

4. The method for producing a low resistance conductive film according to claim 3, wherein the transparent conductor material is ITO.

The method for producing a low-resistance conductive film according to claim 1, wherein the conductive target is made of an opaque conductive material.

The low resistance conductive film according to claim 1, further comprising a step of forming a buffer layer between the substrate and the conductive film for preventing heat generation of the substrate during the energy beam irradiation. Method.

2. The method for manufacturing a low resistance conductive film according to claim 1, wherein the energy beam uses a beam having a wavelength absorbed by the conductive film.

The method for producing a low resistance conductive film according to claim 1, wherein the conductive film is patterned before the irradiation with the energy beam.