表面・界面の考え方と分析の基礎、および実践応用テクニック、ノウハウ

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　表面、界面はあらゆる技術や製品の基盤となるものであり、現在扱われる材料やプロセス、技術、商品で表面や界面が関与していないものは無いと言っても過言ではありません。これは言い方を変えると、現代は表面、界面に支配されているとも言えます。そのため、分析手法一つにしても多種多様なものが開発され、利用されています。しかし、一方で表面や、特に界面はまだ未解明な部分も多く、多様な分析方法の選択・活用、そして、表面・界面の姿を明らかにすることは容易ではありません。

　本講では、表面、界面の基礎から、表面分析評価を中心にして、その姿を明らかにして利用するためのアプローチについて、技術的テクニック、コツやノウハウから、考え方、実践まで事例を交えて解説します。

１．表面に支配される現代社会 
　1.1 膜・界面、そして、現代技術を支配する表面
　1.2 表面・界面の重要性

２．表面とは 
　2.1 表面（薄膜）とは？
　2.2 表面のかかわる代表的事象
　2.3 表面の要素
　2.4 表面における現象
　2.5 代表的な表面処理

３．界面とは 
　3.1 界面における現象
　3.2 多層膜による界面形成 
　3.3 薄膜化による界面の変化 

４．表面・界面を支配するもの  
　4.1 界面形成 
　4.2 界面形成を支配する接着 
　4.3 界面を形成する力
　4.4 表面・界面形成を支配するもの
　4.5 表面・界面形成因子と評価法
　4.6 表面を支配するには

５．表面分析成功のキーポイント  

６．サンプルの取り扱い 

７．代表的表面分析手法 

８．表面分析の分類  
　8.1 表面分析に用いる主な手法と選び方 
　8.2 表面・微小部の代表的分析手法
　8.3 手法の選択

９．接触角測定法 

１０．X線光電子分光法（ＸＰＳ、ＥＳＣＡ） 
　10.1 XPSの原理
　10.2 XPSの検出深さ
　10.3 装置構成例
　10.4 XPSの特徴？
　10.5 ワイドスキャン（サーベイスキャン）
　10.6 ナロースキャン（代表的な元素）
　10.7 元素同定
　10.8 化学状態の同定
　10.9 角度変化測定による深さ方向分析
　10.10 チャージアップの影響と対応
　10.11 化学状態による違い
　10.12 チャージアップへの工夫
　10.13 イオンエッチングダメージ
　10.14 エッチング条件と効果
　10.15 エッチング条件とスパッタレート
　10.16 イオンエッチングによるクロスコンタミ
　10.17 ちょっと便利なサイトやソフト
　10.18 ハイブリッド分析

１１．オージェ電子分光法（AES） 
　11.1 微小領域の元素分析手法
　11.2 ＡＥＳの原理
　11.3 装置構成例
　11.4 ＡＥＳ測定例
　11.5 界面拡散の分析 １
　11.6 AESによる状態分析例
　11.7 チャージアップ抑制
　11.8 絶縁体上の異物
　11.9 化学状態マッピング
　11.10 XPSとAESの手法の比較

１２．X線マイクロアナライザ（EPMA） 
　12.1 EPMAの原理
　12.2 元素分布分析（被着体金属基板の断面）
　12.3 積層膜の分析例

１３．二次イオン質量分析法（SIMS） 
　13.1 ＳＩＭＳの概念
　13.2 D-SIMSに用いられる質量分析法
　13.3 D-SIMS測定例と特徴
　13.4 TOF-SIMS装置の構成
　13.5 TOF-SIMSの概要
　13.6 TOF-MSの原理
　13.7 TOF-SIMSによる化学構造解析

１４．フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ） 
　14.1 赤外分光法（IR）の原理
　14.2 FT-IRの長所・短所
　14.3 測定法
　14.4 周辺環境の影響
　14.5 主な吸収帯
　14.6 赤外分光の構造敏感性
　14.7 指紋領域の利用
　14.8 系統解析
　14.9 帰属の考え方
　14.10 全反射法（ATR法）
　14.11 ATR法と検出深さ
　14.12 ATR法における注意点
　14.13 In-situ FT－IR

１５．グロー放電分析（GD） 

１６．形態を知る 

１７．ＳＥＭ、ＴＥＭ 
　17.1 表面形状と組成
　17.2 SEM－EDS組成分析
　17.3 試験前後の比較
　17.4 SEM観察例
　17.5 試料作製法の比較

１８．走査型プローブ顕微鏡（SPM）  
　18.1 SPMとは
　18.2 主な走査型プローブ顕微鏡
　18.3 形態観察におけるAFMの位置づけ
　18.4 観察例
　18.5 位相イメージングの例
　18.6 位相像

１９．界面分析 

２０．界面評価の重要性と課題 
　20.1 界面の例
　20.2 界面の形成
　20.3 界面の分類
　20.4 界面における課題
　20.5 界面分析の重要性
　20.6 一般的深さ方向分析
　20.7 従来法と問題点
　20.8 化学増幅型レジストのD-SIMS分析
　20.9 精密斜め切削法
　20.10 斜面角度と深さ方向分解能
　20.11 傾斜面の例
　20.12 新しいアプローチ

２１．解析の実例 

２２．ＵＶ照射による化学構造の評価 

２３．表面構造変化の解析（XPS） 

２４．気相化学修飾法 

２５．化学修飾法を用いたTOFイメージング 

２６．ポリイミドの表面処理層の深さ方向分析 

２７．ＰＩ／Ｃu／Ｓi界面の解析 

２８．まとめと質疑
 

ジャパン・リサーチ・ラボ 代表 博士（工学） 奥村 治樹 氏

 

【略歴】
大手化学メーカー、電器メーカーでの研究開発及びにマネジメント業務に携わる。現在は、ベンチャーから上場企業まで様々な業種の顧問や技術コンサルタントとして、研究開発、製造における課題解決、戦略策定から人事研修などの人材育成などを行っている。また、学会等での招待講演や国プロにおけるキャリア形成プログラムの講師なども行っている。