JP2015184228A - 抵抗測定装置、基板検査装置、検査方法、及び検査用治具のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブの良否を判定することが容易な抵抗測定装置、基板検査装置、検査方法、及び検査用治具のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】導体パターンＭに電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２を接触させ、電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２によって導体パターンＭに第１電流Ｉｐを流したときに電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第１電圧Ｖｐを取得し、電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２によって導体パターンＭに第１電流Ｉｐとは逆方向の第２電流Ｉｍを流したときに電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第２電圧Ｖｍを取得し、電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２により導体パターンＭに電流を流さない状態で、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第３電圧Ｖｏを取得し、第１電圧Ｖｐ、第２電圧Ｖｍ、及び第３電圧Ｖｏに基づいてプローブに関する良否を判定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗測定を行う抵抗測定装置、この抵抗測定装置を用いた基板検査装置、これら装置に用いられるプローブに係る検査方法、及び検査用治具のメンテナンス方法に関する。

従来より、プリント配線基板等の基板に形成された配線パターンを検査するために、配線パターンの抵抗値を測定することが行われている。配線パターンの検査としては、断線の有無の検査はもちろんのこと、配線パターンの幅が細くなったり、厚みが薄くなったりしているような、断線に至らない不良も検出する必要がある。このような断線に至らない不良を検出するためには、高精度の抵抗測定を行う必要がある。このような高精度の抵抗測定方法として、四端子測定法を用いた基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

四端子測定法では、抵抗測定箇所に抵抗測定用の電流を流すための２本の電流プローブと、抵抗測定箇所の電圧を測定するための２本の電圧プローブとが用いられる。これにより、抵抗測定用の電流が電圧プローブに流れないので、電圧プローブ自体の抵抗による電圧降下が低減され、高精度の抵抗測定が可能となる。

特開２０１２−０１３５９０号公報

ところで、時間の経過と共に、上述の電圧プローブのプローブ針や、プローブ針を電圧計に接続するための電極等に酸化膜が形成される場合がある。プローブ針や電極等に酸化膜が形成されると、整流作用と抵抗成分とが生じる。そのため、酸化膜が形成された電圧プローブを用いて抵抗測定を行うと、抵抗値の測定精度が低下してしまう。そして、精度が低下した抵抗測定値に基づき基板検査を行うと、基板の検査精度が低下してしまう。そのため、酸化膜が形成された電圧プローブは、クリーニングにより酸化膜を除去する必要がある。

また、電圧プローブに生じる誤差要因としては、酸化膜の他に、ゼーベック効果により生じる起電力が有る。このゼーベック効果による起電力と、酸化膜による整流作用とは、いずれも極性を有しているためこれらを区別することが難しい。そのため、電圧プローブに酸化膜が形成される不良が生じていることを検知することが難しいという、不都合があった。

本発明の目的は、プローブの良否を判定することが容易な抵抗測定装置、この抵抗測定装置を用いた基板検査装置、プローブに係る検査方法、及び検査用治具のメンテナンス方法を提供することである。

本発明に係る抵抗測定装置は、導体の抵抗値を測定するための抵抗測定装置であって、前記導体に接触させるための第１及び第２プローブと、前記第１及び第２プローブによって、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記導体に生じる第１電圧を取得する第１電圧取得部と、前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記導体に生じる第２電圧を取得する第２電圧取得部と、前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記導体に生じる第３電圧を前記第１及び第２プローブにより取得する第３電圧取得部と、前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記第１及び第２プローブに関する良否を判定する判定部とを備える。

また、本発明に係る検査方法は、導体に接触されるための第１及び第２プローブに関する不良を検査するための検査方法であって、前記導体に前記第１及び第２プローブを接触させ、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第１電圧を取得する第１電圧取得工程と、前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第２電圧を取得する第２電圧取得工程と、前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記第１及び第２プローブにより測定される第３電圧を取得する第３電圧取得工程と、前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記第１及び第２電圧プローブに関する良否を判定する判定工程とを含む。

また、本発明に係る検査用治具のメンテナンス方法は、導体に接触されるための第１及び第２プローブを含む検査用治具のメンテナンス方法であって、前記導体に前記第１及び第２プローブを接触させ、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第１電圧を取得する第１電圧取得工程と、前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第２電圧を取得する第２電圧取得工程と、前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記第１及び第２プローブにより測定される第３電圧を取得する第３電圧取得工程と、前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記検査用治具のクリーニングの要否を判定する判定工程とを含む。

これらの抵抗測定装置、検査方法、及び検査用治具のメンテナンス方法によれば、抵抗を測定しようとする導体に第１電流を流したときに導体に生じる第１電圧と、導体に第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに導体に生じる第２電圧と、導体に電流を流さない状態で導体に生じる第３電圧とが、第１及び第２プローブを用いて取得される。この第１、第２、及び第３電圧は、第１及び第２プローブに酸化膜が形成されていなければ、第１電圧と第３電圧の間の関係と、第２電圧と第３電圧の間の関係とが、対称的な特性を示す。その一方、第１及び第２プローブに酸化膜が形成されて不良状態になると、酸化膜の整流作用により、第１電圧と第３電圧の間の関係と、第２電圧と第３電圧の間の関係との対称性が乱される。従って、第１、第２、及び第３電圧に基づいて、第１及び第２プローブに関する良否を容易に判定することができる。また、第１及び第２プローブに酸化膜が形成されて不良状態になった場合、第１及び第２プローブを含む検査用治具をクリーニングする必要があると考えられる。そこで、判定部は、第１、第２、及び第３電圧に基づいて検査用治具のクリーニングの要否を判定することができる。

また、前記第１プローブは、前記導体に電流を流すための第１電流プローブと、前記電流により前記導体に生じた電圧を検出するための第１電圧プローブとを含み、前記第２プローブは、前記導体に電流を流すための第２電流プローブと、前記電流により前記導体に生じた電圧を検出するための第２電圧プローブとを含み、前記第１電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に、前記第１電流を流したときに前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第１電圧を取得し、前記第２電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に、前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第２電圧を取得し、前記第３電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に電流を流さない状態で、前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第３電圧を取得することが好ましい。

この構成によれば、第１及び第２電流プローブと、第１及び第２電圧プローブとを備え、四端子測定法による抵抗測定可能な抵抗測定装置において、第１及び第２電圧プローブに関する良否を容易に判定することができる。

また、前記判定部は、前記電流と前記電圧とをパラメータとする二次元平面上で、前記第１電流及び前記第１電圧によって示される第１点と、前記第２電流及び前記第２電圧によって示される第２点と、電流値ゼロ及び前記第３電圧によって示される第３点とが略直線上に配置されないとき、前記第１及び第２プローブに関する不良があると判定することが好ましい。

この構成によれば、第１、第２、及び第３電圧は、第１及び第２プローブに酸化膜が形成されていなければ、電流と電圧とをパラメータとする二次元平面上で、直線上に配置される。その一方、第１及び第２プローブに酸化膜が形成されて不良状態になると、酸化膜の整流作用により、第１、第２、及び第３点は、直線上に配置されなくなる。そこで、判定部は、第１、第２、及び第３点が略直線上に配置されないとき、容易に第１及び第２プローブに関する不良があると判定することができる。

また、前記第１電流と前記第２電流とは、電流値の絶対値が互いに等しいことが好ましい。

この構成によれば、判定部による第１及び第２プローブに関する良否の判定処理を、簡素化することが容易となる。

また、前記判定部は、前記第１電圧と前記第３電圧との差である第１差分値と、前記第２電圧と前記第３電圧との差である第２差分値との差が予め設定された判定閾値を超えたとき、前記第１及び第２プローブに関する不良があると判定してもよい。

この構成によれば、第１電流と第２電流とは、絶対値が互いに等しく方向が逆の電流となる。この場合、第１、第２、及び第３点が直線上に配置されていれば、第１差分値と第２差分値とは、等しくなる。従って、第１差分値と第２差分値との差が予め設定された判定閾値を超えて大きくなったとき、容易に第１及び第２プローブに関する不良があると判定することができる。

また、本発明に係る基板検査装置は、上述の抵抗測定装置と、基板に形成された配線パターンを前記導体として前記第１及び第２プローブにより測定された電圧に基づき、前記基板の検査を行う基板検査部とを備える。

この構成によれば、基板検査に用いるプローブの良否を容易に判定することができる。

このような構成の抵抗測定装置、基板検査装置、および検査方法は、プローブの良否を容易に判定することができる。

本発明の一実施形態に係る抵抗測定装置を備えた基板検査装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る検査方法を用いた基板検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。 電圧プローブに生じる酸化膜を説明するための等価回路である。 検査方法を説明するためのタイミングチャートである。（ａ）は電圧プローブＰが良品（酸化膜が形成されていない）の場合を示し、（ｂ）は電圧プローブが不良（酸化膜が形成されている）の場合を示している。 判定部による判定方法を説明するための説明図である。（ａ）は電圧プローブＰが良品（酸化膜が形成されていない）の場合を示し、（ｂ）は電圧プローブが不良（酸化膜が形成されている）の場合を示している。 基板検査装置の別の例を示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る抵抗測定装置を備えた基板検査装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示す基板検査装置１は、定電流源２、電流計３、電圧計４、電流プローブＰｃ１（第１電流プローブ）、電流プローブＰｃ２（第２電流プローブ）、電圧プローブＰｖ１（第１電圧プローブ）、電圧プローブＰｖ２（第２電圧プローブ）、スイッチＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２、及び制御部５を備えている。基板検査装置１は、四端子測定法により、抵抗測定を行うようになっている。

電流プローブＰｃ１は、プローブ針１１、接続電極１２、及びケーブル１３を備えている。電流プローブＰｃ２は、プローブ針２１、接続電極２２、及びケーブル２３を備えている。電圧プローブＰｖ１は、プローブ針３１、接続電極３２、及びケーブル３３を備えている。電圧プローブＰｖ２は、プローブ針４１、接続電極４２、及びケーブル４３を備えている。電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２及び電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２は、例えば基板検査装置１や抵抗測定装置に対して脱着可能な検査用治具として構成されている。

プローブ針１１，２１，３１，４１は、例えば直径が１００μｍ〜２００μｍ程度の弾性（可撓性）を有するワイヤ状の接触子である。プローブ針１１，２１，３１，４１は、例えばタングステン、ハイス鋼（ＳＫＨ）、ベリリウム銅（Ｂｅ−Ｃｕ）等の金属その他の導電体で形成されている。

プローブ針１１，２１の先端部は、導体パターンＭの一方端部Ｍ１に接触される。プローブ針３１，４１の先端部は、導体パターンＭの他方端部Ｍ２に接触される。図１においては、導体パターンＭを概念的に記載している。導体パターンＭは、検査対象となる基板の配線パターンであってもよく、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２を検査するための検査用の導体であってもよい。

接続電極１２，２２，３２，４２は、プローブ針１１，２１，３１，４１をケーブル１３，２３，３３，４３に接続するための電極である。プローブ針１１，２１，３１，４１の後端部は、接続電極１２，２２，３２，４２に当接されて、接続電極１２，２２，３２，４２と接触するようにされている。

スイッチＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は、例えばトランジスタ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等、種々のスイッチング素子である。スイッチＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２を介して導体パターンＭに流す電流の方向を切り替えるための切り替えスイッチである。スイッチＣ１，Ｃ２は、プローブ針３１，４１の電圧計４への接続の有無を切り替える。スイッチＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は、制御部５からの制御信号に応じてオン、オフする。

定電流源２は、導体パターンＭに一定の電流を流す定電流回路である。電流計３は、定電流源２から導体パターンＭへ供給される電流値を測定する。定電流源２は、例えば電流計３によって測定される電流値が、予め設定された測定用電流値Ｉｓになるように出力電流を調節することで、一定の測定用電流値Ｉｓの測定用電流を出力する。測定用電流値Ｉｓは、例えば２０ｍＡとされている。

プローブ針１１は、接続電極１２、ケーブル１３、及びスイッチＡ１を介して定電流源２の一方の出力端子に接続されると共に、接続電極１２、ケーブル１３、スイッチＢ１、及び電流計３を介して定電流源２の他方の出力端子に接続されている。プローブ針２１は、接続電極２２、ケーブル２３、及びスイッチＢ２を介して定電流源２の一方の出力端子に接続されると共に、接続電極２２、ケーブル２３、スイッチＡ２、及び電流計３を介して定電流源２の他方の出力端子に接続されている。

プローブ針３１は、接続電極３２、ケーブル３３、及びスイッチＣ１を介して電圧計４の一方の入力端子に接続されている。プローブ針４１は、接続電極４２、ケーブル４３、及びスイッチＣ２を介して電圧計４の他方の入力端子に接続されている。

電圧計４は、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２によって検出された電圧を測定し、その測定値を制御部５へ出力する。

制御部５は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶部、及びこれらの周辺回路等で構成されている。そして、制御部５は、例えば記憶部に記憶された制御プログラムを実行することにより、第１電圧取得部５１、第２電圧取得部５２、第３電圧取得部５３、判定部５４、抵抗算出部５５、及び基板検査部５６として機能する。

第１電圧取得部５１は、導体パターンＭに、電流プローブＰｃ１から電流プローブＰｃ２へ向かう方向の第１電流Ｉｐを流したときに電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第１電圧Ｖｐを取得する。第１電流Ｉｐは、例えば２０ｍＡとすることができる。

第２電圧取得部５２は、導体パターンＭに、第１電流Ｉｐとは逆方向の電流プローブＰｃ２から電流プローブＰｃ１へ向かう方向に、第２電流Ｉｍを流したときに電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第２電圧Ｖｍを取得する。第２電流Ｉｍは、例えば第１電流Ｉｐと絶対値が等しく、極性が逆の−２０ｍＡとすることができる。

第３電圧取得部５３は、電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２間に電流を流さない状態で、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定される第３電圧Ｖｏを取得する。

判定部５４は、第１電圧Ｖｐと第３電圧Ｖｏとの差の絶対値である第１差分値Ｖｄ１と、第２電圧Ｖｍと第３電圧Ｖｏとの差の絶対値である第２差分値Ｖｄ２との差である差分値Ｖｄ（＝Ｖｄ１−Ｖｄ２）が予め設定された判定閾値Ｖｔｈを超えたとき、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２に関する不良があると判定する。

なお、判定部５４は、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２を含む検査治具のクリーニングの要否を判定してもよい。

抵抗算出部５５は、導体パターンＭの抵抗値Ｒｘを、第１電圧Ｖｐ、第２電圧Ｖｍ、第１電流Ｉｐ、及び第２電圧Ｖｍに基づき算出する。具体的には、第１電流Ｉｐと第２電流Ｉｍの絶対値が等しいとき、その電流値をＩａとすると、抵抗算出部５５は、下記の式（１）に基づき抵抗値Ｒｘを算出することができる。

Ｒｘ＝（Ｖｐ−Ｖｍ）／（Ｉａ×２）＝（Ｖｐ−Ｖｍ）／（２０ｍＡ×２）・・・（１）

また、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２の内部抵抗Ｒｉを予め精密に測定しておき、抵抗算出部５５は、内部抵抗Ｒｉに基づいて抵抗値Ｒｘを補正することが好ましい。具体的には、抵抗算出部５５は、下記の式（２）に基づき抵抗値Ｒｘを算出してもよい。式（２）によれば、抵抗値Ｒｘの算出精度を向上させることができる。

Ｒｘ＝｛（Ｖｐ−Ｖｍ）／（Ｉａ×２）｝−Ｒｉ ・・・（２）

基板検査部５６は、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２により測定された第１電圧Ｖｐ、第２電圧Ｖｍに基づき抵抗算出部５５が算出した抵抗値Ｒｘに基づいて、導体パターンＭが形成された基板の検査を行う。具体的には、基板検査部５６は、例えば、抵抗値Ｒｘと予め記憶部に記憶された基準値とを比較し、抵抗値Ｒｘが基準値を超えたとき、その基板を不良と判定する。

次に、本発明の一実施形態に係る検査方法又は検査用治具のメンテナンス方法を実行する基板検査装置１の動作について、説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る検査方法を用いた基板検査装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図３は、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２に生じる酸化膜を説明するための等価回路である。図３に示す等価回路は、例えばプローブ針３１のプローブ後端部Ｘ１と接続電極３２の電極表面Ｘ２との接触部に酸化膜が形成された場合のその接触部分を概念的に表した等価回路である。

図３に示すように、プローブ後端部Ｘ１と電極表面Ｘ２との接触部に酸化膜が形成される不良が生じると、通常の接触抵抗Ｒｃと、ゼーベック効果による熱起電力を生じる電源Ｖｃと抵抗Ｒｖｃの直列回路と、酸化膜の整流作用により生じるダイオードＤｃと抵抗Ｒｄｃとの直列回路とが並列に接続された等価回路が形成される。

このように、酸化膜が形成されることで生じた整流作用は、上述の式（１）、式（２）によっても相殺することができないため、抵抗値Ｒｘの測定精度が低下する。また、酸化膜は、事後的に時間の経過に伴って形成されるため、酸化膜により生じた抵抗成分は、予め測定された内部抵抗Ｒｉには含まれていない。従って、抵抗算出部５５は、式（２）によっても酸化膜の影響を排除することができない。

そこで、基板検査装置１は、以下の検査方法により、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２に酸化膜が形成される不良が生じているか否かを検査する。これにより、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２に酸化膜が形成されていることが判れば、クリーニングにより酸化膜を除去することが可能となる。

図４は、この検査方法及び検査用治具のメンテナンス方法を説明するためのタイミングチャートである。（ａ）は電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が良品（酸化膜が形成されていない）の場合を示し、（ｂ）は電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が不良（酸化膜が形成されている）の場合を示している。実線は、プローブ針３１の電位を示し、破線はプローブ針４１の電位を示している。以下、図４を参照しながら図３に示すフローチャートについて説明する。

まず、電流プローブＰｃ１と電圧プローブＰｖ１とが導体パターンＭの一方端部Ｍ１に接触され、電流プローブＰｃ２と電圧プローブＰｖ２とが導体パターンＭの他方端部Ｍ２に接触されている。

そして、第３電圧取得部５３は、スイッチＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２をオフして定電流源２を電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２から切り離し、導体パターンＭに電流が流れないようにする。さらに、第３電圧取得部５３は、スイッチＣ１，Ｃ２をオンして電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２を電圧計４に接続し、電圧計４によって、第３電圧Ｖｏを測定させる（ステップＳ１：タイミングＴ１）。このとき、第３電圧Ｖｏとしてゼーベック効果による起電力が測定されることになる。

次に、第１電圧取得部５１は、スイッチＡ１，Ａ２をオン、スイッチＢ１，Ｂ２をオフして定電流源２を電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２に接続し、定電流源２から電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２を介して導体パターンＭへ、第１電流Ｉｐを流させる（タイミングＴ２）。そして、第１電圧取得部５１は、スイッチＣ１，Ｃ２をオンして電圧計４によって、第１電圧Ｖｐを測定させる（ステップＳ２：タイミングＴ３）。

次に、第２電圧取得部５２は、スイッチＡ１，Ａ２をオフ、スイッチＢ１，Ｂ２をオンして定電流源２を逆向きに電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２に接続し、定電流源２から電流プローブＰｃ１，Ｐｃ２を介して導体パターンＭへ、第１電流Ｉｐとは逆方向の第２電流Ｉｍを流させる（タイミングＴ４）。そして、第２電圧取得部５２は、スイッチＣ１，Ｃ２をオンして電圧計４によって、第２電圧Ｖｍを測定させる（ステップＳ３：タイミングＴ５）。

次に、判定部５４は、下記の式（３），（４），（５）に基づき、差分値Ｖｄを算出する（ステップＳ４）。
Ｖｄ１＝Ｖｐ−Ｖｏ ・・・（３）
Ｖｄ２＝Ｖｏ−Ｖｍ ・・・（４）
Ｖｄ＝｜Ｖｄ１−Ｖｄ２｜ ・・・（５）

図５は、判定部５４による判定方法を説明するための説明図である。（ａ）は電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が良品（酸化膜が形成されていない）の場合を示し、（ｂ）は電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が不良（酸化膜が形成されている）の場合を示している。図５では、電流Ｉを横軸、電圧Ｖを縦軸とする二次元平面上に、第１電流Ｉｐ及び第１電圧Ｖｐによって示される第１点Ｐ１と、第２電流Ｉｍ及び第２電圧Ｖｍによって示される第２点Ｐ２と、電流値ゼロ及び第３電圧Ｖｏによって示される第３点Ｐ３とをプロットされている。

電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が良品（酸化膜が形成されていない）のときは、図５（ａ）に示すように、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が、略直線Ｌ上に配置される。一方、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が不良（酸化膜が形成されている）のときは、図５（ｂ）に示すように、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が直線上に配置されない。

従って、判定部５４は、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が略直線上に配置されるか否かを確認し、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が直線上に配置されない場合に電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が、酸化膜が形成された不良状態であると判定することができる。

ここで、第１電流Ｉｐと第２電流Ｉｍの絶対値が互いに等しい値である場合、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が直線上に配置されると、図５（ａ）に示すように、第１差分値Ｖｄ１と第２差分値Ｖｄ２とが等しくなる。第１差分値Ｖｄ１と第２差分値Ｖｄ２とが等しければ、式（５）から、差分値Ｖｄはゼロとなる。

そこで、判定部５４は、差分値Ｖｄと予め設定された判定閾値Ｖｔｈとを比較し（ステップＳ５）、差分値Ｖｄが判定閾値Ｖｔｈに満たなければ（ステップＳ５でＹＥＳ）、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２は良品であると判定し（ステップＳ６）、差分値Ｖｄが判定閾値Ｖｔｈ以上であれば（ステップＳ５でＮＯ）、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２は不良であると判定する（ステップＳ７）。判定閾値Ｖｔｈは、電圧計４による電圧測定精度や定電流源２による出力電流精度を考慮して適宜設定される。

なお、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が不良と判定された場合、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２をクリーニングして酸化膜を除去する必要があると考えられる。そこで、判定部５４は、差分値Ｖｄと予め設定された判定閾値Ｖｔｈとを比較し（ステップＳ５）、差分値Ｖｄが判定閾値Ｖｔｈに満たなければ（ステップＳ５でＹＥＳ）、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２を含む検査治具をクリーニングする必要はないと判定し（ステップＳ６）、差分値Ｖｄが判定閾値Ｖｔｈ以上であれば（ステップＳ５でＮＯ）、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２をクリーニングする必要があると判定してもよい。

そして、判定部５４は、その判定結果を図略の表示装置に表示することにより、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が不良と判定された場合、あるいは電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２をクリーニングする必要があると判定された場合、ユーザはその電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２をクリーニングして酸化膜を除去することができるので、酸化膜による抵抗測定精度の低下や基板検査精度の低下を解消することが可能となる。

なお、第１電流Ｉｐと第２電流Ｉｍの絶対値は、互いに等しい値でなくてもよく、判定部５４は、第１点Ｐ１，第２点Ｐ２，及び第３点Ｐ３が略直線上に配置されるか否かに基づいて、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２が、酸化膜が形成された不良状態であるか否かを判定する構成としてもよい。

なお、第１プローブとして電流プローブＰｃ１と電圧プローブＰｖ１とを備え、第２プローブとして電流プローブＰｃ２と電圧プローブＰｖ２とを備えた四端子測定法による抵抗測定装置の例を示したが、例えば図６に示すように、電流プローブＰｃ１と電圧プローブＰｖ１の代わりに、電流供給と電圧測定とに共用される第１プローブＰｒ１を備え、電流プローブＰｃ２と電圧プローブＰｖ２の代わりに、電流供給と電圧測定とに共用される第２プローブＰｒ２を備える構成としてもよい。

また、基板検査装置１，１ａは、基板検査部５６を備えず、例えばテスター等の抵抗測定装置として構成されていてもよい。また、必ずしも基板検査装置１，１ａや抵抗測定装置に第１電圧取得部５１、第２電圧取得部５２、第３電圧取得部５３、及び判定部５４が内蔵される例に限らない。例えば、電圧プローブＰｖ１，Ｐｖ２やこれらプローブを保持する検査治具を装置本体から取り外し可能に構成し、装置本体から取り外されたプローブや検査治具を、上述の検査方法により検査するようにしてもよい。

１，１ａ 基板検査装置（抵抗測定装置）
２ 定電流源
３ 電流計
４ 電圧計
５ 制御部
１１，２１，３１，４１ プローブ針
１２，２２，３２，４２ 接続電極
１３，２３，３３，４３ ケーブル
５１ 第１電圧取得部
５２ 第２電圧取得部
５３ 第３電圧取得部
５４ 判定部
５５ 抵抗算出部
５６ 基板検査部
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２ スイッチ
Ｉｍ 第２電流
Ｉｐ 第１電流
Ｍ 導体パターン（導体）
Ｍ１ 一方端部
Ｍ２ 他方端部
Ｐ１ 第１点
Ｐ２ 第２点
Ｐ３ 第３点
Ｐｃ１ 電流プローブ（第１電流プローブ）
Ｐｃ２ 電流プローブ（第２電流プローブ）
Ｐｒ１ 第１プローブ
Ｐｒ２ 第２プローブ
Ｐｖ１ 電圧プローブ（第１電圧プローブ）
Ｐｖ２ 電圧プローブ（第２電圧プローブ）
Ｒｘ 抵抗値
Ｖｄ 差分値
Ｖｄ１ 第１差分値
Ｖｄ２ 第２差分値
Ｖｍ 第２電圧
Ｖｏ 第３電圧
Ｖｐ 第１電圧
Ｖｔｈ 判定閾値

Claims (8)

1. 導体の抵抗値を測定するための抵抗測定装置であって、
   前記導体に接触させるための第１及び第２プローブと、
   前記第１及び第２プローブによって、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記導体に生じる第１電圧を取得する第１電圧取得部と、
   前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記導体に生じる第２電圧を取得する第２電圧取得部と、
   前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記導体に生じる第３電圧を前記第１及び第２プローブにより取得する第３電圧取得部と、
   前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記第１及び第２プローブに関する良否を判定する判定部とを備える抵抗測定装置。
2. 前記第１プローブは、
   前記導体に電流を流すための第１電流プローブと、
   前記電流により前記導体に生じた電圧を検出するための第１電圧プローブとを含み、
   前記第２プローブは、
   前記導体に電流を流すための第２電流プローブと、
   前記電流により前記導体に生じた電圧を検出するための第２電圧プローブとを含み、
   前記第１電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に、前記第１電流を流したときに前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第１電圧を取得し、
   前記第２電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に、前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第２電圧を取得し、
   前記第３電圧取得部は、前記第１及び第２電流プローブ間に電流を流さない状態で、前記第１及び第２電圧プローブにより測定される前記第３電圧を取得する請求項１記載の抵抗測定装置。
3. 前記判定部は、前記電流と前記電圧とをパラメータとする二次元平面上で、前記第１電流及び前記第１電圧によって示される第１点と、前記第２電流及び前記第２電圧によって示される第２点と、電流値ゼロ及び前記第３電圧によって示される第３点とが略直線上に配置されないとき、前記第１及び第２プローブに関する不良があると判定する請求項１又は２に記載の抵抗測定装置。
4. 前記第１電流と前記第２電流とは、電流値の絶対値が互いに等しい請求項１〜３のいずれか１項に記載の抵抗測定装置。
5. 前記判定部は、前記第１電圧と前記第３電圧との差である第１差分値と、前記第２電圧と前記第３電圧との差である第２差分値との差が予め設定された判定閾値を超えたとき、前記第１及び第２プローブに関する不良があると判定する請求項４記載の抵抗測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の抵抗測定装置と、
   基板に形成された配線パターンを前記導体として前記第１及び第２プローブにより測定された電圧に基づき、前記基板の検査を行う基板検査部とを備えた基板検査装置。
7. 導体に接触されるための第１及び第２プローブに関する不良を検査するための検査方法であって、
   前記導体に前記第１及び第２プローブを接触させ、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第１電圧を取得する第１電圧取得工程と、
   前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第２電圧を取得する第２電圧取得工程と、
   前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記第１及び第２プローブにより測定される第３電圧を取得する第３電圧取得工程と、
   前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記第１及び第２電圧プローブに関する良否を判定する判定工程とを含む検査方法。
8. 導体に接触されるための第１及び第２プローブを含む検査用治具のメンテナンス方法であって、
   前記導体に前記第１及び第２プローブを接触させ、前記導体に所定の第１電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第１電圧を取得する第１電圧取得工程と、
   前記第１及び第２プローブによって、前記導体に前記第１電流とは逆方向の第２電流を流したときに前記第１及び第２プローブにより測定される第２電圧を取得する第２電圧取得工程と、
   前記第１及び第２プローブにより前記導体に電流を流さない状態で、前記第１及び第２プローブにより測定される第３電圧を取得する第３電圧取得工程と、
   前記第１、第２、及び第３電圧に基づいて前記検査用治具のクリーニングの要否を判定する判定工程とを含む検査用治具のメンテナンス方法。

Images