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、膜応力の発生メカニズムについて基材や膜構造、成膜条件の影響などの詳細を紹介します。さらに具体的な応力や密着力の測定法を含め、応力と密着力の関係を理解し、制御するために必要な基本知識から対策について直感的にわかりやすく解説します。 　初学者、中堅技術者で薄膜の応力と密着性に関してその本質を基本から習得したい方、新製品開発やトラブルシューティングで応力や密着性に関する技術課題を解決したい方に適した内容です。

1. なぜ、どのように膜応力は発生するのか?
   1. 膜応力とは
   2. 膜応力と歪みと変形の関係の基本知識
   3. 膜応力の発生する原因
   4. 薄膜が形成する過程での膜応力発生のメカニズム
      1. 基板の膜応力への影響
      2. 膜の微視的構造と膜応力との関係
      3. ピーニング効果とは
   5. 熱応力の発生メカニズム
   6. 成膜条件によって膜応力はどのように変化するか?
   7. 知っておくべき膜応力の性質
      1. パターンニングされた膜応力はどうなるっているのか?
      2. 多層膜における膜応力の特徴
   8. 膜応力を低減するにはどうすればいいのか?
2. 膜応力の測り方とポイント
   1. 膜の何が変わり、何を測るか?
   2. 評価方法の詳細と測定上の注意点
      1. X線回折法
      2. ラマン分光法
      3. 基板曲率法
      4. FIB (Focused ion beam) を用いた新しい手法
3. 膜応力と密着性の関係
   1. 密着力の実体はなにか?
   2. 膜応力が大きいとなぜ密着力が低下するのか?
   3. 密着性改善の基本的考え方
   4. 密着力を改善するにはまずは剥離部をよく観察しよう:
      剥離形態をみればわかる密着力低下の要因
   5. 密着力を高めるにはどうするか?
4. 密着力の測り方とポイント
   1. 様々な評価方法の特長と測定上の注意点
      • テープテスト
      • 3点曲げテスト
      • スクラッチテスト
   2. 密着強度はどこまで当てになるのか?
5. まとめ
• 質疑応答