【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.02.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24OS1001

利用課題名 / Title

試料表面への金属薄膜の成膜

利用した実施機関 / Support Institute

大阪大学 / Osaka Univ.

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

スパッタリング, 蒸着, 電子線描画

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)

内山 知也

所属名 / Affiliation

サイエンスエッジ株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

藪本 宗士,玉水 公人

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

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

OS-103：超高精細電子ビームリソグラフィー装置
OS-115：RFスパッタ成膜装置（絶縁体成膜用）
OS-117：EB蒸着装置
OS-113：多元DC/RFスパッタ装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

周波数領域サーモリフレクタンス（FDTR）法により試料の熱物性値を計測するためには、熱伝導率や膜厚が均一な金属薄膜トランスデューサーを試料表面に成膜する必要がある。薄膜の熱伝導率や膜厚はスパッタリング条件により大きく変化するため、FDTR法に最適な金属薄膜を成膜するためのスパッタリング条件を把握する必要がある。
また、FDTR法の解析には、測定に使うレーザー光のスポット径を把握する必要があるため、サブミクロンのスポット径を評価できるナイフエッジ法を確立することも必要である。

実験 / Experimental

FDTR法に最適な金属薄膜トランスデューサーの成膜条件を見極めるため、絶縁膜用RFスパッタリング装置および多元DC/RFスパッタリング装置を用いて、サファイア基板の表面にCr/Au薄膜を成膜した。その際、成膜条件をさまざまに変えたときの金属薄膜の熱物性値や膜厚を確認し、トランスデューサ成膜のための条件出しを行った。
また、ナイフエッジデバイスを作成するため、EBリソグラフィとEB蒸着装置を用いてフォトダイオード上にクロムマスクパターンを描画した。

結果と考察 / Results and Discussion

絶縁膜用RFスパッタリング装置は、50W、0.2Pa、T/S100mmにおいて、成膜時間Cr 1:00 / Au 3:00~4:00で総膜厚65~80nmで熱伝導率が比較的高いトランスデューサが製膜されたが、膜の均一性はターゲットサイズの直径50mm程度に限定された。一方、多元DC/RFスパッタリング装置においては、5.0rpm、0.2Paにおいて（300W、T/S300mm）と（100W、T/S100mm）の条件で合計膜厚~70nm程度のAu/Cr膜をそれぞれ成膜時間を調整して成膜を行ったところ、前者では試料台のほぼ全面にわたって均一な膜厚となったが、熱伝導率の低いトランスデューサとなり、後者では均一な成膜が可能な領域が直径100mm程度に制限されるものの、熱伝導率の比較的高いトランスデューサが成膜された。これらの結果から、試料サイズや試料点数に応じて、成膜装置や条件を適切に選択することで、FDTR法に最適な金属薄膜トランスデューサーを成膜できることが分かった。
また、作成したナイフエッジデバイスを利用して、514 nm レーザーの100倍対物レンズでのスポットサイズの評価を行ったところ、X方向：466 nm、Y方向：497 nm との計測値が得られた。この結果から、本手法により作成したナイフエッジデバイスで、サブミクロンのビーム径を評価できることが分かった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

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：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件