| 研究課題/領域番号 |
19K05094
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
須田 聖一 静岡大学, 工学部, 教授 (50226578)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 化学機械研磨 / 電荷移動反応 / 水和層 / 電位変化 / ファインバブル / ガラス / コロイダルシリカ / 剪断応力 / 熱酸化シリコン / 水和生成自由エネルギー / せん断応力 / 水和自由エネルギー / Butler-Volmer |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高速で1 nm 以下の表面荒さを実現する超精密加工技術にとって研磨時の化学反応性すなわち化学研磨特性の発現は不可欠である。化学研磨では研磨対象材の表面に水和層を生じさせるが，このメカニズムについては定量的な解析が進んでいなかった。そこで，本研究では，電荷移動反応の速度論的な解析，すなわち「研磨過程で生じる微少電流密度変化」を精度良く評価することによって「化学研磨効率」を定量的に評価し，本パラメータを規定する。これによって研磨における化学研磨を体系化する道筋を構築するとともに，新規研磨材料開発に向けた評価パラメータを提案する。
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| 研究成果の概要 |
表面粗さ1nm以下の平滑性を高速で実現する超精密研磨加工技術にとって、研磨時の化学反応性すなわち化学研磨性の発現は不可欠である。本研究では、この化学研磨性を、研磨時に生じる電気的シグナルとして定量的に捉えることによって、化学研磨による水和生成速度を求めることを一つのチャレンジとして目指した。
その結果、超精密研磨加工技術に不可欠な化学研磨性と位置づけられる化学反応性は、酸化セリウム、コロイダルシリカ、さらに本研究を通じて新たに提案したファインバブルの研磨材によらず、剪断応力をトリガーとした電気化学反応であることを明らかにできた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，精密工学分野，材料化学分野，電気化学分野を横断して，CMP特に化学研磨メカニズムの本質を明らかにしようとしているところに特色がある。これらの主として3分野を横断的に解析することによって，新たな研磨材料に関する学術分野を創成しようとするところが本研究の学術的な特色である。本研究成果によって，化学研磨特性に関する学術的な体系化を実現するとともに，高度CMP材料に関する学術分野を創成する。
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