数値制御大気圧プラズマ犠牲酸化による超精密加工

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本研究は、被加工物をシリコンとし、大気圧プラズマによる酸化によって除去したい量に応じてシリコンを酸化ケイ素に変換し、最後にフッ酸洗浄によって酸化ケイ素を除去して目的形状を得るという一連の手続きによる超精密加工の開発を目的としている。これまでの基礎実験によって本加工法が実現可能であることは実証済みである。本課題においては、本加工法を実用的な加工法とするために、全く新しい数値制御加工の方法として、微小電極の集合から成るアレイ型の平行平板型電極を用いることを検討する。そして、本加工法が能率の点で実用といえる方法になりうるのかどうかを明らかにすることを目的としている。初年度に試作したアレイ型電極は、容易に製作できることを優先したためその性能は十分とはいえず、電極間の位置のばらつきが百マイクロメートルのオーダで存在しており、また動作もスムーズでなかった。そこで、これまでのアレイ型電極よりも性能を向上させたアレイ「型電極を製作した。新たに製作したアレイ電極は、位置精度の高精度化を実現するとともに、電極の軽量化を行うことで動作性能を向上させ、確実に指示通りの状態を保つことができるようにした。そして、改良したアレイ型基礎実験装置を用いて、大気圧プラズマ酸化時間と酸化膜厚さの関係を調査し、8インチシリコンウエハの1/6領域における数値制御加工を実施した。加工前5.9nmであったシリコン層厚さばらつきを3.4nmに改善することに成功し、本加工法の実現可能性を明らかにした。