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

开发用于高精度、高效率大面积数控加工的多电极常压等离子发生器

基本信息

批准号：
15J00581
负责人：
武居弘泰
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00581/
关键词：
数値制御加工大気圧プラズマ Silicon on Insulator 膜厚均一化 Silicon on Insurator

项目摘要

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。

半导体设备对于现代生活来说是必不可少的，但是通过微型设备实现低功耗和高速操作变得越来越困难。 SOI（绝缘子上的硅）半导体底物具有硅底物的三层层结构，嵌入式膜层和称为Wafer的硅薄膜层，并具有出色的特征。但是，另一方面，产生设备的SOI层需要高膜厚度。在这项研究中，采用了一种牺牲氧化物方法作为将其解决为高效率的方法，并设计和开发了多电极气压等离子体发电机。根据原始研究计划，我们检查了薄膜电极，原型和演示设备。我们认为，这种方法将来将来可以响应更高的处理解决方案。将来，预计将来的晶圆会更大，而不仅仅限于Soi Waeha，还要限于任何半导体材料。因此，为了对大直径样品进行集体 - 溶液处理，应用了大量电极，同时，还需要电极大小来改善处理分辨率。因此，为了实现如此大的面积并改善加工分辨率，我们还进行了新设计的薄膜电极和使用它的数值控制实验。结果，它已成为一种非常简单，廉价，出色的可操作性和非常高度处理的方法。通过电磁计算，已经优化了镀金的必要厚度和形状。使用此设备，进行了数值控制处理，过去，第十二次，Si薄膜层的变化通过纳米顺序系统成功改善。结果表明，它证明了本研究中提出的方法是一种实现高效率超准确处理的方法。