DE102009022965A1

DE102009022965A1 - Measurement of a substrate with electrically conductive structures

Info

Publication number: DE102009022965A1
Application number: DE102009022965A
Authority: DE
Inventors: Anton Dr. Schick; Martin KÖRDEL; Fatih Alatas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-02
Also published as: WO2010136330A1; EP2435840A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung eines Substrats (1) mit elektrisch leitenden Strukturen (2, 3). Um eine solche Messung zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Messsensor (4) und Mittel (5) zur gesteuerten Bewegung des Messsensors (4) relativ zum Substrat (1) aufweist, wobei die Vorrichtung Mittel (6, 7) zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer unterschiedlicher elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen (2, 3) aufweist, wobei der Messsensor (4) zur Messung von durch die elektrischen Signale erzeugten Feldern mittels Feldkopplung vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung Mittel (8, 9, 10) zur Auswertung der gemessenen Felder und zur Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen (2, 3) auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder aufweist.The invention relates to a method and a device for measuring a substrate (1) with electrically conductive structures (2, 3). In order to improve such a measurement, it is proposed that the device comprises a measuring sensor (4) and means (5) for the controlled movement of the measuring sensor (4) relative to the substrate (1), the device comprising means (6, 7) for simultaneously Infeed of a plurality of different electrical signals in the electrically conductive structures (2, 3), wherein the measuring sensor (4) for measuring generated by the electrical signals fields is provided by means of field coupling, the device means (8, 9, 10) for evaluation the measured fields and for determining properties of the electrically conductive structures (2, 3) based on the evaluation of the measured fields has.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Messung eines Substrats mit elektrisch leitenden Strukturen. Die Vorrichtung weist einen Messsensor und Mittel zur gesteuerten Bewegung des Messsensors relativ zum Substrat auf.The The invention relates to a device and a method for measuring a substrate with electrically conductive structures. The device has a measuring sensor and means for controlled movement of the measuring sensor relative to the substrate.

Die DE 10 2005 022 884 A1 beschreibt ein Verfahren zur kontaktlosen Inspektion von einer auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur, bei dem mittels einer Positioniereinrichtung eine Elektrode relativ zu der Leiterbahnstruktur in einem vorbestimmten Abstand positioniert wird und zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur eine elektrische Spannung angelegt wird. Die Elektrode wird in einer Ebene parallel zu dem Träger bewegt, wobei zumindest an ausgewählten Positionen ein Stromfluss durch eine mit der Elektrode verbundene elektrische Leitung gemessen wird. Aus der Stärke des Stromflusses wird der lokale Spannungszustand in einem Teilbereich der Leiterbahnstruktur detektiert. Dieser Spannungszustand kann zur Bestimmung der Qualität der Leiterbahnstruktur verwendet werden. Somit können durch geometrische Veränderungen der Leiterbahnstruktur erzeugte Defekte wie Kurzschlüsse, Einschnürungen oder Leitungsbrüche erkannt werden.The DE 10 2005 022 884 A1 describes a method for contactless inspection of a printed circuit substrate formed on a planar support, in which by means of a positioning an electrode relative to the conductor track structure is positioned at a predetermined distance and between the electrode and the conductor track structure, an electrical voltage is applied. The electrode is moved in a plane parallel to the carrier, wherein at least at selected positions a current flow through an electrical lead connected to the electrode is measured. From the strength of the current flow, the local stress state is detected in a subregion of the conductor track structure. This stress state can be used to determine the quality of the trace structure. Thus, defects such as short circuits, constrictions, or wire breaks caused by geometric changes in the wiring pattern can be detected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messung eines Substrats mit elektrisch leitenden Strukturen zu verbessern.Of the Invention is based on the object, the measurement of a substrate to improve with electrically conductive structures.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Messung eines Substrats mit elektrisch leitenden Strukturen gelöst, wobei die Vorrichtung einen Messsensor und Mittel zur gesteuerten Bewegung des Messsensors relativ zum Substrat aufweist, wobei die Vorrichtung Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer unterschiedlicher elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen aufweist, wobei der Messsensor zur Mes sung von durch die elektrischen Signale erzeugten Feldern mittels Feldkopplung vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung Mittel zur Auswertung der gemessenen Felder und zur Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder aufweist.These The object is achieved by a device for measuring a substrate solved with electrically conductive structures, wherein the device a measuring sensor and means for controlled movement of the measuring sensor relative to the substrate, the device comprising means for simultaneous feeding of several different electrical Having signals in the electrically conductive structures, wherein the measuring sensor for measurement of fields generated by the electrical signals is provided by means of field coupling, wherein the device means for the evaluation of the measured fields and for the determination of properties the electrically conductive structures based on the evaluation of having measured fields.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Messung eines Substrats mit elektrisch leitenden Strukturen gelöst, bei welchem ein Messsensor relativ zum Substrat gesteuert bewegt wird, bei welchem mehrere unterschiedliche elektrische Signale in die elektrisch leitenden Strukturen gleichzeitig eingespeist werden, bei welchem der Messsensor durch die elektrischen Signale erzeugte Felder mittels Feldkopplung misst und bei welchem die gemessenen Felder ausgewertet werden und Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder bestimmt werden.These The object is achieved by a method for measuring a substrate solved electrically conductive structures, in which a Measuring sensor is moved relative to the substrate controlled, in which several different electrical signals in the electrically conductive Structures are fed simultaneously, in which the measuring sensor Fields generated by the electrical signals by means of field coupling measures and at which the measured fields are evaluated and Properties of the electrically conductive structures on the basis of Evaluation of the measured fields can be determined.

Die Erfindung basiert auf der Idee, mehrere unterschiedliche elektrische Signale in elektrisch leitende Strukturen eines Substrats einzuleiten und die durch diese unterschiedlichen elektrischen Signale hervorgerufenen Felder mittels Feldkopplung zu messen, auszuwerten und zur Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen zu verwenden. Da mehrere unterschiedliche elektrische Signale gleichzeitig eingespeist werden, können mehrere unterschiedliche elektrisch leitende Strukturen gleichzeitig untersucht werden. Dies ermöglicht eine erhebliche Beschleunigung der Messung. Die gesteuerte Bewegung des Messsensors relativ zum Substrat kann dabei durch eine Bewegung des Messsensors selbst und/oder durch Bewegung des Substrats relativ zum Messsensor erfolgen.The Invention is based on the idea of several different electrical To initiate signals into electrically conductive structures of a substrate and those caused by these different electrical signals Fields by field coupling to measure, evaluate and determine to use properties of the electrically conductive structures. Because several different electrical signals are fed simultaneously can be several different electrically conductive Structures are studied simultaneously. This allows a considerable acceleration of the measurement. The controlled movement of the Measuring sensor relative to the substrate can thereby by a movement the measuring sensor itself and / or by movement of the substrate relative done to the measuring sensor.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the dependent Claims out.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Messsensor zur Messung von durch die elektrischen Signale erzeugten elektrischen Feldern mittels kapazitiver Feldkopplung vorgesehen. Dies ermöglicht eine besonders einfache berührungslose Messung der durch die elektrischen Signale erzeugten Felder.According to one advantageous embodiment of the invention, the measuring sensor for Measurement of electrical generated by the electrical signals Fields provided by means of capacitive field coupling. this makes possible a particularly simple non-contact measurement of the electrical signals generated fields.

Um die Auswertung der gemessenen Felder und die Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder zu vereinfachen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer gegeneinander phasenverschobener periodischer elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen ausgebildet sind. Die durch solche Art gegeneinander phasenverschobener periodischer elektrischer Signale erzeugten Felder überlagern sich derart, dass insbesondere eine zuverlässige Aussage über den Ort der Quelle der elektrischen Felder, und damit über den Ort der elektrisch leitenden Strukturen, möglich wird. Die Überlagerung ortsfester phasenverschobener elektrischer Signale führt zu einer Phasenmodulation eines Signals, welches durch einen Messsensor aufgenommen wird, wenn dieser Messsensor über die aussendenden elektrisch leitenden Strukturen gleichmäßig verfahren wird. Anhand der Phasenlage des resultierenden Signals sowie anhand der jeweiligen Amplitude des Signals können Rückschlüsse über die elektrisch leitenden Strukturen auf einfache Art und Weise getroffen werden.Around the evaluation of the measured fields and the determination of properties the electrically conductive structures based on the evaluation of to simplify measured fields is calculated according to a further advantageous embodiment of the invention proposed, that the means for simultaneous feeding several against each other phase-shifted periodic electrical signals into the electrical conductive structures are formed. The by such kind against each other Phase-shifted periodic electrical signals superimpose fields generated in such a way that in particular a reliable statement about the place of the source of electric fields, and thus over the location of the electrically conductive structures, is possible. The superimposition of stationary phase-shifted electrical Signals leads to a phase modulation of a signal, which is recorded by a measuring sensor, if this measuring sensor via the emitting electrically conductive structures evenly is moved. Based on the phase position of the resulting signal as well as the respective amplitude of the signal Conclusions about the electrically conductive Structures are taken in a simple manner.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausgestaltung der Erfindung, nach welcher die Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung von zwei um 90° und/oder von drei um jeweils 120° gegeneinander phasenverschobenen periodischen elektrischen Signalen in die elektrisch leitenden Strukturen ausgebildet sind. Das führt zu einer besonders guten Signaltrennung bei nahezu gleichbleibend hohen Signalstärken.Particularly advantageous is an embodiment of the invention, according to which the means for the simultaneous feeding of two by 90 ° and / or three by 120 ° against each other phase-shifted periodic electrical signals are formed in the electrically conductive structures. This leads to a particularly good signal separation with almost constant high signal strengths.

Um auch Eigenschaften einer Substratunterlage bestimmen zu können, sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Mittel zur Einspeisung eines elektrischen Signals in eine Unterlage des Substrats ausgebildet, insbe sondere eines periodischen elektrischen Signals mit einer Frequenz, welche unterschiedlich zu Frequenzen der mehreren gegeneinander phasenverschobenen periodischen elektrischen Signale ist.Around also be able to determine properties of a substrate substrate, are according to a further advantageous embodiment the invention, the means for feeding an electrical signal formed in a pad of the substrate, in particular special one periodic electrical signal with a frequency which varies to frequencies of the multiple mutually phase-shifted periodic electrical signals is.

Um eine ungewollte Beeinflussung von mehr als zwei elektrischen Signalen zu vermeiden, insbesondere eine Auslöschung, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Messsensor zur gleichzeitigen Messung von durch maximal zwei elektrische Signale erzeugte Felder mittels Feldkopplung ausgebildet ist.Around an unwanted influence of more than two electrical signals to avoid, in particular an extinction, is in accordance with a further advantageous embodiment of the invention proposed, that the measuring sensor for simultaneous measurement of by maximum two electrical signals generated fields is formed by field coupling.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.following The invention will be described with reference to the embodiments illustrated in FIGS described and explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Vorrichtung zur Messung eines Substrats mit elektrisch leitenden Strukturen, 1 a device for measuring a substrate with electrically conductive structures,

2 ein Inspektionssystem für elektrisch leitende Strukturen auf planaren Substraten, 2 an inspection system for electrically conductive structures on planar substrates,

3 eine schematische Darstellung eines Sensors zur Messung eines Substrats, 3 a schematic representation of a sensor for measuring a substrate,

4 eine schematische Darstellung einer Messung mehrerer phasenverschobener Signale, 4 a schematic representation of a measurement of several phase-shifted signals,

5 die Auswirkung unterschiedlicher elektrisch leitender Strukturen auf ein Messergebnis, und 5 the effect of different electrically conductive structures on a measurement result, and

6 die Auslöschung eines Messsignals durch entsprechende Wahl der eingespeisten Signale. 6 the extinction of a measuring signal by appropriate selection of the fed signals.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung eines Substrats 1 mit elektrisch lei tenden Strukturen 2, 3, beispielsweise elektrische Leitungen, Leiterbahnen oder elektrisch leitende Flächen. Die Vorrichtung weist einen Messsensor 4 und Mittel 5 zur gesteuerten Bewegung des Messsensors 4 relativ zum Substrat 1 auf. Die Vorrichtung weist des Weiteren Mittel 6, 7 zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer unterschiedlicher elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 auf. Dabei ist der Messsensor 4 zur Messung von durch die elektrischen Signale erzeugten Feldern mittels Feldkopplung vorgesehen. Entsprechend der örtlichen Lage des Messsensors 4 über dem Substrat 1 bilden sich unterschiedliche kapazitive Kopplungen zu den einzelnen elektrisch leitenden Strukturen 2, 3. Das heißt, Signale auf den einzelnen elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 koppeln abhängig von der örtlichen Struktur unterschiedlich stark zur Sensorfläche des Messsensors 4 ein. Die Vorrichtung weist zudem Mittel 8, 9, 10 zur Auswertung der gemessenen Felder und zur Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder auf. Der Messsensor 4 ist auf einem Träger 12 aufgebracht, beispielsweise aus Glas, sowie von einer Abschirmung 11 umgeben, welche sich auf einem Bezugspotential, insbesondere auf Massepotential, befindet. Der Messsensor 4 wird auf konstantem Potential, insbesondere Massepotential, gehalten. Ein Messsensor 4 wird auch als Messelektrode bezeichnet. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for measuring a substrate 1 with electrically conductive structures 2 . 3 , For example, electrical lines, tracks or electrically conductive surfaces. The device has a measuring sensor 4 and means 5 for the controlled movement of the measuring sensor 4 relative to the substrate 1 on. The device further comprises means 6 . 7 for simultaneously feeding a plurality of different electrical signals in the electrically conductive structures 2 . 3 on. Here is the measuring sensor 4 for measuring fields generated by the electrical signals by means of field coupling. According to the local position of the measuring sensor 4 above the substrate 1 form different capacitive couplings to the individual electrically conductive structures 2 . 3 , That is, signals on the individual electrically conductive structures 2 . 3 Depending on the local structure, they couple differently to the sensor surface of the measuring sensor 4 one. The device also has means 8th . 9 . 10 to evaluate the measured fields and to determine properties of the electrically conductive structures 2 . 3 based on the evaluation of the measured fields. The measuring sensor 4 is on a carrier 12 applied, for example made of glass, as well as a shield 11 surrounded, which is at a reference potential, in particular at ground potential. The measuring sensor 4 is kept at a constant potential, in particular ground potential. A measuring sensor 4 is also called a measuring electrode.

Der Messsensor zur Messung mittels Feldkopplung ist dabei kein klassischer Feldsensor, da eine Beeinflussung des ursprünglichen Felds durch den Messsensor selbst durchaus gewollt ist. Gemessen werden z. B. kapazitive Umladeströme oder feldinduzierte Ströme.Of the Measuring sensor for measuring by field coupling is not a classic Field sensor, as an influence on the original field by the measuring sensor itself is quite wanted. To be measured z. B. capacitive Umladeströme or field-induced currents.

Bei Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Mess- bzw. Inspektionsverfahren erfolgt der Messvorgang über eine induktive oder kapazitive Feldkopplung. Dabei wird die gleichzeitige und qualitativ hochwertige Messung mehrerer einkoppelnder Felder und die gleichzeitige Zuordnung dieser Feldkopplungen zu den einzelnen koppelnden Leitern ermöglicht. Eine erfin dungsgemäße Vorrichtung kann Teil von berührungslosen Inspektions- oder Messsystemen für Substrate mit elektrisch leitenden Strukturen sein. Ausgestaltungen der Erfindung nutzen die kapazitive Kopplung zwischen einer Messelektrode und den Leitungen bzw. Pixelflächen von LCD-Substraten.at Embodiments of the invention measuring or Inspection procedure, the measurement process takes place via a inductive or capacitive field coupling. This is the simultaneous and high-quality measurement of several coupling fields and the simultaneous assignment of these field couplings to the individual coupling ladders. An inven tion proper Device may be part of non-contact inspection or measuring systems for substrates with electrically conductive Be structures. Embodiments of the invention use the capacitive Coupling between a measuring electrode and the lines or pixel areas of LCD substrates.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche zur Messung eines Displays 20 benutzt wird. Das Display 20 weist einzelne Pixel 32 auf, welche in der durch das Bezugszeichen 28 gekennzeichneten vergrößerten Darstellung dargestellt sind. Ein Pixel 32 weist jeweils ein TFT-Element 27 (TFT = Thin Film Transistor) und eine Pixelkapazität 33 auf. Zudem enthält das Display 20 verschiedene elektrisch leitende Strukturen 29, 30, 31. Diese elektrisch leitenden Strukturen sind Gate-Lines 29, Com-, Bias-, bzw. CS-Lines 30, sowie Data-Lines 31. Zur Messung des Displays 20 ist eine Messelektrode 21 vorgesehen, welche durch entsprechende Mittel 22 über auf konstantem Abstand über das Substrat des Displays 20 verfahrbar ist. Über eine Anschlussleiste 25 sind Mittel zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer unterschiedlicher elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen 29, 30, 31 des Displays 20 vorgesehen. Die Mittel zur Einspeisung sind in diesem Fall ein Frequenzgenerator 24. Zwischen der Messelektrode 21 und der Substratoberfläche bilden sich dabei ortsabhängige kapazitive Kopplungen. Dieser Sachverhalt wird durch Einspeisung geeigneter Signale in die elektrisch leitenden Strukturen 29, 30, 31 zur Signalmodulation genutzt. Beispielsweise mit zwei Sinusschwingungen auf den Leitungen, die gleiche Frequenz und Amplitude aber unterschiedliche Phasenlagen haben. Diese würden die Substratleitungen und -flächen quasi phasenkodieren. Entsprechend der Position über dem Substrat resultiert dann in der Messelektrode 21 ein neues Signal, welches sich aus den jeweiligen Kopplungen der Leitungssignale zusammensetzt. Wenn über das Substrat gefahren wird, ändert sich die Zusammensetzung des Messsignals auf der Messelektrode 21 stetig, entsprechend der Substratstruktur. Diese stetige Änderung ist eine Signalmodulation. Im Falle der unterschiedlichen Phasen lagen handelt es sich um eine Phasenmodulation, die aus der Beschaffenheit der Substratoberfläche resultiert. Das Scannen über das Substrat würde somit ein phasen- und amplitudenmoduliertes Messsignal liefern. Durch geeignete Demodulation kann anschließend auf die Substratstruktur zurückgeschlossen werden. Die Auswertung der Signale der Messelektrode 21 erfolgt im dargestellten Fall durch eine Elektronik 23 sowie einen Rechner 26. Die Modulation findet durch die sich ändernden Koppelgrößen statt, also beim Fahren mit der Messelektrode über das Substrat. An jeder definierten Position der Messelektrode über dem Substrat gibt es auch nur ein definiertes resultierendes Messsignal. 2 shows an embodiment of a device according to the invention, which for measuring a display 20 is used. the display 20 indicates individual pixels 32 in which by the reference numeral 28 marked enlarged representation are shown. A pixel 32 each has a TFT element 27 (TFT = Thin Film Transistor) and a pixel capacity 33 on. In addition, the display contains 20 different electrically conductive structures 29 . 30 . 31 , These electrically conductive structures are gate lines 29 , Com, bias or CS lines 30 , as well as data lines 31 , For measuring the display 20 is a measuring electrode 21 provided by appropriate means 22 over at constant distance over the substrate of the display 20 is movable. Via a connection strip 25 are means for simultaneously feeding several different electrical signals into the electrically conductive structures 29 . 30 . 31 of the display 20 intended. The means for feeding in this case are a frequency generator 24 , Between the measuring electrode 21 and the substrate surface form spatially dependent capacitive couplings. This situation is caused by feeding suitable signals into the electrically conductive structures 29 . 30 . 31 used for signal modulation. For example, with two sine waves on the lines that have the same frequency and amplitude but different phase angles. These would virtually phase encode the substrate lines and areas. Corresponding to the position above the substrate then results in the measuring electrode 21 a new signal, which is composed of the respective couplings of the line signals. When traveling over the substrate, the composition of the measuring signal on the measuring electrode changes 21 steady, according to the substrate structure. This steady change is a signal modulation. In the case of the different phases, it was a phase modulation resulting from the nature of the substrate surface. Scanning across the substrate would thus provide a phase and amplitude modulated measurement signal. By appropriate demodulation can then be deduced back to the substrate structure. The evaluation of the signals of the measuring electrode 21 takes place in the case illustrated by an electronics 23 as well as a calculator 26 , The modulation takes place by the changing coupling sizes, that is when driving with the measuring electrode over the substrate. At every defined position of the measuring electrode above the substrate there is also only one defined resulting measuring signal.

3 zeigt Teile eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Messung eines Substrats 1 mit elektrisch leitenden Strukturen 2, 3. Dargestellt ist ein Messsensor 4, welcher auf einem Träger 12 aufgebracht ist. Der Messsensor 4 ist umgeben von einer Schirmung 11, in diesem Fall als Massefläche ausgeführt. Des Weiteren ist eine Verstärkerschaltung 8 dargestellt, welche die vom Messsensor 4 ausgegebenen Signale verstärkt und an Mittel zur Auswertung weitergibt, welche in 3 nicht dargestellt sind. 3 dient der Erläuterung der möglichen Sensorsignale, in Abhängigkeit von den an die leitenden Strukturen 2, 3 angelegten Signalen. Diese periodischen Signale sind jeweils durch ein Phasendiagramm 30, 31, 32 dargestellt. Das durch das Phasendiagramm 31 symbolisierte periodische elektrische Signal wird dabei in die leitende Struktur 2 eingespeist. Es handelt sich in diesem Fall um ein periodisches Signal mit der Phase 0°. Ein zweites periodisches elektrisches Signal, symbolisiert durch das Phasendiagramm 31, welches phasenverschoben ist gegenüber dem ersten Signal, wird in die elektrisch leitende Struktur 3 eingespeist. Die Phasenverschiebung in diesem Fall beträgt 90°, d. h. auch, dass die Phasenlage des zweiten in die elektrisch leitende Struktur 3 eingespeisten Signals 90° beträgt. Die Amplitude beider Signal 31, 32 beträgt wie dargestellt im Einheitskreis 1. Im Phasendiagramm 30 sind mögliche Sensorsignale des Messsensors 4 wiedergegeben. Das tatsächliche Sensorsignal hängt dabei von der Position des Messsensors 4 bezüglich der elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 bzw. dem Substrat 1 ab. Die Phasenlage des Sensorsignals kann sich im gezeigten Fall zwischen 0° und 90° bewegen. Die Amplitude ist maximal, wenn genau ein Signal maximal in den Messsensor 4 einkoppelt, d. h. in diesem Fall bei der Phasenlage 0° – für eine Einkopplung allein von der elektrisch leitenden Struktur 2 – bzw. bei der Phasenlage 90° – für eine Einkopplung allein von der elektrisch leitenden Struktur 3. Bei einer Einkopplung von beiden elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 ergibt sich für das resultierende Sensorsignal eine Phasenlage zwischen 0° und 90° und eine Amplitude < 1, angedeutet durch das im Phasendiagramm 30 dargestellte Dreieck. 3 shows parts of an embodiment of a device for measuring a substrate 1 with electrically conductive structures 2 . 3 , Shown is a measuring sensor 4 which is on a support 12 is applied. The measuring sensor 4 is surrounded by a shield 11 , in this case designed as a ground plane. Furthermore, an amplifier circuit 8th represented by the measuring sensor 4 amplified output signals and forwarded to means for evaluation, which in 3 are not shown. 3 serves to explain the possible sensor signals, depending on the to the conductive structures 2 . 3 applied signals. These periodic signals are each represented by a phase diagram 30 . 31 . 32 shown. That through the phase diagram 31 symbolized periodic electrical signal is doing in the conductive structure 2 fed. It is in this case a periodic signal with the phase 0 °. A second periodic electrical signal, symbolized by the phase diagram 31 , which is out of phase with the first signal, becomes the electrically conductive structure 3 fed. The phase shift in this case is 90 °, ie also that the phase position of the second in the electrically conductive structure 3 fed signal is 90 °. The amplitude of both signal 31 . 32 is as shown in the unit circle 1 , In the phase diagram 30 are possible sensor signals of the measuring sensor 4 played. The actual sensor signal depends on the position of the measuring sensor 4 with respect to the electrically conductive structures 2 . 3 or the substrate 1 from. The phase angle of the sensor signal can move in the case shown between 0 ° and 90 °. The amplitude is maximum if exactly one signal maximum in the measuring sensor 4 coupled, ie in the case of the phase position 0 ° - for a coupling solely of the electrically conductive structure 2 - Or in the phase position 90 ° - for a coupling solely of the electrically conductive structure 3 , In a coupling of two electrically conductive structures 2 . 3 results for the resulting sensor signal a phase angle between 0 ° and 90 ° and an amplitude <1, indicated by the in the phase diagram 30 illustrated triangle.

4 zeigt eine Sensorfläche 4, welche mit gleichbleibendem Abstand d über elektrisch leitende Strukturen 2, 3 verfahren wird. Dabei wird in die elektrisch leitende Struktur 2 ein periodisches Signal, in diesem Fall ein sinusförmiges Signal, mit der Phase 0° eingespeist. In die elektrisch leitende Struktur 3 wird ein um 120° in der Phase verschobenes periodisches elektrisches Signal, auch ein Sinussignal, eingespeist. Die mit dem Bezugszeichen 40 gekennzeichneten Signalverläufe zeigen drei um jeweils 120° phasenverschobene Sinusschwingungen, wobei bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nur zwei dieser drei Signale in die elektrisch leitenden Strukturen 2 bzw. 3 eingespeist werden. Das resultierende Sensorsignal, welches vom Messsensor 4 geliefert wird, ist als Signalverlauf 41 dargestellt. Der Signalverlauf 41 zeigt das resultierende Zeitsignal beim Verfahren des Messsensors von einer Position über der elektrisch leitenden Struktur 2 (Phasenlage 0°) zu einer Position über der elektrisch leitenden Struktur 3 (Phasenlage 120°). In den Phasendiagrammen 42, 43, 44 sind die resultierenden Phasen und Amplituden für drei Zeitpunkte des Sensorsignals 41 aufgezeigt. Das Dreieck stellt jeweils den erreichbaren Wertebereich bei den drei beispielhaft skizzierten Phasenlagen dar. 4 shows a sensor surface 4 , which at a constant distance d over electrically conductive structures 2 . 3 is moved. It is in the electrically conductive structure 2 a periodic signal, in this case a sinusoidal signal, with the phase 0 ° fed. In the electrically conductive structure 3 a periodic electrical signal shifted by 120 ° in phase, also a sine signal, is fed in. The with the reference number 40 characterized signal waveforms show three by 120 ° phase-shifted sinusoids, in the embodiment shown here only two of these three signals in the electrically conductive structures 2 respectively. 3 be fed. The resulting sensor signal, which comes from the measuring sensor 4 is delivered as a waveform 41 shown. The waveform 41 shows the resulting time signal in moving the measuring sensor from a position over the electrically conductive structure 2 (Phase angle 0 °) to a position above the electrically conductive structure 3 (Phase angle 120 °). In the phase diagrams 42 . 43 . 44 are the resulting phases and amplitudes for three times of the sensor signal 41 demonstrated. The triangle in each case represents the achievable value range in the three phase positions sketched by way of example.

Die Phase des Ausgangssignals des Messsensors 4 ist von den jeweiligen Koppelkapazitäten zwischen Sensorfläche und den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 abhängig. Somit wird durch die angelegten Sinusschwingungen auch der Phasenbereich des Ausgangssignals vorgegeben. Die Modulation entspricht dabei den Änderungen der Koppelkapazitäten unter der Sensorfläche. Das bedeutet die Modulationsfrequenz hängt von der Verfahrgeschwindigkeit und den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 ab. Aus der resultierenden Phase können anschließend die Koppelkapazitätsverhältnisse zu den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 bestimmt werden. Aus diesen können die jeweiligen Anteile der elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 unter dem Messsensor 4 abgeleitet werden.The phase of the output signal of the measuring sensor 4 is of the respective coupling capacitances between the sensor surface and the electrically conductive structures 2 . 3 dependent. Thus, the phase range of the output signal is specified by the applied sine waves. The modulation corresponds to the changes in the coupling capacitances under the sensor surface. That means the Mo modulation frequency depends on the speed of travel and the electrically conductive structures 2 . 3 from. From the resulting phase can then the coupling capacity ratios to the electrically conductive structures 2 . 3 be determined. From these, the respective proportions of the electrically conductive structures 2 . 3 under the measuring sensor 4 be derived.

Neben der Phasenmodulation findet auch eine Amplitudenmodulation statt (siehe oberes Bild mit Signalverläufen), wobei die Amplitude aber auch von den Kapazitätsverhältnissen abhängig ist. Die maximale Amplitude kann nur erreicht werden, wenn nur ein Signal einkoppelt. Das Einkoppeln von mehr als einem Signal führt automatisch zu einer geringeren Maximalamplitude. Deswegen ist der erreichbare Wertebereich im Phasendiagramm auch ein Vieleck und nicht ein Kreis. Diese Abschwächung der Amplitude kann bei Bedarf durch die Auswertung der Phaseninformation wieder korrigiert werden.Next The phase modulation also takes place an amplitude modulation (see top image with waveforms), where the amplitude but also dependent on the capacity conditions is. The maximum amplitude can only be achieved if only one Signal coupled. The coupling of more than one signal leads automatically to a lower maximum amplitude. That is why the reachable value range in the phase diagram also a polygon and not a circle. This attenuation of the amplitude can if necessary corrected again by the evaluation of the phase information become.

Weiterhin ist die Amplitude von der Gesamtgröße der einkoppelnden Kapazitäten abhängig. Das heißt, über die (korrigierte) Amplitude kann auf die Gesamtsignalfläche unter der Sensorfläche geschlossen werden. Somit lassen sich mit nur einem Scann die elektrisch leitenden Strukturen und ihre Anteile, die sich gleichzeitig unter einer Sensorfläche befinden, bestimmen.Farther is the amplitude of the total size of the coupling Capacity dependent. That is, about the (corrected) amplitude can be applied to the total signal area be closed under the sensor surface. Thus let with only one scan the electrically conductive structures and their proportions, which are simultaneously under a sensor surface, determine.

Die Einspeisung von Signalen mit zwei bzw. drei unterschiedlichen Phasen ist vorteilhaft. Damit können beispielsweise bei LCD-Substraten die Gate-, Data- und Com-Leitungen (wenn Com vorhanden), und bei (Photo-)Detektoren die Leitungen für Gate, Date und Bias gleichzeitig inspiziert werden. Zusätz lich ist es noch vorteilhaft die Unterlage (Chuck) unter dem Substrat mit einem kodierten Signal zu beaufschlagen. Somit können auch nicht verbundene elektrische Flächen, über die kapazitive Kopplung zur Unterlage, inspiziert werden. Hierfür ist zusätzlich die Anwendung einer unterschiedlichen Frequenz von Vorteil, da von der Unterlage eine viel schwächere Kopplung zu erwarten ist.The Infeed of signals with two or three different phases is advantageous. This can be used, for example, with LCD substrates the gate, data and com lines (if com exists), and at (Photo) detectors the lines for gate, date and bias be inspected at the same time. In addition, it is still Advantageously, the backing (chuck) under the substrate with a coded Signal to apply. Thus, not connected electrical surfaces, via the capacitive coupling to the pad, to be inspected. This is additional the application of a different frequency of advantage because of the pad to expect a much weaker coupling is.

5 verdeutlicht die Abhängigkeit der Amplitude eines Sensorsignals von der jeweiligen leitenden Struktur 2, von der ein einkoppelndes Signal empfangen wird. Jeweils dargestellt ist ein Substrat 1, gegebenenfalls mit einer elektrisch leitenden Struktur 2. Des Weiteren ist ein Messsensor 4, welcher auf einem Träger 12 aufgebracht ist und durch eine Abschirmung 11 umgeben ist, dargestellt. Das Messsignal des Messsensors 4 wird an eine Verstärkerschaltung 8 weitergegeben. Das resultierende Messsignal ist jeweils durch ein Phasendiagramm 50, 51, 53 wiedergegeben. Durch die Phasendiagramme 52, 54 sind die jeweils in die leitende Struktur 2 eingespeisten periodischen elektrischen Signale wiedergegeben. In diesem Fall wird also ein periodisches elektrisches Signal mit der Phasenlage 0° und einer Amplitude von 1 im Einheitskreis in die elektrisch leitende Struktur 2 eingespeist. Abhängig vom Verhältnis der Ausdehnung der elektrisch leitenden Struktur 2 zur Ausdehnung des Messsensors 4 koppelt das eingespeiste elektrische Signal unterschiedlich stark in den Messsensor 4 ein, resultierend in ein Messsignal 51, 53 mit unterschiedlich starker Amplitude. Im Falle eines nicht vorhandenen eingespeisten elektrischen Signals ist die Amplitude des Messsignals 50 naturgemäß gleich Null. 5 illustrates the dependence of the amplitude of a sensor signal of the respective conductive structure 2 from which a coupling signal is received. In each case shown is a substrate 1 , optionally with an electrically conductive structure 2 , Furthermore, a measuring sensor 4 which is on a support 12 is applied and through a shield 11 is surrounded. The measuring signal of the measuring sensor 4 is connected to an amplifier circuit 8th passed. The resulting measuring signal is in each case by a phase diagram 50 . 51 . 53 played. Through the phase diagrams 52 . 54 are each in the lead structure 2 reproduced fed periodic electrical signals. In this case, therefore, a periodic electrical signal with the phase position 0 ° and an amplitude of 1 in the unit circle in the electrically conductive structure 2 fed. Depending on the ratio of the extent of the electrically conductive structure 2 for expansion of the measuring sensor 4 couples the fed electrical signal to different degrees in the measuring sensor 4 a resulting in a measurement signal 51 . 53 with different amplitude. In the case of a non-existent input electrical signal is the amplitude of the measurement signal 50 naturally equal to zero.

6 zeigt beispielhaft, wie durch eine falsche Wahl der Phasendifferenz und durch das Einwirken von drei Phasenlagen das Messsignal ausgelöscht werden kann und somit nicht von einer freien Fläche zu unterscheiden ist. Dargestellt ist wiederum jeweils ein Substrat 1 mit elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 bzw. 68, sowie ein auf einem Träger 12 befindlicher Messsensor 4, welcher durch eine Abschirmung 11 umgeben ist. Das Messsignal des Messsensors 4 wird an einen Verstärker 8 weitergegeben. Die in die jeweiligen leitenden Strukturen 2, 3 bzw. 68 eingespeisten periodischen elektrischen Signale werden durch die Phasendiagramme 61, 62 bzw. 64, 65, 66 dargestellt. Die resultierenden Messsignale sind in den Phasendiagrammen 60, 63, 67 wiedergegeben. Im in 6 ersten dargestellten Fall werden zwei periodische elektrische Signale eingespeist, welche eine Phasenverschiebung von genau 180° aufweisen. Befindet sich der Messsensor in entsprechender Lage über den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3, d. h. in einer Lage, in welcher beide Signale gleich stark in den Messsensor 4 einkoppeln, dann löschen sich die beiden um 180° verschobenen Signale effektiv aus. D. h., das resultierende Messsignal ist gleich Null (siehe Phasendiagramm 60). Bei Verwendung von zwei Phasen sollten diese daher eine Phasendifferenz von 90° zueinander haben. In diesem Fall beeinflussen sich diese beiden Signale nicht. Darüber hinaus liefert ein Quadratur-Amplituden-Demodulator (QAM demodulation) bei 90° Phasenunterschied der Signale direkt die jeweiligen Koppelgrößen. 6 shows by way of example how the measurement signal can be canceled out by a wrong choice of the phase difference and by the action of three phase positions and thus can not be distinguished from a free area. In turn, a substrate is shown in each case 1 with electrically conductive structures 2 . 3 respectively. 68 , as well as on a carrier 12 located measuring sensor 4 , which by a shield 11 is surrounded. The measuring signal of the measuring sensor 4 gets to an amplifier 8th passed. The into the respective conductive structures 2 . 3 respectively. 68 fed periodic electrical signals are through the phase diagrams 61 . 62 respectively. 64 . 65 . 66 shown. The resulting measurement signals are in the phase diagrams 60 . 63 . 67 played. Im in 6 In the first case shown, two periodic electrical signals are input which have a phase shift of exactly 180 °. Is the measuring sensor in a corresponding position over the electrically conductive structures 2 . 3 ie in a position in which both signals are equally strong in the measuring sensor 4 then the two signals shifted by 180 ° effectively cancel each other out. That is, the resulting measurement signal is equal to zero (see phase diagram 60 ). When using two phases they should therefore have a phase difference of 90 ° to each other. In this case, these two signals do not influence each other. In addition, a quadrature amplitude demodulator (QAM demodulation) at 90 ° phase difference of the signals directly provides the respective coupling sizes.

Im zweiten dargestellten Fall sind drei leitende Strukturen 2, 3, 68 vorhanden, in die periodische elektrische Signale eingespeist werden, welche jeweils um 120° in der Phase gegeneinander verschoben sind (siehe Phasendiagramme 64, 65, 66). Für den Fall, dass sich der Messsensor 4 in einer Lage relativ zu den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3, 68 befindet, in welcher die drei einkoppelnden Signale gleich stark einkoppeln, löschen sich die um 120° phasenverschobenen Signale aus, resultierend in einem Messsignal gleich Null. Bei der Nutzung von drei Phasen sollten diese jeweils 120° zueinander haben. Somit können zwei Signale immer decodiert werden und haben den größtmöglichen Phasenabstand zueinander. Mehr als zwei Signalkopplungen können über die Phasenmodulation prinzipbedingt nicht unabhängig voneinander decodiert werden. Im Falle der drei Phasen kommt es bei einer Einkopplung von allen drei genanten Phasenlagen zu den oben genannten gegenseitigen Beeinflussungen. Im Falle der 120°- Phasenabstände in Form einer Dämpfung des Signals. Bei gleich stark einkoppelnden Amplituden aller drei Phasenlagen wird das Signal ausgelöscht. D. h. bei der Messung sollte sichergestellt werden, dass nicht mehr als zwei Signale auf einmal nennenswert einkoppeln können. Das kann beispielsweise mit einer entsprechend kleinen Sensorelektrodenfläche des Messsensors 4 erreicht werden, die nur zwei elektrisch leitende Strukturen in der Diagonale bzw. dem Durchmesser misst.In the second case illustrated, there are three conductive structures 2 . 3 . 68 in which periodic electrical signals are fed, which are shifted in phase by 120 ° in phase (see phase diagrams 64 . 65 . 66 ). In the event that the measuring sensor 4 in a position relative to the electrically conductive structures 2 . 3 . 68 is in which the three coupling-in signals couple the same, cancel the signals phase-shifted by 120 °, resulting in a measurement signal equal to zero. When using three phases, they should each have 120 ° to each other. Thus, two signals can always be decoded and have the greatest possible phase separation each other. More than two signal couplings can not be decoded independently of each other via the phase modulation principle. In the case of the three phases, when all three phase positions are coupled in, the above-mentioned mutual influences occur. In the case of 120 ° - phase gaps in the form of attenuation of the signal. If the amplitudes of all three phase positions are equally strong, the signal is canceled out. Ie. During the measurement, it should be ensured that not more than two signals can merge appreciably at a time. This can, for example, with a correspondingly small sensor electrode surface of the measuring sensor 4 be achieved, which measures only two electrically conductive structures in the diagonal or the diameter.

Das Dreieck im Phasendiagramm 63 deutet mögliche Messsignale beim weiteren Verfahren des Messsensors 4 relativ zum Substrat 1 und somit relativ zu den elektrisch leitenden Strukturen 2, 3, 68 an. Im dritten in 6 gezeigten Beispiel befindet sich keine elektrisch leitende Struktur auf dem zu vermessenden Substrat 1, so dass auch ein Messsignal gleich Null (Phasendiagramm 67) resultiert.The triangle in the phase diagram 63 indicates possible measuring signals during further movement of the measuring sensor 4 relative to the substrate 1 and thus relative to the electrically conductive structures 2 . 3 . 68 at. In the third in 6 As shown, there is no electrically conductive structure on the substrate to be measured 1 , so that even a measurement signal is zero (phase diagram 67 ) results.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist somit die gezielte Signalmodulation durch Feldkopplungen mittels einzelner kodierter Leitern. Die Leitungskodierung erfolgt dabei über das Anlegen von definierten Signalen. Darauf aufbauend können die Phasen- und Amplitudenmodulation, sowie auf diese aufbauenden Modulationsarten auf dieses Verfahren adaptiert werden. Der größte Nutzen liegt allerdings in der Umsetzung der oben beschriebenen Phasenmodulationen.The The idea underlying the invention is thus the targeted signal modulation by field couplings using individual coded conductors. The line coding takes place via the creation of defined signals. Building on this, the phase and amplitude modulation, and adapted to this method of modulation based on this method become. The biggest benefit, however, lies in the implementation of the above-described phase modulations.

Die Frequenzmodulation kann im Falle der Phasenmodulation zur Erkennung von Änderungen in den Feldkopplungen (Kantendetektion bei den Substraten) verwendet werden.The Frequency modulation can be used in the case of phase modulation for detection of changes in the field couplings (edge detection at the substrates).

Prinzipiell ist die Anwendung dieses Verfahren nicht auf das Vermessen und die Inspektion von Substraten begrenzt. Es ist ebenso ein Verfahren, das für Messungen über Feldkopplungen, sowohl kapazitiv als auch induktiv, eingesetzt werden kann, bei denen Informationen über die Kopplungsstärke oder die Kopplungsverhältnisse benötigt werden.in principle the application of this method is not to surveying and the Limited inspection of substrates. It is also a procedure that for measurements over field couplings, both capacitive as well as inductive, where information about the coupling strength or the coupling ratios needed.

Die Vorteile, die sich aus der Modulation über die Feldkopplung ergeben sind unter anderem:

– Besseres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR).
– Alle Leitungen sind auf Signalen mit hoher Amplitude.
– Die Phasenmodulation hat eine Bandspreizung zur Folge, wodurch das SNR nochmals verbessert wird.
– Mit einer Messung können mehrere Leitungen erkannt, zugeordnet und in besserer Qualität inspiziert werden.
– Aufgrund des hohen SNRs sind höhere Scangeschwindigkeiten möglich.
– Durch die Phasenmodulation sind alle Signalleitungen gleichermaßen vom Frequenzverhalten des Messobjekts beeinflusst, so dass das Verfahren robust gegen Fehldetektionen ist.
– Bei der Phasenmodulation haben alle Signale die gleiche „Trägerfrequenz”, somit muss nur um eine Frequenz gefiltert werden.
– Mit der Verfahrgeschwindigkeit kann auf die Modulationsbandbreite eingegangen werden, wodurch zwischen Qualität und Geschwindigkeit skaliert werden kann.
– Die Leitungen können auch mit zusätzlichen Signalen beaufschlagt werden, wenn diese im Frequenzbereich nicht in den Modulationsbereich hineinfallen. So können bei LCD-Displays beispielweise durch Beaufschlagen mit einer Gleichspannung die Transistoren dauerhaft ein- bzw. ausgeschaltet werden. Das erlaubt mehr und genauere Inspektionsmöglichkeiten.

The benefits of modulating through field coupling include:

- Better signal-to-noise ratio (SNR).
- All lines are on high amplitude signals.
- The phase modulation results in a band spread, which further improves the SNR.
- With one measurement several lines can be detected, assigned and inspected in better quality.
- Due to the high SNR, higher scanning speeds are possible.
- Due to the phase modulation, all signal lines are equally influenced by the frequency behavior of the DUT, so that the method is robust against misdetections.
- In phase modulation, all signals have the same "carrier frequency", so only one frequency has to be filtered.
- With the travel speed can be discussed on the modulation bandwidth, which can be scaled between quality and speed.
- The lines can also be supplied with additional signals if they do not fall into the modulation range in the frequency range. For example, in the case of LCD displays, the transistors can be permanently switched on or off by applying a direct current voltage. This allows more and more accurate inspection options.

Dieses Verfahren kann bei der Vermessung und Inspektion von elektrisch leitenden Strukturen eingesetzt werden. Beispiele dafür sind: Substrate für LCD/LCD-TFT Fernseher und Monitore, (Photo-)Detektoren, organische Strukturen wie elektronische Zeitungen, gedruckte Schaltungen verschiedenster Art.This Method can be used in the measurement and inspection of electrical conductive structures are used. Examples of this are: substrates for LCD / LCD TFT TVs and monitors, (Photo) detectors, organic structures such as electronic newspapers, printed circuits of various kinds.

Es wird vorteilhafterweise insbesondere bei der qualitativ besseren und schnelleren Inspektion der Leiterbahnen und -flächen auf planaren Oberflächen (z. B. Glas- oder Plastiksubstraten), der Funktionsprüfung einfacher Schaltkreise (schaltet TFT zum Pixel), und anderen ähnlichen Mess- und Inspektionsaufgaben eingesetzt.It is advantageously especially in the better quality and faster inspection of the tracks and surfaces on planar surfaces (eg glass or plastic substrates), the functional test of simple circuits (switches TFT to the pixel), and other similar measuring and inspection tasks used.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung eines Substrats 1 mit elektrisch leitenden Strukturen 2, 3. Um eine solche Messung zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Messsensor 4 und Mittel 5 zur gesteuerten Bewegung des Messsensors 4 relativ zum Substrat 1 aufweist, wobei die Vorrichtung Mittel 6, 7 zur gleichzeitigen Einspeisung mehrerer unterschiedlicher elektrischer Signale in die elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 aufweist, wobei der Messsensor 4 zur Messung von durch die elektrischen Signale erzeugten Feldern mittels Feldkopplung vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung Mittel 8, 9, 10 zur Auswertung der gemessenen Felder und zur Bestimmung von Eigenschaften der elektrisch leitenden Strukturen 2, 3 auf Basis der Auswertung der gemessenen Felder aufweist.The invention thus relates to a method and a device for measuring a substrate 1 with electrically conductive structures 2 . 3 , In order to improve such a measurement, it is proposed that the device be a measuring sensor 4 and means 5 for the controlled movement of the measuring sensor 4 relative to the substrate 1 , wherein the device means 6 . 7 for simultaneously feeding a plurality of different electrical signals in the electrically conductive structures 2 . 3 wherein the measuring sensor 4 is provided for the measurement of fields generated by the electrical signals by means of field coupling, wherein the device means 8th . 9 . 10 to evaluate the measured fields and to determine properties of the electrically conductive structures 2 . 3 based on the evaluation of the measured fields.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005022884 A1 [0002]

Claims

Device for measuring a substrate ( 1 ) with electrically conductive structures ( 2 . 3 ), the device comprising a measuring sensor ( 4 ) and means ( 5 ) for the controlled movement of the measuring sensor ( 4 ) relative to the substrate ( 1 ), the device comprising means ( 6 . 7 ) for simultaneously feeding a plurality of different electrical signals into the electrically conductive structures ( 2 . 3 ), wherein the measuring sensor ( 4 ) is provided for measuring fields generated by the electrical signals by means of field coupling, the device comprising means ( 8th . 9 . 10 ) for evaluating the measured fields and for determining properties of the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) based on the evaluation of the measured fields.

Device according to claim 1, characterized in that the measuring sensor ( 4 ) is provided for measuring electrical fields generated by the electrical signals by means of capacitive field coupling.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 6 . 7 ) for the simultaneous feeding of a plurality of mutually phase-shifted periodic electrical signals into the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 6 . 7 ) for the simultaneous feeding of two by 90 ° and / or of three by 120 ° phase-shifted periodic electrical signals in the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are formed.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that the means ( 6 . 7 ) for feeding an electrical signal into a substrate ( 1 ) are formed, in particular a periodic electrical signal having a frequency which is different from frequencies of the plurality of mutually phase-shifted periodic electrical signals.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring sensor ( 4 ) is designed for the simultaneous measurement of fields generated by a maximum of two electrical signals by means of field coupling.

Method for measuring a substrate ( 1 ) with electrically conductive structures ( 2 . 3 ), in which a measuring sensor ( 4 ) relative to the substrate ( 1 ) is moved in which a plurality of different electrical signals in the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are fed simultaneously at which the measuring sensor ( 4 ) measures fields generated by the electrical signals by means of field coupling and in which the measured fields are evaluated and properties of the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are determined on the basis of the evaluation of the measured fields.

A method according to claim 7, characterized in that a plurality of mutually phase-shifted periodic electrical signals in the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are fed simultaneously.

Method according to Claim 7 or 8, characterized in that two periodic electrical signals which are phase-shifted by 90 ° and / or three by 120 ° in each case into the electrically conductive structures ( 2 . 3 ) are fed simultaneously.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that an electrical signal in a pad of the substrate ( 1 ), in particular a periodic electrical signal having a frequency which is different from frequencies of the plurality of phase-shifted periodic electrical signals phase-shifted relative to one another.