JP2005345470A - 電子デバイスの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共振器からの入射信号による回路パターンのリターンロスを測定して、半導体パッケージなどの回路パターンの接続不良有無を検査する電子デバイスの検査装置を提供する。
【解決手段】 電気的変量を電子デバイスの第１端部に与える回路部と、与えられた電気的変量の値を変更するべく電子デバイスの第２端部と接続された要素部と、与えられた電気的変量の変更値を測定し、測定された電気的変量の変更値を基準値と比較して電子デバイスの状態を決定するべく、回路部と電気的に接続された検査部と、を具備する電子デバイスの検査装置。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、微細回路パターンを持つ半導体基板または半導体パッケージなどの回路パターンを含む電子デバイスの検査装置に係り、より詳細には、共振器からの入射信号による回路パターンのリターンロスを測定して、半導体パッケージなどの回路パターンの接続不良有無を検査する電子デバイスの検査装置に関する。

半導体パッケージは、回路パターンが形成された基板上に半導体素子を実装して形成されるものであり、その目的を達成するためには半導体素子を外部環境から保護し、電気的信号を安定的に外部に伝達できなければならない。このような半導体パッケージにおいて、電気信号を安定的に伝達するためには基板の回路パターンに不良があってはならず、回路パターンに不良が存在すれば、実際使用において製品の信頼性に問題が発生する。

したがって、半導体パッケージの回路パターンの接続状態についての不良有無を判別することは、非常に重要な作業のうち１つである。半導体パッケージング工程中で、電気的接続状態の不良有無の検査は、基板量産時の最終検査段階及び、基板上に半導体素子を実装するパッケージング工程の最後の段階でなされ、既存に最も広く使われている方法には、肉眼検査方法、キャパシタンス測定方法、抵抗測定方法などがある。

しかし、最近半導体素子の入出力端子の増加につれて、基板に形成される回路パターンが微細ピッチ化されて回路パターンの幅が小さくなり、回路パターン上に形成される欠陥の大きさも小さくなった。したがって、微細ピッチを持つ回路パターンの検査時に、欠陥が発生していない回路パターンから検出される電圧と欠陥が発生した回路パターンから検出される電圧との差が非常に小さいために、欠陥が存在するにもかかわらずそれを検査し難い。微細化されたパターン上の欠陥を探すために図１で要約されたような色々な方法が使われているが、それらの方法もまた下記のような問題点を持つ。

第１に、キャパシタンスを測定する方法は、１つのプローブを使用して回路パターンの電極に一対一対応させることによって電気伝導度を測定する方法として簡単に使用されうるが、回路パターンがオープンされた場合のような不連続についての測定が難しい。

第２に、抵抗を測定する方法は、回路がショートした場合に検出時間が増加するという短所を持つ。

第３に、電子ビームを使用した測定方法は、回路パターンに電子ビームを充電させた後、漏れの発生如何によって欠陥を検査する。しかしこの方法は、装備のコストが高いという短所を持っている。

このような問題点についての解決方法として、特許文献１で共振器を使用した検査方法が提示されたが、これは１つのプローブを使用するために測定の原理が簡単であり、測定時間及び分解能が既存の方法より優秀であり、その信頼性も優秀であるという長所を持っている。

図２には、特許文献１に開示された共振器を利用した基板の回路パターン欠陥検査装置１が概略的に図示されているが、高周波（ＲＦ）共振器１１がプローブ１２とＲＦ電力供給部Ｖ_ｉｎとに接続されており、前記プローブ１２は回路パターン１３の一端部に接触する。この時、回路パターン１３には端子と端子とを連結する連結部１４が形成される。

前記特許文献１に開示された回路パターン欠陥検査装置１による欠陥検査方法では、マルチチップモジュールの電気的接続状態を測定するために、比較的高いＱ値を持つ共振器を使用し、欠陥のない回路パターン１３にプローブ１２を接触させて電圧を印加して得られた出力電圧Ｖ_ＯＵＴ信号と、欠陥のある回路パターン１３にプローブ１２を接触させて電圧を印加して得られた出力電圧Ｖ_ＯＵＴ信号の大きさを比較することによって、欠陥有無を調べる。

ＲＦ共振器１１を利用した回路パターン欠陥検査装置１では、信号は、ＲＦ源（図示せず）から出力された後、共振器を利用して特定周波数で増幅させられる。出力電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさは、回路パターンが共振回路に接続されることによって発生する追加負荷により変わる。

図３では、基板の製作時に発生しうる回路パターン欠陥の形態及び種類を図示し、図４のグラフでは、図３の回路パターン欠陥の種類による周波数応答を図示している。ここで、図３の（ａ）ないし（ｅ）は、それぞれ無欠陥（ｄｅｆｅｃｔ ｆｒｅｅ）、オープン欠陥、マウスバイト欠陥（ｍｏｕｓｅ ｂｉｔｅ ｄｅｆｅｃｔ）、ショート寸前の欠陥（ｎｅａｒ−ｓｈｏｒｔ ｄｅｆｅｃｔ）、ショート欠陥のケースに該当する。

図４に図示されたように、回路パターンに接続されていない状態での共振周波数及び大きさは、それぞれω_{ＰＲＯＢＥ}及びＭ_ｐの値を持つ。プローブが回路パターンに接続されれば、回路パターンの追加負荷により出力電圧Ｖ_ＯＵＴの共振周波数及びその大きさがそれぞれグラフ上でω_ＲＥＦ及びＭ_Ｒの値に移動する。

この時、無欠陥状態、オープン欠陥、ショート欠陥などの回路パターンの状態によって、出力電圧Ｖ_ＯＵＴの共振周波数及びその大きさは変化された特性値を持つが、オープン欠陥の場合、ω_ＲＥＦからω_ＯＰＥＮにピークが移動してその大きさＭ_Ｏは若干減少するが、ショート欠陥の場合には、共振周波数ω_{ＳＨＯＲＴ}が左側に移動してその大きさＭ_Ｓがオープン欠陥の場合より減少量が大きいことが分かる。

このように回路パターンの種類によって共振周波数及びその大きさが変わる。したがって、無欠陥である時の共振周波数及びその大きさが分かれば、回路パターンの共振周波数及びその大きさを測定した後、無欠陥の場合と比較して欠陥の有無及び種類を判別できる。

しかし、このような測定方法においても、微細回路パターンである場合にプローブが接触する回路パターンの近端位置では欠陥の有無がよく感知されるが、プローブが接触した近端と離隔された回路パターンの遠端へ行くほど欠陥の有無はよく検出できなくなる。また、欠陥が検出されるとしても、欠陥のある時の検出電圧Ｖ_ＯＵＴと、欠陥のない時の検出電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさの差があまり大きくないために、測定エラーが発生しうる。

図５及び図６それぞれのグラフには、無欠陥の場合と、近端及び遠端それぞれに３０％マウスバイト欠陥がある場合の周波数についての電圧差特性が図示されている。

図５に図示されたように、近端に３０％マウスバイト欠陥がある場合の共振周波数は約８３０ＭＨｚであり、その時の電圧差は約１９０ｍＶ程度である。また、図６に図示されたように、遠端に３０％マウスバイト欠陥がある場合の共振周波数は約８５０ＭＨｚであり、その時の電圧差は約１２ｍＶ程度であり、図５に図示された場合に比べてその大きさが小さいために、さらに正確に欠陥を判別するためにはさらに大きい電圧差が要求される。また、このように回路パターンの遠端に発生した欠陥を確認するのに問題点があって、回路パターンの信頼性を確認し難い。

米国特許第６，１１１，４１４号公報

このような問題点を含むいろいろな問題点を解決するために、本発明は、微細回路パターンを持つ回路基板の回路パターン欠陥を容易に検出し、欠陥の種類及び形成位置によって細分化された不良基準で回路パターンの接続欠陥を検査できる電子デバイスの検査装置を提供する。

本発明の一側面によれば、電子デバイスの検査装置は、電気的変量を電子デバイスの第１端部に与える回路部と、前記与えられた電気的変量の値を変更するべく前記電子デバイスの第２端部と接続された要素部と、前記印加された電気的変量の変更値を測定し、前記与えられた電気的変量の変更値を測定し、前記測定された電気的変量の変更値を基準値と比較して前記電子デバイスの状態を決定するべく、前記回路部と電気的に接続された検査部と、を具備する。

本発明による電子デバイスの検査装置は、回路パターンを持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器と、第１電力供給手段と、プローブと、第２電力供給手段と、検査部とを具備する。

前記共振器は、共振信号を発生させて回路パターンから反響される信号を増幅させる。前記第１電力供給手段は、共振器の一端に接続されて共振器に電力を供給する。前記プローブは、共振器の他端に接続されて回路パターンの一端に接触する。前記第２電力供給手段は、回路パターンの他端に接続されて回路パターンに電圧を印加する。前記検査部は、共振器とプローブとの間に接続されて、回路パターンで発生した電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン欠陥有無を判断する。

本発明の他の側面による回路パターン欠陥検査装置は、回路パターンを持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器と、第１電力供給手段と、プローブと、第２電力供給手段と、検査部とを具備する。前記共振器は、共振信号を発生させて回路パターンから反響される信号を増幅させる。前記第１電力供給手段は、共振器の一端に接続されて共振器に電力を供給する。前記プローブは、共振器の他端に接続されて回路パターンの一端に接触する。前記第２電力供給手段は、回路パターンの他端に接続されて電圧を印加する。前記検査部は、共振器とプローブとの間に接続されて、回路パターンの入射波電力と反射波電力の比であるような入力端反射係数を測定して、入力端反射係数から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。

本発明のさらに他の側面による回路パターン欠陥検査装置は、回路パターンを持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器と、第１電力供給手段と、プローブと、増幅部と、検査部とを具備する。前記共振器は、共振信号を発生させて回路パターンから反響される信号を増幅させる。前記第１電力供給手段は、共振器の一端に接続されて共振器に電力を供給する。前記プローブは、共振器の他端に接続されて回路パターンの一端に接触する。前記増幅部は、回路パターンによる追加負荷によって変調された信号を増幅して増幅電圧を生成するものであり、前記共振器と前記プローブとの間に接続される。前記検査部は、増幅部に接続されて増幅電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。

本発明の他の側面による回路パターン欠陥検査システムは、複数の回路パターンを持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器と、第１電力供給手段と、プローブと、１若しくは複数の第１スイッチと、第２電力供給手段と、１若しくは複数の第２スイッチと、検査部と、スイッチング制御部とを具備する。前記共振器は、共振信号を発生させて回路パターンから反響される信号を増幅させる。前記第１電力供給手段は、共振器の一端に接続されて共振器に電力を供給する。前記プローブは、共振器の他端に接続されてそれぞれの回路パターンの一端に接触する複数個のプローブ部分を持つ。前記第１スイッチは、共振器とプローブとの間に接続されて、共振器とプローブのそれぞれのプローブ部分との接続をスイッチングする。前記第２電力供給手段は、それぞれの回路パターンの他端に接続されて前記回路パターンに電圧を印加する。前記第２スイッチは、それぞれの回路パターンの他端と第２電力供給手段との間に接続されて、それぞれの回路パターンと第２電力供給手段との接続をスイッチングする。前記検査部は、共振器とそれぞれの第１スイッチとの間に接続されて、回路パターンで発生した電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。前記スイッチング制御部は、検査部からスイッチ制御信号を入力されて第１及び第２スイッチのスイッチングを制御する。

本発明による回路パターン欠陥検査装置及びそれを具備する欠陥検査システムによれば、微細回路パターンの接続状態の欠陥を容易に検出し、欠陥の種類及び形成位置によって細分化された不良基準で回路パターンの接続欠陥を検査できる。

また、回路パターンのプローブから遠く離れた位置に存在する欠陥をさらに正確に検出できる。更に、回路パターンの接続状態の欠陥の測定エラーを減らして、回路パターンを含む製品の信頼性を向上させることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。

図７は、本発明による望ましい実施例であり、電子デバイスの検査装置を概略的に図示した回路図である。図８ないし図１０は、図７の電子デバイスの検査装置によって検出された回路パターン欠陥がそれぞれマウスバイト欠陥、ショート寸前の欠陥、及びオープン欠陥である場合に、第２電力供給手段がある場合とない場合とを比較したグラフである。

図面を参照すれば、例えば回路基板の回路パターン２３のような電子デバイスの欠陥を検査する装置２は、共振器２１と第１電力供給手段Ｖ_ｉｎとプローブ２２とを含む回路部、第２電力供給手段２５のような要素部、及び検査部Ｄｐ２を具備する。以下では、説明の便宜上、要素部及び電子デバイスをそれぞれ第２電力供給手段２５及び回路パターン２３を例として説明する。それと合せて、回路部を共振器２１と第１電力供給手段Ｖ_ｉｎとプローブ２２とに分けて説明する。

前記共振器２１は、共振信号を発生させて回路パターンから反響される信号を増幅させる。前記第１電力供給手段Ｖ_ｉｎは、共振器２１の一端に接続されて共振器２１に電力を供給する。前記プローブ２２は、共振器２１の他端に接続されて回路パターン２３の一端（第１端部）に接触する。前記第２電力供給手段２５は、回路パターン２３の他端（第２端部）に接続されて回路パターン２３に電圧を印加する。前記検査部Ｄｐ２は、共振器２１とプローブ２２との間に接続されて、回路パターン２３で発生した電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン２３の欠陥有無を判断する。本発明はこれに限定されず、前記電力供給手段が電流源であることもある。

本発明による回路パターン欠陥検査装置２は、測定エラーが発生しないように欠陥を正確に識別しかつ欠陥の種類を識別するために、欠陥のある時に測定された電圧値と、欠陥のない時に測定された電圧値すなわち基準値との差を大きくする。本実施例の場合に前記電圧差を大きくするために、プローブ２２と反対側で回路パターン２３の遠端に第２電力供給手段２５として電圧源またはグラウンドを接続して、欠陥によって回路パターン２３が形成するインピーダンスの変化による電圧降下が明確に現れるようにした。

すなわち、プローブ２２と離隔された回路の遠端に第２電力供給手段２５としてグラウンドが形成されるので、小さなインピーダンスの変化にも電流値が大きく変わる。従って、回路パターン２３の欠陥特性による測定電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさの変化値がよく認知されうる。

この時、前記回路パターン２３の欠陥の種類は、図３に図示されたように、オープン欠陥（ｂ）、マウスバイト欠陥（ｃ）、ショート寸前の欠陥（ｄ）、ショート欠陥（ｅ）であるが、このような欠陥は、無欠陥（ａ）である場合と比較されてその種類が判断されうる。あらかじめ、無欠陥である場合の測定電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさの値を基準値すなわちベンチマークとしてプログラミングして入力した後、プローブ２２を回路パターン２３に接触させた後に電圧を印加して得た測定電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさの値を前記基準値と比較して、欠陥の種類及び形成位置を感知して不良有無が判別可能にする。

前記共振器２１は、抵抗Ｒ、キャパシタＣ、及びインダクターＬの並列接続で形成される共振回路よりなることが望ましい。第１電力供給手段Ｖ_ｉｎから出力される電力は回路パターン２３に供給され、回路パターンから反響される信号を増幅させるために共振信号が生成される。

本実施例による回路パターン欠陥検査装置２において、共振器２１は、回路パターン２３から反響される周波数応答の大きさの値を測定しやすく、回路パターン２３に欠陥がある時とない時に発生する周波数応答の大きさの値の差を容易に区別できるように、高いＱ値を持つことが望ましい。

ここで、特定周波数の信号は、ＲＦ発生源から信号を受信した後に共振回路によって形成される共振器を利用して増幅される。測定電圧Ｖ_ＯＵＴの周波数及び大きさは、回路パターンが共振回路に接続されることによって発生する追加負荷により変わる。

本実施例に基づき、欠陥のない場合とそれぞれの欠陥がある場合との電圧差が図８ないし図１０に図示されているが、第１電力供給手段Ｖ_ｉｎとしては１０Ｖの交流電力が用いられ、第２電力供給手段２５としてグラウンドを接続した実施例の場合を図示した。ここで、図８ないし図１０で図示されたように、グラウンドが接続された場合の第２電力供給手段２５を有する回路パターン欠陥検査装置２により検出される最大電圧差は、欠陥の種類に関係なく高く現れる。また、欠陥の位置による電圧差の差が大きいこともわかる。対照的に、第２電力供給手段を有しない回路パターン欠陥検査装置では、最大電圧差は低く現れ、欠陥の位置による電圧差の差もそれほど大きくない。従って、第２電力供給手段２５を有する場合には、欠陥の有無に関する情報が容易に検出されうる。回路パターン欠陥の種類によって差電圧の特性が変わるので、それを分析して欠陥が存在する位置及び種類を容易に把握できる。

前記検査部Ｄｐ２は、共振器２１とプローブ２２との間に接続されて測定電圧を測定する測定部２６と、測定電圧から回路パターン欠陥有無を判断する判断部２７とを具備することが望ましい。この時、前記判断部２７が、前記回路パターンに欠陥がない場合に測定された電圧と測定電圧を比較して回路パターン欠陥有無を検査でき、前記判断部２６では、測定電圧のパターンによって欠陥の種類を決定できる。

本発明による回路パターン欠陥検査装置によって欠陥を検査する場合において、回路パターン２３に接続されるプローブ２１の遠端に電圧源またはグラウンドを接続するために、遠端に所定の端子を形成して回路パターン２３を電圧源またはグラウンドと接続する。しかし、この方法は、回路パターン２３にスクラッチを生じさせることがある。また、回路パターン２３の遠端が他の部分とボンディングされて使われる場合に、そのようなスクラッチはボンディング品質に直接的な影響を及ぼすことがある。

したがって、このように回路パターン２３の遠端を電圧源またはグラウンドなどの第２電力供給手段２５と直接接続できない場合には、非接触方式で電圧源と接続させることもできる。すなわち、前記第２電力供給手段２５として磁場を形成して非接触式で前記回路パターンの遠端に電力を供給できる。そのために、ＲＦ発生手段を利用して回路パターンの遠端の周辺に磁場を発生させ、その磁場によって電圧源を接続する効果を奏することができる。

ここで、検査部Ｄｐ２は、図１５に図示された検査部Ｄｐ５のように、フィルター、整流器、アナログ−デジタル変換器、決定部、及び参照テーブルを保存するメモリなどの具体的な構成によってなりうる。この時、前記参照テーブルは、前記回路パターンによる欠陥の位置及び種類をコンピュータでシミュレーションして得られた値に基づいて構成できる。

図１１は、本発明による望ましい他の実施例であり、回路パターン欠陥検査装置を概略的に図示した回路図である。図１２及び図１３は、それぞれ第２電力供給手段がないとき及びあるときに、図１１の回路パターン欠陥検査装置によって検出されたマウスバイト欠陥が遠端に存在する場合と無欠陥の場合とで入力端における反射係数を比較した結果を示すグラフである。

図１１ないし図１３を参照すれば、回路基板の回路パターン３３の欠陥を検査する回路パターン欠陥検査装置３は、共振器３１と、第１電力供給手段Ｖ_ｉｎと、プローブ３２と、第２電力供給手段３５と、検査部Ｄｐ３とを具備する。ここで、図７に図示された回路パターン欠陥検査装置２と同じ構成要素は、以下で記述する事項以外には同じ機能及び参照番号を有するので、それらについて詳細な説明は省略する。

前記検査部Ｄｐ３は、共振器３１とプローブ３２との間に接続されて、回路パターン３３の入射波電力と反射波電力の比であるような入力端反射係数（Ｓパラメータ、Ｓ１１）を測定して、入力端反射係数Ｓ１１から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。この時、前記検査部Ｄｐ３は、測定部３６及び判断部３７を具備する。

前記測定部３６は、共振器３１とプローブ３２との間に接続されて入力端反射係数Ｓ１１を測定し、前記判断部３７は、入力端反射係数Ｓ１１から回路パターン３３の欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。この時、前記判断部３７は、入力端反射係数Ｓ１１を、回路パターン３３に欠陥がない場合に測定された入力端反射係数Ｓ１１と比較して、回路パターン３３の欠陥有無及び欠陥の種類を判断することが望ましい。

ここで、回路パターン３３に欠陥がない場合に測定された入力端反射係数Ｓ１１と、図３に図示されたように多様な形態の欠陥の種類による入力端反射係数Ｓ１１とをそれぞれ測定し、それらを参照テーブルとして作って前記測定部３６で測定された入力端反射係数Ｓ１１と比較して、欠陥の有無及び欠陥の種類を判断できる。

そのために、検査部Ｄｐ３は、図１５に図示された検査部Ｄｐ５のように、フィルター、整流器、アナログ−デジタル変換器、決定部、及び参照テーブルを保存するメモリなどの具体的な構成によってなりうる。

図１２及び図１３を参照すれば、第２電力供給手段３５が備えられた場合（図１３）には、第２電力供給手段３５が備えられていない場合（図１２）とは違って、無欠陥である場合と遠端側にマウスバイト欠陥がある場合との共振周波数及び大きさの差がそれぞれ明確に区分されることが分かる。本実施例の場合には、第２電力供給手段として遠端がグラウンド処理された。

図１４は、本発明による望ましい他の実施例であって、回路パターン欠陥検査装置を概略的に図示した回路図である。図面を参照すれば、例えば、電子デバイス欠陥検査装置４は、回路パターン４３を持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器４１と、第１電力供給手段Ｖ_ｉｎと、プローブ４２と、増幅部４９と、検査部Ｄｐ４とを具備する。ここで、図７及び図１１に図示された回路パターン欠陥検査装置２、３と同じ構成要素は、以下で記述する事項以外には同じ機能及び参照番号を有するので、それらについての詳細な説明は省略する。

ここで、回路パターン４３の欠陥の及び欠陥の種類をさらに明確にするために、前記回路パターン４３の他端に接続されて電圧を印加する第２電力供給手段４５をさらに具備することもある。

前記増幅部４９は、回路パターン４３による追加負荷によって変調された信号を増幅して増幅電圧を生成するものであり、前記共振器４１と前記プローブ４２との間に接続される。この時、前記第２電力供給手段としては、回路パターンの遠端がグラウンド処理されて形成されうる。

前記増幅部４９は、マイクロ波などの高周波領域で用いられかつ雑音を低減させつつ信号を増幅させうる増幅器であるような低雑音増幅器（ＬＮＡ）である。このようなＬＮＡ４９には、エサキダイオード増幅器、変量増幅器、主要な増幅器などが使われうる。

本実施例による回路パターン欠陥検査装置４は、前記共振器４１と前記プローブ４２との間で測定される信号を増幅するので、第２電圧供給手段がなくとも欠陥の有無及び種類を判別できる。

前記検査部Ｄｐ４は、増幅部に接続されて増幅電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断するものであって、測定部４６及び判断部４７を具備する。

図１５は、本発明による望ましい他の実施例であって、回路パターン欠陥検査システムを概略的に図示した回路図である。

図面を参照すれば、回路パターン５３の欠陥検査システム５は、回路パターン５３を持つ基板の回路パターン欠陥を検査するものであり、共振器５１と、第１電力供給手段Ｖ_ｉｎと、プローブ５２と、少なくとも１つの第１スイッチＳＷ_１、・・・、ＳＷ_ｎと、第２電力供給手段５５と、少なくとも１つの第２スイッチＳＷと、検査部５６、５７と、スイッチング制御部６１１、６１２とを具備する。ここで、図７ないし図１４に図示された回路パターン欠陥検査装置２、３、４と同じ構成要素は、以下で記述する事項以外には同じ機能及び参照番号を有するので、それらについての詳細な説明は省略する。

前記プローブ５２は、共振器５１の他端に接続されてそれぞれの回路パターン５３の一端に接触する複数個のプローブ部分を持つ。前記第１スイッチＳＷ_１、・・・、ＳＷ_ｎは共振器５１とプローブ５２との間に接続されて、共振器５１とプローブ５２とのそれぞれのプローブ部分間の接続をスイッチングする。前記第２スイッチＳＷは、それぞれの回路パターン５３の他端と第２電力供給手段との間５５に接続されて、それぞれの回路パターン５３と第２電力供給手段５５との接続をスイッチングする。

前記検査部５６、５７は、共振器５１とそれぞれの第１スイッチＳＷ_１、・・・、ＳＷ_ｎとの間に接続されて、回路パターン５３で発生した電圧を測定して測定電圧を生成し、測定電圧から回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。前記スイッチング制御部６１１、６１２は、検査部５７５からスイッチ制御信号を入力されて第１及び第２スイッチのスイッチングを制御する。

前記検査部５６、５７は、フィルター５７１、整流器５７２、アナログ−デジタル変換器５７３、メモリ５８、及び決定部５７５を具備することが望ましい。また、検査部には、共振器５１とそれぞれの第１スイッチＳＷ_１、・・・、ＳＷ_ｎとの間に接続されて、回路パターン５３で発生した電圧を測定する測定部５６がさらに備えられる。

前記フィルター５７１は、回路パターン５３によって変調された交流アナログ信号をフィルタリングしてフィルタリング信号を生成する。前記整流器５７２は、フィルタリング信号を入力されて直流アナログ信号を生成する。前記アナログ−デジタル変換器５７３は、直流アナログ信号からデジタル測定信号を生成する。前記メモリ５８には、回路パターン欠陥の種類による測定信号データである参照信号を保存する。前記決定部５７５は、測定信号を参照信号と比較して回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類を判断する。この時、前記参照信号は、回路パターン欠陥の種類による測定電圧と、回路パターンに欠陥がない場合に測定された電圧との差のパターンによって設定される。

前記メモリ５８に保存される参照信号は、前記回路パターンによる欠陥の位置及び種類をコンピュータでシミュレーションして得られた値に基づいて構成できる。

前記決定部５７５では、回路パターン欠陥有無及び欠陥の種類の判断終了によってデジタルスイッチング制御信号を生成する。前記スイッチング制御部は、デジタルスイッチング制御信号からアナログスイッチング制御信号を生成するデジタル−アナログ変換器６１１、及びアナログスイッチング制御信号によってそれぞれの第１及び第２スイッチのスイッチングを制御するデマルチプレクサ６１２を具備してなる。

前記フィルター５７２としては、第１遮断周波数及び第１遮断周波数より大きい第２遮断周波数を基準にフィルタリングするバンドパスフィルター５７１が使われ、低すぎる周波数及び高すぎる周波数の信号を遮断して関心周波数領域での信号を分析し、欠陥の有無及び種類を検査できる。

前記アナログ−デジタル変換器５７３にはＬａｂＶｉｅｗデータ取得ボードが使われ、これによって直流アナログ信号からデジタル測定信号を生成することができる。前記メモリ５８には、測定信号と比較して欠陥の有無及び種類を判断できるように、回路パターン５３の欠陥の種類による測定信号データである参照信号が参照テーブルの形態で保存される。

図１１に図示された実施例のように、前記検査部が、回路パターン５３から反響される反射波電力と、プローブを介して回路パターンに入射される入射波電力との比であるような入力端反射係数を測定し、参照信号と比較して欠陥の有無及び種類を判断できる。この時、前記参照信号が、回路パターン欠陥の種類による入力端反射係数のパターンによって設定されることが望ましい。

一般的に、実際の半導体パッケージの基板は複数個の回路パターンで構成されているために、それぞれの回路パターンごとに欠陥の有無及び欠陥の種類を検査する必要がある。そのために、それぞれの回路パターンごとに共振器を構成すれば、装備が大きくなるだけでなく、回路パターンのピッチが小さくなるので、適用自体が難しくなりうる。

本実施例による回路パターン欠陥検査システム５は、このように複数の回路パターン欠陥を効率的に検査できるように考案されたものであり、１つの共振器５１を共有し、第１スイッチを介して共振器５１とそれぞれの回路パターンの一端に接続されたプローブ５２とを接続可能にした。そのために、それぞれのプローブにＴＲスイッチを接続し、スイッチング制御部６１１、６１２を介して第１スイッチを順次接続しつつ、順次にそれぞれの回路パターン欠陥を検査できるようにした。この時、第１スイッチは１つのスイッチで構成されて、共振器５１からそれぞれのプローブ５２への接続を順次制御することもできる。

また、第２電力供給手段５５が接続されうるが、そのために第２スイッチＳＷを介して第２電力供給手段５６と回路パターンの遠端とを、前記共振器５１と前記プローブ５２との接続に合せて接続させて、第２電力供給端５５を、回路パターン欠陥を検査する回路パターンとのみ選択的に接続させることができる。この時、第２電力供給手段５５は、検査しようとするあらゆる回路パターンのそれぞれの遠端にいずれも接続されることもある。

本発明は、前記実施例に限定されず、特許請求の範囲で定義された発明の思想及び範囲内で当業者によって変形及び改良できる。

本発明は、微細回路パターンを持つ半導体基板または半導体パッケージに適用できる。

従来の回路パターン欠陥検査装置を比較分析した表である。 従来の共振器を利用した基板の回路パターン欠陥検査装置を概略的に図示した図面である。 基板の製作時に発生しうる回路パターン欠陥の形状及び種類を概略的に図示した図面である。 図３の回路パターン欠陥の種類による周波数応答を概略的に図示したグラフである。 無欠陥の場合と近端に３０％マウスバイト欠陥がある場合の周波数の電圧差特性を概略的に図示したグラフである。 無欠陥の場合と遠端に３０％マウスバイト欠陥がある場合の周波数の電圧差特性を概略的に図示したグラフである。 本発明による望ましい実施例であって、電子デバイスの検査装置を概略的に図示した回路図である。 図７の電子デバイスの検査装置によって、回路パターン欠陥がマウスバイト欠陥である場合に、第２電力供給手段がある場合とない場合とを比較したグラフである。 図７の電子デバイスの検査装置によって、回路パターン欠陥がショート寸前の欠陥である場合に、第２電力供給手段がある場合とない場合とを比較したグラフである。 図７の電子デバイスの検査装置によって、回路パターン欠陥がオープン欠陥である場合に、第２電力供給手段がある場合とない場合とを比較したグラフである。 本発明による望ましい他の実施例であって、装置を概略的に図示した回路図である。 図１１の電子デバイスの検査装置によって、第２電力供給手段がない場合に、無欠陥である場合と遠端側にマウスバイト欠陥がある場合との入力端反射係数を比較したグラフである。 図１１の電子デバイスの検査装置によって、第２電力供給手段がある場合に、無欠陥である場合と遠端側にマウスバイト欠陥がある場合との入力端反射係数を比較したグラフである。 本発明による望ましい他の実施例として、電子デバイスの検査装置を概略的に図示した回路図である。 本発明による望ましい更に別の実施例として、電子デバイスの検査装置を概略的に図示した回路図である。

符号の説明

５ 回路パターン欠陥検査システム
５１ 共振器
５２ プローブ
５３ 回路パターン
５５ 第２電力供給部
５６ 測定部
５８ メモリ
５７１ フィルター
５７２ 整流器
５７３ アナログ−デジタル変換器
５７５ 決定部
６１１ デジタル−アナログ変換器
６１２ デマルチプレクサ
ＳＷ_１、・・・、ＳＷ_ｎ 第１スイッチ

Claims (38)

1. 電子デバイスの検査装置であって、
   電気的変量を前記電子デバイスの第１端部に与える回路部と、
   前記与えられた電気的変量の値を変更するべく前記電子デバイスの第２端部と接続された要素部と、
   前記与えられた電気的変量の変更値を測定し、前記測定された電気的変量の変更値を基準値と比較して前記電子デバイスの状態を決定するべく、前記回路部と電気的に接続された検査部と、を具備することを特徴とする装置。
2. 前記電気的変量が電圧であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記電気的変量が電流であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記要素部が電力供給手段であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記要素部がグラウンドであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記要素部が、磁場を形成して非接触式で前記回路パターンの第２端部に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記回路部が、並列接続された抵抗、キャパシタ、及びインダクターを具備する共振器であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記検査部が、
   前記回路部に導通されたプローブと、
   前記電気的変量の前記値を測定するべく前記共振器及び前記プローブに接続された測定部と、
   前記測定された電気的変量の値から前記電子デバイスの欠陥有無を判断する判断部と、を具備することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記基準値が、前記電子デバイスに欠陥のない場合に測定された電気的変量の値であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記判断部が、前記測定された電気的変量の値によって生成されたパターンによって前記欠陥の種類を決定することを特徴とする請求項８に記載の装置。
11. 前記欠陥の種類が、オープン欠陥、マウスバイト欠陥、ショート寸前の欠陥、及びショート欠陥を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記検査部が、
    前記電子デバイスによって変調された交流アナログ信号をフィルタリングしかつフィルタリング信号を生成するフィルターと、
    前記フィルタリング信号を受信しかつ直流アナログ信号を生成する整流器と、
    前記直流アナログ信号からデジタル測定信号を生成するアナログ−デジタル変換器と、
    前記電子デバイスの欠陥の種類による測定信号データである参照信号を保存するメモリと、
    前記測定信号を前記参照信号と比較して前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断する決定部と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 前記検査部が、
    前記電子デバイスによって変調された交流アナログ信号をフィルタリングしかつフィルタリング信号を生成するフィルターと、
    前記フィルタリング信号を受信しかつ直流アナログ信号を生成する整流器と、
    前記直流アナログ信号からデジタル測定信号を生成するアナログ−デジタル変換器と、
    前記電子デバイスの欠陥の種類による測定信号データである参照信号を保存するメモリと、
    前記測定信号を前記参照信号と比較して前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断する決定部と、を具備することを特徴とする請求項８に記載の装置。
14. 前記参照信号が、前記電子デバイスによる欠陥の位置及び種類をコンピュータでシミュレーションして得られた値に基づいて構成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 電子デバイスの検査装置であって、
    電気的変量を前記電子デバイスの第１端部に与える回路部と、
    前記与えられた電気的変量の値を変更するべく前記電子デバイスの第２端部と接続された要素部と、
    前記電子デバイスの入射波電力と反射波電力の比であるような入力端反射係数を測定し、前記測定された入力端反射係数と基準値とを比較して前記電子デバイスの状態を決定するべく、前記回路部と電気的に接続された検査部と、を具備することを特徴とする装置。
16. 前記要素部が電力供給手段であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記要素部がグラウンドであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
18. 前記回路部が、プローブ及び共振器をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
19. 前記検査部が、
    前記入力端反射係数を測定するべく、前記共振器と前記プローブとに接続された入力端反射係数測定部と、
    前記入力端反射係数から前記電子デバイスの欠陥有無及び種類を判断する判断部と、を具備することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記判断部が、前記入力端反射係数を前記電子デバイスに欠陥のない場合に測定された入力端反射係数と比較して、前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
21. 電子デバイスの検査装置であって、
    電気的変量を前記電子デバイスの第１端部に与え、前記与えられた電気的変量の値を検出する回路部と、
    前記与えられた電気的変量の検出値を増幅するべく前記回路部と接続された増幅部と、
    前記与えられた電気的変量の増幅値を測定し、前記印加された電気的変量の増幅値と基準値とを比較して前記電子デバイスの状態を判断するべく、前記増幅部と電気的に接続された検査部と、を具備することを特徴とする装置。
22. 前記増幅部が、低雑音増幅器であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記電子デバイスの第２端部に接続されて、前記電子デバイスの前記第１端部と前記第２端部との間で電気的変量の値を変更する要素部をさらに具備することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
24. 前記要素部がグラウンドであることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記要素部が電力供給手段であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
26. 前記電気的変量が電圧であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
27. 前記電気的変量が電流であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
28. 前記回路部が、プローブ及び共振器をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
29. 前記検査部が、
    前記与えられた電気的変量値を測定するべく、前記共振器と前記プローブとに接続された測定部と、
    前記与えられた電気的変量から前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断する判断部と、を具備することを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 複数の電子デバイスを検査する装置であって、
    共振器と、
    前記共振器に電力を供給するべく前記共振器の一端に接続された第１電力供給手段と、
    前記共振器の他端に接続されかつ前記各電子デバイスの一端に接触する複数個のプローブ部分を持つプローブと、
    前記共振器と前記プローブの前記各プローブ部分との接続をスイッチングするべく前記共振器及び前記プローブに接続された１若しくは複数の第１スイッチと、
    電力を供給するべく前記各電子デバイスの他端に接続された第２電力供給手段と、
    前記各電子デバイスと前記第２電力供給手段との接続をスイッチングするべく前記各電子デバイスの前記他端と前記第２電力供給手段に接続された１若しくは複数の第２スイッチと、
    前記複数の電子デバイスの１つから生じた電圧を測定して測定電圧を生成し、前記測定電圧から前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断するべく前記共振器と前記各第１スイッチに接続された検査部と、
    前記検査部からスイッチ制御信号を受信しかつ前記第１スイッチと前記第２スイッチのスイッチングを制御するスイッチング制御部と、を具備することを特徴とする装置。
31. 前記検査部が、
    前記電子デバイスによって変調された交流アナログ信号をフィルタリングしかつフィルタリング信号を生成するフィルターと、
    前記フィルタリング信号を受信しかつ直流アナログ信号を生成する整流器と、
    前記直流アナログ信号からデジタル測定信号を生成するアナログ−デジタル変換器と、
    前記電子デバイスの欠陥の種類による測定信号データの参照信号を保存するメモリと、
    前記測定信号を前記参照信号と比較して前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類を判断する決定部と、を具備することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
32. 前記参照信号が、前記電子デバイスの欠陥の種類による前記測定電圧と前記電子デバイスに欠陥のない場合に測定された電圧との差のパターンによって設定されることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. 前記参照信号が、前記電子デバイスによる欠陥の位置及び種類をコンピュータでシミュレーションして得られた値に基づいて構成されることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
34. 前記決定部が、前記電子デバイスの欠陥有無及び欠陥の種類の判断終了によってデジタルスイッチング制御信号を生成し、
    前記スイッチング制御部が、
    前記デジタルスイッチング制御信号からアナログスイッチング制御信号を生成するデジタル−アナログ変換器と、
    前記アナログスイッチング制御信号によって前記第１スイッチと前記第２スイッチのスイッチングを制御するデマルチプレクサとを具備することを特徴とする請求項３１に記載の装置。
35. 前記フィルターが、第１遮断周波数及び前記第１遮断周波数より大きい第２遮断周波数を基準に信号をフィルタリングするバンドパスフィルターであることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
36. 前記検査部が、前記プローブを介して前記電子デバイスに入射される入射波電力と前記電子デバイスから反響される反射波電力の比であるような入力端反射係数を測定することを特徴とする請求項３０に記載の装置。
37. 前記参照信号が、前記電子デバイスの欠陥の種類による前記入力端反射係数のパターンによって設定されることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
38. 前記第１スイッチが、前記１つの共振器から複数個の電子デバイスに信号を分散して入力できるトランジスタースイッチであることを特徴とする請求項３０に記載の装置。

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