[發明專利]用于電氣故障定位的原位包封的解封裝結構

在審

• 申請號: 201610926086.X
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN107039354A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 穴山為安;J·穆齊奧;H·德朗德
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L21/66;G02B21/36;H04N5/33;G02B21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李隆濤

相關申請

本申請要求于2015年10月22日提交的美國臨時申請序號No.62/245,042的優先權。

技術領域

本發明屬于IC診斷領域。更具體地，本發明是關于通過實施原位解封裝而改善用于定位的時間。

背景技術

如果需要對包封的集成電路(IC)進行分析，則大多數的電氣故障定位技術、諸如微光顯微鏡(通常稱作EMMI)、激光掃描顯微鏡、OBIRCH或TIVA需要移除表面材料。一個例外是鎖相熱成像術(lock-in thermography)，其允許檢測包封IC表面處表示電氣缺陷位置的x、y、z起始點的熱斑。然而，同樣利用鎖相熱成像技術，一些時候接近包封表面的厚材料傾向使得熱信號散發并且因而影響以高空間分辨率定位的能力。

執行半導體包封部的激光解封裝的獨立系統已經可得到并且在業內眾所周知。存在可得到的商用模型，諸如來自Control Laser Corp.公司的FALIT或來自Nisene Technology Group,Inc.公司的JET ETCH PRO。這些系統能夠移除大量的包封材料但是在專用的腔室中作為單用途系統。

對于傳統的電氣故障分析或故障隔離系統而言，激光標記能力也已作為集成的選項可用。這樣的選項用于通過在半導體包封部的表面上蝕刻單個點激光標記的圖案而在該表面上留出一組物理標記。Hamamatsu Photonics公司在它們的PHEMOS-1000電氣故障分析系統上提供了這種選項，DCG Systems,Inc.公司在其ELITE鎖相熱成像系統上也提供了這種選項。

存在可用于移除半導體包封材料的其它技術，諸如聚焦離子束(FIB)、等離子體FIB、化學蝕刻或機械拋光。然而，所有這些技術需要真空環境或是嚴格受控的環境腔以用于處理正被移除的材料。

發明內容

本發明的以下概述被包括以便提供本發明的一些方面和特征的基本理解。該概述并非是本發明的廣泛綜述并且如此其并非意在特別是識別本發明的關鍵或重要元件或是描繪本發明的范圍。其僅有的目的是以簡單的形式將本發明的一些構思展現為對于以下所展現的更詳細說明的前序。

各種公開的實施例使得能夠實現包封IC的原位解封裝以便能夠進一步地將缺陷定位。

所公開的實施例還提供了一種系統，其用于包封IC的原位解封裝以便能夠進一步地將缺陷定位。

IR相機用于將IC成像以識別熱斑。IR相機的物鏡被移除并且激光光學件插入所述系統的光學軸線中。激光然后用于在光學軸線周圍的限定區域中燒蝕封裝部。在一些實施例中，IR相機信號的相位用于估算IC內缺陷的深度。燒蝕速率被優先確定并且與估算的深度一起用于確定時控的燒蝕階段。在一些實施例中，IR相機然后能用于獲得另一成像，在該成像中關于噪聲比的信號將由于移除的封裝部而被改善，并且然后使用相位信息以提供改善的深度估算以及可選地執行進一步時控的燒蝕。

如本文中所公開的，集成系統包括IR相機和燒蝕性激光，所述激光具有被調諧以將封裝材料燒蝕的波長。既用于IR相機又用于燒蝕性激光的物鏡光學件安裝在單個回轉頭上，以使得該回轉頭的旋轉能將任一物鏡光學件放置在試樣上同一點的上方。控制器操作系統以獲得試樣的IR成像以定位試樣內的缺陷，包括缺陷深度估算。所述深度估算用于確定所需的燒蝕量。在一個示例中，深度估算被轉換至激光的燒蝕時間。在其它實施例中，也可包括可視光相機和光學件，以便獲得試樣的可視化成像。

所公開的實施例包括一種用于測試和解封裝IC的系統，其包括：用于支承IC的試樣臺；熱成像相機，其配置成檢測由IC中潛在缺陷所引起的熱斑的位置；400nm至900nm的波長的激光源；第一光學結構，其配置成使得熱成像相機能夠將IC成像，所述熱成像表示IC中熱斑的位置；第二光學結構，其配置成將來自激光源的激光束聚焦到IC上；以及掃描器，其配置成對試樣臺供能以便將激光源遍布被選擇的IC區域地掃描。所述激光源可為脈沖式激光源。可設置光學回轉頭，第一光學結構和第二光學結構貼附在所述光學回轉頭上。控制器接收來自IR相機的熱成像并且輸出針對缺陷的深度估算。控制器對深度估算操作以產生用于激光燒蝕的操作時間并且根據所述操作時間對激光操作。附加地，護罩被設置并流體地連接至泵，并配置成泵送噴濺的封裝材料。噴嘴可配置成將氣體射流噴射到IC上以將封裝材料從解封裝孔噴出。