超臨界ナノプレーティング法による細密高段差被覆性の結晶学的研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360325
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 曽根 正人 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (30323752)
• 研究分担者: 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, 助教 (00311663) ; 柴田 暁伸 京都大学, 工学研究科, 助教 (60451994)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 精密造形プロセス

研究概要

電解質溶液と超臨界二酸化炭素のエマルジョンを形成して電気めっきを行うことによりSNP技術を開発し、その技術をナノ粒子工学と融合することにより新規な半導体配線技術、発展型SNP(M-SNP)法に発展させた。本研究では、M-SNPの電気化学反応および金属の核発生・成長の基礎を解明することを目的とし、細密高段差被覆性の結晶学的な解析を行った。この研究により、直径60nm、高アスペクト比のホールに銅を埋め込むことに成功し、埋め込まれた銅が欠陥なしであり単結晶であることが明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Impregnation of Ni-P Metal into Polymer Substrate via Catalyzation in Sc-CO2 and Electroless Plating in Sc-CO2 Emulsion (2010)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama,Susumu Edo, M.shi Tokita, Junji Watanabe, Y.Higo
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology Vol.204 ページ: 1785-1792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of CO2 on Ni-P Electroless Plating in an Emulsion of Supercritical CO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Uchiyama, A.Shibata, M.Sone, Y.Higo
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society Vol.157, No.10 ページ: D550-D552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructural development of an electrodeposited Ni layer formed from an additive-free Watts (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, H.Noda, M.Sone, Y.Higo
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.518 ページ: 121-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the block boundary and sub-block boundary strengths of ferrous lath martensite (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, T.Nagoshi, M.Sone, S.Morito, Y.Higo
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A Vol.527 ページ: 7538-7544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Permeability and Membrane Durability of Novel Pd/.-alumina Graded Membrane (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Seshimo, Minoru Ozawa, M.Sone, M.Sakurai, Hideo Kameyama
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan Vol.43, No.11 ページ: 932-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bright nickel film deposited by supercritical carbon dioxide emulsion using an additive-free Watt (2010)
  • 著者名/発表者名: Mark Chang, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama, Y.Higo
  • 雑誌名: Electrochimica Acta Vol.55 ページ: 6469-6475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Nanoplating Using Supercritical Carbon Dioxide (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sone
  • 雑誌名: Journal of The Surface Finishing Society of Japan Vol.61, No.8 ページ: 561-565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Aspect Ratio of Photoresist Patterns on Adhesive Strength between Microsized SU-8 Columns and Silicon Substrate under Bend Loading Condition (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Ishiyama, A.Shibata, M.Sone, Y.Higo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.49 ページ: 06GN14-1-06GN14-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impregnation of Ni-P Metal into Polymer Substrate via Catalyzation in Sc-CO2 and Electroless Plating in Sc-CO2 Emulsion (2010)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama, S.Edo, M.shi Tokita, Junji Watanabe, Y.Higo
  • 雑誌名: Surface & Coating Technology, ELSEVIER Vol.204 ページ: 1785-1792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructural development of an electrodeposited Ni layer formed from an additive-free Watts bath (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, H.Noda, M.Sone, Y.Higo
  • 雑誌名: Thin Solid Films Volume 518, Issue 18 ページ: 5153-5158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallization on polymer via quantitatively controlled catalyzation in Sc- CO2 and electroless plating with Sc-CO2 emulsion for micro and nano device (2009)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama, K.Masuda, M.Yamagat, Y.Higo
  • 雑誌名: Microelectronics Engineering. 86 ページ: 1179-1182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Sc-CO_2_Catalyzation in Metallization on Polymer by Electroless Plating (2009)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama, K.Masuda, M.Yamagata, Y.Higo
  • 雑誌名: Surface & Coating Technology 203 ページ: 1971-1978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionally graded Pd/g-alumina composite membrane fabricated by electroless plating with emulsion of supercritical CO2 (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Seshimo, T.Hirai, Md.Mizanur Rahman, Minoru Ozawa, M.Sone, M.Sakurai, Y.Higo, Hideo Kameyama,
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science Vol.324 ページ: 321-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of the Change in Microstructure with Deformation in Ferrous Lath Martensite by Using Micro-Sized Specimen (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, Y.Ogawa, M.Sone, Y.Higo
  • 雑誌名: Material Science Forum vol.638-642 ページ: 3514-3519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pd-Ni-P metallic glass film fabricated by electroless alloy plating (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, Y.Imamura, M.Sone, C.Ishiyama, Y.Higo
  • 雑誌名: Thin Solid Films 517 ページ: 1935-1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallization on Polymer by Catalyzation in Supercritical CO2 and Electroless Plating in Dense CO2 Emulsion (2008)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama, K.Masuda, M.Yamagata, Tatsuro Endo, Takeshi Hatsuzawa, Y.Higo
  • 雑誌名: Surface & Coating Technology 202/16 ページ: 3921-3926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Novel Pd/γ-Alumina Graded Membrane by Electroless Plating on Nanoporous γ-Alumina (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Seshimo, Minoru Ozawa, M.Sone, M.Sakurai, Hideo Kameyama
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 324 ページ: 181-187
  • 査読あり
• [学会発表] Metallization for Integrated Circuits via Electroplating in Sc-CO2 Emulsion (Invited Lecture) (2010)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2010(62-63)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] Self-annealing at room temperature of Copper electroplating by additive free bath (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Shinada, Mark Chang, A.Shibata, M.Sone
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2010(94-95)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] Electrodeposition using Supercritical Carbon Dioxide Emulsion (Invited Lecture) (2010)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 学会等名: 13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2010)(Vol.205)
  • 年月日: 20101005-20101008
• [学会発表] Electroplating of Nickel in Supercritical Carbon Dioxide Emulsion Using Additive-Free Watts Bath (2010)
  • 著者名/発表者名: Mark Chang, C.Ishiyama, M.Sone
  • 学会等名: 13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2010)(160)
  • 年月日: 20101005-20101008
• [学会発表] Void-free nickel pattern electroplated with supercritical carbon dioxide emulsions (2010)
  • 著者名/発表者名: Mark Chang, T.Tasaki, C.Ishiyama, M.Sone
  • 学会等名: MNE 2010(P-MEMS-9)
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Pd-Ni-P metallic glass pattern with controllable microstructure fabricated by electroless alloy plating (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Yoshida, T.Tasaki, Mark Chang, A.Shibata, C.Ishiyama, M.Sone
  • 学会等名: MNE 2010(P-MEMS-12)
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Characterization of local deformation behavior of martensitic steel using a micro-sized cantilever-beam specimen (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, T.Nagoshi, M.Sone, S.Morito, Y.Higo
  • 学会等名: 31st Risoe International Symposium on Materials Science
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Mark Chang, 曽根正人, Effects of supercritical carbon dioxide treatment on bending properties of microsized SU-9 specimens (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Ishiyama
  • 学会等名: MNE 2010(P-LITH-59)
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Characterization of the Elastic Properties of SU-8 Microposts and Their Adhesion Strength to Silicon Substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Joao Gasper, C.Ishiyama, M.Sone, Y.Higo, Oliver Paul
  • 学会等名: Proceedings of MRS fall meeting 2009
  • 年月日: 20091130-20091204
• [学会発表] 超臨界CO2を利用しためっき技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 学会等名: 表面技術協会第119回講演大会(招待講演)
  • 発表場所: 山梨大学
  • 年月日: 20090316-20090318
• [学会発表] 超臨界流体を用いた電気めっき技術,表面技術協会めっき部会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 学会等名: 銀座ブロッサム中央会館(招待講演)
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] Characterization of texture and microstructure of electrodeposited Ni layer, MRS2008 Fall Meeting (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Noda, C.Ishiyama, A.Shibata, M.Sone, Y.Higo
  • 学会等名: Hynes Convention Center & Sheraton Boston Hotel Boston, MA
  • 年月日: 20081201-20081205
• [学会発表] Microstructure of Pd-Ni-P metallic glass film fabricated by electroless alloy plating (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Shibata, Y.Imamura, C.Ishiyama, M.Sone, Y.Higo
  • 学会等名: MRS2008 Fall Meeting, Hynes Convention Center & Sheraton Boston Hotel Boston, MA
  • 年月日: 20081201-20081205
• [学会発表] Effects of Aspect Ratio of Micro-sized Photoresist Patterns on Bond Strength between the Photoresist and Si Substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: C.Ishiyama, A.Shibata, M.Sone, Y.Higo
  • 学会等名: MRS2008 Fall Meeting, Dec1-Dec5 (2008) Hynes Convention Center & Sheraton Boston Hotel Boston, MA
  • 年月日: 20081201-20081205
• [学会発表] Metallization on polymer via quantitatively controlled catalyzation in Sc-CO2 and electroless plating with Sc-CO2 emulsion for micro and nano device (2008)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, C.Ishiyama,M.Yamagata, K.Masuda, Y.Higo
  • 学会等名: 34th International Micro-Nano Engineering Conference (MNE 2008)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 20080915-20080918
• [学会発表] Improvement of Bond strength between Micro-sized photoresist components and silicon substrate usingsupercritical carbon dioxide cleaning (2008)
  • 著者名/発表者名: C.Ishiyama, A.Shibata, M.Sone, Y.Higo
  • 学会等名: 34th International Micro-Nano Engineering Conference (MNE 2008)
  • 発表場所: Athens.Greece
  • 年月日: 20080915-20080918
• [学会発表] Hybrid Technology of Supercritical Fluid Catalyzation and CO2 Emulsion Electroless Plating for Metallization on Polymer (2008)
  • 著者名/発表者名: B.H.Woo, M.Sone, A.Shibata, K.Masuda, M.Yanagida, C.Ishiyama, Y.Higo
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Supercritical Fluid in Fiber and Textile Science 2008(ISSF2008)Tower Hoall Funahori
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20080617-20080618
• [学会発表] Uniform Metal-Film Fabricated by Novel Electroless Plating Method with an Emulsion of Supercritical Carbon Dioxide (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Uchiyama, M.Sone, A.Shibata, Y.Higo
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Supercritical Fluid in Fiber and Textile Science 2008(ISSF2008), Tower Hoall Funahori
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20080617-20080618
• [図書] 化学工学会・超臨界流体部会活動成果集2009(ワーキンググループ活動報告書no.6) (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人(分担)
  • 総ページ数: 178-187
  • 出版者: (社)化学工学会、超臨界流体部会
• [図書] 超臨界流体入門(7章7.9ナノプレーティング) (2008)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 総ページ数: 196-204
  • 出版者: 丸善株式会社
• [図書] 超臨界流体技術の開発と応用(第3章6) (2008)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 総ページ数: 124-134
  • 出版者: (株)CMC出版
• [図書] 鍍金の世界(超臨界流体技術を用いたナノ組織金属材料の創製) (2008)
  • 著者名/発表者名: 曽根正人
  • 総ページ数: 30-34
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.ames.pi.titech.ac.jp/index.html