東大、アクリルと水だけでガラスやシリコン表面の平坦化する技術。低コストで実現 39
ストーリー by nagazou
かなり画期的なのでは 部門より
かなり画期的なのでは 部門より
東京大学がアクリル板と水道水だけでガラス表面とシリコン表面を平坦化するという研磨技術を開発したそうだ。低コストかつ環境負荷も低いのが特徴とされている（東京大学プレスリリース、リリース[PDF]、Applied Physics Letters、マイナビ）。
発表によれば、ガラス表面とシリコン表面を原子レベルで平坦化できる。現状のシリコンウェハの平坦化やレンズ製造時のガラスの平坦化では、薬液が用いられているがレアアースを含んでいたり、環境に有害な薬液を用いている。研究チームは二酸化ケイ素微粒子を用いた研磨に関する研究を行っている際、アクリルの微粒子を導入したところ、SiO2微粒子がなくてもガラスの加工ができることを偶然に見つたものだそうだ。
樹脂材料にはいろいろな種類があるが、ガラスを加工できる汎用的なものはアクリルのみであることも分かってきたとしている。
発表によれば、ガラス表面とシリコン表面を原子レベルで平坦化できる。現状のシリコンウェハの平坦化やレンズ製造時のガラスの平坦化では、薬液が用いられているがレアアースを含んでいたり、環境に有害な薬液を用いている。研究チームは二酸化ケイ素微粒子を用いた研磨に関する研究を行っている際、アクリルの微粒子を導入したところ、SiO2微粒子がなくてもガラスの加工ができることを偶然に見つたものだそうだ。
樹脂材料にはいろいろな種類があるが、ガラスを加工できる汎用的なものはアクリルのみであることも分かってきたとしている。
偶然見つけた (スコア:1)
SiO2入れ忘れて、しかもガラス板にアクリル板混ぜて研磨したとか？
あるいは研究室止めることになった学生が嫌がらせで
Re:偶然見つけた (スコア:3, 興味深い)
偶然見つけた時点で使ったのは「アクリル微粒子」
その後いろいろ試してアクリル板でもいけるとわかったみたい。
Re: (スコア:0)
酸化シリコン微粒子とアクリル微粒子を間違えて研磨しちゃったのかな
Re:偶然見つけた (スコア:2)
東京大学プレスリリース [u-tokyo.ac.jp]
通常のSiO2微粒子を用いた研磨に関する研究において、加工特性の向上を目指してアクリルの微粒子を導入したところ、SiO2微粒子がなくてもガラスの加工ができることを偶然発見しました。
SiO2微粒子に加えてアクリル微粒子も混ぜてみる実験もやってたら、うっかりSiO2なしの研磨もやってしまって
意外とSiO2と遜色のない結果が出てたって感じかな
うじゃうじゃ
Re: (スコア:0)
うっかり入れ忘れたのか、
よく削れるから最適条件探ってたらSiO2の下限がゼロ(入れなくても良い)まで下げれたのか、
どっちだろう。
偶然のミスで話が進むって定形過ぎて、逆に定形に寄せて話盛ってないか疑っちゃうことがままある。
Re:偶然見つけた (スコア:1)
> 最適条件探ってたらSiO2の下限がゼロ(入れなくても良い)まで下げれた
その場合は「偶然発見しました」ではなく「予想外にも～」みたいな表現になると思う。
「偶然」というからには、何か意図してないことがきっかけになったのだろうと思います。
うじゃうじゃ
Re: (スコア:0)
砂糖と間違えて塩を入れて料理作ったら美味しくてもうびっくり！
みたいなことかもね。
原子レベルで平坦化 (スコア:1)
＞原子レベルで平坦化
おいおい
Re:原子レベルで平坦化 (スコア:1)
東大のプレスリリースにそう書いてあるからね。どの辺が「おいおい」？
Re: (スコア:0)
たぶん、原子のレベルだったら、どちらかといえば「均一化」とか「ムラのなさ」とか、言って欲しかったんじゃないかな。
わたしも「原子レベル」（というスケール）で「均一」って言われることには軽く違和感がありますし……
** そもそも原子ってなってくると量子物理学に近づくから、云々……
Re: (スコア:0)
Si単結晶で原子一個分の凸凹も無い、だから圧着するだけで２枚の基板を接合出来るなんて場合に「原子レベルで平坦化」という言葉を使ってるが
Re: (スコア:0)
違和感無いけどなぁ
原子以下のレベルって言われりゃそりゃビビるが
原子レベルってのは結晶面に沿って磨けばせいぜい原子数個程度の凸凹まで磨けるって事でしょ
原子レベルっていうのを原子の数を単位とするほどの細かさと取るか
原子より細かいと取るかなのかしら
メートルレベルの精度と言ったら普通数メートル以下程度の精度を指すもんだと思うけどな
ついに (スコア:0)
ベンガラを使わずに反射鏡を磨けるようになるのか
Re:ついに (スコア:4, 興味深い)
時間かかるのが欠点だとよ。
でも所詮アクリルなので、好きな形に加工してから使えば良いんじゃない、高速化するかもよ、って提案してるね。
最後の磨き上げ工程で使うのも提案してる。
磨いてる最中にアクリル板の方も超高精度に平滑化するのもポイントらしい。
んでだ。
コレって非球面のアクリルを作って、それで研磨したら超高精度な非球面を磨き上げたりできるんじゃね？
写真用の非球面レンズ、表面が微妙に粗くてフレアっぽくなったり、玉ボケに同心円みたいな模様出たりするけど、高精度に磨き上げたらそういう欠点も消えるのでは…。
※非球面だと通常の研磨にならんから無理か？
Re: (スコア:0)
単純な形じゃないと、先にアクリルの方が余計に削れるんじゃない？例えば、放物線回転体にしたとして、削りながらその放物線が維持されるような数学的な仕組みがないと、どんどんたわんでいくだけだと思う。下にもっと固い型があればいけるのかな。
Re: (スコア:0)
アクリルの加工は比較的簡単だから、レンズ研磨中の磨り減りも考慮した形のアクリル砥石をつくればいいんじゃないか？
高級レンズ用なら1回ごとに使い捨てでもペイするでしょう。
Re: (スコア:0)
まいくろぷらすちっくがー
Re:ついに (スコア:3)
酸化セリウムの代わりにアクリルを使うということのようです。
酸化セリウムは化学的に研磨しているので同じ化学研磨がアクリルでも可能ということだと思います。
反射鏡の曲面はこれまで通りベンガラやらダイヤモンド砥石で成型する必要があると思います。
Re: (スコア:0)
アルミを蒸着した反射鏡を再メッキしようとすると、劇薬でメッキを剥がすが、このときガラスの表面も荒れてしまう、と聞いた。
また、波長に準じた面精度が出ていても、ガラス表面がツルツルでなく、細かいギザギザがあると「切れ味の悪い鏡」になってしまう。
このあたりに福音となるのかしら。
ガラスと水でシリコンを研磨で出来ることは知っていたが (スコア:0)
昔、LSIの電子顕微鏡観察をする時の試料の断面研磨にガラス（フロートガラス）と水を使っていた
アクリル板で研磨できるなんて想像外
＃ガラスと水を使う研磨方法を先輩社員から伝授されたときもホンマかいなと思った
Re: ガラスと水でシリコンを研磨で出来ることは知っていたが (スコア:1)
水中だとSiO2やCeO2とほぼ同じ表面になるってことなんだろうね。ほんとよく気がついたよ。
CMPの代わりに使えるか？ (スコア:0)
パターンつきLSIウェハーのCMP（化学的機械研磨）の代わりに使えたら、業界的には凄いインパクトになる....かもしれない
Re: (スコア:0)
同じこと考えたけど、今回のアクリルは純粋に化学研磨のようなので、複数の素材が混じった配線層のCMPには使えない気がする。
でこぼこになりそう。
一方、LSI向けでも均質な基板の研磨には良さそう。
SOI基板の作成とか、GaNやSiC基板の作成なんかで基板張り合わせがある場合に、きれいな界面を安く作れるならコスト削減になりそう。
うちの女房はだいぶ前からアクリル毛糸で磨いてる (スコア:0)
＃オチが思い浮かばない。
Re:うちの女房はだいぶ前からアクリル毛糸で磨いてる (スコア:1)
俺の帽子はウールが良いって頼んだら、
なんか残念そうな顔しやがった
Re:うちの女房はだいぶ前からアクリル毛糸で磨いてる (スコア:1)
そうか、俺の帽子はアクリル毛糸だから、こっちがキレイに研磨されたんだな
Re:うちの女房はだいぶ前からアクリル毛糸で磨いてる (スコア:1)
アクリルなら毛糸洗いに自信が持てます
Re:うちの女房はだいぶ前からアクリル毛糸で磨いてる (スコア:1)
それマクロンだから。
#それも違うw
この技術が普及して何年かしたら (スコア:0)
『マイクロアクリル粒子による海洋汚染』が話題になるんですね？
Re:この技術が普及して何年かしたら (スコア:2, 興味深い)
いや。アクリル板は半永久的に使える可能性があると言っている。
反応は未解明だが水中での加水分解（と再エステル結合？）が関係していると推測しているので、ガラス表面の出っ張った分子とアクリル表面の出っ張った分子が、それぞれ凹んだところへ少しずつ移動していくという仮説なのかもしれない。それならば削りカスはほぼ出ない。
# しかも純水どころか精製水でもなくて、水道水で原子レベルの平滑性ってすごいな
Re:この技術が普及して何年かしたら (スコア:2, 参考になる)
最初見たとき記者が早とちりしたかなと思って発表確認したら、実際に水道水で実験してた。
Re: (スコア:0)
工場で出る分くらいなら、焼却できるでしょ。
Re: (スコア:0)
まだアクリルと水の方がマシかと
今の研磨方法だと薬品使うので
稀に土壌汚染して大変だよ
近所に研磨会社があったが
撤退して数年経ってから土壌汚染見つかって
自治体が慌てて土壌の入れ替えやることになったよ
水道水 (スコア:0)
水道水でいいんだ、へー、純水、精製水じゃなくても。
だが、水道水の品質には地域差があるから、
欧州とかの石灰が多い水道水(飲用に適さない)と東京の水道水とでは差がでるんだろうな。
ブランド化するだろうか? 六甲の水道水で磨いた反射鏡/レンズとか。
あと、半導体工場では井戸水使ってた気がする。そのためにきれいな井戸水が取れる所に工場を建てる。
Re: (スコア:0)
後々回路を焼き込むためのシリコンウェハーを研磨するんだったら嫌でも超純水を使うと思う。
Re: (スコア:0)
研磨面が平坦でも、不純物が研磨対象と化合してちゃ駄目だものな。
水道水レベルで行けるあたり研磨中は不純物を排斥する効果があっても不思議じゃない気もするけど、
仮にそうであっても研磨直後に不純物がついてしまうし……
Re: (スコア:0)
東大の発表には次のように半導体基板の製造に使えると書いてあるけど、水道水は東大での研磨実験に使用したというだけ
> 光学機器や半導体機器で使われているミラーや半導体基板の製造における研磨プロセスに、
> 大幅な低コスト化と環境負荷低減をもたらす可能性があります。
そもそも、低コスト化もアクリル版が使えるからであって、水道水が使えるからとはどこにも書いてない
余計な元素で汚染されていてトランジスタの特性が狙い通りにならないウェハーなんか誰も使いたくないよ
Re: (スコア:0)
これを見落としていた。
> WAPOPは、アクリル板と水道水さえあれば実現でき、ランニングコストも水道代だけです。
だけど、半導体プロセス用のウェハーを水道水で扱うのは無理じゃない？
Re: (スコア:0)
必ず超純水にするにしても、その元の水がきれいな方が
コストかからないんだろうね