发明名称 用于积体电路动态诊断测试的装置及方法
摘要 一种非接触量测积体电路内多种类电力活动之系统与方法。本发明可对位于晶圆上在不同制程阶段各种元件或完成制程循环并完成封装部分进行快速测试。导入于测试电路中的电源系使用知机械性探针或其他装置导入,例如将连续波雷射光导入于测试电路导入之光接收装置之上。藉着使用非接触的方法激发电路而将电子测试信号导入测试电路,例如藉由导引一个或多个模式锁定雷射投射在电路上的高速接收器上的输出或是藉着使用高速脉冲二极体雷射。电路内之电力活动对于测试信号的反应是藉着接收元件来感测,此例如时间解析光计数侦测器、静态发射摄影机系统或是藉着主动式雷射探针系统。已收集的资讯适用于多种目的,包含有制程监控、新制程的评定和模式确认。
申请公布号 TWI264791 申请公布日期 2006.10.21
申请号 TW092101517 申请日期 2003.01.23
申请人 亚帕托尼克斯公司 发明人 奈德派克德门;史帝文卡萨皮;伊兹克金博格
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种用于量测一积体电路的电力特性之设备,该积体电路至少包含复数主动式电子元件之预定复数图案,该等图案系配置在一半导体晶圆上,该设备至少包含:一激发性能量源,适用于藉由激发该积体电路的预定区块以导入一测试信号于该积体电路;一电源,用于对该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一提供电力;以及一侦测器,用于侦测该积体电路内回应导入的该测试信号之一电力活动,其中该回应的电力活动包含转换该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一之开关,以及其中该积体电路的特性系依据该被侦测的该电力活动而决定。2.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该侦测器系在一电子的非载入(non-loading)方法侦测于该积体电路中之该电力活动。3.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该激发性能量源导入该测试信号,不需与该积体电路之该预定被激发区块建立机械接触。4.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该激发性能量源系藉由一电磁辐射光束照射该预定区块以激发该积体电路之该预定区块。5.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该积体电路之该预定区块系藉由该激发性能量源所放射之一充电粒子光束而激发。6.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该测试信号导入于该电路系使用配置于积体电路中之一信号调节(conditioning)装置而被调节。7.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该导入步骤之前,该积体电路被置于一晶圆(wafer)上,且以与该激发性能量源和该侦测器相关之预定方式而配置。8.如申请专利范围第7项所述之设备,其中该积体电路系使用该晶圆的一影像和执行该影像的光学图案识别分析而配置于该晶圆上。9.如申请专利范围第7项所述之设备,其中该积体电路系使用一机械性平台(stage)被放置在适当相对应于该激发性能量源和该侦测器的位置。10.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该导入步骤前,一电源(power)是被施加于该积体电路。11.如申请专利范围第10项所述之设备,其中藉着放置一光接收器(photoreceiver)于该积体电路并且使用一能量束辐(irradiating)该光接收器而将该电源施加于积体电路上。12.如申请专利范围第10项所述之设备,其中该电源系使用至少一个机械性探针(probe)施加于该积体电路,该探针系与至少一置于该积体电路中之传导垫(conducting pad)接合(engage)。13.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该导入步骤是在该积体电路之一金属层的沉积之后执行。14.如申请专利范围第1项所述之设备,进一步包含用以于该积体电路上执行一参数量测法(parametricmeasurement)之一机构,其中该参数量测法的结果系被用于决定该积体电路的特性。15.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该积体电路中侦测该电力活动系使用一该积体电路发射的光子之非时间解析(non-time-resolved)侦测而执行。16.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该积体电路中侦测该电力活动系使用一该积体电路发射的光子之时间解析侦测而执行。17.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该积体电路中侦测该电力活动系使用该积体电路的一雷射光束探测而执行。18.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该积体电路中侦测该电力活动系使用至少一机械探针而执行,该探针与至少一置于该积体电路中之传导垫接合。19.如申请专利范围第1项所述之设备,其中于该积体电路中侦测该电力活动系使用该积体电路的一电子光束探测而执行。20.一种用于量测一积体电路的电力特性之设备,该电路至少包含复数主动式电子元件之预定复数图案,该等图案系配置在一半导体晶圆上,该设备至少包含:一激发性能量源,用于藉由激发该积体电路的复数预定区块以导入一测试信号于该积体电路;一电源,用于对该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一提供电力;以及一侦测器,用于侦测该积体电路内回应该导入的测试信号之一电力活动,其中该回应的电力活动包含转换该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一之开关;及一处理单元,用于依据该被侦测的该电力活动来确定积体电路的特性。21.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一系统控制单元,用于控制该量测设备之操作。22.如申请专利范围第21项所述之设备,其中该系统控制单元包含一时基(timebase)产生器,用于产生一时基信号来同步操作该激发能量源和该侦测器。23.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该激发性能量源提供一时基信号,用于同步操作该量测设备。24.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一光学结合装置,用以光学藕合该激发能量源至该预定积体电路区块。25.如申请专利范围第24项所述之设备,其中该光学结合装置包含一扫描镜头。26.如申请专利范围第24项所述之设备,其中该光学结合装置包含一目的镜头。27.如申请专利范围第24项所述之设备,其中该光学结合装置包含一定位调整装置。28.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该激发能量源包含一电磁能量源,配置来引导一电磁辐射光束至该积体电路之该预定区块上面。29.如申请专利范围第28项所述之设备,其中该电磁能量源系一光源。30.如申请专利范围第28项所述之设备,其中该电磁能量源系一雷射。31.如申请专利范围第28项所述之设备,其中该电磁能量源系一脉冲光源。32.如申请专利范围第28项所述之设备,其中该电磁能量源系选自由一Q开关雷射(Q-switched laser)、模式锁定雷射(modelocked laser)、以及一模式锁定连续波(continuous wave, CW)雷射组成群中。33.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该激发能量源包含一粒子源,配置来引导一已充电粒子至该积体电路之该预定区块上面。34.如申请专利范围第33项所述之设备,其中该粒子源系一电子束源。35.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一操纵装置,用以决定该积体电路和一晶圆之位置。36.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器系一时间解析光侦测器。37.如申请专利范围第36项所述之设备,其中该时间解析光侦测器系选自由一铟-镓-砷(InGaAs)侦测器、一锗(Ge)侦测器、一矽(Si)侦测器、一影像增强器、一光电倍增管、以及一超导电热电子辐射能量测定器所组成群中。38.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器系一热电子发射侦测器。39.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一光信号增加器,用于增强来自该积体电路之光子发射。40.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一非时间解析光侦测器。41.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一非影像光侦测器。42.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一光电二极体。43.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一光电倍增管。44.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一影像光侦测器。45.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一电荷藕合元件(CCD)侦测器。46.如申请专利范围第45项所述之设备,其中更包含一用于冷却该电荷藕合元件(CCD)侦测器之一装置。47.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器系一汞-镉-碲化物(MCT)侦测器。48.如申请专利范围第47项所述之设备,其中更包含一用于冷却汞-镉-碲化物(MCT)侦测器之一装置。49.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器系雷射基波形探针系统(laser-based waveform probingsystem)。50.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一电子束探针。51.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器包含一电光水晶和一雷射探针系统,用于探测该电光水晶之光学性质,其中该探测到的光学性质系接近该电光水晶之电位指示。52.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该侦测器系电容性藕合该积体电路。53.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一可移动的平台,用于将该积体电路定位在一相对于该激发能量源之一预定方向。54.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一可移动的平台,用于将该积体电路定位在一相对于该侦测器之一预定方向。55.如申请专利范围第20项所述之设备,其中该可移动平台系被该系统控制单元控制。56.如申请专利范围第55项所述之设备,其中更包含一影像取得装置,其中该可以动平台之位置系由该系统控制单元基于该晶圆影像取得装置所取得该半导体晶圆之一影像来控制。57.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一探针卡,该探针卡包含一光学结合组件,用于光学藕合积体电路至该激发能量源。58.如申请专利范围第57项所述之设备,其中该光学结合组件包含一聚焦镜。59.如申请专利范围第57项所述之设备,其中该光学结合组件包含一光纤。60.如申请专利范围第57项所述之设备,其中该探针卡更包含一装置,用于从该电源施加一电力至该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一。61.如申请专利范围第20项所述之设备,其中更包含一探针卡,该探针卡包含一光学结合元件,用以藕合该积体电路至该侦测器。62.一种用于量测一积体电路的电力特性之设备,该电路至少包含复数主动式电子元件之预定复数图案,该等图案系配置在一半导体晶圆上,该设备至少包含:一装置,用于藉由激发该积体电路的预定区块以导入一测试信号于该积体电路;一装置,用于对该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一提供电力;一装置,用于侦测该积体电路内回应导入的该测试信号之一电力活动,其中该回应的电力活动包含转换该积体电路之该等主动式电子元件至少其中之一之开关;以及一装置,用于据该被侦测的该电力活动来决定该积体电路的特性。图式简单说明:第1图为本发明诊断系统的具体实施例之示意图;第2图为利用本发明诊断技术的制程监控系统的具体实施例之布局图;第3图为符合本发明原理之测试信号导入和侦测的方法论的具体实施例示意图;第4图为本发明光电子探针卡的具体实施例之示意图;第5图为本发明光电子探针卡另一具体实施例之示意图;第6图为本发明具有一开启光学通道的光电子探针卡的具体实施例之示意图;第7图为本发明具有一开启光学通道的光电子探针卡的具体实施例之侧视图;以及第8图为本发明诊断量测法的具体实施例之流程示意图。
地址 美国