TW419700B - Method and apparatus for testing a substrate - Google Patents
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Description
419700 Α7 Β7 五、發明説明( 經濟部中央梯準局員工消費合作社印袋 發明背景 1、發明領域 一種與用於測試基材之方法及裝置有關之發明,其中 是將一種粒子束導向基材,而發射之二次粒子以一種檢測 器檢測,然後予以評估。 可以測試之基材有:例如複數的微電子或微型機械元 件等,其於生產的中間階段經常有必要加以檢測。這些元 件包括例如:薄膜電晶體或其他在玻璃板上與彩色濾鏡組 裝以前的液晶顯示矩陣之活性元件、一種多晶片模組連接 網路在其與積體電路裝配前的基材、在晶圓上尚未切割和 點焊前的積體電路之電晶體、一種未與計數器電極組裝和 抽真空前的FED顯示器之電子發射器及發射器陣列之接線 、以及在各該支撐基材上的任何種類的感測器。 這些元件有共通的地方,就是它們是以複數的程序步 驟產製’包含加護罩、姓刻、定位放置等。在這種狀況下 可能由於塵埃、疏於調整、處理裝備之失常及類似情形等 等而發生缺失。這些缺失會導致基材上個別元件的性質陷 入混亂。因此有必要在做進一步處理之前測試各個個別元 件的功能’並且藉以丟棄各自的基材或者修理它,以及藉 以辨識和避免在處理時發生缺陷。 這些元件之測試由於體積小而促成裝置和方法上的特 殊需求。機械式的接觸用於測量電氣數值由於測試點的面 積而漸趨困難’而且需要一種極高的精準度。另外,在許 多狀況下由於對接觸面的相關損傷而不容許從事機械式接 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -装·
iT 線 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格(210X297公釐) 4 419700 A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 五、發明説明( 觸。相似的限制也適用於其他數值之測量,亦即機械式鈇 值,在使用以機械式動作的測試裝置方面。因此發展出多 種裝置和方法其中容許從事無接觸式之功能測試,例如以 電子或離子束》根據了解已經有用於積體電路缺失分析之 電子束測試裝置和方法。 2、相關技術 在所熟悉的裝置中想要測試之基材係以一種粒子束之 偏轉掃描》然而,由於粒子束之偏轉只有基材涵蓋面之幾 個平方公分。現有的多晶片模組基材可能具有之尺寸超過 20 X 20分。 有鑑於此,也為了可以藉助於粒子東測試具有一種大 表面面積之基材*提供一種可以移位的臺面,其上面放置 基材然後其可以移動到垂直於電子束的平面。在這種方法 中’基材之可掃描面積可以擴大做適切的延伸。然而,須 要接受的缺點就是臺面之移位需要比以粒子束之偏轉择描 基材更多的時間。於是做了些嘗試藉以偏轉該粒子束用以 擴大在一基材上想要掃描和評估之面積。 然而,擴大掃描面積產生了問題,那就是粒子束必須 濃縮至一種相當小的直徑,即使是在較大偏轉角度的狀況 下亦如此。為了達成此-需求,提供用以機動的聚焦和校 正像散現象之元件。 以電子束偏轉掃描基材之較大面積期間,也產生導引 在特定部位發出之二次粒子到檢測器的困難。在〇 370 276中說明了一種特殊檢測器和收集器結構,其中檢 匕紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(2!0X297公董) ------^-- (錆先聞讀e面之注f項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央梯準局負工消費合作社印裝 419700 A7 ___B7五、發明説明(3 ) 測特性在整個掃描面積内儘可能一致》 發明概述 本發明之目的係在提供一種根據申請專利範圍第l,lj 項以及第13項序文之方法和裝置,其中更進一步改進具有 大表面面積之基材的測試。根據本發明,此目的係以申請 專利範圍第1,11項以及第13項之特徵達成。 隨著不斷增加的偏轉角度,檢測器信號也在改變,基 材上之二次粒子發射部位與檢測器位置之相對關係對二次 粒子抵達檢測器之數目具有逐漸加強的影響。也就是說, 檢測器信號隨著二次粒子發射部位與檢測器位置之相對關 係有大幅度改變。 因此’為了對整個面積達成一致的信號評估,測試期 間把基材上之二次粒子發射部位與檢測器位置之相對關係 列入考量。在此案中基本上有兩種選擇; 1、 提供幾種器具’其從基材導引二次電子到檢測器,並 且以一種方式控制’使與所在位置無關的檢測器信號 其被設定於檢測器。 2、 直到評估時為止’二次電子發射部位並不列入考量, 亦即與所需要的信號相比,在該案中檢測器信號係與 具有部位相關之需求信號相比;或檢測器信號係以一 種部位的函數校正’而且然後再與所需要的信號做比 較。 本發明更進一層之具體例係以所附申請專利範圍之主 題資料並參考後列說明及圖式做極為詳細的說明。 本紙張纽制中家縣(CMS ) A4%# ( 210X297公釐)—---- ----------^------ir------^ (請先聞讀圯面之注意事項再填窝本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 419700 at 五、發明説明— 圖式之簡單說明 第1圖顯示根據本發明之一種以粒子束測試基材之 置。 較佳具體例之詳細說明 第1圖所示之裝置,主要包含一種粒子束源1、尤其是 一種電子束源用於產生粒子束2' 一種用於聚焦粒子束之 光學系統3、一種偏轉設施4以及一種檢測器5。 為了產生一種脈衝式粒子束,粒子束源1具有一種束 中斷設施la *為了校正該粒子束’尤其是在大偏轉之狀況 下,提供器具6用於校正聚焦,以及提供器具7用於校正像 散現象。 粒子束2係導向欲檢驗之基材8,所發射之二次粒子9 其中至少有一部份係由檢測器5檢測。在檢測器5所檢測到 之二次粒子9係轉換成一種電氣式檢測器信號1〇,其被供 給到一種設施11用於評估檢測器信號,在此檢測器信號1〇 係與一種需求的信號做比較。 為了改進測試程序,根據本發明提供在測試期間,把 基材8上的二次粒子9發射部位與檢測器5位置之相對關係 列入考量。在此狀況下’據了解有兩種基本選擇可以各自 分開使用’或者最好是與另一方混合使用。 第一種選擇包含提供導引器具12,用於導引二次粒子 從基材8到檢測器5 ’這些器具係經由一種控制設施13呈二 次粒子發射部位與檢測器之位置的相對關係之函數之方式 控制。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) I 〜·~~ -------裝-------訂------線 (請先聞讀光面之注f項再填寫本頁) 4,97〇〇 經濟部中央椟準局貝工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明(5 ) ΐς種方法之根本概念係基材8上兩個不同部位Χι和乂2 產生不同的檢測器信號,如果其他條件,亦即,尤其是在 所發射之二次粒子數目相同的情況。這是基於一種事實, 就是所發射之粒子係發射在基材8上的不同方向,而因此 需要導引該二次電子到檢測器。為此提供了摘取電極,其 用於幾平方公分之掃描面積導致滿意的結果。然而,以大 偏轉,顯然可能產生不同的檢測器信號,雖然在基材上被 檢驗之目標物係以一種完全可辨識的方式發揮功能,但在 基材上之部位導致檢測器信號之降低至可能再也達不到所 需要之需求值的程度。 用於導引所發射之二次電子的器具12包含:例如一種 複數碟形偏轉電極,其依發射二次電子的部位而定,而以 不同的電壓充電。 因此經由對粒子束之各個掃描點之對應校準,一種附 屬電壓便會施加至器具12用於導引二次粒子,如此可以在 整個掃描面積獲致一致的檢測器信號。 因此第1圖說明之裝置具有一種控制設施13,其係連 接到偏轉設施4和導引二次粒子用之器具12 ·藉此方式, 可確保隨粒子束位置之函數同步控制導引二次粒子的器具 12 ° 導引二次粒子用之器具12之需求控制信號係儲存有各 個基材部位之舉例,而在掃描領域之不同點之校準作業中 以使用實驗方式決定為宜。在另種選擇方面,控制信號也 可以由一種部位相關函數之方式恰在信號檢測前予以計算 本紙張尺度逍用中國國家橾準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) -------^:------1Τ----- (諳先聞讀#-面之注意事項再浪寫本頁) 4ϊ97〇〇 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(6 ) 〇 根據本發明第二種選擇係基於一種事實,就是檢測器 信號與發射二次粒子之部位關聯因素並未列入考慮,直到 檢測器信號評估時為止才列入考慮。因此可以了解的是在 各種狀況下,被決定的檢測器信號,係與各自的受部位有 關之需求信號做比較β這種方法之另一選擇是,部位相關 檢測器信號可以首先被校正為一種非部位相關性檢測器信 號’然後才與需求信號做比較》 為了與所發射二次粒子所屬部位有關之個別資訊能夠 呈現在用於評估檢測器信號10之器具11,此器具u係連接 至控制設施13其係控制偏轉設施4。 在較佳具體例中兩種選擇都在上文中描述,亦即用於 導引一次粒子以及部位相關評估之部位相關控制之器具, 都列入考量》 當所選擇之粒子束掃描面積是如此之大,而非一件基 材之整個單元能以粒子束之偏轉測試時,於是產生了一種 掃描涵蓋大表面面積之特殊設計。該單元之構成例如以顯 示陣列其係擺在一起藉以在玻璃板上進一步拼合。該單元 也可以由印刷電路板其申需要從幾片印刷電路板挑出以前 所生產者構成。 當欲測試之基材面積增加時,唯有以粒子束之偏轉掃 描,即使具有前述校正以及二次電子檢測之提供,都不再 能夠執行。然而,粒子束偏轉與基材之機械式移位相結合 便能容許做測試。基材8係用於此目的而於臺面14上 本紙張尺度適用中國g家標準(CNS ) A4現格(210X297公釐) _^------ΪΤ------^ f請先聞讀東面之注項再填窝本頁) 9 經濟部中央樣準局貝工消f合作杜印裝 4,97〇〇 A7 B7 五、發明説明(7 ) ,其至少在一種垂直於粒子束的平面是可以移位的β二次 粒子檢測之性質可以最佳,如果粒子束之偏轉最好係以一 個方向進行’此時基材係以其垂直方向做機械式之移位。 由於根據其二次粒子之導引以及所執行之信號比較之 功能或數據也受測試物件之影響,也提供了用於儲存以其 中所屬之特殊形態之測試的數據和功能。在履行此種特點 時,在每一個案件中在測試開始前屬於測試物件之檢測參 數係以基於測試物件之形態之辨識自動設定。另外,進一 步的作業參數亦可儲存’亦即加連電壓、粒子束電流、透 鏡電流、粒子束脈衝期間等等。 用於偏轉設施4以及於定位粒子束所需者之校正元件6 ,7之控制信號’可以由例如恰好在粒子束定位之前重新 算出把測試點座標加入之校正控制信號產生。在此狀況下 ’應用系統特性校正其中例如把系統失真列入考慮。測試 點座標可以從測試物件之數據恰好在粒子束定位之前計算 。因此例如一種TFT陣列之數據基其中將用於測試者所包 含之數據有:原始座標、週期性(節距)以及行或欄之數目 等。在測試期間相對等之影像點座標從在各個案件之這些 數據中恰好在粒子束定位之前計算β 對此案之另一選擇是,測試點座標也可以由數據擋讀 出。此設計係使用於例如在印刷電路板測試期間,由於所 尋找的接觸點並未安排在習常的程序中。如果測試點已經 安排則以習常上所尋找的點之程序便可以計算,因此與鄰 近的測試點之間的偏轉角度最低。在測試TFT陣列的案件 本紙張尺度遄用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇><297公董) 10 1 ^------^------練 ί請讀t-面之注意事項再填寫本頁) 4 »97〇〇 1…產生粒子束之器具 la…波束中斷設施 2…粒子束 3…聚焦用光學系統 4·*·偏轉粒子束之器具 5…檢測器 6…校正元件 A7 B7 五、發明説明(8 ) 中,此作業方法以在每一個案件中掃描影像點為例,包含 以迂迴之方式逐欄或逐行掃描’亦即在每一個案件中以相 反的方向掃描鄰近的欄或行。 因為根據本發明發射二次粒子之部位與檢測器位置之 相對關係被列入考慮’故可測試直徑長達3〇公分或更長的 基材。 元件標號對照 8…基材 9…二次粒子 10…檢測器信號 Η…評估檢測器信號設施 12…導引二次粒子之器具 13…控制設施 14…可移動臺面 7…校正元件 I --------^------ΐτ------0 (請先聞讀賞面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印装 11 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) Α4规格(210X297公釐)
Claims (1)
- 41^7〇〇 A8 B8 C8 D8 經濟部中央樣準局員工消費合作社印装 六、申請專利範圍 1. 一種測試基材之方法,其中一種粒子束(2)被導向該基 材(8),而被發射的二次粒子(9)以一種檢測器(5)檢測 然後評估’其特徵為測試期間基材上發射二次粒子之 部位(X〗’ X2)與該檢測器之位置之相對關係列入考量。 2_如申請專利範圍第1項之方法,其特徵為器具(12)係供 給用於導引二次粒子從該基材(8)到該檢測器,這些 器具係由發射二次粒子之該部位(X|,X2)與該檢測器(5) 位置之相對關係之函數控制。 3.如請專利範圍第2項之方法,其特徵為該器具(12)其導 引二次粒子之控制方式為一種與部位(Χι,Χ2)獨立不相 關的檢測器信號(1 〇)係設定於該檢測器(5)。 4_如申請專利範圍第丨項之方法,其特徵為該粒子束 係偏轉的用以掃描該基材。 5. 如申請專利範圍第1項之方法,其特徵為該基材上該二 次粒子發射之該部位(Xl,x2)與該檢測器位置之相對關 係在評估期間列入考量. 6. 如申請專利範圍第5項之方法,其特徵為該檢測器 所產生之一種檢測器信號(丨…其係在評估期間與一種 需求信號比較。 7. 如申請專利範圍第]項之方法,其特徵為該檢測器(5) 所產生之一種檢測器信號(10)其係基於在該基材上一 種特定部位(X| ’ X2)發射之該二次粒子(9);以及該檢 測器信號(10)係與一種需求信號比較,該二次粒子( 本纸張尺t適用中國國家標準(CNS ) A4m- ( 210X297^#"') 12 裝------訂------涑 (请^'閲讀t·面之注$項再填寫本頁) 4 ,θ7〇〇 Α6 Β8 C8 D8 經濟部中央樣车局負工消費合作杜印製 申請專利範圍 該發射部位(X|,X2)與該檢測器(5)位置之相對關係在 比較期間被列入考量》 8·如申請專利範圍第1項之方法,其特徵為該粒子束(2) 為了掃描該基材係偏轉的;以及該基材(8)更進—步係、 安放在一種可移動之臺面(14),該偏轉與該臺面之移 位同時並且同步進行。 9·如申請專利範圍第3項之方法,其特徵為首先進行校準 ’其中決定並儲存該導引該二次粒子用器具(12)之該 控制數值。 10.如申請專利範圍第3項之方法,其特徵為該導引該二次 粒子用器具(12)之該控制數值恰在該檢測前由一種部 位相關函數之器具計算出來。 Π.—種測試基材之裝置,其包含: -用於產生一種粒子束(2)之器具(1), -一種檢測器(5)用於檢測由該粒子束在該基材上發 射之二次粒子(9)並用於產生一種檢測器信號(1 〇), -導引器具(12)用於導引該二次粒子(9)到該檢測器(5) 以及 一種設施(11)用於評估該檢測器信號(10), 其特徵為 '提供一種控制設施(13) ’其控制該導引該二次粒子 之器具(12)以該二次粒子發射部位之函數產生非部 位獨立無關之一種檢測器信號。 本紙張从適用中®國家料(CNS > A4iiyfr (21GX297公羞丨 13 -----------^------ΐτ------^ (請先κ讀f面之注意事項再填寫本頁) 4 ,97〇〇 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 12·如申請專利範圍第11項之裝置,其特徵為該導引二次 粒子(9)之器具(12)係由偏轉電極所形成。 13. —種測試基材之裝置,其包含: -產生器具(1)用於產生一種粒子束(2), -偏轉器具(4)用於在該基材(8)之一種特殊部位偏轉 該粒子束(2), -一種檢測器(5)用於檢測由該粒子束在該基材上發 射之二次粒子,以及 -一種設施(Π)用於評估該檢測器信號, 其特徵為 -提供一種控制設施(13)其中連接到該偏轉該粒子束 器具(4)以及用於該評估該檢測器信號器具,而 控制設施係以發射二次粒子之該部位與該檢測器之 位置之相對關係在該檢測器信號評估期間列入考量 之方式控制》 14. 如申請專利範圍第11至πβ裝置丨/其特徵為提供一 種可移動之臺面用於安放該基材。 ^1 I ^^1 ί If — I T I - - ^^1 ^^1 I (請^?閲讀f·*面之注意事續再填寫本ίκ ) 訂 東 • JI- 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 14 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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