JP3220252B2 - Eoプローブ - Google Patents
EoプローブInfo
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- JP3220252B2 JP3220252B2 JP24213492A JP24213492A JP3220252B2 JP 3220252 B2 JP3220252 B2 JP 3220252B2 JP 24213492 A JP24213492 A JP 24213492A JP 24213492 A JP24213492 A JP 24213492A JP 3220252 B2 JP3220252 B2 JP 3220252B2
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- electro
- probe
- incident beam
- diameter
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/07—Non contact-making probes
- G01R1/071—Non contact-making probes containing electro-optic elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物から生じる電
界強度を検出することによって被測定物の電圧を非接触
で測定する電圧検出装置に適用されるEOプローブに関
し、空間分解能の向上を図ることができる構造を有する
EOプローブに関するものである。
界強度を検出することによって被測定物の電圧を非接触
で測定する電圧検出装置に適用されるEOプローブに関
し、空間分解能の向上を図ることができる構造を有する
EOプローブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、かかるEOプローブを適用して非
接触で被測定物の電圧を検出する電圧検出装置として、
例えば、米国特許第4,618,819号等に開示され
たものが知られており、EOプローブは、被測定物から
生じる電界の強度に応じて屈折率が変化する電気光学効
果を有するLiTaO3 等の電気光学材料が使用されて
いる。
接触で被測定物の電圧を検出する電圧検出装置として、
例えば、米国特許第4,618,819号等に開示され
たものが知られており、EOプローブは、被測定物から
生じる電界の強度に応じて屈折率が変化する電気光学効
果を有するLiTaO3 等の電気光学材料が使用されて
いる。
【0003】このような電圧検出装置の計測原理を図7
に基いて説明すると、EOプローブは、先端部分に平坦
面を有する略四角錘状に形成された電気光学材料1と、
該平坦面に反射面を向けて設けられた反射鏡2を具備
し、反射鏡2側を被測定物3に近接させることによって
測定に供される。そして、電気光学材料1の他端側から
反射鏡2に向けて直線偏光、円偏光、又は楕円偏光等さ
れた入射ビームhν1を入射させ、反射鏡2からの反射
光hν2を検光子によって光強度に変換し、更に光電変
換素子で光強度を測定するようになっている。ここで、
電気光学材料1は、被測定物1の電圧に起因する電界強
度に応じて屈折率が変化する特性を有しているので、反
射光hν2の偏光状態は入射された入射ビームhν1と
異なり、この反射光hν2を検光子と光電変換素子で測
定することによって、被測定物3の電圧を検出すること
ができる。
に基いて説明すると、EOプローブは、先端部分に平坦
面を有する略四角錘状に形成された電気光学材料1と、
該平坦面に反射面を向けて設けられた反射鏡2を具備
し、反射鏡2側を被測定物3に近接させることによって
測定に供される。そして、電気光学材料1の他端側から
反射鏡2に向けて直線偏光、円偏光、又は楕円偏光等さ
れた入射ビームhν1を入射させ、反射鏡2からの反射
光hν2を検光子によって光強度に変換し、更に光電変
換素子で光強度を測定するようになっている。ここで、
電気光学材料1は、被測定物1の電圧に起因する電界強
度に応じて屈折率が変化する特性を有しているので、反
射光hν2の偏光状態は入射された入射ビームhν1と
異なり、この反射光hν2を検光子と光電変換素子で測
定することによって、被測定物3の電圧を検出すること
ができる。
【0004】このように、被測定物からの電界の強度に
基いて光学的に被測定物の電圧を計測するので非接触で
の計測を可能にし、特に半導体チップ内の各々の配線や
素子に生じる信号電圧を計測して、半導体チップの動作
特性を判断する場合等に優れた機能を発揮するものであ
る。
基いて光学的に被測定物の電圧を計測するので非接触で
の計測を可能にし、特に半導体チップ内の各々の配線や
素子に生じる信号電圧を計測して、半導体チップの動作
特性を判断する場合等に優れた機能を発揮するものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体集積回路技術の進歩に伴って高密度実装化が進み、配
線相互の間隔が極めて狭くなってきていることから、夫
々の配線の伝搬信号の電圧を夫々他方からの電界の影響
を受けることなく高精度で計測することができるよう
に、空間分解能の更なる向上を図ることが望まれてい
る。
体集積回路技術の進歩に伴って高密度実装化が進み、配
線相互の間隔が極めて狭くなってきていることから、夫
々の配線の伝搬信号の電圧を夫々他方からの電界の影響
を受けることなく高精度で計測することができるよう
に、空間分解能の更なる向上を図ることが望まれてい
る。
【0006】ここで、半導体レーザ等から発生られた入
射ビームhν1の波長がλ、集光のために使用される対
物レンズの開口数がNAであるとすると、反射鏡2に照
射される入射ビームhν1の直径ao は、ao =(2・
λ)/(π・NA)の関係式を満足するので、入射ビー
ムhν1の波長が短い程、直径ao が小さくなって空間
分解能が高くなる。例えば、λ=780nm、NA=
0.4に設定した場合、ao =1.2μmとなり、半導
体チップ内の1.2μm以上の幅の配線等の電圧を非接
触で測定することができる。ここで、この値は理論的限
界であり、レンズ等の光学部品による収差、波面歪のた
めに、実際に得ることは困難であった。
射ビームhν1の波長がλ、集光のために使用される対
物レンズの開口数がNAであるとすると、反射鏡2に照
射される入射ビームhν1の直径ao は、ao =(2・
λ)/(π・NA)の関係式を満足するので、入射ビー
ムhν1の波長が短い程、直径ao が小さくなって空間
分解能が高くなる。例えば、λ=780nm、NA=
0.4に設定した場合、ao =1.2μmとなり、半導
体チップ内の1.2μm以上の幅の配線等の電圧を非接
触で測定することができる。ここで、この値は理論的限
界であり、レンズ等の光学部品による収差、波面歪のた
めに、実際に得ることは困難であった。
【0007】このように、上記関係式から、最大の空間
分解能は約1μmに止まり、近年の半導体微細加工技術
の進歩に対応し得る十分な空間分解能が得られないとい
う問題があった。
分解能は約1μmに止まり、近年の半導体微細加工技術
の進歩に対応し得る十分な空間分解能が得られないとい
う問題があった。
【0008】更に、電気光学材料1の厚さ(四角錘の高
さに相当する)については特別な考慮が払われておら
ず、比較的厚いものが適用されていた。ところが、被測
定物3の真上にEOプローブの電気光学材料1の先端部
分が来たときにのみ、被測定物3からの電界によって電
気光学材料1の先端部分のみが偏光状態の変化を生じる
のであれば、優れた空間分解能が得られるが、図8に示
すように、電気光学材料1の先端部分が被測定物3の真
上に来ていない状態であっても、電気光学材料1の他の
部分が被測定物3からの電界の影響を受けて全体として
偏光状態が変化してしまうので、優れた空間分解能が得
られないという問題があった。
さに相当する)については特別な考慮が払われておら
ず、比較的厚いものが適用されていた。ところが、被測
定物3の真上にEOプローブの電気光学材料1の先端部
分が来たときにのみ、被測定物3からの電界によって電
気光学材料1の先端部分のみが偏光状態の変化を生じる
のであれば、優れた空間分解能が得られるが、図8に示
すように、電気光学材料1の先端部分が被測定物3の真
上に来ていない状態であっても、電気光学材料1の他の
部分が被測定物3からの電界の影響を受けて全体として
偏光状態が変化してしまうので、優れた空間分解能が得
られないという問題があった。
【0009】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みて成されたものであり、空間分解能の向上を図るこ
とのできるEOプローブを提供することを目的とする。
鑑みて成されたものであり、空間分解能の向上を図るこ
とのできるEOプローブ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】このような目的を達成す
るために本発明は、光を透過する基部と、該基部の被測
定物に対向する端面に固着され且つ被測定物からの電界
の強度に応じて屈折率が変化する電気光学材料と、該電
気光学材料の被測定物に対向する端面に固着され且つ上
記基部から電気光学材料を透過してくる入射ビームを反
射する反射面とを有するEOプローブにおいて、上記反
射面を、上記入射ビームのビーム径より小径な鏡面で形
成した。又、電気光学材料を極めて薄く形成することと
した。
るために本発明は、光を透過する基部と、該基部の被測
定物に対向する端面に固着され且つ被測定物からの電界
の強度に応じて屈折率が変化する電気光学材料と、該電
気光学材料の被測定物に対向する端面に固着され且つ上
記基部から電気光学材料を透過してくる入射ビームを反
射する反射面とを有するEOプローブにおいて、上記反
射面を、上記入射ビームのビーム径より小径な鏡面で形
成した。又、電気光学材料を極めて薄く形成することと
した。
【0011】
【作用】このような構成を有する本発明によれば、上記
入射ビームの波長によって決まるビーム径では、所望の
空間分解能が得られない場合であっても、該ビーム径よ
り小径の反射面によって入射ビームを反射することとな
るので、実際の空間分解能は反射面の大きさによって決
まる。したがって、従来は、入射ビームに適用される光
の波長および光学部品の収差、波面歪に起因してビーム
径を小さくすることに限界があったために空間分解能の
向上を図ることができなかったが、ビーム径より小径の
反射面によって入射ビームを反射する本発明によれば、
この限界を越えて空間分解能の向上を図ることが可能と
なる。又、電気光学材料を極めて薄く形成することとし
たことにより、電気光学材料が被測定物の直下位置に来
るまで、被測定物からの電界の影響を受け難くなるの
で、空間分解能の向上が図られる。
入射ビームの波長によって決まるビーム径では、所望の
空間分解能が得られない場合であっても、該ビーム径よ
り小径の反射面によって入射ビームを反射することとな
るので、実際の空間分解能は反射面の大きさによって決
まる。したがって、従来は、入射ビームに適用される光
の波長および光学部品の収差、波面歪に起因してビーム
径を小さくすることに限界があったために空間分解能の
向上を図ることができなかったが、ビーム径より小径の
反射面によって入射ビームを反射する本発明によれば、
この限界を越えて空間分解能の向上を図ることが可能と
なる。又、電気光学材料を極めて薄く形成することとし
たことにより、電気光学材料が被測定物の直下位置に来
るまで、被測定物からの電界の影響を受け難くなるの
で、空間分解能の向上が図られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、図1に基いて本発明のEOプローブが適用さ
れる非接触型電圧検出装置の構成例を説明すると、半導
体レーザ等の発光源4と発光源4に電力を供給するため
の駆動装置5が設けられ、発光源4から発生した光はコ
リメートレンズ6を介して偏光ビームスプリッタ7と波
長板8に順次入射される。したがって、入射された光
は、偏光ビームスプリッタ7で例えば直線偏光の光にさ
れ、更に波長板8によって円偏光、又は楕円偏光等の所
定の偏光の光となる。そして、この光が集光レンズ9で
絞られ、入射ビームとなってEOプローブ10に入射さ
れる。EOプローブ10の被測定物11に対向する部分
には後述する電気光学材料と反射面が設けられており、
例えば半導体集積回路の各部の電圧を測定する場合に
は、半導体集積回路に内蔵されている配線や半導体デバ
イス等の被測定物11が発生する電界の強度によって上
記電気光学材料の屈折率が変化する。したがって、上記
反射面で反射された入射ビームはこの屈折率の変化に応
じて偏光状態が変化された反射ビームとなって、集光レ
ンズ9及び波長板8を通り、更に、偏光ビームスプリッ
タ7によって入射光と直交する偏光の光のみがフォトマ
ル等の光検出器12に入射される。そして光検出器12
が光電変換し、その光電変換信号をオシロスコープ等の
計測器13が測定するようになっている。
る。まず、図1に基いて本発明のEOプローブが適用さ
れる非接触型電圧検出装置の構成例を説明すると、半導
体レーザ等の発光源4と発光源4に電力を供給するため
の駆動装置5が設けられ、発光源4から発生した光はコ
リメートレンズ6を介して偏光ビームスプリッタ7と波
長板8に順次入射される。したがって、入射された光
は、偏光ビームスプリッタ7で例えば直線偏光の光にさ
れ、更に波長板8によって円偏光、又は楕円偏光等の所
定の偏光の光となる。そして、この光が集光レンズ9で
絞られ、入射ビームとなってEOプローブ10に入射さ
れる。EOプローブ10の被測定物11に対向する部分
には後述する電気光学材料と反射面が設けられており、
例えば半導体集積回路の各部の電圧を測定する場合に
は、半導体集積回路に内蔵されている配線や半導体デバ
イス等の被測定物11が発生する電界の強度によって上
記電気光学材料の屈折率が変化する。したがって、上記
反射面で反射された入射ビームはこの屈折率の変化に応
じて偏光状態が変化された反射ビームとなって、集光レ
ンズ9及び波長板8を通り、更に、偏光ビームスプリッ
タ7によって入射光と直交する偏光の光のみがフォトマ
ル等の光検出器12に入射される。そして光検出器12
が光電変換し、その光電変換信号をオシロスコープ等の
計測器13が測定するようになっている。
【0013】次に、EOプローブ10の一実施例の構造
を図2に基いて説明する。同図(a)において、ガラス
等の光透過性を有する材料で形成され且つ被測定物側が
微小平坦面14となっている四角錘状の基部15の該平
坦面14に、薄板状の電気光学材料16が固着されてい
る。更に、同図(b)の縦断面図に示すように、電気光
学材料16の先端面には、入射ビームhν1の入射方向
に対向する対向面が反射面となっている微小な反射鏡1
7が固着され、反射鏡17を除く電気光学材料16の先
端面は、入射ビームhν1の内、反射鏡17の反射面外
に入射する光を吸収する光吸収層18で被覆されてい
る。
を図2に基いて説明する。同図(a)において、ガラス
等の光透過性を有する材料で形成され且つ被測定物側が
微小平坦面14となっている四角錘状の基部15の該平
坦面14に、薄板状の電気光学材料16が固着されてい
る。更に、同図(b)の縦断面図に示すように、電気光
学材料16の先端面には、入射ビームhν1の入射方向
に対向する対向面が反射面となっている微小な反射鏡1
7が固着され、反射鏡17を除く電気光学材料16の先
端面は、入射ビームhν1の内、反射鏡17の反射面外
に入射する光を吸収する光吸収層18で被覆されてい
る。
【0014】ここで、電気光学材料16の先端面におけ
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、反
射鏡17の反射面の直径wの方が小さく設計されてお
り、したがって、反射鏡17で反射される反射ビームh
ν2のビーム径の方が入射ビームhν1のビーム径より
も小さくなるようになっている。
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、反
射鏡17の反射面の直径wの方が小さく設計されてお
り、したがって、反射鏡17で反射される反射ビームh
ν2のビーム径の方が入射ビームhν1のビーム径より
も小さくなるようになっている。
【0015】このように、この実施例のEOプローブ1
0によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置の光学系
で減衰されない波長の光を使用する結果、入射ビームh
ν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない場合で
あっても、該ビーム径ao より小さな直径wの反射鏡1
7を適用することによって、電気光学材料16で変調さ
れる反射ビームhν2の直径を略wにすることができる
ので、従来、入射ビームhν1のビーム径ao より高い
空間分解能を設定することができなかったという限界を
越えて、更に空間分解能の向上を図ることができる。
0によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置の光学系
で減衰されない波長の光を使用する結果、入射ビームh
ν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない場合で
あっても、該ビーム径ao より小さな直径wの反射鏡1
7を適用することによって、電気光学材料16で変調さ
れる反射ビームhν2の直径を略wにすることができる
ので、従来、入射ビームhν1のビーム径ao より高い
空間分解能を設定することができなかったという限界を
越えて、更に空間分解能の向上を図ることができる。
【0016】具体的な効果としては、近年の半導体微細
加工技術の向上に伴って半導体集積回路内に1μm以下
の間隔で形成される配線や内部デバイスの夫々の電圧を
非接触で検出することによって回路動作を解析したり、
電界集中等の異常を解析する等の応用において、1μm
より細かな空間解像度で検出することができることか
ら、今後の半導体技術に大きな貢献をもたらすことがで
きる。
加工技術の向上に伴って半導体集積回路内に1μm以下
の間隔で形成される配線や内部デバイスの夫々の電圧を
非接触で検出することによって回路動作を解析したり、
電界集中等の異常を解析する等の応用において、1μm
より細かな空間解像度で検出することができることか
ら、今後の半導体技術に大きな貢献をもたらすことがで
きる。
【0017】次に、本発明の他の実施例を図3に基いて
説明する。尚、図3において、図2と同一又は相当する
部分を同一符号で示す。
説明する。尚、図3において、図2と同一又は相当する
部分を同一符号で示す。
【0018】図3(a)において、ガラス等の光透過性
を有する材料で形成され且つ被測定物側が微小平坦面1
4となっている四角錘状の基部15の該平坦面14に、
薄板状の電気光学材料16が固着されている。更に、同
図(b)の縦断面図に示すように、電気光学材料16の
先端面には、入射ビームhν1の入射方向に対向する対
向部分に光を通過させる微小な開口部19を有し且つ残
余の部分では光を吸収する光吸収層20が塗布されてい
る。そして、光吸収層20の電気光学材料16の先端面
とは反対側の端面には、開口部19の内径wより大きな
外径wm の反射鏡21が、反射面を開口部19側に向け
て固着されている。
を有する材料で形成され且つ被測定物側が微小平坦面1
4となっている四角錘状の基部15の該平坦面14に、
薄板状の電気光学材料16が固着されている。更に、同
図(b)の縦断面図に示すように、電気光学材料16の
先端面には、入射ビームhν1の入射方向に対向する対
向部分に光を通過させる微小な開口部19を有し且つ残
余の部分では光を吸収する光吸収層20が塗布されてい
る。そして、光吸収層20の電気光学材料16の先端面
とは反対側の端面には、開口部19の内径wより大きな
外径wm の反射鏡21が、反射面を開口部19側に向け
て固着されている。
【0019】ここで、電気光学材料16の先端面におけ
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、開
口部19の内径wの方が小さく設計されているので、反
射鏡21の実質的な反射面の直径が略wと等しくなり、
この結果、該反射面で反射される反射ビームhν2のビ
ーム径の方が入射ビームhν1のビーム径よりも小さく
なるようになっている。更に、入射ビームhν1の内、
該反射面の外に照射する光は、光吸収層20で吸収され
る。
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、開
口部19の内径wの方が小さく設計されているので、反
射鏡21の実質的な反射面の直径が略wと等しくなり、
この結果、該反射面で反射される反射ビームhν2のビ
ーム径の方が入射ビームhν1のビーム径よりも小さく
なるようになっている。更に、入射ビームhν1の内、
該反射面の外に照射する光は、光吸収層20で吸収され
る。
【0020】このように、この他の実施例のEOプロー
ブ10によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置にお
いて近赤外域の波長の光を使用する結果、入射ビームh
ν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない場合で
あっても、電気光学材料16で変調される反射ビームh
ν2の直径を略wにすることができるので、従来、入射
ビームhν1のビーム径ao より高い空間分解能を設定
することができなかったという限界を越えて、更に空間
分解能の向上を図ることができる。
ブ10によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置にお
いて近赤外域の波長の光を使用する結果、入射ビームh
ν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない場合で
あっても、電気光学材料16で変調される反射ビームh
ν2の直径を略wにすることができるので、従来、入射
ビームhν1のビーム径ao より高い空間分解能を設定
することができなかったという限界を越えて、更に空間
分解能の向上を図ることができる。
【0021】尚、図2及び図3に示す反射鏡17,21
は周知のアルミ蒸着技術等の微細加工技術を適用するこ
とによって形成される。又、光吸収層18,20は半導
体製造技術における微細加工技術などを適用することに
よって形成される。
は周知のアルミ蒸着技術等の微細加工技術を適用するこ
とによって形成される。又、光吸収層18,20は半導
体製造技術における微細加工技術などを適用することに
よって形成される。
【0022】次に、更に他の実施例を図4に基いて説明
する。尚、図4において、図2及び図3と同一又は相当
する部分を同一符号で示す。
する。尚、図4において、図2及び図3と同一又は相当
する部分を同一符号で示す。
【0023】図4(a)において、ガラス等の光透過性
を有する材料で形成され且つ被測定物側が微小平坦面1
4となっている多角錘状(この実施例では四角錘状)の
基部15の該平坦面14に、平坦面14の形状に合わせ
た薄板状の電気光学材料16が固着されている。更に、
同図(b)の縦断面図に示すように、電気光学材料16
の先端面には、入射ビームhν1の入射方向に対向して
入射ビームhν1を反射させる微小な反射面22を有し
且つ残余の部分では光を乱反射させる乱反射面23を有
する反射鏡24が固着されている。
を有する材料で形成され且つ被測定物側が微小平坦面1
4となっている多角錘状(この実施例では四角錘状)の
基部15の該平坦面14に、平坦面14の形状に合わせ
た薄板状の電気光学材料16が固着されている。更に、
同図(b)の縦断面図に示すように、電気光学材料16
の先端面には、入射ビームhν1の入射方向に対向して
入射ビームhν1を反射させる微小な反射面22を有し
且つ残余の部分では光を乱反射させる乱反射面23を有
する反射鏡24が固着されている。
【0024】ここで、電気光学材料16の先端面におけ
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、反
射面22の直径wの方が小さく設計されているので、入
射ビームhν1の直径ao よりも反射ビームhν2のビ
ーム径wの方が小さくなる。更に、入射ビームhν1の
内、該反射面22の外に照射する光は、乱反射面23で
乱反射されるので散乱してしまい、反射ビームhν2に
関与しなくなる。
る入射ビームhν1のビーム径(直径)ao よりも、反
射面22の直径wの方が小さく設計されているので、入
射ビームhν1の直径ao よりも反射ビームhν2のビ
ーム径wの方が小さくなる。更に、入射ビームhν1の
内、該反射面22の外に照射する光は、乱反射面23で
乱反射されるので散乱してしまい、反射ビームhν2に
関与しなくなる。
【0025】このように、図4に示す実施例のEOプロ
ーブ10によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置の
光学系で減衰されない波長の光を使用する結果、入射ビ
ームhν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない
場合であっても、電気光学材料16で変調される反射ビ
ームhν2の直径を略wにすることができるので、従
来、入射ビームhν1のビーム径ao より高い空間分解
能を設定することができなかったという限界を越えて、
更に空間分解能の向上を図ることができる。尚、反射面
22と乱反射面23の分離形成は、予め電気光学材料1
6の反射面22として残す部分以外の部分に対して、半
導体製造技術におけるスパッタエッチング技術等の微細
加工技術を適用することによって乱反射面23を形成
し、その後全面にアルミ蒸着等で反射鏡24を形成する
ことによって実現される。
ーブ10によれば、図1に示す非接触型電圧測定装置の
光学系で減衰されない波長の光を使用する結果、入射ビ
ームhν1のビーム径ao を1μm程度にしか絞れない
場合であっても、電気光学材料16で変調される反射ビ
ームhν2の直径を略wにすることができるので、従
来、入射ビームhν1のビーム径ao より高い空間分解
能を設定することができなかったという限界を越えて、
更に空間分解能の向上を図ることができる。尚、反射面
22と乱反射面23の分離形成は、予め電気光学材料1
6の反射面22として残す部分以外の部分に対して、半
導体製造技術におけるスパッタエッチング技術等の微細
加工技術を適用することによって乱反射面23を形成
し、その後全面にアルミ蒸着等で反射鏡24を形成する
ことによって実現される。
【0026】又、図2〜図4に示すEOプローブ10に
おいて、電気光学材料16は可能な限り薄いものが適用
されている。このように、極めて薄い電気光学材料16
を適用すると、図2のEOプローブ10を代表して示す
図5のように、EOプローブ10の直下よりも横に位置
する被測定物11の横方向からの電界の影響を受け難く
なり、被測定物11がEOプローブ10の略直下位置と
なると電気光学材料16の屈折率が急激に変化するよう
になるので、更に空間分解能を向上させることができ
る。
おいて、電気光学材料16は可能な限り薄いものが適用
されている。このように、極めて薄い電気光学材料16
を適用すると、図2のEOプローブ10を代表して示す
図5のように、EOプローブ10の直下よりも横に位置
する被測定物11の横方向からの電界の影響を受け難く
なり、被測定物11がEOプローブ10の略直下位置と
なると電気光学材料16の屈折率が急激に変化するよう
になるので、更に空間分解能を向上させることができ
る。
【0027】図6は、電気光学材料16が厚い場合と薄
い場合での空間分解能の差異を示す実験結果を示す。こ
の実験においては、図1に示す非接触型電圧検出装置の
光源4にCW半導体レーザを適用し、集光レンズ9の倍
率を10倍とし、被測定物11を線幅B=230μmの
マイクロストリップ線路として所定電圧を印加し、電気
光学材料16の入射ビームhν1のビーム径を3.5μ
mに設定し、更に電気光学材料16にZnTe結晶を適
用して、被測定物11からの電気光学材料16の先端ま
での高さを一定に保持した状態で計測したものである。
更に、同図(a)は、電気光学材料16の大きさを1m
m×1mm、厚さを1mmとした場合の測定結果、同図
(b)は、電気光学材料16の大きさを1mm×1m
m、厚さを88μmとした場合の測定結果であり、夫々
の横軸は電気光学材料16の直下位置(0点)から被測
定物11の中心までの距離を示し、縦軸は光検出器12
の検出レベルを正規化して示す。
い場合での空間分解能の差異を示す実験結果を示す。こ
の実験においては、図1に示す非接触型電圧検出装置の
光源4にCW半導体レーザを適用し、集光レンズ9の倍
率を10倍とし、被測定物11を線幅B=230μmの
マイクロストリップ線路として所定電圧を印加し、電気
光学材料16の入射ビームhν1のビーム径を3.5μ
mに設定し、更に電気光学材料16にZnTe結晶を適
用して、被測定物11からの電気光学材料16の先端ま
での高さを一定に保持した状態で計測したものである。
更に、同図(a)は、電気光学材料16の大きさを1m
m×1mm、厚さを1mmとした場合の測定結果、同図
(b)は、電気光学材料16の大きさを1mm×1m
m、厚さを88μmとした場合の測定結果であり、夫々
の横軸は電気光学材料16の直下位置(0点)から被測
定物11の中心までの距離を示し、縦軸は光検出器12
の検出レベルを正規化して示す。
【0028】これらの実験結果から明らかなように、薄
い電気光学材料16を適用した場合(同図(b)参照)
の方が検出レベルが急峻に変化し、例えば、検出レベル
が50パーセントとなったときの被測定物11までの距
離L1,L2を比較すると、1mmの厚さの電気光学材
料16を適用した場合(同図(a)参照)の空間分解能
はL1=67μmとなり、88μmの厚さの電気光学材
料15を適用した場合(同図(b)参照)の空間分解能
はL2=25μmとなるので、明らかに電気光学材料1
6を薄くすることによって空間分解能を向上させること
ができる。
い電気光学材料16を適用した場合(同図(b)参照)
の方が検出レベルが急峻に変化し、例えば、検出レベル
が50パーセントとなったときの被測定物11までの距
離L1,L2を比較すると、1mmの厚さの電気光学材
料16を適用した場合(同図(a)参照)の空間分解能
はL1=67μmとなり、88μmの厚さの電気光学材
料15を適用した場合(同図(b)参照)の空間分解能
はL2=25μmとなるので、明らかに電気光学材料1
6を薄くすることによって空間分解能を向上させること
ができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
射ビームの波長によって決まるビーム径では所望の空間
分解能が得られない場合であっても、該ビーム径より小
径の反射面によって入射ビームを反射することとなるの
で、実際の空間分解能は反射面の大きさによって決ま
る。したがって、従来は、入射ビームに適用される光の
波長に起因してビーム径を小さくすることに限界があっ
たために空間分解能の向上を図ることができなかった
が、ビーム径より小径の反射面によって入射ビームを反
射する本発明によれば、この限界を越えて空間分解能の
向上を図ることが可能となる。又、電気光学材料を極め
て薄く形成することとしたことにより、電気光学材料が
被測定物の直下位置に来るまで、被測定物からの電界の
影響を受け難くなるので、空間分解能の向上が図れる。
射ビームの波長によって決まるビーム径では所望の空間
分解能が得られない場合であっても、該ビーム径より小
径の反射面によって入射ビームを反射することとなるの
で、実際の空間分解能は反射面の大きさによって決ま
る。したがって、従来は、入射ビームに適用される光の
波長に起因してビーム径を小さくすることに限界があっ
たために空間分解能の向上を図ることができなかった
が、ビーム径より小径の反射面によって入射ビームを反
射する本発明によれば、この限界を越えて空間分解能の
向上を図ることが可能となる。又、電気光学材料を極め
て薄く形成することとしたことにより、電気光学材料が
被測定物の直下位置に来るまで、被測定物からの電界の
影響を受け難くなるので、空間分解能の向上が図れる。
【図1】EOプローブを適用する非接触型電圧検出装置
の構成例を示す構成図である。
の構成例を示す構成図である。
【図2】本発明によるEOプローブの一実施例の構造を
示す構造説明図である。
示す構造説明図である。
【図3】EOプローブの他の実施例の構造を示す構造説
明図である。
明図である。
【図4】EOプローブの更に他の実施例の構造を示す構
造説明図である。
造説明図である。
【図5】EOプローブの構造を更に説明する構造説明図
である。
である。
【図6】実施例のEOプローブの構造によって得られる
特性を示す説明図である。
特性を示す説明図である。
【図7】従来のEOプローブの構造を説明する構造説明
図である。
図である。
【図8】従来のEOプローブの問題点を説明するための
説明図である。
説明図である。
10…EOプローブ、14…基部の先端面、15…基
部、16…電気光学材料、17…反射鏡、18…光吸収
層、19…開口部、20…光吸収層、21…反射鏡、2
2…反射面、23…乱反射面、24…反射鏡。
部、16…電気光学材料、17…反射鏡、18…光吸収
層、19…開口部、20…光吸収層、21…反射鏡、2
2…反射面、23…乱反射面、24…反射鏡。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 19/00 - 19/32 G02B 1/10 - 1/12 H01L 21/64 - 21/66
Claims (4)
- 【請求項1】 光を透過する基部と、該基部の被測定物
に対向する端面に固着され且つ被測定物からの電界の強
度に応じて屈折率が変化する電気光学材料と、該電気光
学材料の被測定物に対向する端面に固着され且つ上記基
部から電気光学材料を透過してくる入射ビームを反射す
る反射面とを有するEOプローブにおいて、 前記反射面は、前記入射ビームのビーム径より小径な鏡
面で形成されることを特徴とするEOプローブ。 - 【請求項2】 前記入射ビームのビーム径は適用される
光の波長に基いて得られる最小の絞り径と等しく、前記
鏡面は該ビーム径より小径であることを特徴とする請求
項1記載のEOプローブ。 - 【請求項3】 前記鏡面の周囲には、前記入射ビームの
内、該鏡面の外側に照射される光の反射を阻止する光吸
収層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の
EOプローブ。 - 【請求項4】 光を透過する基部と、該基部の被測定物
に対向する端面に固着され且つ被測定物からの電界の強
度に応じて屈折率が変化する電気光学材料と、該電気光
学材料の被測定物に対向する端面に固着され且つ上記基
部から電気光学材料を透過してくる入射ビームを反射す
る反射面とを有するEOプローブにおいて、 前記反射面には、前記入射ビームのビーム径より小径の
反射開口を残して入射ビームの反射を阻止する光吸収層
又は、前記入射ビームのビーム径より小径の反射開口を
残して入射ビームを乱反射させる層が設けられているこ
とを特徴とするEOプローブ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24213492A JP3220252B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Eoプローブ |
DE69329763T DE69329763T2 (de) | 1992-09-10 | 1993-09-08 | Elektrooptische Messeinrichtung |
EP93307071A EP0587418B1 (en) | 1992-09-10 | 1993-09-08 | Electro-optic measuring apparatus |
US08/118,257 US5500587A (en) | 1992-09-10 | 1993-09-09 | E-O probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24213492A JP3220252B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Eoプローブ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0694760A JPH0694760A (ja) | 1994-04-08 |
JP3220252B2 true JP3220252B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17084818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24213492A Expired - Fee Related JP3220252B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Eoプローブ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0587418B1 (ja) |
JP (1) | JP3220252B2 (ja) |
DE (1) | DE69329763T2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06265574A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Hamamatsu Photonics Kk | E−oプローブ |
US5770946A (en) * | 1994-05-11 | 1998-06-23 | Patterson; Joseph M. | Photon assisted sub-tunneling electrical probe, probe tip, and probing method |
CN107923932B (zh) * | 2015-10-16 | 2020-12-01 | 捷客斯金属株式会社 | 光调制元件及电场传感器 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4618819A (en) * | 1984-03-27 | 1986-10-21 | The University Of Rochester | Measurement of electrical signals with subpicosecond resolution |
EP0293841B1 (en) * | 1987-05-31 | 1993-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Voltage detector |
JPH0695111B2 (ja) * | 1987-06-05 | 1994-11-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電圧検出装置 |
JPH0830720B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1996-03-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電圧検出装置 |
JPH0695114B2 (ja) * | 1987-07-13 | 1994-11-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電圧検出装置 |
JPS6446659A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Voltage detector |
US4873485A (en) * | 1988-07-13 | 1989-10-10 | The University Of Rochester | Electro-optic signal measurement |
JP2631138B2 (ja) * | 1988-10-05 | 1997-07-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電圧測定装置 |
DE69232905T2 (de) * | 1991-08-05 | 2003-08-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Elektrooptische Messanordnung zum Messen eines elektrischen Signals in einem elektronischen Bauteil |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24213492A patent/JP3220252B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-08 EP EP93307071A patent/EP0587418B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-08 DE DE69329763T patent/DE69329763T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-09 US US08/118,257 patent/US5500587A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
US5500587A (en) | 1996-03-19 |
EP0587418A3 (en) | 1995-02-01 |
EP0587418B1 (en) | 2000-12-20 |
DE69329763D1 (de) | 2001-01-25 |
EP0587418A2 (en) | 1994-03-16 |
JPH0694760A (ja) | 1994-04-08 |
DE69329763T2 (de) | 2001-05-23 |
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Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |