专利名称：集成电路的次品的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路的次品的检测方法；尤其涉及一种利用红外光热感应原理将由晶体管组成的集成电路的次品从半导体工艺中的晶圆阶段(wafer level)及封装阶段(packaging level)中检测出来的方法。
背景技术：
手持电话(handset)的关键电子元件之一是射频功率放大器(radio frequency power amplifier；RFPA)，射频功率放大器通常由数十个晶体管以并联方式(in parallel)配置成一个大型晶体管单元数组(large transi stor cell array)，以提升其输出功率(outputpower)。目前，这样的大型晶体管单元数组的集成电路通常会在半导体制程中的晶圆阶段及封装阶段利用在线检视(visual in-lineinspect ion)以及直流电子探针测试(DC electrical probing test)的方法来进行测试，以找出次品(defective)。然而，这两种方法在实际使用上存在如下缺点就线上检视而言，由于只能检视出结构上的缺陷(constructional defect)且检视速度较慢，因此不适于整个晶圆的大尺寸装置(large size device)的检测；就直流电子探针测试而言，在所检测的集成电路是由多数电子元件(例如晶体管)并联而成的情况下，例如上述的射频功率放大器，由于探针无法将直流放大率漂移与电子元件(例如晶体管)的失效或开路进行区别，因而经常会误判为正常，这种误判的结果在短时间内虽不至于让集成电路完全损坏，然而，长时间下来却会缩短装置的生命周期而降低其可靠度。因此，仅利用上述线上检视及直流电子探针测试方法实无法有效及彻底的侦测出次品。
为此，本发明旨在提出一种集成电路的次品的检测方法，以有效地在晶圆阶段中及封装阶段中检视出集成电路中已提前损坏的电子元件。
发明内容
为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种集成电路的次品的检测方法，可在晶圆阶段中及封装阶段中将次品筛选出来。
本发明的另一目的在于提供一种集成电路的次品的检测方法，可在自动化探测平台上进行，以在晶圆阶段中及封装阶段中将次品筛选出来。
本发明的再一目的在于提供一种集成电路的次品的检测方法，可检测出射频功率放大电路中的不良晶体管，且可对该射频功率放大电路的电路设计进行纠错。
为达到上述目的，在本发明提供了一种集成电路的次品的检测方法，可以对由晶圆上多个晶体管并联组成的集成电路进行检测，包含下列步骤施加一个偏压至这些晶体管；及撷取这些晶体管的红外光影像。在施加该偏压至这些晶体管之前，该晶圆被置放于备有一个探针夹具的自动化探测平台上，该探针夹具用以固定至少一个探针，且施加该偏压至这些晶体管是通过该至少一个探针从一个电源供应器(power supplier)导入直流电来实现的。另外，撷取这些晶体管的红外光影像是通过一个红外光影像摄影装置，例如一个备有黑白电荷耦合装置摄影机(charged couple device camera；CCD camera)的显微镜(microscope)，及一个微处理器(micro-processor)，例如一台计算机，来实现的。
本发明的集成电路的次品的检测方法还可用来实现射频集成电路在设计阶段中的除错(debug)，也就是说，以施加射频信号来替代上述施加偏压的步骤，让各个正常元件能辐射出红外光，然后，利用上述检测装置来追踪射频信号在复杂电路中的信号传输情形。
本发明的优点在于检测速度快、自动化而且检测准确度高。
图1表示在本发明的一个实施例中实现集成电路的次品检测方法的检测装置架构；图2是显示本发明的一个实施例中集成电路的次品的检测方法步骤的流程图；图3A显示在一个实施例中通过一个备有电荷耦合装置摄影机的显微镜，由计算机所撷取到的晶圆上一个集成电路的影像；及图3B显示在一个实施例中通过一个备有电荷耦合装置摄影机的显微镜，由计算机所撷取到的晶圆上另一个集成电路的影像。
图中的符号说明10 电荷耦合装置摄影机；20 显微镜；30 微处理器/计算机；40 电源供应器；50 自动探测平台；60 探针固定器；70 探针；80 晶圆；90 待测集成电路部分；100 集成电路的次品检测装置；200~203 集成电路的次品检测方法步骤；300、300’ 集成电路；301、301’、302 晶体管。
具体实施例方式
以下配合附图，并以实施例详细说明本发明的集成电路的次品的检测方法的结构、特点和功能。
如前所述，手持电话中的射频功率放大器是由数十个晶体管以并联方式所配置而成的大型晶体管单元数组，这些晶体管主要为硅双极(silicon bipolar)晶体管、镓砷金属-半导体场效晶体管(galliumarsenide metal-effect-semiconductor field effect transistor；MESFET)及镓砷异质连接型双极晶体管(heterojunction bipolartransistor；HBT)，其中当镓砷异质连接型双极晶体管被通以电流时，其基极区(base region)会有辐射复合(radiative recombination)的现象，也就是说，会发射出红外光(infrared-red light)。因此，本发明通过红外光影像显示装置来对集成电路进行检测，以搜寻出集成电路中的次品。
图1表示在本发明的一个实施例中实现集成电路的次品检测方法的检测装置架构。如图1所示，实现本发明的集成电路的次品检测方法的检测装置100包含一个电荷耦合装置(circuit coupled device；CCD)摄影机10、一个显微镜(microscope)20、一个安装有影像辨识软件的微处理器(microprocessor)/计算机30、一个电源供应器(powersupply)40及一个自动探测平台(auto probing platform)50。自动探测平台50上装设有探针固定器(probe-card holder)60，其上备有探针(probing needles)70，各个装置元件的相对位置如图1所示。另外，通过这一集成电路检测装置100来检测次品的检测步骤如图2的流程图所示，详述如下。
首先，具有待测集成电路部分90的晶圆80被置放于自动探测平台50上并加以固定；然后，通过晶圆80上方所装设的探针固定器60让探针70与待测集成电路部分90接触，再通过一个电源供应器40通过探针70施加一个偏压至待测集成电路部分90。接着，直接以肉眼通过晶圆上方所装设的备有电荷耦合装置摄影机10的显微镜20来观察待测集成电路部分90的影像，或由安装有影像辨识软件的微处理器/计算机30来撷取影像以进行影像的显示(display)及辨识(recognition)。由于正常晶体管通以电流时会辐射出红外光，而失效或烧坏的晶体管则不会，因此当待测集成电路部分90包含晶体管时，利用备有电荷耦合装置摄影机10的显微镜20的红外光感应功能，安装有影像辨识软件的微处理器/计算机30可直接且自动地由撷取的影像中辨识出正常与失效或烧坏的晶体管。
图3A显示在一个实施例中，通过备有电荷耦合装置摄影机的显微镜，由一台计算机所撷取到的晶圆上的射频(radio frequency)集成电路300的影像情形。在图3A中，射频集成电路300的尺寸大小约为64×64mm2，射频集成电路300上共有38颗并联的晶体管301。由撷取影像中可观察到所有的晶体管301均呈发亮的状态，表示所有的晶体管301均正常。图3B显示在一个实施例中，通过备有电荷耦合装置摄影机的显微镜，由计算机所撷取到的晶圆上另一个大小同于射频集成电路300的射频集成电路300′的影像情形。由撷取影像中可观察到除了二晶体管302不亮之外，其它晶体管301′均亮，表示晶体管302已失效或烧坏。
值得注意的是，上述探针70的作用除了提供偏压给待测集成电路部分90之外，还可用来对待测集成电路部分90进行直流电电子探针测试。而且，由于晶圆80被置放在自动探测平台50上，因此可在移动平台50的带动下迅速完成整个晶圆80的测试。也就是说，本发明的集成电路检测方法具有检测速度快、自动化而且检测准确度高的优点。此外，另一实施例中，本发明的集成电路的次品的检测方法还可用来实现射频集成电路在设计阶段中的除错(debug)，也就是说，以施加射频信号来替代上述施加偏压的步骤，让各个正常元件能辐射出红外光，然后，利用上述检测装置来追踪射频信号在复杂电路中的信号传输情形。
以上所述仅为本发明的集成电路的次品的检测方法的较佳实施例，并非用以限定本发明的实质技术内容的范围。本发明的集成电路的次品的检测方法的实质技术内容广义地定义于本发明的权利要求书中，任何他人所完成的技术实体或方法，若与本发明的权利要求书所定义的完全相同，或为其等效变更，均将被视为涵盖于本发明的权利要求范围中。
权利要求
1.一种集成电路的次品的检测方法，该集成电路由晶圆上多个晶体管并联组成，其特征在于，该方法包含下列步骤施加偏压到这些晶体管；及撷取这些晶体管的红外光影像。
2.如权利要求1所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，施加该偏压至这些晶体管之前，该晶圆被置放在备有一个探针夹具的自动化探测平台上，该探针夹具用以固定至少一个探针。
3.如权利要求2所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，施加该偏压至这些晶体管通过该至少一个探针从一个电源供应器导入直流电来实现。
4.如权利要求1所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，撷取这些晶体管的红外光影像是通过一个红外光影像摄影装置及一个微处理器来实现的。
5.如权利要求4所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，该红外光影像摄影装置是一个备有黑白电荷耦合装置摄影机的显微镜。
6.如权利要求4所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，该微处理器是一台计算机。
7.如权利要求1所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，该集成电路是一个射频集成电路。
8.如权利要求1所述的集成电路的次品的检测方法，其特征在于，这些晶体管是异质连接型双极晶体管。
全文摘要
一种集成电路(integrated circuits；IC)的次品(defective)的检测方法，该集成电路由晶圆上多个晶体管(transistor)并联组成，该方法包含下列步骤施加偏压(bias)到这些晶体管；及撷取这些晶体管的红外光影像(infrared imagery)。
文档编号G01R31/28GK1510731SQ0215931
公开日2004年7月7日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者吴建华, 胡政吉, 施盈舟, 黄忠谔 申请人:台达电子工业股份有限公司