CMGによる超高速光通信用可変分散補償器コア要素エタロンの加工技術に関する研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360056
• 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: 生産工学・加工学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 周 立波 茨城大学, 工学部, 教授 (90235705)
• 研究分担者: 清水 淳 茨城大学, 工学部, 准教授 (40292479) ; 尾嶌 裕隆 茨城大学, 工学部, 講師 (90375361) ; 山本 武幸 茨城大学, 工学部, 技術専門職員
• 連携研究者: 神谷 純生 , トヨタ自動車・第2機能材料部, 担当部長 ; 岩瀬 久雄 , トヨタ自動車・第2機能材料部 ; 山下 輝樹 , トヨタ自動車・第2機能材料部 ; 田代 芳章 東京ダイヤモンド工具製作所, 技術部 ; 田 業氷 茨城大学, VBL, 非常勤研究員
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: キーワード / エタロン / 単結晶シリコン / 極薄ウエハ / CMG / 化学・機械融合加工

研究概要

本研究は,超高速光通信用可変分散補償器のコア要素である単結晶Siエタロンの加工技術を確立することを目的に,独自に開発したSiと化学反応するCMG加工技術を用いて,大口径Siウエハを高精度・高品位に加工できるOne-stop加工システムを開発し,CMG砥石およびプロセスの最適化を行い,固定砥粒加工だけでGBIR<0.3μm,加工変質層のない15μmの極薄Siウエハを実現した.

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Chemical Reaction Assisted Grinding of Silicon Wafer by Controlling Interatomic Potential Parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Shimizu, L. Zhou, T. Yamamoto
  • 雑誌名: J.of Computational and Theoretical Nanoscience Vol.7, No.10 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Siウエハインフィード研削における切削軌跡密度と機械剛性の影響 (第2報 : 実験的考察) (2010)
  • 著者名/発表者名: 周立波, 光田孝仁, 清水淳, 田業氷, 山本武幸
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 Vol.45, No.2 ページ: 92-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Siウエハインフィード研削における切削軌跡密度と機械剛性の影響 (第1報 : モデルと解析) (2010)
  • 著者名/発表者名: 周立波, 光田孝仁, 清水淳, 田業氷, 山本武幸
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 Vol.45, No.1 ページ: 45-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポテンシャルパラメータ制御によるシリコンウエハ化学作用援用研削の分子動力学シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水淳, 周立波, 山本武幸
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 Vol.45, No.1 ページ: 41-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research on Chemo-Mechanical-Grinding of Large Size Quartz Glass Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: L. ZHOU, T. SHIINA, Z.J. QIU, J. SHIMIZU, T. YAMAMOTO, Y. TASHIRO
  • 雑誌名: Precision Engineering Vol.33 ページ: 499-504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on reaction mechanism of Si and pure CeO_2 for chemical-mechanical-grinding process (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kamiya, H. Iwase, K. Kishita, L. Zhou, H. Eda, Y. Yoshida
  • 雑誌名: J.of Vacuum Science and Technology B Vol.27, No.3 ページ: 1496-1502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elimination of surface scratch/texture on the surface of single crystal Si substrate in chemo-mechanical grinding (CMG) process (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.B. Tian, L. Zhou, J. Shimizu, T. Tashiro, R.K. Kang
  • 雑誌名: J.of App.Surface Science Vol.255, No.7 ページ: 4205-4211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Improvement of Material Removal Rate in Chemo-mechanical Grinding (CMG) of Si Wafer (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Sasaki, T. Tsuruga, B. Soltani., H, T. Mitsuta, Y.B. Tian, J. Shimizu, L. Zhou, H. Eda, Y. Tashiro, H. Iwase, S. Kamiya
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols.389-390 ページ: 13-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Material Removal Mechanism of Chemo-mechanical Grinding (CMG) of Si Wafer by Using Soft Abrasive Grinding Wheel (2009)
  • 著者名/発表者名: D.M. Guo, Y.B. Tian, R.K. Kang, L. Zhou, M.K. Lei
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vol.389-390 ページ: 459-464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subsurface Structures of Monocrystalline Silicon Generated by Nanogrinding (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Huang, Y.Q. Wu, Y. Wang, J. Zou, L. Zhou
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols.389-390 ページ: 465-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小引っかきによるシリコンウエハ研削現象の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水淳, 周立波, 山本武幸, 津村貴史, 岡部秀光, 江田弘
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 Vol.52, No.10 ページ: 601-606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Adhesion Effect on Material Removal and Tool Wear in Diamond Grinding of Silicon Wafer (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Shimizu, Hiroshi Eda, Libo Zhou, Hidemitsu Okabe
  • 雑誌名: Tribology Online Vol.3, No.5 ページ: 248-253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Effect of Grinding Wheel Stiffness on Nanogrinding Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Shimizu, Libo Zhou, Hiroshi Eda
  • 雑誌名: Int'l J.of Abrasive Technology Vol.1, No.3/4 ページ: 316-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of Silicon Substrates Fabricated using Nanogrinding and CMG (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Huang, B.L. Wang, Y. Wang, J. Zou, L. Zhou
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A Vol.479 ページ: 373-379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation Mechanism of Nanocrystalline High-Pressure Phases in Silicon during Nanogrinding (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, J. Zou, H. Huang, L. Zhou, B.L. Wang, Y.Q. Wu
  • 雑誌名: Nanotechnology Vol.18, 465705 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and evaluation for extremely thin Si wafer (2007)
  • 著者名/発表者名: L. Zhou, B. S. Hosseini, T. Tsuruga, J. Shimizu, H. Eda, S. Kamiya, H. Iwase, Y. Tashiro
  • 雑誌名: Int.J.Abrasive Technology Vol.1, No.1 ページ: 94-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Nano Grinding-Influence of Tool Stiffness- (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Shimizu, Libo Zhou, Hiroshi Eda
  • 雑誌名: Int.J.Manufacturing Science & Technology Vol.9, No.1 ページ: 69-75
  • 査読あり
• [学会発表] Study on ultra-precision machining process of silicon-based etalon, -Effects of diamond grinding on breakage of ultra-thin etalon- (2009)
  • 著者名/発表者名: H. SATO, Y.B. TIAN, J. SHIMIZU, L. ZHOU
  • 学会等名: Proceedings of Asian Symposium for Precision Engineering and Nanotechnology
  • 発表場所: Kitakyushu/Japan
  • 年月日: 20091111-20091113
• [学会発表] Modeling and Analysis of Effects of Machine Tool Stiffness and Cutting Path Density on Infeed Surface Grinding of Silicon Wafer (2009)
  • 著者名/発表者名: L. Zhou, T. Mitsuta, J. Shimizu, T. Tajima
  • 学会等名: Advanced Materials Research
  • 発表場所: Gold Coast/Australia
  • 年月日: 20090926-20090929
• [学会発表] A Novel Single Step Thinning Process for Extremely Thin Si Wafers (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.B. Tian, L. Zhou, J. Shimizu, H. Sato, R.K. Kang
  • 学会等名: Advanced Materials Research
  • 発表場所: Gold Coast/Australia
  • 年月日: 20090926-20090929
• [学会発表] Effects of Sodium Carbonate and Ceria Concentration on Chemo-Mechanical Grinding of Single Crystal Si Wafer (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, Y.B. Tian, J. Sasaki, J. Shimizu, L. Zhou, Y. Tashiro, H. Iwase, S. Kamiya
  • 学会等名: Advanced Materials Research
  • 発表場所: Gold Coast/Australia
  • 年月日: 20090926-20090929
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Chemo-Mechanical Grinding by Controlling Interatomic Potential Parameters to Imitate Chemical Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Shimizu, L. Zhou, T. Yamamoto
  • 学会等名: Advanced Materials Research
  • 発表場所: Gold Coast/Australia
  • 年月日: 20090926-20090929
• [学会発表] Study on Reaction Mechanism of Si and pure CeO_2 for CMG Process (2008)
  • 著者名/発表者名: S Kamiya, H. Iwase, K. Kishita, L. Zhou, H. Eda, Y. Yoshida
  • 学会等名: The 1st International Conference on Nanomanufacturing
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20080714-20080716
• [学会発表] Research on CMG of large size silica glass substrate (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shina, L. Zhou, Z.J Qiu, T. Yamamoto, J. Shimizu, H. Eda
  • 学会等名: Proceeding of LEM21
  • 発表場所: Fukuoka/Japan
  • 年月日: 20071106-20071109
• [学会発表] Development of High Performance Wheels for Chemo-Mechanical-Grinding (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tashiro, M. Kenmochi, B. Soitani, T. Tsuruga, L. Zhou, J. Shimizu, H. Eda
  • 学会等名: Proceeding of LEM21
  • 発表場所: Fukuoka/Japan
  • 年月日: 20071106-20071109
• [学会発表] Study on Nanomachining Process of Si Wafer using an Atomic Force Microscope (2007)
  • 著者名/発表者名: J. SHIMIZU, T. TSUMURA, Y. SUEHISA, L. ZHOU, H. EDA
  • 学会等名: Proceeding of LEM21
  • 発表場所: Fukuoka/Japan
  • 年月日: 20071106-20071109
• [学会発表] Development of On-machine 3D Measuring System for Large Size Si Wafer Thinning Process, Advances in Abrasive technology X (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Mitsuta, B. Soltani, T. Tsuruga, J. Sasaki, L. Zhou, J. Shimizu, H. Eda
  • 学会等名: Proceedings of ISAAT2007
  • 発表場所: Detroit/USA
  • 年月日: 20070926-20070928
• [学会発表] Study on Thinning Process of Large Size Si wafer, Advances in Abrasive technology X (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruga, B. Soltani, J. Sasaki, T. Mitsuta, J. Shimizu, L. Zhou, H. Eda
  • 学会等名: Proceedings of ISAAT2007
  • 発表場所: Detroit/USA
  • 年月日: 20070926-20070928
• [学会発表] Simulation and Experimental Study on Nanoscracthig of Silicon Wafer (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Shimizu, H. Okabe, T. Tsumura, Y. Suehisa, L. Zhou, H. EDA
  • 学会等名: Proceedings of Int'l Conference on Tribology in Manufacturing Process (ICTMP) 2007
  • 発表場所: Yokohama/Japan
  • 年月日: 20070924-20090926
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [産業財産権] 工作物表面加工方法 (2009)
  • 発明者名: 神谷純生, 岩瀬久雄, 長池哲也, 江田弘, 周立波
  • 権利者名: トヨタ自動車 (株)
  • 産業財産権番号: 特許第4283088
  • 取得年月日: 2009-03-27