TWI746740B - 用於積體電路(ic)檢查之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

提供用於IC半導體器件中之故障分析之新技術，其等包含用以在電刺激一待測試IC器件(DUT)時或當該器件其自身或在安裝於一電路板或其他模組中之一主機系統內處於作用中時使用電子束(e-beam)技術來實現該DUT內之電路之探測之系統設計及方法。該DUT可為一封裝IC或呈某一未封裝形式之一IC。為緊接該電子束工具外側產生一局部排空體積，一密封元件為了形成一局部密封而抵靠或圍繞該DUT密封。此一配置免除對操作且監測該DUT所需之可能數千個信號之真空饋通之需要，且進一步在一DUT在其正常環境中操作，諸如安裝於其系統中之一電路板上或安裝於一「未發現誤差」測試器上時實現該DUT的探測。

Description

用於積體電路(IC)檢查之方法及裝置
本發明係關於使用帶電粒子束之積體電路診斷、特徵化及修改。
電故障分析隔離在測試下運行之完整IC器件(DUT)中之電問題。縮小之節點、新的材料及更複雜的結構正驅動用以偵測故障之新的隔離技術及系統解析度之改良。
電子束診斷系統係用於IC特徵化及除錯應用之一有力工具。電子束診斷系統(例如)用於二次電子成像、使用一內建式電腦自動化設計(CAD)顯示之電路導航及使用電壓對比原理之來自主動電路之電壓量測。(例如見美國專利案第4,706,019號。)其他電子束診斷系統使用束中之電子來影響一信號以偵測故障。此等系統包含電子束感應電流(EBIC)、電阻式對比成像(RCI)、偏壓RCI(BRCI)、電荷感應電壓更改(CIVA)、低能量CIVA(LECIVA)、電子束吸收電流(EBAC)及電子束感應電阻改變(EBIRCH)。
Shaw等人之美國專利案第6,872,581號教示使用一帶電粒子束之IC診斷、特徵化或修改之方法。在一個實施方案中，一IC之塊體矽基板自背側薄化至距最深阱約1至3μm，且一電壓經施加至經薄化基板之表面下方之 一電路元件。經施加之電壓引發表面上之一電位，藉由感應電壓與帶電粒子束之相互作用偵測到該電位。Wollesen等人之美國專利案第5,972,725號類似地藉由使用機械拋光及電漿蝕刻來移除矽基板之一部分，提供一供應電壓至電路且觀察電子束影像中之電壓對比而實現背側電壓量測。
期望此等檢查技術使用測試信號設計來啟動IC電路以在測試狀況下操作IC。在一SEM腔室內側啟動現代IC需要數百至數千個高速電饋通，且此係一挑戰。由於電路之大小(電晶體計數)及複雜度大體伴隨著器件上之輸入輸出(I/O)端子之計數增大，故所需之高速饋通之數量大體增大。歷史電子束解決方案皆依賴於電信號「被傳遞通過」至SEM之一真空腔室中，此係可需要針對一特定IC產生專用連接設備之一繁複及緩慢程序。
本發明之一目的係提供一種用於使用一SEM進行IC分析之方法及裝置。
一種使用具有一掃描電子顯微鏡(SEM)柱之一SEM檢查一IC之方法，該SEM柱在一端處具有一SEM柱開口，從該SEM柱開口發射一電子束。該方法可包含：圍繞IC背側上之一目標區域密封該SEM柱開口以在該SEM柱開口處產生一密封體積，該目標區域形成該密封體積之圍封體之一部分；排空該密封體積；施加一電壓至該IC之一電路元件，該電壓引發該目標區域中之一電位；及使該電子束掃描遍及該目標區域以偵測該目標區域之表面處之該電位。
一種裝置可包含：一測試夾具，其包含用於連接至該IC上之多個觸點之多個電探針；一SEM，其包含一電子源、具有從其朝向該目標區域發射一電子束之一末梢端之一聚焦柱及經定位以偵測回應於入射電子束自該 目標區域發射之電子之一電子偵測器；一密封元件，其經調適以經定位於該SEM聚焦柱之該末梢端處且具有一中心開口以容許電子經過；一可移動座，其固持該SEM或該IC且經構形以引起該SEM與該IC之間的相對運動以使該密封元件在該SEM聚焦柱與該IC或該測試夾具之間形成一密封，該密封圍繞該目標區域；及一真空泵，其經耦合至該SEM聚焦柱且可操作以產生該IC與該真空柱之該遠端之間的部分真空。
前文已經相當廣泛地概述本發明之特徵及技術優勢使得可更佳理解下文之本發明之實施方式。將在下文中描述本發明之額外特徵及優勢。熟習此項技術者應瞭解，所揭示之概念及特定實施例可容易地用作修改或設計用於執行本發明之相同目的之其他結構之一基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此等等效構造並不脫離如隨附發明申請專利範圍中陳述之本發明之範疇。
3:自動化測試設備(ATE)
4:探針卡
5:連接器
6:載體基板
8:封裝主體
10:積體電路
10':經薄化積體電路
11:背側
12:目標區域
15:密封元件
18:柱接頭元件
19:柱接頭元件
20:掃描電子顯微鏡(SEM)/SEM柱
21:柱接頭元件
22:運動載物台
23:真空線附接埠
24:限壓孔徑
26:光子偵測器
28:支架或框架
62:測試電路板
102:方塊
104:方塊
106:方塊
108:方塊
110:方塊
112:方塊
114:方塊
116:方塊
118:方塊
120:方塊
300:掃描電子顯微鏡
302:電子源
304:電子偵測器
332:電子束
333:系統控制器
353:陰極
354:陽極
356:聚光透鏡
358:物鏡
360:偏轉線圈
368:真空泵
390:檢查工具
900:系統
1002:方塊
1004:方塊
1102:方塊
1104:方塊
1106:方塊
1108:方塊
為了更透徹理解本發明及其優點，現參考結合附圖進行之以下描述，其中：
圖1係根據一些實施例之用於檢查IC之一程序之一流程圖。
圖2係展示在一目標區域處薄化之一IC之一橫截面圖。
圖3A至圖3B係展示跨其整個背側表面薄化之一IC之一系列橫截面圖。
圖4A至圖4B及圖5A至圖5B係展示一SEM柱之相對移動以產生抵靠一未封裝IC背側之一密封之一系列橫截面圖。
圖6A至圖6B及圖7A至圖7B係展示一SEM柱之相對移動以產生抵靠一經封裝IC背側之一密封之一類似系列橫截面圖。
圖8A至圖8E係展示可用於SEM柱末梢端處以固持或接合一密封元件及或調整對於待檢查之一特定IC可能過大的一柱開口之大小之結構之變化之橫截面圖。
圖9係體現本文之一些原理之一例示性診斷系統之一橫截面圖。
圖10展示繪示其中亦偵測到發光之IC檢查程序之一變化之一部分流程圖。
圖11係使用一SEM柱接頭元件來產生一局部密封之一例示性方法之一流程圖。
隨附圖式並不意在按比例繪製。在圖式中，在各種圖中繪示之各相同或幾乎相同之組件藉由一相同數字表示。為清晰起見，未在每一圖式中標記每一組件。
描述IC半導體器件中之故障分析之一新的方法。提供系統設計及方法來當藉由一自動化測試設備(ATE)測試器電刺激一IC待測試器件(DUT)時或當器件其自身或在安裝於一電路板或其他模組中之一主機系統內處於作用中時使用電子束(e-beam)技術來實現DUT內含有之電晶體、其等摻雜劑阱及其等輔助連接之探測。DUT可為一經封裝IC，或其可以未封裝形式駐留，包含作為一完整製造晶圓之部分。現有電子束探測系統此等系統已要求DUT被放置於一高真空環境中。本文之設計及方法企圖避免將DUT放置於一高真空內之需要，且替代地使用一環境掃描電子顯微鏡(ESEM)或一低真空SEM(其中DUT可處於一相對低(「差」)真空環境中)。使用用於產生一局部排空體積之一局部密封抵靠及/或圍繞DUT密封SEM柱。可使用圍繞SEM柱構造之腔室中之一小型泵抽埠或藉由自 ESEM/DUT腔室之柱側透過一小型ESEM孔徑泵抽而維持ESEM/DUT局部排空體積中之低真空。此一配置免除對操作且監測DUT所需之可能數千個信號之真空饋通之需要，且進一步在一DUT在其正常環境中操作(諸如安裝於其系統中之一電路板上或安裝於一ATE測試器上)時實現該DUT的探測。DUT環境中之壓力通常在約10Pa與25kPa之間。一ESEM使用氣體級聯放大二次電子偵測。在一些應用中，具有一低真空位準之一SEM可使用一反向散射電子偵測器。DUT處之壓力應在偵測器將提供一有用信號之一範圍內。亦藉由柱真空泵維持在電子源處及在光學柱中之一足夠真空以提供具有DUT處之足夠解析度之一電子束之能力判定壓力之上限。SEM柱通常將具有一限壓孔徑來維持在電子源處且遍及聚焦柱之大部分之一較低壓力以避免源的污染且使束分散通過柱之大部分。在限壓孔徑後方之壓力(其中柱抵靠DUT或測試夾具密封)可大於限壓孔徑上方之壓力。
各種態樣提供大幅簡化用於使用一SEM檢查一IC之測試設定之益處。將信號連接至IC(此通常將另需要具有電貫通之一真空腔室)之經改良速度及成本以及設定至IC DUT之連接之經改良工時及成本之益處。藉由泵抽小得多體積之真空以檢測一IC而節省時間，且透過容許在經密封至DUT或測試夾具之SEM柱之端處產生之小真空體積中之一較低品質真空(至少一部分真空)而節省時間。提供對IC之改良接達以將其他測試工具移動至適當位置中以檢查IC DUT，從而容許設計可比先前程序更頻繁切換工具之測試程序。採用一柱接頭元件之版本亦改良設備之交互可操作性且容許現有SEM設備在執行本文之新的特徵時實現更大價值。亦可自本文中組合使用之各種特徵實現許多其他優點。
在一項實施例中，一簡單O型環密封元件足以密封DUT之一部分，使 得在O型環密封外側，容許存在環境大氣狀況，且在密封內，維持具有足夠位準之一真空以容許SEM操作。如本文使用，「密封至DUT」亦包含密封至固持DUT之一夾具或模組。此配置使整個DUT(以及可能ATE)無需處於一高真空SEM腔室內之真空。SEM可經放置於機械載物台上，使得電子束探測、標準光學探測、熱發射或任何其他電故障分析工具可移動至DUT位置處之適當位置中。
本文描述之系統之一個態樣包含提供一密封元件以提供SEM柱之末梢端與IC之背側上之一目標區之間的一局部密封以產生至少一局部圍封體積，該局部圍封體積可經排空以產生用於操作某一類型之一SEM之一部分真空。另一態樣係在圍繞DUT之一目標區域之一局部體積中產生之一至少部分真空中之一SEM之操作，容許製作至一真空外側之DUT之電連接以避免將電連接延伸至一真空腔室中。較佳地配合一經薄化IC DUT採用此等技術。
另一實施例提供檢查一IC之一方法，其包含至少在待檢查之一目標區域處薄化IC之一背側，及若IC尚未安裝於充當一測試夾具之一電路模組中，則將IC放置於一測試夾具中。電路模組、測試夾具或用於固持IC之其他器件稱為一「IC固持器」或「電路固持器」。方法接著包含相對於IC將一SEM柱移動至IC背側處接近目標區域之一位置中。SEM或IC可經移動以完成相對移動。方法產生SEM柱開口與IC背側之間的一密封，該密封圍繞目標區域。接著，方法產生SEM柱開口與IC背側表面之間的一密封體積中之至少一部分真空。至少一個電壓經施加至IC之一電路元件，電壓引發目標區域中之一電位。方法接著使用SEM偵測電位作為目標區域之一表面特徵。
以與方法之任何適當子組合使用許多特徵及技術。密封可形成SEM柱與目標區域之間的一開口。可使用一O型環產生密封。其亦可使用定位於SEM柱之一末梢端處之一密封元件產生。產生密封可包含使SEM柱朝向IC移動以抵靠IC壓縮一密封元件。可藉由移動其上安裝SEM之一運動載物台而執行相對於IC移動SEM柱。在一些版本中，至少部分真空可包括1kPa或更大之一壓力。更高真空位準(更低壓力)可在可達成的情況下使用，其中更高真空位準一般對更高品質之SEM資料係較佳的。可達成之真空位準取決於通過密封及真空泵上之洩漏。方法可進一步包含在掃描SEM時偵測密封體積內側自IC發射之光子。SEM柱可為一環境SEM(ESEM)柱。SEM柱可為一低真空SEM柱。方法可包含將一近紅外線(NIR)顯微鏡或另一適當檢測工具移動至鄰近於目標區域之一位置中且使用另一工具檢查IC。方法可進一步包含藉由偵測沿著目標區域之多個特徵之電位而獲得一表面電壓對比影像。此可包含使用一電壓對比影像來定位IC中之一電路元件以用於使用SEM之檢查。其亦可包含使用電壓對比影像來偵測IC中之一電路元件中之一故障。方法可包含使用其他電子束分析技術，諸如EBIC、RCI、BRCI、CIVA、LECIVA、EBAC及EBIRCH。
薄化IC背側可包含薄化至距目標區域中最靠近IC背側之電路元件之一亞微米厚度。薄化IC背側可包含將背側薄化至距目標區域中最靠近一IC後表面之電路元件之小於50奈米之一距離。薄化IC背側可包含曝露目標區域中之IC之電路元件。SEM柱可具有安裝於一柱開口處以使柱開口變窄之一柱接頭元件。此一柱接頭元件可經構造以使柱開口變窄至適用於檢查一特定IC之一直徑，諸如小於5mm之一直徑，或小於2mm之一直徑。可藉由一密封元件產生密封，該密封元件經定位於柱接頭元件之一末 梢側上。方法可包含藉由自密封體積外側之IC背側萃取熱而在施加電壓至IC中之電路元件時冷卻IC。測試夾具可為一探針卡。方法進一步包含透過一探針卡或透過一電路板或其中安裝且電連接IC之其他電路模組而透過IC中之端子施加時變電壓至IC。IC可呈封裝形式或呈未封裝或部分封裝形式。偵測電位作為目標區域之一表面特徵可進一步包含偵測電位之時間變化。方法可進一步包含提供用於連接至IC且測試IC之多個高速時變電信號且將該多個信號連接至測試夾具。
根據另一態樣，提供用於檢查一IC之一裝置。裝置包含具有經調適以接納IC且電連接至IC上之多個觸點之一連接器或佔用面積(footprint)之一測試夾具。測試夾具可包含配備已經安裝用於檢測之IC之一電路板或模組。裝置包含一SEM，該SEM包含一電子源、具有用於朝向一目標區域發射一電子束之一末梢端之一聚焦柱及經定位以偵測來自目標區域之電子之一電子偵測器。一密封元件具有一中心開口且經調適以定位於SEM柱之末梢端處以容許電子通過中心開口。提供固持SEM及測試夾具之一或多個安裝結構，安裝結構之至少一者可調整至一第一不作用位置及一第二操作位置，在該第一不作用位置中，測試夾具固持IC與密封元件及SEM柱間隔開，在該第二操作位置中，測試夾具固持IC，其中IC之背側抵靠密封元件放置以形成IC背側與SEM柱末梢端之間的一密封，從而產生可經排空至至少一部分真空之一密封體積。一真空泵經耦合至SEM聚焦柱且可操作以產生部分真空。
以與裝置之任何適當子組合提供許多其他特徵。裝置可進一步包含可操作地連接至SEM且經程式化以控制SEM對IC之背側上之一薄化目標區域執行電壓對比成像之一控制器。測試夾具插座包含用於來回於IC耦合 多個高速電信號之多個電連接，該等電連接在密封體積外側耦合至IC。安裝結構可包含其上安裝SEM之一x、y、z可移動平台。裝置可進一步包含由一或多個安裝結構之至少一者固持之至少一個額外檢測工具，該一或多個安裝結構可將一工具移動至適當位置中以觀察IC，其中檢測工具為一近紅外線顯微鏡、一雷射輔助式器件修改(LADA)器件、一可見光探針、一可見光顯微鏡或一光子發射顯微鏡(PEM)。密封元件可為一可變形墊圈且其中產生密封包含使SEM聚焦柱朝向IC移動以抵靠IC背側壓縮密封元件。密封元件可經安裝至SEM聚焦柱末梢端。SEM柱可具有安裝於柱開口處之一柱接頭元件。密封元件可經安裝至此一柱接頭元件。一柱接頭元件可經調適以固持密封元件，其中密封元件係可移除且可互換的。可包含使柱開口變窄之一柱接頭元件。例如，此可完成至小於2mm或小於5mm之一直徑。
另一實施例提供檢查一IC之一方法。方法包含在待檢查之一目標區域處薄化IC之一背側。若IC尚未安裝於充當一測試夾具之一電路模組中，則方法將放置IC於一測試夾具中且將測試夾具電連接至IC中之電路元件。方法相對於IC將一SEM柱移動至IC背側處接近目標區域之一位置中。其接著產生SEM柱開口與IC背側之間的一密封(該密封圍繞目標區域)且在SEM柱開口與IC背側之間之一密封體積中產生至少一部分真空。方法將來自測試夾具之多個時變電壓信號施加至經選擇IC電路元件以在IC中產生測試狀況，信號引發目標區域中之至少一個時變電位。其使用SEM偵測至少一個時變電位作為目標區域之一表面特徵。
以與方法之任何適當子組合使用許多特徵及技術。IC可經安裝至一載體基板，載體基板將IC之電路元件電連接至外部電端子，且將IC放置 於一測試夾具中可包含透過外部電端子將測試夾具電連接至IC電路元件。IC可為一封裝IC，其中方法進一步包含在目標區域處薄化IC之背側之前移除覆蓋IC之背側之一封裝層之至少部分。薄化IC之背側可包含薄化IC之整個背側。薄化IC之背側可包含曝露目標區域中之IC之電路元件。一薄層(諸如一亞微米層)可保留於電路元件上方。方法可包含相對於IC移動SEM柱遠離目標區域且將一額外檢測工具移動至適當位置中以檢查目標區域，額外檢測工具係一近紅外線顯微鏡、一雷射輔助器件修改(LADA)器件、一可見光探針、一可見光顯微鏡或一光子發射顯微鏡(PEM)之一者。方法可進一步包含在使用額外檢測工具檢測IC之後，將額外檢測工具移動遠離IC，且重複以下：相對於IC將一SEM柱移動至接近IC背側處之目標區域之一位置中；在SEM柱開口與IC背側之間產生一密封，該密封圍繞目標區域；在該SEM柱開口與IC背側表面之間的一密封體積中產生至少一部分真空；將多個時變電壓信號施加至經選擇IC電路元件以在IC中產生測試狀況，該等信號引發目標區域中之一時變電位；及使用SEM偵測時變電位作為目標區域之一表面特徵。
基於本文之描述，其他實施例係可能的。例如，一柱接頭元件可經構造以放置於一SEM柱上，且包含或固持一密封元件以用於抵靠或圍繞一IC晶片密封以產生用於使用一SEM檢查IC之一局部排空體積。其他實施例可包含具有一柱末梢尖端之一SEM，該柱末梢尖端經構形以固持一密封元件以用於抵靠或圍繞一IC晶片密封以產生用於使用SEM檢查IC之一局部排空體積。在其他實施例中，一密封件(諸如一彈性環)可經併入一測試夾具中以在SEM柱之端接觸夾具時密封。
現描述一系統之若干變化。選擇實例來展示與產生容許檢測IC電路 之一局部密封相關之概念可如何配合各種新穎元件使用。未在所繪示之實例之各者中採用所有新穎元件。
圖1係根據一些實施例之用於檢查且診斷IC之一程序之一流程圖。圖9係體現本文之一些原理之一例示性診斷系統之一橫截面圖。將一ESEM腔室直接耦合至一DUT解決當DUT在其正常測試狀態中(諸如在一ATE測試器上或在一系統(諸如一電路板)內)運行時實現DUT之電子束探測之問題。一ESEM或一低真空SEM在一相對差之真空環境中工作，故至DUT之一簡單O型環密封元件足以在DUT處於其正常操作環境中時維持ESEM操作。
現參考圖1且有時參考圖9及其他圖之系統圖，檢查一IC DUT之一例示性程序或方法在程序方塊102處開始，其中準備IC以用於檢查。針對一未封裝IC，此可涉及在方塊104處安裝於一載體基板(諸如一封裝板)上，此方塊在一些情況中係可選的，此係因為亦可使用探針卡及一適當探針頭或插座檢查一裸IC或一完全晶粒。
接著在(可選)方塊106處，程序至少在一目標區域上方但可能在整個IC背側上方將IC背側薄化至所需深度以用於檢查。薄化程序在技術中係眾所周知的且可藉由任何適當技術完成。若干技術(例如)在Shaw等人之美國專利案第6,872,581中解釋，且可基於應用且基於薄化整個IC晶片或僅薄化一部分而選擇。可使用機械研磨及拋光。亦可應用其他薄化技術，舉若干實例，諸如藉由濕式或乾式化學蝕刻之全局基板移除或藉由雷射化學蝕刻、藉由飛秒雷射燒蝕、藉由聚焦離子束或藉由RIE(反應離子蝕刻)之局部基板移除等。圖2展示其中在IC之背側上之一目標區域12處薄化一IC 10之僅一部分之一實例。此IC以一覆晶方式安裝於一載體基板或封裝板 上，該載體基板或封裝板面向IC之前側上之端子電路元件，且將其等電連接至在載體板6之相對側上之焊球。多個經選擇目標區域亦可經薄化，或整個IC 10可經薄化，諸如在圖3A之橫截面中展示，其中未薄化IC 10展示為安裝於載體基板6，且跨其背側11薄化以產生圖3B中之經薄化IC 10'。在一些實施例中，經薄化IC 10'可向下薄化至曝露需要檢查之電路元件(諸如STI(淺溝槽互連)層)所必要之深度，或在其他實施例中，一薄矽層可保留在需要檢查之電路元件上方。一般言之，如下文使用，「IC 10」(見圖2至圖7及圖9)係指根據技術之任何變化薄化之經薄化IC。在最佳方法中，可保留一非常薄之層，諸如自目標區域中最接近一IC後表面之電路元件之小於50奈米厚。較佳地，剩餘之任何層將具有一微米或更小之一厚度(諸如(例如)500nm)，但本文之技術亦可與保留一更厚之層(諸如2或3微米)之已知程序配合使用。此外，不同基板材料可需要不同剩餘厚度，取決於所需量測類型及外表面11與特定電路元件之間的所得電磁耦合。可在此步驟薄化一完全封裝、未封裝或部分封裝IC。
接著在圖1之(可選)方塊108處，程序將IC 10放置或安裝於一測試夾具中。此可包含將其載體基板放置於一探針卡之一測試插座中，或使用焊料凸塊安裝至一電路板。此步驟展示為可選的，此係因為可提供已經安裝至一主機系統或適當測試電路板之一些待測試器件，且若DUT可接達，則可在任何適當電路板上進行該程序。本文之技術之另一優勢在於其等容許在IC 10經安裝至處於若干操作狀況下之一主機系統之許多情況中的評估。一般言之，若IC 10尚未安裝至一電路板或其他電路模組(諸如一多晶片模組)，則程序包含安裝IC 10。在圖4之實例中，測試夾具包含經連接至具有一連接器5之一探針卡4之自動化測試設備(ATE)3，該連接器5可 為一探針卡、插座接頭或其他適當接頭，其取決於待測試IC是否經封裝、安裝於一載體上或裸露及配合IC使用之端子的類型。以將外部電端子(諸如焊球、焊料凸塊或接腳)電連接至載體基板所需之方式構造測試夾具。在圖6之實例中，測試夾具包含一測試電路板，通常藉由焊接將一經薄化封裝IC 10安裝至該測試電路板。將在下文進一步描述此等實例。
接著，方塊110處之程序將測試夾具移動至測試系統中之適當位置中，將其移動至一移動及操作範圍中。(例如)在圖9之系統圖中描繪此一位置之一實例，其展示ATE 3，其中其之經附接探針卡4及連接器5在SEM 20上方之其操作範圍內之適當位置中。操作範圍意指其中藉由相對於IC移動SEM而使SEM能夠掃描之區域。在下文中將進一步描述圖9之測試系統。
在方塊112處提供經定位於SEM柱開口與IC背側之間的一密封元件15。密封元件15通常為某一類型之一可變形密封件，諸如由已知之任何適當可變形材料(諸如橡膠、塑膠或複合物)製成之一O型環或墊圈。密封元件15可如描述般以數個方式定位，諸如將其附接至末梢側處之SEM柱20開口，使用另一支撐結構將其支撐在SEM柱20與IC 10之間的適當位置中或將其附接至IC 10背側。在一較佳版本中，密封元件已經固定於SEM柱末梢端處，且在操作間保留在該處。在密封元件15處於適當位置中的情況下，程序接著在方塊114處相對於IC 10將SEM柱移動至接近IC背側處之目標區域之一位置中，使得密封元件15接觸IC 10，或其封裝材料或載體基板，藉此產生SEM柱20開口與IC 10背側之間的一密封，該密封圍繞目標區域。較佳地，移動足夠遠以在SEM柱20之相對表面與IC背側之間壓縮密封元件以產生一強密封。在圖4至圖7中可見方塊114處之相對移動 之實例。可藉由判定SEM柱20之位置或藉由量測抵靠IC之密封元件之壓力而控制移動(例如)以產生一所需密封壓力。雖然壓縮一O型環類型密封元件係較佳的，但其他密封方法及手段可用於密封區域之一或兩側(SEM柱及IC背側)，例如黏合劑可將密封元件固持至一或兩側。一密封發泡體或填充劑可用於將密封元件附接至一或兩側，或完整地形成一密封元件。
圖4A至圖4B係展示用以產生抵靠經安裝至一載體基板(諸如一載體基板6)之一裸(未封裝)及經薄化IC 10之一IC背側之一密封之一系列SEM柱20移動之橫截面圖。使用一連接器5(諸如一插座或探針插座)將經安裝之IC 10連接至探針卡4。密封元件15經定位於SEM柱20之末梢端與IC 10之間，圍繞柱開口。較佳地，密封元件圍繞開口安裝至SEM柱20末梢端，但其他構件(諸如配件、夾箝)可將密封元件固持於適當位置中，或其可經構造為具有一彈性套筒，容許其放置於柱開口上方。圖4A展示在程序方塊112之後之相對位置，而圖4B展示在程序方塊114之移動之後之相對位置。產生密封可包含將SEM柱20朝向IC 10移動以抵靠IC 10背側壓縮密封元件15。較佳地藉由移動其上安裝SEM柱20之一運動載物台22(圖9)而執行相對於IC移動SEM柱20。如可見，密封元件15包含一中心開口，密封元件15使用該中心開口形成SEM柱與目標區域之間的一開口。此密封在不要求將整個測試夾具放置於一SEM真空腔室中的情況下容許SEM在部分真空狀況中的操作。程序亦可配合一未經安裝IC使用，然而，至測試設備之電連接在此等情況中係一更嚴格程序。圖5A至圖5B展示一類似配置，但抵靠IC之載體基板6製作密封，而非直接抵靠IC自身密封。因為IC 10通常在面積上小於載體基板6，故可有效地製作此一密封以使用一密封環境圍繞IC 10以用於SEM檢查。
圖6A至圖6B係展示用以抵靠一經封裝IC 10背側產生一密封之一SEM柱20之相對移動之另一例示性系列之橫截面圖。在程序之此實施例中，待測試IC經封裝，包含矽IC晶片10自身、載體基板6、用於將IC安裝且電連接至測試電路板62之載體基板上之焊球或凸塊、及可為塑膠或任何其他已知IC封裝材料之一封裝主體8。在圖7中展示在程序方塊114之相對移動之後之位置，其中密封元件15在SEM柱20末梢端與經封裝IC背側之間壓縮。如在此版本中描繪，IC 10僅在一目標區域12處薄化，其中薄化程序移除封裝主體材料及IC材料兩者以達到所需深度。若干其他程序可配合一封裝IC使用。可自IC 10背側完全移除封裝主體8。此後，可薄化整個IC背側，或可個別地薄化一或多個所需目標區域。因此，如在圖7A至圖7B中所見，相對移動可抵靠一裸IC晶片背側或一封裝背側形成一密封。其可抵靠一未經薄化部分(薄化至不同於目標區域之一深度之一經薄化部分)形成一密封，或抵靠圍繞目標區域且經薄化至與目標區域相同之深度之經薄化區域形成一密封(此為(例如)當薄化整個IC 10背側表面之情況)。抵靠其形成密封之區域較佳地係平坦的，但此並非限制性的且各種類型之密封元件可容許密封元件15下方之IC表面之粗糙度或其他變化且仍達成一適當密封。此外，雖然此處描述之例示性方法形成抵靠IC之一表面(例如，經薄化矽IC晶片自身、載體基板或封裝填充劑)之一密封，但此並非限制性的且其他實施例可將一密封元件嵌入此等表面之一或多者中(諸如藉由研磨一窄溝槽，可使用黏合劑將一窄密封元件按壓或固定至該窄溝槽中)。
再次參考圖1，在產生密封的情況下，程序接著進行至方塊116，其中其操作一真空泵以在SEM柱20開口與IC 10背側表面之間的一密封體積 中產生至少一部分真空。所採用之泵可為用於排空SEM柱之同一泵，或另一泵可具備朝向末梢端以容許改良真空品質之SEM中之一真空埠。較佳地，真空儘可能強以容許最高品質SEM敏感度及解析度。真空品質可由泵抽時間約束或受在方塊114處形成之密封之品質限制。在一些版本中，至少部分真空具有低至1kPa之一真空位準。使用一環境SEM(ESEM)或一低真空SEM(LVSEM)作為SEM 300在此內容背景中容許在更低真空品質(即，更高壓力)之操作，如下文進一步論述。例如，如在圖8A中展示，SEM可包含在SEM柱20之體積與圍繞目標區域12之密封體積之間的一限壓孔徑24。其他版本可不具有限壓孔徑，在此情況中所產生之密封體積與SEM柱20內側之真空相同。
在產生密封且在SEM末梢端與目標區域之間的體積中形成真空的情況下，程序進行至程序方塊118，其中其開始藉由施加一電壓至IC 10之一電路元件而檢查IC，電壓引發目標區域中之一電位。接著在方塊120處，程序使用SEM偵測電位作為目標區域之一表面特徵。根據本技術中已知之任何適當技術，方塊118及120可包含施加恆定電信號或時變電信號以產生針對IC中之電路之操作測試狀況。程序之一些版本包含施加多個時變電壓信號至經選擇IC電路元件以產生IC中之測試狀況，信號引發目標區域中之至少一個時變電位且接著使用SEM偵測(若干)時變電位作為目標區域之表面特徵。在先前技術中，執行此測試通常需要將IC 10放置於其中SEM操作之一真空腔室中，且測試所需之所有電信號需要透過貫通連接至真空腔室中或在真空腔室內側產生。本文中之技術容許將測試信號連接至SEM操作真空外側之IC，且藉由容許將數十或數百個信號連接至IC以產生所需測試狀況而大幅簡化產生用於測試一IC之操作測試狀況之程序。
在方塊120處偵測電位可包含數個變化。在一些版本中，其包含藉由偵測沿著目標區域之多個特徵之電位而獲得一表面電壓對比影像。方法可包含使用電壓對比影像來定位IC中之一電路元件，或使用電壓對比影像來偵測IC中之一電路元件中之一故障。使用一SEM來偵測一IC背側處之電壓可與本文中之技術組合以改良測試程序及測試設定。例如，如在本文之背景中論述，已知量測經曝露之電路元件或在已經將IC薄化至一所需深度之後剩餘之一薄矽層下方之電路元件處之電壓信號之技術。可藉由使用本發明之各種實施例而改良此等技術之任一者。
圖10展示繪示其中亦偵測到發光之IC檢查程序之一變化之一部分流程圖。此技術可使用經定位接近SEM柱20開口或定位於SEM柱20開口處之一光子偵測器(諸如在圖9中展示之光子偵測器26)。使用此一偵測器容許將陰極發光或光致發光與本文中之SEM量測組合。在程序方塊1002處，程序使用SEM掃描IC背側，此可為一單獨掃描或關於圖1論述之相同掃描。在這麼做的同時，方塊1004處之程序在掃描SEM時偵測自密封體積內側之IC發射之光子。此提供尤其可幫助導航至存在於目標區域中或周圍之所有電路間之一所需位置之進一步資料。此方塊可包含定位一所需目標電路且將SEM指向用於該電路處之量測。
現在更詳細參考圖9，以圖之形式展示一橫截面(不按比例繪製)，其描繪體現本文之一些原理之一例示性診斷系統。一般言之，一系統900經展示為用於檢查一IC DUT，且可包含除所描繪之SEM 300外之多個檢查工具，包含傳統上用於IC之電故障分析(EFA)之工具。例如，如本文教示之一SEM可經安裝於一光學故障隔離(OFI)系統(諸如Thermo Fisher Scientific之Meridian系統)及根據本文之方法程式化之系統中。
描繪用於檢查經固持於一測試夾具中之至少一個IC待測試器件(諸如所展示之IC 10)之系統900。此版本中之測試夾具包含連接至一探針卡4之ATE 3，該探針卡4具有用於連接至IC 10之一連接器5，該連接器5可為一探針卡、插座接頭或其他適當接頭，其取決於待測試IC是否經封裝、安裝於一載體上或裸露及配合IC使用之端子的類型。在一些情況中，具有探針之一插座連接器可用於連接至不具有封裝板之一裸IC，探針連接至形成於IC前側之表面跡線中之端子。以將外部電端子(諸如焊球、焊料凸塊或接腳)直接或間接透過載體基板電連接至IC端子所需之方式構造測試夾具。測試夾具連接器5包含用於來回於IC耦合多個高速電信號之多個電連接，該等電連接如在下文描述般在密封體積外側耦合至IC。針對特定先進控制器IC，經耦合至IC中之高速變化電壓信號之數目可為數百個。替代地，如在圖6之實例中展示，一測試電路板可用於測試夾具，通常藉由焊接在佔用面積上將一經薄化封裝IC 10安裝至該電路板。
包含一電子源302、具有擁有用於朝向一目標區域發射一電子束332之一開口之一末梢端之一聚焦柱20及一電子偵測器304之一SEM 300經定位以偵測來自目標區域之電子。此版本中之SEM 300可為一標準SEM、一環境SEM(ESEM)、一低真空SEM柱或任何其他適當SEM。
在此版本中，電子偵測器304展示為恰安裝於柱20之開口內側，具有至所有所需目標區域之一直接路徑，但在其他版本中，其可存在於柱末梢開口之一外表面上(密封元件15內側)，或安裝於開口自身之空間中，經定位為面向朝向IC 10之末梢方向上且經定位於密封元件15內側以偵測來自IC 10之目標區域之電子。一光子偵測器26亦經定位為接近SEM柱20末梢開口或定位於SEM柱20末梢開口處，且可放置於柱開口之末梢表面上(仍 在密封元件15內側)，或經安裝為接近靠近開口之束路徑。在此版本中，光子偵測器大體具有一環形形狀(其可被電子偵測器304部分遮掩)，但其他版本可使用其他適當形狀，諸如一分段環(例如，自其移除一段以容許放置一電子偵測器)。使用此一偵測器容許當束在作用中時自IC 10量測發光。注意，偵測器304及26為通常安裝於一真空腔室或環境腔室中之一SEM柱外側之品項，然而在此情況中，密封元件15用來產生柱外側之一非常小之真空環境，保留柱外側之極少空間來放置偵測器。密封元件15經調適以如展示般定位於SEM柱之末梢端處，其中密封元件之中心開口與柱開口對準以容許電子通過中心開口。
藉由在一陰極或其他電子源353與一陽極354之間施加電壓而自陰極353發射電子束332。電子束332藉由一聚光透鏡356及一物鏡358聚焦至一精細光點。藉由一偏轉線圈360在樣本上二維地掃描電子束332。一系統控制器333控制SEM系統300之各種零件之操作。使用真空泵368(其展示為具有連接至SEM柱20之一真空導管)在控制器333之控制下排空SEM柱20，在此版本中，該真空泵368既在SEM柱20內側又在密封元件15內側之柱20之末梢端外側之密封區域中產生真空。在其他版本中，一柱接頭元件可在SEM柱與密封元件15之間提供SEM柱自身外側之一稍微更大體積之真空。
系統900亦包含固持SEM及測試夾具之一或多個安裝結構。一或多個安裝結構提供SEM與測試夾具之間的相對運動。安裝結構之至少一者可調整至一第一不作用位置及一第二操作位置，在該第一不作用位置中，測試夾具固持IC與密封元件及SEM柱間隔開，在該第二操作位置中，測試夾具固持IC，其中IC之背側抵靠密封元件放置以形成IC背側與SEM柱末梢 端之間的一密封，從而產生可經排空至至少一部分真空之一密封體積。密封體積可自IC之背側延伸至SEM柱中之一限壓孔徑。IC之背側(其具有用於檢測之一目標區域)形成密封體積之圍封體之一部分。在所描繪之實例中，安裝結構為X、Y、Z載物台22及經設計以將ATE 3固持於適當位置中之一支架或框架28，且容許其自框架28斷開或旋轉出來以用於附接一新的DUT。SEM 300經安裝至XYZ載物台，容許本文描述之移動用於抵靠IC形成密封且用於移動SEM 300遠離IC 10以容許其他工具檢查IC。注意，雖然在此版本中檢查工具經配置以移動，但此係非限制性的且其他實施例可藉由移動測試夾具進行SEM柱20及IC 10之相對移動。例如，載物台22可為固持多個檢查工具之一能夠X、Y、Z移動之旋轉載物台。視情況而言，如展示之一或多個額外檢查工具390亦安裝至X、Y、Z載物台22。此等工具390可包含(例如)一近紅外線顯微鏡、一雷射輔助器件修改(LADA)器件、一可見光探針、一可見光顯微鏡或一光子發射顯微鏡(PEM)。
系統控制器333僅以方塊圖形式展示，且可體現為針對不同工具之單獨控制器，且一單獨控制器控制安裝結構(諸如X、Y、Z載物台22)之移動。通常，一PC將可操作地連接或網路連接至各控制器以提供系統使用者介面。應理解，系統控制器333或一經連接之控制PC包含透過可操作地連接至SEM而執行本文之方法之自動化部分所必要之軟體。例如，系統控制器333經程式化以控制SEM來掃描目標區域以分析電路。例如，SEM可掃描目標區域以藉由觀察在IC之背側上之一經薄化目標區域上之二次電子之發射而偵測在目標區域之表面處之電位。此成像稱為電壓對比成像。可執行使用一SEM之任何電路分析或測試，包含(例如)EBIC、RCE、 EBAC、EBIV或EBIRCH。
圖8A至圖8E係展示可用於SEM柱末梢端處以固持或接合一密封元件及或調整對於待檢查之一特定IC可能過大的一柱開口之大小之結構之變化之橫截面圖。此等例示性結構可配合本文論述之薄化情境之變化之任一者(封裝及未封裝、部分薄化或完全薄化等)使用。如在圖8A中展示，一SEM柱20具有一末梢開口，該末梢開口可包含一限壓孔徑24(PLA)，限制可進入柱開口之空氣量或氣體量以改良SEM結果。一密封元件15抵靠限壓孔徑24之外側圍繞開口放置。若使用一強、剛性孔徑，則密封元件15可小於柱20端開口之半徑，且密封元件可圍繞PLA 24之中心孔徑放置，以減小密封區域之大小。注意，一限壓孔徑將增大抽空至一所需真空位準以在柱20與IC 10之間的密封體積中產生一真空所需之時間，此係由於泵通常經連接於柱20中以提供柱20中之真空。一PLA亦可經定位於SEM柱內之較高處，遠離端。
圖8B展示具有安裝於柱20開口處以使柱開口變窄之一柱接頭元件18之一SEM柱開口之一橫截面圖。此一結構可用於調適柱開口以抵靠比實際開口大小小得多之一晶片或所需區域密封。例如，一柱接頭元件可將開口大小自10mm之一原始大小減小至5mm、3mm、2mm或小於2mm之一直徑。接頭18可由剛性材料(諸如金屬或一剛性塑膠)製成，以便在實質上不彎曲的情況下從柱20末梢端施加壓力至密封件。接頭經製作以配接在柱20末梢端上方或附接至柱20末梢端，且此附接應為氣密式的以容許形成一真空。圖8C展示一柱接頭元件19之另一實例，在此情況中延伸柱20長度以及使開口大小變窄。一柱接頭元件可經調適以按簡化移除密封元件之一方式固持密封元件，使得密封元件係可移除且可互換的。例如，一配件 或溝槽可經形成於一接頭元件之末梢表面處以固持密封元件15。一柱接頭元件亦可形成一熱擴散器以用於抵靠IC背側放置以在操作IC用於檢查時散熱。接頭元件可抵靠IC背側(在密封元件半徑內側、在密封元件半徑外側或兩者)固持一熱擴散器(諸如一菱形熱擴散器)。
圖8D係展示一類似柱接頭元件21之一橫截面圖，其在此情況中具有經接合至柱接頭元件21之末梢端表面之一密封元件15。一真空線附接埠23容許在密封元件附近附接一額外真空線以在產生密封之後加速一真空之形成，且改良當束在操作時目標區域附近之真空品質，此係因為真空中之任何洩漏將圍繞密封元件15之邊緣。注意，一類似真空埠可經提供為靠近SEM柱20末梢端，較佳地在數毫米距離內。
圖8E係其中密封元件15緊密圍繞IC 10抵靠測試夾具之一表面放置之另一變化之一橫截面圖。不管測試夾具使用一探針卡或一電路板或其他適當結構，此皆可完成。較佳地，在此等情況中，密封件經放置為靠近IC 10以最小化需排空之體積。在一些實施例中，測試夾具可具有一接納結構(諸如沿著表面存在之一溝槽或塗層)以最大化密封品質，密封元件15抵靠接納結構放置。此等技術亦可在無柱接頭元件的情況下使用，其中密封元件15直接放置於測試夾具與SEM柱20末梢端之間。
圖11係使用一SEM柱接頭元件來產生一局部密封之一例示性方法之一流程圖。此提供在圖1之程序方塊112及114處可用於數個替代性實施例之一例示性技術。在方塊1102處產生密封之程序以提供經構造以附接至柱末梢端之一SEM柱接頭元件(諸如在圖8A至圖8D中之該等元件)開始。元件可經構造以使柱開口變窄，且可使開口不明顯變窄。一些柱接頭元件可提供用於抵靠IC密封之一結構，其大於(例如)柱開口直徑。將接頭附接 至柱末梢端可涉及將其螺合至柱端上加工之匹配螺紋上，焊接或另接合其，或其他適當氣密式及剛性附接方法。接著在方塊1106處，程序將一密封元件定位於柱接頭元件之末梢側處。密封元件可採取本文描述之任一形式及方法或各種替代性形式。一柱附接元件之使用針對其中SEM柱20之構造係固定的或未針對所需應用具體設計柱20之實施方案提供設計元件之大小、形狀及附接方法中之大得多之自由度。憑藉柱接頭元件末梢端與IC之間的密封元件，程序接著相對於IC移動SEM柱以抵靠IC背側放置密封元件(類似於圖1之方法)，如本文描述般使用壓縮或另一適當技術產生一密封。程序接著繼續如上文描述般產生密封內之局部體積中之一至少部分真空。
本發明之一較佳方法或裝置具有許多新穎態樣，且因為本發明可出於不同目的體現於不同方法或裝置中，故並非每一態樣皆需要存在於每一實施例中。再者，所描述之實施例之許多態樣可單獨申請專利。本發明具有廣泛適用性且可提供在上述實例中描述且展示之許多優點。實施例將取決於特定應用大幅變化，且並非每一實施例將提供所有優點且滿足可由本發明達成之所有目的。
應認識到，可經由電腦硬體、硬體及軟體二者之一組合或藉由儲存於一非暫時性電腦可讀記憶體中之電腦指令實施本發明之實施例。可使用標準程式化技術(包含經組態為具有一電腦程式之一非暫時性電腦可讀儲存媒體)在電腦程式中實施方法，其中如此組態之儲存媒體使一電腦以一特定且預定義方式(根據此說明書中描述之方法及圖)操作。可依一高級程序或物件導向程式設計語言實施各種程式以與一電腦系統通信。然而，若需要可依組合或機器語言實施程式。在任何情況中，語言可為一編譯或解 譯語言。再者，程式可在為此目的程式化之專用IC上運行。
此外，可在任何類型之運算平台(包含但不限於個人電腦、迷你電腦、主機電腦、工作站、網路式或分散式運算環境、單獨、整合至或與帶電粒子工具或其他成像器件通信之電腦平台等)中實施方法論。可在儲存於一非暫時性儲存媒體或器件(不管可移除或整合至運算平台(諸如一硬碟、光學讀取及/或寫入儲存媒體、RAM、ROM等))上之機器可讀碼中實施本發明之態樣，使得其可藉由一可程式化電腦讀取，以用於在由電腦讀取儲存媒體或器件時組態且操作電腦以執行本文描述之程序。再者，可在一有線或無線網路上傳輸機器可讀碼或其部分。當此等及其他各種類型之非暫時性電腦可讀儲存媒體含有用於結合一微處理器或其他資料處理器實施上文描述之步驟時，本文描述之本發明包含此等媒體。本發明亦包含當根據本文描述之方法及技術程式化時之電腦自身。
電腦程式可應用於輸入資料以執行本文描述之功能且藉此轉換輸入資料以產生輸出資料。輸出資料經應用至一或多個輸出器件(諸如一顯示監視器)。在本發明之較佳實施例中，經轉換資料表示實體及有形物件，包含在一顯示器上產生實體及有形物件之一特定視覺描繪。
術語「工件」、「樣品」、「基板」及「樣本」可在此申請案中互換使用，除非另有指示。此外，每當在本文中使用術語「自動」、「自動化」或類似術語時，該等術語將被理解為包含自動或自動化程序或步驟之手動起始。
在以下論述中且在發明申請專利範圍中，術語「包含」及「包括」以一開放方式使用，且因此應被解釋為意指「包含但不限於……」。在任何術語未於此說明書中具體定義的情況下，期望賦予該術語其簡單且普通 之含義。附圖意在幫助理解本發明且未按比例繪製，除非另有指示。
本文描述之各種特徵可以任何功能組合或子組合使用，且不僅以本文之實施例中描述之該等組合使用。因而，本揭示內容應被解釋為提供任何此組合或子組合之書面描述。
雖然已經詳細描述本發明及其優勢，但應理解，可在不脫離由隨附發明申請專利範圍定義之本發明之範疇的情況下，對本文描述之實施例進行各種改變、替換及更改。再者，本申請案之範疇並不意在限於說明書中描述之程序、機器、製造、物質成分、構件、方法及步驟之特定實施例。一般技術者將容易從本發明之揭示內容瞭解，可根據本發明利用執行與本文描述之對應實施例實質上相同之功能或達成與其等實質上相同之結果之當前存在或後續開發之程序、機器、製造、物質成分、構件、方法或步驟。因此，隨附申請專利範圍意在將此等程序、機器、製造、物質成分、構件、方法或步驟包含於其等範疇內。
3:自動化測試設備(ATE)
4:探針卡
5:連接器
6:載體基板
10:積體電路
15:密封元件
20:掃描電子顯微鏡(SEM)/SEM柱

Claims (21)

  1. 一種使用具有一掃描電子顯微鏡(SEM)柱之一SEM檢查一積體電路(IC)之方法，該SEM柱在一端處具有一SEM柱開口，從該SEM柱開口發射一電子束，該方法包括：圍繞該IC之一背側上之一目標區域密封該SEM柱開口以在該SEM柱開口處產生一密封體積，該目標區域形成該密封體積之一圍封體(enclosure)之一部分；排空該密封體積；施加一電壓至該IC之一電路元件，該電壓引發該目標區域中之一電位；及使該電子束掃描遍及該目標區域以偵測該目標區域之表面處之該電位。
  2. 如請求項1之方法，其中圍繞該目標區域密封該SEM柱開口包括使用一密封元件自該背側抵靠該IC或抵靠固持該IC之一IC固持器以密封該SEM柱開口。
  3. 如請求項2之方法，其中圍繞該目標區域密封該SEM柱開口包括引起該SEM柱與該IC之間的相對運動以抵靠該IC或抵靠該IC固持器壓縮該密封元件。
  4. 如請求項3之方法，其中引起該SEM柱與該IC之間的相對運動包括使 該SEM朝向該IC移動。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包括：自該IC之該背側至少在該目標區域薄化該IC，使得在該目標區域中該電路元件最接近在該背側上之該經薄化IC之一表面的距離小於1微米；及若該IC尚未安裝於充當一測試夾具之一電路模組中，則將該IC放置於該測試夾具中。
  6. 如請求項1之方法，其中排空該密封體積包括排空該IC與該SEM柱中之一限壓孔徑之間的一空間。
  7. 如請求項1之方法，其中排空該密封體積包括將該密封體積排空至在10Pa與25kPa之間的一壓力。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括在掃描該SEM時偵測該密封體積內側自該IC發射之光子。
  9. 如請求項1之方法，其中該SEM柱包括一環境SEM(ESEM)柱或其他低真空SEM柱。
  10. 如請求項1之方法，其中使該電子束掃描遍及該目標區域包括在該IC安裝於一IC固持器中的情況下使該電子束掃描遍及該目標區域，且進一步包括使用一近紅外線顯微鏡檢查該IC固持器中之該IC。
  11. 如請求項1之方法，其中使該電子束掃描遍及該目標區域以偵測在該目標區域之該表面處之該電位包括偵測回應於一入射電子束自該目標區域發射之二次電子。
  12. 如請求項11之方法，其中偵測回應於該入射電子束自該目標區域發射之二次電子包括形成該目標區域之一電壓對比影像。
  13. 如請求項1之方法，其中使該電子束掃描遍及該目標區域以偵測在該目標區域之該表面處之該電位包括當該電子束掃描該目標區域時，透過一測試夾具連接(test fixture connection)感測來自該IC之一信號中之一改變。
  14. 如請求項1之方法，其中使該電子束掃描遍及該目標區域包括使用該SEM柱來使該電子束掃描遍及該目標區域，該SEM柱具有安裝於該SEM柱開口處以使該SEM柱開口變窄至小於2mm之一直徑之一柱接頭元件。
  15. 如請求項14之方法，其中圍繞該IC之該背側上之該目標區域密封該SEM柱開口包括使用定位於該柱接頭元件之一末梢側上之一密封元件來圍繞該IC之該背側上之該目標區域密封該SEM柱開口。
  16. 一種用於檢查一IC之背側上之一目標區域之裝置，其包括：一測試夾具，其包含用以連接至該IC上之多個觸點之多個電探針； 一SEM，其包含一電子源、具有一末梢端以從該末梢端朝向目標區域發射一電子束之一SEM聚焦柱、及經定位以偵測回應於該電子束自該目標區域發射之二次電子之一電子偵測器；一密封元件，其經調適以定位於該SEM聚焦柱之該末梢端處，且具有一中心開口以容許電子經過；一可移動座，其固持該SEM或該IC，且經構形以引起該SEM與該IC之間的相對運動以使該密封元件在該SEM聚焦柱與該IC或該測試夾具之間形成一密封，該密封圍繞該目標區域；及一真空泵，其經耦合至該SEM聚焦柱，且可操作以產生該IC與該SEM聚焦柱之該末梢端之間的一部分真空(partial vacuum)。
  17. 如請求項16之裝置，其進一步包括可操作地連接至該SEM，且經程式化以控制該SEM對該目標區域執行電壓對比成像之一控制器。
  18. 如請求項16之裝置，其中該測試夾具包含用於往來於該IC耦合多個高速電信號之多個電連接，該等電連接在該部分真空外側耦合至該IC。
  19. 如請求項16之裝置，其進一步包括一光子偵測器，該光子偵測器在一位置處安裝至該SEM聚焦柱，使得在該裝置處於一操作位置中的情況下，該光子偵測器在該部分真空內側。
  20. 如請求項16之裝置，其進一步包括由該可移動座固持之至少一個額外檢測工具，該可移動座可進一步調整以相對於該IC將該至少一個額外檢 測工具之一經選擇者移動至一第二操作位置以觀察該IC，其中該經選擇額外檢測工具係一近紅外線顯微鏡、一雷射輔助式器件修改(LADA)器件、一可見光探針、一可見光顯微鏡或一光子發射顯微鏡(PEM)之一者。
  21. 如請求項16之裝置，其中該密封元件係一可變形墊圈，且其中形成該密封包含使該SEM聚焦柱朝向該IC移動以自該IC之一背側抵靠該IC壓縮該密封元件。
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