シンクロトロン放射光による単結晶の微小部応力測定

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750086
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 秋田 貢一 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10231820)
• Keywords: 単結晶 / 微小部応力測定 / X線応測定 / ひずみ / シンクロトロン放射光 / マイクロマシン

Research Abstract

1.単結晶X線応力測定システムの構築と検定
単結晶におけるX線回折線を一次元検出器で測定するために,二軸回転揺動ステージを有し,さらに,微小部測定のための精密位置決めステージを有する,単結晶応力測定システムを本研究費によって試作した.
次に,単結晶の帯板状試験片に曲げ負荷を加え,その負荷応力をひずみゲージ法により測定し,試作システムによって測定したX線応力と比較した.X線照射域はφ0.5mmとした.その結果,試作システムが十分な応力測定精度を有することを確認した.
2.シンクロトロン放射光による微小部応力測定
放射光実験施設(つくば)に,試作システムを設置し,φ45μm内における応力測定を行った.その結果,実験室X線の場合と比較し,より高い精度で応力測定が可能であることを確認した.また,薄膜を形成したシリコンウエハ表面の応力分布を測定した結果,薄膜エッジ近傍には急激な応力勾配が発生していることを明らかにした.
3.課題
今後,照射領域をより絞り,ナノメータ領域内の応力測定を可能とするシステムを構築できれば,LSIやマイクロマシンの極微小部の残留応力測定が可能になり,これらのマイクロデバイスの材料力学的問題の解決に資するものと期待できる.

Research Products

• [Publications] 鈴木、秋田 ほか2名: "単結晶材料のX線応力測定"日本機械学会 年会 講演論文集. No.99-1,Vol.1. 29-30 (1999)
• [Publications] 鈴木、秋田 ほか2名: "シンクロトロン放射光を用いた単結晶の微小部X線応力測定"材料学会、第35回X線シンポジウム講演論文集. 18-23 (1999)
• [Publications] 鈴木、秋田 ほか2名: "シンクロトロン放射光による単結晶の微小部X線応力測定"第13回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム. 103-103 (2000)
• [Publications] 鈴木、秋田 ほか2名: "シリコン単結晶のX線応力測定"材料. Vol.49,No.5(掲載決定). (2000)