2015 Fiscal Year Research-status Report
超臨界二酸化炭素を利用した新規ポリイミド微細加工技術の基盤構築
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26420765
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
春木 将司 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90432682)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝嶌 繁樹 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10188120)
木原 伸一 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30284524)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリイミド / 蒸着重合 / 超臨界二酸化炭素 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
27年度はフッ素系ポリイミド（ジアミン: TFDB、テトラカルボン酸二無水物: 6FDA）の微細な空間への蒸着について、幅5マイクロメートル、深さ30マイクロメートルのレール状トレンチを付したシリコン基板上への蒸着によって、供給モノマー濃度と蒸着温度の影響を検討した。その結果、供給モノマー濃度が低い場合、トレンチ内が埋め込まれる前に、トレンチ入口部が閉塞され、十分な埋め込みが達成されなかったのに対し、供給モノマー濃度が高い場合には、フッ素系ポリイミドを完全に埋め込むことが可能であった。また、モノマー濃度の増加とともに充填率は増加した。蒸着温度については、温度にかかわらずトレンチ内部への充填率は高かったが、温度が低い場合にはポリアミド酸・ポリイミド中に残留した二酸化炭素や助溶媒の分だけ最終的な充填率は若干低かった。
また、TFDB－PMDA（フッ素系ジアミン－カプトン系テトラカルボン酸二無水物）からなるポリイミドについてもマイクロスケールのトレンチ内への蒸着を試みた。その結果、モノマー濃度の影響については、TFDB－6FDAから成るフッ素系ポリイミド同様、モノマー濃度が高い方が充填率は高くなった。一方、蒸着温度の影響については、低温の場合において、底部まで密に充填しやすいことが分かった。
さらに、大面積への均質な薄膜形成、埋め込みの実現へ向け、マイクロチャネルを模した管型超臨界蒸着反応器によるODA－PMDAから成るカプトン系ポリイミドの蒸着を試み、モノマー供給流速の影響について検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
蒸着実験については順調に進み、TFDB－6FDA（フッ素系ジアミン－フッ素系テトラカルボン酸二無水物）、TFDB－PMDA（フッ素系ジアミン－カプトン系テトラカルボン酸二無水物）について、操作条件と微細な空間への蒸着量の関係を明らかにすることができ、埋め込みが可能となる条件を提示した。また、これらの成果について学会発表3件、論文発表1件を行った。管型蒸着反応器を利用した実験については、現状ではモノマー供給速度の影響についてのみの検討であるが、順調に遂行され、現在までに、実験前に予測された通り、総モノマー供給量を同じとした場合、流速を高くするにつれ膜厚は薄くなった。一方で、流速が高い場合は基板上の薄膜のバラツキは小さくなった。今後、雰囲気温度と基板温度を操作パラメータとし、蒸着される薄膜の膜厚と膜形状の基板設置場所依存性を明らかにする。さらに、微細なスケールのトレンチを付したシリコンウエハを用いても検討を行い、平板だけではなく、微細な空間内部への蒸着挙動を明らかにする。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度は、実験的検討については、引き続き蒸着条件と微細な空間へのポリイミドの埋め込み性について検討する。さらに、大面積を均質に蒸着する蒸着方法、操作条件について詳細に検討する。
また、シミュレーションによる蒸着挙動の解析も同時に遂行し、実験結果と比較することによってパラメータのチューニングを行い、計算機実験によっても最適な蒸着条件を提示できるようにする。
最後に最終年度としての本研究課題の総括を行うとともに、学会発表ならびに学術誌への論文投稿を行う。
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