| 研究課題/領域番号 |
16K14126
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
池野 順一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10184441)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 潜傷 / レーザ / 残留応力 / 鏡面加工 / 研磨 / 研削 |
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| 研究実績の概要 |
半導体基板やレンズの加工工程では、長時間をかけてダメージのないÅレベルの粗さをもつ鏡面が創成されている。しかし、もし鏡面下に僅かな加工変質層（残留応力）があれば、後工程で表面局部に浅い亀裂「潜傷」が生じて不良となってしまう。そこで、潜傷探査が重要となるが、現在高速かつクリーンで安価に行う探査方法はなく、加工現場では新探査法の開発が望まれている。本研究では、これまでに研究代表者が基礎研究で発見した知見を基に新たな潜傷探査法を提案し、半導体基板材料、光学ガラスを対象とした高速でクリーンで安価な新潜傷探査としての有効性を実証することを目的として研究を行っている。
平成２８年度は新しいレーザ潜傷探査法を実現するための実験装置の仕様策定を完成させることに努めた。また、ダイヤモンド砥石によって粗研削されたシリコンウエハに対して、本研究室で開発したＥＰＤ鏡面研削砥石を用いて鏡面創成のための研削仕上げを行い、潜傷探査のための半導体結晶材料の試料作りを行った。この試料に対して、既存のパルスレーザ（パルス幅：数ｎｓ）を用いた簡易的な探査装置を構築して本レーザ潜傷探査法の実現性について当たり実験を行った。その結果、ダイヤモンド研削時の研削痕が消えているにもかかわらず鏡面下に残留応力が存在し、その残留応力と潜傷の関係が明らかになった。さらにレーザ出力と潜傷の出現状況の関連を明らかにし、本法の有効性を確かめることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
潜傷とレーザ出力の関係と残留応力と潜傷出現領域の相関がよく把握できたことで、探査メカニズムの詳細を解明する手がかりを得た。来年度は格段に研究が推進されるものと期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度の結果を受けて、次年度は以下の計画に従って研究を遂行する。
１）メカニズムを実証するための数値シミュレーションを行う。
２）SiC、光学ガラス試料への適用に向けたレーザの選定
３）探査装置の改造
４）試料作成および探査実験と評価
５）研究成果発表
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は実験装置を確実に構築するための仕様策定に注力した。世界的に前例のない新たな探査法であるため、ここでは実験装置の基本は計画通りであるが、実験条件が不明瞭であった。そこ仕様策定のための基礎実験は、実験室の既存装置を借用して行うなど、経費の節約に努めたことが理由である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
仕様策定を終えることができたため、2017年度ではレーザ潜傷探査装置を完成させるために残額はすべて使用する計画である。
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