JPH0278932A

JPH0278932A - 成膜付着力測定装置

Info

Publication number: JPH0278932A
Application number: JP23170488A
Authority: JP
Inventors: Shoji Shimizu; 清水　正二
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は基板に形成された薄膜の付着強度を測定する成
膜付着力測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、薄膜の付着力の測定方法には、間接的に測定する
方法と、置部的に測定する方法がある。

間接的に測定する方法の代表的な方法として、例えば、
薄膜上にテープあるいは口・ソド等を接着し、このテー
プあるいはロッドに力を加えることにより薄膜を剥離さ
せ、この剥離に要した力を測定することにより付着力を
測定する方法がある。

また、直接的に測定する方法として、薄膜に直接的に力
を与え剥離を発生し、そのときの付着力を測定する方法
がある。この方法は、比較的に付着力のある薄膜に適用
されている。

例えば、この方法の代表例の一つとして、成膜された基
板をたわませることにより薄膜に曲げ応力を与え、薄膜
に剥離を生じさせ、このときの曲げ応力を測定すること
により、薄膜の付着力を求める方法がある。

特に、後者の直接的に測定する薄膜の付着力測定装置に
対して、より精度よく測定するために、種々の改善が施
されてきた。

［た明が解決しようとする課題〕しかしながら、従来のこの種の基板をたわませて薄膜の
付着力を測定する方法は、薄膜の剥離の検出を目視ある
いは顕微鏡等による観察といった視覚的手法を用いてい
たため、剥離の判定基準があいまいであり、しかも付着
力の定量的な測定が困難であった。また、このような視
覚的手法による剥離の検出する方法では、薄膜の微小な
剥離を検出できない等の問題があった。

本発明の目的は、微小な薄膜の剥離を検出できるととも
に定量的に薄膜の付着力を測定できる成膜付着力測定装
置を提供するこである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の成膜付着力測定装置は、成膜された基板を押し
曲げる圧電材からなる圧子と、この圧子に押圧力を与え
る基板加重附加部と、前記基板または薄膜ならびに両者
の界面から発生するアコースチックエミッション（Ａｃ
ｏ−ｕｓｔｉｃ　　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を検出する手段
と、前記基板のたわみ量を測定する基板たわみ量検出部
とを備え構成される。

Ｌ実施例〕次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す成膜付着力測定装置の
斜視図である。この成膜付着力測定装置は、測定台１１
上に立てられたコラム１０と、測定台１１上に取り付け
られた基板曲げ機構部４と、コラム１０の支持板１２及
び１３上にそれぞれ取り付けられた基板荷重附加部１４
と基板たわみ量検出部１５とからなっている。

基板曲げ機構部４は、圧電材料で製作された圧子２及び
支点部材３とからなり、この三点によりにより被試験材
である基板１に曲げ応力を与えるようになっている。ま
た、支点部材３は、三点のねじ１７によって上下に調節
可能なテーブル１６の上に取り付けられており、このテ
ーブル１６の下には、基板１に加えられた荷重を検出す
るロードセル１８が取り付けられている。

基板荷重附加部１４は、圧子２の他端に取り付けられた
送りねじらと、この送りねじ５に取り付けられた歯車対
７を介して回転を与えるモータ６とからなっている。

基板たわみ量検出部１５は、送りねじ５の端面に接続さ
れた変位検出部９と、これに直結された変位変換器８と
でなる。この変位変換器８は基板１のたわみ量を電気的
に変換する。

次に、この装置の動作を説明する。まず、二つの支持部
材３の上に、成膜された基板１を乗せる。

次に、モータ６を回転し、歯車対７を介して、送りねじ
５の一端に取り、付けられたスプライン軸を回転させる
。この回転により、送りねじ５は回転され、コラム１０
の支持体２０に固定されたす・ント１９により、送りね
じ５は下降し、圧子２は基板１を押し曲げ始める。

一方、ロードセル１８は、基板に加えられた加重を検知
し、加重の大きさをデジタル信号に変換し、マイクロコ
ンピュータ（図示せず）に送信する。また、基板たわみ
量検出部１５により基板１のたわみ量を検出し、同様に
、その検出信号をマイクロコンピュータに送信する。

ここで、前述したよう、に、圧子２が基板１を押し曲げ
始めると、例えば、基板１の成膜側を押した場合には、
基板１の圧子２　Ｉｌｌの表面は圧縮応力、裏面は引張
応力が生じ、この応力の差が押圧力の上昇に伴って大き
くなる。この応力の差により薄膜と基板との界面あるい
は薄膜自身が剥離が起り始める。このときの剥離現象に
伴なって放射される音波、いわゆるアコースチ・ソシエ
ミ・ソションを圧子２が検知する。

このアコースチックエミッションを電気的信号に変換し
、この電気信号をマイクロコンピュータに送信する。こ
のように、剥離し始めたときの加重の大きさ及び基板１
のたわみ量をマイクロコンピュータにより演算し、付着
力及び剥離状態を解析する。

第２図は本発明の成膜付着力測定装置により薄膜の付着
力を測定した例を説明するためのたわみ量とアコースチ
ックエミッション発生数を表すグラフである。ここで、
プラスチック基板上に成膜した金属膜の付着力を測定し
た例を説明する。

第２図のグラフの縦軸はアコースチックエミッションの
発生数（図ではＡＥ発生数と表現する）であり、横軸は
基板のたわみ量である。この図かられかるように、例え
ば、たわみ量が１．４〜２゜０　ｍ　ｒｒ＋のときに、
最初のＡＥが発生している。このことは、基板あるいは
薄膜の欠陥部分で生ずる黴なりラックあるいは剥離に起
因する。たわみ量が３．６ｍｍ以上になると、ＡＥの発
生数が急に増加しており、これは薄膜の均一な剥離に起
因する。すなわち、欠陥部分での剥離がたわみ１．４ｍ
ｍから開始し、均一な剥離は３．６ｍｍから開始する。

このように、剥離が開始するたわみ量を定量的に測定す
ることができる。また、基板のたわみ量から薄膜にかか
る応力を演算し、剥離が開始し始めたときの、薄膜また
は基板の欠陥部での付着力及び薄膜の均一な付着力を求
めることが出来る。

第３図（ａ）及び（ｂ）は成膜付着力測定装置の支点部
材の構造例を示す斜視図である。この成膜付着力測定装
置では、第１図で示すように、支点部材３のエツジが固
定された横道で示しであるが、このエツジと基板ｌとの
間ですべりが起き、しばしば、このすべりによる窄擦音
が雑音として圧子２が検知することがある。

従って、これを防止するために、第３図に示すように、
ブラケット３ｂの上に、ビン３Ｃで回転し得るナイフェ
ツジ３−ａあるいはローラ２１を設け、すべりによる辛
擦音の発生を抑える。

また、別の実施例で、支点部材３の間に、二つの圧子２
を設け、アコ−スナックエミッションの発生個所の位置
を捉えることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の成膜付着力測定装置は、成
膜された基板を、圧電材料で製作された圧子により押し
曲げ、そのときに生ずるアコースチックエミッションを
検出することにより、薄膜の剥離開始を測定できるとと
もに基板のたわみ量と押圧加重との演算により薄膜の付
着力を測定できる。従って、微小な薄膜の剥離を検出で
きるとともに定量的に薄膜の付着力を測定できる成膜付
着力測定装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す成膜付着力測定装置の
斜視図、第２図は本発明の成膜付着力測定装置により薄
膜の付着力を測定した例を説明するためのたわみ量とア
コースチックエミッション発生数を表すグラフ、第３図
（ａ）及び（ｂ）は成膜付着力測定装置の支点部材の構
造例を示す斜視図である。１・・・基板、２・・・圧子、３・・・支点部材、３ａ
ナイフエツジ、３ｂ・・・ブラケッＩ・、３Ｃ・・・ピ
ン、４・・・基板曲げ機構部、５・・・送りねじ、６・
・・モータ、７・・・歯車対、８・・・変位変換部、９
・・・変位検出部、１０・・・コラム、１１・・・測定
台、１２．１３・・・支持板、１４・・・基板荷重附加
部、１５・・・基板たわみ量検出部、１６・・・テーブ
ル、１７・・・ねじ、１８・・・ロードセル、１９・・
・ナツト、２０・・・支持体、２１・・・ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

成膜された基板を押し曲げる圧電材からなる圧子と、こ
の圧子に押圧力を与える基板加重附加部と、前記基板ま
たは薄膜ならびに両者の界面から発生するアコースチッ
クエミッション（ＡｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎ）
を検出する手段と、前記基板のたわみ量を測定する基板
たわみ量検出部とを備えたことを特徴とする成膜付着力
測定装置。