JP3160346B2 - 光ビームテスタ - Google Patents
光ビームテスタInfo
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- JP3160346B2 JP3160346B2 JP01645592A JP1645592A JP3160346B2 JP 3160346 B2 JP3160346 B2 JP 3160346B2 JP 01645592 A JP01645592 A JP 01645592A JP 1645592 A JP1645592 A JP 1645592A JP 3160346 B2 JP3160346 B2 JP 3160346B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路やプリ
ント基板上等の信号配線の電圧波形を、電気光学結晶に
入射する光の偏光状態の変化に基づいて測定する光ビー
ムテスタに関する。
ント基板上等の信号配線の電圧波形を、電気光学結晶に
入射する光の偏光状態の変化に基づいて測定する光ビー
ムテスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の信号波形を測定するた
めに、従来では、その入出力ピンをケーブルでサンプリ
ングオシロスコープに接続して波形観測していた。しか
し、半導体集積回路の動作の高速化に伴い、接続ケーブ
ルの容量による信号波形の鈍りが大きくなり、信号波形
を正確に測定することが困難になってきた。そこで、電
気光学効果の高速応答性と、極めて狭い時間幅のパルス
をレーザで作れることに着目して、図９に示すようなサ
ンプリング方式（ストロボパルス方式）の光ビームテス
タが開発されている（特開昭６４−２８５６６号公
報）。図１０は、この光ビームテスタの電気光学的電圧
検出部の断面構成を示す。
めに、従来では、その入出力ピンをケーブルでサンプリ
ングオシロスコープに接続して波形観測していた。しか
し、半導体集積回路の動作の高速化に伴い、接続ケーブ
ルの容量による信号波形の鈍りが大きくなり、信号波形
を正確に測定することが困難になってきた。そこで、電
気光学効果の高速応答性と、極めて狭い時間幅のパルス
をレーザで作れることに着目して、図９に示すようなサ
ンプリング方式（ストロボパルス方式）の光ビームテス
タが開発されている（特開昭６４−２８５６６号公
報）。図１０は、この光ビームテスタの電気光学的電圧
検出部の断面構成を示す。
【０００３】ＬＳＩ等の試料１０は、テストボード１２
に装着され、試料１０から信号を取り出すためのピン１
４の先端がテストボード１２の一面から突出している。
一方、電気光学結晶板１６の一面には、金属薄膜のパッ
ド１８１〜１８ｎがマトリックス状に被着されている。
この電気光学結晶板１６は、例えば面方位（１００）の
ＧａＡｓ結晶板である。パッド１８には、ピン１４の先
端が当接される。電気光学結晶板１６の他面には、ＩＴ
Ｏ膜等の透明共通電極２０が被着され、接地されてい
る。
に装着され、試料１０から信号を取り出すためのピン１
４の先端がテストボード１２の一面から突出している。
一方、電気光学結晶板１６の一面には、金属薄膜のパッ
ド１８１〜１８ｎがマトリックス状に被着されている。
この電気光学結晶板１６は、例えば面方位（１００）の
ＧａＡｓ結晶板である。パッド１８には、ピン１４の先
端が当接される。電気光学結晶板１６の他面には、ＩＴ
Ｏ膜等の透明共通電極２０が被着され、接地されてい
る。
【０００４】テスト信号発生回路２２は、制御回路２４
からの周期的なトリガ信号に応答して、テスト信号を試
料１０に供給する。
からの周期的なトリガ信号に応答して、テスト信号を試
料１０に供給する。
【０００５】パルスレーザ２６は、制御回路２４からの
トリガパルスに応答して、偏光パルスを出射する。この
偏光パルスは、ビームスプリッタ２８を通って光走査装
置３０に入射される。光走査装置３０は、ミラー３１
と、ミラー３２と、ミラー回転駆動装置３３とを備え、
ミラー回転駆動装置３３は、制御回路２４からの信号に
基づいてミラー３１を図９の紙面に垂直な軸Ｘの回りに
回転駆動させ、ミラー３２をこの紙面内の軸Ｙの回りに
回転駆動させて、任意のパッド１８ｉ（ｉ＝１〜ｎ）上
に光を投射可能とする。光走査装置３０と電気光学結晶
板１６との間に配置されたコリメータレンズ４２は、電
気光学結晶板１６上に垂直に光を投射するためのもので
ある。
トリガパルスに応答して、偏光パルスを出射する。この
偏光パルスは、ビームスプリッタ２８を通って光走査装
置３０に入射される。光走査装置３０は、ミラー３１
と、ミラー３２と、ミラー回転駆動装置３３とを備え、
ミラー回転駆動装置３３は、制御回路２４からの信号に
基づいてミラー３１を図９の紙面に垂直な軸Ｘの回りに
回転駆動させ、ミラー３２をこの紙面内の軸Ｙの回りに
回転駆動させて、任意のパッド１８ｉ（ｉ＝１〜ｎ）上
に光を投射可能とする。光走査装置３０と電気光学結晶
板１６との間に配置されたコリメータレンズ４２は、電
気光学結晶板１６上に垂直に光を投射するためのもので
ある。
【０００６】透明共通電極２０側から電気光学結晶板１
６に偏光パルスを垂直入射させ、パッド１８ｉで反射さ
せると、電気光学結晶板１６から出射した光の、偏光面
が互いに直交する直線偏光成分間に、パッド１８の電圧
に応じた光強度差が生ずる。
６に偏光パルスを垂直入射させ、パッド１８ｉで反射さ
せると、電気光学結晶板１６から出射した光の、偏光面
が互いに直交する直線偏光成分間に、パッド１８の電圧
に応じた光強度差が生ずる。
【０００７】コリメータレンズ４２を通った戻り光は、
光走査装置３０を通り、ビームスプリッタ２８で反射さ
れて偏光ビームスプリッタ４４に入射し、偏光面が互い
に垂直な前記直線偏光成分に２分割され、その一方（ｐ
偏光）が光検出器４６で検出され、他方（ｓ偏光）が光
検出器４８で検出される。
光走査装置３０を通り、ビームスプリッタ２８で反射さ
れて偏光ビームスプリッタ４４に入射し、偏光面が互い
に垂直な前記直線偏光成分に２分割され、その一方（ｐ
偏光）が光検出器４６で検出され、他方（ｓ偏光）が光
検出器４８で検出される。
【０００８】光検出器４６及び４８の出力信号はそれぞ
れアンプ５０及び５２で増幅された後、差動アンプ５４
に供給され、両者の差が増幅される。差動アンプ５４の
出力はＡ／Ｄ変換器５６でデジタル化され、信号処理回
路５８に供給される。
れアンプ５０及び５２で増幅された後、差動アンプ５４
に供給され、両者の差が増幅される。差動アンプ５４の
出力はＡ／Ｄ変換器５６でデジタル化され、信号処理回
路５８に供給される。
【０００９】信号処理回路５８は、制御回路２４からの
同期信号に基づき、テスト信号の各位相について、Ａ／
Ｄ変換器５６の出力をサンプリングし、光投射されたパ
ッド１８ｉの電圧を求める。このパッド１８ｉの位置を
示す信号は、制御回路２４から信号処理回路５８に供給
される。
同期信号に基づき、テスト信号の各位相について、Ａ／
Ｄ変換器５６の出力をサンプリングし、光投射されたパ
ッド１８ｉの電圧を求める。このパッド１８ｉの位置を
示す信号は、制御回路２４から信号処理回路５８に供給
される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ミラー３１及
び３２に対する入射角が０°でないので、図７に示す如
くｐ偏光成分とｓ偏光成分の反射率が互いに異なり、ま
た、図８に示す如くｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に位相
差が生ずる。この反射率の差及び位相差は、ミラー３１
及び及びミラー３２の回転角に応じて変化する。このた
め、試料１０に電圧を印加していない状態において、ア
ンプ５０とアンプ５２の出力の差は０とならず、しか
も、この差は光走査装置３０による走査に応じて変化す
る。
び３２に対する入射角が０°でないので、図７に示す如
くｐ偏光成分とｓ偏光成分の反射率が互いに異なり、ま
た、図８に示す如くｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に位相
差が生ずる。この反射率の差及び位相差は、ミラー３１
及び及びミラー３２の回転角に応じて変化する。このた
め、試料１０に電圧を印加していない状態において、ア
ンプ５０とアンプ５２の出力の差は０とならず、しか
も、この差は光走査装置３０による走査に応じて変化す
る。
【００１１】パッド１８ｉへの印加電圧に対し、光検出
器４６に入射するｐ偏光の光強度と光検出器４８に入射
するｓ偏光の光強度との差が微小であるため、精度よく
電圧を検出するには、差動アンプ５４の増幅率を高く設
定する必要がある。試料１０に電圧を印加しない状態で
アンプ５０とアンプ５２の出力に差が生ずると、差動ア
ンプ５４の出力に含まれる有効な信号の範囲（スパン）
が狭くなるので、電圧測定精度が低下する。このような
問題は、レーザ光がビームスプリッタ２８の半透膜を透
過する際及び反射する際にｐ偏光成分とｓ偏光成分の間
に位相差が生ずることによっても発生する。
器４６に入射するｐ偏光の光強度と光検出器４８に入射
するｓ偏光の光強度との差が微小であるため、精度よく
電圧を検出するには、差動アンプ５４の増幅率を高く設
定する必要がある。試料１０に電圧を印加しない状態で
アンプ５０とアンプ５２の出力に差が生ずると、差動ア
ンプ５４の出力に含まれる有効な信号の範囲（スパン）
が狭くなるので、電圧測定精度が低下する。このような
問題は、レーザ光がビームスプリッタ２８の半透膜を透
過する際及び反射する際にｐ偏光成分とｓ偏光成分の間
に位相差が生ずることによっても発生する。
【００１２】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、電圧測定精度を向上させることが可能な光ビームテ
スタを提供することにある。
み、電圧測定精度を向上させることが可能な光ビームテ
スタを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
る光ビームテスタを、実施例図中の対応する構成要素の
符号を引用して説明する。
る光ビームテスタを、実施例図中の対応する構成要素の
符号を引用して説明する。
【００１４】以下の第１〜３発明は何れも、パルスレー
ザ２６から出射した偏光パルスを、ビームスプリッタ２
８、光走査装置３０及び電気光学結晶１６に順に通した
後反射させて電気光学結晶１６及び光走査装置３０の順
に通し、ビームスプリッタ２８で反射した光を偏光ビー
ムスプリッタ４４でｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割し、
分割された該ｓ偏光の光強度を第１光検出器４６で検出
して第１増幅器５０で増幅し、分割された該ｐ偏光の光
強度を第２光検出器４８で検出して第２増幅器５２で増
幅し、増幅された両光強度の差に基づいて電気光学結晶
１６の対向面間に印加された電圧を測定し、光走査装置
３０で該偏光パルスを電気光学結晶１６上で走査させる
ことを前提としている。
ザ２６から出射した偏光パルスを、ビームスプリッタ２
８、光走査装置３０及び電気光学結晶１６に順に通した
後反射させて電気光学結晶１６及び光走査装置３０の順
に通し、ビームスプリッタ２８で反射した光を偏光ビー
ムスプリッタ４４でｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割し、
分割された該ｓ偏光の光強度を第１光検出器４６で検出
して第１増幅器５０で増幅し、分割された該ｐ偏光の光
強度を第２光検出器４８で検出して第２増幅器５２で増
幅し、増幅された両光強度の差に基づいて電気光学結晶
１６の対向面間に印加された電圧を測定し、光走査装置
３０で該偏光パルスを電気光学結晶１６上で走査させる
ことを前提としている。
【００１５】第１発明の光ビームテスタでは、例えば図
１に示す如く、光走査装置３０と電気光学結晶１６との
間の光路中にｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を配置し
ている。このｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０は、入射
光のｐ偏光成分とｓ偏光成分の電気ベクトル振動方向
を、ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を透過しその戻り
光が再度ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子を透過したときに
互いに逆にさせるものであり、ｍ／４波長板又は偏光面
を４５ｍ°回転させるファラデ回転子で構成される。但
し、ｍは奇数である。
１に示す如く、光走査装置３０と電気光学結晶１６との
間の光路中にｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を配置し
ている。このｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０は、入射
光のｐ偏光成分とｓ偏光成分の電気ベクトル振動方向
を、ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を透過しその戻り
光が再度ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子を透過したときに
互いに逆にさせるものであり、ｍ／４波長板又は偏光面
を４５ｍ°回転させるファラデ回転子で構成される。但
し、ｍは奇数である。
【００１６】この構成によれば、光走査装置３０に対し
偏光パルスが行きと帰りで２回通ると、図７に示すｐ偏
光成分とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及び図
８に示すｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果と
して０となる。したがって、試料１０に電圧を印加して
いない状態で、任意の光走査位置について、上記差を常
にほぼ０とすることができる。このため、この差に含ま
れる有効な信号範囲を従来よりも広くすることができ、
電圧測定精度が向上する。
偏光パルスが行きと帰りで２回通ると、図７に示すｐ偏
光成分とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及び図
８に示すｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果と
して０となる。したがって、試料１０に電圧を印加して
いない状態で、任意の光走査位置について、上記差を常
にほぼ０とすることができる。このため、この差に含ま
れる有効な信号範囲を従来よりも広くすることができ、
電圧測定精度が向上する。
【００１７】第２発明の光ビームテスタでは、例えば図
２に示す如く、光走査装置３０による走査に応じて補正
データが読み出される補正データ記憶手段６４を備え、
第１増幅器５０Ａ及び第２増幅器５２Ａは、読み出され
た該補正データで増幅率が設定される可変増幅器であ
り、電気光学結晶１６の対向面間に印加された電圧が０
のときに該差を０にする該補正データが補正データ記憶
手段６４に格納されている。
２に示す如く、光走査装置３０による走査に応じて補正
データが読み出される補正データ記憶手段６４を備え、
第１増幅器５０Ａ及び第２増幅器５２Ａは、読み出され
た該補正データで増幅率が設定される可変増幅器であ
り、電気光学結晶１６の対向面間に印加された電圧が０
のときに該差を０にする該補正データが補正データ記憶
手段６４に格納されている。
【００１８】この構成の場合、試料１０に電圧を印加し
ない状態では、任意の光走査位置について、上記差が０
となる。すなわち、ビームスプリッタ２８、光走査装置
３０及び偏光ビームスプリッタ４４のｐ偏光成分とｓ偏
光成分に対する特性差、第１光検出器４６と第２光検出
器４８との感度差及び第１増幅器５０Ａと第２増幅器５
２Ａの間の特性差を全体として補償することができ、第
１増幅器５０Ａの出力と第２増幅器５２Ａの出力との差
に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くすることが
でき、電圧測定精度が向上する。
ない状態では、任意の光走査位置について、上記差が０
となる。すなわち、ビームスプリッタ２８、光走査装置
３０及び偏光ビームスプリッタ４４のｐ偏光成分とｓ偏
光成分に対する特性差、第１光検出器４６と第２光検出
器４８との感度差及び第１増幅器５０Ａと第２増幅器５
２Ａの間の特性差を全体として補償することができ、第
１増幅器５０Ａの出力と第２増幅器５２Ａの出力との差
に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くすることが
でき、電圧測定精度が向上する。
【００１９】第２発明の第１態様では、第１増幅器５０
及び第２増幅器５２はそれぞれ、増幅率固定のアンプ５
０及び５２と可変減衰器７０及び７２とが縦続接続され
て構成され、可変減衰器７０及び７２の減衰率を変化さ
せることにより増幅率が変化する。
及び第２増幅器５２はそれぞれ、増幅率固定のアンプ５
０及び５２と可変減衰器７０及び７２とが縦続接続され
て構成され、可変減衰器７０及び７２の減衰率を変化さ
せることにより増幅率が変化する。
【００２０】第３発明の光ビームテスタでは、例えば図
４に示す如く、光走査装置３０と電気光学結晶１６との
間の光路中に直線位相子７４を配置している。この直線
位相子７４は、これを透過するｐ偏光成分とｓ偏光成分
の間の光路差を適当な値にして、ビームスプリッタ２８
を透過し戻り光がビームスプリッタ２８で反射されたこ
とによりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相差を
補償する。
４に示す如く、光走査装置３０と電気光学結晶１６との
間の光路中に直線位相子７４を配置している。この直線
位相子７４は、これを透過するｐ偏光成分とｓ偏光成分
の間の光路差を適当な値にして、ビームスプリッタ２８
を透過し戻り光がビームスプリッタ２８で反射されたこ
とによりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相差を
補償する。
【００２１】この構成の場合も、上記差に含まれる有効
な信号範囲を従来よりも広くすることができ、電圧測定
精度が向上する。
な信号範囲を従来よりも広くすることができ、電圧測定
精度が向上する。
【００２２】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００２３】［第１実施例］図１は、第１実施例の光ビ
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】この光ビームテスタでは、光走査装置３０
とコリメータレンズ４２との間にｐ／ｓ偏光成分交換光
学素子４０を配置している。ｐ／ｓ偏光成分交換光学素
子４０は、入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分の電気ベク
トル振動方向が、ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を透
過しその戻り光が再度ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０
を透過したときに、互いに逆になるようにするためのも
のであり、ｍ／４波長板又は偏光面を４５ｍ°回転させ
るファラデ回転子で構成されている。但し、ｍは奇数で
ある。
とコリメータレンズ４２との間にｐ／ｓ偏光成分交換光
学素子４０を配置している。ｐ／ｓ偏光成分交換光学素
子４０は、入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分の電気ベク
トル振動方向が、ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０を透
過しその戻り光が再度ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子４０
を透過したときに、互いに逆になるようにするためのも
のであり、ｍ／４波長板又は偏光面を４５ｍ°回転させ
るファラデ回転子で構成されている。但し、ｍは奇数で
ある。
【００２５】これにより、光走査装置３０に対し偏光パ
ルスが行きと帰りで２回通ると、図７に示すｐ偏光成分
とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及び図８に示
すｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果として０
となる。したがって、試料１０に電圧を印加していない
状態で、ミラー３１及び３２を回転駆動して各パッド１
８ｉに光を走査しても、差動アンプ５４の出力を常にほ
ぼ０とすることができる。このため、差動アンプ５４の
出力に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くするこ
とができ、電圧測定精度が向上する。
ルスが行きと帰りで２回通ると、図７に示すｐ偏光成分
とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及び図８に示
すｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果として０
となる。したがって、試料１０に電圧を印加していない
状態で、ミラー３１及び３２を回転駆動して各パッド１
８ｉに光を走査しても、差動アンプ５４の出力を常にほ
ぼ０とすることができる。このため、差動アンプ５４の
出力に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くするこ
とができ、電圧測定精度が向上する。
【００２６】ミラー３１及び３２の反射面が誘電体多層
膜の場合には、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分の反射率を互
いにほぼ等しくすることは可能であるが、同時にｐ偏光
成分とｓ偏光成分の間の位相差を０にすることができな
いので、本発明は有効である。
膜の場合には、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分の反射率を互
いにほぼ等しくすることは可能であるが、同時にｐ偏光
成分とｓ偏光成分の間の位相差を０にすることができな
いので、本発明は有効である。
【００２７】［第２実施例］図２は、第２実施例の光ビ
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】この光ビームテスタでは、図９に示すアン
プ５０及び５２の代わりにそれぞれ可変アンプ５０Ａ及
び５２Ａを用い、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの出力を
それぞれＡ／Ｄ変換器６６及び６８でデジタル化して、
信号処理回路５８Ａに供給している。また、ミラー３１
及び３２の回転軸にそれぞれロータリエンコーダ３４及
び３５の回転軸を連結して、ロータリエンコーダ３４及
び３５からそれぞれミラー３１及び３２の回転角の増分
に比例した数のパルスを出力させ、このパルスをそれぞ
れカウンタ６０及び６２で計数している。
プ５０及び５２の代わりにそれぞれ可変アンプ５０Ａ及
び５２Ａを用い、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの出力を
それぞれＡ／Ｄ変換器６６及び６８でデジタル化して、
信号処理回路５８Ａに供給している。また、ミラー３１
及び３２の回転軸にそれぞれロータリエンコーダ３４及
び３５の回転軸を連結して、ロータリエンコーダ３４及
び３５からそれぞれミラー３１及び３２の回転角の増分
に比例した数のパルスを出力させ、このパルスをそれぞ
れカウンタ６０及び６２で計数している。
【００２９】メモリ６４はカウンタ６０及び６２の計数
値でアドレス指定され、初期設定の際にこのアドレスに
信号処理回路５８Ａから後述の補正データが書き込ま
れ、電圧測定の際にはこのアドレスの上位データ及び下
位データがそれぞれ可変アンプ５０Ａ及び５２Ａに供給
されて、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率が制御さ
れる。
値でアドレス指定され、初期設定の際にこのアドレスに
信号処理回路５８Ａから後述の補正データが書き込ま
れ、電圧測定の際にはこのアドレスの上位データ及び下
位データがそれぞれ可変アンプ５０Ａ及び５２Ａに供給
されて、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率が制御さ
れる。
【００３０】他の点は、図９の構成と同一である。
【００３１】次に、上記の如く構成された本実施例の動
作を説明する。
作を説明する。
【００３２】初期設定の際には、メモリ６４の全アドレ
スに共通に、上位データＫ及び下位データＫ、例えば１
ワードが１６ビットの場合には２8 Ｋ＋Ｋを格納し、偏
光パルスがパッド１８ｉに当たるようにミラー３１及び
３２の回転角を調整し、試料１０に電圧を印加しない状
態でパルスレーザ２６から偏光パルスを出射させ、制御
回路２４Ａからの同期信号に基づいてＡ／Ｄ変換器６６
及び６８から光強度データＩpi及びＩsiを読み取る。Ａ
／Ｄ変換器６６及び６８の出力を共に定数Ｃとするため
の可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率をＡi 及びＢi
とすると、Ａi／Ｋ＝Ｃ／Ｉpi及びＢi ／Ｋ＝Ｃ／Ｉsi
が成立する。そこで、Ａi ＝ＫＣ／Ｉpi及びＢi ＝ＫＣ
／Ｉsiを算出し、Ａi を上位データとしＢi を下位デー
タとしてメモリ６４に格納する。このような処理を、ミ
ラー３１及び３２を回転駆動して全てのパッド１８ｉ、
ｉ＝１〜ｎへの光投射について行う。
スに共通に、上位データＫ及び下位データＫ、例えば１
ワードが１６ビットの場合には２8 Ｋ＋Ｋを格納し、偏
光パルスがパッド１８ｉに当たるようにミラー３１及び
３２の回転角を調整し、試料１０に電圧を印加しない状
態でパルスレーザ２６から偏光パルスを出射させ、制御
回路２４Ａからの同期信号に基づいてＡ／Ｄ変換器６６
及び６８から光強度データＩpi及びＩsiを読み取る。Ａ
／Ｄ変換器６６及び６８の出力を共に定数Ｃとするため
の可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率をＡi 及びＢi
とすると、Ａi／Ｋ＝Ｃ／Ｉpi及びＢi ／Ｋ＝Ｃ／Ｉsi
が成立する。そこで、Ａi ＝ＫＣ／Ｉpi及びＢi ＝ＫＣ
／Ｉsiを算出し、Ａi を上位データとしＢi を下位デー
タとしてメモリ６４に格納する。このような処理を、ミ
ラー３１及び３２を回転駆動して全てのパッド１８ｉ、
ｉ＝１〜ｎへの光投射について行う。
【００３３】電圧測定の際には、カウンタ６０及び６２
でアドレス指定されたメモリ６４からの上位データＡi
及び下位データＢi でそれぞれ可変アンプ５０Ａ及び５
２Ａの増幅率が設定される。これにより、試料１０に電
圧を印加しない状態では、各パッド１８ｉ、ｉ＝１〜ｎ
について差動アンプ５４の出力が０となる。すなわち、
ビームスプリッタ２８、光走査装置３０及び偏光ビーム
スプリッタ４４のｐ偏光成分とｓ偏光成分に対する特性
差、光検出器４６と光検出器４８との感度差及び可変ア
ンプ５０Ａと可変アンプ５２Ａの間の特性差を全体とし
て補償することができる。
でアドレス指定されたメモリ６４からの上位データＡi
及び下位データＢi でそれぞれ可変アンプ５０Ａ及び５
２Ａの増幅率が設定される。これにより、試料１０に電
圧を印加しない状態では、各パッド１８ｉ、ｉ＝１〜ｎ
について差動アンプ５４の出力が０となる。すなわち、
ビームスプリッタ２８、光走査装置３０及び偏光ビーム
スプリッタ４４のｐ偏光成分とｓ偏光成分に対する特性
差、光検出器４６と光検出器４８との感度差及び可変ア
ンプ５０Ａと可変アンプ５２Ａの間の特性差を全体とし
て補償することができる。
【００３４】図３（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも１個の偏光
パルスに応答して得られた電圧波形である。図３（Ａ）
及び（Ｂ）において、実線は増幅率調整前の可変アンプ
５０Ａ及び５２Ａの出力電圧波形を示し、点線は増幅率
調整後の可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの出力電圧波形を
示す。図３（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ増幅率調整前及
び増幅率調整後の差動アンプ５４の出力電圧波形を示
し、点線はパッド１８ｉに電圧を印加していない状態で
の波形であり、実線はパッド１８ｉに電荷を印加した状
態の波形である。
パルスに応答して得られた電圧波形である。図３（Ａ）
及び（Ｂ）において、実線は増幅率調整前の可変アンプ
５０Ａ及び５２Ａの出力電圧波形を示し、点線は増幅率
調整後の可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの出力電圧波形を
示す。図３（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ増幅率調整前及
び増幅率調整後の差動アンプ５４の出力電圧波形を示
し、点線はパッド１８ｉに電圧を印加していない状態で
の波形であり、実線はパッド１８ｉに電荷を印加した状
態の波形である。
【００３５】図３（Ｃ）及び（Ｄ）から明らかなよう
に、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率を調整するこ
とにより、差動アンプ５４の出力に含まれる有効な信号
範囲を従来よりも広くすることができ、電圧測定精度が
向上する。
に、可変アンプ５０Ａ及び５２Ａの増幅率を調整するこ
とにより、差動アンプ５４の出力に含まれる有効な信号
範囲を従来よりも広くすることができ、電圧測定精度が
向上する。
【００３６】なお、カウンタ６０及び６２の計数値を制
御回路２４Ａにフィードバックさせ、制御回路２４Ａに
よりメモリ６４をアドレス指定する構成であってもよ
い。
御回路２４Ａにフィードバックさせ、制御回路２４Ａに
よりメモリ６４をアドレス指定する構成であってもよ
い。
【００３７】［第３実施例］図４は、第３実施例の光ビ
ームテスタの構成を示す。図２と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
ームテスタの構成を示す。図２と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】この光ビームテスタでは、図２の可変アン
プ５０Ａの代わりにアンプ５０と可変減衰器７０とを縦
続接続したものを用い、図２の可変アンプ５２Ａの代わ
りに、アンプ５２と可変減衰器７２とを縦続接続したも
のを用いている。そして、カウンタ６０及び６２でアド
レス指定されてメモリ６４から読み出された上位データ
及び下位データでそれぞれ可変減衰器７０及び７２の減
衰率を制御して、上記第２実施例と同様の効果を得てい
る。
プ５０Ａの代わりにアンプ５０と可変減衰器７０とを縦
続接続したものを用い、図２の可変アンプ５２Ａの代わ
りに、アンプ５２と可変減衰器７２とを縦続接続したも
のを用いている。そして、カウンタ６０及び６２でアド
レス指定されてメモリ６４から読み出された上位データ
及び下位データでそれぞれ可変減衰器７０及び７２の減
衰率を制御して、上記第２実施例と同様の効果を得てい
る。
【００３９】他の点は、上記第２実施例と同一である。
【００４０】［第４実施例］図５は、第４実施例の光ビ
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
ームテスタの構成を示す。図９と同一構成要素には、同
一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】この光ビームテスタでは、光走査装置３０
とコリメータレンズ４２の間に直線位相子７４を配置
し、光入射方向と直角な面内で直線位相子７４の光学軸
方位を回転角調整装置７６により調整して、直線位相子
７４を透過するｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の光路差を
適当な値にすることにより、ビームスプリッタ２８を透
過し戻り光がビームスプリッタ２８で反射されることに
よりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相差を補償
している。これにより、差動アンプ５４の出力に含まれ
る有効な信号範囲を従来よりも広くすることができ、電
圧測定精度が向上する。
とコリメータレンズ４２の間に直線位相子７４を配置
し、光入射方向と直角な面内で直線位相子７４の光学軸
方位を回転角調整装置７６により調整して、直線位相子
７４を透過するｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の光路差を
適当な値にすることにより、ビームスプリッタ２８を透
過し戻り光がビームスプリッタ２８で反射されることに
よりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相差を補償
している。これにより、差動アンプ５４の出力に含まれ
る有効な信号範囲を従来よりも広くすることができ、電
圧測定精度が向上する。
【００４２】図６は、直線位相子７４の光学軸方位角に
対する、ｐ偏光成分とｓ偏光成分との間の位相差を示
す。
対する、ｐ偏光成分とｓ偏光成分との間の位相差を示
す。
【００４３】なお、直線位相子７４の面を傾斜させて直
線位相子７４内の光路長を変えることにより補償すべき
前記位相差を調整し、又は、直線位相子７４を電気光学
結晶で構成し、この電気光学結晶に電圧を印加して補償
すべき前記位相差を調整してもよい。
線位相子７４内の光路長を変えることにより補償すべき
前記位相差を調整し、又は、直線位相子７４を電気光学
結晶で構成し、この電気光学結晶に電圧を印加して補償
すべき前記位相差を調整してもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明した如く、第１発明に係る光ビ
ームテスタでは、光走査装置と電気光学結晶との間の光
路中にｐ／ｓ偏光成分交換光学素子を配置しており、光
走査装置に対し偏光パルスが行きと帰りで２回通ると、
ｐ偏光成分とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及
びｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果として０
となるので、試料に電圧を印加していない状態で、任意
の光走査位置について、第１増幅器と第２増幅器の出力
差を常にほぼ０とすることができ、したがって、この差
に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くすることが
でき、電圧測定精度が向上するという優れた効果を奏す
る。
ームテスタでは、光走査装置と電気光学結晶との間の光
路中にｐ／ｓ偏光成分交換光学素子を配置しており、光
走査装置に対し偏光パルスが行きと帰りで２回通ると、
ｐ偏光成分とｓ偏光成分の入射角に対する反射率の差及
びｐ偏光成分とｓ偏光成分の間の位相差が結果として０
となるので、試料に電圧を印加していない状態で、任意
の光走査位置について、第１増幅器と第２増幅器の出力
差を常にほぼ０とすることができ、したがって、この差
に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くすることが
でき、電圧測定精度が向上するという優れた効果を奏す
る。
【００４５】第２発明の光ビームテスタでは、光走査装
置による走査に応じて補正データが読み出される補正デ
ータ記憶手段を備え、第１増幅器及び第２増幅器は、読
み出された該補正データで増幅率が設定される可変増幅
器であり、電気光学結晶の対向面間に印加された電圧が
０のときに上記差を０にする該補正データが該補正デー
タ記憶手段に格納されており、試料に電圧を印加しない
状態では任意の光走査位置について該差が０となるの
で、ビームスプリッタ、光走査装置及び偏光ビームスプ
リッタのｐ偏光成分とｓ偏光成分に対する特性差、第１
光検出器と第２光検出器との感度差及び第１増幅器と第
２増幅器の間の特性差を全体として補償することがで
き、したがって、第１増幅器の出力と第２増幅器の出力
との差に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くする
ことができ、電圧測定精度が向上するという優れた効果
を奏する。
置による走査に応じて補正データが読み出される補正デ
ータ記憶手段を備え、第１増幅器及び第２増幅器は、読
み出された該補正データで増幅率が設定される可変増幅
器であり、電気光学結晶の対向面間に印加された電圧が
０のときに上記差を０にする該補正データが該補正デー
タ記憶手段に格納されており、試料に電圧を印加しない
状態では任意の光走査位置について該差が０となるの
で、ビームスプリッタ、光走査装置及び偏光ビームスプ
リッタのｐ偏光成分とｓ偏光成分に対する特性差、第１
光検出器と第２光検出器との感度差及び第１増幅器と第
２増幅器の間の特性差を全体として補償することがで
き、したがって、第１増幅器の出力と第２増幅器の出力
との差に含まれる有効な信号範囲を従来よりも広くする
ことができ、電圧測定精度が向上するという優れた効果
を奏する。
【００４６】第３発明の光ビームテスタでは、光走査装
置と電気光学結晶との間の光路中に直線位相子を配置し
ており、この直線位相子で、これを透過するｐ偏光成分
とｓ偏光成分の間の光路差を適当な値にして、ビームス
プリッタを透過し戻り光がビームスプリッタで反射され
たことによりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相
差を補償するので、上記差に含まれる有効な信号範囲を
従来よりも広くすることができ、電圧測定精度が向上す
るという優れた効果を奏する。
置と電気光学結晶との間の光路中に直線位相子を配置し
ており、この直線位相子で、これを透過するｐ偏光成分
とｓ偏光成分の間の光路差を適当な値にして、ビームス
プリッタを透過し戻り光がビームスプリッタで反射され
たことによりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に生じた位相
差を補償するので、上記差に含まれる有効な信号範囲を
従来よりも広くすることができ、電圧測定精度が向上す
るという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例の光ビームテスタ構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２実施例の光ビームテスタ構成図で
ある。
ある。
【図３】増幅率調整前後の可変アンプ５０Ａ、５２Ａ及
び差動アンプ５４の出力電圧波形図である。
び差動アンプ５４の出力電圧波形図である。
【図４】本発明の第３実施例の光ビームテスタ構成図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第４実施例の光ビームテスタ構成図で
ある。
ある。
【図６】直線位相子の光学軸方位角に対するｐ偏光とｓ
偏光との間の位相差を示す線図である。
偏光との間の位相差を示す線図である。
【図７】ｐ偏光及びｓ偏光の入射角に対する反射率を示
す線図である。
す線図である。
【図８】ｐ偏光とｓ偏光の間の、入射角に対する位相差
を示す線図である。
を示す線図である。
【図９】従来の光ビームテスタの構成図である。
【図１０】電気光学的電圧検出部断面図である。
１０ 試料 １６ 電気光学結晶板 １８１〜１８ｎ パッド ２０ 透明共通電極 ２８ ビームスプリッタ ３１、３２ ミラー ３３ ミラー回転駆動装置 ３４、３５ ロータリエンコーダ ４０ ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子 ４２ コリメータレンズ ４４ 偏光ビームスプリッタ ４６、４８ 光検出器 ５０、５２ アンプ ５０Ａ、５２Ａ 可変アンプ ５４ 差動アンプ ７０、７２ 可変減衰器 ７４ 直線位相子 ７６ 回転角調整装置
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 昭夫 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 (56)参考文献 特開 平３−244141（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/66
Claims (4)
- 【請求項１】 パルスレーザ（２６）から出射した偏光
パルスを、ビームスプリッタ（２８）、光走査装置（３
０）及び電気光学結晶（１６）に順に通した後反射させ
て該電気光学結晶及び該光走査装置の順に通し、該ビー
ムスプリッタで反射した光を偏光ビームスプリッタ（４
４）でｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割し、分割された該
ｓ偏光の光強度を第１光検出器（４６）で検出して第１
増幅器（５０）で増幅し、分割された該ｐ偏光の光強度
を第２光検出器（４８）で検出して第２増幅器（５２）
で増幅し、増幅された両光強度の差に基づいて該電気光
学結晶の対向面間に印加された電圧を測定し、該光走査
装置で該偏光パルスを該電気光学結晶上で走査させる光
ビームテスタにおいて、 該光走査装置と該電気光学結晶との間の光路中にｐ／ｓ
偏光成分交換光学素子（４０）を配置し、 該ｐ／ｓ偏光成分交換光学素子は、入射光のｐ偏光成分
とｓ偏光成分の電気ベクトル振動方向を、該ｐ／ｓ偏光
成分交換光学素子を透過しその戻り光が再度ｐ／ｓ偏光
成分交換光学素子を透過したときに互いに逆にさせるこ
とを特徴とする光ビームテスタ。 - 【請求項２】 パルスレーザ（２６）から出射した偏光
パルスを、ビームスプリッタ（２８）、光走査装置（３
０）及び電気光学結晶（１６）に順に通した後反射させ
て該電気光学結晶及び該光走査装置の順に通し、該ビー
ムスプリッタで反射した光を偏光ビームスプリッタ（４
４）でｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割し、分割された該
ｓ偏光の光強度を第１光検出器（４６）で検出して第１
増幅器（５０Ａ）で増幅し、分割された該ｐ偏光の光強
度を第２光検出器（４８）で検出して第２増幅器（５２
Ａ）で増幅し、増幅された両光強度の差に基づいて該電
気光学結晶の対向面間に印加された電圧を測定し、該光
走査装置で該偏光パルスを該電気光学結晶上で走査させ
る光ビームテスタにおいて、 該光走査装置による走査に応じて補正データが読み出さ
れる補正データ記憶手段（６４）を備え、 該第１増幅器（５０Ａ）及び第２増幅器（５２Ａ）は、
読み出された該補正データで増幅率が設定される可変増
幅器であり、 該電気光学結晶の対向面間に印加された電圧が０のとき
に該差を０にする該補正データが該補正データ記憶手段
に格納されていることを特徴とする光ビームテスタ。 - 【請求項３】 前記第１増幅器及び第２増幅器はそれぞ
れ、増幅率固定のアンプ（５０、５２）と可変減衰器
（７０、７２）とが縦続接続されて構成され、該可変減
衰器の減衰率を変化させることにより増幅率が変化する
ことを特徴とする請求項２記載の光ビームテスタ。 - 【請求項４】 パルスレーザ（２６）から出射した偏光
パルスを、ビームスプリッタ（２８）、光走査装置（３
０）及び電気光学結晶（１６）に順に通した後反射させ
て該電気光学結晶及び該光走査装置の順に通し、該ビー
ムスプリッタで反射した光を偏光ビームスプリッタ（４
４）でｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割し、分割された該
ｓ偏光の光強度を第１光検出器（４６）で検出して第１
増幅器（５０）で増幅し、分割された該ｐ偏光の光強度
を第２光検出器（４８）で検出して第２増幅器（５２）
で増幅し、増幅された両光強度の差に基づいて該電気光
学結晶の対向面間に印加された電圧を測定し、該光走査
装置で該偏光パルスを該電気光学結晶上で走査させる光
ビームテスタにおいて、 該光走査装置と該電気光学結晶との間の光路中に直線位
相子（７４）を配置し、 該直線位相子（７４）は、これを透過するｐ偏光成分と
ｓ偏光成分の間の光路差を適当な値にして、該ビームス
プリッタ（２８）を透過し戻り光が該ビームスプリッタ
で反射されたことによりｐ偏光成分とｓ偏光成分の間に
生じた位相差を補償することを特徴とする光ビームテス
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01645592A JP3160346B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 光ビームテスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01645592A JP3160346B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 光ビームテスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218151A JPH05218151A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3160346B2 true JP3160346B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=11916728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01645592A Expired - Fee Related JP3160346B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 光ビームテスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160346B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307541A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トイレ装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP01645592A patent/JP3160346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05218151A (ja) | 1993-08-27 |
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