JPH0827230B2 - 薄膜試料等の試験装置 - Google Patents
薄膜試料等の試験装置Info
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- JPH0827230B2 JPH0827230B2 JP2204266A JP20426690A JPH0827230B2 JP H0827230 B2 JPH0827230 B2 JP H0827230B2 JP 2204266 A JP2204266 A JP 2204266A JP 20426690 A JP20426690 A JP 20426690A JP H0827230 B2 JPH0827230 B2 JP H0827230B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
- G01N2203/0647—Image analysis
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、母材表面に形成された薄膜の強度、特に剥
離荷重を測定するに適した薄膜材料等の試験装置に関す
る。
離荷重を測定するに適した薄膜材料等の試験装置に関す
る。
［従来の技術］ 従来、薄膜試料の剥離荷重を測定するには、ある先端
径を有する圧子を薄膜表面に押し込んで変形を与え、歪
の変化やAEによって検出される膜の剥離時の荷重を測定
していた。
径を有する圧子を薄膜表面に押し込んで変形を与え、歪
の変化やAEによって検出される膜の剥離時の荷重を測定
していた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の試験方法では、試験位置を
薄膜試料上の任意の位置に設定することができず、しか
も得られた測定値の物理的意味がはっきりしないという
問題点があった。また、荷重および歪の変化を連続して
測定できないため、剥離荷重として求めた値の信頼性に
欠けるという問題点があった。
薄膜試料上の任意の位置に設定することができず、しか
も得られた測定値の物理的意味がはっきりしないという
問題点があった。また、荷重および歪の変化を連続して
測定できないため、剥離荷重として求めた値の信頼性に
欠けるという問題点があった。
［課題を解決するための手段］ 本考案は上記課題を解決するために、次のような構成
を採用した。
を採用した。
すなわち、本発明にかかる薄膜試料等の試験装置は、
母材表面に付着させた薄膜試料の試験箇所の決定と試験
後の表面状態の観察を行うための光学的モニタと、薄膜
試料に接着する平面圧子と、この平面圧子を上昇させて
薄膜試料に引張荷重を負荷する負荷手段と、この平面圧
子には、前記負荷手段によって加えられる引張荷重を計
測する荷重計測手段と荷重負荷時における平面圧子の変
位を検出する変位検出手段と、これら検出される荷重お
よび変位を連続的に記録する記録手段とを備えることを
特徴としている。
母材表面に付着させた薄膜試料の試験箇所の決定と試験
後の表面状態の観察を行うための光学的モニタと、薄膜
試料に接着する平面圧子と、この平面圧子を上昇させて
薄膜試料に引張荷重を負荷する負荷手段と、この平面圧
子には、前記負荷手段によって加えられる引張荷重を計
測する荷重計測手段と荷重負荷時における平面圧子の変
位を検出する変位検出手段と、これら検出される荷重お
よび変位を連続的に記録する記録手段とを備えることを
特徴としている。
［作用］ 平面圧子に接着剤をつけ、薄膜試料に接着した後、こ
の平面圧子を上昇させて、薄膜試料に引張荷重を負荷す
る。薄膜と母材間に剥離が生じると、平面圧子の変位の
変化が増加するが、この平面圧子の変位と荷重はそれぞ
れ変位検出手段と荷重計測手段によって検出される。ま
た、記録手段により荷重−変位の変化が連続して記録さ
れる。
の平面圧子を上昇させて、薄膜試料に引張荷重を負荷す
る。薄膜と母材間に剥離が生じると、平面圧子の変位の
変化が増加するが、この平面圧子の変位と荷重はそれぞ
れ変位検出手段と荷重計測手段によって検出される。ま
た、記録手段により荷重−変位の変化が連続して記録さ
れる。
［実施例］ 第１図は本発明の実施例である薄膜材料等の試験装置
の構成を示す図で、この試験装置１の枠体２内の負荷装
置３は、電子天秤タイプの可変式装置として構成されて
おり、中央部をナイフエッジ５により支持された天秤６
の一端には戴頭円錐状の圧子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。
の構成を示す図で、この試験装置１の枠体２内の負荷装
置３は、電子天秤タイプの可変式装置として構成されて
おり、中央部をナイフエッジ５により支持された天秤６
の一端には戴頭円錐状の圧子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。
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
を介して試料台15のステージ16上に載置された母材試料
17への荷重を増加、減少させることができ、電流の向き
をかえることで上昇、又は下降向きの荷重を発生させる
ことができる。直流電流はCPU20によって制御されるの
で、荷重装置３で発生させる荷重はリアルタイムで知る
ことができる。また、圧子７に荷重をかけている間の圧
子の変位は、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変位
器22でA/D変換されてCPU20へ送られ、ある荷重下での変
位もリアルタイムで計測される。これら荷重、変位デー
タはRAM23で記憶されるとともに、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
て荷重−変位曲線がレコーダ27によって記録されるとと
もに、プリンタ28で演算結果が印字される。
へ供給される直流電流により電磁力を増減させ、圧子７
を介して試料台15のステージ16上に載置された母材試料
17への荷重を増加、減少させることができ、電流の向き
をかえることで上昇、又は下降向きの荷重を発生させる
ことができる。直流電流はCPU20によって制御されるの
で、荷重装置３で発生させる荷重はリアルタイムで知る
ことができる。また、圧子７に荷重をかけている間の圧
子の変位は、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変位
器22でA/D変換されてCPU20へ送られ、ある荷重下での変
位もリアルタイムで計測される。これら荷重、変位デー
タはRAM23で記憶されるとともに、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
て荷重−変位曲線がレコーダ27によって記録されるとと
もに、プリンタ28で演算結果が印字される。
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。CRT36は、これに映し出される画像をもとに、試料1
7表面の薄膜の試験位置を決定し、また、薄膜剥離後の
状態を観察するために用いられる。
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。CRT36は、これに映し出される画像をもとに、試料1
7表面の薄膜の試験位置を決定し、また、薄膜剥離後の
状態を観察するために用いられる。
前記試料台15は昇降可能な構造を有し、Ｘ−Ｙ方向、
回転方向で移動可能なステージ16が着脱自在に設けられ
ており、ステージ16に母材試料17が装着される。この試
料台15を同一水平面内で移動することにより、試料表面
を観察するモニタ位置または圧子により荷重を負荷する
試験位置へ移動させることができる。
回転方向で移動可能なステージ16が着脱自在に設けられ
ており、ステージ16に母材試料17が装着される。この試
料台15を同一水平面内で移動することにより、試料表面
を観察するモニタ位置または圧子により荷重を負荷する
試験位置へ移動させることができる。
上記した実施例装置によって母材試料17の表面に付着
された薄膜18の強度を試験する場合は次のようにして行
なわれる。
された薄膜18の強度を試験する場合は次のようにして行
なわれる。
母材試料17をステージ16上に装着し、試料台15を上下
させながらCRT36による最適観察位置を決定する、ステ
ージＸ−Ｙ方向に移動させて母材試料17の表面に付着さ
れた薄膜18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。第２図に示すように平面圧子７
に接着剤40をつけ、母材試料17表面の薄膜18に荷重装置
３により一定荷重を一定時間加え、平面圧子７を薄膜18
に接着する。
させながらCRT36による最適観察位置を決定する、ステ
ージＸ−Ｙ方向に移動させて母材試料17の表面に付着さ
れた薄膜18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。第２図に示すように平面圧子７
に接着剤40をつけ、母材試料17表面の薄膜18に荷重装置
３により一定荷重を一定時間加え、平面圧子７を薄膜18
に接着する。
接着完了後、負荷電流供給装置13により、圧子７を上
昇させる向きの荷重を発生させ、薄膜18に引張荷重を加
えていく。この時の圧子７の変位、すなわち薄膜の引張
変位を変位検出器12に検出する。薄膜18に加えられる荷
重および変位データがCPU20で演算処理され、測定結果
として第３図に示すような荷重−変位曲線がレコーダ26
に記録される。
昇させる向きの荷重を発生させ、薄膜18に引張荷重を加
えていく。この時の圧子７の変位、すなわち薄膜の引張
変位を変位検出器12に検出する。薄膜18に加えられる荷
重および変位データがCPU20で演算処理され、測定結果
として第３図に示すような荷重−変位曲線がレコーダ26
に記録される。
薄膜に荷重を加えていき、薄膜18と母材17との間に剥
離が生じると、圧子の変位が増加し、圧子の変位検出に
おいて第３図に示すような変位の変化点Ｐを検出するこ
とになる。そこでこの変位変化点の荷重を剥離荷重とし
て測定する。CPU20では、この時の剥離荷重WCより、応
力＝WC/πr2（r:圧子径）の演算が行なわれ、膜に作用
する応力が算出される。CPU20におけるデータ処理は、R
OM24に書き込まれた処理プログラムによって行なわれ
る。薄膜18への荷重が終了すれば、試料台15を観察位置
へ移動させ、CRT36により薄膜18の母材17からの剥れ具
合を観察する。
離が生じると、圧子の変位が増加し、圧子の変位検出に
おいて第３図に示すような変位の変化点Ｐを検出するこ
とになる。そこでこの変位変化点の荷重を剥離荷重とし
て測定する。CPU20では、この時の剥離荷重WCより、応
力＝WC/πr2（r:圧子径）の演算が行なわれ、膜に作用
する応力が算出される。CPU20におけるデータ処理は、R
OM24に書き込まれた処理プログラムによって行なわれ
る。薄膜18への荷重が終了すれば、試料台15を観察位置
へ移動させ、CRT36により薄膜18の母材17からの剥れ具
合を観察する。
上記のように本実施例装置によれば、薄膜の母材から
の剥離点を正確に判定することができるとともに、薄膜
の剥離荷重を精度よく測定でき、この剥離荷重より薄膜
の剥離時の応力を算出することができる。また、薄膜の
試験位置を任意に決定でき、荷重−変位特性を連続して
測定することができる。本実施例では、上記したように
母材試料上に付着された薄膜、例えばIC基板上に蒸着さ
れた配線層の強度を試験することができるとともに、テ
ープなどの接着力評価を行なうこともできる。
の剥離点を正確に判定することができるとともに、薄膜
の剥離荷重を精度よく測定でき、この剥離荷重より薄膜
の剥離時の応力を算出することができる。また、薄膜の
試験位置を任意に決定でき、荷重−変位特性を連続して
測定することができる。本実施例では、上記したように
母材試料上に付着された薄膜、例えばIC基板上に蒸着さ
れた配線層の強度を試験することができるとともに、テ
ープなどの接着力評価を行なうこともできる。
［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる薄膜材
料等の試験装置によれば、薄膜試料の剥離荷重を精度よ
く測定することができ、また、荷重−変位の連続した特
性を知ることができるので、薄膜の強度評価を適確に行
なうことができるようになった。
料等の試験装置によれば、薄膜試料の剥離荷重を精度よ
く測定することができ、また、荷重−変位の連続した特
性を知ることができるので、薄膜の強度評価を適確に行
なうことができるようになった。
第１図は本発明の実施例の構成を示す図、第２図は圧子
部分を示す拡大図、第３図は荷重−変位特性を示す図で
ある。 ３……負荷装置、７……平面圧子 ９……電磁コイル、７……鉄心 12……変位検出器、17……母材試料 18……薄膜、20……CPU（荷重計測手段）
部分を示す拡大図、第３図は荷重−変位特性を示す図で
ある。 ３……負荷装置、７……平面圧子 ９……電磁コイル、７……鉄心 12……変位検出器、17……母材試料 18……薄膜、20……CPU（荷重計測手段）
Claims (1)
- 【請求項１】母材表面に付着させた薄膜試料の試験箇所
の決定と試験後の表面状態の観察を行うための光学的モ
ニタと、薄膜試料に接着する平面圧子と、この平面圧子
を上昇させて薄膜試料に引張荷重を負荷する負荷手段
と、この平面圧子には、前記負荷手段によって加えられ
る引張荷重を計測する荷重計測手段と荷重負荷時におけ
る平面圧子の変位を検出する変位検出手段と、これら検
出される荷重および変位を連続的に記録する記録手段と
を備えることを特徴とする薄膜試料等の試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204266A JPH0827230B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 薄膜試料等の試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204266A JPH0827230B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 薄膜試料等の試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0489552A JPH0489552A (ja) | 1992-03-23 |
| JPH0827230B2 true JPH0827230B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16487624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204266A Expired - Fee Related JPH0827230B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 薄膜試料等の試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827230B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5346720B2 (ja) * | 2009-07-10 | 2013-11-20 | 東レエンジニアリング株式会社 | 接合強度測定装置および接合強度測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64446A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for testing adhesion of coated film |
| JPH02120645A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Shimadzu Corp | 表面特性測定装置 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2204266A patent/JPH0827230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0489552A (ja) | 1992-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |