CN106842537A - 用于超大规模集成电路设备的经优化的波长光子发射显微镜 - Google Patents

Abstract

一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，通过：将DUT安装到发射测试器的测试工作台上，所述发射测试器具有光学探测器；将DUT电连接至电测试器；将电测试信号施加至DUT，同时保持测试参数恒定；将光学滤波器插入到发射测试器的光学路径中，并收集来自光学探测器的发射测试信号；将光学滤波器从光学路径中移除，并收集来自光学探测器的发射测试信号。比较在有和没有滤波器的情况下所获得的图像。滤波器可以是：短通的以获得发射信号、带通的以用于检测正向偏置、或者长通的以获得热信号。

Description

用于超大规模集成电路设备的经优化的波长光子发射显微镜

相关申请

本申请主张要求于2015年10月5日提交的序列号为62/237,399的美国临时申请的优先权权益，其所有的公开内容作为整体被并入本文。

政府许可授权

本发明是基于由美国国家情报总监办公室(ODNI)、高级情报研究技术署(IARPA)经由美国空军研究实验室(AFRL)合同编号FA8650-11-C-7150所资助的工作。在本文中所包含的构思和结论属于发明人，不应当被理解为必须具有ODNI、IARPA、AFRL或美国政府的明示或暗示的官方背书。

技术领域

本申请属于光子发射显微镜的领域。

背景技术

背侧光子发射显微镜检查(PEM)常常被用于对VLSI(超大规模集成电路)设备(晶片)的电路诊断和分析。PEM的前提是，在VLSI电路内的个体逻辑门在切换状态时发射“热载流子”(HC)光子。这些光子通常位于波谱的红外线(IR)部分，而由于硅在这些波长处是透明的，能够通过背侧(基底侧，与金属层侧相对)观察动作中的电路(待测试电路，或者DUT)。

电子空穴复合是在正向偏置的p-n结中占主导地位的机制；这会出现在双极或双CMOS(BiCMOS)电路、闭锁CMOS、某些类型的门或电源短路、以及某些多晶硅纵梁条件中，仅以这些为例。发射在波谱上是相对窄的，并且中心在1150nm附近。正向偏置的p-n结二极管即使在不存在强电场的情况下也发射该光线。所述发射来源于双极复合，而并非来源于热载流子。因此，该信号发生在低电压处。通常，由于将获得极高的电流密度，不能够具有超过1-2V的p-n结正向偏置。因此，高电压的情况不是特别重要的；但是，如果可以实现高正向偏置电压，波谱将与低电压情况接近相同。

容易获得跨IR范围的敏感的相机(探测器阵列)，其具有在图1中所示的频率响应。通常，MCT相机(碲化镉汞，HgCdTe)被用于该目的，因为其在扩展至LWIR(大约18um)的宽的波谱范围内的响应是均匀的。也通常使用其他类型的探测器，诸如MOS CCD、锑化铟(InSb)或铟镓砷(InGaAs)。

来自半导体门的发射的波谱特性取决于许多因素，诸如激励电压、缺陷类型和制作技术。所述发射的重要部分在于波长超过常规阈值1.55um(通常由在液氮温度下工作的InGaAs相机观察到)。

然而，对于普通的VLSI设备，HC发射是非常微弱的，并且因为源于热发射(其伴随黑体发射波谱分布)的噪音的量随着波长而增加，在这些较长波长处对观察造成更多的干扰。

因此，在波谱的每个带中，存在如下两者：来自DUT的构成信号的HC发射，以及来自DUT和显微镜的光学器件两者的对噪音有贡献的源自热的发射。具有大的信噪比(SNR)对于实现好的观察非常重要。

弱的HC发射还导致曝光时间长达数百秒，这使得观察复杂化。缩短这样的曝光时间的一种方式是增加SNR。

一些现有的设计将观察的范围限制到1.5um(其符合InGaAs相机的灵敏度)，并且因为热噪声在这些波长处相当微弱，所以对于工作电压高于800mV的设备而言，这样的系统工作良好。

对于这样的波长，被动设计被用于减少在显微镜的标定光学路径之外产生的热噪声，但是其不能够完全消除噪声，也不能够消除在光学路径内所产生的热噪声。在现有技术的系统中，在物镜与探测器之间放置延迟透镜，并且在延迟透镜与探测器之间在对应于物镜的光圈的成像位置的地方(如由延迟透镜所成像的)放置冷光圈。这种布置使由相机的主体发射的杂散热辐射最小化。对于进一步的信息，读者可参考例如美国专利6,825,978。

发明内容

下文包括了本发明的概要，以便提供对本发明的某些方面和特征的基本理解。该概要不是对本发明的广泛概述，并且这样，其并不意图具体识别本发明的关键或重要元件或者限定本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的某些概念，作为下文呈现的更加详细的描述的前言。

所公开的各方面使得能够使用视场中的IC晶体管的发射的波谱强度来识别由于工艺、设计或操作问题而不能恰当工作的晶体管。

在本文中所描述的是用于测试集成电路DUT的方法。所述方法可以包括如下步骤，包括：将DUT放置在具有定义光学路径的光学布置的工作台上；将在截止波长之外具有高阻挡能力的至少一个光学滤波器插入到光学路径中；对来自DUT的通过一个或多个短通滤波器的光子发射进行成像；在没有滤波器的情况下对来自DUT的光子发射进行成像；并且对在有和没有滤波器的情况下的成像进行比较，从而识别具体的故障类型。所选择的滤波器被配置为对大于设定波长的传送进行截断的短通滤波器，或者被配置为使得中心大约为1150nm的光通过、具有300nm带宽的带通滤波器。当该滤波器是短通滤波器时，光学传感器被配置为长通滤波器，截断小于900nm的传送。

公开了一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，包括如下步骤：将DUT安装到发射测试器的测试工作台上，所述发射测试器具有光学探测器；将DUT电连接到电测试器；将电测试信号施加至DUT，同时保持测试参数恒定；将短通滤波器插入到发射测试器的光学路径中，并收集来自光学探测器的发射测试信号；将短通滤波器从发射测试器的光学路径中移除，并收集来自光学探测器的发射测试信号；并且比较在有和没有短通滤波器的情况下所获得的发射测试信号，以识别DUT中的故障电路元件。

公开了用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的另一种方法，包括如下步骤：将DUT安装到发射测试器的测试工作台上，该发射测试器具有光学探测器；将DUT电连接至电测试器；将电测试信号施加至DUT，同时保持测试参数恒定；将短通滤波器插入到发射测试器的光学路径中，并收集来自所述光学探测器的发射测试信号；将短通滤波器从发射测试器的光学路径中移除，并将热滤波器插入到光学路径中；收集来自光学探测器的热图像信号；并且对利用短通滤波器获得的发射测试信号与利用热滤波器获得的热图像进行比较，以识别DUT中的故障电路元件。所述短通滤波器被配置用于使小于2000nm的光通过，而所述热滤波器被配置为阻挡具有小于2000nm的波长的光。所述短通滤波器可以是抑制具有大于大约1850nm的波长的光的传输的滤波器。

在本文中还描述了，通过将合适的滤波器插入光学路径中，自适应地选择最优波长用于观察VLSI设备的相机的各方面。波长是根据诸如使SNR最大化、或者高SNR和高分辨率的组合(其使优化朝向较短波长偏置)的标准来优化的。相机也可以具有多个可交换的物镜和多个冷光圈，并且冷光圈的位置和尺寸必须根据每个物镜进行调整。这能够通过在选择器轮盘上具备多个光圈来实现。

尽管先有技术已经描述了在光学路径中对滤波器的引入，但是其并没有以自适应的方式并且在考虑使SNR最大化的情况下这样做。因为来自VLSI设备的光学信号非常微弱，这样的滤波器通常具有宽的带宽，以便允许更多的光进入，并且因此，缩短了所需的曝光时间。

根据所公开的各方面，使用一组短通滤波器，并且根据正在研究的设备的类型以及施加到所述设备的电压来选择不同的短通滤波器(短通(SP)滤波器是在目标波谱的有效范围上减弱较长波长并传输(通过)较短波长的光学干涉仪或有色玻璃滤波器)。然而，为了这样做，所述系统首先需要在可能的观察波谱上对SNR进行表征。所公开的实施例使得能够调查在较长波长上展现HC发射、具有高达3um的有用信号的设备的最近的VLSI技术。

因为HC光子发射取决于DUT的固有特性以及诸如电压和温度的操作参数两者，最优滤波器选择逐设备地改变，并且因此，提前确定最优滤波器选择可能是不现实的。

根据另一实施例，提供了一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，包括如下步骤：将DUT安装到发射测试器的测试工作台上，所述发射测试器具有光学探测器；将DUT电连接到电测试器；将电测试信号施加到DUT，同时保持测试参数不变；将多个短通滤波器中的一个序列地插入到发射测试器的光学路径中，并收集来自光学探测器的发射测试信号，直到所有可用的短通滤波器已经被插入到光学路径中；确定提供发射信号的最高信噪比的合适的短通滤波器；将合适的短通滤波器插入到光学路径中；并且在DUT上执行发射测试。所述方法还可以包括：改变电压Vdd；并选择不同的短通滤波器；并且之后执行对DUT的第二发射测试。

根据另一实施例，提供了一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，包括：提供能够诱发所述DUT的门中的状态改变的电测试器；提供具有用于将来自所述DUT的发射成像到光探测器上的光学系统的发射测试器；提供能序列地插入到光学系统的光学路径中的多个短通滤波器；使用所述电测试器激励DUT；通过所述滤波器中的每个滤波器序列地收集来自所述DUT的光学发射，同时保持所有测试参数恒定；测量通过每个滤波器收集的光学发射的信噪比(SNR)；选择使SNR最大化的一个滤波器；使用电测试器激励所述DUT；并且收集通过所述一个滤波器的来自所述DUT的光学发射。

附图说明

附图，其被并入在说明书中并且构成本说明书的一部分，举例说明了本发明的实施例，并且连同说明书一起，用于解释和图示说明本发明的原理。附图并非以图解方式图示示范性实施例的主要特征。附图也并非意图描绘实际实施例的每个特征，也不意图描绘所描述的元件的相对尺寸，并且其不是按比例绘制的。

图1：各种相机传感器技术的响应函数。

图2：根据所描述的实施例的具有多个滤波器和自适应控制器的相机。

图3：根据所描述的实施例的具有多个物镜、多个短通滤波器、多个冷光圈、以及可移除延迟透镜的相机。

图4图示了根据一个实施例的过程的流程图。

图5图示了根据一个实施例的信噪比相对于波长的图的范例。

图6是示出了SP 1800短通滤波器的传输的图。

图7A-7C图示了通过比较光学图像和热图像来检测缺陷的范例。

具体实施例

在本文中所描述的是用于针对各种缺陷来测试半导体芯片(IC)的方法。所述测试是在将测试信号施加到IC并在测试期间对IC执行不同类型的成像的同时来完成的。对所获得的不同图像进行比较以识别缺陷。所述方法采用在成像系统的光学路径中插入和移除各种滤波器的能力。发明人已经发现，通过比较在有和没有滤波器的情况下拍摄的图像能够识别特定的缺陷。发明人还发现，通过将光学发射图像与热图像进行比较能够识别特定的缺陷。

根据一个范例，测试信号被施加至IC，使得开关晶体管发射光子。发射滤波器，例如，使波长小于2000nm或小于1600nm(如果信号足够强)的光通过的带滤波器，被用于获得发射图像。该图像将基本上包括光的“斑”一每个指示开关晶体管。然后，移除发射滤波器，并且插入热滤波器。所述热滤波器可以是抑制具有波长小于大约1850nm或2000nm的光的传输的滤波器。然后，获得热图像。所述热图像将基本上包括开关晶体管的光线的“斑”，但光线的斑也指示过热位置，例如，过热触点或线。因此，当比较发射图像和热图像时，在热图像上、而未出现在发射图像中的“额外的”斑指示过热位置。在其他实施例中，并非使用带通滤波器，而是使用短通滤波器，其截断大于1850nm或大于2000nm的波长的传输。

根据另一范例，测试信号被施加至IC以使该设备偏置。通过缺省，设备不应当变为正向偏置。如果在DUT中的任意设备变为正向偏置，那么意味着DUT中存在缺陷。为了检测该缺陷，在光学路径中没有任何滤波器的情况下获得第一发射图像。该图像是具有相对噪声的，并且将包括在任何频率下的设备发射。然后，正向偏置滤波器，例如，使得具有中心波长在大约1150nm处的光通过、带宽为300nm的带通滤波器，被用于获得经滤波的发射图像。该图像比未滤波的图像的噪声较小，并且应当基本上仅包括指示正向偏置设备的光的“斑”。因此，当经滤波的图像示出光强度的下降时，其指示设备不是正向偏置的，即，处于典型的工作状况中。在一些实施例中，替代地使用截断大于1300nm的波长的传输的短通滤波器。

所公开的实施例还描述了，通过在光学路径中插入适当的短通滤波器，自适应地选择最优波长用于观察VLSI设备的相机的各方面。波长是根据诸如使SNR最大化、或者高SNR和高分辨率的组合(其使优化朝向较短波长偏置)的标准来优化的，从而获得针对给定待测设备(DUT)最佳的发射图像。

尽管先有技术已经描述了在光学路径中的宽带滤波器的引入，但是其并没有以自适应的方式并且在考虑使SNR最大化的情况下这样做。因为来自VLSI设备的光学信号非常微弱，这样的滤波器通常具有宽的带宽，以便允许更多的光进入，并且因此，缩短了所需的曝光时间。

相反地，所公开的实施例使用短通滤波器，因为即使通过滤波器的光的总量较小，当其与DUT的特定发射波长以及所施加的电压匹配时，高的SNR仍给出较短的曝光时间。在一些实施例中，所述系统首先需要在整个可能的观察波谱上对SNR进行表征。

因为HC光子发射取决于DUT的固有特性以及诸如电压和温度的操作参数两者，最优滤波器选择会逐设备地改变，并且因此，提前确定最优滤波器选择可能是不现实的。

在本文中所描述的是通过在光学路径中插入合适的滤波器来自适应地选择最优带宽以用于观察VLSI设备的显微镜的各方面。所述方法包括如下步骤：确定最佳的短通滤波器，从而在每个特定的施加的电压处，例如Vdd，获得来自每个特定DUT的最佳发射图像。

本发明的各方面并入了一种利用具有在图2中描述了其实施例的相机的发射显微镜，用于DUT的发射显微镜检查的方法。所述相机包括电子探测器阵列[21]，所述电子探测器阵列位于热壳体[22]内并且被连接到控制器[23]。同样处在热壳体内的是冷光圈[24]，具有若干短通滤波器[25a，25b...]的滤波器选择器轮盘[25]。光学路径的其他部分包括延迟透镜[26]和物镜[27]。控制器还被连接到滤波器选择器轮盘[25]上。测试器[28]，例如，自动测试仪器(ATE)，被用于向DUT供应激励信号以诱导其操作和改变状态。ATE激励信号包括在给定电压Vdd处的信号。不同的电压使得发射具有不同的波长，因此，滤波器轮盘被用于根据发射来选择最佳的短通滤波器。

在该实施例中，相机使用MCT(碲化镉汞，HgCdTe)探测器阵列，因为其跨短和中IR波谱具有良好的(均匀的和宽的)响应，但也能够使用其他类型的探测器(例如，InGaAs，扩展的InGaAs或InSb)。在一些实施例中，探测器通过截断小于大约900nm波长的任何传输而被用作长通滤波器。因此，通过包括截断在诸如1300nm的波长处的发射的短通滤波器，所述系统有效的变为波长在900nm至1300nm之间的带通滤波器，使得其中心大约在1150nm处。

在本文中所描述的本发明的各个方面中，当工作时，控制器工作在两种模式的一种模式中。

“特征”或校准模式：在该模式中，控制器使用测试器以创建测试信号，所述测试信号创建来自DUT的鲁棒发射。然后，控制器整合来自探测器阵列的多个测量结果(足够以形成统计基础测量)，比较DUT工作和不工作时的时间，以找出所述系统的噪声本底水平。在找出该水平的过程中，控制器能够集合和比较来自多个像素的测量结果。控制器重复该过程，但使用不同的短通滤波器，并且因此，能够列表显示针对每个滤波器的SNR，并选择最优的滤波器。

“观察”或测试模式：在该模式中，控制器切换到最优滤波器，并且使用测试器运行真实的测试矢量以观察DUT。

在一些实施例中，物镜[27]具有平的前表面，并且其折射率与DUT的基底的折射率匹配，这样，其能够被用于与DUT接触，增加相机的数值孔径。像这样的透镜被称作固体浸没透镜(SIL)，并且其能够与标准集合的物镜一起操作。

在一些实施例中，相机的特征在于若干可相互交换的物镜，其通常被安装在转台上。所述物镜中的一个物镜能够是微距透镜，其性质在于直径较大，并且需要较大的延迟透镜，在这样的情况下，变得有利的是，不使用延迟透镜配置，而使用微距透镜，并且将延迟透镜安装在允许其从光学路径中被移除的底座上。

图3描绘了本发明的实施例。探测器[32]和短通滤波器选择器[30]与先前的实施例未改变。转台[34]承载多个物镜[34a，34b，34c]。所述透镜[34a]中的一个透镜是微距透镜，并且比其他透镜(其是微距透镜)更大。延迟透镜[33]被安装在枢轴或玻片上，其允许延迟透镜被移动到光学路径外部的位置[33a]处，其在使用微距透镜[34a]时完成。光圈轮盘[31]包含不同尺寸的若干冷光圈[31a]，每个冷光圈与所述物镜中的一个物镜相匹配。光轴[35]由水平虚线指示。将滤波器选择器[30]和光圈轮盘[31]旋转到不同的位置提供了滤波器和光圈的多种组合。在一个实施例中，在单个轮盘中提供所有这些组合，诸如在图2中所示出的轮盘[25]。换言之，在这样的情况下，轮胖[25]具有等于轮盘[30]的位置的数量乘以轮盘[31]的位置的数量的多个位置。因此，每个位置[25a，25b...]是滤波器和冷光圈的组合，使得省去了光圈[24]。

DUT 39(或晶片上的管芯)被安装到工作台36上。工作台36可以包括温度控制机构，以在测试期间将DUT维持在恒定温度。这样的机构可以包括，例如，热电制冷器(TEC)、喷雾制冷器等。DUT接收来自测试器38(例如，ATE)的测试信号(矢量)，包括电压Vdd。测试器ATE可以是标准测试仪器，并且不是发射检测系统的部分。控制器37被配置为控制发射测试器的操作。控制器37可以被编程为操作短通滤波器选择器30以及对来自光学探测器32的发射信号的收集。

图4图示了根据一个实施例的过程的流程图。在步骤40中，从可用的物镜中选择物镜。在一个实施例中，该步骤包括将SIL安装在DUT上以收集来自感兴趣区域的发射。同样地，在一些实施例中，该步骤包括选择对应的冷滤波器。在步骤41中，在多个短通滤波器中选择第一滤波器。在一个实施例中，每个短通滤波器具有在不同波长处的截止频率，使得能够覆盖从大约1200nm至大约2200nm的波长。每个短通滤波器具有上截止波长，其实际上消除了大于其截止的任何传输，由此避免大于所选择的截止频率的噪声，但是允许波长小于所指示的截止波长的光通过。在备选实施例中，短通滤波器可以被窄带滤波器替换，其中，每个窄带滤波器具有大约100nm的带宽，并且可用滤波器被分配以覆盖从大约1200nm至大约2200nm的波长范围中的频率。然而，与带通滤波器相比，短通滤波器使得更多的信号能够通过，因此，优选使用短通滤波器。同样地，因为热背景发射以及其相关联的噪声两者都会随着波长而增加，因此使用短通滤波器而不是带通滤波器有效地截断了这些有害效应，而使得较高的信号水平能够在比截止更低的波长处通过。

根据一个实施例，使用四个短通滤波器。在一个范例中，所使用的短通滤波器是SP1550(其被用于模拟InGaAs相机一即，截断标准InGaAs传感器不能够检测到、但是诸如HgCdTe或者扩展InGaAs的任何其他探测器能够检测到的较长的波长)、SP 1800、SP 1900和SP 2000。每个短通滤波器传输具有在规定截止之下的波长的光，但是阻挡具有在规定截止之上的波长的光。例如，SP 1800传输小于1800nm的任何光，但阻挡大于1800nm的所有光，如在图6中所示。因为探测器自身仅吸收大于900nm的光，因此，在SP 1800的范例中，该系统有效地捕获从900nm至1800nm的光。

在步骤42中，当保持所有参数恒定时，向DUT施加测试向量。重要的是，DUT的温度和电压Vdd应当保持恒定，而在步骤43中，收集并存储发射信号。然后，在步骤44中，确定是否还有更多的滤波器要测试，并且如果是的话，回到步骤41，其中，选择下一滤波器。然后，将相同的测试向量施加到DUT，并且在保持所有参数恒定的同时，收集并存储另一组发射信号。当在步骤44中确定所有滤波器已经被测试时，过程继续步骤45，从而确定最佳的滤波器以用于DUT的实际发射测试。根据一个实施例，在该步骤中，所检测到的发射和噪声相对于所使用的滤波器中的每个滤波器被量化。在一个特定实施例中，这是通过对信噪比相对于波长进行绘图而得到的。在图5中描绘了这样的图的范例。在图5的范例中，上述测试对于所有可用的滤波器并且对于不同的Vdd(每个系列的测试具有保持不变的Vdd)重复进行。虚线指示当Vdd下降时针对最佳SNR的优化滤波器漂移至较长波长。然后，针对实际的发射测试，根据将被用于发射测试中的最佳SNR和电压Vdd来确定要使用什么滤波器。在图5的范例中，示出了针对较低的Vdd可以使用较长波长的滤波器，而针对较高的Vdd则可以使用较短波长的滤波器。另一方面，利用不同设备的其他测试已经表明，这样的行为不是典型的，并且当测试设备在mV范围(即，低于1伏特)操作时，表现是相反的，即，较低的Vdd在较长波长处产生发射，因此对于最佳SNR需要较长波长的滤波器。因此，该测试应当针对所测试的每个新的设备执行。然后，在步骤46处使用适当选择的短通滤波器执行标准发射测试。

根据所公开的实施例，在待测设备在两种不同的电测试条件下被刺激时进行实验。目的是找出是否所述条件中的一个条件使得晶体管在正向偏置模式下运行。在该实施例中，在光学路径中加入带通滤波器，其中，该滤波器使中心为大约1500nm的光通过，具有300nm带宽，或者利用使得波长小于1150nm、1200nm或1550nm的波长的光通过的短通滤波器。较大的带宽将开始引入无关信号，并且因此降低分辨率，而较窄的带宽将降低灵敏度。为了得到最佳的结果，滤波器被液氮冷却。

根据一个实施例，所述系统被用于识别在DUT内的缺陷元件。具体地，提出了一种测试方法，以识别由于电子空穴复合而处在正向偏置状态中的元件。在受控制的测试条件下对DUT进行偏置，并且发展了一种测试流程以识别由于所施加的偏置条件而导致的假设正向偏置的晶体管。正向偏置将指示缺陷。然后，捕获两幅图像：一幅是在光学路径中具有中心大约为1150nm的带通滤波器的情况下，而第二幅是在滤波器被移除的情况下。结果指示，在光学路径中有(12505计数)或没有(15388计数)滤波器的情况下，给定块(block)的发射强度都是相同的。强度上轻微减少仅仅是滤波器的透射率的函数。因为在有或没有滤波器的情况下在块内部的强度是相同的，所以得出结论，滤波器对这种类型的发射不起作用。所有的发射都处于滤波器内部。因为滤波器是在1150nm周围的带通滤波器，所以我们能够断定在所述块内部的晶体管处于正向偏置模式，因为正向偏置模式中的晶体管在大约1150nm波长处发射。

然后，使用不同的测试条件重复所述测试。再次捕获两幅图像：一幅是在光学路径中有滤波器的情况下，而一幅是在滤波器被移除的情况下。在这些不同的测试条件下，当滤波器处在光学路径中时，相同块的强度显著下降。这意味着大多数发射处在滤波器的波谱范围之外，即，不在由正向偏置所生成的光的波长中。因此，在所述块中的晶体管被认为不处于正向偏置模式中，并且很可能被热载流子发射驱动。

根据以上过程，我们能够断定，第一种测试条件是迫使晶体管在正向偏置模式下工作，这是反常的。亦即，存在设计、过程或测试程序问题。该过程表明，通过比较在有和没有带通滤波器的情况下的两幅图像，能够隔离DUT内的正向偏置设备。如上文所指出的，带通滤波器能够由短通滤波器替换，诸如1300nm短通滤波器，因此，所述系统实际上变为波长在900nm(探测器截止波长)至1300nm之间、中心在大约1150nm处的带通滤波器。

已经提出了识别DUT内的缺陷的另一种方法。具体地，如上文所指出的，由于热发射，在较长波长处(例如，大于1850nm)的信号会遭受高的噪声。因此，常规地，技术人员试图限制在这些波长处的光线的收集。然而，该实施例利用这种情况。具体地，向DUT施加测试向量。然后，在光学路径中没有任何滤波器或者具有短通滤波器(例如，短通滤波器具有在1850nm或2000nm处的截止)的情况下，获得发射图像。在施加相同的测试信号时，获取另一图像，这次利用长通滤波器，例如，阻挡小于1850nm或2000nm的任何信号的滤波器。这意味着，第二图片将包括热发射，并且因此，在本公开中，被称为热图片。然后，比较发射图像和热图像以识别区别。

在图7A-7C中示出了上文所描述的方法的结果的范例。图7A是DUT中的感兴趣区域的发射图像。其示出六个发射位置。这些对应于在图7C的电路中图示的节点。相反地，在图7B中所示的热图像中，出现了额外的光。该光对应于源自电路中的缺陷造成的热发射，如在图7C中所图示的。

已经关于具体范例描述了本发明，其意图在所有方面进行示例而非限制。本领域技术人员应当理解，硬件、软件和固件的许多不同的组合将适于实践本发明。此外，通过在本文中所公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施对于本领域技术人员而言将是显而易见的。其意图是，说明书和范例仅仅被认为是示范性的，其中本发明的真正范围和主旨由随附的权利要求指示。

Claims (20)

1.一种用于测试集成电路(DUT)的方法，包括：

将所述DUT放置在测试器上，所述测试器具有定义光学路径的光学布置并且具有成像器；

将光学滤波器插入到所述光学路径中，所述光学滤波器被配置为阻挡在定义的截止波长之外的光到达所述成像器；

对通过所述光学滤波器的、来自所述DUT的光子发射进行成像；

从所述光学路径中移除所述光学滤波器，并且在没有所述光学滤波器的情况下对来自所述DUT的光子发射进行成像；

比较在有和没有所述光学滤波器的情况下的所述成像，从而识别在所述DUT内的元件的具体故障类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学滤波器包括中心在1150nm处、具有300nm的带宽的带通滤波器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学滤波器包括具有选自如下项的截止的短通滤波器：1300nm、1550nm、1800nm、1900nm和2000nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学滤波器包括具有在1550nm处的截止的短通。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述成像器具有在900nm处截断的低波长。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将冷光圈插入到所述光学路径中。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括将延迟透镜插入到所述光学路径中。

8.一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，包括如下步骤：

将所述DUT安装到发射测试器的测试工作台上，所述发射测试器具有光学探测器；

将所述DUT电连接至电测试器；

将电测试信号施加至所述DUT，同时保持测试参数恒定；

将光学滤波器插入到所述发射测试器的光学路径中，并收集来自所述光学探测器的发射测试信号；

将所述光学滤波器从所述发射测试器的所述光学路径中移除，并收集来自所述光学探测器的发射测试信号；

比较在有和没有所述光学滤波器的情况下所获得的所述发射测试信号，以识别所述DUT中的故障电路元件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光学滤波器被选择为具有选自如下项的截止波长：1550nm、1800nm、1900nm和2000nm。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，短通滤波器被选择为提供从900nm至2200nm的波长的波谱覆盖。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括在将所述光学滤波器插入到所述光学路径中之前执行如下步骤：

设置电压Vdd，并在所述电压Vdd处将电测试信号施加至所述DUT，同时保持测试参数恒定；

将多个光学滤波器中的一个光学滤波器序列地插入到所述发射测试器的光学路径中，并收集来自所述光学探测器的发射测试信号，直到所有可用的光学滤波器已经被插入到所述光学路径中；

选择所述光学滤波器中产生最高信噪比的一个光学滤波器作为要在对所述DUT的所述测试期间被插入到所述光学路径中的所述光学滤波器。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：针对多个测试电压Vdd中的每个测试电压，生成信噪比相对于波长的一幅图。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，保持测试参数恒定包括保持所述DUT的温度恒定。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，保持测试参数恒定包括保持所述DUT的电压Vdd恒定。

15.一种用于对半导体设备(DUT)进行发射测试的方法，包括：

提供电测试器，所述电测试器提供测试信号；

提供发射测试器，所述发射测试器具有用于将来自所述DUT的发射成像到光探测器上的光学路径；

将长通滤波器插入到光学系统的所述光学路径中，所述长通滤波器被配置为传输热波长；

使用所述电测试器来激励所述DUT；

收集通过所述长通滤波器的、来自所述DUT的热发射以生成热图像；

从所述光学系统的所述光学路径中移除所述长通滤波器；

使用所述电测试器来激励所述DUT；

收集在没有所述长通滤波器的情况下的、来自所述DUT的光学发射以生成发射图像；

比较所述发射图像和所述热图像，并且识别所述热图像中的与所述发射图像相比较具有额外的发射部位的每个位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，收集光学发射是在将短通滤波器插入到所述光学路径中时执行的。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述长通滤波器被选择为具有选自1850nm和2000nm的截止波长。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括在收集所述光学发射之前插入带宽滤波器或短通滤波器。

19.根据权利要求18所述的方法，包括插入被配置为截止大于1300nm的传输的短通滤波器。

20.根据权利要求18所述的方法，包括插入被配置为具有选自1300nm和1550nm的截止频率的短通滤波器。