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    公开号:WO1984004819A1
    申请号:PCT/CH1984/000081
    申请日:1984-05-22
    公开日:1984-12-06
    发明作者:Louis F Pau
    申请人:Battelle Memorial Institute；
    IPC主号:G01R31-00
    专利说明:
    [0001] PROCEDE D'EXAMEN ET DE TEST D'UN DISPOSITIF ELECTRIQUE
    [0002] DU TYPE DES CIROUITS INTEGRES OU IMPRIMES
    [0003] La presente invention se rapporte a un procede d'examen et de test non destructif d'un dispositif electrique du type des circuits integres ou imprimes, ou d'un capteur utilisant les memes technologies selon lequel on detecte, par balayage, un rayonnement propre emis par ce dispositif consecutivement a sa stiirulation, on forme des signaux electriques αaracteristiques de ce rayonnement detecte et on compare ces signaux à des signaux de reference.
    [0004] II existe en micro-electronique une quantite de dispositifs realises selon la technique des circuits integres, essentiellement par litnographie, attaque chimique (photogravure) et rnetallisation dans des tranches de silicium, ou de coirposes III-V et II-VI du tableau periodique des elements, telles les matrices de photo-detecteurs. Ces examens s'appliquent egalement aux circuits imprimes à couche simple ou multiple, aux tranches decoupees dans des barreaux etirees de silice ou de composes III-V et II-VI du tableau periodique des elements, aux circuits de micro-ondes obtenus par des techniques analogues à celles des tranches des circuits integres.
    [0005] L'examen autαratique des defauts de ce genre de dispositifs electriques et capteurs a deja fait l'objet de nombreux travaux. Generalement, l'examen a ete realise par la detection optique d'un rayonnement dans le domaine visible ou infra-rouge, genere ou reflechi par le dispositif. C'est ainsi que dans le brevet US 3 803 413, on soumet un circuit imprime à un signal d'excitation qui est soit une tension continue, soit une tension modulee ou impulsionnelle, on detecte à l'aide d'un mecanisme de balayage le rayonnement infra-rouge emis par les differents elements du circuit et on compare la densite du rayonnement en chaque point du circuit avec une reference, ce qui permet de detecter des defauts lies à l'echauffement par effet Joule des differentes metallisations composant ce circuit. II existe egalement des procedes utilisant la technique de correlation optique d'images en analysant le rayonnement optique reflechi par la surface du circuit. C'est notamment le cas des demandes EP 66 321 et 66 694.
    [0006] Le premier procede mentionne permet de relever des defauts essentiellement relatifs au dimensionnement des composants. Les procedes utilisant la reflexion permettent de detecter des defauts dans la gebmetrie du circuit ou des contraintes s'exercant au niveau de la surface, par exemple consecutivement a une distorsion du substrat ou de la tranche.
    [0007] Par contre, ces procedes d'inspection ne permettent pas de detecter des defauts de structure, notamment aux interfaces entre les differentes couches, ainsi que des defauts au niveau du substrat, du fait qu'ils ne se traduisent pas forcέment par une enission anormale d'infrarouges lors du passage d'un signal electrique determine, ni par la seule reflexion ou diffusion d'un rayonnement incident. On a deja propose d'utiliser un microscope à balayage electronique (SEM) pour former une image par captage des electrons emis consecutivement au balayage electronique. Cette technique presente plusieurs inconvenients, en particulier pour effectuer des tests de production, du fait qu'elle necessite de placer les dispositifs electriques à tester dans une enceinte à vide, à les recouvrir d'une couehe de depδt metallique, ce qui exclu l'utilisation systematique ou rapide de ce procede sur des grandes series en preduetion. Ce mode d'irradiation ne permet pas un test electrique simultane à des vitesses compatibles avec les delais de fabrication. Ce type d'examen fait notamment l'objet du US-A-4.358.732 ainsi que du FR-A- 2.058.756. Dans ce dernier decument, on procede simultanement et en synchronisme avec le bαibardement d'electrons à des tests electriques pulsatoires. Ce type de test ne permet pas de localiser des defauts de structure, mais d'obtenir des indications relatives aux Performances du circuit teste, et est lent. Le GB-A-2.069.152 est relatif à un procede pour tester des circuits integres selon lequel le circuit est alimente par une tension reduite à une valeur legerement superieure à la tension marginale a laquelle des defauts du circuit provequent des ecarts de tension à la sortie du circuit lorsqu'un test logique lui est applique. Lorsqu'un faisceau de radiations balaye la surface, les defauts se manifestent dans la caracteristique du courant photoelectrique resultant et peuvent ainsi etre detectes mais non localises. Ce procede n'envisage pas la visualisation des defauts par l'exploitation du rayonnement reemis ou transmis par ce circuit, de sorte que tous les defauts structurels ne sont pas lccalisables.
    [0008] On sait que physiquement la presence de discontinuites dans la matiere soumise à l'excitation d'un rayonnement incident, provoque une interaction entre ce rayonnement et ces discontinuites qui se traduit par une conversion du mcde d'excitation aux Interfaces.
    [0009] Lorsqu'un faisceau incident frappe un semiconducteur ou une interface, il engendre des paires electrons-trous. Si ces porteurs mobiles atteignent ou viennent de la region d'appauvrissement de la jonction p-n, ils sont balayes par l'existence du potentiel de jonction, engendrant un courant inverse externe qui se superpose à celui induit par la tension exterieure du test electrique. En collectant et en amplifiant ce courant, on obtient une information relative à l'etat electrique des jonctions traversees ou à des variations dans les caracteristiques de la jonction.
    [0010] En outre, lors de l'excitation par un rayonnement incident d'une structure à couches multiples de conductibilites electriques differenciees, dont au moins une couche est le siege d'un transport d'electrons, ce transport d'electrons provoque une Stimulation de la conversion du mcde d'excitation, qui se produit aux interfaces des couches de cette structure et se traduit par l'induction d'un rayonnement (dit rayonnement secondaire). En outre, l'interaction entre le rayonnement et le signal electrique generateur du transport d'electrons provoque une modification de la reponse de ce signal.
    [0011] La presente invention se propose d'exploiter ces phenomenes physiques pour detecter des defauts au niveau de la structure des dispositifs electroniques, au niveau des interfaces (interfaces/metallisations - substrat compris), aussi bien que certains defauts à l'interieur des Substrats eux-memes.
    [0012] A cet effet, la presente invention a pour objet un procede selon la revendication 1.
    [0013] Un tel procede permet de recueillir une quantite importante d'informations en un temps tres court. Ces informations ne sont pas relatives qu'a la geomεtrie, mais aussi aux defauts dans la structure et en particulier au niveau de la micro-structure. Comme on le verra par la suite, les sources d'excitations par rayonnement peuvent etre choisies notamroent en fonction du type de defauts à detecter, plusieurs sources differentes pouvant etre utilisees simultanement et les rayonnements secondaires, induits par l'interaction de chaque rayonnement incident avec la structure qui est le siege d'un transport d'electrons, etant detectes par des detecteurs respectifs, apprcpries à la nature de ces rayonnements secondaires induits.
    [0014] La phase du procede relative au traitement des signaux electriques caracteristiques, des rayonnements induits detectes, utilise des algorithmes relevant des techniques de reconnaissance d'images qui sortent du cadre de la presente invention et ne seront pas abordees de ce fait dans la description qui va suivre.
    [0015] Le dessin annexe illustre, tres scheratiquement et à titre d'exemple, une forme d'execution et une Variante d'un mcde de mise en Oeuvre du procede cbjet de l'invention. La fig. 1 est un schema explicatif d'une unite d'examen d'un dispositif electrique pour la mise en oeuvre de ce procede.
    [0016] La fig. 2 est un Schema d'une Variante de la fig. 1.
    [0017] La fig. 3 est un schema des types de rayonnement secondaires reemis. La fig. 4 est un schema des zones d'excitation primaires ou sont engendrees les eraissions secondaires.
    [0018] La fig. 5 est un schema bloc d'une unite d'examen (test et injection).
    [0019] L'unite d'examen illustree par la fig. 1 comporte un dispositif electrique 1 a tester, au moins une source de rayonnement 2 pour prcduire un rayonnement incident ri dirige contre la surface du dispositif electrique, au moins un detecteur 3 destine à capter le rayonnement secondaire ree, emis consecutivement à l'excitation du dispositif electrique 1. Ce dispositif 1 est connecte à une source electrique 4 destinee à prcduire un signal electrique determine qui peut etre constitue par une impulsion, un signal module, voire une tension continue. La sortie de cette source electrique 4 est egalement connectee à un module de comparaison 5 destine à comparer le signal SP , produit à la sortie du dispositif electrique 1, avec un signal de reference Sr. memorise dans une memoire 6.
    [0020] Le ou les detecteurs 3 transforment le rayonnement secondairecapte re en un signal electrique caracteristique de ce rayonnement et le transmettent à un module de formation d'image 7 consecutivement au balayage du dispositif electrique 1 à examiner. Les techniques de balayage sont bien connues et ne seront ni decrites, ni representees ici. II est simplement precise qu'un balayage du rayonnement d'excitation de la source 2 avec rairoir tournant actionne par un moteur peut etre utilise avec un balayage electronique du capteur 3. Les images issues des modules de formation d'image 7 sont transmises à un module 8, destine à centraliser l'.Information du module de comparaison 5 et des modules de formation d' images 7 et à deceler les defauts sur les images transmises. L'Information qui en ressort est transmise finalement à un module de decision 9 qui determine dans quelle mesure le dispositif electrique 1 teste et examine correspond a des normes predeterminees.
    [0021] Le procede objet de l'invention se rapporte essentiellement au mcde d'excitation conjoint (rayonnement incident ri et tension de la source 4) du dispositif electrique 1 a tester et à examiner et plus particulierement a l'irradiaticn de ce dispositif conjointement au transport d'electrons genere par le signal d'excitation Se issu de la source electrique 4.
    [0022] La ou les sources de rayonnement 2 choisies permettent de faire apparaitre differents types de defauts dans la structure du dispositif electrique 1 examine, de meme qu'elles permettent, dans certains cas d'influer sur le signal de reponse SP, produit à la sortie du dispositif electrique 1.
    [0023] Lorsque l'on soumet un dispositif electrique à structure multicouches dont au moins une couche est traversee par un transport d'electrons, à un rayonnement d'excitation, le rayonnement total induit par la double excitation du rayonnement incident et du signal electrique Se generateur du transport d'electrons est compose de la partie reflechie du rayonnement incident, de la partie diffractee de ce meme rayonnement, du rayonnement propre de la matiere irradiee induit conjointement à l'excitation electrique, ainsi que du rayonnement propre de la matiere du a l'excitation electrique seule.
    [0024] La partie la plus interessante du rayonnement induit par cette double excitation est le rayonnement secondaire propre de la matiere irradiee induit conjointement a l'excitation electrique en raison du phencmene d' interaction raycnnement-matiere en presence de discontinuites dans la structure. Or, un circuit integre, un circuit imprime, un capteur monolithique, voire les Substrats de tels circuits sont essentiellement formes de couches adjacentes, dcnc de structures discontinues qui sont le siege du phenomene d'interaction rayonnement-matiere lorsque ces structures sont scumises à un rayonnement d'excitation, du à la conversion du mcde d'excitation aux interfaces de cette structure. Or, il se trouve que cette conversion est stimulee lorsqu'au moins une de ses couches est traversee par un transport d'electrons du à un signal d'excitation.
    [0025] Le procede selon l'invention s'applique aussi aux empil≤ments obtenus par croissance epitaxiale de couches minces alternativement de l'un ou l'autre de deux Substrats semiconducteurs (ex GaP ou InP et GaAsP ou InAsP). Ces empilements prcduisent une photoluminescence forte lorsqu'ils sont excites. Ce procede s'applique egalement aux semiconducteurs a l'arsenure de gallium (GaAs) ou en phosphure d'indiύm (InP).
    [0026] Nous examinerons ci-apres differents types d'excitation par rayonnement, ainsi que la nature des defauts qu'ils sont appeles à reveler:
    [0027] Exemple 1
    [0028] L'excitation electrique est combinee avec une irradiation à l'aide d'un laser à ions CW pulse (0,5 MW/cm2 et 2kA/cm2). Ce type d'excitation permet de detecter une contamination de surface, la presence de particules etrangeres, une matrice fendue, des rayures, soit par la luminescence dans la gamme infrarouge 0,8-3 /um provcquee par la densite de porteurs generes optiquement dans la recαrbinaison rayonnante bände à bände de dopants defectueux, soit dans des modifications de la lumiere filtree dispersee dans l'espace. II permet egalement de detecter des imperfections de la structure cristalline par la luminescence dans la gamme infrarouge 0,8-3 μm provcquee par la densite de porteurs positifs dans la recombinaison rayonnante bände à bände de dopants defecteux. Ce type d'irradiation combine à l'excitation electrique est encore utilisable pour faire apparaitre les erreurs d'alignement et les erreurs de masques, les discontinuites de rnetallisation et les pistes ou conducteur interrompus en faisant usage de la correspondance de l'image detectee avec une image de reference et par l'extraction de traits caracteristiques, d'apres la densite de porteurs generes optiquement, le courant ne circulant pas, ou apparaissant au mauvais endroit. Enfin, ce type de rayonnement est capable de mettre en evidence des distorsions de surfaces planes et a nouveau des discontinuites de rnetallisation, par la mise en concordance de l'image ou de son balayage avec des caracteristiques d'une image de reference.
    [0029] Exemple 2
    [0030] L'excitation electrique de la source 4 peut etre utilisee simultanement à une source de lumiere infra-rouge polarisee ou à une source infra-rouge pour detecter des imperfections dans la structure cristalline, des fentes de matrice et des rayures, des ruptures doxyde et des attaques de matrice par birefringence provcquee par les ccntraintes induites conjointement par les excitations thermique et electrique. Ce type d'excitation peut encore servir à detecter des anomalies de diffusion et des formations intermetalliques par absorbsion infra-rouge resultant de reactions radio-chimiques stimulees. Les anomalies des diffusions, ainsi que les defauts de dopage peuvent encore etre detectes par des recombinaisons de transition de O2 et C dans le substrat, induites par irradiation stimulee. Enfin, les formations intermetaliques etant en relation avec la dislocation de la structure du noyau, des modifications de structure induisent des effets lorsqu'une contrainte thermique est appliquee permettant de detecter des formations intermetalliques.
    [0031] Exemple 3
    [0032] L'excitation electrique de la source 4 est utilisee conjointement à un rayonnement isotrope en micro-ondes en particulier d'ondes millimetriques dans la region de 30-90 Giga Hz. Ce type d'excitation combinee permet, en mesurant des modifications de tension photoinduites caracteristiques de la capacite, de tracer un profil en fonction du temps, dans la reponse electrique fournie au module 5 et dans l'image detectee par le captuur 3, de detecter la presence de particules de matieres etrangeres, des anomalies de diffusion, des ruptures de rnetallisation, des migrations d'electrcns. Le detecteur à ondes millimétriques, dans la region de 20 - 600 GHz peut etre un detecteur à photoconduction à monccrystaux de telluride de cadmium/mercure
    Te) dans le mcde a electrons chauds. On peut egalement mesurer la radiation infrarouge prcduite par la resistance en serie des jonctions, induite par les courants d'excitation, pour detecter les imperfections de la structure cristalline, les anomalies de diffusion et les defauts de dopage. Par la correlation de l'image prcduite par les modules 7 avec les traits caracteristiques de l'image de reference, on peut mettre en evidence des ruptures de pistes ou de conducteurs, des pistes deplacees et des distorsions de surfaces. Ce type d'excitation permet egalement de detecter les formations intermetalliques du fait que de tels composes sont en relation avec la dislocation de la structure du noyau, des modifications de structure induisent des effets lorsqu'une contrainte thermique est appliquee, se superposant aux effets acoustiques induits. Les anomalies de diffusion peuvent encore etre detectees par resonance magnetique nucleaire (NMR) à niveau par micro-ondes ou par infra-rouges. Enfin, les formations intermetalliques et les dopants defectueux peuvent tous deux etre reveles par des recαnbinaisons de transition de O2 et C dans le substrat, induites par irradiation stimulee.
    [0033] Exemple 4
    [0034] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement à une irradiation par protons. La densite de porteurs generes par des protons produit des ondes thermiques se dispersant autour des defauts et permet de detecter des imperfections de cristaux, des matrices fendues et des rayures, des porosites dans les oxydes et des ruptures d'oxydes.
    [0035] Exemple 5.
    [0036] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement a un faisceau d'electrcns pulse de sorte que la densite des porteurs generes par des particules prcduit des ondes thermiques et electriques se dispersant autour des defauts et revele des imperfections cristallines, des matrices fendues et des rayures.
    [0037] Exemple 6
    [0038] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement à une irradiation neutronique. La luminescence induite par les taux de defauts charges dans les semi-conducteurs à doublet libre permet de detecter des imperfections cristallines, des matrices fendues, des rayures, ainsi que des anomalies de diffusion.
    [0039] Exemple 7
    [0040] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement à une irradiation ionique de 60 keV. La propagation guidee entre couches des ions incidents entre plans cristallins prcduit des electrons secondaires qui permettent de detecter des imperfections cristallines, des matrices fendues, des rayures, des porosites d'oxydes et des anomalies de diffusion.
    [0041] Les sources ioniques donnent une information relative à la subsurface qui n'est pas facilement accessible aux microsccpes electroniques. L'information en profondeur est seulement fournie par retro-diffusion d'electrons secondaires energetiques produits par des faisceaux ioniques provenant d'une diffusion de Rutherford dure des noyaux atomiques dans le substrat. Par consequent, les faisceaux des ions incidents et les emissions d'electrcns secondaires servent de sonde sensible de la structure sous-jacente de la cible. Des cascades de ces collisions dures de noyaux atomiques dans le substrat transportent l'information vers la surface, notamment aux jonctions electroniques du circuit integre. Une perte de courant canal, (sensible à la direction des ions incidents) dans les couches semiconductrices du circuit integre prcduit des images d'electrons secondaires à contraste eleve. A titre d'exemple de sources de bombardement ionique, on peut utiliser des ions Ga+ de gallium lourd de 60 keV d'energie ou encore des ions Ga+ de gallium liquide de 40 keV d'energie. Exemple 8
    [0042] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement a un faisceau laser à rayons X. La fluorescence photoinduite stimulee par rayons X permet de mettre en evidence la contamination de surface, les particules de matieres etrangeres, les fentes de matrices et les rayures, les erreurs d'alignements et de masques. Les ruptures de metallisations sont mises en evidence par la correspondance d'image et l'extraction de traits caracteristiques, selon la densite de porteurs generes optiquement, le courant ne circulant pas ou apparaissant aux mauvais endroits, ainsi que par la correlation d'images à partir de traits caracteristiques de ces images.
    [0043] Exemple 9
    [0044] L'excitation electrique de la source 4 est appliquee conjointement à une irradiation d'une source à resonance magnetique nucleaire (NMR) qui permet de reveler les imperfections cristallines, les porosites d'oxydes et les anomalies de diffusion.
    [0045] Le schema de la fig. 3 represente les differents types de rayonnements qui peuvent etre emis par le dispositif electrique à tester en fonction des differents modes d' irradiation utilises et que nous avons enumeres ci-dessus. EL est important de noter au sujet de cette figure que l'image detectee peut l'etre aussi bien par reflexion que par transparence à travers le circuit; la transparence a lieu par exemple pour un faisceau laser de 1,15 μ ou par des rayons X doux. En outre, le rayonnement detecte (reflechi ou transmis) comporte d'autres longueurs d'onde λd que celles λe du rayonnement d'excitation, et ces longueurs d'onde λd peuvent etre aussi bien superieures qu'inferieures à celles du rayonnement d'excitation. Cette particularite presente deux avantages importants, celui d'eliminer les reflexions parasites aux longueurs d'onde λe et surtour le fait que les emissions secondaires sont caracteristiques des transiticns aux jonctions, de sorte que le spectre des longueurs d'onde λd de ces emissions secondaires permet de mettre en evidence la nature des transiticns qui les ont engendrees, et en particulier celles dues aux defauts de structure.
    [0046] II est en outre a preciser qu'avec un microscope à balayage electronique, on ne recueille que des electrons secondaires de faible energie <50 eV induits par un faisceau primaire d'electrons, alors que dans le cas de l'invention, aussi bien des photons que des electrons et ions secondaires peuvent etre induits par exemple par un faisceau incident laser, par un faisceau d'ions ou d'ondes millimetriques.
    [0047] Le schema de la fig. 3 fait encore apparaitre comme rayonnement secondaire les catholuminescences qui sont induites consecutivement à une irradiation d'electrcns, d'ondes millimetriques et par laser; de telles luminescences se fönt à certaines jonctions, et aussi bien dans la resine non correctement gravee.
    [0048] Le schema de la fig. 4 montre la profondeur des zones d'excitation primaires engendrant l'emission secondaire pour chaque mode de rayonnement induit.
    [0049] Les emissions secondaires peuvent n'avoir lieu que pour certaines valeurs de la tension appliquee au circuit taste, typiquement pour une tension de Polarisation de contrδle de OU ou pres de la tension de blocage, ou choisies de maniere appropriee selon la longueur des jonctions, les proprietes des Substrats, metallisations, etc...
    [0050] II est precise que la source de rayonnement 2 et l'excitation electrique destinee a tester electriquement le circuit, prcduite par la source 4, peuvent etre synchronisees: l'illurnination stroboscopique sert à bioquer la distribution spatiale des tensions et charges d'electrons dans des etats logiques selectionnes, en relation avec l'excitation electrique (en regime dynamique et periodique) .
    [0051] Un masque opaque 12 (fig. 2) peut etre place devant chaque detecteur 3, au point focal d'une lentille de ce detecteur pour eupeeher la reflection speculaire de la source de rayonnement 2 sur le dispositif 1 à examiner, d'atteindre les detecteurs 3.
    [0052] Les differents modes de mise en oeuvre susmentionnes peuvent etre effectues dans des conditions de temperature, de pression du dispositif à examiner, ainsi que dans un environnement electromagnetique et chimique particuliers. C'est ainsi que le dispositif à examiner et la ou les sources de rayonnement 2, ainsi que le ou les detecteurs 3, peuvent etre places dans une eneeinte hermetique 10 (fig.2) dans laquelle se trouve un gaz à l'etat gazeux ou liquide tel qu'un gaz neutre N2 par exemple ou du CO2 qui permet de creer un milieu chimiquement determine à une temcerature contrδlee. L'appariticn de points chauds peut engendrer une evaporaticn localisee se manifestant par la formation de bulles. L'enceinte 10 peut egalement servir de barriere absorbante des rayonnements electromagnetiques exterieurs à l'enceinte. Elle peut etre munie d'une pompe a diffusion ou thermomoleculaire.
    [0053] II est egalement envisage de deposer une couche 11 (fig. 2) sur le dispositif 1 à examiner en vue d'augmenter certains rayonnements secondaires re emis par certaines zones de ce dispositif 1 lorsqu'il est soumis à l'excitation conjointe des sources 2 et 4 (fig. 1). C'est ainsi que si la couche 11 est formee de cristaux cholesteriques ou nematiques, le detecteur 3 peut etre forme d'une rangee ou matrice de trois detecteurs dans trois couleurs respectives. Les cristaux liquides de la couche 11 peuvent etre dilues dans du pentane avec 0,05-2 % de lecithine. Les cristaux liquides cholesteriques sensibles au champ electrique ou electrostatique localise fönt tourner le plan de Polarisation sur la lumiere qu'ils transmettent; à chaud, les cristaux ne fönt pas tourner la lumiere polarisee et apparaissent de ce fait cpaques.
    [0054] La couche 11 (fig. 2) recouvrant le dispositif 1 a examiner peut egalement etre une substance transparente formee par exemple de fluoresceine diluee dans du pentane avec 0,05-2 % de lecithine devenant fluorescente lorsqu'elle est excitee par une source laser UV ou X en raison de la combinaison de reactions electriques et photochimiques.
    [0055] La couche 11 peut encore etre une substance transparente teile que fluoresceine devenant luminescente lorsqu'elle est excitee par une source 2 teile qu'une source de neutrons à faible energie (2-50 eV) en raison de la ccmbinaison des reactions electrique et photochimique.
    [0056] Cette ccuche 11 peut encore etre un freon ou un fluocarbone liquefie ou pulverise sensible à un echauffement localise du dispositif 1 a examiner.
    [0057] Le schema-bloc de la fig. 5 est celui d'une installation qui a ete utilisee en vue d'effectuer des tests sur des circuits inte gres IC.
    [0058] La partie d' irradiation de cette installation comporte un laser He-Cr de 40 mW qui engendre un faisceau laser bleu monochromatique. Le laser est assccie à un dispositif de balayage (Scanner) selon un Systeme de coordonnees X-Y assccie à un module de Synchronisation à impulsion d'horloge (synchro). Une optique (Opt.I) x500 - 8000 est interposee entre le dispositif de balayage (Scanner) et le circuit integre IC à tester. Ce circuit integre IC est relie d'une part à une alimentation electrique a courant continu de 12 volts et, d'autre part, est connecte à un generateur de signaux (SG) par un socle (So) de connexion sur lequel il est place lors des tests. Les signaux sont choisis par un selecteur programmable (PS) cctmmande par un microprocesseur a 16 bits (Mi) connecte au module de Synchronisation (Syncho). Äpres avoir decrit les elements de l'installation relatifs à l'irradiation et ceux relatifs à la Stimulation electronique du circuit, nous allons decrire les elements de detection du rayonnement secondaire et d'analyse des signaux resultant de la Stimulation electrique. L'emission polychrome secondaire resultant de l'irradiation du circuit integre IC est captee par une optique (Opt.II) x 500-8000. Les rayonnements polychromes sont alors filtres à une longueur d'onde ≥ 0,480 μ dans le module de filtrage (Fi) qui communique avec un photomultiplicateur (PhM). Le signal est ensuite converti d'analogique en digital par le module (ADC) de 8 bits qui alimente le module de stockage d'image (ISM) de 1024 x 1024 x 8 bits, connecte à un generateur d'adresses (ADG) assccie au module de Synchronisation (Synchro).
    [0059] Les signaux electriques issus de la Stimulation electrique par le generateur de signaux (SiGe) sont amplifies entre 20 et 4000 x par un amplificateur (A) qui est relie à un convertisseur analogique digital de 8 bits (ADC II) par l'intermediaire d'un selecteur
    [0060] (Se). Les signaux issus du convertisseur (ADC II) sont transmis au microprocesseur (Mi), et ulterieurement à un logiciel (SOFT) pour analyse conjointe à celle de l'image traitee venant d'un Systeme d'operation logique pour la ccmparaison d'images (XOR).
    [0061] Une fois l'image stockee dans le module de stockage (ISM), elle est traitee par le Systeme d'operations logiques pour la comparaison d'images (SDR) qui est connecte, d'une part, à une memoire d'images de reference (RIM) et, d'autre part, à une memoire tampon (EM) qui est elle-marne connectee au module de stockage d'image (ISM) par l'intermediaire d'un decodeur d'adresses (AD). La sortie du Systeme d'operations logiques pour la comparaison d'images (XOR) transmet les differences detectees ou les parties d' images pretraitees au logiciel (SOFT) dcnt le Programme de traitement sera explique par la suite. Cet ordinateur procede au transfert sequentiel de l'image traitee par le Systeme de comparaison (SDR) dans celle du microprocesseur.
    [0062] Le Programme de lordinateur comporte quatre sequences illustrees par les rectangles (a), (b), (c), (d). (a) correspond à la localisaticn des defauts dans l'image traitee, (b) correspond à une verificaticn (fcndee sur un ensemble de regles symboliques, selon les principes de l'intelligence artificielle) des defauts electriques et dans l'image, (c) correspond a la detection, à la localisation et au dimensionnement des defauts et (d) à la commande du test de Stimulation electrique suivant. Dans une Variante d'execution, un premier detecteur 3 peut etre un detecteur infra-rouge à balayage ou à matrice ou rangee formee d'une mosaϊque de capteurs, destine a detecter les points chauds par exemple de l'ordre de 50° à 60°C engendres par l'excitation electrique et dont la largeur de bände spectrale se situe dans la gairme de 3 à 7 μm. Un secoπd detecteur infra-rouge (3), dont la largeur de bände spectrale se situe dans la gamme de 10-20μm, est susceptible de detecter des gradients de temperature à partir de 0,2 à 0,5°C pour detecter et mesurer des intensites locales dans des metallisations et dans des connections conductrices. II faut encore signaler que le rayonnement induit aussi un courant electrique se superposant au signal d'excitation de la source 4 et permet egalement de mettre en evidence les discontinuites de la structure. C'est notamment une des raisons pour lesquelles il est envisage de reunir les signaux electriques de reponse du dispositif 1 et ceux issus des detecteurs 3 dans le module 8 en vue de proceder, par ccmbinaison de ces signaux, à une evaluation des defauts de structure du dispositif 1. Ceci permet de reduire la duree de l'examen de facon significative. II est donc possible de faire un examen des ecarts dus à l'image, de ceux dus a la Stimulation electrique et de ceux dus a une combinaison de ces signaux. Bien entendu, les images obtenues peuvent egalement etre utilisees par un Operateur Charge de proceder lui-meme à la comparaison.
    权利要求:
    ClaimsREVENDICATIONS
    1. Procede d'examen et de test d'un dispositif electrique, substrat ou capteur du type des circuits integres ou imprimes, selon lequel on detecte par balayage un rayonnement propre emis par ce dispositif consecutivement à sa Stimulation, on forme des signaux electriques caracteristiques de ce rayonnement detecte et on compare ces signaux à des signaux de reference, caracterise par le fait que ladite Stimulation comporte, conjointement, l'envoi à travers ledit dispositif d'un signal electrique determine et l'irradiation simultanee de ce dispositif à partir d'au moins une source d'un type determine de caracteristiques connues, ledit rayonnement emis par ce dispositif resultant de l'interaction entre l'irradiation et la matiere de la structure de ce dispositif traverse par ce signal electrique determine, aux endroits oü cette structure presente des discontinuites.
    2. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on compare la reponse dudit dispositif, capteur ou substrat, du signal electrique determine de Stimulation traversant ce dispositif.
    3. Procede seien la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est un laser pulse à ions.
    4. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source infra-rouge (2-50 microns).
    5. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source à micro-ondes notamment à micro-ondes miUimetriques.
    6. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source de protons.
    7. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est un faisceau d'electrons pulses.
    8. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source de neutrons.
    9. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source de ions.
    10. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est un laser a rayons X ou UV.
    11. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que la source d'irradiation est une source à resonance magnetique nucleaire (NMR).
    12. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on recouvre la surface irradiee dudit dispositif d'une substance liquide apte à amplifier localement le rayonnement emis par cette surface.
    13. Procede selon la revendication 12, caracterise par le fait que cette substance est un gaz liquide.
    14. Procede selon la revendication 12, caracterise par le fait que cette substance est formee de cristaux liquides.
    15. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on selectionne au moins l'un des parametres chimiques, electromagnetiques ou temperature du dispositif à tester.
    16. Procede selon les revendications 1 et 2, caracterise par le fait que l'on procede a la combinaison des signaux electriques de reponse du dispositif electrique capteur ou substrat en vue de les comparer auxdits signaux de reference.
    17. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on detecte un rayonnement propre emis par reflection par ledit dispositif consecutivement à sa Stimulation.
    18. Procede selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'on detecte un rayonnement propre emis par transmission par ledit dispositif consecutivement à sa Stimulation.
    19. Procede selon l'une des revendications 4 et 5, caracterise par le fait que l'on detecte le rayonnement propre emis par ledit dispositif consecutivement à sa Stimulation dans la region des ondes millirretriques de 20 - 600 GHz à l'aide d'un detecteur a photoconduction à mono-cristaux de telluride de cadmium/mercure, dans le mode à electrons chauds.
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    1984-12-06| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
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