JPH0448745A - 薄膜の耐摩耗性評価方法 - Google Patents
薄膜の耐摩耗性評価方法Info
- Publication number
- JPH0448745A JPH0448745A JP15792790A JP15792790A JPH0448745A JP H0448745 A JPH0448745 A JP H0448745A JP 15792790 A JP15792790 A JP 15792790A JP 15792790 A JP15792790 A JP 15792790A JP H0448745 A JPH0448745 A JP H0448745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- wear
- film
- injecting
- wear resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、薄膜の耐摩耗性を評価する評価方法に関す
るものである。
るものである。
近年、真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ法などにより
各種材料のｆｉＩ膜（厚さ数ミクロン以下）が形成され
、さまざまな用途に使われるようになった。その中で、
特に高硬度材料の薄膜により耐摩耗性を向上させること
が注目されている。これらの薄膜において、その耐摩耗
性の評価手段としては、［固体潤滑ハンドブックＪ ｐ
、３７１〜３２６（宰書房１９８２年〉に示されたよう
なバルク材料の評価に適したピンオンディスク式摩耗試
験や、ダイヤモンド圧子などによる引っかき試験などが
従来用いられてきた。また、Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔＩｏｎｓＶｏｌ、３１．ｐ、２２８（１９
８ｇ）で示されたような微粒子による研磨（ボリッシニ
）を行い、その研磨速度により評価する方法も考えられ
ている。
各種材料のｆｉＩ膜（厚さ数ミクロン以下）が形成され
、さまざまな用途に使われるようになった。その中で、
特に高硬度材料の薄膜により耐摩耗性を向上させること
が注目されている。これらの薄膜において、その耐摩耗
性の評価手段としては、［固体潤滑ハンドブックＪ ｐ
、３７１〜３２６（宰書房１９８２年〉に示されたよう
なバルク材料の評価に適したピンオンディスク式摩耗試
験や、ダイヤモンド圧子などによる引っかき試験などが
従来用いられてきた。また、Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔＩｏｎｓＶｏｌ、３１．ｐ、２２８（１９
８ｇ）で示されたような微粒子による研磨（ボリッシニ
）を行い、その研磨速度により評価する方法も考えられ
ている。
第３図はピンオンディスク式摩耗試験を説明するための
概略図で、試料であるピン１１をディスク１２に押し付
け、一定時間ディスク１２を回転させて摩耗の程度を調
べるものである。
概略図で、試料であるピン１１をディスク１２に押し付
け、一定時間ディスク１２を回転させて摩耗の程度を調
べるものである。
また、第４図（ａ）、（ｂ）は微粒子による研磨を行う
タイプの試験機で、微粒子を界面活性剤などとともに水
に溶いた懸濁液を第４図（ａ）に示すように、滴下ノズ
ル２３より研磨パッド２２上に滴下する。その研磨パッ
ド２２上に、第４図（ｂ）に示す試料ホルダ２４に固定
された試料２１を押し付け、研磨パッド２２と試料２１
を相対的に移動させながら研磨を行い、その研磨速度（
単位時間当たりの研磨深さ）により耐摩耗性を評価する
ものである。なお、２５は前記試料ホルダ２４の回転軸
である。
タイプの試験機で、微粒子を界面活性剤などとともに水
に溶いた懸濁液を第４図（ａ）に示すように、滴下ノズ
ル２３より研磨パッド２２上に滴下する。その研磨パッ
ド２２上に、第４図（ｂ）に示す試料ホルダ２４に固定
された試料２１を押し付け、研磨パッド２２と試料２１
を相対的に移動させながら研磨を行い、その研磨速度（
単位時間当たりの研磨深さ）により耐摩耗性を評価する
ものである。なお、２５は前記試料ホルダ２４の回転軸
である。
しかしながら、上記のようなピンオンディスク式や引っ
かき式による耐摩耗性の評価方法では、微小な加圧力の
調整が困難であり、また、ポリッシュ方式では試料端部
への応力集中によりいわゆる面ブレが起こり、正確な摩
耗量の評価ができない。また、ブラスト法でも砂の粒子
を噴射する時にその運動エネルギーを大きくしないと薄
膜が摩耗せず、運動エネルギーを大きくすると、薄膜表
面だけに力がかかるのでなく、下地にまで力がかかって
しまい、薄膜の剥離や巨視的な変形を引き起こすという
問題点があった。
かき式による耐摩耗性の評価方法では、微小な加圧力の
調整が困難であり、また、ポリッシュ方式では試料端部
への応力集中によりいわゆる面ブレが起こり、正確な摩
耗量の評価ができない。また、ブラスト法でも砂の粒子
を噴射する時にその運動エネルギーを大きくしないと薄
膜が摩耗せず、運動エネルギーを大きくすると、薄膜表
面だけに力がかかるのでなく、下地にまで力がかかって
しまい、薄膜の剥離や巨視的な変形を引き起こすという
問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、薄膜の剥離や巨視的変形を伴わず、精度よ
く薄膜の耐摩耗性を評価できる方法を提供することを目
的とするものである。
れたもので、薄膜の剥離や巨視的変形を伴わず、精度よ
く薄膜の耐摩耗性を評価できる方法を提供することを目
的とするものである。
この発明に係る薄膜の耐摩耗性評価方法は、基板上に形
成された薄膜表面に、高硬度材料の微粒子を水に懸濁し
た懸濁液を噴射用ノズルから噴射せしめ、薄膜の摩耗度
を検出するものである。
成された薄膜表面に、高硬度材料の微粒子を水に懸濁し
た懸濁液を噴射用ノズルから噴射せしめ、薄膜の摩耗度
を検出するものである。
この発明においては、高硬度材料の微粒子を水に懸濁し
た懸濁液を薄膜表面に噴射し、薄膜最表面で生ずる微小
摩耗を検出することによって４膜の耐摩耗性の評価が正
確に行える。
た懸濁液を薄膜表面に噴射し、薄膜最表面で生ずる微小
摩耗を検出することによって４膜の耐摩耗性の評価が正
確に行える。
以下、この発明ついて説明する。
第１図はこの発明に基づく薄膜の耐摩耗性評価を行うた
めの装置の概略図である。この図で、１は基板（ウェハ
）上に種々の方法で形成した試料となる薄膜、２は噴射
用ノズル、３は加圧タンク、４はこの加圧タンク３に収
容された懸濁液で、この懸濁＃１４は、高硬度材料の微
粒子を界面活性剤とともに水に懸濁したものである。こ
のように、界面活性剤を用いると微粒子が安定して溶液
中に分散させておくことができる。
めの装置の概略図である。この図で、１は基板（ウェハ
）上に種々の方法で形成した試料となる薄膜、２は噴射
用ノズル、３は加圧タンク、４はこの加圧タンク３に収
容された懸濁液で、この懸濁＃１４は、高硬度材料の微
粒子を界面活性剤とともに水に懸濁したものである。こ
のように、界面活性剤を用いると微粒子が安定して溶液
中に分散させておくことができる。
高硬度材料の微粒子を、例えばバルク硬度で示すと下記
のようになる。
のようになる。
酸化アルミ Ｈｖ １８００
炭化ケイ素 Ｈ・ ２５°０
また、その粒度については、概ね０．３μｍ〜０．５ｍ
ｍ程度が適用できる。
ｍ程度が適用できる。
薄膜１として、例えばＳ１ウニへ上にイオンブレーティ
ング法で形成された窒化チタン膜（厚さ０．２μ＋ｎ）
を用い、噴射用微粒子として酸化アルミ （平均粒子径
１５μｆｆ＋）を界面活性剤とともに水に懸濁した懸濁
液４を噴射圧７ｋｇ／ｃｆｆｌ”、ノズル径０．２ｅｎ
ｆｆＩの噴射用ノズル２から噴射した。
ング法で形成された窒化チタン膜（厚さ０．２μ＋ｎ）
を用い、噴射用微粒子として酸化アルミ （平均粒子径
１５μｆｆ＋）を界面活性剤とともに水に懸濁した懸濁
液４を噴射圧７ｋｇ／ｃｆｆｌ”、ノズル径０．２ｅｎ
ｆｆＩの噴射用ノズル２から噴射した。
摩耗深さは繰り返し反射干渉法により干渉しまのずれか
ら算出した。噴射時間に対し、最大摩耗深さをプロット
したものを第２図に示す。窒化チタン膜の膜厚（０，２
μｆｆ＋）近くの深さまでは摩耗が一定の速度で進行し
ている。また、乙のときの表面を光学顕微鏡（倍率４０
０倍）で観察しても、窒化チタン膜の剥離は見られなか
った。
ら算出した。噴射時間に対し、最大摩耗深さをプロット
したものを第２図に示す。窒化チタン膜の膜厚（０，２
μｆｆ＋）近くの深さまでは摩耗が一定の速度で進行し
ている。また、乙のときの表面を光学顕微鏡（倍率４０
０倍）で観察しても、窒化チタン膜の剥離は見られなか
った。
同じ窒化チタン膜を従来技術である引っかき法とポリッ
シュ方式で評価したが、引っかき法はダイヤモンド針（
先端曲率半径約１０１０１Ｉで荷重３ｇ、相対速度１０
ｃｍ／ｍｉｎで引っかいた。
シュ方式で評価したが、引っかき法はダイヤモンド針（
先端曲率半径約１０１０１Ｉで荷重３ｇ、相対速度１０
ｃｍ／ｍｉｎで引っかいた。
その結果、窒化チタン膜は塑性変形によりキズとその周
囲に盛り上がり部ができただけで摩耗しなかった。一方
、ポリッシュ法では平均粒径１μｍの酸化アルミ研磨剤
で面圧０．３ｋｇ／ｃ＋ｎ”で研磨したが、試料の端部
（Ｓｉラウェ、の外周付近）のみ削れ、試料中央部は摩
耗しなかった。
囲に盛り上がり部ができただけで摩耗しなかった。一方
、ポリッシュ法では平均粒径１μｍの酸化アルミ研磨剤
で面圧０．３ｋｇ／ｃ＋ｎ”で研磨したが、試料の端部
（Ｓｉラウェ、の外周付近）のみ削れ、試料中央部は摩
耗しなかった。
また、他の実施例として金属薄膜型磁気ディスク媒体の
保護膜（スパッタリングにより形成された炭素膜、厚さ
０．０５μｍ）をこの発明に係る方法で評価した。この
時の噴射用微粒子は炭化ケイ素（平均粒径５，１７＋１
１）で、噴射圧５ｋｇ／ｃｆｆＩ’、７ズル径０．１ｒ
ｎｍで噴射した。スパッタガス圧２ＩｎＴＯ「「で成膜
した炭素膜の場合、剥離は生じず、炭素膜厚（０，０５
μｍ）が削れるまで約１０分要した。一方、炭素膜のス
パッタリング条件を上の例とは異なり、ガス圧３０ ｒ
ｎ Ｔｏｒｒと設定して成膜した炭素膜では、同一条件
での摩耗試験を行ったところ、Ｏ，ＯＳμｍ削れるのに
要した時間は約１８分であった。このようにこの発明に
係る方法では、スパッタリング条件の遅いと炭素膜の耐
摩耗性の差を明確に対応づけることができた。
保護膜（スパッタリングにより形成された炭素膜、厚さ
０．０５μｍ）をこの発明に係る方法で評価した。この
時の噴射用微粒子は炭化ケイ素（平均粒径５，１７＋１
１）で、噴射圧５ｋｇ／ｃｆｆＩ’、７ズル径０．１ｒ
ｎｍで噴射した。スパッタガス圧２ＩｎＴＯ「「で成膜
した炭素膜の場合、剥離は生じず、炭素膜厚（０，０５
μｍ）が削れるまで約１０分要した。一方、炭素膜のス
パッタリング条件を上の例とは異なり、ガス圧３０ ｒ
ｎ Ｔｏｒｒと設定して成膜した炭素膜では、同一条件
での摩耗試験を行ったところ、Ｏ，ＯＳμｍ削れるのに
要した時間は約１８分であった。このようにこの発明に
係る方法では、スパッタリング条件の遅いと炭素膜の耐
摩耗性の差を明確に対応づけることができた。
なお、上記実施例では噴射用微粒子として酸化アルミと
炭化ケイ素を用い、噴射圧を７ｋｇ／ｃｆｆＩ２と５ｋ
ｇ／ｃｍ”にし、ノズル径を０．２ｍ＋ｎと０．１ ｒ
ｎ ｒｎにした例を示したが、これに限らず微粒子とし
て酸化クロム、窒化ケイ素、ダイヤモンド。
炭化ケイ素を用い、噴射圧を７ｋｇ／ｃｆｆＩ２と５ｋ
ｇ／ｃｍ”にし、ノズル径を０．２ｍ＋ｎと０．１ ｒ
ｎ ｒｎにした例を示したが、これに限らず微粒子とし
て酸化クロム、窒化ケイ素、ダイヤモンド。
酸化鉄などでも構わないし、噴射圧も１．５ｋｇ／Ｃｍ
”ないし２０ｋｇ／Ｃｍ２の範囲で適宜設定すれば良い
。また、第１図の実施例では加圧タンク３を用いた例を
示したが、高圧ポンプを使用しても構わない。また、ノ
ズル径も０．０５ｍｍないし０．５ｍｍの範囲であれば
同様の効果を奏する。さらに、耐摩耗性の評価をすべき
薄膜はセラミクス系薄膜の他金属薄膜、有機高分子薄膜
などいずれであってもよいことは言うまでもなく、その
膜厚も０．５ｆｆＩＩｒ＋以下であればよい。
”ないし２０ｋｇ／Ｃｍ２の範囲で適宜設定すれば良い
。また、第１図の実施例では加圧タンク３を用いた例を
示したが、高圧ポンプを使用しても構わない。また、ノ
ズル径も０．０５ｍｍないし０．５ｍｍの範囲であれば
同様の効果を奏する。さらに、耐摩耗性の評価をすべき
薄膜はセラミクス系薄膜の他金属薄膜、有機高分子薄膜
などいずれであってもよいことは言うまでもなく、その
膜厚も０．５ｆｆＩＩｒ＋以下であればよい。
以上説明したように、この発明は、基板上に形成された
薄膜の表面に、高硬度材料の微粒子を水に懸濁した懸濁
液を噴射用ノズルから噴射せしめ、ｆｉｐＦＩＡの摩耗
度を検出するので、評価試験における薄膜の剥離がなく
、薄膜の正確な耐摩耗性を評価することができる。
薄膜の表面に、高硬度材料の微粒子を水に懸濁した懸濁
液を噴射用ノズルから噴射せしめ、ｆｉｐＦＩＡの摩耗
度を検出するので、評価試験における薄膜の剥離がなく
、薄膜の正確な耐摩耗性を評価することができる。
第１図はこの発明の耐摩耗性評価方法の一実施例を説明
するための装置の概略図、第２図はこの発明の実施例に
おける窒化チタン膜の耐摩耗深さと噴射時間の関係を示
す図、第３図、第４図は従来例を示す斜視図である。 図において、１は薄膜、２は噴射用ノズノし、３は加圧
タンク、４は懸濁液である。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 凸 第３図 噴射時間（分）
するための装置の概略図、第２図はこの発明の実施例に
おける窒化チタン膜の耐摩耗深さと噴射時間の関係を示
す図、第３図、第４図は従来例を示す斜視図である。 図において、１は薄膜、２は噴射用ノズノし、３は加圧
タンク、４は懸濁液である。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 凸 第３図 噴射時間（分）
Claims (1)
- 基板上に形成された薄膜の表面に、高硬度材料の微粒
子を水に懸濁した懸濁液を噴射用ノズルから噴射せしめ
、前記薄膜の摩耗度を検出することを特徴とする薄膜の
耐摩耗性評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792790A JPH0448745A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 薄膜の耐摩耗性評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792790A JPH0448745A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 薄膜の耐摩耗性評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448745A true JPH0448745A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15660515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15792790A Pending JPH0448745A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 薄膜の耐摩耗性評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6411690B1 (en) | 1998-08-27 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Infocity | Display object selection system |
| US9243418B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-01-26 | Max Bogl Bauunternehmung Gmbh & Co. Kg | Tower comprising an adapter piece and method for producing a tower comprising an adapter piece |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP15792790A patent/JPH0448745A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6411690B1 (en) | 1998-08-27 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Infocity | Display object selection system |
| US9243418B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-01-26 | Max Bogl Bauunternehmung Gmbh & Co. Kg | Tower comprising an adapter piece and method for producing a tower comprising an adapter piece |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Swain | Microfracture about scratches in brittle solids | |
| EP0064136B1 (en) | Magnetic disk substrate polishing method and polishing pad therefor | |
| Erickson et al. | Cohesion in plasma-sprayed coatings—a comparison between evaluation methods | |
| EP1217089B1 (en) | Enhanced surface preparation process for application of ceramic coatings | |
| US6004189A (en) | Finishing of tungsten carbide surfaces | |
| US6171224B1 (en) | Finishing of tungsten carbide surfaces | |
| US4466218A (en) | Fixed abrasive polishing media | |
| JP2015014503A (ja) | 界面評価方法 | |
| JP3679882B2 (ja) | 研磨用クロスのドレッサー及びその製造方法 | |
| JPH0448745A (ja) | 薄膜の耐摩耗性評価方法 | |
| Ohmori et al. | Investigation of substrate finishing conditions to improve adhesive strength of DLC films | |
| US6869340B2 (en) | Polishing cloth for and method of texturing a surface | |
| US6755722B1 (en) | Method of chemical mechanical texturing | |
| US20050172670A1 (en) | Method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk and method of manufacturing a magnetic disk | |
| JP2008006526A (ja) | 研磨キャリア | |
| Nanbu et al. | Wear resistance of AISI316L steel modified by pre-FPP treated DLC coating | |
| JP4698178B2 (ja) | 被研磨物保持用キャリア | |
| US6350176B1 (en) | High quality optically polished aluminum mirror and process for producing | |
| US20150231757A1 (en) | Multiple-phase surfaces, and method therefor | |
| JP3713738B2 (ja) | ダイヤモンドの研磨方法及び装置 | |
| CN109719469A (zh) | 一种提高钛合金抗磨损性能的纹理表面加工方法 | |
| JP3078110B2 (ja) | 片面研磨方法 | |
| JP5892414B2 (ja) | 耐食性に優れた被覆物品の製造方法および被覆物品 | |
| JP2001150351A (ja) | ドレッシング用電着砥石 | |
| DL | Evaluation of abrasive wear resistance of self-fluxing Ni-base coatings by scratch testing. |