铜膜形成用组合物和使用其的铜膜的制造方法技术

提供：涂布于基体上、以低于160℃进行加热从而可以得到具有充分导电性的铜膜的、不含微粒等固相的溶液状的铜膜形成用组合物。为一种铜膜形成用组合物，其含有：甲酸铜或其水合物0.1～3.0摩尔/kg；选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物；和，下述通式(2)所示的哌啶化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜膜形成用组合物和使用其的铜膜的制造方法
本专利技术涉及用于在各种基体上形成铜膜的铜膜形成用组合物和使用其的铜膜的制造方法。
技术介绍
已经报道了大量的通过作为液体工艺的涂布热分解法(MOD法)、微粒分散液涂布法形成以铜为电导体的导电层、布线的技术。例如，专利文献1～4中提出了一系列的铜膜形成物品的制造方法，其特征在于，在各种基体上涂布以氢氧化铜或有机酸铜和多元醇作为必须成分的混合液，在非氧化性气氛中加热至165℃以上的温度。而且，作为该液体工艺中使用的有机酸铜，公开了甲酸铜，作为多元醇，公开了二乙醇胺、三乙醇胺。专利文献5中提出了，能够在基底电极上形成软钎料耐热性优异的金属膜的、含有银微粒和铜的有机化合物的金属糊剂。作为该糊剂中使用的铜的有机化合物，公开了甲酸铜，作为与其反应并糊剂化的氨基化合物，公开了二乙醇胺。专利文献6中提出了电路中使用的金属图案形成用的金属盐混合物。而且，构成该混合物的成分中，作为金属盐，公开了甲酸铜，作为有机成分，公开了作为有机溶剂的二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉，作为金属配体，公开了吡啶。专利文献7中公开了，对电子设备用布线的形成等有用的、印刷后能够在低温下进行热分解的含有甲酸铜和3-二烷基氨基丙烷-1,2-二醇化合物的低温分解性的铜前体组合物。专利文献8中公开了，对前述液体工艺有用的含有甲酸铜和链烷醇胺的铜薄膜形成用组合物。而且，作为链烷醇胺，列举了单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平1-168865号公报专利文献2：日本特开平1-168866号公报专利文献3：日本特开平1-168867号公报专利文献4：日本特开平1-168868号公报专利文献5：日本特开2007-35353号公报专利文献6：日本特开2008-205430号公报专利文献7：日本特开2009-256218号公报专利文献8：日本特开2010-242118号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题为了使用铜膜形成用组合物的液体工艺中廉价地制造微细的布线、膜，期望提供满足下述特征的组合物。即，期望如下特征：为不含微粒等固相的溶液型、提供导电性优异的铜膜、能够以低温转化为铜膜、涂布性良好、没有金属铜等沉淀物的产生、通过1次涂布得到的膜厚的控制容易。特别是期望通过在低于160℃下进行加热从而可以形成导电性优异的铜膜。然而，充分满足全部这些要求的铜膜形成用组合物尚未知。因此，本专利技术的目的在于，提供：充分满足上述全部要求的铜膜形成用组合物。更具体而言，目的在于，提供：涂布于基体上、以200℃以下进行加热从而可以得到具有充分导电性的铜膜的、不含微粒等固相的溶液状的铜膜形成用组合物。用于解决问题的方案本专利技术人等鉴于上述实际情况而反复研究，结果发现：以特定的比例含有甲酸铜或其水合物、具有特定结构的二醇化合物和第1哌啶化合物中的至少任意者、和具有特定结构的第2哌啶化合物的铜膜形成用组合物满足上述要求性能，实现了本专利技术。即，本专利技术提供一种铜膜形成用组合物，其含有：甲酸铜或其水合物0.1～3.0摩尔/kg；选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物；和，下述通式(2)所示的哌啶化合物，将前述甲酸铜或其水合物的含量设为1摩尔/kg时，以0.001～6.0摩尔/kg的范围含有选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物，以0.1～6.0摩尔/kg的范围含有前述哌啶化合物。(前述通式(1)中，R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基或乙基)(前述通式(1’)中，R3表示甲基或乙基，m表示0或1)(前述通式(2)中，X表示氨基或羟基)另外，本专利技术提供一种铜膜的制造方法，其具备如下工序：将上述铜膜形成用组合物涂布于基体上的工序；和，将涂布有前述铜膜形成用组合物的前述基体以200℃以下进行加热形成铜膜的工序。专利技术的效果根据本专利技术，提供：涂布于基体上、以200℃以下的温度进行加热从而可以得到具有充分导电性的铜膜的、不含微粒等固相的溶液状的铜膜形成用组合物。具体实施方式本专利技术的铜膜形成用组合物的特征之一在于使用甲酸铜作为铜膜的前体(Precursor)。本专利技术的铜膜形成用组合物中使用的甲酸铜可以为无水合物也可以为水合物。具体而言，可以使用无水甲酸铜(II)、甲酸铜(II)二水合物、甲酸铜(II)四水合物等。这些甲酸铜可以直接混合也可以以水溶液、有机溶剂溶液或有机溶剂悬浮液的形式混合。本专利技术的铜膜形成用组合物中的甲酸铜的含量可以根据想要制造的铜膜的厚度而适当调整。甲酸铜的含量为0.01～3.0摩尔/kg，优选为1.0～2.5摩尔/kg。此处，本专利技术中的“摩尔(mol)/kg”是指，“溶液1kg中溶解的溶质的量(摩尔)”。例如，甲酸铜(II)的分子量为153.58，因此，本专利技术的铜膜形成用组合物1kg中含有甲酸铜(II)153.58g时变为1.0摩尔/kg。本专利技术的铜膜形成用组合物含有选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物(以下，也记作“第1添加剂”)作为必须成分。该化合物(第1添加剂)的特征在于，具有氨基。研究的结果，本专利技术人等发现：该化合物作为甲酸铜或其水合物的增溶剂而发挥作用。另外发现，该化合物显示出抑制铜膜形成用组合物中的金属铜等沉淀物的产生，进而提高形成的铜膜的导电性的效果。(前述通式(1)中，R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基或乙基)作为上述通式(1)所示的化合物，例如可以举出下述化合物No.1～No.6。以上列举的通式(1)所示的化合物中，2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(No.1)可以在低的加热温度下转化为铜膜，并且由铜膜形成用组合物形成的铜膜的导电性良好，故特别优选。(前述通式(1’)中，R3表示甲基或乙基，m表示0或1)作为上述通式(1’)所示的化合物，例如可以举出下述化合物No.7～No.11。以上列举的通式(1’)所示的化合物中，特别优选使用2-甲基哌啶(No.8)。通过使用2-甲基哌啶，从而可以得到具有特别良好的涂布性和抑制金属铜等沉淀物产生的效果的铜膜形成用组合物。对于本专利技术的铜膜形成用组合物中的第1添加剂的含量，将甲酸铜或其水合物的含量设为1摩尔/kg时，为0.001～6.0摩尔/kg的范围。相对于甲酸铜或其水合物1摩尔/kg小于0.001摩尔/kg时，所得铜膜的导电性变得不充分。另一方面，超过6.0摩尔/kg时，涂布性恶化，无法得到均匀的铜膜。更优选的范围为0.005～5.0摩尔/kg。进一步优选的范围为0.01～2.0摩尔/kg。另外，第1添加剂可以单独使用也可以混合2种以上使用。本专利技术的铜膜形成用组合物含有下述通式(2)所示的哌啶化合物作为必须成分。通过含有该哌啶化合物，从而可以使铜膜形成用组合物的涂布性良好，并且抑制金属铜等沉淀物的产生。进而，通过与甲酸铜或甲酸铜水合物、和第1添加剂组合使用，可以得到能够利用200℃以下的加热转化为铜膜的铜膜形成用组合物。(前述通式(2)中，X表示氨基或羟基)作为上述通式(2)所示的哌啶化合物，例如可以举出下述化合物No.12和No.13。以上列举的哌啶化合物中，特别优选使用4-氨基-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜膜形成用组合物，其含有：甲酸铜或其水合物0.1～3.0摩尔/kg；选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物；和，下述通式(2)所示的哌啶化合物，将所述甲酸铜或其水合物的含量设为1摩尔/kg时，以0.001～6.0摩尔/kg的范围含有选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物，以0.1～6.0摩尔/kg的范围含有所述哌啶化合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 JP 2014-2044191.一种铜膜形成用组合物，其含有：甲酸铜或其水合物0.1～3.0摩尔/kg；选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物；和，下述通式(2)所示的哌啶化合物，将所述甲酸铜或其水合物的含量设为1摩尔/kg时，以0.001～6.0摩尔/kg的范围含有选自由下述通式(1)所示的化合物和下述通式(1’)所示的化合物组成的组中的至少1种化合物，以0.1～6.0摩尔/kg的范围含有所述哌啶化合物，所述通式(1)中，R1和R2分别独立地表示氢原子、甲基或乙基，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部徹司，斋藤和也，降幡泰久，
申请(专利权)人：株式会社ADEKA，
类型：发明
国别省市：日本,JP