【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0133
利用課題名 / Title
印刷銅配線の断面観察による焼結処理評価
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
センサ/ Sensor,集束イオンビーム/ Focused ion beam,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
吉田 誠
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
飯竹 昌則
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
AT-034：集束イオンビーム加工観察装置(FIB)
AT-032：クロスセクションポリッシャー(ALD付帯)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
市販の銅ペーストをスクリーン印刷して作成した銅配線を用い、低温プラズマ焼結を施した試料に対して、集束イオンビーム (Focused Ion Beam, FIB) 加工を行なって断面を観察し、焼結深さ、グレーンサイズ・ボイドの有無を見る。 尚、この研究は前年度からの継続である。
実験 / Experimental
スクリーン印刷の改良版技術を用いてフィルム基板上に市販の銅ペーストを印刷する。それに対し低温プラズマ焼結 (CPS) を施す。CPSとは、酸素ポンプにより極低酸素雰囲気を実現した処理容器の中で、ホットプレート上の試料に大気圧プラズマを吹き付け、銅ペーストを金属銅として焼結させるという方法である。得られた試料に対し、FIBによる彫り込みを行なって、試料断面を露出させて観察する。 CPSは試料の表面から大気圧プラズマを吹き付ける手法であるため、焼結は表面から始まり、深さ方向に進行してゆく。この焼結深さを判断するほか、グレーンサイズ・ボイドの有無についても調べる。
結果と考察 / Results and Discussion
前年度までに、過熱水蒸気処理をプラズマ処理の前段に加えることで、銅ペーストに含まれる樹脂成分を除去し、緻密なCu層を表面から3 μm程度の深さまで得ることができた。 今年度は、さらに緻密層深さを拡げるため、銅ペースト材料を調整した。具体的には、ペーストに含まれる樹脂成分を減らし銅濃度増加させた。その結果、銅配線の抵抗値は低下するものの、緻密層の深さは拡がらなかった。また、基板と銅配線の密着性が低下した。密着性は基板と銅配線の間に密着層を設けることで改善したが、密着層が銅配線に入り込むことで、抵抗が増加する問題が発生した。 今後、銅ペースト材料のさらなる改良が必要であるとともに、緻密層拡大に有効なプラズマ処理手法も検討してゆく。 今後もNPFの装置を使わせていただきながら研究を進めていく予定である。
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.
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