| 研究課題/領域番号 |
13355006
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
三好 隆志 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00002048)
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| 研究分担者 |
木村 景一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 客員助教授
高谷 裕浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70243178)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 光放射圧 / ナノテクノロジー / 研磨加工 / CMP / 平坦化 / レーザトラップ / シリコンウエハ / 半導体 |
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| 研究概要 |
光放射圧による微粒子集積制御技術に基づいて、ナノメートルオーダの微小な凹凸形状を有するCu配線表面層の凸部のみを除去し平滑化するための基礎実験および分子動力学シミュレーションを行い下記のような知見を得た。
(1)Cu表面層にシリカ(直径140nm)スラリー微粒子を光放射圧で集積し、研磨実験を行った結果、高さ1400nmの集積痕は14分で完全に除去されることが分かった。
(2)集束イオンビーム(FIB)加工機で幅20μm、深さ80nmの微細トレンチをCu表面に形成し、微粒子直径35nmのスラリー(PLANERLITE-7101)で19分研磨を行ったが、深さ約30nmの溝が残った。
(3)上記と同様な微細トレンチをCu表面に形成し、その凹部を微粒子集積痕で埋め、研磨実験を行った結果、Cu表面から高さ950nmあった集積痕は約9分で除去されCu表面と同じ高さになった。さらに14分研磨後には平坦化が進みトレンチ底部と同一になり5nmRrmsの平滑面が得られた。
(4)集束レーザ光の熱的損傷を調べるために、集積痕の研磨後、オージエ分析とラマンスペクトルからCu表面層の化学分析を行った結果、熱的変質層のない高品質な平坦面が得られることが確認された。
(5)分子動力学に基づいて光放射圧CMP加工現象をシミュレーション解析した結果、数ナノメートルの微細な凹凸を0.1nNの微小な光放射圧で微粒子を十数回走査することによって除去できることが分かった。
(6)同様な分子動力学シミュレーションによってCMP加工メカニズムを解析した結果、加工工具である微粒子に被加工物の表面層原子が付着し、その原子が凹部を埋めてゆくため平坦化が進行することが示唆された。
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