(57)【要約】【課題】再現性の良い高周波測定を行うことができる高周波測定装置及びその調整方法を得る。【解決手段】入力プローブ１の信号電極２と出力プローブ４の信号電極５が被測定物７にそれぞれ接触する。制御部９が信号電極２，５の位置を調整する。測定部１１が信号電極２，５を介して被測定物７の高周波測定を行う。制御部９は、信号電極２，５を抵抗線路１３に接触させつつ信号電極２と信号電極５の間隔を変化させる。測定部１１は、信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間における抵抗線路１３の電気特性を測定する。制御部９はその電気特性に基づいて信号電極２と信号電極５の間隔を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物にそれぞれ接触する第１及び第２の信号電極と、
前記第１及び第２の信号電極の位置を調整する制御部と、
前記第１及び第２の信号電極を介して前記被測定物の高周波測定を行う測定部と、
抵抗線路を有する調整治具とを備え、
前記制御部は、前記第１及び第２の信号電極を前記抵抗線路に接触させつつ前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を変化させ、
前記測定部は、前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の電気特性を測定し、
前記制御部は、前記電気特性に基づいて前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする高周波測定装置。
【請求項２】
前記抵抗線路は、低抵抗線路と、前記低抵抗線路の一端と他端にそれぞれ接続され前記低抵抗線路よりも高い抵抗値を持つ第１及び第２の高抵抗線路とを有し、
前記測定部は、前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の抵抗値を前記電気特性として測定し、
前記制御部は、前記第１の信号電極の位置を固定して前記第２の信号電極の位置を変化させて前記抵抗値が変曲点となる位置に前記第２の信号電極の位置を調整し、前記第２の信号電極の位置を固定して前記第１の信号電極の位置を変化させて前記抵抗値が変曲点となる位置に前記第１の信号電極の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の高周波測定装置。
【請求項３】
接地された接地電極を更に備え、
前記抵抗線路は、高抵抗線路と、前記高抵抗線路の一端に接続され前記高抵抗線路よりも低い抵抗値を持つ低抵抗線路とを有し、
前記制御部は、前記接地電極を前記低抵抗線路に接触させ、前記第１の信号電極を前記高抵抗線路に接触させ、前記第１の信号電極よりも前記低抵抗線路側で前記第２の信号電極を前記高抵抗線路に接触させつつ前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を変化させ、
前記測定部は、前記第１の信号電極から前記高抵抗線路及び前記低抵抗線路を介して前記接地電極に電流を流し、前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の電位差を前記電気特性として測定し、
前記制御部は、前記電位差が所定値になるように前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする請求項１に記載の高周波測定装置。
【請求項４】
前記測定部は、前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の抵抗値を前記電気特性として測定し、
前記制御部は、前記抵抗値が所定値になるように前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする請求項１に記載の高周波測定装置。
【請求項５】
被測定物にそれぞれ接触させた第１及び第２の信号電極を介して前記被測定物の高周波測定を行う高周波測定装置の調整方法であって、
前記第１及び第２の信号電極を調整治具の抵抗線路に接触させつつ前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を変化させ、
前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の電気特性を測定し、
前記電気特性に基づいて前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする高周波測定装置の調整方法。
【請求項６】
前記抵抗線路は、低抵抗線路と、前記低抵抗線路の一端と他端にそれぞれ接続され前記低抵抗線路よりも高い抵抗値を持つ第１及び第２の高抵抗線路とを有し、
前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の抵抗値を前記電気特性として測定し、
前記第１の信号電極の位置を固定して前記第２の信号電極の位置を変化させて前記抵抗値が変曲点となる位置に前記第２の信号電極の位置を調整し、前記第２の信号電極の位置を固定して前記第１の信号電極の位置を変化させて前記抵抗値が変曲点となる位置に前記第１の信号電極の位置を調整することを特徴とする請求項５に記載の高周波測定装置の調整方法。
【請求項７】
前記抵抗線路は、高抵抗線路と、前記高抵抗線路の一端に接続され前記高抵抗線路よりも低い抵抗値を持つ低抵抗線路とを有し、
接地された接地電極を前記低抵抗線路に接触させ、前記第１の信号電極を前記高抵抗線路に接触させ、前記第１の信号電極よりも前記低抵抗線路側で前記第２の信号電極を前記高抵抗線路に接触させつつ前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を変化させ、
前記第１の信号電極から前記高抵抗線路及び前記低抵抗線路を介して前記接地電極に電流を流し、前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の電位差を前記電気特性として測定し、
前記電位差が所定値になるように前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする請求項５に記載の高周波測定装置の調整方法。
【請求項８】
前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の抵抗値を前記電気特性として測定し、
前記抵抗値が所定値になるように前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする請求項５に記載の高周波測定装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オンウエハ高周波測定などの高周波測定を行う高周波測定装置及びその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オンウエハ高周波測定において、半導体試験装置の入出力プローブの信号電極を被測定物のパッドに接触させて測定を行う（例えば、非特許文献１参照）。従来は、入出力プローブの信号電極の位置合せを個別に目視で行っていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】カスケード・マイクロテック株式会社発行「ＲＦ測定ガイド」２０１０年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入出力プローブの信号電極とウエハとの接触点はプローブ本体よりも内側にあるため、上面からは見えない。そして、入出力プローブを使い続けていると、信号電極の先端部の磨耗や変形が生じる。従って、入出力プローブを見かけ上同じ位置に設定しても、実際の接触点は測定を重ねるごとにずれていく。入出力プローブの互いの接触点の間隔がずれると高周波信号の位相が変化するため、測定結果が変動し、再現性の良い高周波測定を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は再現性の良い高周波測定を行うことができる高周波測定装置及びその調整方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る高周波測定装置は、被測定物にそれぞれ接触する第１及び第２の信号電極と、前記第１及び第２の信号電極の位置を調整する制御部と、前記第１及び第２の信号電極を介して前記被測定物の高周波測定を行う測定部と、抵抗線路を有する調整治具とを備え、前記制御部は、前記第１及び第２の信号電極を前記抵抗線路に接触させつつ前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を変化させ、前記測定部は、前記第１の信号電極の接触点と前記第２の信号電極の接触点の間における前記抵抗線路の電気特性を測定し、前記制御部は、前記電気特性に基づいて前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間隔を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、再現性の良い高周波測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置が高周波測定を行う様子を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大した上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る調整治具を示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【図１０】第２の信号電極の位置と抵抗値の関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る調整治具を示す上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。
【図１３】図１２のＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図１４】図１２のＩＩＩ−ＩＶに沿った断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る調整治具を示す上面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る高周波測定装置及びその調整方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置が高周波測定を行う様子を示す断面図である。図２は図１の一部を拡大した上面図である。入力プローブ１には信号電極２と接地電極３が設けられ、出力プローブ４には信号電極５と接地電極６が設けられている。接地電極３，６は接地されている。
【００１１】
高周波測定では、入力プローブ１の信号電極２と出力プローブ４の信号電極５が被測定物７のパッド８にそれぞれ接触する。この際に、制御部９が駆動部１０を用いて信号電極２，５の位置を調整する。測定部１１が信号電極２，５を介して被測定物７の高周波測定を行う。
【００１２】
この高周波測定において、信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間隔Ｌがずれると高周波信号の位相が変化するため、測定結果が変動し、再現性の良い高周波測定を行うことができない。そこで、本実施の形態では被測定物７に目視で位置合わせする代わりに調整治具を用いて間隔Ｌを調整する。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態１に係る調整治具を示す上面図である。絶縁基板１２上に抵抗線路１３が設けられている。抵抗線路１３は、低抵抗線路１４と、低抵抗線路１４の一端と他端にそれぞれ接続され低抵抗線路１４よりも高い抵抗値を持つ高抵抗線路１５，１６とを有する。抵抗線路１３の幅は信号電極２，５が接触できる程度の幅に設定されている。低抵抗線路１４の長さは信号電極２と信号電極５の所望の間隔に設定されている。
【００１４】
図４，６，８は本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。図５，７，９は本発明の実施の形態１に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【００１５】
制御部９は、信号電極２，５を抵抗線路１３に接触させつつ信号電極２と信号電極５の間隔を変化させる。本実施の形態では、まず信号電極２の位置を固定して、図４及び図５に示すように信号電極５を低抵抗線路１４に接触させた状態から、図６及び図７に示すように信号電極５を高抵抗線路１６に接触させた状態に変化させる。この際に、測定部１１は、信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間における抵抗線路１３の抵抗値を測定し、測定した値を制御部９に送る。
【００１６】
図１０は、第２の信号電極の位置と抵抗値の関係を示す図である。抵抗値は、信号電極５が低抵抗線路１４に接触している間は低いが、信号電極５が高抵抗線路１６に接触すると急激に上昇する。
【００１７】
そこで、制御部９は、信号電極２の位置を固定して信号電極５の位置を変化させて抵抗値が変曲点となる位置に信号電極５の位置を調整する。同様に、信号電極５の位置を固定して信号電極２の位置を変化させて抵抗値が変曲点となる位置に信号電極２の位置を調整する。
【００１８】
これにより、図８及び図９に示すように、信号電極２が低抵抗線路１４と高抵抗線路１５の境界に接触され、信号電極５が低抵抗線路１４と高抵抗線路１６の境界に接触される。この結果、信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間隔を低抵抗線路１４の長さに設定することができるため、再現性の良い高周波測定を行うことができる。
【００１９】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る調整治具を示す上面図である。絶縁基板１２上に抵抗線路１７が設けられている。抵抗線路１７は、高抵抗線路１８と、高抵抗線路１８の一端に接続され高抵抗線路１８よりも低い抵抗値を持つ低抵抗線路１９とを有する。
【００２０】
本実施の形態に係る高周波測定装置の全体構成は図１と同様である。図１２は本発明の実施の形態２に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。図１３は図１２のＩ−ＩＩに沿った断面図である。図１４は図１２のＩＩＩ−ＩＶに沿った断面図である。
【００２１】
制御部９は、接地電極３，６を低抵抗線路１９に接触させ、信号電極２を高抵抗線路１８に接触させ、信号電極２よりも低抵抗線路１９側で信号電極５を高抵抗線路１８に接触させつつ信号電極２と信号電極５の間隔を変化させる。
【００２２】
この際に、信号電極２から高抵抗線路１８及び低抵抗線路１９を介して接地電極３に電流を流す。そして、測定部１１は、信号電極２と信号電極５の電位差Ｖを測定する。
【００２３】
この電位差ＶはＶ＝（Ｒｓ×Ｌ＋Ｒｉｎ）×Ｉであらわされる。ここで、Ｒｓは高抵抗線路１８の単位長さ当りのシート抵抗、Ｌは信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間隔、Ｒｉｎは信号電極２と高抵抗線路１８の接触抵抗、Ｉは電流値である。高抵抗線路１８の抵抗Ｒｓ×Ｌが接触抵抗Ｒｉｎに比べて無視できる程度になるように高抵抗線路１８のシート抵抗を選択すれば、Ｌ≒Ｖ／（Ｉ×Ｒｓ）と近似できる。
【００２４】
制御部９は、各調整において同じシート抵抗Ｒｓを持つ高抵抗線路１８を用い、流し込む電流値Ｉを一定にし、電位差Ｖが所定値になるように間隔Ｌを調整する。これにより、間隔Ｌを各調整において一定にすることができるため、再現性の良い高周波測定を行うことができる。なお、異なるシート抵抗Ｒｓを持つ高抵抗線路１８を用いる場合でも、Ｖ／（Ｉ×Ｒｓ）が一定になるように調整すれば、間隔Ｌを一定にすることができる。
【００２５】
また、測定部１１が信号電極２と信号電極５の電位差Ｖを測定する際に、出力側の信号電極５にも微小な電流が流れる。しかし、この電流は信号電極２から接地電極３に流れる電流に比べて無視できるレベルである。従って、信号電極５と高抵抗線路１８の接触抵抗を無視することができる。
【００２６】
また、低抵抗線路１９の抵抗値が高いと、電流が接地電極６から抵抗線路を介して接地電極３に流れず、接地電極６から測定部１１に迂回して接地電極３に流れる。このため、接地電極６と抵抗線路の接触抵抗の影響、接地電極３，６から測定部１１に至るケーブル抵抗の影響などを受け、精度良く電位を測定することができなくなる。従って、低抵抗線路１９の抵抗値を低く設定する必要がある。
【００２７】
実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３に係る調整治具を示す上面図である。絶縁基板１２上に高抵抗の抵抗線路２０が設けられている。本実施の形態に係る高周波測定装置の全体構成は図１と同様である。図１６は本発明の実施の形態３に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す上面図である。図１７は本発明の実施の形態３に係る高周波測定装置の調整を行う様子を示す断面図である。
【００２８】
制御部９は、信号電極２，５を抵抗線路２０に接触させつつ信号電極２と信号電極５の間隔を変化させる。測定部１１は、信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間における抵抗線路２０の抵抗値Ｒを測定する。
【００２９】
この抵抗値ＲはＲ＝Ｒｉｎ＋Ｒｓ×Ｌ＋Ｒｏｕｔであらわされる。ここで、Ｒｓは抵抗線路２０の単位長さ当りのシート抵抗、Ｌは信号電極２の接触点と信号電極５の接触点の間隔、Ｒｉｎは信号電極２と抵抗線路２０の接触抵抗、Ｒｏｕｔは信号電極５と抵抗線路２０の接触抵抗、Ｉは電流値である。抵抗線路２０の抵抗値Ｒｓ×Ｌが接触抵抗Ｒｉｎ，Ｒｏｕｔに比べて無視できる程度になるように抵抗線路２０のシート抵抗を選択すれば、Ｌ≒Ｒｓ／Ｒと近似できる。
【００３０】
制御部９は、各調整において同じシート抵抗Ｒｓを持つ抵抗線路２０を用いて、抵抗値Ｒが所定値になるように信号電極２と信号電極５の間隔Ｌを調整する。これにより、各調整において間隔Ｌを一定にすることができるため、再現性の良い高周波測定を行うことができる。なお、異なるシート抵抗Ｒｓを持つ高抵抗線路１８を用いる場合でも、Ｒｓ／Ｒが一定になるように調整すれば、間隔Ｌを一定にすることができる。
【００３１】
なお、実施の形態１〜３では、絶縁基板上に抵抗線路が設けられた調整治具を用いているが、同様の抵抗線路をウエハ上に形成した調整治具を用いてもよい。また、パソコンと汎用のデータ取得・制御インタフェイスを組み合わせることで、実施の形態１〜３の機能を有する制御部を構成することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２，５  信号電極、６  接地電極、７  被測定物、９  制御部、１１  測定部、１３，１７，２０  抵抗線路、１４，１９  低抵抗線路、１５，１６，１８  高抵抗線路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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