JPH11248619A - 固体表面の微小付着物の物性評価方法 - Google Patents
固体表面の微小付着物の物性評価方法Info
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- JPH11248619A JPH11248619A JP10071190A JP7119098A JPH11248619A JP H11248619 A JPH11248619 A JP H11248619A JP 10071190 A JP10071190 A JP 10071190A JP 7119098 A JP7119098 A JP 7119098A JP H11248619 A JPH11248619 A JP H11248619A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体基板の微小付着物の付着等の各種物
理量を直接的に明確に定量化できる方法は存在していな
かった。 【解決手段】 固体基板上の微小付着物に励振機能を有
する微小弾性体の尖端を無荷重状態で接触させ、この微
小弾性体から微小付着物に対し、微小付着物と固体基板
との界面における機械的振動の振幅が共振によって最大
になる様な微小振動を印加し、これによって界面が破壊
されて微小弾性体が固体基板から剥離したとき、その微
小振動の振巾及び振動数から微小付着物の付着力、ヤン
グ率、粘性係数等の物性量を解析する様にした。
理量を直接的に明確に定量化できる方法は存在していな
かった。 【解決手段】 固体基板上の微小付着物に励振機能を有
する微小弾性体の尖端を無荷重状態で接触させ、この微
小弾性体から微小付着物に対し、微小付着物と固体基板
との界面における機械的振動の振幅が共振によって最大
になる様な微小振動を印加し、これによって界面が破壊
されて微小弾性体が固体基板から剥離したとき、その微
小振動の振巾及び振動数から微小付着物の付着力、ヤン
グ率、粘性係数等の物性量を解析する様にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は固体基板上の微小
付着物の物性評価方法、詳しくは微小付着物の付着力、
ヤング率、粘性係数等の物理量を明確に定量化できる分
析方法に関するものである。
付着物の物性評価方法、詳しくは微小付着物の付着力、
ヤング率、粘性係数等の物理量を明確に定量化できる分
析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体基板上の微小付着物の剥離と
除去は、溶液中における超音波洗浄によって行われるこ
とが多かった。又、その際の微小付着物の付着力の定量
化は、超音波印加電力及び除去した微小付着物の数や寸
法などから行われていた。又、表面張力の異なる溶液中
に置いて、溶液の浸透エネルギーを変えることによって
も、微小付着物の除去と付着挙動の解析を行うことは可
能であった。
除去は、溶液中における超音波洗浄によって行われるこ
とが多かった。又、その際の微小付着物の付着力の定量
化は、超音波印加電力及び除去した微小付着物の数や寸
法などから行われていた。又、表面張力の異なる溶液中
に置いて、溶液の浸透エネルギーを変えることによって
も、微小付着物の除去と付着挙動の解析を行うことは可
能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来行
われていたこれら手段は間接的な解析方法にすぎず、付
着力に関する直接的な物理量、たとえば付着力（単位：
ニユートン）やエネルギー（単位：ジュール）などを得
ることは出来なかった。一方、付着力の解析方法として
は、引っ張り試験法があるが、この方法はミクロ以下の
微小付着物の付着挙動解析には到底使用できなかった。
この発明は固体基板上の微小付着物の付着力など物理量
の定量化に関する上記問題点を解決することを目的とす
るものであり、微小付着物の付着力を直接的かつ定量的
に測定できる新規な方法を提供せんとするものである。
われていたこれら手段は間接的な解析方法にすぎず、付
着力に関する直接的な物理量、たとえば付着力（単位：
ニユートン）やエネルギー（単位：ジュール）などを得
ることは出来なかった。一方、付着力の解析方法として
は、引っ張り試験法があるが、この方法はミクロ以下の
微小付着物の付着挙動解析には到底使用できなかった。
この発明は固体基板上の微小付着物の付着力など物理量
の定量化に関する上記問題点を解決することを目的とす
るものであり、微小付着物の付着力を直接的かつ定量的
に測定できる新規な方法を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、固体基板上
の微小付着物に励振機能を有する微小弾性体の尖端を無
荷重状態で接触させ、この微小弾性体から微小付着物に
対し、微小付着物と固体基板との界面における機械的振
動の振幅が共振によって最大になる様な微小振動を印加
し、これによって界面が破壊されて微小弾性体が固体基
板から剥離したとき、その微小振動の振巾及び振動数か
ら微小付着物の付着力、ヤング率、粘性係数等の物性量
を解析しようとするものであり、又、固体基板上の微小
付着物に微小弾性体の尖端を接触させ、この尖端から微
小付着物に静的な荷重を徐々に加え、微小付着物と固体
基板との界面が破壊され、微小付着物が剥離したときの
荷重を測定し、この荷重から微小付着物の付着力、ヤン
グ率、粘性係数等の物性量を解析しようとするものであ
る。
の微小付着物に励振機能を有する微小弾性体の尖端を無
荷重状態で接触させ、この微小弾性体から微小付着物に
対し、微小付着物と固体基板との界面における機械的振
動の振幅が共振によって最大になる様な微小振動を印加
し、これによって界面が破壊されて微小弾性体が固体基
板から剥離したとき、その微小振動の振巾及び振動数か
ら微小付着物の付着力、ヤング率、粘性係数等の物性量
を解析しようとするものであり、又、固体基板上の微小
付着物に微小弾性体の尖端を接触させ、この尖端から微
小付着物に静的な荷重を徐々に加え、微小付着物と固体
基板との界面が破壊され、微小付着物が剥離したときの
荷重を測定し、この荷重から微小付着物の付着力、ヤン
グ率、粘性係数等の物性量を解析しようとするものであ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に基づいてこの発明にかかる
固体表面の微小付着物の物性評価方法の請求項１の発明
の一実施の形態を説明する。図中１は固体基板であり、
その表面には微小着物２が付着している。微小付着物２
には有機、無機、金属などの微細粒子、半導体集積電子
デバイスなどの加工マスク用有機高分子体、液晶などの
分子、生物細胞、一般の微細加工物等が含まれる。そし
て、この微小付着物２の表面には弾性定数Ｋの励振機能
を有する微小弾性体３の尖端４が無荷重状態で接してい
る。図中５はこの微小弾性体３の加振部である。なお、
この実施の形態では、微小弾性体３は説明を容易にする
為バネ機構によって構成したが、信頼性、操作性、耐久
性等の見地からカンチレバー機構が好適に使用でき、圧
電体を用いて構成しても良い。
固体表面の微小付着物の物性評価方法の請求項１の発明
の一実施の形態を説明する。図中１は固体基板であり、
その表面には微小着物２が付着している。微小付着物２
には有機、無機、金属などの微細粒子、半導体集積電子
デバイスなどの加工マスク用有機高分子体、液晶などの
分子、生物細胞、一般の微細加工物等が含まれる。そし
て、この微小付着物２の表面には弾性定数Ｋの励振機能
を有する微小弾性体３の尖端４が無荷重状態で接してい
る。図中５はこの微小弾性体３の加振部である。なお、
この実施の形態では、微小弾性体３は説明を容易にする
為バネ機構によって構成したが、信頼性、操作性、耐久
性等の見地からカンチレバー機構が好適に使用でき、圧
電体を用いて構成しても良い。
【０００６】この状態で、微小弾性体３から微小付着物
２に対し、荷重をかけずに振動数νの機械的振動を印加
する。図２はこの際の微小付着物２内に生じた機械的振
動の定在波の状態を示したものである。この状態で固体
基板１を微小付着物２の界面における振動振幅が共振に
より最大になる様に励振時の振動を調整し、その振幅を
徐々に大きくして行く。すると、微小付着物２は図２に
おいて破線で示す様に、変形を繰り返し共振によって振
幅が最大になった時点で、界面にせん断応力が働き、界
面が破壊され、微小付着物２の剥離が生じる。この剥離
が生じた時点における尖端４の振幅、振動数を計測する
ことにより、これから微小付着物２の付着力、ヤング
率、粘性係数等の物理量を導き出すのである。なお、こ
の実施の形態においては微小付着物２への機械的振動の
印加は上方から行っているが、図３に示すものの様に、
側方から機械的振動を印加する様にしても良い。
２に対し、荷重をかけずに振動数νの機械的振動を印加
する。図２はこの際の微小付着物２内に生じた機械的振
動の定在波の状態を示したものである。この状態で固体
基板１を微小付着物２の界面における振動振幅が共振に
より最大になる様に励振時の振動を調整し、その振幅を
徐々に大きくして行く。すると、微小付着物２は図２に
おいて破線で示す様に、変形を繰り返し共振によって振
幅が最大になった時点で、界面にせん断応力が働き、界
面が破壊され、微小付着物２の剥離が生じる。この剥離
が生じた時点における尖端４の振幅、振動数を計測する
ことにより、これから微小付着物２の付着力、ヤング
率、粘性係数等の物理量を導き出すのである。なお、こ
の実施の形態においては微小付着物２への機械的振動の
印加は上方から行っているが、図３に示すものの様に、
側方から機械的振動を印加する様にしても良い。
【０００７】上述の作業は、大気中だけでなく真空中、
液体中、ガス雰囲気中などあらゆる環境下で可能であ
る。更に、固体基板１上の微小付着物２に、上述の実施
の態様と同様に機械的振動を加えつつ、図４に示す様
に、電源８から固体基板１と微小付着物２との間に静電
界あるいは高周波電界を加え、尖端４に流れる微小電流
を解析すれば、微小付着物２あるいは固体基板１内に存
在するイオンなどの帯電粒子の濃度分布や抵抗率分布、
帯電粒子の移動度等を解析できるほか、微小付着物２中
に存在するイオン等の濃度分布を任意の領域、たとえば
固体基板１との界面付近などに集中させる様に制御する
ことも可能になる。
液体中、ガス雰囲気中などあらゆる環境下で可能であ
る。更に、固体基板１上の微小付着物２に、上述の実施
の態様と同様に機械的振動を加えつつ、図４に示す様
に、電源８から固体基板１と微小付着物２との間に静電
界あるいは高周波電界を加え、尖端４に流れる微小電流
を解析すれば、微小付着物２あるいは固体基板１内に存
在するイオンなどの帯電粒子の濃度分布や抵抗率分布、
帯電粒子の移動度等を解析できるほか、微小付着物２中
に存在するイオン等の濃度分布を任意の領域、たとえば
固体基板１との界面付近などに集中させる様に制御する
ことも可能になる。
【０００８】次に、図５に基づいて請求項２記載の発明
について説明すると、この発明においては、固体基板１
に付着している微小付着物２に荷重負荷装置９により静
的な荷重Ｆをかける。荷重Ｆを徐々に大きくすると、微
小付着物２はこの荷重Ｆにより、図５において２´とし
て示す様に変形し始め、ついには固体基板１と微小付着
物２の界面がせん断応力によって破壊され、微小付着物
２の剥離が生ずる。このとき荷重Ｆの大きさから微小付
着物２の付着限界や弾性限界などの物理量を解析するこ
とができる。又この際、有限要素法による界面での応力
集中や微小付着物の変形解析を併用しても良い。
について説明すると、この発明においては、固体基板１
に付着している微小付着物２に荷重負荷装置９により静
的な荷重Ｆをかける。荷重Ｆを徐々に大きくすると、微
小付着物２はこの荷重Ｆにより、図５において２´とし
て示す様に変形し始め、ついには固体基板１と微小付着
物２の界面がせん断応力によって破壊され、微小付着物
２の剥離が生ずる。このとき荷重Ｆの大きさから微小付
着物２の付着限界や弾性限界などの物理量を解析するこ
とができる。又この際、有限要素法による界面での応力
集中や微小付着物の変形解析を併用しても良い。
【０００９】なお、上記操作に加え、図６に示すものの
様に、微小付着物２に電源８から静電界あるいは高周波
電界を加え、界面破壊の際の尖端４に流れる微小電流を
解析して、微小付着物２あるいは固体基板１内に存在す
るイオンなどの帯電粒子の濃度分布や抵抗率分布、帯電
粒子の移動度等を解析できるほか、微小付着物２中に存
在するイオン等の濃度分布を任意の領域、たとえば固体
基板１との界面付近などに集中させる様に制御すること
も可能になる。
様に、微小付着物２に電源８から静電界あるいは高周波
電界を加え、界面破壊の際の尖端４に流れる微小電流を
解析して、微小付着物２あるいは固体基板１内に存在す
るイオンなどの帯電粒子の濃度分布や抵抗率分布、帯電
粒子の移動度等を解析できるほか、微小付着物２中に存
在するイオン等の濃度分布を任意の領域、たとえば固体
基板１との界面付近などに集中させる様に制御すること
も可能になる。
【００１０】この発明に係る固体基板上の微小付着物の
物性評価方法は、半導体記憶装置や液晶表示装置などの
高集積電子デバイスにおいて、回路配線部の二次的な付
着力分布の解析に応用可能である。即ち、図７に示す様
に、回路基板（図示省略）上に形成された回路配線部６
は微小付着物に相当するので、この回路配線部６の所望
の各位置７，７…に微小弾性体３の尖端４を接触させ、
加振あるいは荷重の付加及びこれらに加えて静電界や高
周波電界を印加すれば、回路配線部６の付着力分布等を
知ることができ、付着強度の大きい二次元的な回路配置
を求めることができる。
物性評価方法は、半導体記憶装置や液晶表示装置などの
高集積電子デバイスにおいて、回路配線部の二次的な付
着力分布の解析に応用可能である。即ち、図７に示す様
に、回路基板（図示省略）上に形成された回路配線部６
は微小付着物に相当するので、この回路配線部６の所望
の各位置７，７…に微小弾性体３の尖端４を接触させ、
加振あるいは荷重の付加及びこれらに加えて静電界や高
周波電界を印加すれば、回路配線部６の付着力分布等を
知ることができ、付着強度の大きい二次元的な回路配置
を求めることができる。
【００１１】
【発明の効果】この発明は上述の通りの構成を有するも
のであり、固体表面の微小付着物の付着力（単位：ニユ
ートン）やエネルギー量（単位：ジュール）、付着挙
動、粘弾性等の物理量を真空中、液体中、ガス雰囲気中
等あらゆる環境下で明確に定量化することが可能で、特
に、集積電子デバイスにおいて加工マスク用有機高分子
製微小付着物を除去する技術に大いに役立つだけではな
く、高集積電子デバイス内の二次元回路配置の計算等に
も応用でき、極めて実用的なものである。
のであり、固体表面の微小付着物の付着力（単位：ニユ
ートン）やエネルギー量（単位：ジュール）、付着挙
動、粘弾性等の物理量を真空中、液体中、ガス雰囲気中
等あらゆる環境下で明確に定量化することが可能で、特
に、集積電子デバイスにおいて加工マスク用有機高分子
製微小付着物を除去する技術に大いに役立つだけではな
く、高集積電子デバイス内の二次元回路配置の計算等に
も応用でき、極めて実用的なものである。
【００１２】
【図１】この発明に係る固体表面の微小付着物の物性評
価方法の請求項１に記載の発明の実施の形態の説明図。
価方法の請求項１に記載の発明の実施の形態の説明図。
【図２】その加振状態の説明図。
【図３】その他の実施の形態の説明図。
【図４】更に他の実施の形態の説明図。
【図５】請求項２に記載の発明の一実施の形態の説明
図。
図。
【図６】その他の実施の形態の説明図。
【図７】この発明を高集積電子デバイスの回路配線部の
付着力試験に応用した際の説明図。
付着力試験に応用した際の説明図。
１ 固体基板 ２ 微小付着物 ３ 微小弾性体 ４ 尖端 ５ 加振部 １´ 回路基板 ６ 回路配線部 ７ 回路配線部の各位置 ８ 電源 ９ 荷重負荷装置
Claims (6)
- 【請求項１】 固体基板上の微小付着物に励振機能を有
する微小弾性体の尖端を無荷重状態で接触させ、この微
小弾性体から微小付着物に対し、微小付着物と固体基板
との界面における機械的振動の振幅が共振によって最大
になる様な微小振動を印加し、これによって界面が破壊
されて微小弾性体が固体基板から剥離したとき、その微
小振動の振巾及び振動数から微小付着物の付着力、ヤン
グ率、粘性係数等の物性量を解析する様にしたことを特
徴とする固体表面の微小付着物の物性評価方法。 - 【請求項２】 固体基板上の微小付着物に微小弾性体の
尖端を接触させ、この尖端から微小付着物に静的な荷重
を徐々に加え、微小付着物と固体基板との界面が破壊さ
れ、微小付着物が剥離したときの荷重を測定し、この荷
重から微小付着物の付着力、ヤング率、粘性係数等の物
性量を解析する様にしたことを特徴とする固体表面の微
小付着物の物性評価方法。 - 【請求項３】 固体基板に接触せしめられた微小弾性体
の尖端から微小付着物に微小静電界あるいは高周波電界
を加えることを特徴とした請求項１又は２記載の固体表
面の微小付着物の物性評価方法。 - 【請求項４】 微小付着物が集積電子デバイスにおける
加工マスク用有機高分子体であることを特徴とする請求
項１又は２記載の固体表面の微小付着物の物性評価方
法。 - 【請求項５】 微小弾性体３がカンチレバー機構から構
成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固
体表面の微小付着物の物性評価方法。 - 【請求項６】 微小付着物が集積電子デバイスにおける
回路配線部であることを特徴とする請求項１又は２記載
の固体表面の微小付着物の物性評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071190A JPH11248619A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 固体表面の微小付着物の物性評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071190A JPH11248619A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 固体表面の微小付着物の物性評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248619A true JPH11248619A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=13453509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10071190A Pending JPH11248619A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 固体表面の微小付着物の物性評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248619A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030716A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Octec Inc. | 微小構造体の検査装置および微小構造体の検査方法 |
| CN110865025A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-06 | 武汉大学 | 机械式调控物体表/界面粘附强度的方法及试验装置 |
| CN112727876A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 南京航空航天大学 | 一种可控强度黏附装置及其调控方法 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10071190A patent/JPH11248619A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030716A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Octec Inc. | 微小構造体の検査装置および微小構造体の検査方法 |
| CN110865025A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-06 | 武汉大学 | 机械式调控物体表/界面粘附强度的方法及试验装置 |
| CN112727876A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 南京航空航天大学 | 一种可控强度黏附装置及其调控方法 |
| CN112727876B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-03-11 | 南京航空航天大学 | 一种可控强度黏附装置及其调控方法 |
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