TWI391688B - 微粒檢測方法及其裝置 - Google Patents

Description

微粒檢測方法及其裝置

本發明是有關於一種微粒檢測方法及其裝置，且特別是有關於一種在晶片上檢測微粒之方法及其裝置。

隨著消費性電子產品的發展，對於電子產品尺寸的要求越來越嚴格。導因於半導體製程的進步，晶片尺寸可以達到奈米(nano-meter)等級。然而，隨著晶片尺寸越小以及製程越精密，製程中所產生的微粒(particle)將會影響到電子產品良率以及電路特性。因此，在製程過程當中，必須將存有微粒之電路檢測出來。

圖1為檢測晶片上微粒之示意圖。請參照圖1，在一般的微粒檢測方法中，通常會施加電壓於晶片上其一引腳L1並量測相鄰之引腳L2上的電壓，來得知引腳L1與引腳L2之間的電阻性阻抗，進而判斷兩引腳之間是否存在微粒。但是，實際上微粒不一定會與兩引腳接觸而呈現電阻性阻抗，也有可能形成非接觸性的電容性阻抗。

圖2為另一檢測晶片上微粒之示意圖。請參照圖2，在此微粒檢測方法中，經由施加電壓於其一引腳L1且量測相鄰之引腳L2上電壓隨時間變化的速度大小，可以判斷是否有微粒存在。然而，微粒所形成之電容性阻抗可能使引腳L1及引腳L2有正負極性之分。當所施加之電壓不符合引腳L1或L2之極性時，便會量測不到微粒所形成之電容性阻抗。另外，在晶片內部引腳也可能耦接具極性之電子元件，例如：保護二極體以作靜電防護之用。當所施加之電壓使電子元件作動而漏電時，也會量測不到微粒所形成之電容性阻抗。因此，單向量測電容性阻抗容易造成檢測微粒失誤。

另一方面，為了檢測晶片上的微粒，通常會參考一臨界值與相鄰引腳L2上電壓進行比較。也就是說，經由判斷受電阻性阻抗或電容性阻抗影響所量測到的電壓是否超過臨界值，可以得知是否存在微粒。然而，臨界值的設定常常需隨製程的不同而因應改變，甚至在相同製程下受晶片內不同電路之元件特性的影響，臨界值的設定也會有所不同。為了維持出廠之晶片的可用性，往往會設定嚴苛的臨界值，也因此容易會誤判晶片內存有微粒而將良好電路檢測為不良電路，不僅造成時間與資源的浪費，也降低了晶片之良率。

本發明提供一種微粒檢測方法及其裝置，其可以提高微粒檢測之準確性，以及降低判斷微粒存在與否所參考之臨界值受不同製程或晶片內電路特性的影響。

本發明提供一種微粒檢測方法。首先，提供脈衝電壓至複數條引腳中第一引腳，並且經取樣時間後擷取複數條引腳中第二引腳上的第一取樣電壓，其中第二引腳相鄰第一引腳；接著，提供脈衝電壓至第二引腳並且經取樣時間後量測第一引腳上的一第二取樣電壓；之後，依據複數條引腳上多個取樣電壓之統計值，分別調整第一取樣電壓及第二取樣電壓至以預定電壓為基準之第一偵測電壓及第二偵測電壓；最後，當第一偵測電壓或第二偵測電壓超出預定範圍時，則判斷第一引腳與第二引腳之間存有微粒。

本發明提供一種微粒檢測裝置，其包括電壓產生單元、電壓量測單元與處理單元。電壓產生單元在不同時間下分別提供脈衝電壓至複數條引腳中第一引腳及第二引腳，其中第二引腳相鄰第一引腳。電壓量測單元耦接電壓產生單元。當電壓產生單元提供脈衝電壓至第一引腳時，電壓量測單元經取樣時間後量測第二引腳上的第一取樣電壓。而且，當電壓產生單元提供脈衝電壓至第二引腳時，電壓量測單元經取樣時間後量測第一引腳上的第二取樣電壓。處理單元耦接電壓量測單元。處理單元依據複數條引腳上多個取樣電壓之統計值，分別調整第一取樣電壓及第二取樣電壓至以預定電壓為基準之第一偵測電壓及第二偵測電壓。當第一偵測電壓或第二偵測電壓超出預定範圍時，處理單元則判斷第一引腳與第二引腳之間存有微粒。

基於上述，本發明之微粒檢測方法及其裝置在不同時間下分別施加脈衝電壓於兩相鄰引腳，並且雙向量測兩引腳上電壓的變化速度，以確保兩引腳間所量測之電容性阻抗正確，以及提高微粒檢測之準確性。另外，本發明之微粒檢測方法及其裝置更依據複數條引腳上取樣電壓之統計值，調整取樣電壓為以預定電壓為基準的偵測電壓。此偵測電壓為其對應之取樣電壓與複數條引腳上統計電壓之間的相對關係。藉此，依據偵測電壓與預定範圍之比較結果來判斷微粒是否存在的方式，可提高此微粒檢測方法及其裝置於檢測不同製程下晶片的通用性，以及降低微粒檢測失誤。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖3為本發明之一實施例之微粒檢測裝置的示意圖。請參照圖3，微粒檢測裝置302適於檢測晶片312上複數條引腳之間的微粒，於此僅繪示引腳L1及L2示意之。微粒檢測裝置302包括電壓產生單元304、電壓量測單元306與處理單元308。在本實施例中，微粒檢測裝置302為透過多工器310與晶片312上相鄰的兩引腳L1與引腳L2連接。請參照圖4A，為了檢測微粒是否存在於引腳L1與引腳L2之間，電壓產生單元304經由多工器310之切換(如多工器310內實線所示)，而施加脈衝電壓於引腳L1上。請參照圖4B，經一取樣時間T後，電壓量測單元306便透過多工器310之切換(如多工器310內實線所示)，而量測引腳L2上的取樣電壓VS1，以得知引腳L2上電壓隨時間變化的速度。

微粒所形成之電容性阻抗可能使引腳L1及引腳L2有正負極性之分。倘若所施加之脈衝電壓不符合引腳L1或L2之極性時，便會量測不到微粒所形成之電容性阻抗。因此，本實施例之微粒檢測方法在不同時間下分別施加脈衝電壓於兩相鄰引腳，並且雙向量測兩引腳上電壓的變化速度，以確保能量測到兩引腳間的電容性阻抗。也就是說，在不同時間下，電壓產生單元304亦經由多工器310之切換(如多工器310內虛線所示)，而施加脈衝電壓於引腳L2上，經取樣時間T之後，電壓量測單元306經由多工器310之切換(如多工器310內虛線所示)，而量測引腳L1上的取樣電壓VS2，以得知引腳L1上電壓隨時間變化的速度。

圖5為本發明實施例圖3中引腳上所量測之電壓變化的曲線圖。請參照圖5，兩引腳L1及L2因連接晶片內部電路而可能產生有電容性阻抗，而曲線VC1便為兩引腳之間未存有微粒情況下從引腳上所量測之電壓變化。曲線VC2為施加脈衝電壓於兩引腳L1及L2之其一時，從兩引腳L1及L2之另一所量測之電壓變化。如曲線VC2所示，當兩引腳L1及L2之間存在微粒時，微粒所形成之電容性阻抗會造成引腳上所量測之電壓變化緩慢。

舉例來說，在兩引腳L1及L2之間未存有微粒的情況下，經取樣時間T後所量測之取樣電壓應為曲線VC1所示之電壓V1。然而，如曲線VC2所示，受到微粒所形成之電容性阻抗的影響，實際上經取樣時間T後從引腳L1/L2所量測之取樣電壓VS1/VS2會高於電壓V1。因此，可利用引腳上所量測之取樣電壓來檢測微粒。

圖6為本發明實施例圖3中複數條引腳上所分別量測之取樣電壓的示意圖。請參照圖6，本實施例對晶片上複數條引腳進行上述實施例圖3所述之微粒檢測並且取得取樣電壓，其中第11引腳所量測之取樣電壓高於其他引腳之取樣電壓。從圖6可以得知，在引腳之間未存有微粒情況下，引腳上所量測之取樣電壓在位準電壓4伏特附近。針對此製程下所生產之晶片而言，以往設計者可能會參考一臨界值例如為5伏特與各引腳之取樣電壓進行比較，以檢測出第11引腳與其相鄰引腳之間存有微粒。

但是，判定微粒是否存在所參考之臨界值會隨製程上使用材料不同或晶片電路特性而有所不同。倘若臨界值設定不當，便很容易造成過度誤排除微粒，導致良好的晶片誤判為損壞。因此，為了提高微粒檢測於不同製程下的通用性，本實施例依據複數條引腳上取樣電壓之統計值，調整各引腳上取樣電壓為以一預定電壓為基準之偵測電壓，使偵測電壓可表示其對應之取樣電壓與複數條引腳上統計電壓之間的相對關係，並且進一步地進行微粒之判別。

圖7為本發明實施例圖6中分別對應複數條引腳之偵測電壓的示意圖。請參照圖7，假設上述之統計值為複數條引腳上取樣電壓之平均值，然並不侷限於此。本實施例將各引腳上所量測之取樣電壓與上述平均值之差作為各引腳之偵測電壓，以調整各引腳上取樣電壓為以預定電壓(例如：0伏特)為基準之偵測電壓。藉此，本實施例之微粒檢測在不同晶片製程下具有通用性，可不受引腳上所量測之取樣電壓在不同晶片製程下可能位於不同位準電壓的影響。接著，當引腳所對應之偵測電壓超出一預定範圍時，便可判斷此引腳與其相鄰之引腳之間存有微粒。

依據上述實施例，在此可歸納為下列的方法流程。圖8為本發明之實施例之微粒檢測方法的流程圖。請參照圖8，首先，將脈衝電壓提供至第一引腳(步驟S801)，並且經取樣時間後從相鄰第一引腳之第二引腳上擷取對應第二引腳之取樣電壓(步驟S802)。接著，將脈衝電壓提供至第二引腳(步驟S803)，並且經取樣時間後從第一引腳上擷取對應第一引腳之取樣電壓(步驟S804)。之後，依據複數條引腳上之取樣電壓的統計值，將各引腳所對應之取樣電壓調整至以預定電壓為基準之偵測電壓(步驟S805)。當第一引腳所對應之偵測電壓或者第二引腳所對應之偵測電壓超出預定範圍時，則判斷第一引腳與該第二引腳之間存有微粒(步驟S806)。

綜上所述，上述實施例之微粒檢測方法及其裝置可檢測引腳之間是否存在微粒。在不同時間下分別施加脈衝電壓於兩相鄰引腳，並且雙向量測兩引腳上取樣電壓，以確保能不受電容極性而能量測到電容性阻抗，以及提高微粒檢測之準確性。另外，上述實施例依據複數條引腳之取樣電壓之統計值，將各引腳所對應之取樣電壓調整為以預定電壓為基準之偵測電壓。經由將各引腳所對應之偵測電壓與預定範圍進行比較，便可判斷各引腳及其相鄰之引腳之間是否存在微粒。藉此，可以提高微粒檢測於不同製程或者不同電路特性下的通用性，以及降低微粒檢測失誤。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

L1、L2．．．引腳

302．．．微粒檢測裝置

304．．．電壓產生單元

306．．．電壓量測單元

308．．．處理單元

310．．．多工器

312．．．晶片

S801~S806．．．本發明之一實施例之微粒檢測方法的步驟

圖1為檢測晶片上微粒之示意圖。

圖2為另一檢測晶片上微粒之示意圖。

圖3本發明之一實施例之微粒檢測裝置的示意圖。

圖4A為本發明實施例圖3中脈衝電壓之曲線圖。

圖4B為本發明實施例圖3中引腳電壓變化之曲線圖。

圖5為本發明實施例圖3中引腳上所量測之電壓變化的曲線圖。

圖6為本發明實施例圖3中複數條引腳上所分別量測之取樣電壓的示意圖。

圖7為本發明實施例圖6中分別對應複數條引腳之偵測電壓的示意圖。

圖8為本發明之一實施例之微粒檢測方法的流程圖。

S801~S806．．．本發明之一實施例之微粒檢測方法的步驟

Claims (6)

1. 一種微粒檢測方法，適於檢測一晶片上之微粒，包括：提供一脈衝電壓至複數條引腳中一第一引腳並且經一取樣時間後擷取該些引腳中一第二引腳上的一第一取樣電壓，其中該第二引腳相鄰該第一引腳；提供該脈衝電壓至該第二引腳並且經該取樣時間後量測該第一引腳上的一第二取樣電壓；依據該些引腳上多個取樣電壓之一統計值，分別調整該第一取樣電壓及該第二取樣電壓至以一預定電壓為基準之一第一偵測電壓及一第二偵測電壓；以及當該第一偵測電壓或該第二偵測電壓超出一預定範圍時，則判斷該第一引腳與該第二引腳之間存有微粒。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微粒檢測方法，其中該統計值為該些引腳上多個取樣電壓之一平均電壓值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之微粒檢測方法，其中該第一偵測電壓為該第二取樣電壓與該統計值之差，且該第二偵測電壓為該第一取樣電壓與該統計值之差。
4. 一種微粒檢測裝置，適於檢測一晶片上之微粒，包括：一電壓產生單元，在不同時間下分別提供一脈衝電壓至複數條引腳中一第一引腳及一第二引腳，其中該第二引腳相鄰該第一引腳；一電壓量測單元，耦接該電壓產生單元，當該電壓產生單元提供該脈衝電壓至該第一引腳時，則經一取樣時間後量測該第二引腳上的一第一取樣電壓，且當該電壓產生單元提供該脈衝電壓至該第二引腳時，則經該取樣時間後量測該第一引腳上的一第二取樣電壓；以及一處理單元，耦接該電壓量測單元，依據該些引腳上多個取樣電壓之一統計值，分別調整該第一取樣電壓及該第二取樣電壓至以一預定電壓為基準之一第一偵測電壓及一第二偵測電壓，並且當該第一偵測電壓或該第二偵測電壓超出一預定範圍時，則判斷該第一引腳與該第二引腳之間存有微粒。
5. 如申請專利範圍第4項所述之微粒檢測裝置，其中該統計值為該些引腳上多個取樣電壓之一平均電壓值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之微粒檢測裝置，其中該第一偵測電壓為該第一取樣電壓與該統計值之差，且該第二偵測電壓為該第二取樣電壓與該統計值之差。