[發明專利]銅覆膜形成劑及銅覆膜的形成方法

有效

• 申請號: 201380036469.4
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104471108B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 飯田宗作;村井孝行;平尾浩彥
• 申請（專利權）人: 四國化成工業株式會社
• 主分類號: C23C18/08
• 分類號: C23C18/08;H01B13/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 盛曼;金龍河

本發明為一種銅覆膜形成劑，其含有由具有1～3個氮原子的五元或六元的含氮雜環式化合物和甲酸銅形成的銅絡合物，所述含氮雜環式化合物具有1個或2個環結構，取代基中所含的碳原子的總數為1～5，該化合物中的碳原子以外的元素沒有與氫原子鍵合。

技術領域

本發明涉及銅覆膜形成劑及銅覆膜的形成方法。

背景技術

銅的導電性高，在所有金屬中僅次于銀，而且價格廉價，因而廣泛用作布線材料。例如，很早開始就使用通過在基板上形成銅層并利用蝕刻將不需要的銅部分除去而形成電路的技術。

然而，該方法中，除了處理工序數多之外，還需要處理蝕刻廢液，因而存在耗費成本且環境負荷也大的問題。

與此相對，下述技術已經實用化：將銅粒子和樹脂粘合劑利用溶劑等混煉而加工成糊狀，再將其印刷并加熱煅燒，由此，使樹脂粘合劑固化而保持銅粒子彼此間的接觸，由此形成電路。但是，該方法中，即使在電路形成后在導體內也會殘留較多的樹脂粘合劑，因此難以得到充分的導電性。

另外，已知通過將金屬粒子減小至納米級別的尺寸而利用溫度較低的加熱使金屬粒子彼此以恰好熔合的方式接合的現象，利用該現象，開發了如下技術：通過印刷并進行加熱煅燒而使銅粒子彼此接合，形成電路，從而減少電路形成后殘留在導體內的樹脂粘合劑。但是，該方法中，必須將銅粒子加工為納米級別的尺寸，因此存在制造成本增高的問題。

與此相對，提出了如下方法：使用通過熱分解析出銅的銅組合物，印刷布線圖案，并進行加熱，由此使銅析出而形成電路。根據該方法，不需要將銅粒子加工為納米級別的尺寸，因此能夠抑制制造成本。另外，能夠減少電路形成后殘留在導體內的樹脂粘合劑，因此能夠得到良好的導電性。

但是，使用此種技術形成的銅覆膜中，有助于與基材的密合的樹脂粘合劑少或者幾乎不含有，因此，與基材的密合主要利用銅與基材表面的直接相互作用來確保。銅原本是親水性的，在疏水性表面并無法確保密合，因此期望基材表面為親水性。因此，以在本用途中使用為目的的組合物要求與親水性表面的親和性優良。

另外，為了減輕對基材的熱負荷、抑制能量消耗，要求能夠在更低的溫度下析出銅，具體而言，要求能夠在能應用于聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜的130℃以下的溫度下析出銅。

專利文獻1中公開了通過對含有銅以及配位在銅上的兩個甲酸根離子和經由氮而配位在銅上的2個C9～C20烷基咪唑的組合物進行加熱而使金屬銅沉積的方法。但是，并沒有提及與基材的密合性和圖案形成，也沒有記載電路形成的技術。另外，該組合物以在超臨界二氧化碳等超臨界流體中使用為目的，沒有公開在常壓下使用，而且由于疏水性高而不適于在親水性表面上的銅覆膜形成。

專利文獻2中公開了通過對由甲酸銅和烷氧基烷基胺形成的混合產物進行加熱而使銅覆膜析出的方法。但是，并沒有記載與基材的密合性，也沒有公開130℃以下的銅覆膜形成。

專利文獻3中公開了通過對由甲酸銅和氨形成的銅化合物進行加熱而制造銅覆膜的方法。但是，沒有公開130℃以下的銅覆膜形成。

專利文獻4中公開了通過對配合甲酸銅和丙二醇化合物而成的銅前體組合物進行加熱而制造銅覆膜的方法。但是，沒有公開130℃以下的銅覆膜形成。

另外，非專利文獻1中記載了通過在含有過量的1-甲基咪唑的乙醇溶液中添加甲酸銅而對1-甲基咪唑的二聚體銅(II)絡合物進行純化的方法。但是，其內容是關于化學結構的考察，并沒有發現關于銅覆膜的形成的記載。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2005-513117號公報

專利文獻2：日本特開2005-2471號公報

專利文獻3：日本特開2005-35984號公報