「金属」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

金属をはじめ、レジストなどで構成された超LSIなどの評価に活用が進む原子間力顕微鏡(AFM)。絶縁体から軟質の有機物まで幅広い試料を測定でき、導電性などの制限もない原子間力顕微鏡(AFM)についてご紹介しています。

「金属」の表面粗さを測定したい場合

情報化社会を支える半導体。小型化されるほど、性能もコストパフォーマンスもよくなるというメリットから微細加工技術が進み、今では加工線幅100nm以下に到達しているといわれています。絶縁体も含む多様な基板での操作や組立など、原子レベルで制御されたものを作るために、原子間力顕微鏡(AFM)が積極的に活用されています。金属表面の粗さも、ナノスケールの微小な凹凸形状を三次元で可視化、数値化することが可能です。

「金属」の導電性など電気特性を知りたい場合

原子間力顕微鏡(AFM)は、原子間にはたらく力を検出、測定するので、絶縁体はもちろん、走査型トンネル顕微鏡(STM)では測定できなかった誘導体も測定できます。 微細化や集積度の向上に伴い、電流を制御する電子デバイスなどのナノスケールレベルでの評価の必要性が高まっています。特に、電気自動車やハイブリッド車など、次世代自動車と呼ばれる車は半導体の存在が非常に重要で安全性にも影響するため、電子密度や誘導性などのナノスケールの電気的情報を得ることが必要になります。

当サイトでは製品開発や基礎研究、品質管理のための「原子間力顕微鏡（AFM）3選」を紹介しています。以下リンクに掲載している、各社AFMの特徴や活用事例なども、ぜひご参考ください。

原子間力顕微鏡(AFM）
＜3選＞紹介ページをひらく

「金属」における原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例

金属の加工技術向上を目指す「ナノ析出物」の定量的研究

金属加工技術には多くの種類があり、さらに新しい加工技術も次々と生まれています。そんな金属加工技術の中には、性質を変化させる加工技術もあり、金属の強度や耐腐食性を上げることもできます。こうした、金属の加工の技術向上プロセスに欠かせないのが、原子間力顕微鏡(AFM)です。例えば、一般的な金属に比べて硬質な、第2相分散合金をベースとした加工技術に、ナノ析出物を導入する加工技術にも活用されています。

アルミニウム板表面の形状と酸化皮膜の測定

アルミニウムは酸素と結び付きやすい性質を持っていることから、表面には緻密な構造の酸化皮膜が形成されます。そのため、シリコンウエハの研磨工程間において、ウエハ表面に自然酸化膜が形成されてしまうという問題があります。この自然酸化膜除去には、機械的研磨作用が強く影響しており、研磨を効率よく行うためには、正確な酸化皮膜の測定が必要になります。

このように、原子間力顕微鏡(AFM)は、品質上重要な管理項目となるシリコンウエハや金属部品表面の酸化皮膜厚の観察において活用が進んでいます。