JPH02174138A - 電子ビームを用いた基板検査装置 - Google Patents

電子ビームを用いた基板検査装置

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JPH02174138A
JPH02174138A JP63330363A JP33036388A JPH02174138A JP H02174138 A JPH02174138 A JP H02174138A JP 63330363 A JP63330363 A JP 63330363A JP 33036388 A JP33036388 A JP 33036388A JP H02174138 A JPH02174138 A JP H02174138A
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JP
Japan
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electron
electron beam
signal
detector
substrate
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JP63330363A
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English (en)
Inventor
Akio Ukita
明生 浮田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH02174138A publication Critical patent/JPH02174138A/ja
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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を用いた基板検査装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の技術としては、例えば、特公昭62−39942
号公報に示されているような、接続導体間の短絡を検出
する技術がある。
次に従来の電子ビームを用いた基板検査装置について図
面を参照して詳細に説明する。
第7図は従来の電子ビームを用いた基板検査装置の一例
を示すブロック図である。
第7図に示す電子ビームを用いた基板検査装置は、真空
槽1と、集束された電子ビーム16を発生す電子光学鏡
筒2と、電子光学鏡筒2の制御部12と、被検査基板3
を真空槽1内でX−Y方向に移動するテーブル10と、
テーブル10の制御部15と、被検査基板3の上面全体
にわたって均一に照射される電子ビームを発生する電子
銃22と、被検査基板3の下面全体にわたって均一に照
射される電子ビームを発生する電子銃23と、被検査基
板3に電子ビームをあてたときに発生する2次電子を検
出する2次電子検出器5と、2次電子検出器5の信号を
処理する信号処理部1jと全体を制御する制御部6とを
含んで構成される。
第8図は被検査基板3の詳細を示す断面図である。
セラミックス基板18の内部に、金属の配線材料1つに
より、配線パターンを形成し、上面の端子(以下パッド
という)およびコンタクトビン20の相互接続された構
造となっている。
次に、検査手順を説明する。
被検査基板3の下面のコンタクトビン20と上面のパッ
ドA、B、Cとの接続を検査する場合について述べる。
電子銃23により、被検査基板3の下面に電子ビームを
照射する。すると、コンタクトビン20は電子を注入さ
れるので、コンタクトビン20に接続される配線パター
ンが負に帯電する。
次に、電子ビーム16を偏向し、特定のパッドに電子を
照射する。このとき、パッドがコンタクトビン20と接
続しているときは、パッドは負に帯電しているので、強
い2次電子信号が2次電子検出器5に現われる。
一方、パッドがコンタクトビン20と接続していないと
きは、パッドは負に帯電していないので、強い2次電子
信号は発生しない。
そこで、上面のパッド群に順次電子ビーム16を偏向し
、得られた2次電子検出信号が強いが否かと、あらかじ
めシステム制御部6に記憶した20とパッドとの接続情
報を比較することにより、コンタクトビン20とパッド
の接続が正しく行なわれているかを検査する。
パッド相互の導通検査をするときは、まず電子銃22に
より被検査基板3の上面に電子ビームを照射する。続い
て電子銃22の電子ビームを切り、電子ビーム16をあ
らがしめシステム制御部6に記憶した順序でパッドに偏
向する。
電子ビーム16の加速電圧は、入射電流に比べて放出電
流が大きくなる条件に設定されているので、パッドに電
子が帯電しているときは、電子ビム16の照射により、
強い2次電子検出信号が得られるとともに、帯電電荷が
減少し無くなる。
そこで、例えば第8図の配線パターンD゛のパッドAと
パッドB、Cの接続状態を検査するときには、まずパッ
ドAに電子ビーム16を照射する。
すると、配線パターンDにおける電子銃22による電子
の帯電は無くなる。
続いて、パッドBに電子ビーム16を照射すると、パッ
ドAとパッドBが接続しているときは、すでにパッドB
の帯電がないので、強い2次電子検出信号は得られない
。パッドAとパッドBが断線しているときは、パッドB
の帯電がなくなっていないので、強い2次電子検出信号
は得られる。
そこで、あらかじめ、システム制御部6に記憶した適当
な順序により、パッドに電子ビーム16を偏向すること
により、パッド相互の導通検査をする。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の電子ビームを用いた基板検査装置は、読
み出しビームのパッドへの照射回数が、最低でパッドと
同数であり、パターン同志の短絡不良がある場合、その
位置を決定するには、再度書き込みの後、適当な順序で
読み出しビームの再照射を行なう必要がある。上記読み
出しビームの再照射回数は、不良数に依存する。したが
って、生産現場で基板の不良解析を行なう場合、基板毎
に検査時間が異なるため、大量に検査する場合、計画が
立てに<<、検査時間が冗長になるという欠点があった
また、短絡試験をする場合、一つのパターンに接続する
すべてのパッドを順次読み出すが、基板が大きくパッド
が離れている場合、読み出しビムの偏向範囲に入りきら
ず、基板の機械的な移動が必要になる。したがって、基
板が大型になると機械的な移動回数が多くなり、その移
動速度は電子ビームの偏向に比較して著しく遅いので、
高速な試験が妨げられるという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の電子ビームを用いた基板検査装置は、(A)被
検査基板を収容する真空槽、 (B)前記真空槽に取付けられ、前記被検査基板上に偏
向、照射される電子ビームを発生する電子光学鏡筒、 (C)前記電子ビームの照射により発生する2次電子を
検出し、検出信号を出力する2次電子検出器、 (D)前記検出信号を処理し、処理信号を出力する信号
処理部、 (E)前記真空槽内の前記被検査基板に隣接して平行に
設置される導体板、 (F)前記真空槽内に設置され、前記被検査基板上の配
線パターンの帯電状態を制御する制御電極、 (G)前記処理信号にもとづいて、前記導体板に発振制
御信号を供給する発振制御部、 (H)前記被検査基板の前記真空槽内での位置を決める
位置決め部、 (1)前記処理信号の周波数を検出し、周波数信号を出
力する周波数検出部、 (J)前記電子光学鏡筒、信号処理部1位置決め部を制
御し、前記周波数信号にもとづいて、前記配線パターン
の導通、断線、および絶縁状態を判定するシステム制御
部、 とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図に示す電子ビームを用いた基板検査装置は、 (A)被検査基板3を収容する真空M1、(B)真空槽
1に取付けられ、被検査基板3上に偏向、照射される電
子ビーム16を発生する電子光学鏡筒2、 (C)電子ビーム16の照射により発生する2次電子を
検出し、検出信号aを出力する2次電子検出器5、 (D)検出信号aを処理し、処理信号すを出力する信号
処理部13、 (E)真空槽1内の被検査基板3に隣接して平行に設置
される金属板4、 (F)真空槽1内に設置され、被検査基板3上の配線パ
ターンの帯電状態を制御するグリッド11、 (G)処理信号すにもとづいて、金属板4に発振制御信
号Cを供給する発振制御部7、 (If)被検査基板3の真空槽1内での位置を決めるテ
ーブル制御部15、 (1)処理信号Cの周波数を検出し、周波数信号dを出
力する周波数検出部14、 (J)電子光学鏡筒2.信号処理部13.テーブル制御
部15を制御し、周波数信号dにもとづいて、前記配線
パターンの導通、断線、および絶縁状態を判定するシス
テム制御部6、 とを含んで構成される。
次に、測定の原理を示す。
一般に入射した電子ビームに対して発生する2次電子の
量は、加速電圧の関数であり、低加速電圧(数kV以下
)における加速電圧と2次電子放射率との関係は、第2
図に示される。
グリッド11に適当な電圧を印加すると、発生した2次
電子のうち一部がグリッド11に補足される。この関係
を示したのが第3図である。
第3図の領域dで示した補集効率1の領域は、発生した
2次電子をすべて補集することを表わし、領域eは発生
した2次電子のすべてがグリッド11に補集されず、一
部が配線パターンに追い戻され、配線パターンに電子が
帯電することを表わす。
したがって、グリッド11により追い戻されて帯電する
効果も含めた2次電子放出率は、第2図と第3図との重
ね合わせの第4図となる。
電子ビーム16を配線パターンに照射しつづけると、電
子ビーム16の加速電圧を第4図のf点の付近に取れば
、配線パターンは正または負に帯電して平衡状態になる
平衡状態で金属板4に正の電圧を加えると、配線パター
ンには、配線パターンと金属板4との間の静電容量(以
下パターン容量という)を介して正の電圧が表われる。
すると、実効的に加速電圧が大きくなったように見える
ので、2次電子放出率が小さくな番。すると、配線パタ
ーンに電子が追い戻されるので電子が蓄積し、パターン
容量に負電圧が発生する。
この負電圧と金属板4に加えた正電圧が釣り合ったとこ
ろで平衡状態が回復する。
逆に、平衡状態で金属板4に負電圧を加えると、配線パ
ターンには負電圧が現われるので、2次電子放出率が1
より大きくなり、配線パターンに正電圧が発生して平衡
状態を回復する。
ここで、2次電子検出器5の引出し電界を適当に設定す
ると、グリッド11に補集される2次電子の一部を一定
の割合で2次電子検出器5に取り込むことができる。2
次電子検出器5の検出信号aはグリッド11に補集され
る2次電子量に比例しており、グリッド11に補集され
る2次電子量は配線パターンの電圧を反映している。
従って、2次電子検出器5の出力を発振制御部7を介し
て金属板4に接続すると、2次電子検出器5の出力→発
振制御部7→パターン容量→2次電子検出器5という電
気的ループが形成でき、パターン容量を反映した発振周
波数で発振を起すことができる。
この発振周波数を測定することにより、バタン容量を計
算でき、このパターン容量から配線パターンの導通、断
線状態を判定できる。
第5図は発振制御部7の詳細回路図、第6図はその等価
回路図である。
2つは電子ビーム16の電流量と、第4図の点fで示し
た特性の傾きにより決まる等測的な抵抗、28はパター
ン容量である。
発振周波数は25.26の抵抗値および26゜28の静
電容量の積で決まり、パターン容量28以外は既知であ
るから、パターン容量28が計算できる。
以下にパターン容量28により、導通、断線状態を判定
する方法を述べる。
配線パターンが途中で断線している場合は、電子ビーム
16を照射しているパッドに接続している配線の長さが
短かくなるので、パターン容量28は正常な場合に比べ
て小さくなる。
配線パターンが他の配線パターンと短緒している場合は
、電子ビーム16が照射しているパッドに接続している
配線の長さが長くなるので、パターン容量28は正常な
場合に比べて大きくなる。
正常な場合のパターン容量28は、正常に配線パターン
の寸法からあらかじめ計算し、システム制御部6に記憶
しておき、上述の方法で測定した値と比較することによ
り、配線パターンの良否を判定する。
なお、本実施例では配線パターンと金属板4との間の静
電容量をパターン容量28として利用しているが、パタ
ーン容量としては配線パターンの寸法を反映していれば
良いのであって、たとえば金属板4の代りに、基板中の
GNDパターンあるいは電源パターンといった面積の大
きいパターンにコイルを接続し、配線パターンと上記面
積の大きいパターンの間の静電容量をパターン容量とし
ても良い。
また、本実施例では2次電子検出器5とグリッドを分割
しているが、これを一体化し、グリッドあるいは2次電
子検出器を省略できる。
〔発明の効果〕
本発明の電子ビームを用いた基板検査装置は、検査計画
が立て易く冗長な検査時間をなくすことができるという
効果がある。
本発明の電子ビームを用いた基板検査装置は、高速試験
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
2次電子放出率の関係を示すグラフ、第3図は2次電子
補集効率の関係を示すグラフ、第4図は電子ビームの加
速電圧と実効的な2次電子放出率との関係を示すグラフ
、第5図は第1図に示す発振制御部の詳細回路図、第6
図は第6図の発振制御部の等価回路図、第7図は従来の
一例を示すブロック図、第8図は被検査基板の断面図で
ある。 1・・・・・・真空槽、2・・・・・・電子光学鏡筒、
3・・・・・・被検査基板、4・・・・・・金属板、5
・・・・・・2次電子検出器、6・・・・・・システム
制御部、7・・・・・・発振制御部、9・・・・・・電
源、10・・・・・・X−Yテーブル、11・・・・・
・グリッド、12・・・・・・電子ビーム制御部、13
・・・・・・信号処理部、14・・・・・・周波数検出
部、15・・・・・・テーブル制御部、16・・・・・
・電子ビーム、17・・・・・・パッド、1つ・・・・
・・配線材料、20・・・・・・コンタクトピン、22
.23・・・・・・電子銃、24・・・・・・集束、偏
向系、25・・・・・・抵抗器、26・・・・・・コン
デンサ、27・・・・・・電圧増幅器、28・・・・・
・パターン容量、29・・・・・・電子ビームの等価抵
抗、 a・・・・・・2次電子放出率が1より大きい領域、b
・・・・・・2次電子放出率が1となる点、C・・・・
・・2次電子放出率が1より小さい領域、d・・・・・
・2次電子補集率が1の領域、e・・・・・2次電子補
集率が1より小さい領域、f・・・・・・実効的な2次
電子補集率が1となる点。 代理人 弁理士  内 原  晋 箭8図 第1図 第2図 電(ビームのガlぎ電圧 菊3図 第 図 箭 汐 図 ’?ND 第 乙図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (A)被検査基板を収容する真空槽、 (B)前記真空槽に取付けられ、前記被検査基板上に偏
    向、照射される電子ビームを発生する電子光学鏡筒、 (C)前記電子ビームの照射により発生する2次電子を
    検出し、検出信号を出力する2次電子検出器、 (D)前記検出信号を処理し、処理信号を出力する信号
    処理部、 (E)前記真空槽内の前記被検査基板に隣接して平行に
    設置される導体板、 (F)前記真空槽内に設置され、前記被検査基板上の配
    線パターンの帯電状態を制御する制御電極、 (G)前記処理信号にもとづいて、前記導体板に発振制
    御信号を供給する発振制御部、 (H)前記被検査基板の前記真空槽内での位置を決める
    位置決め部、 (I)前記処理信号の周波数を検出し、周波数信号を出
    力する周波数検出部、 (J)前記電子光学鏡筒、信号処理部、位置決め部を制
    御し、前記周波数信号にもとづいて、前記配線パターン
    の導通、断線、および絶縁状態を判定するシステム制御
    部、 とを含むことを特徴とする電子ビームを用いた基板検査
    装置。
JP63330363A 1988-12-26 1988-12-26 電子ビームを用いた基板検査装置 Pending JPH02174138A (ja)

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JP (1) JPH02174138A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337004A (en) * 1991-07-24 1994-08-09 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. System for inspecting electrically conductive patterns such as antenna patterns on window glass
US6204075B1 (en) 1998-05-15 2001-03-20 Nec Corporation Method of detecting defects in a wiring process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337004A (en) * 1991-07-24 1994-08-09 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. System for inspecting electrically conductive patterns such as antenna patterns on window glass
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