JPH05149868A - 膜の剥離荷重測定方法 - Google Patents
膜の剥離荷重測定方法Info
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- JPH05149868A JPH05149868A JP3316970A JP31697091A JPH05149868A JP H05149868 A JPH05149868 A JP H05149868A JP 3316970 A JP3316970 A JP 3316970A JP 31697091 A JP31697091 A JP 31697091A JP H05149868 A JPH05149868 A JP H05149868A
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- Japan
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- indenter
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- displacement
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- 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
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で膜の剥離荷重を正確に測定する
剥離荷重測定方法を提供する。 【構成】 負荷電流供給装置１３により、圧子７を負荷
速度一定で下降させ、この時の圧子７の変位を変位検出
器１２で検出する。そして、圧子７の変位が急増すると
きの負荷荷重値Ｗc を検出することにより剥離荷重を求
める。
剥離荷重測定方法を提供する。 【構成】 負荷電流供給装置１３により、圧子７を負荷
速度一定で下降させ、この時の圧子７の変位を変位検出
器１２で検出する。そして、圧子７の変位が急増すると
きの負荷荷重値Ｗc を検出することにより剥離荷重を求
める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はめっき製品や半導体基板
等に用いられる膜の物性評価方法に関し、特に膜の付着
強度を評価するための、膜の剥離荷重の測定方法に関す
る。
等に用いられる膜の物性評価方法に関し、特に膜の付着
強度を評価するための、膜の剥離荷重の測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から基板上に生成された膜に、ある
先端径を有する圧子を押し付けて、膜の付着力を評価す
る圧痕法による付着力評価方法がある。これは、例えば
圧子によって１０ｇの一定荷重を膜に負荷し、一定時間
経過後の膜の表面状態を顕微鏡で観察し、剥離していた
らその時の負荷荷重値を剥離荷重とするものである。
先端径を有する圧子を押し付けて、膜の付着力を評価す
る圧痕法による付着力評価方法がある。これは、例えば
圧子によって１０ｇの一定荷重を膜に負荷し、一定時間
経過後の膜の表面状態を顕微鏡で観察し、剥離していた
らその時の負荷荷重値を剥離荷重とするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の付着力評価方法
では、剥離の有無を膜を観察して確認するので、負荷荷
重をかえて何度も試験をしなければならなかった。ま
た、負荷荷重を連続的に変化させるものではないので、
正確な剥離荷重を求めることができなかった。
では、剥離の有無を膜を観察して確認するので、負荷荷
重をかえて何度も試験をしなければならなかった。ま
た、負荷荷重を連続的に変化させるものではないので、
正確な剥離荷重を求めることができなかった。
【０００４】本発明は上記の課題を解決するために創案
されたものであり、簡単な構成で膜の剥離荷重を正確に
測定することができる剥離荷重測定方法を提供すること
を目的とする。
されたものであり、簡単な構成で膜の剥離荷重を正確に
測定することができる剥離荷重測定方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の膜の剥離荷重測定方法は、基板上に生成さ
れた膜に、圧子により負荷速度一定の条件で荷重を負荷
し、前記圧子の変位が急増した時点の負荷荷重を検出す
ることにより膜の剥離荷重を求める。
め、本発明の膜の剥離荷重測定方法は、基板上に生成さ
れた膜に、圧子により負荷速度一定の条件で荷重を負荷
し、前記圧子の変位が急増した時点の負荷荷重を検出す
ることにより膜の剥離荷重を求める。
【０００６】
【作用】基板上に生成された膜に、圧子により負荷速度
一定の条件で荷重を負荷すると、圧子が接触後しばらく
は、主に膜の弾塑性変形により圧子は連続的に変位す
る。ところが、ある負荷荷重になると膜の剥離により、
膜の変位が不連続に急増する。したがって、この時の圧
子により負荷される負荷荷重を検出することにより膜の
剥離荷重を求めることができる。
一定の条件で荷重を負荷すると、圧子が接触後しばらく
は、主に膜の弾塑性変形により圧子は連続的に変位す
る。ところが、ある負荷荷重になると膜の剥離により、
膜の変位が不連続に急増する。したがって、この時の圧
子により負荷される負荷荷重を検出することにより膜の
剥離荷重を求めることができる。
【０００７】
【実施例】第１図に本発明の剥離荷重測定方法が適用さ
れる薄膜の付着強度測定装置の一実施例を示す。この付
着強度測定装置１の枠体２内には負荷装置３が収容され
ている。負荷装置３は電磁力負荷方式であり、中央部を
ナイフエッジ５により支持された天秤６の一端に円錐状
の圧子７が、他端には電磁コイル９と協動して電磁力を
発生する鉄心１０が取り付けられている。圧子７の上部
には差動トランス式の変位検出器１２が設けられてい
る。
れる薄膜の付着強度測定装置の一実施例を示す。この付
着強度測定装置１の枠体２内には負荷装置３が収容され
ている。負荷装置３は電磁力負荷方式であり、中央部を
ナイフエッジ５により支持された天秤６の一端に円錐状
の圧子７が、他端には電磁コイル９と協動して電磁力を
発生する鉄心１０が取り付けられている。圧子７の上部
には差動トランス式の変位検出器１２が設けられてい
る。
【０００８】負荷装置３は、負荷電流供給装置１３から
電磁コイル９へ供給される直流電流により電磁力を増減
させ、圧子７を介して試料１７への荷重を増加、減少さ
せることができ、電流の向きを変えることで、圧子７の
上昇と下降を切り替えることができる。荷重の値はＣＰ
Ｕ２０によって制御される直流電流値から算出される。
圧子７の変位は変位検出器１２によって検出される。変
位検出器１２からの出力信号はアンプ２１で増幅され、
Ａ／Ｄ変換器２２でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ２０に送ら
れる。これら荷重、変位データはＲＡＭ２３で記憶され
ると共に、ＣＰＵ２０で演算処理される。また、これら
のデータに基づいてＩ／Ｏ装置２６を介してレコーダ２
７によって荷重ー変位曲線が記録されるとともに、プリ
ンタ２８で演算結果が印字される。
電磁コイル９へ供給される直流電流により電磁力を増減
させ、圧子７を介して試料１７への荷重を増加、減少さ
せることができ、電流の向きを変えることで、圧子７の
上昇と下降を切り替えることができる。荷重の値はＣＰ
Ｕ２０によって制御される直流電流値から算出される。
圧子７の変位は変位検出器１２によって検出される。変
位検出器１２からの出力信号はアンプ２１で増幅され、
Ａ／Ｄ変換器２２でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ２０に送ら
れる。これら荷重、変位データはＲＡＭ２３で記憶され
ると共に、ＣＰＵ２０で演算処理される。また、これら
のデータに基づいてＩ／Ｏ装置２６を介してレコーダ２
７によって荷重ー変位曲線が記録されるとともに、プリ
ンタ２８で演算結果が印字される。
【０００９】枠体２内には、さらに光学モニタ３０が設
けられている。光学モニタ３０は、対物レンズ３１と接
眼装置３２とを備え、対物レンズ３１により結像される
試料１７の光学的画像を、テレビカメラ３３によって採
取し、試料画像を画像メモリ３５に記憶してＣＲＴ３６
に映し出すように構成されている。
けられている。光学モニタ３０は、対物レンズ３１と接
眼装置３２とを備え、対物レンズ３１により結像される
試料１７の光学的画像を、テレビカメラ３３によって採
取し、試料画像を画像メモリ３５に記憶してＣＲＴ３６
に映し出すように構成されている。
【００１０】試料台１５は昇降可能な構造を有し、Ｘー
Ｙ平面内で移動可能に、かつＺ軸回りに回転可能なステ
ージ１６が着脱自在に設けられており、ステージ１６に
試料１７が装着される。この試料台１５を同一水平面内
で移動させることにより、試料１７を試料表面を観察す
るモニタ位置または圧子荷重を負荷する試験位置へ移動
させることができる。
Ｙ平面内で移動可能に、かつＺ軸回りに回転可能なステ
ージ１６が着脱自在に設けられており、ステージ１６に
試料１７が装着される。この試料台１５を同一水平面内
で移動させることにより、試料１７を試料表面を観察す
るモニタ位置または圧子荷重を負荷する試験位置へ移動
させることができる。
【００１１】次に本実施例の付着強度測定装置を用い
て、ＩＣ基板上に配線層を蒸着させた試料の付着強度を
測定する方法を説明する。試料１７は、第２図に示すよ
うに酸化シリコンを主体とした基板１８ａに、銅の配線
層１８ｂを蒸着させたものである。まず試料１７をステ
ージ１６上に装着し、試料台１５を上下させながらＣＲ
Ｔ３６により観察に最適な試料台１５の高さを決定す
る。次にステージを水平面内で移動させて、試料１７上
の試験位置を決定する。試験位置が決定すれば、試料台
１５を試験位置へスライドさせ、試料１７を圧子７の真
下に位置させる。
て、ＩＣ基板上に配線層を蒸着させた試料の付着強度を
測定する方法を説明する。試料１７は、第２図に示すよ
うに酸化シリコンを主体とした基板１８ａに、銅の配線
層１８ｂを蒸着させたものである。まず試料１７をステ
ージ１６上に装着し、試料台１５を上下させながらＣＲ
Ｔ３６により観察に最適な試料台１５の高さを決定す
る。次にステージを水平面内で移動させて、試料１７上
の試験位置を決定する。試験位置が決定すれば、試料台
１５を試験位置へスライドさせ、試料１７を圧子７の真
下に位置させる。
【００１２】次に負荷電流供給装置１３により、圧子７
を負荷速度一定、すなわち時間とともに負荷荷重が直線
的に増加するような負荷で下降させ、この時の圧子７の
変位を変位検出器１２で検出する。配線層１８ｂに加え
られる荷重および圧子７の変位データをＣＰＵ２０で演
算処理し、圧子７が配線層１８ｂに接触した時点を、変
位の変化率等により求め、その時点からレコーダ２６に
第３図に示すような荷重ー変位曲線を記録する。第３図
の荷重ー変位曲線で、Ａの領域は主に配線層１８ｂの弾
塑性変形に起因するものであり、Ｃの領域は主に基板１
８ａの弾塑性変形に起因するものである。そして、Ｂの
ように圧子７の変位が急増する領域が、配線層１８ｂと
基板１８ａとの間に剥離が生じた領域であり、このとき
の負荷荷重値Ｗc を剥離荷重とする。ここで、ＲＡＭ２
３にはあらかじめ基板１８ａのブリネル硬度Ｈ、圧子７
先端の曲率半径Ｒのデータが記憶され、ＲＯＭ２４には
それらの値と測定された剥離荷重Ｗc とから膜の付着強
度Ｆを演算する処理手順が記憶されている。この処理手
順は、具体的には数１に示す膜の付着強度を表すBenjam
in-Weaver の式を演算することにより行われる。
を負荷速度一定、すなわち時間とともに負荷荷重が直線
的に増加するような負荷で下降させ、この時の圧子７の
変位を変位検出器１２で検出する。配線層１８ｂに加え
られる荷重および圧子７の変位データをＣＰＵ２０で演
算処理し、圧子７が配線層１８ｂに接触した時点を、変
位の変化率等により求め、その時点からレコーダ２６に
第３図に示すような荷重ー変位曲線を記録する。第３図
の荷重ー変位曲線で、Ａの領域は主に配線層１８ｂの弾
塑性変形に起因するものであり、Ｃの領域は主に基板１
８ａの弾塑性変形に起因するものである。そして、Ｂの
ように圧子７の変位が急増する領域が、配線層１８ｂと
基板１８ａとの間に剥離が生じた領域であり、このとき
の負荷荷重値Ｗc を剥離荷重とする。ここで、ＲＡＭ２
３にはあらかじめ基板１８ａのブリネル硬度Ｈ、圧子７
先端の曲率半径Ｒのデータが記憶され、ＲＯＭ２４には
それらの値と測定された剥離荷重Ｗc とから膜の付着強
度Ｆを演算する処理手順が記憶されている。この処理手
順は、具体的には数１に示す膜の付着強度を表すBenjam
in-Weaver の式を演算することにより行われる。
【００１３】
【数１】
【００１４】試験終了後は試料台１５を観察位置へ移動
させ、ＣＲＴ３６により、配線層１８ｂの基板１８ａか
らの剥離の様子を観察する。
させ、ＣＲＴ３６により、配線層１８ｂの基板１８ａか
らの剥離の様子を観察する。
【００１５】なお本実施例の付着強度測定装置では、試
料の光学的画像をテレビカメラ３３によって採取し、試
料画像を画像メモリ３５に記憶してＣＲＴ３６に映し出
すように構成したが、試料の光学的画像を肉眼で観察し
ても良い。また、負荷方式として電磁力負荷方式のもの
を用いたが、これに限らず、モータの回転を機械的に減
速し、圧子の降下、上昇をおこなうものなど、負荷速度
一定に負荷でき、連続的に負荷値を測定できるものであ
ればどのようなものでも良い。なお、この際の負荷検出
手段としては、ロードセルなどが用いられる。また、差
動トランス式の変位検出器１２を用いたが、これに限ら
ず、光学的変位計や接触式の変位計など、圧子の変位を
連続的に検出できればどの様な変位検出器でも良い。
料の光学的画像をテレビカメラ３３によって採取し、試
料画像を画像メモリ３５に記憶してＣＲＴ３６に映し出
すように構成したが、試料の光学的画像を肉眼で観察し
ても良い。また、負荷方式として電磁力負荷方式のもの
を用いたが、これに限らず、モータの回転を機械的に減
速し、圧子の降下、上昇をおこなうものなど、負荷速度
一定に負荷でき、連続的に負荷値を測定できるものであ
ればどのようなものでも良い。なお、この際の負荷検出
手段としては、ロードセルなどが用いられる。また、差
動トランス式の変位検出器１２を用いたが、これに限ら
ず、光学的変位計や接触式の変位計など、圧子の変位を
連続的に検出できればどの様な変位検出器でも良い。
【００１６】また、付着強度を演算する方法として、Ｒ
ＡＭ２３にはあらかじめ基板１８ａのブリネル硬度Ｈ、
圧子７先端の曲率半径Ｒのデータが記憶され、ＲＯＭ２
４にはそれらの値と測定された剥離荷重Ｗc とから膜の
付着強度Ｆを演算する処理手順が記憶されているが、こ
れに限らず、例えば剥離荷重Ｗc だけを測定し、付着強
度は別の計算機などで演算してもよい。
ＡＭ２３にはあらかじめ基板１８ａのブリネル硬度Ｈ、
圧子７先端の曲率半径Ｒのデータが記憶され、ＲＯＭ２
４にはそれらの値と測定された剥離荷重Ｗc とから膜の
付着強度Ｆを演算する処理手順が記憶されているが、こ
れに限らず、例えば剥離荷重Ｗc だけを測定し、付着強
度は別の計算機などで演算してもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明の膜の剥離荷重測定方法は、基板
上に生成された膜に、圧子により負荷速度一定の条件で
荷重を負荷し、前記圧子の変位が急増した時点の負荷荷
重を検出することにより膜の剥離荷重を求めているの
で、剥離の有無を膜を観察して確認することなく負荷荷
重を連続的に変化させることができ、簡単な構成で膜の
剥離荷重を正確に測定することができる。
上に生成された膜に、圧子により負荷速度一定の条件で
荷重を負荷し、前記圧子の変位が急増した時点の負荷荷
重を検出することにより膜の剥離荷重を求めているの
で、剥離の有無を膜を観察して確認することなく負荷荷
重を連続的に変化させることができ、簡単な構成で膜の
剥離荷重を正確に測定することができる。
【図１】本発明の剥離荷重測定方法が適用される薄膜の
付着強度測定装置の一実施例を示す図である。
付着強度測定装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の剥離荷重測定方法が適用される薄膜の
付着強度測定装置により付着強度の測定を行うモデル図
である。
付着強度測定装置により付着強度の測定を行うモデル図
である。
【図３】本発明の剥離荷重測定方法が適用される薄膜の
付着強度測定装置により付着強度の測定を試験を行った
際の、圧子の変位と負荷荷重の変化を示す図である。
付着強度測定装置により付着強度の測定を試験を行った
際の、圧子の変位と負荷荷重の変化を示す図である。
１：付着強度測定装置 ３：負荷装置 ７：圧子 １２：変位検出器 １７：試料 １８ａ：基板 １８ｂ：配線層 ２０：ＣＰＵ
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に生成された膜に、圧子により負
荷速度一定の条件で荷重を負荷し、前記圧子の変位が急
増した時点の負荷荷重を検出することにより、膜の剥離
荷重を求めることを特徴とする膜の剥離荷重測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316970A JPH05149868A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 膜の剥離荷重測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316970A JPH05149868A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 膜の剥離荷重測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149868A true JPH05149868A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18082970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316970A Pending JPH05149868A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 膜の剥離荷重測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011203178A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Fujitsu Ltd | 密着性評価装置及び密着性評価方法 |
| GB2572979A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-23 | Proseal Uk Ltd | Testing Apparatus and method |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3316970A patent/JPH05149868A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011203178A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Fujitsu Ltd | 密着性評価装置及び密着性評価方法 |
| GB2572979A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-23 | Proseal Uk Ltd | Testing Apparatus and method |
| GB2572979B (en) * | 2018-04-18 | 2023-02-15 | Proseal Uk Ltd | Apparatus and method for peel testing |
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