JPH10111347A - レーザ電圧プローブ方法及び装置 - Google Patents

レーザ電圧プローブ方法及び装置

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JPH10111347A
JPH10111347A JP9119466A JP11946697A JPH10111347A JP H10111347 A JPH10111347 A JP H10111347A JP 9119466 A JP9119466 A JP 9119466A JP 11946697 A JP11946697 A JP 11946697A JP H10111347 A JPH10111347 A JP H10111347A
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signal
laser pulse
laser
integrator
noise
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JP9119466A
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Christopher Graham Talbot
グラハム タルボット クリストファー
Kenneth Wilsher
ウィルシャー ケニス
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Original Assignee
Schlumberger Technologies Inc
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Publication date
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    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/308Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/311Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良したレーザ電圧プローブ方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 本レーザ電圧プローブシステムにおいて
は、繰返し励起信号が集積回路へ印加される。一連のレ
ーザパルスが発生され、且つ励起信号の各繰返し期間中
の選択された時間において1個のレーザパルスが採取さ
れる。その採取されたレーザパルスは導体上の電圧によ
って影響される集積回路の半導体活性領域へ印加され
る。半導体活性領域から反射されたホトンが検知されて
検知器信号を発生する。該検知器信号は、反射されたホ
トンと雑音とに依存する第一ゲート動作インターバル期
間中にサンプルを得且つ雑音に依存する第二ゲート動作
インターバル期間中にサンプルを得るために半導体活性
領域へのレーザパルスの印加と同期してサンプルされ
る。第一ゲート動作インターバル期間中に得られたサン
プルを、第二ゲート動作インターバル期間中に得られた
サンプルの逆数で積分して雑音を補償した信号を表わす
積分器信号を発生する。該積分器信号はパルス毎のレー
ザパワーの変動に対して補償させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ電圧プロー
ブを使用する回路から信号情報を採取する方法及び装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は従来の電圧プローブ装置100を
模式的に示してある。例えばコヒーラントアンタレス
(Coherent Antares)モードロック型
YLFレーザ、又はYAGレーザ等の供給源105が、
76MHzの周波数において35ps幅のレーザパルス
を供給する。シャッタ110が選択したパルスをミラー
115へ通過させ、そこから、パルスはビームスプリッ
タ120及び光学系125を介して集積回路(IC)装
置130のゲート電極によって影響される半導体活性領
域128上へ通過される。信号供給源が短いデューティ
サイクルの方形波信号を76+△fMHzの周波数で該
導体へ印加させ、尚△fは小さな値である。周波数差△
fは該導体上の繰返し信号と相対的にレーザパルスをス
キャンするためにレーザパルス周波数と印加した方形波
信号との間に「ビート(うなり)」を発生する。図2を
参照して以下に説明するように、該導体上の電圧は該導
体へ入射するレーザ光のどれほどが反射され且つどれほ
どが吸収されるかを決定する。反射されたホトンはビー
ムスプリッタ120を介して検知器回路135へ通過さ
れ、そこで該ホトンはホトダイオード140によって検
知される。検知器回路135は位相感応性整流器回路1
45へ検知器信号を供給する。
【0003】模式的にホトダイオード150として示し
てある基準検知器は、シャッタ110からの入射光パル
スを検知し且つ位相感応性整流器145のアナログマル
チプレクサ155へ基準信号Refを供給する。位相感
応性整流器は波形出力信号を発生し、それはアナログ・
デジタル変換器160を介してディスプレイ165へ供
給される。表示された信号波形はIC130の導体12
8上に存在する方形波信号の時間拡張ファクシミリであ
る。
【0004】図2乃至4は図1の従来の装置の動作原理
を模式的に示してある。レーザ供給源105が、IC1
30のゲート電極200におけるシリコンのバンドギャ
ップエネルギに近い1053nmの波長においてレーザ
パルスを供給する。該パルスは、シリコンはこの波長の
光に対して実効的に透明であるので、IC130のシリ
ン基板205の薄くした領域を介してゲート電極200
へ印加させることが可能である。シリコン基板によるホ
トンの吸収は、ゲート電極上の電圧によって修正され
る。その効果は電界強度が最も強い半導体接合を横断し
て最も強い。反射されたホトンは該薄くしたシリコン基
板を介して及びビームスプリッタ120を介して通過
し、次いでホトダイオード140によって検知される。
図3は2つの状態、即ちゲート電極が電圧V1にある場
合及びゲート電極が電圧V2にある場合におけるゲート
電極200においてのシリコン(即ち、伝導帯CBと価
電子帯VBとの間のエネルギギャップ)のバンドギャッ
プエネルギ(eV)を示している。電圧V1において
は、活性領域のバンドギャップエネルギはE1=hνで
あり、それは入射ホトンのエネルギより僅かに低いもの
である。入射ホトンは活性領域における電子によって吸
収され且つ吸収されなかったホトンは反射される。ゲー
ト電極200が電圧V2にある場合には、活性領域のバ
ンドギャップエネルギはE2=h(ν+△ν)であり、
それは入射ホトンのエネルギよりも大きいものである。
従って、電子はバンドギャップBGのものよりも低いエ
ネルギレベルを有するホトンを吸収することは不可能で
あるので、入射ホトンはゲート電極の電子によって反射
される。反射されたホトンは基板205を介し且つビー
ムスプリッタ120を介してホトダイオード140ヘ通
過し、ホトダイオード140はゲート電極の電圧によっ
て変調された検知器信号を発生する。この変調はゲート
電圧(ゲート電圧は典型的な回路において1乃至3Vの
間である)における1V変化に対して1乃至2パーツパ
ーミリオン(ppm)の程度である。
【0005】レーザ供給源105によって発生されたホ
トンは、狭いバンドにわたるエネルギ範囲を有してい
る。その範囲内において、反射されたホトンの量はゲー
ト電極200の電圧に依存する。ゲート電極200の電
圧がレベルV1とレベルV2との間で変調されると、反
射されたホトンの量が変化し、且つ検知器信号も変調さ
れる。図4はエネルギEの関数として赤外線吸収IR
Absにおける変化を概念的に示している。ゲート電極
200の電圧をレベルV1とレベルV2との間で変化さ
せることは、敏感にシリコンバンドギャップエネルギレ
ベルをシフトさせ、従ってホトンの吸収を変調させる。
これはフランツ−ケルディッシュ効果である。例えば、
N.Seliger et al.著「MOSFETに
おける裏側レーザプローブ信号の研究(A Study
of Backside Laser−Probe
Signals in MOSFETs)」、電子装置
の電子及び光学ビームテストに関する第5回欧州会議、
予備的プロシーディングズ、1995年8月27−30
日、ドイツ、バパタールを参照すると良い。
【0006】図5は、図1の装置での信号採取のノイズ
限界を示している。固定したサンプリング方法を使用し
ている。ライン500はレーザ供給源105によって発
生された76MHzのパルス率における35psサンプ
リングパルスのトレインを示している。導体128上で
サンプルされる信号はほぼ同一の長さのデューティサイ
クルを有しているので、約13nsのパルス繰返し期間
とすることが可能である。この波形はノイズを有してい
るので、サンプリングレーザパルスはより低い周波数で
チョップされる。ライン505は10psの周期を有す
るシャッタ110によって発生された100kHzレー
ザチョップ基準を示している。ライン510はノイズを
有する結果的に得られたチョッピングされたレーザパル
スを示している(縮尺通りではない)。レーザパルスが
通過される時に得られるレーザ信号(例えば、インター
バル520期間中の検知器信号)からレーザがチョップ
オフされる間に(例えば、インターバル515期間中の
検知器信号)、位相感応性整流器145が検知器信号の
ノイズを減算する。ノイズはランダムなものであるか
ら、ノイズの相殺は不完全なものである。図5の方法
は、例えば図1の装置における導体128へ印加される
方形波(76+△fMHz)等の短いデューティサイク
ルの繰返し信号の採取のためには許容可能な場合があ
る。然しながら、この簡単なノイズ相殺方法は、IC内
に存在する典型的な波形を回復させるために不当に長い
信号平均時間となる。
【0007】電子回路の電気光学的サンプリングに対し
てその他の公知な方法が存在している。例えば、Blo
om et al.の米国特許第4,681,449
号、Heinrich et al.の米国特許第4,
758,092号、及びH.K. Heinrich
et al.著「フリップチップ搭載型シリコンVLS
I回路における内部信号のピコ秒裏側光学的検知(Pi
cosecond, backside optica
l detection of internal s
ignals in flip−chip mount
ed silicon VLSI Circuit
s)」、プレプリント、集積回路の電気的及び光学的ビ
ームテストに関する第3回欧州会議、イタリー、コモ、
1991年9月9−11日、261頁以下を参照すると
良い。
【0008】電子ビームテストプローブ信号の二重ゲー
ト型積分に対する方法も公知である。例えばTakah
ashi et al.の米国特許第5,210,48
7号を参照すると良い。然しながら、ICのレーザパル
スサンプリングにおいてこのような方法を使用すること
は提案されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、改良したレーザ電圧プローブ方法及び装置
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、改良し
たレーザ電圧プローブ方法及び装置が提供される。即
ち、集積回路へ繰返し励起信号を印加する。一連のレー
ザパルスが発生され、且つ励起信号の各繰返し期間中の
選択した時間において該一連のレーザパルスから1個の
レーザパルスを採取する。その採取したレーザパルスを
導体上の電圧によって影響を受ける集積回路の半導体活
性領域へ印加する。該半導体活性領域からの反射ホトン
を検知して検知器信号を発生する。該検知器信号は、反
射ホトン及びノイズに依存する第一ゲート動作インター
バル期間中にサンプルを得且つノイズに依存する第二ゲ
ート動作インターバル期間中にサンプルを得るために、
半導体活性領域へのレーザパルスの印加と同期してサン
プルする。第一ゲート動作インターバル期間中に得たサ
ンプルを、第二ゲート動作インターバル期間中に得たサ
ンプルの逆数で積分してノイズ補償信号を表わす積分器
信号を発生する。この積分器信号はパルス対パルスレー
ザパワー変動に対して補償させることが可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】図6は、典型的なICを診断する
場合に遭遇するような一層長いデューティサイクルの波
形を採取するためにどのようにして図5の従来方法を適
用するかを示している。この場合には、採取すべき信号
は10μs乃至100μs、典型的に約10μsの程度
のデューティサイクルを有している。波形中の与えられ
た点はこの期間中に一度サンプルされ、例えばライン6
00におけるパルスによって表わされている。レーザパ
ルスのサンプリングがライン605で示したように10
0kHzの割合でチョッピングされる場合には、各10
μsサンプリング期間中に1個のサンプルがとられるに
過ぎない。ライン610はノイズの表示と共に、1個の
サンプリング期間620の期間中に発生する単一のサン
プリングパルス615を示している。位相感応性整流器
145が、レーザパルスが通過される場合に採取される
レーザ信号(例えば、インターバル630期間中の検知
器信号)からレーザがチョップオフされる場合の検知器
信号(例えば、インターバル625期間中の検知器信
号)のノイズを減算する場合には、ノイズが殆どで信号
は殆ど存在しない。このような長いデューティサイクル
採取からの信号パワーは非常に低いので、許容可能な信
号対雑音比を得るために充分な数のこのようなパルスを
平均化することは許容不可能な長い時間を必要とする。
図6の例においては、各10ps期間で1個のサンプル
を取ることは、使用可能な信号対雑音比を得るために数
1000秒に対する平均化を必要とする。このような方
法で典型的なIC導体から完全な波形を採取することは
実際的ではない。
【0012】図7は本発明に基づくレーザ電圧プローブ
システム700の主要な要素を模式的に示している。本
システムは、改良した信号採取技術を組み込んだ図2に
示したようなレーザパルスサンプリング技術を効果的に
使用している。テスト中のIC装置(DUT)705が
従来のテストシステム720のテストヘッド715へ接
続しているロードボード710上に担持されている。信
号パターンがテストシステム720によってDUT70
5へ印加される。レーザサブシステム725が光学的パ
ルスOPを発生し、それらは光学顕微鏡730及び赤外
線(IR)対物鏡735を介してDUT705内の興味
のある領域へ印加される。該パルスをDUT705の裏
側を介してDUT705のゲート、導体又はその他の構
成体へ印加させることが可能であり、特に、DUT70
5が正面側からこのような構成体へのアクセスが制限さ
れている「フリップチップ」構成のものである場合にそ
のことが言える。
【0013】DUT705から反射されたホトンはホト
ダイオード745へ通過され、ホトダイオード745は
エレクトロニクスサブシステム750の信号処理SP部
分へ対応する検知器信号を供給する。エレクトロニクス
サブシステム750はレーザパルストレインとのテスト
システム720の同期のためにレーザサブシステム72
5から時間基準信号TRを受取るデジタル時間ベースD
T部分を含んでいる。エレクトロニクスサブシステム7
50のシステム制御SC部分は、レーザサブシステム7
25の動作を制御し、例えば、レーザサブシステム72
5は光学顕微鏡730への光学パルスを選択的に通過さ
せるためのポッケル(Pokel)セル等のパルス採取
器を有することが可能である。電荷結合素子(CCD)
は光学顕微鏡730を介してDUT705の映像を有し
ており、且つDUT705の画像を捕獲するためにエレ
クトロニクスサブシステム750内のフレームグラバー
FGへビデオ信号VIDを供給する。その画像はディス
プレイスクリーン760を有するコンピュータワークス
テーション755を使用して表示させることが可能であ
る。ホトダイオード検知器信号から発生した波形もディ
スプレイスクリーン760上に表示させることが可能で
ある。光学顕微鏡730はエレクトロニクスサブシステ
ム750のステージコントローラStC部分によって制
御されるX−Yステージ765上に装着されている。光
学顕微鏡730はディスプレイスクリーン760上のビ
デオ画像を観察することによってDUT705と相対的
に位置決めさせることが可能である。ディスプレイスク
リーン760はウインドウに分解して示されている。夫
々のウインドウはDUT705のビデオ画像、レーザ光
学パルスでサンプリングすることによって採取したDU
T705の導体上の波形、DUT705のCADレイア
ウトデータ、DUT705の回路模式図等を表示するた
めに使用することが可能である。
【0014】図8は本発明に基づく二重ゲート型積分方
法を示している。この方法は、図7のアーキテクチュア
を持ったシステム内で実現することが可能である。説明
の便宜上、完全なるシステムの制御線及びその他の特徴
は図8には示していない。
【0015】自走モードロック型発生器800は、例え
ば、35psの周期で76MHzの繰返し周波数におい
て1053nmのパルスを発生させる。システムコント
ローラに応答する電気光学的パルス採取器805は、I
C705のサンプリングのために選択したレーザパルス
を通過させることを可能とする。選択されたパルスはリ
フレクタ810、ビームスプリッタ815及び光学系8
20を介してIC705へ印加される。IC705から
反射されたホトンは、光学系820及びビームスプリッ
タ815を介して、例えば、抵抗835と直列なホトダ
イオード830を具備する検知器回路825へ通過す
る。検知器回路825は以下に説明する目的のために検
知器信号をゲート動作回路840へ供給する。ゲート動
作回路840は、模式的に845で示した同調可能な遅
延を具備するタイミング基準信号TRefによって制御
される。この同調可能な遅延は、ゲート動作パルスを時
間的に検知器パルスと整合させるために使用される。ゲ
ート動作回路840からの信号は積分器850において
平均化される。積分器850からの波形出力は、更に、
平均化され且つ所望により表示させることが可能であ
り、且つ必要な場合には、スイッチ890の動作によっ
て積分器はリセットされる。レーザ発生器800からの
タイミング基準信号T Refが時間ベース回路855
へ供給され、該回路はテストシステム720の励起供給
源860のタイミングを制御する。励起供給源860は
ロードボード710を介してIC705を駆動する。
【0016】ゲート動作回路840は第一の制御可能な
スイッチ865を有しており、それは、閉成されると、
増幅器870からの検知器信号を適宜の非反転利得+G
を有する積分器850へ通過させる。ゲート動作回路8
40は第二の制御可能なスイッチ875を有しており、
それは、閉成されると、増幅器880から適宜の反転利
得−Gを具備する積分器850へ検知器信号を通過させ
る。ゲート動作回路840は第三の制御可能なスイッチ
885を有しており、それは閉成されると、ヌル(零)
信号を積分器850へ通過させる。
【0017】動作について説明すると、DUT705
は、発生器800のレーザパルスと同期された励起供給
源860からの繰返しテスト信号パターンによって励起
される。採取器制御信号は、DUT705の導体のサン
プリングのためにパルス採取器805によって通過され
るべきレーザパルスを選択する。DUT705から反射
されたホトンは、検知器回路825からの検知器信号を
変調させ、それはゲート回路840へ通過される。
【0018】ゲート回路スイッチ865,875,88
5の制御を図9に示してある。ライン900は、レーザ
サンプリングパルスが予測される場合には、短いインタ
ーバル950,955等の間スイッチ860が閉成され
て、検知器信号を+1の利得を具備する積分器850へ
通過させることを示している。そうでない場合には、ス
イッチ865は開成(O)状態に維持される。スイッチ
865が閉成されるインターバル期間中、積分器850
へ通過される検知器信号は信号情報及びノイズを含んで
いる。ライン905は、このノイズを補償するために、
スイッチ875が同等のインターバル960,965等
の間閉成(C)され、従ってノイズのみを含む検知器信
号の部分が−1の利得を具備する積分器850へ通過さ
れることを示している。ライン910は、ライン900
及び905のサンプリングインターバルの間において、
スイッチ885が閉成され積分器850へ入力をナル即
ち零とさせることを示している。サンプリングインター
バル950,955,960,965等の期間中、スイ
ッチ885は開成(O)されて、検知器信号が積分器8
50へ通過することを可能とさせる。サンプリングイン
ターバルの適切なタイミングは実質的にノイズ(雑音)
を相殺させる。例えば、インターバル960及び965
が密接にインターバル950及び955を夫々追従する
場合には、サンプルされた信号+雑音から減算されたサ
ンプルされたノイズは信号+ノイズのノイズ成分に密接
に一致する。図9の二重ゲート型方法は、例えば、米国
特許第5,210,487号(その特許の図9及びそれ
と関連する説明を参照)における電子ビームプローブシ
ステムについて記載されている二重ゲート動作方法に匹
敵する。勿論、例えば米国特許第5,210,487号
の図10及び12に関する電子ビームプローブシステム
について説明されているゲート動作方法等のその他のサ
ンプリング関係を使用することも可能である。米国特許
第5,210,487号の図12の方法においては、ノ
イズサンプリングインターバルの期間は、信号+ノイズ
サンプリングインターバルの期間と異なっており、且つ
その差を補償する利得が適用される。
【0019】説明の便宜上、積分器850はアナログ回
路として図8に模式的に示してある。このような回路
は、リセットスイッチ及び検知器信号サンプリングイン
ターバルの適宜の制御によって波形をサンプルするため
に使用することが可能である。即ち、DUT705上の
繰返し波形における与えられた点において取られた充分
な検知器信号サンプルが積分される場合には、その結果
得られる測定値はアナログ・デジタル変換器へ通過さ
れ、次いで、表示及び/又はその後のデジタル信号平均
化のために格納される。その測定プロセスは繰返し波形
内の各点に対して繰返し行なわれる。
【0020】積分器850は所望によりデジタル積分器
と置換させることが可能である。この場合には、積分の
前に検知器信号がデジタル化され、且つ積分はデジタル
回路又はプログラム可能なデジタル信号プロセサにおい
て実行することが可能である。例えば、米国特許第5,
210,487号の図11に関して説明されているデジ
タル信号処理方法を参照すると良い。デジタル積分は、
公知のマルチサンプリング技術を使用することを可能と
し、その場合には、DUT波形内の複数個の点における
サンプルが波形の各繰返し期間中にとられる。多数のこ
のような繰返しにわたって波形内の任意の与えられた点
において取られるサンプルが平均化されてその点に対す
る測定値が発生される。マルチサンプリングは、波形の
各繰返し期間中に波形内の各点におけるサンプルを積分
することによって、波形採取時間を減少させる利点を有
している。
【0021】YLF又はYAG供給源等のモードロック
型レーザパルス発生器の場合には、パルス毎にパワーが
変化する場合がある。ゲート動作されるレーザパルスで
測定される効果は導体上の電圧によって影響される半導
体活性領域におけるホトン吸収である。測定される効果
は弱く、且つ測定はパルス毎のパワーの変動によって悪
影響を受ける場合がある。図8の方法は、このような変
動を補償するために集積することが可能である。
【0022】図10は本発明に基づいてレーザ雑音(ノ
イズ)を相殺させる二重ゲート型積分技術1000を示
している。尚、同一の構成要素には同一の参照番号を付
してある。検知器回路825からの検知器信号が、図8
の装置における如く、ゲート動作回路840及び積分器
850等の二重ゲート動作積分器1005へ供給され
る。ビームスプリッタ1010は各レーザパルスの一部
を検知器回路1015を基準とするレーザパワーとして
通過させる。検知器回路1015は二重ゲート動作積分
器1005と同等の二重ゲート動作積分器1020へレ
ーザパワー基準信号を供給する。二重ゲート動作積分器
1005及び1020は、上述したように、同調可能な
遅延845からのタイミング基準信号によって制御され
る。二重ゲート動作積分器1005は上述したように雑
音を補償した信号を発生する。二重ゲート動作積分器1
020は雑音を補償したレーザパワー基準信号L Re
fを発生し、該信号はスケーリング要素1025へ供給
される。スケーリング要素1025はスケーリング乗数
を用意し、それはホトダイオード及びレーザ雑音特性に
依存してパルス毎又は複数個のパルスにわたって平均化
させることにより、レーザパルスパワーにおける変動を
補償する。例えば、スケーリング要素1025は、各レ
ーザパルスに対して、現在のレーザパルスに対する実際
のレーザパルスパワーによって割算したある時間インタ
ーバルにわたっての平均レーザパルスパワーに等しい乗
数を用意することが可能である。二重ゲート動作積分器
1005からの雑音を補償した信号は、乗算器1030
におけるスケーリング乗数によって乗算される。図11
は本発明に基づくレーザ雑音相殺を具備する別の二重ゲ
ート型積分装置1100を示している。この場合には、
差動増幅器回路1105が二重ゲート動作積分器102
0によって発生されるレーザ基準信号と二重ゲート動作
積分器1005によって発生される測定信号との間の差
をとる。差動増幅器回路1105からのこの差信号はパ
ルス毎にレーザパルスパワー変動を補償されている。
【0023】当業者にとって明らかなように、図10−
11におけるようなレーザパワー変動の正規化は例えば
デジタル信号プロセサにおいてハードウエア又はソフト
ウエアで実現することが可能である。
【0024】レーザパワー基準信号は種々の態様で発生
させることが可能である。例えば、レーザパルスの小さ
な部分をレーザパワー基準を発生するために分割し、且
つ測定を行なうためにICへ通過させることが可能であ
る。振幅における差は、利得を変化させることによって
補償することが可能である。レーザパワー基準は、別法
として、別個のビームスプリッタ810からではなくレ
ーザ発生器800から直接的にとることが可能である
(例えば、レーザ発生器800内のミラーから)。
【0025】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術のレーザ電圧プローブ装置を示した
概略図。
【図2】 図1の装置の動作原理を示した概略図。
【図3】 図1の装置の動作原理を示した概略図。
【図4】 図1の装置の動作原理を示した概略図。
【図5】 図1の装置における信号採取における雑音制
限を示した概略図。
【図6】 図5の従来技術をどのようにしてより長いデ
ューティサイクル波形の採取のために適用することが可
能であるかを示した概略図。
【図7】 本発明に基づくレーザ電圧プローブシステム
の主要な構成要素を示した概略図。
【図8】 本発明に基づく二重ゲート型積分技術を示し
た概略図。
【図9】 本発明に基づいて図8の装置のゲート回路ス
イッチがどのように制御されるかを示した概略図。
【図10】 本発明に基づくレーザノイズ相殺技術を具
備する二重ゲート型積分技術を示した概略図。
【図11】 本発明に基づくレーザノイズ相殺技術を具
備する別の二重ゲート型積分技術を示した概略図。
【符号の説明】
700 レーザ電圧プローブシステム 705 テスト中のIC装置(DUT) 710 ロードボード 715 テストヘッド 720 テストシステム 725 レーザサブシステム 730 光学顕微鏡 735 赤外線対物鏡 745 ホトダイオード 750 エレクトロニクスサブシステム 755 コンピュータワークステーション 760 ディスプレイスクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケニス ウィルシャー アメリカ合衆国, カリフォルニア 94301, パロ アルト, エマーソン ストリート 1085

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路の導体の電圧を測定する方法に
    おいて、 (a)集積回路へ繰返し励起信号を印加し、 (b)一連のレーザパルスを発生し、 (c)各励起信号の繰返し期間中における選択した時間
    においてレーザパルスを採取し、 (d)前記導体上の電圧によって影響される前記集積回
    路の半導体活性領域へ前記採取したレーザパルスを印加
    し、 (e)検知器信号を発生するために前記半導体活性領域
    から反射されたホトンを検知し、 (f)反射ホトン及びノイズに依存する第一ゲート動作
    インターバル期間中にサンプルを得且つノイズに依存す
    る第二ゲート動作インターバル期間中にサンプルを得る
    ために、前記半導体活性領域へのレーザパルスの印加と
    同期して検知器信号をサンプリングし、 (g)前記第一ゲート動作インターバル期間中に得たサ
    ンプルを前記第二ゲート動作インターバル期間中に得た
    サンプルの逆数で積分してノイズ補償信号を表わす積分
    器信号を発生させる、上記各ステップを有することを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記集積回路が基板
    を有しており、ステップ(d)が前記基板を介して前記
    半導体活性領域へ採取したレーザパルスを印加させるこ
    とを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、更に、前記第
    一ゲート動作インターバルと前記第二ゲート動作インタ
    ーバルとの間においてヌル信号を積分するステップを有
    することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のうちのいずれか1項に
    おいて、更に、レーザパルスパワーにおける変動に対し
    前記積分器信号を補償することを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記積分器信号の補
    償は、レーザパルスをサンプリングしてレーザパルスパ
    ワー基準信号を発生し、前記レーザパルスパワー基準信
    号からスケーリング乗数を用意し、且つ前記積分器信号
    へ前記スケーリング乗数を乗算させることを特徴とする
    方法。
  6. 【請求項6】 請求項4において、前記積分器信号の補
    償は、レーザパルスをサンプリングしてレーザパルスパ
    ワー基準信号を発生し、且つ前記積分器信号と前記基準
    信号との間の差を表わす差信号を用意することを特徴と
    する方法。
  7. 【請求項7】 集積回路の導体上の信号を測定する装置
    において、 (a)集積回路へ繰返し励起信号を印加するテストシス
    テム、 (b)一連のレーザパルスを発生するレーザ発生器、 (c)前記励起信号の各繰返し期間中における選択した
    時間においてレーザパルスを採取するパルス採取器、 (d)前記採取したレーザパルスを前記導体上の電圧に
    よって影響を受ける前記集積回路の半導体活性領域へ印
    加させるためのレーザ光学的カラム、 (e)検知器信号を発生するために前記半導体活性領域
    から反射されたホトンを検知する検知器回路、 (f)反射されたホトン及びノイズに依存する第一ゲー
    ト動作インターバル期間中にサンプルを得且つノイズに
    依存する第二ゲート動作インターバル期間中にサンプル
    を得るために、前記導体へのレーザパルスの印加に同期
    して検知器信号をサンプリングするゲート動作回路、 (g)ノイズ補償信号を表わす積分器信号を発生するた
    めに、第一ゲート動作インターバル期間中に得たサンプ
    ルを第二ゲート動作インターバル期間中に得たサンプル
    の逆数で積分する積分器、を有することを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、更に、レーザパルス
    パワー変動を補償する補償器を有することを特徴とする
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項8において、前記補償器が、レー
    ザパルスパワー基準信号を発生するためにレーザパルス
    をサンプリングするための検知器、前記レーザパルスパ
    ワー基準信号に応答しスケーリング乗数を用意するスケ
    ーラー、前記スケーリング乗数で前記積分器信号を乗算
    する乗算器、を有することを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 請求項8において、前記補償器が、レ
    ーザパルスパワー基準信号を発生するためにレーザパル
    スをサンプリングする検知器、及び積分器信号と基準信
    号との間の差を表わす差信号を用意するための積分器、
    を有することを特徴とする装置。
JP9119466A 1996-05-10 1997-05-09 レーザ電圧プローブ方法及び装置 Pending JPH10111347A (ja)

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