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カーボン機能ナノ粒子の光放射圧運動制御による超微細加工に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16206017
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関大阪大学

研究代表者

三好 隆志  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00002048)

研究分担者 高谷 裕浩  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70243178)
林 照剛  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (00334011)
河 兌坪  大阪大学, 大学院・工学研究科, 日本学術振興会外国人特別研究員
鈴木 恵友  ロデール, ニッタ(株)・ならやま研究所, 研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)
2006年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2005年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2004年度: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円)
キーワード光放射圧 / カーボンナノ粒子 / 超平坦加工 / 微細加工 / 水酸化フラーレン / UVレーザ / レーザトラッピング / ナノテクノロジー / カーボン / ナノ粒子 / 研磨加工 / フラーレン / ナノ加工 / CMP / 平坦加工 / レーザ加工
研究概要

本研究は新炭素系機能性材料であるナノカーボンの特性を活かしたナノメートルサイズの機能粒子を創製し,そのカーボンナノ粒子を光放射圧で制御することによって,ナノメートルスケールの超微細形状加工および研磨加工を可能にする新しい光放射圧超微細加工原理を確立することを目的とするものである.
平成18年度は,フラーレンナノ粒子会合体スラリーの創製基本技術および光放射圧運動制御機能を持つ超微細加工基本技術の開発を遂行し,以下の研究成果を得た.
(1)水溶性氷酸化フラーレンを用いたナノ研磨スラリーの開発:C_<60>に水酸基が32〜34個修飾された水溶性の高い(<5wt%)ポリ水酸化フラーレンを砥粒として用いた研磨スラリーを開発し,酸化剤・防腐剤・キレート剤に分散させたスラリーによるCu-CMP研磨実験によって,表面粗さ1.64nmRMS以上の超平坦加工が可能であることを示した.
(2)光放射圧を利用した微粒子操作によるナノ加工技術の開発:超純水中においてレーザ捕捉した直径3μmのシリカ微粒子をマイクロ工具とみなし,光放射圧で振幅数100nm,周波数数KHzの横振動加工制御運動を与え,シリコンウエハ表面を移動する実験を行った.その結果,1〜2nmの加工深さ分解能を実現し,光放射圧制御マイクロ微粒子によるナノ加工の可能性が示唆された.
(3)UVレーザによる超微粒子のレーザトラップ技術の開発:カーボン機能ナノ粒子の光放射圧制御によるナノ仕上げ加工プロセスの実現にむけて,UVレーザ平均出力1.2W,λ=354.7nm,パルス幅33nsec,パルス繰り返し率30kHz)および対物レンズ(NA=0.9,f=3.0mm)などから成るレーザトラップシステムの構築を行った.それを用いて直径1μm微粒子の捕捉が可能であることを実験的に確認し,加工横分解能1μm程度の微細ナノ仕上げ加工を実現できる可能性を示唆した.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Novel CMP Technique for Copper Surface Finishing with Fullerene Nano-Particle2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tanada, T.Miyoshi, Y.Takaya, T.Hayashi, K.Suzuki
    • 雑誌名

      Proceeding of ASPE 21st Annual Meeting (ASPE'06), Monterey, California

      ページ: 595-598

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フラーレンナノ粒子を用いたCu-CMPの研究-研磨の基本特性2006

    • 著者名/発表者名
      田名田祐樹, 三好隆志, 高谷裕浩, 林 照剛
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会関西地方定期学術講演会講演論文集

      ページ: 15-16

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Surface Finishing Technique for Microparts Using an Optically Controlled Microparticle tool2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tanada, K.Hida, T.Miyoshi, T.Hayashi
    • 雑誌名

      CIRP Annals - 2006 Manufacturing Technology 55/1

      ページ: 613-616

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] UVレーザを用いた微粒子トラップによる微細加工に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      日高敏揮, 高谷裕浩, 三好隆志, 林 照剛
    • 雑誌名

      日本機械学会 第6回生産加工・工学機械部門講演会講演論文集 (in print)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ仕上加工に関する研究-局所マイクロ領域におけるナノ平滑化特性-2006

    • 著者名/発表者名
      檜田健史郎, 三好隆志, 高谷裕浩, 林 照剛
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser - assisted CMP for Copper Wafer2005

    • 著者名/発表者名
      Taeho Ha, Keiichi Kimura, Takashi Miyoshi, Yasuhiro Takaya
    • 雑誌名

      Trans Tech Publications, Material Science Forum Vol.502

      ページ: 351-356

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano-finishing Using a Micro-particle Controlled by Optical Radiation Force2005

    • 著者名/発表者名
      Kenshiro Hida, Takashi Miyoshi, Yasuhiro Takaya, Terutake Hayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20^<th> American Society for Precision Engineering Annual Meeting (ASPE'05) Vol.37

      ページ: 464-467

    • NAID

      130004657252

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ仕上加工に関する研究-加工特性の解析-2005

    • 著者名/発表者名
      檜田健史郎, 三好隆志, 高谷裕浩, 林 照剛
    • 雑誌名

      2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集

      ページ: 943-944

    • NAID

      130004657252

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser Planarization Process Assisted by Chemical Mechanical Polishing for Copper Surface2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Takaya, K.Kimura, T.Miyoshi, T.Miyamoto, K.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.of the 19th American Society for Precision Engineering Annual Meeting (ASPE'04) Vol.34

      ページ: 705-708

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser Planarization Process for Copper Surface2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kimura, Y.Takaya, T.Miyoshi, T.Miyamoto
    • 雑誌名

      Proc.of The 1st Pac-Rim Int.Conference on Planarization CMP and its Application Technology Vol.1

      ページ: 173-178

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザ複合ナノCMP平坦加工に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      宮本利樹, 三好隆志, 高谷裕浩, 木村景一
    • 雑誌名

      精密工学会2004年度関西地方定期公演会論文集

      ページ: 41-42

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ加工に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      檜田健史郎, 三好隆志, 高谷裕浩
    • 雑誌名

      精密工学会2004年度関西地方定期公演会論文集

      ページ: 43-44

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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