專利名稱：用于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體器件制造，尤其涉及用于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒(die)背面探測(cè)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從內(nèi)部節(jié)點(diǎn)獲得波形測(cè)量的能力對(duì)于進(jìn)行故障分析和評(píng)定是不可缺少的方面。通常，半導(dǎo)體器件的有效面積由于I/O(輸入/輸出)電路、互連線、封裝或探測(cè)裝置的限制而模糊不清(obscure)。在集成電路開(kāi)發(fā)階段，早期的工程硬件通常通過(guò)對(duì)器件施加諸如速度、穩(wěn)定和其它參數(shù)的各種測(cè)試條件來(lái)進(jìn)行評(píng)定。通過(guò)從器件內(nèi)的關(guān)鍵電路節(jié)點(diǎn)獲得波形例如時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)、地址總線和數(shù)據(jù)總線來(lái)對(duì)這些器件的性能進(jìn)行測(cè)量和診斷。然而，如果早期的工程硬件不能運(yùn)行良好，或者不能工作，則重要的是能夠通過(guò)這些信號(hào)查出問(wèn)題的源頭。
檢測(cè)故障源的常規(guī)方法是通過(guò)使用波形分析。在制造以及產(chǎn)品的整個(gè)使用期間，能夠通過(guò)波形分析來(lái)診斷問(wèn)題也是非常重要的，從而可以進(jìn)行修正。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，可通過(guò)直接接觸式機(jī)械探測(cè)或電子束探測(cè)來(lái)從內(nèi)電路節(jié)點(diǎn)獲得波形。還利用了例如激光誘導(dǎo)光的其它技術(shù)。
為了制備用于診斷的器件，首先，利用測(cè)試儀和多種I/O電路中的一個(gè)或多個(gè)在該器件中建立電接觸。在某些情況下，將這些I/O電路放置在器件的外圍上，或者以一定的方式定位，使得在操作期間通過(guò)機(jī)械或電子束探針的某種形式可以一定程度地接觸該器件的有效面積。然而，由于電路日益復(fù)雜、封裝或I/O電路的密度趨向更高密度、以及激活器件所需的相關(guān)探針，從而需要改善機(jī)械或電子束探針對(duì)半導(dǎo)體器件的接觸。
因此，為了有利于到IC的I/O電接觸，通常將附加電路或焊盤(pán)設(shè)置為相鄰于或位于IC晶粒的最上級(jí)。非常常見(jiàn)的是，這種在頂表面上具有I/O電路元件的IC晶粒具有阻塞內(nèi)部電路的缺點(diǎn)。另外，可將封裝裝置(通常稱為“倒裝芯片”、“C4”或“芯片直接貼裝”(DCA))顛倒地或倒裝地貼裝到封裝襯底上、或者其中IC互連的電路板、柔性線纜或其它組件的緊上方。結(jié)果，掩蓋了IC的內(nèi)部電路節(jié)點(diǎn)，從而當(dāng)IC正常工作且處于全功能狀態(tài)時(shí)不能用于評(píng)定電路性能、執(zhí)行診斷測(cè)試或執(zhí)行故障分析。尤其是，隨著諸如嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(eDRAM)、系統(tǒng)芯片(SOC)和絕緣體上硅(SOI)器件的技術(shù)出現(xiàn)，由于這些器件的多級(jí)布線，需要例如有效的背面電評(píng)定技術(shù)。
另外，在對(duì)半導(dǎo)體器件執(zhí)行故障分析或診斷性能問(wèn)題的過(guò)程中，通常，在運(yùn)用利用測(cè)試系統(tǒng)的芯片的同時(shí)需要應(yīng)用基于圖像的分析技術(shù)。該芯片還被稱為被測(cè)器件(DUT)。利用借助通過(guò)硅的光的波長(zhǎng)工作的工具，通過(guò)DUT的背面進(jìn)行多個(gè)這些基于圖像的技術(shù)。背面光發(fā)射顯微鏡方法是基于圖像的技術(shù)的一個(gè)實(shí)例。目前，可以從市場(chǎng)上購(gòu)得用于在安裝到封裝中的晶粒上或者在整個(gè)晶圓(wafer)上執(zhí)行這些背面技術(shù)的工具。但是，目前還沒(méi)有用于在單個(gè)裸晶粒上進(jìn)行背面分析的裝置。
在封裝的晶粒上進(jìn)行這種背面分析的缺點(diǎn)在于，將該晶粒安裝在合適的封裝中會(huì)花費(fèi)時(shí)間和資金。此外，在整個(gè)晶圓上進(jìn)行背面分析在分割晶圓之前是方便的。當(dāng)分割晶圓后，則在對(duì)晶粒進(jìn)行任何進(jìn)一步的分析之前，需要將所述晶粒封裝。
另一方面，對(duì)裸晶粒的探測(cè)存在更困難的問(wèn)題。常規(guī)的探測(cè)臺(tái)將晶?；蚓A保持在平圓盤(pán)(卡盤(pán))上，并且探針從上面下降到測(cè)試焊盤(pán)上。通常只有芯片的頂表面是可視的。最近，制造商已經(jīng)采用了一種背面探測(cè)探測(cè)臺(tái)，該探測(cè)臺(tái)使用特殊的探針或探針卡，同時(shí)將晶圓面朝下地放置在該臺(tái)上。為了從底面看見(jiàn)測(cè)試焊盤(pán)圖形和探針，使用特殊的光學(xué)裝置。然后，將晶圓上缺陷大致所在的小面積削薄，隨后，使用與上述技術(shù)相同的技術(shù)來(lái)觀察有效面積。通常，在單晶粒上或者晶圓的小面積中削薄體硅是必要的，以便提高透光率，從而能夠觀察晶粒電路系統(tǒng)以用于導(dǎo)向的目的。
削薄整個(gè)晶圓是不可實(shí)施的，因?yàn)樗玫木A厚度不足以提供用于對(duì)晶圓上的任何晶粒進(jìn)行背面探測(cè)所需的穿過(guò)晶圓的機(jī)械剛度。因此，在給定的晶圓上只能夠削薄并觀察幾個(gè)選出的晶粒。晶圓的余下部分保持總厚度，以提供機(jī)械穩(wěn)定性。通過(guò)利用前面的測(cè)試結(jié)果來(lái)確定具體選擇哪個(gè)晶粒。
然而，關(guān)于常規(guī)背面探測(cè)系統(tǒng)存在幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，這種系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為探測(cè)整個(gè)晶圓。換句話說(shuō)，沒(méi)有用于探測(cè)單個(gè)芯片的有效裝置。另外，進(jìn)行背面探測(cè)需要特殊的探針和/或探針卡。第三，這種系統(tǒng)是“組合系統(tǒng)”，其中將其設(shè)置為用于常規(guī)頂面探測(cè)，并可以轉(zhuǎn)換成背面探測(cè)。這樣，從一種探測(cè)到另一種探測(cè)的轉(zhuǎn)換需要工廠訓(xùn)練的人員在轉(zhuǎn)換到不同的探測(cè)操作之后重新設(shè)置工具。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件的單晶粒背面探測(cè)的裝置克服或緩解了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和缺陷。在示例性實(shí)施例中，該裝置包括芯片座，其被構(gòu)造為用于容納貼裝在其上的單個(gè)集成電路晶粒，該芯片座被保持為在X-Y方向上與升降板活動(dòng)接合。將升降環(huán)與升降板耦合，所述升降環(huán)被構(gòu)造成有利于在Z方向上調(diào)節(jié)升降板和芯片座。
在另一實(shí)施例中，一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件的單晶粒背面探測(cè)的系統(tǒng)包括探測(cè)臺(tái)和芯片座裝置，所述芯片座裝置被設(shè)置用于在探測(cè)臺(tái)上進(jìn)行安裝，所述芯片座裝置還包括芯片座，該芯片座被設(shè)置用于容納貼裝在其上的單個(gè)集成電路晶粒。該芯片座被保持為在X-Y方向上與升降板活動(dòng)接合。將升降環(huán)與升降板耦合，所述升降環(huán)被構(gòu)造成有利于在Z方向上調(diào)節(jié)升降板和芯片座。
在又一實(shí)施例中，一種對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的方法包括將單集成電路晶粒貼裝到芯片保持裝置的芯片座部分；以及，在第一方向?qū)⑿酒３盅b置安裝到探測(cè)臺(tái)。將探針卡的探針與晶粒上的對(duì)應(yīng)表面對(duì)準(zhǔn)，所述探針卡被保持為與芯片保持裝置活動(dòng)接合。接合芯片保持裝置的Z軸高度調(diào)節(jié)特征，以使探針與晶粒上的對(duì)應(yīng)表面接觸。移出芯片保持裝置，并且以相反于第一方向的第二方向?qū)⑵渲匦掳惭b到探測(cè)臺(tái)，其中，所述方向有利于將測(cè)試電路系統(tǒng)連接到探針卡。


參考示例性附圖，在其中幾個(gè)附圖中用相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件圖1是單晶粒背面探測(cè)和分析的常規(guī)方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件的單晶粒背面探測(cè)的裝置的俯視圖；圖3(a)是圖2的裝置沿其參考線“A-A”的截面圖；圖3(b)是圖2的裝置沿其參考線“B-B”的另一截面圖；圖4是圖2和3的裝置與探測(cè)臺(tái)結(jié)合使用的示意圖，其中將所述裝置設(shè)置為初始對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；圖5是與圖4的探測(cè)臺(tái)結(jié)合使用的對(duì)準(zhǔn)板的俯視圖和側(cè)視圖；圖6是圖4的裝置和探測(cè)臺(tái)的示意圖，其中將所述裝置設(shè)置為分析結(jié)構(gòu)；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單晶粒背面探測(cè)和分析的方法的流程圖；以及圖8是概括圖7中的單芯片安裝、對(duì)準(zhǔn)、重新安裝以及測(cè)試步驟的詳細(xì)流程圖。
具體實(shí)施例方式
本文公開(kāi)的是用于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的裝置和方法，其允許使用目前可得的懸臂式探針卡來(lái)對(duì)單個(gè)晶粒進(jìn)行背面分析。該裝置還可適于與裝配在標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)臺(tái)(例如，可從Karl Suss公司、Wentworth公司、Cascade公司、Micromanipulator公司及其它公司獲得的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)臺(tái))上的光學(xué)顯微鏡(例如，可從Hypervision公司和Hamamatsu公司獲得的顯微鏡)結(jié)合使用。雖然現(xiàn)有系統(tǒng)是適用于全晶圓背面探測(cè)的裝置，但是目前還沒(méi)有如下文所述的本發(fā)明的實(shí)施例一樣適用于單晶粒探測(cè)的裝置。
簡(jiǎn)而言之，該裝置的實(shí)施例包括用于容納懸臂式探針卡的機(jī)構(gòu)、用于執(zhí)行“Z”高度調(diào)節(jié)的機(jī)械支架、以及中心有孔的板，該板用于支撐將要檢查的晶粒。將待分析的晶粒以倒轉(zhuǎn)的位置放置在懸臂式探針卡上，使得可使用光學(xué)顯微鏡對(duì)其進(jìn)行檢查。本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，可在單晶粒上進(jìn)行背面分析，而無(wú)需將晶粒絲焊(wirebone)到封裝中。
首先參考圖1，示出了單晶粒背面探測(cè)和分析的常規(guī)方法100的流程圖。首先，如方框2所示測(cè)試晶圓，然后，如方框4所示，將該晶圓上的各個(gè)晶粒彼此分開(kāi)。此時(shí)，可利用封裝級(jí)測(cè)試進(jìn)一步分析在晶圓級(jí)測(cè)試中出現(xiàn)故障的任何單個(gè)晶粒。因此，在方框106，通常將每個(gè)單獨(dú)的晶粒送出去單獨(dú)封裝，因?yàn)樵诒景l(fā)明的實(shí)施例之前，還沒(méi)有探測(cè)未封裝的單個(gè)芯片的有效裝置。不幸的是，將單獨(dú)的芯片送出去以封裝的該步驟可能會(huì)花費(fèi)數(shù)周時(shí)間，這是一個(gè)代價(jià)相當(dāng)高的過(guò)程。
一旦已封裝的晶粒被返回，則可以如方框108所示對(duì)其進(jìn)行重新測(cè)試。該測(cè)試還可以包括如方框110所示的基于圖像的分析(例如，通過(guò)使用探測(cè)臺(tái))。如果確定該晶粒是壞的，則將它從其封裝上拆除，如方框112所示，其中，通常在該過(guò)程中毀壞了高成本的封裝。最后，如方框114所示進(jìn)行物理故障分析。
因此，圖2-3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有利于對(duì)半導(dǎo)體器件的單晶粒背面探測(cè)的裝置200。該裝置200是通常包括芯片座202、升降板204、升降環(huán)206和升降環(huán)的保持環(huán)208(下文稱為保持環(huán))的組件。在示例性實(shí)施例中，該芯片座202是由穩(wěn)定材料例如不銹鋼制成的階狀圓盤(pán)，并且在其中心包括矩形開(kāi)孔210，該開(kāi)孔尤其適用于光在探測(cè)期間進(jìn)入芯片。在該芯片座202中還形成一對(duì)對(duì)準(zhǔn)孔211，以便容納探測(cè)臺(tái)對(duì)準(zhǔn)板(下文討論)的對(duì)應(yīng)銷。該芯片座202通過(guò)一個(gè)或多個(gè)彈簧夾212與升降板204保持活動(dòng)接觸(如圖3(a)和3(b)的截面圖所示)。彈簧夾212優(yōu)選足夠強(qiáng)力以克服用于保持探針與貼裝的芯片的表面上的測(cè)試焊盤(pán)良好地接觸所需的力。另一方面，彈簧夾212應(yīng)該允許在“X”和“Y”方向以及角方向上的移動(dòng)。
參考圖2，將芯片座202的外緣214設(shè)置在升降板204的下方，圖中以虛線(plantom)示出。升降板204與升降環(huán)206通過(guò)在其之間的界面216上的細(xì)螺距螺紋耦合在一起。如本文進(jìn)一步的詳細(xì)描述，可操作升降環(huán)206，以提供對(duì)附接在其上的升降板204和芯片208(圖3(a)、3(b))的Z軸高度調(diào)節(jié)。保持環(huán)208包括用于將升降環(huán)206、升降板204和芯片座保持在主安裝表面222上的斜邊220。
如圖2的平面圖和圖3(a)的截面圖所詳細(xì)示出的，將多個(gè)間隙孔224設(shè)置在保持環(huán)208的外圍上，以容納用于將主安裝表面222固定到雙端pogo塔架(pogo tower)228上的螺絲釘226。pogo塔架228包括用于在懸臂式探針卡230與印刷電路板232(圖3(a)、(b))之間同時(shí)提供機(jī)械和電接口的插針(未示出)。將該電路板232構(gòu)造成通過(guò)電纜線路(未示出)與測(cè)試系統(tǒng)(如下文所述)相連。
除間隙孔224之外，保持環(huán)208還包括多個(gè)埋頭孔，以便通過(guò)內(nèi)六角頭螺釘234將該保持環(huán)208固定到主安裝表面222。可以通過(guò)使用銷釘236來(lái)實(shí)現(xiàn)保持環(huán)208與主安裝表面222的對(duì)準(zhǔn)。在圖2中和圖3(b)的截面圖中示出了內(nèi)六角頭螺釘234和銷釘236。類似，銷釘238也用于將升降板204和主安裝表面222對(duì)準(zhǔn)，如圖3(b)中最佳地示出。
圖3(a)和3(b)還示出了芯片(晶粒)218到芯片座202的貼裝，使得將芯片218上的關(guān)注區(qū)域置于矩形開(kāi)口210上。可以理解，可以將芯片座202上的開(kāi)口210的尺寸定制為待測(cè)晶粒的特定形狀和尺寸。因此，可構(gòu)造幾個(gè)具有不同尺寸的開(kāi)口的芯片座。通過(guò)合適的粘合劑，例如氰基丙烯酸酯(強(qiáng)力膠)，可將芯片218的邊緣貼裝到開(kāi)口210的周邊上。
在將探針卡230的探針與芯片218的對(duì)應(yīng)測(cè)試焊盤(pán)接合之前，進(jìn)行芯片218與探針卡230的X-Y對(duì)準(zhǔn)。然后，使用裝置200的Z軸高度調(diào)節(jié)特征(通過(guò)升降環(huán)206和升降板204的協(xié)作來(lái)提供)來(lái)使探針242與芯片218上的測(cè)試焊盤(pán)接觸。探針242具體如圖3(a)所示，其通過(guò)合適的粘合劑材料244例如環(huán)氧樹(shù)脂被附著在探針卡230的主要部分。
現(xiàn)在參考圖4，示出了圖2和3的裝置200與探測(cè)臺(tái)400結(jié)合使用的示意圖。如所示，將裝置200以初始對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)置，其中，為了對(duì)準(zhǔn)的目的，將裝置200的方向反轉(zhuǎn)。探測(cè)臺(tái)400的特征包括，臺(tái)基座件402，其上安裝有卡盤(pán)組件?；?02還支撐安裝在活塞408上的臺(tái)板406，該活塞有利于整個(gè)裝置200的總體Z軸調(diào)節(jié)。將裝置200保持在被附接在臺(tái)板406上的安裝硬件410上。為了提供基于圖像的/光學(xué)的分析能力，探測(cè)臺(tái)400還包括用于支撐光學(xué)顯微鏡414的顯微鏡橋架412，其中設(shè)置其至少一個(gè)透鏡416，以便觀察貼裝在裝置200上的芯片。
如前所述，在將探針卡探針接觸芯片上的測(cè)試焊盤(pán)之前，將裝置200倒置，以便初始對(duì)準(zhǔn)。在這方面，卡盤(pán)組件404具有對(duì)準(zhǔn)板418，該對(duì)準(zhǔn)板418被真空固定在卡盤(pán)420的頂表面，使得對(duì)準(zhǔn)板418上的銷422接合芯片座202的對(duì)應(yīng)孔211(圖2、3(a))。圖5中更詳細(xì)地示出了對(duì)準(zhǔn)板418。通過(guò)卡盤(pán)組件404的定位機(jī)構(gòu)424可以調(diào)節(jié)卡盤(pán)420的高度和X-Y位置。應(yīng)該注意，探測(cè)臺(tái)400未按比例示出，在卡盤(pán)404的頂部和裝置200之間設(shè)置一定量的間隙，以便接觸升降環(huán)206，從而有利于對(duì)升降板204的Z軸調(diào)節(jié)。
因此，通過(guò)使用探測(cè)臺(tái)400，利用卡盤(pán)組件404的細(xì)調(diào)來(lái)進(jìn)行探針與測(cè)試焊盤(pán)的對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)允許“X”和“Y”移動(dòng)的彈簧夾212，將安裝到其上的芯片座202(具有芯片218)保持到位。首先設(shè)定升降板204的“Z”高度，以允許在該“X”和“Y”調(diào)節(jié)過(guò)程中探針卡230的探針242與芯片218的焊盤(pán)之間存在間隙，通過(guò)結(jié)合卡盤(pán)組件404上的對(duì)準(zhǔn)板418與芯片座202中的孔211，則有利于所述“X”和“Y”調(diào)節(jié)。完成X-Y對(duì)準(zhǔn)之后，手動(dòng)調(diào)節(jié)升降板204的“Z”高度，以使探針與焊盤(pán)接觸。通過(guò)將諸如扳手的工具與形成于升降環(huán)206的表面上的孔接合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)升降板的手動(dòng)調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參考圖6，示出了在初始對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)后，探測(cè)臺(tái)400和裝置200的分析結(jié)構(gòu)。此時(shí)，通過(guò)降低卡盤(pán)420的高度，將裝置200從對(duì)準(zhǔn)板418的銷422上分離。然后，將對(duì)準(zhǔn)銷板418從卡盤(pán)420除去，并倒轉(zhuǎn)組件200(相對(duì)于圖4中的方向)，以將其插入到探測(cè)臺(tái)400的測(cè)試儀接口中。以這種方式，現(xiàn)在暴露出芯片218的背面，并易于通過(guò)諸如背面光發(fā)射或可用探測(cè)臺(tái)400執(zhí)行的任何其它可用診斷技術(shù)獲得檢查。
最后，圖7和8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的利用裝置200執(zhí)行單晶粒背面探測(cè)和分析的方法700的流程圖。尤其是，圖7的總流程圖可與圖1的常規(guī)的流程圖相比較。方法700的測(cè)試并切割晶圓的初始步驟與圖1相似。然而，在方框706，方法700不需送出單個(gè)晶粒去封裝，而是允許將單晶粒安裝在芯片座裝置例如上述裝置200上。這過(guò)程僅花費(fèi)數(shù)分鐘，而不是等待幾周去完成單獨(dú)的封裝。
一旦晶粒被安裝、與探針卡的探針對(duì)準(zhǔn)以及被重新安裝到測(cè)試臺(tái)時(shí)，在方框708中，對(duì)安裝的晶粒進(jìn)行重新測(cè)試。該重新測(cè)試可包括基于圖像的分析，如方框710所示。然后，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜軇┛梢詫⒕Я难b置的芯片座部分上除去，如方框712所示。與毀壞封裝以除去單晶粒不同，芯片座裝置是可再用的，從而節(jié)省了成本。過(guò)后，如果合適，可在單晶粒上進(jìn)行物理故障分析，如方框714所示。
圖8是概括上述結(jié)合裝置200的單芯片安裝、對(duì)準(zhǔn)、重新安裝以及測(cè)試步驟的詳細(xì)流程圖800。在方框802，將探針卡(例如，探針卡230)夾在芯片安裝裝置(例如，裝置200)上。然后，將芯片貼裝到芯片座上(方框804)上，之后，將芯片座安裝到裝置的其它部分上，如方框806所示。在將探針卡的探針與芯片上的對(duì)應(yīng)測(cè)試焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)之前，將裝置以對(duì)準(zhǔn)方向放置在探測(cè)臺(tái)上，如方框808所示。
在方框810，將探針與芯片焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)(例如，借助于芯片座202相對(duì)于裝置200的升降板204的活動(dòng)性)。然后，如方框812所示，接合裝置的Z高度調(diào)節(jié)特征(例如，接合升降環(huán)206)，來(lái)使探針與芯片上的測(cè)試焊盤(pán)接觸。然后，將所述裝置從探測(cè)臺(tái)上取出、倒轉(zhuǎn)、并重新安裝為分析結(jié)構(gòu)，如方框814所示，最后，連接測(cè)試電路以進(jìn)行診斷測(cè)試，如方框816所示。
雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的構(gòu)件進(jìn)行各種變形以及進(jìn)行各種等效替換。另外，在不脫離本發(fā)明的主要精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行多種修改，以適合具體情況或材料。因此，本發(fā)明旨在，本發(fā)明并不局限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式所公開(kāi)的具體實(shí)施例，而是包括落入附屬權(quán)利要求書(shū)的范圍中的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的裝置，包括芯片座，其被設(shè)置用于容納被貼裝在其上的單個(gè)集成電路晶粒；所述芯片座被保持為在X-Y方向上與升降板活動(dòng)接合；以及與所述升降板耦合的升降環(huán)，所述升降環(huán)被設(shè)置以有利于在Z方向上調(diào)節(jié)所述升降板和所述芯片座。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括主安裝表面，所述主安裝表面被設(shè)置為保持位于其上的所述升降環(huán)和所述升降板，并且所述主安裝表面具有被固定在其上的探針卡，使得所述探針卡的探針被定位以與所述晶粒上的對(duì)應(yīng)表面可移動(dòng)接合。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述芯片座被設(shè)置為其中具有開(kāi)口，所述開(kāi)口被設(shè)置以有利于對(duì)所述單個(gè)集成電路晶粒進(jìn)行基于圖像的分析。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)或多個(gè)彈簧夾，用于將所述芯片座保持為在X-Y方向上與所述升降板活動(dòng)接合。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述升降環(huán)以螺紋接合的方式與所述升降板耦合。
6.一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的系統(tǒng)，包括探測(cè)臺(tái)；以及芯片座裝置，其被設(shè)置以便在所述探測(cè)臺(tái)上進(jìn)行安裝，所述芯片座裝置還包括芯片座，所述芯片座被設(shè)置用于容納被貼裝在其上的單個(gè)集成電路晶粒；所述芯片座被保持為在X-Y方向上與升降板活動(dòng)接合；以及與所述升降板耦合的升降環(huán)，所述升降環(huán)被設(shè)置以有利于在Z方向上調(diào)節(jié)所述升降板和所述芯片座。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括主安裝表面，所述主安裝表面被設(shè)置為保持位于其上的所述升降環(huán)和所述升降板，并且所述主安裝表面具有被固定在其上的探針卡，使得所述探針卡的探針被定位以與所述晶粒上的對(duì)應(yīng)表面可移動(dòng)接合。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述芯片座被設(shè)置為其中具有開(kāi)口，所述開(kāi)口被設(shè)置以有利于對(duì)所述單個(gè)集成電路晶粒進(jìn)行基于圖像的分析。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)或多個(gè)彈簧夾，用于將所述芯片座保持為在X-Y方向上與所述升降板活動(dòng)接合。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述升降環(huán)以螺紋接合的方式與所述升降板耦合。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述探測(cè)臺(tái)還包括對(duì)準(zhǔn)板，其被安裝在卡盤(pán)上，所述對(duì)準(zhǔn)板具有對(duì)準(zhǔn)銷，所述對(duì)準(zhǔn)銷被設(shè)置為，當(dāng)所述芯片保持裝置被以第一方向安裝在所述探測(cè)臺(tái)上以便將所述探針卡的所述探針與所述晶粒上的所述對(duì)應(yīng)表面對(duì)準(zhǔn)時(shí)，與所述芯片座中的對(duì)應(yīng)孔接合。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述探測(cè)臺(tái)還被設(shè)置為以相反于所述第一方向的第二方向容納所述芯片保持裝置，其中所述第二方向有利于將測(cè)試電路系統(tǒng)連接到所述探針卡。
13.一種對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的方法，所述方法包括將單個(gè)集成電路晶粒貼裝到芯片保持裝置的芯片座部分；以第一方向?qū)⑺鲂酒３盅b置安裝到探測(cè)臺(tái)；將探針卡的探針與所述晶粒上的對(duì)應(yīng)表面對(duì)準(zhǔn)，所述探針卡被保持為與所述芯片保持裝置活動(dòng)接合；接合所述芯片保持裝置的Z軸高度調(diào)節(jié)特征，以使所述探針與所述晶粒上的所述對(duì)應(yīng)表面接觸；以及將所述芯片保持裝置移出、并以相反于所述第一方向的第二方向重新安裝到所述探測(cè)臺(tái)，其中所述第二方向有利于將測(cè)試電路系統(tǒng)連接到所述探針卡。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述以第一方向?qū)⑺鲂酒３盅b置安裝到探測(cè)臺(tái)的步驟還包括將對(duì)準(zhǔn)板安裝到卡盤(pán)上，所述卡盤(pán)被包括在所述探測(cè)臺(tái)中；以及將所述對(duì)準(zhǔn)板的對(duì)準(zhǔn)銷與所述芯片保持裝置的所述芯片座部分中的對(duì)應(yīng)孔接合。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在所述將所述探針卡的探針與所述晶粒上的對(duì)應(yīng)表面對(duì)準(zhǔn)之前，接合所述芯片保持裝置的所述Z軸高度調(diào)節(jié)特征，使得在所述探針和所述晶粒之間提供間隙。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述芯片保持裝置還包括升降板，其中所述芯片座部分被保持為在X-Y方向上與所述升降板活動(dòng)接合；以及與所述升降板耦合的升降環(huán)，所述升降環(huán)被設(shè)置以有利于在Z方向上調(diào)節(jié)所述升降板和所述芯片座部分。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述芯片保持裝置還包括主安裝表面，所述主安裝表面被設(shè)置為保持位于其上的所述升降環(huán)和所述升降板，并且所述主安裝表面具有被固定在其上的所述探針卡，使得所述探針卡的所述探針被定位以與所述晶粒上的所述對(duì)應(yīng)表面可移動(dòng)接合。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括一個(gè)或多個(gè)彈簧夾，用于將所述芯片座部分保持為在所述X-Y方向上與所述升降板形成所述活動(dòng)接合。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述升降環(huán)以螺紋接合的方式與所述升降板耦合。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述芯片座部分被設(shè)置為其中具有開(kāi)口，所述開(kāi)口被設(shè)置以便有利于對(duì)所述單個(gè)集成電路晶粒進(jìn)行基于圖像的分析。
全文摘要
一種有利于對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行單晶粒背面探測(cè)的裝置，包括芯片座，該芯片座被設(shè)置為用于容納貼裝在其上的單個(gè)集成電路晶粒，所述芯片座被保持為在X－Y方向上與升降板活動(dòng)接合。升降環(huán)與所述升降板耦合，所述升降環(huán)被設(shè)置以有利于在Z方向上調(diào)節(jié)所述升降板和所述芯片座。
文檔編號(hào)G01R31/00GK1790657SQ20051011583
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者R·W·奧爾德雷, D·L·邁爾斯, P·J·麥金尼斯, J·D·西爾維斯特里, M·J·維拉洛博斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司