(57)【要約】【課題】比較的簡易な構成で、電磁界プローブの被測定対象との衝突を避け、電磁界プローブ及び被測定対象の破損を防止して、信頼性の高い電磁ノイズの検知を行う。【解決手段】先端部分に電磁ノイズの流入部を有し、当該先端部分に複数の受光部Ａ〜Ｄが配置された電磁界プローブ１１を用い、電磁界プローブ１１とは別個に照明部１２を設け、照明部１２により被測定対象１０に光を照射し、被測定対象１０からの反射光を各受光部Ａ〜Ｄで受光し、各受光部Ａ〜Ｄで受光した反射光の強度に基づいて、被測定対象１０の受光部Ａ〜Ｄとの対向状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部分に電磁波の流入部を有し、前記先端部分に複数の受光部が配置された電磁界プローブを用いて、被測定対象から放射される電磁波を検知するに際して、
前記電磁界プローブと別個に設けられた照明部により前記被測定対象に光を照射し、前記被測定対象からの反射光を前記各受光部で受光するステップと、
前記各受光部で受光した前記反射光の強度に基づいて、前記被測定対象の前記先端部分との対向状態を判定するステップと
を含むことを特徴とする電磁波検知方法。
【請求項２】
前記各受光部の前記反射光の強度量、前記各受光部間における前記反射光の強度の偏差、又は前記強度量及び前記偏差の双方に基づいて、前記対向状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の電磁波検知方法。
【請求項３】
前記対向状態は、前記被測定対象と前記先端部分との距離の適否又は前記被測定対象上の障害物の有無であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁波検知方法。
【請求項４】
先端部分に電磁波の流入部を有し、前記先端部分に複数の受光部が配置された電磁界プローブと、
前記被測定対象に光を照射する照明部と、
前記各受光部で受光した、前記被測定対象からの反射光の強度に基づいて、前記被測定対象の前記先端部分との対向状態を判定する判定部と、
前記電磁界プローブを前記被測定対象に対して移動させる移動部と
を含むことを特徴とする電磁波検知装置。
【請求項５】
前記各受光部は、前記先端部分において前記流入部を囲むように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁波検知装置。
【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磁波（電磁ノイズ）を検知して観測する電磁波検知方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、回路実装の高密度化に伴い、動作している回路基板から放射される電磁ノイズが性能向上の阻害や誤動作の要因になっている。そのため、電磁ノイズの放射源を設計の早期段階で特定し、対策することが要求されている。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６５５７号公報
【特許文献２】特開平８−３３４５２０号公報
【特許文献３】特開平１０−９０３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電子機器では、その回路基板の高密度化に起因して、回路基板で用いられる電気信号が高速化（広帯域化）されている。そのため、配線から放射される電磁ノイズの波源サイズが小さくなり、電磁界プローブを用いた分布計測による問題箇所の特定が困難となってきている。
電磁ノイズの発生源を特定するため、電磁界プローブを用いた電磁ノイズ計測が一般に行われている。基板上の実装部品や配線パターンの微細化に対応できる電磁ノイズ計測を行うためには、電磁界プローブの走査分解能を向上させる必要がある。そのためには、高分解能で検出可能な電磁界プローブを用いなければならない。
【０００６】
しかしながら、電磁界プローブの高分解能化には検出感度の低下が伴うため、電磁界プローブの先端部分と被測定対象との距離（浮上量）を極力小さくする必要がある。実装部品のサイズは様々であって、且つ回路基板の微細な配線の幅及び段差は数百μｍオーダーである。従って、電磁界プローブの先端部分の幅がｍｍオーダーであるのに対して、電磁界プローブの先端部分の浮上量には数十〜数百μｍオーダーが要求されている。
【０００７】
電磁界プローブの検出分解能及び浮上量が、電磁界プローブの先端部分の断面サイズ又は実装部品のサイズに比べて格段に小さい場合には、被測定対象の上方、斜め、側面から観測しても、電磁界プローブの先端部分と被測定対象との距離の情報を高精度に取得することは困難である。
従って、電磁界プローブの浮上量及び被測定対象の測定位置を変更するため、電磁界プローブの位置決め制御を行う際に、電磁界プローブの先端部分と被測定対象に不測の衝突が生じ、電磁界プローブ及び被測定対象が破損する危険性がある。
【０００８】
被測定対象の状態を認識する手法として、特許文献１，２のような技術が開示されている。特許文献１では、位置決め装置において、光学系を介してレーザのスポット光を上方から被測定対象に照射し、被測定対象からの反射スポット光を分割光検出素子で検出する。特許文献２では、走査型近接場顕微鏡において、光学系を介してレーザのスポット光を上方から被測定対象に照射し、被測定対象を透過したスポット光を分割光検出素子で検出する。
【０００９】
電磁界プローブを用いた電磁ノイズの検出では、回路基板の配線が高速な信号(高周波)で動作している状態で電磁界プローブを走査する場面も想定している。そのためには、高周波用のケーブルにより回路の動作に必要な部材と接続する必要がある。回路基板の動作条件を安定化する観点から、被測定対象を移動させる方法よりも、電磁界プローブを移動させる方法が適している。従って、電磁界プローブは、回路基板の微細で複雑な配線に対して適宜走査することが要求されることから、小型・軽量で容易に移動自在な簡易構成とすることが望ましい。
【００１０】
電磁界プローブへの特許文献１の技術の適用を考える。この場合、上記のように電磁界プローブは被測定対象に対して移動させる必要があるため、微細な反射スポット光を被測定対象の正確な位置（中央位置）に照射しておくには、特許文献１のように可動部にプローブと共にスポット光の光学系を搭載することが必須である。しかしながら、スポット光の光学系は大掛かりで複雑に構成されているため、電磁界プローブに光学系を搭載するのは困難であり、不適である。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成で、電磁界プローブの被測定対象との衝突を避け、電磁界プローブ及び被測定対象の破損を防止して、信頼性の高い電磁ノイズの検知を行うことを可能とする電磁波検知方法及び装置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】
【００１２】
電磁波検知方法の一態様は、先端部分に電磁波の流入部を有し、前記先端部分に複数の受光部が配置された電磁界プローブを用いて、被測定対象から放射される電磁波を検知するに際して、前記電磁界プローブと別個に設けられた照明部により前記被測定対象に光を照射し、前記被測定対象からの反射光を前記各受光部で受光するステップと、前記各受光部で受光した前記反射光の強度に基づいて、前記被測定対象の前記先端部分との対向状態を判定するステップとを含む。
【００１３】
電磁波検知装置の一態様は、測定対象から放射される電磁波を検知する電磁波検知装置であって、先端部分に電磁波の流入部を有し、前記先端部分に複数の受光部が配置された電磁界プローブと、前記被測定対象に光を照射する照明部と、前記各受光部で受光した、前記被測定対象からの反射光の強度に基づいて、前記被測定対象の前記先端部分との対向状態を判定する判定部と、前記電磁界プローブを前記被測定対象に対して移動させる移動部とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
上記の各態様によれば、比較的簡易な構成で、電磁界プローブの被測定対象との衝突を避け、電磁界プローブ及び被測定対象の破損を防止して、信頼性の高い電磁ノイズの検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態による電磁波検知システムの一構成を示す模式図である。
【図２】電磁界プローブの一構成を示す概略断面図である。
【図３】本実施形態の電界検知システムにおいて、近傍判定部による被測定対象の表面の対向状態判定の原理を示す説明図である。
【図４】各受光部で検出される光量を総合的に見た場合を示す説明図である。
【図５−１】本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図５−２】本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図６】本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略平面図である。
【図７】本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略平面図である。
【図８】本実施形態の電磁界検知システムを用いた電磁界検知方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
―本実施形態の基本骨子―
本実施形態では、先端部分に電磁ノイズの流入部を有し、当該先端部分に複数の受光部が配置された電磁界プローブを用い、電磁界プローブとは別個に照明部を設ける。照明部により被測定対象に光を照射し、被測定対象からの反射光を各受光部で受光し、各受光部で受光した反射光の強度に基づいて、被測定対象の先端部分との対向状態を判定する。
【００１７】
電磁界プローブは、被測定対象である例えば回路基板の配線に対して自在に走査する必要がある。そのため本実施形態では、電磁界プローブに配された受光部に反射光を与える照明部を電磁界プローブとは別体に配置する。電磁界プローブには例えば同軸ケーブルが用いられ、この場合には電磁ノイズの検知部（電磁ノイズの流入部）は先端部分の中央部位に位置する。例えばこの検知部を囲むように複数の受光部、例えば４分割フォト・ダイオードを配置する。先端部分で検知部を囲むように各受光部を配する構成では、「被測定対象の先端部分との対向状態」は実質的に「被測定対象の各受光部の表面との対向状態」を意味する。
【００１８】
上記の構成において、各受光部の全面に反射光が偏り無く照射されるようにしておき、電磁ノイズの検知を行う。電磁ノイズの検知部及び反射光の各受光部は共に電磁界プローブ先端部分に存するため、各受光部における反射光強度の情報から、電磁ノイズの検知時における被測定対象の各受光部との対向状態を容易に知得することができる。被測定対象の対向状態は、例えば、被測定対象と各受光部との距離の適否、又は被測定対象上の障害物の有無である。
対向状態の判定において、電磁界プローブの退避を要するとされた場合には、電磁界プローブを当該位置から移動させることにより、容易且つ確実な退避が可能となる。
【００１９】
―具体的な実施形態―
以下、上記の基本骨子を踏まえ、具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態による電磁波検知システムの一構成を示す模式図である。
【００２０】
電界検知システムでは、被測定対象１０としては、主に電磁ノイズを放射する配線が表面に形成されたプリント基板等の回路基板とする。
図１の上段に示すように、１１は、被測定対象１０からの電磁ノイズを受信するための電磁界プローブである。１２は、電磁界プローブ１１の先端面に配置された分割受光部である。１３は、被測定対象１０に光を照射する照明部である。１４は、電磁界プローブ１１を固定保持するプローブ保持部である。１５は接触センサ、１６は、電磁界プローブ１１を固定保持したプローブ保持部１４を矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向、矢印Ｚ方向に移動自在なプローブ移動機構である。１７は、電磁界プローブ１１で検知された電磁ノイズの周波数成分を計測して表示するスペクトラム・アナライザ等の計測部である。１８は、分割受光部１２からの光強度の電気信号を処理する信号処理部である。１９は、信号処理部１８で処理された分割受光部１２からの光強度の電気信号に基づいて、被測定対象１０の先端面１１ａとの対向状態を判定する近傍判定部である。２０は、接触センサ１５、プローブ移動機構１６、計測部１７、近傍判定部１９と接続されており、プローブ移動機構１６及び計測部１７の駆動を含めた統括制御を行う制御部である。制御部２０は、例えばパーソナル・コンピュータ（のＣＰＵ）等で実現することができる。
【００２１】
電磁界プローブ１１は、図２に示すように、内部導体線２１と、内部導体線２１の表面を被覆した絶縁層２２と、絶縁層２２上を被覆した外部導体層２３とを備えて構成される。電磁界プローブ１１の先端部分である先端面１１ａでは、内部導体線２１の先端部２１ａ（電磁ノイズの流入部となる。）が露出する。
図２では、分割受光部１２が装着されない電磁界プローブ１１のみの状態を示す。電磁界プローブ１１は、例えばセミリジッド型の同軸ケーブルであり、市販されている汎用のものを用いることも可能である。
【００２２】
分割受光部１２は、先端面１１ａにおいて、内部導体線２１の先端部２１ａを囲むように複数、ここでは４つの受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが配されて構成される。各受光部Ａ〜Ｄは、４分割の例えばフォト・ダイオードである。
照明部１３は、被測定対象１０の表面を光照射する光源及び光学系を備えて構成される。照明部１３としては、適度に発散する光を照射できる例えばＬＥＤ等が用いられる。照明部１３は、電磁界プローブ１１とは別個に設置されており、プローブ移動機構１６による電磁界プローブ１１の移動とは独立とされている。照明部１３は、被測定対象１０の先端面１１ａとの対向面が平坦であって障害物が無ければ、当該対向面からの反射光が受光部Ａ〜Ｄの全面を偏り無く照射するように、当該対向部位を光照射する。照明部１３はＬＥＤ等の発散性の（集光性が低い）ものであるため、電磁界プローブ１１の走査時における当該対向面を含む被測定対象１０表面の広範囲の領域を照射することができる。照明部１３は、光照射部位を適宜変えることができるように設置したり、被測定対象１０に対して電磁界プローブ１１とは独立に移動自在に設置しても良い。後者の設置形態を採った場合でも、電磁界プローブ１１の走査ほどの精緻で細かい移動駆動の精度は要しない。
【００２３】
プローブ保持部１４は、例えば、一端で電磁界プローブ１１を保持固定し、他端には接触センサ１５が配置されている。
接触センサ１５は、分割受光部１２の表面が障害物等と接触した場合に、接触検出信号を制御部２０に出力する。
【００２４】
プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御により、電磁界プローブ１１が保持固定されたプローブ保持部１４を被測定対象１０の表面と対向して走査する。また、制御部２０のからの後述する警告信号に基づいてプローブ保持部１４を所定位置に退避する。
信号処理部１８は、各受光部Ａ〜Ｄと信号線ａ〜ｄで接続されている。各受光部Ａ〜Ｄでは受光した光強度に応じた電流が流れ、信号処理部１８は当該電流を電圧信号に変換する。
【００２５】
近傍判定部１９は、信号処理部１８で電圧信号に変換された分割受光部１２の各受光部Ａ〜Ｄからの各光強度信号の大きさ、各光強度の電気信号のバランス（偏り具合）に基づいて、被測定対象１０の分割受光部１２の表面との対向状態、例えば被測定対象１０と分割受光部１２の表面との距離の適否又は被測定対象１０上の障害物の有無等を判定する。
近傍判定部１９は、ハードウェアとして専用の電気・電子回路で実現しても良いが、Ａ／Ｄ変換回路等とパーソナル・コンピュータ、及びソフトウェアで実現しても良い。
【００２６】
本実施形態の電界検知システムにおいて、近傍判定部１９による被測定対象１０の表面の対向状態判定の原理について説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）において、被測定対象１０の対向面１０ａの分割受光部１２の表面１２ａとの対向状態を左図に、左図の対向状態に対応した受光部Ａ〜Ｄで検出される光強度（光量）を右図に、それぞれ示す。（ａ）では、光線は必ずしも平行光線を意味するものではなく、光線の本数がＰＤで受光する光量を模式的に示す。（ｂ）では、受光部Ａ〜Ｄで検出した光量を縦方向の矢印の長さで模式的に表す。
【００２７】
分割受光部１２の表面１２ａと被測定対象１０の対向面１０ａとの距離が所望値（予め規定された電磁ノイズの検知適正範囲内の値）であり、且つ対向面１０ａが平坦な場合を図３（ａ）に示す。
各受光部Ａ〜Ｄの光量Ａ〜Ｄは中間的であり、光量Ａ〜Ｄには偏りが殆ど無い。この状態を「安全」と判定する。
【００２８】
表面１２ａと対向面１０ａとの距離が所望値から遠く、対向面１０ａ上の片側に障害物１０ｂが存在する場合を図３（ｂ）に示す。
対向面１０ａの平坦部分からの反射光の光量（Ａ＋Ｄ）は大きく、障害物１０ｂからの反射光の光量（Ｂ＋Ｃ）は平坦部分に比較して小さい。この状態を「浮上量が大きく、下部に障害物あり」と判定する。
【００２９】
表面１２ａと対向面１０ａとの距離が所望値よりも近く、且つ対向面１０ａが平坦な場合を図３（ｃ）に示す。
各受光部Ａ〜Ｄの光量Ａ〜Ｄは小さく（オフセットレベルに近い）、光量Ａ〜Ｄには偏りが殆ど無い。この状態を「過剰な接近」と判定する。
【００３０】
表面１２ａと対向面１０ａとの距離が所望値から遠く、被測定対象１０の表面が対向面１０ａの近傍で高くなり、側面１０ｃが形成されている場合を図３（ｄ）に示す。
対向面１０ａは平坦部分であるが、右側に側面１０ｃがあるため、左側では光量（Ａ＋Ｄ）が大きく、右側では光量（Ｂ＋Ｃ）が平坦部分に比較して極めて小さい。この状態を「浮上量が大きく、側面に障害物あり」と判定する。
【００３１】
上記した例えば４種の対向状態の判定は、近傍判定部１９において、後述するように予め規定された閾値に基づいて、当該閾値との比較により判定する。当該閾値としては、光強度の大きさの閾値、及び各受光部Ａ〜Ｄにおける光強度の偏り（例えば、光量（Ａ＋Ｄ）−光量（Ｂ＋Ｃ）、或いは光量（Ａ＋Ｂ）−光量（Ｃ＋Ｄ））の閾値を用いる。
【００３２】
各受光部Ａ〜Ｄで検出される光量を総合的に見た場合について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）では、受光部Ａ〜Ｄの光量（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）、即ち全体光量の浮上量との関係を示す。説明を簡便にすべく、上述した図３（ａ）のように、被測定対象１０の表面が、分割受光部１２の表面１２ａとの対向面１０ａ及びその近隣部位に障害物が無い平坦面である場合を例示する。なお、光量の検出時にオフセット値が現れることもあるが、ここでは当該オフセット値を補正するものとする。
【００３３】
表面１２ａが対向面１０ａに接触したとき（高さＨ０）、即ち浮上量が無いときには、検出される光量も無い。また、浮上量が微小な高さＨ１のときにも検出される光量は無いに等しいか、極めて微小な値である。浮上量を上げてゆくと光量も上昇してゆき、表面１２ａが対向面１０ａからある程度離れると検出される光量の増加割合は小さく、頭打ちとなる。
【００３４】
本実施形態では、浮上量が所定の高さ、例えばＨ２のときの分割受光部１２の全体光量を、表面１２ａと対向面１０ａとの距離を判定する際の閾値とする。例えば、全体光量が当該閾値以上であれば「安全」、当該閾値以下であれば「過剰な接近」と判定する。
なお、表面１２ａの対向面１０ａとの接触の検出には接触センサ１５を用いている。
【００３５】
図４（ｂ）では、光強度の偏り（光量偏差）として、受光部Ａ，Ｄを１組とした光量（Ａ＋Ｄ）と、受光部Ｂ，Ｃを１組とした光量（Ｂ＋Ｃ）との差分値（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の浮上量との関係を示す。ここでは、上述した図３（ｂ）のように、表面１２ａと対向面１０ａとの距離が所望値から遠く、対向面１０ａ上の片側に障害物１０ｂが存在する場合を例示する。他の光量偏差、例えば差分値（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）についても考え方は同様である。実際の測定では、電磁界プローブ１１を高い位置から低い位置に向かって下降させてゆく。
【００３６】
分割受光部１２の表面１２ａが障害物から離れた高い位置にある場合、受光部Ａ，Ｄは平坦面或いはその周囲からの反射光を受光するため、光量（Ａ＋Ｄ）はある程度以上の値となる。一方、受光部Ｂ，Ｃは障害物の影響を若干受けるため、光量（Ｂ＋Ｃ）は相対的に小さい値となる。障害物から遠い範囲においては、光量偏差はほぼ一定の値となり「障害物無し」と判定する。
電磁界プローブ１１を下降させてゆくと、表面１２ａに障害物が近づくにつれて、表面１２ａでは対向面１０ａからの反射光量が増加する。そのため、光量（Ａ＋Ｄ）は大きくなる。一方、光量（Ｂ＋Ｃ）は、障害物の影響で減少する。従って光量偏差は大きくなる。
【００３７】
電磁界プローブ１１を更に下降させてゆくと、表面１２ａでは対向面１０ａからの反射光量が減少する。そのため、光量（Ａ＋Ｄ）は大きくなる。一方、光量（Ｂ＋Ｃ）は、障害物の影響で更に減少する。光量（Ａ＋Ｄ）及び光量（Ｂ＋Ｃ）の双方の値が小さくなる結果、光量偏差は小さくなってゆく。
【００３８】
本実施形態では、光量偏差が最大値となる浮上量よりも適宜に低い浮上量となる高さ、例えば高さＨ３のときの光量を、障害物の有無を判定する際の閾値とする。例えば、電磁界プローブ１１を下降させてゆく際に、光量偏差が最大値をとった後に低下して当該閾値となるまでは「障害物無し」、更に光量偏差が当該閾値よりも低下する場合には「障害物有り」と判定する。
【００３９】
以上のように、全体光量及び光量偏差（或いは光量比率）を総合して考慮することにより、表面１２ａと対向面１０ａとの距離の適否の判定及び障害物の有無の判定を確実に行うことが可能となる。
以上説明したような典型的な傾向のデータを蓄積しておき、近傍判定部１９において、「過剰な接近」或いは「障害物有り」と判定された場合、制御部２０は所定の警報信号を出力し、分割受光部１２の表面１２ａが対向面１０ａ又は障害物１０ｂ（或いは側面１０ｃ）に衝突しないように、プローブ移動機構１６を駆動制御する。
【００４０】
以下、上記のように構成された電磁波検知システムにおける電磁界プローブ１１及び分割受光部１２を一体構成物として製造する方法について説明する。
図５−１及び図５−２は、本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【００４１】
図６及び図７は、本実施形態による電磁波検知システムにおける電磁界プローブ及び分割受光部の製造方法を工程順に示す概略平面図である。図５−１（ａ）〜（ｅ）は図６（ａ）の破線Ｉ−Ｉ'に沿った断面に対応し、図５−２（ａ）〜（ｅ）は図７（ａ），（ｂ）の破線ＩＩ−ＩＩ'に沿った断面に対応している。
【００４２】
先ず、図５−１（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、図５−１（ａ）のＳＯＩ基板３０のＳＯＩ層３３を加工する。
詳細には、シリコン基板３１上に絶縁層３２を介してＳＯＩ層３３を備えたＳＯＩ（Silicon(Semiconductor) On Insulator）基板３０を用意する。ＳＯＩ基板３０のＳＯＩ層３３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を有するレジストパターン（不図示）を形成する。このレジストパターンをマスクとしてＳＯＩ層３３をドライエッチングする。ＳＯＩ層３３は、レジストパターンの形状に倣って、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３３ａを有する形状に加工される。開口３３ａは、電磁界プローブ１１の先端面１１ａにおける内部導体線２１の先端部２１ａと位置整合するように形成されている。電磁ノイズは開口３３ａを通って先端部２１ａから電磁界プローブ１１へ流入する。開口３３ａ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。ＳＯＩ層３３の周辺領域は後述する信号配線の接続領域３４である。レジストパターンは、灰化処理等により除去される。
【００４３】
続いて、図６（ｂ）に示すように、ＳＯＩ層３３に分割受光部１２を形成する。
詳細には、先ず、ＳＯＩ層３３を覆うようにＳＯＩ基板３０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、ＳＯＩ層３３を各々同一形状及び同一サイズの矩形に４分割するレジストパターン４１を形成する。
【００４４】
レジストパターン４１をマスクとして、ＳＯＩ層３３に不純物をイオン注入する。不純物としては、Ｐ型不純物であればホウ素（Ｂ）等、Ｎ型不純物であればリン（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）等が用いられる。
レジストパターン４１を灰化処理等により除去した後、イオン注入された不純物を拡散させるためにＳＯＩ層３３にアニール処理を施す。以上により、ＳＯＩ層３３には、受光部Ａ〜Ｄを備えた分割受光部１２が形成される。
【００４５】
続いて、図５−１（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜３５を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板３０の裏面を含む全面、即ちＳＯＩ層３３の表面及びシリコン基板３１の裏面を熱酸化する。ＳＯＩ層３３の表面及びシリコン基板３１の裏面には、薄いシリコン酸化膜３５が形成される。熱酸化によりシリコン酸化膜３５を形成する代わりに、ＣＶＤ法等によりシリコン基板３５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。
【００４６】
続いて、図５−１（ｄ）に示すように、シリコン基板３１の裏面のシリコン酸化膜３５を加工する。
詳細には、先ず、シリコン基板３１の裏面のシリコン酸化膜３５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を有するレジストパターン（不図示）を形成する。
このレジストパターンをマスクとして、フッ酸（ＨＦ）水溶液等によりシリコン基板３１の裏面のシリコン酸化膜３５をウェットエッチングする。シリコン酸化膜３５には、レジストマスクの開口に倣った開口３５ａが形成される。
【００４７】
続いて、図５−２（ｅ）に示すように、シリコン基板３１の裏面に凹部３１ａを形成する。
詳細には、シリコン酸化膜３５（及びレジストパターン）をマスクとして用い、シリコン基板３１の裏面をシリコン基板３１の表面の絶縁層３２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３１の裏面には、シリコン酸化膜３５の開口３５ａに倣った凹部３１ａが形成される。凹部３１ａ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。
【００４８】
続いて、図５−２（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３５及び絶縁層３２の凹部３１ａの底面に存する部分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３５と共にレジストパターン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。
【００４９】
続いて、図７（ａ）に示すように、接続領域３４の受光部Ａ〜Ｄに隣接する４箇所に貫通孔を形成し、貫通孔を導電材料で埋め込む接続部３６ａを形成する。
詳細には、先ず、ＳＯＩ基板３０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、上記の４箇所を開口するレジストパターン（不図示）を形成する。このレジストパターンをマスクとして接続領域３４をドライエッチングし、ＳＯＩ基板３０を貫通する貫通孔を形成する。レジストパターンは灰化処理等により除去される。
貫通孔を埋め込むように、導電材料、例えば銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等を堆積し、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の平坦化研磨を行い、貫通孔を導電材料で充填する接続部３６ａを形成する。
【００５０】
続いて、図５−２（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、接続部３６ａと受光部とを接続する配線部３６ｂを形成する。
詳細には、先ず、ＳＯＩ基板３０上に導電材料、例えばＣｕ又はＡｌ等を堆積する。
導電材料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、各接続部３６ａから受光部Ａ〜Ｄの所定部位にかけて露出する開口を有するレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして導電材料をドライエッチングし、接続部３６ａと受光部とを接続する配線部３６ｂを形成する。レジストパターンは灰化処理等により除去される。
【００５１】
続いて、図５−２（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板３０の裏面にレジストパターン４２を形成する。
詳細には、ＳＯＩ基板３０の裏面、即ちシリコン基板３１の裏面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する。ＳＯＩ基板３０の裏面には、接続領域３４に相当する部分で、各接続部３６ａの端面を覆い受光部Ａ〜Ｄを囲む帯状のレジストパターン４２が形成する。
【００５２】
続いて、図５−２（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板３０の裏面に導電膜３７を形成する。
詳細には、レジストパターン４２上を含むＳＯＩ基板３０の裏面に、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３１ａの内壁面を含むシリコン基板３１の裏面に、導電膜３７が形成される。
レジストパターン４２を灰化処理等により除去する。レジストパターン４２と共に、導電膜３７のレジストパターン４２上の部分も除去される。レジストパターン４２は、各接続部３６ａの端面上には残らず、凹部３１ａの内壁面から裏面の一部にかけて覆うように残る。
【００５３】
しかる後、図５−２（ｅ）に示すように、分割受光部１２に電磁波プローブ１１を装着する。
詳細には、ＳＯＩ基板３０の接続領域３４の外側に設けられたダイシング領域（不図示）に沿って、チップごとに切り出して分割受光部１２とする。分割受光部１２の凹部３１ａの底面の導電膜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３８を配する。誘電体層３８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２と同様の電磁波プローブ１１の先端面１１ａを、その内部導体線２１の先端部２１ａが誘電体層３８を介して開口３３ａに位置整合するように、分割受光部１２の凹部３１ａ内に挿入する。電磁波プローブ１１の側面と分割受光部１２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３９で埋め込む。導電性接着剤３９により、電磁波プローブ１１が分割受光部１２の凹部３１ａ内に固定されると共に、電磁波プローブ１１の外部導体層２３と導電膜３７とが電気的に接続される。
【００５４】
各接続部３６ａの端面に、それぞれ信号配線（信号配線ａ〜ｄ、図示の例では信号配線ｃ，ｄのみ示す。）を接続し、導電膜３７に不図示の接地線を接続する。
以上により、電磁界プローブ１１に分割受光部１２が配されてなる両者の一体構成物が形成される。この一体構成物では、導電膜３７が電磁ノイズの電磁シールドとして機能し、被測定対象の配線から垂直に放射される電磁ノイズのみが開口３３ａを通って内部導体線２１の先端部２１ａに流入する。このように、この一体構成物では、被測定対象の配線から放射される電磁ノイズ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。
【００５５】
以下、本実施形態の電磁界検知システムを用いた電磁界検知方法について説明する。
図８は、本実施形態による電磁界検知方法を示すフロー図である。
先ず、被測定対象１０である例えば回路基板を電磁界検知システムに設置し、制御部２０に回路基板表面のＸＹ平面における測定領域を指定する（ステップＳ１）。電磁界検知システムでは、電磁波プローブ１１を指定された測定領域内で所定の走査ピッチで移動させ、各々の測定位置の上空において電磁波プローブ１１を高さ（Ｚ）方向に制御する。電磁波プローブ１１の高さ制御は以下のように実行される。
【００５６】
電磁ノイズの検知に際して、電磁波プローブ１１は当初回路基板表面の障害物（凸部）から十分に離れた安全な高さに退避している（ステップＳ２）。プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御に従って、電磁波プローブ１１を測定位置の上空に移動する（ステップＳ３）。
【００５７】
プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御に従って、電磁波プローブ１１を測定位置で下降する（ステップＳ４）。分割検出部１２は測定位置における対向面１０ａの反射光を受光する（ステップＳ５）。受光した反射光の光量は、対向状態（分割検出部１２の表面１２ａと対向面１０ａとの距離の適否、対向面１０ａ上の障害物の有無）の情報（接近情報）となる。近傍判定部１９は、接近情報に基づいて、例えば上記の閾値Ｈ２，Ｈ３を用いて対向状態を判定する（ステップＳ６）。
【００５８】
ステップＳ６において、「接近」又は「障害物有り」と判定された場合には、ステップＳ２へ戻り、プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御に従って、電磁波プローブ１１を安全な高さに退避した後、電磁波プローブ１１を次の測定位置の上空へ移動する。その後、再びステップＳ３以降を実行する。
一方、ステップＳ６において、「安全」又は「障害物無し」と判定された場合には、制御部２０は、接触センサ１５による接触の有無を示す接触検出信号を取得する（ステップＳ７）。
【００５９】
制御部２０は、接触検出信号に基づいて接触判定を行う（ステップＳ８）。
ステップＳ８において、制御部２０が「接触無し」と判定した場合には、Ｓ４へ戻り、プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御に従って、電磁波プローブ１１を対向面１０ａに対して更に下降する。その後、再びステップＳ５以降を実行する。
一方、ステップＳ８において、制御部２０が「接触有り」と判定した場合には、ステップＳ９へ進む。この「接触有り」は、ステップＳ８で「接触無し」と判定され続けて、電磁波プローブ１１の下降を繰り返した末に判定される。
【００６０】
ステップＳ９においては、接触を検出した高さで対向面１０ａの高さを認識し、プローブ移動機構１６は、制御部２０の駆動制御に従って、電磁波プローブ１１を所定の浮上量となる高さまで上昇する。電磁波プローブ１１で受信した電磁波ノイズ（ノイズ信号）を計測部１７で計測し、制御部２０は測定データを取得する、この測定データを所定の記憶媒体に保存するようにしても良い。
ノイズ信号の測定から測定データの保存までの一連工程を所定の測定領域内で完了したならば、測定を終了する。ノイズ信号の分布を解析し、不図示の表示装置に出力する（ステップＳ１０）。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、電磁界プローブ１１（正確には分割受光部１２の表面１２ａ）と被測定対象１０とが接触するまで接近状況を細かく把握して不測の衝突を避け、電磁界プローブ及び被測定対象の破損を防止して、信頼性の高い電磁ノイズの検知を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本件によれば、比較的簡易な構成で、電磁界プローブの被測定対象との衝突を避け、電磁界プローブ及び被測定対象の破損を防止して、信頼性の高い電磁ノイズの検知を行うことができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  被測定対象
１０ａ  対向面
１１  電磁界プローブ
１１ａ  先端面
１２  分割受光部
Ａ〜Ｄ  受光部（又は光量）
１３  照明部
１４  プローブ保持部
１５  接触センサ
１６  プローブ移動機構
１７  計測部
１８  信号処理部
１９  近傍判定部
２０  制御部
２１  内部導体線
２２  絶縁層
２３  外部導体層
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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