【中止】プラズマ/電気化学加工プロセスを用いたナノレベル精度のダメージフリー超精密加工技術

ナノメータ精度のものづくりを安価に実現する上で有用な
プラズマ /電気化学加工プロセスを用いた
新しい加工法の原理と応用例をご紹介します

セミナー講師

大阪大学 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 教授
博士(工学) 山村 和也 先生

略歴
平成29 (2017) 年8月  大阪大学 教授(大学院工学研究科)現在に至る
平成13 (2001) 年8月  大阪大学 助教授(大学院工学研究科)
平成13 (2001) 年1月  論文博士(工学)(大阪大学)
平成03 (1991) 年4月  大阪大学助手(工学部)
平成03 (1991) 年3月  大阪大学大学院工学研究科精密科学専攻 博士前期課程 修了
平成元 (1989) 年3月  大阪大学工学部精密工学科 卒業

専門
・光学素子/半導体基板(SiC, GaN, ダイヤモンド)
 機能材料の超精密加工(形状創成、研磨仕上げ)
・大気圧プラズマプロセス(加工、表面改質)
・電気化学加工プロセス(形状創成、研磨仕上げ)

本テーマ関連学協会での活動
・国際生産加工アカデミー(CIRP) 副会員(Associate Member)
・精密工学会(代議員)
・精密工学会関西支部(商議員)
・ヨーロッパ精密工学会(euspen)
・アメリカ精密工学会(ASPE)
・砥粒加工学会(関西地区部会 幹事)

セミナー受講料

1名38,000円 + 税、(資料付)
 *1社2名以上同時申込の場合、1名につき28,000円 + 税
 ※消費税につきましては講習会開催日の税率にて課税致します。
 *学校法人割引;学生、教員のご参加は受講料50%割引。

セミナー趣旨

 超高精度な非球面光学素子や金型の作製、あるいは電子デバイス形成用の単結晶SiC、SOIウエハ、水晶ウエハ等の硬脆機能材料の仕上げ加工には、無歪かつ再現性の高いナノメータレベルの形状創成能力が要求されます。しかしながら、従来の機械加工法では脆性破壊や塑性変形現象を利用するため、必然的にダメージが導入され、基板が本来有する優れた物理・化学的性質を維持できません。
 また、工具が接触する加工であるため、外部からの振動や熱変形等の影響により加工特性が変化するという、いわゆる母性原理に支配されるため、ナノメータレベルの加工精度を恒常的に達成することは極めて困難です。これらの問題を解決するために、大気圧プラズマを局所的に発生させて滞留時間制御によって形状創成を行う、プラズマCVMChemical Vaporization Machining)、RAP(Reactive Atom Plasma)といった新しい加工法が提案されています。
 これらの加工法は化学的な無歪加工であるため材料物性を損なうことがなく、加工量は加工ヘッドの滞留時間によりナノメータレベルの精度で正確に制御できます。また最近では、大気圧プラズマの照射と固定砥粒加工とを複合したプラズマ援用研磨法Plasma Assisted Polishing)、ならびにスラリーを用いない電気化学機械研磨法が提案され、単結晶SiCウエハに対してスクラッチフリーかつダメージフリーな表面を高能率に得ることが可能になってきました。
 本講座では、ナノメータ精度のものづくりを安価に実現する上で有用な、プラズマならびに電気化学加工プロセスを用いた新しい加工法の原理とその応用例、ならびにこれらの加工法を活かす上で必要な知識に関して紹介します。

必要な予備知識

精密加工、プラズマプロセスの概要を理解していることが望ましいですが、
前知識がなくても理解できるように分かりやすく解説します。

習得できる知識

ナノメータレベルの加工精度をダメージフリーに実現するための最新加工技術、
形状計測技術、表面評価技術に関する知識

セミナープログラム

  1. 大気圧プラズマ加工
    1. 大気圧プラズマの物理
    2. 発光分光計測による大気圧プラズマの診断
      1. 二線強度比較法、線スペクトルのシュタルク拡がり測定による電子温度の算出
      2. アクチノメトトリー法によるラジカル密度の算出
      3. 発光線のドップラー分布測定、二原子分子のバンドスペクトル
            分布測定によるガス温度の算出
    3. 加工原理
    4. 加工装置
    5. 加工特性
      1. 加工単位
      2. 材料依存性
      3. 加工環境
      4. 表面清浄度
  2. 加工面の評価法
    1. 形状、表面粗さ計測
      1. 非接触光学的手法
      2. 接触式プローブ法
    2. 表面物性
      1. 表面光起電力法(SPV法)による欠陥密度評価
      2. X線光電子分光(XPS)による組成分析
      3. 反射高速電子回折(RHEED)による結晶構造解析
      4. ナノインデンテーション法による表面硬度の測定
  3. 大気圧プラズマを用いた超精密加工法
    1. プラズマCVM(Chemical Vaporization Machining)
      1. 数値制御加工による形状創成の原理
      2. 長尺X線平面ミラーの作製
      3. 硬X線集光用楕円面ミラーの作製
      4. SOIウエハの膜厚均一化とデバイス特性評価
      5. 水晶ウエハの高精度厚さ均一化加工
      6. 単結晶ダイヤモンドウエハのダメージフリー加工
    2. プラズマ援用研磨法(Plasma Assisted Polishing)
      1. 加工原理
      2. 4H-SiC(0001)のスクラッチフリー、ダメージフリー研磨
      3. GaN(0001)のピットフリードライ研磨
      4. 単結晶ダイヤモンドウエハのダメージフリー研磨
  4. 陽極酸化を援用したスラリーレス電気化学機械研磨法
    1. スラリーレス電気化学機械研磨法
      1. スラリーレス電気化学機械研磨法の原理
      2. 4H-SiC(0001)の陽極酸化とその評価
      3. 4H-SiC(0001)のスラリーレス電気化学機械研磨