(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して形成されたシグナル領域およびグランド領域を有する平面回路の電気的特性をその先端を前記平面回路の表面に押し当てて高周波を放出して得たＳパラメータにより検査する一対の高周波プローブと計測装置を備えた高周波特性検査装置であって、
前記高周波プローブはその先端に前記グランド領域に接触するグランド端子と前記シグナル領域に前記グランド端子と同時に接触するシグナル端子とを備え、
前記一対の高周波プローブは所定の間隔で対向して前記平面回路の表面に同時に接触するように構成されており、
前記平面回路の前記シグナル領域における前記一対の高周波プローブの基準位置の校正を、前記対向する一対の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記接触して前記高周波を放出して前記計測装置で測定した各Ｓパラメータの反射・透過特性と位相特性に基づいて決定する電気的中点において行うことを特徴とする高周波特性検査装置。
【請求項２】
さらに、前記平面回路を載置する可動ステージ、その可動ステージのＸ、Ｙ、Ｚ軸の稼動を制御するステージコントローラを備え、
前記平面回路の前記シグナル領域において長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、垂直方向をＺ軸方向とした場合、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージをＺ軸方向に稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブの各先端と前記シグナル領域とを接触させ、
コンタクト位置（Ｚ軸方向の深さ）を前記接触して前記高周波を放出して測定したＳ11，Ｓ22パラメータの反射特性に基づいて決定する事を特徴とする請求項１に記載の高周波特性検査装置。
【請求項３】
前記決定されたコンタクト位置のＺ軸方向の深さにおいて、前記対向する一対の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記高周波を放出して計測するＳ11，Ｓ22パラメータの位相特性をθ11、θ22した場合、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブをＸ軸方向に稼動して、
前記高周波を放出して測定した、｜θ11−θ22｜が極値となるように前記一対の前記高周波プローブのＸ軸の基準位置を決定することを特徴とする請求項２に記載の高周波特性検査装置。
【請求項４】
前記決定されたコンタクト位置（Ｚ軸方向の深さ）と前記Ｘ軸の位置において、前記対向する一対の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記高周波を放出して計測するＳ12，Ｓ21パラメータの位相特性をθ12、θ21とした場合に、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブをＹ軸方向に移動して、
前記高周波を放出して測定した、θ12ｘθ21が極値となるようにＹ軸の位置を決定し、
前記決定されたＹ軸の位置における前記対向する一対の前記高周波プローブの中点を前記平面回路のシグナル領域の電気的中点の基準位置として校正することを特徴とする請求項３に記載の高周波特性検査装置。
【請求項５】
前記平面回路はＴＨＲＵ基準器であることを特徴とする請求項４に記載の高周波特性検査装置。
【請求項６】
さらに前記ステージコントローラと前記計測装置を制御する制御装置を備えた請求項５に記載の高周波特性検査装置において、前記平面回路のシグナル領域の電気的中点の基準位置を前記校正することを特徴とする高周波特性検査装置の校正方法。
【請求項７】
請求項６に記載の校正方法を実行する事を特徴とするプログラムおよびプログラムを記録した記憶媒体。
【請求項８】
離間して形成されたシグナル領域およびグランド領域を有する平面回路の電気的特性をその先端を前記平面回路の表面に押し当てて高周波を放出して得たＳパラメータにより検査する一対の高周波プローブと計測装置を備えた高周波特性検査装置であって、
前記高周波プローブはその先端に前記グランド領域に接触するグランド端子と前記シグナル領域に前記グランド端子と同時に接触するシグナル端子とを備え、
前記一対の高周波プローブは所定の間隔で対向して前記平面回路の表面に同時に接触するように構成されており、
前記平面回路の前記シグナル領域における前記一対の高周波プローブの基準位置の校正を、前記対向する一対の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記接触して前記高周波を放出して前記計測装置で測定した各Ｓパラメータの反射・透過特性と位相特性に基づいて行うことを特徴とする高周波特性検査装置であって、
前記平面回路を載置する可動ステージ、その可動ステージのＸ、Ｙ、Ｚ軸の稼動を制御するステージコントローラを備え、
前記平面回路の前記シグナル領域において長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、垂直方向をＺ軸方向とした場合、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージをＺ軸方向に稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブの各先端と前記シグナル領域とを接触させ、
コンタクト位置（Ｚ軸方向の深さ）を前記接触して前記高周波を放出して測定したＳ11，Ｓ22パラメータの反射特性に基づいて決定し、
前記決定されたコンタクト位置（Ｚ軸方向の深さ）において、前記対向する一対の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記高周波を放出して計測するＳ11，Ｓ22パラメータの位相特性をθ12、θ21とした場合に、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブをＹ軸方向に移動して、
前記高周波を放出して測定した、θ12×θ21が極値となるようにＹ軸の位置を決定し、
前記決定されたＹ軸の位置における前記対向する一対の前記高周波プローブの中点を前記平面回路のシグナル領域の電気的中点の基準位置として決定することを特徴とする高周波特性検査装置。
【請求項９】
さらに、前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記対向する一対の前記高周波プローブをＸ軸方向に稼動して、
前記高周波を放出して測定したＳ11，Ｓ22パラメータの反射特性に基づいて決定した前記平面回路のＸ軸方向の両端部において前記一対の前記高周波プローブのＸ軸の基準位置を決定することを特徴とする請求項８に記載の高周波特性検査装置。
【請求項１０】
離間して形成されたシグナル領域およびグランド領域を有する平面回路の電気的特性をその先端を前記平面回路の表面に押し当てて高周波を放出して得たＳパラメータにより検査する一の高周波プローブと計測装置を備えた高周波特性検査装置であって、
前記高周波プローブはその先端に前記グランド領域に接触するグランド端子と前記シグナル領域に前記グランド端子と同時に接触するシグナル端子とを備え、
前記一の高周波プローブは前記平面回路の表面に同時に接触するように構成されており、
前記平面回路の前記シグナル領域における前記一の高周波プローブの基準位置の校正を、前記一の前記高周波プローブの各シグナル端子が前記シグナル領域において前記接触して前記高周波を放出して計測装置で測定した各Ｓパラメータの反射・透過特性と位相特性に基づいて行うことを特徴とする高周波特性検査装置であって、
前記平面回路を載置する可動ステージ、その可動ステージのＸ、Ｙ、Ｚ軸の稼動を制御するステージコントローラを備え、
前記平面回路の前記シグナル領域において長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、垂直方向をＺ軸方向とした場合、
さらに前記平面回路と前記Ｚ軸方向に同一の高さを有しその長手方向と所定の間隔で平行に対峙する櫛形形状の位置決め用パターンを前記可動ステージに載置し、
前記櫛形形状の位置決め用パターンはＹ方向（当該位置決め用パターンの長手方向）の中心位置に前記Ｙ方向に垂直なＸ方向に突出する凸部（櫛の歯）を有し、前記Ｙ方向の中心軸にたいして線対称な構造であって、前記高周波プローブのグランド（Ｇ）端子と対応する位置に凸部を有して、前記凸部は全て短絡しており、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージをＺ軸方向に稼動して前記一の前記高周波プローブの各先端と前記位置決め用パターンとを接触させ、
前記接触して前記高周波を放出して測定したＳ11パラメータの反射特性に基づいてコンタクト位置（Ｚ軸方向の深さ）を決定し、
前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記一の前記高周波プローブをＹ軸方向に稼動して、前記高周波を放出して推定した前記位置決め用パターンのＹ軸方向の両端部の中点において前記一の前記高周波プローブのＹ軸の基準位置を決定し、
次に前記ステージコントローラを制御し前記平面回路を載置する可動ステージを稼動して前記一の前記高周波プローブをＸ軸方向に稼動して、前記高周波を放出して測定したＳ11パラメータの反射特性に基づいて決定した前記位置決め用パターンのＸ軸方向の一端部において前記一の前記高周波プローブのＸ軸の基準位置を決定し、
前記決定された前記コンタクト位置、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の基準位置から前記所定の間隔を平行移動した前記平面回路の基準位置において校正をすることを特徴とする高周波特性検査装置。
【請求項１１】
前記平面回路はＴＨＲＵ基準器であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の高周波特性検査装置。
【請求項１２】
さらに前記ステージコントローラと前記計測装置を制御する制御装置を備えた請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の高周波特性検査装置において、前記平面回路のシグナル領域の基準位置を前記校正することを特徴とする高周波特性検査装置の校正方法。
【請求項１３】
前記高周波特性検査装置において請求項１２に記載の校正方法を実行する事を特徴とするプログラムおよびプログラムを記録した記憶媒体。
【請求項１４】
請求項１０に記載の高周波特性検査装置において前記櫛形形状の位置決め用パターンを備えたことを特徴とするＴＨＲＵ基準器、またはＬＯＡＤ基準器、またはＳＨＯＲＴ基準器、またはＯＰＥＮ基準器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は所定の電気的検査を実行するための高周波プローブを備えた高周波特性検査装置において試料の電気的中点を校正するための位置補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波帯における平面回路の評価に高周波特性検査装置が利用されている。
高周波インピーダンス測定等の高周波検査において使用される高周波特性検査装置には、測定部材として、その先端に測定信号をＤＵＴ（被試験装置、被測定回路網）に入力、或いはＤＵＴから出力するシグナル端子（Ｓ）および接地されたグランド端子（Ｇ）が離間し並行して配設された高周波プローブ（Ｓ−Ｇタイプ、またはＧ−Ｓタイプ）や、その先端にシグナル端子（Ｓ）を挟むように２本のグランド端子（Ｇ，Ｇ）が各離間し並行して配設された高周波プローブ（Ｇ−Ｓ−Ｇタイプ）などが使用されている（特許文献３）。【０００３】
高周波特性検査装置は、図１３に示すように、一般的にＤＵＴを載置してＸ、Ｙ、Ｚ軸に移動可能な水平面を備えた可動ステージと、その載置されたＤＵＴに接触して電気的特性を測定する対向した一対の高周波プローブ、その一対の高周波プローブを所定の間隔で装置に固定し得るプローブ取り付け部、ＤＵＴ測定のための高周波を生成する周波数拡張ユニット、およびシステムを制御してＤＵＴからの反射波・透過波を測定・解析するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）等から構成されている（特許文献１、特許文献２）。【０００４】
この高周波プローブを用いてＤＵＴの所定の電気的検査を実行する前には検査値に含まれるその機器固有の誤差等を測定評価するための校正を行うのが一般的である。
校正は検査用の所定の基準パターンを用意し、たとえば、図１４に示す基準器を用いてＺ軸方向の調整（プローブ押付け量）を行なった後、所定の基準器（例えば、ＴＨＲＵ，ＳＨＯＲＴ，ＬＯＡＤ基準器）に移動して、目視（図１２、比較例１）、或いは、ＰＣ制御等により予め決められた量プローブを平行移動させる（図１２、比較例２）事によって高周波プローブのＸＹ位置を決めてから行うのが一般的である。【０００５】
Ｚ軸方向の調整は、図１４に示すように、ＧＳＧプローブの中心がＡ位置に合うように調整し、プローブ先端がＢ位置からＣ位置まで滑るようにプローブを押付けてＺ軸の位置を調整する。
次に対向する他方のプローブ先端についても同様にＺ軸の位置を調整して一対の対向する高周波プローブを用意して基準パターンによる校正を行う。【０００６】
しかし、従来の方法では校正のための測定には高周波プローブとＤＵＴの検査用パターンとのコンタクト位置のばらつき、その押し付け量のばらつき、空間中に拡がる電磁界の影響があり個々の測定作業依存性が高く、従来手法により決定された位置での校正を経た高周波プローブによる測定結果の信頼性や測定の再現性には問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２８８３４２号公報
【特許文献２】特開平１１−２６５２６号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７６３０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】WinCalXE（商標）校正ソフトウェア（https://www.cascademicrotech.com/jp/products/wincal/wincalxe）
【非特許文献２】坂巻亮、堀部雅弘、電気情報通信学会２０１６年春季講演大会予稿集、Ｃ−２−８３
【非特許文献３】CascadeMicrotech社  インピーダンス基準基板101-190  公開図面、http://www.cmicro.com/files/iss_map_101-190.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
表１（非特許文献２の表１を転載）に従来手法による高周波プローブの平面回路とのコンタクト位置のばらつき等の誤差要因が測定結果に与える影響度の分析結果（反射係数の不確かさ評価結果）を示す。
【表１】
0006562489.tif 000002
【００１０】
表１の不確かさ項目をみると明らかなように、プローブ位置（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）の決定が影響度において主要因であることを示している。
この表１の環境条件による不安定性項目を見ると平面回路の顕微鏡手法によるプローブ位置の制御精度は、せいぜい１０μｍ程度であり、実体顕微鏡を利用する場合の顕微鏡解像度の限界に近い。
そのため、この限界を超えるプローブ位置の制御手法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、顕微鏡手法に依らず、高周波プローブを平面回路の仮決めの位置から高周波を放出して測定したＳパラメータの測定値をフィードバックしながらＸ，Ｙ，Ｚ軸に沿って移動させて電気的測定に最適なプローブ位置を探索し基準位置を決定する手段を提供できる。
一般的に、実体顕微鏡を用いた時の解像度（せいぜい１０μｍ程度）よりもプローブの微動精度（０.１〜１μｍ程度）の方が高いことが知られている。【００１２】
たとえば、プローブ位置を１μｍ変化しただけで計測器の感度（１０-7）以上に変化する。
また、上記測定値を所定の手法で得る反射特性値（反射・透過係数および位相特性）を解析してみると、電気的中心位置にて、極値となることがわかった。【００１３】
本発明では、図１に示すように、平面回路の所定の基準器に対してプローブ位置をＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向に各微動させながら高周波を放出して測定したＳパラメータのフィードバック測定値を得て、それを解析して各方向でのプローブ位置を決定することで、２μｍ以下の精度で平面回路の電気的中心位置となるプローブ位置を決定する手段を提供することができる。【００１４】
本発明の基準位置合わせにより、対向する一対の高周波プローブが接続された計測装置（ＶＮＡ）の各ポートに関して電気的に対称であると言う理想の校正理論に沿った校正が可能となる。【００１５】
本発明によるプローブ位置に起因する測定の誤差は２＊１０-3（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の二乗平方和）であり、非特許文献２の表１から算出される値（１.２＊１０-2）より一桁改善したことがわかった。
【発明の効果】
【００１６】
顕微鏡の解像度や人の作業能力に依存せず、可動ステージやデバイス（ＤＵＴ）の平面度やアライメントの影響を除去し、２μｍ以下の精度でプローブ位置を決定する事が可能となり、平面回路を評価する際の測定のばらつきを抑制することができるようになった。
また、本発明では測定に際してＳ端子（ポート）間の電気的な中立点を得るため、より校正理論と合致した校正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例の態様を表した図である。
【図２】ＴＨＲＵ基準器の形状例を表した図である。
【図３】ＳＨＯＲＴ基準器の形状例を表した図である。
【図４】ＬＯＡＤ基準器の形状例を表した図である。
【図５】実施例１におけるＬＯＡＤ基準器のＳ11反射特性を評価した結果を表した図である。
【図６】実施例１におけるＳＨＯＲＴ基準器を評価した結果を表した図である。図６（ａ）はＳ11反射特性、図６（ｂ）はその位相特性を表すグラフである。
【図７】実施例１におけるＴＨＲＵ基準器を評価した結果を表した図である。図７（ａ）はＳ11反射特性、図７（ｂ）はその位相特性、図７（ｃ）は透過特性、図７（ｄ）はその位相特性を表すグラフである。
【図８】実施例１の原理図である。
【図９】実施例１の位置決定手法を表す概略図である。
【図１０】システムの概略図である。
【図１１】制御処理を表すフローチャート図である。
【図１２】従来のプローブ位置の決定手法を表す図である。
【図１３】本発明に使用した高周波特性検査装置の概略構成を表す図である。
【図１４】従来のプローブ位置のＺ軸の決定手法を表す図である。
【図１５】実施例２のＹ軸とＸ軸の基準位置を決定する方法を説明する工程図である。
【図１６】実施例３の位置決め用パターンの一例を表す図である。
【図１７】実施例３のＹ軸とＸ軸の基準位置を決定する方法を説明する工程図である。
【図１８】実施例３の位置決め用パターンをＴＨＲＵ基準器、ＳＨＯＲＴ基準器、およびＬＯＡＤ基準器に各配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
（ＴＨＲＵ基準器を利用した位置決定）
図２に本実施例で使用するＴＨＲＵ基準器の形状例を示す。
ＴＨＲＵ基準器とは、ＴＨＲＵ試験測定用に用いられ平面回路等の被試験装置を測定する際の位置決めに予め使用する被試験装置の一部と同一の大きさと形状を有した試験片であり、一般的には図３に示したＳＨＯＲＴ基準器や図４に示したＬＯＡＤ基準器など他のパターンが合わせて配置された試料（サンプル）の一部である。【００１９】
より詳しくは、ＴＨＲＵ基準器とは、対になるプローブのシグナル間とグランド間をそれぞれ接続させる基準器であってシグナル端子を直接接続するシグナル領域を中央にその両側にグランド端子を直接接続する離間して絶縁されたグランド領域を配したパターンである。【００２０】
ＬＯＡＤ基準器とは、各プローブのシグナルとグランド端子間に特性インピーダンスと等しい抵抗体を配することによって、無反射に近しい特性を実現した基準器である。
ＳＨＯＲＴ基準器とは、各プローブのシグナルとグランド端子間を短絡させたほぼ全反射である基準器である。【００２１】
図１３は、本発明に使用する高周波特性検査装置（サンプルの校正規準としてCascade社製ISS:101-109、可動ステージにCascade社のSummit12000、プローブに同社のGSG-Infinity-150pitch（登録商標）、ＶＮＡにKeysight社のE8361Aを使用した。制御装置として使用したパーソナルコンピュータは含まない）を撮影した写真画像であり、図１０はそれらを簡略化したシステム構成図である。
以下、簡略化した図１０の構成のシステムによって、図２に示すＴＨＲＵ基準器を用いて、可動ステージに載置されたサンプル上のプローブ位置を決定する手法を説明する。【００２２】
本発明でＸ、Ｙ、Ｚ位置と言う場合は対向する一対の高周波プローブの配置された場所を言い、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標と言う時は、当該装置の所定の原点から対向するプローブ先端間の中点への各距離としてきめてよく、あるいは対向する一対の一方のプローブの先端への距離として決めてよく、また仮決めの位置や、可動ステージの平面上の中心を原点とした距離として適宜決めてよい。【００２３】
まず、図８に示すように、所定の間隔で対向する一対の高周波プローブをサンプルステージに載置されたＴＨＲＵ基準器の直上に一対の高周波プローブの先端を結ぶ対向軸がＸ軸と平行になるように配する。
この目的のために、高周波特性検査装置はサンプルを載置した可動ステージを回転させるステージ回転機構を備えてもよい。
この時、直上に配する位置はおおまかな位置でかまわないが、一対の対向する高周波プローブの先端が可動ステージ上のＴＨＲＵ基準器の信号領域に接触してＸ，Ｙ方向に移動し得る始点となるように仮決めの位置を決めるのが望ましい。【００２４】
その後、制御装置からの指示によってステージコントローラを介してサンプルステージをＺ軸に沿って少しずつ上昇させてサンプルに接近させる。
本実施例では、図１０における制御装置としてパーソナルコンピュータを用いてＺ軸移動量を計算してステージコントローラに入力した。【００２５】
サンプルステージを上昇させながら測定装置を介して両プローブにおける反射係数Ｓ11、Ｓ22を読み取る。
サンプルがプローブ片方にコンタクトすると、反射係数（Ｓ11、Ｓ22）が大きく減少する。
例えば、反射係数が０.７以下、或いは位相が９０〜１８０℃となるように設定すれば、一対のプローブのコンタクト有無の判定が可能である。【００２６】
以降、両プローブのコンタクトが検出された時のサンプルステージとプローブ先端の位置関係をＺ位置（コンタクト位置）として決定する（図示せず）。【００２７】
サンプルステージを稼動して、次に一対の対向するプローブを、Ｘ方向に所定の距離を移動しながら測定を行なう。
移動量は、例えば±１０μｍの範囲で１μｍずつ移動しながら各位置における両プローブの反射係数を測定する。【００２８】
そして、両プローブ間の反射係数Ｓ11、Ｓ22の位相成分θ11、θ22の差｜θ11−θ22｜が極値となるプローブ位置をＸ位置として決定する。
好適には、その差がゼロの同一位相、すなわち、θ11＝θ22、となる位置である。【００２９】
更に、サンプルステージを稼動して、一対の対向するプローブを、Ｙ方向に所定の距離を移動しながら測定を行なう。
移動量は、例えば±１０μｍの範囲で２μｍずつ移動しながら各位置における両プローブの透過係数Ｓ12、Ｓ21を測定する。
そして、両プローブ間の透過係数Ｓ12、Ｓ21の位相成分θ12、θ21の積θ12×θ21が極値となるプローブ位置をＹ位置として決定する。【００３０】
この場合、図８右図に示した等価回路においてインダクタンスＬ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4がバランスする位置が一対の対向するプローブ間の中心であり、この点が電気的中心である。
そうして決定されたＸ，Ｙ，Ｚ位置が当該サンプルにおけるプローブの基準位置となり、この位置でのＳパラメータの解析値を校正値とすることができる。【００３１】
ＸとＹ方向位置を決定する時は、コンタクト位置から予め決められた量だけＺ方向にプローブを押込むことで一対のプローブの先端の位置をマークし再現性の高い評価が可能である。
このようにして、ＸＹＺ三軸方向のプローブ位置を高い再現性で精密に決めることができる。【００３２】
サンプル上の他の基準器の校正を行なう時は、予めサンプル上のＴＨＲＵ基準器に対するＳＨＯＲＴ、ＬＯＡＤ基準器の距離を測定し、その量だけＴＨＲＵ基準器からプローブの位置を移動することによって、高い再現性の校正を実現できる。【００３３】
図５〜図７は、本発明の校正後に校正時とは異なるＴＨＲＵ基準器、ＳＨＯＲＴ基準器、ＬＯＡＤ基準器を評価した実施例と、従来手法で校正後、校正時とは異なる基準器を評価した比較例の結果の標準偏差を示している。【００３４】
図５はＬＯＡＤ基準器におけるＳ11係数の振幅の標準偏差を示し、図６はＳＨＯＲＴ基準器におけるＳ11係数の振幅とその位相成分θ11の標準偏差を示し、図７はＴＨＲＵ基準器におけるＳ11、Ｓ21係数の振幅とその位相成分θ11、θ21の標準偏差を示している。
また、各図の符号「通常」は、従来の手動により行う校正後の評価の比較例１を表し、また、各図の符号「ＷｉｎｃａｌＸＥ」は手動の基準位置合わせに基づいて校正をしてからＰＣで作動する校正用ソフトウェアでプローブ位置を制御して行う評価の比較例２をあらわしている。【００３５】
比較例は、基準位置合わせが幾何学的な中立面であるため校正理論上理想的と言えないところ、本発明の基準位置合わせは対向する一対の高周波プローブが接続された計測装置（ＶＮＡ）の各ポートに関して電気的に対称であると言う理想的な校正を実現している。【００３６】
各図をみると、図５においてＬＯＡＤ反射係数Ｓ11の振幅、図６においてＳＨＯＲＴ反射係数Ｓ11の位相、図７においてＴＨＲＵ反射係数Ｓ11の振幅及び透過係数Ｓ21の位相において、比較例よりも実施例は標準偏差が小さくなったことがわかる。
このように、本技術を活かすことでより高い精度での校正が実現できる。
【実施例２】
【００３７】
本実施例では、Ｘ軸方向は実施例１と異なる基準位置の決定方法とし、実施例１におけるＺ軸方向のコンタクト位置の決定手法およびＹ軸方向の電気的中心位置の決定手法に追加することでＸ、Ｙ及びＺ座標を高精度に決定する事ができる。【００３８】
図１５にその手順を示す。まず対のプローブ（図では反対側プローブを図示せず）をＴＨＲＵ基準器上に配し、実施例１の手法によって、コンタクト位置を検出する。
その後、実施例１の手法でＹ方向の中心位置を決定する。【００３９】
そして、プローブをＸ方向に対して基準器の外側に向かうように少しずつ位置を変えながらコンタクト位置を検出する。
基準器の端部に達すると、プローブ直下に電極がないため、反射係数の急峻な変化は認められなくなる。例えば、反射係数Ｓ11やＳ22の絶対値はほぼ１のまま不変となる。
そのため、基準器の端部をもってＸ方向の基準位置を決定する事ができる。
このように、実施例１を応用することでプローブ基準位置を再現性高く決定する事ができるため、校正再現性を高めることが可能である。
【実施例３】
【００４０】
本実施例によれば、実施例１に記載されているＺ方向のコンタクト位置の決定手法を応用し、かつ位置決め用パターンを用いる事でＸ、Ｙ及びＺ座標を高精度に決定する事ができる。
位置決め用パターンは図１６に示したような櫛型形状であり、凸部を利用してＸ、Ｙ及びＺ位置を高精度に決定する事ができる。【００４１】
図１７にその手順を示す。
本実施例では、単一のプローブのみを用いて位置決めが可能である。
まず、プローブを位置決め用パターンの凸部のおおよそ直上に配し、実施例１の手法によってコンタクト位置を検出する。【００４２】
次に、プローブをＹ方向に対してパターンの外側に向かうように少しずつ位置を変えながらコンタクト位置を検出する。
パターンの端部に達すると、プローブ直下に電極がないため、反射係数の急峻な変化は認められなくなる。例えば、反射係数Ｓ11（またはＳ22）の絶対値はほぼ１のまま不変となる。
そのため、パターンの端部のＹ座標を決定する事ができる。【００４３】
同様の操作をＹ軸の逆方向についても行なうことによって、パターンの凸部の両端部のＹ座標が決定できるため、それらの中心座標をＹ基準座標と定義することができる。【００４４】
次に、Ｘ方向についても同様にパターンの外側に向かうように少しずつ位置を変えながらコンタクト検出を行ないパターンの端部を検出する。
その端部をもってＸ方向の基準座標を定義する事ができる。
このように、実施例１を応用することでプローブ基準位置を再現性高く決定する事ができるため、校正再現性を高めることが可能である。【００４５】
図１６および図１８に示すように、実施例３で利用する位置決め用パターンは櫛形形状をしており、そのパターン上に直接プローブを接触させて利用される特徴を有する。【００４６】
非特許文献３に示されるとおり、櫛形形状の位置決め用パターンは既存であるが、これらのパターンは目印としての利用するものであって、プローブを直接接触させて使用するものではない。
そのため、プローブとのコンタクトを避けるため、パターンのＹ方向の中心位置には凸部が存在していない。【００４７】
一方、本実施例で使用する位置決め用パターンは直接接触させてしようする事を前提とするため、図１６に示されたようにＹ方向中心位置に凸部を有している。
また、凸部はＧＳＧプローブの先端がすべてコンタクトできるようにＹ方向中心軸にたいして線対称な構造であり、プローブのグランド（Ｇ）端子と接する位置にも凸部を有している。
凸部は全て短絡した構造になっている。【００４８】
Ｇ部とＳ部がコンタクトする凸部の間の距離は、使用するプローブのピッチによって変える必要があるが、例えば１００μｍや１５０μｍ、２５０μｍ程度といった間隔になる。
顕微鏡からの目視でプローブをおおまかに凸部の直上に配する必要があるため、プローブの凸部の各辺の大きさは５μｍ以上である必要があり、更には１０μｍ以上であることが望ましい。【００４９】
また、各辺の大きさはプローブのピッチより小さければ実利用上問題がないが、極端に大きいと他のパターンと電気的に結合し、校正結果に影響を及ぼす懸念がある事から、５０μｍ以下であるのが望ましい。
さらに基準器と位置決め用パターン距離が１５００μｍ程度離れている事が望ましい。【００５０】
また、上述の位置決め用パターンはＴＨＲＵ基準器で説明したが、同様にＬＯＡＤ基準器、ＳＨＯＲＴ基準器、ＯＰＥＮ基準器とともに用いることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ、１ｂ  プローブ（高周波プローブ）
２  可動ステージ（サンプルステージ、ステージ）
３  ＶＮＡ（計測装置）
４  周波数拡張ユニット
５  抵抗体
６  ステージコントローラ
７  制御装置
８  高周波特性検査装置
９  ＴＨＲＵ基準器
１０  ＬＯＡＤ基準器
１１  ＳＨＯＲＴ基準器
１２  シグナル領域（信号領域）
１３  グランド領域
１４ａ、１４ｂ  シグナル端子（Ｓ）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  グランド端子（Ｇ）
【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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【図１８】
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