リソグラフィ技術による微小格子の作成とそれによる微小疲労き裂合体挙動の観察

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750080
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大木 順司 山口大学, 工学部, 助手 (80223965)
• Keywords: リソグラフィ / 格子法 / 疲労き裂

Research Abstract

本年度は、リソグラフィを用いて純アルミニウム製板状試験片表面に太さ約1μm、間隔20μmの微細格子を作成することを試みた。格子の作成法は次に示すとおりである。(1)試料表面をエメリーペーパー、耐水ペーパーおよびバフで研磨した後、電解研磨を施し表面を鏡面仕上げした。(2)レジスト液を試料表面に滴下し、スピナーによりそれを試料表面に均一に薄く引き延ばした。(3)オーブンで100℃、20分間ベーキングする。(4)電子線描画装置を用いて格子パターンをレジストに描画した。(5)現像液に試料を浸し格子部分のレジストを除去した。(6)試料をエッチング液に浸しレジストが除去された試料表面の露出部分を腐食した。以上の手法により試料表面に残留ひずみを生じさせることなく精確な格子を作成することが可能となった。
加えて、上記手法により作成した格子を用いて、引張負荷下のアルミニウム多結晶体における結晶粒界近傍のひずみ場を格子法にて計測した。その結果、軸方向全ひずみが約5%になるまで引張負荷を与えた時点で段差を生じた結晶粒界近傍では、所々ひずみの集中を生じる傾向が確認された。さらに、結晶異方性を考慮した弾塑性有限要素法を開発し、粒界近傍のひずみ場の応力・ひずみ場の解析を実施した。本解析結果において粒界近傍にひずみの集中箇所が幾つか見られたが、実験において段差が生じた結晶粒界位置とは必ずしも一致しなかった。これは、各結晶粒の結晶方位の見積もりが良好ではなかったためと考えられる。
なお、上記格子法により測定したひずみ値の精度は約1%程度であったことを付言しておく。