【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23CT0001
利用課題名 / Title
QCMセンサの開発
利用した実施機関 / Support Institute
公立千歳科学技術大学
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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
QCM,熱重量分析,成膜加工,バイオセンサ/ Biosensor,におい・ガスセンサ/ Odor/gas sensor,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering
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)
茎田 啓行
所属名 / Affiliation
日本電波工業株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
木村 駿仁
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
伊勢崎 政美 様,河野 敬一 様
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
CT-010：走査型電子顕微鏡（SEM）
CT-026：真空ミキサー（あわとり練太郎）
CT-017：触針式表面形状測定器（Dektak）
CT-030：試料作製装置群・スピンコーター・スピンコーター・グローブボックス
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
宇宙や半導体製造装置等のラジカルが発生する環境のモニタリングセンサとして、ポリイミド薄膜を形成したQCMセンサを開発するため、公立千歳科学技術大学様の設備を利用して、スピンコーターによる薄膜形成の条件出しやSEMによる薄膜断面観察、触針式表面形状測定器による薄膜表面観察等を行った。そして開発したポリイミド薄膜形成QCMセンサを半導体製造装置内に設置し、酸化ラジカルの発生量測定を行った。
実験 / Experimental
QCMセンサ上にスピンコーターを用いてポリイミド薄膜を形成した。そして、ポリイミドを硬化させた後、薄膜の状態分析として、SEM による断面観察や触針式表面形状測定器による表面観察を行い、膜厚や平坦度の評価を行った。また、薄膜を形成したQCMセンサの表面温度センシングを行うために、真空ミキサーを使用して導電性接着剤を脱泡撹拌し、QCMセンサ上に温度センサを実装した。
結果と考察 / Results and Discussion
ポリイミド薄膜を形成したQCMセンサの写真(Fig.1)と、センサの中央を測定した薄膜の高さプロファイル(Fig.2)を示す。また本QCMセンサを用いて酸化ラジカルを測定した結果を(Fig.3)に示す。Fig3の結果から、ラジカル発生量を定量的にリアルタイムに計測することが出来た。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1
Fig.2
Fig.3
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献 「Twin-CQCM and Twin-TQCM Sensors With Wide Operating Temperature Range for Outgassing and Atomic Oxygen Measurement」IEEE Sensors Journal (Volume: 21, Issue: 9, 01 May 2021) ・本研究遂行にあたりご協力頂きました明電ナノプロセス・イノベーション株式会社／篠様に感謝致します。 薄膜形成とその測定にあたりご指導を頂きました公立千歳科学技術大学／カートハウス教授に感謝致します。
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：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：1件