薄膜の力学的物性評価と薄膜デバイスの寿命評価手法の開発

Development of evaluation methods of mechanical characterization for nano-film and fatigue lives for thin film micro devices

有機フィルムをベースとしたナノレベルの薄膜多層回路は、次世代の情報・通信機器として期待されているが、 その設計には、従来技術では測定困難な薄膜物性や、製造プロセスで発生する薄膜中の残留応力の評価、強度や 疲労寿命など力学的特性の評価技術が不可欠である。
　かかることから、有限要素法によるマルチスケール解析ならびに実験を併用し、内部応力や薄膜物性値を同定する 手法を確立する。また、顕微鏡内強度試験により、繰り返し負荷に伴うクラックや剥離等の損傷進展メカニズムを 解明する。次いで、これらの解析技術ならびに損傷評価に基づき、材質や製造上のばらつきを考慮した薄膜デバイス の寿命予測手法の確立を目的とする。

A micro-electronic circuit with nano-scale plastic film laminate has been expected as one of the future information-communication devices. In order to realize, the aims of this study are to establish a multi-scale numerical analysis and an experimental method for the measurement of the mechanical properties of nano-scale film with the residual stress generated by the manufacturing process.
　　　The mechanism of damage development under cyclic load is also investigated with In-situ observation during the fatigue test. Based on these numerical and experimental methods, the fatigue life for thin film micro-devices is estimated considering the large scatter of material properties induced by manufacturing process, and the evaluation procedure for the reliability of micro-electronic devices is proposed.