【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0174
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
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、銅ペースト材料に含まれる樹脂成分を減らし銅濃度を増加させることで、銅配線の抵抗値を低下させることができた。しかし、焼結緻密層の深さは拡がらなかった。また、基板と銅配線の間に密着層を設けることで密着性は改善したが、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。
今年度は、銅ペースト材料の銅濃度を最適化し、銅配線の低抵抗化と緻密層の深さ増大の両立を試みた。その結果、表面から10μm程度の深さまで低抵抗で比較的緻密な層を実現した。また、市販の密着層付きのフィルムを使用することで強固な密着性を実現した。しかし、密着層材料が銅配線に混入する問題は解決できていない。 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