JP2012132777A - プローブ装置及びプローブ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブの複数端子と被測定物の位置関係を簡便且つ適正に求める。
【解決手段】プローブ装置１０は、複数端子を含むプローブ１１、そのプローブ１１を保持する保持部１２、保持部１２に設けられ、プローブ１１に向かって光１３ａを照射する照射部１３を含む。更に、プローブ装置１０は、照射部１３から照射される光１３ａによって被測定物２０上に投影されるプローブ１１の複数端子の影を含んだ像を取得する取得部１４を含む。取得部１４で取得される像から、プローブ１１の各端子と被測定物２０との位置関係が求められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブを含むプローブ装置、及びプローブ測定方法に関する。

半導体装置をはじめとする電子デバイスの製造過程では、その特性評価が行われる。例えば、チップを形成したウェハに設けられている被測定パッドにプローブを接触させ、そのプローブを用いて、チップやウェハの電気特性を測定する方法が知られている。また、プリント基板等の回路基板にコネクタを接続してその電気特性を測定する方法や、回路基板上の被測定パッドにプローブを接触させてその電気特性を測定する方法等も知られている。

プローブを用いた測定に関しては、イオンビーム照射等によって試料から発生する二次電子等を検出器で検出してその表面画像を得る試料表面観察と、プローブを用いた試料特性の測定を行うプローブ装置が知られている。このようなプローブ装置においては、プローブを試料へ接近、接触させる際に、二次電子等が検出器到達前にプローブで遮蔽されることで表面画像内に映し出されるプローブの影を利用して、そのプローブの試料からの高さを決定する技術も知られている。

電気特性の測定に使用されるプローブには、グランド用と信号用といった複数のプローブ（端子）を、被測定物に一度で接触できるように、１つのプローブにユニット化したものもある。

国際公開第ＷＯ２００５／０９３４３７号パンフレット 特開平１０−３１１８５０号公報 特許第４４０８５３８号公報 特開２００１−１３３４８２号公報

ウェハのように比較的平坦な被測定物では、複数の測定箇所を、上記のような複数の端子を含むプローブを用いて測定する際、プローブの各端子と被測定物との距離が、同じか或いは同程度となるように、予め両者の位置関係を調整しておく。それにより、被測定物の各測定箇所に、プローブの複数の端子を一度で接近、接触させ易くなる。

一方、比較的平坦でない被測定物について、その複数の測定箇所を、上記のような複数の端子を含むプローブを用いて測定する場合には、次のような問題が生じ得る。
例えば、回路基板には、反りやうねりが生じている場合がある。この回路基板のように、比較的平坦でないものを被測定物とした場合には、プローブの各端子と被測定物との距離が、測定箇所によって変わり得る。そのため、測定箇所ごとに位置関係を求めないと、各端子を被測定物に一度で接触させることができず、いずれかの端子が被測定物と接触しないといった状況が起こり得る。プローブの端子に弾性を持たせ、全ての端子が被測定物に接触するまで、プローブを被測定物に押し当てる方法もある。しかし、この場合には、プローブの端子が測定前に行われる校正時とは異なる形状に変形し、また、１つのプローブ内に他の端子とは形状の異なる端子が出てくることで、適正な測定を行うことができないことがある。

尚、比較的平坦な被測定物であっても、プローブの各端子と被測定物との距離の調整が適切でなかった場合には、各端子を一度で接触できない、端子の変形によって適正な測定が行えない、といった同様の問題が生じ得る。

本発明の一観点によれば、複数の端子を含むプローブと、前記プローブを保持する保持部と、前記保持部に設けられ、前記プローブに向かって光を照射する照射部と、前記光によって被測定物上に投影される前記複数の端子の影を含む像を取得する取得部とを有するプローブ装置が提供される。

開示のプローブ装置によれば、プローブの各端子と被測定物との位置関係を簡便且つ適正に求めてプローブ測定を行うことが可能になる。

プローブ装置の構成例を示す図である。 プローブ装置の平面図である。 第１の実施の形態に係るプローブ装置の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係るプローブの一例を示す図である。 プローブ測定を行う際の説明図（その１）である。 プローブ測定を行う際の説明図（その２）である。 プローブ測定を行う際の説明図（その３）である。 平行度合わせの一例を説明する図である。 回路基板のプローブ測定の一例を説明する図である。 回路基板のプローブ測定の別例を説明する図である。 回路基板上に端子の影を投影する例の説明図（その１）である。 回路基板上に端子の影を投影する例の説明図（その２）である。 プローブ装置での平行度合わせの一例を説明する図である。 第２の実施の形態に係るプローブ装置の一例を示す図である。 被測定物上に端子の影を投影する例の説明図である。 第３の実施の形態に係るプローブの一例を示す図である。

図１はプローブ装置の構成例を示す図、図２は図１のプローブ装置の平面図である。
図１及び図２に示すプローブ装置１０は、プローブ１１、保持部１２、照射部１３、及び取得部１４を有している。

プローブ１１は、複数の端子（プローブ端子）、ここでは一例として図２に示したように、３つの端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃを含んでいる。例えば、このような３つの端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃのうち、両端の一対の端子１１ａ，１１ｃがグランド用端子として用いられ、残る中央の端子１１ｂが信号用端子として用いられる。プローブ１１は、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、ステージ等（図示せず）に載置された被測定物２０の所定位置（被測定パッド等）に接触されることで、被測定物２０に信号を入力し、或いは、被測定物２０から出力される信号を検出する。

保持部１２は、このような端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃを含むプローブ１１を保持する。更に、この保持部１２には、照射部１３が設けられる。照射部１３は、例えば、保持部１２の、被測定物２０と対向する側に設けられる。照射部１３は、プローブ１１の方向に向かって光１３ａを照射する。

照射部１３からプローブ１１に光１３ａが照射されると、図２に示したように、被測定物２０上に、プローブ１１の端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの影（投影像）３０が投影される。被測定物２０上に投影される影３０の形状は、プローブ１１の各端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離によって変化する。例えば、先端位置の揃った各端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離が等しければ、図２に示したように、被測定物２０上には、先端位置の揃った影３０ａ，３０ｂ，３０ｃが投影されるようになる。尚、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃが被測定物２０と接触していれば、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端から影３０ａ，３０ｂ，３０ｃが延びるようになる。影３０は、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離が近くなるほど、より鮮明になる。

取得部１４は、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、及び照射部１３から照射される光１３ａによって被測定物２０上に投影される影３０ａ，３０ｂ，３０ｃを含む像を取得する。取得部１４は、例えば、被測定物２０の上方から、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及びそれらの影３０ａ，３０ｂ，３０ｃを含む像を取得する。

プローブ装置１０は、プローブ測定の際、照射部１３からプローブ１１に向かって光１３ａを照射し、被測定物２０上に端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの影３０を投影する。そして、プローブ装置１０は、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、及び被測定物２０上に投影されたそれらの影３０ａ，３０ｂ，３０ｃを含む像を、取得部１４で取得する。

プローブ装置１０のオペレータは、このようにして取得部１４で取得される影３０ａ，３０ｂ，３０ｃの像を見て、プローブ１１の各端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離を求めることができる。

即ち、上記のように、先端位置の揃った各端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離が等しければ、先端位置の揃った影３０ａ，３０ｂ，３０ｃが投影される（図２）。各端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと被測定物２０との距離が等しくなければ、当該距離の違いに応じて、影３０ａ，３０ｂ，３０ｃの先端位置にも違いが現れる。端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃが被測定物２０に接触していれば、影３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端から延びるようになる。オペレータは、このような影３０ａ，３０ｂ，３０ｃから得られる情報に基づき、プローブ１１と被測定物２０の位置関係を調整することができる。

以下、プローブ装置、及びプローブ装置を用いたプローブ測定について、より詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。

図３は第１の実施の形態に係るプローブ装置の一例を示す図である。図４は第１の実施の形態に係るプローブの一例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。

図３に示すプローブ装置１００は、プローブ１１０、プローブ１１０を保持するアーム部（保持部）１２０、及びアーム部１２０に設けられた照射部１３０を有している。
プローブ１１０は、図３に示すように、プローブ筐体部１１１と、プローブ筐体部１１１から突出する端子部１１２を含む。

プローブ１１０には、端子部１１２として、例えば、図４に示すように、先端位置の揃った、即ち先端が一直線上（図４（Ａ）の点線１１３）に位置する、３つの端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが設けられている。端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、例えば、両端の一対の端子１１２ａ，１１２ｃがグランド用端子として、中央の端子１１２ｂが信号用端子として、それぞれ用いられる。

プローブ筐体部１１１には、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃをプローブ１１０の外部と電気的に接続するための同軸ケーブル（同軸線路）、回路素子等が収容される。
プローブ１１０は、ステージ等（図示せず）に載置された被測定物２００に設けられた、被測定パッド部２１０に接近、接触され、被測定パッド部２１０からの信号を検出する。被測定パッド部２１０には、例えば、図４に示したように、プローブ１１０の端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの先端部に対応する位置に、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃが設けられている。プローブ１１０の端子部１１２は、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃにそれぞれ接触可能な形状となるように、形成されている。

アーム部１２０は、プローブ１１０側に設けられたアーム回転部１２１と、アーム回転部１２１のプローブ１１０側と反対の側に設けられたアーム固定部１２２を含む。
アーム回転部１２１は、アーム固定部１２２に軸支され、プローブ１１０の端子部１１２が突出する方向を軸にして、図３のθ方向に回転できるようになっている。プローブ１１０は、このアーム回転部１２１に固定されており、アーム回転部１２１と共に回転するようになっている。アーム部１２０のアーム固定部１２２及びアーム回転部１２１、並びにそれに保持されたプローブ１１０は、一体で、ｘ，ｙ方向（水平方向）及びｚ方向（鉛直方向）に移動できるようになっている。

照射部１３０は、例えば、アーム部１２０の下側、即ちアーム部１２０の被測定物２００と対向する側に、設けられる。照射部１３０は、アーム部１２０に保持されているプローブ１１０の方向に向かって、光１３１を照射するようになっている。照射部１３０には、例えば、平行光源を用いることができる。照射部１３０は、アーム部１２０とそれに保持されたプローブ１１０と共に、一体で、ｘ，ｙ，ｚ方向に移動する。

プローブ装置１００は、更に、信号処理部１４０、取得部１５０及び表示部１６０を有している。
信号処理部１４０は、プローブ１１０と電気的に接続される。信号処理部１４０は、例えば、プローブ１１０の端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃによって被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃから検出され、プローブ筐体部１１１を経て送られてくる信号を処理する。信号処理部１４０は、プローブ１１０から送られてくる信号を用い、例えば、電流、電圧、周波数、位相等、電気特性の測定処理を行う。信号処理部１４０には、例えば、オシロスコープ、アナライザ等、各種計測器を利用することができる。

取得部１５０は、被測定物２００の被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ、及びそれらに接触させるプローブ１１０の各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが含まれる被測定物２００上の領域の像を取得する。照射部１３０からの光１３１により、被測定物２００上に端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影が投影されている場合には、その影の像も、取得部１５０によって取得される。尚、この点の詳細については後述する。

取得部１５０は、被測定物２００上方から、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ及び端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの像、或いは更に端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影の像を取得する。取得部１５０には、光学顕微鏡、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を利用することができる。

取得部１５０によって取得された像のデータは、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置等のモニタを含む、表示部１６０によって表示される。
上記のようなプローブ装置１００を用いた、被測定物２００のプローブ測定は、例えば、次のようにして行われる。

図５から図７はプローブ測定を行う際の説明図である。尚、図５はプローブの端子部を含む平面図、図６（Ａ）はプローブの端子部を含む側面図、図６（Ｂ）及び図７はプローブの端子部を含む正面図である。

プローブ測定にあたっては、まず、被測定物２００上の、所定の測定箇所にある被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ付近まで、プローブ１１０を移動させる。プローブ１１０は、アーム部１２０を移動させることで、所定の被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ付近まで移動させることができる。

このプローブ１１０の移動には、図５に示すような、プローブ１１０のｘ，ｙ方向への移動が含まれる。プローブ１１０のｘ，ｙ方向への移動は、例えば、被測定物２００上方から取得部１５０で取得されて表示部１６０で表示される像を観察しながら、行うことができる。

プローブ１１０の移動には、更に、図６（Ａ），（Ｂ）に示すような、アーム回転部１２１による、プローブ１１０のθ方向への回転が含まれる。このプローブ１１０の回転は、図６（Ｂ）に示したような、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの先端を結ぶ線１１３（図６（Ｂ）に点線で図示）が、被測定物２００と平行になるようにするため（平行度を合わせるため）に行う。

プローブ１１０の移動には、更に、図７に示すような、プローブ１１０のｚ方向への移動が含まれる。このプローブ１１０のｚ方向への移動により、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの先端を、被測定物２００の被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに接近させ、或いは接触させる。端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定物２００との平行度が合っていれば、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに一度で接触するようになる。

端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃへの接触後は、例えば、被測定物２００に所定の信号を入力し、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃで出力を検出する。プローブ装置１００は、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃで検出された出力を用いて、被測定物２００の電気特性を信号処理部１４０によって測定する。

同じ被測定物２００上の別の測定箇所について、或いは別の被測定物２００について、測定を行う場合には、その別の測定箇所、或いは別の被測定物２００の被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに、プローブ１１０を移動させ、測定を行えばよい。

ところで、このようなプローブ測定において、プローブ１１０と被測定物２００の間の、ｘ，ｙ方向及びｚ方向の移動（位置合わせ）は、取得部１５０で取得される像を観察しながら、比較的容易に行うことができる。一方、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定物２００との平行度は、被測定物２００の上方に設けた取得部１５０で取得される像から求めることが難しい。尚、プローブ１１０のθ方向の回転を観測できるような位置には、被測定物２００のｘ，ｙ方向の広がりがあり、焦点距離の観点から、カメラ等を用いた取得部１５０を設けることも難しい。

プローブ１１０と被測定物２００との平行度を合わせるための方法としては、例えば、次のようなものが考えられる。
図８は平行度合わせの一例を説明する図である。尚、図８はプローブの端子部を含む平面図である。

例えば、被測定物２００と同様の形状を有する基板１０００であって、プローブ１１０を押し当てて引くと、表面に引っかき傷（傷）１００１ができるような基板１０００を用意する。このような基板１０００にプローブ１１０を押し当てて引くと、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが強く押し当てられている所ほど、大きな傷１００１ができる。図８の例では、端子１１２ａが最も基板１０００に強く押し当てられており、次に端子１１２ｂ、そして、端子１１２ｃは基板１０００と接触していないことがわかる。

端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃでできる傷１００１の大きさが同じであれば、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと基板１０００との平行度が合ったことになる。傷１００１の大きさが同じになるように、プローブ１１０を回転させ、それにより、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと基板１０００との平行度を合わせる。

このようにしてプローブ１１０と基板１０００との平行度合わせを行った後、そのプローブ１１０の回転位置（角度）を保持したまま、基板１０００と被測定物２００とを置き換える。これにより、プローブ１１０をｘ，ｙ方向に移動させて被測定パッド部２１０との位置合わせを行い、更にｚ方向に移動させれば、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを一度で被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに接触させることが可能になる。

この図８に示したような方法は、１つの被測定物２００につき測定箇所が１箇所のみである場合や、１つの被測定物２００に複数の測定箇所があってもその被測定物２００がウェハ等のように比較的平坦である場合等には、利用し易い。基板１０００を用いて一旦プローブ１１０の角度を合わせておけば、測定箇所が変わっても、その角度を保持したまま、ｘ，ｙ方向及びｚ方向への移動を行うことで、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを各測定箇所に一度で接触させることができるためである。

しかし、測定箇所ごとにプローブ１１０との平行度が変わってしまうような被測定物２００の場合には、図８に示したような方法は利用し難い。この点について、プリント基板のような回路基板を例に、図９を参照して説明する。

図９は回路基板のプローブ測定の一例を説明する図である。
上記の被測定物２００として、プリント基板のような回路基板２００Ａを用いる場合、回路基板２００Ａには、反りやうねりといった変形が生じている場合がある。例えば、図９に示したように、回路基板２００Ａに反りが生じており、このように反った回路基板２００Ａの、異なる測定箇所２０１，２０２，２０３について、プローブ１１０を用いた測定を行う場合を想定する。尚、各測定箇所２０１，２０２，２０３に、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃが存在しているものとする。

ここで、仮にプローブ１１０を予め一定の角度に合わせておき、その角度を保持したまま、各測定箇所２０１，２０２，２０３に接触させようとすると、図９に示したような状況が起こり得る。

即ち、回路基板２００Ａの、大きく反った一端部側の測定箇所２０１では、端子１１２ａは被測定パッド２１０ａに接触するが、端子１１２ｂ，１１２ｃは被測定パッド２１０ｂ，２１０ｃに接触せず、浮いた状態になる。測定箇所２０１よりは小さいものの反りがある測定箇所２０２でも同様に、端子１１２ａは被測定パッド２１０ａに接触するが、端子１１２ｂ，１１２ｃは被測定パッド２１０ｂ，２１０ｃに接触しない状態になる。回路基板２００Ａの、反った他端部側の測定箇所２０３では、端子１１２ｃは被測定パッド２１０ｃに接触するが、端子１１２ａ，１１２ｂは被測定パッド２１０ａ，２１０ｂに接触しない状態になる。

このように測定箇所２０１，２０２，２０３によって被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃと端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃとの平行度が変わる場合には、平行度を、測定箇所２０１，２０２，２０３ごとに、調整する。

このとき、上記図８に示したような方法で平行度を合わせようとすると、回路基板２００Ａの反りが各測定箇所２０１，２０２，２０３で異なるため、その回路基板２００Ａと同様の形状を有する、引っかき傷形成用の基板１０００を用意することは難しい。測定箇所２０１，２０２，２０３ごとに、各反り形状に合わせて基板１０００を傾けて配置し、そのうえで上記図８に示したような方法で平行度を合わせることも可能ではある。しかし、各測定箇所２０１，２０２，２０３について、基板１０００の傾き調整、引っかき傷形成、プローブ１１０の角度（平行度）合わせを行うことになり、プローブ測定工程が複雑になる。

このように予め引っかき傷形成用の基板１０００を用いて平行度を合わせる方法のほか、プローブ１１０の端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに弾性を持たせ、全てが被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに接触するまで押し当てるという方法も考えられる。

図１０は回路基板のプローブ測定の別例を説明する図である。
例えば、上記図９の測定箇所２０１において、端子１１２ａが被測定パッド２１０ａに接触した後、更に、端子１１２ｂ，１１２ｃが被測定パッド２１０ｂ，２１０ｃに接触するまで、プローブ１１０をｚ方向に移動させる。これにより、図１０に示すように、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを全て、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに接触させた状態を得ることができる。このとき、少なくとも端子１１２ａ，１１２ｂには、端子１１２ｃが被測定パッド２１０ｃに接触するまで押し当てられていることで、変形が生じる。

別の測定箇所２０２，２０３でも、これと同様のことを行うことができる。但し、測定箇所２０１，２０２，２０３ごとに反り形状が異なっていれば、測定箇所２０１，２０２，２０３ごとに各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの変形の程度は異なってくる。

プローブ１１０は、測定前に予め校正が行われるが、この図１０に示したような方法では、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの形状が、その変形のために、校正時とは異なる形状になり得る。また、ある測定箇所に接触しているプローブ１１０の中に、他の端子とは形状の異なる端子が出てくる場合がある。これらの場合、プローブ１１０内のグランド用端子と信号用端子の間のキャパシタンスが、測定箇所２０１，２０２，２０３によって変動するといったことが起こり得る。そのような場合、各測定箇所２０１，２０２，２０３について、更には回路基板２００Ａ全体について、適正な測定結果を得ることができない可能性が生じてくる。

尚、ここでは、１つの回路基板２００Ａ内の異なる測定箇所２０１，２０２，２０３について述べたが、異なる回路基板２００Ａ間でも同様に、適正な測定結果を得ることができないことが起こり得る。

そこで、上記プローブ装置１００を用いたプローブ測定では、回路基板２００Ａ上に投影される端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影を、回路基板２００Ａとプローブ１１０の平行度合わせに利用する。

図１１及び図１２は回路基板上に端子の影を投影する例の説明図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
プローブ装置１００では、上記図３に示したように、アーム部１２０の下側に照射部１３０が設けられており、この照射部１３０からプローブ１１０に向かって光１３１が照射される。照射部１３０から照射された光１３１は、プローブ１１０をその下側（裏側）から照らし、回路基板２００Ａ上には、その光１３１によって端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影３００が投影される。

例えば、上記図９の測定箇所２０１，２０２の場合は、図１１（Ａ）に示したように、照射部１３０から照射される光１３１（図１１（Ｃ））により、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影３００ａ，３００ｂ，３００ｃが、回路基板２００Ａ上に投影される。回路基板２００Ａとの距離が最も近い端子１１２ａ（図１１（Ｂ））の影３００ａは、図１１（Ａ）のように上方から見ると、端子１１２ａの先端のすぐ近くから延びる。回路基板２００Ａとの距離がより遠くなる端子１１２ｂ（図１１（Ｂ））の先端とその影３００ｂの先端との、上方から見たときの間隔は、図１１（Ａ）に示したように、端子１１２ａとその影３００ａの間隔よりも広がる。そして、回路基板２００Ａとの距離が最も遠い端子１１２ｃ（図１１（Ｂ））とその影３００ｃの先端との、上方から見たときの間隔は、図１１（Ａ）に示したように、更に広がる。

上記図９の測定箇所２０３の場合も、同様のことが言える。即ち、図１２（Ａ）に示したように、回路基板２００Ａ上には、照射部１３０からの光１３１（図１２（Ｃ））により、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影３００ａ，３００ｂ，３００ｃが投影される。回路基板２００Ａとの距離が最も近い端子１１２ｃ（図１２（Ｂ））の影３００ｃは、図１２（Ａ）のように上方から見ると、端子１１２ｃの先端のすぐ近くから延びる。そして、図１２（Ａ）に示したように、端子１１２ｂ，１１２ａの順に回路基板２００Ａとの距離が遠くなるにつれ（図１２（Ｂ））、それらの先端と影３００ｂ，３００ａの先端との、上方から見たときの間隔が広がっていく。

このように、影３００ａ，３００ｂ，３００ｃは、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと回路基板２００Ａとの距離の違いを反映した位置、形状で、回路基板２００Ａ上に投影される。換言すれば、回路基板２００Ａ上の影３００ａ，３００ｂ，３００ｃの位置、形状を見れば、その時点での各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと回路基板２００Ａとの位置関係を求めることができる。

そのため、プローブ装置１００は、回路基板２００Ａの上方から、取得部１５０によって、この図１１（Ａ）や図１２（Ａ）のような領域の像を取得し、表示部１６０によって表示する。オペレータは、その像を見て、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと回路基板２００Ａとの位置関係を求めることができる。

図１３はプローブ装置での平行度合わせの一例を説明する図である。
例えば、取得部１５０で取得され、表示部１６０に表示される像に基づいて、プローブ１１０と回路基板２００Ａとの平行度を合わせる際は、影３００ａ，３００ｂ，３００ｃの位置、形状を見ながら、プローブ１１０をアーム回転部１２１によって回転させる。ここでは、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの先端位置が揃ったプローブ１１０を使用しているが、図１３に示すように、回路基板２００Ａ上の影３００ａ，３００ｂ，３００ｃの先端位置も揃うような角度まで、プローブ１１０を回転させる。このようにプローブ１１０を回転させることにより、プローブ１１０と回路基板２００Ａとの平行度を合わせることができる。

尚、影３００ａ，３００ｂ，３００ｃの像は、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと回路基板２００Ａとの距離が近くなるほど、より鮮明になる。プローブ１１０の回転に伴い、回路基板２００Ａとの距離が遠くなり、影の像が不鮮明になってしまうような場合には、プローブ１１０を、適宜ｚ方向に移動させて回路基板２００Ａに近付けながら、回転させるようにしてもよい。勿論、プローブ１１０の回転と共に、ｘ，ｙ方向への移動（位置合わせ）を行うようにしてもよい。

プローブ１１０と回路基板２００Ａとの平行度合わせ、及び端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃのｘ，ｙ方向の位置合わせを行った後、プローブ１１０をｚ方向（回路基板２００Ａ側）に移動させる。これにより、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに一度で接触させることが可能になる。

端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに接触させた後は、例えば、回路基板２００Ａに所定の信号を入力し、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃで出力を検出する。プローブ装置１００は、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃで検出された出力を用いて、回路基板２００Ａの電気特性を信号処理部１４０によって測定する。

このように、プローブ１１０と回路基板２００Ａとの平行度合わせに、端子１１２，１１２ｂ，１１２ｃの影３００ａ，３００ｂ，３００ｃを利用することで、平行度を適正に合わせることが可能になる。また、このような影３００ａ，３００ｂ，３００ｃを利用した平行度合わせは、変形状態が異なる測定箇所２０１，２０２，２０３ごとに、それぞれ簡便且つ適正に行うことができる。平行度合わせのために、別途上記のような引っかき傷形成用の基板１０００を用いることを要しない。そのため、回路基板２００Ａ上の測定箇所２０１，２０２，２０３をはじめ、様々な測定箇所について、プローブ１１０との平行度合わせを行い、適正な測定結果を得ることが可能になる。

尚、ここでは、影３００を利用したプローブ１１０と回路基板２００Ａとの平行度合わせを例にして説明した。このような影３００を利用した平行度合わせは、プローブ１１０と様々な被測定物２００の間、例えば、ウェハのような比較的平坦なものとの間の平行度合わせに適用することもできる。

比較的平坦な被測定物２００においても、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定物２００との距離の調整が適切でなかった場合には、適正な測定結果を得ることができなくなる。例えば、プローブ１１０の中に、被測定パッドと接触しない端子がでてきたり、弾性を利用して端子を押し付けたときに変形が生じてしまったりする場合がある。比較的平坦な被測定物２００についても、上記のような影３００を利用した平行度合わせを行うようにすることで、端子の未接触や変形を回避して、適正な測定結果を得ることが可能になる。比較的平坦な被測定物２００の場合は、引っかき傷形成用の基板１０００で平行度合わせを行った後に、或いは、そのような基板１０００で平行度合わせを行うことなく、上記のような影３００を利用した平行度合わせを行うことが可能である。

尚、上記プローブ装置１００では、アーム部１２０の下側に照射部１３０が設けられている。今、プローブ１１０と被測定物２００の平行度が合っているときの、端子部１１２と被測定物２００とのなす角をαとし、照射部１３０からの光１３１の照射方向と被測定物２００とのなす角をβとする。このとき、照射部１３０からプローブ１１０に向かって照射される光１３１によって、被測定物２００上に影３００を投影するためには、ｔａｎβ＜ｔａｎαの条件が満足されることが望ましい。例えば、端子部１１２と被測定物２００とのなす角αについて、ｔａｎα＝０．３〜０．４程度である場合、光１３１の照射方向と被測定物２００とのなす角βについて、ｔａｎβ＝０．２程度となるようにする。

ｔａｎβの設定にあたっては、光１３１をアーム部１２０やプローブ筐体部１１１が大きく遮らないような位置に照射部１３０を設置するようにして、ｔａｎβの上限を設定するとよい。光１３１が端子部１１２への到達前に遮られるほど、被測定物２００上に投影される影３００が薄くなり、視認し難くなるためである。また、被測定物２００の凹凸等によって影３００が投影できない、或いは影３００が被測定物２００上に広がり過ぎ、鮮明な影３００が投影されない、といったことが抑えられるように、ｔａｎβの下限を設定するとよい。ｔａｎβの上限及び下限は、プローブ１１０やアーム部１２０の構造、被測定物２００の光反射特性や凹凸等によって変化し得るので、適宜調整できるようにしておくことが望ましい。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１４は第２の実施の形態に係るプローブ装置の一例を示す図である。
図１４に示すプローブ装置１００Ｂは、照射部１３０が、アーム部１２０の上側、即ちアーム部１２０の被測定物２００と対向する側と反対の側に、設けられている。プローブ装置１００Ｂでは、このようにアーム部１２０の上側に設けられた照射部１３０から、プローブ１１０に向かって、光１３１が照射される。

図１５は被測定物上に端子の影を投影する例の説明図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
プローブ装置１００Ｂでは、図１４及び図１５（Ｃ）に示したように、プローブ１１０をその上側から光１３１で照らす。そのため、図１５（Ａ）に示すように、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影３００ａ，３００ｂ，３００ｃは、プローブ１１０の下とその先に延びるように、被測定物２００上に投影されるようになる。このようにプローブ１１０の上側から光１３１を照射した場合にも、影３００ａ，３００ｂ，３００ｃは、図１５（Ｂ）に示したような各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定物２００との距離の違いを反映した位置、形状で、被測定物２００上に投影される。

プローブ装置１００Ｂは、被測定物２００の上方から、取得部１５０によって、この図１５（Ａ）のような像を取得し、表示部１６０によって表示する。オペレータは、その像を見て、各端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと被測定物２００との位置関係を求める。

オペレータは、例えば、影３００ａ，３００ｂ，３００ｃの位置、形状を見ながら、プローブ１１０を回転させ、被測定物２００との平行度を合わせる。そして、プローブ１１０と被測定物２００との平行度合わせ、及びプローブ１１０のｘ，ｙ方向の位置合わせを行った後、プローブ１１０をｚ方向に移動させ、被測定物２００に接触させる。それにより、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに一度で接触させる。その後は、例えば、被測定物２００に所定の信号を入力し、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃによって出力を検出し、信号処理部１４０によって電気特性を測定する。

このようなプローブ装置１００Ｂによっても、プローブ１１０と被測定物２００との平行度合わせを、被測定物２００の測定箇所ごとに、その変形に応じて、それぞれ簡便且つ適正に行うことができる。それにより、被測定物２００の様々な測定箇所について、プローブ１１０との平行度合わせを行い、適正な測定結果を得ることが可能になる。

次に、第３の実施の形態について説明する。
図１６は第３の実施の形態に係るプローブの一例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。

図１６に示すプローブ１１０Ｄは、３つの端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに加え、最外端に、それらと先端位置を揃えた、信号の入出力に寄与しない、ダミー端子１１２ｄが設けられている。例えば、上記第１の実施の形態に係るプローブ装置１００において、そのプローブ１１０に替えて、この図１６に示したようなダミー端子１１２ｄを設けたプローブ１１０Ｄを用いる。被測定物２００には、例えば、ダミー端子１１２ｄに対応する位置に、信号の入出力に寄与しないダミーパッド２１０ｄを設けておく。

このようなプローブ１１０Ｄを用いる場合、プローブ１１０Ｄと被測定物２００との平行度合わせは、次のようにして行うことができる。
まず、プローブ１１０Ｄを被測定物２００に接近させたときに、最外端のダミー端子１１２ｄが最初に被測定物２００に接触するような角度まで、プローブ１１０Ｄを回転させておく。即ち、プローブ１１０Ｄの端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ及びダミー端子１１２ｄのうち、ダミー端子１１２ｄと被測定物２００との距離が最も短くなるように、プローブ１１０Ｄを回転させておく。そして、プローブ１１０Ｄをｘ，ｙ方向に移動させ、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ及びダミー端子１１２ｄを、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｄ及びダミーパッド２１０ｄの領域に移動させる。次いで、照射部１３０から光１３１を照射しながら、プローブ１１０Ｄをｚ方向に移動させ、被測定物２００に接近、或いは接触させる。

光１３１の照射により（図１６（Ｃ））、被測定物２００上には、図１６（Ａ）にしたように、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの影３００ａ，３００ｂ，３００ｃのほか、ダミー端子１１２ｄの影３００ｄも投影される。プローブ１１０Ｄの中でダミー端子１１２ｄが最も被測定物２００に近いため（図１６（Ｂ））、表示部１６０で表示される像では、ダミー端子１１２ｄと影３００ｄとの間隔が最も狭くなる。ダミー端子１１２ｄがダミーパッド２１０ｄに接触していれば、ダミー端子１１２ｄの先端から影３００ｄが延びるようになる。

オペレータは、このような影３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄの位置、形状に基づき、プローブ１１０Ｄを回転させ、被測定物２００との平行度を合わせる。そして、プローブ１１０Ｄと被測定物２００との平行度合わせ、及びプローブ１１０Ｄのｘ，ｙ方向の位置合わせを行った後、プローブ１１０Ｄをｚ方向に移動させ、被測定物２００に接触させる。それにより、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを、被測定パッド２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃに一度で接触させる。尚、このとき、ダミー端子１１２ｄもダミーパッド２１０ｄに接触するようになる。その後は、例えば、被測定物２００に所定の信号を入力し、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃによって出力を検出し、信号処理部１４０によって電気特性を測定する。

このように、ダミー端子１１２ｄを設けたプローブ１１０Ｄを用いても、プローブ１１０Ｄと被測定物２００との平行度合わせを行うことが可能である。ダミー端子１１２ｄは、それ自体が信号の入出力に寄与しないダミーの端子であり、それが接触するのもダミーパッド２１０ｄである。そのため、影３００ｄを利用した平行度合わせの際に、ダミー端子１１２ｄがダミーパッド２１０ｄに接触し、その結果、それらに多少の損傷が生じたとしても、そのことが被測定物２００の電気特性の測定結果や品質に影響を及ぼすのを抑えることが可能になる。

ここでは、上記第１の実施の形態に係るプローブ装置１００のプローブ１１０に替えて、ダミー端子１１２ｄを設けたプローブ１１０Ｄを用いる場合を例にして述べた。このほか、上記第２の実施の形態に係るプローブ装置１００Ｂのプローブ１１０に替えて、ダミー端子１１２ｄを設けたプローブ１１０Ｄを用いることも可能である。

尚、以上説明したプローブ装置１００，１００Ｂ等では、表示部１６０を設けず、取得部１５０に光学顕微鏡を用い、オペレータが光学顕微鏡像を観察しながら、プローブ１１０，１１０Ｄと被測定物２００との平行度合わせを行うことも可能である。

また、以上の説明では、端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの先端位置が揃ったプローブ１１０、或いは端子１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ及びダミー端子１１２ｄの先端位置が揃ったプローブ１１０Ｄを例にした。このような端子の先端位置の揃ったプローブ１１０，１１０Ｄに限らず、端子の先端位置の揃っていないプローブであっても、その影を利用して、被測定物との位置関係を求めることが可能である。

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 複数の端子を含むプローブと、
前記プローブを保持する保持部と、
前記保持部に設けられ、前記プローブに向かって光を照射する照射部と、
前記光によって被測定物上に投影される前記複数の端子の影を含む像を取得する取得部と
を含むことを特徴とするプローブ装置。

（付記２） 前記保持部は、前記プローブを、該プローブの方向を軸にして回転させる回転部を含むことを特徴とする付記１に記載のプローブ装置。
（付記３） 前記保持部は、水平方向及び鉛直方向に移動可能であり、
前記照射部は、前記保持部の移動に連動することを特徴とする付記１又は２に記載のプローブ装置。

（付記４） 前記照射部は、前記保持部の、前記被測定物と対向する側に設けられることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載のプローブ装置。
（付記５） 前記取得部は、前記被測定物上方からの前記像を取得することを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載のプローブ装置。

（付記６） 前記プローブは、前記複数の端子の各先端が一直線上に並ぶことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載のプローブ装置。
（付記７） 前記照射部は、平行光源を含むことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載のプローブ装置。

（付記８） 前記取得部で取得された前記像を表示する表示部を更に含むことを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載のプローブ装置。
（付記９） 前記複数の端子のうち、最外端の端子は、ダミー端子であることを特徴とする付記１乃至８のいずれかに記載のプローブ装置。

（付記１０） 複数の端子を含むプローブを保持する保持部に設けられた照射部から、前記プローブに向かって光を照射する工程と、
前記光によって被測定物上に投影される前記複数の端子の影を含む像を取得部によって取得する工程と
を含むことを特徴とするプローブ測定方法。

（付記１１） 前記取得部によって取得された前記像を表示部によって表示する工程を更に含むことを特徴とする付記１０に記載のプローブ測定方法。

１０，１００，１００Ｂ プローブ装置
１１，１１０，１１０Ｄ プローブ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ 端子
１２ 保持部
１３，１３０ 照射部
１３ａ，１３１ 光
１４，１５０ 取得部
２０，２００ 被測定物
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３００，３００ａ，３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ 影
１１１ プローブ筐体部
１１２ 端子部
１１２ｄ ダミー端子
１１３ 点線
１２０ アーム部（保持部）
１２１ アーム回転部
１２２ アーム固定部
１４０ 信号処理部
１６０ 表示部
２００Ａ 回路基板（被測定物）
２０１，２０２，２０３ 測定箇所
２１０ 被測定パッド部
２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ 被測定パッド
２１０ｄ ダミーパッド
１０００ 基板
１００１ 傷

Claims (6)

1. 複数の端子を含むプローブと、
   前記プローブを保持する保持部と、
   前記保持部に設けられ、前記プローブに向かって光を照射する照射部と、
   前記光によって被測定物上に投影される前記複数の端子の影を含む像を取得する取得部と
   を含むことを特徴とするプローブ装置。
2. 前記保持部は、前記プローブを、該プローブの方向を軸にして回転させる回転部を含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
3. 前記保持部は、水平方向及び鉛直方向に移動可能であり、
   前記照射部は、前記保持部の移動に連動することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ装置。
4. 前記取得部は、前記被測定物上方からの前記像を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプローブ装置。
5. 前記取得部で取得された前記像を表示する表示部を更に含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプローブ装置。
6. 複数の端子を含むプローブを保持する保持部に設けられた照射部から、前記プローブに向かって光を照射する工程と、
   前記光によって被測定物上に投影される前記複数の端子の影を含む像を取得部によって取得する工程と
   を含むことを特徴とするプローブ測定方法。

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