(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上板と、
前記上板の第１の辺に連設された第１の側板と、
前記上板の前記第１の辺に相対する第２の辺に連設された第２の側板と、
前記上板に設けられ、校正対象となる表面電位計のプローブ部が挿入される開口部と、
前記第１の側板の内側の面上に設けられ、前記第２の側板に向かって張り出した第１の支持部材と、
前記第２の側板の内側の面上に設けられ、前記第１の側板に向かって張り出した第２の支持部材と、
を備え、前記第１および第２の支持部材は、それぞれ前記第１および第２の辺に略垂直な方向に沿って、前記第１および第２の側板上を移動可能に設けられている表面電位計の校正用固定治具。
【請求項２】
請求項１に記載の表面電位計の校正用固定治具において、
前記第１および第２の支持部材は、それぞれ前記第１および第２の側板に固定される基片と、前記基片に連設され、前記上板と略平行な張出片とを有する、表面電位計の校正用固定治具。
【請求項３】
請求項２に記載の表面電位計の校正用固定治具において、
前記第１および第２の側板には、それぞれ第１および第２の孔部が設けられており、
前記基片および前記各側板は、当該基片に固定されるとともに前記各孔部を貫通する雄ネジに対して当該側板の外側から雌ネジを締め付けることにより、互いに固定される、表面電位計の校正用固定治具。
【請求項４】
請求項３に記載の表面電位計の校正用固定治具において、
前記第１および第２の孔部は、それぞれ前記第１および第２の辺に略垂直な方向に延びるスリット状をしている、表面電位計の校正用固定治具。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の表面電位計の校正用固定治具において、
前記上板上には、前記開口部の１辺に沿って突出部が設けられている、表面電位計の校正用固定治具。
【請求項６】
箱型の筐体と、前記筐体の上部に設けられたチャージプレートとを有し、前記チャージプレートに所望の電位を与えることが可能な静電気モニタを準備するステップと、
前記第１および第２の側板で前記静電気モニタの筐体を前記チャージプレート側から挟むように、
請求項１乃至５いずれかに記載の表面電位計の校正用固定治具を前記静電気モニタに固定するステップと、
前記校正用固定治具の前記開口部に前記プローブ部を挿入した状態で、前記表面電位計により、所定の電位が与えられた前記チャージプレートの表面電位を測定するステップと、
を含むことを特徴とする表面電位計の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面電位計の校正用固定治具および校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造の前工程においては静電気管理のニーズが高まってきている。そのため、半導体工場は、大量の表面電位計を導入し、静電気管理を行っている。静電気を測定する方法は、例えば特許文献１に記載されている。同文献には、被測定物に帯電している静電気の帯電量を、被測定物と測定プローブとの距離を一定に保ちつつ測定することが記載されている。
【０００３】
また、非特許文献１には、表面電位計による静電気の測定原理が記載されている。同文献には、フィードバック方式またはゼロ位法と呼ばれる測定方式が記載されている。この方式においては、被測定物に近接させた測定電極を振動させることにより、測定電極に変位電流を誘起する。その変位電流を増幅して得られる信号を同期検波することにより、被測定物の帯電極性を判定する。そして、判定された帯電極性と同じ極性の電圧を測定プローブ全体に印加する。プローブが被測定物と同電位になると、測定電極からの変位電流の信号が０になる。すなわち、当該信号が検出されなくなった時点でプローブに印加されている電圧が、被測定物の表面電位に等しくなる。よって、その電圧を表示することにより、被測定物の表面電位を測定することができる。
【０００４】
さらに、特許文献２には、表面電位計の校正方法が記載されている。同文献には、校正のための基準電圧を測定回路の接地電位に与えた状態で、表面電位計の校正を行うことが記載されている。
【特許文献１】特開平８−７５８０７号公報
【特許文献２】特開平７−３２５１１８号公報
【非特許文献１】山口晋一、「微小面積表面電位測定技術」、IDMEA Japan News No. 53、2002年11月、p.1-4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表面電位計の校正は、表面電位計の計測精度を維持する上で重要である。しかしながら、従来は、かかる校正を簡便に行うことができなかった。それゆえ、表面電位計のユーザの多くは、表面電位計の校正を外部に委託せざるを得ず、そのための委託費用が発生するという問題があった。例えば、工場内で５０台の表面電位計を使っており、校正費用を約５万円／台とした場合、合計で２５０万円もの委託費用が発生することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による表面電位計の校正用固定治具は、上板と、上記上板の第１の辺に連設された第１の側板と、上記上板の上記第１の辺に相対する第２の辺に連設された第２の側板と、上記上板に設けられ、校正対象となる表面電位計のプローブ部が挿入される開口部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この校正用固定治具によれば、所定の表面電位が印加されたチャージプレートを有する静電気モニタの筐体を挟み込むようにして、その静電気モニタに当該校正用固定治具を固定することができる。そして、上記開口部に表面電位計のプローブ部を挿入した状態で校正を行うことにより、所望の測定距離（チャージプレートとプローブ部との間の距離）でチャージプレートに印加された表面電位を測定することができる。これにより、簡便な方法で、表面電位計の校正を行うことが可能である。したがって、表面電位計のユーザは、表面電位計の校正を外部に委託することなく、自ら行うことができる。
【０００８】
また、本発明による表面電位計の校正方法は、箱型の筐体と、上記筐体の上部に設けられたチャージプレートとを有し、上記チャージプレートに所望の電位を与えることが可能な静電気モニタを準備するステップと、上記第１および第２の側板で上記静電気モニタの筐体を上記チャージプレート側から挟むように、上記校正用固定治具を上記静電気モニタに固定するステップと、上記校正用固定治具の上記開口部に上記プローブ部を挿入した状態で、上記表面電位計により、所定の電位が与えられた上記チャージプレートの表面電位を測定するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この校正方法においては、上述の校正用固定治具を用いているため、簡便に、表面電位計の校正を行うことが可能である。したがって、表面電位計のユーザは、表面電位計の校正を外部に委託することなく、自ら行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面電位計の校正を簡便且つ低コストで行うことを可能とする表面電位計の校正用固定治具およびそれを用いた校正方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明による表面電位計の校正用固定治具および校正方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明による表面電位計の校正用固定治具の一実施形態を示す斜視図である。校正用固定治具１は、上板２と、上板２の辺Ｓ１（第１の辺）に連設された側板５ａ（第１の側板）と、上板２の辺Ｓ１に相対する辺Ｓ２（第２の辺）に連設された側板５ｂ（第２の側板）と、上板２に設けられ、校正対象となる表面電位計のプローブ部が挿入される開口部３と、を備えている。
【００１３】
上板２および側板５ａ，５ｂは、例えば、導電性のある金属（例えばステンレス材）の板をコの字型に成形することにより得ることができる。上板２の略中央部に開口部３が形成されている。開口部３は、表面電位計のプローブ側から挿入したときに、表面電位計本体部が先に入っていかない程度の広さである。また、上板２上には、開口部３の１辺に沿って突出部４が設けられている。すなわち、突出部４は、図２に示すように、上板２から突出している。同図は、校正用固定治具１の側面図である。この突出部４の高さは、例えば４ｍｍ程度である。
【００１４】
側板５ａの内側の面上には、側板５ｂに向かって張り出した支え部７ａ（第１の支持部材）が設けられている。支え部７ａは、連結部材８ａによって側板５ａに固定される。同様に、側板５ｂの内側の面上には、側板５ａに向かって張り出した支え部７ｂ（第２の支持部材）が設けられている。支え部７ｂは、連結部材８ｂによって側板５ｂに固定される。
【００１５】
側板５ａおよび側板５ｂには、それぞれ孔部６ａ（第１の孔部）および孔部６ｂ（第２の孔部）が設けられている。これらの孔部６ａおよび孔部６ｂは、それぞれ辺Ｓ１および辺Ｓ２に略垂直な方向に延びるスリット状をしている。これにより、支え部７ａおよび支え部７ｂは、それぞれ辺Ｓ１および辺Ｓ２に略垂直な方向に沿って、側板５ａおよび側板５ｂ上を移動可能に設けられている。
【００１６】
図３および図４に示すように、この校正用固定治具１は、静電気モニタ１１に固定された状態で用いられる。静電気モニタ１１は、箱型の筐体と、当該筐体の上部に設けられたチャージプレート１２とを有し、チャージプレート１２に所望の電位を与えることが可能である。この静電気モニタ１１は、定期的に校正され、国家標準とのトレーサビリティが確保されていることが好ましい。
【００１７】
校正用固定治具１は、側板５ａおよび側板５ｂで静電気モニタ１１の筐体をチャージプレート１２側から挟むようにして、静電気モニタ１１に固定されている。また、これらの図においては、表面電位計１０のプローブ部１０ｂが開口部３に挿入されている。ここで、上述の突出部４が設けられているため、表面電位計１０は、開口部３を挟んで突出部４の反対側に、鉛直方向に対して角度θだけ傾いている（図３参照）。
【００１８】
また、支え部７ａ，７ｂは、静電気モニタ１１の筐体上部の隅に乗っている。支え部７ａ，７ｂのそれぞれ側板５ａ，５ｂに対する上下位置は、チャージプレート１２と表面電位計１０のプローブ部１０ｂの先端との距離が所望の距離になるように決められている。
【００１９】
表面電位計１０のアース端子は、アース線９によって静電気モニタ１１のアース端子に接続されている。これにより、両者のアースレベルを同じにしている。また、ＡＣ電源およびアース用のコード２０は、コンセントに接続される。
【００２０】
図５を参照しつつ、校正用固定治具１と静電気モニタ１１との固定部を説明する。同図は、互いに固定された状態の校正用固定治具１および静電気モニタ１１の一部を示す断面図である。同図からわかるように、上述の支え部７ａ，７ｂは、それぞれ側板５ａ，５ｂに固定される基片７２と、基片７２に連設され、上板２と略平行な張出片７４とを有する。これにより、各支え部７ａ，７ｂの断面は、Ｌ字型をしている。
【００２１】
支え部７ａの基片７２には、ボルト８２（雄ネジ）が固定されている。ボルト８２を孔部６ａに通し、スリット状の孔部６ａ内を上下させることで、支え部７ａの位置を上下に移動することができる。上下方向についてのある位置でボルト８２は蝶ネジ８４（雌ネジ）で側板５ａに固定され、それにより支え部７ａの側板５ａに対する上下位置が決定される。
【００２２】
校正用固定治具１においてスリット状の孔部６ａは側板５ａに２つ形成されているので、支え部７ａには２本のスリット間の間隔に等しい間隔を空けて２本のボルト８２が固定されている。これにより、支え部７ａは、２組のボルト８２および蝶ネジ８４によって側板５ａに固定される。同様に、側板５ｂにも、支え部７ａと同様の構造を有する支え部７ｂが固定されている。このように、基片７２および各側板５ａ，５ｂは、当該基片７２に固定されるとともに各孔部６ａ，６ｂを貫通するボルト８２に対して当該側板５ａ，５ｂの外側から蝶ネジ８４を締め付けることにより、互いに固定される。
【００２３】
次に、本発明による表面電位計の校正方法の一実施形態として、校正用固定治具１を用いた表面電位計１０の校正方法の一例を説明する。この校正方法は、静電気モニタを準備するステップと、校正用固定治具１を静電気モニタ１１に固定するステップと、校正用固定治具１の開口部３にプローブ部１０ｂを挿入した状態で、表面電位計１０により、所定の電位が与えられたチャージプレート１２の表面電位を測定するステップと、を含む。
【００２４】
表面電位計１０の校正にあたっては、前準備として、表面電位計１０の電池が不足していないことを確認する。また、静電気モニタ１１の電源を１００Ｖコンセント（アース付）に接続し、電源スイッチをＯＮする。なお、アースの有無は校正結果に影響を与えるため、校正時には、内臓バッテリーのみではなく、アース付のコンセントを使用することが好ましい。
【００２５】
前準備の後、表面電位計１０の校正に移る。まず、静電気モニタ１１に校正用固定治具１をセットした後、表面電位計１０のアース線９を静電気モニタ１１のアース端子に接続する。続いて、表面電位計１０のスイッチをＯＮした後、静電気モニタ１１のチャージプレート１２の電位（電圧値表示部１１ａに表示されている値）が約０±３Ｖの範囲に収まるように、ゼロ点調整つまみを調整する。次に、電圧可変ダイヤル１１ｂで調整することによりチャージプレート１２に所望の電位を与えた状態で、表面電位計１０の電位値表示部１０ａの表示値を記録する。
【００２６】
チャージプレート１２に所望の電位を与えて電位値表示部１０ａの表示値を記録することを校正ポイント（チャージプレート１２への印加電圧、測定距離）毎に繰り返す。表１は、校正ポイントの一例を示している。同表においては、各型式の表面電位計について３つの校正ポイント（ＮＯ．１〜３）が設定されている。また、一番右側のコラムには、合格判定基準が記載されている。本例では、フルスケール誤差で５％以下を許容誤差としている。合格判定基準を満たさない表面電位計があった場合には、当該表面電位計の調整ネジをマイナスドライバで回す等して、表示値の誤差が許容範囲に収まるように調整する。以上の校正結果は、必要に応じて記録シートに記録される。
【表１】
0004769057.tif 000002
【００２７】
本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、所定の表面電位が印加されたチャージプレート１２を有する静電気モニタ１１の筐体を挟み込むようにして、その静電気モニタ１１に校正用固定治具１を固定することができる。そして、開口部３に表面電位計１０のプローブ部１０ｂを挿入した状態で校正を行うことにより、所望の測定距離でチャージプレート１２に印加された表面電位を測定することができる。これにより、簡便な方法で、表面電位計１０の校正を行うことが可能である。したがって、表面電位計のユーザは、表面電位計の校正を外部に委託することなく、自ら行うことができる。よって、表面電位計の校正を簡便且つ低コストで行うことを可能とする表面電位計の校正用固定治具１およびそれを用いた校正方法が実現されている。
【００２８】
表面電位計の校正自体は、計測精度や計測のトレーサビリティを確保する上で大事なことであるが、従来は費用がかかりすぎていた。この点、本実施形態によれば、表面電位計の校正に要する費用を大幅に削減することができる。
【００２９】
また、校正用固定治具１は、容易に且つ安価に製作でき、表面電位計の型式毎（せいぜい数種類）に製作しておき、校正された静電気モニタと組合せることによって、表面電位計の校正を社外業者に委託することなく、工場内で、工場の人員で実施することもできる。さらに、表面電位計の社内での校正が可能となるため、短納期（例えば１日）で使用部門に納品することができる。それに対して、校正を外部委託した場合には、納品まで１ヶ月程度を要する。
【００３０】
側板５ａおよび側板５ｂの内側の面上には、それぞれ支え部７ａおよび支え部７ｂが設けられている。このため、これらの支え部７ａ，７ｂを静電気モニタ１１の筐体に掛けることで、校正用固定治具１を静電気モニタ１１に対して容易に固定できる。また、校正用固定治具１の静電気モニタ１１からの取り外しも容易である。
【００３１】
支え部７ａ，７ｂは、それぞれ辺Ｓ１，Ｓ２に略垂直な方向に沿って、側板５ａ，５ｂ上を移動可能に設けられている。これにより、チャージプレート１２とプローブ部１０ｂとの間の距離、すなわち測定距離の調整を容易に行うことができる。
【００３２】
孔部６ａおよび孔部６ｂは、それぞれ辺Ｓ１および辺Ｓ２に略垂直な方向に延びるスリット状をしている。これにより、簡略な構造で、支え部７ａ，７ｂが側板５ａ，５ｂ上を移動可能な構成を実現することができる。
【００３３】
各支え部７ａ，７ｂは、基片７２および張出片７４によって構成されている。基片７２を各側板５ａ，５ｂに対する固定部として利用することにより、両者を強固に固定することができる。
【００３４】
各支え部７ａ，７ｂの基片７２および各側板５ａ，５ｂは、当該基片７２に固定されるとともに各孔部６ａ，６ｂを貫通するボルト８２に対して当該側板５ａ，５ｂの外側から蝶ネジ８４を締め付けることにより、互いに固定される。これにより、支え部７ａ，７ｂと側板５ａ，５ｂとの固定およびその解除を容易に行うことができる。
【００３５】
上板２上には、突出部４が設けられている。これにより、表面電位計１０をチャージプレート１２に対して斜めに傾けた状態で校正を行うことが容易となる。一般に、表面電位計１０のプローブ部１０ｂは先端面が斜めにカットされている。そのため、その先端面とチャージプレート１２とをできるだけ平行に保った方が、より高精度な校正が可能となる。
【００３６】
なお、本発明による表面電位計の校正用固定治具は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による表面電位計の校正用固定治具の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の校正用固定治具を示す側面図である。
【図３】図１の校正用固定治具が静電気モニタに固定された様子を側面側から見た斜視図である。
【図４】図１の校正用固定治具が静電気モニタに固定された様子を正面側から見た斜視図である。
【図５】互いに固定された状態の校正用固定治具および静電気モニタの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    校正用固定治具
２    上板
３    開口部
４    突出部
５ａ    側板
５ｂ    側板
６ａ    孔部
６ｂ    孔部
７ａ    支え部
７ｂ    支え部
８ａ    連結部材
８ｂ    連結部材
９    アース線
１０ａ    電位値表示部
１０ｂ    プローブ部
１０    表面電位計
１１    静電気モニタ
１１ａ    電圧値表示部
１１ｂ    電圧可変ダイヤル
１２    チャージプレート
２０    コード
７２    基片
７４    張出片
８２    ボルト
８４    蝶ネジ
【図１】
0004769057.tif 000003
【図２】
0004769057.tif 000004
【図３】
0004769057.tif 000005
【図４】
0004769057.tif 000006
【図５】
0004769057.tif 000007