专利名称：测量头用位置调整器和非接触型电阻率测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可使测量头正确地对测量试样的表面进行扫描的测量头用位置调整器，以及可在非接触状态，测定设置于基板表面上的电路等的电阻率的非接触型电阻率测定装置。
背景技术：
作为非接触型电阻率测定装置，人们知道有专利文献1所述的类型。该非接触型电阻率测定装置象图2所示的那样，由磁芯2，励磁线圈3，检测用线圈4，电流发生器5与运算器6构成，该芯体2呈C字型，其两端部朝向半导体晶片1的两侧面设置，该励磁线圈3对该磁芯2进行励磁，该检测用线圈4设置于磁芯2的一侧端部。通过该方案，使半导体晶片1从C字型的磁芯2的两端部之间通过，测定电阻率。此时，磁芯2的两端部在与半导体晶片1的表面保持稍小的间隙的状态，沿半导体晶片1的表面正确地进行扫描。
专利文献1JP特开平01-92666号文献发明内容但是，在上述已有技术的非接触型电阻率测定装置的场合，具有难于与测量试样的尺寸增加相对应的问题。
在测量试样为半导体晶片这样的小型的试样的场合，由于上述磁芯2也为小型，故容易将测量试样插入该磁芯2中，正确地保持磁芯2的两端部与测量试样之间的间距。但是，如果测量试样为较大尺寸，则磁芯2也必须较大。另外，必须使该较大的磁芯2移动，对测量试样的表面进行扫描。在此场合，伴随磁芯2的尺寸的增加，难于正确地保持两端部的间距。另外，在测量试样中的，插入C字型的磁芯2中的部分，由于无法直接支承测量试样，故支承测量试样的间距增加，具有测量试样挠曲的问题。
象这样，伴随测量试样的尺寸增加，难于正确地保持磁芯2的两端部的间距，测量试样也容易挠曲，由此，难于按照磁芯2的两端部与测量试样的表面保持稍小的间隙的方式进行扫描。其结果是，发生具有因稍稍的错位、挠曲，磁芯2的两端部与测量试样的表面接触，使测量试样的表面破损的危险的问题。
本发明是针对上述的问题而提出的，本发明的目的在于提供可正确地将测量头与试样的表面之间的间距保持在设定值，进行扫描的测量头用位置调整器和非接触型电阻率测定装置。
为了解决上述课题，本发明的第一方面提供一种测量头用位置调整器，包括，头位置调整机构，该头位置调整机构调整测量头与测量试样之间的间距，该测量头在以稍小的间距间隔开的状态，对测量试样的表面进行扫描；透明的基准板，该透明的基准板与上述测量头形成一体，并且按照与上述测量试样的表面平行的方式设置，间接地表示上述测量头和上述测量试样的表面之间的间距；头间距监视机构，该头间距监视机构通过上述基准板，向上述测量试样的表面，射出检查光，上述基准板的反射光和测量试样的反射光射入到该头间距监视机构，对它们进行比较，对上述测量头和上述测量试样的外面之间的间距进行监视；控制机构，该控制机构根据上述头间距监视机构的测量值，驱动上述头位置调整机构，将上述测量头与上述测量试样的表面之间的间距调整为设定值。
通过上述方案，当头间距监视机构射出的检查光，在基准板和测量试样的表面反射，该反射光射入到头间距监视机构。如果倾斜地射出检查光，由于基准板的反射光与测量试样的反射光偏离，故通过监视其间距的变化，可监视测量头和测量试样的表面之间的间距的变化。控制机构根据基准板的反射光和测量试样的反射光之间的间距的变化，使头位置调整机构驱动，将测量头与测量试样的表面之间的间距调整到设定值。
本发明的第二方面提供一种非接触型电阻率测定装置，其中，测量头在与测量试样的一侧的表面，保持稍小的间距的状态，对该表面进行扫描测定电阻率，该装置包括支承座部，该支承座部支承测量试样；测量头扫描机构，该测量头扫描机构按照不与支承于上述支承座部上的测量试样的一侧的表面接触的方式跨过地设置，在与上述测量试样的表面，保持稍小的间距的状态，支承上述测量头，使该测量头移动，上述测量头扫描机构包括上述测量头用位置调整器。通过上述方案，测量头扫描机构使测量头沿测量试样的表面移动，在非接触状态下测定电阻率。此时，测量头通过上述测量头用位置调整器，按照与测量试样的表面保持正确的间距的方式支承。另外，在产生异常的场合，使测量头离开测量试样的表面，防止测量试样的破损。
如果象上述描述的那样，采用本发明的薄板接纳容器，则具有下述这样的效果。
(1)由于通过基准板和测量试样的表面，反射通过头间距监视机构射出的检查光，通过头间距监视机构检测反射光，故可根据各反射光的不同，监视测量头和测量试样的表面之间的间距的变化。可根据该测量头和测量试样的表面之间的间距的变化，通过控制机构驱动头位置调整机构，将测量头和测量试样的表面之间的间距调整到设定值。其结果是，即使在测量试样发生挠曲等情况的场合，仍可将测量头与测量试样的表面之间的间距调整到设定值，使得测量头沿测量试样的表面，正确地进行扫描。
(2)由于通过该线性图象传感器，检测上述基准板的反射光的入射位置与上述测量试样的反射光的入射位置之间的间距，通过控制机构驱动头位置调整机构，调整测量头与测量试样的表面之间的间距，消除该测量值与设定值之间的偏离，使得测量头沿测量试样的表面，正确地进行扫描。
(3)在基准板的反射光发生异常的场合，由于控制机构驱动头位置调整机构，使测量头离开测量试样的表面，故可防止测量试样的破损。
(4)在基准板的表面的反射光和内面的反射光发生异常的场合，由于驱动头位置调整机构，使测量头离开测量试样的表面，故可防止测量试样的破损。
(5)由于在非接触型电阻率测定装置中，设置本发明的测量头用位置调整器，故可按照正确地保持与测量试样的表面之间的间距的状态进行扫描，并且在发生异常的场合，可使测量头与测量试样的表面离开，确实防止测量试样的破损。
图1为表示本发明的测量头用位置调整器的关键部分的放大图；图2为表示过去的非接触型电阻率测定装置的示意性结构图；图3为说明非接触型电阻率测定装置的原理的电路图；图4为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的片电阻与高频电流之间的关系的曲线图；图5为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的正视图；图6为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的侧视图；图7为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的开闭门的开闭状态的侧视图；图8为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的测量头扫描机构的侧视图；图9为表示本发明的非接触型电阻率测定装置的测量头扫描机构的斜视图；图10为表示本发明的变形实例的示意性结构图。
标号的说明标号11表示测量头用位置调整器；标号12表示头位置调整机构；标号13表示基准板；标号14表示头间距监视机构；标号15表示控制机构；标号16表示测量头；标号17表示测量试样；标号31表示非接触型电阻率测定装置；标号32表示支承座部；标号33表示测量头扫描机构；标号36表示壳体；标号37表示开闭门；标号38表示底侧辊；
标号39表示顶侧辊；标号40表示背面支承部；标号43表示纵向扫描部；标号44表示测量头用位置调整器；标号45表示测量头；标号46表示壳体；标号47表示滚珠丝杠；标号48表示驱动马达；标号49表示滑动件；标号52表示头位置调整机构；标号53表示基准板；标号54表示头间距监视机构；标号55表示控制机构；标号57表示支承板；标号58表示导轨；标号59表示滑动板；标号60表示螺母部；标号61表示滚珠丝杠；标号62表示驱动马达。
具体实施例方式
下面根据附图，对本发明的实施例的测量头用位置调整器和非接触型电阻率测定装置进行描述。测量头用位置调整器本发明的测量头用位置调整器为用于将测量头，相对测量试样的表面，调整到设定位置。该装置为为了进行电阻率测定等，在使测量头相对测量试样的平坦面，保持稍稍的间隙的状态进行扫描时，将平坦面与测量头之间的间距调整在设定值，保持其间距用的装置。下面根据图1，对该测量头用位置调整器进行描述。
该测量头用位置调整器11由头位置调整机构12，基准板13，头间距监视机构14与控制机构15构成。
头位置调整机构12为用于调整测量头16相对测量试样17的表面的位置(测量头16和测量试样17的表面之间的间距)的装置。该头位置调整机构12沿与所设置的测量试样17相垂直的方向设置。具体来说，头位置调整机构12包括沿与测量试样17的表面相垂直的方向往复运动的滚珠丝杠和滑动件，直线电动机等的驱动器。通过该头位置调整机构12，可调整测量头16相对测量试样17的表面间隔，其其间隔可调整到微米级。
在头位置调整机构12上，成一体设置有测量头16，基准板13和头间距监视机构14。由此，该头位置调整机构12在测量头16在以稍稍的间隙间隔开的状态对测量试样17的表面进行扫描时，使测量头16，与基准板13和头间距监视机构14一起移动，调整测量头16和测量试样17的表面之间的间距。
基准板13为用于间接地表示测量头16和测量试样17的表面之间的间距的部件。基准板13成一体设置于测量头16上，并且按照与测量试样17的表面平行的方式设置。在基准板13安装于其底侧面与测量头16的底端对齐的位置的场合，基准板13和测量试样17的表面之间的间距，与测量头16和测量试样17的表面之间的间距一致。在基准板13安装于其底侧面与测量头16的底端偏离的场合，通过从基准板13和测量试样17的表面的间距中扣除该偏离量，可计算测量头16和测量试样17的表面的间距。即使在测量头基准板13的安装位置与测量头16的测量试样17的表面之间的间距一致而偏离的情况下，测量头16和测量试样17的表面之间的间距仍可间接地表示测量头16和测量试样17的表面之间的间距。基准板13由透明的板材构成，来自头间距监视机构14的检查光的一部分反射，剩余的光实现透射。该基准板13的厚度对应于测量头16等的尺寸而设定，但是，至少按照可检测基准板13的热膨胀、收缩的程度的厚度设定。即，头间距监视机构14按照可识别来自基准板13的外面和内面的两个反射光的入射位置间距的偏离量(热膨胀、收缩造成的偏离量)的程度的厚度设定。
头间距监视机构14为用于测量头16和测量试样17的表面之间的间距的偏离量的装置。该头间距监视机构14以面向基准面13和测量试样17方式安装于头位置调整机构12上。该头间距监视机构14包括产生相干光的光源(图中未示出)，与线性图象传感器(图中未示出)。光源以面向基准面13和测量试样17的方式设置，按照来自该光源的相干光倾斜地射出的方式设定。该倾斜的相干光通过基准板13和测量试样17倾斜地反射，由此，由基准板13的内外面和测量试样17的内外面分别反射的4条反射光分别在偏离的位置，射入线性图象传感器。该相干光的倾斜角度按照对应于所对应的反射光的变化幅度，并且考虑了头间距监视机构14的尺寸的方式设定。即，在检查稍小的尺寸的变化的场合，由于反射光的变化幅度较�。氏喔晒獾那阈苯嵌仍诳赡艿姆段诮咏剑黾臃瓷涔獾谋浠�。
线性图象传感器为贴付于反射光的射入位置的长方形状的光检测传感器。该光检测传感器具有将已射入的反射光的位置作为指定了坐标位置的点而检测，可按照微米级识别多个入射光的入射位置的间距的功能。线性图象传感器以面向基准板13和测量试样17的方式设置。
线性图象传感器对多个入射光的入射位置进行比较，检测其间距，监视该间距的偏离量，由此得知，各个光的反射位置的偏离量。在两束光分别为在基准板13的内面反射的反射光，与测量试样17的表面反射的反射光的场合，直接地得知基准板13的内面与测量试样17的表面之间的间距的偏离，间接地得知测量头16和测量试样17之间的间距的偏离。另外，如果将该间距与设定值(在以形成基准的间距放置测量头16和测量试样17的场合的，各反射光的入射位置的间距)进行比较，同时进行监视，则得知测量试样17的挠曲等造成的测量头16和测量试样17之间的间距的变化。如果该变化幅度超过允许范围而接近时，则通过控制机构15，判定处于异常状态。另外，在间距未变化，但是在两束光保持一定间距的状态，入射位置摇摆这样的场合，认为处于气体等侵入头间距监视机构14与基准板13和测量试样17之间，该空间的折射率变化的状态，由此，同样在该摇摆的场合，通过控制机构15，判定处于异常状态。另外，在基准板13的反射光未射入的场合，认为因光源的故障等，检查光未射出，故通过控制机构15，判定处于异常状态。此外，将具有通过各种检查状态而可产生的，测量头16与测量试样17接触的可能性的状态判定为异常状态。
在两束光为基准板13的内外面的反射光的场合等的情况下，得知基准板13的厚度和其热膨胀、收缩造成的变化。在因各种机器的异常过热、火焰等，周围的气温极端地变化的场合等，发生基准板13的热膨胀、收缩。如果该基准板13的热膨胀、收缩的变化幅度超过允许范围，则通过控制机构15，判定处于异常状态。另外，在虽然没有间距，但是在两束光保持一定间距的状态，入射位置摆动这样的场合，象上述那样，认为气体等侵入，该部分的折射率变化的状态，由此，同样在该摇摆的场合，则通过控制机构15，判定处于异常状态。另外，在基准板13的反射光未射入的场合，则象上述那样，认为其原因在于光源的故障等，通过控制机构15，判定处于异常状态。在其它的场合，也是同样的。
控制机构15为用于根据头间距监视机构14的测量值，对头位置调整机构12进行控制的装置。该控制机构15按照分别与头位置调整机构12和头间距监视机构14连接的方式设置。该控制机构15与头间距监视机构14一起，即可设置于头位置调整机构12上，也可设置于其它的部分上。
控制机构包括存储器，运算处理部等(均在图中未示出)。在该存储器中，头间距监视机构14的线性图象传感器的位置(正常状态的，来自基准板13的内外面的反射光的入射位置和来自测量试样17的内外面的反射光的入射位置)作为设定值而预先存储。
运算处理部对预先存储于存储器中的各反射光的入射位置，与实际的反射光的入射位置进行比较，判断偏离等的状态。即，运算处理部对作为头间距监视机构14的测量值的线性图象传感器的反射光入射位置，与预先存储于存储器中的各反射光的入射位置进行比较，在发生偏离的场合，按照消除该偏离的方式，驱动头位置调整机构12。具体来说，在测量头16和测量试样17的表面之间的间距大于设定值的场合，按照驱动头位置调整机构12，该间距变窄的方式进行控制，在该间距小于该设定值的场合，按照驱动该头位置调整机构12，该间距变宽的方式进行控制。此时，头位置调整机构12的一次驱动的测量头16等的移动量按照稍小的量设定，多次地反复进行新的测量值与设定值进行比较，与头位置调整机构12的驱动，将测量头16和测量试样17的表面之间的间距调整到设定值。
另外，运算处理部还进行上述的异常状态的监视。即，还同时监视异常的变化量，反射光的有无，或摆动等的异常状态。如果测量头16和测量试样17之间的间距的变化幅度超过预定的允许范围，则判定为异常状态，对头位置调整机构12进行控制，测量头16离开测量试样17的表面，防止相互接触的情况。在没有反射光的入射的场合，摆动的场合等的异常状态时，同样，驱动头位置调整机构12，使测量头16离开测量试样17的表面，防止相互接触的情况。
此外，测量头16包括有各种类型。不限于测定形成于平坦面上的电路的电阻率的场合，如果为必须在以稍稍的间距的状态对平坦面状的检查面进行扫描的检查，则可采用测量头16。
象上述那样构成的测量头用位置调整器11象下述这样动作。
当测量头用位置调整器11的测量头16对测量试样17的表面进行扫描时，检查光从头间距监视机构14的光源，照射到基准板13和测量试样17上。另外，检查光在基准板13的表面反射的光为第1反射光，在其内面反射的为第2反射光，在测量试样17的表面反射的光为第3反射光，在其内面反射的光为第4反射光，射入线性图象传感器。
根据该反射光中的，主要讨论第1～第4反射光，对上述各种的异常状态进行监视。控制机构15对第2反射光和第3反射光的间距的变化进行监视，将该间距与基准值进行比较，在超过允许范围而接近的场合，对该头位置调整机构12进行控制，测量头16离开测量试样17。此时，控制机构15使测量头16离开测量试样17。对第2反射光和第3反射光之间的间距与基准值进行比较，由此，如果在允许范围内，则结束作业，另外，如果超过允许范围，则反复进行上述动作，直至在允许范围内。在第2反射光和第3反射光之间的间距超过允许范围而离开的场合，也是相同的。另外，第4反射光用于检查测量试样17的厚度的场合。
由此，测量头16可按照以设定间距间隔开的方式，正确地对测量试样17进行扫描。
还有，在控制机构15判定为异常状态的场合，对头位置调整机构12进行控制，测量头16离开测量试样17。在此场合，测量头16马上离开测量试样17，直至达到预定的充分的间距，即处于等待状态。由此，测量头16与测量试样17接触，防止测量试样17破损的情况。非接触型电阻率测定装置下面对采用上述方案的测量头用位置调整器11的非接触型电阻率测定装置进行描述。
非接触型电阻率测定装置为通过电磁感应作用，利用在测量试样的电路表面产生的涡电流，测定电阻率的装置。在下面给出该非接触型电阻率测定装置的电阻率的测定的原理。
如果对线圈施加高频电压，则产生高频周期变化的磁场。如果将试样放置于该磁场中，则在该试样的表面上产生涡电流。涡电流为在伴随时间而变化的磁场中的导体的内部，因电磁感应而产生的涡状的电流。电流呈涡状在与磁力线方向相垂直的面内流动，产生焦耳热，发生电磁能量的热损失。通过采用该电磁感应作用，可按照非接触方式测定半导体材料、金属薄膜等的测量试样的电阻率/片电阻。利用该原理，构成该非接触型电阻率测定装置。
该非接触型电阻率测定装置象图3所示的那样，主要包括测量头22、23，该测量头22、23按照夹持所检查的试样21的方式相对地设置，在内部具有线圈；高频振荡器24，该高频振荡器24对该测量头22、23，施加按照高频变化的电压；电容器25，该电容器25设置于测量头22、23之间。
通过上述方案，如果通过高频振荡器24，对测量头22、23，施加高频的电压，则象上述那样，在试样21的表面，产生涡电流，产生焦耳热，发生电磁能量的热损失。
通过高频振荡器24，对测量头22、23施加数MHz的高频，由此，在各测量头22、23的间隙中，产生伴随高频而变化的磁场。于是，如果导电性的试样21进入这两个测量头22、23的间隙，则因高频感应耦合，在导电性的试样21中，产生涡电流。已产生的涡电流形成焦耳热而消失。即，由于试样21内的高频功率的吸收与导电率(电阻率的倒数)和试验的形状(厚度)具有正比关系，故通过采用它，可在与试样21不接触的情况下，测定电阻率/片电阻。
上述电路所消耗的高频功率P＝E×I＝E(Ie+Io)……(1)
其中，P表示高频功率；E表示高频电压；I表示高频电流；Io表示无试样时的高频电流；Ie表示因放入试样而增加的高频电流；将试样放入间隙中而增加的高频功率Pe＝E×Ie ……(2)如果试验的导电率由σ表示，试样的厚度由t表示，线圈的耦合系数由K表示，则Pe＝E×Ie＝K×E2×σ×t……(3)根据上式，Ie＝K×E×σ×t＝K×E×(t/ρ) ……(4)于是，电阻率为ρ＝K×(E/Ie)×t(Ω-cm)……(5)电阻率(ρ)与片电阻(ρs)之间的关系为ρs＝ρ/t＝K×(E/Ie)(Ω/sq)……(6)按照在试样与线圈之间的高频耦合系数保持一定的状态，高频电压保持一定的方式进行控制，由此，片电阻ρs与高频电流Ie处于反比关系。于是，预先片电阻按照采用已知的标准试样，片电阻与高频电流之间的关系象图4的曲线图的方式制作。
参照该曲线图，测量因试样21放入测量头22、23的间隙中而增加的高频电流，由此，可求出未知的试样的片电阻。
另外，通过将已求出的片电阻与试样的厚度(cm单位)相乘，可计算电阻率。
ρ＝ρs×t(Ω-cm)……(7)根据上述的原理，构成非接触型电阻率测定装置。另外，在这里，采用下述的方案，其中，将各测量头22、23集中成一个，一个测量头按照保存稍小的间隙的状态，仅仅对试样21的一侧的表面进行扫描，测定电阻率。
本实施例的非接触型电阻率测定装置31象图5～图7所示的那样构成。该非接触型电阻率测定装置31主要由支承座部32，测量头扫描机构33构成。
支承座部32为用于支承由如2m×2m的大型玻璃基板形成的测量试样35的装置。该支承座部32主要由壳体36，开闭门37，底侧辊38，顶侧辊39，背面支承辊40构成。
壳体36为构成支承座部32的壳体的部件。开闭门37为开闭壳体36的前面的门。
底侧辊38为用于支承测量试样35的底端部的部件。多个底侧辊38成一排地沿水平方向设置于壳体36的底部。各底侧辊38与驱动器(图中未示出)连接，全部的底侧辊38同时沿相同旋转方向旋转，使测量试样35沿水平方向(图5中的左右方向)移动。顶侧辊39为用于支承测量试样35的顶端部，使其沿水平方向移动的部件。顶侧辊39可自由地旋转，在通过底侧辊38的驱动，测量试样35移动时，支承测量试样35的顶端部。
背面支承部40为用于从背面支承测量试样35的部件。背面支承部40的表面呈平坦面状，进行镜面抛光处理，设置有多个空气吹出孔(图中未示出)。另外，通过从该空气吹出孔吹出空气，在背面支承部40的表面与测量试样35的内面之间形成空气层，背面支承部40通过空气层支承测量试样35。背面支承部40在壳体36的左右方向的全长范围内设置。另外，沿上下设置有3个背面支承部40。各背面支承部40设置于可在不挠曲的状态支承测量试样35的位置。在这里，按照偏向上方的方式设置各背面支承部40。
在壳体36的左右，分别设置有测量试样35的送入器(图中未示出)和送出器(图中未示出)。测量试样35通过送入器送入到底侧辊38和顶侧辊39之间，在电阻率的测定结束后，通过送出器送出到外部。
测量头扫描机构33为用于使后述的测量头45在测量试样35的表面上进行扫描的装置。测量头45和测量试样35的表面之间的间距维持在200～300μm的范围内。该测量头扫描机构33沿纵向设置，支承于支承座部32。由此，测量头扫描机构33按照与测量试样35的一侧的表面不接触的方式跨过地设置，测量头35可按照保持稍小的间隙的状态支承于测量试样35的表面上的方式移动。
具体来说，测量头扫描机构33象图8，图9所示的那样构成。另外，在图9中，为了便于理解，按照全长尺寸缩小的方式描述。实际上，壳体46和滚珠丝杠47以较长的尺寸形成，象图5那样。
测量头扫描机构33由纵向扫描部43，测量头用位置调整器44和测量头45构成。
纵向扫描部43为用于支承测量头用位置调整器44，沿上下方向进行扫描的装置。该纵向扫描部43主要由壳体46，滚珠丝杠47和驱动马达48与滑动件49构成。壳体46为用于在内部接纳滚珠丝杠47，滑动件49等的部件。壳体46在纵向扫描部43的全长的范围内形成。滚珠丝杠47为用于沿轴向，正确地使滑动件49移动的杆件。在该滚珠丝杠47的外周面上刻有螺旋状的槽。上述滑动件49套于滚珠丝杠47上，伴随该滚珠丝杠47的旋转，沿轴向正确地移动。该滚珠丝杠47在全长的范围内设置于壳体46的内部，以可旋转的方式支承于壳体46内的两端部。
驱动马达48安装于壳体46的一端部，与滚珠丝杠47连接。通过该驱动马达48，按照设定角度，或设定旋转速度，旋转驱动滚珠丝杠47。在壳体46的内部，按照与滚珠丝杠47并列的方式，设置有导轨50，支承滑动件49。通过该导轨50支承的滑动件49通过导轨50，抑制伴随滚珠丝杠47的旋转而产生的转动，可沿滚珠丝杠47的轴向顺利地滑动。
在滑动件49的内部，设置有螺旋状的槽(图中未示出)，在该槽与滚珠丝杠47的外周的槽之间，设置有多个滚珠(图中未示出)。由此，滚珠丝杠47的旋转通过多个滚珠，可转换为滑动件49的轴向的正确的移动。在滑动件49上，成一体安装有测量头用位置调整器44。
作为测量头用位置调整器44，采用上述的测量头用位置调整器11。另外，在测量头用位置调整器11中，未对具体的方案进行过细的描述，而对改进的具体的方案进行具体描述。
测量头用位置调整器44由头位置调整机构52，基准板53，头间距监视机构54，控制机构55构成。另外，这些功能象上述那样。
头位置调整机构52主要由支承板57，导轨58，滑动板59，螺母部60，滚珠丝杠61与驱动马达62构成。
支承板57为用于支承导轨58，滑动板59等的板件。该支承板57成一体安装于纵向扫描部43的滑动件49上。
导轨58为用于以可滑动的方式支承滑动板59的部件。该导轨58沿与测量试样35的表面相垂直的方向设置，滑动板59按照可沿与测量试样35的表面相垂直的方向滑动的方式支承。
滑动板59为用于支承测量头45等，沿与测量试样35的表面相垂直的方向滑动的部件。螺母部60套于滚珠丝杠61上，滚珠丝杠61旋转，由此，可沿垂直方向滑动。滚珠丝杠61以可旋转的方式支承于支承板57上旋转，由此，通过螺母部60，沿垂直方向使测量头45等滑动。驱动马达62安装于支承板57上，与滚珠丝杠61连接，使该滚珠丝杠61旋转。
基准板53与基准板13相同，安装于测量头45的底端部附近处。头间距监视机构54以面向基准板53的顶侧的方式安装。控制机构55装配于测量头45的顶侧部分上。
测量头45按照将上述测量头22、23成一体组合的方式构成。
象上述那样构成的非接触型电阻率测定装置象下述那样动作。
首先，将测量试样35送入到支承座部32的内部。已送入的测量试样35通过底侧辊38和顶侧辊39与背面支承部40支承，进行运送。
如果将测量试样35运送到设定位置，则测量头扫描机构33动作，进行电阻率的测定。
在测量头扫描机构33中，在纵向扫描部43，测量头用位置调整器44沿纵向往复运动，测量头45沿纵向对测量试样35进行扫描。纵向扫描部43沿上下使测量头用位置调整器44往复运动，通过测量头45，测定指定区域，然后，通过支承座部32的底侧辊38，测量试样35仅仅沿横向移动，纵向扫描部再次沿上下使测量头用位置调整器44往复运动，测定下一区域。反复进行该操作，测定测量试样35的前面的电阻率。
此时，在测量头用位置调整器44中，按照与上述测量头用位置调整器11相同的方式作用，按照正确地保持测量头45和测量试样35的表面之间的间距的方式支承。另外，在发生异常的场合，马上使测量头45与测量试样35的表面离开，防止测量头45与测量试样35的表面接触的情况。由此，防止测量试样的破损。
另外，在上述实施例中，测量头用位置调整器44的驱动机构采用螺母部60和滚珠丝杠61，但是也可采用压电元件。比如，也可象图10所示的那样，采用连杆机构，对压电元件的稍小的变化进行放大，使测量头45相对测量试样35的表面移动。在图10中，将支柱74固定，在该支柱74上，以可旋转的方式安装有两根连接杆72、73。在该连接杆72、73的一端部上，成一体支承有测量头45等。在连接杆72、73的另一端部，安装有平衡块71。另外，在该连接杆72、73的中间位置附近(支柱74的测量头45侧)，安装有压电元件75。另外，连接杆72、73以可完全旋转的方式安装。由此，如果压电元件75变化，则通过支承于支柱74上的连接杆72、73，使测量头45等移动。由于压电元件75的变化率较小，故调整从支柱74的支承位置，到压电元件75的支承位置之间的距离，与从支柱74的支承位置，到测量头45等的支承位置之间的距离的比例，使其与测量头45的变化量相对应。同样通过该方式，仍实现与上述相同的作用和效果。
此外，在上述实施例中，以平板状的玻璃基板为实例，对测量试样35进行了描述，但是，如果测量头用位置调整器11、44为平坦面状的部分，由于可正确地调整测量头16、45的位置，故测量试样并不限于平板状，如果检查面为平坦面状，即使在全部形状呈平板状，仍可采用本发明。
在测量头45中，形成有测定电阻率的传感器，但是，该测量头也可用于其它用途的测量。如果为必须在保持稍小的间隙的同时，对检查对象面进行扫描的检查，则可采用本发明。
头间距监视机构14包括检测反射光的入射位置的线性图象传感器，但是，也可包括其它方案的感光元件。另外，在采用干涉等的场合，也可将检查光垂直地射出。
另外，在上述实施例中，测量头扫描机构33具有沿上下对测量头45进行扫描的功能，但是，也可具有使该测量头扫描机构33本身左右移动的功能。由此，可在沿上下对测量头45进行扫描的同时，测量头扫描机构33沿左右移动，可对测量试样35的前面进行扫描。
权利要求
1.一种测量头用位置调整器，其特征在于包括，头位置调整机构，该头位置调整机构调整测量头与测量试样之间的间距，该测量头在以稍小的间距间隔开的状态，对测量试样的表面进行扫描；透明的基准板，该透明的基准板与上述测量头形成一体，并且按照与上述测量试样的表面平行的方式设置，间接地表示上述测量头和上述测量试样的表面之间的间距；头间距监视机构，该头间距监视机构通过上述基准板，向上述测量试样的表面射出检查光，比较在上述基准板反射的反射光和在测量试样的表面反射的反射光，由此监视上述测量头和上述测量试样的表面之间的间距；控制机构，该控制机构根据上述头间距监视机构的测量值，驱动上述头位置调整机构，将上述测量头与上述测量试样的表面之间的间距调整为设定值。
2.根据权利要求1所述的测量头用位置调整器，其特征在于上述头间距监视机构包括检测上述反射光的入射位置的线性图象传感器；通过该线性图象传感器，检测在上述基准板反射的反射光的入射位置，与在上述测量试样反射的反射光的入射位置之间的间距。
3.根据权利要求1所述的测量头用位置调整器，其特征在于上述控制机构通过上述头间距监视机构，在平时监视在上述基准板反射的反射光，在上述基准板反射的反射光产生异常的场合，驱动上述头位置调整机构，使上述测量头离开上述测量试样的表面。
4.根据权利要求1所述的测量头用位置调整器，其特征在于上述控制机构通过上述头间距监视机构，在平时对上述基准板的外面的反射光与内面的反射面进行监视，在上述基准板的内外面的两个反射光发生异常的场合，驱动上述头位置调整机构，使得上述测量头离开上述测量试样的表面。
5.一种非接触型电阻率测定装置，在该非接触型电阻率测定装置中，测量头在与测量试样的一侧的表面，保持稍小的间距的状态，对该表面进行扫描，测定电阻率，其特征在于该装置包括，支承座部，该支承座部支承测量试样；测量头扫描机构，该测量头扫描机构按照不与支承于上述支承座部上的测量试样的一侧的表面接触的方式跨过地设置，在与上述测量试样的表面，保持稍小的间距的状态，支承上述测量头，使该测量头移动；上述测量头扫描机构包括，头位置调整机构，该头位置调整机构调整上述测量头与上述测量试样的表面之间的间距；透明的基准板，该透明的基准板与上述测量头形成一体，并且按照与上述测量试样的表面平行的方式设置，间接地表示上述测量头和测量试样的表面之间的间距；头间距监视机构，该头间距监视机构通过上述基准板，向上述测量试样的表面，射出检查光，射入上述基准板的反射光和测量试样的反射光，对它们进行比较，监视上述测量头和上述测量试样的表面之间的间距；控制机构，该控制机构根据上述头间距监视机构的测量值，驱动上述头位置调整机构，将上述测量头与测量试样的表面之间的间距调整为设定值。
全文摘要
本发明提供测量头用位置调整器和非接触型电阻率测定装置，该装置包括，调整测量头(16)与测量试样(17)之间间距的头位置调整机构(12)；与测量头(16)形成一体的平行于测量试样(17)的基准板(13)，其间接表示测量头(16)和测量试样(17)的表面之间间距；包括线性图象传感器的头间距监视机构(14)射出检查光，比较在基准板(13)和测量试样(17)反射的反射光，监视测量头(16)和测量试样(17)表面之间的间距；根据头间距监视机构(14)的测量值，驱动头位置调整机构(12)，将测量头(16)与测量试样(17)的表面之间间距调整为设定值的控制机构(15)。
文档编号G01R27/02GK1614427SQ20041008857
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月5日 优先权日2003年11月5日
发明者细川理彰 申请人:奈普森株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
