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

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本年度実施したフラーレンナノ粒子およびスラリー溶液からなる研磨用のフラーレンスラリー溶液の開発およびそのスラリー溶液を用いた平坦研磨加工に関する研究によって得られた知見は次の通りである。フラーレンをCMP加工に用いるための必須条件である水溶性の超研磨砥粒創製のために、界面活性剤および超音波キャビテーションによるフラーレンの水分散を試みた。すなわち、ミセルを形成し、親水性・疎水性のような界面の性質を変化させる性質を持つ界面活性剤を用い、フラーレンを包み込むことで水分散を行う方法、および超音波により形成・内破するマイクロバブルからの衝撃波により周辺に高圧・高温が発生するキャビーテーション現象を利用して、凝集体を粉砕し水分子を包み込み水分散を行う二つの方法を取り入れることで濃度0.1wt%のフラーレン水溶液の創製に成功した。超音波キャテーション法で創製した0.1wt%のフラーレン水溶液に酸化剤・腐食剤・キレート剤を添加し組成比を調合することによって研磨用のフラーレンスラリー溶液を開発した。そのスラリー溶液を用いて、独自に試作した実験用小型研磨機で銅ウエハCMP平坦加工を行った結果、まだ、表面にスクラッチが少々残ってはいるものの市販のCMP加工用のスラリー(PLANERLITE7101)を用いたときとほぼ同レベルの表面粗さ(Ra<2nm)を持つ平坦加工面を得ることに成功した。