JP2000346882A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定対象のＩＣウェハ上に複数設けられた受光
部に対して同時に励起用の光を照射することができる電
気光学サンプリングプローバを提供する。 【解決手段】ＩＣウエハに対する励起用の光を集光して
照射する対物レンズを共有する複数の励起用光学系モジ
ュールと、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ＩＣウエハの裏
面側に設け、励起用光学系モジュールのうち少なくとも
１つの励起用光学系モジュールは、他の励起用光学系モ
ジュールとは異なる光軸を有し、ＩＣウエハ上の異なる
少なくとも２点の受光部に対して励起用の光が照射され
ることを特徴とする。
部に対して同時に励起用の光を照射することができる電
気光学サンプリングプローバを提供する。 【解決手段】ＩＣウエハに対する励起用の光を集光して
照射する対物レンズを共有する複数の励起用光学系モジ
ュールと、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ＩＣウエハの裏
面側に設け、励起用光学系モジュールのうち少なくとも
１つの励起用光学系モジュールは、他の励起用光学系モ
ジュールとは異なる光軸を有し、ＩＣウエハ上の異なる
少なくとも２点の受光部に対して励起用の光が照射され
ることを特徴とする。
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６により説明する。図６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６により説明する。図６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６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６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６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６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６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６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】このような事情に鑑みて、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
電気光学サンプリングプローバ（特願平１０−３４０８
２４）を提案している。
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
電気光学サンプリングプローバ（特願平１０−３４０８
２４）を提案している。
【００１８】しかしながら、この電気光学サンプリング
プローバは、ＩＣウエハ１上に設けられた複数の受光部
に対して、同時に励起用の光を照射することができない
という問題がある。また、励起用の光のスポット径を大
きくして、この複数の受光部に対して照射した場合は、
受光部でない箇所に対しても光が照射されてしまうため
に正確な測定ができない。さらに、複数の受光部に対し
て照射するするタイミングを換えて測定することができ
ないという問題もある。
プローバは、ＩＣウエハ１上に設けられた複数の受光部
に対して、同時に励起用の光を照射することができない
という問題がある。また、励起用の光のスポット径を大
きくして、この複数の受光部に対して照射した場合は、
受光部でない箇所に対しても光が照射されてしまうため
に正確な測定ができない。さらに、複数の受光部に対し
て照射するするタイミングを換えて測定することができ
ないという問題もある。
【００１９】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ウェハ上に複数設けられた受
光部に対して、同時に励起用の光を照射することができ
る電気光学サンプリングプローバを少ない構成要素で簡
素に提供することを目的とする。
たもので、測定対象のＩＣウェハ上に複数設けられた受
光部に対して、同時に励起用の光を照射することができ
る電気光学サンプリングプローバを少ない構成要素で簡
素に提供することを目的とする。
【００２０】
【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、前記ＩＣウエハに対する励起用の光を
集光して照射するための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ウエハに対する励起用
の光を集光して照射する対物レンズを共有する複数の励
起用光学系モジュールを設け、前記励起用光学系モジュ
ールのうち少なくとも１つの励起用光学系モジュール
は、他の励起用光学系モジュールとは異なる光軸を有
し、前記ＩＣウエハ上の異なる少なくとも２点の受光部
に対して励起用の光が照射されることを特徴とする。
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、前記ＩＣウエハに対する励起用の光を
集光して照射するための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ウエハに対する励起用
の光を集光して照射する対物レンズを共有する複数の励
起用光学系モジュールを設け、前記励起用光学系モジュ
ールのうち少なくとも１つの励起用光学系モジュール
は、他の励起用光学系モジュールとは異なる光軸を有
し、前記ＩＣウエハ上の異なる少なくとも２点の受光部
に対して励起用の光が照射されることを特徴とする。
【００２１】請求項２に記載の発明は、前記電気光学サ
ンプリングプローバは、前記励起用光学系モジュールの
光の出射側に該励起用光学系モジュールから発せられる
光の光軸の方向を調整できる光軸調整部をさらに備えた
ことを特徴とする。
ンプリングプローバは、前記励起用光学系モジュールの
光の出射側に該励起用光学系モジュールから発せられる
光の光軸の方向を調整できる光軸調整部をさらに備えた
ことを特徴とする。
【００２２】請求項３に記載の発明は、前記光軸調整部
は、前記対物レンズへの入射部を中心とした円周上を移
動するゴニオステージであることを特徴とする。
は、前記対物レンズへの入射部を中心とした円周上を移
動するゴニオステージであることを特徴とする。
【００２３】請求項４に記載の発明は、前記光軸調整部
は、直交する２軸方向に微動可能なステージと、前記励
起用光学系モジュールから出射される光を集光する第１
のレンズと、前記第１のレンズによって集光された光を
平行光にする第２のレンズとからなることを特徴とす
る。
は、直交する２軸方向に微動可能なステージと、前記励
起用光学系モジュールから出射される光を集光する第１
のレンズと、前記第１のレンズによって集光された光を
平行光にする第２のレンズとからなることを特徴とす
る。
【００２４】請求項５に記載の発明は、前記励起用光学
系モジュールは、１／２波長板を含んで構成されること
を特徴とする。
系モジュールは、１／２波長板を含んで構成されること
を特徴とする。
【００２５】請求項６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。
【００２６】請求項７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。
【００２７】請求項８に記載の発明は、請求項１ないし
７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、複数の励起用光学
系モジュールによって励起用の光を該ＩＣウエハ上の複
数の受光部に対して照射し、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。
７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、複数の励起用光学
系モジュールによって励起用の光を該ＩＣウエハ上の複
数の受光部に対して照射し、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。
【００２８】請求項９に記載の発明は、前記測定方法
は、複数の励起用光学系モジュールのそれぞれから出射
する光の出射タイミングを変えて前記ＩＣウエハの受光
部に対して照射して、前記電気信号の測定を行うことを
特徴とする。
は、複数の励起用光学系モジュールのそれぞれから出射
する光の出射タイミングを変えて前記ＩＣウエハの受光
部に対して照射して、前記電気信号の測定を行うことを
特徴とする。
【００２９】
【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６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２つ
の励起用光学系モジュール（以下、励起用光学系と称す
る）６ｂ、６ｂ’と、プローバ本体４２とを設けた点
と、２つの励起用光学系６ｂを脱着部５ｂ、５ｃによっ
てプローバ本体４２に固定した点である。なお、２つの
励起用光学系６ｂ、６ｂ’は全く同一の構成である。
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６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２つ
の励起用光学系モジュール（以下、励起用光学系と称す
る）６ｂ、６ｂ’と、プローバ本体４２とを設けた点
と、２つの励起用光学系６ｂを脱着部５ｂ、５ｃによっ
てプローバ本体４２に固定した点である。なお、２つの
励起用光学系６ｂ、６ｂ’は全く同一の構成である。
【００３０】ＥＯＳ光学系６ａ、励起用光学系６ｂ、６
ｂ’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、５ｃによって固定されている。３つの脱着部５
ａ、５ｂ、５ｃ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。
ｂ’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、５ｃによって固定されている。３つの脱着部５
ａ、５ｂ、５ｃ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。
【００３１】さらに、励起用光学系６ｂは、脱着部５ｂ
とプローバ本体４２との間に光軸調整部５ｄが設けられ
て固定されている。
とプローバ本体４２との間に光軸調整部５ｄが設けられ
て固定されている。
【００３２】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、７０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、７０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、７０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、７０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。
【００３３】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のみの構成となっている。次に、図１、
２、３及び図４、５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。図４、５は、
図１に示す光軸調整部５ｄの構成と励起用の光の光路を
示す説明図である。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。
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のみの構成となっている。次に、図１、
２、３及び図４、５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。図４、５は、
図１に示す光軸調整部５ｄの構成と励起用の光の光路を
示す説明図である。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。
【００３４】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。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内のハーフミラー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
させることができる。
ハ１の裏面に励起用の光を照射する動作を説明する。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内のハーフミラー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
させることができる。
【００３５】なお、励起用光学系の数が２の場合には、
各々励起用光学系に偏波コントローラを挿入し、ハーフ
ミラー４２ａを偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に置換
すれば、光量の損失がほとんど生じない、より効率的な
集光を実現することができることは言うまでもない。
各々励起用光学系に偏波コントローラを挿入し、ハーフ
ミラー４２ａを偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に置換
すれば、光量の損失がほとんど生じない、より効率的な
集光を実現することができることは言うまでもない。
【００３６】ここで、図４、５を参照して、ＩＣウエハ
１上に２つの受光部がある場合に励起用の光をこれらの
受光部へ入射させる動作を説明する。まず、図４を参照
して、光軸調整部５ｄをゴニオメータよって構成した例
を説明する。図４に示す励起用光学系６ｂ’は、脱着部
５ｃによってプローバ本体４２に固定されており、この
励起用光学系６ｂ’から出射された平行光は、プローバ
本体４２内を直進し、さらにハーフミラー４２ａを透過
し、対物レンズ３２によって、ＩＣウエハ１上の受光部
へ集光される。この対物レンズ３２はＩＣウエハ１から
この対物レンズの焦点距離ｆｔだけ離されて配置されて
いるので、この平行光はＩＣウエハ１上の１点に集光さ
れる。
１上に２つの受光部がある場合に励起用の光をこれらの
受光部へ入射させる動作を説明する。まず、図４を参照
して、光軸調整部５ｄをゴニオメータよって構成した例
を説明する。図４に示す励起用光学系６ｂ’は、脱着部
５ｃによってプローバ本体４２に固定されており、この
励起用光学系６ｂ’から出射された平行光は、プローバ
本体４２内を直進し、さらにハーフミラー４２ａを透過
し、対物レンズ３２によって、ＩＣウエハ１上の受光部
へ集光される。この対物レンズ３２はＩＣウエハ１から
この対物レンズの焦点距離ｆｔだけ離されて配置されて
いるので、この平行光はＩＣウエハ１上の１点に集光さ
れる。
【００３７】一方、図４に示す励起用光学系６ｂは、脱
着部５ｂによって、光軸調整部５ｄに固定されている。
この光軸調整部５ｄは、図４の符号５ｄ’に示す円弧が
摺動面であり、この円弧の中心は図４の符号Ｂで示す点
になっている。この点Ｂは、対物レンズ３２の入射口の
中心に設定されている。
着部５ｂによって、光軸調整部５ｄに固定されている。
この光軸調整部５ｄは、図４の符号５ｄ’に示す円弧が
摺動面であり、この円弧の中心は図４の符号Ｂで示す点
になっている。この点Ｂは、対物レンズ３２の入射口の
中心に設定されている。
【００３８】光軸調整部５ｄは、図４の実線で示す初期
状態において、励起用光学系６ｂから発せられる平行光
の光軸が、励起用光学系６ｂ’から発せられる平行光の
光軸に直交するように配置されている。さらに、ハーフ
ミラー４２ａは、励起用光学系６ｂ’から発せられる平
行光の光軸に対して４５度傾いて配置されている。従っ
て、励起用光学系６ｂから発せられた平行光は、励起用
光学系６ｂ’から発せられた平行光が集光する点と同一
の点に集光される。
状態において、励起用光学系６ｂから発せられる平行光
の光軸が、励起用光学系６ｂ’から発せられる平行光の
光軸に直交するように配置されている。さらに、ハーフ
ミラー４２ａは、励起用光学系６ｂ’から発せられる平
行光の光軸に対して４５度傾いて配置されている。従っ
て、励起用光学系６ｂから発せられた平行光は、励起用
光学系６ｂ’から発せられた平行光が集光する点と同一
の点に集光される。
【００３９】次に、光軸調整部５ｄを調整することによ
って、異なる２点に集光する場合は、ゴニオメータを回
転させることによって行われる。このとき、異なる２点
の集光点の距離は、ゴニオメータの回転角度によって定
められる。すなわち、２つの集光点の距離をＡ、対物レ
ンズ３２の焦点距離をｆｔ、光軸調整部５ｄの回転角度
をθａとすると、集光点の距離Ａは、Ａ＝ｆｔ×ｔａｎ
θａによって求めることができる。ゴニオメータをθａ
だけ回転させた状態を図４の二点鎖線で示す。
って、異なる２点に集光する場合は、ゴニオメータを回
転させることによって行われる。このとき、異なる２点
の集光点の距離は、ゴニオメータの回転角度によって定
められる。すなわち、２つの集光点の距離をＡ、対物レ
ンズ３２の焦点距離をｆｔ、光軸調整部５ｄの回転角度
をθａとすると、集光点の距離Ａは、Ａ＝ｆｔ×ｔａｎ
θａによって求めることができる。ゴニオメータをθａ
だけ回転させた状態を図４の二点鎖線で示す。
【００４０】このように、２つの励起用光学系６ｂ、６
ｂ’を用い、さらに対物レンズ３２を共有することによ
って、精度良く異なる２点に光を集光することができる
ので、２つの受光面を有するＩＣウエハ１であっても、
受光面のみに確実に集光することができる。
ｂ’を用い、さらに対物レンズ３２を共有することによ
って、精度良く異なる２点に光を集光することができる
ので、２つの受光面を有するＩＣウエハ１であっても、
受光面のみに確実に集光することができる。
【００４１】次に、図５を参照して、光軸調整部５ｄを
テレセントリック光学系によって構成した例を説明す
る。図５に示す例において、光軸調整部５ｄは励起用光
学系６ｂから発せられた平行光を集光する集光レンズ５
ｅと、直交する２軸方向へ微動可能なＸＹステージ５ｆ
と、集光された光を再び平行光にするコリメートレンズ
５ｇとからなる。
テレセントリック光学系によって構成した例を説明す
る。図５に示す例において、光軸調整部５ｄは励起用光
学系６ｂから発せられた平行光を集光する集光レンズ５
ｅと、直交する２軸方向へ微動可能なＸＹステージ５ｆ
と、集光された光を再び平行光にするコリメートレンズ
５ｇとからなる。
【００４２】図５に示す励起用光学系６ｂ’、ハーフミ
ラー４２ａ及び対物レンズ３２は、図４に示す配置と同
様なので、説明を省略する。
ラー４２ａ及び対物レンズ３２は、図４に示す配置と同
様なので、説明を省略する。
【００４３】ＸＹステージ５ｆは、図５に示す符号５
ｆ’が摺動面であり、このＸＹステージ５ｆを調整する
ことによって、励起用光学系６ｂ、脱着部５ｂ及び集光
レンズ５ｅが２軸方向へ微動する。対物レンズ３２の入
射口とコリメートレンズ５ｇは、その光路長がコリメー
トレンズ５ｇの後側焦点距離ｆｂと同じ距離になるよう
に配置されている。また、集光レンズ５ｅは、励起用光
学系６ｂから焦点距離だけ離れて配置されている。
ｆ’が摺動面であり、このＸＹステージ５ｆを調整する
ことによって、励起用光学系６ｂ、脱着部５ｂ及び集光
レンズ５ｅが２軸方向へ微動する。対物レンズ３２の入
射口とコリメートレンズ５ｇは、その光路長がコリメー
トレンズ５ｇの後側焦点距離ｆｂと同じ距離になるよう
に配置されている。また、集光レンズ５ｅは、励起用光
学系６ｂから焦点距離だけ離れて配置されている。
【００４４】次に、図５に示す励起用光学系６ｂから発
せられる光の光路について説明する。まず、励起用光学
系６ｂから発せられた平行光は、集光レンズ５ｅによっ
て集光される。この集光レンズ５ｅは、励起用光学系６
ｂから焦点距離だけ離れて配置されているため、点Ｃに
集光される。この集光された光は、点Ｃから再び広が
り、コリメートレンズ５ｇへ入射する。コリメートレン
ズ５ｇは、点Ｃからこのコリメートレンズ５ｇの前側焦
点距離ｆａだけ離された配置されている。このため、点
Ｃにおいて広がった光は再び平行光になる。この平行光
は、ハーフミラー４２ａで折り返されて対物レンズ３２
へ入射し、さらに対物レンズ３２によって、ＩＣウエハ
１上の１点に集光される。
せられる光の光路について説明する。まず、励起用光学
系６ｂから発せられた平行光は、集光レンズ５ｅによっ
て集光される。この集光レンズ５ｅは、励起用光学系６
ｂから焦点距離だけ離れて配置されているため、点Ｃに
集光される。この集光された光は、点Ｃから再び広が
り、コリメートレンズ５ｇへ入射する。コリメートレン
ズ５ｇは、点Ｃからこのコリメートレンズ５ｇの前側焦
点距離ｆａだけ離された配置されている。このため、点
Ｃにおいて広がった光は再び平行光になる。この平行光
は、ハーフミラー４２ａで折り返されて対物レンズ３２
へ入射し、さらに対物レンズ３２によって、ＩＣウエハ
１上の１点に集光される。
【００４５】ＸＹステージ５ｆは、初期状態において、
励起用光学系６ｂから発せられた平行光が点Ｃ’に集光
されるように配置されている。この状態においては、コ
リメートレンズ５ｇから出射する平行光の光軸が、励起
用光学系６ｂ’から発せられる平行光の光軸に直交する
ため、ＩＣウエハ１上の１点に２つの平行光は集光され
る。この状態からＸＹステージ５ｆを調整して、励起用
光学系６ｂを距離Ｆだけ離れた位置へ移動すると、ＩＣ
ウエハ１上において集光される２つの光は距離Ｆ’だけ
離れた位置に集光される。この距離ＦとＦ’は、同じ距
離となるため、ＸＹステージ５ｆの移動距離に比例し
て、集光する点を離すことができる。また、ＸＹステー
ジ５ｆは、２軸方向へ調整可能なため、励起用光学系６
ｂ’から発せられた光が集光される点の周囲の任意の位
置に集光することができる。
励起用光学系６ｂから発せられた平行光が点Ｃ’に集光
されるように配置されている。この状態においては、コ
リメートレンズ５ｇから出射する平行光の光軸が、励起
用光学系６ｂ’から発せられる平行光の光軸に直交する
ため、ＩＣウエハ１上の１点に２つの平行光は集光され
る。この状態からＸＹステージ５ｆを調整して、励起用
光学系６ｂを距離Ｆだけ離れた位置へ移動すると、ＩＣ
ウエハ１上において集光される２つの光は距離Ｆ’だけ
離れた位置に集光される。この距離ＦとＦ’は、同じ距
離となるため、ＸＹステージ５ｆの移動距離に比例し
て、集光する点を離すことができる。また、ＸＹステー
ジ５ｆは、２軸方向へ調整可能なため、励起用光学系６
ｂ’から発せられた光が集光される点の周囲の任意の位
置に集光することができる。
【００４６】このように、テレセントリック光学系を用
い、励起用光学系６ｂを微動させることによって、異な
る２点の受光部のみへ正確に集光することができる。な
お、励起用光学系６ｂ、６ｂ’は、それぞれ独立した光
源を用いているため、それぞれの光源から発せられる光
の出射タイミングを換えてＩＣウエハ１に対して照射し
てもよい。このようにすることで、複数の受光部への照
射タイミングを換えた場合の測定を行うことが可能にな
る。
い、励起用光学系６ｂを微動させることによって、異な
る２点の受光部のみへ正確に集光することができる。な
お、励起用光学系６ｂ、６ｂ’は、それぞれ独立した光
源を用いているため、それぞれの光源から発せられる光
の出射タイミングを換えてＩＣウエハ１に対して照射し
てもよい。このようにすることで、複数の受光部への照
射タイミングを換えた場合の測定を行うことが可能にな
る。
【００４７】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。
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。
【００４８】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４１ａ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。
ダイクロイックミラー４１ａ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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。また、対物レンズ３２を共有する２つ
の励起用光学系６ｂ、６ｂ’を用いたため、２点の異な
る受光部に対して集光した光を照射することができる。
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。また、対物レンズ３２を共有する２つ
の励起用光学系６ｂ、６ｂ’を用いたため、２点の異な
る受光部に対して集光した光を照射することができる。
【００５２】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。
【００５３】また、励起用光学系６ｂ及びハーフミラー
４２ａをさらに必要に応じて増設して、３点以上の受光
部に対して、集光した光を照射するようにしてもよい。
さらに、励起用光学系６ｂ’に換えて、ＥＯＳ光学系６
ａを取り付ければ、励起用の受光部と測定を行う面が同
じＩＣウエハ１であっても測定が可能となる。
４２ａをさらに必要に応じて増設して、３点以上の受光
部に対して、集光した光を照射するようにしてもよい。
さらに、励起用光学系６ｂ’に換えて、ＥＯＳ光学系６
ａを取り付ければ、励起用の受光部と測定を行う面が同
じＩＣウエハ１であっても測定が可能となる。
【００５４】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。
【００５５】
【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。
【００５６】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。ま
た、励起用光学系の対物レンズとハーフミラーとを単一
の要素で共用できるので少ない構成要素で簡素に実現で
きる。
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。ま
た、励起用光学系の対物レンズとハーフミラーとを単一
の要素で共用できるので少ない構成要素で簡素に実現で
きる。
【００５７】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。
【００５８】また、対物レンズを共有する複数の励起用
光学系を用い、励起用光学系とプローバ本体の間に光軸
調整部を設けたため、複数の異なる受光部に対して集光
した光を照射することができるという効果が得られる。
光学系を用い、励起用光学系とプローバ本体の間に光軸
調整部を設けたため、複数の異なる受光部に対して集光
した光を照射すること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】図１に示す光軸調整部５ｄの構成と励起用の光
の光路を示す説明図である。
の光路を示す説明図である。
【図５】図１に示す光軸調整部５ｄの構成と励起用の光
の光路を示す説明図である。
の光路を示す説明図である。
【図６】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、３２・・・対物レンズ、 ４１、４２・・・プローバ本体、 ４１ａ、・・・ダイクロイックミラー、 ４１ｂ、４２ａ・・・ハーフミラー、 ５ａ、５ｂ、５ｃ・・・脱着部、 ５ｄ・・・光軸調整部、 ６ａ・・・ＥＯＳ光学系モジュール、 ６ｂ、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 八木 敏之 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
Claims (9)
- 【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、 前記ＩＣウエハに対する励起用の光を集光して照射する
ための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、 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ウエハに対する励起用の光を集光して照射する
対物レンズを共有する複数の励起用光学系モジュールを
設け、 前記励起用光学系モジュールのうち少なくとも１つの励
起用光学系モジュールは、他の励起用光学系モジュール
とは異なる光軸を有し、前記ＩＣウエハ上の異なる少な
くとも２点の受光部に対して励起用の光が照射されるこ
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】 前記電気光学サンプリングプローバは、 前記励起用光学系モジュールの光の出射側に該励起用光
学系モジュールから発せられる光の光軸の方向を調整で
きる光軸調整部をさらに備えた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】前記光軸調整部は、前記対物レンズへの入
射部を中心とした円周上を移動するゴニオステージであ
ることを特徴とする請求項２に記載の電気光学サンプリ
ングプローバ。 - 【請求項４】前記光軸調整部は、 直交する２軸方向に微動可能なステージと、 前記励起用光学系モジュールから出射される光を集光す
る第１のレンズと、 前記第１のレンズによって集光された光を平行光にする
第２のレンズと、 からなることを特徴とする請求項２に記載の電気光学サ
ンプリングプローバ。 - 【請求項５】 前記励起用光学系モジュールは、１／２
波長板を含んで構成されることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の電気光学サンプリングプロー
バ。 - 【請求項６】 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。 - 【請求項７】 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ないし６のいずれかに記載の電気光学サンプリング
プローバ。 - 【請求項８】 請求項１ないし７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、複数の
励起用光学系モジュールによって励起用の光を該ＩＣウ
エハ上の複数の受光部に対して照射し、 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。 - 【請求項９】 前記測定方法は、 複数の励起用光学系モジュールのそれぞれから出射する
光の出射タイミングを変えて前記ＩＣウエハの受光部に
対して照射して、前記電気信号の測定を行うことを特徴
とする請求項８に記載の測定方法。
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