密閉雰囲気内で行う光触媒反応と電解作用の援用型特殊加工装置の開発とその特性

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246033
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 土肥 俊郎 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30207675)
• 研究分担者: 黒河 周平 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (90243899) ; 梅崎 洋二 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70038066)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: CMP / 密閉型加工 / 密閉雰囲気 / 光触媒反応 / Si / SiC / 加工レート

研究概要

これまでのCMP(Chemical Mechanical Polishing)特性・メカニズムを踏まえて,ユニークな密閉式の両面同時ベルジャー(チャンバー)型CMP装置を設計・試作した.その結果,高圧酸素雰囲気の密閉ベルジャー内で,紫外線を照射しつつ光触媒反応を援用した高効率CMP法と両面同時加工法の革新的融合装置を実現した.とくに難加工材料のSiC基板については,従来加工法の4.5倍の加工能率が得られ脚光を浴びている.

研究成果

• [雑誌論文] Polishing/CMP for Glass Substrates in a Radical Polishing Environment, Using Manganese Oxide Slurry as an Alternative for Ceria Slurry (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Doi, T.Yamazaki, S.Kurokawa, Y.Umezaki, O.Ohnishi,Y.Akagami, Y.Yamaguchi, S.Kishii
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology Vol.64 ページ: 65-70
• [雑誌論文] Basic Characteristics of a Simultaneous Double-side CMP Machine, Housed in a Sealed,Pressure-Resistance Container (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, T.Doi, S.Kurokawa, Y.Umezaki, Y.Matsukawa, Y.Ooki, T.Hasegawa, I.Koshiyama, K.Ichikawa, Y.Nakamura
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols.447-448 ページ: 61-65
• [学会発表] 酸化マンガン系スラリーを用いたSiC単結晶基板の精密加工-密閉型加工環境コントロールCMP装置による加工特性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川正, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 山崎努, 尹涛, 河瀬康弘, 山口靖英, 岸井貞浩
  • 学会等名: 2011年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東洋大学(東京)
  • 年月日: 20110314-20110316
• [学会発表] 酸化マンガン系スラリーを用いたSiC単結晶基板の精密加工プロセスに関する研究-密閉型加工環境コントロールCMP装置による加工- (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川正, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 河瀬康弘, 尹涛, 山崎努, 岸井貞浩
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 加工環境を制御したCMP装置によるSiCウエハの高能率加工に関する研究-コロイダルシリカとダイヤモンド微粒子スラリーを用いた加工特性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 尹涛, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 山崎努, 北村圭, 長谷川正
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 密閉耐圧チャンバー型両面同時CMP装置の開発-各種加工雰囲気下でのSiおよびSiCウエハのCMP特性と光触媒援用CMPの可能性について- (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村圭, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 尹涛, 長谷川正, 越山勇, 市川浩一郎
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 耐圧密閉チャンバー型CMP装置を用いた加工環境制御下における加工特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江頭峻輝, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 山崎努
  • 学会等名: 日本機械学会九州学生会第42回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 大分工業高等専門学校(大分)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Chemical Mechanical Polishing (CMP) of Silicon Carbide (SiC) with Manganese Oxide Slurry -Polishing Characteristics under High Pressure Gas Atmosphere Inside the Bell-Jar (Chamber) Shaped CMP Machine- (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hasegawa, T.Doi, S.Kurokawa, O.Ohnishi, T.Yamazaki, Y.Kawase, Y.Yamaguchi, S.Kishi
  • 学会等名: International Conference on Planarization/CMP Technology
  • 発表場所: Phoenix, Arizona (USA)
  • 年月日: 20101114-20101117
• [学会発表] Characteristics of Silicon CMP Performed in Various High Pressure Atmospheres -Development of a New Double-side Simultaneous CMP Machine Housed in a High Pressure Chamber- (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, T.Doi, S.Kurokawa, O.Ohnishi, Y.Umezaki, T.Yamazaki, Y.Matsukawa, T.Hasegawa, I.Koshiyama, K.Ichikawa
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference
  • 発表場所: 東京大学(大学)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] SiC-CMP Characteristics under High Pressure Gas Atmospheres using Manganese Slurry (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hasegawa, T.Doi, S.Kurokawa, O.Ohnishi, Y.Kawase, Y.Yamaguchi, S.Kishii
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference
  • 発表場所: 東京大学(大学)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] Characteristics of Silicon CMP performed in various high pressure atmospheres-Development of a new double-side simultaneous CMP machine housed in a high pressure chamber (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, T.Doi, S.Kurokawa, O.Ohnishi, Y.Umezaki, T.Yamazaki, Y.Matsukawa, T.Hasegawa, I.Koshiyama, K.Ichikawa
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2010 : 20^<th> Asian Session)
  • 発表場所: 東京大学(大学)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] SiC-CMP characteristics under high pressure gas atmospheres using manganese slurry (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hasegawa, T.Doi, S.Kurokawa, O.Ohnishi, Y.Kawase, Y.Yamaguchi, S.Kishii
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference
  • 発表場所: 東京大学(大学)
  • 年月日: 20101019-20101022
• [学会発表] ガラス基板の研磨とラジカル環境場の効果-酸化セリウム系スラリーと酸化マンガン系スラリーによるCMP特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎努, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 梅崎洋二, 松川洋二, 山口靖英, 岸井貞浩
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋
  • 年月日: 20100927-20100929
• [学会発表] 4酸化マンガン系スラリーを用いたSiC基板の精密加工プロセスに関する研究-ベルジャー型加工機を用いた各種加工雰囲 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川正, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 梅崎洋二, 山崎努, 北村圭, 河瀬康弘, 岸井貞浩
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋
  • 年月日: 20100927-20100929
• [学会発表] Study on the Development of Resource-Saving High Performance Slurry - Polishing/CMP for glasssubstrates in a radical polishing environment (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Doi, T.Yamazaki, S.Kurokawa, Y.Umezaki, O.Ohnishi,Y.Akagami, Y.Yamaguchi, S.Kishii
  • 学会等名: using manganese oxide slurry as an alternative for ceria slurry-, CIMTEC2011 12th International Ceramics Congress
  • 発表場所: Montecatine Terme, Itary
  • 年月日: 20100606-20100618
• [学会発表] SiC単結晶基板の酸化マンガン系スラリーによる精密加工プロセスに関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川正, 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 河瀬康弘, 山口靖英, 岸井貞浩
  • 学会等名: 2010年度精密工学会九州支部熊本地方講演会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] CMP of SiC Wafers as a Post-Si Power-Device (Bell-Jar shaped CMP machine assisted by photocatalitic reactions under high pressure oxygen gas and CMP characteristics of functional material (2009)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平
  • 学会等名: The 1st International Conference on Surface and Interface Fabrication Techonologies (ICSIF)
  • 発表場所: (独)理化学研究所(埼玉)
  • 年月日: 20090716-20090717
• [学会発表] CMP of SiC Wafers as a Post-Si Power-Device -Photocatalitic Reaction Assisted Bell-Jar shaped CMP Machine under High Pressure Oxygen Gas- (2008)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平
  • 学会等名: International Conference on Planarization/CMP Technology
  • 発表場所: Congress Center,浜松(静岡)
  • 年月日: 20081126-20081128
• [学会発表] Si CMP with a Sealed "Bell-Jar" Type CMP Machine -Proc. Characteristics of Si-CMP, Influenced by the Processing Atmosphere and Additives Dispersed in the Slurry- (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kihara, T.Doi, S.Kurokawa, Y.Ooki, Y.Umezaki, Y.Matsukawa, K.Ichikawa, I.Koshiyama, H.Kohno
  • 学会等名: The 5^<th> International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials
  • 発表場所: Kona, Hawaii (USA)
  • 年月日: 20081110-20081114
• [図書] 超精密研磨/CMP技術とその最新動向(その1)-研磨の発展経緯と加工原理-第55巻第11号 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 山崎努
  • 総ページ数: 85-88
  • 出版者: トライボロジスト
• [図書] 超精密研磨/CMP技術とその最新動向(その-最新のCMP技術とトライボケミカル応用-第55巻第11号 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平, 大西修, 山崎努
  • 総ページ数: 809-813
  • 出版者: トライボロジスト
• [図書] 高圧酸素環境場で光触媒反応を重畳させた革新的加工法-密閉式ベルジャ型CMP装置-113,1104 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎
  • 総ページ数: 896
  • 出版者: 日本機械学会誌
• [図書] ものづくりのイノベーションとそのサステナビリティを目指して第75巻,第6号 (2009)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平, 梅崎洋二
  • 総ページ数: 708-709
  • 出版者: 精密工学会誌
• [図書] 平坦化CMP装置,電子材料(12月号別冊超LSI製造・試験装置ガイドブック) (2008)
  • 著者名/発表者名: 土肥俊郎, 黒河周平
  • 総ページ数: 127-135