CN101836268B - 铜配线图案形成方法以及用于其中的氧化铜粒子分散液 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低电阻的铜配线图案形成方法以及用于其中的氧化铜粒子分散液，其在几乎不使用铜粒子的耐氧化、分散所必须的表面处理剂的情况下，使用电迁移少、材料自身的单价便宜的铜粒子，能够抑制开裂发生。该铜配线图案形成方法的特征在于，其包含下述工序：使用分散有铜系粒子的分散液在基板上形成任意图案的工序，所述铜系粒子具有氧化铜表面；以及利用原子状氢将所述图案中的铜系粒子表面的氧化铜还原成铜，并使还原而生成的铜金属粒子彼此烧结在一起的工序。

Description

铜配线图案形成方法以及用于其中的氧化铜粒子分散液
技术领域
本发明涉及使用了具有氧化铜表面的纳米粒子的铜配线图案形成方法以及用于其中的氧化铜粒子分散液。
背景技术
由于低能量、低成本、高生产能力、需求型生产等优点，迫切需要利用印刷法来形成配线图案。使用含有金属元素的油墨和糊剂、通过印刷法来形成图案后，通过赋予所印刷的配线图案金属传导性来实现该目的。
以往，为了实现该目的，一直使用糊剂，该糊剂是将薄片状的银或铜与有机溶剂、固化剂、催化剂等一起混合于热塑性树脂或热固性树脂的粘合剂中而形成的。该金属糊剂的使用方法如下实施：通过散布器或丝网印刷涂布于对象物上，在常温下干燥，或加热至150℃左右以使粘合剂树脂固化，从而制成导电性被膜。这样得到的导电性被膜的体积电阻率还取决于制膜条件，为10-6～10-7Ω·m的范围，与金属银或铜的体积电阻率6×10-9Ω·m、17×10-9Ω·m相比，为10～100倍的值，是跟金属银或铜的导电性简直无法相比的值。这种以往的由银、铜糊剂构成的导电性被膜的导电性低的理由是，在由银、铜糊剂得到的导电性被膜内，仅有一部分金属粒子发生物理接触，接触点少，而且接触点存在接触电阻，以及在一部分银粒子间残存有粘合剂，阻碍了银粒子的直接接触。此外，就以往的银糊剂来说，由于银粒子是粒径为1～100μm的薄片状，因此原理上讲，不能印刷薄片状银粒子的粒径以下的线宽的配线。另外，从配线的微细化或在喷墨法中的适用来说，一直要求使用粒径为100nm以下的粒子的油墨，从这些点来说，以往的银糊剂不适于微细的配线图案形成。
作为克服这些银或铜糊剂的缺点的技术，研究了使用金属纳米粒子的配线图案形成方法，确立了使用金或银纳米粒子的方法（参照例如专利文献1、2）。具体而言，通过实施利用了含有金或银纳米粒子的分散液的极其微细的电路图案的描绘以及其后的金属纳米粒子相互的烧结，则在得到的烧结体型配线层中，可以形成配线宽和配线间的间隔为5～50μm、体积电阻率为1×10-8Ω·m以下的配线。但是，在使用金或银等贵金属纳米粒子时，由于材料自身昂贵，所以这样的超细印刷用分散液的制作单价也变高，在作为通用品而广泛普及的方面成为大的经济障碍。进而，就银纳米粒子而言，随着配线宽和配线间的间隔变窄，由电迁移引起的电路间的绝缘下降的缺点会作为问题出现。
作为微细配线形成用的金属纳米粒子分散液，期待着电迁移少、与金或银相比材料自身的单价也相当低的铜的利用。铜的粒子与贵金属相比，具有容易被氧化的性质，因此作为表面处理剂，要使用除提高分散性的目的以外还具有抗氧化作用的表面处理剂。为了实现该目的，曾使用了具有可与铜表面相互作用的取代基的高分子或具有长链烷基的表面处理剂（参照例如专利文献3、4）。
专利文献1：日本特开2004-273205号公报
专利文献2：日本特开2003-203522号公报
专利文献3：日本特许第3599950号
专利文献4：日本特开2005-081501号公报
表1中表示了用低分子表面处理剂对粒子表面进行了单分子层处理（单分子膜覆盖）时的理论的处理剂量。对于粒径为100nm的粒子来说，处理剂所占的比例达到了8体积%的量。如果变为粒径更小的粒子，则表面处理剂的比例变多，特别是在赋予铜的抗氧化性的表面处理等中，要使用比该计算中使用的分子更大的分子，表面处理剂所占的比例进一步变大。为了除去该大量含有的表面处理剂，需要巨大的能量，难以实现200℃以下的烧结成为现状。而且，不能充分去除的表面处理剂或体积收缩所产生的开裂成为原因，具有低温下铜粒子不能低电阻化的课题。
表1
粒径不同的铜粒子表面的单分子膜覆盖所需的处理剂量
Figure GDA00003068631900031
其中，铜粒子是按照设为单个粒径、圆球，且铜的密度设为8.96g/cm3，表面处理剂的分子量设为240g/mol，表面处理剂的最小覆盖面积设为330m2/g、表面处理剂的密度设为1g/cm3来计算。
发明内容
本发明的目的是提供一种低电阻的铜配线图案形成方法以及用于其中的氧化铜粒子分散液，其在几乎不使用铜粒子的耐氧化、分散所必须的表面处理剂的情况下，使用电迁移少、材料自身的单价便宜的铜粒子，能够抑制开裂的发生。
发明者等详细研究了上述的缺点，结果得出的结论是，铜粒子的耐氧化、分散所必须的表面处理剂是烧结温度的高温化、开裂引起的断线和高电阻化的原因，必须使用不使用表面处理剂的方法，发明者等对该方法进行了深入研究，结果发现，具有氧化铜表面的铜系粒子能够在无分散剂的情况下分散。不过，氧化铜粒子是绝缘体，在配线图案形成后必须通过还原而还原为金属铜。特别是，为了防止还原后的再氧化，必须在还原的同时进行烧结，对适合其的还原方法进行了研究，结果发现利用原子状氢来还原是有效的，而且发现了将上述方法组合而得到的新型低电阻导体图案形成法，从而完成了本发明。
（1）一种铜配线图案形成方法，其特征在于，其包含下述工序：
使用分散有铜系粒子的分散液在基板上形成任意图案的工序，所述铜系粒子具有氧化铜表面；以及
利用原子状氢将所述图案中的铜系粒子的氧化铜表面还原成铜，并使还原而生成的铜金属粒子彼此烧结在一起的工序。
这里，在本说明书中，所述“铜系粒子”是指壳部为氧化铜而芯部由其以外的材料构成的粒子、或整体都由氧化铜单独构成的粒子。
（2）根据（1）所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，所述原子状氢是氢或含有氢的化合物在被加热的催化体表面分解而生成的原子状氢。
（3）根据（1）或（2）所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，在形成所述任意图案的工序中，通过选自喷墨、丝网印刷、转印印刷、胶版印刷、喷射印刷法、散布器、逗号式涂布器（comma coater）、狭缝涂布器、模压涂布器（die-coater）以及凹版涂布器中的任何一种来形成图案。
（4）根据（1）～（3）中任一项所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，所述分散液中的具有氧化铜表面的铜系粒子的数均粒径为1～100nm；
所述氧化铜表面的组成由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成；
而且所述分散液进一步含有表面处理剂，该表面处理剂的浓度为1重量（mass）%以下。
（5）根据（4）所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，在所述铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部分的组成相同或不同，芯部分的组成由金属铜、氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。
（6）一种氧化铜粒子分散液，其分散有具有氧化铜表面的铜系粒子，其特征在于，具有所述氧化铜表面的铜系粒子的数均一次粒径为1～100nm；
所述氧化铜表面的组成由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成；
而且所述分散液进一步含有表面处理剂，该表面处理剂的浓度为1重量（mass）%以下。
（7）根据（6）所述的氧化铜粒子分散液，其特征在于，在所述铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部分的组成相同或不同，所述芯部分的组成由金属铜、氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。
根据本发明，由于几乎不使用铜粒子的耐氧化、分散所必须的表面处理剂，所以可以提供一种容易进行烧成，无开裂的发生，能够形成低电阻的图案，与以往的贵金属糊剂相比价格低且能够抑制电迁移的铜配线图案形成方法、以及适于该方法的氧化铜粒子分散液。
附图说明
图1是表示在聚酰亚胺基板上设置的电极的构造的示意图。
图2是热线法原子状氢处理装置的示意图。
图3是表示实施例1的热线法原子状氢处理装置的还原处理前后的氧化铜粒子涂布基板的外观的附图代用照片。
图4是表示氧化铜粒子涂布物处理后的光学显微镜图像（200倍）的图。
图5是表示实施例2的热线法原子状氢处理装置的还原处理前后的铜粒子涂布基板的外观的附图代用照片。
图6是表示实施例3的热线法原子状氢处理装置的处理前后的铜粒子涂布基板的外观的附图代用照片。
图7是表示比较例1的热线法原子状氢处理装置的处理前后的铜粒子涂布基板的外观的附图代用照片。
图8是表示比较例1的铜粒子涂布物处理后的光学显微镜图像（200倍）的图。
符号说明
10   热线法原子状氢处理装置
12   气体导入口
14   喷洒头
16   排气口
18   基板保持部
20   温度调节器
22   催化体
24   遮蔽器（shutter）
30   基板
32   配线
具体实施方式
本发明的铜配线图案形成方法的特征在于，其包含下述工序：使用分散有铜系粒子的分散液在基板上形成任意图案的工序，所述铜系粒子具有氧化铜表面；以及利用原子状氢将所述图案中的铜系粒子的氧化铜成分还原成铜，并使还原而生成的铜金属粒子彼此烧结在一起的工序。以下，对本发明的铜配线图案形成方法的各个工序进行说明。
<在基板上形成任意图案的工序>
本工序是使用分散有铜系粒子的分散液在基板上形成任意图案的工序，所述铜系粒子具有氧化铜表面。首先，对基板进行说明。
[基板]
作为本发明的铜配线图案形成方法中使用的基板的材质，具体可以列举出聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、液晶聚合物、环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、纤维强化树脂、无机粒子填充树脂、聚烯烃、聚酰胺、聚苯硫醚、聚丙烯、交联聚乙烯基树脂、玻璃、陶瓷等。
另外，本发明中，在还原和烧结的工序中，如果使用后述的热线CVD，则不需要高温下的处理，所以能够使用耐热性低的基板等，所使用的基板的限制较少。
[分散液]
本发明的铜配线图案形成方法中，配线图案的形成中所使用的分散液是分散有具有氧化铜表面的铜系粒子的分散液。以下，对该分散液的详细情况进行说明。
[铜系粒子]
本发明中，分散液中所含的铜系粒子优选为不会因自身重量而迅速沉降这种程度的粒径，从该观点出发，数均一次粒径为1～500nm的粒子就可以。另外，该粒径还受配线的描绘方法和配线宽的限制。使用喷墨印刷时，为了不堵塞喷嘴，100nm以下的粒径是必要的。此外，对于目标的配线宽或配线间的间隔，上述数值以下的粒径也是必要的。从以上可知，具体而言，本发明的铜系粒子优选数均一次粒径为1～100nm，更优选为5～80nm，进一步优选为10～50nm。
本发明中使用的铜系粒子具有氧化铜表面，但该氧化铜表面的组成优选由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。其理由如下。即，金属的表面露出的金属元素在其表面侧金属键处于被切断的状态，能量上处于较高的状态。因此，金属的表面具有高的表面能，具有金属表面的粒子不能稳定地分散而凝聚。特别是比表面积较大的纳米粒子表现显著。另一方面，当表面具有作为绝缘体的氧化铜时，与金属粒子相比，表面能较小，容易分散，所以用少量的分散剂就能够分散，如果选择分散介质或粒子，则即便无分散剂也能够分散。
另外，本发明中使用的HW-CVD产生的原子状氢的还原能力强，低温下可将氧化铜还原为铜，可以使用氧化铜粒子或表面为氧化铜的芯壳粒子，铜粒子表面没有必要赋予用于抗氧化的保护剂。
另一方面，在铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部的组成可以相同也可以不同，芯部分的组成优选由金属铜、氧化亚铜、氧化铜、或它们的混合物构成。
作为调制含有上述粒子的分散液时使用的分散介质，可以使用例如丙酮、甲乙酮、γ-丁内酯、环己酮等酮系溶剂、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙二醇单乙基醚等极性溶剂或甲苯、十四烷等烃系溶剂。
另外，调制分散液时，也可以使用表面处理剂。不过，由于表面处理剂的使用有上述的弊端，所以其使用优选设定为最小限度，具体而言，优选为低于1重量%，更优选为低于0.5重量%，视情况也可以完全不使用。除此之外，分散剂也与表面处理剂同样，如果妨碍烧结的话，则优选尽可能少量地使用。
上述铜系粒子的分散可以使用超声波分散机、球磨机等介质分散机，均化搅拌机或高剪切搅拌机（Silverson mixer）等涡流搅拌装置，Ultimizer等相向撞击法，CLEAR SS5等超薄膜高速旋转式分散机，自转公转式搅拌机等。
上述分散液中的上述粒子的浓度优选设定为1～70重量%，更优选设定为5～60重量%，进一步优选设定为10～50重量%。
[任意的配线图案的形成]
作为使用上述分散液在基板上形成任意的配线图案的方法，可以利用以往涂布油墨时使用的印刷或涂敷。在描绘配线图案时，使用上述涂布液，并可以使用选自喷墨、丝网印刷、转印印刷、胶版印刷、喷射印刷法、散布器、逗号式涂布器、狭缝涂布器、模压涂布器、喷墨涂布器以及凹版涂布器中的任何一种。
使用上述涂布液，结束配线图案的形成后，在适合于分散介质的挥发性的温度下进行干燥。此时，本发明的铜系粒子由于表面是氧化铜，所以没有必要像金属铜粒子那样要在除去了氧的气氛下进行干燥。
[利用原子状氢的还原～烧结]
用铜系粒子形成了配线图案的基板经干燥后，利用原子状氢对该基板进行还原处理。作为发生原子状氢的方法，可以列举出使氢或含有氢的化合物在被加热的催化体表面分解而生成原子状氢的方法、即热线CVD法（催化化学气相沉积法）。以下，以基于热线CVD法的方法为例进行说明。
图2是示意表示热线法原子状氢处理装置10的腔室内部的图。热线法原子状氢处理装置10具有：将来自于外部的气体导入至腔室内部的气体导入口12、用于使从气体导入口12导入的气体向内部扩散的喷洒头14、与外部的减压泵连接的排气口16、保持被供给至还原的基板30的基板保持部18、用于调节基板保持部18的温度的温度调节器20、通过配线32与外部的电源连接并通过通电而发热的催化体22、以及位于催化体22和基板30之间并对催化体22所产生的辐射热进行遮蔽的遮蔽器24。
将配线图案形成后的基板进行还原和烧结时，将基板30设置于基板保持部18上，然后将装置内减压至1×10-3Pa以下，排掉体系内的空气。接着，通过气体导入口12将氢、氨、肼等含有氢的原料气体送入喷洒头14，该喷洒头14是用于使腔室内的气体扩散。对位于喷洒头14和基板30之间的催化体22通电并加热至高温，由此使原料气体在催化体22的催化作用下分解而生成原子状氢。该原子状氢一旦到达基板30的配线图案，则配线图案内的氧化铜粒子被还原，并进行烧结。此外，在被加热至高温的催化体22和基板30之间，通过不会遮断气体的具有缝隙的遮蔽器24的作用，基板30不会直接受到来自催化体22的辐射热。在该处理期间，如果不直接受到来自催化体22的辐射热或对支撑体18进行加热，则基板30的温度在50℃以下变化，但即便在这样低的温度下，也可以在还原的同时进行还原后的铜粒子间的烧结。用于图案形成的氧化铜粒子由于不含表面处理剂，所以利用原子状氢处理进行处理时的体积收缩可以被抑制为最低限，结果是，处理后的铜图案显示出高的导电性。另外，由于原子状氢处理时的基板温度非常低，到了50℃以下，所以即便是塑料基板，由处理导致的基板变形或变色也可以被抑制为最低限。
作为用于生成原子状氢的含有氢的化合物，除上述的氨、肼之外，还可以使用甲烷气体，其中，优选氨、肼。
另外，作为用于使氢或上述化合物发生原子状氢的催化体，除钨之外，还可以使用钼。
这样的催化体除制成上述的金属丝状以外，还可以制成圆筒状、板状、棉状等形状。
上述处理时，加热催化体，作为该加热温度，优选设定为800～3300℃，更优选设定为1000～2500℃，进一步优选设定为1200～2000℃。如果是上述的钨金属线，则可以通过通电来使其发热。
如上所述，由于烧结与还原同时进行，所以配线图案形成后对基板不需要进行以烧结为目的的加热。
根据以上的本发明的铜配线图案形成方法，可以抑制开裂的发生，制造低电阻的铜导体配线。
<氧化铜粒子分散液>
本发明的氧化铜粒子分散液是分散有铜系粒子的氧化铜粒子分散液，所述铜系粒子具有氧化铜表面，其特征在于，具有所述氧化铜表面的铜系粒子的数均一次粒径为1～100nm；所述氧化铜表面的组成由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成；而且所述分散液进一步含有表面处理剂，该表面处理剂的浓度为1重量(mass)%以下。
另外，在所述铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部部分的组成可以相同也可以不同，芯部分的组成优选由金属铜、氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。
本发明的氧化铜粒子分散液适合用于上述的本发明的铜配线图案形成方法，与本发明的铜配线图案形成方法相辅相成，可以抑制开裂的发生，制造低电阻的铜导体配线。其详细内容与本发明的铜配线图案形成方法中的分散液的说明相同，所以省略说明。
实施例
以下，根据实施例具体说明本发明，但本发明不受以下实施例的限定。
[实施例1]
（氧化铜分散液的调制）
在γ-丁内酯中加入10重量%的数均一次粒径为50nm的氧化铜粒子（氧化铜、制品名：NanoTek CuO、C.I.化成株式会社制造），照射20分钟超声波，得到氧化铜分散液。此外，该分散液中未添加表面处理剂。
（氧化铜粒子涂布基板的制作）
在图1所示的具有铜箔图案（图1的阴影部分）的聚酰亚胺基板（商品名：MCF5000I、日立化成工业株式会社制造）30上，使用间隔为150μm的涂布机涂布该分散液，在100℃的热板上干燥20分钟，再次重复涂布和干燥，得到氧化铜粒子涂布基板。
（利用原子状氢的还原～烧结）
将得到的氧化铜粒子涂布基板设置于图2所示构造的热线法原子状氢处理装置上，在氢为50ml/min、钨金属丝温度为1500℃、压力为4Pa、处理台温度（基板保持部的温度）为40℃的条件下进行20分钟处理，停止对钨金属丝的通电和氢，冷却10分钟后返回至常压，取出处理后的粒子涂布基板。这样的话，如图3所示，处理前为黑色的粒子涂布物在处理后变为赤铜色。图3是对氧化铜粒子涂布基板的表面拍摄的照片，（A）表示还原前，（B）表示还原后。另外，在图3（B）中，符号50表示被还原的部分，符号52表示由于夹具的接触而未被还原的部分。
图4表示处理后（还原后）的显微镜照片，从图4可知，该处理后的粒子涂布物是没有龟裂的均质的膜。通过FIB对处理后的涂布膜进行切削加工，对截面进行SIM观察的结果是，膜厚为2μm。在处理后的粒子涂布基板上，用万能表（CD800a、三和电气计器株式会社）测定图1的同心圆状的电极间的电阻，结果是，在电极间的距离为1mm和2mm处，电阻分别为0.0Ω、0.1Ω。此外，在还原前的测定中，电极间的电阻均在测定极限以上，即无法导通。
[实施例2]
（铜粒子分散液的调制）
在丙酮中加入氧化铜试剂（关东化学制造），一边搅拌一边照射10Hz的波长为1064nm的UV-YAG激光30分钟。结果是，将所生成的黑色液体以12000rpm的转速离心分离10分钟，将粗粒作为沉淀除去，得到数均一次粒径为100nm的表面被氧化铜覆盖的铜粒子分散液。
（氧化铜覆盖铜粒子涂布基板的制作）
浓缩得到的分散液而制作5重量%的浓缩液，在图1的具有铜箔图案的聚酰亚胺基板（商品名：MCF5000I、日立化成工业株式会社制造）上，使用间隔为150μm的涂布机进行涂布，在氮气氛下在100℃的热板上干燥10分钟，重复该涂布和干燥7次，得到氧化铜覆盖铜粒子涂布基板。
（利用原子状氢的还原～烧结）
用与实施例1同样的方法通过热线法原子状氢处理装置对得到的铜粒子涂布基板进行处理，结果是，处理前为黑色的粒子涂布物在处理后变为铜色（图5）。图5是对氧化铜粒子涂布基板的表面拍摄的照片，（A）表示还原前，（B）表示还原后。另外，在图5（B）中，符号50表示被还原的部分，符号52表示由于夹具的接触而未被还原的部分。通过FIB对处理后的涂布膜进行切削加工，对截面进行SIM观察的结果是，膜厚为2μm。在处理后的粒子涂布基板上，用4探针法微小电阻测定装置（Loresta MCP-T610、三菱化学株式会社制造）测定图1的同心圆状的电极间的电阻，结果是，在电极间的距离为1mm和2mm处，电阻分别为9.6×10-3Ω、3.6×10-2Ω，换算为体积电阻则为2.4×10-8Ω·m、9.1×10-8Ω·m。此外，在还原前的测定中，电极间的电阻均在测定极限以上，即无法导通。
[实施例3]
用喷墨印刷装置将实施例2中使用的铜纳米粒子的12重量%溶液进行印刷，通过喷墨印刷得到将铜纳米粒子涂布膜布图成矩形的试样。图6（A）是所得到的试样的表面的拍摄照片，该图中，符号54表示铜箔的电极，符号56表示喷墨印刷的铜纳米粒子涂布膜。对于通过该喷墨印刷法而制作的铜粒子涂布基板，用与实施例1同样的方法由热线法原子状氢处理装置进行处理，结果是，处理前是黑色的粒子涂布物变为铜色。图6（B）是处理后（还原后）的试样的表面的拍摄照片。通过FIB对处理后的涂布膜进行切削加工，对截面进行SIM观察的结果是，膜厚为3μm。在处理后的粒子涂布基板上，用万能表（CD800a、三和电气计器株式会社）测定铜箔电极间（电极间距离：5mm）的电阻，结果为3.8Ω（体积电阻为5×10-6Ω·m）。此外，在还原前的测定中，电极间的电阻均在测定极限以上，即无法导通。
[比较例1]
使用间隔为100μm的涂布器在与实施例1同样的基板上涂布具有表面处理（抗氧化处理）剂、数均一次粒径为3nm以下的铜粒子（Cu1T、ULVAC株式会社）30重量%甲苯分散液，在氮气流下在100℃的热板上干燥5分钟，再次重复涂布和干燥，得到铜粒子涂布基板。图7（A）是所得到的铜粒子基板的表面的拍摄照片。在与实施例1同样的条件下用热线法原子状氢处理装置对该铜粒子涂布基板进行处理。处理前是黑色的粒子涂布物（图7（A））在处理后变为薄片状的容易剥落的铜光泽物（图7（B））。在图7（B）中，符号50表示还原的部分，符号52表示由于夹具的接触而未被还原的部分。
图8表示处理后（还原后）的显微镜照片，在显微镜观察中可知，处理后的粒子涂布物具有大小的裂纹。无论还原前还是还原后，电极间的电阻均在测定极限以上，无法导通。另外，用真空干燥机在30℃将具有本研究中使用的表面处理剂的铜粒子分散液干燥5小时，测定所得到的粒子的碳分，结果检测出了21.25重量%的碳。尽管表面处理剂的种类不清楚，但如果假设碳是来自于表面处理剂的亚甲基来计算，则相对于金属铜含有38重量%以上的表面处理剂。
[比较例2]
将实施例2中使用的氧化铜覆盖铜粒子的涂布基板在常压氢气流中加热至200度，进行1小时处理。处理的结果是，黑色的氧化铜覆盖铜粒子的涂布物变为深棕色。无论还原前还是还原后，电极间的电阻均在测定极限以上，无法导通。
以上的实施例1～3和比较例1的结果示于下述表2中。
表2
Figure GDA00003068631900121
由表2可知，在实施例1～3中，无开裂的发生，得到了低电阻的铜导体配线。与之对照，在比较例1中，发生了开裂，而且无法导通。

Claims (8)

1.一种铜配线图案形成方法，其特征在于，其包含下述工序：
使用分散有铜系粒子和表面处理剂的分散液在基板上形成任意图案的工序，所述铜系粒子具有氧化铜表面；以及
利用原子状氢将所述图案中的铜系粒子的氧化铜表面还原成铜，并使还原而生成的铜金属粒子彼此在还原的同时烧结在一起的工序，
其中，所述分散液中的具有氧化铜表面的铜系粒子的数均一次粒径为1～100nm；
所述氧化铜表面的组成由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成；
而且所述表面处理剂的浓度为1重量%以下。
2.根据权利要求1所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，所述原子状氢是氢或含有氢的化合物在被加热的催化体表面分解而生成的原子状氢。
3.根据权利要求1或2所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，在所述形成任意图案的工序中，通过选自、丝网印刷、转印印刷、胶版印刷、喷射印刷法、散布器、逗号式涂布器、狭缝涂布器、模压涂布器以及凹版涂布器中的任何一种来形成图案。
4.根据权利要求3所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，所述喷射印刷法是喷墨。
5.根据权利要求1或2所述的铜配线图案形成方法，其特征在于，在所述铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部分的组成相同或不同，芯部分的组成由金属铜、氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。
6.一种氧化铜粒子分散液，其分散有具有氧化铜表面的铜系粒子，其特征在于，具有所述氧化铜表面的铜系粒子的数均一次粒径为1～100nm；
所述氧化铜表面的组成由氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成；
而且所述分散液进一步含有表面处理剂，该表面处理剂的浓度为1重量%以下。
7.根据权利要求6所述的氧化铜粒子分散液，其特征在于，在所述铜系粒子中，氧化铜表面的组成与除该氧化铜表面以外的芯部分的组成相同或不同，所述芯部分的组成由金属铜、氧化亚铜、氧化铜或它们的混合物构成。
8.根据权利要求7所述的氧化铜粒子分散液，其特征在于，所述铜系粒子的浓度为1～70重量%。
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