2016 Fiscal Year Research-status Report
冷凍ピンチャックによる無反り薄型基板創成研磨に関する研究
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15K05748
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
吉冨 健一郎 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, システム工学群, 准教授 (40546149)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 冷凍ピンチャック / 冷凍液 / 石英ガラス / 研磨 / 反り / 凝固保持 / 基板変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）実験装置の構築：無反り基板創成プロセスを実施するため，冷凍ピンチャックによる凝固保持と真空保持を切り替え可能な研削・研磨機を開発した．
（2）保持条件の最適化：昨年度に確立した基板保持手順である融解載置法を用いて加工を行うには，加工熱に対する冷却性能を高める必要がある．本システムでは，基板保持後の基板裏面とピン間の空間に冷却水を供給する方法を考案した．試料テーブル回転数100rpmにおいて，遠心力による供給不足を起こさない冷却水流量は100ml/min以上であり，理論計算で導出した5℃より低温の冷却水（0.8℃）を供給した加工実験では，本システムは加工中に凝固冷凍液を融解させない冷却性能をもつことを確認した．
（3）研削実験：反り量30μmの直径300mm石英ガラスウエハを冷凍ピンチャックに固定し，粒度#100のダイヤモンド砥石，砥石回転数1200rpm，試料回転数100rpm，送り10μm/min，加工量30μmの条件で，インフィード研削実験を行った．冷凍ピンチャックは研削抵抗に対して十分な保持力を有し，ウエハを脱落させることなく，保持時の基板変形を抑制した状態での研削を可能にした．
（4）研磨実験：反り量180μmの直径300mm石英ガラスウエハを冷凍ピンチャックに固定し，工具直径200mm，試料・工具回転数100rpm，研磨圧力10kPa，揺動速度100mm/minの研磨実験を行った．ピン間冷却水無しの場合，5minでウエハが脱落し，ピン間冷却水の効果を確認した．ピン間冷却水有りの場合，加工中の基板温度を5℃に維持した60minの研磨が可能となり，反りの除去研磨実現への見通しを得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
（1）冷凍ピンチャックを用いた基板保持システムの確立，加工への適用実験が終了し，無反り基板創成プロセス検証への準備が完了した。
（2）石英ガラスウエハを能率よく研磨するためのスラリー循環型工具を適用するため，スラリー供給経路を2系統化する研磨ヘッド回転軸の設計，製作を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）研削・研磨実験：確立した加工システムを用いて，加工条件を変化させた石英ガラスウエハの研削・研磨実験を行い，冷凍ピンチャックを用いた場合の加工特性を明らかにする．
（2）研磨シミュレーション：平坦化研磨シミュレーションを用いて，基板の反り部分を除去するための揺動研磨条件を導出する．
（3）反りの除去研磨実験：反りをもつウエハに対して，研削・研磨の連続加工により反り成分を除去する加工プロセスを検証する．
（4）保持可能反り量の向上：現状の保持限界である反り量200μmに対して，さらに大きな反りウエハを保持するための方法を検討する．
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| Causes of Carryover |
消耗品である低温凝固剤（冷凍液）を次年度に多くの量を購入したいため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験時期に合わせて，低温凝固剤を購入予定である．
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