JP5435228B2 - 電磁界分布測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線板やLSI近傍の電磁界分布を測定する電磁界分布測定装置に関する。
本出願は、2007年6月29日に出願された日本国特許出願2007−171953を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本出願は、2007年6月29日に出願された日本国特許出願2007−171953を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
電子機器が動作する際、意図されていない電磁界が発生し、その電磁界が電磁雑音として他の電子機器に障害を与えることがある。このような現象は、「電磁障害(EMI:Electromagnetic Interference)」と呼ばれている。この電磁障害による事故の発生を防止するために、国や地域ごとに電磁雑音に関する規制が設けられている。代表的なものとして、情報処理装置等電波障害自主規制協議会(VCCI:Voluntary Control Council for Interference by Information Technology Equipment)による自主規制がある。
電磁障害を防止するためには、電子機器の設計段階で、電磁雑音の発生箇所を特定し、電磁雑音の発生メカニズムを解明することが重要である。そのためには、ICやプリント配線板(PWB:Printed Wiring Board)などのコンポーネントから漏洩する電磁界を、高い空間分解能で測定することが有効である。その際に用いられる装置として、「電磁界分布測定装置」が知られている(例えば、特開平4−230874号公報参照)。電磁界分布測定装置は、電磁界プローブをPWBやLSIパッケージ近傍で走査し、その近傍の電磁界分布を測定する。これとは逆に、電磁障害に弱い箇所を特定するために電磁界プローブから電磁界を照射する装置も知られている(例えば、特開2006−3135号公報参照)。
図1は、一般的な電磁界分布測定装置を示している。供試体100は、ステージ1上に設置される。電磁界プローブ2は、走査装置3に結合されている。走査装置3は、X軸駆動部、Y軸駆動部、及びZ軸駆動部を備えており、電磁界プローブ2をXYZ方向に走査することができる。これにより、電磁界プローブ2は供試体100から放射される電磁界を測定することができる。電磁界プローブ2の出力をスペクトラムアナライザで解析することにより、電磁界マップが作成される。その電磁界マップの中から信号の強弱に対応する箇所を抽出することにより、電磁雑音の発生箇所や伝搬経路についての情報を得ることができる。尚、電磁界プローブ2を回転させる機能を付加した電磁界分布測定装置も考えられる。
電磁雑音の測定方法に関しては、国際電気標準会議(IEC:International Electrotechnical Commission)により、TS(Technical Specification)としてIEC61967−3が提供されている。IEC61967−3によれば、LSIチップ上での精密な測定を行うため、数十μmの単位で測定位置を管理することが要求される。このような高い空間分解能で電磁雑音を測定するには、電磁界プローブ2の位置を正確に制御し、“位置ずれ”を無くすことが重要である。
更に空間分解能を高めるために、近年、電磁界プローブ2自体が微細化されてきている。例えば、特許第3102420号に記載されているように、微細半導体プロセスを用いることにより、10μm程度の空間分解能を有する微小な電磁界プローブが開発されている。その場合、電磁界プローブ2の先端の位置と測定対象物の位置とを、10μm以下の精度で合わせる必要がある。微小振動による位置ずれを防止するために、図1に示されるように、電磁界分布測定装置全体が防振台4に載せられる場合もある。
電磁界プローブ2は、精密な取り付け治具を用いることにより、電磁界分布測定装置に装着される。しかしながら、上述のように電磁界プローブ2が微細化されるにつれ、その電磁界プローブ2を所望の取り付け位置に装着することが困難になってきている。電磁界プローブ2自体の製造公差が要求される空間座標に関する精度に比べて相対的に大きくなり、その取り付け位置をマイクロメートルオーダーで制御することが困難になってきている。その結果、電磁界分布測定装置の機械座標だけでは、電磁界プローブ2の位置を測定対象の座標に正確に合わせることが困難になってきている。
電磁界プローブ2の位置を測定対象の座標に正確に合わせるために、図1に示される電磁界分布測定装置には、カメラ5が搭載されている。オペレータは、このカメラ5を用いることによって供試体100及び電磁界プローブ2の画像を取得し、電磁界プローブ2が供試体100上の所望の位置にあるかどうかを確認することができる。
図2Aは、供試体100から照射される電磁界の測定操作を説明するための概略図である。例として、プリント配線板110とその上に形成された配線120を有する供試体100を考える。プリント配線板110は、一般的に、ガラスエポキシなどの材料で製作される。配線120は、Y方向に沿って形成されている。電磁界プロープ2は、供試体100の配線120上に配置される。この電磁界プローブ2は、先端にプローブヘッド6を有している。
図2Bは、電磁界プローブ2のプローブヘッド6及び供試体100の断面を概略的に示している。電磁界プローブ2は、例えばIEC61967−6で規定される磁界プローブであり、そのプローブヘッド6は多層基板で製作される。この時、磁界を電圧、電流、歪などに変換して出力する磁界検出部6Aは、プローブヘッド6の多層基板の内層に形成されることが多い。その場合、磁界検出部6Aを外部から視認することはできない。
通常、配線120を測定対象として電磁界測定を行う場合、配線120の真上付近の電磁界が強く、また、配線120の中心に対して対称的に電磁界分布が形成される。そのため、配線120の中心と磁界検出部6Aの中心を一致させるための校正を行うのが便利である。但し、校正のための基準点は配線120の中心である必要は必ずしもなく、測定の目的に拠って決定される。ここでは、簡単のため、配線120の中心と磁界検出部6Aの中心とを合わせる操作を説明する。上述の通り、磁界検出部6Aがプローブヘッド6の多層基板中に内蔵されている場合、その磁界検出部6Aを外部から視認することはできない。その場合、配線120の中心と磁界検出部6Aの中心とを合わせるために、次の操作が考えられる。
まず、図2Cに示されるように、プローブヘッド6の外形のエッジが配線120のエッジと揃うように位置調整が行われる。この時、位置調整は、カメラ5を用いることにより視覚的に行われる。つまり、オペレータは、プローブヘッド6のエッジの機械座標X1が配線120のエッジの機械座標X2に一致することを、カメラ5で得られる画像に基づいて確認する。
一方で、プローブヘッド6のエッジから磁界検出部6Aの中心までの距離がΔX1であり、配線120のエッジからその中心までの距離がΔX2であるとする。典型的には、磁界検出部6Aはプローブヘッド6の中心線上に形成されるように設計されており、距離ΔX1はプローブヘッド6の外形の計測から算出可能である。また、距離ΔX2は、配線120の幅の実測値から把握することができる。
図2Cで示された位置調整が行われた時点で、配線120の中心線に対する磁界検出部6Aの中心線のオフセット値ΔXdは、ΔX1−ΔX2である。従って、上述の位置調整後、プローブヘッド6の位置をオフセット値ΔXdだけ補正すれば、原理的には、磁界検出部6Aの中心線を配線120の中心線と一致させることができる。
以上に説明されたように、カメラ5を用いることによって、電磁界プローブ2の磁界検出部6Aと配線120との位置合わせが原理的には可能である。尚、図2Bに示されるように、カメラ5は、プローブヘッド6と配線120を斜めの位置から撮影する。それは、プローブヘッド6と供試体100との間の距離ΔZm(図2C参照)が1mm以下であり、カメラ5をその空隙に挿入することができないからである。半導体チップ上で測定が行われる場合には、空間分解能を極限まで高める必要があるため、距離ΔZmを1μm以下にとることもある。
本願発明者は、次の点に着目した。すなわち、カメラ5を用いた上述の手法では、磁界検出部6Aと測定対象である配線120との間の位置合わせに誤差が発生する可能性がある。
誤差の1つの要因は、微細なプローブヘッド6の加工精度である。プローブヘッド6がプリント配線板やセラミック基板で製作される場合、その基板のエッジを高精度で削ることは困難である。材質によっては、基板表面の粗さは数十〜数百μmとなる。従って、プローブヘッド6のエッジを視認しながら位置合わせを行う際に誤差が発生し得る。
また、磁界検出部6Aがプローブヘッド6の中心軸上に形成されていれば上述の距離ΔX1の算出は比較的容易であるが、設計上・製造上の理由により、図2Cに示されるように磁界検出部6Aが中心軸からずれる場合もある。つまり、磁界検出部6Aの製造位置が設計位置からずれる可能性がある。その場合には、X線などを用いた特殊な方法で距離ΔX1を算出する必要があり、これも誤差の要因となる。
更に、上述の通り、カメラ5は、プローブヘッド6と配線120を斜めの位置から撮影する。従って、画像の鮮明さやプローブヘッド6と配線120との間の距離(ΔZm)の大きさ等により、位置合わせの誤差が増大する。特に、その距離を十分に小さくできない場合には、プローブヘッド6のエッジの座標X1が配線120のエッジの座標X2に一致することを視覚的に確認することが困難になる。
本発明の1つの目的は、電磁界プローブと測定対象との間の空間的な位置合わせの精度を向上させることができる技術を提供することにある。
本発明の一実施の形態において、電磁界分布測定装置は、電磁界分布を測定する電磁界プローブと、電磁界プローブを配線近傍で走査する走査装置と、配線の座標に対する電磁界プローブの座標のオフセット値を算出するデータ処理装置とを備える。データ処理装置は、測定された電磁界分布中の特徴点を抽出し、抽出された特徴点の座標に基づいてオフセット値を算出する。
このように、プローブヘッドのエッジの座標と配線のエッジの座標とを、視覚的に合わせる必要がない。従って、上述の誤差の影響が無くなる。すなわち、オフセット値を正確に算出し、電磁界プローブと測定対象との間の空間的な位置合わせの精度を向上させることが可能となる。
更に、プローブヘッドや配線のエッジを視認する必要がない。従って、プローブヘッドや配線のいずれかが視覚的に確認できない場合であっても、位置合わせを高い精度で行うことが可能である。例えば、配線が供試体の内層に存在している場合であっても、本発明を適用することが可能である。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電磁界分布測定装置を説明する。
1.第1の実施の形態
1−1.構成
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示す全体図である。この電磁界分布測定装置10は、ステージ11、防振台12、ガイドレール13、アーム14、測定アーム15、電磁界プローブ20、X軸駆動部31、Y軸駆動部32、及びZ軸駆動部33を備えている。供試体100は、ステージ11上に設置される。微小振動による電磁界プローブ20の位置ずれを防止するために、装置全体が防振台12に載せられている。
1−1.構成
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示す全体図である。この電磁界分布測定装置10は、ステージ11、防振台12、ガイドレール13、アーム14、測定アーム15、電磁界プローブ20、X軸駆動部31、Y軸駆動部32、及びZ軸駆動部33を備えている。供試体100は、ステージ11上に設置される。微小振動による電磁界プローブ20の位置ずれを防止するために、装置全体が防振台12に載せられている。
電磁界プローブ20は、供試体100近傍の電磁界分布を測定するための部品であり、電磁界分布測定装置10に装着されている。X軸駆動部31、Y軸駆動部32、及びZ軸駆動部33は精密な駆動部品であり、電磁界プローブ20をXYZ方向に走査することができる。具体的には、X軸駆動部31は、ガイドレール13に沿ってX軸方向に移動する。アーム14はX軸駆動部31に固着されており、Y軸駆動部32はそのアーム14上でY軸方向に移動する。測定アーム15はY軸駆動部32に固着されており、Z軸駆動部33はその測定アーム15上でZ軸方向に移動する。電磁界プローブ20は、測定アーム15の軸に沿って、Z軸駆動部33に装着されている。これにより、電磁界プローブ20を、供試体100上の所望の位置に移動させることができる。電磁界プローブ20の機械的な座標は、X軸駆動部31、Y軸駆動部32、及びZ軸駆動部33によって得られる。
図4Aは、本実施の形態に係る電磁界プローブ20の一例を示している。特に、図4Aは、LSI極近傍で電磁界測定を行う目的で開発された磁界プローブ20Aの例を示している。磁界プローブ20Aは、プローブヘッド21を有している。プローブヘッド21は、接続部22を介して同軸ケーブル23の一端に装着されている。同軸ケーブル23の他端はコネクタ24に接続されている。一般に、電磁界プローブは電磁界を電圧、電流、歪、光などに変換して出力する方式が考えられる。図4Aに示す例では、プローブヘッド21内部にある磁界検出部21Aにより、磁界により誘起される電圧を検出する。このような磁界プローブ20Aは1MHzを超える高周波帯での測定に使われることが多い。
図4Bは、プローブヘッド21に含まれる磁界検出部21Aの構造の一例を示している。磁界検出部21Aは、磁界ループ29により構成されている。具体的には、プローブヘッド21の内部に、第1導体層25、第2導体層26、及び第3導体層27が形成されており、それら導体層25〜27はビア28で互いに接続されている。図4Bに示されるように、導体層25〜27は、電界シールド型の磁界ループ29を形成している。この磁界ループ29が、磁界検出部21Aを構成している。尚、製造プロセスの都合上、磁界ループ29をプローブヘッド21の幾何学的中心に形成することができない場合がある。その場合、プローブヘッド21の外形に対して非対称な位置に磁界ループ29があるため、磁界検出部21Aの中心をプローブヘッド21の外形寸法から精密に算出することはできない。
図4A及び図4Bで示された磁界プローブ20Aは、ループ型の小型磁界プローブであり、高い指向性と空間分解能を有する。磁界プローブ20Aは、供試体100に対して垂直に設置される。また、プローブヘッド21の磁界ループ29の辺が測定対象の配線と平行になるように、磁界プローブ20Aは設置される。その磁界ループ29からの出力が同軸ケーブル23を介して伝送される。このような磁界プローブ20Aを用いることにより、高い空間分解能で、高い周波数帯まで電磁界分布を測定することが可能である。
図5は、本実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示すブロック図である。電磁界分布測定装置10は、電磁界プローブ20(磁界プローブ20A)、走査装置30、測定器40、アンプ41、及びデータ処理装置50を備えている。
走査装置30は、上述のX軸駆動部31、Y軸駆動部32、及びZ軸駆動部33を有している。走査装置30は、更に、X軸ドライバ34、Y軸ドライバ35、Z軸ドライバ36、及びコントローラ37を有している。コントローラ37は、データ処理装置50から電磁界プローブ20の座標に関するデータを受け取る。コントローラ37は、受け取った座標データに応じて、ドライバ34〜36により駆動部31〜33を駆動する。これにより、電磁界プローブ20が走査される。
電磁界プローブ20は、供試体100から放射される電磁界を検出する。電磁界プローブ20の出力は、アンプ41を通して測定器40に入力される。測定器40は、電磁界プローブ20の出力を測定し、測定結果をデータ処理装置50に送る。測定器40は、例えばスペクトラムアナライザやオシロスコープである。
データ処理装置50は、測定器40から送られる電磁界プローブ20の出力に基づいて、供試体100近傍の電磁界分布を示す電磁界マップを作成することができる。その電磁界マップの中から信号の強弱に対応する箇所を抽出することにより、電磁雑音の発生箇所や伝搬経路についての情報を得ることができる。更に、本実施の形態に係るデータ処理装置50は、測定対象の座標に対する電磁界プローブ20の座標の「オフセット値」を算出する機能を有している。
具体的には、図5に示されるように、データ処理装置50は、座標制御器51、GPIBインタフェース52、電磁界分布描画器53、分布解析器54、及び補正値計算器55を有している。測定器40は、GPIBインタフェース52を介してデータ処理装置50に接続されている。電磁界分布描画器53は、GPIBインタフェース52を通して、測定器40から測定結果を受け取る。そして、電磁界分布描画器53は、受け取った測定結果に基づいて電磁界分布を作成し描画する。
分布解析器54は、作成された電磁界分布を解析する。より詳細には、分布解析器54は、電磁界分布を解析することにより、その電磁界分布中の特徴点を抽出する。特徴点としては、電磁界分布中のピーク点(極大点)、極小点、変曲点等が挙げられる。そして、分布解析器54は、抽出された特徴点の位置(座標)を補正値計算器55に出力する。
補正値計算器55は、抽出された特徴点の座標と、配線の設計を示す配線設計情報DATを受け取る。そして、補正値計算器55は、受け取った特徴点の座標と配線設計情報DATに基づいて、オフセット値(補正値)を算出する。算出されたオフセット値は、座標制御器51に出力される。座標制御器51は、算出されたオフセット値に応じた座標制御信号を、走査装置30のコントローラ37に送る。走査装置30は、その座標制御信号に基づいて、電磁界プローブ20の座標をオフセット値分だけ補正することができる。
1−2.オフセット算出
以下、分布解析器54と補正値計算器55によるオフセット算出処理を、より詳しく説明する。簡単のため、磁界プローブ20AによってX軸方向の磁界分布が得られ、磁界プローブ20AのX座標のオフセット値が算出される場合を考える。磁界ループ29は、配線120の周辺の磁界のうち、X成分のみを測定する向きに設置されている。
以下、分布解析器54と補正値計算器55によるオフセット算出処理を、より詳しく説明する。簡単のため、磁界プローブ20AによってX軸方向の磁界分布が得られ、磁界プローブ20AのX座標のオフセット値が算出される場合を考える。磁界ループ29は、配線120の周辺の磁界のうち、X成分のみを測定する向きに設置されている。
図6Aにおいて、供試体100は、プリント配線板110と、そのプリント配線板110上に形成された配線120及びグランド線130を有している。配線120とグランド線130は、マイクロストリップライン構造を形成している。配線120は、製品の配線であり、電磁界分布の測定対象である。磁界プローブ20Aのプローブヘッド21は、この配線120近傍で動かされる。本例では、プローブヘッド21は、Y座標及びZ座標が一定に保たれたまま、X軸方向に沿って所定の間隔で走査される。このとき測定されるX軸方向の磁界分布は、図6Bのようになる。
図6Bにおいて、横軸は磁界プローブ20A内の磁界ループ29の測定上の座標Xを表し、縦軸は規格化された磁界強度Hを表す。ここでは、測定器40として、一般的なスペクトラムアナライザが使用されているとする。スペクトラムアナライザが使用される場合、測定値は周波数分解された振幅(絶対値)として得られるが、図6Bでは、座標Xを変えながら測定されたある一つの周波数スペクトラムの振幅がグラフ化されている。縦軸の値は、磁界分布の最大値を基準にして規格化されている。また、測定座標Xは、磁界ループ29の中心軸上で定義されているとする。更に、ここではオフセット値の算出方法を簡潔に説明するために、磁界分布が最大となる測定座標Xを便宜上0で表している。実際には、ステージ11上の任意の位置に磁界ループ29を設置して測定座標Xの原点(X=0)として選ぶことが多く、磁界分布が最大となる機械座標Xは原点と異なることもある。ここでいう機械座標はX軸駆動部が持つ機械的な原点を基準とした座標である。測定座標の原点と機械原点が一致しない場合もあるが、ここでは簡単のために測定原点と機械原点が一致するとしている。
図6Bに示されるように、磁界分布は、ピーク点E1において極大値をとり、また、その磁界分布の形状はピーク点E1を挟んで対称となる。ピーク点(極大点)E1は、磁界ループ29の中心と配線120の中心が一致したときに相当する。すなわち、磁界ループ29の中心と配線120の中心が一致する場合に、磁界プローブ20Aの出力は最大となる。磁界分布の形状は、配線120の中心に対して対称的になる。
データ処理装置50の分布解析器54は、図6Bで示される磁界分布を解析し、上記ピーク点E1を特徴点として抽出する。ピークを検出する最も簡単な方法は、直前の値との差分を調べることである。その場合、ピークを示す座標の前後では計算された差分の符号が変わることを利用すればよい。周囲ノイズが多い場合など、図6Bで示された曲線が数値処理を施すには十分に滑らかではないことも考えられる。その場合には、例えば、平滑化微分法や多項式近似による方法をあわせて用いることにより、ピークの座標を検出することが可能となる。
分布解析器54は、検出されたピーク点E1に対応する磁界ループ29の中心の座標X1clを得る。つまり、磁界分布が極大値をとるときの座標X1cl(図6Bの例では0)が算出される。この座標X1clは、配線120内の中心に対応する「第1基準座標」である。算出された座標X1clは、補正値計算器55に出力される。
補正値計算器55は、配線設計情報DATと供試体100をステージ11上に固定する際の基準位置の情報から、測定対象の配線120の中心の座標X2clを算出する。この座標X2clは、配線120内の「第2基準座標」である。この座標X2cl(第2基準座標)と上述の座標X1cl(第1基準座標)との差が、配線120の座標に対する磁界プローブ20Aの座標のオフセット値ΔXdである(図6A参照)。従って、補正値計算器55は、式:ΔXd=X2cl−X1clから、オフセット値ΔXdを算出する。
算出されたオフセット値ΔXdが、座標制御器51に送られ、磁界プローブ20Aの位置補正に用いられる。磁界プローブ20Aをある測定対象の座標Xeutに移動させたい場合には、座標制御器51は、Xmech=Xeut+ΔXdで与えられる座標Xmechに磁界プローブ20Aを移動させるように走査装置30に対して指示を出せばよい。
また、図6Aで示されたように、配線120とグランド線130がマイクロストリップライン構造を形成している場合、図6Bに示されるように、磁界分布は、ピーク点E1の両側に2つの極小点E2、E3を対称的に有する。極小点E2、E3周辺ではピーク点E1周辺よりも磁界分布の形が先鋭であることが多いため、極小点E2、E3は抽出しやすい。従って、これら極小点E2、E3が特徴点として用いられてもよい。
その場合、分布解析器54は、磁界分布から、ピーク点E1を挟む2つの極小点E2、E3を抽出する。極小点E2,E3を検出する方法としては、先に述べた差分を調べる方法などが考えられる。それら2つの極小点E2、E3に対応する磁界ループ29の中心の座標は、それぞれXmr、Xmlであるとする。分布解析器54は、それら座標XmrとXmlの中間座標、すなわち、座標XmrとXmlの平均値を計算する。その中間座標(Xmr+Xml)/2は、ピーク点E1の座標X1clと一致する。従って、算出された中間座標が、座標X1clとして補正値計算器55に出力される。極小点E2、E3の抽出が容易である場合には、高い精度で座標X1clを求めることができる。
尚、図6Bではスペクトラムアナライザで位相成分を測定しない場合の測定結果が表示されているため、分布曲線の符号は全て正である。しかしながら、実際には、配線120上で磁界プローブ20AをX方向に走査した場合、磁界のX成分の向きは途中で反転する。従って、オシロスコープ等の波形測定器で磁界プローブ20Aの出力波形が直接測定された場合、例えば図6Cに示されるグラフが得られる。図6Cでは、分布曲線とH=0との2つの交差点が、図6Bにおける極小点E2、E3に相当する。従って、それら2つの交差点を特徴点として抽出することにより、ピーク点E1に相当する座標X1clを算出してもよい。
また、磁界プローブ20Aの空間分解能が十分に高い場合、表皮効果により現れる2つのピークが配線120の両側で検出される場合がある。図6Dは、その場合の磁界分布のグラフである。図6Dに示されるように、2つのピーク点(極大点)E1−1、E1−2が現れている。磁界分布は、2つのピーク点E1−1、E1−2において同じ極大値をとり、縦軸の値はその極大値を基準にして規格化されている。2つの極小点E2、E3が特徴点として用いられる場合と同様に、2つのピーク点E1−1、E1−2の座標から座標X1clを算出することができる。
ここまでは磁界プローブ20AでX方向の磁界分布を測定してオフセット値を算出する手順について述べたが、磁界の他の成分を測定する場合や、電界プローブを使って電界分布を測定する場合にも、同様の手順でオフセット値を求めることができる。ピーク点の代わりに極小点が複数出現する場合もあり、その場合でも、同様の手順でオフセット値を求めることができる。磁界分布をXの関数と見なしてXについての微分計算を行い、分布を先鋭化させて極大点、極小点を抽出することも考えられる。
1−3.効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、電磁界分布中の特徴点を利用することによりオフセット値ΔXdが算出され、そのオフセット値ΔXdに基づいて位置合わせ(位置補正)が実施される。従来技術では、プローブヘッドの外部から観察可能な点の座標(プローブヘッドのエッジの座標)と配線内で決められる基準座標(配線のエッジの座標)とを視覚的に合わせていたが、本実施の形態ではその必要がない。従って、視覚的な位置合わせに起因する誤差が無くなる。本実施の形態によれば、磁界検出を行う上で重要な磁界ループ29と測定対象との位置合わせの精度を向上させることが可能となる。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、電磁界分布中の特徴点を利用することによりオフセット値ΔXdが算出され、そのオフセット値ΔXdに基づいて位置合わせ(位置補正)が実施される。従来技術では、プローブヘッドの外部から観察可能な点の座標(プローブヘッドのエッジの座標)と配線内で決められる基準座標(配線のエッジの座標)とを視覚的に合わせていたが、本実施の形態ではその必要がない。従って、視覚的な位置合わせに起因する誤差が無くなる。本実施の形態によれば、磁界検出を行う上で重要な磁界ループ29と測定対象との位置合わせの精度を向上させることが可能となる。
更に、本実施の形態によれば、プローブヘッド21や配線120のエッジを視認する必要がない。従って、プローブヘッド21や配線120のいずれかが視覚的に確認できない場合であっても、位置合わせを高い精度で行うことが可能である。例えば、供試体100が製品のプリント配線板や集積回路チップ、インタポーザなどの場合、配線120が表面に露出しているとは限らない。そのような場合であっても、本実施の形態によれば、外部に漏洩する電磁界を利用してオフセット値ΔXdを正確に算出し、位置補正を行うことが可能である。
本発明に係る位置補正は、電磁界分布の測定時以外にも、汎用的に利用できる。例えば、プリント配線板の製造時の位置補正や部品実装時の位置補正などに本発明を適用することも可能である。
2.第2の実施の形態
第1の実施の形態では、製品の機能上必要な配線120を利用して、位置補正が実施される。その代わりに、位置補正専用の配線120が供試体100上に予め形成され、その配線120を利用することによって位置補正が実施されてもよい。この場合、配線120周辺の電磁界を能動的に制御することが可能であり、このことは位置補正の精度の向上に寄与する。本発明の第2の実施の形態では、位置補正専用の配線120が用いられる。
第1の実施の形態では、製品の機能上必要な配線120を利用して、位置補正が実施される。その代わりに、位置補正専用の配線120が供試体100上に予め形成され、その配線120を利用することによって位置補正が実施されてもよい。この場合、配線120周辺の電磁界を能動的に制御することが可能であり、このことは位置補正の精度の向上に寄与する。本発明の第2の実施の形態では、位置補正専用の配線120が用いられる。
図7は、第2の実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示すブロック図である。図5で示された第1の実施の形態に係る構成と同じ構成には同一の符号が付され、重複する説明は適宜省略される。図7に示されるように、本実施の形態に係る電磁界分布測定装置10は、更に信号発生器60を備えている。この信号発生器60は、位置補正専用の配線120を励振し、それにより配線120の周辺に特徴的な電磁界を発生させる。信号発生器60が配線120を励振している間に、磁界プローブ20Aはその配線120近傍の電磁界分布を測定する。
また、本実施の形態に係るデータ処理装置50は更に、電磁界分布制御器56を有している。この電磁界分布制御器56は、信号発生器60による配線120の励振を制御する。具体的には、電磁界分布制御器56は、周波数、位相、波形などの制御情報を信号発生器60に送る。信号発生器60は、その制御情報に応じて配線120を励振する。また、その制御情報は、分布解析器54にも送られる。分布解析器54は、制御情報が示す制御の内容に応じて、以下に示される様々な特徴点を電磁界分布から抽出することができる。
2−1.第1の例
図8は、最も単純なケースを説明するための図である。図8において、プリント配線板110上に、位置補正用の1本の配線120が形成されている。配線120は、図6Aの場合と同様に、マイクロストリップラインを形成しているとする。信号発生器60は、この1本のマイクロストリップラインを形成する配線120及びグランド線130に接続されている。信号発生器60は、その1本のマイクロストリップラインに電磁界分布の制御情報(波形、振幅、位相、変調、継続時間ほか)に応じた信号を供給することによって、所望の電磁界を発生させる。そして、第1の実施の形態と同様に、オフセット値ΔXdが算出される。尚、配線120の終端には、終端抵抗121が接続されている。発生させたい波形に応じて、終端抵抗121とは異なる部品が用いられてもよい。
図8は、最も単純なケースを説明するための図である。図8において、プリント配線板110上に、位置補正用の1本の配線120が形成されている。配線120は、図6Aの場合と同様に、マイクロストリップラインを形成しているとする。信号発生器60は、この1本のマイクロストリップラインを形成する配線120及びグランド線130に接続されている。信号発生器60は、その1本のマイクロストリップラインに電磁界分布の制御情報(波形、振幅、位相、変調、継続時間ほか)に応じた信号を供給することによって、所望の電磁界を発生させる。そして、第1の実施の形態と同様に、オフセット値ΔXdが算出される。尚、配線120の終端には、終端抵抗121が接続されている。発生させたい波形に応じて、終端抵抗121とは異なる部品が用いられてもよい。
2−2.第2の例
図9Aは、第2の例を説明するための図である。図9Aにおいて、プリント配線板110上に、位置補正用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。これら配線120a、120bは、互いに略平行に近接して形成されている。尚、簡便のために2本の配線の幅は同じとするが、配線幅は同一でなくてもよい。また、ここでは配線の中間点や中心の座標を決定しやすいために平行配線を例示しているが、配線が平行でなくても本発明は適用可能である。第1の例と同様に、配線120a、120bの各々はマイクロストリップラインを形成している。信号発生器60は、隣り合う2本の配線120a、120bのそれぞれに接続された信号発生器60aと信号発生器60bを含んでいる。
図9Aは、第2の例を説明するための図である。図9Aにおいて、プリント配線板110上に、位置補正用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。これら配線120a、120bは、互いに略平行に近接して形成されている。尚、簡便のために2本の配線の幅は同じとするが、配線幅は同一でなくてもよい。また、ここでは配線の中間点や中心の座標を決定しやすいために平行配線を例示しているが、配線が平行でなくても本発明は適用可能である。第1の例と同様に、配線120a、120bの各々はマイクロストリップラインを形成している。信号発生器60は、隣り合う2本の配線120a、120bのそれぞれに接続された信号発生器60aと信号発生器60bを含んでいる。
本例において、信号発生器60aと信号発生器60bは、第1配線120aと第2配線120bのそれぞれに同じ周波数で同相の信号を供給する。すなわち、互いに隣り合う第1配線120aと第2配線120bは、同じ周波数で同相の信号で励振される。このとき測定されるX軸方向の磁界分布は、図9Bのようになる。
図9Bにおいて、破線及び点線は、第1配線120aと第2配線120bのそれぞれから生じる磁界の分布(振幅)を示している。磁界プローブ20Aによって測定される磁界分布は、それら2つの分布の和であり、実線で示されている。ここで、実線は、図示されている破線及び点線の単純和ではなく、破線及び点線の磁界分布のベクトル和として計算される。2本の配線の励振条件が等しい場合、実線で示される磁界分布の形状は対称的となるが、2つの分布が重なり合っているため複雑になる。尚、図9Bでは、スペクトラムアナライザで測定された振幅が、個々の配線の磁界の最大値で正規化されて描画されている。従って、合成磁界の最大値は1よりも大きくなっている。
隣り合う配線120aと120bに同相の信号が供給される場合、それら配線120aと120bの中間位置で、磁界のX成分が強めあう。すなわち、図9Bに示されるように、磁界分布のピーク点E1は、配線120aと120bの中間位置に対応している。磁界ループ29の中心と配線120aと120bの中間位置が一致する場合に、磁界プローブ20Aの出力は最大となる。
従って、データ処理装置50の分布解析器54は、図9B中のピーク点E1を特徴点として抽出する。そして、分布解析器54は、そのピーク点E1に対応する磁界プローブ20Aの磁界ループ29の中心の座標X1clを算出する。この座標X1clは、2本の配線120a、120bの中間位置に対応する「第1基準座標」である。分布解析器54は、座標X1clを補正値計算器55に出力する。
補正値計算器55は、配線設計情報DATと供試体100をステージ11上に固定する際の基準位置の情報から、配線120a、120bのそれぞれの中心の座標を得て、それら2つの座標の中間座標(平均値)X2gを算出する。この中間座標X2gが、2本の配線120a、120bの「第2基準座標」である。従って、第1の実施の形態と同様に、補正値計算器55は、式:ΔXd=X2g−X1clから、オフセット値ΔXdを算出する。
また、図9Bに示されるように、磁界分布は、ピーク点E1の両側に2つの極小点E2、E3を対称的に有する。第1の実施の形態と同様に、これら極小点E2、E3が特徴点として用いられてもよい。極小点E2、E3に対応する磁界ループ29の中心の座標がそれぞれXmr、Xmlである場合、分布解析器54は、式:X1cl=(Xmr+Xml)/2から、座標X1clを算出する。その後の処理は同様である。
更に、磁界プローブ20Aの空間分解能が十分に高い場合、ピーク点E1の両側に2つの極大点が現れる場合がある。この場合も、極小点E2、E3が用いられる場合と同様に、座標X1clを算出することができる。
以上に説明されたように、第2の例では、2本の配線120a、120bが設けられ、それら配線間で磁界分布が極大値を取るように励振が制御される。磁界プローブ20Aの空間分解能が高い場合、図6Dに示されるように各々の配線に関して2つのピークが明確に現れ、座標の計算に利用できる場合もある。しかし、磁界プローブ20Aの空間分解能と配線の各部寸法との関係によっては、ピークの現れ方が弱く、広い範囲で平坦な分布になってしまうことがある。このような条件下では、ピークの座標を検出することが難しくなるが、本例のように2本の並走する配線を利用することにより、ピークを明確に出現させることが可能となる。また、合成磁界の最大値は各々の配線の磁界の最大値よりも大きくなるので、磁界プローブ20Aの感度が低い場合でも有利となる。これにより、位置補正の精度が向上する。ピーク点E1だけではなく、分布の他の部分に現れるピークや極小点をあわせて、配線の中間点などの基準座標の計算に利用することもできる。尚、位置検出用の配線120は、3本以上設けられてもよい。その場合でも、同様の考え方で、先鋭化された磁界分布を発生させることによりオフセット値ΔXdを算出することができる。電界を用いる場合や、磁界の他の方向の成分を用いる場合も同様である。
2−3.第3の例
図10Aは、第3の例を説明するための図である。第2の例と重複する説明は、適宜省略される。第2の例と同様に、図10Aにおいても、位置検出用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。但し、本例において、信号発生器60aと信号発生器60bは、第1配線120aと第2配線120bのそれぞれを逆相の信号で励振する。
図10Aは、第3の例を説明するための図である。第2の例と重複する説明は、適宜省略される。第2の例と同様に、図10Aにおいても、位置検出用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。但し、本例において、信号発生器60aと信号発生器60bは、第1配線120aと第2配線120bのそれぞれを逆相の信号で励振する。
このとき測定されるX軸方向の磁界分布は、図10Bのようになる。隣り合う配線120aと120bに逆相の信号が供給される場合、それら配線120aと120bの中間位置で、磁界のX成分が弱めあう。従って、図10Bに示されるように、磁界分布は、配線120aと120bの中間位置において極小点E1を有する。極小点E1周辺では、磁界分布が急激に変化するため、極小点E1の座標の検出精度が高くなる。更に、磁界プローブ20Aの空間分解能が正確に分かっていれば、配線120aと120bによる分布の極小点を一致させることができ、極小点E1の座標の測定精度を向上させることができる。
分布解析器54は、図10B中の極小点E1を特徴点として抽出する。そして、分布解析器54は、その極小点E1に対応する磁界ループ29の中心の座標X1clを、補正値計算器55に出力する。あるいは、第2の例と同様に、2つの極小点E2、E3を補足的に用いることにより座標X1clが算出されてもよい。その後の処理は、第2の例と同様である。
以上に説明されたように、第3の例では、2本の配線120a、120bが設けられ、それら配線間で磁界分布が極小値を取るように励振が制御される。言い換えれば、特徴点の抽出に適した特徴的な磁界分布が得られるように、工夫がなされている。これにより、位置補正の精度が向上する。尚、位置検出用の配線120は、3本以上設けられてもよい。その場合でも、同様の考え方でオフセット値ΔXdを算出することができる。電界を用いる場合や、磁界の他の方向の成分を用いる場合も同様である。
2−4.第4の例
図11Aは、第4の例を説明するための図である。第2の例と重複する説明は、適宜省略される。第2の例と同様に、図11Aにおいても、位置検出用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。本例において、信号発生器60aは第1配線120aを周波数faの信号で励振し、信号発生器60bは第2配線120bを周波数fbの信号で励振する。
図11Aは、第4の例を説明するための図である。第2の例と重複する説明は、適宜省略される。第2の例と同様に、図11Aにおいても、位置検出用の第1配線120aと第2配線120bが形成されている。本例において、信号発生器60aは第1配線120aを周波数faの信号で励振し、信号発生器60bは第2配線120bを周波数fbの信号で励振する。
特に、本例において、周波数faと周波数fbは異なっている。すなわち、2本の配線は120a、120bには、それぞれ異なる周波数fa、fbの信号が供給される。スペクトラムアナライザ等の測定器40により、2つの周波数fa、fbのそれぞれに対して別々の磁界分布が得られる。周波数fa、fbが大きく異ならなければ、それぞれの磁界分布の周波数に対する依存性は少ない。また、スペクトラムアナライザの測定帯域を広げておけば、fa、fbによる2つの周波数スペクトラムが同一の測定帯域に入るので、測定時間が短縮される。
図11Bは、本例において測定される2つの磁界分布を重ね合わせて示している。破線は、第1配線120a近傍で測定される磁界分布、すなわち、周波数faに対する磁界分布を表している。一方、実線は、第2配線120b近傍で測定される磁界分布、すなわち、周波数fbに対する磁界分布を表している。
データ処理装置50の分布解析器54は、2つの磁界分布を重ね合わせ、2つの磁界分布の交点E1を特徴点として抽出する。この交点E1は、2つの配線120aと120bとの中間点に相当する。従って、分布解析器54は、その交点E1に対応する磁界ループ29の中心の座標X1clを、補正値計算器55に出力する。その後の処理は、第2の例と同様である。
分布解析器54は、2つの周波数fa、fbのそれぞれに対して測定された磁界の大きさを比較する機能を有していてもよい。この場合、分布解析器54は、それぞれの磁界の大きさが等しくなる点E1を、特徴点として抽出することができる。あるいは、分布解析器54は、それぞれの磁界の差がゼロになる点E1を、特徴点として抽出することができる。
本例で説明された手順は、磁界分布の形状が全体的に拡がっており、変化が緩やかな場合に有効である。例えば、配線120a、120bの幅や基板の厚みに依っては、磁界分布のピーク値付近の変化が緩やかになる場合がある。また、ピーク値の両側に現れるはずの2つの極小点がほぼ消滅してしまうこともある。あるいは、グランド線130が存在しない場合には、そもそも極小点が現れない。これらの場合であっても、本例で述べた手順により、特徴点E1を正確に抽出することが可能である。
2−5.第5の例
第5の例は、上述の第4の例で、周波数fa、fbが分離できない場合に有効である。第5の例では、周波数fa、fbは同じ値であるが近接している。この場合、配線120aと120bが同時に励振されると、得られる2つの磁界分布を分離することができない。その場合、図9Bや図10Bで示される分布が得られれば問題ないが、そのような分布が得られないこともあり得る。従って、本例によれば、配線120aと120bが別々のタイミングで励振される。すなわち、2本の配線120a、120bは、同一の周波数の信号で交互に励振される。励振されるたびに制御信号がスペクトラムアナライザに送られて、それぞれのタイミングで測定が行われる。
第5の例は、上述の第4の例で、周波数fa、fbが分離できない場合に有効である。第5の例では、周波数fa、fbは同じ値であるが近接している。この場合、配線120aと120bが同時に励振されると、得られる2つの磁界分布を分離することができない。その場合、図9Bや図10Bで示される分布が得られれば問題ないが、そのような分布が得られないこともあり得る。従って、本例によれば、配線120aと120bが別々のタイミングで励振される。すなわち、2本の配線120a、120bは、同一の周波数の信号で交互に励振される。励振されるたびに制御信号がスペクトラムアナライザに送られて、それぞれのタイミングで測定が行われる。
例えば、図12Aに示されるような制御が考えられる。電磁界分布制御器56は、図12Aの上段に示されるような制御信号を、信号発生器60a、60bに送る。これにより、信号発生器60a、60bにおいてそれぞれのタイミングで発振が行われる。各信号発生器の発振の時間間隔は、測定器の性能や測定精度により決定されるが、数十ミリ秒から数秒程度である。信号発生器60a、60bは、2本の配線120a、120bのそれぞれに、図示されている波形の信号を供給する。図12Aに示されるように、2本の配線120a、120bの各々は、所定の間隔で励振される。また、2本の配線120a、120bは、交互に励振される。磁界プロープ20Aからの出力波形または周波数スペクトラムを測定する際、測定器40は、図12Aで示される制御信号の状態(HまたはL)に基づいて、励振されている配線を識別する。磁界プローブ20Aからの出力を分離することにより、図11Bで示されたようなそれぞれの磁界分布を得ることができる。自動処理ではなくマニュアルで配線を切り替えながら励振する場合などは、励振されている配線を混同することが無いため、制御信号は補助的に利用される。その後の処理は、第4の例と同じである。
2−6.第6の例
信号発生器60a、60bから信号を交互に出力するだけでなく、発振波形の位相をシフトさせる方式も考えられる。例えば、図12Bに示されるような制御が考えられる。磁界分布制御器56は、図12Bの上段に示されるような制御信号を、信号発生器60a、60bに送る。これにより、信号発生器60a、60bにおいてそれぞれのタイミングで発振が行われる。信号発生器60a、60bは、2本の配線120a、120bのそれぞれに、図示されている波形の信号を供給する。図12Bに示されるように、2本の配線120a、120bは交互に励振されるが、配線120aの励振波形と配線120bの励振波形の位相が反転している。
信号発生器60a、60bから信号を交互に出力するだけでなく、発振波形の位相をシフトさせる方式も考えられる。例えば、図12Bに示されるような制御が考えられる。磁界分布制御器56は、図12Bの上段に示されるような制御信号を、信号発生器60a、60bに送る。これにより、信号発生器60a、60bにおいてそれぞれのタイミングで発振が行われる。信号発生器60a、60bは、2本の配線120a、120bのそれぞれに、図示されている波形の信号を供給する。図12Bに示されるように、2本の配線120a、120bは交互に励振されるが、配線120aの励振波形と配線120bの励振波形の位相が反転している。
既出の図12Aの方式では位相が同じであるため、適度な間隔をおいて交互に信号発発生器を発振させなければならない。一方、図12Bの方式では、連続的に波形を発生させても、位相情報により磁界を発生させている信号発生器が識別できる。すなわち、励振されている配線の情報が磁界プローブ20Aの出力に含まれているため、電磁界分布制御器56からの制御信号がなくとも、励振されている配線を識別することが可能である。更に、測定時間が短縮される。磁界プローブ20Aからの出力を分離することにより、図11Bで示されたようなそれぞれの電磁界分布を得ることができる。その後の処理は、第4の例と同じである。
2−7.第7の例
図11Aで示された信号発生器60a、60bのそれぞれが、異なる周波数fa、fbで配線120a、120bを同時に励振する。その場合、図11Bに示されるように、各々の配線による磁界分布が同時に観測される。この時、周波数faとfbを近接させると、磁界プローブ20Aの出力波形にビート成分(うなり成分)が含まれる。ビート成分は、配線120aからの磁界強度と配線120bからの磁界強度が等しくなる座標で極大になる。つまり、ビート成分は、2つの配線120aと120bの中間点で極大になる。従って、磁界プローブ20Aを走査させながらビート成分の変化を調べることにより、配線120aと配線120bの中間点の座標を算出することができる。データ処理装置50は、磁界プローブ20Aの出力に含まれるビート成分を抽出し、ビート成分の極大値に対応する座標から座標X1clを算出する。その後の処理は、第4の例と同じである。
図11Aで示された信号発生器60a、60bのそれぞれが、異なる周波数fa、fbで配線120a、120bを同時に励振する。その場合、図11Bに示されるように、各々の配線による磁界分布が同時に観測される。この時、周波数faとfbを近接させると、磁界プローブ20Aの出力波形にビート成分(うなり成分)が含まれる。ビート成分は、配線120aからの磁界強度と配線120bからの磁界強度が等しくなる座標で極大になる。つまり、ビート成分は、2つの配線120aと120bの中間点で極大になる。従って、磁界プローブ20Aを走査させながらビート成分の変化を調べることにより、配線120aと配線120bの中間点の座標を算出することができる。データ処理装置50は、磁界プローブ20Aの出力に含まれるビート成分を抽出し、ビート成分の極大値に対応する座標から座標X1clを算出する。その後の処理は、第4の例と同じである。
3.第3の実施の形態
本発明の第3の実施の形態において、電磁界プローブ20は、電磁界を発生するように構成される。例えば、図13Aに示されるように、信号発生器60は、配線120ではなく電磁界プローブ20に接続され、その電磁界プローブ20を励振する。これにより、電磁界プローブ20のプローブヘッド21から、配線120に対して電磁波が照射される。この電磁波の照射により、配線120には電圧が誘起される。
本発明の第3の実施の形態において、電磁界プローブ20は、電磁界を発生するように構成される。例えば、図13Aに示されるように、信号発生器60は、配線120ではなく電磁界プローブ20に接続され、その電磁界プローブ20を励振する。これにより、電磁界プローブ20のプローブヘッド21から、配線120に対して電磁波が照射される。この電磁波の照射により、配線120には電圧が誘起される。
図13Bに示されるように、配線120には測定器90が接続されている。この測定器90は、配線120に誘起される電圧を測定する。プローブヘッド21を配線120上で走査することによって、既出の実施の形態で示された電磁界分布(例えば図6B参照)と等価な分布を得ることができる。データ処理装置50は、測定器90から測定結果を受け取り、その測定結果に基づいてオフセット値ΔXdを算出する。
4.第4の実施の形態
図14は、本発明の第4の実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示す全体図である。本実施の形態に係る電磁界分布測定装置10は、図3で示された構成に加え、レーザ70及びカメラ80を備えている。レーザ70は、測定アーム15あるいはZ軸駆動部33に固着されている。このレーザ70は、測定対象の配線120に対してレーザ光を照射する。カメラ80は、レーザ光が照射される配線120を撮影する。本実施の形態によれば、レーザ光を配線120の表面に照射することによって、その配線120の座標が取得される。
図14は、本発明の第4の実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示す全体図である。本実施の形態に係る電磁界分布測定装置10は、図3で示された構成に加え、レーザ70及びカメラ80を備えている。レーザ70は、測定アーム15あるいはZ軸駆動部33に固着されている。このレーザ70は、測定対象の配線120に対してレーザ光を照射する。カメラ80は、レーザ光が照射される配線120を撮影する。本実施の形態によれば、レーザ光を配線120の表面に照射することによって、その配線120の座標が取得される。
図15は、本実施の形態に係る電磁界分布測定装置10の構成を示すブロック図である。本実施の形態において、データ処理装置50は、図7で示された構成に加えて、レーザ制御インタフェース57及び画像入力インタフェース58を備えている。レーザ70は、レーザ制御インタフェース57に接続されている。カメラ80は、画像入力インタフェース58に接続されている。
図16Aは、本実施の形態におけるオフセット算出方法を説明するための図である。レーザ70は、小さいスポット径のレーザ光を配線120の表面に照射する。また、そのレーザ光のスポットの中心が配線120の中心に位置するように、レーザ70の位置は制御される。このとき、カメラ80によって得られる撮影画像が利用される。レーザ光のスポットの中心が配線120の中心に位置したことがカメラ80で確認されると、その時のレーザ70の機械座標X2lazerが読み取られる。
読み取られた機械座標X2lazerは、レーザ制御インタフェース57から補正値計算器55に送られる。補正値計算器55は、受け取った機械座標X2lazerを、配線120の中心の座標X2clとして用いる。すなわち、補正値計算器55は、式:ΔXm=X2lazer−X1clから、オフセット値ΔXmを算出する。算出されたオフセット値ΔXmが、座標制御器51に送られ、電磁界プローブ20の位置補正に用いられる。具体的には、オペレータは、レーザ光のスポットをカメラ80で観察しながら、レーザ70を測定対象の座標に移動させる。その状態から更に、走査装置30は、電磁界プローブ20を算出されたオフセット値ΔXmだけ移動させる。これにより、図16Bに示されるように、電磁界プローブ20の中心を測定対象の座標に合わせることができる。
2本の配線120a、120bが用いられる場合、第1配線120aの中央の座標X2cllと第2配線120bの中央の座標X2clrのそれぞれが、同様の手法で計測される。そして、補正値計算器55は、式:X2g=(X2cll+X2clr)/2から、中間座標X2gを計算することができる。その後の処理は、第2の実施の形態と同じである。
本実施の形態によれば、座標位置の検出精度が向上する。本実施の形態に係る手法は、配線120が表面に露出している場合に有効である。
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
Claims (14)
- 電磁界分布を測定する電磁界プローブと、
前記電磁界プローブを配線近傍で走査する走査装置と、
前記配線の座標に対する前記電磁界プローブの座標のオフセット値を算出するデータ処理装置と
を備え、
前記データ処理装置は、前記測定された電磁界分布中の特徴点を抽出し、前記抽出された特徴点に対応する前記電磁界プローブの座標に基づいて前記オフセット値を算出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項1に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記データ処理装置は、前記測定された電磁界分布中のピーク点を前記特徴点として抽出し、前記ピーク点に対応する前記電磁界プローブの座標から前記配線内の第1基準座標を算出し、前記配線の設計情報に基づいて前記配線内の第2基準座標を算出し、前記第1基準座標と前記第2基準座標との差を前記オフセット値として算出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項1に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記配線は、マイクロストリップラインを形成しており、
前記データ処理装置は、前記測定された電磁界分布中のピーク点を挟む2つの極小点を前記特徴点として抽出し、前記2つの極小点のそれぞれに対応する前記電磁界プローブの2つの座標から前記配線内の第1基準座標を算出し、前記配線の設計情報に基づいて前記配線内の第2基準座標を算出し、前記第1基準座標と前記第2基準座標との差を前記オフセット値として算出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の電磁界分布測定装置であって、
更に、前記配線を励振する信号発生器を備え、
前記信号発生器が前記配線を励振している最中に、前記電磁界プローブは前記電磁界分布を測定する
電磁界分布測定装置。 - 請求項1に記載の電磁界分布測定装置であって、
更に、前記配線を励振する信号発生器を備え、
前記配線は、隣り合う2本の配線を含み、
前記信号発生器が前記2本の配線を励振している最中に、前記電磁界プローブは前記2本の配線に関する前記電磁界分布を測定し、
前記データ処理装置は、前記特徴点に対応する前記電磁界プローブの座標から前記2本の配線の第1基準座標を算出し、前記2本の配線の設計情報に基づいて前記2本の配線の第2基準座標を算出し、前記第1基準座標と前記第2基準座標との差を前記オフセット値として算出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線を同相の信号で励振し、
前記電磁界プローブは、前記2本の配線のそれぞれから放射される電磁界の合成の前記電磁界分布を測定し、
前記データ処理装置は、前記測定された電磁界分布中のピーク点又は極小点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線を逆相の信号で励振し、
前記電磁界プローブは、前記2本の配線のそれぞれから放射される電磁界の合成の前記電磁界分布を測定し、
前記データ処理装置は、前記測定された電磁界分布中の極小点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線をそれぞれ異なる周波数の信号で励振し、
前記データ処理装置は、前記異なる周波数のそれぞれに対して得られる前記電磁界分布を重ね合わせ、前記それぞれの電磁界分布の交点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線をそれぞれ異なる周波数の信号で励振し、
前記データ処理装置は、前記異なる周波数のそれぞれに対して得られる電磁界を比較し、前記それぞれの電磁界の大きさが等しくなる点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線を交互に励振し、
前記データ処理装置は、前記2本の配線のそれぞれに対して得られる前記電磁界分布の交点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項10に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線を異なる位相の信号で励振する
電磁界分布測定装置。 - 請求項5に記載の電磁界分布測定装置であって、
前記信号発生器は、前記2本の配線を近接した異なる周波数の信号で励振し、
前記データ処理装置は、前記電磁界プローブの出力に含まれるビート成分を抽出し、前記ビート成分のピーク点を前記特徴点として抽出する
電磁界分布測定装置。 - 請求項2乃至12のいずれかに記載の電磁界分布測定装置であって、
更に、
前記配線にレーザ光を照射するレーザと、
前記レーザ光が照射される前記配線を撮影する撮像装置と
を備え、
前記データ処理装置は、前記レーザ光の中心が前記配線の中心に位置するときの前記レーザの座標を、前記配線の前記第2基準座標として算出する
電磁界分布測定装置。 - 電磁界分布測定装置における電磁界プローブのオフセット算出方法であって、
(A)前記電磁界プローブを用いて、配線近傍の電磁界分布を測定するステップと、
(B)前記測定された電磁界分布中の特徴点を抽出するステップと、
(C)前記抽出された特徴点に対応する前記電磁界プローブの座標に基づいて、前記配線の座標に対する前記電磁界プローブの座標のオフセット値を算出するステップと
を有する
オフセット算出方法。
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