[發明專利]銅配線的形成方法、配線基板的制造方法以及配線基板

無效

• 申請號: 201280014403.0
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN103460817A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 又木裕司
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: H05K3/10
• 分類號: H05K3/10;H01B5/14;H01B13/00;H01L21/28;H01L21/288;H01L21/3205;H01L21/768;H01L23/532;H05K3/12;H05K3/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種銅配線的形成方法、配線基板的制造方法以及配線基板，尤其是涉及一種使用不同粒徑的銅粒子來形成銅配線的銅配線的形成方法、配線基板的制造方法以及配線基板。

背景技術

從前，包括絕緣性基板及形成于該絕緣性基板表面的包括金屬膜的配線圖案的配線基板被廣泛用于電子零件或半導體元件。

在使用分散有比較大的銅粒子(例如具有100nm以上的粒徑)的懸浮液來形成配線圖案的情況下，由于形成金屬膜的銅粒子之間的空隙大，故而金屬膜的導電性隨時間而下降。

在為了提高金屬膜的致密性而使用銅納米粒子(例如具有小于100nm的粒徑)的情況下，由于在形成配線圖案的步驟中，銅納米粒子在大氣中容易完全氧化，故而即便其后進行還原處理也無法使粒子相互結合，無法使配線圖案表現出導電性。另外，具有小粒徑的粒子由于成本高，故而配線基板的制造成本提高。

例如，專利文獻1中記載有如下方法：通過將分散有不同粒徑的銅粒子的糊料涂布于基板上，進行煅燒來形成銅配線。專利文獻2中記載有如下方法：通過將在相互不同的懸浮介質中分散有導電性微粒子的兩種液體分別噴出而賦予至基板上，從而形成配線。專利文獻3中記載有如下方法：利用具有不同結晶粒徑的多個金屬薄膜來形成配線。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平10-308120號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-311196號公報

專利文獻3：日本專利特開平05-013412號公報

發明內容

發明要解決的課題

專利文獻1中記載的方法中，將不同粒徑的粒子混合于一種糊料中而涂布于基板上，專利文獻2中記載的方法中，使用懸浮介質的物性相互不同但導電性微粒子的物性相同的兩種液體，因此在任一情況下均無法充分填埋粒子之間的空隙。另外，專利文獻3中記載的方法中，雖在第1金屬薄膜的上部形成有第2金屬薄膜，所述第2金屬薄膜具有較第1金屬薄膜的結晶粒徑小的結晶粒徑，但對填埋粒子之間的空隙的方面并無研究。

本發明是鑒于所述情況而形成，目的在于提供一種可通過減小銅粒子之間的空隙來提高導電性，并且可抑制隨時間劣化的銅配線的形成方法、配線基板的制造方法以及配線基板。

解決問題的技術手段

為了達成所述目的，本發明的一個態樣的銅配線的形成方法包括：配線圖案形成步驟，將分散有具有100nm以上的平均粒徑的第1銅粒子的第1懸浮液賦予至基板上，利用第1懸浮液在基板上形成配線圖案；干燥步驟，在配線圖案形成步驟后，使配線圖案中的第1銅粒子在小于150℃的溫度下進行干燥；第2懸浮液賦予步驟，在干燥步驟后，將第2懸浮液賦予至配線圖案，所述第2懸浮液中分散有具有較第1銅粒子的平均粒徑小的平均粒徑的第2銅粒子；致密化步驟，在第2懸浮液賦予步驟后，減小所述配線圖案中的第1銅粒子及第2銅粒子之間的空隙；加熱步驟，在致密化步驟后，對所述配線圖案中的第1銅粒子及第2銅粒子施加熱；以及還原處理步驟，在加熱步驟后，對所述配線圖案中的所述第1銅粒子及第2銅粒子進行還原處理。

依據該態樣，通過利用具有100nm以上的平均粒徑的第1銅粒子形成配線圖案，然后將具有較第1銅粒子的平均粒徑小的平均粒徑的第2銅粒子賦予至配線圖案，可在配線圖案中的第1銅粒子之間的空隙中放入第2銅粒子。因此，可減小形成配線圖案時所產生的銅粒子之間的空隙。另外，通過利用致密化處理來減小銅粒子之間的空隙，然后加熱銅粒子使其氧化而相互結合，可增大銅粒子相互的接觸面積而提高銅配線的導電性。進而，由于可減小形成配線圖案的銅粒子之間的空隙，故而可提高銅配線的隨時間的穩定性。

優選的是致密化步驟包括加壓步驟，對配線圖案中的第1銅粒子及第2銅粒子施加壓力。

依據該態樣，通過對配線圖案中的第1銅粒子及第2銅粒子施加壓力，可進行減小銅粒子之間的空隙的致密化處理。

優選的是，配線圖案形成步驟包括第1懸浮液噴出步驟，利用噴墨方法噴出第1懸浮液的液滴而賦予至基板上，并且第2懸浮液賦予步驟包括第2懸浮液噴出步驟，利用噴墨方法噴出第2懸浮液的液滴而賦予至配線圖案。

依據該態樣，通過在配線圖案形成步驟以及第2懸浮液賦予步驟中使用噴墨方法，可容易進行各步驟。另外，由于僅對基板上的對形成配線圖案而言所必需的部分選擇性地賦予第1懸浮液及第2懸浮液，故而可抑制第1懸浮液及第2懸浮液的使用量來降低銅配線的制造成本。

優選的是第1懸浮液噴出步驟中的第1懸浮液的液滴的尺寸大于第2懸浮液噴出步驟中的第2懸浮液的液滴的尺寸。