[發明專利]用于測試電路的系統和診斷測量方法

有效

• 申請號: 201680078186.X
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN108603845B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: C.內米羅;N.萊斯利
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01R31/317;H01L21/66
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張健;申屠偉進<國際申請>=PCT/US

描述了用于改善集成電路（IC）調試操作的系統、方法和計算機可讀介質。通常，公開了用于在激光掃描顯微鏡（LSM）的單次掃描期間跨被測IC獲取/記錄波形的技術。更特別地，本文公開的技術允許實時地在跨IC的每個位置處獲取集成電路對測試信號的響應。在實踐中，測試信號包括在給定周期之后重復的刺激部分。在一個實施例中，IC對多個完整刺激部分的響應可以被平均和數字化。在另一個實施例中，IC對多個部分刺激部分的響應可以被平均和數字化。如本文所使用的，前一種方法稱為波形映射，后一種稱為選通LVI。

優先權要求

本申請要求于2015年11月5日提交并且通過引用并入本文的標題為“System andMethod for Waveform Mapping and System and Method for Gated Laser VoltageImaging (Gated-LVI)”的美國臨時專利申請序列號62/252,345的優先權。

背景技術

本公開大體上涉及半導體診斷的領域。更具體地，但絕不以限制的方式，本公開涉及用于使用激光照射來探測集成電路的設備、系統和方法。

當入射激光聚焦到集成電路（IC）、被測設備（DUT）上時，設備內的自由載流子吸收并折射由激光供應的光子。作為結果，反射激光光的幅度調制對應于DUT對所施加的電測試圖案的響應。對反射激光光的分析揭示了關于有源DUT的直接信息。在IC調試操作期間使用兩種傳統技術：激光電壓成像（LVI）和激光電壓探測（LVP）。

LVI依賴于頻譜分析儀、鎖定放大器或類似設備來將指定頻率映射到DUT的激光掃描顯微鏡（LSM）圖像上。當激光在有源DUT之上進行光柵掃描時，反射光的幅度被調制并且對應于DUT信號（由例如光電探測器捕獲）。DUT信號被供應給頻譜分析儀或類似設備，其被設置為確切的感興趣頻率（零跨度模式）。頻譜分析儀的輸出電壓直接與指定頻率處的信號的強度成比例。換句話說，當信號的特定頻率分量很小或不存在時，頻譜分析儀的輸出電壓電平落入DUT信號的本底噪聲。當頻率分量很大時，頻譜分析儀的電壓響應增大。幀抓取器接收頻譜分析儀輸出信號。在單獨的通道上，幀抓取器同時創建LSM圖像。每次LSM步進時，進行頻譜分析儀測量。結果所得的LVI映射完美地覆蓋LSM圖像。換句話說，頻譜分析儀輸出生成掃描區域的映射圖，其在LSM視場的每個點處——在給定頻率處——顯示對應于設備活動的灰度級。并行放置的若干個頻譜分析儀允許同時監視多個頻率（每個頻譜分析儀一個頻率）。對系統的進一步變更——例如，用鎖定放大器替換頻譜分析儀——除了上面討論的頻率映射圖之外，還產生邏輯狀態映射圖（相位映射圖）。

相比而言，LVP產生來自LSM視場內的特定位置的波形。也就是說，在獲取LSM圖像并且掃描已經停止之后進行波形收集。具體地，通過使激光停放在感興趣區域上來手動探測LSM視場內的各個DUT站點。在操作中，反射的激光光被轉換成AC信號（例如，由光電探測器），被放大并發送到示波器（示波器的觸發或同步信號必須與施加到DUT的測試圖案同步）。結果所得的波形包含來自探測位置處的DUT的定時和頻率信息兩者。在典型的調試過程期間，記錄大量的波形。這樣的探測是謹慎且耗時的操作。因此，通常只檢查DUT上的可疑位置。

LVI和LVP技術兩者都經受限制。針對LVI的DUT輸出信號（即反射激光光）的充分檢測取決于信號本身的性質。通常，信號的占空比和周期性確定該信號的頻譜響應。隨著信號變得不太理想——即，偏離50％占空比——頻譜分量的數量增加，這使得基頻（或任何感興趣分量）處的響應不太突出。因此，LVI信號減小。因為LVI需要穩健的信號，所以僅具有足夠占空比的周期信號是可檢測的。對脈沖信號或脈沖序列進行成像可能非常困難或不可能。在LVP的情況下，因為波形是用示波器記錄的，所以具有最小抖動的任何重復信號就足夠了。然而，作為點測量技術，LVP要求在各個探測站點處的謹慎波形收集（波形收集要求所施加的激光在測量站點處是固定的；不是掃描的）。雖然是強大的，但以每個波形幾分鐘為代價——包括優化信號和探測位置——LVP是低效的。

發明內容