KR101104784B1 - 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101104784B1
KR101104784B1 KR1020100127478A KR20100127478A KR101104784B1 KR 101104784 B1 KR101104784 B1 KR 101104784B1 KR 1020100127478 A KR1020100127478 A KR 1020100127478A KR 20100127478 A KR20100127478 A KR 20100127478A KR 101104784 B1 KR101104784 B1 KR 101104784B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
measuring
resistance
sheet resistance
measurement sample
Prior art date
Application number
KR1020100127478A
Other languages
English (en)
Inventor
강전홍
유광민
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020100127478A priority Critical patent/KR101104784B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101104784B1 publication Critical patent/KR101104784B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716—Elastic
    • G01R1/06722—Spring-loaded
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

본 발명은, 전도성 박막재료의 4지점을 측정지점으로 하여 2개의 동일방향의 측정지점으로 전류를 공급하고 나머지 반대방향 2개의 측정지점에서 저항을 측정하여 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 연산하고, 이를 반데르포우법(van der Pauw method)을 이용하여 전도성 박막의 면저항을 측정할 수 있도록 한 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 전도성 박막의 면저항 측정장치에 있어서, 면저항 측정용 측정시료를 안착시키고, 반데르포우법을 적용하기 위해 측정시료의 4지점을 프로브로 접촉시켜 전류를 공급하고 전압을 측정하기 위한 프로브 스테이션과; 상기 프로브 스테이션의 전류공급단자에 연결되어 프로브 스테이션을 통해 측정시료로 전류를 공급하기 위한 전류원과; 상기 프로브 스테이션의 전압측정단자에 연결되어 전압측정단자에서 측정된 전압을 증폭하고 디지털로 변환하기 위한 A/D 컨버터와; 상기 프로브 스테이션의 4개 단자 중 임의의 동일방향 2개의 프로브에 전류를 공급하고 나머지 반대방향 2개의 프로브를 통해 전압을 측정하는 과정을 반복하여 전류원의 전류 공급을 제어하도록 연결되며, 상기 전압의 측정에 의해 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 각각 측정 연산한 후 측정시료의 면저항을 연산하는 CPU;를 포함하여 구성되며, 상기 구성의 측정장치에 의해 수행되는 전도성 박막의 면저항 측정방법을 제공한다.

Description

반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법 {Sheet Resistance Measurement Apparatus of Thin Film Materials using the van der Pauw method}
본 발명은 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 상세하게 본 발명은, 전도성 박막의 4지점을 측정지점으로 하여 동일방향 2 측정지점에서 전류를 공급하고 반대방향 2 측정지점에서 전압을 측정하여 저항을 구하는 방식으로 수직축 방향과 수평축 방향에서 저항을 연산하고, 이를 반데르포우법(van der Pauw method)을 이용하여 전도성 박막의 면저항을 측정할 수 있도록 한 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
디스플레이 산업이 급속도로 발전함에 따라 평판 표시장치(Flat Panel Display)인 LCD, PDP, 휴대폰과 같은 디스플레이 장치에서 박막 재료의 면저항 측정은 필수적인 공정 중에 하나이며, 대표적으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)는 투명 전극으로 주로 사용되는 물질로서 물성과 박막의 증착상태를 확인하는 평가방법으로 면저항 정밀측정이 요구된다.
LCD나 PDP 생산 공정에서 ITO의 면저항 관리가 필요한 이유는 LCD나 PDP의 소비전력, 광학적 투과도 개선, TFT의 동작특성 등과 매우 밀접한 관계를 가지고 있기 때문이다.
즉, ITO의 면저항이 크면 전력소비량이 커지고, 면저항을 낮추기 위해 ITO의 두께를 증가시키면 투과도가 저하된다.
일반적으로 LCD나 PDP 공정에서 사용되는 ITO의 면저항은 제품의 설계에 따라 수 Ω/sq. ∼ 수백 Ω/sq. 범위이며, ITO의 면저항이 균일하지 않을 때에는 TFT의 동작 특성이 저하되어 화질에 영향을 주게 되므로 제품의 품질과 직접으로 관계하기 때문에 생산라인에서의 공정관리를 위해 면저항 관리가 매우 중요하다.
지금까지 이러한 ITO(Indium Tin Oxide)박막의 면저항 정밀측정은 주로 Four-Point Probe(FPP) method에 의한 측정기를 사용하고 있으며, 이 측정 방법은 국부적인 위치에서 정밀 측정이 가능한 장점이 있으나, 시료 전체의 면저항 분포를 알기 위해서는 시료 전체면에 대하여 일정한 간격으로 측정해야 하는 번거로움과 시료의 표면에 손상을 줄 수 있는 단점이 수반되었다.
그러나 반데르포우법(van der Pauw method)은 대면적을 갖는 전도성 박막의 전체 면저항을 정밀하게 측정할 수 있는 기술로 박막 시료의 네 모퉁이에 전극을 구성하여 측정하므로 박막 시료의 표면에 손상을 주지 않으며 FPP 방법에 비해 측정시간 등이 단축되고 면저항을 쉽게 측정할 수 있는 장점이 있어서 이에 따른 면저항 측정 장치가 필요하게 되었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.
이에 본 발명은, 대면적을 갖는 전도성 박막의 면저항을 기존의 FPP 방법보다 쉽게 측정할 수 있도록 고안된 것으로서, 박막의 면저항을 수 초 이내에 정밀 측정할 수 있도록 설계된 면저항 측정장치와 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.
본 발명은, 전도성 박막의 면저항 측정장치에 있어서, 면저항 측정용 측정시료를 안착시키고, 반데르포우법을 적용하기 위해 측정시료의 4지점을 프로브로 접촉시켜 전류를 공급하고 전압을 측정하기 위한 프로브 스테이션과; 상기 프로브 스테이션의 전류공급단자에 연결되어 프로브 스테이션을 통해 측정시료로 전류를 공급하기 위한 전류원과; 상기 프로브 스테이션의 전압측정단자에 연결되어 전압측정단자에서 측정된 전압을 증폭하고 디지털로 변환하기 위한 A/D 컨버터와; 상기 프로브 스테이션의 4개 단자 중 임의 동일방향 2개의 프로브에 전류를 공급하고 나머지 2개의 프로브를 통해 전압을 측정하는 과정을 제어하도록 연결되며, 상기 측정방법에 의해 수직축 방향 저항과 수평축 방향의 저항을 각각 구한 후 측정시료의 면저항을 연산하는 CPU;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 프로브 스테이션은, 각 전극을 구성하기 위해 내부의 공간이 형성된 프레임과; 상기 프레임의 하측에 설치되고, 상면에 측정시료가 얹혀져 상하로 승강되어 측정지점 및 전극이 설정될 수 있도록 한 스테이지와; 상기 스테이지의 외곽 모서리 하나의 지점에 기준전극이 고정 설치되고, 상기 기준점 전극을 기준으로 스테이지의 X축 변과, Y축 변에 각각 축선을 따라 이동되는 축선이동부가 설치되며, 상기 X축과 Y축의 축선이동부에 각각 끝단이 결합된 X축, Y축 이송로드의 교차지점에 결합되어 축선이동부와 함께 X축, Y축 모든 방향으로 이동되는 교차이동부가 설치된 좌표 이송유닛과; 상기 기준점 전극과 각 축선이동부 및 교차이동부에 결합되고, 각각의 하측부에 측정시료에 접촉되기 위한 프로브가 장착된 프로브유닛;을 포함하여 구성된다.
특히, 본 발명은 상기 스테이지의 하면과 프레임의 사이에는 측정시료가 얹혀진 상태에서 스테이지의 높이를 조절하기 위한 높이조절부가 설치되며, 상기 높이조절부는, 스테이지 하면과 프레임에 각각 양단이 지지된 볼스크류기구와; 상기 볼스크류기구에 구동력을 전달하기 위해 볼스크류기구와 동력전달 가능하게 결합되고 일끝단이 프레임의 외부로 돌출되도록 구성된 동력전달로드;를 포함하여 구성된다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 과정을 수행한다.
본 발명은, 전도성 박막의 면저항 측정방법에 있어서, 측정시료의 일측 모서리 지점이 프로브 스테이션의 기준점 전극의 하측에 위치되도록 하여 측정지점의 기준점(0,0)이 설정되도록 하며 측정시료를 스테이지에 안착시키는 단계와; 상기 기준점(0,0)을 포함하여 4지점(0,0), (d1,0), (0,d2), (d1,d2)의 측정지에 각각 프로브가 위치될 수 있도록 하기 위해 X축과 Y축의 축선이동부의 프로브유닛을 각각 이동시켜 각 축선이동부와 교차이동부의 프로브유닛이 각 지점에 위치되도록 하거나, 교차이동부의 프로브유닛을 이동시켜 각 축선이동부의 프로브유닛이 각 지점에 위치되도록 하는 단계와; 상기 각 측정지점(0,0), (0,d2), (d1,0), (d1,d2)에 위치된 프로브유닛의 프로브에 측정시료가 전기적, 기계적으로 접촉되도록 하기 위해 높이조절부를 구동시켜 스테이지를 상승시키는 단계와; 상기 측정시료가 프로브에 접촉되면, 2지점의 프로브를 통해 전류를 공급하고, 나머지 2지점의 프로브를 통해 전압을 측정한 후 수학식 1과 2를 이용하여 수직축 방향의 저항을 연산하는 단계와; 상기 측정시료가 프로브에 접촉된 후 2지점의 프로브를 통해 전류를 공급하고, 나머지 2지점의 프로브를 통해 전압을 측정한 후 수학식 1과 2를 이용하여 수평축 방향의 저항을 연산하는 단계와; 상기 연산된 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 반 데르 포우 법에 의한 수학식3에 의해 면저항을 연산하여 출력하는 단계;를 수행한다.
여기서, 상기 면저항은 프로브 스테이션의 4개의 프로브 중 임의의 동일 방향의 2개 프로브에 전류를 공급하고, 나머지 반대방향 2개의 프로브에서 전압을 측정하여 수직축 방향의 저항과, 수평축 방향의 저항을 수학식 1과 같이 각각 연산하고, 상기 연산된 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 수학식 2와 같이 측정된 저항값으로 연산하여, 수학식 3과 같이 면저항으로 연산된다.
상기에서와 같이 본 발명은, 각종 전도성 박막 재료의 면저항 측정시 크기와 형상에 관계없이 네 모퉁이에 네 개의 측정전극을 구성하면 누구나 정확하게 대면적의 면저항을 수 초 이내에 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 간단하게 조작이 가능한 프로브 스테이션장치에 의해 박막의 면저항을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 평면 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 저면 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 면저항 측정방법의 순서도.
도 7은 본 발명에 의한 면저항 측정방법의 보정수 산출 그래프.
상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 블록도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 면저항 측정장치는 프로브 스테이션(10), 전류원(20), A/D 컨버터(30), CPU(40)로 이루어진다. 본 실시예에서 면저항을 측정하기 위한 측정시료(1)는 대략 직사각 또는 정사각의 형태를 갖는 것을 예시하지만, 정확한 직사각 또는 정사각에서 벗어난 일부구간의 라운드 형상 또는 사다리꼴 형상 등의 임의 형상을 갖는 시료를 포함할 수 있다.
상기 프로브 스테이션(10)은 면저항 측정용 측정시료(1)가 안착되며, 반데르포우법을 적용하기 위해 측정시료(1)의 4지점을 프로브(2)로 접촉시켜 전류를 공급하고 전압을 측정하기 위한 구성이다.
상기 전류원(20)은 프로브 스테이션(10)의 전류공급단자에 연결되어 프로브 스테이션(10)을 통해 측정시료(1)로 전류를 공급하기 위한 구성이다. 상기 A/D 컨버터(30)는 프로브 스테이션(10)의 전압측정단자에 연결되어 전압측정단자에서 측정된 전압을 증폭하고 디지털로 변환하기 위한 구성이다.
상기 CPU(40)는 프로브 스테이션의 4개 단자 중 임의의 동일방향 2개의 프로브(2)에 전류를 공급하고 나머지 반대방향 2개의 프로브를 통해 전압을 측정하는 과정을 반복하도록 전류원(20)의 전류 공급을 제어하도록 연결된 중앙처리장치이다. 이와 같은 CPU(40)는 상기 전압의 측정에 의해 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 각각 측정 연산한 후 측정시료(1)의 면저항을 연산하게 된다.
도면 중 부호(41)은 CPU(40)에 의해 연산되어 출력되는 면저항 값이 수치형태로 표시되도록 하기 위한 표시부이며, 상기 표시부는 LCD 등이 적용되어 구성된다. 또한, 부호(31)은 증폭부, (42)는 전원부를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 평면 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 저면 사시도, 도 4는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 평면도, 도 5는 본 발명에 의한 면저항 측정장치의 프로브 스테이션 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 프로브 스테이션(10)은 프레임(11), 스테이지(12), 좌표이송유닛(50), 프로브유닛(60)으로 구성된다. 또한, 상기 프로브 스테이션(10)은 높이조절부(70)를 더 갖추어 구성된다.
상기 프레임(11)은 각 구성이 설치되기 위한 내부의 공간이 형성된 사각의 박스형태 구성이다. 여기서, 상기 프레임(11)은 상부가 개방되어 측정시료(1)를 스테이지(12) 상에 얹어 안착시킬 수 있도록 구성된다.
상기 스테이지(12)는 프레임(11)의 하측에 설치된다. 이와 같은 스테이지(12)는 측정을 수행하기 위한 공간의 바닥면으로 형성되고, 상면에 측정시료(1)가 얹혀져 상하로 승강되어 측정위치가 설정될 수 있도록 구성된다.
상기 좌표이송유닛(50)은 기준부(51), X축과 Y축의 축선이동부(52), 교차이동부(53)로 구성된다.
상기 기준부(51)는 스테이지(12)의 외곽 모서리 일지점에 고정설치된다. 이와 같은 기준부(51)는 측정시료(1)가 스테이지(12)에 안착될 때의 원점(0,0)이 된다. 즉, 상기 기준부(51)는 상기 프로브유닛(60)이 원점 상에 위치되도록 한 구성이다.
상기 X축, Y축의 축선이동부(52)는 기준점부를 기준으로 스테이지(12)의 X축 변과, Y축 변에 각각 축선을 따라 프레임(11)에 설치된다. 구체적으로, 상기 각 축선이동부(52)는 프레임(11) 상에 레일(54)이 설치된 구성으로, 그 레일(54)에 프로브유닛(60)이 슬라이드 이동가능하게 설치된 구성이다.
상기 교차이동부(53)는 X축과 Y축의 축선이동부(52)에 각각 끝단이 결합된 X축, Y축 이송로드(55)의 교차지점(상, 하의 높이차로 교차됨)에 상기 프로브유닛(60)이 설치되어 구성된다. 이와 같은 교차이동부(53)는 축선이동부(52)와 함께 X축, Y축 모든 방향으로 이동되는 구성이다.
상기 프로브유닛(60)은 전술한 것과 같이 기준부(51)와 각 축선이동부(52) 및 교차이동부(53)에 결합되고, 각각의 하측부에 측정시료(1)에 접촉되기 위한 프로브(2)가 장착된다. 바람직하게 상기 프로브(2)는 프로브유닛(60)의 내측으로 스프링 등이 개재되어 측정시료(1)와 접촉될 때 탄성을 유지하게 된다. 특히, 상기 프로브유닛(60)의 일측에는 전술한 전류원(20)을 통해 전원을 공급받거나 프로브(2)를 통해 측정된 저항값을 출력하기 위한 전류공급단자가 형성된다.
상기 높이조절부(70)는 스테이지(12)의 하면과 프레임(11)의 사이에 설치된다. 상기 높이조절부(70)는 측정시료(1)가 얹혀진 스테이지(12)의 높이를 조절하기 위해 볼스크류기구(71)와, 동력전달로드(72)로 구성된다.
상기 볼스크류기구(71)는 스테이지(12) 하면과 프레임(11)에 각각 양단이 지지되어 구성된다. 참고로 상기 볼스크류기구(71)는 나사형태의 축과 그 외측에 볼이 개재되어 회전되는 부싱이 결합된 통상의 구성이다.
상기 동력전달로드(72)는 볼스크류기구(71)에 동력전달 가능하게 결합되고(예를 들어 볼스크류기구의 부싱과 워엄과 워엄기어의 형태로 결합) 일끝단이 프레임(11)의 외부로 돌출되도록 구성된다. 이때, 상기 동력전달로드(72)의 돌출된 끝단에는 스테이지(12)를 자동으로 승강시키기 위한 모터등의 구동기구가 결합될 수 있으며, 도면에서와 같이 핸들이 설치되어 작업자가 수작업에 의해 동력전달로드(72)를 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 프로브 스테이션(10)은 측정시료(1)의 규격에 제한을 두지는 않지만, 가장 많은 측정을 요구하는 측정시료(1)의 규격으로 최저(10 ㅧ 10) mm 이상 최대 (500 ㅧ 500) mm의 크기가 측정될 수 있도록 한 구성을 예시한다.
도 6은 본 발명에 의한 면저항 측정방법의 순서도이다.
도면을 참조하면, 상기 면저항 측정방법은 우선 측정시료(1)를 스테이지(12)에 얹어 안착시킨다(S10). 이때, 상기 측정시료(1)는 일측 모서리 지점이 프로브 스테이션(10)의 기준부(51) 하측에 위치되도록 하는데, 이에 따라 상기 기준부(51)의 하측은 측정지점의 기준점(0,0)으로 설정된다.
상기와 같이 상기 측정시료(1)가 안착되면, 상기 기준점(0,0)을 포함하여 4지점(0,0), (d1,0), (0,d2), (d1,d2)의 측정지점에 각각 프로브(2)가 위치되도록 한다(S20). 여기서, 상기 측정지점에 각각 프로브(2)가 위치되도록 하기 위해서는 다음의 두가지 과정 중 어느 한 과정을 수행하게 된다.
첫째로, 상기 4개소의 측정지점에 각각의 프로브(2)가 위치되도록 하기 위해서는 X축과 Y축의 축선이동부(52)에 결합된 프로브유닛(60)을 각각 이동시켜 수행하게 되는데, 이때, 상기 각 축선이동부(52)의 프로브유닛(60)이 이동되면, 각 축선이동부(52)와 결합된 교차이동부(53)의 이송로드(55)가 연동되어 교차이동부(53)와 결합된 프로브유닛(60)이 측정지점으로 자동이동되어 각 측정지점 상에 프로브(2)가 위치되도록 한다(S21).
둘째로, 상기 4개소의 측정지점에 각각의 프로브(2)가 위치되도록 하기 위해서는 교차이동부(53)와 결합된 프로브유닛(60)을 이동시키게 되는데, 이때, 상기 각 축선이동부(52)의 프로브유닛(60)이 전술한 이송로드(55)에 의해 자동으로 동시 이동되어 각 측정지점 상에 프로브(2)가 위치되도록 한다(S22).
이후, 상기 각 측정지점(0.0), (0,d2), (d1.0), (d1,d2)에 위치된 프로브유닛(60)의 프로브(2)에 측정시료(1)가 전기적, 기계적으로 접촉되도록 하기 위해 스테이지(12)를 상승시키게 된다.(S30) 여기서, 상기 스테이지(12)의 상승은 높이조절부(70)의 동력전달로드(72)를 회전시킴에 의해 볼스크류기구(71)를 구동시켜 수행된다.
상기와 같이 측정시료(1)의 4지점이 프로브(2)에 접촉되면 전술한 CPU(40)의 제어에 의해 면저항을 측정하기 위한 과정이 수행된다. 이를 구체적으로 설명하면 아래와 같으며, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 측정시료(1)의 위치를 좌상의 위치를 1이라 하고, 1에서부터 시계방향으로 2에서 4까지 측정지점에 대한 번호를 부여하여 가정하며, 이는 도면상 (0,0), (d1,0), (d1,d2), (0,d2)의 좌표와 일치된다.
상기와 같이 4개소의 측정지점에 프로브(2)가 접촉되면, 상기 CPU(40)에서는 전류원(20)을 제어하여 측정지점 1, 2의 프로브(2)를 통해 전류를 공급하게 된다(S40). 이때, 상기 전류는 측정시료의 종류, 크기 등에 따라 자동으로 전류를 설정하여 시료에 공급하게 된다.
이와 같이 전류가 공급되면, 측정지점 3, 4의 프로브(2)에서는 전압을 측정하고, 반대로 3, 4의 프로브(2)에 전압을 인가하고 1, 2의 프로브(2)에서 전압을 측정하여 측정된 전압의 정보가 CPU(40)로 전송되면, CPU(40)에서는 후술할 수학식 1, 수학식 2의 연산을 수행하여 수직축 저항을 계산한다(S50).
상기와 같이 수직축 저항이 계산되면, 상기 CPU(40)에서는 전류원(20)을 제어하여 측정지점 1, 4의 프로브(2)를 통해 전류를 공급하고(S60), 측정지점 2, 3의 프로브(2)에서 전압을 측정한 후, 반대로 2, 3의 프로브(2)에 전류를 공급하고, 1, 4의 프로브(2)에서 전압을 측정하여 측정된 전압의 정보가 CPU(40)로 전송되도록 하면, 상기 CPU(40)에서는 후술할 수학식 1, 수학식 2의 연산을 수행하여 수평축 저항을 계산한다(S70).
여기서, 상기 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 측정할 때 공급되는 전류는 측정 정밀도 향상을 위하여 측정시료의 저항을 연산하기에 적당한 전압이 측정되도록 CPU(40)에서 전류원(20)을 제어하여 전류의 세기를 조절하게 됨은 당연하다.
상기와 같이 수직축, 수평축 방향의 저항 연산이 모두 수행되면, 상기 연산된 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 반데르포우법에 의한 후술할 수학식3에 의해 면저항을 연산하여 출력하게 된다(S80).
여기서, 상기 수학식 1 내지 수학식 3은 아래와 같다.
Figure 112010082249943-pat00001
Figure 112010082249943-pat00002
이때, RVER는 수직축 방향의 저항이며, Rhori는 수평축 방향의 저항, R12 ,34는 V34/I12 (위치 1, 2에 전류 공급, 위치 3, 4에서 전압 측정하여 연산된 저항, 이하 나머지도 같은 방법으로 표시)이며, R34 ,12는 V12/I34이며, R14 , 23는 V23/I14이며, R23 , 14은 V14/I23이다.
Figure 112010082249943-pat00003
Figure 112010082249943-pat00004
여기서, Rs는 박막의 면저항,
R은 반데르포우법에 의해 측정된 박막의 평균 저항값,
f(r)은 Rver과 Rhori의 저항비에 의한 상수이다.
특히, 상기 수학식 1 내지 수학식 3의 계산을 수행할 때 수직축의 저항을 측정하기 위한 길이와 수평축의 저항을 측정하기 위한 길이가 상이할 경우, 즉, 측정시료(1)가 정사각형의 형태가 아닐 경우, 측정시료의 보다 정확한 면저항을 얻기 위해 도 7에서와 같은 그래프를 통해 얻어진 보정수를 곱하여 측정시료(1)의 최종적인 면저항 값을 얻게 된다.
상기와 같이 CPU(40)에 의해 연산된 면저항 값의 출력은 측정인이 육안으로 인지할 수 있도록 하기 위한 숫자의 형태로 표시부(41)에 표시되거나(S90), 또는 별도로 마련된 데이터 베이스 등으로 입력되어 저장된다.
10: 프로브 스테이션 11: 프레임
12: 스테이지 20: 전류원
30: A/D 컨버터 40: CPU
50: 좌표이송유닛 60: 프로브유닛
70: 높이조절부

Claims (5)

  1. 전도성 박막의 면저항 측정장치에 있어서,
    면저항 측정용 측정시료(1)를 안착시키고, 반데르포우법을 적용하기 위해 측정시료(1)의 4지점을 프로브(2)로 접촉시켜 전류를 공급하고 전압을 측정하기 위한 프로브 스테이션(10)과;
    상기 프로브 스테이션(10)의 전류공급단자에 연결되어 프로브 스테이션(10)을 통해 측정시료(1)로 전류를 공급하기 위한 전류원(20)과;
    상기 프로브 스테이션(10)의 전압측정단자에 연결되어 전압측정단자에서 측정된 전압을 증폭하고 디지털로 변환하기 위한 A/D 컨버터(30)와;
    상기 프로브 스테이션의 4개 단자 중 임의의 동일방향 2개의 프로브(2)에 전류를 공급하고 나머지 반대방향 2개의 프로브(2)를 통해 전압을 측정하는 과정을 반복하고 전류원(20)의 전류 공급을 제어하도록 연결되며, 상기 전압의 측정에 의해 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 각각 측정 연산한 후 측정시료(1)의 면저항을 연산하는 CPU(40);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반데르포우 측정방법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 스테이션(10)은
    각 구성이 설치되기 위한 내부의 공간이 형성된 프레임(11)과;
    상기 프레임(11)의 하측에 설치되고, 상면에 측정시료(1)가 얹혀져 상하로 승강되어 측정위치가 설정될 수 있도록 한 스테이지(12)와;
    상기 스테이지(12)의 외곽 모서리 일지점에 기준부(51)가 고정설치되고, 상기 기준부(51)를 기준으로 스테이지(12)의 X축 변과, Y축 변에 각각 축선을 따라 이동되는 축선이동부(52)가 설치되며, 상기 X축과 Y축의 축선이동부(52)에 각각 끝단이 결합된 X축, Y축 이송로드(55)의 교차지점에 결합되어 축선이동부(52)와 함께 X축, Y축 모든 방향으로 이동되는 교차이동부(53)가 설치된 좌표이송유닛(50)과;
    상기 기준부(51)와 각 축선이동부(52) 및 교차이동부(53)에 결합되고, 각각의 하측부에 측정시료(1)에 접촉되기 위한 프로브(2)가 장착된 프로브유닛(60);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반데르포우 측정방법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스테이지(12)의 하면과 프레임(11)의 사이에는 측정시료(1)가 얹혀진 스테이지(12)의 높이를 조절하기 위한 높이조절부(70)가 설치되며,
    상기 높이조절부(70)는, 스테이지(12) 하면과 프레임(11)에 각각 양단이 지지된 볼스크류기구(71)와;
    상기 볼스크류기구(71)에 구동력을 전달하기 위해 볼스크류기구(71)와 동력전달 가능하게 결합되고 일끝단이 프레임(11)의 외부로 돌출되도록 구성된 동력전달로드(72);를 포함하는 것을 특징으로 하는 반데르포우 측정방법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치.
  4. 전도성 박막의 면저항 측정방법에 있어서,
    측정시료(1)의 일측 모서리 지점이 프로브 스테이션(10)의 기준부(51) 하측에 위치되도록 하여 측정지점의 기준점(0,0)이 설정되도록 하며 측정시료(1)를 스테이지(12)에 안착시키는 단계와;
    상기 기준점(0,0)을 포함하여 4지점(0,0), (d1,0), (0,d2), (d1,d2)의 측정지에 각각 프로브(2)가 위치될 수 있도록 하기 위해, X축과 Y축의 축선이동부(52)의 프로브유닛(60)을 각각 이동시켜 각 축선이동부(52)와 교차이동부(53)의 프로브유닛(60)이 각 지점에 위치되도록 하거나, 교차이동부(53)의 프로브유닛(60)을 이동시켜 각 축선이동부(52)의 프로브유닛(60)이 각 지점에 위치되도록 하는 단계와;
    상기 각 측정지점(0.0), (0,d2), (d1.0), (d1,d2)에 위치된 프로브유닛(60)의 프로브(2)에 측정시료(1)가 전기적, 기계적으로 접촉되도록 하기 위해 높이조절부(70)를 구동시켜 스테이지(12)를 상승시키는 단계와;
    상기 측정시료(1)가 프로브(2)에 접촉되면, 2지점의 프로브(2)를 통해 전류를 공급하고, 나머지 2지점의 프로브(2)를 통해 전압을 측정한 후 수학식 1과 2를 이용하여 수직축 방향의 저항을 연산하는 단계와;
    상기 측정시료(1)가 프로브(2)에 접촉된 후 2지점의 프로브(2)를 통해 전류를 공급하고, 나머지 2지점의 프로브(2)를 통해 전압을 측정한 후 수학식 1과 2를 이용하여 수평축 방향의 저항을 연산하는 단계와;
    상기 연산된 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 반 데르 포우 법에 의한 수학식3에 의해 면저항을 연산하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반데르포우 측정방법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 면저항은,
    프로브 스테이션(10)의 4개의 프로브(2) 중 임의의 동일방향 2개의 프로브(2)에 전류를 공급하고, 나머지 반대방향 2개의 프로브(2)에서 전압을 측정하여, 수직축 방향의 저항과, 수평축 방향의 저항을 수학식 1과 같이 각각 연산하고, 상기 연산된 수직축 방향의 저항과 수평축 방향의 저항을 수학식 2와 같이 측정된 저항값으로 연산하여, 수학식 3과 같이 면저항으로 연산되는 것을 특징으로 하는 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정방법.
KR1020100127478A 2010-12-14 2010-12-14 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법 KR101104784B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127478A KR101104784B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127478A KR101104784B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101104784B1 true KR101104784B1 (ko) 2012-01-12

Family

ID=45614122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100127478A KR101104784B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101104784B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110672926A (zh) * 2019-10-24 2020-01-10 河北工业大学 适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017455A (ko) * 2002-08-21 2004-02-27 엘지전자 주식회사 에이 알 에스 시스템 이용을 위한 휴대폰의 저장번호 전송방법 및 장치
KR200417455Y1 (ko) 2006-03-16 2006-05-29 엘에스산전 주식회사 저항 계측 장치
KR20090019948A (ko) * 2007-08-22 2009-02-26 한국표준과학연구원 면저항 측정용 4 탐침 프로브 고정장치
KR20100048060A (ko) * 2008-10-30 2010-05-11 한국표준과학연구원 저항 측정장치 및 측정방법
KR20100073566A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 동부하이텍 프로버 척 저항값 측정 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017455A (ko) * 2002-08-21 2004-02-27 엘지전자 주식회사 에이 알 에스 시스템 이용을 위한 휴대폰의 저장번호 전송방법 및 장치
KR200417455Y1 (ko) 2006-03-16 2006-05-29 엘에스산전 주식회사 저항 계측 장치
KR20090019948A (ko) * 2007-08-22 2009-02-26 한국표준과학연구원 면저항 측정용 4 탐침 프로브 고정장치
KR20100048060A (ko) * 2008-10-30 2010-05-11 한국표준과학연구원 저항 측정장치 및 측정방법
KR20100073566A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 동부하이텍 프로버 척 저항값 측정 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110672926A (zh) * 2019-10-24 2020-01-10 河北工业大学 适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统
CN110672926B (zh) * 2019-10-24 2021-08-10 河北工业大学 适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104064156B (zh) 一种显示面板灰阶校正方法
CN102708821B (zh) 一种公共电极电压的设定方法及装置
CN102540508B (zh) 液晶显示装置的线路检测结构及检测方法
CN107680523B (zh) 阵列基板十字线缺陷的检测方法
US10495678B2 (en) Testing method for sheet resistance and contact resistance of connecting point of sheet material
KR102318031B1 (ko) 기판 검사 장치, 및 기판 검사 방법
CN206601101U (zh) 一种一键式智能双视觉影像测量仪
CN107290702B (zh) 一种三维交流电场传感器校准装置及方法
US9753075B2 (en) Inspection apparatus and inspection method
KR101104784B1 (ko) 반데르포우법을 이용한 전도성 박막의 면저항 측정장치 및 그 방법
CN204666124U (zh) 一体化板板面平整度检测装置
CN113376170B (zh) 一种产品外观检测设备的校准方法及标定块
KR101365092B1 (ko) 기판검사장치 및 기판검사방법
KR20070014710A (ko) 디스플레이 패널의 검사 장비와 이를 이용한 디스플레이패널 검사 방법
US8793089B2 (en) Method for inspecting quality of glass plate
KR100752937B1 (ko) 회로기판의 검사장치
CN113311304B (zh) 半导体器件的性能检测方法和检测模型的建立方法
CN201886233U (zh) 一种探针框架
CN213120450U (zh) 一种玻璃模具用影像检测设备
CN108417507A (zh) 一种薄膜晶体管及阵列基板的测量方法
CN111883033A (zh) 显示面板的检测方法、系统及显示面板
KR20130051726A (ko) 도광판의 휨 불량 판정 시스템 및 이를 이용한 도광판의 휨 불량 판정 방법
CN202443721U (zh) 一种液晶显示屏电测架
KR101588855B1 (ko) 액정표시패널 검사장치의 프로브 유닛 각도조절장치
CN219302617U (zh) 用于马达测试的装置及马达测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee