JPH01199172A - 電子ビームによる導通検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビームによる導通検査方法、特に。

セラば、り多層基板、プリント基板等に形成された微細
、高密度な回路パターンの断線及び短絡を検査するに適
する電子ビームによる導通検査方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術としては１例えば特公昭６２−１０５４３７
号公報に示されている電子ビームによる導通検査方法が
ある。

従来の４子ビームによる導通検査方法は真空室内の配線
基板に形成されている回路パターンの端子間導通状態を
端子位置に電子ビームを照射して発生する２次電子量か
ら検出する方法において。

本来の配線接続関係とその端子位置情報に従って電子ビ
ームが特定の端子位置を照射するように制御する手段と
、前記成子ビーム照射を高い加速・電圧で行なってビー
ム照射位置に電子を印加する印加手段と、成子ビーム照
射を低い加速電圧で行なって発生する２次電子量から帯
電の廟無を検出する検出手段とを含んで構成される。

次に従来の電子ビームによる導通検査方法について図面
を参照して詳細に説明する。

第４図は従来の電子ビームによる導通検査方法の一例を
示すブロック図である。

真空容器１の中の試料台２の上に被検査基板３が載置さ
れている。真壁容器１１Ｃは、電子銃４゜電子レンズ５
．静電偏向器６＃２次電子検出器７゜引込み電極８が収
納されている。また、９は加速電圧制御回路、１０は電
子レンズ制御回路、１１は偏向制御回路、１２は２次・
成子電流を計測する１！流計測回路、１３は配線基板の
設計情報を記憶し、システム全体を制御するコンビエー
タであ４第５図は被検査基板３の一例としてのセラぐ。

り多層基板の断面図である。

セラミック基板はアルミナ等の絶縁材料１７の中を銅、
タングステンなどの配線材料１８によシ。

基板上面のパッド１９相互間あるいはパッド１９と基板
下面のコネクタピン２０との間、すなわちパッド間、パ
、ドーコネクタビン間が接続されているわｆ造のもので
ある。

第６図は電子ビーム照射の際の電子ビーム加速電圧と、
発生する２次電子量との関係を示すグラフである。

縦軸は２次電子放出効率であシ、横軸に示す閤い加速’
４圧Ｃで電子ビームを照射すると、２次電　。

子の放出効率Ｖｉｌよシ小さい。すなわち、照射′電子
ビームによ多試料に加えられる電子量よシも放出される
２次電子の量の方が小さく、［子は試料に蓄積され試料
は負に帯電する。加速電圧Ｃは試料の材料に依存し通常
５〜３０ＫＶの範囲であム一方、低い加速電圧Ａで電子
ビームを照射゛ｒると、２次電子の発生効率はｉｔは１
となる。′Ｉｉ″なわち、照射電子ビームによ多試料に
加えられる電子の量と、その結果試料から放出される２
次電子の量がほぼ同じでめシ、に科に電子が蓄積される
ことがなく、試料は帯電しない。通常加速′１圧Ａは０
．５〜２ＫＶの範囲である。

さらに、試料電荷と２次電子量との間には第７図に示す
関係がある。すなわち、試料に電子が蓄積されているほ
ど多くの２次電子が発生するｅつまシ、試料が負に帯電
していると第４図の２次電子検出器７で検出される電子
量が多くなる。

以上の特性を利用することにより、第６図の加速電圧Ｃ
で被検査基板３の特定パッドにビームを照射すれば、そ
のパッドおよびこれに接続しているパッドに電子が印加
（頁に帯電）される。また加速電圧Ｎで被検査基板３の
特定パッドにビームを照射し、その時発生する２次電子
量を検出すれば、検出電子量の大小によりそのパッドが
帯電しているか、いないかを知ることができる。

これを用いて１例えば＠８図に模式図として示しだ１つ
のネット（パッドとパッドあるいはコネクタビンが一連
に接続された１つの回路パターン）において、パッドａ
ｏとパッドａｌに導通があるか否かは、ａ６１ｃ１１（
子を印加し、ａｌで帯電があるか否かを検出することで
判定できることになる。

パッドａ（１とａｌが本来導通していなければならない
こと、すなわち同一ネットに属していること、およびａ
ｏとａｌの基板３上での座標位置は設計情報としてコン
ピュータ１３にあらかじめ記憶されている。

この設計情報を用い、ビームがａｌ）を照射するように
偏向器６０条件を設定し、高い加速電圧Ｃで電子銃４よ
りビームを照射し１次にａｌを照射するように偏向器６
０条件を設定して低い加速・電圧Ａで電子銃４よシピー
ムを照射し１発生する２次・電子を引込み電極８により
２次゛成子検出器７に集め、検出電流ｔ−電流計測回路
１２によって計測し、コンピュータ１３に入力する。

コンピュータ１３は検出された２次電子食があらかじめ
設定されたしきい値よυ大きいか否かを比較し、大きけ
ればａ６とａｌは導通していると判断し、小さけれはａ
６と３１は断線していると判断する。

また、パッドａｏ　＃　ａｌ以外のパッドに対して高い
加速電圧Ｃでビームを照射した後に、パッドａ、）およ
びパッドａｌに対して低い加速′電圧Ａでビームを照射
し帯電の均熱を検出することにより。

パッドａ（１およびａｌの属するネットと他のネ。

トに短絡があるか否かを検査することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の電子ビームによる導通検査方法は回路パ
ターンの断線、短絡の判定を１つのネットに属する１つ
のパッドに高い加速電圧で電子ビームを照射することに
よって前記ネットを負に帯電させ１次に同一のネットに
属する他のパッドに低い加速電圧で電子ビームを照射し
、その時放出される２次′１子の童を検出することによ
って、そのパッドの帯電の有無を判定し断線、短絡の検
査を行なう方式であるため、２次−子を集め、＆Ｉ出す
るための引込み電極及び２次電子検出器を必要としてい
た。

２次′１子検出器は例えばシンチレータと光成子増倍管
とからなシ、また引込み電極にはそのための電源が必要
てあシ、高価である上に、特に被検査基板が大きい場合
、電子ビームを照射する位置によって、検出される２次
・成子量にバラつきが発生し、正確な検査が不可能とな
る。

また前記位置による２次′成子量のバラつきを避けるた
めには、被検査基板を物理的に移動させるためのＸＹス
テージなどの機構が必要であるという欠点があった。

また、１つのネットと他のネットとの短絡の有無を検査
するためには、１つのネットに高い加速電圧で１子ビー
ムを照射してそのネットを帯電させた後に他のすべての
ネットに対し順次低い加速電圧で電子ビームを照射して
帯電の有無を検出すため、被検査基板のネットの数が非
常に多い場合には、前記短絡の検出ができなくなるとい
う欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電子ビームによる導通検査方法は、真空室内の
配線基板に形成されている回路パターンの導通および、
他の回路パターンとの短絡の有無を１回路パターンの１
端に′１子ビームを照射することによ）検査する方法に
おいて１本来の配線接続関係とその端子位置情報により
ｍ子ビームが特定の端子位置を照射するように制御する
手段と。

配線基板の外部に設けられ回路パターンとの間に静電容
量を有する導通板と、高い加速電圧と低い加速電圧を交
互に切換える加速電圧制御手段と、回路パターンと前記
導通板との間の静電容量を通りて流れる電流を検出し計
測する電流計測手段とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に１本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すプロ、り図である。

第１図に示す電子ビームによる導通検査方法は。

真空容器ｌと、被検査基板３を載置するための試料台２
と被検査基板３上の特定のパッドに電子ビームを照射す
るだめの電子銃４ｍ’ａｔ子レンズ５゜静電偏向器６と
、電子銃４に接続され電子ビームの加速電圧を制御する
加速電圧制御回路９と、電子ビームの焦点を被検査基板
上に合わせるために電子レンズ５に接続された電子レン
ズ制御回路１０と、基板上の特定の座標位置へ電子ビー
ムを照射するためにビームに偏向を加える静電偏向器６
に接続された偏向制御回路１１と被検査基板３に平行に
位置するように基板外に設けられた導電板１５と、基板
上の１つのネットに照射された電子ビームによる電子が
、前記ネットと前記導電板１５の間に形成されている静
電容量を通って流れる電流を検出し、計測するために導
電板１５に接続された［流計測回路１６と、前記加速電
圧制御回路９゜・シ子しンズ制御回路１０．偏向制御回
路１１．電流計測回路１６に接続され、あらかじめ記憶
している被検査基板３の設計情報に基づいて装置全体を
制御するコンピュータ１３とを含んで構成される。

従来の技術で説明したように、第３図の２次電子放出効
率特性において、高い加速電圧Ｃで′成子ビームを照射
すると照射成子ビームによシ試料に加えられる成子量よ
シも放出される２次・成子の量の方が小さく、ｔ！Ｌ子
は試料に蓄積され、試料は負に帯電し、また低い加速電
圧入で電子ビームを照射すると照射電子ビームによシ試
料に加えられる電子量と、その結果試料から放出される
２次電子の量がほぼ同じであシ、試料は帯電しない。こ
こで、第３図中加速電圧Ｂで電子ビームを照射すると、
２次電子放出効率は１よシ大きい、すなわち照射電子ビ
ームによシ試料に加えられる電子量よ）も放出される２
次電子の量の方が大きくなるため、試料は正に帯電する
。

以上の特性を利用することによυ、被検査基板３上の特
定のパッドに電子ビームを照射するときに、加速電圧Ｂ
と加速電圧Ｃを交互に切換えることによって、試料に対
して第４図に示すような交番電流を流すことができる。

すなわち第４図において１時間ｔ１で加速′−圧ＣＫて
試料に対し電子ビーム管照射し１時間１．で加速電圧Ｂ
に切換え。

これを時間ｔ３以降繰返す。

このような交番電流となるように電子ビームを照射した
場合、第１図に示した本発明の電子ビームによる導通検
査方法を実現する一実施例装置の・＃を気的等価回路を
第５図に示す。

交Ｒ，電源２１は・１子ビームの加速電圧を供給する電
源であシ、系の抵抗２２は電子銃の１子放出効率及び試
料の２次′祇子放出特性等に起因する系全体の抵抗であ
り、コンデンサ２３は検査しようとする基板上のネット
と導電板の間に形ＩＲされる静電容量Ｃであり、コンデ
ンサの１端２４がネットに相当し、コンデンサの１端２
５が導電板に相当する。また電流計測回路１６は第１図
における電流計測回路１６そのものである。

ここで２電流計測回路１６により検出される交番電流の
位相はコンデンサＣにより、゛電源電圧の位相よシ遅れ
ている。位相遅れの時間ｔはコンデンｔＣの大きさに依
存する。

一万、コンデンサＣの静電容量は被検査基板上の電子ビ
ームを照射しているネットの面積に比例し、そのネット
と導電板１５の間の距離に反比例する。従って、１つの
ネットと導電板間の静電容量Ｃは、ネット内に断線があ
る場合、そのネットに為する１つのパッドから見た場合
、本来の静電容量よシも小さくなり、また１つのネット
が他のネットに短絡している場合は逆に本来の静電容量
よシも大きくなる。

以上の特性を利用することにより、コンピュータ１３が
あらかじめ記憶している被検査基板の設計情報に基づき
、基板上の特定のパッドに交番電流を生じる電子ビーム
を照射し、その時に導電板１５を通って電流計側口１８
１６で検出される電流の加速電圧に対する位相遅れから
予測できるネ。

トと導電板間の静電容量と、基板設計情報から得られる
本来の静電容量とを比較することにより。

そのネットの短絡・断線の有無を判定することができる
。

〔発明の効果〕

本発明の電子ビームによる導通検査方法は、被検査基板
の外部に導電板を設け、基板上のネットと前記導電板と
の間に静電容量を形成させ、ネ。

トに属する１つのパッドに対して加速電圧を交互に切換
えた電子ビームを照射し、導電板から検出される交番電
流の位相遅れを測定することによって得られる静電容量
値を基板設計情報に基づく本来の静電容量値と比較する
ことにより、ネットの断線、短絡の有無を判定できるの
で、放出２次電子を検出する必要がなく、従って２次電
子引込み電極およびそのための電源、２次電子検出器が
不必要であるため、装置が単純化され安価に構築でき、
また、蓄積電荷が時間と共に消失することによる問題も
なくなシ、更に、被検査基板上の断線。

短絡が１回の計測で判別できるため、検査時間が短かい
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
交番電流を示す波形図、５ｇ３図は等価回路図１ｗ、４
図は従来の一例を示すブロック図、第一５図は被検査基
板の一例を示す断面図、第６図は２次電子放出効率を示
す特性囚、第７図は試料電荷と２次電子量の関係を示す
特性図、第８図はネ、トとパッドを示す模式図である。 ｌ・・・・・・真空容器、２・・・・・・試料台、３・
・・・・・被検査基板、４・・・・・・電子銃、５・・
・・・・電子レンズ、６・・・・・・静電偏向器、７・
・・・・・２次寛子検出器、８・・・・・・引込み電極
、９・・・・・・加速電圧制御回路、ｌＯ・・・・・・
電子レンズ制御回路、１１・・・・・・偏向制御回路、
１２・・・・・・′電流計測回路、１３・・・・・・コ
ンピュータ、１４・・・・・・電子ビーム、１５・・・
・・・導電板、１６・・・・・・電流計測回路、１７・
・・・・・絶縁材料、１８・・・・・・配線材料。 １９・・・・・・パッド、２０・・・・・・コネクタビ
ン、２１・・・・・・交流電源、２２・・・・・・系の
抵抗、２３・・・・・・コンデンサ、２４．２５・・・
・・・コンデンサの１端。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 芽　１　　厘 第　２１！Ｔ ＄　３　凹 ＄４１！！Ａ ｖ；ｔ　　ｍ 試鼾電青 茅　７Ｅ！Ｉ ＄　８　菌

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　真空室内の配線基板に形成されている回路パターンの
   導通および他の回路パターンとの短絡の有無を、回路パ
   ターンの１端に電子ビームを照射することにより検査す
   る方法において、本来の配線接続関係とその端子位置情
   報により電子ビームが特定の端子位置を照射するように
   制御する手段と、配線基板の外部に設けられ回路パター
   ンとの間に静電容量を有する導電板と、高い加速電圧と
   低い加速電圧を交互に切換える加速電圧制御手段と、回
   路パターンと前記導通板との間の静電容量を通って流れ
   る電流を検出し計測する電流計測手段とを含むことを特
   徴とする電子ビームによる導通検査方法。