機器開発事業Device Development
半導体材料表面先端加工技術の紹介
Plasma CVM
高密度プラズマを用いた気相化学エッチングにより高能率でありながら無歪加工を実現
CARE
触媒機能を持つパッドにより、純化学的に様々な材料を原子スケールで平坦化
PAP
独自の研磨方法で、20mm角という世界最大クラスのモザイク単結晶ダイヤモンド基板を高能率かつ損傷を与えずに研磨することに成功
プラズマ化学気相加工法
Plasma CVM（Plasma Chemical Vaporization Machining）
JC-1000 システム
搬送部ユニット
プラズマ化学気相加工技術
加工原理
半導体デバイス製造に用いられる、真空あるいは低圧プラズマと比べ、高圧力のプラズマを用いることにより、高能率加工及び歪のない加工面を実現
Quartz wafer
前加工 石英ウェハ
市販の4inch（100ｍｍ）厚さ 60µｍ
測定域 直径100ｍｍ
加工前
標準偏差σ：17nm
加工後
標準偏差σ：3nm
SOI wafer
前加工 SOIウェハ
市販の8inch（200mm）薄膜SOIウェハ（SOI層：100nm、埋込酸化膜層：200nm）
測定点：直径190mm円内の領域、5.5mm格子
加工前
97.5±4.7nm
標準偏差σ：2.4nm
加工後
7.5±1.5nm
標準偏差σ：0.38nm
触媒表面基準エッチング法
CARE（CAtalyst Referred Etching）
CA-1000
加工部
加工部（拡大）
加工原理
加工の流れ
基準面上の触媒に原子スケールで近づく加工物の凸部からエッチングで 極めて高能率な平坦化を実現
加工例 結晶構造（ステップ-テラス構造）の出現
原子レベルで滑らかな表面研磨法が求められる半導体材料に最適
プラズマ援用研磨法
PAP（Plasma Assisted Polishing）
単結晶ダイヤモンド、SiC、GaNなどの高硬度材料の独自の表面研磨技術
独自の研磨方法である「PAP」により、20mm角という世界最大クラスのモザイク単結晶ダイヤモンド基板を高能率かつ損傷を与えずに研磨することに成功
PA-1100
装置概略図
レーザー干渉計形状計測結果
モザイク法で作製した単結晶ダイヤモンド基板の
プラズマ援用研磨前後の形状
▼
研磨後平面度0.5μm以下を達成
３時間の研磨による
高さの変化
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研磨レート13.3μm/hを達成
AFM画像
研磨後の二乗平均平方根粗さ※
0.36 nm
▼
表面粗さ0.3nmオーダーを達成
共焦点ラマン顕微鏡
モザイク単結晶ダイヤモンド基板のラマンスペクトル
▼
結晶性の乱れ確認されず
▼
グラファイト構造への変化
確認されず
※二乗平均平方根粗さ：粗さ測定器によって測定した表面形状において、平均線から測定曲線までの偏差の２乗を平均した値の平方根。表面の性状を評価する指標の一つである。
Plasma CVM、CARE、PAPは大阪大学の独自技術です。