JP2000164653A - 電気光学サンプリングプローバ及び測定方法 - Google Patents
電気光学サンプリングプローバ及び測定方法Info
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- JP2000164653A JP2000164653A JP10340824A JP34082498A JP2000164653A JP 2000164653 A JP2000164653 A JP 2000164653A JP 10340824 A JP10340824 A JP 10340824A JP 34082498 A JP34082498 A JP 34082498A JP 2000164653 A JP2000164653 A JP 2000164653A
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
- G01R31/311—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定対象を動かすことなく表裏両面の測定を行
うことができる電気光学サンプリングプローバを提供す
る。 【解決手段】裏面励起型ＩＣウエハ１の裏側に励起用光
学系６ｂを設け、この励起用光学系６ｂから出射する光
を励起用の光としてＩＣウエハ１の裏面に照射する。こ
れと同時に表側に配置された電気光学サンプリング光学
系６ａから出射した光によって、ＩＣウエハ１上の配線
の電気信号を測定する。また、励起用光学系６ｂをプロ
ーバ本体４２に固定する脱着部５ｂに電気光学サンプリ
ング光学系を取り付けることによって、測定対象のＩＣ
ウエハ１が両面配線であっても測定を行うことができ
る。
うことができる電気光学サンプリングプローバを提供す
る。 【解決手段】裏面励起型ＩＣウエハ１の裏側に励起用光
学系６ｂを設け、この励起用光学系６ｂから出射する光
を励起用の光としてＩＣウエハ１の裏面に照射する。こ
れと同時に表側に配置された電気光学サンプリング光学
系６ａから出射した光によって、ＩＣウエハ１上の配線
の電気信号を測定する。また、励起用光学系６ｂをプロ
ーバ本体４２に固定する脱着部５ｂに電気光学サンプリ
ング光学系を取り付けることによって、測定対象のＩＣ
ウエハ１が両面配線であっても測定を行うことができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定信号によっ
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、タイミング
信号に基づき生成された光パルスをこの電気光学結晶に
入射し、入射した光パルスの偏光状態により、被測定信
号の波形を観測する電気光学サンプリングプローバであ
って、特に、プローバの光学系を改良した電気光学サン
プリングプローバに関する。
て発生する電界を電気光学結晶に結合させ、タイミング
信号に基づき生成された光パルスをこの電気光学結晶に
入射し、入射した光パルスの偏光状態により、被測定信
号の波形を観測する電気光学サンプリングプローバであ
って、特に、プローバの光学系を改良した電気光学サン
プリングプローバに関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定信号によって発生する電界を電気
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローバを用いたのが電気光学サンプリングプローバで
ある。
光学結晶に結合させ、この電気光学結晶にレーザ光を入
射し、レーザ光の偏光状態により被測定信号の波形を観
測することができる。ここでレーザ光をパルス状にし、
被測定信号をサンプリングすると非常に高い時間分解能
で測定することができる。この現象を利用した電気光学
プローバを用いたのが電気光学サンプリングプローバで
ある。
【０００３】この電気光学サンプリング（Electro−Opt
ic Sampling）プローバ（以下、ＥＯＳプローバと称す
る）は、電気式プローブを用いた従来のプローバと比較
して、１）信号を測定する際に、グランド線を必要とし
ないため、測定が容易 ２）電気光学プローバの先端が回路系から絶縁されてい
るので高入力インピーダンスを実現でき、その結果被測
定点の状態をほとんど乱すことがない ３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーの広帯
域測定が可能 ４）電気光学結晶をＩＣなどのウエハに接触させ、ＩＣ
ウエハ上の配線にレーザ光を集光することによって、金
属ピンを物理的に接触させることができない細い配線で
も測定が可能 といった特徴があり注目を集めている。
ic Sampling）プローバ（以下、ＥＯＳプローバと称す
る）は、電気式プローブを用いた従来のプローバと比較
して、１）信号を測定する際に、グランド線を必要とし
ないため、測定が容易 ２）電気光学プローバの先端が回路系から絶縁されてい
るので高入力インピーダンスを実現でき、その結果被測
定点の状態をほとんど乱すことがない ３）光パルスを利用することからＧＨｚオーダーの広帯
域測定が可能 ４）電気光学結晶をＩＣなどのウエハに接触させ、ＩＣ
ウエハ上の配線にレーザ光を集光することによって、金
属ピンを物理的に接触させることができない細い配線で
も測定が可能 といった特徴があり注目を集めている。
【０００４】従来技術におけるＥＯＳプローバの構成を
図４により説明する。図４において、符号１は、ＩＣウ
エハであり、外部と電源線、信号線によって接続されて
いる。符号２は、電気光学結晶でできた電気光学素子で
ある。符号３１は、対物レンズであり、電気光学素子２
へ入射する光を集光するためのものである。符号４１
は、ダイクロイックミラー４１ａ、ハーフミラー４１ｂ
を備えたプローバ本体である。符号６ａは、フォトダイ
オードと偏光ビームスプリッタと波長板などからなるＥ
ＯＳ光学系モジュール（以下、ＥＯＳ光学系と称する）
であり、一方の端部にファイバコリメータ６９が取り付
けられている。
図４により説明する。図４において、符号１は、ＩＣウ
エハであり、外部と電源線、信号線によって接続されて
いる。符号２は、電気光学結晶でできた電気光学素子で
ある。符号３１は、対物レンズであり、電気光学素子２
へ入射する光を集光するためのものである。符号４１
は、ダイクロイックミラー４１ａ、ハーフミラー４１ｂ
を備えたプローバ本体である。符号６ａは、フォトダイ
オードと偏光ビームスプリッタと波長板などからなるＥ
ＯＳ光学系モジュール（以下、ＥＯＳ光学系と称する）
であり、一方の端部にファイバコリメータ６９が取り付
けられている。
【０００５】符号７は、測定するＩＣウエハ１を照明す
るためのハロゲンランプである。符号８は、ＩＣウエハ
１上の配線に光を集光させる位置決めの確認を行う赤外
線カメラ（以下ＩＲカメラと称する）である。符号９
は、ＩＣウエハ１を吸着して固定する吸着ステージであ
り、直交したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に微動が可能であ
る。符号１０は、吸着ステージ９が取り付けられた定盤
（一部省略）である。符号１１は、外部から発せられた
レーザ光を伝播する光ファイバである。
るためのハロゲンランプである。符号８は、ＩＣウエハ
１上の配線に光を集光させる位置決めの確認を行う赤外
線カメラ（以下ＩＲカメラと称する）である。符号９
は、ＩＣウエハ１を吸着して固定する吸着ステージであ
り、直交したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に微動が可能であ
る。符号１０は、吸着ステージ９が取り付けられた定盤
（一部省略）である。符号１１は、外部から発せられた
レーザ光を伝播する光ファイバである。
【０００６】次に、図４を参照して、外部から発せられ
たレーザ光の光路について説明する。図４において、プ
ローバ本体４１内のレーザ光の光路を符号Ａで表す。
たレーザ光の光路について説明する。図４において、プ
ローバ本体４１内のレーザ光の光路を符号Ａで表す。
【０００７】先ず、光ファイバ１１を介してＥＯＳ光学
系６ａへ入射したレーザ光は、ファイバコリメータ６９
によって平行光にされ、このＥＯＳ光学系６ａを直進し
て、プローバ本体４１内に入射する。さらにプローバ本
体４１内を直進して、ダイクロイックミラー４１ａによ
って９０度折り返され、対物レンズ３１によってＩＣウ
エハ１上の配線上に配置された電気光学素子２の、ＩＣ
ウエハ１と対向する側の面に集光される。
系６ａへ入射したレーザ光は、ファイバコリメータ６９
によって平行光にされ、このＥＯＳ光学系６ａを直進し
て、プローバ本体４１内に入射する。さらにプローバ本
体４１内を直進して、ダイクロイックミラー４１ａによ
って９０度折り返され、対物レンズ３１によってＩＣウ
エハ１上の配線上に配置された電気光学素子２の、ＩＣ
ウエハ１と対向する側の面に集光される。
【０００８】ここで、光ファイバ１１を介してＥＯＳ光
学系６ａへ入射するレーザ光の波長は１５５０［ｎｍ］
である。一方、ここで用いられるダイクロイックミラー
４１ａの特性は、波長が１５５０［ｎｍ］の光を５％透
過し、９５％反射する特性を有している。したがって、
レーザ光源から発せられた光の９５％は反射して９０度
折り返される。
学系６ａへ入射するレーザ光の波長は１５５０［ｎｍ］
である。一方、ここで用いられるダイクロイックミラー
４１ａの特性は、波長が１５５０［ｎｍ］の光を５％透
過し、９５％反射する特性を有している。したがって、
レーザ光源から発せられた光の９５％は反射して９０度
折り返される。
【０００９】電気光学素子２のＩＣウエハ１と対向する
側の表面には誘電体ミラーが蒸着されており、そこで反
射したレーザ光は、対物レンズ３１によって再び平行光
にされて、同じ光路を通ってＥＯＳ光学系６ａへ戻り、
ＥＯＳ光学系６ａ内のフォトダイオード（図示せず）へ
入射する。
側の表面には誘電体ミラーが蒸着されており、そこで反
射したレーザ光は、対物レンズ３１によって再び平行光
にされて、同じ光路を通ってＥＯＳ光学系６ａへ戻り、
ＥＯＳ光学系６ａ内のフォトダイオード（図示せず）へ
入射する。
【００１０】次に、ハロゲンランプ７とＩＲカメラ８を
使用してＩＣウエハ１の位置決めを行う場合のハロゲン
ランプ９が発する光の光路とＩＣウエハ１の位置決め動
作について説明する。図４において、ハロゲンランプ７
が発する光の光路を符号Ｂで示す。
使用してＩＣウエハ１の位置決めを行う場合のハロゲン
ランプ９が発する光の光路とＩＣウエハ１の位置決め動
作について説明する。図４において、ハロゲンランプ７
が発する光の光路を符号Ｂで示す。
【００１１】ここで用いられるハロゲンランプ７は、４
００［ｎｍ］〜１６５０［ｎｍ］の範囲の波長の光を発
する。ハロゲンランプ７から発せられた光は、ハーフミ
ラー４１ｂによって９０度折り返され、ダイクロイック
ミラー４１ａを直進して、ＩＣウエハ１を照明する。こ
こで用いられるハーフミラー４１ｂは、反射光と透過光
の強度が等しくなるハーフミラーである。
００［ｎｍ］〜１６５０［ｎｍ］の範囲の波長の光を発
する。ハロゲンランプ７から発せられた光は、ハーフミ
ラー４１ｂによって９０度折り返され、ダイクロイック
ミラー４１ａを直進して、ＩＣウエハ１を照明する。こ
こで用いられるハーフミラー４１ｂは、反射光と透過光
の強度が等しくなるハーフミラーである。
【００１２】一方、ＩＲカメラ８は、対物レンズ３１視
野内のハロゲンランプ７によって照明されたＩＣウエハ
１の一部を撮像して、この赤外線画像をモニタ８ａに表
示する。作業者は、モニタ８ａに表示された画像を見な
がら吸着ステージ９を微動させて、ＩＣウエハ１上の測
定対象となる配線が視野内に入るように調整する。
野内のハロゲンランプ７によって照明されたＩＣウエハ
１の一部を撮像して、この赤外線画像をモニタ８ａに表
示する。作業者は、モニタ８ａに表示された画像を見な
がら吸着ステージ９を微動させて、ＩＣウエハ１上の測
定対象となる配線が視野内に入るように調整する。
【００１３】さらに作業者は、光ファイバ１１を介して
ＥＯＳ光学系６ａへ入射したレーザ光がＩＣウエハ１の
配線上の電気光学素子２の表面において反射し、さらに
ダイクロイックミラー４１ａを透過した光を、ＩＲカメ
ラ８の画像によって確認することによって、このレーザ
光が測定しようとする配線上の電気光学素子２の表面の
一点に集光するように吸着ステージ９あるいはプローバ
本体４１を調整する。このとき、ダイクロイックミラー
４１ａは、レーザ光の波長域を５％透過する特性を有し
ているためにＩＲカメラ８によって、このレーザ光を確
認することができる。
ＥＯＳ光学系６ａへ入射したレーザ光がＩＣウエハ１の
配線上の電気光学素子２の表面において反射し、さらに
ダイクロイックミラー４１ａを透過した光を、ＩＲカメ
ラ８の画像によって確認することによって、このレーザ
光が測定しようとする配線上の電気光学素子２の表面の
一点に集光するように吸着ステージ９あるいはプローバ
本体４１を調整する。このとき、ダイクロイックミラー
４１ａは、レーザ光の波長域を５％透過する特性を有し
ているためにＩＲカメラ８によって、このレーザ光を確
認することができる。
【００１４】次に、図４に示したＥＯＳプローバを用い
て、被測定信号を測定する動作について説明する。ＩＣ
ウエハ１上の配線に電圧を加えると、その電界が電気光
学素子２へ加わり、電気光学素子２ではポッケルス効果
により屈折率が変化する現象が起きる。これにより、レ
ーザ光が電気光学素子２へ入射し、ＩＣウエハ１と対向
する側の表面において反射され、再び同じ経路を戻り、
電気光学素子２から出射するときに光の偏光状態が変化
する。そして、この偏光状態が変化したレーザ光は、再
びＥＯＳ光学系６ａに入射する。
て、被測定信号を測定する動作について説明する。ＩＣ
ウエハ１上の配線に電圧を加えると、その電界が電気光
学素子２へ加わり、電気光学素子２ではポッケルス効果
により屈折率が変化する現象が起きる。これにより、レ
ーザ光が電気光学素子２へ入射し、ＩＣウエハ１と対向
する側の表面において反射され、再び同じ経路を戻り、
電気光学素子２から出射するときに光の偏光状態が変化
する。そして、この偏光状態が変化したレーザ光は、再
びＥＯＳ光学系６ａに入射する。
【００１５】ＥＯＳ光学系６ａへ入射した光は、ＥＯＳ
光学系６ａ内において、上記偏光状態の変化を光強度の
変化に変換し、この光強度変化をフォトダイオードによ
って受光して電気信号に変換して、この電気信号を信号
処理部（図示せず）において信号処理することによっ
て、ＩＣウエハ１上の配線に加わる電気信号を測定する
ことができる。
光学系６ａ内において、上記偏光状態の変化を光強度の
変化に変換し、この光強度変化をフォトダイオードによ
って受光して電気信号に変換して、この電気信号を信号
処理部（図示せず）において信号処理することによっ
て、ＩＣウエハ１上の配線に加わる電気信号を測定する
ことができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、測定対象と
なるＩＣには、光スイッチのように基板の表面あるいは
裏面から励起用の光を照射することによって動作するも
のがある。しかしながら、従来技術の電気光学サンプリ
ングプローバにあっては、測定対象となるＩＣに対して
励起用の光を表面あるいは裏面から照射して、電気信号
を測定することを同時にできないという問題がある。
なるＩＣには、光スイッチのように基板の表面あるいは
裏面から励起用の光を照射することによって動作するも
のがある。しかしながら、従来技術の電気光学サンプリ
ングプローバにあっては、測定対象となるＩＣに対して
励起用の光を表面あるいは裏面から照射して、電気信号
を測定することを同時にできないという問題がある。
【００１７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、測定対象のＩＣウエハ１を動かすことなく、
ＩＣウエハ１の両面から励起用の光を照射することがで
き、かつ両面からサンプリング用の光を照射して電気信
号を測定することができるＥＯＳプローバを提供するこ
とを目的とする。
たもので、測定対象のＩＣウエハ１を動かすことなく、
ＩＣウエハ１の両面から励起用の光を照射することがで
き、かつ両面からサンプリング用の光を照射して電気信
号を測定することができるＥＯＳプローバを提供するこ
とを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、測定対象のＩＣウエハ表面上の配線に接し、この配
線を介して電界が印加されて光学特性が変化する電気光
学素子と、内部に光アイソレータとフォトダイオードを
有し、外部から発せられたレーザ光が前記電気光学素子
内を透過してさらに前記配線上の電気光学素子の表面に
おいて反射された光を分離して電気信号に変換する電気
光学サンプリング光学系モジュールと、前記電気光学サ
ンプリング光学系モジュールを脱着するための脱着部を
備え、該電気光学サンプリング光学系モジュールから出
射する光の光路を覆う第１のプローバ本体とからなる電
気光学サンプリングプローバにおいて、前記ＩＣウエハ
に対して励起用の光を照射する励起用光学系モジュール
と、前記励起用光学系モジュールを脱着するための脱着
部を備え、該励起用光学系モジュールから発せられた光
の光路を覆う第２のプローバ本体とを前記ＩＣウエハの
裏面側に設けたことを特徴とする。
は、測定対象のＩＣウエハ表面上の配線に接し、この配
線を介して電界が印加されて光学特性が変化する電気光
学素子と、内部に光アイソレータとフォトダイオードを
有し、外部から発せられたレーザ光が前記電気光学素子
内を透過してさらに前記配線上の電気光学素子の表面に
おいて反射された光を分離して電気信号に変換する電気
光学サンプリング光学系モジュールと、前記電気光学サ
ンプリング光学系モジュールを脱着するための脱着部を
備え、該電気光学サンプリング光学系モジュールから出
射する光の光路を覆う第１のプローバ本体とからなる電
気光学サンプリングプローバにおいて、前記ＩＣウエハ
に対して励起用の光を照射する励起用光学系モジュール
と、前記励起用光学系モジュールを脱着するための脱着
部を備え、該励起用光学系モジュールから発せられた光
の光路を覆う第２のプローバ本体とを前記ＩＣウエハの
裏面側に設けたことを特徴とする。
【００１９】請求項２に記載の発明は、前記励起用光学
系モジュールは、１／２波長板と１／４波長板と偏光フ
ィルタとからなることを特徴とする。
系モジュールは、１／２波長板と１／４波長板と偏光フ
ィルタとからなることを特徴とする。
【００２０】請求項３に記載の発明は、前記第１のプロ
ーバ本体と前記第２のプローバ本体に設けられた光学系
モジュールを脱着するための脱着部は同一の形状を有す
ることを特徴とする。
ーバ本体と前記第２のプローバ本体に設けられた光学系
モジュールを脱着するための脱着部は同一の形状を有す
ることを特徴とする。
【００２１】請求項４に記載の発明は、前記電気光学サ
ンプリングプローバは、前記電気光学サンプリング光学
系モジュールから出射される光を励起用光源として用い
ることを特徴とする。
ンプリングプローバは、前記電気光学サンプリング光学
系モジュールから出射される光を励起用光源として用い
ることを特徴とする。
【００２２】請求項５に記載の発明は、前記脱着部は、
該脱着部に取り付けられる前記電気光学サンプリング光
学系モジュールまたは前記励起用光学系モジュールから
出射する光の光軸の向きを調整できることを特徴とす
る。
該脱着部に取り付けられる前記電気光学サンプリング光
学系モジュールまたは前記励起用光学系モジュールから
出射する光の光軸の向きを調整できることを特徴とす
る。
【００２３】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれかに記載の電気光学サンプリングプローバを
用いた測定方法であって、前記測定方法は、電気光学結
晶の基板を使用したＩＣウエハに対して、前記電気光学
素子を使用せず直接前記基板の表面に光を照射して測定
を行うことを特徴とする。
５のいずれかに記載の電気光学サンプリングプローバを
用いた測定方法であって、前記測定方法は、電気光学結
晶の基板を使用したＩＣウエハに対して、前記電気光学
素子を使用せず直接前記基板の表面に光を照射して測定
を行うことを特徴とする。
【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれかに記載の電気光学サンプリングプローバを
用いた測定方法であって、前記測定方法は、測定対象と
なるＩＣウエハの一方の面に対して、励起用光学系モジ
ュールによって励起用の光を照射し、該ＩＣウエハの他
方の面において、電気光学サンプリング光学系モジュー
ルによって電気信号の測定を行うことを特徴とする。
５のいずれかに記載の電気光学サンプリングプローバを
用いた測定方法であって、前記測定方法は、測定対象と
なるＩＣウエハの一方の面に対して、励起用光学系モジ
ュールによって励起用の光を照射し、該ＩＣウエハの他
方の面において、電気光学サンプリング光学系モジュー
ルによって電気信号の測定を行うことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
電気光学サンプリングプローバを図面を参照して説明す
る。図１は同実施形態の構成を示した図である。図１に
おいて、図４に示す従来のプローバと同一の部分には同
一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示すプ
ローバが従来技術と異なる点は、定盤１０の下側に励起
用光学系モジュール（以下、励起用光学系と称する）６
ｂと、プローバ本体４２とを設けた点と、ＥＯＳ光学系
６ａ及び励起用光学系６ｂを脱着部５ａ、５ｂによって
プローバ本体４１、４２に固定した点である。
電気光学サンプリングプローバを図面を参照して説明す
る。図１は同実施形態の構成を示した図である。図１に
おいて、図４に示す従来のプローバと同一の部分には同
一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示すプ
ローバが従来技術と異なる点は、定盤１０の下側に励起
用光学系モジュール（以下、励起用光学系と称する）６
ｂと、プローバ本体４２とを設けた点と、ＥＯＳ光学系
６ａ及び励起用光学系６ｂを脱着部５ａ、５ｂによって
プローバ本体４１、４２に固定した点である。
【００２６】ＥＯＳ光学系６ａ、励起用光学系６ｂは、
プローバ本体４１、４２に対して脱着可能であり、プロ
ーバ本体４１、４２に設けられた脱着部５ａ、５ｂによ
って固定されている。２つの脱着部５ａ、５ｂは同一の
形状を有しており、ＥＯＳ光学系６ａを脱着部５ｂへ取
り付け、励起用光学系６ｂを脱着部５ａに取り付けるこ
ともできるようになっている。
プローバ本体４１、４２に対して脱着可能であり、プロ
ーバ本体４１、４２に設けられた脱着部５ａ、５ｂによ
って固定されている。２つの脱着部５ａ、５ｂは同一の
形状を有しており、ＥＯＳ光学系６ａを脱着部５ｂへ取
り付け、励起用光学系６ｂを脱着部５ａに取り付けるこ
ともできるようになっている。
【００２７】なお、脱着部５ａ、５ｂに取り付けられる
ＥＯＳ光学系６ａ及び励起用光学系６ｂから出射する光
に光軸の向きを調整するために、この脱着部５ａ、５ｂ
とプローバ本体４１、４２との間に微動ステージを取り
付けてもよい。このとき用いる微動ステージは、出射す
る光軸を水平・垂直に振ることができる角度調整可能な
微動ステージと、出射する光軸を水平・垂直に平行移動
可能な微動ステージを組み合わせたものとする。
ＥＯＳ光学系６ａ及び励起用光学系６ｂから出射する光
に光軸の向きを調整するために、この脱着部５ａ、５ｂ
とプローバ本体４１、４２との間に微動ステージを取り
付けてもよい。このとき用いる微動ステージは、出射す
る光軸を水平・垂直に振ることができる角度調整可能な
微動ステージと、出射する光軸を水平・垂直に平行移動
可能な微動ステージを組み合わせたものとする。
【００２８】図２は、図１に示すＥＯＳ光学系６ａの詳
細な構成を示した図である。図２において、符号６１、
６４は、１／２波長板であり、符号６２は１／４波長板
である。符号６３、６６は偏光ビームスプリッタであ
り、符号６５は、ファラディー素子である。この１／２
波長板６１、６４と、１／４波長板６２と、偏光ビーム
スプリッタ６３、６６と、ファラディー素子６５によっ
て構成される光学系を光アイソレータ６０という。符号
６７、６８はフォトダイオードである。
細な構成を示した図である。図２において、符号６１、
６４は、１／２波長板であり、符号６２は１／４波長板
である。符号６３、６６は偏光ビームスプリッタであ
り、符号６５は、ファラディー素子である。この１／２
波長板６１、６４と、１／４波長板６２と、偏光ビーム
スプリッタ６３、６６と、ファラディー素子６５によっ
て構成される光学系を光アイソレータ６０という。符号
６７、６８はフォトダイオードである。
【００２９】図３は、図１に示す励起用光学系６ｂの構
成を示す図である。この励起用光学系６ｂは、ＥＯＳ光
学系６ａと同じ形状をしており、内部の光学部品が１／
２波長板６４と１／４波長板６５と偏光ビームスプリッ
タ６３のみの構成となっている。なお、励起用光学系６
ｂに用いられる偏光ビームスプリッタ６３は、偏光フィ
ルタに置き換えてもよい。
成を示す図である。この励起用光学系６ｂは、ＥＯＳ光
学系６ａと同じ形状をしており、内部の光学部品が１／
２波長板６４と１／４波長板６５と偏光ビームスプリッ
タ６３のみの構成となっている。なお、励起用光学系６
ｂに用いられる偏光ビームスプリッタ６３は、偏光フィ
ルタに置き換えてもよい。
【００３０】次に、図１、２、３を参照して、ＩＣウエ
ハ１上の被測定信号を測定する動作について説明する。
ここでは、ＩＣウエハ１の裏側から励起用の光を照射し
て、表の面の電気信号を測定する動作を説明する。先
ず、励起用光学系６ｂによってＩＣウエハ１の裏面に励
起用の光を照射する動作を説明する。
ハ１上の被測定信号を測定する動作について説明する。
ここでは、ＩＣウエハ１の裏側から励起用の光を照射し
て、表の面の電気信号を測定する動作を説明する。先
ず、励起用光学系６ｂによってＩＣウエハ１の裏面に励
起用の光を照射する動作を説明する。
【００３１】励起用光学系６ｂは、光ファイバ１１によ
って、外部からレーザ光が供給される。このレーザ光
は、ファイバコリメータ６９によって平行光に変換され
る。次に、この平行光は、プローバ本体４２内のダイク
ロイックミラー４２ａによって９０度折り返されて、対
物レンズ３２によってＩＣウエハ１の裏面に集光され
る。これによって、裏面から励起用の光を照射する必要
がある測定対象のＩＣを動作することができる。
って、外部からレーザ光が供給される。このレーザ光
は、ファイバコリメータ６９によって平行光に変換され
る。次に、この平行光は、プローバ本体４２内のダイク
ロイックミラー４２ａによって９０度折り返されて、対
物レンズ３２によってＩＣウエハ１の裏面に集光され
る。これによって、裏面から励起用の光を照射する必要
がある測定対象のＩＣを動作することができる。
【００３２】なお、プローバ本体４２内のダイクロイッ
クミラー４２ａは、全反射の表面ミラーでもよい。ま
た、励起用光学系６ｂから出射される光の光量は、１／
２波長板６４と１／４波長板６５を回転することによっ
て調整を行ってもよい。
クミラー４２ａは、全反射の表面ミラーでもよい。ま
た、励起用光学系６ｂから出射される光の光量は、１／
２波長板６４と１／４波長板６５を回転することによっ
て調整を行ってもよい。
【００３３】次に、ＥＯＳ光学系６ａによって、ＩＣウ
エハ１上の配線の電気信号を測定する動作を説明する。
ＥＯＳ光学系６ａは、光ファイバ１１によって、外部か
らレーザ光が供給される。このレーザ光は、ファイバコ
リメータ６９によって平行光に変換される。次に、この
平行光はプローバ本体４１内のダイクロイックミラー４
１ａによって９０度折り返されて、対物レンズ３１によ
って集光される。集光されたレーザ光は、電気光学素子
２を透過してＩＣウエハ１上の配線と対向する電気光学
素子２の表面に到達する。
エハ１上の配線の電気信号を測定する動作を説明する。
ＥＯＳ光学系６ａは、光ファイバ１１によって、外部か
らレーザ光が供給される。このレーザ光は、ファイバコ
リメータ６９によって平行光に変換される。次に、この
平行光はプローバ本体４１内のダイクロイックミラー４
１ａによって９０度折り返されて、対物レンズ３１によ
って集光される。集光されたレーザ光は、電気光学素子
２を透過してＩＣウエハ１上の配線と対向する電気光学
素子２の表面に到達する。
【００３４】このとき配線に加わる電圧によって、その
電界が電気光学素子２へ加わり、電気光学素子２では、
ポッケルス効果により屈折率が変化する現象が起きる。
これにより、電気光学素子２へ入射したレーザ光が電気
光学素子２を伝搬するときに光の偏光状態が変化する。
そして、この偏光状態が変化したレーザ光は、ＩＣウエ
ハ１の配線上の電気光学素子２の表面のミラーによって
反射され、電気光学素子２へ入射したときと同じ光路を
逆に進み、ＥＯＳ光学系６ａへ入射する。このレーザ光
は、光アイソレータ６０によって分離されて、フォトダ
イオード６７、６８へ入射し、電気信号に変換される。
電界が電気光学素子２へ加わり、電気光学素子２では、
ポッケルス効果により屈折率が変化する現象が起きる。
これにより、電気光学素子２へ入射したレーザ光が電気
光学素子２を伝搬するときに光の偏光状態が変化する。
そして、この偏光状態が変化したレーザ光は、ＩＣウエ
ハ１の配線上の電気光学素子２の表面のミラーによって
反射され、電気光学素子２へ入射したときと同じ光路を
逆に進み、ＥＯＳ光学系６ａへ入射する。このレーザ光
は、光アイソレータ６０によって分離されて、フォトダ
イオード６７、６８へ入射し、電気信号に変換される。
【００３５】測定点（ＩＣウエハ１上の配線）の電圧の
変化にともなって、電気光学素子２による偏光状態の変
化がフォトダイオード６７とフォトダイオード６８の出
力差になり、この出力差を検出することによって、ＩＣ
ウエハ１上の配線に伝わる電気信号を測定することがで
きる。
変化にともなって、電気光学素子２による偏光状態の変
化がフォトダイオード６７とフォトダイオード６８の出
力差になり、この出力差を検出することによって、ＩＣ
ウエハ１上の配線に伝わる電気信号を測定することがで
きる。
【００３６】このように、裏面から励起用の光を照射す
るようにし、同時に表面の配線の電気信号を測定できる
ようにしたため、裏面照射型のＩＣにおいても測定を行
うことができる。
るようにし、同時に表面の配線の電気信号を測定できる
ようにしたため、裏面照射型のＩＣにおいても測定を行
うことができる。
【００３７】なお、励起用の光を照射するために、励起
光学系６ｂでなく、ＥＯＳ光学系６ａを用いてもよい。
ＥＯＳ光学系６ａを励起用の光源に用いる場合は、電気
信号を測定する時のようにレーザ光を出射して、このレ
ーザ光がＩＣウエハ１の裏面に集光するようにすればよ
い。このとき、フォトダイオード６７、６８の出力を処
理しないようにする。
光学系６ｂでなく、ＥＯＳ光学系６ａを用いてもよい。
ＥＯＳ光学系６ａを励起用の光源に用いる場合は、電気
信号を測定する時のようにレーザ光を出射して、このレ
ーザ光がＩＣウエハ１の裏面に集光するようにすればよ
い。このとき、フォトダイオード６７、６８の出力を処
理しないようにする。
【００３８】また、ＩＣウエハ１の基板が「ＧａＡｓＩ
ｎＰ」等の電気光学結晶である場合は、ＩＣウエハ１の
裏側に配置されたプローバ本体４２にＥＯＳ光学系６ａ
を取り付け、レーザ光をＩＣウエハ１の裏側の表面に直
接集光させるようにして、測定を行ってもよい。これに
よって、ＩＣウエハ１の裏面の測定を行うことができる
ため、表面と裏面の両面に配線がある場合においても同
時に両面の配線の電気信号を測定することができる。
ｎＰ」等の電気光学結晶である場合は、ＩＣウエハ１の
裏側に配置されたプローバ本体４２にＥＯＳ光学系６ａ
を取り付け、レーザ光をＩＣウエハ１の裏側の表面に直
接集光させるようにして、測定を行ってもよい。これに
よって、ＩＣウエハ１の裏面の測定を行うことができる
ため、表面と裏面の両面に配線がある場合においても同
時に両面の配線の電気信号を測定することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＩＣウエハの裏側の面に対して励起用の光を照射す
る励起用光学系を設けたため、裏面励起型のＩＣであっ
てもＩＣウエハ表面の配線の電気信号を測定することが
できるという効果が得られる。
ば、ＩＣウエハの裏側の面に対して励起用の光を照射す
る励起用光学系を設けたため、裏面励起型のＩＣであっ
てもＩＣウエハ表面の配線の電気信号を測定することが
できるという効果が得られる。
【００４０】またこの発明によれば、ＥＯＳ光学系及び
励起用光学系とそれぞれを取り付けるプローバ本体に設
けられた脱着部を共通にし、ＩＣウエハの表側に励起用
光学系を取り付け、裏側にＥＯＳ光学系を取り付けるこ
とができるため、測定対象のＩＣウエハの仕様にに応じ
て測定する方向を選択できるという効果も得られる。
励起用光学系とそれぞれを取り付けるプローバ本体に設
けられた脱着部を共通にし、ＩＣウエハの表側に励起用
光学系を取り付け、裏側にＥＯＳ光学系を取り付けるこ
とができるため、測定対象のＩＣウエハの仕様にに応じ
て測定する方向を選択できるという効果も得られる。
【００４１】またこの発明によれば、励起用光学系をＥ
ＯＳ光学系に置き換えることによって、両面に配線があ
るＩＣウエハであっても両面同時に測定を行うことがで
きるという効果が得られる。
ＯＳ光学系に置き換えることによって、両面に配線があ
るＩＣウエハであっても両面同時に測定を行うことがで
きるという効果が得られる。
【００４２】また、脱着部に微動ステージを設け、光学
系を取り付ける時に光軸のずれが生じたとしても調整が
可能であるため、安定した測定ができるという効果が得
られる。
系を取り付ける時に光軸のずれが生じたとしても調整が
可能であるため、安定した測定ができるという効果が得
られる。
【図１】本発明の一実施形態の構成を示した構成図であ
る。
る。
【図２】図１に示すＥＯＳ光学系モジュール６ａの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図１に示す励起用光学系モジュール６ｂの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来技術の電気光学サンプリングプローバの構
成を示す図である。
成を示す図である。
１・・・ＩＣウエハ、２・・・電気光学素子、３１、３
２・・・対物レンズ、４１、４２・・・プローバ本体、
４１ａ、４２ａ・・・ダイクロイックミラー、４１ｂ・
・・ハーフミラー、 ５ａ、５ｂ・・・脱着部、６ａ・
・・ＥＯＳ光学系モジュール、６ｂ・・・励起用光学系
モジュール、６９・・・ファイバコリメータ、７・・・
ハロゲンランプ、８・・・赤外線カメラ、８ａ・・・モ
ニタ、９・・・吸着ステージ、１０・・・定盤、１１・
・・光ファイバ。
２・・・対物レンズ、４１、４２・・・プローバ本体、
４１ａ、４２ａ・・・ダイクロイックミラー、４１ｂ・
・・ハーフミラー、 ５ａ、５ｂ・・・脱着部、６ａ・
・・ＥＯＳ光学系モジュール、６ｂ・・・励起用光学系
モジュール、６９・・・ファイバコリメータ、７・・・
ハロゲンランプ、８・・・赤外線カメラ、８ａ・・・モ
ニタ、９・・・吸着ステージ、１０・・・定盤、１１・
・・光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 克志 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 永妻 忠夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 品川 満 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 順三 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2G025 AA04 AB11 AB12 2G032 AA00 AF07 4M106 AA01 BA05 CA05 CA08 DE18 DJ01
Claims (7)
- 【請求項１】 測定対象のＩＣウエハ表面上の配線に接
し、この配線を介して電界が印加されて光学特性が変化
する電気光学素子と、 内部に偏光ビームスプリッタと波長板とフォトダイオー
ドを有し、外部から発せられたレーザ光が前記電気光学
素子内を透過してさらに前記配線に対向する前記電気光
学素子の表面において反射された光を分離して電気信号
に変換する電気光学サンプリング光学系モジュールと、 前記電気光学サンプリング光学系モジュールを脱着する
ための脱着部を備え、該電気光学サンプリング光学系モ
ジュールから出射する光の光路を覆う第１のプローバ本
体と、 からなる電気光学サンプリングプローバにおいて、 前記ＩＣウエハに対して励起用の光を照射する励起用光
学系モジュールと、 前記励起用光学系モジュールを脱着するための脱着部を
備え、該励起用光学系モジュールから発せられた光の光
路を覆う第２のプローバ本体と、 を前記ＩＣウエハの裏面側に設けたことを特徴とする電
気光学サンプリングプローバ。 - 【請求項２】 前記励起用光学系モジュールは、１／２
波長板と１／４波長板と偏光フィルタとからなることを
特徴とする請求項１に記載の電気光学サンプリングプロ
ーバ。 - 【請求項３】 前記第１のプローバ本体と前記第２のプ
ローバ本体に設けられた光学系モジュールを脱着するた
めの脱着部は同一の形状を有することを特徴とする請求
項１または２に記載の電気光学サンプリングプローバ。 - 【請求項４】 前記電気光学サンプリングプローバは、
前記電気光学サンプリング光学系モジュールから出射さ
れる光を励起用光源として用いることを特徴とする請求
項１に記載の電気光学サンプリングプローバ。 - 【請求項５】 前記脱着部は、該脱着部に取り付けられ
る前記電気光学サンプリング光学系モジュールまたは前
記励起用光学系モジュールから出射する光の光軸の向き
を調整できることを特徴とする請求項１または３に記載
の電気光学サンプリングプローバ。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の電
気光学サンプリングプローバを用いた測定方法であっ
て、 前記測定方法は、 電気光学結晶の基板を使用したＩＣウエハに対して、前
記電気光学素子を使用せず直接前記基板の表面に光を照
射して測定を行うことを特徴とする測定方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載の電
気光学サンプリングプローバを用いた測定方法であっ
て、 前記測定方法は、 測定対象となるＩＣウエハの一方の面に対して、励起用
光学系モジュールによって励起用の光を照射し、 該ＩＣウエハの他方の面において、電気光学サンプリン
グ光学系モジュールによって電気信号の測定を行うこと
を特徴とする測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10340824A JP2000164653A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 電気光学サンプリングプローバ及び測定方法 |
| DE19956621A DE19956621A1 (de) | 1998-11-30 | 1999-11-25 | Elektrooptische Abtastsonde und Messverfahren unter Verwendung derselben |
| GB9928036A GB2344170B (en) | 1998-11-30 | 1999-11-27 | Electro-optic sampling probe and measuring method using the same |
| US09/452,295 US6469528B2 (en) | 1998-11-30 | 1999-11-30 | Electro-optic sampling probe and measuring method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10340824A JP2000164653A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 電気光学サンプリングプローバ及び測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164653A true JP2000164653A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18340646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10340824A Pending JP2000164653A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 電気光学サンプリングプローバ及び測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6469528B2 (ja) |
| JP (1) | JP2000164653A (ja) |
| DE (1) | DE19956621A1 (ja) |
| GB (1) | GB2344170B (ja) |
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| US6995564B1 (en) * | 2003-01-15 | 2006-02-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and system for locating chip-level defects through emission imaging of a semiconductor device |
| US7224173B2 (en) * | 2003-10-01 | 2007-05-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Electrical bias electrical test apparatus and method |
| KR101780547B1 (ko) * | 2015-07-31 | 2017-09-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 편광판용 점착 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 |
| KR102506803B1 (ko) * | 2018-11-23 | 2023-03-07 | 삼성전자주식회사 | 배선 기판 테스트 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 |
| US11378619B2 (en) * | 2019-12-18 | 2022-07-05 | Formfactor, Inc. | Double-sided probe systems with thermal control systems and related methods |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4943769A (en) * | 1989-03-21 | 1990-07-24 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for opens/shorts testing of capacitively coupled networks in substrates using electron beams |
| US5057773A (en) * | 1989-03-21 | 1991-10-15 | International Business Machines Corporation | Method for opens/shorts testing of capacitively coupled networks in substrates using electron beams |
| US5416562A (en) * | 1992-03-06 | 1995-05-16 | Nikon Corporation | Method of detecting a position and apparatus therefor |
| JPH0714898A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体ウエハの試験解析装置および解析方法 |
| US5661548A (en) * | 1994-11-30 | 1997-08-26 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus including a changing system for changing the reference image-formation position used to generate a focus signal |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10340824A patent/JP2000164653A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-25 DE DE19956621A patent/DE19956621A1/de not_active Ceased
- 1999-11-27 GB GB9928036A patent/GB2344170B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-30 US US09/452,295 patent/US6469528B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2344170A (en) | 2000-05-31 |
| US6469528B2 (en) | 2002-10-22 |
| DE19956621A1 (de) | 2000-06-21 |
| US20020030500A1 (en) | 2002-03-14 |
| GB2344170B (en) | 2000-12-06 |
| GB9928036D0 (en) | 2000-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |