【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0208
利用課題名 / Title
スパッタリング膜の断面観察
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
銅基合金, 気相蒸着, 薄膜,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam,高品質プロセス材料/ High quality process materials,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
西川 周二
所属名 / Affiliation
小島プレス工業株式会社 研究開発部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
正橋直哉,松井博世
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-507：集束イオンビーム加工装置
TU-508：集束イオンビーム加工装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
自動車用の耐食審美材料の開発において、樹脂基板上の成膜したCuスパッタリング薄膜層中の内部組織の観察と分析を目的とする。
実験 / Experimental
10mm角で厚さ3mmのポリフェニレンスルファイド（PPS）樹脂の上に、マグネトロンスパッタリングにてアルゴンガス中で膜厚が1.2μmのCu膜を積層し加熱を施す。積層膜の界面を挟んでFIBにて薄膜試料をサンプリングしSEMにて観察と分析を行う。また比較材として基材にSiを用い、基材による組織形成ならびに界面状態を観察する。
結果と考察 / Results and Discussion
PPS樹脂基板材は、スパッタリング膜や樹脂の中にもボイドやクラック等の欠陥が観察できる（図1. (a)(b)）。加熱前はスパッタリング層は単層であったが加熱処理により三層となり厚みの増加を確認できる。これは加熱による表面の酸化物の形成と界面近傍での反応層の形成に起因すると考察する。一方、Si基板材でもスパッタリング膜中にボイドは観察できたがクラックは観察できない（図1. (c)）。スパッタリング層は加熱により表面層を確認できるが、樹脂基板材で観察された界面反応層は観察できない（図1. (d))。本成膜条件では基板によらずボイド欠陥が形成され、スパッタリング材でのクラック発生は、基板の樹脂とCuとの熱膨張率が大きいためと考察する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. 樹脂(a, b)およびSi(c, d)基板スパッタリング材の成膜後、熱処理前(a, c)と熱処理後(b, d)の断面二次電子像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件