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Study on 3 Dimension Trajectory and Size Measurment of Each Operating Particle in Nano-Scale Processing Phenomena

Research Project

Project/Area Number 16K06015
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Khajornrungruang Panart  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60404092)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 恵友  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50585156)
Research Collaborator SHIRAKAWA Hiroaki  
BLATLER Aran  
PERMPATDECHAKUL Thitipat  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsナノ粒子 / 散乱光 / 可視化 / エバネッセント光 / 全反射顕微鏡法 / ブラウン運動 / 三次元位置計測 / 多波長 / 全反射顕微鏡 / 三次元 / 3次元 / ポリシング / 加工現象 / レーザ / 計測 / 粒径 / CMP / 機械工作・生産工学 / 超精密計測 / 精密研磨 / 1分子計測(SMD)
Outline of Final Research Achievements

Nano-particles have been using in nanoscale technologies such as semiconductor manufacturing, drug delivery, bio-marker, etc. The directly optical remote observation methods are required to investigate these live dynamic nanoscale phenomena, not in vacuum environment as electron microscopy. Although, there has been no any observation result by another research group, our group could directly observe the polishing phenomenon with our proposed observation method and mobile optical system that have been establishing.
This research proposes a new extended method to measure the third dimension, namely, the depth or height or distance from an operating surface or reference suface to be observed. According to the experiments for verifying the proposed method, the method would be able to measure the third dimension position of the moving standard 100 nm particle with the approximated deviation of +/- 20 nm in the range of 250 nm distant from the operating surface.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

画素センサや携帯電話などといった製品の製造、今後の薬開発、細胞学の基礎研究は、ナノスケールでの作用で行われている。ナノスケール(1ナノメートルは10億分の1メートル)の極微小な空間での現象を実時間で3次元的に観測できれば、上述の微小な作用やそのメカニズムを解明することができ、飛躍的な技術の進歩につながります。本研究では、作用する表面近傍の領域を限定した光の場を生成し、その領域内に入ったウィルスの大きさ程度(100ナノメートル)の作用粒子を3次元の動きを準定量的に可視化に成功した。今後可視化した粒子の粒径も見出す予定である。なお、開発している手法は比較的簡易なため、携帯可能な装置を実現している。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Study on Structure and Optimization of Hybrid Silica Particles on Chemical Mechanical Polishing of Sapphire2018

    • Author(s)
      Bun-Athuek Natthaphon、Takazaki Hiroko、Yasunaga Takuo、Yoshimoto Yutaka、Khajornrungruang Panart、Suzuki Keisuke
    • Journal Title

      WCMNM 2018 World Congress on Micro and Nano Manufacturing, ISBN: 978-981-11-2727-4

      Volume: 2018 Pages: 47-50

    • DOI

      10.3850/978-981-11-2728-1_20

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Mechanism of High Material Removal in Sapphire-CMP with Sub-10nm Silica Particles using Evanescent Field Light2018

    • Author(s)
      Natthaphon Bun-Athuek、Panart Khajornrungruang、Keisuke Suzuki
    • Journal Title

      Proc. of ICPT 2018

      Volume: 2018 Pages: 76-81

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation Method of the Approach of Nanoparticles-to-Surface in Chemical Mechanical Polishing using Optical Evanescent Field2018

    • Author(s)
      Thitipat Permpatdechakul, Yutaka Terayama, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki, Natthaphon Bun-Athuek
    • Journal Title

      Proc. of ICPT 2018

      Volume: 2018 Pages: 356-360

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In situ measurement method for film thickness using transparency resin sheet with low refractive index under wet condition on chemical mechanical polishing2017

    • Author(s)
      Takahiro Oniki, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 7S

    • NAID

      210000148115

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Study on On-Machine Visualization of Surface Processing Phenomena in Nanoscale -5th report: Investigation on 3D Motion of Standard Particle-2019

    • Author(s)
      ブラドラー・アラン、カチョーンルンルアン・パナート、鈴木恵友、パームパッデーチャークン・ティティパット
    • Organizer
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD法によるガラス表面近傍における移動 ナノ粒子の光散乱特性解析2019

    • Author(s)
      ○平佳那子, ◎カチョーンルンルアンパナート,鈴木恵介, 荒牧弘親
    • Organizer
      2019年度精密工学会 第26回 学生会員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The Performance Evaluation of Developed Apparatus for Observing the Nanoparticles Phenomena During CMP Process by Applying Evanescent Field2019

    • Author(s)
      PERMPATDECHAKUL THITIPAT, Khajornrungruang Panart, Suzuki Keisuke, Blattler Aran, Kanako Taira
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 第72期 総会・講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] High Speed Three-dimensional Tracking of Individual Polystyrene Standard Nanoparticle in Multi-wavelength Evanescent Fields2019

    • Author(s)
      Aran Blattler, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki
    • Organizer
      International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (受理された)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノスケール被加工表面上におけるナノ粒子の三次元挙動観測法に関する研究2018

    • Author(s)
      カチョーンルンルアン パナート、白川裕晃,ブラッドラー アラン,竹元亨,鈴木恵友
    • Organizer
      精密工学会切削加工専門委員会・知的ナノ計測専門委員会合同ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of in-situ observation apparatus for investigating the nanoparticles phenomenon on surface in CMP using evanescent field2018

    • Author(s)
      PERMPATDECHAKUL THITIPAT, ,KHAJORNRUNGRUANG PANART, KEISUKE SUZUKI, YUTAKA TERAYAMA
    • Organizer
      精密工学会九州支部 北九州地方講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] エバネッセント光を応用したナノ粒子観測における散乱光特性の数値シミュ レーションの確立2018

    • Author(s)
      平 佳那子
    • Organizer
      精密工学会九州支部 第19回学生研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ粒子の三次元挙動が見れる携帯型全反射顕微鏡法および装置2018

    • Author(s)
      カチョーンルンルアン パナート
    • Organizer
      JST 九州工業大学 新技術説明会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Proposal of Optical Measurement Method for 3D Single Nanoparticle Position Near a Surface2018

    • Author(s)
      Panart Khajornrungruang, Hiroaki Shirakawa, Keisuke Suzuki, Koya Sakai
    • Organizer
      21 st International Symposium on Chemical-Mechanical Planarization
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ナノスケールにおける加工現象可視化に関する研究 第 4 報:縦分解能の検討2018

    • Author(s)
      白川裕晃,ブラッドラー アラン,カチョーンルンルアン パナート,鈴木恵友, 竹元 亨
    • Organizer
      2018 年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ナノスケールにおける加工現象可視化に関する研究 第 3 報:散乱光強度評価2017

    • Author(s)
      白川 裕晃, カチョーンルンルアン パナート, 鈴木 恵友
    • Organizer
      2017 年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Proposal of Individual Sub 100 nm Nano-Particle 3D-Tracking Method in Multi Wavelength Evanescent Fields2017

    • Author(s)
      Panart Khajornrungruang, Hiroaki Shirakawa, Keisuke Suzuki, and Ryo Takemoto
    • Organizer
      Advanced Metallization Conference 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation on 3D Position of Individual Nanoparticle in Multi Wavelength Evanescent Field2017

    • Author(s)
      Aran Blatter, 白川裕晃、カチョーンルンルアン パナート、鈴木恵友、竹元亨
    • Organizer
      2017年度精密工学会九州支部 熊本地方講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多波長エバネッセント光を用いた実時間三次元計測法に関する研究-試料作製および検証手法の検討-2017

    • Author(s)
      ○竹元亨、◎カチョーンルンルアン パナート
    • Organizer
      2017年度精密工学会九州支部 第18回学生研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 二波長エバネッセント光を用いた実時間三次元計測法に関する研究(ナノ粒子の散乱光強度検出装置の設計)2016

    • Author(s)
      白川裕晃,カチョーンルンルアン パナート,鈴木恵友
    • Organizer
      2016年度精密工学会九州支部北九州地方講演会
    • Place of Presentation
      北九州工業高等専門学校(福岡県北九州市)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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