触媒活性型フラーレンナノ微粒子を用いた加工制御法に関する研究

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近年，半導体素子では画像素子やメモリー，ロジックなどの組み合わせによりアセンブリ後の素子構造自体が複雑化するにつれてプロセス負担が増大しているため，リソグラフィーやドライエッチングに代わる３次元凹凸形成技術の出現が期待されている。本研究ではフラーレン分子の持つ高い反応性や高硬度に着目し、化学的機械的研磨における高効率な材料除去が実現可能な触媒活性型研磨微粒子の実現を目指している。本年度では、コロイダルシリカ微粒子ダイヤモンド微粒子を用いたハイブリッド微粒子でSiC研磨に関する検証を実施した。その結果、コロイダルシリカ単体では材料除去が生じなかったが、水酸化フラーレンを混合することにより材料除去することが確認できた。研磨レートに関しては、本研究室所有の簡易研磨装置による評価結果であるが一般的に適用されている過酸化水素水の場合と比較して、最大で１０倍程度の高速研磨が実現可能となった。ここでは5wt％過酸化水素水のみと比較し、水酸化フラーレンを0.05wt%まで加えると研磨レートが16倍程度上昇した。また、ダイヤモンド微粒子をコア粒子として適用した際、研磨レートは減少するが、スクラッチの抑制が実現可能となった。このほかフラーレンC60についても検証を進めており、フラーレンC60をダイヤモンド上に吸着させ紫外線照射を行なったところ、ダイヤモンド基板に対する材料除去を示唆する結果も得られている。したがって、フラーレンやフラーレン誘導体を光などの外場により反応させることで新規に炭素同素体の出現も期待でき、難加工材に最適な研磨微粒子設計の指針を示すことができる。また、電界援用については低屈折率透明パッドを用いたインプリントプロセスの開発を行なった。ここでは、樹脂中に電極を埋め込んだ転写プロセスを考案した。次年度では実態顕微鏡を組み合わせることで微粒子の挙動について予定している。