(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に変化する磁界を、試料に接近配置された励磁コイルから試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定方法において、
励磁コイルと当該励磁コイルに直流電流を通流させる直流電圧源とこの直流電圧源から前記励磁コイルへ流れる直流電流を遮断する電子スイッチによる回路と、前記励磁コイルに並列接続されたコンデンサを備え、
前記コンデンサに電荷がない（殆どない場合を含む：以下の請求項において同じ）状態で、前記電子スイッチを閉じて直流電圧源から励磁コイルに直流電流を流し続け、
前記直流電流の通流状態で前記電子スイッチを開いて前記通流を遮断し、
前記遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーで、当該励磁コイル及び前記コンデンサへ電流を流し、前記遮断後の時間経過による前記コンデンサへの電流減少に伴う電磁誘導作用により試料に誘導電圧が発生して試料に渦電流を生じるようにし、
前記渦電流による電力損失を、前記遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーから差し引いたエネルギーを前記励磁コイルによって回生し、
回生エネルギーを静電エネルギーとして前記コンデンサに充電し、当該コンデンサの充電電圧を測定し、この計測値を、予め求めてある基準試料の基準値と比較することで、試料の諸特性を同定する、
ことを特徴とする渦電流式試料特性測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の渦電流式試料特性測定方法において、
励磁コイルに直流電流を通流させる直流電圧源とは別に、励磁コイルとコンデンサの間に設けた第２の直流電圧源からの電圧、又は励磁コイルとコンデンサの間に設けた抵抗により生ずる電圧を、回生エネルギーによる電圧に重畳して前記コンデンサに充電する、
ことを特徴とする渦電流式試料特性測定方法。
【請求項３】
時間的に変化する磁界を、試料に接近配置された励磁コイルから試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定方法において、
励磁コイルと当該励磁コイルに直流電流を通流させる直流電圧源とこの直流電圧源から前記励磁コイルへ流れる直流電流を遮断する電子スイッチによる第１の回路と、前記励磁コイルとは別な第２のコイルとコンデンサによる第２の回路を備え、
前記コンデンサに電荷がない状態で、前記電子スイッチを閉じて直流電圧源から励磁コイルに直流電流を流し続け、
前記直流電流の通流状態で電子スイッチを開いて前記通流を遮断し、
前記遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーに伴う励磁電流が前記第２のコイルに転流し、第２のコイルの励磁電流が前記コンデンサに充電され、前記遮断後の時間経過による前記コンデンサへの電流減少に伴う電磁誘導作用により試料に誘導電圧が発生して試料に渦電流が生じるようにし、
前記渦電流による電力損失を、前記遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーから差し引いたエネルギーを前記第２のコイルによって回生し、
回生エネルギーを静電エネルギーとして前記コンデンサに充電し、当該コンデンサの充電電圧を測定し、この計測値を、予め求めてある基準試料の基準値と比較することで、試料の諸特性を同定する、
ことを特徴とする渦電流式試料特性測定方法。
【請求項４】
請求項３記載の渦電流式試料特性測定方法において、
第２のコイルとコンデンサの間に設けた直流電圧源からの電圧、又は第２のコイルとコンデンサの間に設けた抵抗により生ずる電圧を、回生エネルギーによる電圧に重畳して前記コンデンサに充電する、
ことを特徴とする渦電流式試料特性測定方法。
【請求項５】
時間的に変化する磁界を、試料に接近配置された励磁コイルから試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定に使用される渦電流センサにおいて、
励磁コイルと当該励磁コイルに直流電流を通流させる直流電圧源とこの直流電圧源から前記励磁コイルへ流れる直流電流を遮断する電子スイッチによる回路と、前記励磁コイルに並列接続されたコンデンサを備え、
前記電子スイッチは前記直流電圧源から励磁コイルへの直流電流を導通、遮断することができ、
前記直流電圧源と励磁コイルと電子スイッチとコンデンサは、次のように回路構成され、
前記コンデンサに電荷がない状態で前記電子スイッチを閉じて直流電圧源から励磁コイルに直流電流を流し続け、この通流状態で前記電子スイッチを開いて通流を遮断すると当該遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーに伴う励磁電流が当該励磁コイルと前記コンデンサに流れ、前記遮断後の時間経過によるコイル電流の減少に伴う電磁誘導作用により試料に渦電流が誘起され、渦電流による電力損失を、遮断前に励磁コイルによって発生した前記磁気エネルギーから差し引いたエネルギーが前記コイルによって回生され、回生エネルギーが静電エネルギーとして前記コンデンサに充電され、
前記コンデンサの充電電圧を測定することによって試料の特性測定を行うことができるようにした、
ことを特徴とする渦電流センサ。
【請求項６】
請求項５記載の渦電流センサにおいて、
励磁コイルとコンデンサの間に第２の直流電圧源又は抵抗を備えた、
ことを特徴とする渦電流センサ。
【請求項７】
時間的に変化する磁界を、試料に接近配置された励磁コイルから試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定に使用される渦電流センサにおいて、
励磁コイルと当該励磁コイルに直流電流を通流させる直流電圧源とこの直流電圧源から前記励磁コイルへ流れる直流電流を遮断する電子スイッチによる第１の回路と、前記励磁コイルとは別な第２のコイルとコンデンサによる第２の回路を備え、
前記電子スイッチは前記直流電圧源から励磁コイルへの直流電流を導通、遮断することができ、
前記直流電圧源と励磁コイルと電子スイッチとコンデンサは次のように回路構成され、
前記コンデンサに電荷がない状態で前記電子スイッチを閉じて直流電圧源から励磁コイルに直流電流を流し続け、この通流状態で前記電子スイッチを開いて通流を遮断すると、当該遮断前に励磁コイルによって発生した磁気エネルギーに伴う励磁電流が前記第２のコイルに転流し、この第２のコイルの励磁電流が前記コンデンサに充電され、前記遮断後の時間経過によるコイル電流の減少に伴う電磁誘導作用により試料に渦電流が誘起され、渦電流による電力損失を遮断前に励磁コイルによって発生した前記磁気エネルギーから差し引いたエネルギーが前記第２のコイルによって回生され、回生エネルギーが静電エネルギーとして前記コンデンサに充電され、
前記コンデンサの充電電圧を測定することによって試料の特性測定を行うことができるようにした、
ことを特徴とする渦電流センサ。
【請求項８】
請求項７記載の渦電流センサにおいて、
第２のコイルとコンデンサの間に、回生エネルギーによる電圧に重畳する直流電圧を発生する直流電圧源又は抵抗を備えた、
ことを特徴とする渦電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体ウェハやガラス基板等の各種基板上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の各種方法により形成された金属薄膜（導電膜）などの被測定物（試料）の抵抗率、シート抵抗といった電気特性、膜厚、傷といった物理的状況等（これらをまとめて「試料特性」という。）を、試料に非接触で測定できる渦電流式試料特性測定方法と、それに使用される渦電流センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
渦電流式試料特性測定方法の一つに、渦電流式シート抵抗測定方法がある（例えば、特許文献１参照）。この渦電流式シート抵抗測定方法は、励磁コイルに連続した交流電圧を印加し、試料に渦電流を継続的に発生させ、励磁コイルを介して試料に供給した時間平均電力を計測し、基準値と比較することにより試料特性を同定する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１１７５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
試料に交流磁界を長時間連続的に印加する従来の測定方法では、試料に連続的に渦電流が発生し、その渦電流によるジュール損失により試料の温度が上昇してしまい、所望の温度条件下で試料特性を計測することができない。また、膜厚、傷といった物理的状況の同定にも誤差が生じてしまう。これらの問題を解決するため、渦電流式の試料測定では、交流磁界印加時間はできるだけ短いことが求められるが、励磁コイルに与えた平均電力を計測するためには、交流磁界を数周期にわたって印加し続けなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、試料の渦電流発生時間を従来の渦電流式計測よりも短くし、試料の温度上昇による計測誤差を低減させて、高精度の計測を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件発明の渦電流式試料特性測定方法は、試料における熱量発生が最小限で済むように、試料への磁界印加を連続的な交流、すなわち連続した交流電圧ではなく、直流磁界から短時間で減少させる１回の磁界の時間変化によって生じる単発パルス電圧を試料に印加することを最も主要な特徴とする。また、直流磁界による磁気エネルギーから該単発パルス電圧によって生じる試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーをコイルによって回生し、この回生エネルギーの計測をコイルに接続されたコンデンサへの充電電圧によって行うことを特徴とする。
【０００７】
本件発明の渦電流式試料特性測定方法は、時間的に変化する磁界を試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定方法において、コイルに直流電流を通流してそのコイル電流により試料に直流磁界を印加し、そのコイル電流を時間とともに減少させて試料への印加磁界の大きさを時間とともに減少させることで試料に渦電流を発生させ、前記コイル電流の減少開始直前のコイルの励磁エネルギーから前記渦電流による電力損失を差し引いたエネルギーを計測する方法である。
【０００８】
本件発明の渦電流式試料特性測定方法は、前記渦電流式試料特性測定方法において、コイル電流減少開始直前の励磁エネルギーから試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーを該コイルにより回生して該コイルに接続されているコンデンサに静電エネルギーとして蓄え、該コンデンサの充電電圧測定によってこの回生エネルギーを計測することもできる。
【０００９】
本件発明の渦電流式試料特性測定方法は、前記渦電流式試料特性測定方法において、励磁エネルギーを与える第１のコイルとは別な第２のコイルを設け、試料に第１のコイルから励磁エネルギーを与え、第１のコイルによって発生した磁気エネルギーから試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーを第２のコイルにより回生して、第２のコイルに接続したコンデンサに静電エネルギーとして蓄え、該コンデンサの充電電圧を測定することによってこの回生エネルギーを計測することもできる。
【００１０】
本件発明の渦電流センサは、時間的に変化する磁界を試料に印加して試料に渦電流を発生させ、その渦電流による試料の電力吸収の程度を検出して試料特性を測定する渦電流式試料特性測定に使用される渦電流センサにおいて、時間的に変化する磁界を試料に印加して試料に渦電流を発生させるコイルと、そのコイルに直流電流を通流する直流電圧源と抵抗器の直列回路と、この直列回路から前記コイルへの直流電流を遮断して前記コイルに流れるコイル電流を減少させる電子スイッチと、コイル電流減少開始直前の励磁エネルギーから試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーを前記コイルにより回生して静電エネルギーとして蓄えるコンデンサを備えたものである。
【００１１】
本件発明の渦電流センサは、前記渦電流センサにおいて、試料に渦電流を発生させる第１のコイルとは別に第２のコイルを備え、前記コンデンサが第２のコイルに接続され、第２のコイルは第１のコイルの電流減少開始直前の励磁エネルギーから試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーを回生し、前記コンデンサは前記エネルギーを静電エネルギーとして蓄えるものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本件発明の渦電流式試料特性測定方法は、従来の渦電流センサのように励磁コイルへ連続的な交流電圧を印加せず、従来の交流電圧の半周期程度以下の時間幅の単発パルス電圧を試料に印加して試料に渦電流を発生させるので、試料の温度上昇が極めて小さくできるという利点がある。そのため、所望の温度条件下における試料の各種特性を、従来の渦電流センサより精度良く同定することができる。
【００１３】
本件発明の渦電流センサは次のような効果がある。
（１）高周波交流電源が不要であるため、構成が簡潔である。
（２）励磁コイルとは絶縁された第２のコイルを設けたので、測定がし易い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の渦電流センサと渦電流式試料特性測定方法の一例を示した説明図。
【図２】図１の等価回路図。
【図３】図２の動作説明図。
【図４】図１とは異なる実施形態の例を示した図。
【図５】図１及び図４とは異なる実施形態の例を示した図。
【図６】図１、図４及び図５とは異なる実施形態の例を示した図。
【図７】図１及び図４〜図６とは異なる実施形態の例を示した図。
【図８】図１及び図４〜図７とは異なる実施形態の例を示した図。
【図９】本発明の渦電流式試料特性測定方法であって、渦電流式センサが励磁コイルのみの場合の片面式測定方法の説明図。
【図１０】本発明の渦電流式試料特性測定方法であって、渦電流式センサが励磁コイルと検出コイルを備えた場合の片面式測定方法の説明図。
【図１１】本発明の渦電流式試料特性測定方法であって、渦電流式センサが励磁コイルのみの場合の両面式測定方法の説明図。
【図１２】本発明の渦電流式試料特性測定方法であって、渦電流式センサが励磁コイルと検出コイルを備えた場合の両面方式測定方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（渦電流センサの原理及び動作説明１）
本発明の渦電流センサの実施形態の一例を図１に基づいて説明する。この渦電流センサは直流電圧源１と抵抗器２（両者を合わせて「電流源」と言う）、電子スイッチ（半導体スイッチ）３、試料と磁気結合させるためのコイル４、コンデンサ６、ダイオード７を備えている。図１の５は試料の等価抵抗を示す。図１の回路の等価回路を図２に示す。図２はコイルと試料との磁気結合を示すためのコイル４の部分をコイルの励磁インダクタンス８で置き換えて示してある。
【００１６】
図２において、コンデンサ６に電荷がない状態（殆どない状態を含む：以下同じ）で、半導体スイッチ３を閉じておくと、直流電圧源１と抵抗器２を介して励磁インダクタンス８に直流電流が流れ続ける。この直流電流の向きは、図２の励磁インダクタンス８の上から下への方向である。この電流は直流電流であるから励磁インダクタンス８には電圧は発生せずコンデンサ６の電圧は零のままであり、また、電磁誘導が生じないので試料には直流磁界が印加されるだけで電圧は発生しない。
【００１７】
半導体スイッチ３を開くと、直流電圧源１および抵抗器２の電流は遮断されるが、励磁インダクタンス８に流れていた電流は連続しなければならず、この電流はダイオード７を介してコンデンサ６に流れて減少を開始すると共に、この電流の時間変化による電磁誘導作用により試料に誘導電圧が発生する。この誘導電圧は試料に渦電流を起こし、試料には渦電流損失が生ずる。すなわち、半導体スイッチ３が閉じていたときに励磁インダクタンス８に蓄えられていた磁気エネルギーが、コンデンサ６の静電エネルギーと試料の渦電流損失に分かれる。図３は、半導体スイッチ３のオフの前後における励磁インダクタンス８の電流およびコンデンサ６の電圧をそれぞれ実線および点線で示したもので、半導体スイッチ３がオフされる以前には励磁インダクタンス８に直流電流が流れ、この状態から半導体スイッチ３をオフすると励磁インダクタンス８の電流がコンデンサ６および試料の等価抵抗５に分流し、その結果、コンデンサ６の電圧（数Ｖ〜数十Ｖ）が上昇していく様子を示している。コンデンサ６への充電電流を通流するダイオード７は、励磁インダクタンス８の電圧が最大となり減少を開始し出す時点でオフし、その後の励磁インダクタンス８の電流は、試料の等価抵抗５のみに流れて減少する。このようにして、半導体スイッチ３がオフする以前に励磁インダクタンス８に蓄えられていた磁気エネルギーは、その一部が試料の渦電流損失となり、残りがコンデンサ６の静電エネルギーとなる。すなわち、コイル電流減少開始直前の励磁エネルギーから試料の渦電流損失を差し引いたエネルギーが該コイルにより回生されて該コイルに接続されているコンデンサに静電エネルギーとして蓄えられる。この場合、試料の渦電流損失が大きいほどコンデンサ６に蓄えられる静電エネルギーは小さくなり、その結果、図３に示したコンデンサ充電電圧は小さくなる。よって、コンデンサ６の充電電圧（回生エネルギー）を計測することで試料の等価抵抗５の値を求めることができる。
【００１８】
前記のようにして求められた前記抵抗値を、予め測定して求めてある基準試料の基準値と比較することで、被測定試料の抵抗率、シート抵抗といった電気特性、膜厚、傷といった物理的状況等の諸特性を同定することができる。
【００１９】
（渦電流センサの原理及び動作説明２）
図４は本発明の渦電流センサの他の実施形態を示すもので、コンデンサ６およびダイオード７と直列に直流電圧を発生させる素子や電池電源（これらを「第２の直流電圧源」という）９を挿入したものである。この電源９の直流電圧により、ダイオード７が導通している期間に試料の等価抵抗５に発生する電圧を図１の渦電流センサの場合より増大させることができ、磁気エネルギーに対する試料の渦電流損失割合が増大し、渦電流損失の計測精度を向上させる効果がある。図４の回路構成では、コンデンサ６の静電エネルギーが減少するので、コンデンサ６の充電電圧の値が計測可能な大きさになるように、コンデンサ６の静電容量を図１の場合の静電容量より小さくすることが必要な場合がある。
【００２０】
（渦電流センサの原理及び動作説明３）
図５は図１及び図４とは異なる実施形態の例を示すもので、図４の第２の直流電圧源９の電池電源の代わりに抵抗器１０を接続したものであり、ダイオード７が導通している間に抵抗器１０に発生する電圧により、図４と同様の効果を得ようとするものである。
【００２１】
（渦電流センサの原理及び動作説明４）
図６は図１、図４及び図５とは異なる実施形態の例を示すもので、磁気エネルギーを供給するコイル４とは別にコイル１２を設けたものである。これらコイル４、１２をそれぞれ１次巻線および２次巻線とするトランス１１を考え、各巻線の向きは図６に黒丸のドットで示した向きとする。ここで、試料の等価抵抗５に発生する電圧の向きは特に問題とならないので、等価抵抗５が接続されているコイル４ａは黒丸のドットを省略した。半導体スイッチ３が閉じている状態では、直流電圧源１の電圧を抵抗器２の抵抗で割った値の直流電流が１次巻線４に黒丸のドット側から入る方向に流れ、これがトランス１１の励磁電流となっている。ここで、この状態では、コンデンサ６の電圧はゼロとする。半導体スイッチ３をオフにすると、この励磁電流が２次巻線１２に転流する。ここで、２次巻線に転流した励磁電流の向きは、転流前に１次巻線４に流れていた励磁電流の向きと同じでなければならず、２次巻線１２の黒丸のドット側から入る方向であり、ダイオード７を導通させる向きである。この２次巻線１２の励磁電流によってコンデンサ６が充電され始めて励磁電流が減少し出し、同時に、試料の等価抵抗５にも誘導電圧が発生する。図６では、電圧計測を行うコンデンサ６の電位を任意にとることができる利点がある。
【００２２】
（渦電流センサの原理及び動作説明５）
図７は図１、図４〜図６とは異なる実施形態の例を示すもので、図６に図４と同様の効果を生ずる第２の直流電圧源９を挿入したものである。図７では第２の直流電圧源９として電池電源を使用してある。
【００２３】
（渦電流センサの原理及び動作説明６）
図８は図１、図４〜図７とは異なる実施形態の例を示すもので、図６に図５と同様の効果を生ずる第２の直流電圧源９として抵抗器１０を使用したものである。
【００２４】
（渦電流センサの実施形態１）
図１、図４、図５の渦電流センサは、コア（磁心）にセンサコイル（励磁コイル）４を巻いてその両端子を励磁端子としてある。励磁コイルの巻き数は任意に選択することができる。コア２１はフェライト製が適するが他の材質であってもよい。
【００２５】
（渦電流センサの実施形態２）
図６〜図８の渦電流センサは、励磁コイル（一次コイル）４と、検出コイル（二次コイル）１２の双方を一つのコア２１に重ねて巻くこともできるが、一つのコアの別の箇所に巻くこともできる。励磁コイル４の巻数と検出コイル１の巻数は任意に選択することができる。この場合、励磁コイル４の両端子を励磁端子、検出コイル１２の両端子を検出端子とする。この場合のコア２１もフェライト製が適するが他の材質であってもよい。
【００２６】
（渦電流式試料特性測定方法；片面式１）
図９の測定方法は渦電流センサ２２を試料２０の一面側に配置する片面式測定方法である。図９のコンデンサ６に電荷がない状態で半導体スイッチ３を閉じておくと、直流電圧源１と抵抗器２を介して励磁インダクタンス８に直流電流が流れ続ける。この直流電流の向きは図２の励磁インダクタンス８の上から下への方向である。この電流は直流電流であるから励磁インダクタンス８には電圧は発生せずコンデンサ６の電圧は零のままであり、また、電磁誘導が生じないので試料２０には直流磁界が印加されるだけで電圧は発生しない。この状態から、半導体スイッチ３を開くと、直流電圧源１および抵抗器２の電流は遮断されるが、励磁インダクタンス８に流れていた電流は連続しなければならず、この電流はダイオード７を介してコンデンサ６に流れて減少を開始すると共に、この電流の時間変化による電磁誘導作用により試料２０に誘導電圧が発生する。この誘導電圧は試料２０に渦電流を起こし、試料２０には渦電流損失が生ずる。すなわち、半導体スイッチ３が閉じていたときに励磁インダクタンス８に蓄えられていた磁気エネルギーが、コンデンサ６の静電エネルギーと試料の渦電流損失に分かれる。半導体スイッチ３のオフの前後における励磁インダクタンス８の電流およびコンデンサ６の電圧のそれぞれは、図３の実線および点線で示したようになる。コンデンサ６への充電電流を通流するダイオード７は、励磁インダクタンス８の電圧が最大となり減少を開始し出す時点でオフし、その後の励磁インダクタンス８の電流は試料２０の等価抵抗５（図２）のみに流れて減少する。このようにして、半導体スイッチ３がオフする以前に励磁インダクタンス８に蓄えられていた磁気エネルギーは、その一部が試料２０の渦電流損失となり、残りがコンデンサ６の静電エネルギーとなる。すなわち、コイル電流減少開始直前の励磁エネルギーから試料２０の渦電流損失を差し引いたエネルギーが、該コイル４により回生されて該コイルに接続されているコンデンサ６に静電エネルギーとして蓄えられる。この場合、試料２０の渦電流損失が大きいほどコンデンサ６に蓄えられる静電エネルギーは小さくなり、その結果、図３に示すようにコンデンサ充電電圧は小さくなる。このコンデンサ６の充電電圧（回生エネルギー）を電圧検出回路２３（図９）で計測することで試料２０の等価抵抗５（図２）の値を求めることができる。図９では電圧検出回路２３で検出された電圧をサンプル／ホールド回路２４でホールドし、それをアナログ／デジタル変換回路２５でＡ／Ｄ変換して検出データ（前記抵抗値）を、予め測定して求めてある基準試料の基準値と比較することで、被測定試料２０の抵抗率、シート抵抗といった電気特性、膜厚、傷といった物理的状況等の諸特性を同定することができる。図９の制御回路は半導体スイッチ３、サンプル／ホールド回路２４、アナログ／デジタル変換回路２５を制御するものであり、半導体スイッチ３の開閉の制御、電圧検出回路２３で検出された電圧をホールドするサンプル／ホールド回路２４のタイミング等を制御するものである。
【００２７】
（渦電流式試料特性測定方法；片面式２）
図４、図５に示す構成の渦電流センサも、図９のように渦電流センサ２２を試料２０の片面の近くにセットして、前記渦電流式試料特性測定方法１と同様にして試料２０の特性を測定する片面式測定方法である。
【００２８】
（渦電流式試料特性測定方法；片面式３）
図１０に示す渦電流式試料特性測定方法は、図６〜図８に示す励磁コイル４と、検出コイル１２の双方を一つのコア２１に巻いた渦電流センサ２２を、試料２０の片面近くにセットして被測定試料２０の特性を測定する片面式測定法である。図１０では半導体スイッチ３が閉じている状態では、直流電圧源１の電圧を抵抗器２の抵抗で割った値の直流電流が１次巻線（励磁コイル）４に黒丸のドット側（図６〜８）から入る方向に流れ、これがトランス１１の励磁電流となっている。この状態ではコンデンサ６の電圧はゼロとする。図１０の半導体スイッチ３をオフにすると前記励磁電流が２次巻線１２に転流する。２次巻線１２に転流した励磁電流の向きは、転流前に１次巻線４に流れていた励磁電流の向きと同じく、２次巻線１２の黒丸のドット側（図６〜８）から入る方向であり、ダイオード７を導通させる向きである。この２次巻線１２の励磁電流によってコンデンサ６が充電され始めて励磁電流が減少し出し、同時に、試料２０の等価抵抗５にも誘導電圧が発生する。図１０では２次巻線１２に接続された電圧検出回路２３でコンデンサ６の電位が測定される。このとき、図９の場合と同様に、制御回路２６により半導体スイッチ３の開閉、サンプル／ホールド回路２４によるホールドのタイミング、アナログ／デジタル変換回路２５が制御される。
【００２９】
（渦電流式試料特性測定方法；両面式１）
図１１に示す渦電流式試料特性測定方法は、図１、図４、図５に示す励磁コイル４を一つのコア２１に巻いた渦電流センサ２２を２つ使用し、両渦電流センサ２２を対向させ、両渦電流センサ２２間のギャップに試料２０を入れる（セットできる）ようにした両面式測定方法である。この測定方法は基本的には図９の測定方法と同じであり、異なるのは対向する二つの渦電流センサ２２の間に試料２０をセットして、試料２０の両面に渦電流が流れるようにし、その渦電流の影響で変化するコンデンサ６の電位を電圧検出回路２３で測定して、試料２０に渦電流が発生することより生じた消費電力、即ち、試料２０の抵抗率やシート抵抗等を検出できるようにした方法である。
【００３０】
（渦電流式測定方法；両面式２）
図１２に示す渦電流式試料特性測定方法は、基本的には図１１の測定方法と同じ両面式測定方法であり、異なるのは図６〜図８に示す励磁コイル４と、検出コイル１２の双方を一つのコア２１に巻いた渦電流センサ２２を２つ対向させ、両渦電流センサ２２間のギャップに試料２０をセットして試料２０の両面に渦電流が流れるようにした方法である。図１２では半導体スイッチ３が閉じている状態では、直流電圧源１の電圧を抵抗器２の抵抗で割った値の直流電流が１次巻線（励磁コイル）４に黒丸のドット側（図６〜図８）から入る方向に流れ、これがトランス１１の励磁電流となっている。この状態ではコンデンサ６の電圧はゼロとする。図１２の半導体スイッチ３をオフにすると前記励磁電流が２次巻線１２に転流する。２次巻線１２に転流した励磁電流の向きは、転流前に１次巻線４に流れていた励磁電流の向きと同じく、２次巻線１２の黒丸のドット側（図６〜図８）から入る方向であり、ダイオード７を導通させる向きである。この２次巻線１２の励磁電流によってコンデンサ６が充電され始めて励磁電流が減少しだし、同時に、試料２０の等価抵抗５にも誘導電圧が発生する。図１２では２次巻線１２に接続された電圧検出回路２３でコンデンサ６の電位が測定される。このとき、図１１の場合と同様に、制御回路２６により半導体スイッチ３の開閉、サンプル／ホールド回路２４によるホールドのタイミング、アナログ／デジタル変換回路２５が制御される。
【符号の説明】
【００３１】
１    直流電圧源
２    抵抗器
３    半導体スイッチ（電子スイッチ）
４    コイル（１次巻線、励磁コイル）
４ａ  （等価抵抗が接続されている）コイル
５    試料の等価抵抗
６    コンデンサ
７    ダイオード
８    励磁インダクタンス
９    第２の直流電圧源
１０  抵抗器
１１  トランス
１２  コイル（２次巻線、検出コイル）
２０  試料
２１  コア
２２  渦電流センサ
２３  電圧検出回路
２４  サンプル／ホールド回路
２５  アナログ／デジタル変換回路
２６  制御回路
【図１】
0005386394.tif 000002
【図２】
0005386394.tif 000003
【図３】
0005386394.tif 000004
【図４】
0005386394.tif 000005
【図５】
0005386394.tif 000006
【図６】
0005386394.tif 000007
【図７】
0005386394.tif 000008
【図８】
0005386394.tif 000009
【図９】
0005386394.tif 000010
【図１０】
0005386394.tif 000011
【図１１】
0005386394.tif 000012
【図１２】
0005386394.tif 000013