共同研究・競争的資金等の研究課題

2020年4月 - 2023年3月

次世代半導体材料の超精密研削における砥石結合剤の粘弾性の効果

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

課題番号
20K04193
体系的課題番号
JP20K04193
配分額
(総額)
4,290,000円
(直接経費)
3,300,000円
(間接経費)
990,000円

次世代半導体材料の超精密研削を実現するために,昨年度に試作した熱可塑性樹脂を結合剤とする研削砥石の力学的特性を実験により検討し,単結晶SiCウエハの研削性能との相関を検討した.具体的には,結合剤である軟化点温度の異なる熱可塑性樹脂を用いて3種類の短冊状サンプルを作成し,レオメータによる粘弾性の特徴的な5つの温度条件において3点曲げ試験を実施した.その結果,環境温度により応力/ひずみ線図の形態が大きく異なり,粘弾性試験による弾性に対する粘性の割合(損失正接:tanδ)が大きい温度環境では結合剤のサンプルが破断まであるいは破断することなく大きく変形するクリープに近い状態を示すことが明らかになった.得られた応力/ひずみ線図から,破断までのエネルギー(じん性)を求めた結果,概ねじん性はtanδと相関を有し,tanδが大きい,すなわちじん性の大きな温度条件ほど単結晶SiCウエハの研削面粗さは小さいことが明らかとなった.その一方で,熱可塑性樹脂の種類によってはじん性とtanδとの相関が認められないものもあった.また,熱可塑性樹脂のブレンドの配合を変えた砥石も試作し,研削実験を行った結果,ポリプロピレンの配合割合が多くても少なくても単結晶SiCウエハの研削面粗さは大きくなる傾向が確認され,最適な配合割合のあることが明らかになった.
なお,いずれの条件においても平均粒径6ミクロンのダイヤモンド砥粒を用いて研削した単結晶SiCウエハの研削面粗さSaはシングルナノメートルからそれ以下であり,ビトリファイドボンドの同砥粒を用いた砥石の場合よりも良好であった.

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04193
ID情報
  • 課題番号 : 20K04193
  • 体系的課題番号 : JP20K04193