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2017 年度 実績報告書

フラーレン複合型スマート研磨微粒子を用いた難加工材研磨メカニズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03903
研究機関九州工業大学

研究代表者

鈴木 恵友  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50585156)

研究分担者 伊藤 高廣  九州工業大学, その他の研究科, 教授 (10367401)
安永 卓生  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60251394)
カチョーンルンルアン パナート  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60404092)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード難加工材研磨技術 / 結合型スマート研磨微粒子 / 化学的機械的研磨 / ポリシングパッド / エバネッセント / 材料除去メカニズム
研究実績の概要

本年度の実施内容としては炭素結合型スマート研磨微粒子における水酸化フラーレンの吸着状態や吸着量とサファイア研磨性能との関係性評価や,ナノシリカなど他のナノ微粒子を吸着させたときの特性評価そして,エバネッセント光を用いたナノ微粒子の吸着挙動を計測することより材料除去メカニズムに関する評価を実施した.水酸化フラーレンの吸着状態に関しては,急速凍結法により透過型電子顕微鏡のサンプル作製を行うことで水溶媒中に分散されているナノ微粒子の状態を直接的に観察可能にした.その結果,動的光散乱の結果と同様,水酸化フラーレン水溶液では直径5nm程度の会合体が数十個単位で2次凝集している様子が確認されたが,コロイダルシリカ混合後ではこれらの凝集体の形成よりコロイダルシリカ表面に水酸化フラーレンの吸着が支配的であることを明らかにした.この現象は水酸化フラーレンのみではなくβ-CD/C60やナノシリカ微粒子でも確認されている.特にコロイダルシリカ微粒子に関しては,研磨速度が最も高くなるコア微粒子とナノ微粒子の最適条件が存在し,電子顕微鏡の結果からも研磨微粒子に関する構造が推測できる.さらに,コロイダルシリカの場合,コア微粒子の粒子径が減少した際,サファイアの研磨速度は減少傾向を示すが1 0nm以下の領域では逆に増加する.この結果は微粒子の粒子径がナノ領域になるにしたがって,化学的作用が支配的と考えられる.
エバネッセント光を用いたナノ微粒子の吸着挙動を計測に関しては,微粒子のサイズ依存性について評価した.ここではコロイダルシリカ微粒子の粒子径に応じて,吸着現象が確認できた.また,水酸化フラーレンの適用範囲を拡張するため,Cu-CMPを対象とした研磨後のBTA除去や電界援用法にも適用を試みている.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 国立台湾科学技術大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立台湾科学技術大学
  • [雑誌論文] Effects of mixed ultrafine colloidal silica particles on chemical mechanical polishing of sapphire2018

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek, Hiroko Takazaki, Takuo Yasunaga, Yutaka Yoshimoto, Panart Khajornrungruang, and Keisuke Suzuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on effect of the surface variation of colloidal silica abrasive during chemical mechanical polishing of sapphire2017

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek, Yutaka Yoshimoto, Koya Sakai, Panart Khajornrungruang, and Keisuke Suzuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 ページ: 07KB1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical on mixed colloidal silica particle in slurry of sapphire Chemical Mechanical Polishing2017

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek, Yutaka Yoshimoto, Koya Sakai, Panart Khajornrungruang, and Keisuke Suzuki
    • 雑誌名

      The 9th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)

      巻: 0 ページ: 173

    • 査読あり
  • [学会発表] Study of Electroosmotic Micro-Flow Enhanced Abrasives Distribution in nanoparticle Contained slurry for Copper Chemical Mechanical Planarization2018

    • 著者名/発表者名
      Yueh-Hsun Tsai
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春期大会(中央大学)
  • [学会発表] ナノ複合微粒子を用いた難加工材料研磨に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      植田颯謙
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部大会(九州大学)
  • [学会発表] Study on effects of mixed ultra-fine colloidal silica particle in slurry for sapphire CMP2017

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek
    • 学会等名
      Advanced Metallization Conference 2017; 27th Asian Session (ADMETA2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the effect of chemical and mechanical factors during sapphire CMP through soft and hard abrasives2017

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek
    • 学会等名
      2017年度精密工学会九州支部 大会
  • [学会発表] Study on Fullerenol as the Additive to Remove BTA Film Remaining on Copper Surface in Chemical Mechanical Polishing Process2017

    • 著者名/発表者名
      Yueh-Hsun Tsai
    • 学会等名
      ICPT2017 (BELGE)
    • 国際学会
  • [学会発表] 水酸化フラーレン混合スラリーにおける吸着状態に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉本裕
    • 学会等名
      2017年度精密工学会九州支部 大会(熊本大学)
  • [学会発表] サファイアCMPにおける水酸化フラーレン吸着型微粒子に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉本裕
    • 学会等名
      砥粒加工学会(福岡大学)

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-25  

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