2006 Fiscal Year Annual Research Report
超臨界ナノプレーティング法による超微細配線製造技術の研究
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18360350
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
曽根 正人 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (30323752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 矢吉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
石山 千恵美 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00311663)
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| Keywords | めっき / 精密造形プロセス / 微細プロセス技術 / 超臨界流体 / 表面処理 |
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| Research Abstract |
本申請者らは、超臨界二酸化炭素が電解質溶液とは混合しないが少量の界面活性剤を添加することによりエマルジョン化可能であることを見いだした。このエマルジョン化により液面が上昇し、系全体が通電し、プレイティングが均一に行われることを発見した。この方法は超臨界流体技術とめっき技術を融合させ左ものであり、超臨界ナノプレーティングシステム(SNP)と命名した。SNP法により得られたニッケル金属皮膜は従来のめっき法で作製された膜と異なり、ピンホールが無くレベリングも高いことが明らかとなっている。本提案は、この技術と超臨界二酸化炭素洗浄方法と組み合わせ超臨界二酸化炭素を用いた新規めっき法であるSNP法による超微細配線製造技術を確立することを目的としている。
この目的のため、二酸化炭素の輸送物性や界面活性剤の選択により、超臨界CO_2エマルジョンの分散状態の制御を試みた。具体的には、本研究のエマルジョンの連続相である二酸化炭素分散相の密度と粘度を変化させて、あっき反応を行い、その電気化学反応を微細端子を用いてマイクロ秒レベルで解析するとともに、その表面および皮膜金属の物性を評価した。この結果、CF_3O(CF(CF_3)CF_2O)_3CF(CF_3)COO(CH_2CH_2O)_nHで表せる化学構造の界面活性剤のうち、n=7を用いることにより、エマルジョン形状が変化すること、このエマルジョンで電気化学反応を行うことにより、電流変動の振幅や周波数を制御することが可能であることを見出した。また、n=1では異なるめっき反応が起こることがわかった。
次に、基板に、無電界SNP法を用いた薄膜層の作成を試みた。この結果、無電界めっき反応が均一かつコンフォーマル成長をすることを見出した。また、この無電界めっき皮膜がピンホールばかりではなく、無電界めっき反応最大の問題であるノジュールの抑制すら可能であることを見出した。
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