JP2012204467A - 銅配線の形成方法、配線基板の製造方法および配線基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒子径が100nm以上の第1の銅粒子14を分散させた第1の分散液12を塗布し、基板10上に配線パターンを形成するパターン形成工程と、配線パターンを150℃未満の温度で乾燥を行う乾燥工程と、乾燥工程後の配線パターンと同じ位置に、第1の銅粒子14より粒子径の小さい第2の銅粒子18を分散させた第2の分散液16を塗布する塗布工程と、塗布工程後の配線パターンの第1の銅粒子14および第2の銅粒子16間の空隙を埋める緻密化工程と、緻密化工程後の配線パターンを加熱する加熱工程と、加熱工程後の配線パターンを還元処理する還元処理工程と、を有することを特徴とする銅配線の形成方法、配線基板の製造方法および配線基板である。
【選択図】図1
Description
パターン形成工程は、基板上に銅配線のパターンを形成する工程である(図1(a))。
まず、基板上に付与する第1の銅粒子14が分散している第1の分散液12について説明する。第1の分散液12は、第1の銅粒子14、分散剤、溶媒、焼結温度にて蒸発並びに分解する添加剤から構成される。なお、図1においては、第1の分散液12の構成材料として本発明に特に関係する第1の銅粒子14のみを図示して説明する。
第1の銅粒子14の粒子径としては100nm以上の銅粒子を用いることが好ましく、100〜300nmの粒子径の銅粒子を用いることが好ましい。ここで、粒径とはSEMにて観察した際の平均粒径のことを表している。粒子径を100nm以上とすることにより銅粒子が完全に酸化することを防止することができるので、その後の加熱工程で酸化させることで、第1の銅粒子14同士を溶融させ、つなげることができる。また、その後の還元処理工程により導電性を付与することができる。銅粒子の粒子径が100nmより小さいと、銅粒子の酸化の進行が進み、その後の酸化により銅粒子がつながらなくなるので、還元処理を行っても導電性が付与されにくくなる。したがって本発明においては、第1の銅粒子14として、100nm以上の銅粒子を用いることが好ましい。
分散剤としては、特に制限されずに用いることができるが、分散安定性が良好なものであることが好ましく、配線を形成した際に導電性に関与しないものであることが好ましい。
分散液中の溶媒としては、銅粒子が分散可能であれば特に制限されず用いることができる。例えば、シクロヘキサノンなどを用いることができる。
分散液には、他に、焼結温度にて蒸発並びに分解する添加剤を加えることができる。
本発明に用いられる基板10は特に限定されず用いることができる。
パターン形成工程終了後、第1の分散液12の乾燥を行い、溶媒の除去を行う(図1(b))。乾燥工程において、第1の分散液12中の溶媒を除去することで、次工程の塗布工程において、第2の分散液が第1の銅粒子14の隙間に入り易くすることができる。
塗布工程は、パターン形成工程により形成された配線パターンと同じ位置に、第2の銅粒子を含む第2の分散液を塗布する工程である(図1(c))。
第2の分散液16は、第2の銅粒子18、分散剤、溶媒、焼結温度にて蒸発並びに分解する添加剤から構成される。なお、図1においては、第1の分散液12と同様に、第2の分散液16の構成材料として本発明に特に関係する第2の銅粒子18のみを図示して説明する。
第2の銅粒子18の粒子径としては、第1の銅粒子14の粒子径より小さい粒子径の銅粒子を用いる。第2の銅粒子18の粒子径を第1の銅粒子14の粒子径より小さくすることで、第1の銅粒子14同士の間にできた空隙に第2の銅粒子18を入り込ませることができるので、第1の銅粒子14間の空隙を減らすことができる。
緻密化工程は、第2の分散液を塗布した後の配線パターンの第1の銅粒子14および第2の銅粒子18の間の空隙を減らし緻密化を行う工程である(図1(d))。
緻密化工程の後、加熱を行い、第1の銅粒子14および第2の銅粒子18を酸化させると同時に第1の銅粒子14及び第2の銅粒子18をつなげる(図1(e))。緻密化工程を行なった後に加熱工程を行うことにより、銅粒子を接触させた状態で酸化させることができるので、銅粒子同士の接触面積を増やすことができる。逆に加熱工程を先に行うと、空隙のある状態で酸化により銅粒子がつながってしまい、その後に緻密化処理を行っても空隙を埋める効果が得られない。また、緻密化と加熱を同時に行った場合も同様に、充分に緻密化が行なわれていない状態で銅粒子の接着が起きるため、充分な接触面積を得ることができない。したがって、緻密化工程と加熱工程は、緻密化工程を先に行い、その後、加熱工程を行うことが好ましい。
還元処理工程は、加熱工程により、酸化した第1の銅粒子14および第2の銅粒子18の還元を行う工程である(図1(f))。酸化した第1の銅粒子14および第2の銅粒子18の還元を行なうことで、銅粒子同士に導電性を付与することができ、配線として機能させることができる。
Claims (9)
- 粒子径が100nm以上の第1の銅粒子を分散させた第1の分散液を塗布し、基板上に配線パターンを形成するパターン形成工程と、
前記配線パターンを150℃未満の温度で乾燥を行う乾燥工程と、
前記乾燥工程後の前記配線パターンと同じ位置に、前記第1の銅粒子より粒子径の小さい第2の銅粒子を分散させた第2の分散液を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の配線パターンの第1の銅粒子および第2の銅粒子間の空隙を埋める緻密化工程と、
前記緻密化工程後の配線パターンを加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の配線パターンを還元処理する還元処理工程と、を有することを特徴とする銅配線の形成方法。 - 前記緻密化処理が加圧処理であることを特徴とする請求項1に記載の銅配線の形成方法。
- 前記パターン形成工程、および、前記塗布工程をインクジェットにより行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の銅配線の形成方法。
- 前記インクジェットによる吐出時の、前記第1の分散液の液滴サイズが前記第2の分散液の液滴サイズより大きいことを特徴とする請求項3に記載の銅配線の形成方法。
- 前記第1の分散液の塗布と前記第2の分散液の塗布とで、異なるインクジェットヘッドを用いることを特徴とする請求項3又は4に記載の銅配線の形成方法。
- 前記第2の銅粒子の粒子径が前記第1の銅粒子の粒子径の1/10以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の銅配線の形成方法。
- 前記第2の分散液の粘度が、前記第1の分散液の粘度より小さいことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の銅配線の形成方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の銅配線の形成方法を用いることを特徴とする配線基板の製造方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の銅配線の形成方法により得られた銅配線を備えることを特徴とする配線基板。
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