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フラーレンナノ粒子の光放射圧制御による超平坦化CMP加工に関する研究

光辐射压力控制富勒烯纳米粒子超平坦CMP加工研究

基本信息

批准号：
17656052
负责人：
三好隆志
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレンC60に水酸基が32〜34個修飾した、水溶性の高いポリ水酸化フラーレンを用いて研磨スラリーを作製し、銅膜をシリコンウエハに電着メッキした試料のCu-CMP加工実験を行った結果、以下のような知見が得られた。(1)研磨スラリーの作製超純水にフラーレンを溶解し、界面活性剤と超音波で一様分散させて0.1wt%ポリ水酸化フラーレン水溶液を作製した。次にその水溶液をし200nmのフイルターを通したところ、溶液の色に変色が無く、この水溶液中のフラーレン粒子は200nm以下であると推定される。化学的作用を進行させるために加工液として次のような添加剤4種類を加えた。過酸化水素水(1wt%),クエン酸アンモニウム(0.5wt%)、リン酸アンモニウム(0.5wt%)、BTA(0.12wt%)。このときも溶液の色に変化が見られず、フラーレン粒子の凝集が起こらず、ポリ水酸化フラーレンの分散安定性が確認された。(2)研磨加工実験製作した研磨スラリーを用いCu-CMP加工実験を行い、研磨時間と表面粗さの関係から、研磨性能を評価した。その結果、5μm四方における研磨前の粗さはRMSで10nm以上あり、また断面曲線から40nm程度の大きなうねりも見られた。しかし、加工時間の増加にともない、粗さは指数関数的に改善され、約6分程度で2nmRMS以下(断面曲線では0.339nmRMS)の良好な仕上面になっている。また前加工面の大きなうねりも除去されており、平坦面が得られている。なお、研磨加工条件は、圧力:0.25MPa、回転数:127rpmである。数回の研磨実験によって得られたチャンピオンデータのAFM観察像から、(a)は20μm四方で1.64nmRMS,(b)は5μm四方の狭い範囲ではあるが0.722nmと1nm以下の超平滑面を得ることができた。

C60 has 32 ~ 34 modification groups, high water solubility, and high water solubility. The copper film is prepared by polishing. The copper CMP processing of the sample is carried out according to the following results. (1)The grinding process is carried out in ultra-pure water, and the surfactant is dissolved and dispersed by ultrasonic waves. The grinding process is carried out in an aqueous solution of 0.1wt% ultra-pure water. For aqueous solutions below 200nm, the color of the solution is not visible. For aqueous solutions below 200nm, the color of the solution is not visible. The chemical action is carried out in four kinds of additive. Peracidified water (1wt%), acid (0.5wt%), acid (0.5wt%), BTA(0.12wt%). The color change of the solution was observed, and the aggregation of the particles was observed. The dispersion stability of the solution was confirmed. (2)The relationship between polishing time and surface roughness and polishing performance are evaluated. As a result, the 5μm square before grinding has a roughness RMS of more than 10nm, and the cross-section curve of 40nm can be seen. The processing time is increased, and the rough index is improved to about 6 points below 2 nm RMS (cross section curve is 0.339 nm RMS). Before the processing surface is large, the flat surface is removed. Grinding conditions: Pressure:0.25MPa, Number of cycles:127rpm. The AFM image obtained by grinding several times: (a) 1.64nm RMS for 20μm square,(b) 0.722nm for 5μm square, and ultra-smooth surface below 1nm.