JIS C 5630-2:2009 マイクロマシン及びＭＥＭＳ―第２部：薄膜材料の引張強さ試験方法

                                                                C 5630-2 : 2009 (IEC 62047-2 : 2006)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 記号及び定義・・・・[1]
•  4 試験方法及び試験機・・・・[2]
•  4.1 試験片のつかみ方法・・・・[2]
•  4.2 荷重負荷方法・・・・[2]
•  4.3 引張速度・・・・[2]
•  4.4 荷重測定・・・・[2]
•  4.5 伸び測定・・・・[3]
•  4.6 応力ひずみ図・・・・[3]
•  4.7 環境制御・・・・[3]
•  5 試験片・・・・[3]
•  5.1 一般・・・・[3]
•  5.2 試験片の平面形状・・・・[3]
•  5.3 試験片の厚さ・・・・[3]
•  5.4 標点・・・・[3]
•  6 試験報告・・・・[4]
•  附属書A(参考)試験片の装着方法・・・・[5]
•  附属書B(規定)試験条件・・・・[6]
•  附属書C(参考)試験片・・・・[7]

(pdf 一覧ページ番号 1)

――――― [JIS C 5630-2 pdf 1] ―――――

C 5630-2 : 2009 (IEC 62047-2 : 2006)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,財団法人マイクロマシンセンター(MMC)及
び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日
本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許
権,出願公開後の特許出願,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,責
任はもたない。
  JIS C 5630の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS C 5630-1 マイクロマシン及びMEMSに関する用語
    JIS C 5630-2 マイクロマシン及びMEMS−第2部 : 薄膜材料の引張強さ試験方法
    JIS C 5630-3 マイクロマシン及びMEMS−第3部 : 薄膜材料の標準試験片

(pdf 一覧ページ番号 2)

――――― [JIS C 5630-2 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                           C 5630-2 : 2009
                                                                          (IEC 62047-2 : 2006)

マイクロマシン及びMEMS−第2部 : 薄膜材料の引張強さ試験方法

Semiconductor devices-Micro-electromechanical devices- Part 2: Tensile testing method of thin film materials

序文

  この規格は,2006年に第1版として発行されたIEC 62047-2を基に,技術的内容及び対応国際規格の構
成を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。

1 適用範囲

  この規格は,MEMS (micro-electromechanical systems),マイクロマシンなどの主要な構成部材となる,長
さ1 mm以下,幅1 mm以下及び厚さ10 m以下の微小薄膜形状材料の引張強さ試験方法について規定す
る。
  MEMS,マイクロマシンなどの主要な構成部材は,代表寸法がm程度であり,材料作製が成膜法によ
るもので,かつ,材料の試験片作製がエッチング及びフォトリソグラフィによる非機械加工が主であるこ
となどに特徴がある。この規格は,これらの特徴に応じた精度保証を可能にする。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 62047-2:2006,Semiconductor devices−Micro-electromechanical devices−Part 2: Tensile testing
              method of thin film materials (IDT)
            なお,対応の程度を表す記号(IDT)は,ISO/IEC Guide 21に基づき,一致していることを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用
規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    ISO 6892,Metallic materials−Tensile testing at ambient temperature
      注記 対応日本工業規格(日本産業規格) : JIS Z 2201 金属材料引張試験片 (MOD)
                    JIS Z 2241 金属材料引張試験方法 (MOD)

3 記号及び定義

  この規格で用いる主な記号及び定義は,表1及び図1による。

――――― [JIS C 5630-2 pdf 3] ―――――

2
C 5630-2 : 2009 (IEC 62047-2 : 2006)
                                   表1−試験片の記号及び定義
                          記号  単位                定義
                         a      m     試験片の厚さ
                         b      m     試験片の平行部の幅
                         L0     m     標点の長さ
                         Lc     m     平行部の長さ
                         Lt     m     試験片全体の長さ
                         S0     m2    平行部の断面積
                         R      m     つかみ部と平行部との間の肩部の半径
                                      図1−微小薄膜試験片

4 試験方法及び試験機

4.1 試験片のつかみ方法

  試験片を試験機に装着するときは,試験中に不必要な曲げ応力及びせん(剪)断応力が加わらないよう
にすることが望ましい。
  装着に当たっては,次の二つの事項に適合することが望ましい。
a) 試験片のつかみ部に固定力が均一に加わるようにする。
b) つかみ具は試験機の引張軸上に配置する。
  試験機は,その運動(引張)方向に試験片の引張軸を一致させるための試験片の位置調整機構を備えて
いることが望ましい(附属書A参照)。

4.2 荷重負荷方法

  引張力は,試験片に曲げ応力が加わらないように試験片の引張軸と引張方向とが一致するように加える
ことが望ましい。曲げ応力の発生を防ぐには,次の二つの条件に適合することが望ましい。
a) 試験機の運動の直進性。
b) 試験片の引張軸と試験機の引張軸との軸合わせ。

4.3 引張速度

  ひずみ速度0.01 /s以下で行うのが望ましい。試験中は,一定のひずみ増加率又は応力増加率で行うこと
が望ましい(B.1参照)。

4.4 荷重測定

  荷重測定には,測定できる引張強さの5 %の精度を保証する,十分に精度の高い荷重計を使用しなけれ
ばならない(B.2参照)。

――――― [JIS C 5630-2 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                                C 5630-2 : 2009 (IEC 62047-2 : 2006)

4.5 伸び測定

  測定方法は,ひずみ値として0.1 %が測定できる方法を用いなければならない。
  肩部,つかみ部及び試験機の伸びが無視できないため,標点測定法を推奨する。板状試験片の肩部の伸
びは,棒状試験片より大きい。低荷重容量の荷重計は,剛性が低い。
  伸び測定の標点は,試験片の平行部に設け,伸び測定は非接触で行うことが望ましい。標点を薄膜材料
で構成する場合,標点は薄膜試験片の伸びを拘束しないように,試験片材料よりも十分薄く,剛性及び内
部応力の低い薄膜材料で形成しなければならない(B.3参照)。

4.6 応力ひずみ図

  一般的な応力−ひずみ線図と同じ要領でISO 6892によって作成する。

4.7 環境制御

  試験中は,室温及び湿度の変化が生じないようにしなければならない。

5 試験片

5.1 一般

  試験片は,その薄膜が使用されるデバイスと可能な限り同じプロセスで作製することが望ましい。また,
寸法の影響を最小限に抑えるため,試験片は,可能な限り対象となるデバイス部品と同程度の寸法である
ことが望ましい。
  試験片を試験機に装着するまでは,試験片を支持する枠(フレーム)に一時的に固定しておくことが望
ましい。膜厚方向に内部応力分布が存在する薄膜の場合,基板から分離させるときに反りのために取り扱
うことができなくなる。

5.2 試験片の平面形状

  試験片の長さ,幅及び標点の距離は,寸法効果の影響を最小限に抑えるため,可能な限り実際のデバイ
スと同じサイズにすることが望ましい。試験片の寸法は,±1 %以内の精度としなければならない。
  試験片平行部の長さは,幅の2.5倍以上でなければならない(C.1参照)。
  試験片つかみ部と平行部とをつなぐ肩部の半径は,応力集中によって破壊しないように,十分大きくす
ることが望ましい。
  また,肩部の形状は,肩部で破壊が生じないように,できる限り滑らかにすることが望ましい(C.2参
照)。
  試験片の平行部及び肩部の基板は,残存する基板が引張試験結果に影響しないように完全に除去しなけ
ればならない。また,基板材料の除去は,試験片に損傷を与えないプロセスで行う必要がある。

5.3 試験片の厚さ

  試験片の厚さは,全数測定を行なわなければならない。また,その結果を報告書に記載しなければなら
ない。その場合,膜厚測定の精度は,5 %以内でなければならない。
  試験片の厚さは,直接測定することが望ましい。触針式段差計で試験片厚さを測定する場合には,試験
片の損傷を避けるため,試験片自体を測定せず,試験片を切り出すウエハ近傍に薄膜部分をエッチングに
よって除去した膜厚測定用の窓(段差)を作製し,基板と薄膜との段差を測定することによって,試験片
の厚さとしてもよい。膜厚測定用窓の位置は,ウエハ全体の膜厚の偏差を考慮し,試験片の厚さを±1 %
以内の精度で推定できる領域に設けるものとする(C.3参照)。

5.4 標点

  伸び(ひずみ)を測定するために,試験片上に標点を描くことが望ましい。標点間距離は,試験片平行

――――― [JIS C 5630-2 pdf 5] ―――――

次のページ PDF 6