JPS63262573A - 導通ネツトワークの検査方法 - Google Patents
導通ネツトワークの検査方法Info
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- JPS63262573A JPS63262573A JP63085554A JP8555488A JPS63262573A JP S63262573 A JPS63262573 A JP S63262573A JP 63085554 A JP63085554 A JP 63085554A JP 8555488 A JP8555488 A JP 8555488A JP S63262573 A JPS63262573 A JP S63262573A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/305—Contactless testing using electron beams
- G01R31/306—Contactless testing using electron beams of printed or hybrid circuits
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。
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〕
この発明は、導通ネットワークの第1の点の電荷状態が
第1の粒子ビームにより変更され、第1または第2の粒
子ビームが導通ネットワークの第2の点に向けられ、ま
た第2の点の電荷状態がこの点で放出される二次粒子の
検知により走査される導通ネットワークの検査方法に関
するものである。
第1の粒子ビームにより変更され、第1または第2の粒
子ビームが導通ネットワークの第2の点に向けられ、ま
た第2の点の電荷状態がこの点で放出される二次粒子の
検知により走査される導通ネットワークの検査方法に関
するものである。
このような方法はエム、ブルンナー(M、Brunne
r)著“ダイナミック単−eビーム短絡/開放検査技術
”走査電子顕微鏡(Scanning Electro
n Microscopy) / 1985/111、
第991〜999頁から、 公知である。導通ネットワ
ークを充電するため、またネットワークジオメトリおよ
び存在する短絡または中断に相応して接触点に生ずる電
位を走査するため、−次エネルギーを測定中に一定に保
たれる電子ビームが使用される。
r)著“ダイナミック単−eビーム短絡/開放検査技術
”走査電子顕微鏡(Scanning Electro
n Microscopy) / 1985/111、
第991〜999頁から、 公知である。導通ネットワ
ークを充電するため、またネットワークジオメトリおよ
び存在する短絡または中断に相応して接触点に生ずる電
位を走査するため、−次エネルギーを測定中に一定に保
たれる電子ビームが使用される。
複数の電子ビームを使用して配線モジュールの短絡およ
び中断を無接触で検査するための方法は米国特許第44
17203号明細書から公知である。
び中断を無接触で検査するための方法は米国特許第44
17203号明細書から公知である。
しかしながら前記の方法は、電子ビームによりもたらさ
れる電荷が全測定過程の間にネットワーク内に記憶され
た状態にとどまるときにのみ誤差なしに応用可能である
。すべてのプリント配線板および配線モジュールが約1
0′2Ω以上の十分に高い絶縁抵抗を有してはいないの
で、ネットワークの部分は、この範囲内で測定される二
次電子信号が、実際に存在しない中断が存在すると見せ
掛けるほどに放電され得る。
れる電荷が全測定過程の間にネットワーク内に記憶され
た状態にとどまるときにのみ誤差なしに応用可能である
。すべてのプリント配線板および配線モジュールが約1
0′2Ω以上の十分に高い絶縁抵抗を有してはいないの
で、ネットワークの部分は、この範囲内で測定される二
次電子信号が、実際に存在しない中断が存在すると見せ
掛けるほどに放電され得る。
本発明の課題は、冒頭に記載した種類の方法を、各放電
過程が補償されるように構成することである。特に、充
電ビームにより発生される電位がより高いレベルで安定
化されるように補償が行われなければならない。
過程が補償されるように構成することである。特に、充
電ビームにより発生される電位がより高いレベルで安定
化されるように補償が行われなければならない。
この課題は、本発明によれば、少なくとも第1または第
2の粒子ビームで照射される導通ネットワークの点が、
導通ネットワークのなかに生ずる電荷損失が補償される
ように粒子エネルギーを選定されている第3の粒子ビー
ムで照射されることにより解決される。
2の粒子ビームで照射される導通ネットワークの点が、
導通ネットワークのなかに生ずる電荷損失が補償される
ように粒子エネルギーを選定されている第3の粒子ビー
ムで照射されることにより解決される。
本発明の有利な実施態様は請求項2ないし6にあげられ
ている。
ている。
本発明により得られる利点は特に、低い絶縁抵抗を有す
るプリント配線板および配線モジュールが誤差なしに短
絡および中断を検査され得ることである。
るプリント配線板および配線モジュールが誤差なしに短
絡および中断を検査され得ることである。
以下、図面により本発明による方法を説明する。
導通しない試料の表面に向けられる電子ビームのエネル
ギーの適当な選択により、試料上に生ずる一次粒子の粒
子流がそれから出発する後方散乱および二次粒子の粒子
流により補償されないようにすることができる。この場
合、充電過程にとって重要なことは、通常放出される電
子の収率σと呼ばれる入射−次電子あたり放出される後
方散乱および二次粒子の平均数(以下では短縮して電子
収率と呼ぶ)であり、そのエネルギー関係は第1図に示
されている。電子収率σは最小値を通過後に電子エネル
ギーEと共に増大し、一般に最大値に達した後それより
も高いエネルギーEでは徐々に再び低下する。一般にσ
(El)=σ(E2)=1となる第1図中にE、および
E2で示されている2つのエネルギー値が存在する。こ
れらのエネルギーに加速された電子ビームは試料の電荷
状態を変更しない。なぜならば、衝突する一次電子が平
均的にちょうど1つの電子を放出するからである。従っ
て、ElまたはE、は中性点エネルギーと呼ばれ、その
際にElは約Q、 5 k e V以下のエネルギー範
囲内にあり、またE2は少数の例外を除いて約0.5
k e Vと約4keVとの間のエネルギー範囲内にあ
る。中性点エネルギーE、またはE2と一致しないエネ
ルギーを有する電子で試料を照射すると、導通していな
い試料範囲は、平衡状態に達するまで、徐々に正(E
+ < E p!<E2、σ〉1)にまたは負(Eri
>E2 、EPE<E+、σ〉1)に充電して、平衡状
態に到達する。
ギーの適当な選択により、試料上に生ずる一次粒子の粒
子流がそれから出発する後方散乱および二次粒子の粒子
流により補償されないようにすることができる。この場
合、充電過程にとって重要なことは、通常放出される電
子の収率σと呼ばれる入射−次電子あたり放出される後
方散乱および二次粒子の平均数(以下では短縮して電子
収率と呼ぶ)であり、そのエネルギー関係は第1図に示
されている。電子収率σは最小値を通過後に電子エネル
ギーEと共に増大し、一般に最大値に達した後それより
も高いエネルギーEでは徐々に再び低下する。一般にσ
(El)=σ(E2)=1となる第1図中にE、および
E2で示されている2つのエネルギー値が存在する。こ
れらのエネルギーに加速された電子ビームは試料の電荷
状態を変更しない。なぜならば、衝突する一次電子が平
均的にちょうど1つの電子を放出するからである。従っ
て、ElまたはE、は中性点エネルギーと呼ばれ、その
際にElは約Q、 5 k e V以下のエネルギー範
囲内にあり、またE2は少数の例外を除いて約0.5
k e Vと約4keVとの間のエネルギー範囲内にあ
る。中性点エネルギーE、またはE2と一致しないエネ
ルギーを有する電子で試料を照射すると、導通していな
い試料範囲は、平衡状態に達するまで、徐々に正(E
+ < E p!<E2、σ〉1)にまたは負(Eri
>E2 、EPE<E+、σ〉1)に充電して、平衡状
態に到達する。
この平衡状態はエネルギーE、□> E zの一次電子
に対しては、これらが試料の上側に生ずる電界のなかで
、それらの衝突エネルギーがそのつどの表面材料に対し
て特徴的な中性点エネルギーE2とちょうど一致するま
で減速されるときに到達される。しかしながらエネルギ
ーE 、< E PE< E 2の電子は試料を数Vま
でしか正に充電し得ない。なぜならば、放出される二次
電子の運動エネルギーが試料を去るのにもはや十分でな
いからである。
に対しては、これらが試料の上側に生ずる電界のなかで
、それらの衝突エネルギーがそのつどの表面材料に対し
て特徴的な中性点エネルギーE2とちょうど一致するま
で減速されるときに到達される。しかしながらエネルギ
ーE 、< E PE< E 2の電子は試料を数Vま
でしか正に充電し得ない。なぜならば、放出される二次
電子の運動エネルギーが試料を去るのにもはや十分でな
いからである。
高い正の電位を発生するためには、二次電子が電極によ
り試料から吸い出されなけばならない。
り試料から吸い出されなけばならない。
こうして充電ビームのエネルギーの適当な選定により各
極性の電位が試料、特に導通ネットワークの上に発生さ
れ得る。放出される二次電子のエネルギー分布は存在す
る電位により影響されるので、二次電子の放出点におけ
る電荷状態または電位が定性的にも定量的にも、関心の
ある測定点の上に位置決めされた電子ビームにより決定
され得る。この場合、測定量はそれぞれ試料の上側に配
置された検出器により検出される二次電子電流である。
極性の電位が試料、特に導通ネットワークの上に発生さ
れ得る。放出される二次電子のエネルギー分布は存在す
る電位により影響されるので、二次電子の放出点におけ
る電荷状態または電位が定性的にも定量的にも、関心の
ある測定点の上に位置決めされた電子ビームにより決定
され得る。この場合、測定量はそれぞれ試料の上側に配
置された検出器により検出される二次電子電流である。
第2図にはプリント配線板の複数のネットワークが断片
図で示されている。この場合、絶縁NISの表面に配置
された接触点1ないし4およびこれらの点を導体帯LB
が所望の電気的機能に相応してネットワークAを、また
導体帯LBと対応付けられている接触点5および6がネ
ットワークAと向かい合って絶縁されて位置するネット
ワークBを形成する。相応のことが、第2図中の符号を
付されていない他の接触点にも当てはまる。制限なしに
、プリント配線板は測定開始前に充電されていないと仮
定され得る。
図で示されている。この場合、絶縁NISの表面に配置
された接触点1ないし4およびこれらの点を導体帯LB
が所望の電気的機能に相応してネットワークAを、また
導体帯LBと対応付けられている接触点5および6がネ
ットワークAと向かい合って絶縁されて位置するネット
ワークBを形成する。相応のことが、第2図中の符号を
付されていない他の接触点にも当てはまる。制限なしに
、プリント配線板は測定開始前に充電されていないと仮
定され得る。
プリント配線板の短絡および中断を検査するためには、
先ず1つの接触点、たとえばネットワークAの接触点1
が変形された走査電子顕微鏡の電子光学筒のなかで発生
された電子ビームPEにより、ネットワークのキャパシ
タンスに関係する時間T、中に電位Vcに充電される。
先ず1つの接触点、たとえばネットワークAの接触点1
が変形された走査電子顕微鏡の電子光学筒のなかで発生
された電子ビームPEにより、ネットワークのキャパシ
タンスに関係する時間T、中に電位Vcに充電される。
接触点電位VCの時間的関係が第2図の上方部にグラフ
で示されている。所望の充電電位■。に到達すると、電
子ビームPEが遮断され、また変更されない一次エネル
ギーによりネットワークAの他の接触点の上に、その電
位をそこで放出される二次電子の検出により走査するた
めに位置決めされる。測定時間内に充電点1と等しい二
次電子電流、すなわち等しい電位■。を検出すると、画
点は互いに導通する状態に接続されている。この条件は
接触点3に対して満足されている(第2図の上右部のグ
ラフを参照)。これとは異なり、接触点2は中断のため
に充電されない状態にとどまり、従ってここでは小さい
ほうの二次電子電流のみが検出器内で検出される(第2
図の上方部のグラフ参照)。第2図の右部のグラフに示
されているように、接触点6の走査の際にも測定精度内
で充電点1と等しい電位が測定される。それによって画
点は必然的に互いに導通する状態に接続されており、ま
たネットワークAおよびBの望ましくない短絡が検出さ
れる。
で示されている。所望の充電電位■。に到達すると、電
子ビームPEが遮断され、また変更されない一次エネル
ギーによりネットワークAの他の接触点の上に、その電
位をそこで放出される二次電子の検出により走査するた
めに位置決めされる。測定時間内に充電点1と等しい二
次電子電流、すなわち等しい電位■。を検出すると、画
点は互いに導通する状態に接続されている。この条件は
接触点3に対して満足されている(第2図の上右部のグ
ラフを参照)。これとは異なり、接触点2は中断のため
に充電されない状態にとどまり、従ってここでは小さい
ほうの二次電子電流のみが検出器内で検出される(第2
図の上方部のグラフ参照)。第2図の右部のグラフに示
されているように、接触点6の走査の際にも測定精度内
で充電点1と等しい電位が測定される。それによって画
点は必然的に互いに導通する状態に接続されており、ま
たネットワークAおよびBの望ましくない短絡が検出さ
れる。
個々の接触点に存在する電位の測定により短絡および中
断を確実に検出するためには、ネットワークAおよびB
にもたらされた電荷が全測定時間の間、記憶された状態
にとどまらなければならない。従って、たとえばクリー
ピング電流により惹起される電荷損失を補償するため、
本発明によれば、プリント板を測定の間、少なくとも電
子ビームPRにより走査すべき範囲内で、この範囲を覆
う保持ビームH3により照射することが従業される。こ
の保持ビームH3はたとえば、走査電子顕微鏡の試料室
のなかに検査すべきプリント配線板の側方上側に配置さ
れており陰極、ウェーネルト電極および陽極から成り充
電および(または)読出しビームPEを発生する電子源
Qにより発生される。この場合、保持ビームH3の電子
のエネルギーはたとえば可変の陽極電位を利用して、導
通ネットワークのなかにクリーピング電流により惹起さ
れる電荷損失が自動的に補償されるように設定される。
断を確実に検出するためには、ネットワークAおよびB
にもたらされた電荷が全測定時間の間、記憶された状態
にとどまらなければならない。従って、たとえばクリー
ピング電流により惹起される電荷損失を補償するため、
本発明によれば、プリント板を測定の間、少なくとも電
子ビームPRにより走査すべき範囲内で、この範囲を覆
う保持ビームH3により照射することが従業される。こ
の保持ビームH3はたとえば、走査電子顕微鏡の試料室
のなかに検査すべきプリント配線板の側方上側に配置さ
れており陰極、ウェーネルト電極および陽極から成り充
電および(または)読出しビームPEを発生する電子源
Qにより発生される。この場合、保持ビームH3の電子
のエネルギーはたとえば可変の陽極電位を利用して、導
通ネットワークのなかにクリーピング電流により惹起さ
れる電荷損失が自動的に補償されるように設定される。
充電および(または)読出しビームPEのエネルギーE
PE(前記のブルンナーによる方法では充電および読出
しビームは同一であり、米国特許第4417203号明
細書に説明されている方法では種々のビームが電位の発
生および走査のために使用される)は保持ビーム電子の
エネルギーEMUを決定するので、以下にa)およびb
)に分類する2つの作動形式を区別する必要がある。
PE(前記のブルンナーによる方法では充電および読出
しビームは同一であり、米国特許第4417203号明
細書に説明されている方法では種々のビームが電位の発
生および走査のために使用される)は保持ビーム電子の
エネルギーEMUを決定するので、以下にa)およびb
)に分類する2つの作動形式を区別する必要がある。
作動形式a)EPE>ElまたはEPE<El、Ell
s>E。
s>E。
その際にEPE>Elの場合には条件EPI!E2>E
l3 Elが、またE□< E +の場合には条件E
+ E F t > E n s E +が満足
されていなければならない。
l3 Elが、またE□< E +の場合には条件E
+ E F t > E n s E +が満足
されていなければならない。
エネルギーE++、s>El (たとえばE、、−E
、=50eV)の保持ビームH3は絶縁層Isもネット
ワークAおよびBの接触点工ないし6も、プリント配線
板の上側にたとえば二次電子検出器の電極により生ぜし
められた吸出し電界により定められる正の電位に、また
は、二次電子の吸出しが行われない場合には、接地電位
に安定化する。エネルギーEPE>ElまたはEPE<
E、の充電ビームPEはネットワークAの接触点1およ
びこれと導通状態にあるすべての点3ないし6を電位V
C(E P z > E tに対してeVc −Ep+
i ExまたはEPE< E +に対してeVc−E
pz)に負に充電するので、これらの点における保持電
子H3の電子はエネルギーElls −’e Vc <
Elに到達するまで減速される。放出される電子の収
率σはそれにより1よりも小さくなり、また接触点は保
持ビーム源Qの陰極の電位■、に負に充電しくV、’;
−100ないし一150V)、その際に保持電流はクリ
ーピング電流により惹起される電荷損失を自動的に補償
する。プリント配線板の全面積放電のために保持ビーム
電子のエネルギーEMSが短い時間の間、電子収率σが
負に充電された接触点においても1よりも大きい範囲ま
で高められる。
、=50eV)の保持ビームH3は絶縁層Isもネット
ワークAおよびBの接触点工ないし6も、プリント配線
板の上側にたとえば二次電子検出器の電極により生ぜし
められた吸出し電界により定められる正の電位に、また
は、二次電子の吸出しが行われない場合には、接地電位
に安定化する。エネルギーEPE>ElまたはEPE<
E、の充電ビームPEはネットワークAの接触点1およ
びこれと導通状態にあるすべての点3ないし6を電位V
C(E P z > E tに対してeVc −Ep+
i ExまたはEPE< E +に対してeVc−E
pz)に負に充電するので、これらの点における保持電
子H3の電子はエネルギーElls −’e Vc <
Elに到達するまで減速される。放出される電子の収
率σはそれにより1よりも小さくなり、また接触点は保
持ビーム源Qの陰極の電位■、に負に充電しくV、’;
−100ないし一150V)、その際に保持電流はクリ
ーピング電流により惹起される電荷損失を自動的に補償
する。プリント配線板の全面積放電のために保持ビーム
電子のエネルギーEMSが短い時間の間、電子収率σが
負に充電された接触点においても1よりも大きい範囲ま
で高められる。
作動形式b) El <EPE<Ez 、El(s<
E+エネルギーE)+3<El (たとえばE +
E M−=50eV)の保持ビームH3は絶縁層Is
もネットワークAおよびBの接触点1ないし6も、保持
ビーム源Qの陰極の電位Vkに、すなわちたとえば−1
00ないし一150■に安定化する。エネルギーEl
<EPE<Elの充電ビームPEは接触点1およびこれ
と導通接続されているすべての接触点3ないし6をプリ
ント配線板の上側に生ぜしめられた吸出し電界により定
められる正の電位に充電するので、保持ビームH3の電
子はこの点の範囲内で加速され、最終エネルギーEos
+eV((VCは充電ビームにより発生される電位)に
到達する。吸出し電界は、この場合、条件E、、+eV
c >Elが満足されるように設計されていなければな
らない。電子収率σはそれにより1よりも大きくなり、
また接触点は正に充電された状態にとどまり、その際に
保持電流は各電荷損失を自動的に補償する。プリント配
線板の大面積放電のために保持ビーム電子のエネルギー
EMSが短い時間の間、電子収率σが正に充電された接
触点においても1よりも小さい範囲まで滅ぜられる。
E+エネルギーE)+3<El (たとえばE +
E M−=50eV)の保持ビームH3は絶縁層Is
もネットワークAおよびBの接触点1ないし6も、保持
ビーム源Qの陰極の電位Vkに、すなわちたとえば−1
00ないし一150■に安定化する。エネルギーEl
<EPE<Elの充電ビームPEは接触点1およびこれ
と導通接続されているすべての接触点3ないし6をプリ
ント配線板の上側に生ぜしめられた吸出し電界により定
められる正の電位に充電するので、保持ビームH3の電
子はこの点の範囲内で加速され、最終エネルギーEos
+eV((VCは充電ビームにより発生される電位)に
到達する。吸出し電界は、この場合、条件E、、+eV
c >Elが満足されるように設計されていなければな
らない。電子収率σはそれにより1よりも大きくなり、
また接触点は正に充電された状態にとどまり、その際に
保持電流は各電荷損失を自動的に補償する。プリント配
線板の大面積放電のために保持ビーム電子のエネルギー
EMSが短い時間の間、電子収率σが正に充電された接
触点においても1よりも小さい範囲まで滅ぜられる。
12一
本発明は、もちろん、以上に説明した実施例に制限され
ない。すなわち本発明は、導通ネットワーク(プリント
配線板、配線モジュール、ハイブリッド回路、SMDモ
ジュールなど)を検査するための方法であって、導通ネ
ットワーク内にもたらされた電荷が全測定時間の間は記
憶された状態にとどまらなければならないすべての方法
に応用可能である。
ない。すなわち本発明は、導通ネットワーク(プリント
配線板、配線モジュール、ハイブリッド回路、SMDモ
ジュールなど)を検査するための方法であって、導通ネ
ットワーク内にもたらされた電荷が全測定時間の間は記
憶された状態にとどまらなければならないすべての方法
に応用可能である。
本発明は、容量性充電効果と散乱電子により惹起される
電位変化との補償により充電されない状態を維持するこ
とにも関する。
電位変化との補償により充電されない状態を維持するこ
とにも関する。
検査される試料を全面積で照射することはもちろん必要
ではない。保持ビームH3はその表面を行状に掃過して
もよい。
ではない。保持ビームH3はその表面を行状に掃過して
もよい。
第1図は放出される電子の収率のエネルギー関係を示す
図、第2図は多くのネットワークを有するプリント配線
板を示す図である。 El/E2・・・中性点エネルギー H3・・・保持ビーム Is・・・絶縁層 LB・・・導体帯 PE・・・−次電子ビーム Q・・・源(保持ビーム) 1〜6・・・導通ネットワークの接触点■、・・・陰極
電位 E1E2 E
図、第2図は多くのネットワークを有するプリント配線
板を示す図である。 El/E2・・・中性点エネルギー H3・・・保持ビーム Is・・・絶縁層 LB・・・導体帯 PE・・・−次電子ビーム Q・・・源(保持ビーム) 1〜6・・・導通ネットワークの接触点■、・・・陰極
電位 E1E2 E
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)導通ネットワークの第1の点(1)の電荷状態が第
1の粒子ビーム(PE)により変更され、第1または第
2の粒子ビーム(PE)が導通ネットワークの第2の点
(2)に向けられ、また第2の点(2)の電荷状態がこ
の点で放出される二次粒子の検知により走査される導通
ネットワークの検査方法において、少なくとも第1また
は第2の粒子ビーム(PE)で照射される導通ネットワ
ークの点(1、2)が、導通ネットワークのなかに生ず
る電荷損失が補償されるように粒子エネルギー(E_H
_S)を選定されている第3の粒子ビーム(HS)で照
射されることを特徴とする導通ネットワークの検査方法
。 2)第1のビーム(PE)の粒子エネルギー(E_P_
E)が、このビーム(PE)で照射される点(1、2)
が負に充電するように選定されており、また第3のビー
ム(HS)の粒子エネルギー(E_H_S)が、このビ
ームで照射される充電されていない点が正に充電するよ
うに選定されていることを特徴とする請求項1記載の方
法。 3)第1のビーム(PE)の粒子エネルギー(E_P_
E)が、このビーム(PE)で照射される点(1、2)
が正に充電するように選定されており、また第3のビー
ム(HS)の粒子エネルギー(E_H_S)が、このビ
ームで照射される充電されていない点が負に充電するよ
うに選定されていることを特徴とする請求項1記載の方
法。 4)第3のビーム(HS)が、第1または第2のビーム
(PE)が遮断されるときには常に投入されることを特
徴とする請求項1ないし3の1つに記載の方法。 5)導通ネットワーク上の第3のビーム(HS)の直径
が導通ネットワークの検査すべき部分範囲の寸法にほぼ
一致していることを特徴とする請求項1ないし4の1つ
に記載の方法。 6)第3のビーム(HS)が行状に導通ネットワーク上
を偏向させられることを特徴とする請求項1ないし5の
1つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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