| 研究課題/領域番号 |
19K04118
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 秋田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 電界 / 砥粒 / スラリー / 研磨 / 非球面レンズ / 半導体ウエハ / CMP / スモールツール / 研磨荷重 / 遊離砥粒研磨 / ガラス基板 / シリコンウエハ / 研磨パッド / 創成研磨 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非球面レンズの研磨仕上げ，およびレーザ光反射用シリコンミラーの修正研磨などには，目標とする形状を精密に仕上るスモールツール（小径の研磨ツール）による創成研磨が一般的である．最近の光学デバイスの性能向上によって創成研磨には更なる加工の高精度化が要求されている．そこで本研究では，半導体ウエハの修正研磨にも応用できる，電界を援用した迅速かつ高精度な加工を実現する「電界創成研磨技術」を提案する．
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| 研究成果の概要 |
研磨除去量を目標寸法に高精度かつ迅速に仕上げる新しい研磨技術を創出するため，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，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評価した結果以下の結論を得た．（１）電動アクチュエータを利用した新しい荷重制御方式により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）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）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．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，次世代半導体材料の製造コスト削減，および製造リードタイムの短縮を実現できる技術として開発を進めており，昨今の半導体不足解消に貢献できるものと考えられる．
また，スモールツールによる研磨は非球面レンズの仕上げ加工として採用されているが，半導体基板の部分修正による平坦化確保，さらに電界を付与しながら研磨加工量と表面粗さを予測し，迅速に工作物表面を加工する技術は他に類似する事例は存在しない．本研究で提案する研磨技術の適用範囲は平面基板の他，非球面レンズなど工作物の形状に依存しないことから，光学分野など様々な分野における高効率製造技術の構築に貢献できる技術である．
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