2014 Fiscal Year Annual Research Report
機上ポリシング加工現象観察装置の開発およびその現象解析
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25870514
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
カチョーンルンルアン パナート 九州工業大学, 情報工学研究院, 助教 (60404092)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | particle / polishing / evanescent / laser / near field / scattering / surface / 国際研究者交流（米国） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリシング加工現象における研磨液中微粒子の挙動を可視化し，その微粒子による加工現象の機能を解析するため，ポリシング機に搭載可能なエバネッセント光を用いたポリシング現象観察装置を開発した．開発した光学系ユニット本体の重量は約16 N（1.6 kgf）であり，ポリシング機に搭載可能なものであった．実験的に確認できたことを以下に挙げられる．
１．ライン＆スペースパターンを観察した結果，光学顕微鏡系の解像度（結像系としての解像限界又は横分解能）が約400 nmであった．これは，観察の際に研磨微粒子が400 nm以上離れれば，明確に個々に識別できるということであり，粒径400 nm以下のナノ粒子を観察できないということではない．（本研究では，エバネッセント光領域に侵入した個々のナノ粒子からの散乱光を追跡することにより，ポリシング加工に関わる粒子の挙動を観察するのである．）
２．次にシリカ（SiO2）の被ポリシング面において，エバネッセント光を発生させ，金ナノ粒子を観察した結果，15 nmのナノ粒子の挙動を動的（100 frame/s）に可視化し観察することに成功した．また，次世代パワー半導体といわれ難加工材である単結晶SiC基板においても結晶性による複屈折率の影響を受けるが，50 nmの微粒子の挙動が観察された．
３．ポリシング機に設置し，ポリシング圧10 kPa（1.5 psi），被ポリシング面に対してポリシングパッド（IC1000）のすべり速度50 mm/sの条件下でポリシング現象を再現し，ナノ粒子（化学反応を除外するため100 nmのダイヤモンド粒子）の挙動を観察した結果，ポリシングパッドの進行速度に対して，僅0.1％であった．また，ポリシングパッドの溝により発生する渦が被ポリシング面においても渦の影響が及ぼしていることも確認された．
以上より，将来的に場合によっては解像度を上げるなどの課題はあるが，現時点では実機におけるポリシング現象を可視化することに成功した．
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