JPH04354347A - トランジスタ回路検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に形成された複
数のトランジスタからなるトランジスタ回路の欠陥を検
査するトランジスタ回路検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタ回路として同一基板上に複
数のトランジスタを集積化したものが知られている。こ
のトランジスタ回路における個々のトランジスタ部分に
おける短絡や接続不良などの欠陥の検査は、一般的に、
トランジスタを駆動すべく基板上に形成した信号配線、
トランジスタにより駆動される電極、又はトランジスタ
と電極とを接続する配線等の部分に、検出用のプローブ
を直接に接触させて電気信号を印加し、電流値を検知す
ることにより行っている。しかし、この方式の検査の場
合は、接触検査であるが故に、トランジスタ回路が破壊
されたり、汚れたりするという難点があった。

【０００３】そこで、上記難点を解決すべく、非接触の
状態でトランジスタ回路を検査する装置が開発された。 その装置は、図６に示すようにトランジスタ回路基板４
０１上に設置する測定プローブ４００を備える。この測
定プローブ４００は、ポッケルス効果等の電気光学効果
を有する物質からなる層４０３（以下、電気光学素子と
称する。）の両側に、対向透明電極４０４と誘電反射膜
４０５が形成されている。測定プローブ４００の設置は
、被検査部である電極或は配線部分４０２に対して測定
プローブ４００を非接触の状態で対向させ、かつ電極或
は配線部分４０２と前記電気光学素子４０３との間隔を
約１．０ｍｍ以下にして行う。

【０００４】このような状態に配設されたトランジスタ
回路基板４０１上に形成された電極或は配線部分４０２
に電気信号を印加して電位を与え、かつ、一方の測定プ
ローブ４００側の対向透明電極４０４を図示のごとく接
地する。これにより両者間に電位差が生じ、この電位差
に応じて電気光学素子４０３の複屈折率が変化する。こ
のように電位差が存在する状態で、偏光子４０７と波長
板４０８とにより円偏光されたレーザ光４０６を測定プ
ローブ４００に、ビームスプリッター１１１を介して照
射すると、電気光学素子４０３を通過する際にレーザ光
４０６が複屈折により常光と異常光とに分かれ、常光と
異常光の位相差が前記複屈折率の変化に応じて変化し、
両光が異なった楕円偏光状態となる。

【０００５】その後、前記誘電反射膜４０５にて反射さ
れて測定プローブ４００より出たレーザ光は、検光子４
０９を通った後にフォトダイオード等の検知器４１０に
入射され、ここでレーザ光の強度が検知される。その検
知された電気信号を処理することにより、被測定部の電
位或はその時間変化を求めてトランジスタ回路の欠陥箇
所を検査する構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置による場合は、レーザ光の照射範囲が狭く、スポ
ット的な測定しか行うことができず、よって複数のトラ
ンジスタを有するトランジスタ回路の全トランジスタを
検査するに際し、トランジスタ回路側か或は検査装置側
を相対的に移動させて、レーザ光のスポット位置を縦横
に移動させる必要があり、このため検査に長時間を要し
実用的でなかった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の欠点を解
決するものであり、短時間で検査ができるトランジスタ
回路検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のトランジスタ回
路検査装置は、複数のトランジスタからなるトランジス
タ回路が形成された基板に対し、少なくとも対向電極と
電気光学効果を有する材料とからなる測定プローブを対
向配置し、該材料中の電界による偏光特性の変調効果を
利用してトランジスタ回路を検査する装置であって、レ
ーザ光を発する光源と、該光源からのレーザ光を走査さ
せて該測定プローブへ照射する手段と、を備えており、
そのことによって上記目的が達成される。

【０００９】また、本発明のトランジスタ回路検査装置
は、複数のトランジスタからなるトランジスタ回路が形
成された基板に対し、少なくとも対向電極と電気光学効
果を有する材料とからなる測定プローブを対向配置し、
該材料中の電界による偏光特性の変調効果を利用してト
ランジスタ回路を検査する装置であって、レーザ光を発
する光源と、該光源からのレーザ光の径を拡大し、かつ
光軸とほぼ直交する平面上の光強度を均一にするビーム
エキスパンダーと、を備えており、そのことによって上
記目的が達成される。

【００１０】

【作用】請求項１にあっては、測定プローブに照射する
レーザ光を走査する構成であるので、ライン状をしたレ
ーザ光照射領域によりトランジスタ回路基板を検査でき
る。

【００１１】請求項２にあっては、ビームエキスパンダ
ーを用いてレーザ光の径を拡大し、拡大されたレーザ光
を測定プローブに照射する構成であるので、エリア状を
したレーザ光照射領域によりトランジスタ回路基板を検
査できる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００１３】図１は本発明のトランジスタ回路検査装置
の全体を示す正面図である。図２はその装置によりトラ
ンジスタ回路として、例えばＩＣ２００を検査している
状態を示す正面図である。この装置はレーザ光１０５を
発する光源１０４を備える。光源１０４より下向きに発
生したレーザ光１０５は、偏光子１０６、波長板１０７
をこの順に透過し、その際に円偏光される。円偏光され
たレーザ光１０５は、印方向に回転するポリゴンミラー
１０８にて反射されて或る一定の角度範囲で振られ、続
いて走査レンズ１０９を透過する。この透過によりレー
ザ光１０５は平行光となる。

【００１４】平行光となったレーザ光１０５は、ビーム
スプリッター１１０に入射したのち一部が反射されて下
側の測定プローブ１００に向けて出射される。このとき
、レーザ光１０５は平行光となっているので、レーザ光
照射部分はライン状となる。ビームスプリッター１１０
で反射されなかったレーザ光は、上側に向けて出射され
、検光子１１１、集光レンズ系１１２を透過したのちフ
ォトダイオード等の光検知器１１３上に集光される。

【００１５】上記測定プローブ１００は、電気光学素子
１０１の両側に対向透明電極１０２と誘電反射膜１０３
とが設けられた構成であり、対向透明電極１０２側をビ
ームスプリッター１１０に向けて配設されている。対向
透明電極１０２から入射したレーザ光は、誘電反射膜１
０３により反射された後、対向透明電極１０２より出射
する。上記電気光学素子１０１としては、例えば４２ｍ
型結晶であるＫＤ２ＰＯ４（ＤＫＤＰ）等のポッケルス
材料を用いた。

【００１６】かかる測定プローブ１００の下側には、図
２に示すように単結晶Ｓｉ基板２０１の上に、多結晶Ｓ
ｉ２０２、Ｓｉ酸化膜２０３及びＡｌ等の金属配線膜２
０４等が形成されてなるＩＣ２００が、図示しない移動
手段にて紙面の前後方向に移動する状態で設けられてい
る。このＩＣ２００と測定プローブ１００とは、ＩＣ２
００の最上層である金属配線膜２０４と電気光学素子１
０１との間隔を１ｍｍ以下とし、かつ非接触の状態とな
してある。なお、前記間隔が１ｍｍを越える場合には、
後述する電気光学効果を期待できない。

【００１７】このように配置したＩＣ２００に、図示し
ない電源回路より通電を行い、かつ測定プローブ１００
の対向透明電極１０２を接地する。これにより対向透明
電極１０２とＩＣ２００との間に電位差が生じ、その電
位差により電気光学素子１０１中に電界が存在する。こ
のため、その電界の強度に応じて電気光学素子１０１の
複屈折率が変化し、電気光学素子１０１を通過する際に
レーザ光１０５が電気光学素子１０１の電気光学効果に
より円偏光から楕円偏光に変化し、レーザ光１０５が複
屈折により分かれてなる常光と異常光との間の位相差が
変化する。円偏光から楕円偏光への変化の度合は、電気
光学素子１０１中の電界強度に依存する。なお、対向透
明電極１０２に対しては、接地することに代えて一定電
圧を与えるようにしてもよい。

【００１８】その後、楕円偏光となったレーザ光１０５
は、ビームスプリッター１１０を透過した後、検光子１
１１に入射され、ここで特定方向の偏光成分のみが取り
出される。これにより、検光子１１１を透過したレーザ
光１０５の強度を、前記電気光学素子１０１中の電界、
つまり被検査部の電位に対応したものにできる。

【００１９】次いで、検光子１１１を出たレーザ光は、
集光レンズ系１１２を透過した後、フォトダイオード等
の光検知器１１３上に集光される。光検知器１１３は、
レーザ光の強度の変化を電気信号として取り出し、その
電気信号に基づいて電気光学素子１０１中の電界、つま
り被検査部の電位を検知する。そして、この検知信号を
用いて図示しないＣＲＴ等に表示を行うようにすると、
例えば欠陥が無く、所望の電位が発生している被検査部
を「明」、欠陥が有り、所望電位に達していない被検査
部を「暗」の状態で目視確認を行うことが可能となる。

【００２０】このように本発明に係るトランジスタ回路
特性検査装置は、測定プローブ１００に入射させるレー
ザ光１０５を走査する構成としてあるので、レーザ光照
射領域がライン状となり、被検査部の電位の一次元分布
を検査できることとなる。したがって、レーザ光照射領
域の長手方向とほぼ直交する方向へＩＣ２００を移動さ
せることにより、本発明装置はＩＣ２００のほぼ全面に
ついて、２次元的に検査を行うことができ、短時間での
検査が可能となる。

【００２１】なお、上記実施例ではＩＣ２００の幅Ｗ１
に対し、ビームスプリッター１１０より出射された平行
なレーザ光の幅Ｗ２を幾分狭くしているが、これは被検
査部の領域に合わせたためである。被検査部の領域が広
い場合には、ポリゴンミラー１０８の径を大きくしてレ
ーザ光を振る角度範囲を広くしてＷ２を大にするとよい
。

【００２２】また、レーザ光を走査する手段としては、
上述したポリゴンミラー１０８の他に、ホログラムスキ
ャナーやガルバノミラー等を用いることもできる。

【００２３】図３乃至図５は本発明の他の実施例を示す
図である。この装置は、図３に示すように光源１１４か
ら発したレーザ光１１５をビームエキスパンダー１１６
に入射させ、ここでレーザ光１１５の径を拡大し、かつ
光軸をほぼ直交する平面上で均一な強度を持つレーザ光
１１７を使用する。このレーザ光１１７は、偏光子１１
８と波長板１１９により円偏光され、ビームスプリッタ
ー１２０を介して前同様に構成された測定プローブ１０
０に上から下に向けて垂直に入射させ、測定プローブ１
００の誘電反射膜１０３により反射され、測定プローブ
１００の対向透明電極１０２から上に向けて出射される
。

【００２４】この測定プローブ１００の下側には、図４
に示すようにトランジスタ回路としてアクティブマトリ
クス基板３００が設けられている。このアクティブマト
リクス基板３００としては、例えば３端子素子である薄
膜トランジスタを用いたものが使用される。具体的には
、図４及び図５に示すように、透明な絶縁性基板３０１
上に複数の走査ライン３０２およびこれらと概ね直交す
るように複数のデータライン３０３を形成し、これらの
各交点部分に１本の走査ライン３０２および１本のデー
タライン３０３と接続させて薄膜トランジスタ３０４を
形成し、更に薄膜トランジスタ３０４に接続状態で絵素
電極３０５及び補助電極３０８を形成して構成されてい
る。なお、アクティブマトリクス基板３００として、こ
の図示例では補助電極３０８を共通の補助容量用ライン
３０７に接続した構成のものを使用しているが、これに
限るものではない。例えば、走査ライン３０２を補助容
量用ラインとして兼用する構成のもの、或は補助電極３
０８自体を形成しない構成のものであってもよい。

【００２５】このようなアクティブマトリクス基板３０
０は、測定プローブ１００に対して非接触であり、かつ
電気光学素子１０１との間隔を１ｍｍ以下として対向さ
せる。 この間隔の制限要因はＩＣの場合と同様である。

【００２６】上述のように配置される一方の測定プロー
ブ１００の対向透明電極１０２を接地するか、或は対向
透明電極１０２に一定電位を印加し、他方のアクティブ
マトリクス基板３００側の走査ライン３０２及びデータ
ライン３０３に所定の電位信号を印加して絵素電極３０
５を所定の電位にする。この絵素電極３０５あるいは走
査ライン３０２、データライン３０３等と対向透明電極
１０２の間の電位差に対応した電界が電気光学素子１０
１内に生じる。

【００２７】このため、その電界強度に応じて電気光学
素子１０１の複屈折率が変化し、電気光学素子１０１を
通過する際にレーザ光１１７が電気光学素子１０１の電
気光学効果により円偏光から楕円偏光に変化し、レーザ
光１１７が分かれてなる常光と異常光との間の位相差が
変化する。

【００２８】そして、測定プローブ１００を通ることに
より上記実施例と同様な偏光を受けたレーザ光１１７は
、ビームスプリッター１２０及び検光子１２１を透過し
た後、ＣＣＤ等のエリアセンサ１２２に入射され、電気
信号として取り出される。取り出された電気信号に所定
の処理を施すことにより、電気光学素子１０１中の電界
、即ち被検査部の電位の二次元分布が検知され、その二
次元分布をＣＲＴ等に表示することにより目視観察を行
うことができる。

【００２９】したがって、この装置による場合には径の
拡大されたレーザ光を用いているため、レーザ光照射領
域が２次元的に広がりを持つエリア状となる。よって、
そのレーザ光照射領域をアクティブマトリクス基板３０
０の被検査部全域よりも広くすると、１回で全部の検査
を行うことができ、短時間で検査することが可能となる
。 なお、被検査領域が上記説明のレーザ光照射領域よりも
大きい場合には、アクティブマトリクス基板３００又は
検査装置側を相対的位置を移動させて、上記の検査を繰
り返すことにより被検査領域全域についての検査が可能
である。

【００３０】この実施例ではアクティブマトリクス基板
として３端子素子である薄膜トランジスタを用いた場合
を例にとって説明しているが、本発明は２端子素子を用
いたアクティブマトリクス基板や、前述したＩＣの場合
にもほぼ同様の検査が可能である。

【００３１】上述した２つの実施例において電気光学素
子１０１に４２ｍ型結晶であるＫＤ２ＰＯ４（ＤＫＤＰ
）を用いているが、電気光学素子としては４３ｍ型結晶
であるＢｉ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）あるいはＢｉ１２
ＧｅＯ２０（ＢＧＯ）等のポッケルス材料を用いてもよ
い。ポッケルス効果を有する材料の場合には、電界によ
る複屈折率の変化、即ち常光と異常光の位相差の変化が
電界強度に比例する。特に、上述した材料を使用する場
合は、従来一般的に使用される３ｍ型結晶のＬｉＮｂＯ
３の場合よりも、電界の方向とレーザ光の進行方向が平
行のとき（縦モードの効果が得られるとき）に常光と異
常光の間の位相差の変化量を大きくでき、被検査部の電
位の検知感度を向上できるという利点がある。更には、
カー効果を有する材料を使用することもできる。このカ
ー効果を有する材料の場合には、電界による複屈折率の
変化、即ち常光と異常光の位相差の変化が電界強度の２
乗に比例する。

【００３２】

【発明の効果】本発明の場合には、トランジスタが複数
形成されたトランジスタ回路基板を、ライン状或はエリ
ア状の検査領域を持つレーザ光にて検査を行うことがで
きるので、従来において行っているスポット的な検査に
比べて、レーザ光の照射領域を著しく広くでき、検査に
要する時間を著しく短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトランジスタ回路検査装置の全体を示
す正面図。

【図２】図１のトランジスタ回路検査装置によりトラン
ジスタ回路を検査する状態を示す正面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す正面図。

【図４】図３のトランジスタ回路検査装置によりトラン
ジスタ回路を検査する状態を示す正面図。

【図５】図４のようにして検査を受けるトランジスタ回
路の平面図。

【図６】従来のトランジスタ回路検査装置を示す正面図
。

【符号の説明】

１００　　　　　　　　測定プローブ １０１　　　　　　　　電気光学素子 １０２　　　　　　　　対向透明電極 １０４、１１４　　　　光源 １０５、１１５　　　　レーザ光 １０８　　　　　　　　ポリゴンミラー１０９　　　　
　　　　走査レンズ １１０、１２０　　　　ビームスプリッター１１３、１
２２　　　　光検知器 １１６　　　　　　　　ビームエキスパンダー２００　
　　　　　　　ＩＣ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のトランジスタからなるトランジスタ
   回路が形成された基板に対し、少なくとも対向電極と電
   気光学効果を有する材料とからなる測定プローブを対向
   配置し、該材料中の電界による偏光特性の変調効果を利
   用してトランジスタ回路を検査する装置であって、レー
   ザ光を発する光源と、該光源からのレーザ光を走査させ
   て該測定プローブへ照射する手段と、を備えたトランジ
   スタ回路検査装置。
2. 【請求項２】複数のトランジスタからなるトランジスタ
   回路が形成された基板に対し、少なくとも対向電極と電
   気光学効果を有する材料とからなる測定プローブを対向
   配置し、該材料中の電界による偏光特性の変調効果を利
   用してトランジスタ回路を検査する装置であって、レー
   ザ光を発する光源と、該光源からのレーザ光の径を拡大
   し、かつ光軸とほぼ直交する平面上の光強度を均一にす
   るビームエキスパンダーと、を備えたトランジスタ回路
   検査装置。
3. 【請求項３】前記電気光学効果を有する材料が、４２ｍ
   型結晶又は４３ｍ型結晶である請求項１又は請求項２記
   載のトランジスタ回路検査装置。