JP2875953B2 - 電圧・変位検出プローブおよびその調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電圧・変位検出プローブ
およびその調整方法に係り、特に光ビームを用いた半導
体集積回路の電圧測定装置に用いて好適な電圧・変位検
出プローブおよびその調整方法に関する。

【０００２】半導体集積回路を開発・製造する上で、素
子を試験して動作不良がある場合にその原因を解明する
ことが不可欠である。しかし、近年のＬＳＩの高集積化
により、ＬＳＩテスタ等のＩ／Ｏピンの信号を調べるだ
けでは設計検証や故障解析を正確に行うことが困難にな
ってきている。このため、素子の中の微細配線の電圧を
測定することが行われている。半導体集積回路チップ内
部の微細配線の電圧測定に適した電圧測定装置として
は、電子ビームを用いた電圧測定装置と光ビームを用い
た電圧測定装置が知られているが、半導体集積回路の高
集積化・高速化に伴い、測定スピードと時間分解能が要
望されている。

【０００３】

【従来の技術】そこで、原子間力顕微鏡の技術を応用
し、電圧・変位検出プローブによる配線探索とプローブ
位置決めの機能を備えた光ビームによる高空間分解能の
電圧測定装置が考案されている。

【０００４】従来の光ビームによる電圧測定装置に用い
られる電圧・変位検出プローブの一例の軸線を通る部分
断面図を図７に示す。

【０００５】この電圧・変位検出プローブ８０は、十字
形梁８１ａ、８１ｂおよびを除き、軸線を中心として回
転対称形である。十字形梁８１ａ、８１ｂは、この軸線
を通る対称面を有する。

【０００６】ロッド８０ａは中空円筒である。ロッド８
０ａの下面には、アースされた透明導電膜８３ａが接着
されている。透明導電膜８３ａの下面には、電気光学結
晶８３ｂの上面が接着されている。電気光学結晶８３ｂ
の下面には、反射膜８３ｃが被着され、さらに探針８４
の底面が接着されている。円筒形のホルダ８２は、その
上部に十字形梁８１ａの外端部が固着され、その下部に
十字形梁８１ｂの外端部がそれぞれ固着され、十字形梁
８１ａおよび８１ｂの内端部がロッド８０ａの外周面に
固着されている。

【０００７】十字形梁８１ａと十字形梁８１ｂとの間に
は、ロッド８０ａの軸方向変位を静電容量の変化として
検出するために、ロッド８０ａの外周面に垂直に導電板
８７の内端部が固着され、導電板８７とそれぞれ所定距
離離間して導電板８７を上下から挟むように導電板８８
および８９の外端部がホルダ８２の内周面に垂直に固着
されている。

【０００８】導電板８７と導電板８８で第１のコンデン
サが構成され、導電板８７と導電板８９で第２のコンデ
ンサが構成される。導電板８７、８８および８９に図示
しないリード線を介して接続される静電容量検出回路
は、周知のホイートストンブリッジ回路を用いることが
でき、これによりロッド８０ａの軸方向変位を検出する
ことができる。

【０００９】上記の電圧・変位検出プローブ８０でＬＳ
Ｉ等の試料を走査することにより、試料表面の配線の凹
凸に応じた探針８４の変位を測定することができ、光学
的には見ることの不可能な微細配線の様子をも知ること
ができる。

【００１０】また、探針８４に試料から電圧が印加され
ると電気光学結晶８３ｂに電界が発生し、電気光学結晶
８３ｂは印加された電圧に応じた偏光量となる。そこ
で、ロッド８０ａを介して電気光学結晶８３ｂにレーザ
ビームを照射して偏光量が変わることを利用し、反射膜
８３ｃからの反射光より電気光学結晶８３ｂの偏光量が
変わることをビームスプリッタを通して検出すれば、試
料の配線の電圧を測定することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の電圧・変位検出プローブでは、探針８４の変位測
定用の第１および第２のコンデンサが十字形梁８１ａと
十字形梁８１ｂとの間に導電板３枚を用いて構成されて
いた。このため、各導電板間の寸法精度を平行、かつ高
精度に組み立てることが困難であり、導電板間の距離は
１００μｍ程度が限度であった。

【００１２】ところで、容量変化から探針の変位を測定
する際に、探針の変位による容量変化率ΔＣは、通常の
容量をＣ、探針が変位したときの容量をＣ′、電極（導
電板の対向する部分）面積をＳ、電極間の距離をｄ、電
極間の変位をΔｄ、空気の誘電率をεとすると、

【００１３】

【数１】

【００１４】となる。このように探針の変位による容量
変化率ΔＣは電極間の距離ｄにほぼ反比例するため、変
位測定精度を向上させるためには電極間の距離ｄを小さ
くすればよい。

【００１５】ところが従来の電圧・変位検出プローブ
は、上記したとおり電極（導電板）間の距離に限度があ
ったため変位測定精度が悪く、試料の配線の微細な凹凸
を観察することは困難であった。

【００１６】この問題を解決するためには、導電板８
８，８９に可動機構を設けて電極（導電板）間の距離を
微細に調整可能に構成することが考えられる。しかしな
がら、導電板８８，８９は円筒形のホルダ８２に外端部
を固着されているため、この可動機構は大がかりのもの
をホルダに設けざるを得ず、プローブが大型化、重量化
するおそれがある。プローブが重量化すると高速での走
査が困難となるため、測定速度が低下するという問題が
生ずる。

【００１７】そこで本発明は上記の点に鑑みてなされた
ものであって、高速での測定を妨げることなく変位測定
精度を向上させることのできる電圧・変位検出プローブ
およびその調整方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明では次の通り構成した。

【００１９】すなわち、請求項１および請求項２記載の
発明では、ホルダに外端部を固着され、ホルダ内部に配
設された板状の弾性部材と、弾性部材の略中心位置に軸
方向を弾性部材と略垂直に弾性部材により支持される中
空又は中実透明の円筒状部材と、試料を走査する導電性
の探針と、円筒状部材の一端に一端を固着されると共に
探針に他端を導通接続されており、走査された試料の電
圧に応じた情報を発生する電圧情報発生素子と、円筒状
部材の他端に配設されており、弾性部材の弾性変形に応
じて円筒状部材の軸方向に移動する移動電極と、移動電
極と対向して配設されており、固定位置を円筒状部材の
軸方向に可変自在に構成された固定位置可変手段に配設
されてなる固定電極とを具備する構成とした。

【００２０】また、請求項４記載の発明では、上下動自
在なステージの上方に請求項２記載の電圧・変位検出プ
ローブを探針の先端をステージに対向させて位置させ、
ステージを上動させることでステージ上面に探針の先端
を接触させてステージを停止し、ステージをさらに所定
距離上動させることで探針及び電圧情報発生素子及び円
筒状部材と共に弾性部材を上動付勢して弾性部材を弾性
変形させて円筒状部材に配設された移動電極を所定距離
上動させ、固定電極の位置を固定位置可変手段により可
変することで固定電極を移動電極に接触させて固定電極
を固定し、弾性部材の付勢方向と逆方向にステージを所
定距離以上下動させることで固定電極と移動電極を所定
距離だけ離間させ、固定電極と移動電極との距離を調整
する構成とした。

【００２１】

【作用】請求項１および請求項２記載の発明によれば、
固定電極の固定位置を円筒状部材の軸方向に可変自在に
構成された固定位置可変手段を配設されてなることによ
り、固定電極と移動電極との距離を調整することができ
る。また、固定位置可変手段は、弾性部材の略中心位置
に配設された円筒状部材の他端に配設された第１面を有
する移動電極と対向する固定電極の固定位置を円筒状部
材の軸方向に可変自在に構成されているので、簡単な構
成とすることができる。

【００２２】請求項４記載の発明によれば、ステージを
上動させることでステージ上面に探針の先端を接触させ
てステージを停止し、ステージをさらに所定距離上動さ
せたぶんだけ、固定電極を移動電極に接触させた後にス
テージを下動させることで固定電極と移動電極を所定距
離にすることができ、ステージの上下動精度に応じて固
定電極と移動電極間の距離を調整することができる。

【００２３】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例の電圧・変位検
出プローブ１を示す断面図である。

【００２４】図１において、２は偏平で肉厚の円筒状の
絶縁性のホルダであり、例えば樹脂性とすることが考え
られる。ホルダ２は内部に板ばね３および４を支持する
ことができる筒状であれば円筒に限るものではない。

【００２５】板ばね３および４は外端部３ａおよび４ａ
をホルダ２の下部に固着されており、ホルダ２内部に配
設されている。板ばね３の外端部３ａにはアースされた
透明導電膜用端子５が、板ばね４の外端部４ａには移動
電極用端子６がそれぞれ配設されている。

【００２６】導電性の弾性部材である板ばね３および４
は例えばステンレス製の板状形状であり、所定のばね定
数を得るために図２に示すとおりの扇状で梁状とされて
いる。所定のばね定数が得られる厚さ寸法であれば梁状
でない連続した平面形状でもよい。また、導電性の弾性
部材で所定のばね定数が得られればステンレスに限るも
のでなく、例えば銅製であってもよい。

【００２７】板ばね３および４の内端部３ｂおよび４
ｂ、すなわち板ばね３および４の略中心位置には円筒状
部材である絶縁性のロッド７が支持されている。ロッド
７は、軸方向を板ばね３および４の表面と略垂直とされ
て板ばね３および４により支持されており、レーザビー
ムが透過できるように内部を中空とされている。ロッド
７は、中実透明に構成してもよい。

【００２８】このロッド７の一端である下面には、透明
導電膜８と電気光学結晶９と反射膜１０とで構成される
電圧情報発生素子１１の一端（上面）が固着されてい
る。電圧情報発生素子１１の他端（下面）には導電性の
探針１２が導通接続されている。

【００２９】すなわち、ロッド７の下面には、円盤状の
透明導電膜８の上面が固着されている。この透明導電膜
８の下面には、電気光学結晶９の上面が接着されてい
る。この電気光学結晶９の下面には、反射膜１０が被着
されている。透明導電膜８は導電部材１３により板ばね
３と導通接続されており、透明導電膜用端子５を介して
アースされている。

【００３０】また、反射膜１０の下面には探針１２が導
通接続されている。探針１２は、先端部１２ａが鋭利な
くさび形の縦断面形状とされており、この先端部１２ａ
で試料であるＬＳＩの表面の配線を走査する。したがっ
て、探針１２を介して反射膜１０の下面に試料の配線の
電圧が印加される。

【００３１】一方、ロッド７の他端である上面には、導
電性の金属からなる移動電極１４が配設されている。移
動電極１４は、中央に孔を有する略円盤状の形状であ
る。移動電極１４は導電部材１５により板ばね４と接続
されており、移動電極用端子６を介して外部回路（図３
参照）に接続される。

【００３２】さらに、ホルダ２の上部には略円盤状の導
電部材１６が配設されている。導電部材１６の中央には
下方に突出した突出部１７が設けられていると共に、突
出部１７の中央には内部をレーザビームが透過できるよ
うに孔１８が穿設されている。突出部１７の突端は移動
電極１４と略平行な平面状の固定電極１９とされてい
る。移動電極１４と固定電極１９が対向することで可変
コンデンサＣ₁ を構成している。

【００３３】導電部材１６の右側には固定電極用端子２
０が配設されており、固定電極１９は固定電極用端子２
０を介して外部回路（図３参照）に接続される。探針１
２によって試料を走査して探針１２が軸方向に変位する
と、板ばね３および４の弾性により移動電極１４が軸方
向に移動する。この結果、移動電極１４と固定電極１９
との間隙寸法が変わり、可変コンデンサＣ₁ の値が変化
する。

【００３４】図３は探針１２の変位を検出する回路を示
す図である。図３において、可変コンデンサＣ₁ は移動
電極１４と固定電極１９により構成されるコンデンサで
あり、他の構成要素は電圧・変調検出プローブの外部回
路である。

【００３５】図３において、可変コンデンサＣ₁ と参照
用コンデンサＣ₂ と参照用可変抵抗Ｒ₁ と参照用抵抗Ｒ
₂ とでブリッジが構成されている。可変コンデンサＣ₁
と参照用可変抵抗Ｒ₁ との接続点と参照用コンデンサＣ
₂ と参照用抵抗Ｒ₂ との接続点との間に信号源ｅが接続
されている。

【００３６】参照用可変抵抗Ｒ₁ と参照用抵抗Ｒ₂ との
接続点の電圧と、可変コンデンサＣ ₁ と参照用コンデン
サＣ₂ との接続点との電圧はそれぞれ差動増幅器２５に
入力されており、差動増幅器２５の出力は実効値計算器
２６に入力されている。

【００３７】ブリッジが平衡するように（すなわち、ｖ
_d ＝０となるように）参照用可変抵抗Ｒ₁ の値を調整し
ておき、信号源ｅによりブリッジに交流信号電圧ｖを印
加し、走査に伴う可変コンデンサＣ₁ の値の変化により
生じるブリッジの各接続点の差電圧ｖ_d が差動増幅器２
５により増幅される。そして、差動増幅器２５の増幅出
力に基づいて実効値計算器２６によりその実効値を計算
することで、探針の変位が求められ、試料の配線の様子
を観察することができる。

【００３８】また、試料の配線の電圧測定は次のように
行われる。すなわち、図１に戻って説明するに、レーザ
光源２１からビームスプリッタ２２を介してレーザビー
ムＬを電圧情報発生素子１１に照射し、反射膜１０から
の反射ビームをビームスプリッタ２２で反射させて偏光
量検出装置２３に入射させることで偏光量を検出する。

【００３９】探針１２に試料から電圧が印加されると電
気光学結晶９に電界が発生し、電気光学結晶９は印加さ
れた電圧に応じた偏光量となる。そこで、試料の電圧に
応じて偏光量が変わることを利用し、反射膜１０からの
反射光より電気光学結晶９の偏光量が変わることを上記
のようにして偏光量検出装置２３により検出すること
で、試料の配線の電圧を測定することができる。

【００４０】本実施例によれば、変位測定用のコンデン
サＣ₁ が従来のようにホルダの内周とロッドの外周に３
枚の導電板を固着して構成する複雑な構成とは異なって
おり、ロッドの上面の移動電極と移動電極に対向する固
定電極の２個の電極でシンプルに構成されているため、
組み立て精度を出すことが比較的容易である。

【００４１】したがって、従来よりも電極の間隙寸法を
小さくして探針の変位による容量変化率ΔＣを大きくす
ることができるので変位測定精度を向上させることがで
きる。また、構成がシンプルであるため軽量に構成でき
高速測定を妨げることがないという利点がある。

【００４２】次に、図４は本発明の第２実施例の電圧・
変位検出プローブ３１を示す断面図である。

【００４３】図４において、３２は円筒状の絶縁性のホ
ルダであり、例えば樹脂性とすることが考えられる。ホ
ルダ３２は内部に板ばね３３および３４を支持すること
ができる筒状であれば円筒に限るものではない。ホルダ
３２は金属性のシールドケース３５により覆われてい
る。

【００４４】板ばね３３および３４は、それぞれ外端部
を環状とされその内部を十字形梁状形状とされている。
板ばね３３は外端部３３ａをホルダ３２の下部に固着さ
れており、ホルダ３２内部に配設されている。板ばね３
３の外端部３３ａの右側にはアースされた透明導電膜用
端子５が配設されている。透明導電膜用端子５は、シー
ルドケース３５の右側面に穿設された孔３６より外部に
突出している。

【００４５】また、板ばね３４は外端部３４ａをホルダ
３２の中部に固着されており、ホルダ３２内部に配設さ
れている。板ばね３４の外端部３４ａの右側には移動電
極用端子６がそれぞれ配設されている。移動電極用端子
６は、シールドケース３５の右側面に穿設された孔３８
より外部に突出している。

【００４６】導電性の弾性部材である板ばね３３および
３４は例えばステンレス製の板状形状であり、所定のば
ね定数を得るために前記した十字形梁状形状とされてい
る。所定のばね定数が得られる厚さ寸法であれば梁状で
ない連続した平面形状でもよい。また、導電性の弾性部
材で所定のばね定数が得られればステンレスに限るもの
でなく、例えば銅製であってもよい。

【００４７】板ばね３３および３４それぞれの内端部３
３ｂおよび３４ｂ、すなわち板ばね３３および３４それ
ぞれの略中心位置には円筒状部材である絶縁性のロッド
３７が介挿されており、板ばね３３および３４は２段構
成とされている。

【００４８】ロッド３７は、軸方向を板ばね３３および
３４の表面と略垂直とされて板ばね３３および３４によ
り上面および下面を支持されており、レーザビームが透
過できるように内部を中空とされている。ロッド３７
は、中実透明に構成してもよい。

【００４９】このロッド３７の一端である下面には、板
ばね３３の内端部３３ｂを介挿して円筒状で内部を中空
とされた導電部材３９が配設されている。この円筒状部
材である導電部材３９の一端である下面には、透明導電
膜８と電気光学結晶９と反射膜１０とで構成される電圧
情報発生素子１１の一端（上面）が固着されている。電
圧情報発生素子１１の他端（下面）には導電性の探針１
２が導通接続されている。

【００５０】すなわち、導電部材３９の下面には、円盤
状の透明導電膜８の上面が固着されている。この透明導
電膜８の下面には、電気光学結晶９の上面が接着されて
いる。この電気光学結晶９の下面には、反射膜１０が被
着されている。透明導電膜８は導電部材３９により板ば
ね３３と導通接続されており、透明導電膜用端子５を介
してアースされている。

【００５１】また、反射膜１０の下面には探針１２が導
通接続されている。探針１２は、先端部１２ａが鋭利な
くさび形の縦断面形状とされており、この先端部１２ａ
で試料であるＬＳＩの表面の配線を走査する。したがっ
て、探針１２を介して反射膜１０の下面に試料の配線の
電圧が印加される。

【００５２】一方、円筒状部材であるロッド３７の他端
である上面には、導電性の金属からなる移動電極４４が
配設されている。移動電極４４は、中央に孔を有する略
円盤状の形状である。移動電極４４は板ばね３４の内端
部３４ｂの上面に接触しており、移動電極用端子６を介
して外部回路（図３参照）に接続される。

【００５３】さらに、ホルダ３２の上部には略円盤状の
導電部材４６が配設されている。導電部材４６の中央に
はねじ穴４０が穿設されている。このねじ穴４０には導
電性のねじ４１が螺合している。導電部材４６に穿設さ
れたねじ穴４０とねじ４１により固定位置可変手段が構
成されている。

【００５４】ねじ４１の中央には内部をレーザビームが
透過できるように孔４２が穿設されている。ねじ４１の
下部には、移動電極４４と略平行な平面状の固定電極４
９が形成されている。移動電極４４と固定電極４９が対
向することで図３の可変コンデンサＣ₁ を構成してい
る。

【００５５】導電部材４６の右側には固定電極用端子２
０が配設されており、固定電極用端子２０はシールドケ
ース３５の右側面に穿設された孔５０より外部に突出し
ている。固定電極４９は、固定電極用端子２０を介して
外部回路（図３参照）に接続される。

【００５６】シールドケース３５には開閉自在な上蓋５
１が配設されている。この上蓋５１のねじ４１の上部に
は孔５２が穿設されており、レーザビームが透過できる
ようになっている。また、上蓋５１を取り外してねじ４
１を回動させることで、固定電極４９はねじ４１と共に
ロッド３７の軸方向に上下動することができ、固定電極
４９と移動電極４４との距離を可変調整して固定電極４
９を任意の位置に固定できるようになっている。

【００５７】探針１２によって試料を走査して探針１２
が軸方向に変位すると、板ばね３３および３４の弾性に
より移動電極４４が軸方向に移動する。この結果、移動
電極４４と固定電極４９との間隙寸法が変わり、可変コ
ンデンサＣ₁ の値が変化する。

【００５８】本実施例の電圧・変位検出プローブ３１に
よっても、前記第１実施例の電圧・変位検出プローブ１
と同様にして試料の電圧および探針１２の変位を測定す
ることができ、電圧・変位検出プローブ１と同様の効果
を得ることができる。さらに、固定電極４９の固定位置
を可変自在とされているため、移動電極４４と固定電極
４９との間隙寸法をより微細に１０μｍ精度で調整する
ことができる。したがって、探針の変位による容量変化
率ΔＣをより大きくすることができるので変位測定精度
をさらに向上させることができる利点がある。

【００５９】ここで、本発明の第３実施例になる電圧・
変位検出プローブの電極間間隙寸法の調整方法について
次に示す図５および図６の工程図に基づいて説明する。

【００６０】図５（Ａ）において、まず上蓋を取り外し
た電圧・変位検出プローブ３１の上部を固定治具５５に
固定する。このとき、固定電極４４と移動電極４９間の
距離を十分とるように予めねじ４１で調整しておく。５
６は一般に市販されている上下動自在な導電性のステー
ジであり、数μｍ精度で上下動させることが可能であ
る。そして、探針１２の先端をステージ５６に対向させ
た状態で、固定治具５５に固定された電圧・変位検出プ
ローブ３１をステージ５６の上方に離間させて位置させ
る。

【００６１】次に図５（Ｂ）に示すように、導電検査装
置５７を金ワイヤ５８を介して探針１２に、ワイヤ５９
を介してステージ５６に接続した状態で、ステージ５６
をゆっくりと上動させる。探針１２の先端部がステージ
５６に接触すると導通検査装置５７により探針１２とス
テージ５６との導通が検出されるので、この位置でステ
ージ５６の上動をいったん停止し、停止位置を確認して
おく。

【００６２】次に図５（Ｃ）に示すように、停止位置か
らさらにステージ５６を所定距離上動させる。すなわ
ち、所望する電極間距離だけ上動させてステージ５６を
停止する。これにより、探針１２および電圧情報発生素
子１１および導電部材３９およびロッド３７と共に板ば
ね３３および３４が上動付勢され、図示の如く板ばね３
３および３４は弾性変形して撓む。同時に、ロッド３７
上面に配設された移動電極４４が所定距離だけ上動す
る。このとき、固定電極４４と移動電極４９間にはまだ
間隙がある。

【００６３】さらに図５（Ａ）に示すように、導電検査
装置５７をワイヤ５９および６０を介して移動電極用端
子６および固定電極用端子２０に接続した状態で、移動
電極４９が固定電極４４に接近する方向に下動するよう
にねじ４１を回動させる。固定電極４４と移動電極４９
が接触すると導通検査装置５７により両電極４４および
４９の導通が検出されるので、この位置でねじ４４の回
動を停止し、固定電極４９の位置を固定する。

【００６４】そして図５（Ｂ）に示すように、板ばね３
３および３４の付勢方向と逆方向、すなわち下方向にス
テージ５６を上記の所定距離以上下動させる。これによ
り、板ばね３３および３４は上動付勢力を解除されて元
の形状に弾性変形して戻る。したがって、このときの固
定電極４４と移動電極４９の距離は、図５（Ｂ）の状態
から図５（Ｃ）の状態にかけてステージ５６が上動した
距離に等しく調整されている。

【００６５】このように本実施例の電圧・変位検出プロ
ーブの調整方法によれば、ステージ５６の上下動の精度
で固定電極４４と移動電極４９の距離を容易に調整する
ことができる。よって、電極間の間隙寸法をより微細に
１０μｍ精度あるいはそれ以上の精度で調整することが
できて、探針の変位による容量変化率ΔＣをさらに大き
くすることができるので変位測定精度をさらに向上させ
ることができる。このため、試料の配線の微細な凹凸を
観察することができる利点がある。

【００６６】

【発明の効果】上述の如く請求項１および請求項２記載
の発明によれば、固定位置可変手段により固定電極と移
動電極との距離を調整して変位測定用のコンデンサの電
極間距離を小さくすることで、変位測定精度を向上させ
ることができる。したがって、試料の配線の微細な凹凸
を観察することができる特長がある。また、固定位置可
変手段は、移動電極と対向する固定電極の固定位置を円
筒状部材の軸方向に可変自在に構成されているので簡単
な構成とすることができ、軽量化が容易であるため高速
での走査の妨げとなることなく高速測定を行うことがで
きる。

【００６７】また請求項４記載の発明によれば、ステー
ジの上下動精度に応じて固定電極と移動電極間の距離を
調整することができるため、数μｍ精度での調整も行う
ことができるので、変位測定用のコンデンサの電極間距
離を小さくすることで変位測定精度を向上させることが
できる。したがって、試料の配線の微細な凹凸を観察す
ることができる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】第１実施例の板ばね３および４を示す図であ
る。

【図３】第１実施例の探針１２の変位を検出する回路を
示す図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す図（その１）であ
る。

【図６】本発明の第３実施例を示す図（その２）であ
る。

【図７】従来の電圧・変位検出プローブの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１，３１ 電圧・変位検出プローブ ２，３２ ホルダ ３，４，３３，３４ 板ばね ３ａ，３ｂ 外端部 ７，３７ ロッド １１ 電圧情報発生素子 １２ 探針 １４，４４ 移動電極 １９，４９ 固定電極 ３９，４６ 導電部材 ４１ ねじ ５６ ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪田 裕司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 尾崎 一幸 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 梅原 康敏 宮城県仙台市青葉区上愛子字松原48番２ 株式会社アドバンテスト研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/302 H01L 21/66

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダ（２）に外端部（３ａ，３ｂ）を
   固着され、該ホルダ（２）内部に配設された板状の弾性
   部材（３，４）と、 該弾性部材（３，４）の略中心位置に軸方向を該弾性部
   材（３，４）と略垂直に該弾性部材（３，４）により支
   持される中空又は中実透明の円筒状部材（７）と、 試料を走査する導電性の探針（１２）と、 該円筒状部材（７）の一端に一端を固着されると共に該
   探針（１２）に他端を導通接続されており、走査された
   該試料の電圧に応じた情報を発生する電圧情報発生素子
   （１１）と、 該円筒状部材（７）の他端に配設されており、該弾性部
   材（３，４）の弾性変形に応じて該円筒状部材（７）の
   軸方向に移動する移動電極（１４）と、 該移動電極（１４）と対向して配設された固定電極（１
   ９）とを具備し、 該電圧情報発生素子（１１）にレーザビームを照射する
   ことで該電圧情報発生素子（１１）からの情報に基づい
   て該試料の電圧を測定すると共に、該移動電極（１４）
   の移動に伴う該固定電極（１９）と該移動電極（１４）
   との距離の変化に応じて該探針（１２）の変位を測定す
   る構成とされてなる電圧・変位検出プローブ。
2. 【請求項２】 前記固定電極（４９）は、固定位置を前
   記円筒状部材（３７，３９）の軸方向に可変自在に構成
   された固定位置可変手段（４１）に配設されてなること
   を特徴とする請求項１記載の電圧・変位検出プローブ。
3. 【請求項３】 前記固定位置可変手段（４１）は、前記
   ホルダ（３２）に外端部を固着されると共に前記ホルダ
   （３２）内部に配設された導電部材（４６）と螺合する
   ねじ（４１）を前記固定電極（４９）に配設されてなる
   ことを特徴とする請求項２記載の電圧・変位検出プロー
   ブ。
4. 【請求項４】 上下動自在なステージ（５６）の上方に
   請求項２記載の前記電圧・変位検出プローブ（３１）を
   前記探針（１２）の先端を該ステージ（５６）に対向さ
   せて位置させ、 該ステージ（５６）を上動させることで該ステージ（５
   ６）上面に前記探針（１２）の先端を接触させて該ステ
   ージ（５６）を停止し、 該ステージ（５６）をさらに所定距離上動させることで
   前記探針（１２）及び前記電圧情報発生素子（１１）及
   び前記円筒状部材（３７，３９）と共に前記弾性部材
   （３３，３４）を上動付勢して前記弾性部材（３３，３
   ４）を弾性変形させて前記円筒状部材（３７，３９）に
   配設された前記移動電極（４４）を該所定距離上動さ
   せ、 前記固定電極（４９）の位置を前記固定位置可変手段
   （４１）により可変することで前記固定電極（４９）を
   前記移動電極（４４）に接触させて前記固定電極（４
   ９）を固定し、 前記弾性部材（３３，３４）の付勢方向と逆方向に該ス
   テージ（５６）を該所定距離以上下動させることで前記
   固定電極（４９）と前記移動電極（４４）を該所定距離
   だけ離間させ、 前記固定電極（４９）と前記移動電極（４４）との距離
   を調整することを特徴とする電圧・変位検出プローブの
   調整方法。
5. 【請求項５】 前記ステージ（５６）上面と前記探針
   （１２）の先端とを接触させた際の前記ステージ（５
   ６）の停止は、前記ステージ（５６）と前記探針（１
   ２）との導通を検出して行うことを特徴とする請求項４
   記載の電圧・変位検出プローブの調整方法。
6. 【請求項６】 前記固定電極（４９）と前記移動電極
   （４４）とを接触させた際の前記固定電極（４９）の固
   定は、前記固定電極（４９）と前記移動電極（４４）と
   の導通を検出して行うことを特徴とする請求項４記載の
   電圧・変位検出プローブの調整方法。