ナノインプリント法を用いた超微細配線の創製

使用纳米压印方法创建超细布线

• 批准号: 21K04713
• 负责人: 見山 克己
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04713/
• 关键词: ナノインプリント; プリント配線板; 半導体; 微細配線; 銅めっき; 熱可塑性樹脂

2022年度は基材としてPPS（ポリフェニレンサルファイド）を主体にナノインプリントおよび銅めっきによる導体形成に取り組み，下記の成果を得た。(1)　ナノインプリント条件の適正化：粘弾性解析の実測結果からインプリント条件の詳細な検討を行った。動的粘弾性解析（DMA）の結果，材料の粘性を表す指標である損失弾性率がもっとも低下する温度は108℃であることがわかった。インプリント時の金型温度を108℃に設定することで良好なインプリント形状が得られた。また108℃で粘性が低下する現象は結晶化前の樹脂に特有の現象であるが，この状態でははんだリフローなど部品実装のための耐熱性を有しない。このため108℃でインプリント後連続して結晶化温度まで昇温させることにより，低温成形と耐熱性付与を1プロセスで完結させる工法を見いだした。（２）　銅めっきによる導体形成：インプリントで成形したトレンチ（溝）を銅めっきで充填し，その後表層のめっき層を除去することでトレンチ内のみに銅が充填された状態を形成する。このための前処理・めっき・表層エッチングの条件を検討した。得られた成果の概要は下記の通りである。めっき液の表面濡れ性を確保するためプラズマ処理が必要であった。この際サブミクロンレベルであるがわずかに樹脂がエッチングされる。トレンチ幅は1μm程度なので，サブミクロンレベルであってもエッチング量がトレンチ幅仕上がりに与える影響が大きい。このためエッチング量とめっき液濡れ性を両立させるプラズマ処理条件を検討し決定した。　また無電解の化学銅めっきをシード層として付与し，電解銅めっきでトレンチを充填した。薬液組成と電流密度等の条件を適切に設定することにより良好な充填性が得られた。最後に表層を化学エッチングにより除去し，線幅/間隙(Line&space)1μm/1μmを達成した。

在2022财政年度，我们使用纳米印刷和铜板进行了导体形成，主要使用PPS（聚苯硫化物）作为底物，并获得了以下结果。 （1）优化纳米印刷条件：我们根据粘弹性分析的实际结果对烙印条件进行了详细检查。动态粘弹性分析（DMA）表明，在108°C下，损耗模量的温度为材料粘度。通过将模具温度设置为108°C。在烙印过程中，获得了良好的烙印形状。此外，粘度在108°C下降低的现象是结晶前树脂独有的现象，但是在这种状态下，它没有用于安装焊接零件（例如焊料回流）的耐热性。因此，我们发现了一种方法，即通过在108°C下印在一个过程中，在一个过程中实现低温成型和耐热性，然后将温度连续提高到结晶温度。 （2）使用铜板形成的导体形成：由烙印形成的沟槽（凹槽）充满铜板，然后除去表面层以形成一个仅在沟槽内填充铜的状态。为此，检查了预处理，电镀和表面蚀刻的条件。获得的结果在下面概述。需要血浆处理以确保电镀溶液的表面润湿性。目前，树脂略微蚀刻，尽管处于亚微米水平。沟槽宽度约为1μm，因此即使在亚微米水平上，蚀刻量也对沟槽宽度饰面也有很大的影响。因此，研究并确定了允许蚀刻量和镀金液体润湿性的血浆处理条件。另外，将电货化学铜板镀为种子层，并用电解铜板填充沟槽。通过适当的设置条件，例如化学成分和电流密度，获得了良好的填充特性。最后，通过化学蚀刻去除表面层以达到1μm/1μm的线宽度/空间。