多層薄膜の残留応力評価に関する研究

多层薄膜残余应力评估研究

• 批准号: 11750089
• 负责人: 松英 達也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Niihama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750089/
• 关键词: 窒化チタン(TiN); Cu薄膜; X線回折法; 残留応力; 多層膜; TiN; 多層薄膜

本研究は,積層化された皮膜に対しX線回折法を用いることにより,各層の結晶状態と残留応力を非破壊的に評価することを目的としている.試料としてはPVD法の一種であるアーク放電方式イオンプレーティング(AIP)法によりガラス基板上にTiN皮膜を形成し,その上層にスパッタリング法によってCu膜を形成したCu/TiN二層膜を用いた.この二層膜における両層の結晶状態と残留応力状態を実験的に検討した.これまでに得られた結果から,ガラス基板上にAIP法により形成されたTiN皮膜は[111]軸が基板表面法線方向に優先配向する{111}配向膜となることがわかっている.そこで,スパッタリング法によってガラス基板上に作製したCu膜についてX線回折法により結晶状態を検討した.その結果,Cu膜からは強いCu111および222回折線と弱いCu200回折線が得られることからCu膜は主に{111}配向の結晶で構成されるが一部にランダムな結晶も存在していることがわかる.また,Cu膜には約400MPaの引張残留応力が存在していた.次に,Cu/TiN二層膜における上層の結晶状態を検討した.その結果,上層のCu薄膜からはCu111および222回折線のピークしか得られておらず,下層の影響を受けて上層の結晶配向性が良くなることがわかった.また,残留応力については二層膜では下層TiN膜の存在による上層Cu膜の引張残留応力の低減が確認できた.さらに,Cu/TiN二層膜に熱サイクルを加えた場合の上層Cu膜の残留応力変化について実験的に検討した.しかし,残留応力変化に明確な傾向を見出すことができず,詳細の解明は今後の研究課題である.

The purpose of this study is to actively improve the X-ray back-folding method of the skin membrane, and the residual force in the crystal structure of the film is not broken. In the PVD method, the formation of the TiN film on the substrate, the formation of the Cu film, the formation of the Cu/TiN film, the formation of the Cu/TiN film, the formation of the film. In the second part of the film, the mechanical properties of the crystal state, the residual force state and the mechanical state of the film. The results show that the TiN film is formed on the substrate by AIP method. The normal direction of the surface of the substrate is oriented first. In this paper, the effect of copper film on the substrate is studied, and the X-ray back analysis method is used. The results show that the copper film has a strong Cu111 return line and a weak Cu200 back line. The Cu film main line {111} is located in the direction of the Cu film. The residual force of copper film is much higher than that of 400MPa film. For the second time, the crystal state of the Cu/TiN two-layer film is very high. The results show that the upper part of the Cu film is better than that of the Cu111 film, and the lower part is affected by the results of the results. There is a residual force on the TiN film in the lower part of the Cu film. In this paper, the residual force of the Cu/TiN film is increased by adding the residual force of the Cu film on the double film of Cu. In order to understand the future research problems, the residual force will clearly show that there are significant differences between the two groups.

项目成果

松英達也,英崇夫,池内保一: "アーク・イオンプレーティング法によるTiN皮膜の結晶状態に対する成膜条件の影響"材料. (採択決定,掲載号は未定).

Tatsuya Matsuhide、Takao Hide、Yasuichi Ikeuchi：“电弧离子镀法沉积条件对 TiN 薄膜晶态的影响”材料（已接受，待出版）。