大気開放プラズマを用いた無歪高能率ナノ精度形状創成プロセスの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360068
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 山村 和也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60240074)
• 研究分担者: 是津 信行 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10432519)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 特殊加工 / 超精密加工 / 大気圧プラズマ / 無歪加工

研究概要

特殊構造の電極を開発し、真空チャンバーを用いることなく完全な大気開放下でプラズマを発生できる数値制御(NC)加工装置を開発した。本装置を用い、厚さが100μm以下である水晶ウエハの厚さムラを2分以内に10nmレベルまで均一化することに成功した。また、大気圧水蒸気プラズマの照射による表面改質と砥粒研磨加工とを組み合わせたプラズマ援用研磨法を提案し、単結晶SiCのシリコン面に対してステップ/テラス構造が観察されるほどの原子レベルで平滑な表面を得た。

研究成果

• [雑誌論文] High-integrity finishing of 4H-SiC (0001) by plasma-assisted polishing (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tatsuya Takiguchi, Masaki Ueda, Azusa N. Hattori, Nobuyuki Zettsu
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 126-128 ページ: 423-428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Substrate Heating in Thickness Correction of Quartz Crystal Wafer by Plasma Chemical Vaporization Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaki Ueda, Masafumi Shibahara, Nobuyuki Zettsu, Kazuya Yamamura
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 447-448 ページ: 218-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Damage-free Curved Silicon Crystal Substrate for a Focusing X-ray Spectrometer by Plasma Chemical Vaporization Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: Mao Hosoda, Kazuaki Ueda, Mikinori Nagano, Nobuyuki Zettsu, Shoichi Shimada, Kazuo Taniguchi, Kazuya Yamamura
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 447-448 ページ: 213-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Efficient Damage-Free Correction of Thickness Distribution of Quartz Crystal Wafer by Atmospheric Pressure Plasma Etching (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tetsuya Morikawa, Masaki Ueda, Mikinori Nagano, Nobuyuki Zettsu, Masafumi Shibahara
  • 雑誌名: IEEE Trans.Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 56 ページ: 1128-1130
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Efficient Damage-Free Correction of the Thickness Distribution of Quartz Crystal Wafer Using Open-Air Type Plasma CVM (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tetsuya Morikawa, Masaki Ueda
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 407-408 ページ: 343-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniformalization of AT cut quartz crystal wafer thickness using open-air type plasma CVM process, Surf. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tetsuya Morikawa, Masafumi Shibahara, Nobuyuki Zettsu, Yuzo Mori
  • 雑誌名: Interface Anal. 40 ページ: 1007-1010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Damage-free improvement of thickness uniformity of quartz crystal wafer by plasma chemical vaporization machining (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamura, S. Shimada, Y. Mori
  • 雑誌名: Annals of the CIRP 57 ページ: 567-570
  • 査読あり
• [学会発表] 数値制御プラズマCVM によるヨハンソン型Si(111)二重湾曲分光結晶のダメージフリー加工(第4報)-表面粗さの生成要因に関する検討- (2011)
  • 著者名/発表者名: 細田真央, 永野幹典, 是津信行, 山村和也, 島田尚一, 谷口一雄
  • 学会等名: 東日本大震災のため予稿集の発行のみ,2011年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 505-506
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Finishing of reaction sintered SiC by plasma assisted polishing -Analysis of chemical and morphological structure of processed surface- (2011)
  • 著者名/発表者名: Hui Deng, Masaki Ueda, Sho Morinaga, Nobuyuki Zettsu, Kazuya Yamamura
  • 学会等名: 東日本大震災のため予稿集の発行のみ,2011 年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 287-288
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Plasma Assisted Polishing of Reaction-Sintered Silicon Carbide (2010)
  • 著者名/発表者名: 山村和也, 上田真己, 瀧口達也, 是津信行
  • 学会等名: 25th Annual Meeting of the ASPE 61-64
  • 発表場所: Atlanta, USA.
  • 年月日: 20101031-20101104
• [学会発表] Surface Modification by Water Vapor Plasma for Damage-free Roughness Smoothing of 4H-SiC (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tatsuya Takiguchi, Masaki Ueda, Azusa N. Hattori, Nobuyuki Zettsu
  • 学会等名: 63rd Gaseous Electronics Conference (GEC) and 7th International Conference on Reactive Plasmas(ICRP) DTP-067
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20101004-20101008
• [学会発表] Plasma assisted finishing of difficult-to-machine materials (2010)
  • 著者名/発表者名: 山村和也
  • 学会等名: 2nd International Conference on Nanomanufacturing (nanoMan2010)
  • 発表場所: Tianjin, China
  • 年月日: 20100924-20100926
• [学会発表] High-integrity finishing of 4H-SiC (0001) by plasma-assisted polishing (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yamamura, Tatsuya Takiguchi, Masaki Ueda, Azusa N. Hattoril, Nobuyuki Zettsu
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Advances in Abrasive Technology
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20100919-20100922
• [学会発表] Fabrication of Damage-free Curved Silicon Crystal Substrate for a Focusing X-ray Spectrometer by Plasma Chemical Vaporization Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: Mao Hosoda, Kazuaki Ueda, Mikinori Nagano, Nobuyuki Zettsu, Shoichi Shimada, Kazuo Taniguchi, Kazuya Yamamura
  • 学会等名: International Conference on Precision Engineering (ICoPE2010&13th ICPE)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20100728-20100730
• [学会発表] Effect of Substrate Heating in Thickness Correction of Quartz Crystal Wafer by Plasma Chemical Vaporization Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 柴原正文, 是津信行, 山村和也
  • 学会等名: International Conference on Precision Engineering (ICoPE2010&13th ICPE)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20100720-20100730
• [学会発表] Development of Atmospheric Pressure Plasma Assisted High efficient and High integrity Machining Process of Difficult to Machine Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: 山村和也, 瀧口達也, 是津信行
  • 学会等名: 10th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology(299-302)
  • 発表場所: Delft, Netherland.
  • 年月日: 20100531-20100604
• [学会発表] Figuring of Damage-Free Cylindrical Silicon Crystal Substrate for a Focusing X-ray Spectrometer by Plasma Chemical Vaporization Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hosoda, M.Nagano, N.Zettsu, S.Shimada, K.Taniguchi, K.Yamamura
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology Nov.24-26, P-7, 72-73
  • 発表場所: Osaka, JAPAN
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Machining Properties of Reaction-Sintered Silicon Carbide by Plasma Assisted Machining (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ueda, S.Morinaga, H.Deng, N.Zettsu, K.Yamamura
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology Nov.24-26, P-65, 188-189
  • 発表場所: Osaka, JAPAN
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] 数値制御プラズマCVM によるヨハンソン型Si(111)二重湾曲分光結晶のダメージフリー加工(第3報)-形状創成加工後の表面粗さの低減- (2010)
  • 著者名/発表者名: 細田真央, 植田和晃, 是津信行, 山村和也,島田尚一, 谷口一雄
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 731-732
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] プラズマ援用加工法の開発(第2報)-反応焼結SiC 材の加工特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 森永翔, 是津信行, 山村和也
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 339-340
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] プラズマ援用ポリシングによる4H-SiC (0001)のスクラッチフリー加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山村和也, 上田真己, 瀧口達也, 是津信行
  • 学会等名: 2010年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集 107-108
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-08-28
• [学会発表] 数値制御プラズマCVM によるヨハンソン型Si(111)二重湾曲分光結晶のダメージフリー加工(第2報) (2010)
  • 著者名/発表者名: 細田真央, 植田和晃, 是津信行, 山村和也, 島田尚一, 谷口一雄
  • 学会等名: 精密工学会2010 年度関西地方定期学術講演会講演論文集 82-83
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] プラズマ援用加工法の開発(第1報)-基礎実験装置の試作と加工特性の評価- (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 瀧口達也, 是津信行, 山村和也
  • 学会等名: 精密工学会2010年度関西地方定期学術講演会講演論文集 62-63
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVMによるAT カット水晶ウエハ厚さの修正加工-基板加熱による加工速度の向上- (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 永野幹典, 柴原正文, 是津信行, 山村和也
  • 学会等名: 2010年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 307-308
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 数値制御プラズマCVM によるヨハンソン型Si(111)二重湾曲結晶のダメージフリー加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 細田真央, 植田和晃, 是津信行, 山村和也, 島田尚一, 谷口一雄
  • 学会等名: 精密工学会第17 回学生会員卒業研究発表講演会講演論文集 17-18
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] High-precision finishing of AT-cut quartz crystal wafer by plasma chemical vaporization machining (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 永野幹典, 是津信行, 柴原正文, 山村和也
  • 学会等名: 3rd International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2009) 1P2-1P6
  • 発表場所: Kitakyushu, Japan
  • 年月日: 20091111-20091113
• [学会発表] Improvement of the Thickness Distribution of AT-cut Quartz Crystal Wafer by Pulse-Modulated Atmospheric Pressure Plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 森川徹也, 永野幹典, 是津信行, 柴原正文, 山村和也
  • 学会等名: 22ndSymposium on Plasma Science for Materials 64
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20090615-20090616
• [学会発表] High-Efficient Damage-Free Correction of the Thickness Distribution of Quartz Crystal Wafer Using Open-Air Type Plasma CVM (2009)
  • 著者名/発表者名: 山村和也, 森川徹也, 上田真己
  • 学会等名: 9th International Conference on Progress of Machining Technology (9th ICPMT)
  • 発表場所: Kunming, China
  • 年月日: 20090425-20090428
• [学会発表] High-precision correction of thickness distribution of AT-cut quartz crystal wafer by pulse-modulated atmospheric pressure plasma etching (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 永野幹典, 是津信行, 柴原正文, 山村和也
  • 学会等名: Second International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology PO.72, 178-179
  • 発表場所: Osaka, JAPAN
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 大気圧プラズマを援用した難加工材料加工プロセスの開発(第1報) (2009)
  • 著者名/発表者名: 瀧口達也, 是津信行, 山村和也
  • 学会等名: 2009年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 163-164
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVMによるAT カット水晶ウエハ厚さの均一化 -分光学的手法によるパルス変調プラズマの解析と加工特性との相関の考察- (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 瀧口達也, 押鐘寧, 柴原正文, 山村和也
  • 学会等名: 2009年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 159-160
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVMによるAT カット水晶ウエハの厚み修正加工 -加工精度向上のための2 分割加工による温度変化の低減- (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 森川徹也, 柴原正文, 山村和也
  • 学会等名: 精密工学会2009 年度関西地方定期学術講演会講演論文集 57-58
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVMによるAT カット水晶ウエハの厚み修正加工 -加工精度に影響を及ぼす要因の考察- (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真己, 森川徹也, 山村和也, 柴原正文
  • 学会等名: 2009年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集 259-260
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2009-03-11
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVM によるAT カット水晶ウエハの厚み修正加工 -パルス変調プラズマを用いた修正加工の高精度化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森川徹也, 上田真己, 山村和也, 柴原正文, 森勇藏
  • 学会等名: 2008年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 805-806
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 大気開放型プラズマCVM によるAT カット水晶ウエハの厚み修正加工 -パルス変調プラズマの適用による厚み修正時間の短縮- (2008)
  • 著者名/発表者名: 森川徹也, 上田真己, 山村和也, 柴原正文, 森勇藏
  • 学会等名: 精密工学会2008 年度関西地方定期学術講演会講演論文集 53-54
  • 発表場所: 堺市産業振興センター
  • 年月日: 2008-07-30
• [図書] 大気圧プラズマ 基礎と応用 6.7.5 マイクロ/ナノ加工 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐野泰久, 山村和也, 山内和人
  • 総ページ数: 357-362
  • 出版者: 日本学術振興会プラズマ材料科学第153委員会, オーム社
• [図書] 次世代パワー半導体 -省エネルギー社会に向けたデバイス開発の最前線- 第1章第1節2PCVM を用いたSiC 基板の薄化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐野泰久, 山村和也, 山内和人
  • 総ページ数: 57-66
  • 出版者: NTS