JPH0489552A - 薄膜試料等の試験装置 - Google Patents
薄膜試料等の試験装置Info
- Publication number
- JPH0489552A JPH0489552A JP20426690A JP20426690A JPH0489552A JP H0489552 A JPH0489552 A JP H0489552A JP 20426690 A JP20426690 A JP 20426690A JP 20426690 A JP20426690 A JP 20426690A JP H0489552 A JPH0489552 A JP H0489552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- thin film
- displacement
- indenter
- sample
- Prior art date
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- Granted
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-
- 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
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (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］
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
。
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／υて変形を与え、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。
を有する圧子を薄膜表面に押し込／υて変形を与え、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。
［発明か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てきず、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。
膜試料上の任意の位置に設定することがてきず、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。
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Ｍ筒所の決定と試験後
の表面状態の観察を行な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、該平面圧子に剥離荷重を負
荷する負荷手段と、該負荷手段によって加太られる荷重
を計測する荷重計測手段と、荷重負荷時における薄膜の
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。
材表面に付着させた薄膜試料の試Ｍ筒所の決定と試験後
の表面状態の観察を行な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、該平面圧子に剥離荷重を負
荷する負荷手段と、該負荷手段によって加太られる荷重
を計測する荷重計測手段と、荷重負荷時における薄膜の
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、該平
面圧子に荷重を加えて引き剥す。薄膜と母材間に剥離が
生じると、平面圧子の変位変化が増加するが、この平面
圧子の変位と荷重は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。
面圧子に荷重を加えて引き剥す。薄膜と母材間に剥離が
生じると、平面圧子の変位変化が増加するが、この平面
圧子の変位と荷重は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、中央部をナイフェツジ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。
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、中央部をナイフェツジ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。
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ＣＰＵ２
０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。
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ＣＰＵ２
０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て記憶されるとと
もに、ＣＰＵ２０て演算処理される。また、これらのデ
ータに基づいてＩ１０装置２６を介して荷重−変位曲線
がレコータ２７によって記録されるとともに、プリンタ
２８で演算結果か印字される。
もに、ＣＰＵ２０て演算処理される。また、これらのデ
ータに基づいてＩ１０装置２６を介して荷重−変位曲線
がレコータ２７によって記録されるとともに、プリンタ
２８で演算結果か印字される。
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、こねに映し出される
画像をもとに、試料１７表面の薄膜の試験位置を決定し
、また、ｉ膜剥離後の状態を観察するために用いられる
。
。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、こねに映し出される
画像をもとに、試料１７表面の薄膜の試験位置を決定し
、また、ｉ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は昇陣可能な構造を有し、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。
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。
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
上下させなからＣＲＴ３６による最適観察位置を決定す
る。ステージを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を試験位置ヘスライトさ
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。
上下させなからＣＲＴ３６による最適観察位置を決定す
る。ステージを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を試験位置ヘスライトさ
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１Ｂ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て検出する。薄膜１８に加えら
れる荷重および変位データがＣＰＵ２０て演算処理され
、測定結果として第３図に示すような荷重−変位曲線が
レコータ２６に記録される。
昇させる向きの荷重を発生させ、薄膜１Ｂ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て検出する。薄膜１８に加えら
れる荷重および変位データがＣＰＵ２０て演算処理され
、測定結果として第３図に示すような荷重−変位曲線が
レコータ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。そこてこの変位変化点の荷重を剥離荷重と
して測定する。
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。そこて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＝Ｗ
ｃ／πｒ２ （ｒ：圧子径）の演算が行なわれ、膜に作
用する応力か算出される。ＣＰＵ２０におけるデータ処
理は、ＲＯＭ２４に書き込まれた処理ブロクラムによっ
て行なわれる。薄膜１８への荷重か終了すわば、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。
ｃ／πｒ２ （ｒ：圧子径）の演算が行なわれ、膜に作
用する応力か算出される。ＣＰＵ２０におけるデータ処
理は、ＲＯＭ２４に書き込まれた処理ブロクラムによっ
て行なわれる。薄膜１８への荷重か終了すわば、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かできるとともに、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かてきる。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
定することかできる。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。
剥離点を正確に判定することかできるとともに、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かてきる。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
定することかできる。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
等の試験装置によりば、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
知ることかできるので、薄膜の強度評価を適確に行なう
ことかできるようになった。
等の試験装置によりば、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
知ることかできるので、薄膜の強度評価を適確に行なう
ことか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 （荷重計沖ｊ手段）ｍ１図
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 （荷重計沖ｊ手段）ｍ１図
Claims (1)
- （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な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、該平面圧子に剥離
荷重を負荷する負荷手段と、該負荷手段によって加えら
れる荷重を計測する荷重計測手段と、荷重負荷時におけ
る薄膜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 true JPH0489552A (ja) | 1992-03-23 |
| JPH0827230B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017668A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Toray Eng Co Ltd | 接合強度測定装置および接合強度測定方法 |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011017668A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Toray Eng Co Ltd | 接合強度測定装置および接合強度測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0827230B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |