專利名稱：一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于集成電路測(cè)試的范圍，特別涉及一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)直O(jiān)背景技術(shù)[0002]在集成電路芯片的生產(chǎn)與制造過程中，需要涉及氧化、光刻、摻雜、淀積等多種工藝過程，在這些過程中由于工藝參數(shù)的微小改變或污染物的影響等因素，會(huì)產(chǎn)生集成電路中的一些缺陷，并導(dǎo)致集成電路發(fā)生多種類型的故障。近年來隨著電路制造技術(shù)的飛速發(fā)展，器件特征尺寸不斷下降，而集成度不斷上升，這兩個(gè)方面的變化都給缺陷與故障的檢測(cè)與定位帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了確保集成電路芯片能正常工作，當(dāng)芯片制造完成以后，必須對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試，以檢查所制造的集成電路芯片是否能像設(shè)計(jì)者要求的那樣正確的工作， 即實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的功能。若電路存在故障，則需要找出引起故障的原因以及故障所發(fā)生的具體部位，以便對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，或?qū)χ圃爝^程中的工藝參數(shù)進(jìn)行修正，或?qū)χ圃爝^程中的污染物進(jìn)行更精確地控制。[0003]激光技術(shù)在集成電路芯片的生產(chǎn)過程中已得到應(yīng)用，例如可以用于對(duì)電路中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，典型的方法是基于光散射的電路缺陷檢測(cè)方法，其原理是當(dāng)聚焦的激光束在芯片表面掃描時(shí)，芯片表面的缺陷會(huì)產(chǎn)生散射光。這種散射光中包含了缺陷的形狀、種類和位置等信息。通過使用光電探測(cè)器收集這些散射光，并進(jìn)行分析，就可以獲得被檢測(cè)缺陷的特征。為達(dá)到一定的檢測(cè)精度，在收集這些散射光時(shí)，需要對(duì)激光束的入射角、光收集的空間角、激光束的波長(zhǎng)和功率、光的偏振態(tài)等參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整與設(shè)置，操作比較繁瑣。因此，在實(shí)際中，該方法的操作方便性以及工作效率等方面有待提高。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置。與基于光散射的電路缺陷檢測(cè)方法相比，在測(cè)試集成電路時(shí)使用該裝置，操作的方便性與工作效率可以得到較大地提高。[0005]本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，包括用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器、控制單元、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元；其中，用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器和用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元依次連接；控制單元分別與用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元連接；控制單元控制對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源的啟動(dòng)和關(guān)閉，控制單元控制單光子探測(cè)器的工作模式，用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元采集到的數(shù)據(jù)輸入到控制單元中，經(jīng)過控制單元處理，結(jié)果輸出至顯示單元,進(jìn)行顯示。[0006]所述的用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源優(yōu)選為360 2000V，紋波系數(shù)小于0. 02，電源的性能穩(wěn)定可靠，能夠滿足單光子探測(cè)器對(duì)電壓的要求；[0007]所述的單光子探測(cè)器優(yōu)選為光電倍增管；[0008]所述的光電倍增管優(yōu)選為10級(jí)倍增、光譜響應(yīng)為200 900nm以及具有較低的暗噪聲(暗計(jì)數(shù)率小于0.01)的光電倍增管；[0009]所述的放大器用于對(duì)探測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，優(yōu)選為頻率帶寬120MHz以上， 能將電壓信號(hào)放大10倍的放大器；[0010]所述的鑒別器優(yōu)選為由窗口比較電路構(gòu)成，鑒別電平通過可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)；[0011]所述的控制單元優(yōu)選為裝載有集成電路測(cè)試程序的單片機(jī)；[0012]所述的集成電路測(cè)試程序包括有對(duì)集成電路的門級(jí)結(jié)構(gòu)描述文件以及對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行處理的程序；[0013]所述的計(jì)數(shù)單元優(yōu)選由CPLD芯片及其外圍電路組成；CPLD芯片的功能是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，所采集的光子計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)被送到控制單元中進(jìn)行分析；[0014]所述的CPLD芯片優(yōu)選為型號(hào)是EPM7U8SLC84的CPLD芯片；型號(hào)是EPM7U8SLC84 的CPLD芯片的工作頻率可以達(dá)到147MHz ；[0015]所述的顯示單元優(yōu)選為由LCD顯示屏及其控制電路所組成；顯示單元的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示、有關(guān)操作步驟的提示信息的顯示等。[0016]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型所提供的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置可以有效地提高基于光散射的電路缺陷檢測(cè)方法的缺陷檢測(cè)精度，操作更加方便。


[0017]圖1是本實(shí)用新型所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖2是本實(shí)用新型所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。[0020]實(shí)施例1[0021]本實(shí)用新型提供了一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，如圖1所示其包括用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器(為光電倍增管)、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器、控制單元、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元；其中，用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器和用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元依次連接；控制單元分別與用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元連接。[0022]對(duì)該裝置的操作包括如下步驟首先，被測(cè)集成電路被放置在該裝置的測(cè)試臺(tái)上， 它與該裝置其他的部件沒有連接；其次，該裝置中的單光子探測(cè)器位于被測(cè)集成電路的上方，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其向前后左右四個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)。[0023]步驟(1)對(duì)被測(cè)集成電路的每個(gè)原始輸入端施加信號(hào)值1，該信號(hào)值由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生并施加，該信號(hào)發(fā)生器的輸出與被測(cè)集成電路的每個(gè)原始輸入端相連接。[0024]步驟O)啟動(dòng)控制單元，即打開控制單元的電源開關(guān)并運(yùn)行控制單元里的測(cè)試程序，使整個(gè)裝置包括高壓電源和單光子探測(cè)器等進(jìn)入工作狀態(tài)；[0025]步驟(3)在控制單元的作用下，將單光子探測(cè)器作用于被測(cè)集成電路，即對(duì)準(zhǔn)電路中的一條信號(hào)線，并探測(cè)其發(fā)出的單光子。[0026]步驟(4)對(duì)被測(cè)集成電路中的其他信號(hào)線依次重復(fù)進(jìn)行步驟3的操作，直至對(duì)被測(cè)集成電路中的所有信號(hào)線都完成了對(duì)應(yīng)的光子計(jì)數(shù)。[0027]步驟(5)把被測(cè)集成電路與正常集成電路(無故障電路)的關(guān)于信號(hào)線的光子計(jì)數(shù)的數(shù)值進(jìn)行比較；若不相同，則判定存在故障，即可以確定被測(cè)集成電路中的故障位置。至此，操作的步驟就結(jié)束了。[0028]本實(shí)用新型的工作示意圖如圖2所示被測(cè)集成電路在加電之后，電路中的信號(hào)線會(huì)發(fā)出一定程度的光，通過單光子探測(cè)模塊來捕獲這種光?？刂婆c分析模塊對(duì)所捕獲的光子進(jìn)行處理，去除噪聲，并對(duì)經(jīng)鑒別之后的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)無故障的正常電路中的信號(hào)線和有故障的故障電路中的信號(hào)線分別進(jìn)行這種處理，并獲得各自的光子計(jì)數(shù)。通過對(duì)這兩種光子計(jì)數(shù)的數(shù)值進(jìn)行比較，若不相同，則判定相應(yīng)的信號(hào)線發(fā)生了故障。[0029]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于包括用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器、控制單元、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元；其中，用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器和用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元依次連接；控制單元分別與用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元連接；控制單元控制對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源的啟動(dòng)和關(guān)閉，控制單元控制單光子探測(cè)器的工作模式，用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元采集到的數(shù)據(jù)輸入到控制單元中，經(jīng)過控制單元處理，結(jié)果輸出至顯示單元，進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源為360 2000V，紋波系數(shù)小于0. 02的高壓電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的單光子探測(cè)器為光電倍增管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的光電倍增管為10級(jí)倍增、光譜響應(yīng)為200 900nm以及暗計(jì)數(shù)率小于0. 01的光電倍增管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的放大器為頻率帶寬120MHz以上，能將電壓信號(hào)放大10倍的放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的鑒別器由窗口比較電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的控制單元為裝載有集成電路測(cè)試程序的單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的計(jì)數(shù)單元由CPLD芯片及其外圍電路組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的CPLD 芯片為型號(hào)是EPM7U8SLC84的CPLD芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置，其特征在于所述的顯示單元由LCD顯示屏及其控制電路所組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)試集成電路的單光子探測(cè)裝置。該裝置包括用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器、控制單元、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元；其中，用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、放大器、用于減少暗電流及其干擾的鑒別器和用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元依次連接；控制單元分別與用于對(duì)單光子探測(cè)器供電的高壓電源、單光子探測(cè)器、用于采集光子數(shù)目的計(jì)數(shù)單元和顯示單元連接。該裝置可以直接對(duì)集成電路中的開路和短路故障進(jìn)行檢測(cè)與定位，從而改進(jìn)集成電路芯片產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01R31/308GK202275141SQ20112040774
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者吳培亨, 潘中良, 陳翎 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)