JP3276267B2 - 電気抵抗測定装置および電気抵抗測定方法 - Google Patents
電気抵抗測定装置および電気抵抗測定方法Info
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Description
検査ヘッドを圧接し、当該検査ヘッドが圧接された個所
における電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置に関し、
特にイオン注入層を有するウエハ、透明電極シート、サ
ーマルヘッド等の平坦な表面を有する被測定物の電気抵
抗を測定するために好適な電気抵抗測定装置、並びに、
この電気抵抗測定装置を用いる電気抵抗測定方法に関す
るものである。
表示装置が広く使用されるに至っている。この液晶表示
装置のセルを構成するガラス基板には、当該セル内に充
填された液晶に電圧を作用させてその配向状態を制御す
る透明導電膜が設けられる。そして、この透明導電膜
は、通常、酸化インジウムと酸化スズよりなるITOと
称される薄膜材料よりなるものとされ、スパッタ法、真
空蒸着法などの蒸着技術によってガラス基板の一面上に
形成されるのが一般的である。然るに、蒸着技術によっ
て形成される薄膜材料は、小さい厚みを有するものとさ
れること、実際の蒸着の条件が相当に微妙なものである
ことなどの理由から、広い面積部分にわたって膜厚を均
一なものとすることが容易ではなく、特に局部的に膜厚
が過大または過小の不良個所の形成を防止することはき
わめて困難である。
形成されたガラス基板を液晶表示装置に組み込んだ場合
には、当然のことながら、当該不良個所の電気抵抗が局
部的に過大または過小の状態であるため、当該不良個所
において所期の液晶表示作用が阻害されることとなる。
しかしながら、液晶表示装置が製品とされた後にそのよ
うな不良個所が発見された場合には、製品全体が無用の
ものとなって経済的損害が大きくなるので、ガラス基板
に透明導電膜が形成された早期の段階において、当該透
明導電膜の全体について電気抵抗の状態を検査し、上記
のような不良個所を検出することが要請されている。そ
して、このような検査のためには、透明導電膜が形成さ
れたガラス基板の上面を測定対象表面とし、この測定対
象表面における多数の測定個所における電気抵抗の大き
さを測定することがきわめて有効である。
ても、その表面における多数の測定個所について電気抵
抗を測定し、電気抵抗状態が異常な不良個所を発見する
検査を行うことが必要とされている。
装置として、表面電気抵抗測定装置が使用されている。
この表面電気抵抗測定装置は、図8に模式的に示すよう
に、例えば半導体ウエハよりなる被測定物90の測定対
象表面91における測定個所に対し、例えば0.5〜1
mm程度の微小な等距離の間隔で一直線上に並んだ4本
の接触プローブPA,PB,PC,PDを押圧して接触
させ、この状態で、外側の接触プローブPAおよびPD
に電源装置92から電流を供給し、内側の接触プローブ
PBおよびPCによって検出される電圧信号を電気信号
処理装置95において処理することにより、当該測定個
所の電気抵抗の大きさを求めるものである。このような
電気抵抗の測定を、測定対象表面における複数の測定個
所おいて繰り返すことにより、当該被測定物の当該表面
における電気抵抗の分布情報を得ることができる。
号について、当該被測定物の厚みなどの条件を因子とし
て補正処理することにより、当該被測定物が薄膜材料で
ある場合には、例えば、通常シート抵抗と称される厚み
方向における電気抵抗情報として有用な情報を得ること
ができる。このように、この方法は、適宜の基板上に形
成された薄膜、例えばガラス基板上に形成された透明導
電膜に適用することができ、その電気抵抗の分布情報を
得ることができる。
られており、その具体的な内容は、例えば「シリコンの
物性と評価法」(電子材料シリーズ、丸善株式会社発
行)第165頁以下の「電気特性の評価」の章、「半導
体評価技術」(宇佐美晶著、工業調査会発行)の第50
頁以下に紹介されている。
いては、接触プローブを測定対象表面に相当に大きい押
圧力で接触させることが必要であるが、接触プローブは
金属製であってその先端は尖頭状とされているため、被
測定物の表面には、接触プローブが押圧されることによ
って傷が不可避的に発生するようになる。このため、例
えば液晶表示装置のためのガラス基板上の透明導電膜に
ついて電気抵抗の測定を行ったときには、当該透明導電
膜が破壊されてしまい、当該ガラス基板は使用すること
が不可能なものとなってしまう。このような事情から、
電気抵抗の測定は、製品のすべてについて行うことがで
きず、いわゆる抜き取り検査とならざるを得ず、結局、
製品の歩留りを大きくすることはできない。
ドにおける複数の検査電極の各々の表面に、絶縁性弾性
材料中に導電性粒子が含有されてなる共通の感圧異方導
電性シートが配置された電気抵抗測定装置が提案されて
いる(特開平3−107772号公報参照)。この感圧
異方導電性シートは、その厚み方向に押圧された場合
に、当該押圧された個所に厚み方向に伸びる導電路が形
成されるものである。上記の電気抵抗測定装置によれ
ば、被測定物の測定対象表面に対する各検査電極の接触
が感圧異方導電性シートを介してなされるため、当該被
測定物を破壊または損傷することなく電気抵抗を測定す
ることができる。
おいては、次のような問題がある。 (1)感圧異方導電性シートとしては、通常、導電性粒
子の含有割合が5〜20体積%のものが用いられ、それ
自体比較的高い抵抗率を有する。そのため、電気信号測
定装置により検出される電圧信号の強度が低いものとな
り、その結果、被測定物の電気抵抗を高い精度で測定す
ることが困難である。 (2)寸法の大きい被測定物の電気抵抗の測定において
は、検査ヘッドに多数の検査電極を設け、当該検査ヘッ
ドを被測定物の測定対象表面に接触させた状態で、例え
ばスキャナー装置によって電流を供給する電極および電
圧を測定する電極を順次切り換えることにより、1回の
動作で多数の測定個所についての電気抵抗を測定するこ
とが行われている。然るに、寸法の大きい被測定物にお
いては、反りが生じて測定対象表面に起伏が形成されて
いるものが多い。このような被測定物の電気抵抗を測定
する場合には、感圧異方導電性シートの厚みが例えば
0.2mm程度の極めて薄いものであるため、当該感圧
異方導電性シートを、被測定物の測定対象表面に対して
その起伏に追従した状態で接触させることが困難であ
る。その結果、測定個所によって接触抵抗の値や感圧異
方導電性シートに形成される導電路の電気抵抗の値が異
なるため、測定される電気抵抗の値は、各測定個所の間
における誤差範囲が極めて大きいものとなる。
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
被測定物を破壊または損傷させることなしに、所期の電
気抵抗の測定を高い精度で行うことができる電気抵抗測
定装置を提供することにある。本発明の他の目的は、上
記の電気抵抗測定装置を用いる電気抵抗測定方法を提供
することにある。
置は、被測定物の表面に検査ヘッドを圧接し、当該検査
ヘッドが圧接された個所における電気抵抗を測定する装
置であって、前記検査ヘッドは、絶縁性材料よりなる電
極保持板と、 この電極保持板に、互いに離間し、当該電
極保持板の下面から突出した状態で設けられた複数の検
査電極と、 前記電極保持板の下面に設けられた絶縁性材
料よりなる接触部材保持板と、 前記検査電極の各々の下
面に対応して設けられ、当該検査電極と電気的に接続さ
れると共に、前記接触部材保持板を貫通してその下面か
ら突出し、かつ、各々の下面による接触面が実質上同一
平面上に位置するよう、前記接触部材保持板により保持
された複数の接触部材とを具えてなり、前記接触部材
は、弾性エラストマーにより導電性粒子が結着されてな
る導電ゴムにより構成され、当該導電ゴムに含有されて
いる導電性粒子の割合が50〜95体積%であることを
特徴とする。本発明の電気抵抗測定方法は、上記の電気
抵抗測定装置を用い、当該電気抵抗測定装置の検査ヘッ
ドにおける接触部材が、変形率が5〜10%となる範囲
で押圧された状態で、被測定物の電気抵抗が測定される
ことを特徴する。
について具体的に説明する。図1は、本発明の電気抵抗
測定装置の一例の構成を示す説明図である。この電気抵
抗測定装置は、四探針法を利用して平板状の被測定物1
の電気抵抗を測定する装置であり、2は被測定物1が載
置される水平な支持台であって、樹脂等の絶縁性材料に
より構成されている。この支持台2の上方には、被測定
物1の測定対象表面に圧接される検査ヘッド10が配置
されている。30は、検査ヘッド10を下方に押圧して
下降させるための押圧板であり、この押圧板30の下面
に、発泡ポリウレタン、発泡ゴム等よりなる弾性緩衝板
31を介して、検査ヘッド10が固定されている。ま
た、押圧板30は、ロッド32を介してエアシリンダー
よりなる押圧機構(図示省略)に連結されている。
りなる水平な電極保持板15が設けられ、この電極保持
板15には、例えば4つのロッド状の金属製導電ピンよ
りなる検査電極11,12,13,14が、等間隔で一
列に並んだ状態で当該電極保持板15を貫通するよう設
けられている。電極保持板15を構成する絶縁性材料と
しては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂等の樹脂材料、若しくはこれらの樹脂材料に
ガラス繊維や無機充填材が含有されてなる複合材料、ま
たはガラス、セラミック等の無機材料などを用いること
ができる。
2つの検査電極11,14の基端(図で上端)は、それ
ぞれ配線26を介して電流計41および抵抗器42を有
する電源装置40に接続されており、内側の2つの検査
電極12,13の基端は、それぞれ配線26を介して電
圧計46を有する電気信号処理装置45に接続されてい
る。また、電極保持板15の上面は、例えば絶縁性のレ
ジストが硬化されてなる絶縁層25により被覆されてい
る。
板20が適宜の固定手段により当該電極保持板15に固
定されて配置され、この接触部材保持板20には、検査
電極11,12,13,14のそれぞれに対応する、各
々弾性を有する4つの導電ゴムよりなる接触部材21,
22,23,24が、当該接触部材保持板20を貫通し
てその下面から突出するよう設けられている。
に、円柱状の作用部aと、この作用部aの上端側の外周
に沿って形成された鍔部bとなり、それぞれの上面が対
応する検査電極11〜14の先端面(図1で下面)に接
続されると共に、それぞれの下面である接触面cが実質
上同一平面上に位置するよう配置されている。接触部材
21〜24の厚みtは、例えば0.5〜5.0mmであ
り、接触面cの直径は0.5〜5.0mm(面積が0.
2〜19.6mm2 )である。
は、導電性粒子が弾性エラストマーにより結着されてな
るものである。
ニッケル、鉄、錫、アルミニウム、コバルト等の金属の
粒子若しくはこれらの合金の粒子、またはこれらの粒子
の表面に貴金属のメッキを施したもの、ポリスチレン等
のポリマー粒子若しくはジルコニア、アルミナ、シリ
カ、チタニア等の無機粒子に貴金属のメッキを施したも
のなどを用いることができる。これらの中では、接触抵
抗が小さいことなどの電気的特性の点で、金メッキが施
された金属粒子を用いることが好ましい。
10〜1000μm、特に10〜60μmのものを用い
ることが好ましい。粒子径が10μm未満の導電性粒子
を用いる場合には、得られる導電ゴムは固有抵抗値の高
いものとなる。一方、粒子径が1000μm未満の導電
性粒子を用いる場合には、得られる導電ゴムは弾性が小
さいものとなる。
マーとしては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ネオプ
レンゴム、アクリルゴム、ポリブタジエンゴム、ブチル
ゴム、ポリイソプレンゴム、フッ素ゴム、ホスファーゼ
ンゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、ポリエステル
系ゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムな
どを用いることができる。これらの中では、良好な弾力
性が得られる点で、シリコーンゴムが好ましい。
しては、導電性粒子の含有割合が50〜95体積%のも
の、好ましくは70〜80体積%のものが用いられる。
導電性粒子の含有割合が50体積%未満の場合には、得
られる接触部材は、それ自体が抵抗率の高いものとなる
ため、高い精度で電気抵抗を測定することが困難とな
る。一方、導電性粒子の含有割合が95体積%を超える
場合には、十分な弾性を有する導電ゴムが得られない。
ゴムとしては、その硬度(JISAHs)が10〜80
の範囲のものを用いることが好ましく、より好ましくは
15〜60、更に好ましくは20〜40である。硬度が
10未満の導電ゴムを用いる場合には、永久歪みが早期
に生じるため、繰り返しの使用による耐久性が低いもの
となる。一方、硬度が80を超える導電ゴムを用いる場
合には、被測定物を破壊または損傷させる恐れがある。
変形率が5〜10%の範囲で使用されることが好まし
い。変形率が5%未満で使用される場合には、当該接触
部材を被測定物の測定対象表面に対して安定して接触さ
せることが困難となる。一方、変形率が10%を超えて
使用される場合には、接触部材には、永久歪みが生じや
すく、繰り返しの使用による耐久性が低下する。
は、次のようにして電気抵抗の測定が行われる。支持台
2上に被測定物1を載置し、この状態で、押圧板30に
より弾性緩衝板31を介して検査ヘッド10を押圧して
下降させることにより、被測定物1の測定対象表面に検
査ヘッド10の接触部材21〜24が、例えば5〜30
g/mm 2 の押圧力で圧接され、これにより、被測定物
1の測定対象表面と検査電極21〜24とが電気的に接
続される。そして、4つの検査電極11〜14のうち、
外側の2つの検査電極11,14に電源装置40から電
流を供給し、内側の2つの検査電極12,13によって
検出される電圧信号を電気信号処理装置45において処
理することにより、当該測定個所の電気抵抗の測定が達
成される。
導電ゴムよりなる接触部材21〜24を介して、被測定
物1の測定対象表面と、検査電極21〜24との電気的
接続が達成されるので、被測定物1の測定対象表面に傷
が生じることを確実に防止することができ、被測定物1
を損傷または破壊することなしに電気抵抗を測定するこ
とができる。しかも、接触部材21〜24を構成する導
電ゴムは、導電性粒子が50〜95体積%の割合で含有
されてなり、それ自体高い導電性を有するものであるた
め、検査電極12,13において高い強度の電圧信号が
検出され、その結果、被測定物1の電気抵抗を高い精度
で測定することができる。
例の概略を示す説明図である。この電気抵抗測定装置に
おいては、水平に固定配置された検査ヘッド固定板50
の下面に、例えば3つの棒状に長い検査ヘッド51が平
行に離間して配設されおり、検査ヘッド51の各々は、
スキャナー装置60を介して電気信号処理装置61に接
続されており、スキャナー装置60および電気信号処理
装置61は、それぞれ制御装置62に接続されている。
検査ヘッド固定板50の下方には、被測定物1が載置さ
れる、上下方向に移動可能な水平な支持台65が設けら
れ、この支持台65はロッド66を介して押圧機構67
に接続され、この押圧機構67は制御装置62に接続さ
れている。
ては、絶縁性材料よりなる電極保持板52が設けられ、
この電極保持板52の下面には、多数の円板状の検査電
極53が等間隔で一列に並ぶよう配設され、検査電極5
3の各々の下面には、図2に示す接触部材と同様の構成
の接触部材55が設けられており、これらの接触部材5
5は、絶縁性材料よりなる接触部材保持板54により、
当該接触部材保持板54を貫通してその下面から突出
し、それぞれの接触面が実質上同一平面上に位置するよ
う保持されている。
は、支持台65上に被測定物1を載置し、この状態で、
押圧機構67により支持台65を上昇させることによ
り、被測定物1の測定対象表面が、検査ヘッド51の接
触部材55の各々に例えば5〜30g/mm2 の押圧力
で圧接され、これにより、被測定物1の測定対象表面と
検査電極53の各々とが電気的に接続される。このと
き、接触部材55の各々は、被測定物1の測定対象表面
における起伏に応じて変形される。そして、スキャナー
装置60によって、電流を供給する検査電極および電圧
を測定する検査電極51が選択され、当該検査電極51
に対応する接触部材55が圧接された個所における電気
抵抗が測定されると共に、電流を供給する検査電極およ
び電圧を測定する検査電極51が順次切り換えられるこ
とにより、多数の測定個所についての電気抵抗の測定が
達成される。
図1に示す構成の電気抵抗測定装置と同様に、被測定物
1を損傷または破壊することなしに高い精度で電気抵抗
を測定することができる。しかも、被測定物1の測定対
象表面に対する検査ヘッド51の圧接を1回行うことに
より、当該被測定物1の測定対象表面における多数の測
定個所についての電気抵抗を測定することができるの
で、電気抵抗の測定において高い時間的効率が得られ
る。
は、それ自体高い導電性を有するものであるため、接触
部材55の厚みを十分に大きいものとすることができ、
これにより、接触部材55の各々は、被測定物1の測定
対象表面に起伏があるときにも、その起伏に追従させた
状態で測定対象表面に圧接され、しかも、接触部材55
は、押圧によって導電性が変化することがないので、多
数の測定個所の各々の間における誤差範囲を極めて小さ
いものとすることができる。
例を示す説明図である。この電気抵抗測定装置は、いわ
ゆるハンディタイプのものであり、例えば電源、電流
計、電圧計および制御機構を内蔵した装置本体70と、
円柱状の検査ヘッド75と、装置本体70と検査ヘッド
75とを接続する接続ケーブル72とにより構成されて
いる。71は、装置本体70に設けられた電気抵抗の値
の表示部である。
ては、内部の中央に隔壁77を有する円筒状の樹脂製の
ハウジング76と、このハウジング76の一端側(図で
上側)を塞ぐ樹脂製のキャップ78とが設けられてお
り、キャップ78には、接続ケーブル72が固定されて
いる。
て伸びるリベット状の一方の導電部材81が隔壁77を
貫通するよう設けられ、この一方の導電部材81とハウ
ジング76の内壁との間には、一方の導電部材81と同
方向に伸びるリベット状の他方の導電部材82が隔壁7
7を貫通するよう設けられている。一方の導電部材81
および他方の導電部材82の各々の基端には、それぞれ
接続ケーブル72により導入されたリード線73が接続
されている。ハウジング76内における他端側には、一
端に底部84aが形成された、ハウジング76の内径に
適合する外径を有する円筒状検査電極84が配置され、
この円筒状検査電極84の筒孔内における他端側の中央
位置には、アイソレーター87を介して円板状検査電極
83が配置されており、この円板状検査電極83の一面
に、一方の導電部材81の先端が接続され、円筒状検査
電極84の底部84aに、他方の導電部材82の先端が
接続されている。円板状検査電極83の他面には、当該
円板状検査電極83の直径と実質上同一の直径を有する
円板状接触部材85が設けられ、円筒状検査電極84の
他端には、当該円筒状検査電極84の外径および内径と
実質上同一の外径および内径を有するリング状接触部材
86が設けられており、円板状接触部材85およびリン
グ状接触部材86は、それぞれの接触面(図で下面)が
ハウジング76の他端から突出し、互いに実質上同一平
面上に位置するよう配置されている。また、円板状接触
部材85およびリング状接触部材86は、それぞれ弾性
エラストマーにより導電性粒子が50〜95体積%の割
合で結着されてなる弾性を有する導電ゴムにより構成さ
れている。
は、検査ヘッド75における円板状接触部材85および
リング状接触部材86が配置された面を被測定物の測定
対象表面に圧接することにより、被測定物の測定対象表
面と円板状検査電極83および円筒状検査電極84の各
々とが電気的に接続され、この状態で、所要の電気抵抗
の測定が行われる。上記の構成の電気抵抗測定装置によ
れば、円板状接触部材85およびリング状接触部材86
が弾性を有する導電ゴムにより構成されているため、こ
れらの接触面の全面を測定対象表面に十分に圧接させる
ことができ、しかも、圧接された個所に傷が生ずるよう
なこともない。従って、被測定物を破壊または損傷させ
ることなしに、所期の電気抵抗の測定を高い精度で行う
ことができる。
体的な実施例により説明する。下記の条件に従って、図
3および図4に示す電気抵抗測定装置を作製した。 検査ヘッド(51)の数:3個, 各検査ヘッド(51)の配置間隔:50〜150mm, 各検査ヘッド(51)における検査電極(53)の数:
140個, 検査電極(53)のピッチ:3mm, 接触部材(55)の寸法:厚み2mm,接触面の直径2
mm, 接触部材(55)を構成する導電ゴムの材質: 導電性粒子;表面に金メッキが施されたニッケル粒子,
平均粒子径40μm, 弾性エラストマー;シリコーンゴム, 導電性粒子の割合;70体積%, 接触部材(55)を構成する導電ゴムの特性: 硬度(JIS−AHS);30, 押圧による変形率;5〜10% 接触部材(55)に加わる押圧力:20g/mm2
00mm、横幅が500mmのガラス基板の表面に、厚
みが200〜2500Åの透明導電膜が形成されてなる
被測定物について、図7に示す位置の合計15個の個所
における電気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
たところ、すべての測定個所において透明導電膜の損傷
は認められなかった。また、図8に示す接触プローブに
よる電気抵抗測定装置を用いて、上記の被測定物につい
てそれぞれの個所における電気抵抗を測定したところ、
ほぼ同様の値が得られ、高い精度で電気抵抗が測定され
ていることが確認された。
査ヘッドに導電ゴムよりなる接触部材が設けられてお
り、この接触部材を介して、被測定物の測定対象表面と
検査電極との電気的接続が達成されるので、被測定物の
測定対象表面に傷が生じることを確実に防止することが
でき、被測定物を損傷または破壊することなしに電気抵
抗を測定することができる。また、接触部材を構成する
導電ゴムは、導電性粒子が50〜95体積%の割合で含
有されているので、それ自体高い導電性を有するもので
ある。従って、被測定物の電気抵抗を高い精度で測定す
ることができる。
説明図である。
ある。
図である。
示す説明用断面図である。
説明図である。
成を示す説明用断面図である。
測定対象表面における測定個所を示す説明図である。
構成の概略を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 被測定物の表面に検査ヘッドを圧接し、
当該検査ヘッドが圧接された個所における電気抵抗を測
定する装置であって、 前記検査ヘッドは、絶縁性材料よりなる電極保持板と、 この電極保持板に、互いに離間し、当該電極保持板の下
面から突出した状態で設けられた複数の検査電極と、 前記電極保持板の下面に設けられた絶縁性材料よりなる
接触部材保持板と、 前記検査電極の各々の下面に対応して設けられ、当該検
査電極と電気的に接 続されると共に、前記接触部材保持
板を貫通してその下面から突出し、かつ、各々の下面に
よる接触面が実質上同一平面上に位置するよう、前記接
触部材保持板により保持された複数の接触部材とを具え
てなり、 前記接触部材は、弾性エラストマーにより導電性粒子が
結着されてなる導電ゴムにより構成され、当該導電ゴム
に含有されている導電性粒子の割合が50〜95体積%
であることを特徴とする電気抵抗測定装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電気抵抗測定装置を用
い、当該電気抵抗測定装置の検査ヘッドにおける接触部
材が、変形率が5〜10%となる範囲で押圧された状態
で、被測定物の電気抵抗が測定されることを特徴する電
気抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
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JP17471695A JP3276267B2 (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 電気抵抗測定装置および電気抵抗測定方法 |
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JP17471695A JP3276267B2 (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 電気抵抗測定装置および電気抵抗測定方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0926446A JPH0926446A (ja) | 1997-01-28 |
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Cited By (1)
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JP2016004718A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 矢崎総業株式会社 | 導電性弾性部材及びコネクタ |
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