(57)【要約】  本発明は、電気素子(2-1)を試験する方法に関するものであり、この方法は、粒子の第1のビーム(4-1)を電気素子の第1の場所(3-1)に印加し、第1の場所から電子を放出する工程と、粒子の第1のビーム(4-1)を印加することに関してゼロでない時間的オフセット(?t)を使用し、粒子の第2のビーム(4-2)を電気素子の第2の場所(3-2)に印加して、第2の場所の電子を放出する工程と、粒子の第1および第2のビームを印加する効果の下で放出された電子を集める工程と、粒子の第2のビームの効果の下で放出された電子を集めることに対応する電荷の少なくとも1つの量を測定し、電気素子の1つの電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測する工程とを含む。
2008529022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子(2-1)を試験または測定する方法であって、
粒子の第1のビーム(4-1)を電気素子の第1の場所(3-1)に印加し、前記第1の場所から電子を解放する工程と、
粒子の第2のビーム(4-2)を、粒子の前記第1のビーム(4-1)を前記第1の場所に印加することに比べて0と異なる時間的シフト(Δt)を持つ電気素子の第2の場所(3-2)に印加し、前記第2の場所から電子を解放する工程と、
粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、前記電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記時間的シフト(Δt)は、前記第1の場所と前記第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記時間的シフト(Δt)は、約1ピコ秒から数ナノ秒までの範囲である請求項1又は2のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記電気素子の絶縁、導通、静電容量、および/または抵抗は、粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の前記第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量との比較から推測される請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記電気素子は、導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントである請求項1から4の一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の場所(3-1)は、導体の第1のパッドであり、前記第2の場所(3-2)は、前記導体の第2のパッドまたは他の導体のパッドである請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、紫外線のビームである請求項1から6の一項に記載の方法。
【請求項８】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、粒子の同じビームの分割から得られる請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記時間的シフト(Δt)は、粒子の前記第2のビームを、粒子の前記第2のビームが前記第2の場所に到達する前に、粒子の前記第1のビーム(4-1)の距離よりもさらに有意な距離だけ進ませることにより得られる請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
粒子の前記第1および第2のビームを印加した効果の下で解放された前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められてある電位(Vc)にされ、少なくとも前記第1の場所は、粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加する前に前記コレクタの電位よりも低い電位にされる請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
粒子の前記第1および第2のビームを印加する効果の下で解放される前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められてある電位(Vc)にされ、粒子の前記第1のビーム(4-1)を印加することで、前記電気素子(2-1)は、前記コレクタ(5)の電位(Vc)にされ、粒子の前記第2のビーム(4-2)を印加する効果の下で集められた電荷の量が測定される請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
粒子の前記第1および第2のビームを印加する効果の下で解放された前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められ、前記コレクタは、前記第1の場所に面する少なくとも第1の集電極および前記第2の場所に面する少なくとも第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、集められた電荷の局所的測定を行うために個別にアクセス可能である請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
配線支持体または配線支持体上に配列された電子回路を製造する方法であって、前記配線支持体または前記電子回路は電気素子(2-1)を含み、前記配線支持体の、または請求項1から12のいずれ一項に記載の前記試験または測定方法に従って実装された前記電子回路の前記電気素子の全部または一部を試験または測定する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
電気素子(2-1)を試験または測定するシステムであって、
粒子の第1のビーム(4-1)を電気素子の第1の場所(3-1)に印加し、この第1の場所からの電子の解放を誘起し、粒子の第2のビーム(4-2)を電気素子の第2の場所(3-2)に印加し、前記第2の場所からの電子の解放を誘起するための手段と、
時間的シフト(Δt)を0と異なるものとして、粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加することを、粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加することに比べて、シフトするための手段と、
粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で解放された電子および粒子の前記第2のビームの効果の下で解放された電子を集めるための少なくとも1つのコレクタ(5、5-1)と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、前記電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測するための手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記時間的シフト(Δt)は、前記第1の場所と前記第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記時間的シフト(Δt)は、約1ピコ秒から数ナノ秒までの範囲である請求項14又は15のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記コレクタは、前記第1の場所に面する少なくとも1つの第1の集電極および前記第2の場所に面する少なくとも1つの第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、個別にアクセス可能であり、これにより前記測定手段は、少なくとも前記第2の場所で、集められた電荷の局所的測定を行うことができる請求項14から16のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電気素子の導通、絶縁、静電容量、および/または抵抗を、粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の前記第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量の測定から推測するための手段を備える請求項14から17のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントを試験または測定するように配列された、請求項14から18のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
粒子のビームを分割して、粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)を形成するための手段を備える請求項14から19のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
粒子の前記第2のビーム(4-2)を、粒子の前記第2のビームが前記電気素子(2-1)の前記第2の場所に到達する前に、粒子の前記第1のビーム(4-1)の距離よりもさらに有意な距離だけ進ませるための手段を備える請求項14から20のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、紫外線のビームである請求項14から21のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記基板と前記コレクタとの間に配列された孔(7)を付けられたビームスプリッタ(6)を備え、前記孔は電子の流路を形成する請求項14から22のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
複数の電極を備えるコレクタと電極を斥力電位にし、電子の流路を形成するための手段とを備える請求項14から22のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気素子、特に導体または導体のグループ、電気コンポーネントを試験または測定するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
本発明は、特に、ただし、排他的にではなく、配線支持体に存在する伝導路の試験に関する。
【背景技術】
【０００３】
配線支持体は、電子デバイスの大半に存在し、製造および集積化の技術の進歩とともにサイズの縮小が絶えず続くため、それらを試験することはなおいっそう重要なことである。そのため、配線支持体の試験は、製造プロセスの一部である。配線支持体は、特にHDI(高密度配線)プリント回路であり、携帯型電子デバイス(携帯電話、MP3プレイヤー、ディスク読み取り装置/記録装置、デジタルカメラなど)の大半およびICパッケージ(マイクロプロセッサまたはメモリ)に存在する。「ICパッケージ基板」または「チップキャリア」と呼ばれる集積回路の配線支持体にも関係する。これらの配線支持体は、非常に高い「密集度」を有し、また非常に小さな値、例えば、数十マイクロメートルの導線幅および導線間ピッチを有し、寸法が100マイクロメートル未満の導体パッドを備えることができる。
【０００４】
前述の配線支持体に存在する導線に加えて、さまざまな他の種類の導線は、試験の影響を受けやすく、例えば、LCDもしくはプラズマフラットスクリーン、カプセル化の前の集積回路内に存在する導線、およびさらに一般的に任意の種類の電気コンポーネントなどがある。これらの導線または電気コンポーネントの試験も、配線支持体または電子回路の製造プロセスの不可欠な一部でもある。
【０００５】
配線支持体上で従来実施されていた試験のうち、一部は、導線の、さらには支持体上に取り付けられているコンポーネントの、通電、絶縁、抵抗、静電容量、または自己インダクタンスを測定することを目的としている。導線は、一般に、基板の1つまたは複数の電気的絶縁層上に分配されている伝導路であり、基板と交差する金属処理された孔(「ビア」)により連結されうる。
【０００６】
これらの伝導路を試験するために、導体パッドに対し、これらが物理的にアクセス可能であり、試験動作時に行われる機械的接触が試験後の基板の完全性を損なうおそれがない場合に、機械的にアクセスする測定システムを使用することが知られている。しかし、伝導路の導体パッドの一方のみが物理的にアクセス可能であり、損傷を避けるために他のパッドに接触することができないか、接触してはならない場合には完全な形でこのような測定を実施することは不可能である。例えば、これは、火花ギャップの役割を果たす「ICパッケージ基板」型のプリント回路の経路の場合である。これらの回路により、数十マイクロメートル程度の、かなり高い接続密度を有する、半導体チップのような電子コンポーネントを標準のフリント回路の1ピッチ、つまり約1ミリメートルにすることが可能になる。
【０００７】
他の問題解決手段も、前述の試験を実施することを目的として最新技術に従って考慮され、経路の導体パッドの1つが物理的にアクセス可能でないときに含まれる。
【０００８】
これらの解決手段のうち、一部では、電極と試験される伝導路との間の静電結合を提案している。しかし、これらの解決手段では、複雑で、高価なツールの製造を必要とする。さらに、これらでは、試験される伝導路の抵抗を決定することができない。結局、これらは、チップのハンダバンプが基板の周囲に配列されないが、マトリックスの形で配線支持体の表面上に配列されるフリップチップ技術を使用して実装されたチップ用の新世代の基板に適合していない。
【０００９】
他の解決手段については、米国特許第6,369,591号(Cuginiら)および欧州特許第1236052号(Vaucher Christophe)において具体的に説明されている。これらの解決手段では、レーザー光線を使用して光電効果により試験対象のプリント回路から電子を放出することを提案している。放出された電子は、入射レーザー光線に対し透過的なプレートにより形成される導電性陽極により集められる。
【００１０】
米国特許第6,369,591号で説明されている解決手段は、純粋に非接触型の解決手段である。しかし、導線の抵抗を定量的に測定できず、定性的に測定できるのみであるという欠点を有する、つまり、抵抗の実際の値を測定せずに経路の2点が数ギガオームよりも低い抵抗により連結されるかどうかを判定するだけである。それに加えて、この方法では、特に測定をリセットできるように電子を伝導路に注入/放電する必要がある。リセットは、大きな寸法の経路の場合にかなりの時間を要することがあり、このため試験時間が長くなり、生産性に関する工業要件とは両立しない。
【００１１】
欧州特許1236052号で説明されている解決手段では、小さな寸法の導線の導体パッドに非接触型の光電効果によるアクセスを提案している。光電効果により解放された電子は、複数の電位に対し個別にアドレス可能な領域からなるコレクタにより集められる。回路は、測定システムおよび電子を経路の他端に戻すソースを通るループに配列される。この解決手段は、前述の方法と比較して著しい改善をなす。
【００１２】
しかし、一般に、導通と絶縁が測定される伝導路の抵抗の値にアクセスしつつ工業により課せられる生産性要件と両立する試験を実施することはますます困難になってきている。特に、経路の導体パッドが機械的にアクセスできない場合、または試験点として使用される導体パッドを損傷する危険性がある場合がその状況に当てはまる。
【特許文献１】米国特許第6,369,591号明細書
【特許文献２】欧州特許第1236052号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そのため、本発明では、素子を損傷する危険性が最小である電気素子を試験または測定し、また電流生成要件に適合する割合に従って測定を実行できる方法およびシステムを目的としている。
【００１４】
本発明は、より具体的には、試験対象の素子に適用される粒子のビームを使用して試験される素子からの電子の放出、特に光電効果による電子の放出に基づいて試験または測定方法を改善することを目的とする。
【００１５】
この目的は、電気素子を試験または測定するための方法を策定することにより達成され、この方法は、粒子の第1のビームを電気素子の第1の場所に印加し、第1の場所から電子を解放する工程、粒子の第2のビームを、粒子の第1のビームを第1の場所に印加することに比べて0と異なる時間的シフトを持つ電気素子の第2の場所に印加し、第2の場所から電子を解放する工程と、粒子の第1のビームを第1の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、粒子の第2のビームを第2の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、粒子の第2のビームを第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測する工程を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一実施形態によれば、時間的シフトは、第1の場所と第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である。
【００１７】
一実施形態によれば、時間的シフトは、約1ピコ秒から数ナノ秒程度である。
【００１８】
一実施形態によれば、電気素子の絶縁、導通、静電容量、および/または抵抗は、粒子の第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量との比較から推測される。
【００１９】
一実施形態によれば、電気素子は、導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントである。
【００２０】
一実施形態によれば、第1の場所は、導体の第1のパッドであり、第2の場所は、導体の第2のパッドまたは他の導体のパッドである。
【００２１】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームは、紫外線のビームである。
【００２２】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームは、粒子の同じビームの分割の結果として得られる。
【００２３】
一実施形態によれば、時間的シフトは、粒子の第2のビームを、粒子の第2のビームが第2の場所に到達する前に、粒子の第1のビームの距離よりもさらに有意な距離だけ進ませることにより得られる。
【００２４】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームを印加した効果の下で解放された電子は、コレクタにより集められてある電位にされ、少なくとも第1の場所は、粒子の第1のビームを第1の場所に印加する前にコレクタの電位よりも低い電位にされる。
【００２５】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームを印加する効果の下で解放される電子は、コレクタにより集められてある電位にされ、粒子の第1のビームを印加することで、電気素子は、コレクタの電位にされ、粒子の第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量が測定される。
【００２６】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームを印加する効果の下で解放された電子は、コレクタにより集められ、コレクタは、第1の場所に面する少なくとも第1の集電極および第2の場所に面する少なくとも第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、集められた電荷の局所的測定を行うために個別にアクセス可能である。
【００２７】
本発明は、さらに、配線支持体または配線支持体上に配列された電子回路を製造する方法にも関係し、配線支持体または電子回路は電気素子を含み、この方法は配線支持体の、または本発明による試験または測定方法に従って実装された電子回路の電気素子の全部または一部を試験または測定する工程を含む。
【００２８】
本発明は、さらに、粒子の第1のビームを電気素子の第1の場所に印加し、この第1の場所から電子を解放させ、粒子の第2のビームを電気素子の第2の場所に印加し、第2の場所から電子を解放させるための手段、粒子の第1のビームを第1の場所に印加することと比較して粒子の第2のビームを第2の場所に印加することをシフトし、時間的シフトはゼロと異なる手段、粒子の第1のビームの印加の効果の下で解放された電子および粒子の第2のビームの効果下で解放された電子を集めるための少なくとも1つのコレクタ、および粒子の第2のビームを第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測する手段を備える電気素子を試験または測定するためのシステムにも関係する。
【００２９】
一実施形態によれば、時間的シフトは、第1の場所と第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である。
【００３０】
一実施形態によれば、時間的シフトは、1ピコ秒から数ナノ秒程度である。
【００３１】
一実施形態によれば、コレクタは、第1の場所に面する少なくとも1つの第1の集電極および第2の場所に面する少なくとも1つの第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、個別にアクセス可能であり、これにより測定手段は、少なくとも第2の場所で、集められた電荷の局所的測定を行うことができる。
【００３２】
一実施形態によれば、システムは、電気素子の導通、絶縁、静電容量、および/または抵抗を、粒子の第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量の測定から推測するための手段を備える。
【００３３】
一実施形態によれば、システムは、導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントを試験または測定するように配列される。
【００３４】
一実施形態によれば、システムは、粒子のビームを分割して、粒子の第1および第2のビームを形成するための手段を備える。
【００３５】
一実施形態によれば、システムは、粒子の第2のビームを、粒子の第2のビームが電気素子の第2の場所に到達する前に、粒子の第1のビームの距離よりもさらに有意な距離だけ進ませるための手段を備える。
【００３６】
一実施形態によれば、粒子の第1および第2のビームは、紫外線のビームである。
【００３７】
一実施形態によれば、システムは、基板とコレクタとの間に配列された孔を付けられたビームスプリッタを備え、これらの孔は電子の流路を形成する。
【００３８】
一実施形態によれば、システムは、複数の電極を備えるコレクタ、および電極を斥力電位にし、電子の流路を形成するための手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明のこれらおよび他の目的、利点および特徴は、以下の図面に関して、ただしそれに限定されることなく、本発明による方法およびシステムの一実施形態の以下の説明においてさらに詳しく提示される。
【００４０】
本発明による方法およびシステムは、絶縁基板上に配列されている、導線または導線経路の導通、絶縁、静電容量、および/または抵抗のような、電気素子の電気的特徴を試験または測定するために使用される。この基板は、1つまたは複数の誘電体層上に配列された伝導路を有し、例えば、「HDI」タイプの非常に高密度のプリント回路を形成することができる。
【００４１】
図1において、試験対象の回路は、非制限的実施例として示されており、火花ギャップタイプの「チップキャリア」配線支持体であり、これにより、接続密度がかなり高い半導体チップタイプの電子コンポーネントを標準プリント回路の1ピッチ、約1ミリメートルにすることができる。この回路は、本発明による測定の影響を受ける、絶縁基板1上に配列された伝導路を備える。ここで、これらは、低静電容量の伝導路であり、典型的には、数十フェムトファラッド(fF)から数ピコファラッド(pF)の伝導路である。これらの値は、相対的であり、試験対象の配線支持体と以下で詳述するコレクタ5との間の距離に依存する。そのため、コレクタ5と伝導路との間の距離を大きくして、より高い静電容量の経路の測定を行ったり、またその逆を行ったりすることが可能である。
【００４２】
より具体的には、配線支持体は、基板1の上面に配列された伝導路2-1、基板の下面に配列された経路、および基板を交差する経路2-2(「ビア」を含む経路)を備える。それぞれの経路は、一般に、基板の上面または下面に配置された、導体パッドを含む。ここでは、パッド3-1、3-2は、基板の上面に配置され、これにより、例えば、「フリップチップ」技術を使用してチップを実装することができる。パッド3-1、3-2は、ここでは、C4タイプ(「Controlled Collapsed Chip Connection」)であり、鉛を含む、または含まないステイン金属合金で被覆される。他のパッド3-3(それらのうち1つのみが示されている)は、基板の下面に配置され、ここでは、BGAタイプ(「Ball Grid Array」)である。BGAタイプのパッドのような、C4タイプのパッドは、基板1の表面上にマトリックス形態で配列されている配線接触部を形成する。そのため、伝導路は、ここでは、C4-C4タイプとし、基板の上面にC4タイプの2つまたはそれ以上のパッドを連結することができるか、またはBGA-BGAタイプとし、基板の下面上にBGAタイプの2つのパッドを連結することができるか、またはC4-BGAタイプとし、C4タイプの少なくとも1つのパッドをBGAタイプの少なくとも1つのパッドに連結することができる(交差経路)。
【００４３】
図1の実施例では、基板の上面上の伝導路2-1は、本発明の方法による試験または測定を受ける。経路は、C4-C4タイプで、その2つの端部に配置されるパッド3-1および3-2を連結する。経路は、パッド3-1と3-2との間に直列抵抗R0を有する。パッド3-1、3-2は、経路2-1の試験点として使用される。
【００４４】
本発明によるシステムは、粒子の第1のビーム4-1および第2のビーム4-2を発生する手段を備える。粒子4-1のビームは、伝導路の第1の場所、ここではパッド3-1に印加されるが、ここでは、導通試験を実施するために、粒子4-2のビームは、経路の第2の場所、ここではパッド3-2に印加される。しかし、ビーム4-2は、さらに、同じ基板の他の経路上の選択された場所に適用することができ、例えば、2経路の間の絶縁試験を実施することができる。
【００４５】
ビーム4-1は、経路2-1の第1の場所から電子を解放することができ、ビーム4-2は、経路2-1の第2の場所から電子を解放することができる。これを受けて、ビーム4-1、4-2は、光子のビームまたは電子もしくはイオンに似た粒子のビームとすることができる。本明細書で説明されている実施例では、ビームは、紫外線範囲内で選択された波長が光電効果により経路またはパッドを構成する材料から電子を放出できるくらい十分に短いレーザー光線である。典型的には、必要な波長は、金属または合金に応じて200から300nmの範囲内である。使用されるレーザー源は、パルスタイプであると都合がよく、例えば、周波数が5倍増倍されたYAGレーザー源である。レーザー光のパルスの持続時間(光電子ショットの持続時間)は、好ましくは約数ナノ秒(ns)である。
【００４６】
光子のビームの代わりに、電子のビームが使用される場合、標的領域とコレクタ5との間に電流を発生させるために、その入射エネルギーは、標的物質により放射される二次電子の個数が吸収電子の個数よりも大きくなるようなエネルギーでなければならないことに留意されたいが、それ自体は当業者にはよく知られている。
【００４７】
本発明によれば、ビーム4-1をパッド3-1に印加することと、ビーム4-2をパッド3-2に印加することとは、時間的シフトΔtだけ隔てられており、これは、特に実行されなければならない測定の種類に関して、調節可能なものとすることができる。シフトΔtは、短い持続時間である。より正確には、シフトは、2つの測定点(標的領域、ここではパッド3-1、3-2)の間の電子の伝搬時間の大きさの程度であり、好ましくは、この伝搬時間よりも短い。この伝搬時間は、測定点の間の伝導路のRC時定数(導通測定の場合)または2つの異なる伝導路上に配置された2つの測定点の間のRC時定数(絶縁測定の場合)により定められる。1ピコ秒未満の時間的シフトを得るために実装の物質制約条件を与えた場合、この時間的シフトは、実際には、1ピコ秒から数ナノ秒までの値の範囲内で選択される。
【００４８】
光線4-1、4-2は、同じパルスレーザー光線に由来するもので、ビームスプリッタにより2つの部分に分割される。時間的シフトΔtの設定は、例えば、複数の鏡の間で、第1のビームのよりも長い光学経路にそって第2のビームを進行させることにより得られる。その結果得られる光学経路の修正により、所望のシフトΔtに対応する遅延が持ち込まれる。空気中では、この遅延は、光学経路の間の、1メートル当たり約3nsの差である。光学経路の長さを約数マイクロメートル以内に設定することが可能とした場合、ビーム間の時間的シフトに関する精度は、約数フェムト秒(fs)となる。自由空間内では、1nsは、30cmの光学経路の差に相当し、1fsは、したがって、0.3μmの光学経路の差に相当する。したがって、約1fsの差は、ほとんど考えられない。しかし、約1ピコ秒(ps)の差は、約300μmの光学経路の差に相当し、実用的な実装が可能である。
【００４９】
2本の光線の間の時間的シフトΔtも、第2のビームの光学経路内に第1のビームの光学経路を形成する物質よりも高い屈折率を有する物質を挿入することにより得ることができる。
【００５０】
コレクタ5は、基板1の真上に配列され、好ましくはそれに平行であり、そこで、光線4-1、4-2と基板との間に差し挟まれる。コレクタは、通過する光線4-1、4-2用の開口部を含む集電極5-1の領域を備え、集電極5-1の領域が配列される、光線に対し透過的または部分的に透過的な支持体プレート5-2を備えることもできる。コレクタ5は、光線4-1により解放される電子および光線4-2により解放される電子を集めるために使用され、電圧発生器(図に示されていない)によるその目的に合わせて正の電位Vcを印加される。
【００５１】
用語の便宜上、これ以降、「電荷量」または「電気量」という用語は、伝導路2-1にレーザー光のショットを印加した後コレクタ5を使用して集められた電荷の量を指定するために同義語と考えられる。そのため、同じ基準Q1は、光線4-1を印加した後の集められた電荷の量、および対応する測定された電気の量に適用され、同じ基準Q2は、光線4-2を印加した後にコレクタにより集められたり電荷の量、および対応する測定された電気の量に適用される。
【００５２】
同様に、通常の技術用語に従って、「経路の充電」または「静電容量の充電」は、経路または静電容量の電位を高める事実を指し、この充電は電子の損失に対応する。
【００５３】
本発明の実装の実施例にすぎない本発明の方法の2つの変更形態について、以下で説明することにする。
【００５４】
第1の変更形態によれば、コレクタ5の集電極5-1の領域は、経路の任意の地点から来る電子および特に、試験点としてここで使用され、光電子衝撃領域を形成する一方または他方の導体パッドから放出される電子を集めるために使用される単一の集電極により形成される。
【００５５】
光電子衝撃領域とコレクタ5との間をぐるぐる回る電子は、まっすぐ中を横切る孔7を備え、電子の流れのための流路を形成する、コレクタ5と基板1との間に差し挟まれた、電気的絶縁ビームスプリッタ6により導かれる。
【００５６】
予備的工程において、この経路は、コレクタ5の電位Vcよりも低い、確定された電位にされる。実際、コレクタと伝導路との間の電位の差は、数百mVから数十ボルトまでの範囲の値に設定することができる。
【００５７】
次いで、第1のビーム4-1が、パッド3-1に印加され、光電子効果による電子の放出を引き起こす。ビーム4-1の印加の持続時間は、パッド3-1がコレクタの電位Vcに即座に充電されるように設定される。
【００５８】
次いで、第2のビーム4-2が、時間的シフトΔtとともに、パッド3-2に印加され、コレクタによって集められた電荷の量Q2が、測定され、その値を超えると経路に障害があるとみなされる所定の閾値抵抗Rtに対応する閾値Qtと比較される。閾値Qtと閾値Rtとの関係は、与えられた時間的シフトΔtについて、較正により決定される。
【００５９】
そこで、以下のようになる。
【００６０】
-電気の量Q2が0に等しい場合、これは、電子が集められておらず、パッド3-2がすでにコレクタ5の電位Vcまたはそれに非常に近い電位にあることを意味する。言い換えると、電子は、パッド3-2からパッド3-1まで、抵抗器R0を通って、それぞれのショットの開始の間の時間間隔Δtに伝搬する時間を有していたということである。そこから、経路は、閾値Rtよりも低い低抵抗値R0を有することが推測される。
【００６１】
-電気の量Q2が閾値Qtよりも低い場合、これは、少数の電子が集められており、パッド3-2は電位Vcに近い電位にあり、経路は閾値Rtよりも低い抵抗値R0を有することを意味する。
【００６２】
-電気の量Q2が閾値Qtよりも高い場合、これは、パッド3-2の電位が電位Vcからかなり隔たっており、抵抗R0は閾値Rtよりも高く、したがって経路に障害があるとみなされることを意味する。
【００６３】
したがって、本発明の第1の変更形態では、抵抗R0を測定することなく、「合格または不合格」タイプ(「良好」または「不良」経路)の定性試験を実施することができる。
【００６４】
抵抗R0の測定である、定性試験を実施することが望まれており、以下に述べる理由から、Q1を測定する必要がある。
【００６５】
説明したばかりの本発明の第1の変更形態は、Q1の測定に簡単には役立たないが、それは、同じ集電極を使用して、非常に短い時間間隔Δtにおいて移動される電気の2つの量Q1、Q2を測定するには、測定が速く、したがって製造コストの高い電子回路を用意する必要があるためである。さらに、1ナノ秒程度のレーザーパルスの持続時間(ショット持続時間)が、第1のパッドをパルスの一番先の部分においてコレクタ5の電位Vcにした場合を除きΔtがショット持続時間よりも小さい(ショットのオーバーラップを暗示する)場合に測定の制限となりうる。
【００６６】
本発明の第2の変更形態では、電気の量Q1の測定が比較的簡単になり、そのため、定性試験(Q1を測定しない)または定量試験(Q1を測定する)を無差別に実施することができる。
【００６７】
第2の変更形態は、集電極5-1の領域が複数の異なる個別にアドレス可能な電極を含むコレクタ5の使用に基づく(レーザー光線はここでは電極の間の既存の空間を交差する)。光電子衝撃領域に面する電極は、正の電位Vcにされる。
【００６８】
標的領域とコレクタとの間でぐるぐる回る電子は、すでに述べているように、コレクタ5と基板1との間に差し挟まれているビームスプリッタ6により導くことができる。しかし、ここでは、これらの電子は、さらに、光電子衝撃領域の近くに配置されているコレクタの斥力電位にすることにより得られる斥力電界により形成される、欧州特許第1236052号で説明されているような「ガードリング」により導くこともできる。
【００６９】
そのため、コレクタ5は、その電極の少なくとも2つのアドレッシングネットワークを含み、それぞれのネットワークは電気量Q1、Q2の測定のため割り当てられた測定システムに接続されるが、その一方で、電位Vcを集電極に供給する電圧源に接続されている。ビームスプリッタ6を使用したくない場合に、斥力電位を隣接電極に印加するために第3のネットワークを用意することができる。
【００７０】
それに加えて、ここでは、上で提案されているように、2つの実質的に等しい部分4-1、4-2に分割されたレーザー光線を使用することが好ましい。両方のビーム4-1、4-2は、好ましくは、厳密に同期し、同一のパルスプロファイルを有する。
【００７１】
ビームスプリッタ6またはガードリングにより、光電子効果により放出される電子は、強制的に、制限された空間内を動き回らされ、そのため、これらはすべて、その寸法に応じて1つまたは複数の集電極を備えることができる、測定対象のパッドに垂直に配置されているコレクタの領域により集められる。
【００７２】
したがって、第1の変更形態とは逆に、1回のレーザーショットで経路2-1を充電する必要はない。2回のショットの後にこの経路を完全に充電すること(つまり、コレクタの電位Vcにすること)は-可能であるが-必要もない。
【００７３】
それに加えて、導体パッド3-1、3-2から放出された電子の個数に対応する電荷の量は、前述の測定システムにより測定され、ただし、それぞれの測定システムはコレクタ5の電極に独立にアクセスする。
【００７４】
集められた電荷の量Q1、Q2の間の差ΔQは、主に、4つのパラメータに依存する。第1に、これはコレクタを通るビームの透過率の差に依存し、この差は、特に、2つの異なる場所にあるコレクタを実際に交差するそれぞれのサブビームのそれぞれのエネルギーの間に差があるという事実から生じる。実際、集められた電荷の量に対する透過率の差の効果は、最大でも数パーセント程度であろう。またこれは、第1のビームに関する第2のビームの遅延にも依存する。実際、第1のビームを経路の第1の端部に印加した後の電子のポンピングは、経路の第2の端部の電位の増大に影響を及ぼし、したがって第2のビームに垂直に集められた電子は、レーザーのエネルギーが等しいわりに個数が少ない。差ΔQも、その導体パッドの間の導電パッドの抵抗に依存し、この抵抗により2つの試験点の間の電子の伝搬を遅らせる。抵抗が高ければ高いほど、電子の移動速度は遅くなり、その結果、第2の端部の電位は第1のショットでゆっくりと上昇する。そのため、第2の光線を印加した後に集められた電子は、すべて、抵抗が高いので、数が多い。結局、差ΔQは、伝導路の静電容量にも依存する。
【００７５】
今度は、本発明の方法の第2の変更形態の実用的な実装例について説明することにする。
【００７６】
伝導路2-1の電位は、まず最初に、経路の静電容量の値に依存する、コレクタの電位よりも低い電位の値に設定される。例えば、この経路は、接地することができる。この設定は、本発明によるリセットの工程に対応しており、従来の手段(例えば、カーボンブラシ)を使用して、または「反射による光電効果」を使用して行うことができる、つまり、標的領域(つまり、試験点、ここでは導体パッド)に印加される入射光線から出る反射光線をコレクタに印加することである。このプロセスは、実質的にゼロに等しいコレクタ電圧の存在下で実行される。そのため、電子は、反射光線によりコレクタから取り出されて、標的領域に向かい、それによりその電位は、コレクタの電位に等しくなるまで減少させられる。
【００７７】
次いで、光線4-1は、パッド3-1に印加される。光電効果により解放された電子は、コレクタにより集められ、電気量Q1が測定される。
【００７８】
次いで、時間的シフトΔtで、第2の光線4-2が、パッド3-2に印加され、電気量Q2が測定される。
【００７９】
経路のパッド3-1のレベルでの経路の静電容量をC1とし、パッド3-2のレベルでの経路の静電容量をC2とすると、静電容量C1の端子の電位と静電容量C2から来る電子との差は、第1の光線が印加されたときに経路の抵抗R0を通るように見える。経路が低抵抗を有する場合、静電容量は、実際には並列であり、静電容量C1の充電はC2の充電を直ちにトリガする。
【００８０】
しかし、経路がより高い抵抗を有する場合、電子は、一方の静電容量から他方へとゆっくり移動する。
【００８１】
第1のレーザー光線のエネルギーと同じエネルギーおよびコレクタの同じ電位について、集められた電荷の量Q2は、第2のパッドの電荷の一部が原理上第1のパッドに到達してしまっているので低くなるであろう。2回のレーザーショットの後、伝導路が完全に充電された場合(コレクタの電圧Vcにされる)、集められた電荷の量合計Qは、Q1+Q2=CVcに等しい、つまり、これは、完全に充電することを目的として、単一ビームが経路上に印加された場合に、2つのパッドのうちの一方で集められたであろう電荷の量である。静電容量C1または静電容量C2から等しくやってくる集められた電荷の量合計は、式Q=(C1+C2)×Eで与えられ、Eは、コレクタと経路との間の初期電位差である。しかし、経路の導体パッドを経由して集められた電子の分布は、静電容量のそれぞれの値(一般的には、コレクタの平面に関して対称性を有する経路については同じ)、2つの光パルスの間の遅延、および特に、抵抗R0の値によって異なる。
【００８２】
抵抗R0が低い場合、静電容量は、第1のレーザー光線をパッド3-1に印加しているときに同時に充電し、第2のショットでは電子は移動しない。したがって、この場合、Q1=QおよびQ2=0となる。
【００８３】
しかし、抵抗R0が無限大である場合、この無限大は、特に経路障害に対応するが、第1のショットの印加時に集められた電荷は、Q1=C1×Eであるが、第2のビームの印加時に集められた電荷は、Q2=C2×Eである。この最後の場合、経路の障害を特定することが可能であるが、それは、集められた電荷の比から、経路の導体パッドと障害が特定された地点との間の距離の比がわかるからである。
【００８４】
集められた電荷の量合計Qは、常に、同じであるが、分布は、抵抗R0=(ΔQ、Δt、E)の値とともに変化することに留意されたい。
【００８５】
しかし、ここでもまた、レーザー光のショットの後に経路を完全に充電させる必要はないことを思い出してもらいたい。そのため、伝導路の第1の端部で集められた電荷Q1およびこの経路の全静電容量が知られている場合、パッド3-2のレベルで集められた電荷の時間に応じて漸進的変化の法則を計算することが可能である。時間Δtの後、第2のレーザーパルスが、移動し、R0、C1、およびC2に依存する電荷の量をQ1に加えた値に等しくなければならない第1のレーザーパルスと同じである場合に電荷の量Q2が測定される。
【００８６】
以下で説明される数値計算を使用して、本発明によるシステムの異なるパラメータによる、特にコレクタの電位の静電容量C1、C2、パルス持続時間および光度、および抵抗R0に応じて、変化の量の分布を求める。これらの計算では、図2A、2Bを参照し、これらは、それぞれ、レーザー光線を第1のパッド3-1に印加するときのシステムの等価図、およびレーザー光線を第1のパッド3-2に印加するときのシステムの等価図を示している。これらの図は、以下のパラメータ/変数を示している。
-  R0:パッド3-1、3-2の間の経路2-1の測定対象の抵抗、
-  E:コレクタ5に印加される等価な発生回路の電圧、
-  C1:経路(パッド3-1)の第1の端部の静電容量、
-  C2:経路(パッド3-2)の第2の端部の静電容量、
-  i0:抵抗R0の経路2-1を流れる電流、
-  V1(t):C1の端子のところの電位、
-  V2(t):C2の端子のところの電位、
-  R1(t):パッド3-1に対する光電効果をモデル化する抵抗、
-  R2(t):パッド3-2に対する光電効果をモデル化する抵抗。
【００８７】
抵抗R1(t)およびR2(t)に関して、光電効果は、実際に、単純な法則によりモデル化され、この法則に従って、光電子衝撃を受けるパッドとコレクタとの間の電流が、コレクタとパッドとの間の電位の差に比例すると仮定される。電流/電圧の比例係数は、パッドの瞬間照度のレベルに依存する。パッド3-1に関しては、この係数は、以下の計算において、図2Aに示されている抵抗R1(t)になぞらえられ、その陽極で電圧Eを受け、その陰極はパッド3-1に接続され、そこを電流i1が横切る。パッド3-2に関しては、この係数は、抵抗R2(t)になぞらえられ、その陽極で電圧Eを受け、その陰極はパッド3-2に接続され、そこを電流i2が横切る。図2Aを参照すると、以下のように書くことができる。
【００８８】
【数１】
2008529022.tif 000003
【００８９】
および
【００９０】
E=R1i1+V1
よって
【００９１】
【数２】
2008529022.tif 000004
【００９２】
以下のように書くことも可能である。
【００９３】
【数３】
2008529022.tif 000005
【００９４】
次いで、関係式(3)を関係式(4)の中に移すと、以下の式が得られる。
【００９５】
【数４】
2008529022.tif 000006
【００９６】
関係式(3)を関係式(2)の中に移し、左側部分の項i1-i0を示すと、以下のようになる。
【００９７】
【数５】
2008529022.tif 000007
【００９８】
関係式(5)を使用することで、以下の式が得られ、
【００９９】
【数６】
2008529022.tif 000008
【０１００】
微分した結果、以下の式が得られる。
【０１０１】
【数７】
2008529022.tif 000009
【０１０２】
再び関係式(5)を使用することで、以下の式が得られ、
【０１０３】
【数８】
2008529022.tif 000010
【０１０４】
これは、以下の形式であり、
【０１０５】
【数９】
2008529022.tif 000011
【０１０６】
その解は、
f=Ueαt
であり、
式中、αは、以下のとおりである。
【０１０７】
【数１０】
2008529022.tif 000012
【０１０８】
この解を関係式(5)の中に移すと、以下の式が得られる。
【０１０９】
【数１１】
2008529022.tif 000013
【０１１０】
時刻t=0に、電圧V1はゼロに等しく、tが無限大の方向に経過すると、この電圧V1は、コレクタの電圧に等しくなる。したがって、
V1=(-eαt+1)E
となる。
【０１１１】
関係式(3)を使用することで、以下の式も等しく得られる。
【０１１２】
【数１２】
2008529022.tif 000014
【０１１３】
R1(t)の任意の形態を考慮できるように、後述のように、計算手順を繰り返す必要がある。
【０１１４】
抵抗R0、第2のパッド3-1、および静電容量C2により形成される図2Aの回路の一部を考察すると、全体に電圧V1およびV2が掛けられており、δ(t)をディラック超関数として、式
V1=Aδ(t)
が得られる。
【０１１５】
ビームの短いが、強いパルスに対する応答は、瞬間的に注入される電荷δqであり、以下の式で表される。
【０１１６】
【数１３】
2008529022.tif 000015
【０１１７】
注入電荷δqに対応する電荷δq/δtの瞬間的密度により引き起こされる電圧V2を考える。以下の式が得られる。
【０１１８】
【数１４】
2008529022.tif 000016
【０１１９】
次いで、電荷δq_は、回路の放電により消失する。したがって、以下のようになる。
【０１２０】
【数１５】
2008529022.tif 000017
【０１２１】
したがって、時間とともに変化しうる電圧に対する応答は、V1(t)とA=1の場合のパルス応答との畳み込みにより与えられる。
【０１２２】
【数１６】
2008529022.tif 000018
【０１２３】
したがって、V2のこの値は、包括的と考えられる(すべての素子が示されている)図2Aの図で使用することができ、その式は以下のとおりである。
【０１２４】
【数１７】
2008529022.tif 000019
【０１２５】
この形式では、式は、単純な数値プログラムを使用して積分可能である。実際、V1=0およびV2=0をちょうど初期値として取り、以下の式を得る。
【０１２６】
【数１８】
2008529022.tif 000020
【０１２７】
右辺は、既知の項にのみ依存する。これは、値が時刻tで知られている場合に時刻t+Δtで起こることを示す反復表示である。
【０１２８】
それに加えて、図2Bを参照すると、以下のように書くことも可能である。
【０１２９】
【数１９】
2008529022.tif 000021
【０１３０】
これらの式の離散化により、以下の式が得られる。
【０１３１】
【数２０】
2008529022.tif 000022
【０１３２】
V1およびV2の初期値は、0に固定されているが、それというのも、経路の電位は、上で示唆されているように0にリセットされるからである(例えば、反射による光電効果を使用して)。
【０１３３】
以下のパラメータを例として考察する。
-  E=60V、
-  C1=C2=1pF、
-  基板/コレクタ距離=10μm、
-  光線口径=80μm、
-  レーザーエネルギー=10μJ、
-  パルス持続時間=4ns、
-  時間的シフトΔt=4ns、
【０１３４】
これらのパラメータにより、図3のグラフに示されている曲線Q1、Q2、およびQ1/Q2が得られる。これらの曲線は、集められた電荷のピコクーロン(pC)の変化を例示しており、経路の抵抗R0による変化比Q1/Q2は単位オームで表される(横軸)。以下の値が、特に観察される。
R0=1000MΩ:Q1/Q2=1およびQ1=Q2=0.569pC
R0=100MΩ:Q1/Q2=1およびQ1=Q2=0.569pC
R0=10MΩ:Q1/Q2=1.001、Q1=0.570pC、およびQ2=0.569pC
R0=1MΩ:Q1/Q2=1.005、Q1=0.570pC、およびQ2=0.567pC
R0=100KΩ:Q1/Q2=1.053、Q1=0.578pC、およびQ2=0.549pC
R0=10KΩ:Q1/Q2=1.531、Q1=0.649pC、およびQ2=0.424pC
R0=1KΩ:Q1/Q2=3.705、Q1=0.837pC、およびQ2=0.234pC
R0=100Ω:Q1/Q2=4.763、Q1=0.938pC、およびQ2=0.197pC
R0=10Ω:Q1/Q2=4.894、Q1=0.946pC、およびQ2=0.193pC
R0=2Ω:Q1/Q2=4.906、Q1=0.946pC、およびQ2=0.193pC
【０１３５】
したがって、Q1およびQ2の値および比Q1/Q2は、抵抗R0を表す。選択された実施例では、すべての場合において時間的シフトは電子の伝搬時間よりも短いため、比Q1/Q2は、R0が区別されるべき非常に高い値を持つ場合にR0の複数の値を許容しない(RC定数は、非常に重要になってくる)。したがって、本発明の方法は、与えられた時間的シフトについて、R0の小さな値に対し高い精度をもたらすが、これは、従来の試験方法に関して重要な利点である。電子の2回の放出の間の時間的シフトが低いほど、低抵抗の測定はより正確になる。
【０１３６】
図4A、4Bは、それぞれ、レーザー光ショットの持続時間の最初から最後まで伝導路のそれぞれの端部においてパッド3-1、3-2上に集められた電荷Q1、Q2の時間の経過による推移およびR0=2Ω、Q1=0.946pC、およびQ2=0.193pC(Q1/Q2=4.906)に対する、静電容量C1およびC2の端子における電圧V1(t)およびV2(t)の時間の経過による対応する推移を表す。集められた電荷は、図4Aの縦軸上にクーロンで表され、電圧V1(t)、V2(t)は、図4Bの縦軸上にボルトで表され、時間は、両方の図の横軸に秒で表される。図4Bでは、電圧V1(t)およびV2(t)の曲線は同一である。これらは、コレクタの電圧Vcに等しい接線に近づく。しかし、経路がレーザー光線のパルスのエネルギーに関して高い静電容量を有する場合、後者は、静電容量を完全には充電せず、二重パルスを印加した後の最終電圧V1、V2は、コレクタの電圧Vcに到達しない。経路に導通障害がない場合に、これらは、それでもなおそれぞれの試験点において同一であるVcよりも低い電圧に到達する。
【０１３７】
ショットのときの集められた電荷Q1、Q2の推移および静電容量C1およびC2の端子における電圧V1、V2の推移の他の曲線は、それぞれ、R0=100Ω、Q1=0.946pCおよびQ2=0.193pC(Q1/Q2=4.906)について、図5Aおよび5Bに示されている。集められた電荷は、図5Aの縦軸上にクーロンで表され、電圧V1(t)、V2(t)は、図5Bの縦軸上にボルトで表され、時間は、両方の図の横軸に秒で表される。
【０１３８】
C2の端子のところの電位V2は、抵抗R0の重要な値により引き起こされるC1とC2との間の電子の移動度が低いせいで、第2のパルスを印加してから時刻0から時刻t2までの間にほとんど変化していないように見える。そのため、この経路は、2つに分割されたかのように振る舞う。したがって、集められた電荷Q1およびQ2は、静電容量C1およびC2に接続され、C1=C2ならば同じである。
【０１３９】
上述の方法は、この素子の電気的構成に従い、試験対象の素子の特徴に関して、当業者の日常的作業により、適合させることができる。それに加えて、この方法は、基板内の等電位のネットワークを構成するすべての伝導路上で実施することができる。したがって、この方法により、基板を試験することができる。
【０１４０】
経路の絶縁を他の経路と比較して、または場合によっては間に連結されている一組の他の経路と比較して決定するために、粒子の第1のビームが印加される、第1の場所を第1の伝導路に置き、粒子の第2のビームが印加される、第2の場所を第2の伝導路に置く。2つの経路は、異なるけれども、2つの測定点から見て、経路の間の絶縁の抵抗に対応する直列抵抗を有する電気素子を形成する。
【０１４１】
粒子のビームが印加される経路(または絶縁試験の場合には2つの経路)の電位を知ることが好ましいが、必須というわけではなく、ただし、この電位は電子を集めることができるようにコレクタの電位よりも低くなければならない。そのため、この経路は、前もって接地しておき、初期基準電位を形成してもよい。
【０１４２】
抵抗R0の測定は、導通を試験しなければならない導線の直列抵抗の測定または2つの導線の間の絶縁抵抗の測定に適用可能な、本発明の方法により上で説明されている。当業者には、抵抗R0に適用され、本発明が基づく技術的効果を数式により定量化するために使用される計算のモデルの精密化に関する上記の推測も、これらのコンポーネントの特徴、それらを横切る電流、その端子のところの電圧の間に過渡状態で存在する関係式を使用して、静電容量および自己インダクタンスのような他の種類の単純な電気コンポーネントに適用されることは明白であろう。
【０１４３】
一般に、時間とともにシフトする粒子の2つのビームを印加した後の2つの試験点の間で集められた電荷の分布は、測定することが可能であり、2つの試験点の間に存在する電気的特徴を表すことは上ですでに実証されている。
【０１４４】
そのため、本発明の説明は、例えば導線および/または抵抗の定性または定量試験に関係しているが、当業者には、明らかに、本発明が、抵抗、静電容量または自己インダクタンスまたはこれらの素子の複雑な組み合わせを試験または測定するために使用することができ、本発明が、電気または電子コンポーネントを抵抗、静電容量、および/または自己インダクタンスの組み合わせによりモデル化することができるので、電気または電子コンポーネントのような任意の種類の電気素子に適用することができるように見える。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】導線の導通の測定に適用される本発明による方法およびシステムの略図である。
【図２Ａ】粒子の第1のビームを導線に印加するときの、本発明によるシステムの等価図である。
【図２Ｂ】粒子の第2のビームを導線に印加するときの、本発明によるシステムの等価図である。
【図３】導線の抵抗に応じて集められた電荷の変化を示す図である。
【図４Ａ】導線の抵抗の第1の値について、試験点上に存在する集められた電荷および電位の時間に関する漸進的変化を示す図である。
【図４Ｂ】導線の抵抗の第1の値について、試験点上に存在する集められた電荷および電位の時間に関する漸進的変化を示す図である。
【図５Ａ】導線の抵抗の第2の値について、試験点上に存在する集められた電荷および電位の時間に関する漸進的変化を示す図である。
【図５Ｂ】導線の抵抗の第2の値について、試験点上に存在する集められた電荷および電位の時間に関する漸進的変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
ΔQ  差
Δt  時間的シフト
C1、C2  静電容量
i1、i2  電流
Q1、Q2  基準
Qt  閾値
R0  直列抵抗
Rt  閾値抵抗
R1 (t)およびR2 (t)   抵抗
V1、V2、V1 (t)   電圧
Vc  電位
1  絶縁基板
5  コレクタ
2-1  配列された伝導路
2-2  経路
3-1、3-2  パッド
4-1  第1のビーム
4-2  第2のビーム
5  コレクタ
5-1  集電極
5-2  支持体プレート
6  電気的絶縁ビームスプリッタ
7  孔
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子(2-1)を試験または測定する方法であって、
粒子の第1のビーム(4-1)を電気素子の第1の場所(3-1)に印加し、前記第1の場所から電子を解放する工程と、
粒子の第2のビーム(4-2)を、粒子の前記第1のビーム(4-1)を前記第1の場所に印加することに比べて0と異なる時間的シフト(Δt)を持つ電気素子の第2の場所(3-2)に印加し、前記第2の場所から電子を解放する工程であって、前記時間的シフトは、前記第1の場所と前記第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である工程と、
粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放された電子を集める工程と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、前記電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記時間的シフト(Δt)は、約1ピコ秒から数ナノ秒までの範囲である請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記電気素子の絶縁、導通、静電容量、および/または抵抗は、粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の前記第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量との比較から推測される請求項1又は2のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記電気素子は、導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントである請求項1から3の一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の場所(3-1)は、導体の第1のパッドであり、前記第2の場所(3-2)は、前記導体の第2のパッドまたは他の導体のパッドである請求項1から4のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項６】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、紫外線のビームである請求項1から5のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項７】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、粒子の同じビームの分割から得られる請求項1から5いずれかに一項に記載の方法。
【請求項８】
前記時間的シフト(Δt)は、粒子の前記第2のビームを、粒子の前記第2のビームが前記第2の場所に到達する前に、粒子の前記第1のビーム(4-1)の距離よりもさらに有意な距離だけ進ませることにより得られる請求項1から7のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項９】
粒子の前記第1および第2のビームを印加した効果の下で解放された前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められてある電位(Vc)にされ、少なくとも前記第1の場所は、粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加する前に前記コレクタの電位よりも低い電位にされる請求項1から8のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項１０】
粒子の前記第1および第2のビームを印加する効果の下で解放される前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められてある電位(Vc)にされ、粒子の前記第1のビーム(4-1)を印加することで、前記電気素子(2-1)は、前記コレクタ(5)の電位(Vc)にされ、粒子の前記第2のビーム(4-2)を印加する効果の下で集められた電荷の量が測定される請求項1から9のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項１１】
粒子の前記第1および第2のビームを印加する効果の下で解放された前記電子は、コレクタ(5、5-1)により集められ、前記コレクタは、前記第1の場所に面する少なくとも第1の集電極および前記第2の場所に面する少なくとも第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、集められた電荷の局所的測定を行うために個別にアクセス可能である請求項1から9のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項１２】
配線支持体または配線支持体上に配列された電子回路を製造する方法であって、前記配線支持体または前記電子回路は電気素子(2-1)を含み、前記配線支持体の、または請求項1から11の一項に記載の前記試験または測定方法に従って実装された前記電子回路の前記電気素子の全部または一部を試験または測定する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
電気素子(2-1)を試験または測定するシステムであって、
粒子の第1のビーム(4-1)を電気素子の第1の場所(3-1)に印加し、この第1の場所からの電子の解放を誘起し、粒子の第2のビーム(4-2)を電気素子の第2の場所(3-2)に印加し、前記第2の場所からの電子の解放を誘起するための手段と、
時間的シフト(Δt)を0と異なるものとして、粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加することを、粒子の前記第1のビームを前記第1の場所に印加することに比べて、シフトするための手段であって、前記時間的シフトは、前記第1の場所と前記第2の場所との間の電子の伝搬時間の大きさの程度である手段と、
粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で解放された電子および粒子の前記第2のビームの効果の下で解放された電子を集めるための少なくとも1つのコレクタ(5、5-1)と、
粒子の前記第2のビームを前記第2の場所に印加する効果の下で解放され集められた電子に対応する電荷の少なくとも1単位分の量を測定し、前記電気素子の電気的特徴をそこから定量的にまたは定性的に推測するための手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記時間的シフト(Δt)は、約1ピコ秒から数ナノ秒までの範囲である請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コレクタは、前記第1の場所に面する少なくとも1つの第1の集電極および前記第2の場所に面する少なくとも1つの第2の集電極を備え、これら集電極は両方とも、異なり、個別にアクセス可能であり、これにより前記測定手段は、少なくとも前記第2の場所で、集められた電荷の局所的測定を行うことができる請求項13または14のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電気素子の導通、絶縁、静電容量、および/または抵抗を、粒子の前記第1のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量と粒子の前記第2のビームを印加する効果の下で集められた電荷の量の測定から推測するための手段を備える請求項13から15のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
導体または導体のグループ、電気コンポーネントまたは電子コンポーネントを試験または測定するように配列された、請求項13から16のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
粒子のビームを分割して、粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)を形成するための手段を備える請求項13から17のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
粒子の前記第2のビーム(4-2)を、粒子の前記第2のビームが前記電気素子(2-1)の前記第2の場所に到達する前に、粒子の前記第1のビーム(4-1)の距離よりもさらに有意な距離だけ進ませるための手段を備える請求項13から18のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
粒子の前記第1のビーム(4-1)および前記第2のビーム(4-2)は、紫外線のビームである請求項13から19のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記基板と前記コレクタとの間に配列された孔(7)を付けられたビームスプリッタ(6)を備え、前記孔は電子の流路を形成する請求項13から20のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
複数の電極を備えるコレクタと電極を斥力電位にし、電子の流路を形成するための手段とを備える請求項13から20のいずれか一項に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
文献欧州特許1236052号で説明されている解決手段では、小さな寸法の導線の導体パッドに非接触型の光電効果によるアクセスを提案している。光電効果により解放された電子は、複数の電位に対し個別にアドレス可能な領域からなるコレクタにより集められる。回路は、測定システムおよび電子を経路の他端に戻すソースを通るループに配列される。この解決手段は、前述の方法と比較して著しい改善をなす。
IBMの文献「Photoelectric Test Method for PCB Conductors」では、試験対象の導体の2点に所定の時間的シフトとともに光のパルスを印加することを教示している。第1の点では、第1の点で導体の電位を修正するのに十分な持続時間または強度を有するパルスを受け、第2の点では、第2の点で導体の電位を修正するのに不十分な持続時間または強度のパルスを受ける。試験対象の導体は、コレクタと比較して電位の差の影響を受ける埋め込まれた導体を使って容量効果によりバイアスされる。第2の点でパルスに対応する電流のパルスを測定することにより、導体が電気的導通を有しているかどうかを判定することが可能である。第1の点で光の新しいパルスを印加した後、電流のパルスの強度が低下した場合、第2の点の電位は、パルスの効果の下で上昇し、導体は電気的導通を有すると推測することができる。この方法は、したがって、「全か無か」タイプであり、電気素子が導通または絶縁の障害を有するかどうかを判定することしかできず、定量することができない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
一般に、導通と絶縁が測定される伝導路の抵抗の値にアクセスしつつ工業により課せられる生産性要件と両立する試験を実施することはますます困難になってきている。特に、経路の導体パッドが機械的にアクセスできない場合、または試験点として使用される導体パッドを損傷する危険性がある場合がその状況に当てはまる。
【特許文献１】米国特許第6,369,591号
【特許文献２】欧州特許第1236052号
【非特許文献１】IBMの文献「Photoelectric Test Method for PCB Conductors」
【国際調査報告】
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