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電界ラッピング技術の基礎的な効果 (研磨効率向上、表面品位の高品位化、副資材である研磨定盤の価格の抑制)について、サファイアウェーハを被削材としてその効果有効性を平成26年度から平成27年度前半にかけて検討した。すなわち、(1）6インチサファイアウェーハの研磨加工時間を従来の銅定盤を用いたラッピング加工に比べて32%短縮効果を得る17μm/ h の研磨効率の取得、(2)従来技術と同程度の平坦度を維持しつつ、表面仕上げ粗さが従来の半分以下であるRmax=16mmという高品位な表面性状の取得、の二つを両立した電界ラッピング技術による研磨実験結果を得た。このことにより次工程であるCMP工程における研磨除去量を半減できる可能性を示すことが可能となり、電界ラッピング技術の狙いを示すことができたといえる。
上記実験の際に、研磨効率は与えた電界周波数に依存し、研磨効率が急激に向上する固有周波数があることが分かった。このような固有周波数が発生するメカニズムを明らかにするため、電界ラッピング研磨下の砥粒挙動を観察するための観察実験装置を構築して周波数依存性を調べた。具体的には、透明電極をもつガラス基板を上部基板とし、上下定盤間の相対運動で、電界ラッピング研磨を模擬した。その際のスラリーの挙動を透明電極越しに観察し、滴下スラリーの観察像を画像処理することによって砥粒分布を数値化した。その結果、電界を印加することによって砥粒分布が改善する効果が発言する固有周波数が存在することが分かった。
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