[發(fā)明專利]一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110761209.X
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113466650B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓建偉;劉鵬程;馬英起;朱翔;上官士鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 陳光磊

1.一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，包括：

光源模塊，用于產(chǎn)生非相干光；

光學(xué)模塊(3)，與所述光源模塊連接，用于傳輸所述非相干光，并接收所述非相干光的反射光信號(hào)；

物鏡(4)，設(shè)置在所述光學(xué)模塊(3)與被測(cè)器件(5)之間，用于將所述非相干光聚焦在所述被測(cè)器件(5)的內(nèi)部，并將所述反射光信號(hào)傳輸?shù)剿龉鈱W(xué)模塊(3)；

信號(hào)提取系統(tǒng)，與所述光學(xué)模塊(3)連接，用于將所述反射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并提取所述電信號(hào)的時(shí)域電信號(hào)或頻域電信號(hào)；

三維移動(dòng)臺(tái)(6)，用于固定并移動(dòng)所述被測(cè)器件(5)；

移動(dòng)臺(tái)控制箱(14)，與所述三維移動(dòng)臺(tái)(6)連接，用于控制所述三維移動(dòng)臺(tái)(6)；

控制計(jì)算機(jī)(13)，分別與所述光源模塊、所述移動(dòng)臺(tái)控制箱(14)、所述光學(xué)模塊(3)、所述信號(hào)提取系統(tǒng)連接，控制所述故障點(diǎn)定位裝置進(jìn)行工作；

動(dòng)態(tài)故障點(diǎn)定位時(shí)，激光穿過(guò)芯片背部的硅襯底聚焦在被測(cè)器件的有源區(qū)，自由載流子吸收效應(yīng)導(dǎo)致入射光光強(qiáng)變化，LVP和LVI通過(guò)探測(cè)光強(qiáng)變化分別從時(shí)域和頻域定位故障點(diǎn)位置；

靜態(tài)故障點(diǎn)定位時(shí)，OBIRCH焦點(diǎn)處的光能量部分轉(zhuǎn)化為熱能，金屬互聯(lián)線的缺陷位置的溫度無(wú)法迅速散開(kāi)，導(dǎo)致缺陷處的溫度累計(jì)升高，進(jìn)一步引起金屬線電阻發(fā)生改變從而導(dǎo)致被測(cè)器件的靜態(tài)工作電流變化，被測(cè)器件供電線上的串聯(lián)電阻將這種電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓ㄟ^(guò)對(duì)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換在頻域中定位故障點(diǎn)位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述光源模塊包括，

非相干光源(1)，用于獲得波長(zhǎng)大于1100nm的所述非相干光；

調(diào)制模塊(2)，分別與所述非相干光源(1)、所述控制計(jì)算機(jī)(13)連接，用于調(diào)制所述非相干光的光強(qiáng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述信號(hào)提取系統(tǒng)包括，

光電探測(cè)器(9)，與所述光學(xué)模塊(3)連接，用于將所述反射光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；

放大器(10)，與所述光電探測(cè)器(9)連接，用于放大所述電信號(hào)；

隔直器(11)，與所述放大器(10)連接，用于隔離掉所述電信號(hào)中無(wú)用的大的直流背景分量，輸出交流信號(hào)；

信號(hào)提取器(12)，與所述隔直器(11)連接，用于提取所述電信號(hào)的所述時(shí)域電信號(hào)或所述頻域電信號(hào)，其中，所述信號(hào)提取器(12)為頻譜分析儀或示波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述光學(xué)模塊(3)包括，光隔離器，第一偏振分束棱鏡，空間濾波系統(tǒng)，第二偏振分束棱鏡，法拉第旋光器，半透半反鏡，聚焦透鏡；

所述光隔離器通過(guò)所述第一偏振分束棱鏡與所述空間濾波系統(tǒng)連接；

所述空間濾波系統(tǒng)通過(guò)所述第二偏振分束棱鏡分別與所述法拉第旋光器、所述聚焦透鏡連接；

所述法拉第旋光器與所述半透半反鏡連接；

所述聚焦透鏡與所述光電探測(cè)器(9)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述光學(xué)模塊(3)還包括紅外成像單元，所述紅外成像單元用于獲得所述被測(cè)器件(5)的內(nèi)部紅外版圖；

所述紅外成像單元包括分束鏡、紅外照明光源、成像透鏡、紅外相機(jī)；

所述分束鏡分別與所述紅外照明光源、所述成像透鏡、所述半透半反鏡連接；

所述成像透鏡與所述紅外相機(jī)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述故障點(diǎn)定位裝置還包括，

測(cè)試機(jī)(7)，用于為所述被測(cè)器件(5)提供周期性驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

恒壓源(8)，用于為所述被測(cè)器件(5)提供恒定電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件硬缺陷故障點(diǎn)的定位裝置，其特征在于，

所述物鏡(4)為氣隙透鏡、液體浸沒(méi)透鏡或固體浸沒(méi)透鏡其中的一種；

所述光電探測(cè)器(9)為PIN二極管、雪崩光電二極管其中的一種；

所述放大器(10)為跨阻放大器。