-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegenden Angaben beziehen sich auf die Lokalisierung von Defekten in Halbleitervorrichtungen. Die vorliegenden Angaben sind insbesondere auf ein System und ein verwandtes Verfahren für die Lokalisierung von Defekten in eingebetteten Speichern anwendbar.
-
HINTERGRUND
-
Bei der Lokalisierung von Ausfällen von Halbleitervorrichtungen ist das Bitmapping ein effizientes Verfahren, um Defekte in eingebetteten Speichern zu isolieren. Das Verfahren, um das Bitmapping zu ermöglichen, ist jedoch zeitaufwändig und verbraucht viele Ressourcen. Das Bitmapping ist für Massenprodukte verfügbar, bei denen die Rendite hoch ist. Außerdem leidet die Lokalisierung von Defekten bei einem Speicherausfall ohne die Verwendung des Bitmappings unter einer niedrigen Erfolgsrate, wenn konventionelle statische Ansätze für die Analyse des Ausfalls verwendet werden. Die elektrisch verstärkte laserunterstützte Veränderung von Bauelementen (EeLADA, im Englischen: „electrically-enhanced laser-assisted device alteration“) ist ein mögliches alternatives Verfahren. Der derzeitige Stand der Technik der Isolation ausgefallener Bitzellen ist jedoch inkonsistent und auf einige wenige zehn Mikrometer beschränkt, was für die nachfolgende physikalische Analyse des Ausfalls zum Aufdecken des Defekts nicht wünschenswert ist.
-
Es besteht deshalb ein Bedarf nach einem System und einem Verfahren für eine verbesserte Lokalisation von Defekten mit EeLADA zur Isolation von Defekten von Bitzellen.
-
ÜBERBLICK
-
Ein Aspekt der vorliegenden Angaben ist ein System für die Lokalisation von Defekten von eingebetteten Speichern unter Verwendung von verbessertem EeLADA mit einer Bitzellenauflösung. Das vorliegende System stellt eine verbesserte diagnostische Auflösung der ausgefallenen Bitzelle zur Verfügung.
-
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Angaben ist ein Verfahren zur Lokalisation von Defekten in eingebetteten Speichern unter Verwendung von verbessertem EeLADA mit Bitzellenlauflösung.
-
Gemäß den vorliegenden Angaben können einige technische Wirkungen teilweise durch ein System erreicht werden, das eine automatisierte Testapparatur (ATE, im Englischen: ”automated testing equipment) umfasst, die über eine Schnittstelle mit einem Wafertestgerät verbunden ist, das einen Diagnoselaser zur Anregung einer zu testenden Vorrichtung (DUT, im Englischen: „device under test“) mit dem Diagnoselaser in einem Gebiet von Interesse (ROI, im Englischen: „region of interest“) umfasst. Die ATE ist dafür ausgelegt, während der Anregung der DUT gleichzeitig einen Testlauf an einer Testposition der DUT mit einem Testmuster auszuführen. Ein Speicher umfasst Ausfallsvergleichsvektoren eines Referenzausfallprotokolls einer defekten Vorrichtung. Ein erstes Profilmodul ist dafür ausgelegt, aus jedem Pixel eines Referenzbilds der defekten Vorrichtung ein erstes dreidimensionales Profil (3D-Profil) zu erzeugen. Ein zweites Profilmodul ist dafür ausgelegt, aus jedem Pixel des ROI der DUT ein zweites 3D-Profil zu erzeugen. Ein Kreuzkorrelationsmodul ist dafür ausgelegt, mit den ersten und zweiten 3D-Profilen eine pixelweise Kreuzkorrelation durchzuführen und ein technisches Signalbild zu erzeugen, das einem Grad der Korrelation zwischen der DUT und der defekten Vorrichtung entspricht.
-
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Angaben ist ein Verfahren, das ein Erzeugen einer Protokolldatei, die Anschlüsse und Zyklen von Ausfällen umfasst, auf Grundlage von Testvektoren einer defekten Vorrichtung umfasst. Auf Grundlage der Protokolldatei der defekten Vorrichtung wird ein 3D-Profil eines Referenzbilds erzeugt. Eine DUT wird mit einem Laser von einem Wafertestgerät angeregt. Gleichzeitig wird eine Protokolldatei, die jedem Pixel in einem Gebiet von Interesse der DUT entspricht, erzeugt. Aus jedem Pixel des Gebiets von Interesse eines Bilds der DUT wird ein 3D-Profil erzeugt. Es wird eine pixelweise Kreuzkorrelation durchgeführt, um eine Intensitätskarte zu erzeugen, die einem Grad der Korrelation zwischen der defekten Vorrichtung und der DUT entspricht.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Angaben ist ein Verfahren, das ein Testen einer DUT durch Anregen der DUT mit einem Laser in einem ROI und ein Durchführen eines Testlaufs der DUT mit einem Testmuster, die gleichzeitig durchgeführt werden, umfasst. Aus jedem Pixel in des ROI wird ein 3D-Profil erzeugt. Es wird eine pixelweise Kreuzkorrelation durchgeführt, um eine Intensitätskarte zu erzeugen, die einem Grad der Korrelation zwischen der DUT und einem früheren Referenzausfallprotokoll entspricht.
-
Weitere Aspekte und andere Merkmale der vorliegenden Angaben werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden Personen mit üblichen Fachkenntnissen bei der Untersuchung des Folgenden teilweise ersichtlich, oder sie können durch die Ausführung der vorliegenden Angaben gelernt werden. Die Vorteile der vorliegenden Angaben können so verwirklicht und erhalten werden, wie dies insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen hervorgehoben wird.
-
Figurenliste
-
Die vorliegenden Angaben werden in beispielhafter Weise und nicht in einschränkender Weise in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und in denen:
- 1 ein Blockdiagramm eines Testsystems für die Lokalisierung von Defekten unter Verwendung von EeLADA gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt;
- 2 eine grafische Darstellung einer Referenz-Ausfallsignatur (zweidimensional anhand eines Anschlusses mit Ausfällen) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
- 3 ein Beispiel eines technischen Signalbilds gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt;
- 4 ein Beispiel des Analysemoduls des Testsystems gemäß 1 darstellt;
- 5 ein weiteres Beispiel des Analysemoduls des Testsystems gemäß 1 darstellt; und
- 6A, 6B, 6C und 6D Bilder sind, die die Defektisolation eines programmierten Defekts auf einer DUT vorführen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
In der folgenden Beschreibung werden für Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis beispielhafter Ausführungsformen zu ermöglichen. Es sollte jedoch ersichtlich sein, dass beispielhafte Ausführungsformen ohne diese spezifischen Details oder mit einer äquivalenten Anordnung in die Praxis umgesetzt werden können. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform gezeigt, um die beispielhaften Ausführungsformen nicht unnötig zu verschleiern. Außerdem sind, sofern nicht anders angegeben, alle Zahlen, die Größen, Verhältnisse und numerische Eigenschaften von Bestandteilen, Reaktionsbedingungen und dergleichen ausdrücken, und die in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet werden, in allen Fällen so zu verstehen, als ob sie durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert wären.
-
Die vorliegenden Angaben beschäftigen sich mit dem derzeitigen Problem der Lokalisierung von ausgefallenem Speicher mit einer Bitzellenauflösung unter Verwendung von EeLADA, und lösen dieses. Das Problem wird unter anderem durch verbesserte EeLADA-Techniken zum Erkennen von Speicherausfällen mit einer Bitzellenauflösung gelöst. Das System und das Verfahren umfassen ein Scannen mit einem Laser und ein Durchführen eines Testlaufs einer DUT, die gleichzeitig durchgeführt werden. Die Testantwort von der angeregten Testantwort wird als ein 3D-Profil, das Testanschlüsse, Zyklen und Auftreten umfasst, profiliert. Jeder Pixel der angeregten Testantwort wird ebenfalls profiliert. Es wird eine pixelweise Kreuzkorrelation durchgeführt, um Defekte in der DUT zu identifizieren. Es werden zusätzliche Vergleiche mit nicht übereinstimmenden Zyklen von Ausfällen durchgeführt, um die Präzision der Lokalisierung von Defekten weiter zu verbessern.
-
Noch weitere Aspekte, Merkmale und technische Wirkungen werden den Fachleuten anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen lediglich durch Darstellung der besten in Betracht gezogenen Art und Weise gezeigt und beschrieben werden, sofort ersichtlich. Es sind andere und unterschiedliche Ausführungsformen der Angaben möglich, und ihre diversen Details können auf verschiedene naheliegende Weisen modifiziert werden. Dementsprechend ist davon auszugehen, dass die Zeichnungen und die Beschreibung erläuternder Natur und nicht einschränkend sind.
-
1 stellt ein Blockdiagramm eines Testsystem für die Lokalisierung von Defekten unter Verwendung von EeLADA gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar. Das Testsystem erleichtert die Isolation von Defekten in Vorrichtungen. Die Lokalisation von Defekten wird in Vorrichtungen wie beispielsweise Halbleitervorrichtungen oder integrierten Schaltkreisen (ICs, im Englischen: „integrated circuits“) durchgeführt. Ausführungsformen umfassen ein Testen oder Analysieren von Vorrichtungen oder ICs im Herstellungsprozess, um Defekte zu lokalisieren. Die Lokalisation von Defekten wird durch ein EeLADA-Analysesystem erleichtert. Die getesteten ICs können eine beliebige Art von ICs sein, beispielsweise dynamische oder statische Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Signalprozessoren, Mikrocontroller, oder Vorrichtungen mit einem System auf einem Chip (SoC, im Englischen: „system-on-chip“). Andere Arten von Vorrichtungen können ebenfalls nützlich sein. Das Testsystem gemäß 1 umfasst ein Scanmikroskopmodul 101, ein Testmodul 103 und ein Analysemodul 105. Das Testsystem kann optional mit anderen Modulen ausgestattet sein.
-
In 1 umfasst das Scanmikroskopmodul 101 eine Laserquelle 107, eine Fotodetektoreinheit 109, einen Strahlteiler 111, eine Scaneinheit 113, eine Fokussiereinheit 115, eine Testbühne 117, einen Bildprozessor 119 und einen Bildschirm 121. Das Scanmikroskop kann beispielsweise ein kommerziell verfügbares Laserscanmikroskop sein. Solche Arten von Scanmikroskopen können beispielsweise von Thermofisher Scientific, Hamamatsu Photonics, Semicaps und Checkpoint Technologies sein.
-
Das Testmodul 103 in 1 umfasst ein Referenzausfallprotokoll 123, eine Testeinheit 125 und einen Messkopf (im Englischen: „probe stack“) 127. Das Testmodul umfasst beispielsweise eine kommerziell verfügbare automatisierte Testapparatur (ATE) von, beispielsweise, Advantest, Teradyne, LTX-Credence, oder National Instruments. Andere Arten von ATEs können ebenfalls nützlich sein.
-
Die verschiedenen Module sind dafür ausgelegt, eine DUT 129 zu testen und zu analysieren. Beispielsweise werden an eine DUT 129 Testsignale von dem Testmodul 103 angelegt und sie wird von dem Scanmikroskopmodul 101 mit einem Laserstrahl abgescannt. Der Laserstrahl dient dazu, die DUT 129 für den Test zu stören oder anzuregen, und dafür, das Bild der DUT pixelweise aufzunehmen. Das Bild der DUT 129 kann auf dem Bildschirm 121 zur Ansicht des Benutzers angezeigt werden. Die DUT 129 wird auf der Testbühne 117 angebracht. Beispielsweise trägt die Testbühne 117 die DUT 129 für den Test. In einer Ausführungsform ist die DUT 129 ein IC. Die DUT 129 kann ein einzelner IC sein. Beispielsweise kann die DUT 129 ein Plättchen sein, das von einem Wafer mit mehreren ICs durch Schneiden des Wafers vereinzelt wurde. Das Bereitstellen nicht vereinzelter Plättchen zum Testen auf der Testbühne kann ebenfalls nützlich sein. Der IC umfasst mehrere Metallisierungsschichten, die über dem Substrat oder Wafer gebildet sind, um Komponenten des Schaltkreises, wie beispielsweise Transistoren, Kondensatoren und Widerstände miteinander zu verbinden. Die Seite des IC mit den Metallisierungsschichten wird als „Vorderseite“ bezeichnet, während die gegenüberliegende Seite des IC als „Rückseite“ bezeichnet wird. Der IC umfasst mehrere Anschlüsse, die einen Zugriff auf die internen Schaltkreise ermöglichen. Beispielsweise können die Anschlüsse Stromversorgungsanschlüsse und Signalanschlüsse umfassen. Die Stromversorgungsanschlüsse können verschiedene Stromquellen einschließlich Masse umfassen, während die Signalanschlüsse Anschlüsse für die Eingabe und Ausgabe (I/O, im Englischen: „input/output“) umfassen können. Die Signalanschlüsse können bidirektional, unidirektional oder eine Kombination davon sein. Die Anschlüsse können bei einem nicht verpackten IC in Form von Kontaktflecken vorhanden sein. In manchen Fällen können die Anschlüsse Kontaktlötkugeln sein, beispielsweise bei einem auf Waferebene verpackten IC. Die Kontaktflecken oder Kontaktlötkugeln sind auf der Vorderseite des IC angeordnet. In anderen Fällen kann der IC ein vollständig verpackter IC sein. In solchen Fällen wird zumindest ein Teil der Verpackung entfernt, um einen Zugang für das Scanmikroskops zu schaffen. Beispielsweise wird zumindest die Seite der Verpackung, die die Rückseite des Plättchens bedeckt, entfernt, um die Rückseite des Plättchens für einen Zugang für das Scanmikroskop freizulegen. Das Öffnen zum Freilegen der Rückseite des Plättchens kann mit Hilfe von Lasertechniken oder chemischen Techniken erreicht werden. In einer Ausführungsform wird die Rückseite des Plättchens oder ICs auf der Oberfläche der Testbühne 117 angeordnet. Beispielsweise umfasst die Testbühne 117 eine Vertiefung für den Zugang durch den Laser für das Abscannen und die Isolation von Defekten.
-
Der Laser 107 erzeugt eine Strahlung bzw. einen Lichtstrahl, der auf die Rückseite des Plättchens gerichtet wird. Beispielsweise wird der Strahl durch die Testbühne 117 hindurch auf die Rückseite des Plättchens fokussiert. Die Wellenlänge des Laserstrahls kann von ungefähr 1000-1400 nm betragen. Andere Wellenlängen können ebenfalls nützlich sein. Die verwendete Wellenlänge kann von der Art des Materials des Substrats des Plättchens sowie vom angewendeten Verfahren abhängen. Beispielsweise sollte die Wellenlänge unterhalb der Bandlücke des Substratmaterials des Plättchens liegen. Der Laser kann dafür ausgelegt sein, als ein Dauerstrich-Laser oder ein gepulster Laser zu arbeiten.
-
Der Laser kann dafür ausgelegt sein, als ein gepulster Laser (d. h., im Pulsmodus) zu arbeiten. Verschiedene Techniken können angewendet werden, um den Laser dafür auszulegen, dass er im Pulsmodus arbeitet. Beispielsweise kann ein elektrooptischer Modulator (EOM, im Englischen: „electro-optical modulator“), ein Modenkoppler oder ein Laserchopper verwendet werden. Die Frequenz des gepulsten Strahls kann von ungefähr 1 kHz bis ungefähr 500 kHz oder mehr betragen. Andere Pulsfrequenzen können ebenfalls nützlich sein, beispielsweise beträgt eine Pulsbreite eines Laserstrahls vorzugsweise weniger als 200 µs. Die Pulsbreite kann ungefähr 50 µs sein. Andere Pulsbreiten können ebenfalls nützlich sein. In einer Ausführungsform beträgt die Einschaltdauer der Pulsbereite ungefähr 50 %. Andere Einschaltdauern können ebenfalls nützlich sein.
-
Das Testsystem kann dafür verwendet werden, weiche oder harte Ausfälle des IC zu identifizieren. Wenn weiche Ausfälle identifiziert werden, kann der Laser entweder in einem Dauerstrich-Modus oder in einem Pulsmodus betrieben werden. Zum Identifizieren von harten Ausfällen kann der Laser entweder in einem Dauerstrich-Modus oder einem gepulsten Modus betrieben werden, aber der gepulste Modus ist effektiver. Andere Ausgestaltungen des Lasers für die Defektanalyse können ebenfalls nützlich sein.
-
Der einfallende Laserstrahl wird dazu verwendet, die elektrischen Eigenschaften der Transistoren während des Tests zu stören. Beispielsweise kann der einfallende Laserstrahl als eine Wärmequelle dienen, mit der die Rückseite des Plättchens erhitzt wird, um den IC zu stören. Der Laser kann sich bei einer Wellenlänge von ungefähr 1340 nm im Dauerstrich-Modus befinden. Um Ladungsträger zu erzeugen, kann sich der Laser im Dauerstrich-Modus oder im gepulsten Modus befinden, und die Wellenlänge kann ungefähr 1064 nm betragen. Beispielsweise kann die Erzeugung von Ladungsträgern durch Stromeffekte, die von einem optischen Strahl ausgelöst werden (OBIC-Effekte, im Englischen: „optical beam induced current effects“) verursacht werden.
-
Der Scanner 113 wird dazu verwendet, die Rückseite der DUT 129 mit dem Laserstrahl abzuscannen. Beispielsweise wird der Scanner 113 im Weg des Laserstrahls von der Laserquelle 107 angeordnet, und er richtet den Strahl auf die Rückseite der DUT 129. Der Scanner 113 kann beispielsweise gesteuert werden, um mit dem Laser oder Laserstrahl die Ebene der Rückseite der DUT 129 in einer x-y Richtung abzuscannen. Verschiedene Arten von Scannern 113 zum Abscannen mit dem Laser können verwendet werden. Beispielsweise kann der Scanner 113 ein Schrittscanner (nicht kontinuierlich) oder ein Rasterscanner (kontinuierlich) sein. Der Scanner 113 scannt beispielsweise die gesamte Rückseite des IC pixelweise ab. Der Scanner kann ein Positionsausgangssignal aufweisen, das es ermöglicht, die Position des Laserstrahls auf der Rückseite des Plättchens bzw. der DUT 129 zu bestimmen.
-
In einer Ausführungsform fokussiert die Fokussiereinheit 115, die in dem Strahlweg zwischen dem Scanner 113 und der Testbühne 117 angeordnet ist, den Laserstrahl von dem Scanner 113 auf die Rückseite des IC. Die Fokussiereinheit 115 kann beispielsweise eine optische Säule sein. Beispielsweise kann die Fokussiereinheit ein Objektiv zum Fokussieren des Strahls auf die Rückseite des IC umfassen. Das Objektiv kann ein Trockenobjektiv oder ein Immersionsobjektiv sein. Andere Arten von Objektiven oder Fokussiereinheiten können ebenfalls nützlich sein. Beispielsweise kann die Fokussiereinheit gekrümmte Spiegel umfassen. Die Fokussiereinheit fokussiert den Strahl, sodass er eine vorbestimmte Spotgröße aufweist. Die Spotgröße kann beispielsweise ungefähr 150-200 nm betragen. Andere Spotgrößen können ebenfalls nützlich sein. Die Spotgröße hängt beispielsweise von der Brennweite des Objektivs der Fokussiereinheit ab. Die Brennweite des Objektivs kann abhängig von einer gewünschten Auflösungsgrenze für die Messungen gewählt werden.
-
Der Laser wird auch dazu verwendet, um ein Lichtbild des Teils der DUT bzw. des IC 129, auf den Strahl fokussiert wird, zu erhalten. Das Lichtbild wird anhand des reflektierten Laserstrahls erhalten. Beispielsweise wird der von der Rückseite der DUT 129 reflektierte Laserstrahl untersucht (im Englischen: „sampled“), um das Bild zu erhalten. Der reflektierte Laserstrahl wird über den Strahlteiler 111, der sich zwischen dem Laser 107 und dem Scanner 113 befindet, auf den Fotodetektor 109 gerichtet. Der Fotodetektor 109 erfasst den reflektierten Strahl und erzeugt ein Detektorausgangssignal des reflektierten Bilds. Beispielsweise erfasst der Fotodetektor 109 die Intensität des reflektierten Strahls und erzeugt ein Detektorausgangssignal.
-
Der Bildprozessor 119 verarbeitet das Detektorausgangssignal und erzeugt ein Bild des untersuchten Teils der DUT 129. Das Bild ist beispielsweise ein reflektiertes Laserbild eines Pixels der DUT 129, die untersucht wird. Die Position des Pixels kann mit dem Positionsausgangssignal von dem Scanner 113 bestimmt werden. Das Bild kann auf dem Bildschirm 121 angezeigt werden. Beispielsweise kann das Bild in Echtzeit auf dem Bildschirm 121 angezeigt werden, während jedes Pixel der DUT 129 abgescannt wird. Das Bild kann in einem Speicher gespeichert werden. Beispielsweise kann das reflektierte Laserbild in einem Speicher des Bildprozessors 119 gespeichert werden. Das Bild kann an anderen Speicherorten gespeichert werden. Beispielsweise kann das Bild auf einem Server gespeichert werden.
-
Ein reflektiertes Laserbild der DUT 129 kann durch Abscannen der gesamten DUT 129 mit dem Laserstrahl erhalten werden. Beispielsweise kann ein pixelweises Abscannen der DUT 129 mit dem Laserstrahl verwendet werden, um ein vollständiges Bild der DUT 129 zu erzeugen. In einer Ausführungsform wird vor dem Beginn des Tests ein vollständiges Bild der DUT 129 erhalten.
-
Das Testmodul 103 umfasst eine Referenzausfallprotokolleinheit 123. Die Referenzausfallprotokolleinheit 123 enthält frühere Ausfalldaten von Interesse. Die früheren Ausfalldaten von Interesse werden beispielsweise durch einen Sortiertest (im Englischen: „sort test“) ausgefallener ICs und einer Protokollierung der Ausfallvergleichsvektoren erhalten. Andere Techniken zum Erhalten früherer Ausfälle oder Ausfallvergleichsvektoren von Interesse können ebenfalls nützlich sein. In einer Ausführungsform sind die Ausfallvergleichsvektoren Testvektoren von Interesse von dem Sortiertest. Wie in 1 gezeigt, empfängt die Testeinheit 125 ein Testmuster 131 zum Testen der DUT 129. Das Testmuster 131 ist beispielsweise eine 3D-Matrix von Testvektoren, die bestimmten Anschlussnamen des IC und Zykluszahlen entsprechen. Beispielsweise können die Testvektoren Zeiger auf Vorspannungen oder eine Wellenformtabelle sein. Die Testvektoren können Eingaben oder Ausgaben sein. Im Fall von Eingaben dienen sie als Treibersignale. Im Fall von Ausgaben, auch Vergleichstestvektoren genannt, dienen sie als erwartete Signale, die mit den tatsächlichen Ausgaben von der DUT 129, die dem Zyklus entsprechen, verglichen werden. Die ansteigende Flanke des Taktsignals des Testers kann als eine Referenz dienen, wenn Eingabevektoren angewendet werden oder wenn Ausgabevektoren verglichen werden. Üblicherweise wird pro Taktzyklus ein Vektor oder ein Anschluss getestet. Das Testen von mehr als einem Vektor pro Taktzyklus kann ebenfalls nützlich sein. Typischerweise gibt es mehr als einen Anschluss, der in einem Taktzyklus getestet wird. Das Testen wird beispielsweise durchgeführt, während anhand eines anfänglichen Scans ein Bild des IC erhalten wird. Das Abscannen mit dem Laser und der Testlauf, die synchron oder gleichzeitig durchgeführt werden, sind in 1 durch eine gerichtete Linie 130, die den Tester 125 und den Scanner 113 verbindet, dargestellt.
-
Der Messkopf 127 ist auf der DUT 129 angebracht. Beispielsweise umfasst der Messkopf 127 elektrische Verbindungen, die mit Kontaktflecken oder Kontakten des IC verbunden sind. Das ermöglicht der Testeinheit 125, mit dem IC zu kommunizieren. Beispielsweise stellt die Testeinheit 125 dem IC für den Test ein Testmuster zur Verfügung, und sie liest die Ausgaben von dem IC mit Hilfe des Messkopfs 127 zum Vergleich mit erwarteten Werten. Während eines Testzyklus scannt der Laserstrahl die Rückseite der DUT 129 ab, um den IC jeweils an einer Testposition (Pixelposition) zu stören, bis die gesamte DUT 129 getestet ist. Das Testen an jeder Position kann als ein vollständiger Testlauf von allen Testzyklen oder als Testsequenz bezeichnet werden. An jeder Position bzw. während jeden Testlaufs testet der Tester den IC mit dem Testmuster. Das Ergebnis des Testmusters (z. B. ein gemessener oder ausgegebener Testvektor) wird mit den erwarteten Werten des Testmusters verglichen, um zu bestimmen, ob der ausgegebene Testvektor ein Ausfalltestvektor ist. Beispielsweise sind Ausfalltestvektoren ausgegebene Testvektoren, die nicht zu den erwarteten Werten passen. Das Analysemodul 105 umfasst eine erste Profilereinheit 133, eine zweite Profilereinheit 135, ein Kreuzkorrelationsfunktionsmodul 137 und eine Bildverarbeitungseinheit 139. Der erste Profiler 133 kann entweder unter Verwendung von Hardware oder unter Verwendung von Softwareverfahren implementiert werden. Der erste Profiler ist dafür ausgelegt, aus dem Referenzausfallprotokoll 123 der defekten bzw. schlechten Vorrichtung ein 3D-Profil zu erzeugen. Die Details des Ausfalls einer schlechten oder defekten Vorrichtung repräsentieren die Referenzausfallsignatur.
-
Wie in 2 gezeigt, wird eine grafische Darstellung einer Anzahl des Auftretens (Y-Achse) einer Referenzausfallssignatur in unterschiedlichen Zyklen von Ausfällen (X-Achse) dargestellt. In dieser Ausführungsform gibt es einen Anschluss mit Ausfällen mit 20 Zyklen von Ausfällen (X-Achse) und das Auftreten pro Zyklus wird registriert und normalisiert. Dies bildet das Referenzprofil. Während der Beurteilung einer DUT 129 (d. h., eines guten Plättchens) mit EeLADA wird für jeden Pixel ein Profil mit Laseranregung (der Einfachheit der Darstellung halber nicht gezeigt) erzeugt, während der Laser das Gebiet von Interesse auf der DUT rastert. Das Kreuzkorrelationsfunktionsmodul 137 führt dann pixelweise Vergleiche von Ausfallssignaturen zwischen Referenzpixeln und anderen Pixeln durch, während diese auf der DUT angeregt werden. Das Kreuzkorrelationsfunktionsmodul 137 erzeugt auf Grundlage des pixelweisen Vergleichs ein Signalbild 141. Das Signalbild 141 wird von dem Kreuzkorrelationsfunktionsmodul 137 auf Grundlage des Grads der Korrelation erzeugt. Ein Schwellwert des Grads der Korrelation bestimmt das endgültige Signalbild, das die lokalisierten Signale nahelegt.
-
In einer alternativen Ausführungsform kann das 3D-Profil erzeugt werden, indem ein Stromprofil eines gesamten Testlaufs aufgezeichnet wird. Eine DUT kann mindestens eine Stromversorgung aufweisen. Wenn der Laser pixelweise rastert, findet an jedem Pixel ein vollständiger Testlauf mit dem Testmuster statt, wie oben diskutiert. Deshalb können an jedem Pixel in jedem Zyklus die aktuellen Stromwerte der Stromversorgungen entnommen werden. Wenn eine Vorrichtung ohne einen Durchlauf mit einem Testmuster eingeschaltet wird, ist der Strom bei einem Gleichstromwert stabil. Wenn ein Testmuster durchlaufen wird, fluktuiert der Strom jedoch. Die Stromfluktuation stellt ein Vergleichsprofil bereit.
-
3 stellt ein Beispiel eines Signalbilds 141 dar, in dem die Korrelation mit Hilfe der Helligkeit der Pixel in einer Graustufenskala dargestellt ist. Die Pixelblöcke 143 stellen eine Korrelation nahe 0 dar und die Pixelblöcke 145 stellen eine Korrelation nahe 1 dar. Die restlichen Pixelblöcke stellen verschiedene Korrelationen zwischen 0 und 1 dar. Die hellen Pixelblöcke 145 in dem technischen Bild 141 stellen eine Übereinstimmung zwischen dem Referenzausfallprofil und jedem anregenden Ereignis dar.
-
4 stellt außerdem das Analysemodul 105 des Testsystems gemäß 1 dar. Wie zuvor diskutiert, erhält der erste Profiler 133 ein Referenzausfallprotokoll 123 von der schlechten oder defekten Vorrichtung. Der erste Profiler erzeugt ein 3D-Profil 147 des Referenzausfallprotokolls 123. Die x-Achse repräsentiert Zyklen von Ausfällen, die y-Achse repräsentiert Anschlüsse von Ausfällen und die z-Achse repräsentiert die Frequenz des Auftretens oder Zykluswiederholungen. Der zweite Profiler 135 erzeugt ein 3D-Profil 149 der DUT 129. Das 3D-Profil 149 ist ein Profil von jedem Pixel eines ROI bei einer EeLADA-Beurteilung mit angeregter DUT, die an der DUT 129 durchgeführt wird. Die Anzahl der Profile ist äquivalent zu der Gesamtzahl der Pixel in dem ROI-Bildrahmen.
-
Von dem Kreuzkorrelationsmodul 137 wird eine pixelweise Kreuzkorrelation durchgeführt, um das Signalbild 141 zu erzeugen. Wie zuvor diskutiert, stellt das Signalbild 141 eine Korrelation mit Hilfe der Helligkeit der Pixel dar. Die Pixelblöcke 143 repräsentieren eine Korrelation nahe 0 und die Pixelblöcke 145 repräsentieren eine Korrelation nahe 1. Die hellen Pixelblöcke 145 des technischen Bilds 141 stellen eine Übereinstimmung zwischen der Referenzausfallposition und jedem anregenden Ereignis dar.
-
Von der Bildverarbeitungseinheit 139 wird ein technisches Bild eines endgültigen Signals bzw. ein Defektisolationssignalbild 151 erzeugt. Die Pixelblöcke 153 in dem technischen Bild des endgültigen Signals bzw. des Defektisolationssignalbilds 151 stellen einen Ausfall auf Bitzellenebene in der DUT 129 dar. Zusätzliche Vergleiche nicht passender Zyklen von Ausfällen 155 können durchgeführt werden, um die Genauigkeit der Defektisolation weiter zu verbessern.
-
5 stellt außerdem ein weiteres Beispiel des Analysemoduls 105 des Testsystems gemäß 1 dar. Der Unterschied zwischen den Ausführungsformen der 4 und der 5 betrifft die Verarbeitung der Zyklen von Ausfällen 155, die nicht mit der Referenz übereinstimmen. Beispielsweise kann das Profil 149 mit Laseranregung Zyklen von Ausfällen enthalten, die in dem Referenzprofil 147 nicht vorhanden sind. Die vorliegende Ausführungsform umfasst diese nicht übereinstimmenden Zyklen als das Profil für die Kreuzkorrelation. Die Anwesenheit dieser nicht übereinstimmenden Zyklen in dem Kreuzkorrelationsmodul beeinflusst den Grad der Korrelation erheblich und verbessert die Qualität der Signalbilder 141 und 151 in manchen Fällen. Es sollte hervorgehoben werden, dass sich die nicht übereinstimmenden Ereignisse außer auf Zyklen von Ausfällen auch auf nicht übereinstimmende Informationen über Anschlüsse von Ausfällen beziehen können.
-
Die 6A bis 6D stellen experimentelle Testbilder dar, die auf einen programmierten Defekt in einer DUT folgen. Bei dem experimentellen Test werden auf einem guten Plättchen unter Verwendung eines Dauerstrichlasers (cw-Laser, im Englischen: „continuous wafe laser“) mit 1340 nm und einem Festkörperimmersionsobjektiv (SIL, im Englischen: „solid immersion lens“) ein oder mehr programmierte Defekte erzeugt. In diesem Beispiel zeigt der schwarze Fleck 157 in dem optischen Bild des reflektierten Lasers, das in 6A gezeigt ist, die Position eines einzelnen Defekts an. EeLADA wird mit der DUT durchgeführt, und die Ergebnisse sind in dem technischen Signalbild bzw. Defektisolationssignalbild der 6B dargestellt. Durch Überlagern des optischen Bilds und des technischen Signalbilds wird der bekannte Ort des Defekts 157 mit dem EeLADA-Signal verglichen. Wie in dem vergrößerten Bild der 6D gezeigt, beträgt die Genauigkeit der Lokalisation des Defekts ungefähr 3 µm.
-
Mit den Ausführungsformen der vorliegenden Angaben können verschiedene technische Effekte erreicht werden, wie beispielsweise eine verbesserte diagnostische Auflösung der ausgefallenen Bitzelle im eingebetteten Speicher. Vorrichtungen, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Angaben gebildet werden, können für verschiedene industrielle Anwendungen verwendet werden, beispielsweise Mikroprozessoren, Smartphones, Mobiltelefone, Handys, Set-Top-Boxen, DVD-Recorder und DVD-Player, Autonavigationsgeräte, Drucker und Peripheriegeräte, Netzwerk- und Telekommunikationsausrüstung, Spielsysteme und Digitalkameras. Die vorliegenden Angaben können in beliebigen Halbleitervorrichtungen unterschiedlicher Arten, die eingebetteten Speicher und anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise umfassen, industriell angewendet werden.
-
In der vorangehenden Beschreibung werden die vorliegenden Angaben mit Bezug auf spezielle beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass verschiedene Abwandlungen und Veränderungen davon gemacht werden können, ohne vom allgemeineren Geist und Umfang der vorliegenden Angaben, der in den Patentansprüchen dargelegt wird, abzuweichen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind deshalb als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Es ist zu verstehen, dass die vorliegenden Angaben für die Verwendung verschiedener anderer Kombinationen und Ausführungsformen geeignet sind, und dass sie für beliebige Veränderungen oder Abwandlungen innerhalb des Bereichs des hierin ausgedrückten erfinderischen Konzepts geeignet ist.
