DE19956621A1 - Elektrooptische Abtastsonde und Messverfahren unter Verwendung derselben - Google Patents

Abstract

Eine elektrooptische Abtastsonde wird offenbart, durch die beide Seiten eines IC-Wafers ohne Bewegen des IC-Wafers gemessen werden können. Bei der Sonde ist ein optisches Anregungssystem (6b) auf der Rückseite eines IC-Wafers (1) mit Rückseitenanregung vorgesehen. Die Rückseite des IC-Wafers (1) wird mit einem aus dem optischen Anregungssystem (6b) ausgesandten Licht bestrahlt, und gleichzeitig wird das über die Verdrahtung auf dem IC-Wafer (1) übertragene elektrische Signal unter Verwendung von Licht, das aus einem auf der Vorderseite des IC-Wafers vorgesehenen, elektrooptischen Abtastsystem (6a) ausgesandt wird, gemessen. Wenn das optische Anregungssystem (6b) gegen ein elektrooptisches Abtastsystem ausgetauscht wird, kann ein IC-Wafer (1) mit einer Verdrahtung auf beiden Seiten ebenfalls gemessen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Abtastsonde (oder Sonde), bei der ein aufgrund eines zu messenden Zielsignals erzeugtes elektrisches Feld an einen elektrooptischen Kristall angelegt wird, und ein auf der Basis eines Taktsignals erzeugtes optisches Impulssignal auf den elektrooptischen Kristall einfällt, und die Wellenform des Zielsignals gemäß dem Polarisationszustand des einfallenden optischen Impulssignals beobachtet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine elektrooptische Abtastsonde, deren optisches System überarbeitet und verbessert ist.

Diese Anmeldung beruht auf der in Japan eingereichten Patentanmeldung Nr. Hei 10-340824, deren Inhalt durch die Bezugnahme hierin aufgenommen wird.

Bei einem herkömmlichen Verfahren kann die Wellenform eines (zu messenden) Zielsignals durch Anlegen eines aufgrund des Zielsignals erzeugten elektrischen Feldes an einen elektrooptischen Kristall, Einspeisen eines Laserstrahls in den elektrooptischen Kristall und Beobachten der Wellenform des Zielsignals gemäß dem Polarisationszustand des Laserstrahls beobachtet werden. Wenn ein in eine Impulsform umgeformter Laserstrahl zum Abtasten des Zielsignals verwendet wird, kann die Messung mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung durchgeführt werden. Die elektrooptische Abtastsonde (nachstehend als "EOS-Sonde" abgekürzt) verwendet eine elektrooptische Sonde mit der obigen Funktion.

Im Vergleich zu den herkömmlichen Sonden, die bekannte elektrische Sonden verwenden, besitzt die obige EOS-Sonde die folgenden Eigenschaften und hat folglich eine weitverbreitete Aufmerksamkeit erlangt:

• 1. Zum Messen des Signals ist kein Masseleiter nötig.
• 2. Die Spitze der elektrooptischen Sonde ist von der Schaltung isoliert; somit kann eine hohe Eingangsimpedanz erhalten werden und der (Zustand von dem) Punkt, der gemessen werden soll, wird kaum gestört.
• 3. Ein optisches Impulssignal wird verwendet; somit kann eine Breitbandmessung in der GHz-Größenordnung durchgeführt werden.
• 4. Ein elektrooptischer Kristall kann mit einem Wafer einer IC (oder dergleichen) in Kontakt gebracht werden und ein Laserstrahl wird auf die auf den IC-Wafer kopierte Verdrahtung gebündelt, wodurch die Messung einer dünnen Verdrahtung, die ein Metallstift nicht physisch berühren kann, ermöglicht wird.

Der Aufbau einer herkömmlichen EOS-Sonde wird mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. In Fig. 4 kennzeichnet die Bezugsziffer 1 einen IC-Wafer, der über eine Stromversorgungsleitung und eine Signalleitung mit einer externen Vorrichtung verbunden ist. Die Bezugsziffer 2 kennzeichnet ein elektrooptisches Element, das einen elektrooptischen Kristall verwendet. Die Bezugsziffer 31 kennzeichnet ein Objektiv, das zum Bündeln des auf das elektrooptische Element 2 einfallenden Strahls verwendet wird. Die Bezugsziffer 41 kennzeichnet den (Haupt-) Körper der Sonde, welcher einen dichroitischen Spiegel 41a und einen Halbspiegel 41b enthält. Die Bezugsziffer 6a kennzeichnet ein EOS-Modul mit einem optischen System (nachstehend "optisches EOS-System" genannt), an dessen einem Ende ein Faserkollimator 69 befestigt ist. Das optische EOS-System 6a umfaßt eine Photodiode, einen Polarisationsstrahlenteiler, ein Wellenplättchen und so weiter.

Die Bezugsziffer 7 kennzeichnet eine Halogenlampe zum Bestrahlen des zu messenden IC-Wafers 1. Die Bezugsziffer 8 kennzeichnet eine Infrarotkamera (nachstehend als "IR- Kamera" abgekürzt) zum Feststellen der Positionierung zum Bündeln eines Strahls auf eine auf dem IC-Wafer 1 vorgesehene Zielverdrahtung. Die Bezugsziffer 9 kennzeichnet eine Saugstufe zum Festhalten des IC-Wafers 1, die in den x-, y- und z-Richtungen fein bewegt werden kann. Die Bezugsziffer 10 kennzeichnet eine Oberflächenplatte (hier ist nur ein Teil gezeigt), an der die Saugstufe 9 befestigt ist. Die Bezugsziffer 11 kennzeichnet eine optische Faser zum Übertragen eines von einer externen Vorrichtung emittierten Laserstrahls.

Nachstehend wird mit Bezug auf Fig. 4 der Strahlengang des Laserstrahls von einer externen Vorrichtung erläutert. In der Figur ist der Strahlengang des Laserstrahls innerhalb des Sondenkörpers 41 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet.

Der über die optische Faser 11 auf das optische EOS-System 6a einfallende Laserstrahl wird durch den Faserkollimator 69 kollimiert und schreitet in dem optischen EOS-System 6a geradlinig fort und wird in den Sondenkörper 41 eingespeist. Der Eingangsstrahl schreitet innerhalb des Sondenkörpers 41 weiter gerade fort und wird dann durch den dichroitischen Spiegel 41a um 90 Grad umgelenkt und dann durch das Objektiv 31 auf das elektrooptische Element 2, das auf der Verdrahtung auf dem IC-Wafer 1 angeordnet ist, gebündelt. Hier wird der Strahl auf die Fläche (des elektrooptischen Elements 2), die dem IC-Wafer 1 zugewandt ist, gebündelt.

Die Wellenlänge des über die optische Faser 11 auf das optische EOS-System einfallenden Laserstrahls beträgt 1550 nm. Andererseits besitzt der dichroitische Spiegel 41a die Eigenschaft, daß er 5% des Strahls mit einer Wellenlänge von 1550 nm durchläßt (und 95% reflektiert). Daher werden 95% des von der Laserquelle emittierten Strahls reflektiert und um 90 Grad umgelenkt.

Ein dielektrischer Spiegel ist auf der Fläche des elektrooptischen Elements 2, die dem IC-Wafer 1 zugewandt ist, abgeschieden. Der durch diese Fläche reflektierte Laserstrahl wird durch das Objektiv 31 wieder kollimiert und kehrt über denselben Weg zum optischen EOS-System 6a zurück und fällt auf eine Photodiode (nicht dargestellt) im optischen EOS-System 6a ein.

Nachstehend wird der Vorgang der Positionierung des IC- Wafers 1 unter Verwendung der Halogenlampe 7 und der IR- Kamera 8 erläutert. Hier wird der Strahlengang des von der Halogenlampe 7 emittierten Strahls und der Positioniervorgang erläutert. In Fig. 4 ist der Strahlengang des von der Halogenlampe 7 emittierten Strahls mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet.

Die hier verwendete Halogenlampe 7 emittiert einen Lichtstrahl mit einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1650 nm. Der von der Halogenlampe 7 emittierte Lichtstrahl wird durch den Halbspiegel 41b um 90 Grad umgelenkt und schreitet gerade durch den dichroitischen Spiegel 41a fort, so daß der IC-Wafer 1 mit dem Lichtstrahl bestrahlt wird. Im hier verwendeten Halbspiegel 41b sind die Lichtintensitäten des reflektierten und des durchgelassenen Strahls gleich.

Das Bild eines Teils des durch die Halogenlampe 7 bestrahlten IC-Wafers 1, das im Blickfeld des Objektivs 31 beobachtet wird, wird von der IR-Kamera 8 aufgenommen. Dieses IR-Bild wird dann im Monitor 8a angezeigt. Die Bedienungsperson bewegt die Saugstufe 9 fein und stellt sie fein ein, während sie das im Monitor 8a angezeigte Bild beobachtet, um einen Zielverdrahtungsteil (auf dem zu messenden IC-Wafer 1) innerhalb des Blickfeldes zu positionieren.

Der über die optische Faser 11 auf das optische EOS-System 6a einfallende Laserstrahl wird an der Fläche des auf der Verdrahtung des IC-Wafers 1 angeordneten elektrooptischen Elements 2 reflektiert und wird durch den dichroitischen Spiegel 41a weiter durchgelassen. Dieser durchgelassene Strahl wird von der Bedienungsperson durch Betrachten des Bildes der IR-Kamera 8 festgestellt, und dadurch wird die Saugstufe 9 oder der Sondenkörper 41 so eingestellt, daß der Laserstrahl auf einen Punkt auf der Fläche des elektrooptischen Elements 2, das auf dem zu messenden Zielverdrahtungsteil angeordnet ist, gebündelt wird. Hier weist der dichroitische Spiegel 41a die Eigenschaft auf, daß er 5% des (Wellenlängenbereichs des) Laserstrahls durchläßt; somit kann dieser Laserstrahl unter Verwendung der IR-Kamera 8 festgestellt werden.

Nachstehend wird der Vorgang der Messung eines (zu messenden) Zielsignals unter Verwendung der (in Fig. 4 gezeigten) EOS-Sonde erläutert.

Wenn an die Zielverdrahtung auf dem IC-Wafer 1 eine Spannung angelegt wird, wird das entsprechende elektrische Feld an das elektrooptische Element 2 angelegt und dessen Brechungsindex ändert sich dann aufgrund des Pockels- Effekts. Wie vorstehend erläutert, fällt der Laserstrahl auf das elektrooptische Element 2 ein und wird durch die Fläche, die dem IC-Wafer 1 zugewandt ist, reflektiert und über denselben Strahlengang zurückgeführt. Gemäß dem obigen Effekt ändert sich der Polarisationszustand des aus dem elektrooptischen Element 2 ausgesandten Strahls. Dieser Laserstrahl mit einem geänderten Polarisationszustand fällt wieder auf das optische EOS-System 6a ein.

In dem optischen EOS-System 6a wird die Änderung des Polarisationszustandes dieses einfallenden Laserstrahls in eine Änderung der Lichtintensität umgewandelt, die von einer Photodiode erfaßt wird und weiter in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dieses elektrische Signal wird durch einen Signalverarbeitungsabschnitt (nicht dargestellt) verarbeitet, wodurch das an die Zielverdtahtung auf dem IC-Wafer 1 angelegte elektrische Signal gemessen wird.

Hier werden einige zu messende ICs durch Zuführen von Licht zur Anregung von der Vorder- oder Rückseite des Substrats als optischer Schalter betätigt. Die herkömmliche EOS-Sonde kann jedoch nicht gleichzeitig (1) die Aussendung eines solchen Lichts zur Anregung von der Vorder- oder Rückseite des zu messenden IC-Wafers und (ii) die Messung des elektrischen Zielsignals durchführen.

In Anbetracht der obigen Umstände besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer EOS- Sonde, bei der Licht zur Anregung zugeführt und von beiden Seiten eines IC-Zielwafers ausgesandt werden kann, und das elektrische Zielsignal auch durch Aussenden von Licht (für eine Abtastoperation) von beiden Seiten des IC-Wafers gemessen werden kann, ohne den IC-Wafer zu bewegen.

Daher stellt die vorliegende Erfindung eine elektrooptische Abtastsonde bereit, welche folgendes umfaßt:
ein elektrooptisches Element in Kontakt mit einer Zielverdrahtung, die auf der Vorderseite eines zu messenden IC-Wafers vorgesehen ist, wobei ein elektrisches Feld über die Verdrahtung an das elektrooptische Element angelegt wird, so daß die optischen Eigenschaften des elektrooptischen Elements verändert werden;
ein elektrooptisches Abtastmodul mit einem optischen System aus einem Polarisationsstrahlenteiler, einem Wellenplättchen und einer Photodiode zum:
Isolieren eines Teils eines Laserstrahls, der von einer externen Vorrichtung emittiert wird, durch das elektrooptische Element durchgelassen wird und von einer Fläche des elektrooptischen Elements reflektiert wird, wobei die Fläche der Verdrahtung zugewandt ist, und
Umwandeln des isolierten Teils in ein elektrisches Signal;
einen ersten Sondenkörper, an dem eine Halterung zum lösbaren Befestigen es elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System angebracht ist, zum Abdecken eines Strahlengangs eines Lichts, das aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandt wird;
ein Anregungsmodul mit einem optischen System zum Aussenden von Licht zur Anregung in Richtung des IC-Wafers; und
einen zweiten Sondenkörper, an dem eine Halterung zum lösbaren Befestigen des Anregungsmoduls mit dem optischen System angebracht ist, zum Abdecken eines Strahlengangs eines Lichts, das aus dem Anregungsmodul mit dem optischen System ausgesandt wird, und
wobei das Anregungsmodul mit dem optischen System und der zweite Sondenkörper auf der Rückseite des IC-Wafers vorgesehen sind.

Folglich ist es möglich, das über die Verdrahtung auf dem Wafer einer IC mit Rückseitenbestrahlung übertragene elektrische Signal zu messen.

Bei dem obigen Aufbau kann das Anregungsmodul mit dem optischen System ein Halbwellenlängenplättchen, ein Viertelwellenlängenplättchen und einen Polarisationsfilter umfassen.

Vorzugsweise weisen die Halterungen zur lösbaren Befestigung des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System und des Anregungsmoduls mit dem optischen System dieselbe Form auf. In diesem Fall kann das Anregungsmodul mit dem optischen System auf der Vorderseite des IC-Wafers vorgesehen sein, während das elektrooptische Abtastmodul mit dem optischen System auf der Rückseite des IC-Wafers vorgesehen sein kann. Daher kann die Meßrichtung gemäß der Festlegung des zu messenden IC-Wafers gewählt werden.

Bei der elektrooptischen Abtastsonde kann das aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandte Licht zur Anregungsverwendung verwendet werden. Wenn sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des IC- Wafers die Verdrahtung aufweisen, ist es daher möglich, durch Austauschen des Anregungsmoduls mit dem optischen System gegen ein weiteres elektrooptisches Abtastmodul mit einem optischen System die Messungen beider Seiten gleichzeitig durchzuführen.

Vorzugsweise ist die Richtung der optischen Achse des aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die an dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar.

Ebenfalls ist vorzugsweise die Richtung der optischen Achse des aus dem Anregungsmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die am Anregungsmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar.

Typischerweise ist an jeder Halterung eine Feineinstellungsstufe vorgesehen. Selbst wenn die optische Achse verschoben oder abgelenkt wird, wenn das betreffende optische System befestigt wird, kann die optische Achse folglich wieder eingestellt werden, wodurch die Messung zuverlässig durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Meßverfahren unter Verwendung einer elektrooptischen Abtastsonde, wie vorstehend beschrieben, bereit, wobei das Substrat des IC- Wafers ein elektrooptischer Kristall ist. Das Verfahren umfaßt den Schritt der direkten Bestrahlung der Zielfläche des Substrats, ohne diese über das elektrooptische Element zu bestrahlen, um ein über die Verdrahtung auf der Fläche übertragenes elektrisches Signal zu messen.

Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Meßverfahren bereit, das ebenfalls eine elektrooptische Abtastsonde, wie vorstehend beschrieben, verwendet, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Einstrahlen von Licht zur Anregung unter Verwendung des Anregungsmoduls mit dem optischen System in Richtung von einer der Seiten des zu messenden IC-Wafers; und
Messen eines über die Verdrahtung auf der anderen Seite des IC-Wafers übertragenen elektrischen Signals unter Verwendung des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das den Aufbau der elektrooptischen Abtast- (EOS-) Sonde als erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt.

Fig. 2 ein Diagramm, das den Aufbau des in Fig. 1 dargestellten optischen EOS-Systems 6a zeigt.

Fig. 3 ein Diagramm, das den Aufbau des in Fig. 1 dargestellten optischen Anregungssystems 6b zeigt.

Fig. 4 ein Diagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen elektrooptischen Abtastsonde zeigt.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In Fig. 1 sind den Teilen, die zu jenen in Fig. 4 identisch sind, identische Bezugsziffern zugewiesen, wobei auf deren Erläuterung wird verzichtet. Die Unterschiede zwischen der in Fig. 1 gezeigten Sonde und dem herkömmlichen Aufbau sind (i) die Bereitstellung eines optischen Systemmoduls zur Anregung (nachstehend "optisches Anregungssystem" genannt) 6b unter der Oberflächenplatte 10, (ii) ferner das Vorliegen des Sondenkörpers 42, und (iii) die Befestigung des optischen EOS-Systems 6a und des optischen Anregungssystems 6b an den Sondenkörpern 41 und 42 unter Verwendung von Halterungen 5a und 5b.

Das optische EOS-System 6a und das optische Anregungssystem 6b werden über Halterungen 5a und 5b, die an den Sondenkörpern 41 und 42 vorgesehen sind, lösbar an den Sondenkörpern 41 und 42 befestigt.

Diese zwei Halterungen 5a und 5b weisen dieselbe Form auf; somit kann das optische EOS-System 6a auch an der Halterung 5b befestigt werden und das optische Anregungssystem 6b kann auch an der Halterung 5a befestigt werden.

Außerdem kann zwischen der Halterung 5a und dem Sondenkörper 41 eine Feineinstellungsstufe vorgesehen sein, um die optische Achse des Lichtstrahls, der aus dem an der Halterung 5a befestigten optischen EOS-System 6a ausgesandt wird, einzustellen. Ebenso kann eine Feineinstellungsstufe zwischen der Halterung 5b und dem Sondenkörper 42 vorgesehen sein, um die optische Achse des Lichtstrahls, der aus dem an der Halterung 5b befestigten optischen Anregungssystem 6b ausgesandt wird, einzustellen. Die Feineinstellungsstufe, die hier verwendet werden kann, weist zwei miteinander kombinierte Arten von Feineinstellungsstufen auf, eine zum Einstellen des Winkels durch Einstellen der optischen Achse in der horizontalen und vertikalen Richtung, und die andere zur Parallelverschiebung der optischen Achse in der horizontalen und vertikalen Richtung.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das den Aufbau des optischen EOS- Systems 6a im einzelnen zeigt.

In Fig. 2 kennzeichnen die Bezugsziffern 61 und 64 Halbwellenlängenplättchen und die Bezugsziffer 62 kennzeichnet ein Viertelwellenlängenplättchen. Die Bezugsziffern 63 und 66 kennzeichnen Polarisationsstrahlenteiler und die Bezugsziffer 65 kennzeichnet ein Faraday-Element. Das optische System, das aus den Halbwellenlängenplättchen 61 und 64, dem Viertelwellenlängenplättchen 62, den Polarisationsstrahlenteilern 63 und 66 und dem Faraday- Element 65 besteht, wird optischer Isolator 60 genannt. Die Bezugsziffern 67 und 68 kennzeichnen Photodioden.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Struktur des optischen Anregungssystems 6b in Fig. 1 zeigt. Dieses optische Anregungssystem 6b weist dieselbe Form auf wie das optische EOS-System 6a, enthält aber nur ein Halbwellenlängenplättchen 64, ein Viertelwellenlängenplättchen 65 und einen Polarisationsstrahlenteiler 63 als interne optische Komponenten. Der Polarisationsstrahlenteiler 63, der in dem optischen Anregungssystem 6b vorgesehen ist, kann gegen einen Polarisationsfilter ausgetauscht werden.

Nachstehend wird der Vorgang zum Messen eines zu messenden Zielsignals bezüglich der Verdrahtung auf dem IC-Wafer 1 mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 erläutert. Hier wird ein Lichtstrahl zur Anregung von der Rückseite des IC-Wafers 1 ausgesandt und das elektrische Signal in der Vorderseite wird gemessen.

Zuerst wird der Vorgang zum Aussenden eines Lichtstrahls zur Anregung in Richtung der Rückseite des IC-Wafers 1 unter Verwendung des optischen Anregungssystems 6b erläutert.

Zuerst wird ein Laserstrahl von einer externen Vorrichtung über die optische Faser 11 zum optischen Anregungssystem 6b geliefert. Dieser Laserstrahl wird durch den Faserkollimator 69 kollimiert.

Dieser kollimierte Strahl wird durch den dichroitischen Spiegel 42a im Sondenkörper 42 um 90 Grad umgelenkt und dann durch das Objektiv 32 auf die Rückseite des IC-Wafers 1 gebündelt. Auf diese Weise ist es möglich, eine (zu messende) Ziel-IC, die eine Lichtzufuhr (zur Anregung) von der Rückseite aus benötigt, zu betreiben oder anzusteuern.

Hier kann der dichroitische Spiegel 42a im Sondenkörper 42 gegen einen Totalreflexionsspiegel ausgetauscht werden.

Die Menge an vom optischen Anregungssystem 6b einfallendem Licht kann durch Drehen des Halbwellenlängenplättchens 64 und des Viertelwellenlängenplättchens 65 eingestellt werden.

Als nächstes wird der Vorgang zum Messen des elektrischen Signals der Zielverdrahtung auf dem IC-Wafer 1 erläutert.

Ein Laserstrahl wird über die optische Faser 11 zum optischen EOS-System 6a geliefert. Dieser Laserstrahl wird durch den Faserkollimator 69 kollimiert.

Dieser kollimierte Strahl wird durch den dichroitischen Spiegel 41a im Sondenkörper 41 um 90 Grad umgelenkt und dann durch das Objektiv 31 gebündelt. Der gebündelte Laserstrahl wird durch das elektrooptische Element 2 in Richtung der Zielfläche (die der Verdrahtung des IC-Wafers 1 zugewandt ist) des elektrooptischen Elements 2 durchgelassen.

Bei dem obigen Prozeß wird ein elektrisches Feld, das durch die an die Verdrahtung angelegte Spannung erzeugt wird, an das elektrooptische Element 2 angelegt, so daß sich in dem elektrooptischen Element 2 der Brechungsindex aufgrund des Pockels-Effekts ändert. Wenn der Laserstrahl, der auf das elektrooptische Element 2 einfällt, durch das elektrooptische Element 2 durchgelassen wird, ändert sich folglich der Polarisationszustand des Strahls. Dieser Laserstrahl mit dem geänderten Polarisationszustand wird dann durch die Spiegelfläche des elektrooptischen Elements 2 auf der Verdrahtung des IC-Wafers 1 reflektiert und über denselben Strahlengang wie jenen des Einspeiseprozesses zurückgeführt und fällt auf das optische EOS-System 6a ein. Einige Teile dieses Laserstrahls werden vom Isolator 60, wie in Fig. 2 gezeigt, isoliert und sie fallen auf Photodioden 67 und 68 ein und werden in elektrische Signale umgewandelt.

Die Änderung des Polarisationszustandes aufgrund des elektrooptischen Elements 2 gemäß der Änderung der Spannung des zu messenden Zielbereichs (d. h. der Zielverdrahtung auf dem IC-Wafer 1) entspricht der Differenz zwischen den Ausgangssignalen aus den Photodioden 67 und 68. Das über die Verdrahtung auf dem IC-Wafer 1 übertragene elektrische Signal kann durch Erfassen dieser Ausgangsdifferenz gemessen werden.

Wie vorstehend erläutert, kann das Licht zur Anregung von der Rückseite der IC ausgesandt werden und gleichzeitig kann das elektrische Signal der Verdrahtung auf der Vorderseite der IC gemessen werden, das heißt, selbst eine IC mit Rückseitenbestrahlung kann gemessen werden.

Anstelle des optischen Anregungssystems 6b kann das optische EOS-System 6a auch zur Aussendung von Licht zur Anregung verwendet werden. In diesem Fall wird ein Laserstrahl aus dem optischen EOS-System 6a (wie bei der Messung des elektrischen Signals) ausgesandt und dieser Laserstrahl wird auf die Rückseite des IC-Wafers 1 gebündelt. Bei diesem Prozeß werden die Ausgangssignale aus den Photodioden 67 und 68 nicht verarbeitet.

Wenn das Substrat des IC-Wafers 1 ein elektrooptischer Kristall ist, wie z. B. GaAsInP, kann die Messung mit der folgenden Anordnung durchgeführt werden: das heißt, das optische EOS-System 6a wird am Sondenkörper 42 befestigt, welcher auf der Rückseite des IC-Wafers 1 angeordnet ist, und ein Laserstrahl wird direkt auf die Rückseite des IC- Wafers 1 gebündelt. Auf diese Weise ist die Messung bezüglich der Rückseite des IC-Wafers 1 ebenfalls möglich. Selbst wenn sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des IC-Zielwafers Verdrahtungsstrukturen aufweisen, können folglich die elektrischen Signale von jeder Verdrahtung simultan gemessen werden.

Claims (11)

1. Elektrooptische Abtastsonde, welche folgendes umfaßt:
ein elektrooptisches Element in Kontakt mit einer Zielverdrahtung, die auf der Vorderseite eines zu messenden IC-Wafers vorgesehen ist, wobei ein elektrisches Feld über die Verdrahtung an das elektrooptische Element angelegt wird, so daß die optischen Eigenschaften des elektrooptischen Elements verändert werden;
ein elektrooptisches Abtastmodul mit einem optischen System aus einem Polarisationsstrahlenteiler, einem Wellenplättchen und einer Photodiode zum:
Isolieren eines Teils eines Laserstrahls, der von einer externen Vorrichtung emittiert wird, durch das elektrooptische Element durchgelassen wird und von einer Fläche des elektrooptischen Elements reflektiert wird, wobei die Fläche der Verdrahtung zugewandt ist, und
Umwandeln des isolierten Teils in ein elektrisches Signal;
einen ersten Sondenkörper, an dem eine Halterung zum lösbaren Befestigen des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System angebracht ist, zum Abdecken eines Strahlengangs eines Lichts, das aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandt wird;
ein Anregungsmodul mit einem optischen System zum Aussenden von Licht zur Anregung in Richtung des IC-Wafers; und
einen zweiten Sondenkörper, an dem eine Halterung zum lösbaren Befestigen des Anregungsmoduls mit dem optischen System angebracht ist, zum Abdecken eines Strahlengangs eines Lichts, das aus dem Anregungsmodul mit dem optischen System ausgesandt wird, und
wobei das Anregungsmodul mit dem optischen System und der zweite Sondenkörper auf der Rückseite des IC-Wafers vorgesehen sind.

2. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 1, wobei das Anregungsmodul mit dem optischen System ein Halbwellenlängenplättchen, ein Viertelwellenlängenplättchen und einen Polarisationsfilter umfaßt.

3. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 1, wobei die Halterungen zur lösbaren Befestigung des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System und des Anregungsmoduls mit dem optischen System dieselbe Form aufweisen.

4. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 2, wobei die Halterungen zur lösbaren Befestigung des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System und des Anregungsmoduls mit dem optischen System dieselbe Form aufweisen.

5. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 1, die das aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandte Licht zur Anregungsverwendung verwendet.

6. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 1, wobei die Richtung der optischen Achse des aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die an dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar ist.

7. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 1, wobei die Richtung der optischen Achse des aus dem Anregungsmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die am Anregungsmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar ist.

8. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 4, wobei die Richtung der optischen Achse des aus dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die an dem elektrooptischen Abtastmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar ist.

9. Elektrooptische Abtastsonde nach Anspruch 4, wobei die Richtung der optischen Achse des aus dem Anregungsmodul mit dem optischen System ausgesandten Lichts unter Verwendung der Halterung, die am Anregungsmodul mit dem optischen System angebracht ist, einstellbar ist.

10. Meßverfahren unter Verwendung einer elektrooptischen Abtastsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Substrat des IC-Wafers ein elektrooptischer Kristall ist und
das Verfahren den Schritt der direkten Bestrahlung der Zielfläche des Substrats umfaßt, ohne diese über das elektrooptische Element zu bestrahlen, um ein über die Verdrahtung auf der Fläche übertragenes elektrisches Signal zu messen.

11. Meßverfahren unter Verwendung einer elektrooptischen Abtastsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Einstrahlen von Licht zur Anregung unter Verwendung des Anregungsmoduls mit dem optischen System in Richtung von einer der Seiten des zu messenden IC-Wafers; und
Messen eines über die Verdrahtung auf der anderen Seite des IC-Wafers übertragenen elektrischen Signals unter Verwendung des elektrooptischen Abtastmoduls mit dem optischen System.