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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

研究課題

研究課題/領域番号 15J00581
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生産工学・加工学
研究機関大阪大学

研究代表者

武居 弘泰  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード数値制御加工 / 大気圧プラズマ / Silicon on Insulator / 膜厚均一化 / Silicon on Insurator
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

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

    • 著者名/発表者名
      H. Takei, S. Kurio, S. Matsuyama, K. Yamauchi, Y. Sano
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 723 ページ: 242-246

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.723.242

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of array-type atmospheric-pressure RF plasma generator with electric on-off control for high-throughput numerically controlled processes2016

    • 著者名/発表者名
      H. Takei, S. Kurio, S. Matsuyama, K. Yamauchi, Y. Sano
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 87 号: 10 ページ: 105121-105121

    • DOI

      10.1063/1.4964656

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Power Control Method for Atmospheric-Pressure Plasma Generator with Electrode Array2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Takei
    • 学会等名
      9th International Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      米国・ホノルル
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      武居弘泰
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The Oxidation Characteristic in Numerically Controlled Sacrificial Oxidation with Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Takei
    • 学会等名
      2015 Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      韓国・済州島
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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