微粒子レンズを用いた共振レーザアブレーションによる自律型ナノ加工に関する研究

使用粒子透镜进行共振激光烧蚀自主纳米加工的研究

• 批准号: 16656052
• 负责人: 高谷 裕浩
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656052/
• 关键词: 光放射圧; 微粒子; レーザアブレーション; レンズ効果; 共振現象; 強制振動; ナノ加工; マイクロ部品

平成17年度は,超純水中において,光放射圧により横振動を与えたシリカ微粒子(振動型加工ツール)を用いて,シリコン表面の数nmの表面粗さを除去する,ナノ局所平滑化加工技術の検討を行った.さらに微粒子と加工表面の距離をナノメートルオーダで制御することによって加工量制御を行う新たな技術を開発し,以下の研究成果を得た.1.低出力のCW-Arレーザ光(波長488nm)で捕捉したシリカ微粒子(粒径3μm)に強制横振動を与えるため,ガルバノメータスキャナを利用した振動光学系および干渉フィルタ,フォトダイオード(PD)およびロック院アンプなどからなる振動検出光学系を構築し,前年度に構築した基本光学系に組込んだ.さらに,それを用いて微粒子の振動特性解析を遂行した.2.ビームスポットの励振振幅を480nm,励振周波数を30Hzに設定し,微粒子を純水中で3次元に捕捉した状態でRq=6nmの表面粗きを持つシリコン基板を100nmステップでZ方向に接近させ,振動振幅を測定する実験によって,130nmの再現性で高精度な位値決めが可能であることがわかった.3.シリコン表面に対して振動型加工ツールを走査する除去加工実験を遂行した.振動型加工ツールと加工表面の距離を250nmステップで変えながら,レーザ出力150mW,走査速度15μm/sで600回走査した結果,振動振幅が極小値をとる基準位置(Z=0)からZ=1250nm〜1750nmの位置において加工量が最大となることを明らかにした.4.振動型加工ツールを用いて4×5μmの領域の平滑化加工を行うことにより,初期表面粗さRq=4.3nmの表面の平滑化が進行し,Rq=3.5nmの仕上げ粗さを実現することができた。その加工作用は、マイクロ部品に発生しうる表面粗さの主成分となる空間波長が10^<-7>mのオーダの表面粗さ成分に有効に作用することが確認された.

In 2017, we conducted research on ultra-pure water, optical radiation, transverse vibration, and fine particles (vibration type machining), and the removal of several nm of surface roughness from the surface of ultra-pure water. 1. Low power CW-Ar fluorescence (wavelength 488nm) captures high power micro particles (particle size 3μ m) under stress lateral vibration, and uses high power CW-Ar fluorescence (wavelength 488nm) to capture high power micro particles (particle size 3μm). Vibration-induced optical system was constructed in the first year, and the basic optical system was constructed in the previous year. 2. The vibration amplitude of the excitation wave is set to 480nm, the excitation wave number is set to 30Hz, and the vibration amplitude of the micro-particles is measured in the purified water. The surface roughness of the micro-particles is Rq=6nm. The substrate is 100nm. 130nm reproducibility, high precision, high accuracy, high precision, high Vibration-type machining: distance from machined surface: 250nm; force: 150mW; speed: 15μm/s; 600 cycles; minimum vibration amplitude: reference position: Z=0; maximum machining amount: Z=1250nm ~ 1750nm; smoothing machining: 4×5μm The initial surface roughness of Rq=4.3nm was smoothed, and the surface roughness of Rq=3.5nm was realized. It <-7>is confirmed that the main component of the surface roughness is produced by the processing effect of the surface roughness component at the spatial wavelength of 10^ m.

项目成果

Nano-fishing Using a Micro-perticle Controlled by Optical Radiation Force

利用光辐射力控制的微颗粒进行纳米捕鱼

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the 20th American Society for Precision Engineering Annual Meeting (ASPE'05) USA
• 作者: Kenshiro Hida;Takashi Miyoshi;Yasuhiro Takaya;Terutake Hayashi
• 通讯作者: Terutake Hayashi

被加工物の目的材料除去を行う加工方法及び加工装置

从工件上去除靶材的加工方法及加工装置

• 发表时间: 2004

被加工物の目的材料除去を行う加工方法および加工装置

从工件上去除靶材的加工方法及加工装置

• 发表时间: 2004

光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ仕上げ加工に関する研究 -加工特性の解析-

利用光辐射压进行粒子控制的纳米精加工研究-加工特性分析-

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 京都
• 作者: 檜田健史郎;三好 隆志;高谷 裕浩;林 照剛
• 通讯作者: 林 照剛

Laser Planarization Process Assisted by Chemical Mechanical Polishing for Copper Surface

铜表面化学机械抛光辅助激光平坦化工艺

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.of the 19th American Society for Precision Engineering Annual Meeting (ASPE'04) Vol.34
• 作者: Y.Takaya;K.Kimura;T.Miyoshi;T.Miyamoto;K.Suzuki
• 通讯作者: K.Suzuki