TW419700B - Method and apparatus for testing a substrate - Google Patents

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)

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）