JP2000304827A - 非接触導通検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高感度の検出器を用いることなく被検査回路網
の電荷の存否を検出可能とし高精度で被検査回路網の接
続状態を検出可能とする。 【解決手段】被検査回路網１に電子ビームＢを照射して
被検査回路網１を充電する。その後、検出用導体３を被
検査回路網１に近接させ、被検査回路網１の電荷分布の
パターンを検出する。このようにして検出したパターン
を良品における電荷分布のパターンと照合することによ
り被検査回路網１の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路網の接続状態
を非接触で検査することができる非接触導通検査方法及
びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回路網の接続状態の検査には、
検査部位に接触針（プローブ）を接触させて２点間に電
流が流れるか否かを確認する方法が採用されている。こ
の方法は簡単ではあるが、近年では半導体部品の集積度
が高くなり、電子回路を実装する回路基板が複雑化・微
細化したことによって、被検査回路網の目的とする位置
に接触針を接触させるのが困難になってきている。つま
り、接触針による接続状態の検査では高速化できないと
いう問題がある。

【０００３】これに対して、特公平５−６２７００号公
報には、被検査回路網に電子ビームを照射して被検査回
路網を充電し、その後、被検査回路網の所望の部位に電
子ビームを照射することによって被検査回路網から２次
電子を放出させ、この２次電子の放出量を測定すること
によって充電された部位と充電されなかった部位とを識
別する技術が記載されている。この技術を適用すれば、
被検査回路網に接触することなく被検査回路網の導通や
断線を検出することができるから、被検査回路網が複雑
かつ微細であっても目的とする部位の接続状態を非接触
で高速かつ精度よく検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された技術では、被検査回路網にほぼ一様に電
荷が分散した状態で２次電子を放出させているから、２
次電子の放出量が比較的少なく、２次電子を検出するた
めに高感度の検出器が必要になる。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、被検査回路網の電荷分布を制御する
ことによって、高感度の検出器を用いることなく被検査
回路網の電荷の存否を検出可能とし、結果的に高い精度
で被検査回路網の接続状態を検出することができるよう
にした非接触導通検査方法及びその装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、導通
検査の対象となる被検査回路網に荷電粒子ビームを照射
するとともに、定電位に接続された検出用導体を前記被
検査回路網の一部に近接させ、前記被検査回路網の電荷
分布のパターンを良品における電荷分布のパターンと照
合することにより被検査回路網の良否を判定することを
特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記荷電粒子ビームを電子ビームとしたことを特徴
とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記被検査回路網を前記荷電粒子ビ
ームにより充電した状態での前記検出用導体の近傍の電
荷分布のパターンを用いて良否を判定することを特徴と
する。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記被検査回路網が両面に形成され
た基板の各面に前記検出用導体をそれぞれ近接させて配
置し、各被検査回路網にそれぞれ前記荷電粒子ビームを
照射することを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記被検査回路網と前記検出用導体
との相対的な位置関係を変化させながら電荷分布のパタ
ーンを求めることを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記検出用導体を被検査回路網が形
成されている領域を覆う格子状に形成したことを特徴と
する。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記検出用導体が、互いに平行な複
数本の導体からなる第１センシングラインと、互いに平
行な複数本の導体からなり第１センシングラインに交差
するように配置された第２センシングラインとにより格
子状に形成され、第１センシングラインおよび第２セン
シングラインを構成する各導体が電気的に分離され、第
１センシングラインと第２センシングラインとにおいて
互いに電気的に分離された接地点と各導体との間に流れ
る電流により電荷分布のパターンを求めることを特徴と
する。

【００１３】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、前記荷電粒子ビームが複数本であって、各荷電粒子
ビームが互いに異なる被検査回路網に照射されることを
特徴とする。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記被検査回路網の電荷分布のパタ
ーンを、前記被検査回路網にパターン検出用の荷電粒子
ビームを照射することにより２次電子の放出量の分布パ
ターンとして求めることを特徴とする。

【００１５】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、前記被検査回路網の位置と電荷量とを対応付けて
電荷分布のパターンを求め、次に良品における電荷分布
のパターンであるテンプレートとの位置合わせを行った
後にテンプレートとの一致度を求め、一致度の大小に基
づいて被検査回路網の良否を判定することを特徴とす
る。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項６の発明において、前記検出用導体と接地点との間の
電流を検出する電流検出手段を設け、前記被検査回路網
の電荷分布のパターンを、前記被検査回路網にパターン
検出用の荷電粒子ビームを照射したときの前記電流検出
手段による検出電流の変化パターンとして求めることを
特徴とする。

【００１７】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記パターン検出用の荷電粒子ビームの照射位
置と被検査回路網との相対位置を変化させながら電荷分
布のパターンを検出することを特徴とする。

【００１８】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、前記被検査回路網に照射する前記荷電粒子ビー
ムのビーム源が、前記荷電粒子ビームを照射した直後に
前記被検査回路網に照射する前記パターン検出用の荷電
粒子ビームのビーム源と兼用されていることを特徴とす
る。

【００１９】請求項１４の発明は、請求項１２または請
求項１３の発明において、前記被検査回路網が形成され
ている基板の表面の複数部位において電荷量に相当する
測定量を求め、測定量の数値列を電荷分布のパターンと
して用いることを特徴とする。

【００２０】請求項１５の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記数値列が前記基板の各部位に各数値を対応
付けた行列形式で表現され、良品における電荷分布のパ
ターンと検査対象における電荷分布のパターンとの位置
を合わせるように行列に変換を施した後、両行列の一致
度から良否を判定することを特徴とする。

【００２１】請求項１６の発明は、被検査回路網に荷電
粒子ビームを照射するビーム源と、定電位に接続され前
記被検査回路網の一部に近接される検出用導体と、前記
被検査回路網の電荷分布のパターンを検出する検出手段
と、前記被検査回路網の電荷分布のパターンと良品にお
ける電荷分布のパターンとを照合することにより被検査
回路網の良否を判定する判定手段とを備えるものであ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
は本発明の基本的技術である。以下では図１のように導
通検査の対象となる被検査回路網１として基板２上に形
成された回路パターンを例示する。被検査回路網１の断
線や短絡を検出するために、被検査回路網１の一部に対
向するように検出用導体３を基板２から離間した形で配
置してある。被検査回路網１と検出用導体３との距離
は、たとえば１ｍｍに設定され、検出用導体３は接地さ
れることによって定電位に接続される。基板２および検
出用導体３は、真空中（０．０１Ｔｏｒｒ以下）にビー
ム源としての電子線源（図示せず）とともに配置され
る。電子線源は被検査回路網１に対して電子ビームＢを
照射することができるように構成されており、図示例で
は被検査回路網１の一端部に電子ビームＢを照射してい
る。

【００２３】ここにおいて、電子ビームＢを物体に照射
すると、照射された電子ｅは、おおよそ以下のようにふ
るまうことになる。すなわち、電子が物体表面で反射さ
れる状態、物体から２次電子が放出される状態、物体が
帯電する状態、電子が物体を突き抜ける状態の４状態に
大別することができる。これらのふるまいは、物体の種
類や電子ビームの加速電圧に応じて異なるが、本実施形
態のように金属の被検査回路網１に電子ビームＢを照射
するときには、加速電圧を２０〜２５ｋＶに設定してお
くと、被検査回路網１が帯電するとともに２次電子の放
出が活発になるという知見が得られている。なお、電子
ビームではなく荷電粒子ビームとしてイオンビームを用
いることも可能であるが、イオンは電子よりも質量が大
きいから、加速電圧によっては物体中の原子をはじき出
すスパッタリング現象が生じることになる。スパッタリ
ング現象は加速電圧が高いときに生じる現象であるか
ら、加速電圧を低く設定しておくことによって被検査回
路網１を帯電させるとともに２次電子の放出を活発にす
ることが可能である。

【００２４】しかして、電子ビームＢの加速電圧を２０
〜２５ｋＶに設定しておくことによって被検査回路網１
は帯電する。ここで、検出用導体３は接地電位であるか
ら、被検査回路網１に対して相対的に正電位になる。そ
の結果、被検査回路網１において電子ビームＢを照射す
る部位と検出用導体３の対向する部位との間が導通して
いれば、図１（ａ）に示すように、被検査回路網１を帯
電させている電子ｅは検査用導体３の近傍に集まること
になる（ハッチングは電子ｅの分布を示す）。また、図
１（ｂ）のように電子ビームＢを照射する部位と検出用
導体３の対向する部位との間に断線部Ｆがあれば、検査
用導体３の近傍に電子ビームＢからの電子ｅが導かれな
いから、電子ｅの分布つまり電荷分布は導通時とは異な
る分布になる。このような導通時と断線時との電荷分布
の差異を検出すれば被検査回路網１の良否を判定するこ
とができる。つまり、あらかじめ良品の被検査回路網１
における電荷分布のパターンを求めておき、検出した電
荷分布のパターンと比較照合すれば、被検査回路網１の
良否を判定することができる。

【００２５】電荷分布のパターンを検出し被検査回路網
１の良否を判定する装置は、図２のように構成される。
ここでは電荷分布のパターンは電子顕微鏡１１により検
出される。つまり、上述のようにして電子ビームＢを被
検査回路網１に照射して帯電させた後に、電子顕微鏡１
１によって被検査回路網１のうち検査用導体３の近傍の
部位が観測される。ここに、電子ビームＢを被検査回路
網１に照射する手段は電子顕微鏡１１であってもよい。
電子顕微鏡１１による観測結果は画像として取り込ま
れ、フレームメモリ１２に書き込まれる。フレームメモ
リ１２に格納された画像はハードディスク装置よりなる
記憶装置１３に格納される。記憶装置１３に格納された
観測結果のうち良品の被検査回路網１についての観測結
果は、テンプレート生成部１４によって良品データのテ
ンプレートとして読み出される。

【００２６】一方、フレームメモリ１２に格納された検
査対象の画像は前処理演算部１５に入力されテンプレー
トとの位置合わせが施される。つまり、検査対象の画像
はテンプレートに対して平行移動による位置ずれと回転
による位置ずれとを含んでいることが普通であるから、
前処理演算部１５において位置ずれが補正される。その
後、検査対象の画像とテンプレートとが比較演算部１６
において比較され検査対象の画像とテンプレートとの一
致度が求められる。ここに、一致度を求めるには、検査
対象の画像とテンプレートとで一致しない画素数を計数
する方法や、検査対象の画像とテンプレートとをパラメ
ータ空間にマッピングして度数分布を求める一般化ハフ
変換を用いる方法などを適用することができる。この種
のパターンマッチングの技術は周知のものである。この
ようにして比較演算部１６において一致度が求められる
と、検査判定部１７では一致度に応じて被検査回路網１
の良否を決定する。つまり、テンプレートに対する検査
対象の画像の一致度が規定値以上であれば良品と判定す
るのである。

【００２７】たとえば、図３（ａ）のような検査対象の
画像が得られたときに、図３（ｃ）のようなテンプレー
トＴと比較するとすれば、テンプレートＴに対して検査
対象の画像のパターンＰは平行移動による位置ずれおよ
び回転による位置ずれを含んでいるから、これを前処理
演算部１５において補正する。補正後の画像のパターン
Ｐ’は図３（ｂ）のようになるから、図３（ｂ）のパタ
ーンＰ’と図３（ｃ）のテンプレートＴとを比較し一致
度を求めるのである。図示例では検査対象のパターン
Ｐ’において長円状のパターンがテンプレートＴよりも
１個少ないから一致度は低くなり、この場合には検査判
定部１７において不良品（つまり、断線部Ｆがある）と
判定されることになる。

【００２８】なお、検査装置には、図２に示すように、
フレームメモリ１２に格納された濃淡画像を表示するモ
ニタ装置や濃淡画像を出力するためのプリンタなどの出
力装置１８が接続可能になっている。

【００２９】上述のように検出用導体３を被検査回路網
１の一部に近接させておくと、被検査回路網１が導通し
ていれば、検出用導体３の近傍に電子ｅが集まることに
よって検出用導体３の近傍では負の電荷が集中し、上述
のように電子顕微鏡１１を用いて検出用導体３の近傍部
位を観測すると、検出用導体３と検出用導体３の近傍に
おける被検査回路網１との間には比較的大きな電位差が
生じることになる。つまり、電子ビームＢの照射部位と
電子顕微鏡１１により観測される検出用導体３の近傍部
位とが導通していれば、電子顕微鏡１１の電子線による
２次電子の放出量が多くなるから、観測結果において大
きなコントラストを得ることができる。逆に言えば、コ
ントラストが大きい部位は電子ビームＢの照射部位と導
通していることがわかるのである。また、検出用導体３
を設けない場合に比較すると被検査回路網１の充電量が
同じであっても、導通時における検出用導体３の近傍で
の２次電子の放出量が多くなるから、導通と断線との識
別が容易になる。

【００３０】本実施形態では検出用導体３の位置を固定
しているが、検出用導体３を被検査回路網１に沿って移
動させれば断線部Ｆの位置を検出することも可能にな
る。また、検出用導体３を移動させるのではなく被検査
回路網１を設けた基板２を検出用導体３に対して移動さ
せてもよい。

【００３１】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、電荷分布を検出するために２次電子を検出する構成
が検出用導体３とは別に必要であったが、本実施形態で
は図４に示すように検出用導体３と接地点との間に電流
検出器４を設けて検出用導体３に流れる電流を電流検出
器４により測定するように構成してある。また、電子ビ
ームＢ１により被検査回路網１を充電した後に、電子ビ
ームＢ２を被検査回路網１に再度照射するとともに被検
査回路網１に沿って電子ビームＢ２の照射位置を走査す
る構成を採用している。すなわち、図４に破線で示すよ
うに電子ビームＢ２を走査するのであって、このとき充
電されている部位では充電されていない部位よりも多く
の２次電子が放出されることになる。２次電子が放出さ
れると２次電子の一部は検出用導体３で捕捉されるか
ら、検出用導体３には電流が流れる。この電流を電流検
出器４により測定すれば、２次電子の放出量の多寡によ
って被検査回路網１が導通しているか否かを知ることが
できるのである。

【００３２】つまり、被検査回路網１が充電する際に電
子ビームＢ１を照射した位置に導通している部位では電
子が溜まっているから、次に電子ビームＢ２を照射した
ときには２次電子の放出量が多くなるが、被検査回路網
１に充電する際に電子ビームＢ１を照射した位置に導通
していない部位では、次に電子ビームＢ２を照射しても
２次電子の放出量が少なくなる。したがって、検出用導
体３には被検査回路網１からの２次電子の放出量の多寡
に応じた電流が流れるのである。検出用導体３に流れる
電流は、電子ビームＢ１，Ｂ２の加速電圧を２０〜２５
ｋＶとし、被検査回路網１と検出用導体３との距離を１
ｍｍに設定したときに１０〜１０００ｐＡであって、電
流検出器４にはこの程度の電流を検出できるものを用い
ればよい。

【００３３】しかして、図４（ａ）、図５（ａ）に示す
ように被検査回路網１における電子ビームＢ１の照射位
置と検出用導体３に対向する部位との間に断線部Ｆが存
在するときには、被検査回路網１にはほとんど充電され
ていないから、電流検出器４で測定される電流は図５
（ｂ）のように電子ビームＢ２の照射位置にかかわら
ず、断線部Ｆと検出用導体３の配置場所を除く部位では
ほぼ一定になる。断線部Ｆでは電子ビームＢ２を照射し
ても２次電子が放出されないから電流検出器４には電流
がほとんど流れず、検出用導体３に電子ビームＢ２が照
射されるときには電子ビームＢ２による電流が電流検出
器４に流れるから電流が増加する。

【００３４】一方、図４（ｂ）、図６（ａ）に示すよう
に電子ビームＢ１の照射位置と検出用導体３に対向する
部位とが導通しているときには、電子ビームＢ２が検出
用導体３に近付くと電流検出器４に検出される電流の変
化パターンが図６（ｂ）のように他の部位よりも低下す
る。このような現象が生じるのは、検出用導体３の近傍
では電子が他の部位よりも多く放出されているからであ
ると考えられる。

【００３５】このように、電子ビームＢ２を被検査回路
網１に沿って走査したときに電流検出器４で測定される
電流値の変化パターンに基づいて導通しているか断線し
ているかを判断することが可能になる。

【００３６】本実施形態では被検査回路網１を充電する
電子ビームＢ１を被検査回路網１に照射した後に、２次
電子を放出させるために電子ビームＢ２を被検査回路網
１に沿って走査しているが、図４（ｂ）に示すように、
電子ビームＢ１を照射しながら電子ビームＢ２の走査を
行うようにしても、電流検出器４で測定される電流値は
上述したのと同様の変化を示す。したがって、電子ビー
ムＢ１と電子ビームＢ２とを被検査回路網１に同時に照
射することで、検査時間を短縮することが可能になる。
また、電子ビームＢ１と電子ビームＢ２との電子線源と
して同じものを用い、電子ビームＢ１を被検査回路網１
に照射した直後に電子ビームＢ２を照射するようにして
もよい。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様
である。

【００３７】（第３の実施の形態）本実施形態は、図７
のように、基板２の両面に被検査回路網１が形成された
ものであって、検出用導体３も基板２の表裏両面に対向
するように配置されている。また、各検出用導体３は基
板２の板面に沿って任意の位置に移動可能になってい
る。他の構成および動作は第２の実施の形態と同様であ
る。

【００３８】したがって、電子ビームＢ１により被検査
回路網１を充電し、検出用導体３の位置を変えながら電
子ビームＢ２を走査することで、基板２の任意の箇所で
被検査回路網１の導通と切断との検査を行うことができ
る。また、上述のように基板２の表裏両面にそれぞれ対
向するように検出用導体３を配置していることにより、
基板２の表裏に設けた被検査回路網１の導通を検査する
際には、表裏の互いに接続されている被検査回路網１に
沿って電子ビームＢ２を走査し、基板２の表裏の検出用
導体３に接続された電流検出器４で電流を検出すれば、
電流の変化パターンに応じて表裏間での導通を検査する
ことが可能である。しかも、基板２の表裏の被検査回路
網１を同時に検査することができるから、各別に検査す
る場合よりも検査に要する時間を短縮することができ
る。

【００３９】（第４の実施の形態）上述した実施形態
は、検出用導体３が線状に形成されているものであった
が、本実施形態では、図８に示すように、検出用導体３
として被検査回路網１が形成されている領域（つまり基
板２）を覆う格子状のものを用いている。図示する検出
用導体３は、互いに平行な複数本の導体からなる第１セ
ンシングライン３ａと、互いに平行な複数本の導体から
なり第１センシングライン３ａに直交するように配置さ
れた第２センシングライン３ｂとにより構成されてい
る。また、第１センシングライン３ａと第２センシング
ライン３ｂとを構成する各導体は電気的に分離されてお
り、各導体ごとに接地点との間に電流検出器４が接続さ
れる（図では第１センシングライン３ａの導体にのみ電
流検出器４を接続しているが、第２センシングライン３
ｂの導体にも電流検出器４が接続される）。ただし、第
１センシングライン３ａと第２センシングライン３ｂと
の接地点は互いに分離されており、第１センシングライ
ン３ａと第２センシングライン３ｂとの間では互いに他
方に電流が流れないようにしてある。

【００４０】この構成では電子ビームＢ１により被検査
回路網１に充電した後に、電子ビームＢ２を走査するだ
けで、検出用導体３を移動させることなく基板２の各部
位での電荷分布を検出することができる。他の構成およ
び動作は第２の実施の形態と同様である。

【００４１】また、本実施形態の構成において複数本の
電子ビームＢ２を互いに干渉しないように（つまり、同
じ被検査回路網１に同時に複数本の電子ビームＢ２を照
射しないように）走査すれば、１本の電子ビームＢ２を
走査する場合よりも短時間で検査することが可能にな
る。

【００４２】（第５の実施の形態）本実施形態は、図９
のように格子状の検出用導体３を用いるものではある
が、第４の実施の形態のように各導体を電気的に分離す
るのではなく、格子を形成する導体を互いに電気的に接
続し、検出用導体３の１箇所と接地点との間に電流検出
器４を設けたものである。他の構成は第４の実施の形態
と同様であって、電子ビームＢ２を走査すれば、検出用
導体３を移動させることなく走査位置の電荷分布を検出
することが可能になる。

【００４３】本実施形態においては基板２の表裏両面に
対向させて検出用導体３をそれぞれ配置してあり、基板
２の表裏各面に形成した被検査回路網１に対してそれぞ
れ電子ビームＢ２を照射するようになっている。この構
成では両検出用導体３で電流検出器４が共用されている
が、各検出用導体３にそれぞれ電流検出器４を設けるよ
うにすれば、基板２の表裏に電子ビームＢ２を同時に照
射して検査を行うことが可能になる。他の構成および動
作は第２の実施の形態と同様である。

【００４４】（第６の実施の形態）本実施形態では、第
４の実施の形態を例として、基板２上での電荷分布を検
出した後の被検査回路物１の良否判定の技術について説
明する。つまり、第４の実施の形態のように格子状の検
出用導体３を用いるのであって、電子ビームＢ２は第２
センシングライン３ｂの隣接する一対の導体間で第２セ
ンシングライン３ｂに平行な方向に走査する（図１０に
おける破線は電子ビームＢ２を走査する軌跡を示し、こ
の破線を以下では走査線と呼ぶ）。格子状の検出用導体
３を用いるとともに上述のように電子ビームＢ２を走査
すると、電子ビームＢ２の照射位置が第１センシングラ
イン３ａの各導体に接近したときの電流値が、被検査回
路網１の状態によって変化する。そこで、電子ビームＢ
２の照射位置が導体から離れているときの電流値に基づ
いて基準電流値ｉ０を設定しておき、電子ビームＢ２の
照射位置が各導体に接近したときの電流値の極小値と基
準電流値ｉ０との電流差を測定量として求める。また、
求めた電流差は電子ビームＢ２の走査線の位置と第１セ
ンシングライン３ａの導体の位置とに対応付けて行列と
して扱う。

【００４５】たとえば、図１０の例では電子ビームＢ２
の走査線が３本であり、第１センシングライン３ａが４
本であるから、求めた電流差の数値列を３行４列の行列
として表現することが可能になる。いま、図１１（ａ）
のように各電流差が得られたとすると、図１１（ｂ）の
ような行列として扱うことができる。このようにして得
られた行列の各要素を画素と考えて扱えば、濃淡画像を
扱うことができる画像処理装置を用いて上述した行列の
処理が可能になる。また、行列の各要素を画素の濃度に
対応付けるようにすれば、被検査回路網１の状態を可視
化することが可能になる。

【００４６】上述した行列は被検査回路網１の接続状態
を反映しているから、画像処理技術において用いられて
いるパターンマッチング技術を上述の行列に適用するこ
とで良否の判定が可能になる。つまり、被検査回路網１
の良品についての行列をテンプレートとして求めてお
き、検査対象となった被検査回路網１についての行列と
の一致度を検出すれば、被検査回路網１の良否判定が可
能になる。いま、行列の各要素を画素とする濃淡画像で
表すものとし、図１２（ｂ）のような良品についての濃
淡のパターンに対して、図１２（ａ）のような濃淡のパ
ターンが得られたとする。図１２において１つの升目が
行列の１要素（ないし画素）に対応し、各升目内のハッ
チングのピッチは濃度を表す。図１２（ａ）（ｂ）を比
較すると、図１２（ａ）の濃淡のパターンには図１２
（ｂ）に対して中央上部に欠落があるから、不良と判断
することができるのである。ここで、良品のパターン
（テンプレート）と対象となるパターンとの位置は、ず
れているのが普通であるから、パターンマッチングの際
には対象となるパターンに平行移動や回転移動を施して
位置合わせを行う必要がある。このような位置合わせの
後にパターンマッチングを行うのであって、パターンマ
ッチングには、第１の実施の形態でも説明したように、
行列の各要素を重ね合わせて不一致部分の面積を求める
技術や、濃淡画像をパラメータ空間にマッピングする一
般化ハフ変換を用いる技術が適用される。これらの技術
は画像処理技術において周知であるからここでは説明を
省略する。他の構成および動作は第４の実施の形態と同
様である。

【００４７】（第７の実施の形態）本実施形態は、第６
の実施の形態と同様に良品のパターンと対象となるパタ
ーンとを比較することにより良否の判定を行うものであ
るが、本実施形態では第６の実施の形態のような電流差
の相違を用いずに良否判定を行うものである。本実施形
態の技術は第５の実施の形態に示した検査用導体３に対
して適用可能である。

【００４８】すなわち、図１３（ａ）のように格子状の
検出用導体３を配置し、電子ビームＢ２を用いて被検査
回路網１を充電すると、たとえば図１３（ｂ）のように
検出用導体３の各導体の近傍に電子が集中する（斜線部
は電子の集中部位を示す）。ここで、電子の密度は被検
査回路網１と検査用導体３との位置関係によって異なる
が、本実施形態では電子の密度自体は無視し電子の密度
の高い部位の形状をテンプレートとして抽出する。たと
えば、電子顕微鏡を用いて観測すれば電子の密度分布を
検出することができるから、求めた電子の密度に対して
適宜の閾値を適用して２値化すれば、図１３（ｂ）のよ
うな形で電子の集中部位のパターンを取り出すことがで
きる。

【００４９】いま、被検査回路網１が良品であるときの
パターンが図１４に示す形であるとする。一方、検査対
象となる被検査回路網１に図１５（ａ）のような断線部
Ｆが生じていると電子の集中部位のパターンＰは図１５
（ｂ）のようになる。ここに、検査対象となるパターン
は良品のパターン（テンプレート）に対して位置がずれ
ていることが多いから、平行移動や回転移動を適宜に施
して図１６（ａ）のようなパターンＰ’とし、その後、
図１６（ｂ）に示すテンプレートＴと比較する。本実施
形態の構成では、検査対象のパターンＰをテンプレート
Ｔに位置合わせした後には、不一致の画素数を求め（つ
まり、差分を求める）、適宜のしきい値で画素数の多寡
を判定すれば良否を判断することができる。図１６に示
す例では、検査対象のパターンの右上部に良品のパター
ンに対する欠落部分があるから、不良と判定することが
できる。

【００５０】本実施形態の処理手順を図１７に示す。ま
ず、良品のパターンのデータ（テンプレート）がすでに
存在しているときには（Ｓ１）、そのテンプレートを読
み込む（Ｓ２）。また、テンプレートが存在していなけ
れば、被検査回路網１が良品である検査対象を投入した
後（Ｓ３，Ｓ４）、上述のようにして被検査回路網１の
電荷分布を検出し（Ｓ５）、電荷分布の特徴となるパタ
ーンを抽出する（Ｓ６）。

【００５１】次に、検査対象となる被検査回路網１を投
入した後（Ｓ７，Ｓ８）、検査対象となる被検査回路網
１について電荷分布を検出し（Ｓ９）、さらに電荷分布
の特徴となるパターンを抽出する（Ｓ１０）。このよう
にして良品について抽出したパターン（もしくは良品の
データ）と検査対象について抽出したパターンとを照合
し（Ｓ１１）、両者の差分を求める（Ｓ１２）。この差
分に対して適宜のしきい値との大小を比較すれば、検査
対象となる被検査回路網１の良否を判定することができ
る（Ｓ１３）。上述の処理は検査対象がなくなるまで繰
り返される（Ｓ１４）。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明は、導通検査の対象とな
る被検査回路網に荷電粒子ビームを照射するとともに、
定電位に接続された検出用導体を被検査回路網の一部に
近接させ、被検査回路網の電荷分布のパターンを良品に
おける電荷分布のパターンと照合することにより被検査
回路網の良否を判定するのであり、検出用導体の位置に
応じて被検査回路網の電荷分布に変化を与えることがで
き電荷を集中させた部位で電荷を検出すれば、高感度の
検出器を用いることなく電荷の分布を検出することが可
能になるという利点がある。つまり、被検査回路網の接
続状態を高精度で検出することが可能になる。

【００５３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、荷電粒子ビームを電子ビームとしてあり、簡単な装
置で実現することができるとともに他の荷電粒子よりも
微小な領域に照射することが可能になる。

【００５４】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、被検査回路網を荷電粒子ビームによ
り充電した状態での検出用導体の近傍の電荷分布のパタ
ーンを用いて良否を判定するから、被検査回路網にあら
かじめ電荷を与えておくことによって、電荷分布を検出
するのがより容易になる。

【００５５】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、被検査回路網が両面に形成された基
板の各面に検出用導体をそれぞれ近接させて配置し、各
被検査回路網にそれぞれ荷電粒子ビームを照射するか
ら、両面のパターンについて同時に検査することが可能
になり、検査時間の短縮につながる。

【００５６】請求項５の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、被検査回路網と検出用導体との相対
的な位置関係を変化させながら電荷分布のパターンを求
めるから、被検査回路網に断線箇所を特定することが可
能になる。

【００５７】請求項６の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、検出用導体を被検査回路網が形成さ
れている領域を覆う格子状に形成した方法である。格子
状の検出用導体を用いることによって、検出用導体の位
置を変えることなく被検査回路網の断線箇所を特定する
ことが可能になる。

【００５８】請求項７の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、検出用導体が、互いに平行な複数本
の導体からなる第１センシングラインと、互いに平行な
複数本の導体からなり第１センシングラインに交差する
ように配置された第２センシングラインとにより格子状
に形成され、第１センシングラインおよび第２センシン
グラインを構成する各導体が電気的に分離され、第１セ
ンシングラインと第２センシングラインとにおいて互い
に電気的に分離された接地点と各導体との間に流れる電
流により電荷分布のパターンを求めるのであり、第１の
センシングラインと第２のセンシングラインとに流れる
電流を検出することによって被検査回路網の電荷の分布
を知ることが可能になり、電荷分布を検出する構成も簡
単になるという利点がある。

【００５９】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、荷電粒子ビームが複数本であって、各荷電粒子ビー
ムが互いに異なる被検査回路網に照射されるから、同時
に複数本の荷電粒子ビームを用いることで検査時間の短
縮化につながる。

【００６０】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、被検査回路網の電荷分布のパターン
を、被検査回路網にパターン検出用の荷電粒子ビームを
照射することにより２次電子の放出量の分布パターンと
して求めるから、電子顕微鏡などを検出器として用いる
ことができる。

【００６１】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、被検査回路網の位置と電荷量とを対応付けて電荷
分布のパターンを求め、次に良品における電荷分布のパ
ターンであるテンプレートとの位置合わせを行った後に
テンプレートとの一致度を求め、一致度の大小に基づい
て被検査回路網の良否を判定するから、比較対照の位置
を合わせているから、一致度を高い精度で判断すること
ができる。

【００６２】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項６の発明において、検出用導体と接地点との間の電流
を検出する電流検出手段を設け、被検査回路網の電荷分
布のパターンを、被検査回路網にパターン検出用の荷電
粒子ビームを照射したときの電流検出手段による検出電
流の変化パターンとして求めるので、電流を検出する検
出器を用いた簡単な構成で被検査回路網の電荷分布を検
出することが可能になる。

【００６３】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、パターン検出用の荷電粒子ビームの照射位置と
被検査回路網との相対位置を変化させながら電荷分布の
パターンを検出するので、被検査回路網における断線の
位置を特定することが可能になる。

【００６４】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、被検査回路網に照射する荷電粒子ビームのビー
ム源が、荷電粒子ビームを照射した直後に被検査回路網
に照射するパターン検出用の荷電粒子ビームのビーム源
と兼用されているので、被検査回路網を充電するビーム
源と電荷分布を検出する際に用いるビーム源とを個別に
設ける必要がなく、コスト増の抑制につながる。

【００６５】請求項１４の発明は、請求項１２または請
求項１３の発明において、被検査回路網が形成されてい
る基板の表面の複数部位において電荷量に相当する測定
量を求め、測定量の数値列を電荷分布のパターンとして
用いるので、数値列の比較によって良否の判定が可能に
なり、良否判定の精度が高くなる。

【００６６】請求項１５の発明は、請求項１４の発明に
おいて、数値列が基板の各部位に各数値を対応付けた行
列形式で表現され、良品における電荷分布のパターンと
検査対象における電荷分布のパターンとの位置を合わせ
るように行列に変換を施した後、両行列の一致度から良
否を判定するので、電荷分布のパターンを行列表現して
いるから、行列に対する変換を施すことによって平行移
動や回転移動などを容易に行うことができ、位置合わせ
が容易である。

【００６７】請求項１６の発明は、被検査回路網に荷電
粒子ビームを照射するビーム源と、定電位に接続され被
検査回路網の一部に近接される検出用導体と、被検査回
路網の電荷分布のパターンを検出する検出手段と、被検
査回路網の電荷分布のパターンと良品における電荷分布
のパターンとを照合することにより被検査回路網の良否
を判定する判定手段とを備えるものであり、検出用導体
の位置に応じて被検査回路網の電荷分布に変化を与える
ことができ電荷を集中させた部位で電荷を検出すれば、
検出手段として高感度のものを用いることなく電荷の分
布を検出することが可能になるという利点がある。つま
り、被検査回路網の接続状態を高精度で検出することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は良
品についての説明図、（ｂ）は不良品についての説明図
である。

【図２】同上に用いる装置のブロック図である。

【図３】同上の動作説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、（ａ）は不
良品についての説明図、（ｂ）は良品についての説明図
である。

【図５】同上を用いた不良品についての動作説明図であ
る。

【図６】同上を用いた良品についての動作説明図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図８】本発明の第４の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の第５の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１０】本発明の第６の実施の形態を示す動作説明図
である。

【図１１】同上の一例を示し、（ａ）は動作説明図、
（ｂ）は行列表現の説明図である。

【図１２】同上の動作説明図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態を示し、（ａ）は
配置例を示す説明図、（ｂ）は電荷分布の状態を示す説
明図である。

【図１４】同上における良品の電荷分布を示す説明図で
ある。

【図１５】（ａ）は同上における不良品である被検査回
路網を示す説明図、（ｂ）は不良品の電荷分布を示す説
明図である。

【図１６】（ａ）は同上における不良品の電荷分布を示
す説明図、（ｂ）は同上における良品の電荷分布を示す
説明図である。

【図１７】同上の処理手順を示す動作説明図である。

【符号の説明】

１ 被検査回路網 ２ 基板 ３ 検査用導体 ３ａ 第１センシングライン ３ｂ 第２センシングライン ４ 電流検出器 Ｂ 電子ビーム Ｂ１，Ｂ２ 電子ビーム Ｐ，Ｐ’パターン Ｔ テンプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑澤 新治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 吉村 一成 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G011 AA01 AB09 AC21 AD01 AE01 2G014 AA02 AA03 AB59 AC11 AC18 2G032 AA00 AB00 AB01 AF08 AH02 AJ06 AK04 4M106 AA08 BA02 CA08 DE09 DH07 DH24 DH33 DJ18 DJ20 DJ21 DJ27

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導通検査の対象となる被検査回路網に荷
   電粒子ビームを照射するとともに、定電位に接続された
   検出用導体を前記被検査回路網の一部に近接させ、前記
   被検査回路網の電荷分布のパターンを良品における電荷
   分布のパターンと照合することにより被検査回路網の良
   否を判定することを特徴とする非接触導通検査方法。
2. 【請求項２】 前記荷電粒子ビームは電子ビームである
   ことを特徴とする請求項１記載の非接触導通検査方法。
3. 【請求項３】 前記被検査回路網を前記荷電粒子ビーム
   により充電した状態での前記検出用導体の近傍の電荷分
   布のパターンを用いて良否を判定することを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の非接触導通検査方法。
4. 【請求項４】 前記被検査回路網が両面に形成された基
   板の各面に前記検出用導体をそれぞれ近接させて配置
   し、各被検査回路網にそれぞれ前記荷電粒子ビームを照
   射することを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   非接触導通検査方法。
5. 【請求項５】 前記被検査回路網と前記検出用導体との
   相対的な位置関係を変化させながら電荷分布のパターン
   を求めることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の非接触導通検査方法。
6. 【請求項６】 前記検出用導体は被検査回路網が形成さ
   れている領域を覆う格子状に形成されていることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の非接触導通検査方
   法。
7. 【請求項７】 前記検出用導体は、互いに平行な複数本
   の導体からなる第１センシングラインと、互いに平行な
   複数本の導体からなり第１センシングラインに交差する
   ように配置された第２センシングラインとにより格子状
   に形成され、第１センシングラインおよび第２センシン
   グラインを構成する各導体は電気的に分離され、第１セ
   ンシングラインと第２センシングラインとにおいて互い
   に電気的に分離された接地点と各導体との間に流れる電
   流により電荷分布のパターンを求めることを特徴とする
   請求項６記載の非接触導通検査方法。
8. 【請求項８】 前記荷電粒子ビームは複数本であって、
   各荷電粒子ビームは互いに異なる被検査回路網に照射さ
   れることを特徴とする請求項７記載の非接触導通検査方
   法。
9. 【請求項９】 前記被検査回路網の電荷分布のパターン
   を、前記被検査回路網にパターン検出用の荷電粒子ビー
   ムを照射することにより２次電子の放出量の分布パター
   ンとして求めることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ６のいずれかに記載の非接触導通検査方法。
10. 【請求項１０】 前記被検査回路網の位置と電荷量とを
    対応付けて電荷分布のパターンを求め、次に良品におけ
    る電荷分布のパターンであるテンプレートとの位置合わ
    せを行った後にテンプレートとの一致度を求め、一致度
    の大小に基づいて被検査回路網の良否を判定することを
    特徴とする請求項９記載の非接触導通検査方法。
11. 【請求項１１】 前記検出用導体と接地点との間の電流
    を検出する電流検出手段を設け、前記被検査回路網の電
    荷分布のパターンを、前記被検査回路網にパターン検出
    用の荷電粒子ビームを照射したときの前記電流検出手段
    による検出電流の変化パターンとして求めることを特徴
    とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の非接
    触導通検査方法。
12. 【請求項１２】 前記パターン検出用の荷電粒子ビーム
    の照射位置と被検査回路網との相対位置を変化させなが
    ら電荷分布のパターンを検出することを特徴とする請求
    項１１記載の非接触導通検査方法。
13. 【請求項１３】 前記被検査回路網に照射する前記荷電
    粒子ビームのビーム源が、前記荷電粒子ビームを照射し
    た直後に前記被検査回路網に照射する前記パターン検出
    用の荷電粒子ビームのビーム源と兼用されていることを
    特徴とする請求項１２記載の非接触導通検査方法。
14. 【請求項１４】 前記被検査回路網が形成されている基
    板の表面の複数部位において電荷量に相当する測定量を
    求め、測定量の数値列を電荷分布のパターンとして用い
    ることを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の
    非接触導通検査方法。
15. 【請求項１５】 前記数値列は前記基板の各部位に各数
    値を対応付けた行列形式で表現され、良品における電荷
    分布のパターンと検査対象における電荷分布のパターン
    との位置を合わせるように行列に変換を施した後、両行
    列の一致度から良否を判定することを特徴とする請求項
    １４記載の非接触導通検査方法。
16. 【請求項１６】 被検査回路網に荷電粒子ビームを照射
    するビーム源と、定電位に接続され前記被検査回路網の
    一部に近接される検出用導体と、前記被検査回路網の電
    荷分布のパターンを検出する検出手段と、前記被検査回
    路網の電荷分布のパターンと良品における電荷分布のパ
    ターンとを照合することにより被検査回路網の良否を判
    定する判定手段とを備えることを特徴とする非接触導通
    検査装置。