研究課題
本研究では，次世代ウエハなどナノレベル平滑面に要求される微小欠陥検出実現を目的とし，軽微な接触で発生する極小摩擦熱を熱検知素子抵抗値の変化に変換して表面微小突起を検出する，全く新しい微小欠陥検出原理の確立に取り組んだ．最終年度となる本年度は，【検討1】熱検知センサ構造の最適化設計，【検討2】熱検知センサシステムの試作および【検討3】微小デフェクト検出デモを目標とし検討を進めた．【検討1】では，前年度構築の有限要素モデルをもとに，熱検知素子の幅，厚さ及び設置深さに関するサーベイを実施して提案手法による微小突起検出実現の可能性を検討し，素子を薄膜で構成し，かつそのサイズをマイクロメートルオーダに設定することで微小突起が検出できる可能性を見出した．これに続き【検討2】では，素子試作工程を検討し，サイズ10～30μm四方，厚さ100nmのプロトタイプ素子試作に成功し，またより小さなマイクロサイズ素子実現の見通しを得た．更に，集光レーザ利用の微小熱印加システムを構築し，素子サイズと感度との関係を実験的に明らかにした．一方，今回試作の熱検知素子は感度を有する部分が30nmほど窪んだ構造となった．この点については，25～26年度採択課題(若手(B))における設計変更で対応予定である．【検討3】では，試作素子の高感度部分が窪んだ構造となったため，デフェクト検出デモに替わりマイクロ球を用いた摩擦実験装置を構築し，微小摩擦熱と素子出力の関係を実験的に検討し，素子サイズと摩擦熱検知感度との関係を明らかにした．以上，FEMシミュレーション及び試作プロトタイプ素子による実験的検討の結果より，提案の計測原理で微小欠陥検出が実現可能である見通しを得た．一方で，その実現にはマイクロサイズでの熱検知素子製作が必要で，今後，25～26年度採択課題(若手(B))で引き続き検討を進める．
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Key Engineering Materials
巻: Vols. 523-524 ページ: 826-831
DOI:10.4028/www.scientific.net/KEM. 523-524.826
Advanced Materials Research
巻: Volume 497 ページ: 137-141
10.4028/www.scientific.net/AMR.497.137
http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/
