研究開発された技術紹介

放射光施設で集光に用いられるミラーについて、ビームラインの空間分解能を向上させるために平坦度10nm以下の超高精度が求められているが、この精度は従来の大型研磨機による加工では到達不可能であった。本事業では、最新鋭の計測技術を用い、1次加工品形状の各部位における目標からの差分を部分修正して目標形状に精密に仕上げる革新的な加工技術を開発し、放射光施設が求める超高精度の大口径ミラーを提供する

放射光施設で集光に用いられるミラーについて、ビームラインの空間分解能を向上させる平坦度10nm以下の超高精度な加工が可能な大型研磨装置を開発する
(新技術)
・スモールツールでラスタースキャンする方式の研磨装置
・電界砥粒制御技術を導入して高効率に修正研磨
(新技術の特徴)
・一次加工品形状の各部位における目標からの差分を部分修正して精密仕上げ
・研磨工程から鏡面仕上げの所要時間を短縮する研磨条件最適化

・超高精度の大口径ミラーを製作できるスモールツールラスタースキャン方式の研磨装置を開発
‐サーボモータでの位置制御により、小径の回転ツールを加工物の表面に所定の時間分布で滞在するようにすることで、精度の良い研磨を実現した
‐電界砥粒制御技術を適用して加工能率を改善し、研磨レートを50%向上した
・300mm長シリコンミラーの修正研磨加工で10nmPVを達成することを確認
‐産業技術総合研究所にて正確に計測された試材を用いて研磨装置における計測性能を確認した結果、300mmまでなら測定環境を整備すれば、現状使用している干渉計でも10nmPVの計測精度となることが確認できた
・一次研磨における加工法を最適化することで研磨工程を効率化
‐最終的な形状に仕上げる前の一次研磨において、研磨砥石のメッシュを細かいものにしつつ深い研磨痕を抑制する条件を検討し、研磨工程から鏡面仕上げまでの所要時間を短縮した
・研磨スラリーの劣化を管理する指標として導電率を選定
‐一次研磨を効率的に一定の平坦度で仕上げるために大型研磨装置で使用している研磨スラリーの劣化を分析した結果、導電率に着目することで研磨液の経時的変化を管理できることが分かった

・放射光施設等で求められる超高精度の大口径ミラーが安定的に供給され設備の性能を向上することができる。

加工時間短縮によるコスト低減に取り組んでいる。

・目標からの差分を部分修正して超高精度で目標形状に精密仕上げ
‐従来の全面一括研磨では不可能な部分修正研磨により、放射光施設用ミラーの形状精度を達成
‐300mm長シリコンミラーの修正研磨加工で10nmPVを達成
・電界砥粒制御技術により研磨効率を効率化
‐電界砥粒制御技術を用いることで研磨効率を50%向上

・当初の目標である300mm竏・ﾌ大口径ミラーを効率的に超高精度で研磨する技術が開発できた
・開発した研磨技術自体は加工物の大きさに依存しないスケーラブルな技術であり大口径化は容易だが、300mmを超えるミラーに対応するには、現在の基準面を参照とする干渉計測装置では必要な精度を達成していない
・今後、産業技術総合研究所で開発された1mまで計測できる技術等を活用して大型化に取り組む