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

催化活性富勒烯纳米粒子的加工控制方法研究

• 批准号: 21H01229
• 负责人: 鈴木 恵友
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01229/
• 关键词: CMP; 難加工材料; パワー半導体; フラーレン; 炭素微粒子; 水酸化フラーレン; 研磨; SiC; 化学的機械的研磨; 選択加工技術; 紫外線; 電界; CMP; 難加工材料; パワー半導体; フラーレン; 炭素微粒子; 水酸化フラーレン; 研磨; SiC; 化学的機械的研磨; 選択加工技術; 紫外線; 電界

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。

近年来，随着图像元素，记忆，逻辑等组合组合组合的组合变得更加复杂，过程负担增加了，因此，人们高希望将出现三维不均匀的形成技术，以取代岩性学和干燥蚀刻。这项研究的重点是富勒烯分子的高反应性和硬度，并旨在实现催化活跃的抛光细颗粒，从而可以在化学机械抛光期间高效地去除材料。今年，我们使用胶体二氧化硅细钻石颗粒对杂化细颗粒进行了SIC抛光验证。结果，尽管单独使用胶体二氧化硅除去任何材料，但已证实该材料是通过与富勒烯氢氧化物混合而去除的。关于抛光速率，使用该实验室拥有的简单抛光装置获得了评估结果，但是可以以最高10倍的高速抛光效果获得高速抛光，这是通常使用的过氧化氢氢。在这里，当将羟基化富勒烯添加到0.05 wt％时，相比之下，仅5 wt％过氧化氢氢，抛光速率增加了约16倍。此外，当将钻石细颗粒施加为核心颗粒时，抛光速率会降低，但可以抑制刮擦。此外，还测试了富勒烯C60，当富勒烯C60被吸附到钻石上并遭受紫外线时，结果表明从钻石底物中取出材料。因此，可以通过将富勒烯或富勒烯衍生物与光线（如光）进行反应，以及设计设计最佳用于难以处理材料的磨料微粒的指南，可以预期新的碳同素同素。此外，对于电场艾滋病，使用具有低折射率的透明垫开发了一个烙印过程。在这里，设计了电极嵌入树脂中的转移过程。在下一个财政年度，我们计划结合实际的显微镜，以查看细颗粒的行为。