ナノスケール表面平坦化のためのドライ研磨プロセスの開発

纳米级表面平坦化干抛光工艺的开发

• 批准号: 15J05004
• 负责人: 阿加 賽見
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05004/
• 关键词: 光電子制御プラズマ; 低エネルギーイオン; 表面平坦化; スパッタ; 表面拡散; こう電子制御プラズマ; イオンソース; スパッタ率

本研究の全体的な目的は、原子レベルの平坦化表面の実現に大面積且つ均一なドライ研磨プロセスの開発である。そこで、平成２９年度まで、表面平坦化に用いた光電子制御プラズマ（Photoemission-Assisted Plasma: PAP）イオンソースの気相反応の解明を中心に研究を進めてきた。具体的には、電流―電圧測定法を用いて圧力依存及び電極間距離依存の放電特性解明について実験を行った。また、ラングミュアープローブ測定法を用いてプラズマの空間電位、電子温度及び粒子密度などのパラメータを解明した。以上の手法では解明できない粒子種の確定及び粒子種の存在確率は、プラズマ発光分光法を用いて明らかにした。これらの手法を用いて今まで解明されていなかったPAPの放電機構を調べた。さらに、プラズマ発光分光法の結果により、PAPイオンソースは低エネルギーイオン（0.1 ~ 200 eV）を有するという特徴に加え、中性原子ビームも有効であることが期待できる。気相反応の解明を踏まえ、次は、PAPの金属表面との固相反応について研究した。固体と衝突する際、低Ei衝突の反応メカニズムの解明が平坦化に対して重要である。PAPイオン源の金属基板Cuに対するスパッタ収率を測定した結果、10^-4 atoms/ionということより、従来のイオン源よりスパッタ収率が低いが、Cu表面の酸化膜除去には十分であることが分かった。また、酸化膜ある表面は表面原子拡散には不利であることから、PAPイオンソースの放電機構解明の結果より、最適Eiを探求し、酸化膜除去ができた。酸化膜除去後に、Ei調整による表面拡散に必要なエネルギーを与え、金属原子の表面拡散を促進して原子レベルの平坦化表面が作成できるところに重要性があると考える。

The overall objective of this study is to develop a large-area and uniform polishing process for the realization of an atomically-flattened surface. The research of photoelectron assisted plasma (PAP) for surface planarization has been carried out in 2009 and 2009. The specific current-voltage measurement method is used to solve the problem of voltage dependence and electrode distance dependence. The space potential, electron temperature, and particle density of the particles were determined by the method of particle size measurement. The above methods are used to determine the existence of particle species and to determine the existence of particle species. This is the first time I've ever seen such a thing. The results of this method are as follows: (1) Low energy density (0.1~200 eV), neutral energy density (0.1~200 eV). The study of solid-phase reaction on metal surface of PAP The solution of the problem of low Ei conflict is very important. The results of the measurement of the recovery rate of the metal substrate from PAP sources show that the recovery rate of the metal substrate from PAP sources is 10 ^-4 atoms/ion, and the recovery rate of the metal substrate from PAP sources is low. The removal rate of the acidified film on the Cu surface is very high. The surface of the acidified film is not suitable for the dispersion of atoms. The results of the solution of the organic solution of PAP are analyzed. The optimum Ei is explored. The acidified film is removed. After the removal of the acidified film, the Ei adjustment is necessary for the surface dispersion of the metal atoms, and the surface dispersion of the metal atoms is promoted.

项目成果

Sputtering yield of low energy photoemission-assisted plasma Ar+-ion source for surface smoothing

用于表面平滑的低能光电子辅助等离子体Ar离子源的溅射产率

• 发表时间: 2016
• 作者: Saijian Ajia;Yuki Kotanigawa;Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa
• 通讯作者: Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa

Two-step treatments of photoemission-assisted plasma irradiation for Cu/Si surfaces smoothing

光电子辅助等离子体辐射两步处理 Cu/Si 表面平滑

• 发表时间: 2018
• 作者: Saijian Ajia;Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa
• 通讯作者: Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa

Sputtering Effect and Enhancement of Surface Migration Induced by Low Energy Photoemission-Assisted Plasma

低能光电辅助等离子体诱导的溅射效应及表面迁移增强

• 发表时间: 2016
• 作者: Saijian Ajia;Yuki Kotanigawa;Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa
• 通讯作者: Shuichi Ogawa and Yuji Takakuwa

Development of Photoemission-Assisted Plasma Ion Source for Atomic Level Surface Flattening

用于原子级表面平坦化的光电子辅助等离子体离子源的开发

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Ajia;Y. Kotanigawa;S. Ogawa;Y. Takakuwa
• 通讯作者: Y. Takakuwa

Ultraviolet photoelectron spectroscopy study of Cu(200 nm)/Si substrates treated by Ar ion sputtering and vacuum annealing

Ar离子溅射真空退火处理Cu(200 nm)/Si基体的紫外光电子能谱研究

• 发表时间: 2015
• 作者: X. AJIASAIJIAN;Y. Kotanigawa;Y. Ohtomo;S. Ogawa;Y. Takakuwa
• 通讯作者: Y. Takakuwa