專利名稱：集成電路的次品的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的次品的檢測方法；尤其涉及一種利用紅外光熱感應(yīng)原理將由晶體管組成的集成電路的次品從半導(dǎo)體工藝中的晶圓階段(wafer level)及封裝階段(packaging level)中檢測出來的方法。
背景技術(shù)：
手持電話(handset)的關(guān)鍵電子元件之一是射頻功率放大器(radio frequency power amplifier；RFPA)，射頻功率放大器通常由數(shù)十個(gè)晶體管以并聯(lián)方式(in parallel)配置成一個(gè)大型晶體管單元數(shù)組(large transi stor cell array)，以提升其輸出功率(outputpower)。目前，這樣的大型晶體管單元數(shù)組的集成電路通常會在半導(dǎo)體制程中的晶圓階段及封裝階段利用在線檢視(visual in-lineinspect ion)以及直流電子探針測試(DC electrical probing test)的方法來進(jìn)行測試，以找出次品(defective)。然而，這兩種方法在實(shí)際使用上存在如下缺點(diǎn)就線上檢視而言，由于只能檢視出結(jié)構(gòu)上的缺陷(constructional defect)且檢視速度較慢，因此不適于整個(gè)晶圓的大尺寸裝置(large size device)的檢測；就直流電子探針測試而言，在所檢測的集成電路是由多數(shù)電子元件(例如晶體管)并聯(lián)而成的情況下，例如上述的射頻功率放大器，由于探針無法將直流放大率漂移與電子元件(例如晶體管)的失效或開路進(jìn)行區(qū)別，因而經(jīng)常會誤判為正常，這種誤判的結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)雖不至于讓集成電路完全損壞，然而，長時(shí)間下來卻會縮短裝置的生命周期而降低其可靠度。因此，僅利用上述線上檢視及直流電子探針測試方法實(shí)無法有效及徹底的偵測出次品。
為此，本發(fā)明旨在提出一種集成電路的次品的檢測方法，以有效地在晶圓階段中及封裝階段中檢視出集成電路中已提前損壞的電子元件。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種集成電路的次品的檢測方法，可在晶圓階段中及封裝階段中將次品篩選出來。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種集成電路的次品的檢測方法，可在自動(dòng)化探測平臺上進(jìn)行，以在晶圓階段中及封裝階段中將次品篩選出來。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種集成電路的次品的檢測方法，可檢測出射頻功率放大電路中的不良晶體管，且可對該射頻功率放大電路的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行糾錯(cuò)。
為達(dá)到上述目的，在本發(fā)明提供了一種集成電路的次品的檢測方法，可以對由晶圓上多個(gè)晶體管并聯(lián)組成的集成電路進(jìn)行檢測，包含下列步驟施加一個(gè)偏壓至這些晶體管；及擷取這些晶體管的紅外光影像。在施加該偏壓至這些晶體管之前，該晶圓被置放于備有一個(gè)探針夾具的自動(dòng)化探測平臺上，該探針夾具用以固定至少一個(gè)探針，且施加該偏壓至這些晶體管是通過該至少一個(gè)探針從一個(gè)電源供應(yīng)器(power supplier)導(dǎo)入直流電來實(shí)現(xiàn)的。另外，擷取這些晶體管的紅外光影像是通過一個(gè)紅外光影像攝影裝置，例如一個(gè)備有黑白電荷耦合裝置攝影機(jī)(charged couple device camera；CCD camera)的顯微鏡(microscope)，及一個(gè)微處理器(micro-processor)，例如一臺計(jì)算機(jī)，來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的集成電路的次品的檢測方法還可用來實(shí)現(xiàn)射頻集成電路在設(shè)計(jì)階段中的除錯(cuò)(debug)，也就是說，以施加射頻信號來替代上述施加偏壓的步驟，讓各個(gè)正常元件能輻射出紅外光，然后，利用上述檢測裝置來追蹤射頻信號在復(fù)雜電路中的信號傳輸情形。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于檢測速度快、自動(dòng)化而且檢測準(zhǔn)確度高。


圖1表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)集成電路的次品檢測方法的檢測裝置架構(gòu)；圖2是顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中集成電路的次品的檢測方法步驟的流程圖；圖3A顯示在一個(gè)實(shí)施例中通過一個(gè)備有電荷耦合裝置攝影機(jī)的顯微鏡，由計(jì)算機(jī)所擷取到的晶圓上一個(gè)集成電路的影像；及圖3B顯示在一個(gè)實(shí)施例中通過一個(gè)備有電荷耦合裝置攝影機(jī)的顯微鏡，由計(jì)算機(jī)所擷取到的晶圓上另一個(gè)集成電路的影像。
圖中的符號說明10 電荷耦合裝置攝影機(jī)；20 顯微鏡；30 微處理器/計(jì)算機(jī)；40 電源供應(yīng)器；50 自動(dòng)探測平臺；60 探針固定器；70 探針；80 晶圓；90 待測集成電路部分；100 集成電路的次品檢測裝置；200~203 集成電路的次品檢測方法步驟；300、300’ 集成電路；301、301’、302 晶體管。
具體實(shí)施例方式
以下配合附圖，并以實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的集成電路的次品的檢測方法的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和功能。
如前所述，手持電話中的射頻功率放大器是由數(shù)十個(gè)晶體管以并聯(lián)方式所配置而成的大型晶體管單元數(shù)組，這些晶體管主要為硅雙極(silicon bipolar)晶體管、鎵砷金屬-半導(dǎo)體場效晶體管(galliumarsenide metal-effect-semiconductor field effect transistor；MESFET)及鎵砷異質(zhì)連接型雙極晶體管(heterojunction bipolartransistor；HBT)，其中當(dāng)鎵砷異質(zhì)連接型雙極晶體管被通以電流時(shí)，其基極區(qū)(base region)會有輻射復(fù)合(radiative recombination)的現(xiàn)象，也就是說，會發(fā)射出紅外光(infrared-red light)。因此，本發(fā)明通過紅外光影像顯示裝置來對集成電路進(jìn)行檢測，以搜尋出集成電路中的次品。
圖1表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)集成電路的次品檢測方法的檢測裝置架構(gòu)。如圖1所示，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的集成電路的次品檢測方法的檢測裝置100包含一個(gè)電荷耦合裝置(circuit coupled device；CCD)攝影機(jī)10、一個(gè)顯微鏡(microscope)20、一個(gè)安裝有影像辨識軟件的微處理器(microprocessor)/計(jì)算機(jī)30、一個(gè)電源供應(yīng)器(powersupply)40及一個(gè)自動(dòng)探測平臺(auto probing platform)50。自動(dòng)探測平臺50上裝設(shè)有探針固定器(probe-card holder)60，其上備有探針(probing needles)70，各個(gè)裝置元件的相對位置如圖1所示。另外，通過這一集成電路檢測裝置100來檢測次品的檢測步驟如圖2的流程圖所示，詳述如下。
首先，具有待測集成電路部分90的晶圓80被置放于自動(dòng)探測平臺50上并加以固定；然后，通過晶圓80上方所裝設(shè)的探針固定器60讓探針70與待測集成電路部分90接觸，再通過一個(gè)電源供應(yīng)器40通過探針70施加一個(gè)偏壓至待測集成電路部分90。接著，直接以肉眼通過晶圓上方所裝設(shè)的備有電荷耦合裝置攝影機(jī)10的顯微鏡20來觀察待測集成電路部分90的影像，或由安裝有影像辨識軟件的微處理器/計(jì)算機(jī)30來擷取影像以進(jìn)行影像的顯示(display)及辨識(recognition)。由于正常晶體管通以電流時(shí)會輻射出紅外光，而失效或燒壞的晶體管則不會，因此當(dāng)待測集成電路部分90包含晶體管時(shí)，利用備有電荷耦合裝置攝影機(jī)10的顯微鏡20的紅外光感應(yīng)功能，安裝有影像辨識軟件的微處理器/計(jì)算機(jī)30可直接且自動(dòng)地由擷取的影像中辨識出正常與失效或燒壞的晶體管。
圖3A顯示在一個(gè)實(shí)施例中，通過備有電荷耦合裝置攝影機(jī)的顯微鏡，由一臺計(jì)算機(jī)所擷取到的晶圓上的射頻(radio frequency)集成電路300的影像情形。在圖3A中，射頻集成電路300的尺寸大小約為64×64mm2，射頻集成電路300上共有38顆并聯(lián)的晶體管301。由擷取影像中可觀察到所有的晶體管301均呈發(fā)亮的狀態(tài)，表示所有的晶體管301均正常。圖3B顯示在一個(gè)實(shí)施例中，通過備有電荷耦合裝置攝影機(jī)的顯微鏡，由計(jì)算機(jī)所擷取到的晶圓上另一個(gè)大小同于射頻集成電路300的射頻集成電路300′的影像情形。由擷取影像中可觀察到除了二晶體管302不亮之外，其它晶體管301′均亮，表示晶體管302已失效或燒壞。
值得注意的是，上述探針70的作用除了提供偏壓給待測集成電路部分90之外，還可用來對待測集成電路部分90進(jìn)行直流電電子探針測試。而且，由于晶圓80被置放在自動(dòng)探測平臺50上，因此可在移動(dòng)平臺50的帶動(dòng)下迅速完成整個(gè)晶圓80的測試。也就是說，本發(fā)明的集成電路檢測方法具有檢測速度快、自動(dòng)化而且檢測準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。此外，另一實(shí)施例中，本發(fā)明的集成電路的次品的檢測方法還可用來實(shí)現(xiàn)射頻集成電路在設(shè)計(jì)階段中的除錯(cuò)(debug)，也就是說，以施加射頻信號來替代上述施加偏壓的步驟，讓各個(gè)正常元件能輻射出紅外光，然后，利用上述檢測裝置來追蹤射頻信號在復(fù)雜電路中的信號傳輸情形。
以上所述僅為本發(fā)明的集成電路的次品的檢測方法的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的范圍。本發(fā)明的集成電路的次品的檢測方法的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容廣義地定義于本發(fā)明的權(quán)利要求書中，任何他人所完成的技術(shù)實(shí)體或方法，若與本發(fā)明的權(quán)利要求書所定義的完全相同，或?yàn)槠涞刃ё兏?，均將被視為涵蓋于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種集成電路的次品的檢測方法，該集成電路由晶圓上多個(gè)晶體管并聯(lián)組成，其特征在于，該方法包含下列步驟施加偏壓到這些晶體管；及擷取這些晶體管的紅外光影像。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，施加該偏壓至這些晶體管之前，該晶圓被置放在備有一個(gè)探針夾具的自動(dòng)化探測平臺上，該探針夾具用以固定至少一個(gè)探針。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，施加該偏壓至這些晶體管通過該至少一個(gè)探針從一個(gè)電源供應(yīng)器導(dǎo)入直流電來實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，擷取這些晶體管的紅外光影像是通過一個(gè)紅外光影像攝影裝置及一個(gè)微處理器來實(shí)現(xiàn)的。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，該紅外光影像攝影裝置是一個(gè)備有黑白電荷耦合裝置攝影機(jī)的顯微鏡。
6.如權(quán)利要求4所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，該微處理器是一臺計(jì)算機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，該集成電路是一個(gè)射頻集成電路。
8.如權(quán)利要求1所述的集成電路的次品的檢測方法，其特征在于，這些晶體管是異質(zhì)連接型雙極晶體管。
全文摘要
一種集成電路(integrated circuits；IC)的次品(defective)的檢測方法，該集成電路由晶圓上多個(gè)晶體管(transistor)并聯(lián)組成，該方法包含下列步驟施加偏壓(bias)到這些晶體管；及擷取這些晶體管的紅外光影像(infrared imagery)。
文檔編號G01R31/28GK1510731SQ0215931
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者吳建華, 胡政吉, 施盈舟, 黃忠諤 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司