2021 Fiscal Year Research-status Report
次世代半導体材料の超精密研削における砥石結合剤の粘弾性の効果
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20K04193
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大橋 一仁 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (10223918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
児玉 紘幸 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (60743755)
大西 孝 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90630830)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超精密研削 / 単結晶SiC / 損失正接 / じん性 / 研削面粗さ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代半導体材料の超精密研削を実現するために，昨年度に試作した熱可塑性樹脂を結合剤とする研削砥石の力学的特性を実験により検討し，単結晶SiCウエハの研削性能との相関を検討した．具体的には，結合剤である軟化点温度の異なる熱可塑性樹脂を用いて３種類の短冊状サンプルを作成し，レオメータによる粘弾性の特徴的な５つの温度条件において３点曲げ試験を実施した．その結果，環境温度により応力／ひずみ線図の形態が大きく異なり，粘弾性試験による弾性に対する粘性の割合（損失正接：tanδ）が大きい温度環境では結合剤のサンプルが破断まであるいは破断することなく大きく変形するクリープに近い状態を示すことが明らかになった．得られた応力／ひずみ線図から，破断までのエネルギー（じん性）を求めた結果，概ねじん性はtanδと相関を有し，tanδが大きい，すなわちじん性の大きな温度条件ほど単結晶SiCウエハの研削面粗さは小さいことが明らかとなった．その一方で，熱可塑性樹脂の種類によってはじん性とtanδとの相関が認められないものもあった．また，熱可塑性樹脂のブレンドの配合を変えた砥石も試作し，研削実験を行った結果，ポリプロピレンの配合割合が多くても少なくても単結晶SiCウエハの研削面粗さは大きくなる傾向が確認され，最適な配合割合のあることが明らかになった．
なお，いずれの条件においても平均粒径6ミクロンのダイヤモンド砥粒を用いて研削した単結晶SiCウエハの研削面粗さSaはシングルナノメートルからそれ以下であり，ビトリファイドボンドの同砥粒を用いた砥石の場合よりも良好であった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍で砥石の材料試験に赴くことが制限され，進捗にやや影響が生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
砥石と工作物が常に接触する基礎実験方式から，より実用に近い方式に研削実験を進展させ，粘弾性効果を確認するとともに，超精密研削のための最適条件を検討する．
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| Causes of Carryover |
他経費による執行により消耗品を手配することができたことやコロナ禍で分析のための出張機会が毀損し経費執行が減少した．国際会議，国内の学術講演会については依然オンライン開催が主になって実施されており，実験に用いるSiCウエハおよび砥石材料の購入ならびに論文投稿に充てる予定である．
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Research Products
(2 results)
