(57)【要約】【課題】電子部品における破断等の欠陥状態をより詳しく検出し得る欠陥検出装置を提供する。【解決手段】半導体基板Ｃにフェムト秒レーザを照射するレーザ照射器１と、フェムト秒レーザの照射により発生されたテラヘルツ電磁波を検出する電磁波検出器６と、この電磁波検出器で検出された検出信号を入力して半導体基板に断線等の欠陥が存在するか否かを判断するコンピュータ装置とを具備した装置であって、電磁波検出器６を、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有するボウタイ型の第１および第２アンテナ２３，２４と、これら両アンテナを保持するとともに電磁波の検出位置に順次移動させ得る可動ステージ２１とから構成したものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パルスを電子部品に照射した際に発生するテラヘルツ電磁波を電磁波検出手段で受信して電子回路の欠陥を検出する際に、
電磁波検出手段に、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有する少なくとも２つのアンテナを具備させるとともに、これら２つのアンテナを、電磁波の検出位置に、順次、移動させてテラヘルツ電磁波を検出することを特徴とする電子部品における欠陥検出方法。
【請求項２】
２つのアンテナを、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置することを特徴とする請求項１に記載の電子部品における欠陥検出方法。
【請求項３】
検出指向特性を有する２つのアンテナを、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置し、
さらに検出指向特性が全方位であるアンテナを具備させたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品における欠陥検出方法。
【請求項４】
電子部品に光パルスを照射する光パルス照射手段と、光パルスの照射により発生されたテラヘルツ電磁波を検出する電磁波検出手段と、この電磁波検出手段で検出された検出信号を入力して電子部品に欠陥が存在するか否かを判断する欠陥判断手段とを具備した装置であって、
上記電磁波検出手段を、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有する少なくとも２つのアンテナと、これら各アンテナを保持するとともに電磁波の検出位置に順次移動させ得る可動部材とから構成したことを特徴とする電子部品における欠陥検出装置。
【請求項５】
２つのアンテナを、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置したことを特徴とする請求項４に記載の電子部品における欠陥検出装置。
【請求項６】
検出指向特性を有する２つのアンテナを、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置し、
さらに検出指向特性が全方位であるアンテナを可動部材に配置したことを特徴とする請求項４に記載の電子部品における欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子部品の基板上に形成された電子回路の断線等の欠陥を検出し得る欠陥検出方法および欠陥検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品のプリント基板には多数の電子回路が形成されているが、その製造途中で発生した断線等については、非破壊検査、例えばＸ線を用いて検査が行われている。
しかし、最近、Ｘ線などの取り扱い上の難点から光パルスが用いられている。この光パルスによると、電子部品を特別な環境下に置くことなく、すなわち通常の大気圧下において、電子部品の欠陥を非接触で検出することができる。
【０００３】
具体的には、光パルスを電子部品に照射し、それによって誘起される電流により発生するテラヘルツ電磁波を検出することにより、電子部品の欠陥の有無を検査するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２８２３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した検査方法によると、電子部品側で発生した電磁波を検出する電磁波検出回路については１種類だけであり、欠陥の有無を見落とす可能性があり、また欠陥状態の内容までは知ることができず、このため、欠陥状態をより詳しく検出して、今後の製造工程に反映させることが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、欠陥の内容をより詳しく検出し得る電子部品における断線等の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の電子部品における断線等の欠陥検出方法は、光パルスを電子部品に照射した際に発生するテラヘルツ電磁波を電磁波検出手段で受信して電子回路の断線等の欠陥を検出する際に、電磁波検出手段に、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有する少なくとも２つのアンテナを具備させるとともに、これら２つのアンテナを、電磁波の検出位置に、順次、移動させてテラヘルツ電磁波を検出する方法である。
【０００７】
また、請求項２に係る電子部品における欠陥検出方法は、請求項１に記載の欠陥検出方法における２つのアンテナとしてそれぞれボウタイ型のものを用いるとともに、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置する方法である。
【０００８】
また、請求項３に係る電子部品における欠陥検出方法は、請求項１に記載の欠陥検出方法において、検出指向特性を有する２つのアンテナとしてそれぞれボウタイ型のものを用いるとともに、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置し、さらに検出指向特性が全方位であるスパイラル型のアンテナを具備させる方法である。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係る電子部品における欠陥検出装置は、電子部品に光パルスを照射する光パルス照射手段と、光パルスの照射により発生されたテラヘルツ電磁波を検出する電磁波検出手段と、この電磁波検出手段で検出された検出信号を入力して電子部品に断線等の欠陥が存在するか否かを判断する欠陥判断手段とを具備した装置であって、上記電磁波検出手段を、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有する少なくとも２つのアンテナと、これらアンテナを保持するとともに電磁波の検出位置に順次移動させ得る可動部材とから構成したものである。
【００１０】
また、請求項５に係る電子部品における欠陥検出装置は、請求項４に記載の欠陥検出装置における２つのアンテナとしてそれぞれボウタイ型のものを用いるとともに、それぞれの検出指向特性が、互いに異なるように配置したものである。
【００１１】
また、請求項６に係る電子部品における欠陥検出装置は、請求項４に記載の欠陥検出装置において、検出指向特性を有する２つのアンテナとしてそれぞれボウタイ型のものを用いるとともに、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように配置し、さらに検出指向特性が全方位であるスパイラル型のアンテナを可動部材に配置したものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記欠陥検出方法および欠陥検出装置によると、電磁波検出手段に、検出指向特性が互いに異なる少なくとも２つのアンテナを具備させるとともに、これら２つのアンテナを電磁波の検出位置に、順次、移動させてテラヘルツ電磁波を検出するようにしたので、電子部品における断線等の欠陥状態を、より詳しく検出することができる。
【００１３】
また、アンテナとして、検出指向特性が異なる２つのボウタイ型のアンテナに加えて、検出指向特性が全方向であるスパイラル型のアンテナを用いるとともに、先に、スパイラル型のアンテナで断線等の欠陥が存在するか否かの判断を行い、そして断線等がない場合には、ボウタイ型のアンテナによる検出を行う必要がなくなるので、検出作業時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る電子部品における欠陥検出方法および欠陥検出装置について説明する。
【００１５】
なお、本実施の形態においては、電子部品としては、多数の電子回路が形成された半導体基板である場合、また欠陥としては、電子回路における断線等である場合について説明する。
【００１６】
ここで、断線等の欠陥を検出し得る原理について簡単に説明しておく。
光パルスであるフェムト秒レーザを検査対象である半導体基板に照射すると、当該レーザにより、半導体基板に電流が誘起されてテラヘルツ電磁波が発生し、この発生したテラヘルツ電磁波の電界強度が断線等の欠陥がある場合とない場合とでは異なり、したがって電磁波の検出に係る電流信号波形（以下、検出信号という）を正常時の電流信号波形（以下、基準信号ともいう）と比較することにより、断線等の欠陥が存在しているか否かを知ることができる。
【００１７】
まず、欠陥検出装置を図１に基づき説明する。
この欠陥検出装置は、図１に示すように、フェムト秒レーザを照射するレーザ照射器（光パルス照射手段）１と、このレーザ照射器１から出射されたレーザの出射光路途中に配置されて検査用のレーザ（以下、ポンプ光と称す）Ａとトリガー用のレーザ（以下、プローブ光と称す）Ｂとに分離するためのスプリッタ２と、このスプリッタ２からのポンプ光Ａの光路上に配置されて半導体基板Ｃを載置して水平面内で移動し得る検査用テーブル（二次元テーブル、またはＸ−Ｙテーブルともいう）３と、上記ポンプ光Ａの光路途中に配置された集光レンズ４と、この集光レンズ４を通過したポンプ光Ａを通過させ得るとともに半導体基板Ｃで発生したテラヘルツ電磁波を反射し得るハーフミラー［例えば、透明導電膜（ＩＴＯ膜）を有するもの］５と、このハーフミラー５により反射された半導体基板Ｃからのテラヘルツ電磁波（以下、単に、電磁波という）を検出し得る電磁波検出器（電磁波検出手段）６と、この電磁波検出器６に上記スプリッタ２からのプローブ光Ｂをトリガー用として上記電磁波検出器６に導くための反射ミラー７と、上記スプリッタ２と反射ミラー７との間に配置されてプローブ光Ｂを順次遅らせるための時間遅延器（時間遅延手段）８と、上記電磁波検出器６で検出された所定周波数の検出信号（電流信号である）だけを増幅するためのロックインアンプ９と、このロックインアンプ９で増幅された検出信号を入力して解析し、断線等の欠陥が存在するか否かの判断を行うコンピュータ装置（欠陥判断手段）１０とから構成されている。なお、ハーフミラー７で反射されたテラヘルツ電磁波の波路（光路ともいえる）途中には、電磁波検出器６に導くための放物面鏡１１が配置されている。
【００１８】
ところで、上記電磁波検出器６は、図２に示すように、例えば所定方向（矢印ａにて示す）で移動自在に設けられた可動ステージ（可動部材）２１と、この可動ステージ２１を所定方向で移動させる移動装置（図示しないが、例えばリニアガイド機構が用いられたもの）と、上記可動ステージ２１上に保持部材２２を介して配置された第１および第２アンテナ２３，２４とから構成されている。
【００１９】
そして、移動装置により可動ステージ２１を所定方向で移動させて、第１および第２アンテン２３，２４を、順次、電磁波を受信し得る検出位置（イ）に移動させるように構成されている。
【００２０】
ここで、上記各アンテナ２３，２４を、図３に基づき説明する。
これら各アンテナ２３，２４は光伝導アンテナまたは光スイッチともいい、ボウタイ型のものが使用される。このボウタイ型のアンテナ２３，２４は、電磁波の偏向面に対する検出指向特性を有するもので、それぞれの検出指向特性が互いに異なるように、具体的には直交する（互いに９０°異なる方向となる）ように配置される。
【００２１】
例えば、第１アンテナ２３は偏向面が縦方向である縦波を検出し得るように配置されるのに対して、第２アンテナ２４は偏向面が横方向である横波を検出し得るように配置される。勿論、逆に配置してもよい。
【００２２】
これら両アンテナ２３，２４によると、電磁波の偏向面に応じた電磁波だけを検出することができるため、半導体基板Ｃの電子回路に発生している破断状態の内容を、例えば破断している回路配線の方向などから、破断位置を知ることができる。
【００２３】
ここで、ボウタイ型のアンテナについて、図４に基づき説明しておく。
このアンテナは、図４に示すように、ＧａＡｓなどの高速応答する半導体基板３１と、低温成長ＧａＡｓなどの光伝導膜３２上に一対の伝送線３３ａおよび３３ｂからなる平行伝送路３３が形成されるとともに、その中心部分にボウタイ（蝶ネネクタイ）型の回路３４が形成され、さらにこの回路３４の中央に、例えば数μｍ程度の微小なギャップ３５（Ｇ）が形成されたものである。
【００２４】
ところで、この電磁波検出器６においては、アンテナのギャップ部分Ｇにプローブ光（フェムト秒パルスでもある）Ｂが照射されたときにだけ、テラヘルツ電磁波を受信することができるとともに、受信するテラヘルツ電磁波自体も極めて短いため、その信号波形を一度に検出することができない。なお、電子部品に照射する光パルスであるフェムト秒レーザのパルス幅としては、５０フェムト秒以下の十分に狭い時間幅が用いられる。
【００２５】
このため、当該テラヘルツ電磁波を、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、極めて短い間隔（サンプリング間隔ともいう）Δｔではあるが、電流信号波形の途中の複数箇所を検出するようにされている。
【００２６】
すなわち、同一の検出箇所に、複数回でもってプローブ光Ｂが照射されるとともに、各回のプローブ光が時間遅延器８で極僅かずつ（Δｔ）遅延されて照射されるようにしているため、電磁波の検出タイミングが少しずつずれて、検出信号波形が所定間隔置きで検出（サンプリング検出）される。なお、図５の（ｅ）に、検出信号全体におけるサンプリング位置を○印で示しておく。
【００２７】
また、上記ロックインアンプ９は、特定の周波数信号に対して増幅を行い取り出すもので、参照信号として、レーザ照射器１からのレーザ射出光路の途中に設けられた光チヨッパ（図示せず）からの信号が入力されている。
【００２８】
そして、各アンテナ２３，２４で検出された検出信号はロックインアンプ９に入力され、ここで、その電流信号だけが増幅されてコンピュータ装置１０に入力される。
そして、上記コンピュータ装置１０には、図示しないが、ロックインアンプ９で増幅された所定間隔置きの信号値を入力して全体の信号波形（電流信号波形）を作成する信号作成部と、この信号作成部で作成された検出信号と予め断線等の欠陥の状況に応じて得られている基準信号とを比較して（信号波形のパターンマッチング）、入力された検出信号がどの欠陥に対応するか否かを判断する欠陥判断部とが具備されている。
【００２９】
勿論、上記信号作成部および欠陥判断部はプログラムにより構成されている。
なお、上記検査用テーブル３においては、図６に示すように、検査対象物である半導体基板Ｃの検査領域を、フェムト秒レーザの照射位置に、順次、例えばジグザグ状（矢印ｂにて示す）に移動させて走査するようにされている。勿論、その走査方向は、任意に設定することができる。
【００３０】
次に、半導体基板における断線等の欠陥検出方法について説明する。
まず、最初に、移動装置により可動ステージ２１を移動させて第１アンテナ２３を検出位置（イ）に移動させておくとともに、検査対象物である半導体基板Ｃを検査用テーブル３上に載置させる。
【００３１】
次に、レーザ照射器１からフェムト秒レーザを出射させて、スプリッタ２を介してポンプ光Ａを半導体基板Ｃ上に照射する。ポンプ光Ｂが半導体基板Ｃに照射されると、電子回路では電流が誘起されてテラヘルツ電磁波が発生し、このテラヘルツ電磁波は、反射ミラー７および方物面鏡１１を介して、電磁波検出器６に入力される。
【００３２】
そして、この電磁波検出器６においては、まず、検出位置（イ）に移動されている第１アンテナ２３にテラヘルツ電磁波が入力されることになるが、当然、この第１アンテナ２３には、ポンプ光と同じフェムト秒レーザであるプローブ光Ｂが反射ミラー７を介して入力されて、テラヘルツ電磁波の検出が行われる。
【００３３】
この第１アンテナ２３で検出された検出信号がロックインアンプ９に入力され、その検出信号に対してだけ増幅が行われた後、コンピュータ装置１０に入力されて蓄積される。
勿論、このテラヘルツ電磁波の検出に際しては、上述したように、所定間隔置きに検出されており、当該コンピュータ装置１０において、１つの検出信号波形が得られる。
【００３４】
このようにして、第１アンテナ２３により電磁波の検出が済むと、可動ステージ２１が移動されて、第２アンテナ２４が検出位置（イ）に移動されて、第１アンテナ２３と同様に、電磁波の検出が行われる。
【００３５】
そして、コンピュータ装置１０において、上記両アンテナ２３，２４にて検出された検出信号と、予め、入力されている欠陥に応じた基準信号とが比較されて、断線等が存在しているか否かの判断および断線等の位置が検出される。
【００３６】
半導体基板Ｃの最初の検査箇所での検査が終了すると、検査用テーブル３により、半導体基板Ｃにおける検査箇所が所定方向にずらされて、上記と同様の手順で検査が行われる。この検査手順が半導体基板Ｃの検査領域の全体に亘って行われる。
【００３７】
このように、電磁波検出器６に、検出指向特性が互いに異なる、例えば直交する（９０°異なる）２つのアンテナ２３，２４を具備させるとともに、これら２つのアンテナ２３，２４を電磁波の検出位置に、順次、移動させてテラヘルツ電磁波を検出するようにしたので、半導体基板Ｃにおける電子回路の断線等を、より詳しく検出することができる。
【００３８】
また、２つアンテナ２３，２４を、同一の可動ステージ２１に保持させているので、両アンテナ２３，２４を、同一姿勢で且つほぼ同一時刻にて、その検出位置に移動させることができ、したがって検出指向特性が異なるアンテナにより、同一条件下でもってテラヘルツ電磁波を検出することができるので、精度良く、電子部品の断線等の欠陥を検出することができる。
【００３９】
ところで、上記実施の形態においては、電磁波検出器６に、検出指向特性を有するアンテナを２つ配置したが、例えば図７に示すように、スパイラル型の第３アンテナ２５をさらに配置してもよい。
【００４０】
この場合、このスパイラル型の第３アンテナ２５は、電磁波の偏向面に依存することなく（所謂、指向特性が全方位であるもの）電磁波を検出することができる。
すなわち、この第３アンテナ２５を設けることにより、電磁波を検出するに際して、検出指向特性が全方位であるため、とにかくテラヘルツ電磁波が発生しており、言い換えれば、半導体基板Ｃの電子回路に断線等の欠陥が発生していることが分かる。
【００４１】
したがって、欠陥の検査に際し、先に、第３アンテナ２５を用いて検出を行い、断線等の欠陥の有無だけを調べ、欠陥がある場合だけ、第１および第２アンテナ２３，２４よる検出を行うようにすることにより、断線等がない場合には、第１および第２アンテナによる検出を行う必要がなくなるので、検出作業時間の短縮化を図ることができる。
【００４２】
さらに、上記実施の形態においては、検出指向特性を有するアンテナをボウタイ型のものとして説明したが、検出指向特性を有するものであれば、例えばダイポールアンテナ、またはストリップラインアンテナを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同欠陥検出装置における電磁波検出器の概略構成を示す模式図である。
【図３】同電磁波検出器の各アンテナでの検出作用を説明する図である。
【図４】同電磁波検出器におけるボウタイ型アンテナを説明する図である。
【図５】同電磁波検出器での検出作用を説明する図である。
【図６】同欠陥検出装置におけるフェムト秒レーザの照射位置を説明する図である。
【図７】同電磁波検出器の変形例に係るアンテナの検出作用を説明する図である
【符号の説明】
【００４４】
Ａ      レーザ（ポンプ光）
Ｂ      レーザ（プローブ光）
Ｃ      半導体基板
１      レーザ照射器
２      スプリッタ
３      検査用テーブル
６      電磁波検出器
８      時間遅延器
９      ロックインアンプ
１０      コンピュータ装置
２１      可動ステージ
２２      保持部材
２３      第１アンテナ
２４      第２アンテナ
２５      第３アンテナ
【図１】
2006319144.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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