【公開日：2025.06.27】【最終更新日：2025.06.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22CT0001
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 / Chitose IST
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）計測・分析/Advanced Characterization
【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）-
キーワード / Keywords
熱処理, 表面処理, 分析,電子顕微鏡/Electron microscopy,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition
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,山田昌幸
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
河野敬一,伊勢崎政美,櫻井真理
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-017：触針式表面形状測定器（Dektak）
CT-026：真空ミキサー（あわとり練太郎）
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。
実験 / Experimental
QCM センサ上にスピンコーター(1HD7, K-359S1)を用いてポリイミド薄膜を形成。高温焼成によりイミド化した後、薄膜の状態分析として、SEM (TM4000PlusII)による断面観察や触針式表面形状測定器(Dektak XT)による表面観察を行い、膜厚や平坦度の測定を行った。また薄膜を形成したセンサ表面の温度センシングを行うために、真空ミキサー(ARV200)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の実装を行った。
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。成膜厚み2.00[um]の設計値に対し、平均膜厚1.94[um]の成膜を施すことが出来た。本QCM センサは原子状酸素やラジカル発生量を定量的に計測する高感度センサとして、宇宙や半導体装置の分野に貢献できるものと考える。今後、実環境における性能について評価を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1: Appearance of film-formed QCM sensor
Fig. 2: Height profile of the center of QCM sensor
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宇宙航空研究開発機構／宮崎英治様，土屋佑太様，行松和輝様に感謝致します。また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.
- 「微量ガス検出QCM センサシステムの開発」 研究状況、成果報告 2023 年2 月1 日 国際宇宙産業展 セミナー
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