JPH0580083A - 集積回路の試験方法および装置 - Google Patents

集積回路の試験方法および装置

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JPH0580083A
JPH0580083A JP3268704A JP26870491A JPH0580083A JP H0580083 A JPH0580083 A JP H0580083A JP 3268704 A JP3268704 A JP 3268704A JP 26870491 A JP26870491 A JP 26870491A JP H0580083 A JPH0580083 A JP H0580083A
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light
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Makoto Yaita
信 矢板
Tadao Nagatsuma
忠夫 永妻
Mitsuru Shinagawa
満 品川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定集積回路の電気信号により生じる電界
により複屈折率が変化する電気光学材料にレーザ光を照
射し、電気光学材料の複屈折率の変化を検出して、被測
定集積回路の試験を行うのに、短時間で終了させる。 【構成】 レーザ1からのレーザパルス光2を対物レン
ズ6,電気光学材料7を介して被測定集積回路8に2次
元的に照射し、被測定集積回路8の各ノードで発生する
電界により、電気光学材料7のその部分の屈折率が変化
し、2次元的に照射したレーザ光の各ノードにおける光
強度の変化として光検出器アレイ12で検出し、被測定
集積回路8の試験を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学材料の電界強
度に応じた複屈折率の変化を利用して、レーザ光の偏光
変化から電気信号を観測し、被測定集積回路の試験を行
う技術に関し、特に被測定集積回路内部の複数のノード
における電気信号を同時に測定し、集積回路の試験をす
る方法およびこの方法を実現するための装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電気光学材料は電界強度に応じて複屈折
率が変化するので、該電気光学材料を接触あるいは近接
された被測定集積回路あるいは該電気光学材料を基板に
用いた被測定集積回路では、該被測定集積回路の電気信
号による電界変化により、該電気光学材料の複屈折率が
変化する。さらに、該電気光学材料にレーザ光を照射す
れば、この複屈折率の変化をレーザ光の偏光変化とする
ことができ、偏光板を用いればレーザ光強度の変化とす
ることができる。すなわち、レーザ光強度変化を観測す
ることにより、被測定集積回路の電気信号を検出するこ
とができる。特に、レーザ光としてパルス波を用い、電
気信号をサンプリング検出すると、パルス幅に相当する
時間分解能で電気信号を測定することが可能であり、電
気光学サンプリングと呼ばれている。
【0003】従来の電気光学サンプリングによる集積回
路の試験方法として、図9に電気光学材料7を被測定集
積回路8に近接させる例を示した。図10はこの光照射
部分の拡大断面図である。
【0004】図9,図10において、1はレーザで、レ
ーザパルス光2を発生する。3はレンズ、5はダイクロ
イックミラー、6は対物レンズ、7は電気光学材料で、
被測定集積回路8上に近接して配置される。10は偏光
検出器、11はレンズ、13は照明光源、14はレン
ズ、15は照明光、17は接眼レンズ、18はカメラ、
20は画像観測装置、21は信号表示装置、22は金属
配線、23は電界、25は石英基板、26はプローブ上
下移動装置、27は高反射膜、31は単一光検出器を示
す。
【0005】具体的な試験方法は、照明光源13により
照明された被測定集積回路8において、故障検出が予想
される単一のノードを画像観察装置20により検索し、
該ノードからの電界23により電気光学材料7の複屈折
率の変化している位置に対し、回折限界近くまで集光し
たレーザパルス光2を入射する。そして、電気光学材料
7からの反射光の強度変化を単一の光検出器31により
観測し、目的とする単一のノードの電気信号を測定す
る。その後、故障原因を特定するために、測定するノー
ドの変更を行って、この作業を繰り返す。この方法は、
回折限界近くまで集光したレーザパルス光2を入射する
ことで、電界23を検出する領域を小さくして隣接する
ノードの電界23の影響を受けない状態とし、電気信号
に応じた光強度の変化を観測するので、一度に単一のノ
ードの電気信号しか測定することができない。このた
め、被測定集積回路8の試験を行う際に測定ノードの変
更を行う必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記したとおり、従来
の集積回路の試験方法では、一度に被測定集積回路8の
単一のノードの測定しかできないので、故障原因を特定
するために測定ノードの変更をしなければならず、この
とき、レーザ光、光学系、回路の移動が必要となる。つ
まり、集積回路の試験を行う際に必要となる時間は、実
際の測定時間にこの移動時間が加えられたものとなる。
近年、集積回路の大規模、高密度化によりその試験を行
う際、故障原因を特定するためには、多数のノードの電
気信号の測定をする必要性が高まっているが、このよう
な集積回路では、測定ノードの変更にかかる時間が膨大
なものとなり、従来の技術を適用することは困難であ
る。
【0007】本発明は、レーザ光照射領域内の集積回路
内部の複数のノードの電気信号を同時に検出し、大規
模、高密度な集積回路の試験を短時間に行うために、電
気光学材料に対しレーザ光を2次元で照射し、その光強
度の光束断面分布を2次元で検出する集積回路の試験方
法および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】本発明の集積回路の試験
方法によれば、電気光学材料を接触または近接させた被
測定集積回路、あるいは電気光学材料を基板とする被測
定集積回路において、電気光学材料にレーザ光を照射し
て、被測定集積回路の電気信号により生じる電気光学材
料の複屈折率の変化をレーザ光の偏光変化とし、そのレ
ーザ光の偏光変化をレーザ光の強度変化として検出する
ことにより、被測定集積回路の試験をする方法におい
て、電気光学材料にレーザ光を2次元で照射し、被測定
集積回路内の各ノードの電気信号により生じる該レーザ
光の光強度の光束断面分布の変化を光検出器アレイによ
り2次元で検出し、各ノードの電気信号を同時に測定す
ることを特徴とするものである。
【0009】本発明の集積回路の試験装置によれば、電
気光学材料を接触または近接させた被測定集積回路、あ
るいは電気光学材料を基板とする被測定集積回路におい
て、電気光学材料にレーザ光を照射して、被測定集積回
路の電気信号により生じる電気光学材料の複屈折率の変
化をレーザ光の偏光変化とし、そのレーザ光の偏光変化
をレーザ光の強度変化として検出することにより、被測
定集積回路の試験をする装置において、レーザ光を2次
元で照射する装置を有し、かつレーザ光の光強度の光束
断面分布の変化を検出することができる光検出手段を有
することを特徴とするものである。
【0010】
【作用】本発明の集積回路の試験方法および装置は、電
気光学材料にレーザ光を所定の広さで照射し、光検出手
段によりこの光強度の光束断面分布の変化を検出するこ
とにより、被測定集積回路内の複数のノードの電気信号
を同時に測定することができるため、大規模、高密度な
集積回路の試験時間の短縮化が可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を具体的に説明するにあたり、
電気光学材料としてGaAs結晶を例として用いた実施
例を示すが、これらの説明は、単なる例示であり、本発
明の範囲を限定するものでないことはいうまでもない。
【0012】図1,図2は被測定集積回路に電気光学材
料を接触させる場合の、本発明の第1の実施例を示す説
明図である。図1は全体図、図2は光照射部分の拡大断
面図である。
【0013】図1,2において、4は光強度の光束断面
分布均一化装置、9はハーフミラー、12は光検出手段
の一例としての光検出器アレイ、16はハーフミラー、
19は電気処理装置であり、その他は図9,図10と同
じである。例えば電気光学材料7としてGaAs結晶を
被測定集積回路8に接触させ、被測定集積回路8の測定
領域をカバーする電界センサプローブとする。特に、G
aAs結晶の(100)面を被測定集積回路8に接触さ
せれば、GaAs結晶は図2に示すような金属配線22
直上の縦方向の電界23の成分により複屈折率が変化す
るので、各ノードの直上でその電気信号に応じた複屈折
率が変化し、電気光学材料7全体として複屈折率の2次
元分布を生じることになる。一方、レーザ1から発生さ
れたレーザパルス光2はレンズ3で平行光に変換した
後、感度を2次元的に均一とするために、例えばガウス
分布を均一化するアポダイジングフィルタのような光強
度の光束断面分布均一化装置4を用いて光強度の光束断
面分布を均一化し、ハーフミラー9,ダイクロイックミ
ラー5および低倍率の対物レンズ6を通して被測定集積
回路8上の所望の測定領域(0.1〜10mm四方)に
対応するGaAs結晶を照射するようにする。ノードの
電気信号による電界23が支配的であるノードの直上を
通る金属配線22上からの反射光には、各ノードに対応
した電気信号情報が、偏光方向の光束断面分布として含
まれているから、この偏光方向の光束断面分布を偏光検
出器10により光強度の光束断面分布に変換し、レンズ
11によりその断面積を適当に拡大して光検出器アレイ
12に導入し、この光強度の光束断面分布の時間変化を
観測すれば、各ノードの電気信号を同時に測定すること
ができる。また、電気処理装置19を用いてカメラ18
による画像情報と光検出器アレイ12の2次元的電気信
号情報のリンクをとれば、被測定集積回路8の任意の内
部ノードを画像観測装置20の画像上で選択してそのノ
ードの電気信号を信号表示装置21に表示させたり、画
像情報とともに電気信号情報も画像観測装置20で表示
し、測定領域の電位図を作成することも可能となる。
【0014】もちろん、電気光学材料7の裏面に高反射
膜を施して、反射光光量の増加による高感度化をはかっ
ても構わないし、GaAs結晶以外の材料、例えばLi
NbO3 やKD2 PO4 等の無機結晶系の材料、あるい
は有機非線形光学材料を電気光学材料7として用いても
良い。また、レーザ1,レンズ3,光強度の光束断面分
布均一化装置4を組み合わせる代わりに、アレイレーザ
を用いて同様の効果を持たせてもよい。さらにまた、光
強度の光束断面分布均一化装置4を用いる代わりに、光
検出器アレイ12の出力に適当な電気的処理を加えて、
感度の2次元的な補正を行ってもよい。
【0015】図3は被測定集積回路8に電気光学材料7
を接触させる場合の本発明の第2の実施例を示す説明図
であり、被測定集積回路8付近のみを示したものであ
る。この第2の実施例の第1の実施例と大きく異なって
いるところは、光束断面形状変換器24を用いることに
より、電気光学材料7上における光の照射形状を変更し
て電気信号を測定する点である。ここでは、パッドの近
傍の部分のみに光を照射し、電気信号を測定している。
例えば、シリンドリカルレンズは光束断面形状変換器2
4と対物レンズ6の効果を併せ持つので、このような用
途に用いることができる。このように、測定領域にあわ
せた照射形状とすることにより、測定に不要な部分への
光照射が避けられ、レーザ光の光量を効率的に利用でき
るので、一様に照射した場合に比較し、高感度な測定が
可能となる。ただし、図3における対物レンズ6と光束
断面形状変換器24に対して、光の通過する順番はどち
らを先にしても構わない。
【0016】図4,図5は被測定集積回路8に電気光学
材料7として、例えばGaAs結晶を近接させる場合の
本発明の第3の実施例を示す説明図であり、図4は被測
定集積回路8付近を示す図、図5は、図4の第3の実施
例の光照射部分の拡大断面図である。本実施例の第1の
実施例と大きく異なっているところは、GaAs結晶を
石英基板25に保持し、このようにして作製された電界
センサプローブを、プローブ上下移動装置26により1
μm程度の精度で被測定集積回路8に近接させ、電気信
号の測定を行う点である。このようにすることにより、
誘電率の大きな電気光学材料7を用いた場合でも被測定
集積回路8への容量性擾乱をできるだけ回避、電気信号
を測定することができる。もちろん、本実施例に対し、
図3の第2の実施例で説明した光の照射形状を変更して
電気信号を測定する方法を適用することも可能である。
【0017】図6,図7は電気光学材料7として、例え
ばGaAs結晶を基板とした被測定集積回路8に本発明
を適用する場合の本発明の第4の実施例を示す説明図で
あり、図6は被測定集積回路8付近を示す図、図7は、
図6の第4の実施例の光照射部分の拡大断面図である。
図6の被測定集積回路8は基板であるGaAs結晶の裏
面に接地金属面があり、図7に示すような電界23が存
在しているので、GaAs結晶は、各ノードの直下でそ
の電気信号に応じた複屈折の変化を生じている。そこ
で、ノードの電気信号による電界23が支配的であるノ
ードのすぐわきのGaAs結晶基板を通った接地金属面
28からの反射光を光検出器アレイ12により観測すれ
ば、各ノードの電気信号を同時に測定することができ
る。
【0018】本実施例の第1,第3の実施例と大きく異
なっているところは、電界センサプローブを必要とせ
ず、基板そのものを電界センサとして使用する点であ
る。このような測定では、被測定集積回路8が限られて
いはいるものの、電界センサプローブの接近に伴う容量
性擾乱がないだけではなく、電界23をほとんど損失な
く拾うことよる高感度な電気信号の測定が可能である。
【0019】図8は電気光学材料7として、例えばGa
As結晶を基板とした被測定集積回路8に本発明を適用
する場合の本発明の第5の実施例を示す説明図であり、
図7と同様に、光照射部分の拡大断面図である。第4の
実施例と大きく異なっているところは、図8に示すよう
に、被測定集積回路8の裏面からレーザ光を入射し、信
号金属配線29を反射膜として測定を行う点である。こ
のようにすることにより、第4の実施例で示したような
裏面に接地金属面28がない(例えば表に接地金属配線
30があるような場合)集積回路でも、各ノードの電気
信号を同時に測定することが可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明の集積回路の試験方法は、電気光
学材料にレーザ光を所定の広さで照射し、被測定集積回
路内の複数のノードの電気信号により生じるレーザ光の
光強度の光束断面分布の変化を検出し、これら複数のノ
ードの電気信号を同時に測定するようにし、また、本発
明の集積回路の試験装置は、レーザ光を2次元で照射す
る装置を有し、かつレーザ光の光強度の光束断面分布を
検出する光検出手段を有するを備えたので、被測定集積
回路の試験において、測定領域内の複数のノードの電気
信号を同時に検出することが可能となり、大規模、高密
度化された被測定集積回路の試験時間が短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を被測定集積回路に電気光学材料を接触
させる場合に適用した第1の実施例の全体図である。
【図2】図1の第1の実施例の光照射部分の拡大断面図
である。
【図3】本発明を被測定集積回路に電気光学材料を接触
させる場合に適用した第2の実施例の被測定集積回路付
近を示す図である。
【図4】本発明を被測定集積回路に電気光学材料を近接
させる場合に適用した第3の実施例の被測定集積回路付
近を示す図である。
【図5】図4の第3の実施例の光照射部分の拡大断面図
である。
【図6】本発明を電気光学材料を基板とした被測定集積
回路に適用する場合の第4の実施例の被測定集積回路付
近を示す図である。
【図7】図6の第4の実施例の光照射部分の拡大断面図
である。
【図8】本発明を電気光学材料を基板とした被測定集積
回路に適用する場合の第5の実施例の光照射部分の拡大
断面図である。
【図9】従来の電気光学サンプリングによる集積回路の
試験方法および装置の全体図である。
【図10】図9の光照射部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 レーザ 2 レーザパルス光 3 レンズ 4 光強度の光束断面分布均一化装置 5 ダイクロイックミラー 6 対物レンズ 7 電気光学材料 8 被測定集積回路 9 ハーフミラー 10 偏光検出器 11 レンズ 12 光検出器アレイ 13 照明光源 14 レンズ 15 照明光 16 ハーフミラー 17 接眼レンズ 18 カメラ 19 電気処理装置 20 画像観察装置 21 信号表示装置 22 金属配線 23 電界 24 光束断面形状変換器 25 石英基板 26 プローブ上下移動装置 27 高反射膜 28 接地金属面 29 信号金属配線 30 接地金属配線 31 単一光検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定集積回路の電気信号により生じる
    電界により複屈折率が変化する電気光学材料にレーザ光
    を照射し、前記電気光学材料の複屈折率の変化を該レー
    ザ光の偏光変化に置換え、この偏光変化をレーザ光の強
    度変化として検出することにより、前記被測定集積回路
    の試験をする方法において、前記電気光学材料にレーザ
    光を所定の広さで照射し、前記被測定集積回路内の複数
    のノードの電気信号により生じる前記レーザ光の光強度
    の光束断面分布の変化を検出し、これら複数のノードの
    電気信号を同時に測定することを特徴とする集積回路の
    試験方法。
  2. 【請求項2】 被測定集積回路の電気信号により生じる
    電界により複屈折率が変化する電気光学材料にレーザ光
    を照射し、前記電気光学材料の複屈折率の変化を該レー
    ザ光の偏光変化に置換え、この偏光変化をレーザ光の強
    度変化として検出することにより、前記被測定集積回路
    の試験をする装置において、レーザ光を2次元で照射す
    る装置を有し、かつ前記レーザ光の光強度の光束断面分
    布を検出する光検出手段を有することを特徴とする集積
    回路の試験装置。
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