2022 Fiscal Year Annual Research Report
スモールツールの高効率研磨を実現する電界創成研磨技術の開発
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19K04118
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
池田 洋 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90573098)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電界 / スラリー / CMP / スモールツール / 研磨荷重 / 遊離砥粒研磨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電力消費量の削減に大きく貢献するパワー半導体用基板材料としてSiCが挙げられ，次世代半導体材料としてシリコン半導体から置き換えが加速し，実用化へ向け技術開発が進んでいる．現在，ウエハサイズを現在主流の 6 インチから 8 インチとする大口径化が検討されており，基板単価が上昇することから材料を有効に活用することが求められ，本研究ではCMPの加工原理を適用したスモールツールによる部分的な修正研磨方法を提案し，その研磨特性について評価した．具体的には，研磨除去量を自在に制御でき目標寸法に高精度かつ迅速に仕上げる電界修正研磨技術を創出するため，従来のばねによる研磨電動アクチュエータの推力を利用した荷重制御システムを開発した．さらに，迅速研磨を狙いスラリーに電界を印加可能な研磨ヘッドを試作した．このときの研磨特性を明らかにするために，研磨実験を行い以下の結論を得た．（１）電動アクチュエータを利用した新しい荷重制御方式は，従来のばね方式と比較し研磨荷重のばらつきを1/8，そして研磨除去量のばらつきを1/4に低減することができた．（２）新しい荷重制御方式では研磨圧力と研磨除去量が線形関係となることから，目標とする研磨量除去量を，研磨圧力で制御することが可能である．（３）工作物よりも小さい電極を内蔵したツールを使用した場合でも，印加電圧4kVのとき無電界と比較し45％の研磨除去量向上が得られた．以上より，スモールツールによる電界修正研磨技術の基礎的な知見を得た．今後は，電界条件，研磨条件の評価パラメータ値が研磨効率や工作物の表面性状に及ぼす影響についてさらに詳細な検討を行うとともに，本技術のメカニズム解明を行い，研磨ヘッド構造の最適化について検討を行う．
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