薄膜の応力発生メカニズムと密着性改善

本講演では、スパッタや真空蒸着法で形成された金属・無機薄膜を中心に取り上げ、応力制御や密着性改善のために必要な基本知識から、具体的な測定法や剥離トラブルが生じた場合にどのように対処していくかの具体的なプロセスについて、直感的にわかりやすく解説します。

1. 膜応力とは:応力制御のために必要な基礎知識
   1. なぜ薄膜に応力が生じるのか:引張応力と圧縮応力
   2. マクロな変形とStoneyの式
   3. 膜応力とは何か?
   4. 膜応力を生じる要因と応力発生メカニズム
   5. 知っておくべき膜応力の性質:
      • パターンニングされた膜の応力
      • 多層膜における応力
      • 異種材料がインテグレーションされた膜構造での応力
   6. 膜応力を低減するにはどうすればいいのか?
2. なぜ剥離が生じるのか:密着性を改善の考え方
   1. 表面・界面エネルギーおよび剥離仕事
   2. 実際の薄膜/基板界面の構造
   3. 密着と粘着・接着との違い
   4. なぜ剥離が生じるのか?:剥離の形態とそこから読み取れる密着性不良を起こした要因
   5. 剥離・破壊の基本的考え方
   6. 密着させるための条件と剥離させないための条件との違い
   7. 密着性改善の具体的な方法
3. 膜応力・密着力の測定:どの方法を選べば良いのか?どこまで測定値は信頼できるか?
   1. 膜応力の具体的な測り方とポイント:
      • X線回折法
      • ラマン分光法
      • 基板曲率法
   2. 密着力の具体的な測り方とポイント:
      • テープテスト
      • 3点曲げテスト
      • スクラッチテスト
4. 剥離した!:なぜ密着性が悪いかを調べ対策を立てる具体的手順
   1. 剥離領域の解析手順と具体的な材料評価のやり方
   2. 密着不良の原因解析と密着力改善の一連のプロセスの具体例
5. まとめ
• 質疑応答・名刺交換