JP3116772B2 - Ｅｏプローブ - Google Patents
ＥｏプローブInfo
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- JP3116772B2 JP3116772B2 JP07111493A JP11149395A JP3116772B2 JP 3116772 B2 JP3116772 B2 JP 3116772B2 JP 07111493 A JP07111493 A JP 07111493A JP 11149395 A JP11149395 A JP 11149395A JP 3116772 B2 JP3116772 B2 JP 3116772B2
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- electro
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- probe
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- substrate
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路などの超高速
電子回路の内部波形を非接触で測定する際に用いられる
電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥＯ（Electr
o-Optic ）プローブに関するものである。
電子回路の内部波形を非接触で測定する際に用いられる
電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥＯ（Electr
o-Optic ）プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電気光学結晶を微小プローブ
に加工し、電子回路内部の配線からの漏れ電界を検出す
る測定装置がある。図４はこの種の測定装置の一例を示
す要部構成図である。
に加工し、電子回路内部の配線からの漏れ電界を検出す
る測定装置がある。図４はこの種の測定装置の一例を示
す要部構成図である。
【０００３】図において、１はシリンダで、その下端部
にはＥＯプローブ２が取り付けられたプローブホルダ３
が固着されている。４はシリンダ１が内挿される円筒状
のエアガイドで、シリンダ１とエアガイド４の間に空気
を流すことによりシリンダ１を摩擦なく上下に移動させ
ることができるようになっている。５は天秤機構で、秤
の一端がシリンダ１に係合し、ＥＯプローブ２とプロー
ブホルダ３を含むシリンダ１の実効重量を小さく（例え
ば０．１ｇ）している。
にはＥＯプローブ２が取り付けられたプローブホルダ３
が固着されている。４はシリンダ１が内挿される円筒状
のエアガイドで、シリンダ１とエアガイド４の間に空気
を流すことによりシリンダ１を摩擦なく上下に移動させ
ることができるようになっている。５は天秤機構で、秤
の一端がシリンダ１に係合し、ＥＯプローブ２とプロー
ブホルダ３を含むシリンダ１の実効重量を小さく（例え
ば０．１ｇ）している。
【０００４】６はシリンダ１を上下微動させるリニアア
クチュエータで、そのシリンダ１の微動変位は光学式ポ
ジションスケール等（図示せず）で読み取るようにして
ある。８は対物レンズで、上方からのレーザ光および照
明光を集束すると共に下方からの反射光を平行光にす
る。
クチュエータで、そのシリンダ１の微動変位は光学式ポ
ジションスケール等（図示せず）で読み取るようにして
ある。８は対物レンズで、上方からのレーザ光および照
明光を集束すると共に下方からの反射光を平行光にす
る。
【０００５】ＥＯプローブ２の先端部分は図５に示すよ
うにＥＯ結晶２１の底端面に誘電体多層膜２２が取り付
けられている。レーザ光はこの誘電体多層膜２２で全反
射し、位置合わせ用の照明光はＥＯ結晶２１と誘電体多
層膜２２を通過して被測定対象のウエハ７の表面で反射
する。
うにＥＯ結晶２１の底端面に誘電体多層膜２２が取り付
けられている。レーザ光はこの誘電体多層膜２２で全反
射し、位置合わせ用の照明光はＥＯ結晶２１と誘電体多
層膜２２を通過して被測定対象のウエハ７の表面で反射
する。
【０００６】このような構成において電気光学サンプリ
ング測定を行う場合はＥＯプローブ２とウエハ７との接
触点を基準に間隙（ギャップ）を定める。その場合ウエ
ハ側は動かさずＥＯプローブ２をウエハ７の表面に接触
させた後所定のギャップ分（指定量）だけ上方に移動さ
せることにより位置決めを行っている。
ング測定を行う場合はＥＯプローブ２とウエハ７との接
触点を基準に間隙（ギャップ）を定める。その場合ウエ
ハ側は動かさずＥＯプローブ２をウエハ７の表面に接触
させた後所定のギャップ分（指定量）だけ上方に移動さ
せることにより位置決めを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定装置では、シリンダの摩擦によるヒステリシス
等を軽減するために空気軸受けと天秤機構を導入してお
り、また変位は光学式ポジションスケール等で読み取る
構造となっており、装置の構成が複雑であるという欠点
がある。また、構造上シリンダ部分の固有振動数は低く
なるため、外部振動の影響を受けないように、カットオ
フ周波数がシリンダ部の固有振動数に比べて十分に低
い、高級な防振台を使用する必要があった。
うな測定装置では、シリンダの摩擦によるヒステリシス
等を軽減するために空気軸受けと天秤機構を導入してお
り、また変位は光学式ポジションスケール等で読み取る
構造となっており、装置の構成が複雑であるという欠点
がある。また、構造上シリンダ部分の固有振動数は低く
なるため、外部振動の影響を受けないように、カットオ
フ周波数がシリンダ部の固有振動数に比べて十分に低
い、高級な防振台を使用する必要があった。
【０００８】本発明の目的は、このような欠点を解消す
るもので、ウエハ表面への接触を正確・高感度に検知す
ることのできるＥＯプローブを提供することにある。
るもので、ウエハ表面への接触を正確・高感度に検知す
ることのできるＥＯプローブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、被測定対象に接触させた後所定量
だけ離して前記被測定対象の内部波形を非接触で測定す
るための、電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥ
Ｏプローブであって、水晶またはシリコン基板に天秤構
造の梁を形成し、この梁の一端に電気光学効果を有する
ＥＯ素子を取り付けると共に梁の他端にバランサを取り
付け、基板上に被測定対象へ接触したときの梁の傾きを
検出する傾き検出手段を設けた構造としたことを特徴と
する。
るために本発明では、被測定対象に接触させた後所定量
だけ離して前記被測定対象の内部波形を非接触で測定す
るための、電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥ
Ｏプローブであって、水晶またはシリコン基板に天秤構
造の梁を形成し、この梁の一端に電気光学効果を有する
ＥＯ素子を取り付けると共に梁の他端にバランサを取り
付け、基板上に被測定対象へ接触したときの梁の傾きを
検出する傾き検出手段を設けた構造としたことを特徴と
する。
【００１０】
【作用】基板に切り込み部を入れて天秤構造の梁を形成
し、この梁の一端にＥＯ素子を取り付ける。梁の他端に
はカウンタウェイトとして実質上ＥＯ素子と同質量のバ
ランサを取り付ける。これにより被測定対象への接触圧
を小さくすることができる。さらに、基板上にＥＯ素子
の傾きを検出する傾き検出手段を配設し、ＥＯ素子が被
測定対象に接触したことを検出する。傾き検出手段とし
ては、歪ゲージを用いて支持部のねじれを検出する方式
と静電容量の変化により傾きを検出する方式がある。歪
ゲージを用いる方式は支持部に歪ゲージを設け歪の量に
よりＥＯ素子の傾きを検出する。静電容量式は基板と基
板に対向する天板に電極を取り付けてコンデンサを形成
しておき、梁の傾きを静電容量の変化で検出する。
し、この梁の一端にＥＯ素子を取り付ける。梁の他端に
はカウンタウェイトとして実質上ＥＯ素子と同質量のバ
ランサを取り付ける。これにより被測定対象への接触圧
を小さくすることができる。さらに、基板上にＥＯ素子
の傾きを検出する傾き検出手段を配設し、ＥＯ素子が被
測定対象に接触したことを検出する。傾き検出手段とし
ては、歪ゲージを用いて支持部のねじれを検出する方式
と静電容量の変化により傾きを検出する方式がある。歪
ゲージを用いる方式は支持部に歪ゲージを設け歪の量に
よりＥＯ素子の傾きを検出する。静電容量式は基板と基
板に対向する天板に電極を取り付けてコンデンサを形成
しておき、梁の傾きを静電容量の変化で検出する。
【００１１】
【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明に係るＥＯプローブの一実施例を示す構成
図である。図において、３０はシリコンあるいは水晶な
どの基板で、ここに切り込み部３１，３２を設け天秤構
造の梁を形成する。３３は小判形の梁であり、梁の中央
は回転中心の支持部３４ａ，３４ｂで支持されている。
梁３３の一端には図１の(b) に示すようにＥＯ素子３５
が取り付けられ、他端にはカウンタウエイト用として実
質上ＥＯ素子と同質量のバランサ３６が取り付けられ
る。梁３３の傾きは傾き検出手段によって検出される。
図１は本発明に係るＥＯプローブの一実施例を示す構成
図である。図において、３０はシリコンあるいは水晶な
どの基板で、ここに切り込み部３１，３２を設け天秤構
造の梁を形成する。３３は小判形の梁であり、梁の中央
は回転中心の支持部３４ａ，３４ｂで支持されている。
梁３３の一端には図１の(b) に示すようにＥＯ素子３５
が取り付けられ、他端にはカウンタウエイト用として実
質上ＥＯ素子と同質量のバランサ３６が取り付けられ
る。梁３３の傾きは傾き検出手段によって検出される。
【００１２】図２は支持部３４ａの拡大図で、傾き検出
手段として歪ゲージを用いた場合の構成例である。３７
ａは支持部３４ａ表面に取り付けられた歪ゲージであ
り、天秤が回転したときの支持部の歪を検出する。同様
に支持部３４ｂにも歪ゲージ３７ｂが設けられている。
歪ゲージとしては、基板３０が絶縁物の場合は金属ある
いはシリコンなどを蒸着して製作し、基板３０がシリコ
ンなどの半導体の場合は拡散ゲージを使用する。
手段として歪ゲージを用いた場合の構成例である。３７
ａは支持部３４ａ表面に取り付けられた歪ゲージであ
り、天秤が回転したときの支持部の歪を検出する。同様
に支持部３４ｂにも歪ゲージ３７ｂが設けられている。
歪ゲージとしては、基板３０が絶縁物の場合は金属ある
いはシリコンなどを蒸着して製作し、基板３０がシリコ
ンなどの半導体の場合は拡散ゲージを使用する。
【００１３】歪ゲージの変化を検出するために、基板３
０上に形成された２個のアクティブゲージ（３７ａ，３
７ｂ）と基板３０上で歪の生じない部分に設けられた２
個のダミーゲージ（図示せず）でブリッジを構成し、ブ
リッジ出力により歪を検出する。ブリッジ出力は、天秤
の回転角、換言すればＥＯ素子３５が傾いたときの変位
に対応しており、ＥＯ素子３５の下面がウエハ表面に接
触して傾いたときの変位をブリッジ出力から検出するこ
とができる。
０上に形成された２個のアクティブゲージ（３７ａ，３
７ｂ）と基板３０上で歪の生じない部分に設けられた２
個のダミーゲージ（図示せず）でブリッジを構成し、ブ
リッジ出力により歪を検出する。ブリッジ出力は、天秤
の回転角、換言すればＥＯ素子３５が傾いたときの変位
に対応しており、ＥＯ素子３５の下面がウエハ表面に接
触して傾いたときの変位をブリッジ出力から検出するこ
とができる。
【００１４】ＥＯプローブをこのような天秤構造にすれ
ば、固有振動数が高く（すなわち外部振動の影響を受け
にくい）、低接触圧の接触検知センサを作製することが
できる。
ば、固有振動数が高く（すなわち外部振動の影響を受け
にくい）、低接触圧の接触検知センサを作製することが
できる。
【００１５】図３は他の実施例図で、同図(a) は基板部
の上面図、同図(b) は側面図である。本実施例のもの
は、ＥＯ素子３５がウエハ表面に接触して傾いたときの
変位を静電的に検出する傾き検出手段を用いたＥＯプロ
ーブである。図１と異なるところは、支持部３４ａ，３
４ｂに歪ゲージはなく、スペーサ４１を挟んで天板４２
が基板３０に平行に取り付けられ、天秤の回転中心の両
側に電極４３，４４を設けると共に、天板４２の対向面
に電極４５，４６を設けて、２つのコンデンサを形成し
た点である。
の上面図、同図(b) は側面図である。本実施例のもの
は、ＥＯ素子３５がウエハ表面に接触して傾いたときの
変位を静電的に検出する傾き検出手段を用いたＥＯプロ
ーブである。図１と異なるところは、支持部３４ａ，３
４ｂに歪ゲージはなく、スペーサ４１を挟んで天板４２
が基板３０に平行に取り付けられ、天秤の回転中心の両
側に電極４３，４４を設けると共に、天板４２の対向面
に電極４５，４６を設けて、２つのコンデンサを形成し
た点である。
【００１６】２つのコンデンサの容量をＣ1 とＣ2 とす
ると、ＥＯ素子３５がウエハ表面に接触して傾いたとき
の天秤の微小回転角度Δθは、 Δθ＝Ａ（Ｃ1 −Ｃ2 ）／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ） ただし、Ａは比例定数 または Δθ≒Ｂ（Ｃ1 −Ｃ2 ） ただし、Ｂは比例定数 として求められる。
ると、ＥＯ素子３５がウエハ表面に接触して傾いたとき
の天秤の微小回転角度Δθは、 Δθ＝Ａ（Ｃ1 −Ｃ2 ）／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ） ただし、Ａは比例定数 または Δθ≒Ｂ（Ｃ1 −Ｃ2 ） ただし、Ｂは比例定数 として求められる。
【００１７】なお、本発明は実施例に限定されるもので
はなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜の変形や
材料の変更が許される。例えば、図１や図３に示す基板
３０として、ＥＯ効果のあるGaAs，LiNb2O3 ，LiTa2O3
などの単結晶を使用すれば、天秤構造にＥＯ素子を貼り
つけたりする手間が省け、感度の高いセンサを製作する
ことができる。また、マイクロマシン技術を用いて製作
すれば天秤部の形状を容易に任意の形状に作ることがで
きる。
はなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜の変形や
材料の変更が許される。例えば、図１や図３に示す基板
３０として、ＥＯ効果のあるGaAs，LiNb2O3 ，LiTa2O3
などの単結晶を使用すれば、天秤構造にＥＯ素子を貼り
つけたりする手間が省け、感度の高いセンサを製作する
ことができる。また、マイクロマシン技術を用いて製作
すれば天秤部の形状を容易に任意の形状に作ることがで
きる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｅ
Ｏプローブのウエハ表面への接触を正確・高感度に検知
することができると共に、固有振動数が高く（すなわち
外部振動の影響を受けにくく）、低接触圧で接触を検知
できるＥＯプローブを容易に実現することができる。
Ｏプローブのウエハ表面への接触を正確・高感度に検知
することができると共に、固有振動数が高く（すなわち
外部振動の影響を受けにくく）、低接触圧で接触を検知
できるＥＯプローブを容易に実現することができる。
【図１】本発明に係るＥＯプローブの一実施例を示す要
部構成図
部構成図
【図２】歪ゲージ部の拡大図
【図３】本発明の他の実施例図
【図４】従来の電圧測定装置の一例を示す要部構成図
【図５】ＥＯプローブ部の構成図である。
３０ 基板 ３１，３２ 切り込み部 ３３ 梁 ３４ａ，３４ｂ 支持部 ３５ ＥＯ素子 ３６ バランサ ３７ａ，３７ｂ 歪ゲージ ４１ スペーサ ４２ 天板 ４３，４４，４５，４６ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 満弘 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 山崎 勉 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 林 尚典 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 審査官 関根 洋之 (56)参考文献 特開 平３−18780（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−350568（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72299（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/24 G01R 31/28 - 31/3193 H01L 21/66
Claims (3)
- 【請求項１】被測定対象に接触させた後所定量だけ離し
て前記被測定対象の内部波形を非接触で測定するため
の、電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥＯプロ
ーブであって、 水晶またはシリコンの基板に天秤構造の梁を形成し、こ
の梁の一端に電気光学効果を有するＥＯ素子を取り付け
ると共に梁の他端にバランサを取り付け、基板上に被測
定対象へ接触したときの梁の傾きを検出する傾き検出手
段を設けた構造としたことを特徴とするＥＯプローブ。 - 【請求項２】前記傾き検出手段は、前記天秤構造の梁の
支持部に設けられ支持部のねじれを測定するための歪ゲ
ージと前記基板上に設けられたダミーの歪ゲージをブリ
ッジ接続し、このブリッジの出力により前記梁の傾きを
検出することができるように構成したことを特徴とする
請求項１記載のＥＯプローブ。 - 【請求項３】被測定対象に接触させた後所定量だけ離し
て前記被測定対象の内部波形を非接触で測定するため
の、電気光学効果を有する電気光学材料を含むＥＯプロ
ーブであって、 水晶またはシリコンの基板に天秤構造の梁を形成しこの
梁の一端には電気光学効果を有するＥＯ素子を他端には
バランサをそれぞれ取り付けると共に、 前記基板に平行に天板を取り付けこの天板と基板との対
向面に電極を取り付けてコンデンサを形成しこのコンデ
ンサの静電容量の変化により前記梁の傾きを検出する傾
き検出手段を設けた構造としたことを特徴とするＥＯプ
ローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07111493A JP3116772B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | Ｅｏプローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07111493A JP3116772B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | Ｅｏプローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304474A JPH08304474A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3116772B2 true JP3116772B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=14562680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07111493A Expired - Fee Related JP3116772B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | Ｅｏプローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116772B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5188024B2 (ja) | 2006-02-09 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 揺動体装置、電位測定装置、及び光偏向装置 |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP07111493A patent/JP3116772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08304474A (ja) | 1996-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |