[发明专利]高分辨分析探测台

说明书

背景技术

本发明一般涉及用于集成电路(IC)样品探测台的高分辨率显微镜检查法的使用，尤其涉及利用扫描电子显微镜(SEM)在集成电路样品上探测的方法和系统。其中，扫描电子显微镜设置在观察样品表面标记的地方，以识别导电端子并为探针定位。

目前，探测台典型地使用光学显微镜。虽然晶片直径越来越大，但是那些晶片上和内部的结构却变小。在过去的几十年中，该工业已经将这些结构的尺寸从几百分之一英寸数量级改进到今天的几分之一微米。直到最近，多数结构能够由普通高倍光学显微镜观察和探测。但是，现代结构已经达到不再允许使用标准光学显微镜来观察的尺寸。由于工业集成电路设计规则朝0.18微米和更小的特征发展，无法倚赖最先进的光学显微镜通过实验中集成电路样品表面的导电路径标记，精确地确定导电端子。另外，当在样品上观察非常小的特征时，光学显微镜的透镜常常放置地如此接近于样品，从而它可能影响测试探针。

如果这一工业继续要探测这些结构，则除了光学显微镜以外，还必须有另一个确实需要的方法。因此，希望提供一种探测台，它能够显现和探测一般不能见到的结构，并且结合电子光学而同时保持在光学显微镜探测台上能够看到的特点。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种使用高分辨率分析探测台，并克服了现有技术中的缺点和问题的探测方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于将电测试信号提供给集成电路样品的高分辨率探测台方法和系统。

本发明的另一个目的是提供使用用于观察样品表面的扫描电子显微镜，将电测试信号定位在集成电路样品上的探测方法。

本发明的还有一个目的是提供一种真空室，其中将来自计算机的电信号耦合到电动操纵器，并且多个探针允许计算机与电动操纵器通信，以为施加电测试信号的探针定位。

简而言之，本发明涉及使用扫描电子显微镜(SEM)或聚焦离子束(FIE)系统定位以观察样品暴露其导电端子的表面，而通过集成电路样品上的电测试信号探测的方法和系统。提供托盘为扫描电子显微镜支撑样品，同时计算机从扫描电子显微镜获得确定样品表面的传导通路标记的图像。电动操纵器由计算机遥控，或直接由操作者使用操纵杆之类的装置遥控，可操作多个可在样品表面上定位的探针，用于传送真空室内壳电测试信号，所述真空室内壳容纳扫描电子显微镜、托盘、电动操纵器和多个探针(用于在真空中分析样品)。真空室上的馈电导体将来自计算机的电信号耦合到电动操纵器和多个探针。计算机与电动操纵器通信，以定位多个探针，并使用计算机获得的图像(以通过扫描电子显微镜观察，从样品表面的传导通路标记确定导电端子)，将电测试信号提供给样品上的端子。

在阅读了下面的说明书、权利要求书和附图之后，本发明的其它目的和优点对于熟悉本领域的技术人员将是显然的。

附图概述

图1示出使用本发明的高分辨率探测台；

图2示出根据本发明的真空室的截面，该真空室容纳一个扫描电子显微镜(SEM)、电动操纵器和多个放置在集成电路样品上的探针；

图3A、3B和3C是真空室的透视图，其中来自计算机的电信号耦合到电动操纵器和多个探针，允许计算机与电动操纵器通信，以对施加电测试信号的探针定位；和

图4是SEM照片，示出将电测试信号提供给集成电路样品的探针定位，示出样品表面标记，和多个探针。

较佳实施例独立的详细描述

现在参照附图，特别是图1和2，示出用于集成电路样品(例如，半导体晶片50)的高分辨率分析探测的系统10，系统10将电测试信号提供给集成电路样品50，该集成电路样品50可以包括整个晶片、封装的部分，或晶片片段。由此，除了各种类似尺寸的样品以外，系统10可以探测整体晶片。传统的扫描电子显微镜(SEM)，可以使用探测过程中用于材料分析的X射线微探针或聚焦离子束(FIB)系统12，以增强性能。因此，可以将探针综合到FIB系统以及SEM系统中。这里描述的实施例使用由R.J.Lee器具有限公司提供的SEM，安置该SEM是为了观察样品50的表面(该表面上暴露有导电端子)。例如见下面将讨论的图4。系统10可以设置有电子束感生电流(EBIC)性能，以允许以非接触探测形式进行电流通路跟踪测试之类的测试。