難加工材料に対する超音波援用電気化学機械研磨法の開発

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本研究では、スラリーを用いずに導電性難加工材料の表面を超音波振動誘起の歪場形成により高能率に陽極酸化させて軟質化し、軟質層のみを母材よりも低硬度な固定砥粒を作用させて除去することでダメージフリーな表面を高能率に得る革新的な超音波援用電気化学機械研磨（UAECMP）プロセスを開発し、CMPを代替することを目指す。この研磨法を開発するために、今年度はこの研磨法の開発に対して以下4つの進捗が見られた。① SiCの陽極酸化速度を上げるため、SiCの陽極酸化メカニズムを調査し、電解液温度、表面損傷、ドーピング濃度、および表面ひずみがSiCの陽極酸化レートに及ぼす影響とそのメカニズムを定量的に調査した。② SiCの陽極酸化における電荷利用効率を上げるために、SiC-NaCl水溶液系における陽極酸化現象をモデル化し、SiCの陽極酸化とECMPにおける電荷利用効率と副反応を調査した。③ 4インチウエハ全面UAECMP装置を開発して、装置の超音波ユニットの振動正確性、可制御性、均一性、安定性を確認し, 4インチSiCウエハの研磨量分布を評価した。④ 4インチSiCウエハの研磨を行い、研磨量分布を評価し、揺動速度制御型研磨プロセスを提案した。研究の成果は加工関連のジャーナルに発表した。得られた研究成果は広く学界と産業界の知るところとなり、これから半導体材料加工分野における超音波援用電気化学機械研磨の応用が期待できる。