Development of high-efficient damage-free figuring process using open-air type atmospheric pressure plasma

开发利用露天式大气压等离子体的高效无损伤成型工艺

• 批准号: 20360068
• 负责人: YAMAMURA Kazuya
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20360068/
• 关键词: 特殊加工; 超精密加工; 大気圧プラズマ; 無歪加工; SiC; スクラッチフリー; ダメージフリー; 水蒸気プラズマ; OHラジカル; 研磨; ATカット水晶ウエハ; 数値制御加工; プラズマCVM; パルス変調プラズマ

A chemical finishing process using open-air type atmospheric pressure plasma is proposed to correct the ununiformity in thickness of the quartz wafer. In this process, free figuring without mask pattern can be realized by numerically controlled scanning of the localized removal area. The thickness uniformity of commercially available quartz wafer is improved from 123nm to 15nm only by one correction process without any subsurface damage. Furthermore, a novel polishing technique named plasma-assisted polishing was proposed for the finishing of silicon carbide material. The irradiation of helium-based water vapor plasma efficiently oxidized the surface of single-crystal 4H-SiC (0001), and a result of nanoindentation test revealed that the hardness of SiC decreased by one order of magnitude compared with the unprocessed surface. Plasma-assisted polishing using CeO_2 abrasive enabled us to improve the surface roughness of commercially available SiC wafer without introducing crystallographical subsurface damage, and a scratch-free atomically flat surface with an rms roughness of 0.1nm level was obtained.

提出了使用露天类型大气压等离子体的化学精加工过程，以纠正石英晶片厚度的不均匀性。在此过程中，可以通过对局部拆卸区域的数值控制扫描来实现无掩模图案的自由图。仅通过一个校正过程而没有任何地下损坏，可将市售石英晶片的厚度均匀性从123nm提高到15nm。此外，提出了一种名为等离子辅助抛光的新型抛光技术，用于完成碳化硅材料的装饰。氦基水蒸气血浆的辐照有效氧化了单晶4H-SIC（0001）的表面，纳米凹痕测试的结果表明，与未经处理的表面相比，SIC的硬度降低了一个数量级。使用CEO_2磨料进行等离子辅助抛光，使我们能够改善市售的SIC晶片的表面粗糙度，而无需引入晶体上的地下损伤，并且获得了0.1nm的RMS粗糙度的无刮擦原子平坦表面。

项目成果

High-Integrity Finishing of 4H-SiC (0001) by Plasma-Assisted Polishing

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.126-128.423
• 发表时间: 2010-08
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: K. Yamamura;T. Takiguchi;M. Ueda;A. Hattori;N. Zettsu

大気開放型プラズマCVMによるATカット水晶ウェハの厚み修正加工-加工精度に影響を及ぼす要因の考察-

使用露天等离子CVM进行AT切割晶体晶片的厚度校正加工 - 影响加工精度因素的考虑 -

• 发表时间: 2009
• 作者: 森川徹也;他
• 通讯作者: 他

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-

使用数控等离子体 CVM 对 Johansson 型 Si(111) 双曲光谱晶体进行无损伤加工（第 3 次报告） - 形状创建加工后表面粗糙度的降低 -

• 发表时间: 2010
• 作者: 細田真央;植田和晃;是津信行;山村和也,島田尚一;谷口一雄
• 通讯作者: 谷口一雄

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)

使用数控等离子体 CVM 对 Johansson 型 Si(111) 双曲光谱晶体进行无损伤加工（第二次报告）

• 发表时间: 2010
• 作者: 上田真己;瀧口達也;是津信行;山村和也;上田真己;細田真央
• 通讯作者: 細田真央

Damage-free improvement of thickness uniformity of quartz crystal wafer by plasma chemical vaporization machining

• DOI: 10.1016/j.cirp.2008.03.132
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: CIRP ANNALS-MANUFACTURING TECHNOLOGY
• 影响因子: 4.1
• 作者: Yamamura, K.;Shimada, S.;Mori, Y.
• 通讯作者: Mori, Y.