Analysis of polishing machanism using chemical reactive nanoparticles based on Raman spectrum enhanced by localized and propagating surface plasmon resonance

基于局域和传播表面等离子体共振增强拉曼光谱的化学反应纳米颗粒抛光机理分析

• 批准号: 24656104
• 负责人: TAKAYA Yasuhiro
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656104/
• 关键词: 伝搬型表面プラズモン; 局在型表面プラズモン; 表面増強ラマン散乱; ナノ研磨プロセス; 表面微細構造クラスター; 反応性ナノ粒子; 化学的相互作用; 水酸化フラーレン

The chemical reactivity between copper surface and fullerenol molecule as chemical reactive nanoparticle was analyzed based on measurement of localized and propagating surface plasmon enhanced Raman scattering (SERS) to understand the material removal mechanism in chemical mechanical polishing (CMP). A Raman spectrometer specialized for copper/fullerenol reaction system has been developed. This spectrometer is based on SERS technique using copper thin film, so that molecular-level interaction between copper and fullerenol molecules can be detected in near-surface region. The fullerenol/copper interaction was experimentally investigated using the SERS substrate that the 25 nm copper film was evaporated onto the glass substrate. Cu-O vibration in the spectrum indicates the possibility that copper/fullerenol adhesion contributes to form the complex layer on the copper surface and remove the copper smoothly. The measurement results gave us qualitative insights during copper CMP process.

为了了解化学机械抛光中材料的去除机理，通过测量定域和传播表面等离子体增强拉曼散射(SERS)，分析了铜表面作为化学反应纳米粒子与富勒烯醇类分子之间的化学反应性。研制了铜/富勒烯醇反应体系专用拉曼光谱仪。该光谱仪基于铜薄膜的表面增强拉曼光谱技术，可以在近表面区域探测到铜与富勒烯分子之间的分子水平相互作用。以SERS为衬底，在玻璃衬底上蒸发25 nm的铜膜，实验研究了富勒烯醇/铜的相互作用。光谱中的铜-氧振动表明，铜/富勒烯醇键的结合可能有助于在铜表面形成络合层，从而顺利地去除铜。测量结果对铜化学机械抛光过程有了定性的认识。

项目成果

Surface analysis of the chemical polishing process using a fullerenol slurry by Raman spectroscopy under surface plasmon excitation

• DOI: 10.1016/j.cirp.2013.03.019
• 发表时间: 2013
• 期刊: Cirp Annals-manufacturing Technology
• 影响因子: 4.1
• 作者: Y. Takaya;M. Michihata;T. Hayashi;R. Murai;Kazumasa Kano

Fundamental Study on Chemical Mechanical Polishing of Copper Wafer Surface using Water-soluble Fullerenol as a Functional Molecule

以水溶性富勒烯醇为功能分子的铜晶片表面化学机械抛光的基础研究

• 发表时间: 2013
• 作者: Yasuhiro Takaya;Masaki Michihata;Terutake Hayashi
• 通讯作者: Terutake Hayashi

表面プラズモン励起ラマン計測による水酸化フラーレン分子加工原理に関する研究

利用表面等离激元激发拉曼测量研究氢氧化富勒烯分子的加工原理

• 发表时间: 2014
• 作者: Yasuhiro Takaya;Masaki Michihata;Terutake Hayashi;Ryota Murai;Kazumasa Kano;村井亮太,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐
• 通讯作者: 村井亮太,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐

ポリグリセロール修飾ナノダイヤモンドを用いた銅膜の平坦化加工に関する研究

聚甘油改性纳米金刚石平坦化铜膜的研究

• 发表时间: 2014
• 期刊: 砥粒加工学会誌
• 作者: Y.Kaneko，T.K.Watanabe;S.Hashimoto;吉岡黎，兼子佳久;兼子佳久，神部宏典;兼子佳久，林真吾，上野弘，A.Vinogradov;兼子佳久，渡邉隆志;神部宏典，本田恭英，吉岡黎，兼子佳久;田端直樹，兼子佳久，A.Vinogradov，上野弘;林真吾，兼子佳久，A.Vinogradov，上野弘;兼子佳久，河田祐輔;林真吾，兼子佳久，上野弘，A.Vinogradov，橋本敏;兼子佳久，冨山亮，宮本博之，橋本敏;兼子佳久;村井亮太,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐,小松直樹
• 通讯作者: 村井亮太,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐,小松直樹

局在型表面プラズモン励起ラマン分光による水酸化フラーレンのCu-CMP加工特性解析

使用局域表面等离子体激发拉曼光谱分析氢氧化富勒烯的 Cu-CMP 加工特性

• 发表时间: 2014
• 作者: Yasuhiro Takaya;Masaki Michihata;Terutake Hayashi;Ryota Murai;Kazumasa Kano;村井亮太,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐;旭真史,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐
• 通讯作者: 旭真史,高谷裕浩,林照剛,道畑正岐