電解援用による新たな硬脆材料向け研磨システムの開発

顔写真

氏名
池田洋
E-mail
ikeda@akita-nct.ac.jp
職名
教授
学位
博士(工学)
所属学会・協会
日本機械学会、精密工学会
キーワード
電界、CMP、スラリー、硬脆材料、研磨レート、砥粒、SiC、ガラス、サファイア、研磨装置
技術相談
提供可能技術
・電界を援用した各種硬脆材料(ガラス、SiC、Si、サファイア等)の
 高効率CMP技術開発
・電界制御システムを組込んだ研磨装置の開発
・研磨装置を含む各種装置のメカ・電装設計開発全般

研究内容

【研究背景と目的】

 技術革新などで産業の発展を支える電子材料には、シリコンやガラスなどの様々な基板がある。最近では、世界的なスマートフォンやタブレット端末の台頭、そして映像の高詳細表示化などによって、ガラス基板の市場需要は年々拡大しており、さらに成長が期待されている。一方、世界規模で省エネルギーの機運が高まり、特にパワーデバイスにおいて、従来のシリコン半導体からSiCを使った次世代半導体への置き換えが加速し、実用化へ向けた技術開発が進んでいる。いずれの基板においてもその特性を十分に発揮させるためには、無歪みの平滑鏡面にすることが大前提となり、最終仕上げ加工としては、一般的にCMP(Chemical Mechanical Polishing)技術が採用されている。しかし、通常のCMP技術は回転運動を伴うため、研磨界面からのスラリー飛散によって研磨効率が低下するという問題を有している。本研究では、この技術課題を解決するため、電界を研磨界面に印加することによってスラリーが有効に工作物に作用し得る供給技術、すなわち電界スラリー制御技術を開発し、高効率CMP技術の創出を目指している。

【電界スラリー制御技術の原理とその効果】

 図1に電界スラリー制御技術の原理を示す。研磨領域に電界を印加することによって発生する吸引力がスラリーの飛散を制御し、研磨効率を向上させることが可能となる。電界によるスラリー飛散抑制効果は図2からも分かる。また、交流電界を与えることによって、適度な排出効果も期待でき、加工屑の積極的な排出を促進するこによって工作物の表面品の向上に期待できる。一例として、本技術をSiC基板のCMPに適用したときの効果を図3に示す。

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