JP6603766B2 - 画像生成装置及び画像生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像生成装置及び画像生成方法に関する。

集積回路等の計測対象物を検査する技術として、ＥＯＰ（Electro Optical Probing）やＥＯＦＭ（Electro-Optical Frequency Mapping）と称される光プロービング技術が知られている（例えば特許文献１参照）。光プロービング技術では、光源から出射された光を集積回路に照射し、集積回路からの計測光（反射光）を光センサにより検出して、検出信号を取得する。そして、取得した検出信号において、目的とする周波数を選び出し、その振幅エネルギーを時間的な経過として画像表示する。または、２次元のマッピングとして画像表示する。これらにより、目的とした周波数で動作している回路の位置を特定することができる。

特開２００７−０６４９７５号公報

上述したような光プロービング技術は、集積回路等の半導体デバイスにおける故障個所及び故障原因などを特定し得る。ここで、上述した特許文献１及び２の方法における画像表示では、画像のＳ／Ｎ比が十分な高さとならない場合がある。そこで、本発明は、画像のＳ／Ｎ比向上が図られた画像生成装置及び画像生成方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る画像生成装置は、光源から出射された光を計測対象物に照射し、計測対象物からの計測光に基づき画像を生成する画像生成装置であって、計測光を検出する光検出器と、光検出器に一定の電圧である第１の電圧を印加し電流を供給する電源部と、電源部により光検出器に供給される電流の大きさに応じて、第１の信号を生成する信号生成部と、第１の信号に基づいて第１の画像を生成する第１の画像生成部と、を備える。

この画像生成装置では、電源部から光検出器に対して、一定の電圧が印加され電流が供給される。よって、電源部から光検出器に供給される電流は、計測対象物の計測光の強さに応じたものとなる。そして、該電流に基づいて第１の信号が生成され、該第１の信号に基づいて第１の画像が生成されるので、第１の画像を、計測対象物の計測光の強さに応じたものとできる。このように、計測対象物の計測光に応じた画像（第１の画像）を、光検出器によって検出された信号（検出信号）によらずに取得することができるので、例えば計測対象物の計測光に応じた画像を２つ取得したい場合に、一方を上述した第１の画像として取得し、他方を光検出器の検出信号から取得することができる。例えば、光検出器の検出信号を周波数帯により分岐して２つの画像を取得した場合には、画像のＳ／Ｎ比が低下する場合がある。この点、本発明に係る画像生成装置のように、一方の画像を光検出器の検出信号によらずに取得することにより、検出信号の分岐が不要となり、画像のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、電源部は、第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する電源と、電源から供給される第２の電圧を第１の電圧に変圧する変圧部とを有していてもよい。電源部において所定の電圧が一定の電圧に変圧されることにより、光検出器に供給される電流の大きさに応じた第１の信号及び第１の画像を確実に生成することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、信号生成部は、変圧部から光検出器に流れる電流を計測し、第１の信号を生成してもよい。これにより、光検出器に供給される電流を確実に計測することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、信号生成部は、電源と変圧部とを結ぶ配線を流れる電流を計測する第１の電流検出器と、変圧部と接地電位線とを結ぶ配線を流れる電流を計測する第２の電流検出器とを有し、第１の電流検出器が計測した電流及び第２の電流検出器が計測した電流の差に基づき、電源から光検出器に供給される電流を計測し、第１の信号を生成してもよい。第１の電流検出器が計測した電流及び第２の電流検出器が計測した電流の差と、電源部（より詳細には変圧部）から光検出器に供給される電流とは、所定の対応関係を有するので、上述した電流の差に基づいて、電源から光検出器に供給される電流を確実に計測することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、変圧部は、ＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。これにより、一定の電圧への変圧を確実に行うことができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、計測対象物は、半導体デバイスであってもよい。計測対象物が半導体デバイスである場合には、画像のＳ／Ｎ比向上を効果的に実現することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、光検出器が出力する第２の信号に基づき、所定の周波数若しくは周波数帯域における、第２の信号の同相成分及び直交位相成分を示す値、振幅、並びに位相、の少なくとも１つを計測する計測部を更に備えてもよい。これにより、光検出器が出力する第２の信号（検出信号）から、画像生成に係るパラメータを計測することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、計測部により計測された、所定の周波数若しくは周波数帯域における、第２の信号の同相成分及び直交位相成分を示す値、振幅、並びに位相、の少なくとも１つに基づいて第２の画像を生成する第２の画像生成部を更に備えてもよい。これにより、第２の信号から第２の画像（例えば、ＥＯＦＭ像）を生成することができる。このため、第１の信号から第１の画像を取得するとともに、第２の信号から第２の画像を取得することができる。

本発明の一側面に係る画像生成装置では、第１の画像と第２の画像とを重畳して表示する表示部を更に備えてもよい。これにより、例えば第１の画像をパターン像とし、第２の画像をＥＯＦＭ像としたスーパーインポーズ像を取得することができる。

本発明の一側面に係る画像生成方法は、光源から出射された光を計測対象物に照射し、計測対象物からの計測光に基づき画像を生成する画像生成方法であって、計測光を検出する光検出器に対して、一定の電圧である第１の電圧を印加し電流を供給するステップと、光検出器に供給された電流の大きさに応じて、第１の信号を生成するステップと、第１の信号に基づいて第１の画像を生成するステップと、を備える。

本発明の一側面に係る画像生成方法では、第１の電圧を印加し電流を供給するステップにおいて、電源が、第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給し、変圧部が、電源から供給される第２の電圧を第１の電圧に変圧してもよい。

本発明の一側面に係る画像生成方法では、第１の信号を生成するステップにおいて、変圧部から光検出器に流れる電流を計測し、第１の信号を生成してもよい。

本発明の一側面に係る画像生成方法では、第１の信号を生成するステップにおいて、第１の電流検出器が、電源と変圧部とを結ぶ配線を流れる電流を計測し、第２の電流検出器が、変圧部と接地電位線とを結ぶ配線を流れる電流を計測し、第１の電流検出器が計測した電流及び第２の電流検出器が計測した電流の差に基づき、電源から光検出器に供給される電流を計測し、第１の信号を生成してもよい。

本発明によれば、画像のＳ／Ｎ比向上が図られた画像生成装置及び画像生成方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態の画像生成装置の構成図である。 図１の画像生成装置における光センサユニットの構成図である。 図２の光センサユニットにおける電流検出器を示す図である。 本発明の第２実施形態の画像生成装置における電流検出器を示す図である。 本発明の第３実施形態の画像生成装置における電流検出器を示す図である。 変形例に係る電圧変換の構成を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[第１実施形態]
図１に示されるように、第１実施形態に係る画像生成装置１は、計測対象物であって被検査デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）である半導体デバイス２において異常発生箇所を特定する等、半導体デバイス２を検査するための装置である。半導体デバイス２としては、トランジスタ等のＰＮジャンクションを有する集積回路（例えば、小規模集積回路（ＳＳＩ：Small Scale Integration）、中規模集積回路（ＭＳＩ：Medium Scale Integration）、大規模集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ：Very Large Scale Integration）、超々大規模集積回路（ＵＬＳＩ：Ultra Large Scale Integration）、ギガ・スケール集積回路（ＧＳＩ：Giga Scale Integration））、大電流用／高圧用ＭＯＳトランジスタ及びバイポーラトランジスタ等がある。

半導体デバイス２には、デバイス制御ケーブル２３を介してテスタユニット１７が電気的に接続されている。テスタユニット１７は、電源（図示せず）によって動作させられ、半導体デバイス２に所定のテスト信号（テストパターン）を繰り返し印加する。当該テスト信号によって、半導体デバイス２に形成されているトランジスタ等の素子が駆動させられる。半導体デバイス２には様々なトランジスタが形成されているため、各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによって、複数の駆動周波数が存在する。そのため、半導体デバイス２からの計測光（反射光）の変調周波数も複数存在する。テスタユニット１７は、パルスジェネレータを有するものであってもよい。テスタユニット１７は、タイミング信号ケーブル２４により後述するスペクトラムアナライザ１６に電気的に接続されている。

画像生成装置１は、レーザ光源３を備えている。レーザ光源３は、電源（図示せず）によって動作させられ、半導体デバイス２に照射される光を発生し出射する。レーザ光源３は、コヒーレントな光であるレーザ光を発生する、ランプ系レーザ光源やレーザダイオード等である。レーザ光源３から出射された光は、偏光保存シングルモード光カプラ４、及び、プローブ光用の偏光保存シングルモード光ファイバ５を介してスキャン光学系６に導光される。

スキャン光学系６は、スキャンヘッド７及びレンズ系８（例えば対物レンズ）を有しており、例えばガルバノミラー等の光走査素子によって構成されている。スキャンヘッド７に導かれた光はレンズ系８によって半導体デバイス２上に集光される。これにより、スキャン光学系６に導かれた光は、半導体デバイス２の所定の照射位置に結像される。当該光の照射位置は、スキャン光学系６により、半導体デバイス２に対して２次元的に走査される。スキャン光学系６により走査される照射位置は、レーザスキャンコントローラ９により制御されている。レーザスキャンコントローラ９は、レーザスキャンコントローラ制御ケーブル１９によりスキャン光学系６のスキャンヘッド７、及びレーザ光源３に電気的に接続されている。レーザスキャンコントローラ９は、例えば、スキャン光学系６に対して、照射位置を、直交するｘ軸及びｙ軸における位置（ｘ位置，ｙ位置）により示される２次元の位置情報によって指定する。レーザスキャンコントローラ９は、ｘ位置及びｙ位置により示される照射位置を、制御ケーブル２２を介して電気的に接続された制御装置１０に入力する。なお、スキャン光学系６の各構成（スキャンヘッド７、レンズ系８）、及び半導体デバイス２は、暗箱１１内に配置されている。

レーザ光源３から出射された光が半導体デバイス２に照射された際に半導体デバイス２において反射された計測光は、レンズ系８によってスキャンヘッド７に戻され、戻り光用の光ファイバ１２を介して、光センサユニット１３に導光される。光センサユニット１３は、図２に示されるように、計測光を検出して検出信号（第２の信号）を出力する光センサ（光検出器）１３ａと、該光センサ１３ａに一定の電圧Ｖ２（第１の電圧）を印加し電流Ｉ２を供給する光センサ電源（電源部）１３ｂと、を有している。光センサ１３ａ及び光センサ電源１３ｂは、光センサ電源ライン１３ｘにより電気的に接続されている。光センサ１３ａは、例えばフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、又はエリアイメージセンサ等によって構成されている。

図３に示されるように、光センサ電源１３ｂは、所定の電圧（電力）を供給するボード電源１３ｃ（電源）と、ボード電源１３ｃから電圧の供給を受けるＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄ（変圧部）とを有している。ボード電源１３ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄに対して所定の電圧Ｖ１（第２の電圧）を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄとしては、例えばスイッチング素子を利用した電圧変換器であるスイッチングレギュレータや、トランジスタのような電圧電流制御素子を利用した電圧比較器であるリニアレギュレータを用いることができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄは、ボード電源１３ｃから供給される電圧Ｖ１を、光センサ１３ａ用の一定の電圧Ｖ２に変圧し、該電圧Ｖ２を光センサ１３ａに印加し、光センサ１３ａに電流Ｉ２を供給する。ここで、光センサ１３ａは、半導体デバイス２において反射された計測光の強度に応じて駆動状態が変化する。光センサ１３ａに対しては、光センサ電源１３ｂから一定の電圧Ｖ２が印加されるため、光センサ１３ａに入力される電流Ｉ２は、光センサ１３ａの駆動状態に応じて変化することになる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄは、その内部に、光センサ電源１３ｂから光センサ１３ａに供給される電流Ｉ２を計測する電流検出器（信号生成部）５０を有している。電流検出器５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄによる変圧後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄから光センサ１３ａに供給される電流Ｉ２を計測する。電流検出器５０は、計測した電流Ｉ２の大きさに応じて、信号（第１の信号）を生成する。当該信号は、制御装置１０によるパターン像の生成に用いられる信号（以下、パターン信号として説明する場合がある）である。パターン信号は、例えばＤＣ成分又は低周波帯域の信号である。パターン像とは、半導体デバイス２の回路パターンを示す画像であり、スキャン光学系６による走査領域を示す画像（走査領域画像）である。電流の変動は周波数が低いので、電流検出器５０により生成されるパターン信号は、光センサ１３ａから出力される検出信号にローパスフィルタが掛かった状態で生成されたものと考えることができる。電流検出器５０は、生成したパターン信号を、アンプ８１にて増幅し、パターン信号ライン２１を介して制御装置１０に出力する。電流検出器５０としては、抵抗器、ホール素子、カレントミラー回路、及びカレントトランス等がある。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄから光センサ１３ａに電流Ｉ２が供給される配線８４は、コンデンサ８３を介して接地電位線７７に接続されている。

図１に戻り、光センサユニット１３（より詳細には光センサ１３ａ）から出力された検出信号は、アンプ１４及びＡＣ（alternating current）アンプ１５を介して、スペクトラムアナライザ１６に入力される。検出信号は、例えばＥＯＦＭ（Electro Optical Frequency Mapping）画像を生成する用途に用いられ、１０ｋＨｚ〜２０ＧＨｚ等の高周波において計測される。また、検出信号は、例えば１０ＫＨｚ以下等の低周波においても計測される場合がある。なお、光センサユニット１３から出力される検出信号は、光センサ１３ａの後段に配置された抵抗１３ｆにより電圧変換された後に、アンプ８２にて増幅され、出力される（図３参照）。

スペクトラムアナライザ（計測部）１６は、ＡＣアンプ１５によって増幅された検出信号に基づき、所定の周波数若しくは周波数帯域における、検出信号の振幅と位相を計測する。より詳細には、スペクトラムアナライザ１６は、基準周波数に対する検出信号の振幅と位相を計測する。ここで、基準周波数とは、スペクトラムアナライザ１６を動作させる基準信号の周波数であり、スペクトラムアナライザ１６のタイムベースとなるシンセサイザ（スペクトラムアナライザ１６が内蔵するシンセサイザ）の周波数である。すなわち、スペクトラムアナライザ１６は、内蔵するシンセサイザの周波数（基準周波数）に対する、検出信号の位相を計測する。基準周波数は、検出信号における計測したい周波数（所定の周波数）に設定される。これにより、スペクトラムアナライザ１６は、所定周波数における検出信号の位相、及び、所定の周波数における検出信号の振幅を同時に計測することができる。また、スペクトラムアナライザ１６は、所定の周波数における検出信号の位相及び振幅に基づいて、所定の周波数におけるＩＱ値を導出する。ＩＱ値のＩとは、「Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ」であり、所定の周波数における同相成分を示している。また、「Ｑ」とは、「Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ」であり、所定の周波数における直交位相成分を示している。検出信号の同相成分及び直交位相成分を、照射位置毎にマッピングした画像がＩＱ画像である。また、スペクトラムアナライザ１６は、テスタユニット１７とタイミング信号ケーブル２４によりに電気的に接続されている。スペクトラムアナライザ１６は、前述した検出信号と同様に、基準周波数に対するテスタユニット１７から出力されるテスト信号の位相を測定している。スペクトラムアナライザ１６は、前述した検出信号の位相計測時に基準とした基準周波数と、テスト信号の位相計測時に基準と基準周波数を、同期することによって検出信号とテスト信号との位相差を求めることができる。スペクトラムアナライザ１６は、所定の周波数における位相、振幅、及びＩＱ値を制御装置１０に出力する。なお、光センサユニット１３及びアンプ１４、アンプ１４及びＡＣアンプ１５、ＡＣアンプ１５及びスペクトラムアナライザ１６、並びに、スペクトラムアナライザ１６及び制御装置１０は、信号ケーブル２０により電気的に接続されている。なお、そのようなスペクトラムアナライザとしては、クロス・ドメイン・アナライザ（登録商標）もしくは、２台のスペクトラムアナライザを組み合わせた装置によって実現される。また、検出信号の位相等を計測する機器は、スペクトラムアナライザ１６等のスペクトル分析器に限らず、ロックインアンプやオシロスコープ等の様々な電気計測機器を用いてもよい。

制御装置１０は、例えばＰＣ等のコンピュータである。制御装置１０は、画像生成装置１の各機器を制御する。制御装置１０は、電流検出器５０により入力されたパターン信号に基づいて、所定の周波数におけるパターン像を生成する第１の画像生成部としての機能を有する。また、制御装置１０は、スペクトラムアナライザ１６により入力された、所定の周波数における検出信号の位相、振幅、及びＩＱ値の少なくとも１つに基づいて、ＥＯＦＭ像を生成する第２の画像生成部としての機能を有する。ＥＯＦＭ像とは、特定の周波数で動作している部位の信号強度の画像である。制御装置１０は、レーザスキャンコントローラ９により入力されたスキャン光学系６の照射位置（ｘ位置、ｙ位置）、及び、スペクトラムアナライザ１６により入力された所定の周波数における検出信号の位相に基づいて、所定の周波数における位相画像を生成する。上述したように照射位置は２次元の位置情報で指定されているため、所定の周波数における検出信号の位相を、照射位置毎に２次元状にマッピングした位相画像を生成することができる。同様に、制御装置１０は、スキャン光学系６の照射位置（ｘ位置、ｙ位置）、及び、所定の周波数における検出信号の振幅に基づいて、照射位置毎に２次元状にマッピングした、所定の周波数における振幅画像を生成する。同様に、制御装置１０は、スキャン光学系６の照射位置（ｘ位置、ｙ位置）、及び、所定の周波数における検出信号のＩＱ値に基づいて、照射位置毎に２次元状にマッピングした、所定の周波数におけるＩＱ画像を生成する。制御装置１０は、生成したパターン像及びＥＯＦＭ像を、表示ケーブル２５を介して電気的に接続された表示部１８に出力する。表示部１８は、制御装置１０により入力されたＥＯＦＭ像及びパターン像を重畳した、スーパーインポーズ像を表示する。

次に本実施形態に係る画像生成装置１の作用効果について説明する。

従来、ＥＯＦＭ像を取得することにより故障解析を行う場合には、単にＥＯＦＭ像だけを表示するのではなく、ＥＯＦＭ像を半導体デバイスのパターン像に重畳して表示することにより、故障位置の詳細な特定を行っている。画像を重畳したスーパーインポーズ像は、ＥＯＦＭ像とパターン像とが位置ずれすることなく取得される必要があるので、ステージのドリフト等を防ぐべく、同じ光センサの検出信号からＥＯＦＭ像及びパターン像の双方が同時に取得されて生成されている。この場合には、検出信号を分岐回路により周波数帯域で分岐し、例えば、検出信号のＤＣ成分（低周波成分）をパターン像の生成に用い、ＡＣ成分（高周波成分）をＥＯＦＭ像の生成に用いること等が行われている。

しかしながら、分岐回路を介しているので、光センサからの検出信号の変動が分岐回路により減衰されてしまい、計測光の変動が小さい場合にはＥＯＦＭ像のＳ／Ｎ比が低下するおそれがある。また、分岐回路により低周波成分と高周波成分とが分離されるので、ＡＣ成分（高周波成分）により生成されるＥＯＦＭ像の低周波感度が低下する場合がある。さらに、パターン像の生成に用いるＤＣ成分（低周波成分）からＡＣ成分を完全に分岐しきれないことがあり、当該分岐しきれないＡＣ成分がパターン像のノイズとなるおそれがある。また、分岐回路は、高周波成分をロスしやすい部品である。

この点、本実施形態に係る画像生成装置１では、上述したような分岐回路を用いずに、パターン像の生成に用いるパターン信号が取得される。具体的には、画像生成装置１では、光センサ電源１３ｂから光センサ１３ａに対して一定の電圧Ｖ２が印加され電流Ｉ２が供給される。よって、光センサ電源１３ｂから光センサ１３ａに供給される電流Ｉ２は、半導体デバイス２からの計測光の強さに応じたものとなる。そして、該電流Ｉ２に基づいてパターン信号が生成され、該パターン信号に基づいてパターン像が生成されるので、パターン像を、半導体デバイス２からの計測光の強さに応じたものとできる。このように、半導体デバイス２からの計測光に応じた画像であるパターン像を、光センサ１３ａの検出信号によらずに取得することができるので、例えば半導体デバイス２からの計測光に応じた画像としてパターン像及びＥＯＦＭ像を取得したい場合に、パターン像を上述したパターン信号から取得し、ＥＯＦＭ像を光センサ１３ａの検出信号から取得することができる。このように、分岐回路を用いずに２つの画像を取得することがきるので、分岐回路を用いた場合と比較してＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、分岐回路により周波数帯を分岐して２つの画像を取得していた場合に問題となっていた、ＥＯＦＭ像の低周波感度の低下、パターン像におけるＡＣ成分ノイズの発生、及び高周波成分のロスが問題とならない。また、分岐回路を用いないことにより、画像生成装置の構成がシンプルになる。

また、光センサ電源１３ｂは、所定の電圧Ｖ１を供給するボード電源１３ｃと、ボード電源１３ｃから供給される所定の電圧Ｖ１を一定の電圧Ｖ２に変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄとを有している。光センサ電源１３ｂにおいて所定の電圧Ｖ１が一定の電圧Ｖ２に変圧されることにより、光センサ１３ａに供給される電流Ｉ２の大きさに応じたパターン信号及びパターン像を確実に生成することができる。

また、電流検出器５０が、光センサ電源１３ｂから光センサ１３ａに供給される電流Ｉ２を計測し、パターン信号を生成する。これにより、光センサ１３ａに供給される電流を確実に計測することができる。

また、変圧部としてＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄを用いているため、所定の電圧Ｖ１から一定の電圧Ｖ２への変圧を確実に行うことができる。

また、計測対象物が半導体デバイス２であるところ、半導体デバイス２を用いた場合には、画像生成装置１により画像のＳ／Ｎ比向上を効果的に図ることができる。

また、画像生成装置１は、光センサ１３ａが出力する検出信号に基づき、所定の周波数若しくは周波数帯域における検出信号のＩＱ値、振幅、及び位相の少なくとも１つを計測するスペクトラムアナライザ１６を備えているので、光センサ１３ａが出力する検出信号から、ＥＯＦＭ像の生成に係るパラメータを確実に計測することができる。

また、画像生成装置１は、スペクトラムアナライザ１６により計測された、検出信号のＩＱ値、振幅、及び位相の少なくとも１つに基づいてＥＯＦＭ像を生成する制御装置１０を備えているので、検出信号からＥＯＦＭ像を確実に生成することができる。

また、画像生成装置１は、パターン像とＥＯＦＭ像とを重畳して表示する表示部１８を備えているので、パターン像とＥＯＦＭ像とを重畳したスーパーインポーズ像を取得することができる。

[第２実施形態]
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る画像生成装置について説明する。なお、第２実施形態に係る説明では、上述した第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図４は、本実施形態における電流検出器（信号生成部）６０及び光センサ電源３３ｂを示す図である。図４に示されるように、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、上記第１実施形態では電流検出器５０がＤＣ／ＤＣコンバータ１３ｄ内部に配置されていたのに対し、本実施形態では、電流検出器６０がＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄの外部（光センサ電源３３ｂの外部）に配置されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄと光センサ１３ａとを結ぶ配線６５を流れる電流Ｉ２を計測する点である。このようにＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄの外部に配置された電流検出器６０についても、第１実施形態に係る電流検出器５０同様、光センサ電源３３ｂから光センサ１３ａに供給される電流を確実に計測することができる。また、本実施形態に係る画像生成装置では、内部に電流検出器を有さないＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄ）を用いることが可能となる。

[第３実施形態]
次に、図５を参照して、第３実施形態に係る画像生成装置について説明する。なお、第３実施形態に係る発明では、上述した第１及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。

図５は、本実施形態における電流検出器（信号生成部）７０及び光センサ電源５３ｂを示す図である。図５に示されるように、本実施形態に係る画像生成装置は、電流検出器７０として電流検出器７０ａ，７０ｂと、差動アンプ８５とを有している。電流検出器（第１の電流検出器）７０ａは、ボード電源１３ｃとＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄとを結ぶ配線７５を流れる電流Ｉ３を計測する。また、電流検出器（第２の電流検出器）７０ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄと接地電位線７７とを結ぶ配線７６を流れる電流Ｉ４を計測する。電流検出器７０ａ，７０ｂはそれぞれ差動アンプ８５と接続されている。上述した第１及び第２実施形態と同様、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄから光センサ１３ａには電流Ｉ２が供給される。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄには電流Ｉ３が流入し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄからは電流Ｉ４及び電流Ｉ２が流出することになる。そのため、電流検出器７０ａから出力される電流Ｉ３に相当するパターン信号と、電流検出器７０ｂから出力される電流Ｉ４に相当するパターン信号とが、差動アンプ８５に入力されることで、電流Ｉ３から電流Ｉ４を差し引いた、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄから光センサ１３ａに流れる電流Ｉ２に相当するパターン信号が出力される。なお、差動アンプ８５の替わりに減算器を用いてもよい。

このように、ボード電源１３ｃとＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄとを結ぶ配線７５を流れる電流Ｉ３、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄと接地電位線７７とを結ぶ配線７６を流れる電流Ｉ４の差と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄから光センサ１３ａに流れる電流Ｉ２とは所定の対応関係を有するので、当該電流の差に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄから光センサ１３ａに流れる電流Ｉ２を確実に計測することができる。なお、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｄとしては、リニアレギュレータを用いたＤＣ／ＤＣコンバータを使用することが好適である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、半導体デバイスに照射される光を発生する構成は、レーザ光源に限定されず、インコヒーレントな光を発生するＳＬＤ（Super Luminescent Diode）やＡＳＥ（AmplifiedSpontaneous Emission）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の光源であってもよい。

また、光センサユニットから出力される検出信号は、抵抗により電圧変換されるとして説明したが、検出信号を電圧変換する構成は抵抗に限定されず、例えば、抵抗の代わりに図６に示すようなトランスインピーダンスアンプ１００を用いてもよい。トランスインピーダンスアンプ１００では、オペアンプ１０１の非反転入力端子１０２が接地された状態において、反転入力端子１０３に入力される電流Ｉ５が抵抗１０５により電圧変換され、オペアンプ１０１の出力端子１０４から検出信号として出力される。

また、計測対象物として半導体デバイスを例示したが、これに限定されない。

１…画像生成装置、２…半導体デバイス、３…レーザ光源、１０…制御装置、１３ａ…光センサ、１３ｂ，３３ｂ，５３ｂ…光センサ電源、１３ｃ…ボード電源、１３ｄ，３３ｄ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６…スペクトラムアナライザ、１８…表示部、５０，６０，７０…電流検出器、６５，７５，７６…配線、７７…接地電位線。

Claims (11)

1. 光源から出射された光を半導体デバイスに照射し、前記半導体デバイスからの計測光に基づき画像を生成する半導体検査装置であって、
   前記計測光を検出し、１０ｋＨｚ以下である低周波成分を含む第２の信号を出力する光検出器と、
   前記光検出器に一定の電圧である第１の電圧を印加し電流を供給する電源部と、
   前記電源部から前記光検出器に供給される前記電流を計測し、前記電流の大きさに応じて、前記低周波成分を含む第１の信号を生成する信号生成部と、
   前記第１の信号に基づいて前記半導体デバイスの回路パターンを示す第１の画像を生成する第１の画像生成部と、
   前記第２の信号に基づいて第２の画像を生成する第２の画像生成部と、
   を備え、
   前記電源部は、前記信号生成部を有する、半導体検査装置。
2. 前記第２の信号は１０ｋＨｚから２０ＧＨｚまでの高周波成分も含む、請求項１記載の半導体検査装置。
3. 前記電源部は電流検出器である前記信号生成部を有する、請求項１又は２記載の半導体検査装置。
4. 前記電流検出器は抵抗器、ホール素子、カレントミラー回路、カレントトランスのうち少なくとも１つを含む、請求項３記載の半導体検査装置。
5. 前記電源部は、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する電源と、前記電源から供給される前記第２の電圧を前記第１の電圧に変圧する変圧部とを有する、請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体検査装置。
6. 前記信号生成部は、前記変圧部から前記光検出器に流れる前記電流を計測し、前記第１の信号を生成する、請求項５記載の半導体検査装置。
7. 前記信号生成部は、
   前記電源と前記変圧部とを結ぶ配線を流れる電流を計測する第１の電流検出器と、前記変圧部と接地電位線とを結ぶ配線を流れる電流を計測する第２の電流検出器とを有し、
   前記第１の電流検出器が計測した電流及び前記第２の電流検出器が計測した電流の差に基づき、前記電源から前記光検出器に供給される電流を計測し、前記第１の信号を生成する、請求項５記載の半導体検査装置。
8. 前記変圧部は、ＤＣ／ＤＣコンバータである、請求項５〜７のいずれか一項記載の半導体検査装置。
9. 前記光検出器が出力する第２の信号に基づき、所定の周波数若しくは周波数帯域における、前記第２の信号の同相成分及び直交位相成分を示す値、振幅、並びに位相、の少なくとも１つを計測する計測部を更に備える、請求項１〜８のいずれか一項記載の半導体検査装置。
10. 前記第２の画像生成部は、前記計測部により計測された、所定の周波数若しくは周波数帯域における、前記第２の信号の同相成分及び直交位相成分を示す値、振幅、並びに位相、の少なくとも１つに基づいて第２の画像を生成する、請求項９記載の半導体検査装置。
11. 前記第１の画像と前記第２の画像とを重畳して表示する表示部を更に備える、請求項１０記載の半導体検査装置。

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