(57)【要約】【課題】半導体素子の電気的特性と２本のプローブの校正とをプローブ付け替えせずに行え、高い校正精度を維持して電気的特性を測定することを可能にする校正用基板を提供する。【解決手段】製品チップが形成される製品チップ領域、およびこの製品チップの電気的特性を測定するための校正用の校正用素子が形成される校正用素子領域とを有するウエハ５と、このウエハ５の製品チップ領域に形成され、互いにウエハ５面上で直交する入力信号経路６６および出力信号経路６７、６８を有する半導体素子４２と、それぞれウエハ５の校正用素子領域に形成され、この半導体素子４２の入出力に接触される２本のプローブ１４、１５及びプローブ１６の各プローブ先端が接触される互いに直交配置された入力パッドおよび出力パッドを入出力側に設けた４つの校正用素子とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品チップが形成される製品チップ領域、およびこの製品チップの電気的特性を測定するための校正用の校正用素子が形成される校正用素子領域とを有するウエハと、
このウエハの前記製品チップ領域に形成され、互いに前記ウエハ面上で直交する入力信号経路および出力信号経路を有する半導体素子と、
それぞれ前記ウエハの前記校正用素子領域に形成され、この半導体素子の入出力に接触される２本のプローブの各プローブ先端が接触される互いに直交配置された入力パッドおよび出力パッドを入出力側に設けた複数の校正用素子と、を備えたことを特徴とする校正用基板。
【請求項２】
各校正用素子の前記入力パッドは、入力側プローブのプローブ先端のプローブ構造と一致する電極パターン形状を有し、前記各校正用素子の前記出力パッドは、出力側プローブのプローブ先端のプローブ構造と一致する電極パターン形状を有することを特徴とする請求項１記載の校正用基板。
【請求項３】
製品チップが形成される製品チップ領域、およびこの製品チップの電気的特性を測定するための校正用の校正用素子が形成される校正用素子領域とを有するウエハの前記製品チップ領域に、互いに前記ウエハ面上で直交する入力信号経路および出力信号経路を有する半導体素子を形成するステップと、
前記校正用素子領域に、この半導体素子の入出力に接触される２本のプローブの各プローブ先端が接触される互いに直交配置された入力パッドおよび出力パッドを入出力側に設けた複数の校正用素子を形成するステップと、
前記半導体素子の電気的特性を測定する測定器が、入力側プローブが各校正用素子の前記入力パッドに接触し出力側プローブが各校正用素子の前記出力パッドに接触した状態で校正測定を行うステップと、
前記測定器が、この校正測定により得られた測定結果を用いて前記入力側プローブおよび前記出力側プローブの校正値を算出するステップと、を備えたことを特徴とする校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は校正用基板および校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波製品のＳパラメータを取得する際には、Ｓパラメータを高精度に測定することが要求されている。一般的に、被測定物ＤＵＴ（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）を測定する際、ベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）などの測定器の校正（キャリブレーション）を行う必要がある。測定器のＲＦ信号の入力端子面及び被測定物の入力端子面間のズレと、この被測定物の出力端子面及び測定器のＲＦ信号の出力端子面間のズレとを補正し、測定器の入出力部の基準面を各プローブの先端及び被測定物の出力側の入出力端面に合わせるようにする。この校正方法には、ＴＲＬ（Ｔｈｒｕ Ｒｅｆｌｅｃｔ Ｌｉｎｅ）法や、ＳＯＬＴ（Ｓｈｏｒｔ Ｏｐｅｎ Ｌｏａｄ Ｔｈｒｕ）法などと様々な方法が存在する。これらの方法は、インピーダンス値の検証や終端確認等の用途によって使い分けられている。ＲＦプローブを用いたオンウエハ測定を行う際には、例えばＳＯＬＴ法用のインピーダンス基準基板（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）が用いられる。
【０００３】
ＳＯＬＴ法では、各プローブ先端を向き合わせた状態で２本のＲＦプローブを配置し、これらのＲＦプローブによる誤差を補正し、測定器に対する校正を行う。各プローブ先端には信号端子とグラウンド端子とが設けられている。プローブ先端の形状の違いに応じてＧＳＧ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｒｏｕｎｄ）、ＧＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｉｇｎａｌ）、及びＳＧ（Ｓｉｇｎａｌ Ｇｒｏｕｎｄ）の３種類のプローブ構造のプローブヘッドが存在する。基板とプローブ先端との間のコンタクトタイプは一般的にＧＳＧタイプが用いられる。
【０００４】
ＧＳＧタイプのプローブヘッドを２つ対向させて使用する場合、例えば図４（ａ）に示すようなインピーダンス基準基板が用いられる。インピーダンス基準基板５０は、基板材５１と、それぞれ基板材５１上に設けられ既知のインピーダンス値を有するショート、ロード及びスルー用の各標準器５２、５３及び５４とを備えている。基板材５１のサイズは例えば１．５ｍｍ×４．０ｍｍ程度であり、スルー用標準器５４を構成する電極間のピッチは例えば数１００〜数２５０μｍ程度である。また、ＧＳタイプあるいはＳＧタイプのプローブヘッドを２つ対向させて使用する場合、図４（ｂ）に示すようなインピーダンス基準基板５５が用いられる。インピーダンス基準基板５５は、基板材５６と、基板材５６上のショート、ロード、及びスルー用の各標準器５７、５８及び５９とを備えている。
【０００５】
ＴＲＬ法による校正と、オンウエハ測定とは、ＲＦプローブがプローブステーションに取付けられた状態で実行される。半導体製品がチップ状である場合、インピーダンス基準基板の代わりに、ウエハ上に形成させた校正用の電極パターンを２つのプローブ先端に接触させて行う校正手法が存在する。校正基準として、ウエハ表面を分割して得られたマス目状の全領域のうちのいずれか複数の領域に形成された電極パターンが使われる。ウエハはプローブステーションに対して移動可能な位置決め機構に固定される。測定系が校正動作を開始すると、位置決め機構はウエハを移動させ、ウエハ上のショート用電極パターンを向かい合う２つのプローブヘッドの各プローブ先端に接触させるようにする。
【０００６】
対向する２つのプローブヘッドの入出力の各接触部でのコンタクトタイプがＧＳＧ−ＧＳＧタイプである場合のＳＯＬＴ法を用いた校正時のプローブ配置関係を図５に示す。図５（ａ）には、ＩＳＳあるいはキャリアプレート上の一領域に形成されたショート用電極パターン６０と、互いに向き合って配置された２つのプローブヘッド６１、６２とが示されている。高周波信号が入力される側のコンタクトタイプはＧＳＧタイプである。高周波信号が出力される側のコンタクトタイプもＧＳＧタイプである。入出力のコンタクトタイプは左右で同じであり、入出力のプローブヘッドは左右対称である（以下の説明では、各プローブ先端が向き合うように２つのプローブヘッドが対向配置されるプローブ配置関係を直線型の配置関係と呼ぶこととする）。また、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、２つのプローブヘッド６１、６２のプローブ配置は直線型であり、それぞれ、ロード用電極パターン６３、スルー用電極パターン６４について入出力のコンタクトタイプは左右対称である。
【０００７】
ところで、半導体製品としてＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ−Ｐｏｌｅ）スイッチの電気的特性をオンウエハ測定する場合、ＳＰＤＴスイッチの入力側に１本のＲＦプローブを接触させ、出力側に２本のＲＦプローブを接触させて行われる。
【０００８】
図６はＳＰＤＴスイッチのＳパラメータを測定するときのプローブヘッドの配置例を示す図である。ＳＰＤＴスイッチ６５は、１本の信号入力線路６６と、それぞれこの信号入力線路６６上での電力の伝送方向と直交する２本の信号出力線路６７、６８とを有する。入力側に設けられたＧＳＧタイプのプローブヘッド６９の３つのプローブ先端は、信号電極７０及びグラウンド電極７１、７２に接触される。第１の出力側に設けられたＧＳタイプ又はＳＧタイプのプローブヘッド７３の２つのプローブ先端は、信号電極７４及びグラウンド電極７５に接触される。第２の出力側のプローブヘッド７６の２つのプローブ先端は、信号電極７７及びグラウンド電極７８に接触される。プローブヘッド６９の向きに対し、プローブヘッド７３の向きと、プローブヘッド７６の向きとが基板面上で直交するようこれらのプローブヘッド６９、７３及び７６が配置されてＲＦ特性が測定されるようになっている。
【０００９】
プローブ構造は回路パターン形状などに応じて適宜選択することができ、２箇所の出力端部にはＧＳＧタイプ及びＧＳ／ＳＧタイプのいずれのＲＦプローブを用いても良い。しかし、図中上下２箇所の出力端部に回路要素７９、８０が配置される場合、各出力端部にはＧＳＧタイプの３つのプローブ先端を接触させるための空きスペースがない。回路要素７９、８０とは、回路素子、伝送線路、配線パターン、又はグラウンドパターンを指す。このため、各出力端部での空きスペースに収まる程度のコンタクトピッチを有するＧＳタイプ又はＳＧタイプのプローブヘッド７３、７６を用いてＲＦ特性が測定されるようにされている。
【００１０】
従来、高価な校正基板を利用せずにプローブの校正を行えるようにした高周波測定用プローブが提案されている（特許文献１参照）。信号パッドの一部もしくはすべてを、集積回路装置の各辺に平行なすべての４方向から測定できるような角度で設けた集積回路装置も知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−７０１７５号公報
【特許文献２】特開平９−２６０４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＳＰＤＴスイッチのＳパラメータを測定する例では、校正を行う際、校正用の電極パターンと、プローブ先端のプローブ構造とが一致しない状態で校正データが測定される。更に、この校正が完了した後、入力側ＲＦプローブ及び出力側ＲＦプローブをＳＰＤＴスイッチ６５が形成されたウエハ面から離し、これらのＲＦプローブをプローブヘッド７３、７６の図６のプローブ配置に付け替えた後、本来測定すべきＳパラメータを測定するため、校正の校正精度を維持できない。
【００１３】
図７は、対向する２つのプローブヘッドの各接触部がＧＳＧ−ＳＧタイプである場合のＳＯＬＴ法を用いた校正時のプローブ配置関係を示す図である。同図中、図６に示す符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。校正は、２つのプローブヘッドを直線型に向き合わせて行われる。図７（ａ）の２つのプローブヘッド６９、７３は、ウエハあるいはキャリアプレート上の一領域に形成されたショート用電極パターン８１に接触している。入力側では、プローブ構造はＧＳＧタイプであり、電極パッドはＧＳ／ＳＧタイプ用のパターン形状を有する。コンタクトタイプは、プローブとパッドとの間で非対称的である。
【００１４】
また、図７（ｂ）に示すように、ＧＳＧタイプのプローブヘッド６９は、ＳＧ／ＧＳタイプ用のロード用電極パターン８２に接触し、図７（ｃ）に示すように、ＳＧ／ＧＳタイプ用のスルー用電極パターン８３に接触している。図６でプローブヘッド６９及び７６間の校正を行う場合、プローブヘッド６９、７３間の例と同じである。つまり、ＲＦプローブのプローブ構造と、校正用の電極パターンの形状とが異なるという問題点がある。ＧＳＧプローブのグラウンド端面は正確にグラウンドの状態ではなく、校正値を信頼できないこととなる。
【００１５】
また、図６において２経路分のキャリブレーションを行う必要があるため、入力側プローブヘッド６９に対向配置された状態のプローブヘッド７３を第１の出力端側に付け替えを行い、入力側プローブヘッド６９に対向配置された状態のプローブヘッド７６を第２の出力端側に付け替える。ＲＦプローブの位置を変えるため、ＲＦプローブの付け換え作業に手間を要する。
【００１６】
更に、校正データを測定器が取得した後、ＲＦプローブの位置を付け換えてＳパラメータの特性データを測定するため、校正データを正確に再現しているとは言い難い。校正と、Ｓパラメータ測定との間に、ＲＦプローブの位置を変えるための作業が行われるため、Ｓパラメータのデータの信頼性を確保できない可能性がある。
【００１７】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、半導体素子をオンウエハ測定する場合、この半導体素子の電気的特性と２本のプローブの校正とをこれらのプローブを付け替えせずに行えるようにし、高い校正精度を維持して電気的特性を測定することが可能な校正用基板、校正方法および半導体ウエハの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような課題を解決するため、本発明の一態様によれば、製品チップが形成される製品チップ領域、およびこの製品チップの電気的特性を測定するための校正用の校正用素子が形成される校正用素子領域とを有するウエハと、このウエハの前記製品チップ領域に形成され、互いに前記ウエハ面上で直交する入力信号経路および出力信号経路を有する半導体素子と、それぞれ前記ウエハの前記校正用素子領域に形成され、この半導体素子の入出力に接触される２本のプローブの各プローブ先端が接触される互いに直交配置された入力パッドおよび出力パッドを入出力側に設けた複数の校正用素子と、を備えたことを特徴とする校正用基板が提供される。
【００１９】
また、本発明の別の一態様によれば、製品チップが形成される製品チップ領域、およびこの製品チップの電気的特性を測定するための校正用の校正用素子が形成される校正用素子領域とを有するウエハの前記製品チップ領域に、互いに前記ウエハ面上で直交する入力信号経路および出力信号経路を有する半導体素子を形成するステップと、前記校正用素子領域に、この半導体素子の入出力に接触される２本のプローブの各プローブ先端が接触される互いに直交配置された入力パッドおよび出力パッドを入出力側に設けた複数の校正用素子を形成するステップと、前記半導体素子の電気的特性を測定する測定器が、入力側プローブが各校正用素子の前記入力パッドに接触し出力側プローブが各校正用素子の前記出力パッドに接触した状態で校正測定を行うステップと、前記測定器が、この校正測定により得られた測定結果を用いて前記入力側プローブおよび前記出力側プローブの校正値を算出するステップと、を備えたことを特徴とする校正方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体素子の電気的特性と２本のプローブの校正とをこれらのプローブを付け替えせずに行えるようになり、高い校正精度を維持して電気的特性を測定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る校正用基板を用いた校正を行うための測定系の構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る校正用基板の平面図である。
【図３】半導体素子及び複数本のＲＦプローブの配置関係を示す図である。
【図４】（ａ）はＧＳＧタイプ用のインピーダンス基準基板の平面図であり、（ｂ）はＧＳタイプ又はＳＧタイプ用のインピーダンス基準基板の平面図である。
【図５】従来の対向する２つのプローブヘッドの各接触部がＧＳＧ−ＧＳＧタイプである場合のＳＯＬＴ法を用いた校正時のプローブの配置関係を示す上面図である。
【図６】従来のＳＰＤＴスイッチのＳパラメータを測定するときのプローブヘッドの配置例を示す図である。
【図７】従来の対向する２つのプローブヘッドの各接触部がＧＳＧ−ＳＧタイプである場合のＳＯＬＴ法を用いた校正時のプローブ配置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る校正用基板および校正方法について、図１乃至図３を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態に係る校正用基板を用いた校正を行うための測定系の構成図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）はそれぞれ校正用基板１〜４（校正用素子）の平面図である。図１には、ウエハ５が平板６の開口７を介して露出した状態が示されており、図２（ａ）の校正用基板１が開口７の下方に位置する例が示されている。ウエハ５表面には、チップ状の校正用基板１〜４と、後述するＳＰＤＴスイッチ（半導体素子）とが形成されている。
【００２４】
校正用基板１〜４は図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すようにそれぞれ、オープン、ショート、スルー及びロードの各特性を有するウエハ５面上の電極パターンを有する。校正用基板１〜４は、ウエハ５表面全域を分割して得られたマス目状の多数の領域のうちのいずれか４箇所以上の領域に形成されている。これらの校正用基板１〜４はそれぞれ既知のインピーダンス値を有する。
【００２５】
測定系８は主にプローブステーションから構成される。この測定系８は、ウエハ５の底面に固定されこのウエハ５を所望の高さ位置及び平面位置において保持する位置決め機構９と、校正用基板１及び図示しない校正用基板２〜４を露出させる開口７を有する平板６と、それぞれこの開口７の縁部に取付けられた４つのプローブ固定具１０、１１、１２、１３と、プローブ固定具１０に固定されたＧＳＧプローブ１４と、プローブ固定具１１に固定されたＳＧプローブ１５と、プローブ固定具１２に固定されたＧＳプローブ１６と、プローブ固定具１３に固定されたＤＣ用プローブ１７とを備えている。
【００２６】
位置決め機構９にはプローブステーションのｘｙｚθ移動機構が用いられ、コントローラ４７によって駆動制御される。位置決め機構９に対してｘｙｚθの各変位量が与えられると、この位置決め機構９は、ウエハ５の角度を合わせるよう駆動を行い、ウエハ５のｘｙ各方向に移動させ、ウエハ５の上面位置が各プローブ先端部の高さ位置と一致するようにウエハ５表面を水平にしたままこのウエハ５を動かす。平板６はプローブステーションのプラテンであり、プローブ固定具１０〜１３はいずれもポジショナである。
【００２７】
ＧＳＧプローブ１４は校正用基板１〜４と被測定物とに対して高周波信号を入力するＧＳＧタイプのプローブヘッドであり、図中上から下に向かって、グラウンド、信号、グラウンドの順に配列されたプローブチップからなるプローブ先端１８を有する。
【００２８】
ＳＧプローブ１５は、校正用基板１〜４及び被測定物から出力される高周波信号を受けるプローブヘッドであり、同図右から左に向かって信号、グラウンドの順に配列されたプローブチップからなるプローブ先端１９を有する。水平面内このＳＧプローブ１５の正面にＧＳプローブ１６が配置されている。このＧＳプローブ１６は、校正用基板１〜４及び被測定物から出力される高周波信号を受けるプローブヘッドであり、同じく右から左に信号、グラウンドの順に配列されたプローブチップからなるプローブ先端２０を有する。ＳＧプローブ１５及びＧＳプローブ１６の各向きと、ＧＳＧプローブ１４の向きとが平板６上で互いに直交するようにこれらのＧＳＧプローブ１４、ＳＧプローブ１５及びＧＳプローブ１６は配置されている。
【００２９】
ＤＣ用プローブ１７は被測定物に対してＤＣバイアスを供給するプローブヘッドであり、プローブ先端２１を有する。
【００３０】
更に測定系８は、校正用基板１〜４の校正データ及び被測定物の高周波特性を測定するベクトルネットワークアナライザ２２を備えている。ＧＳＧプローブ１４はケーブル２３ａを介してベクトルネットワークアナライザ２２の入力ポートに接続されている。ＳＧプローブ１５はケーブル２３ｂ及び機械的同軸スイッチ４８を介してベクトルネットワークアナライザ２２の出力ポートに接続されている。ＧＳプローブ１６はケーブル２３ｃ及び機械的同軸スイッチ４８を介してベクトルネットワークアナライザ２２の出力ポートに接続されている。ケーブル２３ａ、２３ｂ、２３ｃは同軸ケーブルである。
【００３１】
また、図２に示す校正用基板１はオープン用のものであり、２箇所のパッド群２４、２５からなる。パッド群２４はこの校正用基板１の一境界線に沿って配列されている。パッド群２４の３個のパッドにはそれぞれＧＳＧプローブ１４の信号用チップと、一対の接地用チップとが接触される。パッド群２５は、校正用基板１の他の境界線に沿って配列されており、このパッド群２５の２個のパッドにはそれぞれＳＧプローブ１５の信号用チップと１つの接地用チップとが接触される。隣接する２つの境界線は直交し、パッド群２４、２５は面上で直交配置されている。
【００３２】
校正用基板２はショート用のものであり、それぞれ長手方向が面上で互いに直交する矩形状の２つのパッド２６、２７を有する。パッド２６の長辺は、ＧＳＧプローブ１４の３本のプローブチップを短絡させることが可能な長さを有する。パッド２７の長辺は、ＳＧプローブ１５の２本のプローブチップを短絡させることが可能な長さを有する。パッド２６、２７の各パッド配置方向もウエハ面上で直交している。
【００３３】
校正用基板３はスルー用のものであり、ＧＳＧプローブ１４の信号用チップが接触される信号パッド２８と、それぞれＧＳＧプローブ１４の一対の接地用チップが接触される一対の矩形状のグラウンドパッド２９、３０と、これらのグラウンドパッド２９、３０間を跨いで配線されたエアブリッジ配線３１とを有する。
【００３４】
スルー用の校正用基板３が占めるウエハ５面上における領域のうち、信号パッド２８は、この領域の上下方向中央部においてこの領域の左境界線から領域中心に向かって延びるストライプ状のパターン部分２８ａと、このパターン部分２８ａにその下辺部が連続する方形状のパターン部分２８ｂとからなる。また、同領域中において、矩形状のグラウンドパッド２９の下辺は、パターン部分２８ａを挟みこのパターン部分２８ａの幅方向で、グラウンドパッド３０の上辺と対峙する。エアブリッジ配線３１は、グラウンドパッド２９から、パターン部分２８ａとの間に空間を残した状態でパターン部分２８ａの側方へ引き出されてグラウンドパッド３０へと接続されるようになっている。エアブリッジ配線３１によって、２つのグラウンドパッド２９、３０が共通電位を有する。
【００３５】
ＧＳＧプローブ１４の３本のプローブチップがそれぞれグラウンドパッド２９、信号パッド２８（パターン部分２８ａ）、グラウンドパッド３０に接触し、ＳＧプローブ１５の信号用チップ及び接地用チップがそれぞれ信号パッド２８（パターン部分２８ｂ）及びグラウンドパッド２９に接触するようになっている。
【００３６】
また、グラウンドパッド２９、パターン部分２８ａ、及びグラウンドパッド３０のパッド配列方向と、パターン部分２８ｂ及びグラウンドパッド２９のパッド配列方向とはウエハ５面上で直交している。ＧＳＧプローブ１４から出力される電力の進行方向に対して、ＳＧプローブ１５の電力を受ける向きが面内で約９０度になるようこれらのＧＳＧプローブ１４及びＳＧプローブ１５が配置されている。図１の校正用基板３上では、ＧＳＧプローブ１４のプローブ先端２０からの電力の進行方向に対して、この電力を受けるＳＧプローブ１５のプローブ先端１９が面上で約９０度曲がった方向に位置している。
【００３７】
校正用基板４はロード用のものであり２箇所のパッド群３２、３３からなる。パッド群３２は、それぞれ上下一列に配列され、ＧＳＧプローブ１４の３本のプローブチップが接触される３個のパッド３４、３５、３６と、パッド３４及び３５間に接続されたロード素子３７と、パッド３５及び３６間に接続されたロード素子３８とからなる。パッド群３３は、それぞれ左右に並べられＳＧプローブ１５の２本のプローブチップが接触される２個のパッド３９、４０と、これらのパッド３９及び４０間に接続されたロード素子４１とからなる。パッド群３２のパッド配列方向と、パッド群３３のパッド配列方向とは面上で直交する。
【００３８】
また、校正用基板１〜４の電極パターンの各形状と、上下対称の形状の電極パターンを有するオープン、ショート、スルー及びロードの４種類の図示しない校正用基板もウエハ５上には形成されている。これらの図示しない校正用基板上では、ＧＳＧプローブ１４のプローブ先端２０からの電力の進行方向に対して、この電力を受けるＧＳプローブ１６のプローブ先端２０が面上で約９０度曲がった方向に位置し、高周波信号の入出力のコンタクトタイプがＧＳＧ−ＧＳタイプにされている。
【００３９】
このような構成の本実施形態に係る校正用基板１〜４を用いて、ウエハ５上に形成されたＳＰＤＴスイッチのＳパラメータをオンウエハ測定する場合のＲＦプローブの校正方法について図１〜図３を参照して述べる。
【００４０】
図１の測定系８はコントローラ４７により統括される。コントローラ４７は測定用のアプリケーションプログラムを有する主制御部であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる。コントローラ４７は、位置決め機構９に対して位置決め指令を通知する。位置決め機構９は、ウエハ５について、θ回転、ｘｙ移動を行い、平板６の上下動を行う。ウエハ５上のオープン用の校正用基板１を開口７に露出させる。コントローラ４７は、ＤＣ用プローブ１７から校正用基板１にバイアスを供給する。
【００４１】
位置決め機構９は、校正用基板１のパッド群２４、２５を、それぞれ、ＧＳＧプローブ１４、ＳＧプローブ１５に接触させる。オープン状態の校正データが測定される。
【００４２】
引き続き、コントローラ４７は、位置決め機構９に対してショート用の校正用基板２を移動させるように通知する。位置決め機構９は、ウエハ５上の校正用基板２を開口７に露出させる。位置決め機構９は、校正用基板２の２つのパッド２６、２７を、それぞれ、ＧＳＧプローブ１４、ＳＧプローブ１５に接触させる。パッド２６によってプローブ先端２０の３本のプローブチップは短絡しており、プローブ先端１９の２本のプローブチップもパッド２７によって短絡している。この状態で、ベクトルネットワークアナライザ２２は、インピーダンス測定を行い、ショート状態の校正データを測定する。
【００４３】
続いて、コントローラ４７は、位置決め機構９に対してスルー用の校正用基板３を移動させるように通知し、位置決め機構９は、この校正用基板３を開口７に露出させる。位置決め機構９は、校正用基板３の信号パッド２８、グラウンドパッド２９及び３０を、それぞれ、ＧＳＧプローブ１４、ＳＧプローブ１５に接触させる。この状態で、ベクトルネットワークアナライザ２２は、スルー状態の校正データを測定する。
【００４４】
続いて、コントローラ４７は、位置決め機構９に対してロード用の校正用基板４を移動させるように通知し、位置決め機構９は、この校正用基板４を開口７に露出させる。位置決め機構９は、校正用基板４のパッド群３２をＧＳＧプローブ１４に接触させるとともに、パッド群３３をＳＧプローブ１５に接触させる。この状態で、ベクトルネットワークアナライザ２２は、ロード状態の校正データを測定する。
【００４５】
コントローラ４７は、これらのオープン、ショート、スルー及びロードの各測定値を用いて演算を行って校正値を求める。また、コントローラ４７は、ＧＳＧプローブ１４及びＧＳプローブ１６間の４種類のインピーダンス測定を、ＧＳＧプローブ１４及びＳＧプローブ１５間の４種類のインピーダンス測定と同様にして行い、ＧＳＧプローブ１４及びＧＳプローブ１６間についての校正値を求める。
【００４６】
次に、コントローラ４７は、被測定物であるＳＰＤＴスイッチのＲＦ特性を測定する。図３はＳＰＤＴスイッチと３本のＲＦプローブとがコンタクトしているときのこれらのＳＰＤＴスイッチ及びＲＦプローブの配置関係を示す図である。同図中、既出の符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。
【００４７】
ＳＰＤＴスイッチ４２の機能は、送信時における送信ＲＦ信号の経路を２経路に切り替えることである。ＳＰＤＴスイッチ４２は、信号入力線路６６（入力信号経路）からの信号を増幅して信号出力線路６７（出力信号経路）に出力する増幅部４３と、信号入力線路６６からの信号を増幅して信号出力線路６８に出力する増幅部４４とを備えている。増幅部４３、４４は、電界効果トランジスタ、伝送線路などから成る。ＳＰＤＴスイッチ４２は電極用端子４５、４６を有する。ＤＣ用プローブ１７からこれらの電極用端子４５、４６を介して増幅部４３、４４等にバイアスが供給される。
【００４８】
コントローラ４７は、位置決め機構９に対してＳＰＤＴスイッチ４２を移動させるように通知し、位置決め機構９は、ＳＰＤＴスイッチ４２を開口７に露出させる。位置決め機構９は、ＳＰＤＴスイッチ４２の信号電極７０、一対のグラウンド電極７１、７２をそれぞれＧＳＧプローブ１４のプローブ先端２０に接触させるとともに、信号電極７４及びグラウンド電極７５をそれぞれＳＧプローブ１５のプローブ先端１９に接触させる。この状態で、ベクトルネットワークアナライザ２２は、ＳＰＤＴスイッチ４２の第１の出力経路についてＳパラメータを測定する。
【００４９】
また、ベクトルネットワークアナライザ２２は、ＳＰＤＴスイッチ４２の第２の出力経路についてＳパラメータを測定する。これにより、信号入力線路６６、増幅部４４及び信号出力線路６８からなる第２の出力経路について、回路の高周波特性が得られる。
【００５０】
ウエハ５上では、電力の進行方向に対して直交する面内に電磁界が生じる。９０度曲がった経路を有する伝送線路上の電気長はシミュレーション等によって予め計算されており、シミュレーションによって得られた電気長の値はベクトルネットワークアナライザ２２に入力されてある。これにより、第１の出力経路及び第２の出力経路を伝送する電力の波の大きさと位相によって表したＳパラメータがベクトルネットワークアナライズ２２により計算される。
【００５１】
本実施形態において、各プローブ先端１８と、１９、２０とが直交するように配置されるプローブ配置関係あるいは電力の伝送方向をＢｅｎｄ型と呼ぶこととすると、Ｂｅｎｄ型の配置関係を有する校正用基板３において、高周波信号の入出力端部におけるコンタクトタイプは、ＧＳＧ−ＳＧタイプと、ＧＳＧ−ＧＳタイプとの両方を備えている。
【００５２】
第１の出力経路と第２の出力経路とを、入出力のＲＦプローブの間でチップ軸の向きが交差したＢｅｎｄ型配置の状態で、３本のＲＦプローブを配置した状態で校正を行える。校正データが得られた後、いずれのＲＦプローブをＳＰＤＴスイッチ４２から取り外して他の出力端子に付け替えることなくＳパラメータが測定されるようになる。
【００５３】
このようにして、２本のプローブと、接触される校正用基板１〜４とのコンタクトタイプを一致させることができる。即ち、プローブ先端がＧＳＧタイプである入力側プローブと、入力パッドのパターン形状がＧＳＧタイプ用である校正用素子とを接触させ、且つプローブ先端がＳＧ／ＧＳタイプである出力側プローブと、出力パッドのパターン形状がＧＳ／ＳＧタイプ用である校正用素子とを接触させた状態で校正及び測定が可能になる。
【００５４】
また、被測定物ＤＵＴへ入出力されるパターンがＢｅｎｄ型の形状を有するので、ＧＳＧタイプのＲＦプローブとＳＧ／ＧＳタイプのＲＦプローブとを用いて校正及び測定を行う際、従来技術のように、校正後ＳＧ／ＧＳタイプのＲＦプローブを取り外しすることなく、測定を行うことができるようになる。
【００５５】
また、ＳＰＤＴスイッチ４２のように出力経路を２系統有する製品チップのＲＦ評価をする際、従来技術を用いて校正を行う場合に要する手間に比べて校正の手間が省略できるようになる。従って、校正精度を維持したまま、半導体素子の高周波測定を行うことができるようになる。
【００５６】
このように、本実施形態に係る校正用基板１〜４によれば、ＳＰＤＴスイッチ４２のＳパラメータと２本のＲＦプローブの校正とをこれらのＲＦプローブを付け替えせずに行えるようになり、高い校正精度を維持してＳパラメータなどの電気的特性を測定することが可能になる。
【００５７】
校正用基板１〜４の入出力端部のパッド形状はＢｅｎｄ型である。また、ＧＳＧタイプのプローブをＧＳＧタイプ用のパッドに接触させており入力端部側のコンタクトタイプは対称構造を有する。ＧＳ／ＳＧタイプのプローブをＧＳ／ＳＧタイプ用のパッドに接触させているため出力端部側のコンタクトタイプは対称構造を有する。ＲＦ特性を評価する際に、入力のコンタクトタイプと出力のコンタクトタイプとをともに対称にすることができ、精度の高いＳパラメータを得ることができるようになる。
【００５８】
３本のＲＦプローブの各プローブ構造と、校正用の電極パターンの形状とが同じになるため、例えばロード用の校正用基板４のロード素子３７、３８のインピーダンス値が１００Ωであり、ロード素子４１のインピーダンス値が５０Ωであるように設計されていた場合、本実施形態に係る校正用基板４では、インピーダンスが５０Ωで入出力を整合でき、精度の高い測定を行える。
【００５９】
また、ＲＦ評価作業を開始後、一旦、各ＲＦプローブを所望の位置に取付けた後、これらのＲＦプローブを付け換えずに、全データが測定されるため、手間がかからない。取り替えのための時間が不要となる。
【００６０】
更に、校正後、いずれのＲＦプローブの位置も変更されずに、Ｓパラメータの特性データが測定されるため、校正データを正確に再現することができる。Ｓパラメータのデータの信頼性を確実に維持でき、測定データの精度を確保できるようになる。
【００６１】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。校正用基板１〜４の各電極パッドの形状、位置及び大きさは種々変更可能である。上記の実施形態では、入力される高周波信号の伝送方向と、出力される高周波信号の伝送方向とが成す角度は９０度であったが、入出力高周波信号間が成す角度は、入力信号の伝送方向を０度としたとき、この入力信号の伝送方向に対して０度から９０度の間の所要の角度であってもよい。ＳＰＤＴスイッチ４２のＳパラメータ以外の他の電気的特性について、測定系８は上記実施形態の構成により校正及び測定を行ってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１〜４…校正用基板（校正用素子）、５…ウエハ、６…平板、７…開口、８…測定系、９…位置決め機構、１０〜１３…プローブ固定具、１４…ＧＳＧプローブ、１５…ＳＧプローブ、１６…ＧＳプローブ、１７…ＤＣ用プローブ、１８〜２１…プローブ先端、２２…ベクトルネットワークアナライザ、２３ａ〜２３ｃ…ケーブル、２４，２５，３２，３３…パッド群，２６，２７…パッド、２８…信号パッド、２８ａ，２８ｂ…パターン部分、２９，３０…グラウンドパッド、３１…エアブリッジ配線、３４〜３６，３９，４０パッド、３７，３８，４１…ロード素子、４２…ＳＰＤＴスイッチ（半導体素子）、４３，４４…増幅部、４５，４６…電極用端子、４７…コントローラ、４８…機械的同軸スイッチ、６６…信号入力線路（入力信号経路）、６７，６８…信号出力線路（出力信号経路）、７０，７４…信号電極、７１，７５…グラウンド電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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