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高精度・高能率な大面積NC加工のための多電極型大気圧プラズマ発生装置の開発

Research Project

Project/Area Number 15J00581
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

武居 弘泰  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords数値制御加工 / 大気圧プラズマ / Silicon on Insulator / 膜厚均一化 / Silicon on Insurator
Outline of Annual Research Achievements

半導体デバイスは現代の生活には必要不可欠となっているが、その低消費電力化や高速動作化をデバイスの微細化によって実現する事は困難となりつつある。SOI(Silicon on Insulator)ウエハと呼ばれる、シリコン基板・埋め込み酸化膜層・シリコン薄膜層の三層の構造を持つ半導体用基板が開発され、優れた特性を持つ。しかし、一方でデバイスを作製するSOI層に高い膜厚均一性が要求される。本研究では、これを高能率に解決する手法として犠牲酸化法を採用し、多電極型大気圧プラズマ発生装置を考案し開発を行った。当初の研究計画に則り、薄膜電極の検討および装置の試作と実証実験を行った。この手法により、将来的にさらに高い加工分解能が要求されても十分に対応可能であると考える。今後、SOIウエハに限らずどのような半導体材料においても今後はウエハの大口径化が進むと思われる。したがって、大口径化する試料に対して一括加工を行うためには更に多数の電極を敷き詰める事が要求され、同時に加工分解能向上のためには電極サイズを小さくすることも要求される。そこで、このような大面積化と加工分解能向上を目指し、新たに考案した薄膜電極とそれを用いて行った数値制御実験も行った。これにより従来の技術より簡便、安価、かつ操作性の優れた、非常に加工安定性の高い手法となった。メッキの必要な厚みや形状は電磁気学的に計算することで最適化した。この装置を用いて数値制御加工を行ったところ、従来の10分の1の時間でSi薄膜層の膜厚のばらつきをナノオーダーの制度で改善することに成功した。この結果が示す通り、本研究で提案する手法は高能率な超精密加工を実現する手法であることを証明した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Change in Surface Morphology of Si (100) Wafer after Oxidation with Atmospheric-Pressure Plasma2017

    • Author(s)
      H. Takei, S. Kurio, S. Matsuyama, K. Yamauchi, Y. Sano
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 723 Pages: 242-246

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.723.242

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of array-type atmospheric-pressure RF plasma generator with electric on-off control for high-throughput numerically controlled processes2016

    • Author(s)
      H. Takei, S. Kurio, S. Matsuyama, K. Yamauchi, Y. Sano
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 87 Issue: 10 Pages: 105121-105121

    • DOI

      10.1063/1.4964656

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Power Control Method for Atmospheric-Pressure Plasma Generator with Electrode Array2015

    • Author(s)
      Hiroyasu Takei
    • Organizer
      9th International Conference on Reactive Plasmas
    • Place of Presentation
      米国・ホノルル
    • Year and Date
      2015-10-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 数値制御大気圧プラズマ犠牲酸化法における酸化特性2015

    • Author(s)
      武居弘泰
    • Organizer
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] The Oxidation Characteristic in Numerically Controlled Sacrificial Oxidation with Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • Author(s)
      Hiroyasu Takei
    • Organizer
      2015 Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • Place of Presentation
      韓国・済州島
    • Year and Date
      2015-08-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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