| 研究課題/領域番号 |
15K05745
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| 研究機関 | 秋田県産業技術センター |
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研究代表者 |
赤上 陽一 秋田県産業技術センター, その他部局等, 副所長 (00373217)
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| 研究分担者 |
中村 竜太 秋田県産業技術センター, 素形材プロセス開発部, 研究員 (00634213)
久住 孝幸 秋田県産業技術センター, 素形材プロセス開発部, 主任研究員 (40370233)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | スラリー / 基板研磨 / 電界活性化 / 砥粒 / ゼータ電位 / pH |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、次世代電子デバイスを実現するための基板として優れた生産効率に富み超高品位に仕上げられるシリコン基板やガラス基板等の加工技術が希求されている。従来技術は、機械的な作用と化学的な作用を兼ね備えたCMP (Chemical Mechanical Polishing)が用いられている。その研磨砥粒としてナノオーダーのシリカ粒子を安定分散させている溶媒に分散させたコロイダルシリカスラリーが用いられている。
一方，コロイダルシリカスラリーは，循環方式で純度低下や長期保存・保管によって、砥粒が沈降し凝集することによって、砥粒同士がかたまり、最終仕上げ面にスクラッチ等の品位劣化を生じやすく砥粒数も減衰することから研磨効率の低下が危惧される。
そこで、コロイダルシリカスラリーに電界を印加することによって、シリカ粒子の帯電性や溶媒の接触による物理的な刺激を与えることで、凝集を抑制し分散性を復帰させることで、研磨特性の向上技術を開発することを目的としている。本年度は、効果の兆しを得るために研磨装置のスラリー供給ノズルに先端部に高圧電界を印加可能な機構を具備させ、電界活性化コロイダルシリカスラリーのゼータ電位が低下するつまり分散が加速することが明らかになった。その結果を2016年砥粒加工学会学術講演会（ABTEC2016）にて発表した。
Ｈ29年度以降は、与える電界条件をたとえば周波数を変化させたときのゼータ電位やその条件下において研磨レートがどのような影響受けるのかについて実験を通して検証する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画を立案時に想定していた電界を印加したコロイダルシリカスラリーの挙動の一端が得られたことは極めて有意義である。今年度は、特定の印加電圧4kV、液の運動が活発になるような矩形波を採用した。さらにpHは一定でゼータ電位が変化する挙動が見られた。これによって、砥粒の分散が加速されること確認できた。すなわち切れ刃の数が増加することを意味している。
本研究では電界制御を外部より与えることで、pHを変化させずにゼータ電位を制御させることが可能なことを確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
電界活性化スラリーの技術を創出したことになる。今後は、電界活性化スラリーの制御技術と最終的には研磨下に供してどのような効果が得られるか，興味深い。すなわち砥粒分散技術の一つとして与える周波数を検討する。また、スラリー溶媒の化学依存性を縮小させて自然にやさしい半導体技術への指針が得られることで新たな半導体技術として半導体産業に貢献する技術に仕上げて参りたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度も電界印加スラリーにおいて、高電圧を印加するための装置開発に重きを置いた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度はより活用しやすい周波数を追求し、電界印加スラリーの制御技術を得ていく。
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