フラーレンナノ粒子の光放射圧制御とその超平坦化CMP加工への応用に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656041
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 三好 隆志 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00002048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高谷 裕浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70243178)
• Keywords: フラーレン / ナノ粒子 / 光放射圧 / CMP / 平坦化 / シリコンウエハ / 研磨加工 / 半導体

Research Abstract

フラーレンナノ粒子の光放射圧制御技術を確立するために、基礎研究として光放射圧によるフラーレンナノ粒子のシリコンウエハ表面への集積特性実験を行い次のような知見を得た。
(1)フラーレンC_<60>粉末(MTR Ltd.99.98%以上)をトルエン溶液に混合し、エタノール溶液で希釈することで、サブミクロンから数ミクロンサイズのフラーレンC_<60>会合体スラリーを生成することができた。
(2)フラーレンナノ粒子のC_<60>会合体スラリー中に置かれたシリコン基板上にレンズ焦点を合わせながらレーザ走査することができる、高倍率対物レンズと3軸ピエゾ移動ステージからなる光放射圧制御光学系を構築した。
(3)試作した光学系を用い、Arレーザから出射した波長488nmのレーザビームをスポット径数ミクロンに絞りレーザパワーを10mW〜100mWまで変化させて集積実験を行った結果、いずれも集積痕が確認された。
(4)上記の条件で、AFM観察したところ集積痕の高さはサブミクロンから数ミクロン、幅5μm前後でレーザパワーが大きいほど集積痕の高さも大きくなることが分かった。
(5)C_<60>が分子状態で存在するC_<60>/トルエン溶液とC_<60>が会合状態で存在するC_<60>/トルエンにエタノールの混合した3種類(比率5:5,3:7,1:9)の溶液を用いた集積痕のラマン分析の結果、集積痕の材質はC_<60>,Poly-C_<60>アモルファスカアーボン、グラファイトの4種類の炭素相の組み合わせからなり、溶媒の混合比が材質の変化に大きな影響を与えることが分かった。

Research Products

• [Publications] 辻尾良輔, 三好隆志, 高谷裕浩, 河 兌坪, 木村景一: "光放射圧を利用したCu-CMP加工に関する研究-平坦化における微粒子集積痕の効果-"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文. 東大(発表予定). (2004)