2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of mechanical + chemical hybrid manufacturing technology of sapphire crystal wafer
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15H02213
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
周 立波 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90235705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 淳 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40292479)
山本 武幸 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 技術職員 (40396594)
小貫 哲平 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70400447)
尾嶌 裕隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90375361)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 切削・研削加 / サファイ / CMG / CMG / ハイブリッド加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．サファイアウエハの高能率加工技術の開発：単結晶サファイアのすべり臨界分解せん断応力（降伏応力）が温度上昇と共に指数関数的に低下することに着目し，特に800℃以上の環境下では，C面(0001)において <1120>方位に双晶すべりが発生しやすい現象を利用して，ダイヤモンド研削で発生する熱による高温延性モード研削プロセスを開発した．2～3分程度の加工時間で表面粗さをSa=450nmからSa=100nmまでに改善できた．さらに得られた実験データを解析することにより，除去モードの遷移が切込量／切り屑断面積の大小に依存する従来の除去メカニズムを再確認すると同時に，切り屑断面の形状（例えば，アスペクト比）からも大きく影響されることを発見した．その影響度合いについて理論解析及び実験の両側面から検証している．
また両回転体間で発生する研削抵抗と研削温度を同時に計測できる無線（遠隔）動力計及び温度計などの基盤要素技術を併せて開発し，上記の解析に実測データを供した．
２．サファイアウエハの高品位加工技術の開発：まず冷間静水圧（CIP）による Binder-free CMG砥石の開発に取り組み，砥粒率100wt%の酸化クロムCMGペレット（BAP）の成型に成功した．開発したCMG砥石ペレットを実装して研削加工を行い，加工能率と表面品位を両立できるプロセスを確立した．さらに焼結温度によりBAPペレットを所望の機械強度を付与し，CMG砥石の耐摩耗性を制御可能になった．
３．計測評価技術の開発：Raman顕微分光を利用して加工したサファイアウエハ内部における加工変質層（SSD）の分布を計測評価する技術を開発し，10um深さまでの断層画像が取得できるようになった．またこの技術を使って上記，1及び2で得られた加工結果を評価し，CMPと同等の仕上げ加工を開発したCMGプロセスが行えることを実証した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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