JPH0820470B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

電圧検出装置

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JPH0820470B2
JPH0820470B2 JP62174535A JP17453587A JPH0820470B2 JP H0820470 B2 JPH0820470 B2 JP H0820470B2 JP 62174535 A JP62174535 A JP 62174535A JP 17453587 A JP17453587 A JP 17453587A JP H0820470 B2 JPH0820470 B2 JP H0820470B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定物、例えば集積回路等の所定部分の
電圧を検出するための電圧検出装置に関し、特に被測定
物の所定部分の電圧によって光ビームの偏光状態が変化
することを利用して電圧を検出する型式の電圧検出装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来、集積回路などの被測定物の所定部分の電圧を検
出するのに、種々の電圧検出装置が用いられている。
この種の電圧検出装置のうちで、光ビームの偏光状態
が被測定物の所定部分の電圧によって変化することを利
用して被測定物の電圧を検出する型式の電圧検出装置が
近年開発されている。
例えば本願の出願人により「電圧検出装置」の名称で
昭和62年5月30日に出願された特許出願に記載の電圧検
出装置では、被測定物の電圧によって屈折率が変化する
電気光学材料を微小断面形状の光プローブ内に収容し、
この光プローブの電気光学材料に所定の偏光成分をもつ
光ビームを入射させ、電気光学材料の屈折率変化に伴な
う光ビームの偏光状態の変化量を検出することで、被測
定物の1つの位置の電圧を検出するようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、使用者にとって集積回路などの被測定物の
全ての位置の中から特定の複数位置を選択しこれら特定
の複数位置における電圧だけを同時に測定することを望
む場合がある。しかしながら、上述のような光プローブ
を用いた電圧検出装置では、被測定物の位置を任意に選
択し選択された特定の複数位置における電圧を同時には
検出することができないという問題があった。
本発明は、被測定物の特定の複数位置における電圧を
同時に検出することの可能な電圧検出装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明はさらに、被測定物の特定の二次元的位置にお
ける電圧を同時に検出することの可能な電圧検出装置を
提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、電圧が加わることによって屈折率が変化す
る電気光学材料を用いた型式の電圧検出装置において、
前記電気光学材料は、電圧の検出されるべき被測定物の
複数の位置を覆うように位置決めされ、被測定物の特定
位置に対応した前記電気光学材料の特定部分の各々に
は、光源からの光ビームを所望のパターンに多数に分割
した入射光がそれぞれ入射するようになっており、前記
電気光学材料の前記特定部分からの出射光の偏光状態の
変化は検出器により検出されるようになっていることを
特徴とする電圧検出装置によって、上記従来技術の問題
点を改善しようとするものである。
〔作用〕
本発明では、電圧の検出されるべき被測定物の複数の
位置を覆うように電気光学材料を位置決めし、被測定物
の特定位置に対応した電気光学材料の特定部分の各々に
光源からの光ビームをマイクロレンズアレイ、ホログラ
フィックレンズ、あるいは空間光変調器により所望のパ
ターンに多数に分割して入射させる。電気光学材料の各
部分の屈折率は、各部分に対応した被測定物の各位置の
電圧によって変化しているので、所望のパターンに多数
に分割されて電気光学材料の各特定部分に入射した光ビ
ームは各々の偏光状態が電気光学材料の各特定部分の屈
折率変化に伴なって変化し電気光学材料から出射光とし
て出力され検出器、例えば二次元の光検出器アレイある
いはストリークカメラに入射する。これにより、検出器
において被測定物の特定位置、例えば特定の二次元的位
置の電圧を同時に検出することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る電圧検出装置の第1の実施例の
構成図である。
第1図の電圧検出装置1では、電気光学材料2は、集
積回路などの被測定物3に接近させてあるいは被測定物
3に接触させて固定されている。この電気光学材料2
は、その断面が被測定物3の複数の二次元的位置を覆う
大きさに切出されている。なお電気光学材料2の底面に
は、金属あるいは誘電体多層膜の反射鏡8が形成されて
いる。
また電圧検出装置1は、光源(図示せず)からの光ビ
ームBMから所定の偏光成分を抽出する偏光子4と、偏向
子4により抽出された所定の偏光成分をもつ光ビームを
格子状パターンの多数の光ビームBMijに分割するマイク
ロレンズアレイ5と、マイクロレンズアレイ5で分割さ
れた格子状パターンの多数の光ビームBMijを電気光学材
料2に入射光として入射させるとともに電気光学材料2
の底面に形成された反射鏡8で反射され電気光学材料2
から出力される格子状パターンの多数の出射光SGijを電
圧検出のために分割するビームスプリッタ6と、ビーム
スプリッタ6からの出射光SGijのうち所定の偏光成分の
光ビームだけを通過させる検光子7と、検光子7を通過
した出射光が入射する検出器9とを備えている。
マイクロレンズアレイ5は、特定の方向に整列した複
数の第1のロッドレンズ10と、第1のロッドレンズとは
直交する方向に整列した複数の第2のロッドレンズ11と
が積み重なって構成されており、これにより光ビームは
格子状に分割されることになる。
また検出器9は、CCDカメラ、フォトダイオードアレ
イ、ビジコンカメラなどの二次元の光検出器あるいはス
トリークカメラなどの高速応答検出器で構成されてい
る。
このような構成の電圧検出装置1では、電気光学材料
2は、その断面が被測定物3の複数の二次元的位置を覆
う大きさに切出されているので、被測定物3の複数の二
次元的位置の電圧により、これらの二次元的位置に対応
した電気光学材料2の局所的部分は屈折率が変化するよ
うになっている。従って、マイクロレンズアレイ5で分
割された所定の偏光成分をもつ格子状パターンの多数の
光ビームBMijが電気光学材料2内の格子状部分を進むと
きに、これらの多数の光ビームBMijは格子状部分の直下
の被測定物3の格子状位置の電圧による電気光学材料2
内の格子状部分の屈折率変化により偏光状態がそれぞれ
変化して電気光学材料2から出射光として出力される。
これらの出射光はさらにビームスプリッタ6を介して検
光子7に加わる。検光子7が例えば偏光子4の偏光成分
と直交する偏光成分の光ビームだけを通過させるように
構成されているとすると、偏光状態が変化して検光子7
に入射する各出射光SGijは、検光子7により、強度がsi
n2〔(π/2)・Vij/V0〕に比例して検出器9に加わる
ことになる。ここでVijは被測定物3の二次元的な格子
状位置(i,j)の電圧、V0は半波長電圧である。
このように、各出射光の強度は、被測定物3の各格子
状位置の電圧変化に伴なう電気光学材料2の局所的部分
の屈折率変化によって変わるので、これに基づき検出器
9において集積回路などの被測定物3の全ての二次元的
位置のうちで二次元的な格子状位置の電圧だけを同時に
検出することができる。
この第1の実施例では、マイクロレンズアレイ5を用
いて二次元的な格子状パターンの多数の光ビームBMij
作り、これらの光ビームを電気光学材料2に入射させて
被測定物3の二次元的な格子状位置の電圧を検出するよ
うにしたが、さらに被測定物3の任意の二次元的位置の
電圧を検出することを望む場合がある。
第2図乃至第4図は、それぞれ被測定物3の任意の二
次元的位置の電圧を検出することの可能な本発明に係る
電圧検出装置の第2乃至第4の実施例の構成図である。
なお第2図乃至第4図において、第1図と同様の箇所に
は同じ符号を付して説明を省略する。
第2図の電圧検出装置では、マイクロレンズアレイ5
の後方に、板状のマスク12が設置されている。このマス
ク12は、格子状の開口13をもつが、所望の光ビームパタ
ーンを得るため不要の開口は塞がれている。このマスク
12によって所望の光ビームだけを取出して電気光学材料
2へ入射させることができるので、測定物3の任意の二
次元的位置の電圧を検出することができる。
また第3図の電圧検出装置20では、マイクロレンズア
レイ5のかわりに電気光学材料2の特定の二次元的部分
(i0,j0),(i1,j0),(i0,j1),(i1,j1)にだ
け光ビームが結像するようホログラム記録されたホログ
ラフィックレンズ21が用いられている。ここでホログラ
フィックレンズ21と電気光学材料2との距離を大きく
し、また電気光学材料2とビームスプリッタ6および検
出器9との距離を小さくすることによって、良好な光学
系を得ることができる。
このようなホログラフィックレンズ21を用いると、偏
光子4により所定の偏光成分の抽出された光ビームBMの
入射で、ホログラフィックレンズ21からは、そのホログ
ラム記録に従い、再生像HG1乃至HG4が得られこれらが入
射光としてビームスプリッタ6を介して電気光学材料2
の特定の二次元的部分(i0,j0),(i1,j0),(i0
j1),(i1,j1)にそれぞれ入射する。電気光学材料2
の二次元的部分(i0,j0),(i1,j0),(i0,j1),
(i1,j1)に入射した再生像すなわち入射光HG1乃至HG4
は、これらの二次元的部分の直下の被測定物3の二次元
的位置の電圧による二次元的部分の屈折率変化によって
偏光状態が変化する。偏光状態の変化した各再生像HG1
乃至HG4は電気光学材料2から出射光SG1乃至SG4として
出射され、これらの出射光SG1乃至SG4は、ビームスプリ
ッタ6で分割されて結像光学系22,検光子7を介して検
出器9に加わる。これにより被測定物3の特定の二次元
的位置の電圧を検出することができる。なおホログラフ
ィックレンズ21のホログラム記録を変更することにより
所望の任意の二次元的位置における被測定物3の電圧を
容易に検出することが可能となる。
また第4図の電圧検出装置30では、マイクロレンズア
レイ5のかわりに空間光変調器31を用いている。
空間光変調器31は、その入力面32に入力像IGを入力す
ると、出力面33に入射した光ビームを入力像IGに対応し
たパターンとして出力面33から出力するようになってい
る。すなわち、第4図において偏光子34により所定の偏
光成分の抽出された光ビームBMがビームスプリッタ35を
介して空間光変調器31の出力面33に入射すると、光ビー
ムBMは入力像IGに対応したパターンとなって空間光変調
器31から反射されて出力され、ビームスプリッタ35で分
割されてさらに偏光子4により所定の偏光成分が抽出さ
れ、縮小光学系36,ビームスプリッタ6を介して電気光
学材料2に入射するようになっている。
このような構成の電圧検出装置30では、部分IG1乃至I
G6からなる入射像IGを入力面32に加えると、空間光変調
器31の出力面33から反射された光ビームは、入射像IGの
各部分IG1乃至IG6に対応したパターンとなり、このパタ
ーンで電気光学材料2の対応した二次元的部分P1乃至P6
に入射光として入射する。電気光学材料2の各二次元的
部分P1乃至P6に入射する各入射光は、偏光子4によって
所定の偏波成分だけが抽出されているので、これらの各
入射光は、電気光学材料2の各二次元的部分P1乃至P6
直下の被測定物3の二次元的位置の電圧による二次元的
部分P1乃至P6の屈折率変化により、偏光状態が変化して
電気光学材料2から出射光として出力される。電気光学
材料2からの出射光は、ビームスプリッタ6で分割さ
れ、検光子7を介して検出器9に加わる。これにより、
入力像IGの各部分IG1乃至IG6に対応した被測定物3の各
二次元的位置の電圧を検出することができる。入力像IG
のパターンは随意に変更することができるので、被測定
物3の任意の所望の二次元位置における電圧を検出する
ことが可能となる。
このように第2乃至第4の実施例によれば、電気光学
材料2の任意の二次元的部分に入射光を入射させること
ができるので被測定物3の全ての二次元的位置から所望
の二次元的位置だけを任意に選択し、選択された二次元
的位置の電圧だけを同時に検出することができる。
上述の第1乃至第4の実施例において、検出器9とし
て、CCDカメラ、フォトダイオードアレイ、ビジコンカ
メラなどの二次元の光検出器アレイを用いるか、あるい
はストリークカメラなどの高速応答検出器を用いるとし
て説明したが、CCDカメラなどの二次元の光検出器アレ
イを用いる場合には、光源(図示せず)としてパルス幅
の非常に短かい光パルスを出力するレーザダイオードな
どのパルス光源を用いて被測定物3の高速な電圧変化を
非常に短かい時間幅でサンプリング測定する。なおこの
ときには被測定物3の電圧変化は周期的に繰返すもので
なければならない。またストリークカメラなどの高速応
答検出器を用いる場合には、光源としてパルス光源ある
いは直流光源を用い、被測定物3の二次元的位置の電圧
情報を光ファイバの束で一次元情報に変換し、高時間分
解能で測定する。なおストリークカメラを用いるには被
測定物3の電圧変化は単発現象であっても計測できる。
さらに上述の第1乃至第4の実施例では、被測定物3
の特定の二次元的位置の電圧を同時に検出する場合につ
いて説明したが、これらの実施例に示された電圧検出装
置を被測定物3の特定の一次元的位置の電圧を同時に検
出する場合にも適用することができる。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明によれば、被測定物の
特定位置に対応した電気光学材料の各特定部分に光源か
らの光ビームを所望のパターンに多数に分割して入射さ
せ、電気光学材料の各特定部分からの出射光の偏光状態
の変化を検出器により検出するようにしているので、被
測定物の特定の複数位置における電圧を同時に検出する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電圧検出装置の第1の実施例の構
成図、第2図は本発明に係る電圧検出装置の第2の実施
例の構成図、第3図は本発明に係る電圧検出装置の第3
の実施例の構成図、第4図は本発明に係る電圧検出装置
の第4の実施例の構成図である。 1,20,30……電圧検出装置、2……電気光学材料、3…
…被測定物、5……マイクロレンズアレイ、9……二次
元検出器、21……ホログラフィックレンズ、31……空間
光変調器、BM……光ビーム、IG……入力像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/66 C 7514−4M

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧が加わることによって屈折率が変化す
    る電気光学材料を用いた型式の電圧検出装置において、
    前記電気光学材料は、電圧の検出されるべき被測定物の
    複数の位置を覆うように位置決めされ、被測定物の特定
    位置に対応した前記電気光学材料の特定部分の各々に
    は、光源からの光ビームを所望のパターンに多数に分割
    した入射光がそれぞれ入射するようになっており、前記
    電気光学材料の前記特定部分からの出射光の偏光状態の
    変化は検出器により検出されるようになっていることを
    特徴とする電圧検出装置。
  2. 【請求項2】光源からの光ビームは、マイクロレンズア
    レイによって格子状パターンの多数の入射光に分割され
    るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の電圧検出装置。
  3. 【請求項3】光源からの光ビームは、マイクロレンズア
    レイと、これに重ね合された板状のマスクとによって所
    望のパターンの多数の入射光に分割されるようになって
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電
    圧検出装置。
  4. 【請求項4】光源からの光ビームは、ホログラフィック
    レンズによって、所望のパターンの多数の入射光に分割
    されるようになっていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の電圧検出装置。
  5. 【請求項5】光源からの光ビームは、空間光変調器によ
    って入力像に対応した所望のパターンの多数の入射光に
    分割されるようになっていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の電圧検出装置。
  6. 【請求項6】前記光源は、パルス光源であり、前記検出
    器は、光検出器アレイの二次元検出器であって、被測定
    物の特定位置の電圧をサンプリングすることによって検
    出することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    電圧検出装置。
  7. 【請求項7】前記光源は、パルス光源または直流光源で
    あり、前記検出器は、高速応答検出器であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の電圧検出装置。
  8. 【請求項8】前記高速応答検出器は、ストリークカメラ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第7項に記載の
    電圧検出装置。
JP62174535A 1987-07-13 1987-07-13 電圧検出装置 Expired - Fee Related JPH0820470B2 (ja)

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JP3462272B2 (ja) * 1994-09-07 2003-11-05 浜松ホトニクス株式会社 アレイ電極基板の検査装置
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