| 研究課題/領域番号 |
19H02043
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
林 照剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00334011)
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| 研究分担者 |
黒河 周平 九州大学, 工学研究院, 教授 (90243899)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | ナノ粒子 / ブラウン運動 / 回転ブラウン運動 / 並進ブラウン運動 / 粒度分布計測 / CMPスラリー / 蛍光光子相関法 / 粒度分布 / 並進拡散係数 / 回転拡散係数 / 粘性係数 / ナノ粒子チップ / 蛍光ナノプローブ / DLS / 粒径測定 / 粒度分布測定 / アトグラム質点系 / 粒径計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研磨砥粒などに利用されるナノ粒子の粒度分布評価は，ナノ粒子の品質管理の観点で重要な技術であるが，ナノ粒子の観察やハンドリングの困難さがあり，その粒径計測結果の信頼性については様々な議論が行われている．本研究課題では，砥粒ナノ粒子に用いられる粒径20nm～500nmの粒子について，粒子個数ベースの粒度分布（幾何学径）を計測する方法として，ナノ粒子チップを用いた粒度分布評価技術を提案する．提案課題の妥当性の検証を行った上で，多数のナノ粒子の画像解析に基づく粒子個数ベースの粒度分布情報に基づき，平均粒径やその分布，また，粒子形状などの情報を含む粒子特徴解析技術の確立を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，高精度な半導体加工技術に用いられるCMPスラリーに含まれる砥粒ナノ粒子の粒度分布計測技術の高度化を目指して研究を遂行している．CMPスラリー中に含まれる10nmから500nm程度の直径を持つ粒子は，その質量がアトグラムオーダーであることから，砥粒ナノ粒子をアトグラム質点とみなし，CMPスラリー溶液中で観測される回転ブラウン運動および並進ブラウン運動を観測し，粒子運度の変化を解析した結果と溶媒温度や溶媒粘度の対応関係を明らかにすることにより，従来技術に比べて，より信頼性の高い高精度ナノ粒子粒度分布計測技術を確立することを目的とし研究を遂行している．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
提案課題では，半導体製造技術に用いられるCMPスラリー中に含まれる砥粒ナノ粒子の粒度分布計測技術を高度化することを目指している．
CMPスラリー中の砥粒ナノ粒子は，半導体の加工中に砥粒同士の凝集がおきたり，また，スラリーの再利用時に凝集粒子が混入すると，基板加工時にスクラッチなどの加工欠陥を発生させる要因となりうる．
そのため，提案する研究でCMPスラリー中の砥粒ナノ粒子のブラウン運動を可視化し，CMPスラリー中に含まれる砥粒ナノ粒子の運動評価を行い，凝集粒子の有無を判別したり，凝集粒子の生成過程を観測できる可能性を有する技術を開発することができれば，半導体産業の発展に寄与できると考えられる
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