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（1）改良型冷凍ピンチャックの冷却特性：試作冷凍ピンチャックに対して，基板はく離強度向上のためにピンピッチを2mmから1mmに縮小，および冷却特性向上のための冷却液配管の2系統化，ピン間冷却液供給流量の調整の高精度化を行った改良型冷凍ピンチャックを設計，製作した．基板保持の基礎実験により，ピンピッチ1mmにおいても塗布条件の最適化によりピン間に冷凍液が溜まりすぎることなくピン上に均一な液滴を形成でき，試作チャックに対してはく離強さを約4倍に向上させた基板保持を実現した．これにより，試作チャックでは困難であった10kPa以上の研磨圧に耐え得る加工の見通しを得た．
（2）冷凍液塗布条件の最適化：冷凍液を霧化，上方から低速で堆積，およびチャックを回転させる方法により，冷凍ピンチャック全面に均一に液滴を形成することを可能にした．霧化装置には回転霧化式を用い，タービン回転数，ノズル設置位置，塗布時間などに最適値があることを明らかにした．
（3）形成冷凍液の評価方法の確立：φ300mmの冷凍ピンチャックに6万本以上あるピン上に形成する液滴については，多数であることと冷凍液の蒸発のために塗布状態の均一性について正確に評価する方法がなかった．そこで，微少な液滴の形状とサイズと液滴形成状態を観察する測定システムを構築した．本システムは，高倍率レンズを取り付けた高速度カメラにより液滴を連続撮影して画像処理する方式であり，半径方向のピン146本を5μmの精度で短時間に測定することを可能にした．
（4）基板保持時の表面張力の影響：冷凍液をチャック全面に塗布する場合と比較して，本手法は基板をピン上の冷凍液で支えることにより表面張力による基板変形を抑制するが，ピンと基板裏面に生じる冷凍液の表面張力による引張力とそれによる基板の変形量について明らかにした．
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