2013 Fiscal Year Research-status Report

表面光反射の対称性を利用した新規結晶方位解析法

Research Project

Project/Area Number	25600085
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	沓掛健太朗東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00463795)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords	結晶方位解析 / 結晶工学 / 結晶方位 / 多結晶 / 大面積ウエハ
Research Abstract	本研究では、申請者が独自に着想した結晶方位解析法について、①解析プロセス理論の構築、②解析方法の基礎固めを目的とする。本方法は、結晶方位を反映した試料表面の光反射強度の対称性と変位を解析することで結晶方位分布を得る方法である。この方法を用いれば、試料サイズの制約がなく、また高い空間分解の結晶方位分布を高速に得ることができる。本方法を確かな解析法とするため、また本方法の実用性・ポテンシャルを見極めるため、学術的に解析理論の裏付けを行い、また基礎データの蓄積を行なう。これまでに、本方法を実施するための装置を様々な観点から検討し、設計を終えた。この検討は大きくは、照射光源と撮影装置に分かれる。照射光源には試料表面上で光強度の均一性が極めて高いこと、光の入射方向が一定（平行光）であることが要求される。この仕様を満たすための光源について、さまざまな検討を行い、十分な性能の光源を設計・構築した。撮影装置については、動作機構とそれに連動した撮影機構から構成される。これまでに、十分な撮影可能サイズを確保しつつ目的を達成するための装置設計および、装置動作の安定性や装置強度を維持するための検討を行ない、実用するうえで十分な装置の構成を得ることができた。また、これらの装置検討においては、現有の部品を利用したごく簡易的な装置を作製して予備実験を行なった。この過程において、本方法の特徴や実用上の課題を蓄積することができた。以上の新規導入装置を用いて平成26年度では実際の測定を行ない、本方法の実用性・ポテンシャルを見極める。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初計画では平成25年度内に装置設計を終えて装置を導入し、初期測定結果を得る予定であった。しかし、装置設計は終了したものの装置の導入は平成26年度に持ち越しとなった。この理由は、実際の装置設計において当初予見していなかった課題が見つかったためである。例えば、動作の安定性の確保や装置強度の問題は光学機器メーカー担当者との検討において初めて認識した課題であった。また照射光源についても、当初予定していた光源では面内均一性が不十分であり、十分な性能の光源を探しテスト・設計するために時間を要した。しかし、これらの課題に対応する過程において、本方法の特徴や実用への課題についての多くの知見を蓄積することができた。平成25年度中にこれらの課題はクリアし、装置設計を終えており、平成26年度当初に装置を導入する予定である。装置導入後は順次実験を行ない、データを蓄積する。
Strategy for Future Research Activity	本研究では目的達成のため、次の4つの研究項目を設定する。 (1)本提案の方法を用いて結晶方位解析を可能とする簡易測定装置の設計と導入 (2)試料表面垂直方向の結晶方位を特定するプロセスの確立 (3)試料表面水平方向の結晶方位を特定するプロセスの確立 (4)結晶方位特定の精度向上と限界精度の見極め平成25年度では(1)の装置設計を終え、平成26年度の早期には装置を導入する予定である。装置設計の過程においてもすでに、本方法の特徴や実用上の課題を多く蓄積することができた。装置導入後、上記の研究項目を順次遂行することで、本方法の結晶方位解析方法としての実用性を見極めるとともに、本方法の角度精度の限界を明らかにし、そのポテンシャルを見極める。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	当初の研究計画では平成25年度に、本方法を用いて結晶方位解析を可能とする簡易測定装置を導入する予定であり、その経費を平成25年度の予算に計上していた。しかし、同装置の設計に時間を要したため、平成25年度中に同装置を導入することができなかった。そのため平成25年度予算のうち、同装置購入経費を平成26年度に使用し、同装置は平成26年度に導入することとした。先述のようにすでに、本方法を用いて結晶方位解析を可能とする簡易測定装置は装置設計を終了している。そのため、平成25年度予算からの次年度使用額を使用して平成26年度早期に同装置を導入する予定である。同装置の導入後は順次、測定実験を実施する予定である。