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シリコン結晶のシェアモード研削と加工変質層の評価

研究課題

研究課題/領域番号 10045053
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関神奈川工科大学

研究代表者

荻田 陽一郎  神奈川工科大学, 工学部, 教授 (50016549)

研究分担者 今井 健一郎  神奈川工科大学, 工学部, 助手 (00308537)
橋本 洋  神奈川工科大学, 工学部, 教授 (10198690)
BLADEL Kenne  カリフォニア大ローレンスリバモア研究所, 研究部長
DORNFELD Dav  カリフォニア大バークリー校, 工, 教授
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードシェアモード研削 / シリコンウェーハ / 鏡面研磨ダメージ / 研削ホイール / エンジニアリングツール / 超音波振動研削 / 表面層ダメージ / 表面層評価 / 研削加工変質層 / 非接触測定評価法 / 光導電減衰法 / 研磨加工変質層 / 鏡面研削 / 鏡面研削ダメージ
研究概要

シリコン結晶のシェアーモード表面層研削研究と研磨表面層ダメージの非接触・非破壊評価研究の主な研究成果は以下のようである。
(1)研削ホイールを用いた超音波振動複合型シェアモード加工により,単結晶シリコンでも研削抵抗の安定化(加工持続性)と軽減効果を同時に得られることを確認した.
(2)従来使用されていたホイールと比較して,a)砥粒分布密度,b)砥粒サイズ,を自由に設計・製作することができ,c)砥粒突き出し高さ,d)砥粒結晶方位,を揃えることができるETチップ(微細溝付きダイヤモンド工具)を考案した。
(3)2×2mmの単結晶ダイヤモンドにピッチ20μm,砥粒に相当するポスト5×5μmのETチップを試作し,単結晶シリコンの超音波振動を複合したフライカット実験を行なった結果,実質切込みが0.2μm以下においてシェアモード加工が可能であった。
4)超音波振動を複合したときの,ETチップ上の非調和振動型ポスト(砥粒に相当する)配列の設計方針を明らかにした.すなわち,ETチップ上の進行方向に対してわずかな傾斜角(約O.5度)を設けて,1個のポストが材料へ切込む深さを各材料の臨界切込み深さ以下になるようにした。
(5)研磨ダメージの測定評価法として、従来提案してきたUV/ミリ波PCD法やPPCA(Pulse Photo-conductivity Amplitude)法に加えて、新たに表面電位法、光導電周波数応答法、電子ビームトモググラフィ法の新たな創出を行った。
(6)CMP研磨圧力を変えて、圧力-研磨ダメージ特性を表面電位法とPPCA法で測定した結果、両者は良く一致し、65g/cm2の研磨圧力で最小の研磨ダメージなることが分かった。
(7)市販のULSI用の鏡面仕上げSiウェーハのSMPダメージをUV/ミリ波PCD法で測定した結果、そのダメージがMOSトランジスタのゲート酸化膜の電圧耐性を劣化していること、3回のSCl洗浄でそのダメージを除去できること、そのダメージ深さは21nmであることが分かった。
(8)電子ビームによる表面層トモグラフィの可能性を理論計算的に詳細に検討し、10ps以下の電子ビームパルスを用いれば0.1μmの深さ分解能をもつトポグラフィの実現可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (65件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (65件)

  • [文献書誌] H.Hashimoto: "Epistemology and Abduction in Shear (Ductile)-mode Grinding of Brittle Materials"Proceedings of Silicon Machining, The Americal Society for Precision Engineering. Vol.17. 36-39 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hashimoto: "Speculation on Ultrasonic-Assisted Grinding with an Engineered Wheel"OSA Technical Digest Series, Optical Fabrication and Testing, Conference Edition. Volume 12 OMB3-1. 20 (1998)

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  • [文献書誌] K.Imai: "Grinding Force Criteria in Shear-Mode Grinding"Proceedings of the 13^<th> Annual Meeting, The American Society for Precision Engineering. Vol.18. 136-139 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsumi: "An Engineered Tool and Some Results of Fly-Cut Experiments"1^<st> int. conference and general meeting of the European society for precision engineering and nanotechnology. Vol.1. 306-309 (1999)

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  • [文献書誌] T.Tatsumi: "Deterministic Design of "Engineered Tool" (A New Diamond Tool)"Proceedings of the 14^<th> Annual Meeting, The American Society for Precision Engineering. Vol.20. 551-554 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with blue-laser/microwave and UV/millimeter-wave photoconductivity techniques"The International Society for Optical Engineering (SPIE). 3509. 65-71 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐々木謙孝: "電子ビームを用いたSiウェーハ表面層評価法の検討"神奈川工科大学研究報告. B-23. 45-48 (1999)

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  • [文献書誌] 黒川昌毅: "鏡面研磨Siウェーハ表面層のパルス光導電振幅による評価"神奈川工科大学研究報告. B-23. 33-38 (1999)

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  • [文献書誌] 小林謙一: "水素イオン注入Siウェーハ表面層のPCAによる評価"神奈川工科大学. B-23. 39-43 (1999)

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  • [文献書誌] 荻田陽一郎: "Siウェーハ表面層CMPダメージ光導電評価とGOI"応用物理学会、シリコンテクノロジー分科会. No.12. 80-90 (1999)

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  • [文献書誌] 黒川昌毅: "Si表面層h+イオン注入ダメージのパルス光導電振幅(PPCA)による評価"神奈川工科大学研究報告. B-24. 45-51 (2000)

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  • [文献書誌] 佐々木謙孝: "電子ビームによるシリコン表面層トモグラフィの検討"神奈川工科大学研究報告. B-23. 45-48 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Ogita: "PCA characterization of residual subsurface damage after silicon wafer mirror polishing and its removal"Mat.Res.Soc.. 566. 261-39 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Ogita: "Subsurface damage characterization of hydrogen ion implanted ailicon wafer with UV/millimeter wave technique"Mat.Res.Soc.. 631. AA.1.8.1-AA1.8.6 (2001)

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  • [文献書誌] T.Katoh: "Subsurface damage profile characterization of Si wafers with UV/millimeter wave technique and light scattering topography"Mat.Res.Soc.. 631. AA1.9.1-AA1.9.6 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with UV/millimeter-wave technique"Mat.Res.Soc.. 631. AA2.5.1-AA2.5.6 (2000)

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  • [文献書誌] 荻田陽一郎: "UV/ミリ波PCD法における最大感度条件とSiエピタキシャルウェーハおよび極表面層評価"神奈川工科大学研究報告. B-25. 29-33 (2001)

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  • [文献書誌] H.Hashimoto: "Epistemology and abduction in shear(Ductile)-mode grinding of brittle materials"Proc.of Silicon Machining 1998 Topical Meeting. ASPE. 36-39 (1998)

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  • [文献書誌] H.Hashimoto: "Speculation on ultrasonic-assisted grinding with an engineered wheel"OSA Technical Digest Series. Volume12, OMB3-1. 20 (1998)

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  • [文献書誌] K.Imai: "Grinding force criteria in shear-mode grinding"Proc.of the 13^<th> Annual Meeting. ASPE. 136-139 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsumi: "An engineered tool and some results of Fly-Cut experiments"1^<st> international conference for euspen. 306-309 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsumi: "Deterministic design of "Engineered Tool"(A new diamond tool)"Proc.of the 14^<th> Annual Meeting. Vol.20, ASPE. 551-554 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with blue-laser/microwave and UV-laser/millimeter-wave photoconductivity techniques"SPIE. Vol.3509. 65-71 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki: "A method on subsurface characterization of Silicon wafers using electron beam"Kanagawa Inst.Tech Report. B-23. 45-48 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kurokawa: "Subsurface characterization of mirror polished Si wafers using pulse photoconductivity"Kanagawa Inst.Tech Report. B-23. 33-38 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi: "Subsurface characterization of H2+ implanted silicon wafers using photoconductivity amplitude."Kanagawa Inst.Tech Report. B-23. 39-43 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Photoconductivity characterization of CMP-induced subsurface damage in Si wafers and GOI."Japan Society of Applied Physics, Silicon technology. No.12. 8-9 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kurokawa: "Pulse photoconductivity amplitude(PPCA)characterization of silicon subsurface damage induced by H+ implantation."Kanagawa Inst.Tech Report. B-23. 45-51 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki: "A study on tomography of silicon subsurface with electron beam."Kanagawa Inst.Tech Report. B-24. 45-48 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita, K.Kobayashi, and H.Daio: "PCA characterization of residual subsurface damage after silicon wafer mirror polishing. and its removal"Mat.Res.Soc.. Vol.566. 261-266 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita, K.Kobayashi, and H.Daio: "Photoconductivity characterization of silicon wafer mirror-polishing subsurface damage related to gate oxide integrity"Journal of Crystal Growth. Vol.210. 37-39 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Subsurface damage characterization of hydrogen ion implanted silicon wafer with UV/millimeter-wave technique"Mat.Res.Soc.. Vol.631. AA1.8.1-AA1.8.6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Katoh: "Subsurface damage profile characterization of Si wafers with UV/millimeter-wave technique and light"Mat.Res.Soc.. Vol.631. AA1.9.1-AA1.9.6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita, Y.Gan-nen: "Silicon wafer subsurface characterization with UV/millimeter-wave technique"Mat.Res.Soc.. Vol.631. AA2.5.1-AA2.5.6 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Condition for maximum sensitivity in UV/millimeter-wave PCD technique and characterization of epitaxial layer and subsurface damage in Si wafers using its technique"Kanagawa Inst.Tech Report. B-25. 29-33 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今井健一郎: "ETチップを用いた加工における超音波振動の効果"ABTEC(Abrasive Technology)2000. 279-280 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hashimoto,: "Ultrasonic Shear-mode Machining with a Newly Developed Engineered Tool Chip"ICPMT2000(5th International Conference on Progress of Machining Technology). (to be published). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "PCA characterization of residual subsurface damage after silicon wafer mirror and its removal"Materials Ressearch Society Proc.Chemical Mechanical Polishing-Fundamental and Challenges . 566. 261-266 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Photocondsuctivity characterization of silicon wafer mirror-polishing subsurface damage related to gate oxide integrity"Journal of Crystal Growth. 210. 36-39 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 黒川昌毅: "Si表面層H^+イオン注入ダメージの光導電評価とGOI"神奈川工科大学研究報告B理工学編. 24. 45-51 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木謙孝: "電子ビームによるシリコン表面層のトモグラフィの検討"神奈川工科大学研究報告B理工学編. 24. 57-61 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Subsurface damage characterization of hydrogen ion implanted wafer with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc.Millimeter//Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnostics. 631. AA1.8.1-AA1.8.6 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc.Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnostics. 631. AA2.5.1-AA2.5.6 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Katoh: "Subsurface damage profile characterization of Si wafers with UV/millimeter-wave techniques and light scattering"Materials Research Society Proc.Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnositics. 631. AA1.9.1-AA1.9.6 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 荻田陽一郎.: "UV/ミリ波PCD法における最大感度条件とSiエピタキシャルウェーハおよび極表面層評価"神奈川工科大学B理工学編. 25. 29-33 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tatsumi: "Deterministic Design of "Engineered Tool"(A New Diamond Tool)"Proceedings of the 14th Annual Meeting,The American Society for Precision Engineering. 20. 551-554 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hashimoto: "A Newly Developed Engineered Tool and Ultrasonic Shear-mode Machining of a Single Crystal Silicon and a Quarts"Internatinal Symposium on Instrumentation Science and Technology. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tatsumi: "An Engineered Tool and Some Results of Fly-Cut Experiments"1st international conference and general meeting of the european society for precision engineering and nanotechnolagy. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Moon: "Ductile/Brittle Transition Depth in Chemical Mechaical Polishing(CMP)"4th International CIAM Meeting. 8-11 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] P.Davis: "Process Diagnostics for Precision Grinding Brittle Materials in a Production Environment"4th International CIAM Meeting. 12-15 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Photovonductivity charecterization of silicon wafer mirror polishing subsurface damge related to gate oxide integrity"Journal of Crystal Growth. 210. 36-39 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "PCA characterization of Residual subsurface damage after silicon wafer mirror polishing and its removal"Materials Research Society Proc.Chemocal Mechnical Polishing-Fundamentals and Charanges (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 荻田陽一郎: "Siウェーハ表面層CMPダメージの光導電評価とGOI"シリコンテクノロジー第3回ミニ学術講演会特集号(応用物理学会分科会). NO.12. 8-9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 黒川昌毅: "Si表面層H_+イオン注入ダメージのパルス光導電振幅(PPCA)による評価"神奈川工科大学研究報告. 24(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木謙孝: "電子ビームによるシリコン表面層のトモグラフィの研究"神奈川工科大学研究報告. 24(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Subsurace damage characterization of hydrogen ion implanted wafer with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc.Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials,Devices,and Diagnostics(to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc.Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials,Devices,and Diagnostics(to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kato: "Subsurface damage profile characterization of Si wafers with UV/millimeter-wave techniques and liqht scattering"Materials Research Society Proc.Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials,Devices,and Diagnostics(to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 今井健一郎: "Grinding Force Criteria in Shear-Mode Grinding" The American Society for Precision Engineering. 13th Annual Meeting. 136-139 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 橋本洋: "Speculation on Ultrasonic-Assisted Grinding with an Engineered Wheel" Optical Fabriction and Testing. 12 OMB3-1. 20-20 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 橋本洋: "Epistemology and Abduction in Shear(Ductile)-mode Grinding of Brittle Materials" The American Society for Precision Engineering. Toppical Meeting. 36-39 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大王宏: "Bi-Surface Photoconductivity Decay Analysis for Polysilicon Back-Sealed Wafers with Thermal Process lnduced Gontamination" Jpn.J.Appl.Phys.37,12A. 623-626 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 萩田陽一郎: "PCA Characterization of Residual Subsurface Damage and lts Removal in Silicon Wafer Mirror Polishing" Matterials Research Society,Proc.ChemicalMechniacl Polishing-FUndamentals and Charages-(to be published). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 小林謙一: "水素イオン注入Siウェーハ表面層のPCAによる評価" 神奈川工科大学研究報告. 23. 39-43 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 黒川昌毅: "鏡面研磨Siウェーハ表面層のパルス光導電振幅による評価" 神奈川工科大学研究報告. 23. 33-38 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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