(57)【要約】【課題】基板上の配線から放射される電界のうち、配線から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高精度で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行う。【解決手段】電界感知プローブ１０は、同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の先端部分に配置された電界絞り２とを備え、電界絞り２は、所定径の開口２ａが形成されており、同軸ケーブル１の外部導体層１３と電気的に接続されて先端部１１ａを覆うとともに、先端部１１ａに開口２ａが位置整合するように同軸ケーブル１に装着される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含むことを特徴とする電界感知プローブ。
【請求項２】
前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向する位置に前記開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電界感知プローブ。
【請求項３】
前記電界絞りは、その側面に前記開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電界感知プローブ。
【請求項４】
前記電界絞りは、その側面の前記開口と異なる位置に、少なくとも１つの方向指示表示部を有することを特徴とする請求項３に記載の電界感知プローブ。
【請求項５】
前記内部導体線の前記先端部と前記電界絞りの前記先端部に対向する面との間に誘電体層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電界感知プローブ。
【請求項６】
前記内部導体線の前記先端部と前記電界絞りの前記先端部に対向する面との距離が可変とされていることを特徴とする請求項２に記載の電界感知プローブ。
【請求項７】
前記電界絞りは、前記開口がスリット状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電界感知プローブ。
【請求項８】
前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向配置される平板状であることを特徴とする請求項２に記載の電界感知プローブ。
【請求項９】
内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含む電界感知プローブを用いて、
前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知することを特徴とする電界の検出方法。
【請求項１０】
基板上に配線を形成し、回路基板とする工程と、
内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含む電界感知プローブを用いて、
前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である前記配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知する工程と、
前記電界により、前記回路基板を評価する工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に代表される回路基板において、回路基板上の配線から放射される電界を検知して観測する電界感知プローブ、電界の検出方法及び回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の多くは多機能及び高速処理が要求されており、プリント基板上で発生する信号・放射ノイズは、電子機器の性能を大きく低下する要因となっている。特に携帯電話又は無線機能を有するノートパソコン等では、ノイズ障害の影響を直接受けるため、設計段階におけるノイズ発生源の検知及びノイズ発生の抑止対策が望まれている。これらのノイズ対策に関して、いわゆる電磁界シミュレーションを活用した構造設計評価が行われている。しかしながら、実際の回路基板の表面及びその近傍における電界分布計測技術は確立されておらず、シミュレーション精度の検証は未だなされていないのが現状である。
【０００３】
サイズが電界の波長程度のアンテナを用いて、プリント基板から離れた場所における遠方電界分布を計測する手法は良く知られている。計測結果と測定対象であるプリント基板の設計データとを用いて、プリント基板近傍の電界分布を逆演算する手法も検討されている。しかしながら、上記のような電界分布計測法では、プリント基板上に設けられた配線の一本一本から放射される電界を推定することは難しく、シミュレーション精度の検証への適用は困難である。
【０００４】
特許文献１には、回路基板近傍に生じる電磁界の磁界成分を高い空間分解能で測定できる近磁界プローブ又は近磁界プローブシステムが開示されている。この技術では、プローブ先端のコイル部を透過する磁束により発生する誘導電流を検出することにより放射磁界を計測する方式を採用する。このコイル部及び伝送線路にシールド電極を設けることによって電界ノイズを遮蔽し、コイル開口面積を小さくすることで磁界を高い分解能で検出する。
特許文献２には、電界成分を高感度で測定できる電界プローブ及び電界測定システムが開示されている。この技術では、例えばセミリジッドケーブル等の同軸ケーブルの芯線を露出し、露出した芯線に誘電率の高い物質を覆うことにより電界を高感度で検出する。
特許文献３には、シールド遮蔽効果を高めた電界プローブが開示されている。この技術では、同軸ケーブルの外部導体と内部導体との間にある誘電体層の幅を狭くすることにより、余計な電界成分を遮蔽する。
特許文献４には、同軸ケーブルの先端表面を傾斜面とし、同軸ケーブルの先端表面を含む表面を絶縁材料からなるプローブケーシングで覆い、先端表面の先端から同軸ケーブルの内部導体の先端部分を露出させる電界プローブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１４２００号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８８２０号公報
【特許文献３】特開平５−２６４６７２号公報
【特許文献４】特開２００４−２０５４１６号公報
【特許文献５】特許第３２４０４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている磁界プローブは、飽くまで磁界を検出するための構造であり、電界を検出するにはコイル部を短絡させる必要がある。短絡させたコイル部を用いて電界を検出する場合、露出しているコイル伝送路であらゆる方向から到来する電界成分を同時に検出してしまうという問題がある。近年のプリント基板では、配線幅だけではなく配線間隔も微細化されており、特許文献１の手法では測定対象の近傍の他配線や周りの素子から放射される電磁界をも検出してしまうため、電界ノイズ源の詳細な探索は困難である。
特許文献２に開示されている電界プローブでは、上記したように芯線が露出していることによりあらゆる方向の電界成分を検出してしまうため、ノイズ源の詳細な探索は困難である。
【０００７】
特許文献３に開示されている電界プローブでは、誘電体層の厚みを薄くすること自体に限度があり、誘電体層がある限り断面タイプの電界プローブでは斜め方向から到来する不要な電界を必ず検出してしまうという問題がある。そのため、空間分解能の向上には限界があり、ノイズ源の詳細な探索は困難である。
配線から放射されるノイズ源を詳細に探索するには、配線から垂直に放射される電界のみを検出する、即ち配線に対し平行方向に放射される電界成分は外部導体で遮蔽する必要がある。しかしながら、特許文献３の技術では、上記したように僅かながら斜めから入射する電界を検出してしまうため、高い空間分解能を実現するには垂直電界成分のみを抽出する必要がある。また高い空間分解能を持つプローブ構造では検出感度が低下し、検出感度を向上させるには空間分解能が低下してしまう。そのため、測定対象前面を走査しノイズ源を特定するには、プローブの切り替え作業が必要となり多大な測定時間を要するという問題がある。また、被測定ノイズ周波数が既知である場合には、不要周波数をフィルタリングする等により感度を向上させる必要がある。
【０００８】
特許文献４に開示されている電界プローブでは、同軸ケーブルの内部導体の先端部分が表面から露出する構成を採る。そのため、特許文献２の技術と同様に、あらゆる方向の電界成分を検出してしまい、ノイズ源の詳細な探索は困難である。
【０００９】
本発明は、上記の諸問題に鑑みてなされたものであり、基板上の配線から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみを、比較的簡素な構成により高精度で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる電界感知プローブ、電界の検出方法及び回路基板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】
【００１０】
電界感知プローブの一態様は、内部導体線と、前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層とを有するケーブルと、前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りとを含む。
【００１１】
電界の検出方法の一態様は、内部導体線と、前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層とを有するケーブルと、前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りとを含む電界感知プローブを用いて、前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知する。
【００１２】
回路基板の製造方法の一態様は、基板上に配線を形成し、回路基板とする工程と、内部導体線と、前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層とを有するケーブルと、前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りとを含む電界感知プローブを用いて、前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である前記配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知する工程と、前記電界により、前記回路基板を評価する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
上記した諸態様によれば、基板上の配線から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみを、比較的簡素な構成により高精度で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態による電界感知プローブの概略構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図３】図２に引き続き、第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図４】図３に引き続き、第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図５】第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブを備えた電界検知システムの一構成を示す模式図である。
【図６】第１の実施形態の実施形態１による電界検知システムを用いた電界検知方法を示す模式図である。
【図７】第１の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図８】図７に引き続き、第１の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図９】図８に引き続き、第１の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１０】第１の実施形態の実施形態２による電界感知プローブを示す概略断面図である。
【図１１】第１の実施形態の実施形態３による電界感知プローブの電界絞りの様子を示す概略平面図である。
【図１２】第１の実施形態の実施形態３による電界検知システムを用いた電界検知方法を示す模式図である。
【図１３】第１の実施形態の実施形態４による電界感知プローブの構成原理を示す概略断面図である。
【図１４】第１の実施形態の実施形態４による電界感知プローブの製造方法を示す概略断面図である。
【図１５】第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブの構成原理を示す概略断面図である。
【図１６】第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブに用いる可変絞り機構の概略構成を示す模式図である。
【図１７】第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブを備えた電界検知システムの一構成を示す模式図である。
【図１８】第２の実施形態による電界感知プローブの概略構成を示す断面図である。
【図１９】第２の実施形態による電界感知プローブにおける電界絞りの他の例を示す概略平面図である。
【図２０】第２の実施形態の比較例である電界感知プローブを示す概略構成を示す断面図である。
【図２１】第２の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図２２】図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）に対応した概略平面図である。
【図２３】図２１に引き続き、第２の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図２４】第２の実施形態の実施形態１による電界検知システムを用いた電界検知方法を示す模式図である。
【図２５】第２の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図２６】図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に対応した概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、いくつかの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本実施形態では、基板上の配線から放射される電界のうち、配線から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出する簡易な構成の電界感知プローブを提示する。
図１は、第１の実施形態による電界感知プローブの概略構成を示す模式図である。
【００１７】
電界感知プローブ１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の先端部分に配置された電界絞り２とを備えて構成される。
同軸ケーブル１は、内部導体線１１の先端部１１ａを露出し、内部導体線１１の表面を被覆した絶縁層１２と、絶縁層１２上を被覆した外部導体層１３とを備えて構成される。
電界絞り２は、表面に所定径の開口２ａが貫通形成されており、同軸ケーブル１の外部導体層１３と電気的に接続されて同軸ケーブル１の先端表面１ａを覆うとともに、先端部１１ａに開口２ａが位置整合し、先端部１１ａと開口２ａとが対向するように同軸ケーブル１に装着される。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、内部導体線１１の先端部１１ａと電界絞り２の先端表面１ａに対向する面２ｂとは離間している。当該離間により生じる間隙１４に誘電体層を適宜挿入するようにしても良い。図１（ｂ）では、電界絞り２を同軸ケーブル１の形状に適合させて開口２ａを有する面の形状を円形状としているが、矩形状、多角形状その他の形状としても良い。
【００１９】
電界絞り２は、少なくとも、先端部１１ａを含む同軸ケーブル１の先端表面１ａとの対向部位が導電部材から形成されている。そのため、基板上の配線から放射される電界を検知する際に、電界感知プローブ１０を用いると、図１（ｂ）に示すように、測定対象の配線について、その隣接する配線から放射されるノイズ電磁界（矢印×で示す。）が電界絞り２により可及的に遮断される。そのため、測定対象の配線から垂直に放射される電界（矢印○で示す。）のみが開口２ａを通って内部導体線１１の先端部１１ａから検知される。このように、電界感知プローブ１０では、測定対象の配線から放射される電界を高精度で抽出して検出することが可能となり、高い空間分解能でノイズ放射源を探索することができる。
【００２０】
同軸ケーブル１としては、市販されている汎用のものを用いることも可能であり、電界絞り２をこの同軸ケーブルに取り付ける方式を採用することにより、容易に同軸ケーブルの取り替えが可能となる。開口２ａの径は例えば１００ｎｍ〜５００μｍ程度が好適であり、開口２ａの形状は同軸タイプの円形パターンだけではなく、配線の走行方向に対して開口を拡げたスリットパターンとすることもできる。この場合、空間分解能を低下させることなく電界検知感度が向上するため、高空間分解能且つ高感度による電界ノイズ検出が可能となる。
【００２１】
―具体的な諸実施形態―
以下、上記した基本構成を踏まえ、第１の実施形態の具体的な諸形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（実施形態１）
実施形態１では、先ず、電界感知プローブの構成についてその製造方法と共に説明する。
図２〜図４は、第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００２３】
先ず、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）のＳＯＩ基板２０のＳＯＩ層２３を加工する。
詳細には、シリコン基板２１上に絶縁層２２を介してＳＯＩ層２３を備えたＳＯＩ（Silicon(Semiconductor) On Insulator）基板２０を用意する。ＳＯＩ基板２０のＳＯＩ層２３上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、例えば外形が矩形状で中央部位に円形の開口３１ａを有するレジストマスク３１を、チップごとに複数形成する。レジストマスク３１を用いてＳＯＩ層２３をドライエッチングする。絶縁層２２上には、レジストマスク３１の形状に倣って、外形が矩形状であり、中心部位に貫通孔である円形の開口２４ａを有する絞り構造膜２４が形成される。開口２４ａは、例えば１ｍｍ以下の所定径、ここでは５０μｍ〜１００μｍ程度に形成される。隣接する絞り構造膜２４との間の領域は、チップごとに切り出す際のダイシング領域２５となる。レジストマスク３１は、灰化処理等により除去される。
【００２４】
続いて、図２（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜２６を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板２０の裏面を含む全面、即ち絞り構造膜２４の表面及びシリコン基板２１の裏面を熱酸化する。絞り構造膜２４の表面及びシリコン基板２１の裏面には、薄いシリコン酸化膜２６が形成される。熱酸化によりシリコン酸化膜２６を形成する代わりに、ＣＶＤ法等によりシリコン基板２１の裏面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等の絶縁膜を所定膜厚に形成するようにしても良い。
【００２５】
続いて、図２（ｄ）に示すように、シリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６を加工する。
詳細には、先ず、シリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、後述する同軸ケーブルよりも大きい径、例えば辺長２．８ｍｍ程度の矩形状の開口３２ａを有するレジストマスク３２を形成する。
次に、レジストマスク３２を用い、フッ酸（ＨＦ）水溶液等によりシリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６をウェットエッチングする。シリコン酸化膜２６には、レジストマスク３２の開口３２ａに倣った開口２６ａが形成される。
【００２６】
続いて、図２（ｅ）に示すように、シリコン基板２１の裏面に凹部２１ａを形成する。
詳細には、シリコン酸化膜２６（及びレジストマスク３２）をマスクとして用い、アルカリ系水溶液(ＴＭＡＨ)等によりシリコン基板２１の裏面をシリコン基板２１の表面のシリコン酸化膜２６の裏面が露出するまでウェットエッチングする。シリコン基板２１の裏面には、シリコン酸化膜２６の開口２６ａに倣った凹部２１ａが形成される。凹部２１ａは、例えば２ｍｍ径程度の同軸ケーブル１が挿入できるサイズに形成される。
【００２７】
続いて、図３（ａ）に示すように、フッ酸（ＨＦ）水溶液等によりシリコン酸化膜２６をウェットエッチングして除去する。このとき、シリコン酸化膜２６と共にレジストマスク３２が剥離して除去されることが見込まれるが、残存する場合には、灰化処理等により除去される。
【００２８】
続いて、図３（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２０の裏面に導電膜２７を形成する。
詳細には、例えば、チタン（Ｔｉ）等をスパッタ法等により膜厚２０ｎｍ程度に、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等を真空蒸着法等により膜厚３００ｎｍ程度に順次成膜する。凹部２１ａの内壁面を含むシリコン基板２１の裏面に、導電膜２７が形成される。
【００２９】
しかる後、図４に示すように、実施形態１の電界感知プローブ１０を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板２０のダイシング領域２５に沿って、チップごとに切り出して電界絞り３とする。電界絞り３の凹部２１ａの底面２１ｂの導電膜２７上に誘電体層２９を配する。誘電体層２９としては、ポリイミド又はデュポン社の製品名テフロン（登録商標）等の誘電材料が用いられる。そして、例えば図１（ａ）と同様の同軸ケーブル１の先端表面１ａを、その内部導体線１１の先端部１１ａが誘電体層２９を介して開口２４ａに位置整合するように、電界絞り３の凹部２１ａ内に挿入する。同軸ケーブル１の側面と電界絞り３の凹部２１ａの側面との間隙を、例えばＡｇペースト等の導電性接着剤２８で埋め込む。導電性接着剤２８により、同軸ケーブル１が電界絞り３の凹部２１ａ内に固定されると共に、同軸ケーブル１の外部導体層１３と導電膜２７とが電気的に接続される。
以上により、同軸ケーブル１及び電界絞り３を備えた電界感知プローブ１０が形成される。
【００３０】
以下、上記のように構成された電界感知プローブ１０を用いた電界検知方法について説明する。
図５は、第１の実施形態の実施形態１による電界感知プローブ１０を備えた電界検知システムの一構成を示す模式図である。図６は、この電界検知システムを用いた電界検知方法を示す模式図である。
【００３１】
図５の電界検知システムでは、４１は電界感知プローブ１０が設置されるプローブステージである。プローブステージ４１には、中心軸廻りに電界感知プローブ１０を適宜回動（矢印Ｒ方向）させる機構が設けられている。４２はプローブステージ４１を矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向、矢印Ｘ方向に移動自在なプローブ移動機構である。４３はプローブ移動機構４２の駆動を制御するステージコントローラである。４４は電界感知プローブ１０で検知された電界分布を計測して表示するスペクトラム・アナライザ等の計測機器である。４５はプローブ移動機構４２で配線等を走査する様子を画像観測するＣＣＤカメラ等の観察機器である。４６は、プローブステージ４１、プローブ移動機構４２、ステージコントローラ４３、計測機器４４及び観察機器４５を統括制御するパーソナル・コンピュータ等の制御機器である。
【００３２】
プリント基板４０の製造方法の一環として、プリント基板４０の電界検知試験を行う。
先ず、配線図面（配線データ）等に従って、プリント基板４０上に配線４７をリソグラフィー等を用いて適宜にパターン形成する。
【００３３】
次に、電界検知システムを用いて、プリント基板４０上に形成された配線４７から放射される電界を検知する。
観察機器４５によりプリント基板４０上の電界検知対象となる配線４７を観察する。観察機器４５で生成された画像信号は制御機器４６に送信され、制御機器４６の表示部に適宜表示される。ステージコントローラ４３は、制御機器４６からのステージ制御信号に従ってプローブ移動機構４２を駆動する。これにより、プローブステージ４１に設置された電界感知プローブ１０は、プリント基板４０上において、検知対象である配線４７と所定距離を保ち非接触の状態で走査する。走査方向は、配線４７の長手方向と交わる方向、例えば配線４７の長手方向に直交する方向（図６に矢印Ａで示す。）とする。電界感知プローブ１０は、電界絞り３を備えたことにより、配線４７から放射される電界の鉛直方向（Ｚ方向）成分のみを可及的に検知することができる。電界感知プローブ１０で検知された電界分布に基づいて生成された測定信号は計測機器４４に送信される。計測機器４４は、制御機器４６からの指示に従って、測定信号に基づき検知された電界分布の例えばスペクトラム解析を行う。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００３５】
（実施形態２）
実施形態２では、電界感知プローブの電界絞りの構成が若干異なる電界感知プローブを開示する。
図７〜図１０は、第１の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００３６】
先ず、図７（ａ）に示すように、実施形態１の図２（ａ）のＳＯＩ基板２０のＳＯＩ層２３を加工する。
詳細には、シリコン基板２１上に絶縁層２２を介してＳＯＩ層２３を備えたＳＯＩ基板２０を用意する。ＳＯＩ基板２０のＳＯＩ層２３上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、例えば外形が矩形状で中央部位に矩形の開口３４ａと、開口３４ａを囲む円弧環状の複数の切り込み開口３４ｂを有するレジストマスク３４を、チップごとに複数形成する。レジストマスク３４を用いてＳＯＩ層２３をドライエッチングする。絶縁層２２上には、レジストマスク３４の形状に倣って、外形が矩形状であり、中心部位に貫通孔である矩形の開口３３ａと、開口３３ａを囲む円弧環状の複数の切り込み開口３３ｂを有する絞り構造膜３３が形成される。開口３３ａは、例えば１ｍｍ以下の所定幅、ここでは５０μｍ〜１００μｍ程度に形成される。隣接する絞り構造膜３３との間の領域は、チップごとに切り出す際のダイシング領域２５となる。レジストマスク３４は、灰化処理等により除去される。図８（ａ）に、レジストマスク３４を除去した後の絞り構造膜３３の平面図を示す。
【００３７】
続いて、図７（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜２６を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板２０の裏面を含む全面、即ち絞り構造膜３３の表面及びシリコン基板２１の裏面を熱酸化する。絞り構造膜３３の表面及びシリコン基板２１の裏面には、シリコン酸化膜２６が形成される。熱酸化によりシリコン酸化膜２６を形成する代わりに、ＣＶＤ法等によりシリコン基板２１の裏面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等の絶縁膜を形成するようにしても良い。
【００３８】
続いて、図７（ｃ）に示すように、シリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６を加工する。
詳細には、先ず、シリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、後述する同軸ケーブルよりも大きい径、例えば直径２．２ｍｍ程度の円形状の開口３２ａを有するレジストマスク３２を形成する。
次に、レジストマスク３２を用い、フッ酸（ＨＦ）水溶液等によりシリコン基板２１の裏面のシリコン酸化膜２６をウェットエッチングする。シリコン酸化膜２６には、レジストマスク３２の開口３２ａに倣った開口２６ａが形成される。
【００３９】
続いて、図７（ｄ）に示すように、シリコン基板２１の裏面に凹部２１ａを形成する。
詳細には、シリコン酸化膜２６（及びレジストマスク３２）をマスクとして用い、シリコン基板２１の裏面をシリコン基板２１の表面のシリコン酸化膜２６の裏面が露出するまでドライエッチングする。シリコン基板２１の裏面には、シリコン酸化膜２６の開口２６ａに倣った凹部２１ａが形成される。凹部２１ａは、例えば２ｍｍ径程度の同軸ケーブル１が挿入できるサイズに形成される。
【００４０】
続いて、図７（ｅ）に示すように、フッ酸（ＨＦ）水溶液等によりシリコン酸化膜２６をウェットエッチングして除去する。このとき、シリコン酸化膜２６と共にレジストマスク３２が剥離して除去される。
【００４１】
続いて、図７（ｆ）に示すように、ＳＯＩ基板２０の裏面に導電膜２７を形成する。
詳細には、例えば、チタン（Ｔｉ）等をスパッタ法等により膜厚２０ｎｍ程度に、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等を真空蒸着法等により膜厚３００ｎｍ程度に順次成膜する。凹部２１ａの内壁面を含むシリコン基板２１の裏面に、導電膜２７が形成される。
続いて、図８（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２０のダイシング領域２５に沿って、絞り構造チップ３６ごとに切り出す。
【００４２】
電界絞り３の形成と並行して、図９（ａ）に示すように、同軸ケーブル１の先端面に露出する外部導体層１３の円環状部分を覆うように、導電性粘着膜３５を貼付する。導電性粘着膜３５としては、例えば市販されている汎用の導電性テープ等を用いることができる。
【００４３】
続いて、図９（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１の先端部分に絞り構造チップ３６を装着する。
詳細には、絞り構造チップ３６の凹部２１ａの底面２１ｂの導電膜２７上にシリコン酸化物又はシリコン窒化物等の誘電体層２９を形成する。この誘電体層２９は形成しなくても良い。そして、例えば図１（ａ）と同様の同軸ケーブル１の先端部分を、その内部導体線１１の先端部１１ａが誘電体層２９を介して開口３３ａに位置整合するように、絞り構造チップ３６の凹部２１ａ内に挿入する。導電性粘着膜３５により、同軸ケーブル１が絞り構造チップ３６の凹部２１ａ内に固定されると共に、同軸ケーブル１の外部導体層１３と導電膜２７とが電気的に接続される。
【００４４】
しかる後、図９（ｃ）に示すように、絞り構造チップ３６の不要部分を除去する。
詳細には、絞り構造膜３３の隣接する切り込み開口３３ｂ間の梁部分を、例えばレーザ加工によりカットし、絞り構造膜３３の切り込み開口３３ｂの円形の内側部分のみを残す。これにより、内部導体線１１の先端部１１ａと開口３３ａが位置整合して対向配置される平板状の電界絞り４が形成される。
以上により、図１０に示すように、同軸ケーブル１及び電界絞り４を備えた電界感知プローブ１０が形成される。
【００４５】
実施形態２による電界感知プローブ１０では、電界絞り４が同軸ケーブル１の先端面とほぼ同一形状及び同一サイズの平板状とされている。従って、微細な配線を電界検知対象とすべく同軸ケーブル１の先端サイズを更に小さくする必要がある場合に、電界絞り４を設けても当該先端サイズの増大を招くことがない。
実施形態２によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００４６】
（実施形態３）
実施形態３では、電界感知プローブの電界絞りの構成が若干異なる電界感知プローブを開示する。
図１１は、第１の実施形態の実施形態３による電界感知プローブの電界絞りの様子を示す概略平面図である。
【００４７】
実施形態３では、電界感知プローブ１０は、同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の先端部分に配置された電界絞り５とを備えて構成される。
電界絞り５は、実施形態１の図２に示した電界絞り３とほぼ同様に構成されるが、図１１（ａ）に示すように、開口５ａが電界絞り３の開口３ａよりも長いスリット状に形成されている。同軸ケーブル１が装着された電界絞り５の様子を図１１（ｂ）に示す。便宜上、誘電体層２９の図示は省略している。実施形態３では、開口５ａは内部導体線１１の先端部１１ａの径よりも長いスリット状に形成されている。
【００４８】
開口５ａの長さ（長手方向の幅）は、検知対象である配線から放射される電磁波の波長の１／１０以下の所定値とすることが望ましい。
仮に、開口径が測定波長と同じである場合、１波長分の振幅を全て検出してしまうため、積分により検出値が０となる可能性がある。開口径が測定波長の１／１０程度以下であれば、十分な検出値を得ることができる。この場合、例えば１０ＧＨｚの電気信号で電磁波の波長が１０ｍｍ程度であることを考慮して、開口５ａの長さは１ｍｍ程度以下の所定値となる。
【００４９】
電界感知プローブ１０を用いて、プリント基板４０上の配線４７の電界検知を行う際には、図１２（ａ）に示すように、電界絞り５の開口５ａの長手方向を配線４７の延在方向に一致させ、電界感知プローブ１０の電界絞り５を配線延在方向と交わる方向、例えば配線延在方向と直交する方向（矢印Ａの方向）に走査する。
【００５０】
電界感知プローブでは、電界絞りの開口面積が大きいほど電界の検出感度が向上し、電界絞りの開口面積が小さいほど電界検知の空間分解能が向上する。実施形態３では、開口５ａをスリット状にすることにより、電界の透過する面積が増えるために検出感度が向上する。配線４７から放射される電界成分は、配線４７の走行方向に対して直交する成分と、配線４７から垂直に放射される成分とが主であり、配線４７の走行方向の電界成分は無視できる程度の僅かである。電界絞り５の開口５ａの長手方向を配線４７の延在方向に一致させ、電界絞り５を配線４７の延在方向と直交する方向に走査することで、配線４７の走行方向に対して開口面積が拡大され、検出される電界成分は配線４７から真上に放射される垂直成分が支配的になる。よって、電界絞り５を備えた電界感知プローブ１０を用いることにより、電界検知の空間分解能を電界絞り３を用いた場合と比較して低下させることなく、高い検出感度で電界検知を行うことができる。
【００５１】
図１２（ｂ）に示すように、配線４７が屈曲している場合には、配線図面又は図５の観察機器４５から得られた画像等に基づいて、電界絞り５を回動させて開口５ａの長手方向を配線４７の延在方向と一致させれば良い。図５のステージコントローラ４３は、制御機器４６からのステージ制御信号に従ってプローブ移動機構４２を駆動して、プローブステージ４１に設置された電界感知プローブ１０を適宜移動させると共に、矢印Ｒのように回動させる。この移動及び回動により、電界感知プローブ１０の電界絞り５は、例えば走査方向がＡ方向である状態ａから、走査方向がＢ方向である状態ｂとされる。
【００５２】
実施形態３によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高い検出感度及び高い空間分解能で検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００５３】
（実施形態４）
実施形態４では、電界感知プローブの電界絞りの構成が若干異なる電界感知プローブを開示する。
図１３は、第１の実施形態の実施形態４による電界感知プローブの構成原理を示す概略断面図である。図１４は、第１の実施形態の実施形態４による電界感知プローブの製造方法を示す概略断面図である。
【００５４】
図１の電界感知プローブ１０を例に採って説明する。電界感知プローブ１０において、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１の内部導体線１１の先端部１１ａと電界絞り２の対向面２ｂとの離間距離ｄを変えることを考える。この場合、離間距離ｄに応じた特定の周波数の電磁波のみが共振する空洞共振現象が発生する。予めノイズ周波数が既知の場合では、離間距離ｄをその周波数が特異的に共振する距離とすることで、指定された周波数の電磁波について、高い検出感度をもって電界検出することが可能となる。
【００５５】
本実施形態では、検出対象となる配線から放射される電磁波の波長に合わせて、上記の空洞共振現象を生ぜしめるべく、離間距離ｄを可変とする構成を、図１３の製造方法に基づいて以下に提示する。
【００５６】
先ず、図１４（ａ）に示すように、同軸ケーブル１と、電界絞りとなるブロック状の導電部材５１を用意する。導電部材５１としては、例えば銅（Ｃｕ）等の金属が好ましい。
続いて、図１４（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１及び導電部材５１の双方に相対応するネジ溝１３ａ及び凹部５１ａを形成する。
詳細には、同軸ケーブル１の先端部分における外部導体層１３の側面にネジ溝１３ａを形成する。ネジのピッチは特に限定されないが、検知対象である電磁波の波長が細かく変更される場合には、ピッチを短くした方が好適である。ネジ溝１３ａに対応するように、導電部材５１にネジ溝を切って凹部５１ａを形成する。凹部５１ａの底部の厚みは、数ｍｍ、例えば２ｍｍ程度とする。
【００５７】
続いて、図１４（ｃ）に示すように、電界絞り６を形成する。
詳細には、凹部５１ａの底部の中央部位に、放電加工又はレーザ加工等により貫通穴を形成し、開口５１ｂを有する電界絞り６を形成する。
【００５８】
図１４（ｄ）に示すように、同軸ケーブル１の先端部分のネジ溝１３ａを、電界絞り６の凹部５１ａに螺合させ、電界感知プローブ１０とする。同軸ケーブル１を電界絞り６に対して回転させることで螺合状態を調節し、同軸ケーブル１の内部導体線１１の先端部１１ａと電界絞り６の対向面５１ｃとの離間距離を適宜変えることができる。
【００５９】
実施形態４によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で、測定波長に適宜対応させて高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００６０】
（実施形態５）
実施形態５では、電界感知プローブの電界絞りの構成が若干異なる電界感知プローブを開示する。
図１５は、第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブの構成原理を示す概略断面図である。図１６は、第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブに用いる可変絞り機構の概略構成を示す模式図である。
【００６１】
図１の電界感知プローブ１０を例に採って説明する。電界感知プローブ１０において、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、電界絞り２の開口２ａの径を変えることを考える。
図１５（ａ）のように、開口２ａの径が小さい電界絞り２を備えた電界検知プローブ１０を使用した場合では、開口２ａに対する斜め成分の電界が遮断され、被検知対象となる配線から垂直に放射される電界成分のみが開口２ａを通じて内部導体線１１に達する。そのため、開口２ａが配線の真上に来たときのみ電界を検出することになり、位置精度の高いノイズ源特定が可能となる。
一方、図１５（ｂ）、更には図１５（ｃ）のように、開口２ａの径が大きい電界絞り２を備えた電界検知プローブ１０を使用した場合では、開口２ａに対する斜め成分の電界を多く検出してしまうために空間分解能が低くなるが、その分だけ検出感度が高くなる。そのため、比較的ラフな電界ノイズ源の探索が可能となる。
【００６２】
実施形態５では、電界検知の状況に合わせて、適宜に開口２ａの径を可変とする構成を、図１６に基づいて以下に提示する。図１６（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
可変絞り機構５２は、開口５３ａの径を調節自在な可変絞り部５３と、可変絞り部５３を駆動するための絞り調節部５４とを備えて構成される。絞り調節部５４は、手動で絞り調節を行うものとしても、外部からの制御により自動で絞り調節を行うものとしても良い。
実施形態５では、電界検知プローブ１０において、電界絞り２の開口２ａに開口５３ａが位置整合するように、可変絞り機構５２が装着される。
【００６３】
図１７は、第１の実施形態の実施形態５による電界感知プローブ１０を備えた電界検知システムの一構成を示す模式図である。
この電界検知システムは、実施形態１による図５の電界検知システムとほぼ同様に構成されているが、制御機器４６からの絞り径制御信号により、可変絞り機構５２の可変絞り部５３が制御される。
【００６４】
この電界検知システムを用いて電界検知を行うには、先ず、制御機器４６は、可変絞り部５３を制御して開口５３ａが大きく開いた状態で、比較的ラフに電界感知プローブ１０を配線４７に対して走査し、電界ノイズ源の探索を行う。
計測機器４４は、当該探索結果に基づき、検知された電界分布の例えばスペクトラム解析を行い、電界ノイズ源を大まかに特定する。
次に、詳細な走査を行うべく、制御機器４６は、可変絞り部５３を制御して開口５３ａの径を狭める。この状態で電界感知プローブ１０を配線４７に対して走査し、電界ノイズ源を高精度で特定する。
【００６５】
実施形態５によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７から垂直に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能にきめ細かに検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
本実施形態では、基板上の配線から放射される電界のうち、配線を含む面内における所定方向に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出する簡易な構成の電界感知プローブを提示する。上記の所定方向の電界としては、配線の長手方向に垂直に放射される電界成分、或いは配線の長手方向に平行に放射される電界成分とし、当該電界成分のみを検出対象とする。
図１８は、第２の実施形態による電界感知プローブの概略構成を示す断面図である。
【００６７】
電界感知プローブ３０は、図１８（ａ）に示すように、同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の先端部分に配置された電界絞り７とを備えて構成される。
同軸ケーブル１は、第１の実施形態と同様に、内部導体線１１の先端部１１ａを露出し、内部導体線１１の表面を被覆した絶縁層１２と、絶縁層１２上を被覆した外部導体層１３とを備えて構成される。
【００６８】
電界絞り７は、図１８（ｂ），（ｃ）に示すように、基体１４の一方の主面を覆うように導電膜１５が形成されてなるものである。基体１４は、例えば円形状であり、一方の主面の縁部にここでは円環凸状の段差部７ｃが例えば厚み１００ｎｍ〜５００μｍ程度に形成されている。段差部７ｃには、一部を局所的に切り欠き円環凸状の内側部分と通じる所定幅の開口７ａが形成されている。開口７ａとしては、例えば１００ｎｍ〜５００μｍ程度の幅で、１００ｎｍ〜５００μｍ程度の高さのものが好適である。導電膜１５は、外部導体層１３と電気的導通を得るためのものである。
【００６９】
電界絞り７には、その側面の開口７ａと対向する部位に方向指示表示部８ａが、当該側面の開口７ａと方向指示表示部８ａとの中間部位に方向指示表示部８ｂが形成されている。方向指示表示部８ａ，８ｂは、電界感知プローブ３０を用いて電界検知を行う際に、電界感知プローブ３０の走査方向との関係において電界絞り７の配置状態を認識するための指標となる。方向指示表示部８ａ，８ｂは、上記の形成位置に限定されるものではなく、また他の形状としても良い。方向指示表示部８ｂを設けることなく、方向指示表示部８ａのみを設けることも考えられる。電界絞り７の側面で方向指示表示部８ｂに対向する部位等に、更に他の方向指示表示部を設けるようにしても良い。
【００７０】
電界感知プローブ３０では、電界絞り７が段差部７ｃの導電膜１５で同軸ケーブル１の外部導体層１３と電気的に接続され、同軸ケーブル１の先端表面１ａを覆うように同軸ケーブル１に装着される。内部導体線１１と導電膜１５とが絶縁される必要があるため、内部導体線１１の先端部１１ａと電界絞り７の先端表面１ａに対向する面７ｂとは、段差部７ｃの存在により、例えば５０ｎｍ〜１ｍｍ程度離間している。当該離間により生じる間隙１４により、内部導体線１１と導電膜１５とが空気によって絶縁されるが、間隙１４に樹脂等の誘電体層を適宜挿入するようにしても良い。図１８では、電界絞り７を同軸ケーブル１の形状に適合させて一方の主面の形状を円形状としているが、矩形状、多角形状その他の形状としても好適である。
【００７１】
電界絞り７では、少なくとも、先端部１１ａを含む同軸ケーブル１の先端表面１ａとの対向部位に導電膜１５が形成されており、開口７ａから導電膜１５の端部が露出している。そのため、基板上の配線から放射される電界を検知する際に、電界感知プローブ３０を用いると、図１８（ａ）に示すように、測定対象の配線の開口７ａを含む面内における所定方向以外の電界成分、及び測定対象の配線に隣接する配線から放射されるノイズ電磁界（模式的に矢印×の方向で示す。）が、電界絞り７により可及的に遮断される。そのため、測定対象の配線を含む面内における所定方向に放射される電界成分（矢印○で示す。）のみが開口７ａを通って内部導体線１１の先端部１１ａから検知される。このように、電界感知プローブ３０では、測定対象の配線から放射される電界の、しかも測定対象の配線を含む面内における所定方向に放射される電界成分のみを高精度で抽出して検出することが可能となり、高い空間分解能でノイズ放射源を探索することができる。なお、開口７ａを通過する電界成分を内部導体線１１の先端部１１ａで直接的に確実に検知すべく、先端部１１ａが導電膜１５に接しない限度で先端部１１ａを先端表面１ａから突出するようにしても良い。
【００７２】
同軸ケーブル１としては、市販されている汎用のものを用いることも可能であり、電界絞り７をこの同軸ケーブルに取り付ける方式を採用することにより、容易に同軸ケーブルの取り替えが可能となる。
【００７３】
電界絞り７としては、図１９に示すように、複数の開口、例えば２つの開口７ａ１，７ａ２を設けるようにしても良い。この電界絞り７では、開口７ａと同様に開口７ａ１を設けると共に、段差部７ｃの開口７ａ１と対向する部位に開口７ａ２が設けられる。この場合、方向指示表示部としては、例えば、開口７ａ１，７ａ２の中間部位に方向指示表示部８ｂのみを設ける。電界絞り７の側面に、互いに対向する開口７ａ１，７ａ２を設けることにより、電界のうち、被検知対象を含む面内における所定方向に放射される電界成分検知の感度が大幅に向上する。
【００７４】
ここで、第２の本実施形態の比較例について説明する。図２０は、第２の実施形態の比較例である電界感知プローブを示す概略構成を示す断面図である。
比較例では、電界絞り７を有しない同軸ケーブル１を用い、同軸ケーブル１の先端部位を９０°屈曲している。この構成により、電界のうち、被検知対象を含む面内における所定方向に放射される電界成分を検知することを考える。しかしながらこの構成では、先端部位の屈曲によって必然的に先端部位のサイズが大きくなり、微細で複雑な配線を被検知対象とすることは困難である。また、内部導体線１１の先端部分１１ａが露出しているため、被検知対象である配線を含む面内における所定方向に放射される電界成分のみならず、あらゆる方向の電界成分（被検知対象である配線に隣接する配線からの電磁界ノイズも含まれる）を検出してしまうため、ノイズ源の詳細な探索は困難である。
【００７５】
―具体的な諸実施形態―
以下、上記した基本構成を踏まえ、第２の実施形態の具体的な諸形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
（実施形態１）
実施形態１では、先ず、電界感知プローブの構成についてその製造方法と共に説明する。
図２１及び図２３は、第２の実施形態の実施形態１による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図２２は、図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）に対応した概略平面図であり、破線Ｉ−Ｉ'に沿った断面が図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）に対応している。
【００７７】
先ず、図２１（ｂ）及び図２２（ａ）に示すように、図２１（ａ）のＳＯＩ基板６０のＳＯＩ層６３を加工する。
詳細には、シリコン基板６１上に絶縁層６２を介してＳＯＩ層６３が設けられたＳＯＩ（Silicon(Semiconductor) On Insulator）基板６０を用意する。ＳＯＩ基板６０のＳＯＩ層６３上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、例えば周縁の２箇所に凹部分６４ｂを有する円環状の開口６４ａを有するレジストマスク６４を複数形成する。レジストマスク６４を用いてＳＯＩ層６３をドライエッチングする。絶縁層６２上には、レジストマスク６４の円環開口６４ａに倣って、ＳＯＩ層６３に円環状の開口６３ａが形成され、円環開口６３ａによりＳＯＩ層６３が複数の円板状に例えば複数の切断予定部位６３Ａを残して分断加工される。加工されたＳＯＩ層６３には、図１８に示した電界絞り７の方向指示表示部８ａ，８ｂに対応する突起が周縁に形成されている。レジストマスク６４は、灰化処理等により除去される。
【００７８】
続いて、図２１（ｃ）及び図２２（ｂ）に示すように、円板状のＳＯＩ層６３に凹部６３ｂを形成する。
詳細には、先ず、円環開口６３ａを埋め込むように、ＳＯＩ層６３上にレジストを塗布する。そして、このレジストをリソグラフィーにより加工し、円形状でその周縁に図１８に示した電界絞り７の開口７ａに対応する凹部分６５ｂを有する円形開口６５ａを形成する。これにより、レジストマスク６５が形成される。
【００７９】
次に、レジストマスク６５を用いて円形に加工されたＳＯＩ層６３の表層部分をドライエッチングする。このとき、レジストマスク６５の円形開口６５ａに倣って、ＳＯＩ層６３に凹部６３ｂが形成される。凹部６３ｂは、円形に図１８に示した電界絞り７の開口７ａに対応する凸部分が付加された形状となる。凹部６３ｂが形成されたことにより、円形に加工されたＳＯＩ層６３には、その周縁に円環凸状の段差部６３dが形成される。段差部６３dには、一部が局所的に切り欠かれて、電界絞り７の開口７ａに対応する開口が形成されている。レジストマスク６５は、灰化処理等により除去される。
【００８０】
続いて、図２１（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜６６を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板６０の裏面を、即ちシリコン基板６１の裏面を熱酸化する。シリコン基板２１の裏面には、薄いシリコン酸化膜６６が形成される。熱酸化によりシリコン酸化膜６６を形成する代わりに、ＣＶＤ法等によりシリコン基板６１の裏面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等の絶縁膜を所定膜厚に形成するようにしても良い。
【００８１】
続いて、図２１（ｅ）に示すように、シリコン基板６１の裏面のシリコン酸化膜６６を加工する。
詳細には、先ず、シリコン基板６１の裏面のシリコン酸化膜６６上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、後述する同軸ケーブルと略同じ径の円形状の開口６７ａを有するレジストマスク６７を形成する。
次に、レジストマスク６７を用い、ＢＨＦ溶液等によりシリコン基板６１の裏面のシリコン酸化膜６６をウェットエッチングする。シリコン酸化膜６６には、レジストマスク６７の円形開口６７ａに倣った円形開口６６ａが形成される。
【００８２】
続いて、図２１（ｆ）に示すように、シリコン基板６１の裏面に凹部６１ａを形成する。
詳細には、シリコン酸化膜６６及びレジストマスク６７をマスクとして用い、絶縁層６２を露出させないようにシリコン基板６１の裏面をドライエッチングする。このドライエッチングは、絶縁層６２に到達する直前で停止させる。シリコン基板６１の裏面には、シリコン酸化膜６６の円形開口６６ａに倣った凹部６１ａが形成される。
【００８３】
続いて、図２１（ｇ）に示すように、凹部６１ａの底面をエッチングして開口６２ｂを形成する。
詳細には、先ず、絶縁層６２を確実且つ正確にエッチングするため、円環開口６３ａを埋め込むように、ＳＯＩ層６３上にレジスト６８を塗布し、ＳＯＩ層６３上にレジスト６８を介してシリコン基板等からなる基板保持層６９を張り合わせる。
次に、絶縁層６２の表面が露出するまでシリコン基板６１の凹部６１ａの底面をドライエッチングする。シリコン基板６１の裏面には、シリコン酸化膜６６の円形開口６６ａに倣った開口６１ｂが形成される。
【００８４】
続いて、図２１（ｈ）に示すように、開口６１ｂの底面に露出する絶縁層６２をエッチングする。
詳細には、ＢＨＦ溶液等により開口６１ｂの底面に露出する絶縁層６２をウェットエッチングして除去する。ＳＯＩ基板６０は基板保持層６９により支持されているため、開口６１ｂの底面に露出する絶縁層６２は確実且つ正確にエッチング除去される。このとき、開口６１ｂの底面の絶縁層６２と共に、シリコン酸化膜６６及びレジストマスク６７が除去される。
その後、例えばウェットエッチングにより、レジスト６８及び基板保持層６９を除去する。
【００８５】
続いて、図２１（ｉ）に示すように、ＳＯＩ層６３の表面に導電膜１５を形成する。
詳細には、例えば、チタン（Ｔｉ）等をスパッタ法等により膜厚２０ｎｍ程度に、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等を真空蒸着法等により膜厚３００ｎｍ程度に順次成膜する。所定の部位を残して円板状に加工されたＳＯＩ層６３上を含むＳＯＩ層６３の全面に、導電膜１５が形成される。導電膜１５の成膜材料は上記に限定されず、例えばアルミニウム（Ａｌ）等でも良い。成膜法としては、真空蒸着法以外にもスパッタ法又はメッキ法等を用いても良い。
【００８６】
しかる後、図２３に示すように、実施形態１の電界感知プローブ３０を形成する。
詳細には、図２２（ｂ）で説明した切断予定部位６３Ａを切断し、ＳＯＩ層６３からなる基体１４の表面に導電膜１５が形成された電界絞り７をＳＯＩ基板６０から取り外す。電界絞り７の凹部６３ｂの導電膜１５上に誘電体層７０を配する。誘電体層７０としては、ポリイミド又はデュポン社の製品名テフロン等の誘電材料が用いられる。そして、例えば図１８（ａ）と同様の同軸ケーブル１の先端表面１ａを電界絞り７の凹部６３ｂと誘電体層７０を介して対向させ、電界絞り７の段差部７ｃの導電膜１５と外部導体層１３とを、例えば導電性粘着膜７１で固定する。導電性粘着膜７１により、同軸ケーブル１が電界絞り７の段差部７ｃに固定されると共に、同軸ケーブル１の外部導体層１３と導電膜１５とが電気的に接続される。
以上により、同軸ケーブル１及び電界絞り７を備えた電界感知プローブ３０が形成される。
【００８７】
以下、上記のように構成された電界感知プローブ３０を用いた電界検知方法について説明する。
図２４は、この電界検知システムを用いた電界検知方法を示す模式図である。図２４では、図示の便宜上、電界感知プローブ３０として電界絞り７のみを示す。
【００８８】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、例えば図５の電界検知システムを用いる。
プリント基板４０の製造方法の一環として、プリント基板４０の電界検知試験を行う。
先ず、配線図面（配線データ）等に従って、プリント基板４０上に配線４７をリソグラフィー等を用いて適宜にパターン形成する。
【００８９】
次に、電界検知システムを用いて、プリント基板４０上に形成された配線４７から放射される電界を検知する。
図５の観察機器４５によりプリント基板４０上の電界検知対象となる配線４７を観察する。観察機器４５で生成された画像信号は制御機器４６に送信され、制御機器４６の表示部に適宜表示される。ステージコントローラ４３は、制御機器４６からのステージ制御信号に従ってプローブ移動機構４２を駆動する。これにより、プローブステージ４１に設置された電界感知プローブ３０は、プリント基板４０上において、検知対象である配線４７と所定距離を保ち非接触の状態で走査する。
【００９０】
本実施形態では、配線４７から放射される電界のうち、配線４７を含むプリント基板４０の面内における所定方向に放射される電界のみを選択的に検知する。
プリント基板４０の面内において、配線４７の長手方向に垂直な方向（図２３に矢印ＡXで示す。）に放射される電界を検知する場合には、方向指示表示部８ｂを配線４７の長手方向に向けて配線４７の中央部位に配置し、方向指示表示部８ａの指示する方向に電界感知プローブ３０を走査させる。
電界感知プローブ３０は、電界絞り７を備えたことにより、配線４７から放射される電界のうち、プリント基板４０の面内における配線４７の長手方向に垂直な方向（Ｘ方向）成分のみを可及的に検知することができる。
【００９１】
一方、プリント基板４０の面内において、配線４７の長手方向に平行な方向（図２３に矢印ＡYで示す。）に放射される電界を検知する場合には、方向指示表示部８ａを配線４７の長手方向に向けて配線４７の中央部位に配置し、方向指示表示部８ａの指示する方向に電界感知プローブ３０を走査させる。
電界感知プローブ３０は、電界絞り７を備えたことにより、配線４７から放射される電界のうち、プリント基板４０の面内における配線４７の長手方向に平行な方向（Ｙ方向）成分のみを可及的に検知することができる。
【００９２】
電界感知プロー３０で検知された電界分布に基づいて生成された測定信号は、図５の計測機器４４に送信される。計測機器４４は、制御機器４６からの指示に従って、測定信号に基づき検知された電界分布の例えばスペクトラム解析を行う。
【００９３】
以上説明したように、実施形態１によれば、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７を含む面内における所定方向に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【００９４】
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１と同様に電界感知プローブの構成についてその製造方法と共に説明するが、電界感知プローブの作製方法が実施形態１と相違する。
図２５は、第２の実施形態の実施形態２による電界感知プローブの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図２６は、図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に対応した概略平面図であり、破線Ｉ−Ｉ'に沿った断面が図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に対応している。
【００９５】
先ず、図２５（ａ）及び図２６（ａ）に示すように、シリコン基板６１の表層に凹部６１ｃを形成する。
詳細には、先ず、シリコン基板６１上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、円形状でその周縁に図１８に示した電界絞り７の開口７ａに対応する凹部分７２ｂを有する円形開口７２ａを形成する。これにより、レジストマスク７２が形成される。
次に、レジストマスク６５を用いてシリコン基板６１の表層部分をドライエッチングする。このとき、レジストマスク７２の円形開口７２ａに倣って、シリコン基板６１の表層に円形の凹部６１ｃが形成される。凹部６１ｃは、円形に図１８に示した電界絞り７の開口７ａに対応する凸部分が付加された形状となる。
【００９６】
続いて、図２５（ｂ）及び図２６（ｂ）に示すように、シリコン基板６１上にレジストを塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工して、例えば周縁の２箇所に凹部分７３ｂを有する円環状の開口７３ａを有するレジストマスク７３を複数形成する。レジストマスク７３を用いてシリコン基板６１をドライエッチングする。シリコン基板６１の表面には、レジストマスク７３の円環開口７３ａに倣って、円環状の溝６１ｄが形成される。円環溝６１ｄは、円環状に沿った所定の部位では形成されず、当該部位が切断予定部位６１Ａとされる。円形状に加工されたシリコン基板６１には、図１８に示した電界絞り７の方向指示表示部８ａ，８ｂに対応する突起が周縁に形成されている。レジストマスク７３は、灰化処理等により除去される。
【００９７】
続いて、図２５（ｃ）に示すように、シリコン基板６１の表面に導電膜１５を形成する。
詳細には、例えば、チタン（Ｔｉ）等をスパッタ法等により膜厚２０ｎｍ程度に、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等を真空蒸着法等により膜厚３００ｎｍ程度に順次成膜する。シリコン基板６１の円環溝６１ｄ内を除く全面に、導電膜１５が形成される。導電膜１５の成膜材料は上記に限定されず、例えばアルミニウム（Ａｌ）等でも良い。成膜法としては、真空蒸着法以外にもスパッタ法又はメッキ法等を用いても良い。
【００９８】
続いて、図２５（ｄ）に示すように、後述するシリコン基板６１の裏面研磨を確実且つ正確に行うため、基板保持層７５を形成する。
詳細には、円環溝６１ｄを埋め込むように、シリコン基板６１上にレジスト７４を塗布し、シリコン基板６１上にレジスト７４を介してシリコン基板等からなる基板保持層７５を張り合わせる。
【００９９】
続いて、図２５（ｅ）に示すように、シリコン基板６１の裏面を研磨する。
詳細には、シリコン基板６１の裏面を、円環溝６１ｄに到達するまで、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）する。
【０１００】
続いて、図２５（ｆ）に示すように、電界絞り７を形成する。
詳細には、先ず、例えばウェットエッチングにより、レジスト７４及び基板保持層７５を除去する。
次に、図２５（ｂ）で説明したシリコン基板６１の円環溝６１ｄの非形成部位である切断予定部位６１Ａを切断し、シリコン気６１からなる基体１４の表面に導電膜１５が形成された電界絞り７をシリコン基板６１から取り外す。
【０１０１】
しかる後、実施形態１の図２３と同様に、電界絞り７の凹部６１ｃの導電膜１５上に誘電体層７０を配する。誘電体層７０としては、ポリイミド又はデュポン社の製品名テフロン等の誘電材料が用いられる。そして、例えば図１８（ａ）と同様の同軸ケーブル１の先端表面１ａを電界絞り７の凹部６１ｃと誘電体層７０を介して対向させ、電界絞り７の段差部７ｃの導電膜１５と外部導体層１３とを、導電性粘着膜７１で固定する。導電性粘着膜７１により、同軸ケーブル１が電界絞り７の段差部７ｃに固定されると共に、同軸ケーブル１の外部導体層１３と導電膜１５とが電気的に接続される。
以上により、同軸ケーブル１及び電界絞り７を備えた電界感知プローブ３０が形成される。
【０１０２】
実施形態２によれば、実施形態１と同様に、プリント基板４０上の配線４７から放射される電界のうち、電界絞りの開口の形成位置に対応した所定の方向に放射される電界のみ、即ち、配線４７を含む面内における所定方向に放射される電界のみを、比較的簡素な構成で高分解能に検出することを可能とし、容易且つ確実に高精度なノイズ発生源の探索を行うことができる。
【０１０３】
以下、本件の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【０１０４】
（付記１）
内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含むことを特徴とする電界感知プローブ。
【０１０５】
（付記２）前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向する位置に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１に記載の電界感知プローブ。
【０１０６】
（付記３）前記電界絞りは、その側面に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１に記載の電界感知プローブ。
【０１０７】
（付記４）前記電界絞りは、その側面の前記開口と異なる位置に、少なくとも１つの方向指示表示部を有することを特徴とする付記３に記載の電界感知プローブ。
【０１０８】
（付記５）前記内部導体線の前記先端部と前記電界絞りの前記先端部に対向する面とは離間していることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の電界感知プローブ。
【０１０９】
（付記６）前記内部導体線の前記先端部と前記電界絞りの前記先端部に対向する面との間に誘電体層を有することを特徴とする付記５に記載の電界感知プローブ。
【０１１０】
（付記７）前記内部導体線の前記先端部と前記電界絞りの前記先端部に対向する面との距離が可変とされていることを特徴とする付記２に記載の電界感知プローブ。
【０１１１】
（付記８）前記電界絞りは、前記開口が前記内部導体線の横断面の大きさよりも小さく形成されていることを特徴とする付記２に記載の電界感知プローブ。
【０１１２】
（付記９）前記開口の大きさが可変とされていることを特徴とする付記２に記載の電界感知プローブ。
【０１１３】
（付記１０）前記電界絞りは、前記開口がスリット状に形成されていることを特徴とする付記２に記載の電界感知プローブ。
【０１１４】
（付記１１）前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向配置される平板状であることを特徴とする付記２に記載の電界感知プローブ。
【０１１５】
（付記１２）内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含む電界感知プローブを用いて、
前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知することを特徴とする電界の検出方法。
【０１１６】
（付記１３）前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向する位置に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１２に記載の電界感知プローブの検出方法。
【０１１７】
（付記１４）前記電界絞りは、その側面に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１２に記載の電界感知プローブの検出方法。
【０１１８】
（付記１５）前記電界絞りは、その側面の前記開口と異なる位置に、少なくとも１つの方向指示表示部を有することを特徴とする付記１４に記載の電界感知プローブの検出方法。
【０１１９】
（付記１６）前記電界絞りの前記開口がスリット状に形成されており、
前記開口の長手方向を前記配線の延在方向に一致させ、前記電界感知プローブを前記配線延在方向と交わる方向に走査することを特徴とする付記１３に記載の電界の検出方法。
【０１２０】
（付記１７）基板上に配線を形成し、回路基板とする工程と、
内部導体線と、
前記内部導体線の先端部を露出し、前記内部導体線の表面を被覆した絶縁層と、
前記先端部を露出し、前記絶縁層の表面を被覆した外部導体層と
を有するケーブルと、
前記外部導体層と電気的に接続されて前記ケーブルの先端表面を覆うとともに、開口を有する電界絞りと
を含む電界感知プローブを用いて、
前記電界感知プローブの前記開口を被検知対象である前記配線に近づけ、前記電界感知プローブにより前記配線付近の電界を検知する工程と、
前記電界により、前記回路基板を評価する工程と
を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
【０１２１】
（付記１８）前記電界絞りは、前記内部導体線の前記先端部と対向する位置に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１７に記載の回路基板の製造方法。
【０１２２】
（付記１９）前記電界絞りは、その側面に前記開口が形成されていることを特徴とする付記１７に記載の回路基板の製造方法。
【０１２３】
（付記２０）前記電界絞りの前記開口がスリット状に形成されており、
前記開口の長手方向を前記配線の延在方向に一致させ、前記電界感知プローブを前記配線延在方向と交わる方向に走査することを特徴とする付記１８に記載の回路基板の製造方法。
【符号の説明】
【０１２４】
１  同軸ケーブル
１ａ  先端表面
２，３，４，５，６，７  電界絞り
２ａ，５ａ，７ａ，２４ａ，２６ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，５１ｂ，５３ａ  開口
２ｂ，７ｂ，５１ｃ  対向面
７ｃ，６３ｄ  段差部
１０，３０  電界感知プローブ
１１  内部導体線
１１ａ  先端部
１２，２２  絶縁層
１３  外部導体層
１４  間隙
１５，２７  導電膜
２０，６０  ＳＯＩ基板
２１，６１  シリコン基板
２１ａ，５１ａ，６１ｃ，６３ｂ  凹部
２３，６３  ＳＯＩ層
２４，３３  絞り構造膜
２５  ダイシング領域
２６，６６  シリコン酸化膜
２８  導電性接着剤
２９，７０  誘電体層
３１，３２，３４，６４，６５，７３  レジストマスク
３５，７１  導電性粘着膜
３６  絞り構造チップ
４０  プリント基板
４１  プローブステージ
４２  プローブ移動機構
４３  ステージコントローラ
４４  計測機器
４５  観察機器
４６  制御機器
４７  配線
５１  導電部材
５２  可変絞り機構
５３  可変絞り部
５４  絞り調節部
６８，７４  レジスト
【図１】
2010223934.tif 000003
【図２】
2010223934.tif 000004
【図３】
2010223934.tif 000005
【図４】
2010223934.tif 000006
【図５】
2010223934.tif 000007
【図６】
2010223934.tif 000008
【図７】
2010223934.tif 000009
【図８】
2010223934.tif 000010
【図９】
2010223934.tif 000011
【図１０】
2010223934.tif 000012
【図１１】
2010223934.tif 000013
【図１２】
2010223934.tif 000014
【図１３】
2010223934.tif 000015
【図１４】
2010223934.tif 000016
【図１５】
2010223934.tif 000017
【図１６】
2010223934.tif 000018
【図１７】
2010223934.tif 000019
【図１８】
2010223934.tif 000020
【図１９】
2010223934.tif 000021
【図２０】
2010223934.tif 000022
【図２１】
2010223934.tif 000023
【図２２】
2010223934.tif 000024
【図２３】
2010223934.tif 000025
【図２４】
2010223934.tif 000026
【図２５】
2010223934.tif 000027
【図２６】
2010223934.tif 000028