担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>液中ナノ粒子の表面付近での三次元挙動を把握するため、多波長エバネッセント光により三次元追跡と可視化を行う動的観察法を提案している。本稿では、水中で透明となる傾斜面を形成し、面上に異なる粒径をもつナノ粒子を付着させ、水中における静止した標準ナノ粒子絶対高さ位置（表面からの浅深距離）を多波長エバネッセント光学系と干渉光学系によって確認することで、算出した粒径は、呼び径±5nm（2σ）の範囲であった。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_284

CiNii Research

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.2493/jjspe.90.184

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CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/90/2/90_184/_pdf

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>Some nanoscale technologies are being employed without a full understanding of the underlying phenomena. Both static and dynamic observations of nanoparticles are essential for investigating these phenomena. While there are several methods for static observation such as scanning electron microscopy typically in a vacuum environment, however, there are few methods for dynamic observation. One of the dynamic observation methods is to observe nanoparticles using an evanescent field, a unique field that emerges only near the surface being observed. The dynamic observation method has been proposed for measuring the three-dimensional positions of moving nano-particles in liquid using a multi-wavelength evanescent field. However, the absolute height of the nano-particles remains unexplored in this study. Hence, to establish this method, it is necessary to confirm the absolute distance or the height from the surface being observed at the same position by other reference measurement methods. In this paper, an optical resin with a refractive index close to the water was formed as an invisible reference tilt surface that was thinner than 200 nm in height. We also constructed a compact interferometric optical system to utilize optical interferometry that can measure the height of the tilt resin without contact and with nanoscale accuracy. Polystyrene standard nano-particles suspended in water were deposited onto the water-invisible tilt resin and was measured the height at each position on the tilt resin by a multi-wavelength evanescent field. As a result, it was confirmed that the 3D position measurement of particles using multi-wavelength evanescent fields tends to follow the resin surface height well. At the heights under approximately 100 nm, the differences in height were less than 5 nm between multi-wavelength evanescent fields and interferometry measurement, and the precision (2σ) also was approximately 5 nm.</p>

DOI： 10.1299/jamdsm.2024jamdsm0049

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その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jamdsm/18/4/18_2024jamdsm0049/_pdf

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>This study proposes a novel process called peeling of nano-particle (PNP) to remove material locally on a hard material surface, such as silicon carbide (SiC), diamond, and gallium nitride (GaN), using the magnetic nano-particles in an aqueous solution controlled by magnetic fields. By the concept of the PNP process, magnetic fields are generated by two solenoid coils, which are sandwiched between the hard material sample, to pull the magnetic nano-particles to adhere to and then peel the material from the sample surface. In this experiment, iron (II, III) oxide (Fe₃O₄) particles with a diameter size in the range of 50–100 nm were dispersed in water, and the pH value was adjusted to 10 by potassium hydroxide (KOH). The particles were magnetically controlled on the silicon carbide (4H-SiC) surface by the magnetic fields at approximately 17 mT. To confirm the contact phenomenon of the Fe₃O₄ particles on the 4H-SiC surface during the PNP process, an optical system was developed by applying evanescent field microscopy to limit the observation range to approximately 300 nm from the 4H-SiC surface. According to the experimental observed results, the control phenomenon of two examples of Fe₃O₄ particles could be observed through their scattering light, which relates to the magnetic field generating sequence wherein the particles were magnetically pulled in and out of the 4H-SiC surface in the limit range of the evanescent field. During the particle pull to the surface, particles were able to be tracked in the <i>X</i>–<i>Y</i> directions during the approach to the 4H-SiC surface. The Brownian motion ranges in all directions of the particles decreased when the particles approached close to the surface due to the pulling magnetic field. Moreover, the magnetic field enforced the magnetic moment of the particle and limited their rotation.</p>

DOI： 10.20965/ijat.2023.p0410

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85164951255&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>By peeling of nano-particle (PNP) process, the magnetic nano-particles in an aqueous solution are employed to be locally magnetically controlled for adhering to a substrate surface and removing the material. In order to remove the material on the surface, the touching phenomenon of particle on surface needs to be confirmed. In this study, the touching phenomenon of nano-particle on the substrate surface was experimentally observed in situ the PNP process by our developed optical system applying multi-wavelength evanescent fields. The action forces, such as DLVO force and magnetic force, on the particle were measured by the height Z of the particle from the substrate surface. Fe₃O₄ particles with the sized range 50-100nm dispersed in the KOH solution (pH value of 10) were employed to be magnetically pulled to approach a silica glass surface by the controllable magnetic field generated by a solenoid coil. During the magnetic field generating, the height Z of nano-particle were measured at the closest approximately 10 nm, in which the DLVO force at measured height Z approximately 0.5-0.9 pN by calculation. To pull the particle touch on the glass surface, the pulling magnetic force on the particle size in range 50-100 nm should be higher than 1 pN approximately.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_384

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>半導体製造工程における接触・非接触洗浄現象を光学系顕微鏡上で再現し、ナノスケール表面近傍における研磨超微粒子やサブ20 nm金粒子等の剥離・再付着挙動をエバネッセント光によって実時間で観測し、洗浄メカニズムの解明に取り組んできた。本稿では、シリカガラス基板表面に付着した標準シリカ粒子を純水中で観測し、サブ50 nm超微粒子観測ではエバネッセント光場が優位であることを検証した。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2022s.0_126

CiNii Research

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

本講演では，二波長のエバネッセント光を用いることにより，ナノスケールにおける加工表面近傍に作用する単粒子（各粒子）の挙動を3次元的に追跡する手法を提案する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2016s.0_5

CiNii Article

CiNii Research

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>硬脆材料であるダイヤモンド基板の高効率研磨を目的とし、フラーレンC₆₀複合型研磨微粒子を開発した。開発した微粒子をダイヤモンド基板の研磨に適用した結果、材料除去レートの向上と研磨面の表面粗さの低減を確認した。また、微粒子作成過程でフラーレンC₆₀とは異なる炭素同素体を確認した。本講演では、開発した微粒子の概要及び研磨結果について報告する。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_555

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>現在、精密な研磨の手法として磁性ナノ粒子なども用いられているものの、磁性ナノ粒子の制御が可能ではないため、局所的な加工が困難となっている。そのため、本研究では磁性ナノ粒子の局所的な制御のためにソレノイドコイルを用いて、ナノ粒子が基板表面に付着するために必要な磁力の大きさをシミュレーションと実験によって比較を行い磁束密度と力の関係について調べた。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_231

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>多波長エバネッセント光学系を用いて、表面近傍におけるナノ粒子の浅深位置を計測することは可能であるが、これまでの光学系ではダイクロイックミラーなどを用いて２波長に限定した観測を行っていた。３波長など分光波長に限定されない光学系を実現するためにPellin-Broca Prismによる多波長エバネッセント光の分光手法を提案した。構築した光学系の試作では、可視光領域で0.25 nm/pixel程度の分光性能が得られた。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_329

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>ウェハ洗浄において基板表面への超微粒子の再付着防止は必要不可欠である。これまで、表面極近傍に発生するせん断流れで剥離して移動した超微粒子挙動（移動位置）の3次元計測を行っているが、表面局在光では超近接の浮遊粒子に限った観測であったため、暗視野観察法と併用する必要がある。そこで、移動粒子の浅深位置測定に十分な縦分解能が得られるよう、本稿では円筒レンズを用いたデフォーカスの活用を試みたので報告する。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_688

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>マイクロ孔表面に付着したナノ粒子は、一般的な光学的観察手法である暗視野観察では検出困難である。これは、孔エッジの散乱光により、付近のナノ粒子が覆い隠されること、入射光が孔内部全体を照明困難なことが要因である。そのため、光干渉法によるナノ粒子観測を試みている。本稿では、孔内部表面に見立てた傾斜基板表面上のナノ粒子を検出・評価したのち、マイクロ孔内部表面のシリカ粒子の検出を試みたので報告する。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_327

CiNii Research

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>SiCは高性能パワー半導体材料として期待されているが、高硬度かつ化学的に安定なため加工が困難である．コロイダルシリカを用いたSiC-CMPには多くの時間を要する．一方，ダイヤモンド砥粒を用いることで高効率な研磨が可能だが，基板表面に多くの欠陥や転移を発生させてしまう．本研究では水酸化フラーレンを用いてシリカとダイヤモンドの効果を高め，高効率研磨と平滑面の両立を試みたので，その結果を報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2024s.0_682

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>The experimentally observing optical systems for on-machine measurement have been developed to study on nano-polishing phenomena during the chemical mechanical polishing process, which is a wet process in semiconductor manufacturing. The developed optical system employs an evanescent field to selectively enhance exclusively the observatory of phenomena occurring on the surface being polished, offering a lateral resolving power of approximately 400 nm, in the slurry concentration of up to 5 wt% based on the numerical aperture of the objective lens. In addition, there is also the observability of 105 nm and down to 55 nm-sized silica particles without requiring additive fluorescence agents in or around the nano-particles, even when these particles are moving on surfaces such as silica glass or hard materials (silicon carbide: 4H-SiC). Consequently, the motion behavior of nano-particles disjoining with polishing pad asperity was explored and discussed, in this paper. Experimental results revealed that the polishing pad spatially constrains the movement of particles between the pad and the substrate surface, guiding them toward the surface being polished. During pad sliding, fluidically dragged nano-particles exhibit slower movement than the polishing pad sliding speed while retaining the Brownian motion. Furthermore, 105 nm-sized silica particles did not continuously approach to attach onto the SiC surface; the nano-particles approached in steps with reduced Brownian motion in all directions before attaching. This behavior can be attributed to the effects of van der Waals attraction and electrostatic repulsion forces between the particle and the substrate surfaces.</p>

DOI： 10.20965/ijat.2024.p0047

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CiNii Research

その他リンク： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033252388

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

To directly investigate the dynamic nanoscale phenomenon on the surface being processed in wet conditions such as precision polishing, and cleaning in semiconductor industrial, an optical method for visualization and observation of each sub-100 nm sized particle that is moving on an interface such as a silica glass surface by applying an evanescent field have been proposing. Subsequently, we developed an experimental apparatus equipped with an optical microscopy system for verifying the moving particle observation method in a laboratory scale. This article introduces some experimentally direct observation results of duplicated wet processes.

DOI： 10.1109/RESTCON60981.2024.10463568

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85190247477&origin=inward

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>In this paper, we report the establishment of a method that utilizes the astigmatism aberration in only dark-field optical microscopy in combined with total internal reflection microscopy. This method enables the continuous observation of the behavior of nano-particles after departing from the evanescent light field, until approximately 2 μm range far from the silica surface.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2024.30.14c11

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekanto/2024.30/0/2024.30_14C11/_pdf

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

In semiconductor processing to form surface shapes, photolithography and dry etching are used. In this case, the vacuum process requires improvements cost and productivity. We propose a sonic-Assisted processing method using the resonance phenomenon of stainless used steel plate diaphragms. This method is characterized by vibrating the diaphragm with sound pressure to vibrate the particles and microfabricate on Cu thin film [1][2]. To evaluate the sonic-Assisted processing method, we attempted to process Cu wafers by transmitting vibrations perpendicular to the wafer to a SUS plate diaphragm as a micro-shape transfer process using a micro-pattern pad. As a result, 100 μm length and 20 μm width grooves were formed on the Cu wafer surface.

DOI： 10.1109/RESTCON60981.2024.10463595

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85190274771&origin=inward

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>C₆₀トルエン溶液にダイヤモンド粉末を混合させ紫外線照射を行った。その粒子を水分散したスラリーでダイヤモンド基板を研磨したところ、研磨レートと表面粗さの向上が確認出来た。また、その粒子をTEMで観察したところ、ダイヤモンド表面にC₆₀とは異なる炭素同素体が生成されていることが確認された。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023a.0_410

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>ウェハ洗浄のリンス工程において基板表面への超微粒子の再付着防止は必要不可欠である。そこで本稿では、基板表面近傍で発生するせん断流れを再現し、段階的に流速を上昇させ、粒径の異なる粒子の運びやすさをエバネッセント光で観測した。その結果、流れの影響を受けにくい、慣性の小さい、サブ100nm粒子は運ばれにくく、惰性流れの低流速時には表面上でとどまりやすい傾向にあった。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_786

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>液中ナノ粒子の表面付近での三次元挙動を把握するため、多波長表面局在光により三次元追跡と可視化を行う観察法を提案している。本稿では、屈折率が水に近い樹脂を透明傾斜面として形成し、面上に粒子を付着させ、各位置での高さを多波長エバネッセント光学系と干渉光学系で測定した。高さ約60 nmから130 nmの間で付着したナノ粒子を測定対象とし、その高さは干渉法による測定値から約±10 nmの差で一致し、標準偏差2σは約5 nmであった。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_374

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>一般的な基板表面の検査手法である暗視野観察では、マイクロ孔表面に付着したナノ粒子の観察は困難である。これは、孔エッジからの散乱光が付近のナノ粒子を覆うこと、偏斜入射光が孔内部全体を照明できないことに起因する。本稿では、干渉光学系を構築し、マイクロ孔表面に付着した金ナノ粒子の観測を試みた。その結果、粒子が表面との間に生じる強度差と位相差により強調され、100 nmの粒径をもつ金ナノ粒子が観測された。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_424

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>近年、ナノバブルは様々な用途で活用されており、その作用は巨視的に検討されているが、ナノスケールという微視的な検討例はまだ少ない。特に、単一ナノバブルにナノ粒子が混在した場合、それらの識別は十分に検討しなければ、ナノバブル作用の解明ができない。そこで、本稿では、暗視野でナノバブルの挙動を液中観測し、浮遊ナノバブルとナノ粒子を識別した。加えて、流れ場におけるナノバブルとナノ粒子の識別法も検討した。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_422

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Wet工程などでは基板表面上に流れ場が形成される。しかし、ナノスケール領域の流れ場が観察されている例を見られず、ナノスケール現象に及ぼす影響は明らかになっていない。そこで本稿では、流れ場の可視化手法であるシュリーレン法と、基板表面上(約200nm)に限定して発生する表面局在光を組み合わせた光学系を用いて、基板表面上に形成される流れ場の可視化法を提案する。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_400

CiNii Research

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本研究では、加振器による音波を用いてダイヤフラムとダイヤフラム上の研磨砥粒を振動させることにより、被加工物表面にダイヤフラム上の微細パターンを転写する新規音波加工技術を提案する。現在までに転写性を確認するため、絹パッドを貼付したダイヤフラムを加振させることで、Cuウェーハに絹パッドのパターンが転写することを確認した.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_794

CiNii Research

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>SiC研磨における新規研磨微粒子の開発を行った。ナノシリカ微粒子上に水酸化フラーレンを吸着させた水酸化フラーレンハイブリッド型高速研磨技術について提案する。ここでは紫外線イオンによるポリマー化の影響についても検討している。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2023s.0_788

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>We report the instantaneous physical evidence of detachment of residual φ80 nm Au particle due to the cavitation effect approaching during enforcing 1.1 MHz waves, which was clarified by using both of evanescent light field and dark field with duplicated the non-contact cleaning process of the surface to be cleaned.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2023.29.17d08

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekanto/2023.29/0/2023.29_17D08/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>点滴治療では流量管理は安全確保や時間管理に不可欠である．主な制御方法として液滴の滴下速度の調整があるが，薬液によっては含有する界面活性剤による影響等により，1滴が規格以下の体積で落下するため，精度を高めるために手間や費用がかけられている．本研究では，液滴の体積測定に光を用いて，その光路を工夫することで，高精度な流量測定や装置の小型化に成功した．点滴装置の性能向上に資することが期待される．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2022a.0_61

CiNii Research

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Cleaning phenomena in semiconductor manufacturing is about the nanoparticles being removed out from, or re-adhering to, or returning to the wafer surface. However, the residual nanoparticles from polishing slurry on the wafer are usually inspected only before and after cleaning process, not during wet cleaning process. Therefore, these cleaning phenomena mechanism on the surface have not already clearly known. We have been studying these phenomena by visualizing the nanoparticle motion on a surface in nanoscale wet cleaning process that are duplicated in lab-scale. This report focuses on the flow velocity distribution occurring on a surface that was obtained by duplicating the water flow in a micro fluid cell on a silica glass surface. We found that the flow, which is nearer than few micrometers from the surface being cleaned, has less shear flow velocity. Therefore, there should be some external force or energy, such as PVA brush or cavitation from ultrasonic, to remove residue particles in cleaning process.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2022.28.15h06

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekanto/2022.28/0/2022.28_15H06/_pdf

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

This article proposes a novel Peeling of Nano-Particle (PNP) process to locally remove material on a hard material surface using controllable magnetic fields. Fe3O4 particles in the size range of 50-100 nm in aqueous solution (pH value 11 adjusted by KOH) were magnetically controlled to adhere and remove from a 4H-SiC surface by two electromagnetic coils, which were sandwiched between the substrate. The particle controlling phenomenon on the surface was experimentally observed and verified by our developed apparatus applying an evanescent field. According to the results, particles could be controlled to approach and remove from the substrate surface with 12mT of magnetic field at the selective area on the substrate surface to realise the proposed PNP process.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85145554749&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Post-CMP Cleaning phenomenon is considered as the detachment of the nanoparticle from the substrate surface to be cleaned, and the occasional reattachment of the nanoparticle to surface in nanoscale. However, residual contamination on the substrate has been usually inspected only after the cleaning process. Therefore, the cleaning mechanism of nanoparticles has not already clearly known. Hence, we have established dynamically observation of cleaning phenomena near the surface by applying the evanescent light which occurred a few hundred nm from the surface. In this article, detachments of φ30, 50, 70 nm silica particles and the acoustic cavitation effect were observed during enforcing 1.1 MHz waves in 60 frames per second. The main phenomenon was described that some of each silica nanoparticles were randomly intermittently detached from the surface when the cavitation effect repeatedly irregularly occurs and decays near the surface or remained on the surface during enforcing MHz wave.

DOI： 10.1149/10804.0017ecst

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85132389297&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

In the wet semiconductor process, abrasive nanoparticles are widely used in the chemical mechanical polishing (CMP) process to polish wafer surfaces for high planarization. During polishing, nanoparticles move with a high-speed three-dimensional (3D) position in the solution. In the 3D particles's moving positions, Z is a perpendicular longitudinal distance between the surface to the nanoparticle that plays a significant role in polishing, which could not be measured by general microscopy without longitudinal scanning. To understand nanoparticle phenomena near-surface, we have proposed and developed the apparatus with real-time fastmotion tracking on optical multi-wavelength evanescent fields microscopy to measure the 3D motion of the nanoparticle in water without scanning. In euspen's 2020, we could verify the relative distance ?Z of nanoparticles in water, but the absolute distance Z is unknown yet. In this manuscript, we have therefore developed an invisible nano-step height in water to verify the absolute height Z of an individual nanoparticle. The invisible nano-step height in water is made from an optical resin with a refractive index of 1.35 that is close to a refractive index of water to avoid unnecessary light during experimental verification. The nano-step height was less than 100 nm on a glass surface, fabricated using nanoimprint lithography. Polystyrene f100 nm standard particles in water were used to verify the height Z. The results of height Z of nanoparticles could be measured less than 100 nm with the measurement uncertainty ±10 nm (2s), which is related to the interferometer result of the nano-step height.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85145608142&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Total internal reflection is an optical imaging technique for nanoparticle tracking and observation employing the scattered light from an evanescent field near the interface or reference surface. Generally, the nanoparticle behavior is the three-dimensional Brownian motion in an aqueous medium. The motion can be traced by an optical microscopy, but it cannot be traced by an electron microscopy technique. In the three-dimensional nanoparticle moving position, the X and Y positions are parallel to the surface, which can be traced by the general microscopy techniques. However, the height position Z of a nanoparticle perpendicular to the surface could not be traced without the longitudinal scanning method. Here, a novel method is proposed to investigate the 3D position of nanoparticles by applying multi-wavelength evanescent fields microscopy, which has a high spatial resolution in the Z-direction without longitudinal scanning. This paper focuses on the verification of measurement in the Z-direction. A piezoelectric actuator was employed to control the nanoparticle displacement in height Z. Standard polystyrene 100 nm particles were randomly adhered on a spherical tip that connected with the piezoelectric actuator. The spherical tip was essentially made from an optical adhesive (n = 1.348) with a refractive index close to the water for decreasing the unnecessary signal from the tip-self during nanoparticle observation in the water. The proposed method could obtain the multi-wavelength scattering lights from the observed nanoparticles by an 8-bit color camera with higher than 50 frames per second recording to investigate the 3D nanoscale tracking. The X and Y positions of nanoparticles were determined by the centroid of the scattering light intensities. The height Z was determined from the logarithm ratios between the detected scattering light intensities of both wavelengths. The measurement repeatability of the absolute difference in height between nanoparticles could be measured less than ±16 nm by using the proposed method. The penetration height measur ability range was approximated at 250 nm from the reference surface.

DOI： 10.20965/ijat.2021.p0831

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85118859497&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>点滴治療では流量管理は安全確保や時間管理に不可欠である．主な制御方法として点滴筒内の滴下速度の調整があるが，薬液によっては含有する界面活性剤による影響等により，1滴が規格以下の体積で落下するため，精度を高めるために手間や費用がかけられている．本研究では，液滴の体積測定に光を用いることで，高精度な流量測定が可能となり，光路の工夫によって小型化にも成功した．点滴装置の性能向上に資することが期待される．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_383

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本稿は、被加工SiC表面に付着する直前のナノ・シリカ砥粒の挙動（ブラウン運動にDLVO理論を加え）を数値解析を行ない、その被加工表面に局在させたエバネッセント光場で観測した結果と比較したので報告する。約100nmのシリカ粒子がSiC基板表面から100nm以内の距離で付着・近接して運動する際は、間欠的にわずかに振動して留まるように振る舞う可能性があった。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_126

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>半導体製造工程における接触・非接触洗浄現象を光学系顕微鏡上で再現し、平板近傍における超微粒子の研磨ナノ粒子や金粒子等の剥離挙動をエバネッセント光によって実時間で観測し、洗浄現象のメカニズム解明を行ってきた。本稿では、シリカガラス表面に付着・静止したシリカ粒子径と散乱光強度特性を調べ、Wet洗浄中におけるシリカナノ粒子挙動を実時間観察したので報告する。</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_113

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>An abrasive nanoparticle behavior in chemical mechanical polishing (CMP) process is a three-dimensional (3D) motion near a substrate or reference surface. The height position is a longitudinal distance between the reference surface and nanoparticle, which is a challenge for measuring the height position in a wet condition. Our previous report could estimate the relative height of polystyrene 100 nm particles by applying multi-wavelength evanescent fields, but the absolute height was not confirmed yet. Therefore, in this report, we proposed a design concept for absolute height verification by using the developed nano-step height patterns. The nano-step height was approximately less than hundred nanometers from the reference surface. The nano-step height made from an optical resin that has a refractive index close to water to decrease the scattering light during observing nanoparticles in water. Polystyrene 100 nm particles on the nano-step height were used to estimate the absolute height of nanoparticle. The proposed concept could be used to verify the nanoparticle's absolute height in water, which can be applied to clarify the nanoparticle phenomena during the CMP process in the near future.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_588

CiNii Research

担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本研究では，CMPにおける材料除去メカニズムを明らかにするために，研磨微粒子の挙動観察を行った．観察に必要となる低屈折透明パッドは，スラリーと同程度の屈折率を有する透明樹脂を材料にして熱インプリント法により作製した．また，研磨中の研磨微粒子挙動の観察に伴って，研磨微粒子の挙動が研磨中の段差緩和とどのような関係があるか考察を行った．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_110

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The nanoscale polishing phenomena between substrate surface, 105 nm-sized SiO₂ particles slurry, and polishing pad during CMP process were experimentally observed and evaluated to identify the main factors which effectively polish a 4H-SiC substrate. The nanoscale polishing phenomena were observed in-situ by our developed compact apparatus applied an optical evanescent field. The observation is able to detect the scattering light from either the nano-abrasive particles or the pad asperities when they react to the surface to being polishing. The nanoparticle motion phenomena, which two conditions (i)only nanoparticles (without pad) and (ii)nanoparticles with pad sliding, on 4H-SiC substrate were observed. According to the observed results, the observed scattering light of nanoparticle on 4H-SiC was the ellipse shape compared with the observing on SiO₂ substrate. Furthermore, we could observe the particles moved nearer and then adhered on the surface. Less particle’s Brownian motion when the particle moved nearer to the surface. In case of nanoparticle with pad sliding, we could observe only the scattering light of pad sliding because the scattering light intensity of particle is quite lower than pad. Therefore, approached nanoparticle to 4H-SiC surface phenomena might be one possible role to explain higher polishing rate CMP parameter.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021a.0_102

CiNii Research

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

<p>This study used a water-soluble inclusion complex, fullerene/β-cyclodextrins(C₆₀/β-CDs), as additive abrasive with conventional SiO₂ slurry for the chemical mechanical polishing/planarization(CMP) of the silicon carbide substrate wafer. The hydrodynamic size(<i>d_H</i>) of C₆₀/β-CDs suspension was measured by the dynamic light scattering(DLS) method; the appearance of a C₆₀/β-CDs inclusion complex is observed by TEM. The C₆₀/β-CDs hybrid SiO₂-based slurry performed a higher removal rate than conventional SiO₂ slurry, and the polished surface showed a lower depression and roughness, too.</p>

DOI： 10.1299/jsmelem.2021.10.094-114

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmelem/2021.10/0/2021.10_094-114/_pdf

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>Superconductive assisted machining (SUAM) is a novel machining method that eliminates tool interference via magnetic levitation tools. In our study, we developed a double magnet system (DMS) to increase the maximum power of the holding force and stabilize the magnetic rotation during polishing via the higher magnetic flux compared to a single magnet system (SMS). The maximum magnetic flux density of the DMS was approximately 100 mT higher than that of the SMS. In these cases, the entire holding force increases as the distance between the superconducting bulk and lower magnet decreases. The attractive forces are maximum around a displacement of 6 mm, although the repulsive and restoring forces increase spontaneously. The polishing performances of the DMS on the SUS304 and A1100P plates were evaluated using water-based diamond slurries, for equal levitation amounts. The amount removed by the DMS increased for the A1100P and SUS304 substrates compared to that by the SMS. In this case, we observe that the deviation of the polishing area on the DMS decreases compared to that of the SMS, reflecting a more stable rotation and movement due to the higher holding force.</p>

DOI： 10.20965/ijat.2021.p0503

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130008062468

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>半導体製造中の接触・非接触洗浄工程を光学系顕微鏡上で再現し，表面近傍における研磨ナノ粒子挙動をエバネッセント光によって実時間で観測することにより，現象の解明を試みてきた．本稿では，シリカガラス表面に付着した50nm以下の金粒子径を精度よく見積もり可能であることを実証した上で，超音波照射中に液中で発生し表面に接近した気泡雲によって 20nm金粒子が剥離・再付着された挙動を1000fpsで可視化し，現象を分類したので報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021S.0_314

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130008083994

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

<p>Chemical-Mechanical Polishing (CMP) process has emerged as the method of choice for planarization in the semiconductor industry. The interaction force between the surface being polished and the abrasive nanoparticles plays a significant role in flattening the substrate surface in the CMP process. For example, when the SiO₂ nanoparticle is distant from the SiC substrate surface, the interaction force between the surface and the nanoparticles is presented. This force could be analysed using Derjaguin and Landau and Verwey and Overbeek (DLVO) theory and particle Brownian motion. According to the simulation results, we found that very fine abrasive nanoparticle such as smaller than approximately 10 nm is comparatively approach to the surface being polished more certainly.</p>

DOI： 10.1299/jsmelem.2021.10.178-171

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmelem/2021.10/0/2021.10_178-171/_pdf

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Cleaning phenomena in semiconductor manufacturing is about the nanoparticles being removed out from, or re-adhering to, or returning to the wafer surface. However, these residual nanoparticles from polishing slurry on the wafer are usually inspected before-and-after cleaning process, not during the wet cleaning process. Accordingly, these cleaning phenomena mechanism on the surface have already not clearly known. Therefore, we have been establishing dynamically visualization of wet cleaning phenomena on the surface applying localized light called evanescent light that is generated by an optically internal reflection. This report introduces some of observed physical characteristical phenomena during duplicated scrub cleaning process of 10 and 30 nm gold particles by PVA brushes without and with skin layer, which have different contact area ratio on the surface being cleaned.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2021.27.10A02

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130008091970

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Superconductive-assisted machining (SUAM) is a polishing method that employs a magnetic levitation tool, which is based on a superconductive phenomenon called the pinning effect. Since the tool magnetically levitates, the issue of tool interference is eliminated. In this study, in order to set up the polishing conditions of the magnetic levitation tool, we evaluated the relation between the flux density distribution relative to the tool position and the holding force acting on the magnetic levitation tool to maintain its initial position, set by field cooling by the superconducting bulk. For the holding force, we measured the attractive, repulsive, restoring, and driving forces. We found that the greater the holding force, the smaller the initial distance between the superconducting bulk and the magnetic levitation tool. The attractive force was found to peak when the levitated tool was displaced 6 mm from an initial position of 9 mm from the bulk, and it became only the self-weight of the magnetic levitation tool at displacements of 30 mm and above, where the pinning effect broke down. We then evaluated the polishing characteristics for SUS304 and A1100P at a tool displacement that results in the maximum attractive force. In the polishing experiment, we employed a water-based diamond slurry because the temperature of the workpiece was close to room temperature. We found that it was possible to polish SUS304 and A1100P while avoiding the effects of magnetization due to the polishing pressure or induced currents that accompany the rotation of the metal plate. The arithmetic average roughness, Ra, of A1100P was relatively high due to the effect of scratches, while that of SUS304 improved from 92 nm before polishing to 55 nm after polishing when polished with grains with a diameter of 1 μm.

DOI： 10.20965/IJAT.2021.P0234

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85102894272&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Brush scrubbing is commonly employed for cleaning contaminated polished wafers, especially after chemical mechanical polishing. Here we report the results from real-time video imaging of the brush cleaning of ∼90 nm ceria particles from thin oxide films on transparent glass substrates using evanescent wave microscopy to identify the interactions among the particles, brush, film and cleaning liquid. Two cleaning liquids, DI water (pH ∼ 6) and 0.1 M NH4OH solution at pH ∼ 11, were used. It was found that purely hydrodynamic forces are unable to remove the ceria particles from the oxide film surface and direct contact between brush asperities and film is crucial for particle detachment to occur. However, such a direct contact also causes significant particle loading of the brush as well as redeposition of some of the already dislodged particles. Preventing such redeposition is crucial for efficient surface cleaning. The dislodged particles that are transferred into the fluid flow on the film continued to move without redepositing. Since the 0.1 M NH4OH solution at high alkaline pH created an environment for charge repulsion among the ceria particles, PVA brush and oxide film, particle removal from the film is more rapid and somewhat more efficient compared to DI water.

DOI： 10.1149/2162-8777/ac1c55

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85114192686&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Chemical-Mechanical Polishing (CMP) process has emerged as the method of choice for planarization in the semiconductor industry. The interaction force between the surface being polished and the abrasive nanoparticles plays a significant role in flattening the substrate surface in the CMP process. For example, when the SiO2 nanoparticle is distant from the SiC substrate surface, the interaction force between the surface and the nanoparticles is presented. This force could be analysed using Derjaguin and Landau and Verwey and Overbeek (DLVO) theory and particle Brownian motion. According to the simulation results, we found that very fine abrasive nanoparticle such as smaller than approximately 10 nm is comparatively approach to the surface being polished more certainly.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85124800184&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Pattern effect as dishing and erosion on Cu-CMP process become a serious problem to fabricate multilevel interconnect in advanced ULSI devices. In the current study, planarization models using patterned wafer and ANSYS software are suggested to make precise predictions of the post-CMP surface height to support optimize the layout design. The slurry flow effect on the copper body has been investigated and the removed mass character is monitored through the stress distribution at the solid domain. By determination of the removal regions by the calculation, we can avoid the dishing and erosion areas in the patterned area from the post-CMP process.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85124796988&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>本稿では、近接場光を応用した工具刃先計測手法の確立のための援用シミュレーションの高精度化を目的とし、Drude-Lorentzモデルの導入を試みた．これにより従来のDrudeモデルのみを用いたものと比較し，波長により変化する反射率を考慮した解析が可能となった．また，更なる改善のために解析時のセルサイズによる影響を調査した．最後に工具刃先計測の散乱光シミュレーションを行い，得られた光散乱光特性を報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2021S.0_635

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130008084162

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We extend our recent 2D trajectory (x–y plane) and diffusion coefficient data of ceria particles near a glass surface obtained at pH 3, 5, and 7 using evanescent wave microscopy and video imaging to 3D trajectories by analyzing the separation distance between the particles and the glass surface in the vertical z‐direction. Mean squared displacement (MSD3D) of ceria particles was calculated to quantify 3D trajectories. Three‐dimensional diffusion coefficients were obtained from the MSD3D curves and were compared with two‐dimensional diffusion coefficients. By analyzing the MSD curves, we found that ceria particles exhibited only confined motion at pH 3 and 5, while both confined and Brownian motion were showed at pH 7. We also evaluated the cleaning ability of DI water adjusted to pH 10 and 12 to remove ceria particles from glass surfaces and related the results to the calculated trajectory, diffusion coefficient, and interaction potential data. [Figure not available: see fulltext.]

DOI： 10.1557/s43578-020-00067-4

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85101009909&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

<jats:title>Abstract</jats:title>
<jats:p>Superconductive Assisted Machining Method (SUAM) has been studied for polishing methods inside the hollow structure such as SUS tube. Levitation tool with Nd permanent magnet in the SUAM system is trapped by magnetic flux pinning effect into the superconductor bulk mounted in the liquid nitrogen box. In this case, initial displacement of the levitation tool can be adjusted until 12mm during cooling process under magnetic field. Movement of the superconductor bulk controls the applied force and rotation speed of the levitation tool. In previous research, we demonstrated that the SUAM could be applied lapping and polishing process on concave and flat shapes of the resin, aluminum and SUS materials. In present study, we develop the double magnet system that Nd permanent magnet fixed under the superconductor to increase holding force of the levitation tools. As results, holding force and levitation amount of the double magnet system increase against the conventional single magnet system. We also evaluate dominant parameters such as the placement of the superconductors and magnet flux density distribution from double permanent magnets on the holding force and levitation amount. In this case, the holding force and floating amount is calculated by JMAG using Finite Element Method to compare with the experimental results.</jats:p>

DOI： 10.1115/lemp2020-8553

CiNii Research

その他リンク： http://asmedigitalcollection.asme.org/lemp/proceedings-pdf/doi/10.1115/LEMP2020-8553/6619658/v001t03a009-lemp2020-8553.pdf

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The nanoparticle phenomena concern three-dimensional motion in a fluid in which the nanoparticles move at ultra-high-speed with Brownian motion. However, current commercial methods for nanoparticle position tracking are only able to determine a two-dimensional position, and are not able to define the longitudinal axis Z as the third dimension. We have therefore proposed a method and have observed the three-dimensional tracking of individual nanoparticles with nanometer localisation precision and high temporal resolution. In this paper, 100 nm polystyrene standard particles were used to investigate our three-dimensional tracking method. Evanescent fields have been used to obtain a scattering light from the observed particle near the reference surface. The single wavelength could determine the localisation tracking of the X, Y coordinates, but was not available for tracking the height Z, because the particle size is usually unknown. Thus, we have employed multi-wavelength evanescent fields to achieve higher localisation tracking of the height Z. The X, Y coordinates of an individual nanoparticle were determined by the centre of mass of the scattering light intensities, and the height Z was evaluated from the detected scattering light intensities, then plotted with an exponential relationship. The penetration height ability of our method was approximately 250 nm from the reference surface (Z = 0). The outcomes of this study can provide information explaining some of the phenomena during nanoscale processes on a surface, such as in a semiconductor wet process.

DOI： 10.1088/1361-6501/ab87ec

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85087182536&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

This study investigated the behavior of water-soluble inclusion complexes (fullerene/β-cyclodextrin, C60/β-CD) as solid-state reacted abrasive particles for chemical-mechanical planarization (CMP) of 4H-SiC substrates. The size of C60/β-CD was measured by dynamic light scattering. The material removal rate with the aid of C60/β-CD was increased by 49%. Also, the indentation hardness and wettability were examined for the transition area by mechanochemical reaction. According to the decreasing hardness and contact angle, an adlayer consisting of C60/β-CD was indented by a Berkovich indenter against the substrate. Thus, the removal mechanism of advanced CMP among SiC substrates, C60/β-CD, and SiO2 abrasives is theoretically proposed.

DOI： 10.35848/1347-4065/ab8c9b

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85085659395&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Using evanescent wave (EW)-based optical detection methods coupled with video microscopy, we investigated in situ trajectories, diffusion, and interaction energies of ∼140 nm ceria particles near a glass surface at pH 3, 5, and 7. Trajectories of a single ceria particle in a 2D (x-y) plane were obtained by linking its time-sequenced positions. Diffusion coefficients of several single ceria particles were calculated from their respective mean-square displacement (MSD) versus time curves, and the results were interpreted based on the interaction potential energy curves obtained from Boltzmann statistics of the EW scattering intensity fluctuations of the particles. The types and characteristics of particle motions were determined by analyzing the MSD curves. Whereas both confined or subdiffusive and Brownian motions of the particles were observed at pH 7, only confined motion was seen at pH 3 and 5, and their corresponding diffusion coefficients are similar to those reported by several authors.

DOI： 10.1557/jmr.2020.6

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85078497905&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We extend our recent 2D trajectory (x-y plane) and diffusion coefficient data of ceria particles near a glass surface obtained at pH 3, 5, and 7 using evanescent wave microscopy and video imaging to 3D trajectories by analyzing the separation distance between the particles and the glass surface in the vertical z-direction. Mean squared displacement (MSD3D) of ceria particles was calculated to quantify 3D trajectories. Three-dimensional diffusion coefficients were obtained from the MSD3Dcurves and were compared with two-dimensional diffusion coefficients. By analyzing the MSD curves, we found that ceria particles exhibited only confined motion at pH 3 and 5, while both confined and Brownian motion were showed at pH 7. We also evaluated the cleaning ability of DI water adjusted to pH 10 and 12 to remove ceria particles from glass surfaces and related the results to the calculated trajectory, diffusion coefficient, and interaction potential data.

DOI： 10.1557/jmr.2020.246

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85092319953&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The nanoscale polishing phenomena between the substrate surface and polishing pad during process, such as CMP process, were observed and evaluated, in this report. The concept of observation method is applied the generated evanescent field to limit the observable region only on the surface being polished, and the detectable scattering light from the nanoparticles and polishing pad when they move close to the surface in a range of evanescent field. The detected scattering light intensity could be used for evaluating the phenomena. According to the observed results, there should have been more than two different phenomena in polishing; the particles adhering on the polishing pad, and the individual movement particles during moving. However, the phenomena being able to perform polishing, could not clearly identify yet.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2020S.0_658

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007896847

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本研究では粒径が数十nm〜百nm程度の粒子径を持つダイヤモンドなどコア粒子上にフラーレン分子を吸着させ，紫外線照射のほかに，マイクロ波合成法を併用させることでフラーレンを新規炭素同素体へ物質変換を行い，研磨微粒子上に安定化した数nmレベルの機能性炭素層を形成する．ここでは形成された新規炭素同素体の分類を行うとともに難加工基板に対する研磨性能の影響について評価する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2020S.0_486

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007896718

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

To understand the nanoparticle motion behaviours on a surface, we have studied to investigate the three-dimension tracking of an individual nanoparticle with nanometre localisation accuracy. In three-dimensional nanoparticle moving position, the X and Y coordinates are on the parallel plane to the surface, which their coordinates can be tracked in general microscopy. However, the Z coordinate is the nanoparticle height position perpendicularly to the surface plane, which could not be generally tracked without longitudinal scanning method. In this paper, the polystyrene 100 nm standard particles were used to investigate the three-dimensional tracking. The individual standard nanoparticles were fixed on the tip, which was vertically travelled with the piezo actuator for movement control on the third dimension to verify the actual height Z. Our developed optical microscopy apparatus has been applying multi-wavelength evanescent fields, and obtaining multi scattering light intensities from the observed nanoparticles near to surface. Commonly, the X and Y coordinates of nanoparticle were determined by the centre of mass of each scattering light intensity. The height Z was investigated from the integration of the detected scattering intensities of each wavelength. By using our method, the height Z uncertainty could be measured approximately less than ±20 nm, and the penetration height measurability was approximately 250 nm far from the reference surface. Consequently, we could three-dimensionally track the individual standard nanoparticle in recording speed higher than 50 frames per second.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85091559647&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>半導体製造工程で重大な欠陥となるウェハ表面残留研磨ナノ粒子(φ100 nm以下)の洗浄現象が未だ解明されていない．そこで，表面近傍でのナノ粒子離脱・再付着挙動をエバネッセント光によって実時間観察する手法が確立されてきた．これまで，PVAブラシによる接触洗浄現象の観察を行ってきた．本稿では，予めナノ・シリカ粒子(φ100 nm以下)を付着させた酸化・窒化膜のガラス基板表面を用意し，洗浄液中において2MHzの超音波を照射することで非接触洗浄現象を再現した．その可視化した結果を報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2020S.0_660

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007896839

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Cleaning phenomena in semiconductor manufacturing is about the nano-contamination being repelled out from, or adhering to, the wafer surface. However, residual contamination on the wafer has been usually inspected only before and after cleaning process, not during wet cleaning process. Therefore, these cleaning phenomena mechanism on the surface have not already clearly known. We have been establishing dynamically visualization of wet cleaning phenomena on the surface applying localized light called evanescent light generated by internal reflection. This article introduces some of observed physical phenomena during duplicated cleaning process in both contact cleaning by a PVA brush and non-contact cleaning by mega-sonic wave.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2020.17E02

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007994424

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The nanoscale phenomena, such as chemical mechanical polishing (CMP) process, present near the surface. A three-dimensional nanoparticle tracking could explain the phenomena that happen in the polishing process. From our previous report, we have investigated the three-dimensional motion of an individual standard nanoparticle by using optical method, but the height Z on the third dimension was not accurately verified. In this report, the sub-100 nm individual nanoparticles were fixed on the tip which the tip was connected to the piezo actuator for controlling the height Z displacement. The multi-wavelength evanescent fields with optical microscopy system is also applied in the experiment for three-dimensional nanoparticle tracking. The scattering light from nanoparticle will exponentially increase when the nanoparticle on the tip was downward moved close to the reference surface. Finally, The height Z uncertainty could be measured approximately ±25 nm and the penetration height measurability were 200 nm far from the reference surface. We could three-dimensionally track the individual standard nanoparticle in recording speed higher than 50 frames per second for exposure time less than 10 milliseconds.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2020S.0_588

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007896683

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>This paper reports development of an optical apparatus for Real-time observation during chemical reactions in Nano-scale process on surface such as CMP (Chemical-Mechanical polishing) and catalysis by applying in evanescent field. Beside using evanescent field to observe Nano-particles in physical aspects, the developed Raman spectroscopy apparatus aims to observe chemical aspects during reactions on processing surface. Changes in Raman scattering spectrum is expected to understand chemical reactions on the processing surface. In this report, the 532 nm wavelength laser source will be used to generate evanescent field. A rotation stage of diffraction grating and a translation stage will used to optimize the Raman spectrum data.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2020S.0_622

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007896772

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

© 2019 IEEE. This paper proposes the experimental of hydropower plant generator system (HPGS). The HPGS using LabView that simulate the veritable flow rates control system is considered, the plant system includes of a permanent magnet synchronous generator (PMSG), a diode bridge rectifier circuit (DBRC) and an Inverter control system. The Inverter control system is used for current and voltage control is the power converter. The controller configured by the function in LabVIEW. In addition, valve control has too installation to computer monitoring a flow rate of water. Also, the obtained parameters are calculated form generator torque characteristic The HPGS using LabVIEW the implemented is explained by comparing the HPGS using Pelton method and the HPGS using standard method.

DOI： 10.1109/ICEAST.2019.8802533

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85071733330&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

© 2018 IEEE. Chemical Mechanical Polishing (CMP) of silicon wafer is indispensable for providing the substrate used in manufacturing of semiconductor device. However, the CMP process has many parameters, such as polishing pressure, platen/carrier rotational speed, polishing pad characteristics, chemical solution/abrasive in polishing slurry. In these parameters, abrasive particles in the slurry have both mechanical and chemical actions. To enhance the CMP process efficiency, we have been studied the relationship between the Material Removal Amount (MRA) and the increase of abrasive particle size during CMP. In this report, the colloidal silica abrasive nanoparticle sizes of 20 nm and 55 nm were used for polishing the Silicon wafers by a CMP machine, which is installed a slurry pool. A dynamic light scattering (DLS) spectra measures the increase in abrasive nanoparticle sizes. The silicon particle size after CMP process were direct proportion with MRA of Si-wafer was polished.

DOI： 10.1109/ESIT.2018.8665198

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85064232763&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>工具の小径化に伴い工具長の高い検出精度を持った非接触式ツールセッタが求められている．現在，一般的なものは幾何光学に基づくため精度は数μmまでである．そこで本研究では，数百nmの精度を持つ近接場光を応用した工具刃先測定手法を提案している．その際，様々な刃先形状や材質の散乱光特性を把握するために数値シミュレーションを用いている．本稿では，数値シミュレーションを用いて工具刃先からの散乱光特性を評価した．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2019s.0_904

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CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>半導体製造ではウェハ上に残留する直径100 nm以下の研磨ナノ粒子は重大な製造欠陥を引き起こすため，研磨後の表面洗浄は必要不可欠である．未だ解明されていないブラシスクラブ洗浄時表面近傍で発生するナノ粒子の付着・離脱挙動現象を，基板表面のみに局在するエバネッセント光で動的に観察した．本稿ではPVAブラシと異なった波長で蛍光するナノシリカ粒子を用いてブラシと粒子を色識別し，洗浄現象の可視化を行ったので報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2019s.0_138

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CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The nanoparticle is popularly used for chemical mechanical polishing process (CMP) in semiconductor industry. There are many unknown phenomena in nanoparticles moving during polishing process. Therefore, we have been studying the phenomena by using optical method on 3D position tracking of nanoparticle in real-time measurement. In this report, the gold 50 nm standard particles would be observed to determine the 3D motion tracking of individual nanoparticle. According to our previous studies, the single wavelength of evanescent light field is hard to determine the 3D spatial position of each nanoparticle. Thus, the multi-wavelength of scattering light is applied in the experiment. The scattering light will occur when the particle moving near to the reference surface. Finally, the 3D position tracking results of standard nanoparticle will be investigated and discussed by the exponential relationships between the detected scattering light and the measured depth Z values.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2019s.0_459

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担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>In this paper, the performance evaluation of developed in-situ apparatus for real-time observation were studied. The apparatus could observe the nanoparticles phenomena on surface between substrate and polishing pad that is essential to improve the Material Removal Rate (MRR) of the substrate during Chemical Mechanical Polishing (CMP) process. We propose the single wavelength by applying an evanescent field in order to observe the nanoparticles phenomena. The experimental condition were separated into two experiments, as different size (sub 10 nm and 105 nm) silica slurry ( 5 wt% with pH 10.5) with pure water (pH 10.5). According to the experimental result, the our apparatus could detect the scattering light intensity of pure water and silica slurry during polishing process. The silica slurry are higher scattering light intensity than pure water, and sub 10 nm silica slurry is highest intensity.</p>

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2019.72.A42

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007801889

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The study on removal mechanism of nanoparticles near to polished wafer surface is necessary to efficiently clean the nano-particles from the wafer in semiconductor manufacturing process. An optical method has been applied to visualize only the nano-particles moving near to a surface by an evanescent field. We generated the evanescent field locating in limited range from the film surfaces by reflecting a laser beam at an incident angle larger than critical angle. The removal phenomena of the SiO₂ particles (105 nm) on the BK7 glass surfaces were observed by our developed experimental setup. The SiO₂ particles removal with ultrasonic (approx. 1 MHz) was demonstrated.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2019.25.18A02

CiNii Article

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007712645

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>病院などで使用されている点滴装置は，流量を一定に保つために正確な流量測定が必要である．特に，抗がん剤などの副作用がある薬液を使用する場合には，より正確性が求められている．現在使用されている点滴測定装置は，液滴の濃度が高いと精度が悪化するというデメリットがあるため，液滴の種類によらず測定できる測定手法が求められている．本研究では，画像処理を使用した体積推定により，液滴の体積を測ることを目的とした．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2019A.0_476

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CiNii Research

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007800991

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

In recent years, superconductive assisted machining method (SUAM) using a magnetic levitation tool utilizing a superconducting phenomenon such as pinning effect has been developed to reduce tool interference on the conventinal procceing method. Measurement of the force by the magnetic levitation tool is evauated in the air to determind polishing conditions. In our study, polishing test were performed not only on aluminum plate but also stainless steel plate using fixed and loose abrasives. As a result, the superconductive assisted machining method was applicable to stainless steel material.

DOI： 10.1299/jsmemmt.2019.13.D38

CiNii Article

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007836391

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The manufacturing process of the transparent pad was developed by the thermal imprint method equipped with a special jig for controlling the thickness, pattern and electrode structure. Particle behavior is controlled by the electric field using a wire mesh inserted into a low index transparent polishing pad. As a result, the movement of hybrid particles of diamond particles and silica particles can be observed in an electric field using a digital microscope. Furthermore, in the polishing experiment, it was possible to obtain a higher amount of material removal in the presence of the electric field than in the absence of the electric field.

DOI： 10.1299/jsmemmt.2019.13.D39

CiNii Article

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007836392

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

In surface fabrication process, such as the polishing in semiconductor substrate, there are many nano-particles moving on or nearby the surface to be polished. We have been establishing an optical method to observe and to track the 3-dimensional position of each dynamical moving nano-particle on time by applying an evanescent light field. In this report, the scattering light characteristic from a moving nano-particle in an evanescent field generated by internal reflection on a silica glass surface was analysed by FDTD (Finite Difference Time Domain) method on MATLAB. We discuss the scattering light from a particle moving perpendicularly to a surface in an interval time as one recorded frame in practical observation.

DOI： 10.1299/jsmemmt.2019.13.D18

CiNii Article

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その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007836425

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Cleaning phenomenon is considered as nano-particle behaviors near the surface in nano-scale. The phenomenon concerns the removal of the nano-particle from the wafer surface to be cleaned, and the occasional reattachment of the nano-particle to surface in Post-CMP cleaning process. However, residual contamination on the wafer has been usually inspected only before and after cleaning process. Therefore, removal and reattachment mechanism of nano-particles on the surface have not already clearly known. Hence, we have been establishing dynamically visualization of cleaning phenomena on the surface applying localized light called evanescent light generated by internal reflection. In this article, we discuss the validity of our proposed optical method to observe nano-particle removal during PVA brush scrubbing in real time, by demonstrating removal of 100 nm fluorescent silica-nano-particles from a glass surface. Consequently, the mutual scrubbing behavior between nano-particles and PVA brush would be identified by fluorescent and non-fluorescent wavelength scattering light.

DOI： 10.1149/09202.0191ecst

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85077135546&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Chemical mechanical polishing (CMP) is an essential process in the manufacturing of sapphire substrate that needs to achieve a smooth planar surface without subsurface damage. Definitely, the polishing pad is one of the dominant factors in the polishing. In recent years, there are trends to decrease the synthases material that formed by chemical production for our world environment. The organic fibers are having uniform structure, easy to fabricate from the natural or waste product from agro-industry or food industry, and can be control the diameter from micro unit until nano size such as cellulose nanofibers. This study aims to developed polishing pad with organic polishing pad from the several kinds of fibers such as; bamboo, sugarcane bagasse, banana, and pineapple fibers. As a result, naturally SiO₂-contained fiber types that were bamboo and bagasse, performed considerably higher material removal rate (MRR) more than a conventional pad by 157% and 191% respectively. On the other hand, none-SiO₂ fiber type (banana, pineapple) did not perform MRR completely. Therefore, we conclude that the SiO₂ in the organic fibers could improve a material removal rate of sapphire CMP.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2019A.0_18

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007800812

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本研究では，研磨メカニズムに重要な役割を果たしていると考えられるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化を試みている．流れの相似則を利用して模擬的なスラリー流れを再現し，可視化した結果，第3報では，ウェーハ・研磨パッド間凹凸領域の循環流れについて報告した．本報では，コンディショニング条件の異なる5種類の研磨パッドについて，循環流れの数と研磨レートとの関係を調べたので，その結果を報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2018a.0_295

CiNii Article

CiNii Research

担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>本研究ではコア微粒子上に直径4nmのナノシリカ微粒子や水酸化フラーレンを吸着により生成したハイブリット研磨微粒子を難加工研磨技術への適用を試みた．ここではコアシリカ微粒子の粒子径やナノシリカ微粒子水酸化フラーレンの吸着状態によりサファイアCMPの材料除去レートが変化した．そのためハイブリット研磨微粒子の構造を最適化することにより，化学的作用や機械的作用を独立に制御する手法を試みたので報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2018a.0_312

CiNii Article

CiNii Research

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

© 2018 The Japan Society of Applied Physics. The effects of ultrafine colloidal silica particles adsorbed on the surfaces of large silica particles in slurries used for the chemical mechanical polishing of sapphire were studied. Sapphire wafers were polished using hybrid silica particles that were composed of a mixture of ultrafine (4 nm) colloidal silica particles and large (20, 55, and 105 nm) silica particles. Dynamic light scattering results showed that the hybrid particles became larger after mixing. Transmission electron microscopy images revealed that the ultrafine particles adhered to the surfaces of the large particles and that the surface shape of the hybrid particles were changed by the mixing process. Atomic force microscopy and polishing results showed that the surface roughnesses and material removal rates of sapphire substrates were improved by using the hybrid particles. The coefficient of friction between the surface of the sapphire substrate and the hybrid particles was higher than that obtained using single-sized particles. These results confirm that the hybrid silica particles enhanced the performance of sapphire polishing.

DOI： 10.7567/JJAP.57.07MD03

Scopus

CiNii Article

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85049376037&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Italy   Venice  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

<p>Mixed colloidal silica particles as abrasive in slurries have been proposed to improve and realize a high removal rate and smooth surface without subsurface damage, on sapphire chemical mechanical polishing (CMP). Mixed silica particles were fabricated by different sizes of nano-silica particle with the range of pH 7-13. The characteristics of the mixed large and small silica particles has been observed. Dynamic light scattering (DLS) spectra results revealed that the structure of the mixed particle, the small particle at the size of 4 nm are adsorbed on the large silica particles and increase in the size of the abrasive particles. Furthermore, we found that pH value affected to abrasive particle size. In these cases, our polishing tests results show that material removal rate (MRR) of the sapphire CMP totally increase. This confirmed that mixed particles could produce a higher MRR than single colloidal silica slurry. Finally, the mechanism of sapphire removal was discussed.</p>

DOI： 10.1299/jsmelem.2017.9.173

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130006744679

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

サファイアなどの難加工材料基板の高効率研磨を実現するため，摩耗特性の異なる材料を用いたポリシングパッドを開発した．ここではポリシングパッド面に耐摩耗性や強度などの機械的特性が高いナイロン繊維と耐摩耗率の低い材料を配列させて，ドレッシングを行うことでナイロン繊維部分に突起形状を形成する．ここでナイロン繊維の配向性や配列を制御できれば，パッド表面にマイクロ突起形状が得られ，安定した研磨性能が期待できる．本研究では本手法で開発されたパッドを形状発現型パッドとし，試作品を用いてサファイア基板をポリシングした．その結果，汎用品パッドのSUBA600より30％程度の材料除去レートの向上が得られたので報告する．

DOI： 10.11420/jsat.62.264

CiNii Research

担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>現在，工場などで流量を管理する場合にポンプを使用しているが，装置が高価であり，長時間使用するとチューブが摩耗し，精度に影響が出てしまう．そこで本研究では，連続流体の流量を非接触で精度±2%以下で計測することを目的としている．連続流体に，レーザで光を照射しカメラで影を撮ることで流量の測定する方法を確立するための検討を行った．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2018s.0_873

CiNii Article

CiNii Research

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Chemical mechanical planarization is one of the crucial steps for the manufacturing process of semiconductor. CMP process with good adaptability can lead to high productivity, low defect, and coping with the ever-changing materials. In CMP process, slurry plays a big role in material removal. Among the composition of slurry, the abrasive predominates in the removal rate and surface quality. Therefore, this study develops the application of water-soluble nanoparticles, such as fullerene, as abrasives for the copper CMP process. By electroosmotic phenomenon, a kind of electro kinetic force, it generates the micro-flow field for abrasive during CMP process. The increasing disturbance of flow enhances the uniformity of abrasive distribution and polishing efficiency. The electrode embedded polishing platen which causes the electroosmotic flow on polishing pad is revealed and simulated by multi-physics fields coupling software, COMSOL Multiphysics. Finally, comparing with the results of simulation and flow visualization with fluorescent powders, the optimal and reasonable design is discussed.</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2018s.0_781

CiNii Article

CiNii Research

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>ナノスケールにおける加工現象として，ナノ粒子を用いたポリシング加工がある．ポリシング加工のナノ粒子の挙動を観察し，ナノ粒子による加工現象を解明することを目的としている．そこで本研究では，表面上近傍に局在するエバネッセント光を用いた実時間計測を行っている．表面近傍にある既知のナノ単粒子に多波長エバネッセント光を当て，その散乱強度から深さ位置を調べ，分解能について検討したので，ここに報告する．</p>

DOI： 10.11522/pscjspe.2018s.0_129

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CiNii Research

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

© 2018 CURRAN-CONFERENCE. All rights reserved. This study proposes a non-contact measurement method for detecting a micro tool tip position at a nanometre precision in atmospheric environment as a non-contact tool setter. Particularly, to measure rotating small tools, optical measurement method are applied in non-contact tool setters. However, the generally used geometrical optical measurement methods do fundamentally not have nanometre precision due to the well-known light diffraction phenomenon, notably when measuring a micro tool. Furthermore, the non-contact tool setter for measuring a rotating micro tool has been indispensable because the position of a tool tip during rotation is different from the position of a static tool. The precision of tool position non-contact measurement is definitely required in nanometre scale due to the miniaturization of micro rotating tool size down to smaller than 50 μm. An evanescent light field is applied to detect a micro tool tip position in nanometre scale without contacting between a micro tool and a reference surface. In this paper, non-rotation micro tools with diameter of 50 μm were experimentally approached to and/or departed from a reference surface of a plano-convex lens by a nano-controlled piezo actuator to verify our proposed detection method. Consequently, the tool tips were recognised in the evanescent field during 300 nm range (or the evanescent field effective penetration depth) from the reference surface. It implies that the tool tip position could be detected more precisely than ±150 nm by only recognising the scattering light from the evanescent light field without tool contacting.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85054532311&origin=inward

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2018.71.g25

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekyushu/2018.71/0/2018.71_G25/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2018.71.g26

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekyushu/2018.71/0/2018.71_G26/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2018.71.f36

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekyushu/2018.71/0/2018.71_F36/_pdf

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>The study on adhesion and desorption mechanism of nanoparticles near to polished wafer surface is necessary to efficiently clean the nano-particles from the wafer in semiconductor manufacturing process. This report proposes an optical method to visualize only the nano-particles moving near to Si₃N₄ and SiO₂ film surfaces by applying an evanescent field. We generated the evanescent field locating in limited range from the film surfaces by reflecting a laser beam at an incident angle larger than critical angle. Adhesion and desorption phenomena of the polystyrene latex standard particles (50±1 nm) and the SiO₂ particles (55 nm) moving near to the Si₃N₄ and SiO₂ film surfaces were observed by our developed experimental setup. Furthermore, desorption phenomenon of SiO₂ particles (105 nm) with the flow occurred by polyvinyl alcohol (PVA) sponge brush sliding was also demonstrated.</p>

DOI： 10.1299/jsmekanto.2018.24.os0105

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekanto/2018.24/0/2018.24_OS0105/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Fabrication process of the pad has been developed by imprint method with special zig to control of the thickness and patter and electrode structure. Movement of the fine particle is controlled by electrical field using copper wire electrode inserted in the low refractive index – transparency polishing pad. As results, we can be observe the movement of the diamond particle between the pattern structures under the pad by electrical field using digital microscope.

DOI： 10.1299/jsmemmt.2018.12.d06

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmemmt/2018.12/0/2018.12_D06/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

近年，精密加工技術では，加工形状の複雑化や加工精度の向上の進行に伴い，工具干渉の問題が顕在化している．そこで本研究では，ピンニング効果などの超伝導現象を利用した磁気浮上工具を適用した研磨プロセスに適用した．この研磨法では磁気浮上工具の位置制御を行うことで，工具干渉の問題の軽減が可能である．本研究ではピンニング効果によって磁気浮上工具が空中で初期位置に復元する力（以後，引力と記載）を計測した．その結果，引力は超伝導バルクと磁気浮上工具の距離が近いほど増加した．ここでは引力が磁気浮上工具と超伝導バルク間の変位が4mmまで増加し，6mmまで一定であった．次に，固定砥粒パッドを用いて研磨圧力と回転数の影響について評価した結果，研磨圧力および回転数が高くなるにつれ，研磨量が増加した．

DOI： 10.11420/jsat.62.219

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CiNii Research

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007492417

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Mixed colloidal silica particles as abrasive in slurries have been proposed to improve and realize a high removal rate and smooth surface without subsurface damage, on sapphire chemical mechanical polishing (CMP). Mixed silica particles were fabricated by different sizes of nano-silica particle with the range of pH 7-13. The characteristics of the mixed large and small silica particles has been observed. Dynamic light scattering (DLS) spectra results revealed that the structure of the mixed particle, the small particle at the size of 4 nm are adsorbed on the large silica particles and increase in the size of the abrasive particles. Furthermore, we found that pH value affected to abrasive particle size. In these cases, our polishing tests results show that material removal rate (MRR) of the sapphire CMP totally increase. This confirmed that mixed particles could produce a higher MRR than single colloidal silica slurry. Finally, the mechanism of sapphire removal was discussed.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85041279621&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

© 2017 The Japan Society of Applied Physics. The surface and diameter size variations of colloidal silica particles during the chemical mechanical polishing (CMP) of sapphire substrates were investigated using different particle diameters of 20 and 55 nm. Dynamic light scattering (DLS) results show that the silica particles became larger after CMP under both conditions. The increase in particle size in the slurry was proportional to the material removal amount (MRA) as a function of the removed volume of sapphire substrates by CMP and affected the material removal rate (MRR). Transmission electron microscopy (TEM) images revealed an increase in the size of the fine particles and a change in their surface shape in the slurry. The colloidal silica was coated with the material removed from the substrate during CMP. In this case, the increase in the size of 55nm diameter particles is larger than that of 20nm diameter particles. X-ray fluorescence spectrometry (XRF) results indicate that the aluminum element from polished sapphire substrates adhered to the surfaces of silica particles. Therefore, MRR decreases with increasing of polishing time owing to the degradation of particles in the slurry.

DOI： 10.7567/JJAP.56.07KB01

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CiNii Article

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85026266521&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

© 2017 The Japan Society of Applied Physics. We suggest that a transparency resin sheet with low refractive index can be applied to the measurement of a silicon dioxide (SiO2) film on a silicon wafer under wet condition for a film thickness measurement system on chemical mechanical polishing (CMP). By adjusting the refractive indices of the resin sheet and water, stable measurements of the SiO2film can be expected, irrespective of slurry film thickness fluctuation because it has robustness against the slurry film. This result indicates that the transparency resin sheet with low refractive index is a useful for monitoring system of CMP.

DOI： 10.7567/JJAP.56.07KH02

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CiNii Article

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85026222432&origin=inward

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

© 2017, Fuji Technology Press. All rights reserved. This study proposes a non-contact measurement method for evaluating a micro cutting tool diameter at a sub-micrometer precision in atmospheric environment. Practically, non-contact tool measurements are widely used in optical measurement methods. However, the generally used geometrical optical measurement methods do fundamentally not have submicrometer precision due to well-known light diffraction phenomenon, notably when measuring a micro tool. We have been proposing and developing a measurement method especially for the micro tool utilizing laser diffraction. In this study, we subtracted a transparent light component from a laser light distribution diffracted by the micro tool to be measured to enhance diffraction pattern characteristics. Consequently, micro rods having diameters of 15, 20, and 30 µm could be precisely measured. Furthermore, in order to verify themethod validity, a two-helical-fluted micro tool (20 micrometer in diameter) was also measured while rotating (4 min-1) with less than 400 nm difference compared to images from a scanning electron microscopy (SEM) image. Finally, a trial to measure a micro drill diameter was also carried out during high-speed tool rotation (136,800 min-1) with our developed apparatus that is enough compact to be installed to machine tools, in order to perform the measurement in real rotation without stopping the tool rotation.

DOI： 10.20965/ijat.2017.p0736

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85028565760&origin=inward

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Non-contact tool setter for rotating micro tools has been needed because the position of tool tip during rotation is different from the position when the tool is not rotating. Furthermore, precision of tool position measurement is definitely required in nanoscale due to the miniaturization of micro rotating tool size down to smaller than 50<i>μ</i>m. An evanescent light field is applied to detect a micro tool tip position in nanoscale without contacting between micro tool and detector. In this report, micro tools with diameter of <i>φ</i> 50<i>μ</i>m were approached to and/or departed from a glass reference plane surface by a nano-controled piezo actuator to verify our detection method. Consequently, the tool tips were detected in the evanescent field during 300 nm range from the reference surface, implying that the tool tip can be detected in the precision of less than ±150 nm by only observing the scattering light from the evanescent light field without contacting.</p>

DOI： 10.1299/jsmemecj.2017.s1330103

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CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmemecj/2017/0/2017_S1330103/_pdf

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

ナノスケールにおける加工現象として，ナノ粒子を用いたポリシング加工がある．本研究は，ポリシング加工のナノ粒子の挙動を観察し，ナノ粒子による加工現象を解明することを目的とする．そこで本研究では，表面上近傍に局在するエバネッセント光を用いた実時間観測を行っている．既知のナノ単粒子に多波長エバネッセント光を当て，その散乱光の強度を調べたので，ここに報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2017a.0_985

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担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

水と同等の屈折率を有する透明な樹脂パッドを用いて、スラリー中の微粒子観察やシリコン酸化膜の膜測など、CMPにおけるモニタリング技術に関する研究を行っている。今回は低屈折率の透明樹脂パッドを用いたモニタリング技術のコンセプトと、その足がかりとなる実験データについて報告する。

DOI： 10.11522/pscjspe.2017s.0_523

CiNii Article

CiNii Research

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2017.70.907

CiNii Article

CiNii Research

その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmekyushu/2017.70/0/2017.70_907/_pdf

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

近年，加工形状の複雑化に伴い，工具干渉の問題が顕在化している．そこで，マイスナー効果やピンニング効果などの超伝導現象を利用した磁気浮上工具が考案された．超伝導により磁石を空中で回転させることが可能なため，磁石を工具として用いれば工具干渉を低減した新加工技術に応用できると考えた．超伝導による磁石の固定力の計測結果を用いて行った研削・研磨加工の結果について報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2017a.0_765

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担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

© 2015 American Vacuum Society.We suggest that evaluation method of the polishing pad surface topography by optical technique based on optical Fourier transform. In our measurement system, intensity distribution of the diffraction light detected by the area CCD camera reflect the surface topography of the polishing pad. In this case, the incident light angles is a dominant parameter to detect the diffraction light from the several surface topographies formed by dressing process. The wavelength composition ratio (WCR)s were calculated by integration of the diffraction light intensity against the spatial wavelength of the polishing pad surface topography to quantify the surface topographies parameter of the polishing pad. As results, the high correlation coefficient between the WCRs and the material removal rate and erosion can be realized over 0.8 by optimizing incident light angle.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84964413075&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

This research studies the method to optimization of polishing slurry which colloidal silica based (SiO_2 slurry) containing C_<60>(OH)_n n=ca.10 for Chemical Mechanical Polishing (CMP) process by concentration dependence on the C_<60>(OH)_n solute between 0-0.05 wt% and varying size of abrasive particle in colloidal silica slurry between 20-55 nm. We focussed on relationship between the effect of abrasive particle size and polishing performance such as Material Removl Rate (MRR) and surface roughness of sapphire substartes. This paper consists of two parts, the first section in order of slurry preparation and polishing condition setting up for CMP process. The last section are the MRR value calculating and abrasive particle diameter size before and after CMP process measuring for optimization of mixed colloidal silica and fullerenol slurry in CMP of sapphire. These results indicate that diameter of the fine particle composed by colloidal silica slurry and C_<60>(OH)_n is a dominant parametrs to determid the MRR values against the apphire CMP.

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2016.69.361

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010054803

担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPでは，複数の加工材料に対して最適なスラリーやポリシングパッドを適用させる必要がある．これらの部材を最適化するためには，材料除去メカニズムに基づき，スラリー中微粒子の種類や微粒子径，材質，薬液を選定することが重要である．そこで本研究では，サファイア，SiO2などの複数の基板に対して動的光散乱法（DLS）を用いて微粒子径の変化について評価したので報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2016s.0_371

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

本研究では超電導現象である磁気浮上を利用し、金型や3Dプリンタなどの中空部品成形技術が抱える問題を解消する新規中空加工技術の確立を目指している。その概要としては、磁気浮上を利用して磁性体や超伝導体を一定間隔離して浮上させトラップし、さらに回転運動を加え回転工具とすることで被加工物を切削する技術である。本報では樹脂などを用いて本加工技術の原理検証を行ったので、その内容について報告する。

DOI： 10.11522/pscjspe.2016s.0_971

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担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

<p>Transparency micro-patterned pad is used to observe fine particles by an epi-illumination microscope. The material of transparency micro-patterned pad is resin which has almost same as the refractive index of water. Therefore, it has characteristic that the micro pattern could disappear in the observation image by filling water. Epi-illumination microscope has illumination system and the detection system on the same side. In this study, we succeeded to observe the diamond particles with a diameter of 1μm on the glass substrate at 1000 frame/s in dark-field illumination. This results show that the fine particles could be observed simplicity, and also suggest the possibility that the fine particles observation on opaque substrate using the epi-illumination microscope.</p>

DOI： 10.1299/jsmemecj.2016.s1330203

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その他リンク： https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmemecj/2016/0/2016_S1330203/_pdf

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Transparency micro-patterned pad, which have high transmittance at the visible wavelength region and low refractive index equivalent to water, has been developed to observe particle movement during lapping and polishing process directly. The fundamental geometry of the micro pattern has a trapezoidal pyramid shape having the base width of 6.97 μm, the height of 2.40 μm and the pitch of 12.00 μm. In the case of transparency micro-patterned pad at low diffraction index, pyramid pattern contrast in the observation image could be eliminated by filling water between the transparency micro-patterned pad and glass substrate. Therefore, we succeeded observation on the movement of diamond particles by light scattering without interference from the transparency micro-patterned pad pattern. This observation results suggest that the transparency micro-patterned pad would be a useful tool for the dynamic observation directly during the lapping and polishing.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84974530730&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

This article reveals a non-contact measurement method for evaluating micro cutting tool diameter in precision of sub micrometer in atmosphere environment. Practically, optical methods are widely used in non-contact tool measurements. However, the generally-used geometrical optical measurement methods do fundamentally not have sub micrometer precision due to well-known light diffraction phenomenon, notably when measuring a micro tool. We have been proposing and developing a measurement method particularly for the micro tool applying laser diffraction. In this article, we subtracted a transparent light component from a laser light distribution diffracted by the micro tool to be measured to enhance diffraction pattern characteristics. Consequently, micro rods of 15, 20 and 30 micrometer in diameter could be precisely measured. Furthermore, in order to verify this measurement validity, a 2 helical flutes micro tool (20 micrometer in diameter) during rotation (4 min-1) was also measured as 400 nm difference comparatively with an image from a scanning electron microscopy (SEM) image.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84974624277&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

日本   Kyoto   2015年10月18日  -  2015年10月22日

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Korea   Seoul   2015年09月16日  -  2015年09月18日

This study proposed an optical method for observation
and determination individual nano-sized particle by
applying an evanescent field with our developed portable
(~ 350 mm in length) experimental apparatus including
optical microscopy system. The observed intensity
values had the consistency with the intensity values
calculated by a light scattering model from sub-100 nm
particle in the evanescent field.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

This article reveals a non-contact measurement method for evaluating micro cutting tool diameter in precision of sub micrometer in atmosphere environment. Practically, optical methods are widely used in non-contact tool measurements. However, the generally-used geometrical optical measurement methods do fundamentally not have sub micrometer precision due to well-known light diffraction phenomenon, notably when measuring a micro tool. We have been proposing and developing a measurement method particularly for the micro tool applying laser diffraction. In this article, we subtracted a transparent light component from a laser light distribution diffracted by the micro tool to be measured to enhance diffraction pattern characteristics. Consequently, micro rods of 15, 20 and 30 micrometer in diameter could be precisely measured. Furthermore, in order to verify this measurement validity, a 2 helical flutes micro tool (20 micrometer in diameter) during rotation (4 min^<-1>) was also measured as 400 nm difference comparatively with an image from a scanning electron microscopy (SEM) image.

DOI： 10.1299/jsmelem.2015.8._1516-1_

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010045303

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Transparency micro-patterned pad, which have high transmittance at the visible wavelength region and low refractive index equivalent to water, has been developed to observe particle movement during lapping and polishing process directly. The fundamental geometry of the micro pattern has a trapezoidal pyramid shape having the base width of 6.97μm, the height of 2.40μm and the pitch of 12.00μm. In the case of transparency micro-patterned pad at low diffraction index, pyramid pattern contrast in the observation image could be eliminated by filling water between the transparency micro-patterned pad and glass substrate. Therefore, we succeeded observation on the movement of diamond particles by light scattering without interference from the transparency micro-patterned pad pattern. This observation results suggest that the transparency micro-patterned pad would be a useful tool for the dynamic observation directly during the lapping and polishing.

DOI： 10.1299/jsmelem.2015.8._2108-1_

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110010045337

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

日本   神戸   2014年11月19日  -  2014年11月21日

An optical technique based on the optical Fourier transform has been developed to evaluate the characteristics of polishing pad surface topography. The power spectrum from the optical Fourier transform, which correlates with the diffracted light intensity distribution from the diffused reflection laser light of the polishing pad surface, is observed by an area sensor camera. Then, the correlation between the spatial frequency characteristic of the polishing pad topographies and the material removal rate are investigated.

DOI： 10.1109/ICPT.2014.7017281

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その他リンク： http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=6996093

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

USA   Boston, Massachusetts   2014年11月09日  -  2014年11月14日

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84923261283&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

USA   Lake Placid, New York   2013年08月11日  -  2013年08月14日

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

France   Grenoble   2012年10月15日  -  2012年10月17日

その他リンク： http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=6353748

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Sweden   Stockholm  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The Far-field laser diffraction is proposed for measuring tool cutting-edges geometry with sub-micrometer precision. In particular, by eliciting an optical diffraction phenomenon, the cutting-edge of the tool can be monitored without a diffraction limit. This method can also be applied for on-machine measurements because of the simplicity and long working distance of the optical system; high precision can be achieved by using a laser light and there is no need for a vacuum environment. In this study, an on-machine tool measurement device using laser diffraction was developed to experimentally measure tool displacements of order of hundreds of nanometers; a piezo-drive stage was also used. Measurements of the cutting-edge curve of a ball end mill and a tool cutting-edge tolerance were also experimentally monitored.

DOI： 10.20965/ijat.2012.p0163

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84863240980&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The Far-field laser diffraction has been applying to monitor tool cutting-edge position with sub-micrometre precision because of eliciting a diffraction phenomenon. In this paper, a pulsed laser was irradiated to a gap consisting of a high-speed (150,000min-1) rotation tool and a workpiece edge in order to experimentally measured the distance of the tool tip away from the workpiece every 50 nm by the detected diffraction pattern.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84911437924&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The material removal mechanism in CMP process still remains not fully understood. It has traditionally been assumed that material removal proceeds as slurry particles perform micro cutting in the contact area between a chemical reacted layer formed on the wafer surface and the polishing pad. However, this assumption cannot explain various phenomena observed during the CMP process. Thus, a major challenge is to clarify the real mechanism of material removal. This study discusses the material removal mechanism in CMP process based on the observation of behavior of particles in slurry. The observation of particle's behavior in the evanescent light field is carried out.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84923259312&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2011年11月09日  -  2011年11月11日

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Chemical mechanical polishing (CMP) has been used in polishing a photomask substrate in flat-panel display (FPD) manufacture. Moreover, the quadrilateral geometry of quartz glass used as the photomask substrate has been enlarged. However, the slurry cannot flow throughout the glass surface evenly owing to the enlarged substrate covering the center of the platen in the polishing process. In this work, we verified the beneficial of spreading slurry into a non-inflow region by the reinforced suction of the slurry supplied to the polishing pad through a hole at center of the platen. A fluorescent agent was used instead of the slurry for flow visualization. © 2011 The Japan Society of Applied Physics.

DOI： 10.1143/JJAP.50.05EC03

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CiNii Article

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=79957514589&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The Fourier transform analysis is proposed to quantitatively evaluate the 3D surface topography of Chemical Mechanical Polishing (CMP) pads used for flattening and smoothing processed semiconductor substrates. The conditioned polishing pad surfaces have a wide range of irregular topographies ranging from topographies of a sub-micrometer to those of a hundredmicrometer order. Hence, a Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM), which can provide nanometer resolution in wide range of lateral directions by means of linear encoded mechanical stage translation, was employed to obtain numerical data of the three-dimensional topographic surfaces of polishing pad samples. The measured topographic surfaces were analyzed using the spatial Fourier transform. We discuss the power spectrum in the spatial wavelengths of polishing pad surfaces which were conditioned with diamond grits of various shapes. The analyzed power spectra indicated that the surface topography characteristics varied with differently shaped diamond grits of the same size. The diamond grits roughened the polishing pad surface. We also found that a rough polishing pad surface, one that was roughed in a spatial wavelength that of less than 20 micrometers, removed more material than comparatively smooth pad surfaces.

DOI： 10.20965/ijat.2011.p0173

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84862909298&origin=inward

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

A fluorescent agent was used instead of slurry to visualize the flow of slurry, the polishing liquid solution supplied in Chemical Mechanical Polishing (CMP). Under ultraviolet irradiation, the fluorescent agent emits light, which performs the flow of the slurry under the quartz glass, which is applied as a photomask substrate in Flat-Panel Display (FPD) manufacturing. The emitted light was observed with a digital camera. Compared to a round shape of quartz glass substrate, a large amount of fluorescent agent supplied was taken away by the straight edges of the quadrilateral geometry of the substrate and moved to the outer edge of a polishing pad placed on a platen. The fluorescent agent that was taken away by the quadrilateral geometry also remained as several uneven spiral patterns on the polishing pad when the revolution speeds both of the quadrilateral substrate and the platen, which are practically set at same or almost revolution speed, were not sufficient. Next, when the quadrilateral substrate rotated at high revolution speed (60 min -1), the fluorescent agent flowed most evenly and spread throughout the entire substrate area in the shortest time. Finally, a combination of thermocouples and a wireless signal transmission system is introduced to investigate the temperature in glass substrate CMP process.

DOI： 10.20965/ijat.2011.p0195

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84862924625&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

代表的研究業績

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Fourier transform analysis is proposed to quantitatively evaluate the surface topography of Chemical Mechanical Polishing (CMP) pads used for flattening and smoothing processed semiconductor substrate. The conditioned polishing pad surface is irregular topography in wide range from sub-micrometer to hundred micrometer order. Hence, Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM), which can provide sub-micrometer resolution in wide range of working distance, was employed to obtain numerical data of three-dimensional topographic surface of polishing pad samples. Then the measured topographic surfaces were analyzed with spatial Fourier transform. We discuss the power spectrum in spatial wavelength of polishing pad surfaces, which were conditioned with different diamond grit shape. The analyzed power spectrums indicated that the surface topography characteristics were varied with different shape of diamond grit in same size. The diamond grit roughened the polishing pad surface. We also found that the rougher polishing pad surface, which was roughed in spatial wavelength that of less than 20 micrometers, removed more material than comparatively smooth pad surface.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84871584472&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

CMP is applied to polish the photomask substrate. The quadrilateral quartz glass used as the FPD photomask substrate has become enlarged. However, the slurry cannot flow throughout the glass surface evenly due to enlarged size of the substrate. The purpose of this work is to improve on the spread of slurry into non-inflow region by suctioning the slurry on the polishing pad through a hole at center of platen. The fluorescent agent was used instead of slurry for flow visualization.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=79957654218&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Fluorescent agent was used instead of slurry to visualize flow of slurry, the polishing liquid solution supplied in Chemical Mechanical Polishing (CMP). By ultra violet irradiation, the fluorescent agent emits light, performing flow of the slurry under the quartz glass, which is applied Abstract: a photomask substrate in flat-panel display (FPD) manufacturing. The emission light was observed with a video camera. Comparing to a round shape of quartz glass substrate, the large amount of supplied fluorescent agent was taken away by straight edges of the quadrilateral geometry of the substrate and moved away from the outer of a polishing pad placed on a platen. The fluorescent agent that was taken away by the quadrilateral geometry also unevenly stayed as several spiral patterns on the polishing pad, if the revolution speed of the quadrilateral substrate and platen, which are practically set at same revolution speed, was not sufficient. Next, when the quadrilateral substrate rotated at high revolution speed (60 min-1), fluorescent agent flowed most evenly and spread throughout the whole substrate area in shortest time. Finally, employing combination of thermocouples and wireless signal transmission system is introduced to investigate temperature in glass substrate CMP process.

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その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84871556243&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

In the Sapphire Chemical Mechanical Polishing Method, the abrasive properties of fullerenol was examined, in conjunction with diamond particles, in mixed-abrasive slurries (MAS). The Ra surface roughness of Sapphire substrates was found to be improved after MAS CMP, in comparison with the use of diamond slurry CMP. These results suggest that the removal of materials in the Sapphire CMP process involves the generation of defects by the diamond abrasives, which then chemically react with the fullerenol abrasive and/or the slurry chemicals.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=79957668547&origin=inward

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年11月  -  2010年11月

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年11月  -  2010年11月

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年11月  -  2010年11月

代表的研究業績

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年10月  -  2010年10月

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年10月  -  2010年10月

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年09月  -  2010年09月

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2010年09月  -  2010年09月

主要論文集（会議） 代表的研究業績

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2009年11月11日  -  2009年11月13日

主要論文集（会議）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2009年11月11日  -  2009年11月13日

主要論文集（会議）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2009年11月  -  2009年11月

主要論文集（会議）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2009年11月  -  2009年11月

主要論文集（会議）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2009年11月  -  2009年11月

主要論文集（会議）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2009年11月  -  2009年11月

主要論文集（会議）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2009年11月  -  2009年11月

主要論文集（会議）

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/10025103361

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

主要雑誌

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおける熱的要因がスラリーの化学的効果を助長させ，研磨レートやウェハ面内均一性などに大きな影響を与えることが知られている．しかし，ウェハ・ポリシングパッドの見掛けの接触部観察，温度測定を行うことが困難なことから，その熱の発生メカニズムや要因については未解明の点が多い．そこで，本報告ではCMP時のウェハ・ポリシングパッドの温度分布を測定することで，それらがどのような特性を持っているか評価する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009S.0.1041.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005029433

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The material removal phenomenon in CMP process is not clarified yet. Therefore, the appropriate material removal model has not established. In this study, the interaction among wafer surface, polishing pad surface and fine particles in slurry was observed and material removal mechanism was investigated. In this report. the property of SiO_2 film in alkalinity solution was investigated with AFM indentation. In pH8.5 solution. SiO_2 film in KOH solution is softer than SiO_2 film in NH_4OH. In pH10 solution, a property of SiO_2 film in KOH solution is quite simillar to a property of SiO, film in NH_4OH solution. This fact suggests that in pH10 solution SiO_2 film changes soft film, the a chemical reaction layer in KOH solution is the same as a chemical layer solution in NH_4OH.

DOI： 10.1299/jsmekanto.2009.15.461

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007722430

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

In these days, ultra precision, high complexity and high efficiency of fine-fabrication using cutting tool are required. Not only performance of machine tool but also downsizing of high accurate working tool itself has been an important issue to realize the requirements. In this study, on-machine tool measurement technology using laser diffraction which is able to manage micro tool and able to post in the machine tool has been establishing. In this article, the on-machine tool measurement device applying dual wavelength is developed. We use the developed tool measurement device, installable size for machining center, to evaluate fundamental measurement performance.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2009.4.0_273

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007861922

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

近年の工業製品の高度機能化に伴い，工作機械による加工精度のみならず，加工工具そのものの小型化及び高精度化，さらには機上での工具管理が重要な課題となっている．本研究では，レーザの回折現象を用いた非接触かつ高精度な工具測定方法及び小型で機上に搭載できる装置の研究開発を行っている．本稿では，波長の異なる2つのレーザ光を用い，2個の同時測定データから工具位置測定のさらなる高精度化を試みたので報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009S.0.815.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005029877

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Cu-CMPにおける紫外光照射がCu表面を変化させ研磨レートの向上や表面粗さの改善などを可能にすると考えられている．しかし，紫外光射照によりCu表面とその付近の加工液の変化メカニズムについては未解明の点が多い．本報告では過酸化水素とクエン酸を含む加工液を用いた場合，ウェーハ上の加工液厚さと加工液中の成分の濃度変化がエッチングレートに及ぼす影響を考察し，ウェーハ表面と加工液の変化メカニズムを検討した．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009S.0.1015.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005029419

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

本研究では，紫外光を研磨中の加工表面と加工液に照射することで，光励起作用により加工表面と加工液との化学反応性を高め，エッチング作用と化学反応層の形成を促進させ，低圧研磨による材料除去速度の向上を試みた．波長193nmのArFエキシマレーザと，NH4OH水溶液にSiO2粒子を添加した加工液を用いて，紫外光照射Cu-CMP研磨実験を行った結果，紫外光を照射しなかったCu-CMP研磨と比較して研磨速度が向上したことを確認した．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009A.0.305.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004659081

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

LCDパネル製造のフォトリソグラフィ工程で使用される石英ガラス製フォトマスクは大型化し品質の向上が求められている．品質向上を目的としてマスク表面の研磨が必要となっており，石英ガラスの研磨時に発生する問題の一つに，スラリー流れの不均一が挙げられる．本研究では，角形石英ガラスの精密研磨におけるスラリーの均一な流れを実現するため，溝形状の異なるポリシングパッドでの研磨時の蛍光剤流れによる可視化実験を行い，スラリー流れのメカニズムを考察した．

DOI： 10.11420/jsat.53.578

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004494500

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Cu-CMPプロセスにおいては，ウェハ表面にスラリーとの化学反応による化学反応膜（錯体膜）が形成され，それを除去することで研磨が進行すると考えられている．しかし，研磨中スラリーに含まれる砥粒がどのような作用を及ぼして研磨を行っているかは明らかではない．そこで，AFMを用いた押し込み実験や砥粒の濃度を変化させた研磨実験を行うことにより，錯体膜の機械的特性および，砥粒と錯体膜の相互作用について評価を行った．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009S.0.1021.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005029422

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2009.62.243

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008011366

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2009.62.245

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008011367

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2009.62.247

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008011368

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

半導体デバイスの製造にはCMPが広く用いられている．このCMPで使用されるポリシングパッドの表面はランダムで複雑な形状であるため，パッド表面形状がCMPに及ぼす影響を評価するのが困難であった．そこで，本研究では表面にマイクロパターンを形成したパッドを製作し，そのパッドを用いてCMPを行うことでパッド表面形状とCMPの関係を評価することを目的とする．本報告では，製作したパッドを用いたCMP実験結果を報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2009S.0.1027.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005029425

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Taiwan   2008年11月10日  -  2008年11月12日

主要論文集（会議）

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

DOI： 10.2493/jjspe.74.810

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/10021814486

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Switzerland   2008年05月18日  -  2008年05月22日

主要論文集（会議） 代表的研究業績

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおける熱的要因がスラリーの化学的効果を助長させ，研磨レートへ大きな影響を与えることが知られている．しかし，ウェハ・ポリシングパッド接触部の観察，温度測定を行うことが困難なことから，その熱の発生メカニズムや要因については未解明の点が多い．そこで，本報告ではCMP時にウェハ・ポリシングパッド接触部での温度上昇を計測することで，それらがどのような温度特性を持っているか評価する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008A.0.839.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004658863

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおける材料除去プロセスは，ウェハ，スラリー，パッドの三要素間の相互作用により進行する．材料除去プロセスを理解するためには，ウェハとパッドの関係を解明することが重要である．本報ではCMPにおける研磨パッドの役割に着目し，研磨パッドのドライ及びウェット条件下におけるウェハとの接触状態の観察を行ったので報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008S.0.183.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005028956

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The material removal phenomenon in CMP process is not clarified yet. Therefore, the appropriate material removal model has not established. In this study, the interaction among wafer surface, polishing pad surface and fine particles in slurry was observed and material removal mechanism was investigated. At first, the property of SiO_2 film in solution was investigated with AFM indentation. Next, the AFM tip after indentation was observed with SEM-EDX system. In pH7〜pH 10 solution, SiO_2 film changed to soft material, and small adherent which was SiO_2 was observed in pH7 solution. This fact suggests that fine particles in slurry adhere materials from SiO_2 film with chemical adherent force.

DOI： 10.1299/jsmekanto.2008.14.409

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007705394

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The tool position measurement device with sub-micrometre based on optical diffraction is developed. The technique is applicable for on-machine tool measurement. According to the experimental measurement of a sample tool, the measurable tool tip configuration is not restricted only sharp cutting-edge but also planar tip; furthermore, the precision of tool position detection is better than 0.2 um.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84908222613&origin=inward

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Cu-CMPプロセスにおいては，ウェハ表面にスラリーとの化学反応による化学反応膜が形成され，それを除去することで研磨が進行すると考えられている．しかし，研磨中ウェハ表面にどのような化学反応膜が形成され，それがどのような特性を持っているかは明らかではない．このような反応膜形成を検証するため，pH値を調整した化学溶液にCuウェハを浸漬させた際のCuウェハ表面での化学反応膜の組成およびその力学的特性について評価を行った．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008S.0.201.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005028966

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

本研究では低研磨圧でのCMPを実現させるために，UV光による光学的作用も取り入れ，加工液とウェハの化学反応を活性化することを提案している．本稿では，超純水中に浸したCuウェハにUV光照射を行い，そのCu膜表面の観察および浸した液体の成分分析を行うことにより，Cu膜に対するUV光の影響を検討した．次に，UV光照射CMPを行い，Cu膜表面観察および研磨量を測定し，超純水を用いたCMPによるUV光の効果を調べたので報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008A.0.835.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004658861

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2008.61.349

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007709365

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2008.61.351

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007709386

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2008.61.353

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007709387

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2008.61.355

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007709388

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

半導体デバイスの製造にはCMP（超精密研磨技術）が広く用いられている．しかし，CMP加工の進行に伴ってパッドが劣化し加工能力が低下する問題がある．そこで，本研究では加工能力の低下を抑える最適なパッド表面形状を検討している．具体的には，リソグラフィ技術を用いることで任意の表面形状を持つパッドを製作し，その製作したパッドによりCMP実験を行ったので，材料除去特性について報告する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008A.0.843.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004658865

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおける材料除去メカニズムは不明な点が多く，その材料除去現象は未だに解明されていない．本研究では酸化膜CMPの材料除去メカニズムを解明するため，特にスラリー中の微粒子とウェハ表面との関係に着目し研究を行った．AFMを用い探針先端とウェハ表面を接触させる実験を行い，ウェハ表面の性質と探針先端への凝着を調べた．これらの結果に基づきスラリー中の微粒子の凝着現象による新たな材料除去モデルを提案する．

DOI： 10.11522/pscjspe.2008A.0.851.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004658870

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/1-84628-559-3_47

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

その他リンク： http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=5760397

担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

ドイツ   2007年04月  -  2007年04月

主要論文集（会議）

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The material removal mechanism on Chemical Mechanical Polishing is not clarified yet. Accordingly, it is difficult to build up a systematic CMP process simulation system. In order to develop CMP process simulation system, it is necessary to establish "material removal model" among wafer surface, polishing pad surface and fine particles in slurry. In the study, we are proposing material removal model for SiO_2 layer. Chemical adsorption between fine particles and wafer and between fine particles and polishing pad is an important factor for the material removal mechanism.

DOI： 10.1299/jsmekanto.2007.13.237

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007083467

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2007.60.301

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007113054

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

近年の様々な電子機器や小型光学部品などの高度機能化に伴い,超精密・複雑微細かつ高能率の加工が要求されている.それらに適応するためには工作機械の加工性能のみならず,工具そのものの小型化および高精度化,機上における工具管理が重要な課題となってきている.そこで本研究では,レーザ回折の特徴を用いて,マイクロ工具を機上において工具管理が可能なオンマシン工具計測技術の研究開発を進めている.本稿では,光回折オンマシン工具計測ユニットを試作した.そのユニットにおいてピエゾステージおよび回転ステージにより様々な測定を行い,オンマシンに向けて試作ユニットの測定性能を検討したので報告する.

DOI： 10.11522/pscjspe.2007S.0.305.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005028443

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2007.60.295

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007112970

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおいてポリシングパッド-ウェハ聞のスラリーの迅速な供給・排出およびポリシングパッド-ウェハ間のスラリーの流量分布が研磨特性に重大な影響を与える.ポリシングパッド-ウェハ間のスラリーフローの制御を行うため,ポリシングパッド上に形成する溝パターンの適切な設計方法が重要となる.本報告では同心円状溝パターン,放射状溝パターンの溝寸法を変化させて,ポリシングパッド-石英ガラス問のスラリーフロー可視化実験を行い,パッド溝パターン設計法の指針について考察した.

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2007.60.297

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007112971

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1299/jsmekyushu.2007.60.299

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007112972

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Slurry flow in CMP process was investigated with mathematical analysis and slurry flow visualization experiment. FLUENT 6.2 was used for analysis, and ultraviolet light irradiation method was carried out. In the experiment, quartz glass and fluorescent agent with DI water were used as alternative wafer and slurry. Groove pattern on polishing pad surface was studied on concentric grooves and radial grooves. Consequently, for concentric groove pattern polishing pad, slurry flow was correspondent with analysis and experiment, and unique phenomenon as delayed slurry flow area was identified. Concentric groove is adequate for flow-in and retaining slurry at the space between polishing pad and wafer, and radial groove works for drainage slurry efficiently. © 2007 Materials Research Society.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=33947218913&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

USA   2006年10月12日  -  2006年10月13日

主要論文集（会議）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2006年09月25日  -  2006年09月27日

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

2006年09月16日  -  2006年09月18日

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The extremely precise level of cutting work's demand has been increasing, recently. Therefore, the establishment of a supreme measurement technology for micro endmills during operating on ultra-precision machining center plays an important role in many micro fabrication industries. The "Diffraction Gauge MethodØ, a novel measuring technique based on far-field laser diffraction, has been proposed to measure cutting-edge profiles of micro tools (φ<500μm) with repeatability of better than 100 nm even though on-machine surroundings. In this paper, cutting-edge profile measurement of worn micro endmills (0300 μm), which operated side-milling on graphite work material, is carried out. Agreement of the measured profiles with SEM image confirms the high accuracy of the measurement technique. Subsequently, the tool wear evaluations in various cutting lengths of micro endmills before and after cutting notify the relationship between increase in tool wears and cutting length. These experimental results verify the validity of our novel micro endmill measurement technique, which can be applied into ultra-precision machining center in the near future.

DOI： 10.1299/kikaic.72.1730

Scopus

CiNii Article

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=33748329393&origin=inward

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

主要雑誌 代表的研究業績

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

タイ   Bangkok   2006年05月10日  -  2006年05月12日

代表的研究業績

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

金型や部品の微細化高精度化がますます要求されているなか、工作機械精度のみならず、切削工具そのものの工具管理が重視されるようになってきている。そこで本研究では、光の回折現象を利用し、小径工具の切れ刃形状および工具径をサブ&mu;mの精度でオンマシン計測に適用可能な工具測定評価技術の確立および開発を目的としている。本報では、直径数十&mu;mの極小径工具の測定を試みたので報告する。

DOI： 10.11522/pscjspe.2006S.0.1103.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005027134

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

SiCセラミックスは,優れた高温強度,高熱伝導率,高い化学安定性により幅広い利用価値がある.その優れた特性を利用して成形型などへの適用を図るには,無擾乱加工および許容できるコストでの超精密加工が必要である.本研究では,高温でのCMP加工により化学反応層形成を活発化させるため,室温から75&deg;Cまでの温度範囲でSiO2スラリーによるSiCセラミックスの超精密ポリシングを試みたので報告する.

DOI： 10.11522/pscjspe.2006S.0.559.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005027478

担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

According to advanced functionality in a wide variety of equipments in these days, ultra precision, high complexity and high efficiency of fine-fabrication is required. Not only performance of machine tool but also downsizing of high accurate working tool itself has been an important issue to realize above conditions. In this study, on-machine tool measurement technology using laser diffraction which is able to manage micro tool and able to post in the machine tool has been establishing. In this article, the on-machine tool measurement device is developed. The developed on-machine device is carried out a response measurement experiment of hundreds nano-displacement using piezo stage then the fundamental characteristics of the developed measurement device is verified.

DOI： 10.1299/jsmemmt.2006.6.131

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110006638933

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

CMPにおいてパッド&ndash;ウェハ間へのスラリーの迅速な供給&middot;排出,またウェハ下のスラリーの分布が研磨特性に重大な影響を与える.そこでパッド全面,パッド&ndash;ウェハ間のスラリーフローを実験によって調べ,さらにパッド溝パターンのスラリーフローへの影響を調べた.本報告ではスラリー中に蛍光物質を混入し,紫外線照によりスラリーフロー可視化実験を行ったので,その結果について報告する.

DOI： 10.11522/pscjspe.2006S.0.537.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005027466

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The material removal mechanism of Chemical Mechanical Polishing has a lot of unidentified aspects which are not yet clarified. Moreover, it is very difficult to build up the systematic simulation system on the mechanism. It is indispensable to model the contact mechanism among abrasive particles, surface of wafer and surface of polishing pad in order to construct a simulation system in CMP. However, the conventional modeling of polishing pad surface is not appropriate for the simulation. In this research, by observing the surface of the polishing pad, a model of the polishing pad surface was proposed. Further, the relationship was considered between the surface structure of polishing pad and material removal mechanism.

DOI： 10.1299/jsmekanto.2006.12.25

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110006638491

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

表面にCu膜を形成したシリコンウエハの低荷重による平坦化を目的とし,CMP加工に紫外光照射を複合させた紫外光照射CMPの研究を試みた.紫外光照射による加工物表面の励起,およびそれに伴う電子放出によりCMP加工が促進され,従来のCMP加工と比較して低荷重で材料除去が促進されることが期待できる.本報告では,超純水中でCu膜ウエハに対し紫外光を照射し,表面状態の観察を行ったので報告する.

DOI： 10.11522/pscjspe.2006S.0.523.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130005027458

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The Diffraction Gauge Method, a novel measuring technique based on far-field laser diffraction, has been proposed to measure cutting-edge profiles of micro cutting tools with repeatability of better than 100 nm even though on-machine surroundings. In this article, the cutting-edge profile measurements of worn micro endmills (300 μm) are carried out. Agreement of the tool cutting-edge profiles measured by our method with the image observed by SEM certifies the accuracy of the measurement technique. Furthermore, the automated measurement on the tools is demonstrated for a purpose of duplicating on-machine measurement. Then, wear growth on micro tools are also investigated. The measurement results suggest that the method is available to evaluate the micro tool cutting-edge profiles as an ultra precision on-machine measurement.

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84883704912&origin=inward

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

日本   Nagoya   2005年10月19日  -  2005年10月22日

主要論文集（会議） 代表的研究業績

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The aim of this study is to develop a new measuring technique bsed on laser diffraction such as Fraunhofer diffraction theory which is called the diffraction gauge method. This method makes it possible to evaluate a three-dimensional cutting-edge profile of a micro-endmill with precision of better than 100nm even though on-machine measurement. The measurement resolution was experimentally achived to be 15nm for a helical endmill and repeatability of ±50nm with valid accuracy for new tool. In this paper, in order to verify that the diffraction gauge method is of practical use such as on-machine measurement, the three-dimensional cutting edge profile measurements of a worn tool with the diameter of 0.3mm, which has performed side milling on graphite with 40000 rpm rotational speed, is discussed. The experimantal results show that the diffraction gauge method has enough high performance to be able to evaluate wear quantity of a worn micro endmill.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.4.0_85

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110006190914

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

SiCセラミックスは、その優れた高温強度、高熱伝導率、化学的安定性を生かしてさまざまな用途に適用されている。最近では、焼結材のみならず単結晶材料も開発されガラスレンズ成形型材料、半導体基板としての応用が期待されている。これらの用途に適用するには、加工表面に歪を与えない無擾乱加工技術、許容できるコストでの超精密加工技術が重要である。従来の微細ダイヤモンド砥粒によるポリシングに代わり、加工表面に化学反応層を形成し、それを除去するCMP加工はこれらの要求を満足する加工法と考えられる。本報告では、化学的安定性に優れたSiCセラミックスに対して、高温でポリシングを行い、CMP加工の実現を試みた。

DOI： 10.11522/pscjspe.2005A.0.335.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130004656915

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

A new optical measuring method of cutting edge profiles with a few nanometerresolutions for micro milling tool is proposed. The edge profile is scaled by the width between the first order maxima in a diffraction pattern, which relates to the spacing of a slit-type aperture formed between a reference knife-edge and a tool cutting-edge. The technique is applicable for on-machine measurement due to simplicity and long working distance of the optical system. In this paper, first, the theoretical analysis reveals the measurement resolution, and then the proposal of laser diffraction gauge method is mentioned. Next, the calibratability and the practicability of our technique are affirmed with fundamental experiments. Furthermore, experimental verifications are carried out for commercial tools such as straight-flute and helical-flute of micro endmills. Subsequently, excellent agreement of the profiles, which are measured with our developed experimental systems, with an image from scanning ion microscope verifies that the proposed method is efficient to accurately measure cutting-edge profiles.

DOI： 10.1299/kikaic.70.3556

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=15544383092&origin=inward

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

日本   Niigata   2003年11月  -  2003年11月

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Germany   2003年05月  -  2003年05月

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）

代表的研究業績

開催期間： 2019年01月   記述言語：日本語  

<p>工具の小径化に伴い工具長の高い検出精度を持った非接触式ツールセッタが求められている．現在，一般的なものは幾何光学に基づくため精度は数μmまでである．そこで本研究では，数百nmの精度を持つ近接場光を応用した工具刃先測定手法を提案している．その際，様々な刃先形状や材質の散乱光特性を把握するために数値シミュレーションを用いている．本稿では，数値シミュレーションを用いて工具刃先からの散乱光特性を評価した．</p>

CiNii Article

開催期間： 2019年01月   記述言語：英語  

<p>The nanoparticle is popularly used for chemical mechanical polishing process (CMP) in semiconductor industry. There are many unknown phenomena in nanoparticles moving during polishing process. Therefore, we have been studying the phenomena by using optical method on 3D position tracking of nanoparticle in real-time measurement. In this report, the gold 50 nm standard particles would be observed to determine the 3D motion tracking of individual nanoparticle. According to our previous studies, the single wavelength of evanescent light field is hard to determine the 3D spatial position of each nanoparticle. Thus, the multi-wavelength of scattering light is applied in the experiment. The scattering light will occur when the particle moving near to the reference surface. Finally, the 3D position tracking results of standard nanoparticle will be investigated and discussed by the exponential relationships between the detected scattering light and the measured depth Z values.</p>

CiNii Article

開催期間： 2019年01月   記述言語：日本語  

<p>半導体製造ではウェハ上に残留する直径100 nm以下の研磨ナノ粒子は重大な製造欠陥を引き起こすため，研磨後の表面洗浄は必要不可欠である．未だ解明されていないブラシスクラブ洗浄時表面近傍で発生するナノ粒子の付着・離脱挙動現象を，基板表面のみに局在するエバネッセント光で動的に観察した．本稿ではPVAブラシと異なった波長で蛍光するナノシリカ粒子を用いてブラシと粒子を色識別し，洗浄現象の可視化を行ったので報告する．</p>

CiNii Article

開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

<p>本研究ではコア微粒子上に直径4nmのナノシリカ微粒子や水酸化フラーレンを吸着により生成したハイブリット研磨微粒子を難加工研磨技術への適用を試みた．ここではコアシリカ微粒子の粒子径やナノシリカ微粒子水酸化フラーレンの吸着状態によりサファイアCMPの材料除去レートが変化した．そのためハイブリット研磨微粒子の構造を最適化することにより，化学的作用や機械的作用を独立に制御する手法を試みたので報告する．</p>

CiNii Article

開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

<p>The study on adhesion and desorption mechanism of nanoparticles near to polished wafer surface is necessary to efficiently clean the nano-particles from the wafer in semiconductor manufacturing process. This report proposes an optical method to visualize only the nano-particles moving near to Si₃N₄ and SiO₂ film surfaces by applying an evanescent field. We generated the evanescent field locating in limited range from the film surfaces by reflecting a laser beam at an incident angle larger than critical angle. Adhesion and desorption phenomena of the polystyrene latex standard particles (50±1 nm) and the SiO₂ particles (55 nm) moving near to the Si₃N₄ and SiO₂ film surfaces were observed by our developed experimental setup. Furthermore, desorption phenomenon of SiO₂ particles (105 nm) with the flow occurred by polyvinyl alcohol (PVA) sponge brush sliding was also demonstrated.</p>

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

Fabrication process of the pad has been developed by imprint method with special zig to control of the thickness and patter and electrode structure. Movement of the fine particle is controlled by electrical field using copper wire electrode inserted in the low refractive index – transparency polishing pad. As results, we can be observe the movement of the diamond particle between the pattern structures under the pad by electrical field using digital microscope.

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

<p>現在，工場などで流量を管理する場合にポンプを使用しているが，装置が高価であり，長時間使用するとチューブが摩耗し，精度に影響が出てしまう．そこで本研究では，連続流体の流量を非接触で精度±2%以下で計測することを目的としている．連続流体に，レーザで光を照射しカメラで影を撮ることで流量の測定する方法を確立するための検討を行った．</p>

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

<p>ナノスケールにおける加工現象として，ナノ粒子を用いたポリシング加工がある．ポリシング加工のナノ粒子の挙動を観察し，ナノ粒子による加工現象を解明することを目的としている．そこで本研究では，表面上近傍に局在するエバネッセント光を用いた実時間計測を行っている．表面近傍にある既知のナノ単粒子に多波長エバネッセント光を当て，その散乱強度から深さ位置を調べ，分解能について検討したので，ここに報告する．</p>

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開催期間： 2018年01月   記述言語：英語  

<p>Chemical mechanical planarization is one of the crucial steps for the manufacturing process of semiconductor. CMP process with good adaptability can lead to high productivity, low defect, and coping with the ever-changing materials. In CMP process, slurry plays a big role in material removal. Among the composition of slurry, the abrasive predominates in the removal rate and surface quality. Therefore, this study develops the application of water-soluble nanoparticles, such as fullerene, as abrasives for the copper CMP process. By electroosmotic phenomenon, a kind of electro kinetic force, it generates the micro-flow field for abrasive during CMP process. The increasing disturbance of flow enhances the uniformity of abrasive distribution and polishing efficiency. The electrode embedded polishing platen which causes the electroosmotic flow on polishing pad is revealed and simulated by multi-physics fields coupling software, COMSOL Multiphysics. Finally, comparing with the results of simulation and flow visualization with fluorescent powders, the optimal and reasonable design is discussed.</p>

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2018年01月   記述言語：日本語  

<p>本研究では，研磨メカニズムに重要な役割を果たしていると考えられるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化を試みている．流れの相似則を利用して模擬的なスラリー流れを再現し，可視化した結果，第3報では，ウェーハ・研磨パッド間凹凸領域の循環流れについて報告した．本報では，コンディショニング条件の異なる5種類の研磨パッドについて，循環流れの数と研磨レートとの関係を調べたので，その結果を報告する．</p>

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開催期間： 2017年01月   記述言語：日本語  

ナノスケールにおける加工現象として，ナノ粒子を用いたポリシング加工がある．本研究は，ポリシング加工のナノ粒子の挙動を観察し，ナノ粒子による加工現象を解明することを目的とする．そこで本研究では，表面上近傍に局在するエバネッセント光を用いた実時間観測を行っている．既知のナノ単粒子に多波長エバネッセント光を当て，その散乱光の強度を調べたので，ここに報告する．

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開催期間： 2017年01月   記述言語：日本語  

<p>Non-contact tool setter for rotating micro tools has been needed because the position of tool tip during rotation is different from the position when the tool is not rotating. Furthermore, precision of tool position measurement is definitely required in nanoscale due to the miniaturization of micro rotating tool size down to smaller than 50<i>μ</i>m. An evanescent light field is applied to detect a micro tool tip position in nanoscale without contacting between micro tool and detector. In this report, micro tools with diameter of <i>φ</i> 50<i>μ</i>m were approached to and/or departed from a glass reference plane surface by a nano-controled piezo actuator to verify our detection method. Consequently, the tool tips were detected in the evanescent field during 300 nm range from the reference surface, implying that the tool tip can be detected in the precision of less than ±150 nm by only observing the scattering light from the evanescent light field without contacting.</p>

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開催期間： 2017年01月   記述言語：日本語  

近年，加工形状の複雑化に伴い，工具干渉の問題が顕在化している．そこで，マイスナー効果やピンニング効果などの超伝導現象を利用した磁気浮上工具が考案された．超伝導により磁石を空中で回転させることが可能なため，磁石を工具として用いれば工具干渉を低減した新加工技術に応用できると考えた．超伝導による磁石の固定力の計測結果を用いて行った研削・研磨加工の結果について報告する．

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開催期間： 2017年01月   記述言語：日本語  

水と同等の屈折率を有する透明な樹脂パッドを用いて、スラリー中の微粒子観察やシリコン酸化膜の膜測など、CMPにおけるモニタリング技術に関する研究を行っている。今回は低屈折率の透明樹脂パッドを用いたモニタリング技術のコンセプトと、その足がかりとなる実験データについて報告する。

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開催期間： 2016年01月   記述言語：日本語  

本講演では，二波長のエバネッセント光を用いることにより，ナノスケールにおける加工表面近傍に作用する単粒子（各粒子）の挙動を3次元的に追跡する手法を提案する．

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開催期間： 2016年01月   記述言語：日本語  

<p>Transparency micro-patterned pad is used to observe fine particles by an epi-illumination microscope. The material of transparency micro-patterned pad is resin which has almost same as the refractive index of water. Therefore, it has characteristic that the micro pattern could disappear in the observation image by filling water. Epi-illumination microscope has illumination system and the detection system on the same side. In this study, we succeeded to observe the diamond particles with a diameter of 1μm on the glass substrate at 1000 frame/s in dark-field illumination. This results show that the fine particles could be observed simplicity, and also suggest the possibility that the fine particles observation on opaque substrate using the epi-illumination microscope.</p>

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開催期間： 2016年01月   記述言語：日本語  

本研究では超電導現象である磁気浮上を利用し、金型や3Dプリンタなどの中空部品成形技術が抱える問題を解消する新規中空加工技術の確立を目指している。その概要としては、磁気浮上を利用して磁性体や超伝導体を一定間隔離して浮上させトラップし、さらに回転運動を加え回転工具とすることで被加工物を切削する技術である。本報では樹脂などを用いて本加工技術の原理検証を行ったので、その内容について報告する。

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開催期間： 2016年01月   記述言語：日本語  

CMPでは，複数の加工材料に対して最適なスラリーやポリシングパッドを適用させる必要がある．これらの部材を最適化するためには，材料除去メカニズムに基づき，スラリー中微粒子の種類や微粒子径，材質，薬液を選定することが重要である．そこで本研究では，サファイア，SiO2などの複数の基板に対して動的光散乱法（DLS）を用いて微粒子径の変化について評価したので報告する．

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開催期間： 2015年05月20日 - 2015年05月22日   記述言語：英語   開催地：Canandaigua, New York USA  

開催期間： 2015年03月20日   記述言語：日本語  

In the CMP (Chemical Mechanical Polishing) process, the polishing pad is a factor which greatly affects the polishing performance, since the surface shape of contributing to the polishing pad has a very fine and complex shape, the analysis of polishing pad surface is difficult. We have analyzed the polishing pad surface shape by using the method of optical Fourier transform was devised on the basis of the diffraction phenomenon of light. In this study, by altering the incident angle of the laser beam to be irradiated to the polishing pad, we report makes it possible to clarify the difference of the polishing pad surface shape.

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

これまでシリカやダイヤモンドスラリーに水酸化フラーレンを混合させた場合，サファイアCMPの材料除去レートが向上することを明らかにしてきた．しかしながら水酸化フラーレンは直径1nmであることから，水酸化フラーレンの分散状態や研磨に与える影響など未解明であった．そのため本研究では動的光散乱や透明パッドによる微粒子挙動観察法を導入することにより，これの現象に関する考察を行なったので報告する．

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

CMPにおける材料除去メカニズムを解明するため，透過率や屈折率を制御した専用透明パッドを作製し，高速度カメラで研磨微粒子の挙動観察を行なった．ここでは研磨圧力や相対速度，スラリー液層膜厚に対して研磨微粒子と被加工面に対する接触する場所や頻度について解析を行なった．そしてこれらの結果と材料除去レートの関係について評価することで研磨性能に対する支配因子の考察を行なったのでこれらの内容について報告する．

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

本研究では半導体基板の表面（例えばポリシング）加工において加工液に含まれているナノ粒子が被加工表面に与える加工因子などを解析するため，本稿ではエバネッセント光（近接場光）を用い，加工機に搭載可能な被加工表面であるナノスケールにおける加工現象の可視化装置を開発した．本手法は被加工表面近傍である近接場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，加工に関わる遊動粒子の挙動を可視化するものである．開発した光学系の性能評価のち粒径100nm以下のナノ粒子挙動の観察を試みたので報告する．

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2015年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2014年08月10日 - 2014年08月13日   記述言語：英語  

開催期間： 2014年01月   記述言語：日本語  

The material removal mechanisms on the SiO_2-CMP have been studied to develop new slurries and polishing pads for the advanced ULSI devices. We focus on the chemical reacted layer at the surface of SiO_2 film because formation of the layer is effected by pH of the slurry. Relationship between the MRR (Material removal rate) and chemical reacted layer was suggested by the results of the CMP tests and SEM observations at various pH conditions from 7.5 to 12.5. The size of the SiO_2 fine particles increase as the higher pH reason because the surface of the SiO_2 fine particles might be changed during the CMP. In our report, we discuss the material removal mechanism based on the experimental result of the SEM observation on the SiO_2 fine particles.

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開催期間： 2014年01月   記述言語：日本語  

難加工材料の基板形成プロセスでは研磨効率の向上は不可欠である．難加工材料の研磨技術としては現在プロズマ援用による高効率研磨技術が注目を集めているがこの場合新規に装置開発をする必要がある．本研究では研磨微粒子自体の高硬度化や化学反応性の向上を目的とし，紫外線照射により水酸化フラーレンやダイヤモンドから新規ナノ微粒子を生成することで，研磨性能の向上を試みたのでこれらの結果について報告する．

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開催期間： 2014年01月   記述言語：日本語  

これまでのCMP材料除去メカニズムに関する研究では，スラリー中の微粒子が被研磨物表面に接触した際に凝着現象によって材料除去が発生することが報告されているものの、凝着現象についての定量的評価法が確立されておらず，凝着量と研磨量との相関性について評価を行うことができない．そこで本研究では，FE-SEMやDLSを用いた凝着量の定量的評価法の確立及び凝着量と研磨量との相関性について評価を試みたのでその内容について報告する．

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開催期間： 2014年01月   記述言語：日本語  

Material Removal Rate of sapphire CMP using silica slurry with the fullerenol increase as the higher concentration of the fullerenol in the slurry. The surface roughness of the sapphire substrate gives the influence against the MRR of sapphire CMP. Raman spectra indicate that molecule structure did not change during CMP process. The structure of fine particle by silica particle and fullerenol in the liquid characterize using DLS method. As results, two layers fullerenol molecules are adsorbed on the silica particle. And we discuss on the fine particle with the fullerenol based on our results.

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開催期間： 2013年10月14日 - 2013年10月15日   記述言語：英語   開催地：Potsdam, New York USA  

開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

CMPで使用されているポリシングパッドの表面形状は，研磨能力を決定する重要な要素である．そこで，ポリシングパッド表面上に任意の形状とパターンを形成したマイクロパターンパッドを製作し，より研磨性能の優れたポリシングパッドの開発を行う．これまで，MEMS製造技術である結晶異方性ウェットエッチングを応用したSi型によりマイクロパターンパッドを製作してきた．そのSi型をマスターとしてNiめっき金型を製作し，それを用いてマイクロパターンパッドを成形し，研磨実験を行ったので報告する．

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

サファイアCMPプロセスは，耐薬品性，耐摩耗性に優れておりポリシングレートが低いため，長時間必要となる．これまでサファイア基板のポリシング高効率化としては，シリカスラリーに水酸化フラーレンを混合する手法が報告されている．しかしながら,ここでは加工条件について最適化されていない．そこで本研究では，ポリシングパッドの最適化により表面粗さの改善と高効率研磨を試みたので報告する.

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

CMPプロセスではポリシングの進行に伴いポリシングパッド表面が劣化し加工性能が低下することが問題視されている．しかしポリシングパッドの表面形状は複雑かつ微細な凹凸が混在しているため有効な表面形状の評価法は確立されていない．そこで我々はポリシングパッド表面形状評価法として，光学的フーリエ変換に基づいた手法を提案している．本報告ではレーザ光入射角が散乱光強度分布に及ぼす影響を検討し，適切な角度の選定を試みた．

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開催期間： 2013年01月   記述言語：英語  

In this study, a novel Variable Rotation Polishing method would be proposed in order to increase the unsteady slurry flow in CMP process for increasing the polishing efficiency and for flowing slurry into the center of wafer sufficiently when the wafer becomes larger and also in case of saving the slurry. We developed a control unit to control platen variable rotation speed and rotation direction and rotation angle. This paper investigates the efficiency of variable rotation in CMP process. Consequently, material removals of all conditions in case of Variable Rotation Polishing were higher than only forward rotation.

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

これまでCMP材料除去メカニズムに関する研究は，吸着挙動の解明やAFMによる凝着現象に関する評価がなされてきた．しかしながらこれらの研究はモデル実験であり現実の加工機での評価ではないため，実際の加工現象を反映しているか定かではない．そこで本研究では，小型研磨機でBPSG膜を研磨し，研磨後のSiO₂微粒子上に付着する不純物の定量的解析による凝着量の評価を行ったのでその内容について報告する．

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

In order to clarify the phenomenon and effect upon the dresser to refresh the polishing pad surface in CMP process. A single point dressing processing on the surface of the polishing pad with a diamond bite was observed by a high-speed camera. Machining scar can be seen on the edge portion of the pore on the polishing pad surface. Deformation of the polishing pad surface was also observed with a microscope

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開催期間： 2013年01月   記述言語：日本語  

In our study, degradation factors of slurry to determine the polishing performance were evaluated by analysis of the slurry parameters such as pH, ORP and conductivity after the polishing Cu-CMP process. From the experiment results, relationship between the parameters of the slurry and polishing performance were investigated. To control the slurry parameters such as pH and ORP, the slurry additive such as KOH and oxidizing agent were mixed with the slurry. In this CMP experiment, pH was adjusted by pH 12 constant during polishing. Base on these results, we discuss about relationship between material removal rate and the slurry parameters.

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開催期間： 2012年03月   記述言語：日本語  

開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

デジタル電子機器などの各種デバイスの小型化，高精度化を実現するために金型加工等において工作機機器，工具の高精度化，小径化が進んでいる．小径工具の形状計測は，従来から光学的計測法が広く使用されていたが測定分解能，測定精度ともに不十分であり新しい測定方法が求められていた．本研究では，光回折を用いた微小工具形状計測法において直径数10μmの微小工具形状計測の高精度化を実現する測定手法について報告する．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

This paper describes how to directly monitor the slurry layer thickness created between the wafer and the polishing pad during Chemical Mechanical Polishing (CMP) process We propose a new method to measure the slurry layer thickness, which is observed directly by Light-section method The measuring error of this proposed method was less than about 3|im in calibration experiments The liquid layer thickness while the polishing pad rotates also was experimentally observed Consequently, the proposed measurement method can be an effective way to directly observe the slurry layer thickness, even if the polishing pad is rotating Finally, we have been a new optical device to observe the region between the wafer and the polishing pad This device can be adjustable pressure applied to the glass substrate and rotational speed of the pad.

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

ILD/STI-CMPにおける材料除去モデルとして、研磨微粒子の凝着・その後の転動によって化学反応膜分子を除去するモデルを支持している。エバネッセント光を応用して研磨時の材料除去現象を観察することで、材料除去時の研磨微粒子の機能を明らかにすることを目的とする。実験より、研磨条件変更時の研磨面での微粒子の挙動を捉え、研磨条件と研磨微粒子移動速度の関係を確認した。

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

LEDに使用されるサファイア基板には平坦性が求められ，表面仕上げ加工にCMP技術が広く用いられているが，サファイアは耐薬品性，耐摩耗性に優れているためポリシングレートが低く長時間の加工が必要となる．そこで加工時間短縮のため化学反応を活発化して，コロイダルシリカスラリーに水酸化フラーレンを混合した新たなサファイアCMP加工技術を提案している．今回はサファイアCMPにおける材料除去メカニズムの検討を行った．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

CMPプロセスではポリシングの進行に伴いポリシングパッド表面が劣化し加工性能が著しく低下することが問題視されている．しかし，ポリシングパッドの表面形状は複雑かつ微細な凹凸が混在しているため，有効な解析手法は確立されていない．そこで我々はポリシングパッド表面形状評価法として，光学的フーリエ変換に基づいた手法を提案している．本稿では提案手法に基づく測定装置を試作し，その有効性を検討したので報告する．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

CMPプロセスではポリシングの進行に伴いポリシングパッド表面が劣化し加工性能が低下することが問題視されている．しかしポリシングパッドの表面形状は複雑かつ微細な凹凸が混在しているため有効な表面形状の評価法は確立されていない．そこで我々はポリシングパッド表面形状評価法として，光学的フーリエ変換に基づいた手法を提案している．本報告では撮像素子を大型化して測定空間波長領域を拡大したので、実験的に検証を行った．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

CMP材料除去メカニズムに関する研究は，これまでAFMスタイラスによる凝着現象の評価やアルカリ溶液の浸漬後の SiO₂微粒子の吸着現象の観察により行われてきた．ここでは，ｐHの増加により吸着量の増加が確認されたが定量的でないため，研磨性能との関係については未解明である．そこで本研究では、スラリー微粒子の吸着挙動の定量的評価を行うとともに研磨性能との関係を明らかにする．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

CMPで使用されているポリシングパッドの表面形状は，研磨能力を決定する重要な要素である．そこで，ポリシングパッド表面上に任意の形状とパターンを形成したマイクロパターンパッドを製作し，研磨実験を行うことで研磨性能との関係性を明らかにする．その結果をもとに，より研磨性能の優れたマイクロパターンパッドの開発を行う．本稿では研磨に適用可能なサイズのマイクロパターンパッドを製作したので報告する．

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

現在CMPは、プレストンの経験則に従って研磨条件を設定している。CMPにおけるポリシング界面には、ウェハ‐ポリシングパッド間の摩擦、ウェハ面下のスラリー流れ、被研磨面に発生する熱など未解明な現象が多く存在している。これら現象を体系的に解析し、研磨条件を最適化する必要がある。そこで本研究では、ポリシング界面の摩擦およびスラリー流れの現象解析を行ったので報告する。

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2012年01月   記述言語：英語  

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2012年01月   記述言語：日本語  

Material removal mechanism of CMP (Chemical Mechanical Polishing) remain largely unknown because CMP material removal phenomena are influenced by a lot of polishing parameters CMP simulation method based on new model of the CMP material removal phenomena can be calculated to CMP performance without optimization of the CMP condition by human experience In order to clarify influence on adsorption between SiO_2 fine particles and SiO_2 wafer surface by KOH slurry (pH 10 5, 11 5, 12 5), we attempted dipping experiment, dropping slurry experiment and observing experiment As results of these experiments, it is indicated that adsorption of SiO_2 fine particles depend on temperature and pH of solution.

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開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年09月   記述言語：日本語   開催地：金沢大学  

開催期間： 2011年09月   記述言語：日本語   開催地：金沢大学  

開催期間： 2011年09月   記述言語：日本語   開催地：金沢大学  

開催期間： 2011年09月   記述言語：日本語   開催地：中部大学  

開催期間： 2011年09月   記述言語：日本語   開催地：中部大学  

開催期間： 2011年08月   記述言語：英語  

開催期間： 2011年03月   記述言語：日本語   開催地：東洋大学  

開催期間： 2011年03月   記述言語：日本語   開催地：東洋大学  

開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

We focused on the fine particles motion being close to polishing surface in the CMP process of SiO_2 film, and then the fine particles motion was observed by evanescent field. In the case of ceria fine particles, the motion close to SiO_2 surface was observed. In the case of silica fine particles, the motion being close to SiO_2 surface was not identified. The cause was in the formation of the hydration layer on the surface by confirming the observation by use of the slurry of Wet/Dry state including the silica fine particles. Next, in the case of ceria fine particles and silica fine particles, the adhesion phenomena of fine particles to the surface were confirmed by FE-SEM observation. It is considered that the adhesion of fine particles to the polishing surface occurs in the CMP process of SiO_2 film.

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

CMPプロセスではポリシングの進行に伴いポリシングパッド表面が劣化し加工性能が低下することが問題視されている．しかし，ポリシングパッドの表面形状は複雑かつ微細な凹凸が混在しているため，有効な解析手法は確立されていない．そこで本稿ではポリシングパッド表面形状評価法として，光学的フーリエ変換に基づいた手法を提案する．さらにポリシングパッド表面形状の空間的FFT解析と比較して本手法の有効性を検討した．

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

LEDに使用されるサファイア基板には平坦性が求められ，表面仕上げ加工にCMP技術が広く用いられているが，サファイアは耐薬品性，耐摩耗性に優れているため長時間の加工が必要となる．そこで加工時間短縮のため，SiO2スラリーに水酸化フラーレンを研磨粒子として混合した新たなサファイアCMP加工技術を提案し，SiO2+ C60(OH)n混合スラリーの有効性を検討した．

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

ILD/STI-CMPにおける材料除去モデルとして、研磨微粒子の転動によって化学反応膜分子を除去するモデルを支持している。実際の研磨時の研磨微粒子の挙動を研磨面表面近傍に限定して観察し、研磨現象の把握と、研磨への微粒子の寄与を明らかにすることを目的とする。コロイダルシリカスラリー、セリアスラリーを用いて実験を行い、研磨面での微粒子の転動・滑り運動を確認した。微粒子単独での材料除去現象への作用が推察される。

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

CMP技術に使用されるポリシングパッドの表面形状はコンディショニングによりランダムで複雑であり，その表面形状が研磨に及ぼす影響は未だ解明されていない．そこでマイクロメートルオーダーの表面形状を設計したポリシングパッドを製作し，研磨を行うことで最適な表面形状を追求する．本研究では設計した表面形状を研磨中より長く保つ必要がある．そこで本報告ではPEEK材を用い，耐摩耗性の向上を図る．

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2011年01月   記述言語：日本語  

CMP（Chemical Mechanical Polishing）を進行するにつれてポリシングパッドの研磨性能が低下する．そのため，コンディショニングを行う必要がある．コンディショニングを行うにあたって，コンディショニングされたポリシングパッドの表面形状とMRR（Material Removal Rate）の関係は重要である．本研究では，異なる条件でコンディショニングされたポリシングパッドの表面形状をFFT解析に基づいて評価を行い，その研磨特性を検討した．

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開催期間： 2010年10月   記述言語：日本語   開催地：鹿児島  

開催期間： 2010年10月   記述言語：日本語   開催地：鹿児島  

開催期間： 2010年09月   記述言語：日本語   開催地：名古屋大学  

開催期間： 2010年09月   記述言語：日本語   開催地：名古屋大学  

開催期間： 2010年08月   記述言語：英語  

開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

This paper studies fine particles in slurry on chemical mechanical polishing (CMP) process for SiO_2 layer. The material removal phenomena in CMP process is not revealed perfectly yet. Therefore, the function of fine particles in slurry acting on the wafer surface have not explained. It is said that material removal phenomena in oxide wafer CMP process was considered conventionally that fine particles in slurry are thrusted into wafer surface with polishing pad, and then scratch and remove wafer material as small fragments. However, this assumption has a lot of contradictions. In addition it is not clear that the function of fine particles in slurry acting on the wafer surface. In this study, we focused on basic function of particles in slurry. First, we attempted to observe material removal phenomena with AFM in the way that AFM stylus tip was presumed as SiO_2 particle. Next, fine particles in slurry before and after CMP were obserbed by super- dynamic light scattering spectrophotometer and transmission electron microscope (TEM).

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

液晶ディスプレイパネル等に使用されるガラス材や，パターンを転写するフォトマスクとして表面を高精度に研磨された角型の石英ガラス基板が用いられる．研磨にはChemical Mechanical Polishing (CMP)が用いられるが，基板の大型化に伴いスラリー(研磨液)の非流入領域が形成される．そこで本研究では，従来と異なるスラリー供給方法でCMPを行い，スラリー流れを比較・検討したので報告する．

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

本研究はオンマシンにおける工具先端位置の精密測定を行っている．本稿では，高速回転中（160,000 min^-1）の工具先端および被加工物のエッジそのものからなるエッジ間隙に，レーザ光を照射して発生した回折パターンを利用し，工具と被加工物の間距離の精密測定を検証し，測定値の不均一性は55 nm未満であった．

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

コンディショニングしたポリシングパッドの表面形状と研磨性能との関係を明らかにするために，異なる条件でコンディショニングを行い，ポリシングパッド表面形状の観察と，その観察した形状データを用いて空間的FFT解析を行うことで，表面形状の評価を行ったので報告する．

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

半導体プロセスなどに適用されるCMP（Chemical Mechanical polishing）の材料除去メカニズムを解明するに当たって，ポリシングパッドとウェハとの接触面の観察を行った．研磨時におけるポリシングパッドとウェハとの接触状態を観察するために，両者が相対的に回転運動を行う観察装置を製作した．その装置を用いポリシングパッドとウェハとの動的接触状態を観察し，評価したので報告する．

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2010年01月   記述言語：日本語  

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開催期間： 2009年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2009年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2009年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2009年11月   記述言語：英語  

開催期間： 2007年12月   記述言語：日本語  

開催期間： 2007年12月   記述言語：日本語  

開催期間： 2007年03月20日 - 2007年03月22日   記述言語：日本語   開催地：日本  

開催期間： 2007年03月16日 - 2007年03月17日   記述言語：日本語   開催地：日本  

開催期間： 2007年03月16日   記述言語：日本語  

開催期間： 2007年03月16日   記述言語：日本語  

開催期間： 2007年03月16日   記述言語：日本語  

開催期間： 2007年03月16日   記述言語：日本語  

開催期間： 2006年12月   記述言語：日本語  

開催期間： 2006年12月   記述言語：日本語  

開催期間： 2006年12月   記述言語：日本語