【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.07.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22OS0038
利用課題名 / Title
Microstcutural Study for Weak Micro-Via
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam,電子回折/Electron diffraction,3D積層技術/ 3D lamination technology,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
西嶋 雅彦
所属名 / Affiliation
大阪大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
菅沼克昭,張政,謝明君
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-003：200kV原子分解能走査透過分析電子顕微鏡
OS-005：複合ビーム３次元加工・観察装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
半導体実装に使われているプリント配線板には、層間接続のためにビアやスルーホールが用いられるが、実装時や製品使用時のストレスに耐える必要がある事から、高信頼性の接続を十分確保することが求められている。特に電子機器等の小型・高性能化は加速度的に進み、半導体パッケージも高密度化され、層間接続するマイクロビアではビア径が 10 μm 以下になってきた。ビアの微小化により、内層銅とめっき層との接合面積も減少するため、特にビア底部における接続信頼性の確保が課題となる。ビア底部は内層銅上にシード形成のための無電解銅めっき、導体形成のための電気銅めっきの順で銅皮膜が積層される。この無電解銅めっき層には、化学反応で形成され不純物やガス成分も多くまた界面および内部にナノボイドを内包しているためクラックや破損につながる不良になると考えられ信頼性上問題である。本研究ではマイクロビア中のナノボイドに関して構造的な観察、及び分析を行う。
実験 / Experimental
利用装置 SEM付き集束イオンビーム装置 Thermo Fisher Scientific Scios II (FIB-SEM) 収差補正型走査透過型分析電子顕微鏡 JEOL JEM-ARM 200Fマイクロビア接続部の断面試料をFIBにより作製しSTEMにより観察分析評価を進める。
結果と考察 / Results and Discussion
内層銅と無電解めっき層界面近傍にはナノボイドが列をなして形成されており、界面を離れると共に著しく減少している。この事から反応初期において活発な触媒反応により界面近傍（触媒近傍）にはナノボイド（この時点で考えると正確にはH2を含むナノバブル）が多く生成され反応が落ち着いて進行する時にはその数は大きく減ると考えられる。従って反応初期での触媒反応を制御（例えば反応条件や添加元素濃度等）する事によりナノボイド発生の抑制をする事が出来ると考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Nishijima et al, Structural Investigation of Nanovoids Around the Interface of Micro-via by the Spherical Aberration Corrected Scanning Transmission Electron Microscopy. 2023/10/2-5
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件