JPH0485846A - 信号波形検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気光学効果を利用して高速度で電気信号の
波形を観測するための信号波形検出装置に関する。

一般に、ＬＳＩ等の半導体素子を製造、利用する場合、
素子内外の信号波形を正確に測定することが必要不可欠
であるが、近年の素子の高速化に伴い、従来のＬＳＩテ
スタなどを用いた電気的な測定方法では正確な測定が困
難になっている。

そこで、半導体素子の基板の結晶の電気光学効果を用い
た光学式の信号波形測定方法が提案され、高速信号を計
測することができることが確認されている（例えば、Ｊ
、　Ａ、νａｌｄｔａａｎｉｓ　　ａｎｄ　　Ｇ、Ｍｏ
ｕｒｏｕ、”５ｕｂｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ　ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ　ｓａｍｐｌｉｎｇ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
ｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ’　ＩＥＥＥ　Ｊ
ＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＱＵＡＮ−ＴＵＭ　ＥＬＥＣＴＲ
ＯＮＩＣＳ、　ＶＯＬ、　ＱＥ−２２，ｐｐ、６９−７
８等）。

また、本発明者は、特開昭６４−２８５６６号公報に示
すように、複屈折性の検出用結晶の上に被検回路網を載
置して電気信号の波形を測定する方法を提案した。

〔従来の技術〕

従来、この種の信号波形検出装置は、上記特開昭６４−
２８５６６号公報に示すように、複屈折性の結晶の上に
被測定ＬＳＩを載置し、レーザパルス光が照射された場
合の結晶の誘起電界レベルの変化に応じた電圧を測定す
ることにより、被測定ＬＳＩの種々の信号を検出するよ
うに構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の信号波形検出装置では、複屈
折性の結晶の上にレーザパルス光を照射して複屈折を検
出するので、光学系が精密になり、時間軸を容易に調整
することができないという問題点がある。

特に、１台の信号波形検出装置を複数のＬＳＩテスタに
組み合わせる場合に信号波形検出装置を移動すると、光
学系の光軸がずれて調整が更に困難になる。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、光軸を容易に調整す
ることができる信号波形検出装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、その原理構成を第１図に示すように、被測定
素子ｌにレーザパルス光を照射し、反射光を検出するた
めの光学系２と、光学系２により検出された反射光の信
号波形により被測定素子１を測定する測定手段３と、光
学系２の光軸を傾けるためのあおり機構４と、光学系２
の軸はずれ反射光の光量を検出するためのセンサと５、
を有し、光学系２の光軸をあおり機構４により傾けてセ
ンサ５の検出信号により光学系２の光軸を調整し、測定
手段３の光軸を調整することを特徴とする。

〔作用〕

本発明は上記構成により、光学系２の光軸をあおり機構
４により傾けると、センサ５の検出信号により光学系２
の光軸のずれ量を検出することができ、したがって、測
定手段３の光軸を容易に調整することができる。

［実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第２図
は本発明に係る信号波形検出装置の一実施例を示す概略
構成図、第３図は第２図の光軸センサの取り付は位置を
示す説明図である。

第２図および第３図において、被測定ＬＳＩＩＩａのピ
ンは結晶１１ｂに接触されている。

この場合、ＬＳＩテスタ本体１２が被測定ＬＳ１１１ａ
を駆動するとともに、直流電圧を結晶１１ｂに印加し、
また、クロック等の被測定ＬＳ１１１ａの駆動信号に同
期したタイミングのレーザパルス光が結晶１１ｂに入射
すると、被測定ＬＳ１１１ａの動゛作状態に応じた電界
が結晶１１ｂ内に誘起され、結晶１１ｂの内部を反射往
復するレーザ光の偏光面が変化する。

したがって、結晶１１ｂの反射光を２つの偏光軸の方位
に分割して測定することにより、誘起電界レベルの変化
に応じて相反する変化の２つの電圧を検出することがで
きる。

制御部１３は、レーザ光を出射する光源、およびこの光
源をパルス駆動するためのドライバ等より成るレーザ光
発生機構１３ａと、レーザ光発生機構１３ａからのレー
ザ光を光走査部１４の方向に透過するとともに、偏光面
がこのレーザ光と異なる光走査部１４の反射光を受光部
に導（ためのビームスプリッタ１３ｂより概略構成され
ている。

尚、受光部は、ビームスプリッタ１３ｂを反射した光を
２つの偏光方位に分離する偏光ビームスプリッタと分離
された光を電気信号に変換するための一対の受光器と、
この受光器により変換された電気信号を処理する信号処
理回路より概略構成され、信号処理回路は、２つの入力
信号の差信号を出力する差動アンプ、この差動アンプが
出力する差信号の直流成分を調整するためのオフセット
調整回路、このオフセント調整回路により直流成分が調
整された差信号をディジタル信号に変換する信号変換器
、この信号変換器の標本化タイミングを制御する標本化
タイミング制御回路等より構成されている。

光走査部１４は、ビームスプリンタ１３ａを透過したレ
ーザ光を走査するための光走査機構（図示省略）と、光
走査機構により走査されたレーザ光の反射光の光軸上の
光量を測定し、光軸を調整するための光軸センサ１４ａ
を備えている。

光軸センサ１４ａは、第３図に示すように、中央部に穴
１４ｂが形成され、また、受光面の光量に応じたレベル
の電気信号を増幅するための増幅器１４Ｃを介して不図
示のモニタ手段に接続されている。

第２図に示す検出部１５は、上記光走査部１４と、レー
ザ光発生機構１３ａ、ビームスプリッタ１３ｂ及び受光
部より構成され、また、焦点調整用のＺ軸テーブル１６
と、光軸を微小に傾けるためのあおり機構１７と架台１
８上に固定されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

前述したように、ＬＳＩテスタ１２により被測定ＬＳ１
１１ａが動作するとともに、クロック等の被測定ＬＳ１
１１ａの駆動信号に同期したタイミングのレーザパルス
光がレーザ発生機構１３ａから出射してビームスプリン
タ１３ｂ、光軸センサ１４ａの穴１４ｂを透過し、光走
査部１４により走査されて結晶１１ｂに入射すると、被
測定ＬＳ１１１ａの動作状態に応じた電界が結晶１１ｂ
内に誘起され、結晶１１ｂの内部を反射往復するレーザ
光の偏光面が変化する。

この反射光がビームスプリンタ１３ｂにより反射され、
受光部において、結晶１１ｂの誘起電界レベルの変化に
応じて相反する変化の２つの電気信号に変換され、差動
アンプにより２つの入力信号の差信号が得られる。した
がって、結晶１１ｂに印加される電圧に応じて最大の変
化が発生するような最適位置に信号変換器の標本化タイ
ミングを設定することにより、被測定ＬＳ１１１ａの電
圧波形を最も効率良く測定することができる。

ここで、１台の信号波形検出装置を複数のＬＳＩテスタ
１２に組み合わせる場合にこの信号波形検出装置を移動
し、その際光学系の光軸がずれると、被測定ＬＳ１１１
ａの電圧波形を測定することができない。

そこで、あおり機構１７により検出部１５の光軸を微小
に傾けると、結晶１１ｂの法線方向と検出部の光軸がず
れて光軸センサ１４ａの受光量が変動し、したがって、
増幅器１４ｃによりこの受光量を電気信号に変換すると
、この電気信号は第５図に示すように、極大値と極小値
を有する関係となる。

この場合、第５図は、レーザ発生機構１３ａ、ビームス
プリッタ１３ｂ、光走査部１４の光軸がずれていない場
合には、主要反射光が光軸センサ１４ａの穴１４ｂを通
過するので、レベルが極小となり、他方、光軸がずれて
いる場合には主要反射光が光軸センサ１４ａの穴１４ｂ
を通過しないで光軸センサ１４ａの受光面に照射される
ので、レベルが極大になることを示す。

したがって、上記実施例によれば、あおり機構１７によ
り検出部１５の光軸を微小に傾け、光軸センサ１４ａの
検出信号のレベルが極大値となるあおり角度を複数回繰
り返して検出することにより光軸を正しく調整すること
ができる。また、この場合、極大値の間隔と極小値によ
り光軸のおおよそのずれ量も検出することができる。

ここで、光軸センサ１４ａの受光面積は、測定光が外に
はみ出さないように測定光の直径の３倍以上であること
が望ましいが、２倍程度であれば光軸を正しく調整する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、光学系の光軸をあおり機
構により傾けて、センサの検出信号により光学系の光軸
のずれ量を検出するようにしたので、測定系の光軸を容
易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明に係る信号波形検出装置の一実施例の概
略構成図、 第３図は第２図の光軸センサの取り付は位置を示す説明
図、 第４図は第２図及び第３図の光軸センサの構成図、 第５図は第１図〜第４図の光軸センサの出力例を示す説
明図である。 １・・・・・・被測定素子、 ２・・・・・・光学系、 ３・・・・・・測定手段、 ４．１７・・・・・・あおり機構、 ５・・・・・・センサ、 １１ａ・・・・・・被測定ＬＳＩ、 １３ａ・・・・・・レーザ光発生機構、１４ａ・・・・
・・光軸センサ、 １４ｂ・・・・・・穴、 １４ｃ・・・・・・増幅器。 第２図 第１図 第２図の光軸センサの取り付は位置を示す説明図第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定素子にレーザパルス光を照射し、反射光を検出す
   るための光学系と、 前記光学系により検出された反射光の信号波形により被
   測定素子を測定する測定手段と、 前記光学系の光軸を傾けるためのあおり機構と、前記光
   学系の軸はずれ反射光の光量を検出するためのセンサと
   、を有し、 前記光学系の光軸を、前記あおり機構により傾けて前記
   センサの検出信号により前記光学系の光軸を調整し、前
   記測定手段の光軸を調整することを特徴とする信号波形
   検出装置。