ナノグレード素子基板の理想表面形成技術の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14205026
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 渡辺 純二 熊本大学, 工学部, 教授 (40281076)
• 研究分担者: 黒田 規敬 熊本大学, 工学部, 教授 (40005963) ; 松本 泰道 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (80114172) ; 峠 睦 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (00107731) ; 島田 尚一 大阪電機通信大学, 工学部, 教授 (20029317) ; 大渕 慶史 福岡工業大学, 工学部, 助教授 (10176993)
• キーワード: 紫外光照射研磨装置 / TiO_2固体光触媒 / 紫外光線 / ダイヤモンド単結晶 / SiC単結晶 / 酸化膜 / XPS分析 / 研磨加工

研究概要

新しい光触媒効果応用研磨装置の試作 前年度のフィジビリティスタディに基づき、新しい研磨装置のスペック概要を明らかにし、装置設計を行い、装置を試作した。また、装置による研磨条件を最適化し、改良ポイントを明らかにするため、さらなる研磨礎実験を行った。
1)SiCの固体触媒応用、メカニカルエネルギーを付与した場合の研磨促進効果を明らかにするため、TiO_2光触媒を固体粒子としてこれに紫外光(波長400nm以下)を照射した場合、TiO_2無しで直接紫外光を照射した表面のXPSによる組成分析を行った。直接紫外光を照射した場合の方がSiC上の形成酸化膜組成は強く現れた。さらに照射しながら石英ロッド端面で摩擦するとSiC単結晶は数百nmの深さで除去された。TiO_2粒子を使用した場合、反応面に直接光が届いていない可能性もあり、今後石英板の裏面から照射するなど、新研磨装置を使った実験を行う。
2)ダイヤモンド単結晶の光触媒効果応用研磨の可能性を明らかにする実験を行った。試料は150〜180μm径のダイヤモンド砥粒が多数装着されたダイヤモンド砥石を使用し、上面から紫外光を照射しながらTiO_2微粒子を散布し、石英ロッドで摩擦・研磨するものである。その結果、動作環境が室温で10時間程度の摩擦・研磨により明らかにダイヤモンド粒子の一部が研磨されていることが明らかになった。光触媒による効果か、ダイヤモンドの紫外光化学反応に基づくものかは明確でないが、このような環境でダイヤモンドが研磨できることが示されたのは初めてのことである。さらに方位の明確な単結晶を用いて研磨実験を行う。
1)2)より、紫外光照射によるSiCおよびダイヤモンドの研磨の可能性が明らかになったので試作した研磨装置による本格的な研磨実験の条件が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] J.Watanabe, T.Hisamatsu, M.Hirano: "Effect of Pre-Thin-Surface Grinding on Copper Chemical Mechanical Polishing"Proceedings of the Sixth International Symposium on Advances in Abrasive Technology. 407-412 (2003)
• [文献書誌] M.Touge, J.Watanabe, Y.Ohbuchi, H.Sakamoto, N.Ueda: "Development of Ultra Thin Quartz by Abrasive Machining"Proceedings of the Sixth International Symposium on Advances in Abrasive Technology. 123-128 (2003)
• [文献書誌] Y.Ishikawa, Y.Matsumoto, Y.Nishida, S.Taniguchi, J.Watanabe: "Surface Treatment of Silicon Carbide Using TiO2(IV) Photocatalyst"J.Am.Chem.Soc.. 125巻、21号. 6558-6562 (2003)
• [文献書誌] N.Kuroda, Y.Iida, T.Shigeta, Hasanudin, J.Watanabe: "Infrared Attenuated Total Reflection by Chemomechanically Polished (0001) Surface of 6H-SiC"Jpn.J.Appl.Phys.. 42巻 10B. L1241-L1243 (2003)
• [文献書誌] 藤田 隆, 渡邉 純二, 佐口明彦: "超LSIプロセスにおける平坦化CMP技術と装置の開発(第2報)-パッドドレッシング均一化技術の開発-"精密工学会誌. 69巻11号. 1610-1614 (2003)