福田  明

Fukuda  Akira
学科

機械電気工学科

職名

准教授

学位

博士(工学)

校務

4年担任

クラブ顧問

硬式野球部

専門分野

計算力学,精密加工学

研究テーマ

半導体デバイス研磨に関する研究

リサーチマップURL

https://researchmap.jp/a-fukuda_tokuyama/

教育ポリシー
教育活動の考え方

社会で活躍できる技術者を育成するために,授業等を通して高専生として相応の専門知識・技能を身に付けさせるとともに,課外活動等を通して自主性・積極性・責任感・勤勉性・粘り強さ・コミュニケーション力などの非認知能力の涵養の手助けをする.

授業への取り組み

高専生として相応の専門知識・技能を身に付けさせるために,授業中に演習問題を実施したり,宿題を課したりすることで,単に暗記するだけではなく自ら考える力を養えるように工夫する.

研究ポリシー

外部資金を獲得して研究を継続できるように努める.


授業科目
  • 基礎設計製図Ⅰ(1年)
  • 材料力学Ⅰ(3年)
  • 材料力学Ⅱ(4年)
  • 計算力学(5年)
  • 有限要素法(選択)(5年)
  • 工学セミナー(4年)
  • 校外実習Ⅰ(4年)
  • 卒業研究(5年)
  • 弾性力学(専攻科1年)
  • 英語購読(専攻科1年)
  • 機械制御工学専攻総合実験(専攻科1年)
  • 応用研究(専攻科1年)
  • CAE(専攻科2年)
  • 特別研究(専攻科2年)
学歴
平成 6年 3月 徳山工業高等専門学校 機械電気工学科卒業
平成 8年 3月 豊橋技術科学大学 工学部エネルギー工学課程卒業
平成10年 3月 豊橋技術科学大学 大学院工学研究科 修士課程  修士(工学)
平成22年 3月 九州大学 大学院工学府 博士後期課程 知能機械システム専攻修了 博士(工学)
職歴
平成10年 4月 株式会社荏原製作所(平成11年3月まで)
平成11年 4月 株式会社荏原総合研究所(平成21年3月まで)
平成21年 4月 株式会社荏原製作所 精密・電子事業カンパニー (平成24年7月まで)
平成24年 8月 徳山工業高等専門学校 機械電気工学科 准教授(現在に至る)
学会及び社会活動
平成10年 9月 日本機械学会 会員(現在に至る)
平成11年12月 日本液体微粒化学会 会員(現在に至る)
平成13年 4月 精密工学会 プラナリゼーションCMPとその応用技術専門委員会 委員(現在に至る)
平成13年 5月 精密工学会 プラナリゼーションCMPとその応用技術専門委員会 ホームページ検討部会 委員 (平成29年2月まで)
平成16年 5月 精密工学会 会員(現在に至る)
平成18年12月 電子情報技術産業協会 次世代ウェーハ技術小委員会 委員(平成20年3月まで)
平成20年 7月 砥粒加工学会 会員(現在に至る)
平成23年 3月 日本機械学会 関東支部 商議員(平成24年7月まで)
平成24年 4月 日本機械学会 校閲委員(平成26年3月まで)
賞罰
平成13年 5月 International Conference on Fundamentals of Adsorption 7 Best Poster Award受賞
平成18年 7月 株式会社荏原総合研究所 総研賞受賞
教育上の能力に関する事項
教育方法の実践例
該当なし
 
作成した教科書・教材
本科授業「計算力学」のOHP教材と課題教材 平成28年2月

コンピュータの使用を前提とした計算理論を学習するために,以下の内容を含むOHP教材を作成した.また,内容の理解を深めるために,マイクロソフトエクセルを用いた11個の課題教材を作成した. 1.ガイダンス,2~5.差分法,6~9.マトリックス構造解析,10~11.弾性体の基礎方程式と仮想仕事の原理,12~14.有限要素法と2次元弾性問題の解析

本科授業「材料力学Ⅱ」の配布プリント兼OHP教材 平成27年2月

材料力学Ⅱで学ぶ曲げ,ねじり,座屈について,以下の内容を含む配布プリント兼OHP教材を作成した. 1~2.SFD, BMD,5.QとMの一般的な関係,6.曲げ応力,7~12.断面二次モーメント,図心,断面係数,16~20.たわみ曲線,21.平等強さの梁,24~25.不静定梁,26~28.ねじり,29.長柱の座屈

専攻科授業「弾性力学」の配布プリント兼OHP教材 平成26年2月

応力集中および応力場の概念を理解し、基本的な弾性問題の解を複雑な実際問題に応用し強度評価を行う手法について学習するために、以下の内容を含む配布プリント兼OHP教材を作成した. 1.導入,2.3次元問題における応力,3.3次元問題におけるひずみ,4.3次元問題における 構成式と弾性破損の法則, 弾性力学の問題の解法,5.円柱座標系における基礎式,2次元問題における基礎式,6.エアリーの応力関数,7.極座標系における応力関数,10.孔および切欠きによる応力集中,11.重ね合せの原理,12.き裂の応力場と応力拡大係数,13.一様断面棒のねじり

本科授業「材料力学Ⅰ」の配布プリント兼OHP教材 平成26年2月

材料力学Ⅰで学ぶ引張圧縮と曲げについて、以下の内容を含む配布プリント兼OHP教材を作成した. 1.授業の導入と垂直応力,2.フックの法則,歪,3.剪断応力,剪断歪,許容応力,安全率,4.打抜きパンチの問題,断面が変化する棒の引張り ,5.トラス,6.薄肉容器,7.自重を受ける物体,慣性力を受ける物体,9.遠心力を受ける物体,10.不静定問題,熱応力,11.曲げの基礎,12~14.SFD, BMD

専攻科授業「CAE」のテキスト 平成25年2月

構造解析および熱流体解析の基本的な問題についてコンピュータ上でシミュレーションを行い、解析結果の妥当性を評価し,主要な設計パラメータを見出す過程を修得させるために,以下の内容を含むテキストを作成した. 1.設計とCAE,2.有限要素法の基礎,3.梁のたわみと応力の計算,4.薄板のたわみと応力の計算,5.ねじりの解析,6.遠心力の解析,7.梁の固有値解析,8.ヘリコプターのロータの固有値解析と強度解析,9.CFDの基礎,10.広がり管流れの解析,11.電子回路筐体の熱流体解析,12.円柱周りの流れ解析

学校の評価
 
実務経験 特記事項
SEMI FORUM JAPAN (SFJ) 2007 マニュファクチャリングサイエンスセミナー講師 題目:「CMPにおけるエッジロールオフの影響」 平成19年6月

(全体概要) 「ウェーハエッジのプロセス課題と対策」と題したセミナーの中で,CMPにおけるエッジロールオフの影響について解説した.まずCMPの概略を説明し,次にウェーハエッジロールオフについて,ウェーハエッジロールオフとは何か,またその定量的な表現方法について解説した.最後にCMPにおけるエッジロールオフの影響を有限要素法解析によって検討した結果を紹介した.エッジロールオフはCMPに大きな影響を及ぼすこと,積層パッドではリテーナリング圧力の調整により許容できるエッジロールオフの大きさが変わることなどを示した. (担当部分概要)pp.75~87 全体概要に同じ.全体概要に同じ.FEM解析,結果整理,考察,執筆,セミナー講師を担当. (著者名:福田明,檜山浩國,廣川一人,辻村学,福田哲生)筆頭論文

その他
該当なし
 
職務上の能力に関する事項
資格・免許
該当なし
 
特許等
United States Patent 8,965,555 Dressing method, method of determining dressing conditions, program for determining dressing conditions, and polishing apparatus 平成27年2月24日登録 (平成21年9月24日出願)

(全体概要) 従来よりも精度の高いシミュレーションを用いてドレッシング条件を決定することにより,予測した削れ量に十分に近い削れ量で研磨部材をドレッシングすることができる方法を提供する.本発明のドレッシング方法は,研磨部材の表面でのダイヤモンドドレッサの摺動距離分布をシミュレーションすることにより決定されるドレッシ ング条件で研磨部材をドレッシングする.前記シミュレーションは,ダイヤモンドドレッサの表面に配置されたダイヤモンド粒子の研磨部材への食い込みを考慮するシミュレーションである. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執を担当. (発明者名:Akira Fukuda,Yoshihiro Mochizuki,Yutaka Wada,Yoichi Shiokawa,Hirokuni Hiyama)筆頭論文

United States Patent 8,655,478 DRESSING METHOD, METHOD OF DETERMINING DRESSING CONDITIONS, PROGRAM FOR DETERMINING DRESSING CONDITIONS, AND POLISHING APPARATUS 平成26年2月18日登録 (平成21年9月24日出願)

(全体概要) 従来よりも精度の高いシミュレーションを用いてドレッシング条件を決定することにより,予測した削れ量に十分に近い削れ量で研磨部材をドレッシングすることができる方法を提供する.本発明のドレッシング方法は,研磨部材の表面でのダイヤモンドドレッサの摺動距離分布をシミュレーションすることにより決定されるドレッシ ング条件で研磨部材をドレッシングする.前記シミュレーションは,ダイヤモンドドレッサの表面に配置されたダイヤモンド粒子の研磨部材への食い込みを考慮するシミュレーションである. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆および拒絶対応を担当. (発明者名:Akira Fukuda,Yoshihiro Mochizuki,Yutaka Wada,Yoichi Shiokawa,Hirokuni Hiyama)筆頭論文

特許第5,415,735号 ドレッシング方法,ドレッシング条件の決定方法,ドレッシング条件決定プログラム,および研磨装置 平成25年11月22日登録 (平成20年9月26日出願)

(全体概要) 従来よりも精度の高いシミュレーションを用いてドレッシング条件を決定することにより,予測した削れ量に十分に近い削れ量で研磨部材をドレッシングすることができる方法を提供する.本発明のドレッシング方法は,研磨部材の表面でのダイヤモンドドレッサの摺動距離分布をシミュレーションすることにより決定されるドレッシ ング条件で研磨部材をドレッシングする.前記シミュレーションは,ダイヤモンドドレッサの表面に配置されたダイヤモンド粒子の研磨部材への食い込みを考慮するシミュレーションである. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆および拒絶対応を担当. (発明者名:福田明,望月宣宏,和田雄高,塩川陽一,檜山浩國)筆頭論文

特開2013-201418 基板処理方法 平成25年10月3日公開 (平成24年2月24日出願)

(全体概要) 液処理の際に、疎水性の性状を有する基板の表面を処理液で完全に濡れた状態にしておくことで、ウォーターマークの発生を抑制できるようにする。 略水平に回転させた基板の表面の略中心に処理液を供給して基板を処理する基板処理方法であって、基板表面に供給されて保持される処理液の該表面に対する接触角に対応した、基板表面に保持される処理液の液切れまたは部分的な乾燥を防止できる基板の回転速度と基板表面への処理液の供給流量との関係から、基板の回転速度と基板表面への処理液の供給流量を決定し、決定された回転速度で基板を回転させながら、決定された流量の処理液を基板表面の略中心に供給する。 (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,福永明)筆頭論文

US出願 20130220382 SUBSTRATE PROCESSING METHOD 平成25年8月29日公開 (平成25年2月12日出願) (優先権日:平成24年2月24日)

(全体概要) 液処理の際に、疎水性の性状を有する基板の表面を処理液で完全に濡れた状態にしておくことで、ウォーターマークの発生を抑制できるようにする。 略水平に回転させた基板の表面の略中心に処理液を供給して基板を処理する基板処理方法であって、基板表面に供給されて保持される処理液の該表面に対する接触角に対応した、基板表面に保持される処理液の液切れまたは部分的な乾燥を防止できる基板の回転速度と基板表面への処理液の供給流量との関係から、基板の回転速度と基板表面への処理液の供給流量を決定し、決定された回転速度で基板を回転させながら、決定された流量の処理液を基板表面の略中心に供給する。 (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:FUKUDA Akira,FUKUNAGA Akira)筆頭論文

European Patent 1,851,002 Polishing apparatus and polishing method 平成23年10月19日登録

(全体概要) ロールオフがあっても歩留まりよく研磨できる研磨装置を提供すること.研磨部材(研磨パッド)と保持部材(トップリング)に保持されたウェーハとの間に圧力を加えつつ研磨部材とウェーハとを相対運動させてウェーハを研磨する研磨装置は,ウェーハを保持するトップリングと,リテーナリングの支持面が研磨パッドを支持する支持圧力を調整 するための圧力調整機構と,ウェーハのロールオフ量に基づいて支持圧力が所望の圧力となるように圧力調整機構を制御する制御部とを具備する.トップリングは,ウェーハを研磨パッドに押付けるエアバッグと,ウェーハを取り囲むリテーナリングと,リテーナリングを押すエアバッグとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:Fukuda Akira, Mochizuki Yoshihiro, Hirokawa Kazuto)筆頭論文

United States Patent 8,002,607 Polishing apparatus and polishing method 平成23年8月23日登録

(全体概要) ロールオフがあっても歩留まりよく研磨できる研磨装置を提供すること.研磨部材(研磨パッド)と保持部材(トップリング)に保持されたウェーハとの間に圧力を加えつつ研磨部材とウェーハとを相対運動させてウェーハを研磨する研磨装置は,ウェーハを保持するトップリングと,リテーナリングの支持面が研磨パッドを支持する支持圧力を調整 するための圧力調整機構と,ウェーハのロールオフ量に基づいて支持圧力が所望の圧力となるように圧力調整機構を制御する制御部とを具備する.トップリングは,ウェーハを研磨パッドに押付けるエアバッグと,ウェーハを取り囲むリテーナリングと,リテーナリングを押すエアバッグとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:Fukuda Akira, Mochizuki Yoshihiro, Hirokawa Kazuto)筆頭論文

United States Patent 7,976,358 Polishing apparatus and polishing method 平成23年7月12日登録

(全体概要) ロールオフがあっても歩留まりよく研磨できる研磨装置を提供すること.研磨部材(研磨パッド)と保持部材(トップリング)に保持されたウェーハとの間に圧力を加えつつ研磨部材とウェーハとを相対運動させてウェーハを研磨する研磨装置は,ウェーハを保持するトップリングと,リテーナリングの支持面が研磨パッドを支持する支持圧力を調整 するための圧力調整機構と,ウェーハのロールオフ量に基づいて支持圧力が所望の圧力となるように圧力調整機構を制御する制御部とを具備する.トップリングは,ウェーハを研磨パッドに押付けるエアバッグと,ウェーハを取り囲むリテーナリングと,リテーナリングを押すエアバッグとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:Fukuda Akira, Mochizuki Yoshihiro, Hirokawa Kazuto)筆頭論文

United States Patent 7,967,660 Polishing apparatus and polishing method 平成23年6月28日登録

(全体概要) ロールオフがあっても歩留まりよく研磨できる研磨方法を提供すること.ウェーハのロールオフ量に基づいて支持圧力が所望の圧力となるように圧力調整機構を制御して研磨することを特徴とする研磨方法. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:Fukuda Akira, Mochizuki Yoshihiro, Hirokawa Kazuto)筆頭論文

特許第4,762,647号 研磨装置及び研磨方法 平成23年6月17日登録

(全体概要) 研磨部材と保持部材とを有する研磨部を備え,前記研磨部材と前記保持部材に保持された研磨対象物との間に圧力を加えつつ,前記研磨部材と前記研磨対象物とを相対運動させて前記研磨対象物を研磨する研磨装置であって,前記研磨対象物の研磨中に前記研磨部材が該研磨対象物からはみ出したときに,前記研磨部材のはみ出した部分の少なくとも一部を支持するための支持面を有する支持部材と,前記支持部材の前記支持面における支持圧力を調整するための圧力調整機構と,前記研磨対象物のロールオフ量自体,ロールオフ量及び/又はロールオフ量を加工して得た情報により,前記支持圧力が所望の圧力となるように前記圧力調整機構を制御する制御部とを具備することを特徴とする研磨装置. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:福田明,望月宣宏,廣川一人) 筆頭論文

特許第4,689,367号 研磨プロファイル又は研磨量の予測方法,研磨方法及び研磨装置,プログラム,記憶媒体 平成23年2月25日登録

(全体概要) 研磨部材の消耗度によって経時的に変化する研磨プロファイルからのデータに基づいて,研磨部材の状態に合わせて自動的に研磨条件を再設定することにより,研磨部材の延命化を図るとともに,一層精度の高い平坦性を得ることのできるようにする. 少なくとも2つの押圧部分を有し,該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって,押圧部分が研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと,設定された裏 面圧力から研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと,予測された押圧力分布から研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレーム原案に関与し,拒絶対応を担当. (発明者名:望月宣宏,戸川哲二,福田明,辻村学,檜山浩国,廣川一人)

Chinese Patent 101128285号 Polishing apparatus and polishing method 平成22年10月13日

(全体概要) ロールオフがあっても歩留まりよく研磨できる研磨装置を提供すること.研磨部材(研磨パッド)と保持部材(トップリング)に保持されたウェーハとの間に圧力を加えつつ研磨部材とウェーハとを相対運動させてウェーハを研磨する研磨装置は,ウェーハを保持するトップリングと,リテーナリングの支持面が研磨パッドを支持する支持圧力を調整 するための圧力調整機構と,ウェーハのロールオフ量に基づいて支持圧力が所望の圧力となるように圧力調整機構を制御する制御部とを具備する.トップリングは,ウェーハを研磨パッドに押付けるエアバッグと,ウェーハを取り囲むリテーナリングと,リテーナリングを押すエアバッグとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆,拒絶対応を担当. (発明者名:Fukuda Akira, Mochizuki Yoshihiro, Hirokawa Kazuto)筆頭論文

特開2009-295914 研磨パッド,並びに電解複合研磨装置及び電解複合研磨方法 平成21年12月17日公開

(全体概要) 研磨パッドの回転速度を通常使用される回転速度である25rpm~150rpmの範囲で設定すれば,加工速度の変化が許容される変化割合よりも小さくなる研磨パッド,並びに電解複合研磨装置及び電解複合研磨方法を提供する.基板表面の金属膜の電解複合研磨に使用される電解複合研磨装置の対向電極上に設置される貫通孔を有する研磨パッドであって,貫通孔の孔径Dが0.1mm~5mm,厚さhが0.5mm~5mm,かつ孔径の2乗/厚さ(D2/h)が0.002mm~50mmの範囲であることを特徴とする. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,王新明,鈴木作,小寺章,當間康,檜山浩國)筆頭論文

United States Patent 7,361,076 Method for estimating polishing profile or polishing amount, polishing method and polishing apparatus 平成20年4月22日登録

(全体概要) 研磨部材の消耗度によって経時的に変化する研磨プロファイルからのデータに基づいて,研磨部材の状態に合わせて自動的に研磨条件を再設定することにより,研磨部材の延命化を図るとともに,一層精度の高い平坦性を得ることのできるようにする. 少なくとも2つの押圧部分を有し,該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって,押圧部分が研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと,設定された裏 面圧力から研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと,予測された押圧力分布から研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレーム原案に関与. (発明者名:Sakurai Kunihiko, Togawa Tetsuji, Mochizuki Yoshihiro, Fukuda Akira, Hiyama Hirokuni, Hirokawa Kazuto, Tsujimura Manabu)

特開2007-290111 研磨方法および研磨装置 平成19年11月8日公開

(全体概要) 研磨対象物が大口径であっても,研磨部材表面に付着した異物を原因として研磨対象物の研磨後の表面にスクラッチが生じることを抑制することにより研磨対象物の歩留まりが低下することを抑制できるようにする.研磨部材と研磨対象物との間に圧力を加えつつ,前記研磨部材と前記研磨対象物とを相対運動させて前記研磨対象物を研磨する研磨方法であって,研磨部材表面の異物付着位置または異物付着範囲を特定し,研磨部材表面の異物付着位置または異物付着範囲を重点的に洗浄する. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,檜山浩國,辻村学) 筆頭論文

United States Patent 7,234,999 Method for estimating polishing profile or polishing amount, polishing method and polishing apparatus 平成19年6月26日登録

(全体概要) 研磨部材の消耗度によって経時的に変化する研磨プロファイルからのデータに基づいて,研磨部材の状態に合わせて自動的に研磨条件を再設定することにより,研磨部材の延命化を図るとともに,一層精度の高い平坦性を得ることのできるようにする. 少なくとも2つの押圧部分を有し,該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって,押圧部分が研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと,設定された裏 面圧力から研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと,予測された押圧力分布から研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレーム原案に関与. (発明者名:Sakurai Kunihiko, Togawa Tetsuji, Mochizuki Yoshihiro, Fukuda Akira, Hiyama Hirokuni, Hirokawa Kazuto, Tsujimura Manabu)

United States Patent 7,150,673 Method for estimating polishing profile or polishing amount, polishing method and polishing apparatus 平成18年12月19日登録

(全体概要) 研磨部材の消耗度によって経時的に変化する研磨プロファイルからのデータに基づいて,研磨部材の状態に合わせて自動的に研磨条件を再設定することにより,研磨部材の延命化を図るとともに,一層精度の高い平坦性を得ることのできるようにする. 少なくとも2つの押圧部分を有し,該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって,押圧部分が研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと,設定された裏 面圧力から研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと,予測された押圧力分布から研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップとを備える. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレーム原案に関与. (発明者名:Sakurai Kunihiko, Togawa Tetsuji, Mochizuki Yoshihiro, Fukuda Akira, Hiyama Hirokuni, Hirokawa Kazuto, Tsujimura Manabu)

特開2006-114861 研磨装置及び研磨方法 平成18年4月27日公開

(全体概要) 機械的強度が低い絶縁材料を使用した場合の配線の欠落を防止することができる研磨装置及び研磨方法を提供する.本発明の研磨装置は,研磨パッドと,基板を研磨パッドに摺接させて該基板を研磨する基板保持部と,基板と研磨パッドとの真実接触面積が大きくなるように研磨パッドをドレッシングするドレッサーとを備えた.ドレッサーの一構成例は,研磨パッドの表面に形成された複数の突出部の高さが略均一となるように研磨パッドをドレッシングするように構成される. (担当部分概要)請求項9,10,18~31 被研磨物を有する基板を所定の研磨圧力で研磨面に押し付けて研磨する研磨方法であって,被研磨物の表面形状が予め設定された基準を満たしているか否かを判断し,前記判断の結果に基づいて研磨圧力を決定し, 前記決定された研磨圧力で基板を研磨面に押し付けて基板を研磨することを特徴とする研磨方法. (発明者名:小寺雅子,望月宣宏,福田明,小寺章,檜山浩国,辻村学)

特開2005-205544 砥石の製造方法,及び砥石,並びに該砥石を備えた研磨装置 平成17年8月4日

(全体概要) 研磨液に可溶な粒子を,研磨液に不溶な樹脂によって実用的な被覆樹脂の厚さで完全に被覆し,マイクロカプセルの形態として砥石内に含有させることができる砥石の製造方法,加えて研磨装置を提供する.砥粒には酸化セリウムからなる砥粒の造粒物,バインダにはエポキシ樹脂,可溶性粒子(固体粒子)には予め乾燥粉末化した界面活性剤, 可溶性粒子に付着させる樹脂にはアクリル樹脂を用いた.界面活性剤にアクリル樹脂を付着させる工程は,気中懸濁法により,界面活性剤に対して 3.0wt%のアクリル樹脂を付着させた.これらを混合して加熱加圧成形し,可溶性粒子(界面活性剤)が封入されたマイクロカプセルを含有する砥石を得た. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,檜山浩國)筆頭論文

特開2004-34173 固定砥粒研磨工具 平成16年2月5日

(全体概要) 被研磨面に発生する穴形状の転写やスクラッチ(キズ)などの欠陥の低減を,各種の研磨対象物に対して達成することができ,且つ環境問題やコスト負荷の小さい固定砥粒研磨工具を提供する.砥粒と,バインダ樹脂と,気孔とから構成される固定砥粒研磨工具において,バインダ樹脂には多孔質である部分が散在している.また,砥粒と,薬剤と,これらを結合するバインダ樹脂と,気孔とから構成される固定砥粒研磨工具において,バインダ樹脂には多孔質である部分が散在して いる. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,廣川一人,檜山浩国) 筆頭論文

特開2004-34159 研磨工具のドレッシング方法及びドレッシング装置及び研磨装置 平成16年2月5日

(全体概要) 化学機械研磨(CMP)用研磨工具の表面に好適な大きさの凹凸を容易に形成でき,ドレッシング装置の長寿命化が図れる研磨工具のドレッシング方法及びドレッシング装置及び研磨装置を提供すること.研磨装置の固定砥粒研磨工具の表面をドレッシング装置によってドレッシングすることで凹凸を形成する.ドレッシング装置は固定砥粒研磨工具の表面にレーザー光線を照射して凹凸を形成するレーザー加工手段によって構成する.ドレッシング装置はレーザー加工手段の他に,固定砥粒研磨工具の表面に微紛を吹き付けて凹凸を形成するブラスト加工手段や,スタンプの表面に設けた凹凸形状を固定砥粒研磨工具の表面に押し付けることで凹凸形状を固定砥粒研磨工具の表面に転写するスタンプ加工手段によって構成してもよい. (担当部分概要) 全体概要に同じ.全てのクレームと明細書の原案執筆を担当. (発明者名:福田明,檜山浩国,小寺章,廣川一人,赤塚朝彦,佐々木達也)筆頭論文

実務経験 特記事項
 
その他
該当なし
 
著作、学術論文等
学術論文
研磨パッド・アスペリティ内のミクロなスラリー循環流れ -拡大パッド模型を使ったスラリー流れの可視化結果- (査読付) 精密工学会誌(Web) 精密工学会誌(Web) 84巻 2号 pp.182‐187(J‐STAGE)~ 1882-675X 2018年 02月

福田明

研磨パッド・アスペリティ内スラリー流れの可視化方法の検討 (査読付) 精密工学会誌 精密工学会誌 83巻 2号 pp.173~179 2017年 02月

福田 明, 御手洗真人

Visualization of Slurry Flow in Polishing Pad Asperity Area (査読付) IEEE 2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLANARIZATION/CMP TECHNOLOGY (ICPT) 2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLANARIZATION/CMP TECHNOLOGY (ICPT) pp.234~236 2014年

Various researchers have investigated the mechanism of chemical mechanical polishing (CMP). Although the slurry flow in a microscopic pad asperity is thought to play a critical role in the transport of abrasive particles to the wafer surface, this has not been completely explained. In this study, we devised a visualization method for the slurry flow in the pad asperity area, created an experimental apparatus for visualization, and attempted to obtain the flow velocity vector. Akira Fukuda, Masahito Mitarai

Influence of Wafer Edge Geometry on Removal Rate Profile in Chemical Mechanical Polishing: Wafer Edge Roll-Off and Notch (査読付) JAPAN SOC APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 51巻 5号 pp.1~5 0021-4922 2012年 05月

In the chemical mechanical polishing (CMP) process, uniform polishing up to near the wafer edge is essential to reduce edge exclusion and improve yield. In this study, we examine the influences of inherent wafer edge geometries, i.e., wafer edge roll-off and notch, on the CMP removal rate profile. We clarify the areas in which the removal rate profile is affected by the wafer edge roll-off and the notch, as well as the intensity of their effects on the removal rate profile. In addition, we propose the use of a small notch to reduce the influence of the wafer notch and present the results of an examination by finite element method (FEM) analysis. (C) 2012 The Japan Society of Applied Physics Akira Fukuda, Tetsuo Fukuday, Akira Fukunaga, Manabu Tsujimura

Removal Rate Simulation of Dissolution-Type Electrochemical Mechanical Polishing (査読付) JAPAN SOC APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 49巻 7号 pp.1~76701 0021-4922 2010年

A new method for simulating the Cu removal rate in electrochemical mechanical polishing (ECMP) based on the dissolution-type polishing mechanism was developed. The effect of a protective layer on the Cu removal rate was considered in this method because the protective layer is a key element in the dissolution-type polishing mechanism. This method was used to simulate the removal rate in a rotary-type ECMP system. The simulations accurately provided the dependence of the Cu removal rate on the aperture ratio. Furthermore, the dependence of the Cu removal rate on the aperture ratio was described with respect to changes in the average protective layer amount with time. Regarding the dependence of the Cu removal rate on the aperture diameter, however, a discrepancy was observed between the simulation and experimental results because this method did not take into account the effect of the aperture diameter on the electrolyte-filling ratio in apertures. (C) 2010 The Japan Society of Applied Physics Akira Fukuda, Akira Kodera, Yasushi Toma, Tsukuru Suzuki, Hirokuni Hiyama, Toshiro Doi, Syuhei Kurokawa, Osamu Ohnishi

STI-CMP性能に及ぼすウェーハエッジ形状の影響 : FEM解析を用いたウェーハ面圧分布計算による考察(機械要素,潤滑,設計,生産加工,生産システムなど) (査読付) 一般社団法人日本機械学会 日本機械学會論文集. C編 日本機械学會論文集. C編 76巻 766号 pp.1610~1616 0387-5024 2010年

Influence of wafer edge profile on performance of Shallow Trench Isolation Chemical Mechanical Polishing (STI-CMP) process for semiconductor manufacturing was investigated. Finite Element Method was used to calculate the contact pressure on the wafer surface, and the removal rate was estimated based on the calculated contact pressure. As a result, shortening the edge width was confirmed to achieve flatter distribution of the contact pressure near the wafer edge. And wafer edge profile controlling is proposed as an effective approach to satisfy the requirement of the edge exclusion. Suitable... 福田 明, 福田 哲生, 檜山 浩國, 辻村 学, 土肥 俊郎, 黒河 周平, 大西 修

シリコンウェーハ製造研磨におけるウェーハエッジ形状の影響評価 (査読付) 砥粒加工学会 砥粒加工学会誌 = Journal of the Japan Society of Grinding Engineers 砥粒加工学会誌 = Journal of the Japan Society of Grinding Engineers 53巻 2号 pp.105~110 1880-7534 2009年 02月

半導体デバイス製造におけるリソグラフィプロセスやCMPプロセスにおいて,ウェーハエッジ領域近傍まで均一な処理を行なうためには,シリコンウェーハのエッジロールオフをより小さくすることが必須となる.そこで,シリコンウェーハ製造時のCMPプロセスにおいて,エッジロールオフの指標であるロールオフ量(Roll Off Amount: ROA)を小さくする方法のひとつとしてエッジ形状の最適化を提案した.また,両面研磨と片面研磨の研磨レート分布がウェーハ表面の面圧分布のみに比例すると仮定し,FEM解析を用いた面圧分布計算によりウェーハエッジ領域近傍における面圧分布を評価した.その結果,両面研磨,片面研磨のどちらにおいても,エッジ幅(edge width)が小さいほどROAを小さくできることがわかった.また,これは研磨パッドのヤング率が1~15MPaの間ではヤング率によらないこと,さらには両面研磨においてキャリア厚さがウェーハ厚さ以下の場合にはキャリア厚さによらないことがわかった. 福田 明, 福田 哲生, 檜山 浩國, 辻村 学, 土肥 俊郎, 黒河 周平

Stress Analysis of Dielectrics Using FEM for Analyzing the Cause of Cracking Observed After W-CMP (査読付) ELECTROCHEMICAL SOC INC JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 156巻 9号 pp.H694~H698 0013-4651 2009年

This study examined the cause of the mechanical fracture (cracking) of dielectrics observed after chemical mechanical polishing (CMP) in the damascene interconnect process for W/oxide structures through the stress analysis of dielectrics with the finite element method (FEM). The analysis, performed considering polishing pressure during CMP and residual film stress, revealed that the stress in dielectrics generated by polishing pressure during CMP was approximately 2% of that generated through W film removal. This result suggests a high likelihood that the cracking of dielectrics observed after CMP is caused by the release of residual stress in W film through CMP. To prevent the mechanical fracture of dielectrics, it is thus important to reduce defects in the deposition of dielectrics and to decrease residual film stress. Akira Fukuda, Yoshihiro Mochizuki, Hirokuni Hiyama, Manabu Tsujimura, Toshiro Doi, Syuhei Kurokawa

Shear stress analyses in chemical mechanical planarization with Cu/porous low-k structure (査読付) INST PURE APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS 2007年 04月

In current LSI devices, porous low-k films are adopted as interlayer dielectrics (ILDs). However, the extremely low Young's moduli of these films result in defects such as delamination, which are sometimes induced during chemical mechanical planarization (CMP). The main cause of delamination is thought to be shear stress induced by CMP downward pressure. In this study, we demonstrated that finite element method (FEM) results could be used to predict dangerous stress fields during CMP. It was revealed that shear stress concentrated on the ILD boundary with a large modulus difference. Moreover, stresses at dense lines were always lower than those at isolated lines. Furthermore, shear stress was sensitive to frictional force. The effect of a plasma-damaged layer on shear stress was quite limited. Consequently, these considerations provide a useful suggestion for future work on Cu/porous low-k-film fabrication as well as on the CMP of LSI devices. Masako Kodera, Yoshihiro Mochizuki, Akira Fukuda, Hirokuni Hiyama, Manabu Tsujimura

CMPにおけるウェーハエッジロールオフの影響 (査読付) 荏原製作所 エバラ時報 エバラ時報 213号 pp.9~14 0385-3004 2006年 10月

福田 明, 檜山 浩國, 廣川 一人

CMPにおけるウェーハエッジロールオフの影響(機械要素,潤滑,工作,生産管理など) (査読付) 一般社団法人日本機械学会 日本機械学會論文集. C編 日本機械学會論文集. C編 72巻 719号 pp.2330~2335 0387-5024 2006年 07月

The impact of wafer edge roll-off on CMP performance was investigated. Distributions of removal rates at the periphery of wafers were estimated by pressure distributions of front-side surfaces of wafers calculated by FEM analysis. Results showed that the edge roll-off influenced distributions of the removal rates at periphery of the wafers when both a stacked pad and a solo pad were used. The influence was reached 4mm from the edge of a wafer with a stacked pad, and 10mm from the edge with a solo pad. When ROA was 1.27μm, ratios of surface pressure near the edge compared to the center part ... 福田 明, 檜山 浩國, 廣川 一人, 辻村 学, 福田 哲生

The Impact of Wafer Edge Roll-Off on CMP Performance (査読付) 一般社団法人 日本機械学会 日本機械学会論文集 C編 日本機械学会論文集 C編 72巻 719号 pp.2330~2335 0387-5024 2006年

The impact of wafer edge roll-off on CMP performance was investigated. Distributions of removal rates at the periphery of wafers were estimated by pressure distributions of front-side surfaces of wafers calculated by FEM analysis. Results showed that the edge roll-off influenced distributions of the removal rates at periphery of the wafers when both a stacked pad and a solo pad were used. The influence was reached 4 mm from the edge of a wafer with a stacked pad, and 10 mm from the edge with a solo pad. When ROA was 1.27 μm, ratios of surface pressure near the edge compared to the center part of a wafer, were about 30% with a stacked pad and about 23% with a solo pad. Moreover, in the case of a stacked pad, we found that the influence of the wafer edge roll-off to CMP process could be compensated by adjusting a pressure of a retainer ring. Also, ranges of allowable ROA with the stacked pad were not uniform when the pressure of a retainer ring was changed from 23 kPa to 30 kPa. On the other hand, in the case of the solo pad, the ranges of allowable ROA did not change very much, which was from 0 to about 0.4 μm, even if the pressure of a retainer ring was changed. 福田 明, 檜山 浩國, 廣川 一人, 辻村 学, 福田 哲生

Stress analyses during chemical mechanical planarization processing with Cu/porous low-k structures of LSI devices (査読付) JAPAN SOC APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS 2005年 12月

Porous low-k materials are required for the construction of 45-nm-node LSI devices. However, the extremely low Young's modulus values of these materials result in the stress corrosion cracking (SCC) of the Cu interconnects during chemical mechanical planarization (CMP). We performed finite element method analyses of the stress at each step during the CMP. The results showed that the horizontal tensile stress was especially concentrated at the edges of the isolated fine wiring, and that higher tensile stresses appeared at the step of the barrier CMP. Moreover, the maximum values of the tensile stress increased with a decrease in Young's modulus in the low-k films. The cause of the horizontal tensile stress was the downward CMP pressure, which indented the low-k films. These results suggest chat CMP with a lower downward pressure and an LSI structure with a Cu dummy pattern were effective for avoiding SCC. M Kodera, A Fukuda, Y Mochizuki, H Hiyama, K Tokushige, A Fukunaga, M Tsujimura

Stress analyses during chemical mechanical planarization processing with Cu/porous low-k structures of LSI devices (査読付) JAPAN SOC APPLIED PHYSICS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS 2005年 12月

Porous low-k materials are required for the construction of 45-nm-node LSI devices. However, the extremely low Young's modulus values of these materials result in the stress corrosion cracking (SCC) of the Cu interconnects during chemical mechanical planarization (CMP). We performed finite element method analyses of the stress at each step during the CMP. The results showed that the horizontal tensile stress was especially concentrated at the edges of the isolated fine wiring, and that higher tensile stresses appeared at the step of the barrier CMP. Moreover, the maximum values of the tensile stress increased with a decrease in Young's modulus in the low-k films. The cause of the horizontal tensile stress was the downward CMP pressure, which indented the low-k films. These results suggest chat CMP with a lower downward pressure and an LSI structure with a Cu dummy pattern were effective for avoiding SCC. M Kodera, A Fukuda, Y Mochizuki, H Hiyama, K Tokushige, A Fukunaga, M Tsujimura

Stress corrosion cracking of Cu interconnects during CMP with a Cu/porous low-k structure (査読付) ELECTROCHEMICAL SOC INC JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 152巻 6号 pp.G506~G510 0013-4651 2005年

Porous low-k materials are required in the construction of 45 nm node large-scale integrated devices. However, the extremely low Young's modulus values of these materials results in a high number of previously unreported defects. A porous low-k film stacked with a dense low-k film showed pronounced cracking in its Cu wiring, which was concentrated in isolated lines 0.18 μ m in width and was accelerated with longer chemical-mechanical polishing (CMP) times. Denser lines showed less cracking and the single structure of a dense low-k film showed no cracking. We hypothesized that this cracking might be categorized as stress corrosion cracking (SCC). Accordingly, we investigated the relation between stress and corrosion in certain kinds of slurry. We have also researched the effects on corrosion of temperature and various metals. In all of the slurry that we tested, tensile stress increased corrosion current in Cu samples. Furthermore, both finite element method analysis of stress during CMP and measurements of friction on the Cu/low-k surface by scanning probe microscopy indicated concentration of stress on low-k materials, especially at the edges of isolated wiring. Thus, we concluded that stress enhances corrosion during CMP and that there was a high possibility of SCC. © 2005 The Electrochemical Society. All rights reserved. M Kodera, S Uekusa, H Nagano, K Tokushige, S Shima, A Fukunaga, Y Mochizuki, A Fukuda, H Hiyama, M Tsujimura, H Nagai, K Maekawa

その他
ウェーハ・研磨パッド間アスペリティ領域におけるスラリー流れの可視化(第2報)ミクロな循環流れの存在について 精密工学会 プラナリゼーションCMPとその応用技術専門委員会 第177回研究会 国内会議 口頭発表(招待・特別) 2019年 10月 15日

CMPの研磨メカニズムの解明に貢献するため,本研究では,研磨において重要な役割を担っ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.第138回研究会(2014年)では,拡大パッド模型を使用したアスペリティ領域のミクロなスラリー流れの可視化方法について報告した.今回は,本方法により観察されたミクロな循環流れについて報告するとともに,循環流れと研磨レートとの関係について考察する. 福田 明

スラリー研磨能力に着目した研磨レート分布シミュレーション技術の開発(第2報)スラリー流れ解析結果の取り込み 精密工学会大会学術講演会講演論文集 国内会議 口頭発表(一般) 2019年 08月 20日

本研究では,化学的要素と機械的要素の両方を組み込んだ研磨レート分布シミュレーション技術の開発を進めている.第1報では化学的要素を特徴づけるスラリー研磨能力の概念を導入して,スラリー流れや温度分布,研磨圧力分布などを考慮できるシミュレーション手法を考案し,その有効性を検証した.本報では,汎用流れ解析ソフトによるスラリー流れ解析結果を取り込んでスラリー供給位置の影響をシミュレートした結果を報告する. 福田明, 松尾尚典, 望月宣宏, 大渕真志

スラリー研磨能力に着目した研磨レート分布シミュレーション技術の開発(第3報)2次元研磨圧力分布解析結果の取り込み 精密工学会大会学術講演会講演論文集 国内会議 口頭発表(一般) 2019年 08月 20日

本研究では,化学的要素と機械的要素の両方を組み込んだ研磨レート分布シミュレーション技術の開発を進めている.既報では化学的要素を特徴づけるスラリー研磨能力の概念を導入して,スラリー流れや温度分布,研磨圧力分布などを考慮できるシミュレーション手法を考案し,その有効性を検証した.本報では,3次元有限要素法解析により求めた2次元の研磨圧力分布を取り込んだ結果を報告する. 福田明, 遠井樹, 松尾尚典, 望月宣宏, 大渕真志

スラリー研磨能力に着目した研磨レート分布シミュレーション技術の開発(第1報)スラリー研磨能力の概念とモデルの検証 精密工学会大会学術講演会講演論文集 国内会議 口頭発表(一般) 2019年 03月 01日

本研究では,CMP装置・プロセス開発への応用を目指して,化学的要素と機械的要素の両方を組み込んだ研磨レート分布シミュレーション技術の開発を進めている.化学的要素を特徴づける因子としてスラリー研磨能力の概念を導入することでプレストンの式をモデル化し,スラリー流れや温度分布,研磨圧力分布,ウェーハと研磨パッド間の相対速度分布を考慮できるシミュレーション手法を考案するとともに,その有効性を検証した. 福田 明, 松尾 尚典, 望月 宣宏, 大渕 真志

拡大パッド模型を使ったミクロスケール・スラリー流れの可視化 砥粒加工学会 研磨の基礎科学とイノベーション化専門委員会(KENMA研究会)第12回研究会 -研磨工具の接触点解析とその場観察から考える研磨メカニズムとその評価- 国内会議 口頭発表(一般) 2018年 11月 27日

福田 明

CMPにおけるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化(第4報)コンディショニング条件の異なる研磨パッドでの比較 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2018年 08月 20日

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?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複数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. 福田明, 関塚典明, 山本洋輝, 鈴木恵友, KHAJORNRUNGRUANG Panart

CMPにおけるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化(第3報)ウェーハ・研磨パッド間凹凸領域における循環流れの存在について 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2017年 03月 01日

CMPの研磨メカニズムの解明に貢献するために,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.研磨中にその場観察することは非常に困難なので,流れの相似則を利用して模擬的なスラリー流れを発生させ可視化する方法を考案し,第1報で報告した.第3報では,本方法により観察されたウェーハ・研磨パッド間凹凸領域の循環流れについて報告する. 福田明, 秀毛春也, 山縣翔, 渡辺健介

CMPにおけるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化(第2報)パッド摩耗の影響の可視化に関する試み 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2016年 03月 01日

福田明, 石田士, 潮田拓海

10105 CMPにおけるミクロスケール・スラリー流れ可視化の試み 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2015年 03月 20日

In chemical mechanical polishing, polishing proceeds through chemical and mechanical action in the fine gap that exists between the wafer and polishing pad. Therefore, clarification of the polishing mechanism has been delayed. Various researchers have pursued the clarification of the polishing mechanism. Although the slurry flow in a microscopic pad asperity is thought to play a critical role in the transport of abrasive particles to the wafer surface, this has not been completely elucidated. In this study, we devised a visualization method for the slurry flow in the pad asperity area. Because in situ observation of the slurry flow at the asperity scale between the wafer and polishing pad is extremely difficult, we visualized the slurry flow according to the scaling law of the flow using the visualization model of the enlarged pad asperity. The results showed that we were able to visualize the flow imitating the slurry flow in the fine gap between the wafer and polishing pad. 福田 明, 御手洗 真人

ウェーハ・研磨パッド間アスペリティ領域におけるスラリー流れの可視化 精密工学会 プラナリゼーションCMPとその応用技術専門委員会 第138回研究会 国内会議 口頭発表(一般) 2014年 12月 12日

福田 明

Visualization of Slurry Flow in Polishing Pad Asperity Area Proc. of International Conference on Planarization/CMP Technology 2014 口頭発表(一般) 2014年 11月

Akira Fukuda, Masahito Mitarai

CMPにおけるウェーハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2014年 09月 01日

御手洗真人, 福田明

CMP研磨レート分布に及ぼすウェーハエッジ形状の影響―ウェーハエッジロールオフとノッチに関して― 精密工学会大会学術講演会講演論文集 2014年 03月 01日

福田明

138 徳山高専におけるCAE教育の紹介(OS 設計教育・CAD教育(I)) 公開研究会・講演会技術と社会の関連を巡って : 技術史から経営戦略まで : 講演論文集 2013年 11月 29日

福田 明, 西村 太志

903 Cu CMPにおけるスラリー劣化要因に関する研究(CMP加工1) 日本機械学会九州支部講演論文集 2012年 03月 16日

深川 博信, 鈴木 恵友, 木村 景一, パナート カチョーンルンルアン, 福田 明, 和田 雄高, 檜山 浩國, 福永 明

1720 電気力顕微鏡法(EFM)を用いたCMP欠陥の検出(OS1-1 機械工学が支援する微細加工技術I,OS1 機械工学が支援する微細加工技術) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2012年 03月 08日

We investigated surface potential with electrostatic force microscopy (EFM) to analyze the relationship between surface potential and chemical mechanical planarization (CMP). We have succeeded to detect the non-visual defects (NVD) such as organic (surfactant) and complex residues (Cu-BTA) Scratches and polishing non-uniformity those were not detected in topographic image were also cleary seen in surface potential images EFM metrology is markedly useful for evaluating the relationship between surface potential and defect generation during CMP. 嶋 昇平, 福田 明, 福永 明, 辻村 学

1724 回転円板上の液膜挙動に与える接触角の影響(OS1-2 機械工学が支援する微細加工技術II,OS1 機械工学が支援する微細加工技術) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2012年 03月 08日

The water flow was supplied from a nozzle on a rotating disk and the droplet formation process on the disk was investigated experimentally for the fundamental study of the water-mark formation in CMP process. The rotating disk was made by an acrylic resin Formation processes of the droplets and water were observed by usmg a high speed video camera. As a result, it was found that the several patterns of water flow appeared on the rotating disk. And the patterns strongly depended on the rotation speed and contact angle of the liquid 栗原 崇悦, 天谷 賢児, 檜山 浩國, 福永 明, 福田 明, 中村 弘志

102 CMPの洗浄工程における液膜挙動の基礎的研究(OS2-1 熱および流体力学1) 日本機械学会関東支部ブロック合同講演会講演論文集 2011年 09月 16日

栗原 崇悦, 天谷 賢児, 檜山 浩國, 福永 明, 福田 明, 中村 弘志, TAKAYAMA Kazuhiro

220405 CMP研磨レート分布に及ぼすウェーハノッチの影響(OS16 東京ブロック・山梨ブロック共同企画 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)2(研磨プロセス),オーガナイズド・セッション) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2011年 03月 17日

Influence of wafer notch on removal rate profile in chemical mechanical polishing process was investigated experimentally. As a result, removal rate close to the notch was larger than that far from the notch. Effective range of the notch was about 2.5mm from edge exclusion area in radial direction and was about 5mm from notch center in circumferential direction when the edge exclusion was 2mm. Therefore, the number of chips affected by the notch in CMP process is around 1 or 2 at most. 福田 明, 山木 暁, 福田 哲生, 福永 明, 辻村 学

220406 CMP工程で見られるウォーターマーク形成に関する基礎的研究(OS16 東京ブロック・山梨ブロック共同企画 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)2(研磨プロセス),オーガナイズド・セッション) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2011年 03月 17日

The water flow was supplied from a nozzle on a rotating disk and the droplet formation process on the disk was investigated experimentally for the fundamental study of the water mark formation in CMP process. The rotating disk was made by an acrylic resin. The droplet formation process was observed by using a high speed video camera. Diameters of droplets remained on the disk were measured at various conditions of rotation speed and supplying water flow rate. As the results, it was found that the mean diameter of remained droplets became small with the increasing of disc rotation speed. 栗原 崇悦, 高山 和広, 天谷 賢児, 檜山 浩國, 福永 明, 福田 明

20306 ECMPの研磨圧力依存性シミュレーション(OS3 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)(2),オーガナイズドセッション) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2010年 03月 09日

As the first stage of predicting the step height reduction of Cu wiring pattern in dissolution-type electro-chemical mechanical polishing (ECMP), the removal rate dependency on the polishing pressure was simulated. Simulation results showed lower removal rate than experimental value, but the difference was almost within the range of the experimental error. Therefore, the simulation method is thought applicable to simulate the step height reduction of wiring pattern. 福田 明, 小寺 章, 當間 康, 鈴木 作, 檜山 浩國, 土肥 俊郎, 黒河 周平, 大西 修

1601 半導体用シリコン・ウェーハの力学的課題(基調講演,OS16.シリコン強度とシミュレーション,オーガナイズドセッション) 計算力学講演会講演論文集 2009年 10月 10日

福田 哲生, 宇根 篤暢, 福田 明, 中井 康秀

21106 電解複合CMPにおける加工レートと電解液充填率との関係(プロセス技術,OS.3 機械工学が支援する微細加工技術(半導体,MEMS,NEMS)) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2009年 03月 05日

The correlation of electrolyte-filling ratio with Cu removal rate is studied using a rotary type electro-chemical mechanical polishing apparatus. Higher electrolyte-filling ratio is found to result in higher removal rate. The influence upon the electrolyte-filling ratio of rotating speed of polishing pad, diameter of pad aperture and electrolyte supply rate is investigated experimentally. 福田 明, 王 新明, 鈴木 作, 小寺 章, 當間 康, 檜山 浩國, 土肥 俊郎, 黒河 周平

電解複合CMPの加工レートシミュレーション手法の構築 精密工学会学術講演会講演論文集 2009年

電解複合CMPの加工レートのシミュレーション手法を,溶解型の加工メカニズムに基づいて提案した.実験結果と比較した結果,ロータリ方式の電解複合CMPにおいて,加工レートの研磨パッド開口率依存性をシミュレートすることができた.しかし,貫通孔内の電解液充填率の影響を本手法では考慮していなかったため,加工レートの貫通孔直径依存性については,実験結果との間に差異が見られた. 福田 明, 小寺 章, 當間 康, 鈴木 作, 檜山 浩國, 斎藤 孝行, 土肥 俊郎, 黒河 周平

21413 シリコンウェーバ製造時の研磨におけるウェーハエッジ形状の影響(CMP,OS.1 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS),学術講演) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2008年 03月 13日

Optimum wafer edge profile to reduce Roll-Off Amount (ROA) was investigated in the polishing process of silicon wafer manufacturing. The distribution of removal rate at wafer periphery for both double-side and single-side polish was estimated by calculating the contact pressure on wafer surface using FEM analysis. It is suggested from the calculation that reduction of ROA would be achieved by shortening the edge width of wafer in both double-side and single-side polish cases. In industry applications, however, other factors such as safety of wafer handling, durability of polishing pad, and ... 福田 明, 福田 哲生, 檜山 浩國, 辻村 学, 土肥 俊郎, 黒河 周平

STI-CMPにおけるウェーハエッジ形状の影響 精密工学会学術講演会講演論文集 2008年

STI-CMPにおいて、エッジ近くまで平坦な研磨を実現するのに好適なウェーハエッジ形状をFEM解析による面圧分布計算により検討した。その結果、Edge widthが小さいほどエッジ近くまで平坦に研磨できることが分かった。36nmノードで要求されるROAを100nmとした場合、エッジ除外領域を1.5mm確保するには、Edge widthを250μm程度まで小さくする必要があることが分かった。 福田 明, 福田 哲生, 檜山 浩國, 辻村 学, 土肥 俊郎, 黒河 周平

STI-CMPにおけるウェーハエッジ形状の影響(第2報):積層パッドと単層パッドの比較 精密工学会学術講演会講演論文集 2008年

STI-CMPにおいて、エッジ近くまで平坦な研磨を実現するのに好適なウェーハエッジ形状をFEM解析による面圧分布計算により検討した。Edge widthとエッジロールオフの大きさ(ROA)を指標として、積層パッドと単層パッドで比較した結果、積層パッドよりも単層パッドの方がEdge widthに対する許容範囲が大きく、単層パッドよりも積層パッドの方がROAに対する許容範囲が大きかった。 福田 明, 福田 哲生, 檜山 浩國, 辻村 学, 土肥 俊郎, 黒河 周平

半導体デバイスと平坦化加工技術の動向と今後の展開 公益社団法人精密工学会 精密工学会誌 = Journal of the Japan Society of Precision Engineering 精密工学会誌 = Journal of the Japan Society of Precision Engineering 73巻 7号 pp.745~750 0912-0289 2007年 07月 05日

土肥 俊郎, 檜山 浩国, 福田 明, 黒河 周平

21706 CMPによる絶縁膜残留応力変化の有限要素法解析(配線2,OS.12 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2007年 03月 15日

We simulated stress in inter-metal dielectrics at tungsten CMP process by finite element method analysis. We found that the stress in inter-metal dielectrics after releasing of residual stress of tungsten film was about 100 times larger than the stress to act by CMP. Consequently, it was very likely that the releasing of residual stress of tungsten film by CMP causes the failure of inter-metal dielectrics being observed after CMP. Therefore, reducing defect in inter-metal dielectrics and decreasing residual stress of tungsten film are important for preventing failure of inter-metal dielectr... 福田 明, 望月 宣宏, 檜山 浩國, 辻村 学

CMPによる絶縁膜残留応力変化の有限要素法解析 精密工学会学術講演会講演論文集 2007年

タングステンCMPにおいて、CMP前後およびCMP中の配線間絶縁膜の応力を有限要素法解析により求めた。その結果、タングステン膜の残留応力の開放によって配線間絶縁膜に生じる応力は、CMPによって生じる応力よりも約100倍大きかった。これより、CMP後に見られる絶縁膜破壊は、残留応力の開放によって引き起こされる可能性が高いことが分かった。 福田 明, 望月 宣宏, 檜山 浩國, 辻村 学

Shear Stress Analyses in Chemical Mechanical Planarization Processing with Cu/porous low-k Structure Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials 2006年 09月 13日

KODERA Masako, MOCHIZUKI Yoshihiro, FUKUDA Akira, HIYAMA Hirokuni, TSUJIMURA Manabu

20101 機械工学が支援できる最先端デバイス(1) : Cu/low-k配線構造のCMPプロセスにおける有限要素法応力解析(機械工学が支援する半導体製造技術,OS1 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2006年 03月 09日

Porous low-k materials are required in the construction of LSI devices. However, the extremely low Young's modulus values of these materials result in peeling and/or stress corrosion cracking (SCC) of Cu interconnects during chemical mechanical planarization (CMP). We performed finite element method (FEM) analysis of stress during each step in CMP processing varying Young's modulus of interlayer dielectric (ILD) films. The results supported that the horizontal tensile stress concentrated especially at the edges of the isolated fine wiring, and that higher tensile stresses appeared at the st... 小寺 雅子, 福田 明, 望月 宣宏, 檜山 浩國, 辻村 学

20114 フラッシュランプアニールの熱応力解析(機械工学が支援する先端デバイス評価技術,OS1 機械工学が支援する微細加工技術(半導体・MEMS・NEMS)) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2006年 03月 09日

Flash lamp annealing is one of technologies for wafer heat treatment proposed as the next generation. However, problems such as wafer breakages sometimes occur because of large thermal stress inside of wafers. In order to identify the mechanism of the breakage, we simulated thermal stress during flash lamp annealing by a finite element method analysis. The results of the simulation showed that compressive stress could occur at a front surface and edge regions of a wafer, and tensile stress could occur at a back surface of a wafer. In addition, maximum compressive stress of 450MPa could occu... 福田 明, 檜山 浩國, 廣川 一人, 辻村 学, 福田 哲生

20703 Cu/porous low-k構造におけるCMP中の応力解析(機械工学が支援する半導体製造技術(I),OS13 機械工学が支援する半導体薄膜製造技術) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2005年 03月 17日

Porous low-k materials are required in the construction of 45nm-node LSI devices. However, the extremely low Young's modulus values of these materials result in SCC (Stress Corrosion Cracking) of Cu interconnects during CMP processing. We performed FEM (Finite Element Method) analysis of stress during each steps in CMP processing. The results supported that the horizontal tensile stress concentrated especially at the edges of the isolated fine wiring, and that higher tensile stresses appeared at the step of Cu clear CMP. Moreover, the maximum values of tensile stress increased with the decr... 小寺 雅子, 植草 新一郎, 福田 明, 徳重 克彦, 福永 明, 辻村 学, 望月 宣宏, 檜山 浩國

20704 STI-CMPに及ぼすナノトポグラフィの影響解析 : スラリ選択比に対する許容段差の定量的評価(機械工学が支援する半導体製造技術(I),OS13 機械工学が支援する半導体薄膜製造技術) 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2005年 03月 17日

A relationship between allowable initial Peak-to-Valley heights (allowable PV) of a nanotopography and selectivity of slurry for CMP process making STI was analyzed quantitatively using a simple simulation method. The results show that the allowable PV became larger according to an increase of the selectivity. Moreover, in the case of the selectivity of thirty, the allowable PV were four times to eight times larger than the case with the selectivity of three. However, it is noted that the slurry for the process should have the ability of performing not only high selectivity but also small d... 福田 明, 檜山 浩國, 辻村 学, 廣川 一人, 福田 哲生

CMP研磨プロファイルに及ぼすウェーハエッジロールオフの影響(第2報):積層パッドと単層パッドの比較 精密工学会学術講演会講演論文集 2005年

ウェーハエッジロールオフのCMPへの影響を調べるために、応力解析を用いた研磨プロファイル予測を行なった。前報では、積層パッドの場合について、エッジロールオフがウェーハエッジ部の研磨プロファイルに大きく影響を及ぼすこと、CMPが対応できるエッジロールオフには幅があることを示した。本報では、単層パッドについて同様の解析を実施し、単層パッドの方がエッジロールオフに対する許容範囲が狭いことを示した。 福田 明, 檜山 浩國, 廣川 一人, 辻村 学, 福田 哲生

CMP研磨プロファイルに及ぼすウェーハエッジロールオフの影響 精密工学会学術講演会講演論文集 2004年

リソグラフィーで問題視されているウェーハエッジ部のダレ(エッジロールオフ)の、CMP研磨プロファイルへの影響について検討した。FEMによる応力解析結果から研磨プロファイルを予測した結果、エッジロールオフはウェーハエッジ部の研磨プロファイルに大きく影響を及ぼすことが分かった。また、CMPが対応できるエッジロールオフには幅があることが分かった。 福田 明, 檜山 浩國, 辻村 学, 福田 哲生

Cu/Low-k構造におけるCMP時の応力とクラックとの関係 精密工学会学術講演会講演論文集 2004年

Cu/Low-k構造において、CMP時に配線パターンのエッジ部にクラックが発生することがある。Low-k材のヤング率が小さい場合、および配線密度が小さい場合にクラックが発生することから、CMP時の応力に関係すると考えられた。そこで、Cu/Low-k構造におけるCMP時の応力をFEMにより解析した結果、クラックが発生する条件では、クラックが発生しない条件に比べて応力が2倍程度大きいことが分かった。 福田 明, 望月 宣宏, 檜山 浩國, 小寺 雅子, 辻村 学

1206 活性炭細孔に吸着されたアルカン分子の分子動力学シミュレーション 日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集 2002年 03月 14日

Adsorption behavior of alkanes into micropore of activated carbon is simulated using the molecular dynamics method. Dodecanes are chosen as adsorbate in this study. A micropore model is presented based on non-graphitizing carbon structure. The methyl and methylene of alkane molecules are treated as subunits with ignoring the degree of freedom between carbon and hydrogen atoms, and other internal degrees of freedom are permitted. Intra-molecular potentials are used to describe the bonded interaction among subunits. The Lennard-Jones potential is used for other non-bonded interactions. The dy... 王 新明, 福田 明, 檜山 浩國

ミスト用遠心分級機に関する研究 微粒化シンポジウム講演論文集 = Symposium (ILASS-Japan) on Atomization 2000年 12月 11日

福田 明, 濱田 聡美, 檜山 浩國, 徳岡 直靜

液面での気泡崩壊に伴う液滴噴出現象を利用した小径球状粒子製造の試み 微粒化シンポジウム講演論文集 = Symposium (ILASS-Japan) on Atomization 1996年

鈴木 孝司, 三田地 紘史, 福田 明

共同研究

2020年4月~現在 株式会社荏原製作所「CMPドレッシングシミュレーションの開発」
2012年12月~2020年3月 株式会社荏原製作所「汎用流れ解析ソフトを利用した研磨シミュレーション技術の開発」