(57)【要約】【課題】特性インピーダンスの測定波形から、その波形を特徴付けるパラメータを抽出することにより、製造プロセス条件の適性度を判定できる特性インピーダンス検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】回路配線基板の特性インピーダンスを検査する検査装置において、特性インピーダンスの測定波形を表示できる測定手段と測定波形データからその波形データを特徴付けるパラメータを抽出し、予め設定した時間範囲内で、測定波形を1次式近似し、その傾きと切片を抽出できる波形処理手段とを有する特性インピーダンス検査装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路配線基板の特性インピーダンスを検査する検査装置において、特性インピーダンスの測定波形を表示できる特性インピーダンス波形測定手段と測定波形データからその波形データを特徴付けるパラメータを抽出し、予め設定した時間範囲内で、測定波形を1次式近似し、その傾きと切片を抽出できる波形処理手段とを有することを特徴とする特性インピーダンス検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載する高速信号ラインを含んだ回路配線基板の特性インピーダンスを保証するための検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの高速化が著しい。例えば、インテル製ＣＰＵのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４では３ＧＨｚを越え、ランバス製メモリのＲＤＲＡＭでは８００ＭＨｚとなっている。これらの部品に使用されるサブストレート基板を含む回路配線基板においても、高速信号特性が要求されるようになって来た。
【０００３】
それは、高周波化すると波長が短くなるために、半導体パッケージのような線路長の短いものにも、無視出来なくなって来たということである。例えば、３ＧＨｚで１波長１０ｃｍであるため、デバイスが使用される周辺部品との接続長さも含めると、波長以上の長さになり得るため、信号の反射を無視出来なくなってきているのである。そこで、正確な特性インピーダンスを測定する特性インピーダンス測定機が求められおり（例えば、特許文献１参照。）、従来特に問題とされて来なかった特性インピーダンス整合が必要とされるようになって来ている。
【０００４】
回路配線基板においては、特性インピーダンスを決定づける製造因子としては、以下の要素がある。導体線路幅、導体厚さ、ポリイミド基材と接着剤層からなる絶縁層厚さ、導体線路上の誘電体層厚さ、絶縁材料の誘電率等である。特性インピーダンスがコントロールされた基板を製造するには、これらの要素を制御する必要がある。
【０００５】
従来、このような回路配線基板に対する検査は、ある合否基準に対して、個々の回路配線基板がその合格基準に入っているかいないかをチェックするためのものであった。すなわち、個々の回路配線基板の良否を判断・選別するめのものであって、不良品の流出防止が目的であった。そのために、出荷前に、回路配線基板の品質保証の目的で行われてきた。
【０００６】
しかし、近年回路配線基板に対して高い品質が求められ、製作難易度が高くなって来ると、製造収率が落ちるということが出て来た。そこで、回路配線基板の良否だけでなく、回路配線基板の悪さや製造工程の悪さを把握することが必要とされて来ている。
【０００７】
そうするためには、検査装置としても検査情報として回路配線基板の出来具合を把握できるものでなくてはならず、また、回路配線基板の不良原因を特定出来るか、製造プロセスの製造条件を調整出来る情報をフィードバックすることが求められて来ている。
【０００８】
元々、特性インピーダンスの検査ということには、回路配線基板の良否選別の他に、プロセス監視の意味合いが含まれている。ここで、例えば、ポリイミド基材上の回路配線パターンは凹凸を持っているため、絶縁層厚さを一定にする装置条件で製造したとしても、最終回路配線基板で特性インピーダンスが設計値どおりに出来ていない可能性がある。ここで、特性インピーダンスを決める他の製造因子が一定であったとすれば、回路配線基板の特性インピーダンスを測定することで、絶縁層厚さ不良を特定することが可能となる。
【０００９】
しかし、従来の同種の装置では、回路配線基板個々の良否判定か、抜取り検査によるロット保証の機能に止まり、回路配線基板の出来ばえを情報として出力するものはなかった。
【特許文献１】特開平２００１−１９４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特性インピーダンスを測定・検査するということは、特性インピーダンスを決定する因子を考えた時、材料の誘電率以外は製造上の寸法精度によって決まるため、各製造工程の製造条件が管理幅から外れているかどうかをみていることをも意味している。
【００１１】
そこで、特性インピーダンスの測定波形から、その波形を特徴付けるパラメータを抽出できれば、回路配線基板そのものの出来ばえをみることも出来るし、それを時系列的に見ていくことで関連付けられれば、製造プロセスの変動監視にもなる。
【００１２】
しかし、ここで測定波形そのものをロギングしても、そこから回路配線基板の出来ばえを判断するには、人が介在せざるを得ず、また人が判断するにしても測定波形データの２次加工が必要となる。つまり、回路配線基板の出来ばえを特徴付けるパラメータとして何を取り出すかが課題となる。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、特性インピーダンスの測定波形から、その波形を特徴付けるパラメータを抽出することにより、製造プロセス条件の適性度を判定できる特性インピーダンス検査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】
【００１４】
本発明に於いて上記課題を達成するために、回路配線基板の特性インピーダンスを検査する検査装置において、特性インピーダンスの測定波形を表示できる測定手段と測定波形データからその波形データを特徴付けるパラメータを抽出し、予め設定した時間範囲内で、測定波形を1次式近似し、その傾きと切片を抽出できる波形処理手段とを有することを特徴とする特性インピーダンス検査装置としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の特性インピーダンス検査装置を用いて配線回路基板の特性インピーダンスを検査することにより、配線回路基板のできばえを特徴付けるパラメータを出力することができ、それによって製造プロセスのプロセス異常監視に役立てることができる。
【００１６】
また、抜取り検査をする場合に、従来のＪＩＳ規格等による抜取り数および合格数でロット全数の特性インピーダンス値を保証するという根拠のないものではなく、回路配線基板のできばえで判断しながら、抜き取る回路配線基板を決められるので、必要かつ最小の検査数でロット内の品質を保証することが期待できる。
【００１７】
以上のように、本発明の特性インピーダンス検査装置によれば、配線回路基板の出荷の際の品質管理手段にとどまることなく、配線回路基板の製造工程管理手段とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置の一実施例を示す模式構成概略図である。
【００２０】
回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００は、特性インピーダンスの測定波形
を表示できる特性インピーダンス波形測定手段１０と特性インピーダンス波形測定手段１０にて測定した特性インピーダンス測定波形データからその波形データを特徴付けるパラメータを抽出し、予め設定した時間範囲内で、測定波形を1次式近似し、その傾きと切片を抽出できる波形処理手段２０とから構成されている。
特性インピーダンス波形測定手段１０としては、例えば、ＴＤＲオシロスコープ等が使用できる。処理手段２０としては、コンピューター装置が使用される。
【００２１】
本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００は、回路配線基板の特性インピーダンスは通常一定になるように作製されるが、製造プロセス上の問題で、一定値から大きく外れたり、１本の配線パターン線路長さの中で徐々に変動することに着目して考案されたものである。
【００２２】
つまり、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００を用いて、まず、特性インピーダンス波形測定手段１０にて特性インピーダンスの特性波形を測定し、次に、波形処理手段２０にて、予め設定した時間範囲内で、測定波形を1次式近似し、その傾きと切片を抽出して、回路配線基板の特性インピーダンスの不良傾向を推定しようと言うものである。
【００２３】
つまり、例えば５０Ωとなるように設計された配線パターン線路が、６０Ωとなっていたり、配線パターン線路のある範囲内で、５０Ωから５３Ωまで変化していたとすると、その測定波形を直線近似することで、不良の傾向を表すことが出来る。
したがって、被測定配線パターン線路の測定波形データに対して、波形処理手段２０にて、１次近似式を算出し、その１次近似式から傾きと切片を抽出することにより、回路配線基板の出来ばえを評価し、プロセスへ製造条件の異常情報を提供できるようにしている。
【００２４】
図２は、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００を用いて特性インピーダンス測定に使用した回路配線基板の一例を示す。
回路配線基板外形１内に、製造単位２と回路配線基板の方向・表裏識別マーク３がある。そして、製造単位２の中に、配線パターンの測定線路４−１、測定線路４−２、測定線路４−３及び測定線路４−４を有する。
【００２５】
以下、回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００を用いて特性インピーダンスを測定する具体例について説明する。
まず、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００の特性インピーダンス波形測定手段１０（ＴＤＲオシロ）により、サンプルＡの配線パターンの測定線路４−１、測定線路４−２、測定線路４−３及び測定線路４−４の特性インピーダンスを測定し、その測定波形データを図３（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００２６】
次に、それぞれの波形データを同一時間範囲で1次近似式を求めた結果を図４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示す。
【００２７】
同様の方法で同一ロットから適当な間隔で抜き取った他のサンプル４個とともに一次近似式の傾きと切片をまとめた結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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このロットの場合、測定線路４−１の測定波形だけが、他の3本の測定線路と著しく異なっていることが分かる。
【００２９】
この箇所だけ線路幅が広くできているか、銅厚さが厚く出来ているか、ＳＲが薄く出来ていることが推測され、このサンプルを具体的に分析、評価することにより、プロセスへ
の製造条件の異常情報を提供できるようになる。
【００３０】
このように、被測定配線パターンの測定線路の測定波形データに対して、波形処理手段２０にて、１次近似式を算出し、その１次近似式から傾きと切片を抽出することにより、回路配線基板の出来ばえを評価し、プロセスへの製造条件の異常情報を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】特性インピーダンスの測定に使用した回路配線基板の一例を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス装置を用いて測定した回路配線基板の測定線路の特性インピーダンス波形を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、回路配線基板の測定線路の特性インピーダンス波形データを同一時間範囲で1次近似式を求めた結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……回路配線基板外形
２……製造単位
３……方向・表裏識別マーク
４−１、４−２、４−３、４−４……回路配線基板の測定線路
１０……特性インピーダンス波形測定手段
２０……波形処理手段
１００……回路配線基板の特性インピーダンス検査装置                                                                                
【図１】
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【図２】
2005207911.tif 000005
【図３】
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【図４】
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