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界面ナノスケールインターロッキング構造に基づく銅配線形成プロセスの実現に向けて、銅ナノ粒子分散ポリイミド樹脂薄膜の微細構造制御および銅ナノ粒子形成、成長メカニズムについて検討を行った。その結果、熱処理に伴い表面改質層の再イミド化が進行し、改質層中で形成した銅原子やクラスターの拡散が重要な因子であることが示された。これらの結果は、本系を利用するにあたり、改質層の再イミド化および試料の微細構造制御におけるイオン、原子、クラスターの拡散挙動について重要な情報を与えるものであった。
以上の結果から、部位選択的表面改質法というコンセプトが浮かび上がった。これは、本プロセスを実用レベルで動作させることを指向した場合、必然的に導入されることが予測される技術であると同時に、究極的な表面改質方法であるといえる。部位選択的表面改質法により樹脂上に銅回路パターンの形成が可能であることが確認され、新たな知見を得ることができた。還元剤としてアルカリ金属イオンを含有していない点に着目し、ジメチルアミンボランを採用したところ、本系における湿式法でははじめて、銅ナノ粒子を介したナノスケールインターロッキング構造が構築されていることが確認された。これは、還元条件あるいは還元剤そのものの選定により、樹脂表面における銅薄膜の形成状態、すなわち、改質層内から樹脂表面への銅(II)イオンの拡散挙動が異なることに起因している結果であると考えられる。この結果は非常に興味深く、ナノ粒子を介した界面密着構造制御に向けての新たな可能性を示すものである。微細加工性については、インクジェットプリント技術の発達が著しく、将来的に本手法に導入すれば微細加工性、量産性が飛躍的に向上することが予想される。
以上の成果は国内外において発表を行い、J.Am.Chem.Soc.およびJ.Phys.Chem.B誌などに論文発表した。
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