特許 7420378 プローブのティルト角度の調整方法及び高周波特性検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】プローブのティルト角度の調整方法及び高周波特性検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/28 20060101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

G01R27/28 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020026493

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021131305

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100103528

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 一男

(72)【発明者】

【氏名】坂巻 亮

(72)【発明者】

【氏名】堀部 雅弘

【審査官】小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０５０００１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－３９８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】CAGLAYAN, Cosan ; TRICHOPOULOS, Georgios C. ; SERTEL, Kubilay，“Non-Contact Probes for On-Wafer Characterization of Sub-Millimeter-Wave Devices and Integrated Circuits”，IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2014年11月，Vol. 62，No. 11，pp. 2791-2801，DOI: 10.1109/TMTT.2014.2356176

【文献】坂巻亮；堀部雅弘，“高周波プローブのティルト角度の自動調整技術の実デバイスへの適用”，電子情報通信学会２０２０年総合大会講演論文集 エレクトロニクス１，2020年03月03日，p. 69

【文献】SAKAMAKI, R.，“Contactless in-situ probe planarity adjustment on co-planar devices”，2022 98th ARFTG Microwave Measurement Conference (ARFTG)，2022年01月17日，DOI: 10.1109/ARFTG52954.2022.9844092

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ２７／００－２７／３２

Ｇ０１Ｒ ３１／２６－３１／３１９３

Ｇ０１Ｒ ３１／５０－３１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、
前記プローブへの信号と前記プローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部と、
載置面に載置された被試験デバイスに対する前記プローブの位置及びティルト角度を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部が、
前記プローブを、前記被試験デバイスの上方にあり且つ前記被試験デバイスと前記プローブとが非接触である第１の基準位置に配置し、
前記第１の基準位置おける第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、前記第１の基準位置より前記被試験デバイスに近く且つ前記プローブが前記被試験デバイスと非接触である第２の基準位置を探索し、
前記第１のＳパラメータとの前記複素平面上の距離が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出され且つ前記第１の基準位置及び前記第２の基準位置より前記被試験デバイスに近い位置を探索し、前記第２の基準位置から、探索された前記位置までの長さを測定し、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより長い場合には、ティルト角度の増加方向を変化させた上でティルト角度を変化させ、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより短い場合には、ティルト角度を同じ増加方向で変化させる
処理を複数回実行することで、複数のティルト角度の中で前記長さがより短いティルト角度を探索する
高周波特性検査システム。

【請求項2】

前記制御部は、
前記処理を、第１の所定回数実施するか、又は、
同一ティルト角度で同一の長さが第２の所定回数以上連続して得られるまで実施する
請求項１記載の高周波特性検査システム。

【請求項3】

シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、前記プローブへの信号と前記プローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部と、載置面に載置された被試験デバイスに対する前記プローブの位置及びティルト角度を制御する制御部とを有する高周波特性検査システムにおける前記プローブのティルト角度調整方法であって、
前記制御部が、
前記プローブを、前記被試験デバイスの上方にあり且つ前記被試験デバイスと前記プローブとが非接触である第１の基準位置に配置し、
前記第１の基準位置おける第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、前記第１の基準位置より前記被試験デバイスに近く且つ前記プローブが前記被試験デバイスと非接触である第２の基準位置を探索し、
前記第１のＳパラメータとの前記複素平面上の距離が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出され且つ前記第１の基準位置及び前記第２の基準位置より前記被試験デバイスに近い位置を探索し、前記第２の基準位置から、探索された前記位置までの長さを測定し、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより長い場合には、ティルト角度の増加方向を変化させた上でティルト角度を変化させ、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより短い場合には、ティルト角度を同じ増加方向で変化させる
処理を複数回実行することで、複数のティルト角度の中で前記長さがより短いティルト角度を探索する
ティルト角度調整方法。

【請求項4】

シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、前記プローブへの信号と前記プローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部と、載置面に載置された被試験デバイスに対する前記プローブの位置及びティルト角度を制御する制御装置とを有する高周波特性検査システムにおける制御装置に、
前記プローブを、前記被試験デバイスの上方にあり且つ前記被試験デバイスと前記プローブとが非接触である第１の基準位置に配置し、
前記第１の基準位置おける第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、前記第１の基準位置より前記被試験デバイスに近く且つ前記プローブが前記被試験デバイスと非接触である第２の基準位置を探索し、
前記第１のＳパラメータとの前記複素平面上の距離が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出され且つ前記第１の基準位置及び前記第２の基準位置より前記被試験デバイスに近い位置を探索し、前記第２の基準位置から、探索された前記位置までの長さを測定し、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより長い場合には、ティルト角度の増加方向を変化させた上でティルト角度を変化させ、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより短い場合には、ティルト角度を同じ増加方向で変化させる
処理を複数回実行させることで、複数のティルト角度の中で前記長さがより短いティルト角度を探索させるためのプログラム。

【請求項5】

シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、前記プローブへの信号と前記プローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部とを有する高周波特性検査システムにおいて、載置面に載置された被試験デバイスに対する前記プローブの位置及びティルト角度を制御するための制御装置であって、
前記プローブを、前記被試験デバイスの上方にあり且つ前記被試験デバイスと前記プローブとが非接触である第１の基準位置に配置し、
前記第１の基準位置おける第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、前記第１の基準位置より前記被試験デバイスに近く且つ前記プローブが前記被試験デバイスと非接触である第２の基準位置を探索し、
前記第１のＳパラメータとの前記複素平面上の距離が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出され且つ前記第１の基準位置及び前記第２の基準位置より前記被試験デバイスに近い位置を探索し、前記第２の基準位置から、探索された前記位置までの長さを測定し、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより長い場合には、ティルト角度の増加方向を変化させた上でティルト角度を変化させ、
測定された前記長さが、直前に測定された長さより短い場合には、ティルト角度を同じ増加方向で変化させる
処理を複数回実行することで、複数のティルト角度の中で前記長さがより短いティルト角度を探索する
制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高周波特性検査システムにおけるプローブのティルト角度の調整技術に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、回路に対して所定の電気的検査を実行するために高周波特性検査システムが用いられている。高周波特性検査システムは、平面回路等のインピーダンス等の測定に利用され、平面回路網等の被試験デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）に対して信号を出力し、且つＤＵＴから信号を受信するプローブ（高周波プローブともいう）を有する。

【0003】

プローブは、ＤＵＴと電気的に接触することを想定したシグナル端子（Ｓ端子）及びグランド端子（Ｇ端子）を有する。シグナル端子は、ＤＵＴに対して信号を出力し、ＤＵＴから信号を受信する。一方、グランド端子は接地される。シグナル端子とグランド端子とは、互いに離間して並行して伸びるようにプローブの本体に配置される。

【0004】

一般に、プローブは、１又は複数のシグナル端子（Ｓ端子）、及び１又は複数のグランド端子（Ｇ端子）を有する。プローブの種類として、例えば、Ｓ－Ｇタイプ又はＧ－Ｓタイプ、Ｇ－Ｓ－Ｇタイプ、Ｇ－Ｓ－Ｇ－Ｓ－Ｇタイプがある。Ｓ－Ｇタイプ又はＧ－Ｓタイプのプローブは、１つのシグナル端子及び１つのグランド端子を有する。Ｇ－Ｓ－Ｇタイプのプローブは、２つのグランド端子及び１つのシグナル端子を有し、このシグナル端子は２つのグランド端子間に配置される。Ｇ－Ｓ－Ｇ－Ｓ－Ｇタイプのプローブは、３つのグランド端子及び２つのシグナル端子を有し、一のシグナル端子は２つのグランド端子間に配置される。

【0005】

ＤＵＴのこれまでの測定においては、シグナル端子の先端及びグランド端子の先端が、ＤＵＴの測定面と電気的に十分に接触するように、プローブの傾き（角度）が調整される。

【0006】

具体的には、シグナル端子の先端とグランド端子の先端とを結ぶ基準線の向きと、ＤＵＴの測定面とが平行になるように、プローブ角度が調整される。これにより、シグナル端子の先端及びグランド端子の先端が、ＤＵＴの測定面に対して電気的に同じように接触する。

【0007】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、プローブのティルト角度を調整する従来の方法を説明するための図である。

【0008】

基板２１は、プローブのティルト角度を調整するために用いられ、平坦な導電体面２２を有する。導電体面２２は、例えば、金属のプレートを用いて形成される。ここで、プローブ１は、Ｇ－Ｓ－Ｇタイプである。

【0009】

ある従来方法では、シグナル端子及びグランド端子の先端を、導電体面２２と接触させると、導電体面２２上に圧痕が形成される。そこで、顕微鏡を用いて、導電体面２２上に形成された圧痕を観察し、導電体面２２上に３つの圧痕が形成されていれば、プローブ角度は正しいと判定される。一方、導電体面２２上に形成された圧痕の数が１つ又は２つの場合、プローブのティルト角度は正しくないと判定される。よって、導電体面２２上に３つの圧痕が形成されるようにプローブのティルト角度を調整することにより、シグナル端子の先端とグランド端子の先端とを結んで形成される基準線Ｌの向きと、導電体面２２とが平行となる。しかしながら、このような従来方法は、圧痕の観察結果に基づくので、調整結果にばらつきが大きくなるという問題がある。

【0010】

そのため、他の従来技術が提案されている。具体的には、プローブが有するグランド端子及びシグナル端子と導電体面との接触状態によって、ＤＵＴからの反射信号が変化する。そうすると、得られるＳパラメータも変化するので、反射信号のＳパラメータに基づいてプローブと導体面との接触状態を調べて、シグナル端子の先端とグランド端子の先端とを結ぶ基準線Ｌの向きと導電体面２２とが平行となるプローブのティルト角度を決定するものである。

【0011】

このような従来技術によっても、プローブを導電体面に接触させることを前提としており、プローブを接触させることができるような導電体面が存在していれば良いが、そのようなパターンがＤＵＴの基板上に存在していない場合もある。また、基板上で凹凸が激しい場合には、当該基板上のＤＵＴ毎に適切なティルト角度が異なる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】国際公開ＷＯ２０１９／０５０００１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

従って、本発明の目的は、一側面として、プローブのティルト角度を非接触で調整できるようにするための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係る高周波特性検査システムは、シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、プローブへの信号とプローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部と、載置面に載置された被試験デバイスに対するプローブの位置及びティルト角度を制御する制御部とを有する。そして、上記制御部が、被試験デバイスとプローブとが非接触である第１の基準位置における第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、第１の基準位置より被試験デバイスに近く且つプローブが被試験デバイスと非接触である第２の基準位置から、第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出されるまでの長さが、より短い、プローブのティルト角度を探索するものである。

【発明の効果】

【0015】

一側面によれば、プローブのティルト角度を非接触で調整できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、従来技術の問題を説明するための図である。

【図2】図２は、シミュレーションの概要を示す図である。

【図3】図３は、シミュレーションにおけるプローブの端子構成を示す図である。

【図4】図４は、シミュレーションの結果を示す図である。

【図5】図５は、前提となる実験の評価結果を表す図である。

【図6】図６は、実施の形態に係る高周波特性検査システムの構成例を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態における処理フローを示す図である。

【図8】図８は、実施の形態における処理フローを示す図である。

【図9】図９は、実施例における測定結果を示す図である。

【図10】図１０は、実施例における測定結果を示す図である。

【図11】図１１は、コンピュータ装置のブロック構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［本発明の実施の形態の前提となる実験結果等］
まず、プローブのティルト角度の調整を非接触で行えるかについて、電磁界シミュレーションを行って検討した。

【0018】

図２（ａ）に、シミュレーションのモデルの概要を示す。中央部に、３つの平面電極（Ｔｈｒｕ基準器）が配置されており、その上にＧ－Ｓ－Ｇタイプのプローブが２つ配置されている。図２（ｂ）は、図２（ａ）の拡大図である。また、図２中の矢印方向から見た図が、図３となる。図３に示すように、プローブの端子は、直方体でモデル化されており、プローブのティルト角度Θを、一番左のグランド端子と一番右のグランド端子との高さを異ならせることで表すことにしている。なお、中央の端子がシグナル端子である。例えば、端子間隔が１００μｍである場合、ティルト角度が２°の場合には、４μｍの高さの差が生ずる。

【0019】

このようなプローブのティルト角度を、０°、１°、２°と変化させ、グランド端子の底部から電極までの距離が２５μｍである位置から徐々にプローブ位置を下げていった場合における各位置で、７０ＧＨｚにおける反射係数を算出し、評価指標として以下の評価値ΔＳ_calを算出した。

【0020】

【数1】

ここでＳ_11,calは、ある位置における反射係数を表し、Ｓ_11,25μmは、２５μｍ離れた位置での反射係数を表す。Ｒｅ及びＩｍは、実数部及び虚数部をとる関数である。このような評価値ΔＳ_calは、２５μｍにおける反射係数との複素平面上の距離の相当する。

【0021】

このシミュレーション結果を、図４に示す。図４の横軸は、平面電極からの距離を表し、縦軸はΔＳ_calを表す。このように、平面電極からの距離が１０μｍまでは、ほぼ、どのティルト角度についてもほぼ同様なΔＳ_cal変化となっている。また、１０μｍで、どのティルト角度でも、ΔＳ_calが約０．０１程度となる。一方、距離が１０μｍ未満になると、ティルト角度毎にその変化の仕方が大きく異なるようになる。但し、例えば、ΔＳ_cal＝０．０６を基準とすると、ティルト角度０°であれば１０μｍからさらに４μｍだけプローブを下げた位置、ティルト角度１°であれば１０μｍからさらに８μｍだけプローブを下げた位置、ティルト角度２°であれば１０μｍからさらに９μｍだけプローブを下げた位置が特定される。

【0022】

このシミュレーション結果からすると、ΔＳ_calが、第１の基準値０．０１に達した位置を基準にすると、より好ましい状態、すなわち、プローブが平面電極と平行の状態に近いほど、プローブをより短い長さ下げるだけで、ΔＳ_calが第２の基準値０．０６に達することが分かる。

【0023】

このようなシミュレーション結果に基づき、以下で述べる条件で実験してみた。すなわち、プローブi110-GSG-100（FormFactor社製）及びN5222B及びN5260A（Keysight Technologies社製）ＶＮＡシステムを含む高周波特性検査システムで、インピーダンス標準基板（ＩＳＳ：Impedance Standard Substrate）にはmodel 101-190（FormFactor社製）を用いている。この高周波特性検査システムは、ティルト角度の調整処理の前に、マルチラインＴＨＲＵ－ＲＥＦＲＥＣＴ－ＬＩＮＥ（ｍＴＲＬ）校正を用いて校正されている。このシステムの周波数帯域は、１００ＭＨｚから１２５ＧＨｚである。

【0024】

ここで、例えば特許文献１の技術に基づいて、導電体面で１対のプローブのティルト角度の調整を行った。これによりプローブは、導電体面とほぼ平行となるように整列されたものと考えられる。その後、ティルト角度を変化させて、ΔＳ_calと同様の評価値ΔＳ_meas＝０．０１となる位置とΔＳ_meas＝０．１となる位置との距離を評価した。
なお、ΔＳ_measは、以下のように表される。

【数2】

ここで、Ｓ_11,airは、ＤＵＴから２５μｍ離れた位置の反射係数を表す。

【0025】

図５に評価結果を示す。図５の横軸は、推定される角度ズレ（°）（特許文献１の技術に基づいて調整された角度を０°としているため）を表し、縦軸はΔＳ_measが０．０１から０．１になるまでの距離ΔＤ_measを表している。

【0026】

なお、シミュレーションでは０．０６を基準としていたが、この実験では０．１を基準としている。これは、シミュレーションにおけるプローブの端子の形状と、実際のプローブの端子の形状との差に基づく。

【0027】

図５では、角度ズレが少なければ、ΔＤ_measの平均及び分散は小さいが、角度ズレの絶対値が大きくなると、ΔＤ_measの平均及び分散は大きくなる。

【0028】

このことから、ΔＤ_measを分析することでプローブのティルト角度のズレは減らすことができるが、ΔＤ_measの分散の大きさからすると、一度の測定では調整を完了させるのは難しい。

【0029】

［本発明の実施の形態］
上で述べたシミュレーション及び実験の結果に基づく、本発明の実施の形態について以下に説明する。

【0030】

図６に、本発明の実施の形態に係る高周波特性検査システムの構成例を示す。

【0031】

本実施の形態に係る高周波特性検査システム８は、制御装置７と、ベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）３と、サンプルステージ２と、一対のプローブ１と、一対のティルトステージ１７と、一対の周波数拡張ユニット４と、一対のプローブステージ１６と、台座５と、顕微鏡２０を備える。

【0032】

ＶＮＡ３は、ＤＵＴ１９の電気的特性を評価するための高周波信号を出力し、ＤＵＴ１９から伝送信号及び反射信号を受信して、所定の分析処理を実行する。

【0033】

サンプルステージ２は、台座５上に配置され、ＤＵＴ１９が載置される平坦な載置面を有する。また、サンプルステージ２は、載置面をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に並進可能な並進ステージ２ａと、載置面を回転軸Ｒを中心に回転可能な回転ステージ２ｂとを有する。並進ステージ２ａのＸ軸方向及びＹ軸方向は、回転ステージ２ｂの回転の影響を受けない。

【0034】

一対のプローブ１は、サンプルステージ２を挟んで対向するようにティルトステージ１７に配置される。プローブ１は、少なくとも１つのシグナル端子（Ｓ端子）と、少なくとも１つのグランド端子（Ｇ端子）を有する。プローブ１は、図１に関連して述べたものと同様である。

【0035】

なお、シグナル端子の先端とグランド端子の先端とを結ぶことにより、基準線Ｌが形成されるが、プローブが３つ以上の端子を有する場合、端子の先端を結んだ基準線Ｌは、厳密な直線ではない場合もある。プローブの加工精度に起因して、端子の先端を結んだ線が、直線とならない場合もあるからである。基準線Ｌの直線度には、このような直線からの乖離が許容される。

【0036】

プローブ１を回転軸Ｒを中心として回転することにより、基準線ＬのＤＵＴの測定面に対する傾きが調整される。プローブ１の回転軸Ｒ周りの回転角度が、ティルト角度（プローブ角度ともいう）である。

【0037】

一対の周波数拡張ユニット４は、サンプルステージ２を挟んで対向するようにプローブステージ１６上に配置される。周波数拡張ユニット４は、ＶＮＡ３が入力した信号の周波数を拡張してシグナル端子へ出力する。周波数拡張ユニット４は、ＶＮＡ３が生成できない周波数の信号を出力する場合に使用される。一対のティルトステージ１７は、互いに対向するように周波数拡張ユニット４に固定されている。なお、ここでは、周波数拡張ユニット４の機能は、ＶＮＡ３に含まれるものとする

【0038】

一対のプローブステージ１６は、サンプルステージ２を挟んで対向するように、台座５上に配置される。プローブステージ１６は、周波数拡張ユニット４をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に並進可能である。周波数拡張ユニット４が移動することにより、プローブ１の位置を移動可能である。

【0039】

制御装置７は、ＶＮＡ３、サンプルステージ２、ティルトステージ１７及びプローブステージ１６の動作を制御する。制御装置７は、コンピュータにより実装される場合もあれば、専用の回路によって実装される場合もある。

【0040】

顕微鏡２０は、サンプルステージ２の載置面上に載置されたＤＵＴ等とプローブ１とのおおよその位置関係を決めるためなどに使用される。

【0041】

次に、図７及び図８を用いて、本実施の形態に係る高周波特性検査システムにおけるプローブ１のティルト角度の調整処理の一例について説明する。

【0042】

制御装置７は、ＤＵＴ上の所定位置（例えば２５μｍ上の位置）に、プローブ１を移動させるように制御する（ステップＳ１）。そして、制御装置７は、カウンタＮを１に初期化する（ステップＳ３）。

【0043】

その後、ＶＮＡ３は、初期位置におけるＳパラメータを測定し、制御装置７に出力する（ステップＳ５）。具体的には、反射係数Ｓ₁₁を複数回計測して、その平均値をＳ_11,airと設定する。

【0044】

制御装置７は、プローブ１を第１所定長（例えば１μｍ）だけ下げるように制御し、ＶＮＡ３は、その状態でＳパラメータＳ_11,measを測定し、制御装置７に出力する（ステップＳ７）。

【0045】

制御部７は、式（２）に従って、ΔＳ_measを算出して、ΔＳ_meas＞０．０１となったか否かを判断する（ステップＳ９）。０．０１は、本実施の形態における一例であって、場合によっては他の値を採用することが好ましい場合もある。ΔＳ_meas≦０．０１であれば、処理はステップＳ７に戻る。

【0046】

一方、ΔＳ_meas＞０．０１となった場合には、制御装置７は、カウンタｎを１に初期化する（ステップＳ１１）。

【0047】

そして、制御装置７は、プローブ１を第２所定長（ここでは０．２５μｍ）だけ下げるように制御し、ＶＮＡ３は、ＳパラメータＳ_measを測定する（ステップＳ１３）。第１所定長より第２所定長を短くし、小刻みにプローブ１を下げることが好ましい。

【0048】

ここで、制御装置７は、ｎを１インクリメントし（ステップＳ１５）、式（２）に従ってΔＳ_measを算出して、ΔＳ_meas＞０．１となったか否かを判断する（ステップＳ１７）。０．１は、本実施の形態における一例であって、場合によっては他の値を採用することが好ましい場合もある。ΔＳ_meas≦０．１であれば、処理はステップＳ１３に戻る。

【0049】

一方、ΔＳ_meas＞０．１となった場合には、処理は端子Ａを介して図８の処理に移行する。すなわち、制御装置７は、距離Ｄ_Nにｎを代入する（ステップＳ１９）。これは、ΔＳ_meas＞０．０１を満たしたときの位置から、ΔＳ_meas＞０．１という条件を満たしたときの位置までの距離は、ｎ×第２所定長であるので、代わりに距離Ｄ_Nにｎをセットしている。従って、Ｄ_Nにｎ×第２所定長を代入しても良い。

【0050】

そして、制御装置７は、Ｄ_N＞Ｄ_N-1であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。Ｄ_-1には、例えば十分に大きな値を設定しておくことにしても良い。この条件を満たしている場合には、好ましくない方向にプローブ１のティルト角度を増加させたことになるので、制御装置７は、プローブの傾斜方向を反転させる（ステップＳ２３）。プローブの傾斜方向は、初期的に設定しておき、初めてこの条件を満たした場合に、傾斜方向を反転させる。

【0051】

そして、制御装置７は、プローブ１を所定角度（例えば０．２°）傾けるように制御する（ステップＳ２７）。ステップＳ２１の条件を満たした場合には、ステップＳ２３で反転された傾斜方向で所定角度だけティルト角度を増加させる。一方、ステップＳ２１の条件を満たしていない場合には、従前の傾斜方向で所定角度だけティルト角度を増加させる。

【0052】

一方、制御装置７は、Ｄ_N＜Ｄ_N-1であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。この条件を満たした場合には、好ましい方向にプローブ１のティルト角度を増加させたことになるので、処理はステップＳ２７に移行する。一方、Ｄ_N＜Ｄ_N-1ではない場合には、Ｄ_N＝Ｄ_N-1ということになるので、ティルト角度の変更は行わずに、処理はステップＳ２９に移行する。

【0053】

ステップＳ２７の後又はステップＳ２５の条件が満たされなかった場合には、制御装置７は、カウンタＮの値が閾値Ｎ_th（例えば２１）を超えたか否かを判断する（ステップＳ２９）。Ｎ_thについても、他の好ましい値に変更しても良い。

【0054】

Ｎ＞Ｎ_thではない場合には、制御装置７は、Ｎを１インクリメントし（ステプＳ３１）、ティルト角度をそのままにして、所定位置（ＤＵＴの２５μｍ上）に移動させるように制御する（ステップＳ３３）。そして処理は端子Ｂを介して図７のステップＳ５に戻る。

【0055】

一方、Ｎ＞Ｎ_thとなると、制御装置７は、最後のティルト角度で調整が終了したものとして、測定を実施する（ステップＳ３５）。最後のティルト角度を保存しておき、用いるものとする。

【0056】

このようにすれば、シミュレーション及び実験の結果を踏まえて、ΔＳ_meas＞０．０１を満たしたときの位置から、ΔＳ_meas＞０．１という条件を満たしたときの位置までの距離がより短くなるティルト角度を探索することができるようになる。すなわち、より好ましいティルト角度に調整されるようになる。

【0057】

このようにＤＵＴに対して非接触でティルト角度を調整できるようになるので、ＤＵＴの破損の恐れは全くない。また、別途ティルト角度の調整のために導電体面を用意することもない。また、同じウェハ上でＤＵＴ毎に傾きが違う場合でも、対応可能となる。

【0058】

［実施例］
特許文献１の技術を用いて導電体面上でプローブのティルト角度を調整した後、Ｔｈｒｕ基準器上に移動させて上で述べた処理フローを５回実行した。図９に、上で述べた処理フローにおけるＮ＝１からＮ＝２１までのティルト角度の遷移を示す。図９の横軸は試行回数Ｎを表しており、縦軸はティルト角度を表す。Ｎ＝２１におけるティルト角度の平均値は０．０６６°であり、標準偏差は０．２０６°である。

【0059】

一方、ティルト角度を予め１°だけずらした上で、上で述べた処理フローを２回実行した。図１０に、上で述べた処理フローにおけるＮ＝１からＮ＝２１までのティルト角度の遷移を示す。図１０も図９と同様のグラフである。Ｎ＝２１におけるティルト角度の平均値は－１．３°である。もともと１°ずらしているので、－１°がターゲットのティルト角度であり、ほぼ正確に調整できている。

【0060】

このように、本実施例のようにＮを適切に設定すれば、上で述べた処理フローで十分な調整ができることが分かる。

【0061】

以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、処理結果が変わらない限り、処理フローにおいて処理順番を入れ替えたり、複数のステップを同時に実行するようにしてもよい。

【0062】

また、図７及び図８において、Ｎ毎にステップＳ３３からステップＳ５へ戻るような処理フローを示したが、ステップＳ１１に戻るようにしてもよい。さらに、図７及び図８における処理フローでは、Ｎ_thまで、処理を繰り返すようなフローであったが、例えば、所定回数ティルト角度が変化しないといった、収束とみなすことができる状態を検出できれば、その段階で調整を終了させても良い。

【0063】

なお、上で述べた制御装置７は、コンピュータ装置を含み、このコンピュータ装置は図１１に示すように、メモリ２５０１とＣＰＵ（Central Processing Unit）２５０３とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。なお、ＨＤＤはソリッドステート・ドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）などの記憶装置でもよい。オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）及び本発明の実施の形態における処理を実施するためのアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。ＣＰＵ２５０３は、アプリケーション・プログラムの処理内容に応じて表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、所定の動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、主としてメモリ２５０１に格納されるが、ＨＤＤ２５０５に格納されるようにしてもよい。本技術の実施例では、上で述べた処理を実施するためのアプリケーション・プログラムはコンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスク２５１１に格納されて頒布され、ドライブ装置２５１３からＨＤＤ２５０５にインストールされる。インターネットなどのネットワーク及び通信制御部２５１７を経由して、ＨＤＤ２５０５にインストールされる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及びアプリケーション・プログラムなどのプログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。

【0064】

なお、上で述べたような処理を実行することで用いられるデータは、処理途中のものであるか、処理結果であるかを問わず、メモリ２５０１又はＨＤＤ２５０５等の記憶装置に格納される。

【0065】

以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。

【0066】

本実施の形態に係る高周波特性検査システムは、シグナル端子とグランド端子とを有するプローブと、プローブへの信号とプローブからの信号とに基づきＳパラメータを算出する分析部と、載置面に載置された被試験デバイスに対するプローブの位置及びティルト角度を制御する制御部とを有する。そして、上記制御部が、被試験デバイスとプローブとが非接触である第１の基準位置における第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値を超えることとなる第２のＳパラメータが算出され、第１の基準位置より被試験デバイスに近く且つプローブが被試験デバイスと非接触である第２の基準位置から、第１のＳパラメータとの複素平面上の距離が第１の閾値より大きい第２の閾値を超える第３のＳパラメータが算出されるまでの長さが、より短い、プローブのティルト角度を探索するものである。

【0067】

このようにすれば、適切なティルト角度であれば上記長さが短くなることが期待されているので、非接触でティルト角度の調整が行われるようになる。

【0068】

なお、上で述べた制御部は、（ａ）上記探索を、第１の所定回数実施するか、又は、（ｂ）同一ティルト角度で同一の長さが第２の所定回数以上連続して得られるまで実施するようにしてもよい。第１及び第２の所定回数は実験的に決定することが好ましい。

【0069】

さらに、上で述べた制御部は、（Ａ）第２の基準位置を、第１の基準位置から徐々にプローブを下げることで探索し、（Ｂ）第２の基準位置から、プローブを徐々に下げて、第３のＳパラメータが算出されるまでの長さを測定し、（Ｃ）当該長さが、直前に測定された長さより長い場合には、ティルト角度の増加方向を変化させた上でティルト角度を所定角度変化させ、（Ｄ）当該長さが、直前に測定された長さより短い場合には、ティルト角度を同じ増加方向で所定角度変化させる処理を繰り返すようにしてもよい。なお、その時点の長さが直前に測定された長さと同じである場合には、ティルト角度の変更は不要である。

【0070】

以上述べた制御部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを作成することができて、そのプログラムは、様々な記憶媒体に記憶される。

【0071】

また、上で述べたような制御部の処理を実行するコンピュータは、１台のコンピュータで実現される場合もあれば、複数台のコンピュータで実現される場合もある。また、ＶＮＡに含まれる場合もある。

【符号の説明】

【0072】

１ プローブ
２ ステージ
３ ＶＮＡ
７ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】