大口径Siウエハ対応の2003年実用one-stop加工機械及び中核技術の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11792007
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 江田 弘 茨城大学, 工学部, 教授 (60007995)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 博民 茨城大学, 工学部, 講師 (90257329) ; 近藤 良 茨城大学, 工学部, 助教授 (90186867) ; 周 立波 茨城大学, 工学部, 助教授 (90235705) ; 渡部 和 日立ビアメカニクス(株), 副技師長 ; 清水 淳 茨城大学, 工学部, 助手 (40292479)
• Keywords: シリコンウエハ / 超磁歪材料 / 微小位置決め装置 / 姿勢制御 / 固定砥粒 / 研削加工 / 局所クリーンルーム / 省エネ

Research Abstract

口径の大きいSiウエハを使うと,集積回路がプリントされた素子の取れる数が増えることから,素子1個あたりのコストが下がる勘定になる.現行のΦ200mmウエハに比べて本研究対象となるΦ300mmウエハから,同じ工程で約3倍のDRAMを作ることができる.
本研究は,Φ300mm口径のSiウエハを粗さがnm級,平坦度が0.25μm以下,しかもダメージフリーに加工することを目標とし,現在主流のラッピング,エッチング及びポリッシングの3工程をすべて研削加工に置き換えて,固定砥粒によるone-stop超加工機械とその中核技術の開発および実用化を行う.本年度の研究成果が次のように要約できる.
1.昨年度で開発成功したオングストローム分解能を有する超精密位置決め・アライメント装置を搭載した超加工機械を完成し,超磁歪の温度制御,加工液の供給・循環・清浄・恒温などの周辺装置との最終調整が予定通り完了した.現在研削実験を行っているところである.
2.φ300mmウエハに対して,昨年度で行った理論解析及びシミュレーションに基づいて実験を行った結果,Ra=1.0nm,global flatness=0.2μm/300という当初の目標を達成した.その成果を内外の学会に発表を行い,高い評価を得た.具体的には独のWECK社からテスト加工が依頼された.
3.現在は,特に加工によるウエハunder surface damageやdislocationについて,前年度で導入したX線回折装置を使用して,評価をしていろところである.その結果を加工パラメータフィードバックして加工条件の最適化を行う.
4.今までのダイヤモンド砥石を使った加工では,測定粗さがポリッシングと同等な値を得ることができたが,研削条痕がみられる.現在は工具メーカーと共同で新たにChemo-Mechanical Grinding用砥石を開発し,より完全な表面創成を試みている.
5.平坦度の測定については,日米科学協力事業を発足して,"超大型半導体ウエハ形状のナノ計測に関する共同研究"を精力的に行っている,今年度には,第1回目の会合をState University of NYで開催され,基礎実験のデータの確認作業を行った.来年度には開発したプロトタイプを実機に搭載して,測定性能について精査する予定である.

Research Products

• [Publications] H.Eda,T.Mori,L.Zhou,J.Shimizu,H.Nakano,R.Kondo and K.Watanabe: "PM Technology in Giant magnetostrictive Materials Manufacturing and Application Development"Proceedings of 2000 Powder Metallurgy World Conference. +1-+4 (2000)
• [Publications] Jun Shimizu,Hiroshi Eda and Libo Zhou,T.Asano and Y.Nakazawa: "Microscopic Analysis of Friction Phenomena in Surface Observation by Atomic Force Microscope"Pro. of Synopses of Int'l Tribology Conference. 454 (2000)
• [Publications] Hiroshi Eda,Libo Zhou and Jun Shimizu: "Development of One-Stop Machining System for Φ300 Silicon Wafer"Proceedings of ASPE 2000 Annual Meeting. 140-143 (2000)
• [Publications] M.li,H.Eda,T.Imai,M Nishimura,T.Kawasaki,J.Shimizu and L.Zhou: "Development of High Water-content Cutting Fluids with a New Concept,-Fire Prevention and Environmental Protection"Precision Engineering. 24・3. 231-236 (2000)
• [Publications] H.Nakano,M.Kosugi,H.Eda,L.Zhou,J.Shimizu and Y.Tomita: "Novel positioning system using a giant magnetostriction actuator for ultra precision and high power applications"Proceedings. of ICEM '2000. 462-466 (2000)
• [Publications] Hiroshi Eda Libo Zhou and Jun SHimizu: "Development of Powder Metallurgic Giant Magnetostrictive Materials and Their Applications"Proceedings of AMSMA '2000. 117-120 (2000)
• [Publications] Libo Zhou,Hiroshi Eda and Jun Shimizu: "Development of One-Stop Mirror Finishing System for Electronic, Magnetic and Optical Components"Proceedings of AMSMA '2000. 224-228 (2000)
• [Publications] Hiroshi Eda and Libo Zhou: "Giant Magnetostrictive Material, Encyclopedia of Smart Material"John Wiley & Sons Inc.(掲載待ち). (2001)