專利名稱：為測試管芯而用會聚束將電磁能傳輸?shù)焦β势骷闹谱鞣椒?br>
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及測試單個集成電路。特別是，本發(fā)明涉及在一個包含多個芯片的晶片上選擇性地測試單個芯片。
集成電路，特別是半導(dǎo)體集成電路，通過在一個晶片上制造幾個管芯(die)或芯片而制成。在一個晶片上的管芯通常是相同的。在制造之后，該晶片切成單個管芯。切或鋸該晶片成單個管芯的工藝稱為“切割”晶片。該晶片切割之后，再封裝該單個管芯。
該晶片切成單個管芯之前，制造商可以要求測試單個管芯。這種測試可以使制造商去掉不能用的管芯，而不會承擔(dān)封裝這種有缺陷管芯的費(fèi)用。
通常，通過將晶片上的每一管芯與一個探頭器件接觸來測試單個管芯。探頭器件接觸每一管芯上制作的測試接觸焊點(diǎn)，激活(activates)管芯上的電路，并對該芯片進(jìn)行測試。不能通過測試的管芯作上記號，并在該晶片切割之后，將其去掉。
現(xiàn)有的測試方法要求物理探頭必須針對每個不同的管芯結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)和制造，因?yàn)樘筋^必須接觸該管芯的點(diǎn)對每個管芯結(jié)構(gòu)是不同的。不同的結(jié)構(gòu)另外要求每測試一個不同結(jié)構(gòu)的管芯，都要在結(jié)構(gòu)上重新配置芯片測試器。
在該測試方法中，選擇性地激活一個在該晶片上所選的管芯。該管芯可以通過用具有至少一個預(yù)定能量級的電磁輻射的沖擊(beingimpacted)而被激活。激活所選管芯的方法包括將第一和第二束電磁能引向該管芯。第一和第二束電磁能之一單獨(dú)具有小于要求激活該管芯的第一能級。該方法進(jìn)一步包括引導(dǎo)第一和第二束電磁能，這樣它們交疊(overlap)在第一管芯上。第一和第二束在一個交疊區(qū)域內(nèi)交疊在第一管芯上。在交疊區(qū)域內(nèi)，第一和第二束用比所要求活化該管芯的預(yù)定能級大的能級沖擊該管芯。
該方法可以另外包括當(dāng)該管芯通過第一和第二束電磁能的能量激活時，探測通過該管芯輻射的電磁輻射。
一種測試集成電路管芯的裝置包括電磁能的第一源，用于產(chǎn)生第一束電磁能；和第一探測器，用于將第一束引向待測集成電路管芯。該測試裝置另外包括電磁能的第二源，用于產(chǎn)生第二束電磁能；和第二探測器，用于將第二束引向待測集成電路管芯，以致于第二束交疊該集成電路管芯的第一束。測試裝置另外包括一探測器，用于探測由集成電路管芯發(fā)射的電磁輻射。
圖2表示
圖1所示晶片的各個管芯的布圖形式。
圖3是圖2所示的管芯電路部分的示意圖。
圖4是圖2所示的管芯電路部分的示意圖。
圖5表示圖1所示晶片的單個管芯的另一實(shí)施例的布圖形式。
圖6是圖5所示的管芯電路部分的示意圖。
圖7表示圖1所示晶片的單個管芯的再一實(shí)施例的布圖形式。
圖8是圖7所示管芯布圖部分的放大平面圖。
圖9是沿圖8中的線9-9剖開的截面圖。
圖10是沿圖8中的線10-10剖開的截面圖。
圖11表示圖2，5和7所示的管芯電路的射頻輻射元件部分的一個實(shí)施例的一部分。
圖12a和12b是圖2，5和7所示的管芯電路的射頻輻射元件部分的另一個實(shí)施例的示意圖。
圖13表示一種根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造并根據(jù)本發(fā)明的方法使用的裝置。
圖14表示一個具有多個集成電路的晶片，其上用圖13所示的裝置施加的交疊電磁能束。
圖15是部分剖切的簡化圖，表示本發(fā)明的一個實(shí)施例的一方面的電子束源。
圖16是部分剖切的簡化圖，表示本發(fā)明所用系統(tǒng)的另一個實(shí)施例的一方面的電子束源。
圖17是部分剖切的簡化圖，表示本發(fā)明所用系統(tǒng)的再一個實(shí)施例的一方面的射頻能源。
圖18是簡化圖，表示本發(fā)明所用系統(tǒng)的再一個實(shí)施例的一方面的射頻能源。
圖19是結(jié)合本發(fā)明一個方面的一個測試裝置探頭的透視圖。
圖20是如圖19所示結(jié)合在測試探頭中一個接收器的示意圖。
一種有代表性的晶片20，包含幾個管芯，如圖1所示。具體的管芯22作成一樣。該管芯22根據(jù)本發(fā)明的一個方面設(shè)計(jì)并制造，如下面所述。在晶片20上的所有其它管芯與管芯22都是相同的。在晶片20的邊緣可以包含一些部分管芯。制造這類晶片的許多技術(shù)在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域一般是公知的，并且是實(shí)用的。
晶片20制作之后，根據(jù)本發(fā)明，在晶片的單個管芯22上進(jìn)行初步測試。在這一測試之后，單個管芯22被鋸開，或被切割。將半導(dǎo)體晶片切割成單個管芯的工藝在本領(lǐng)域是眾所周知的。然后，每一分開的單個管芯22可以采用任一普通實(shí)用的封裝技術(shù)來封裝。
單個管芯22的一個實(shí)施例如圖2所示。管芯22包括主電路30，其周圍有數(shù)個接觸焊點(diǎn)32。當(dāng)封裝該管芯時，接觸焊點(diǎn)32就是封裝腿的引線接觸該管芯上的電路的點(diǎn)。每一接觸焊點(diǎn)32通過一個傳導(dǎo)路徑或?qū)Ь€34連接到主管芯電路30。
接觸焊點(diǎn)32還可以用來測試該管芯，既可以在該管芯22仍是晶片20的一部分時，又可以在晶片20切割成單個管芯之后。測試探頭可以與接觸焊點(diǎn)32的合適點(diǎn)接觸，以激活電路30，并檢查來自電路的具體響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，單個管芯還可以被無線激活，而在測試探頭和管芯之間沒有物理接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，單個管芯22可以通過引導(dǎo)電磁能進(jìn)入該管芯22而加功率或激活。假如沖擊管芯22的電磁能超過預(yù)定的第一能級，那么管芯22的電路30就被激活。預(yù)定的第一能級就是足以激活管芯22的能級。
根據(jù)在此描述的裝置和方法的一個方面，一個或一個以上導(dǎo)體環(huán)42形成在管芯22的電路中。該導(dǎo)體環(huán)42可以包括在管芯的電路部分中。當(dāng)一個變化電磁能通過該導(dǎo)體環(huán)42時，該導(dǎo)體環(huán)42形成一個感應(yīng)體，從而在該導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生一個電壓。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白和理解，一個運(yùn)動的電荷(電流)會產(chǎn)生一個磁場。一個運(yùn)動的磁場會產(chǎn)生一個具有電壓的電場，它能增加電流。這一對現(xiàn)象使得沖擊或通過導(dǎo)體環(huán)42的輻射電磁能將會在導(dǎo)體環(huán)42中產(chǎn)生一個電流。
假如通過導(dǎo)體環(huán)42的電磁能超過預(yù)定的激活級(level)，那么在導(dǎo)體環(huán)42中就會產(chǎn)生足夠的電壓，來加功率給電路30或激活電路30，或至少電路30的一個有用的特殊部分。
如圖3所示，包括導(dǎo)體環(huán)42的電路另外包括一個整流器44和一個濾波器46，以提供電能給管芯22上的電路30的其它部分。通過導(dǎo)體環(huán)42的電磁能在濾波器46的輸出端52產(chǎn)生一個電壓，它可以用來驅(qū)動電路30的其它部分。
一個很簡單的整流器和濾波器結(jié)構(gòu)如圖4所示。整流器和濾波器電路包括一個二極管54和一個電容器56。輸出終端52a和52b跨接在電容器65上。環(huán)42的電感在圖中用42a表示。
導(dǎo)體環(huán)的另一種結(jié)構(gòu)如圖5所示。代替一個環(huán)繞電路30的實(shí)質(zhì)部分的單導(dǎo)體環(huán)，一個螺旋環(huán)62包括在電路30的部分中。該螺旋環(huán)62可以被形成作為一個管芯22的單層上的連續(xù)導(dǎo)體。參看圖6，一個簡單的整流器54和濾波器56如所示的那樣耦合到該螺旋環(huán)62。圖6所示的整流器和濾波器與圖4所示的相同。螺旋環(huán)62的電感在圖中用62a表示。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白當(dāng)變化的電磁場通過螺旋環(huán)62時，在螺旋環(huán)62的兩端之間會產(chǎn)生一個電壓。螺旋環(huán)62的兩端之間產(chǎn)生的電壓與螺旋環(huán)62的圈數(shù)成正比。螺旋環(huán)中產(chǎn)生的電壓引起一個電流流過二極管54和電容器56，它同樣地在輸出端52a，52b產(chǎn)生一個電壓。然后，在輸出端52a，52b產(chǎn)生的電壓可以用來驅(qū)動電路30的其它部分。特殊的條件可以要求螺旋導(dǎo)體62包括較多或較少的圈數(shù)。
導(dǎo)體環(huán)的其它實(shí)施例或結(jié)構(gòu)如圖7，8，9和10所示。如圖7所示的導(dǎo)體環(huán)72是一個多層導(dǎo)體螺旋。該導(dǎo)體環(huán)72由幾層單個環(huán)層72a-d所形成(參見圖9和10)。導(dǎo)體環(huán)的頂層72d作為單個環(huán)層的代表如圖8所示?，F(xiàn)在參看圖8，導(dǎo)體環(huán)的頂層72d不是十分完整的環(huán)。導(dǎo)體環(huán)的頂層72d在環(huán)層72d的導(dǎo)體兩端之間具有一個間隙74。第一，第二，和第三導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c與圖8所示的導(dǎo)體環(huán)的頂層72d相似。這樣，每一導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c，72d形成垂直導(dǎo)體螺旋的一個幾乎完整的圈。
參看圖9的截面圖，螺旋環(huán)72包括幾個導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c，72d。每一導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c，72d形成在半導(dǎo)體器件的一個對應(yīng)層81，82，83，84中，該器件制造在一個基片80上。層81-84是在管芯22上形成的電子電路30的層。
層間連接器(inter-layer connectors)76a，76b，76c提供導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c，72d之間的電傳導(dǎo)。第一層間連接器76a提供第一層81的導(dǎo)體環(huán)部分72a和第二層82的導(dǎo)體環(huán)部分72b之間的電傳導(dǎo)。如圖9和10所示，其它層間連接器76b，76c提供管芯22的第二，第三和第四層82，83，84的導(dǎo)體環(huán)部分72b，72c，72d之間的電傳導(dǎo)。頂部的層間連接器76c將頂部環(huán)層72d連接到在其之下的環(huán)層。盡管圖8所示的情況有助于理解該結(jié)構(gòu)，但是層間連接器76c實(shí)際上是在頂部環(huán)層72d之下，如圖9和10所示。
導(dǎo)體環(huán)層72a，72b，72c和72d如上所述依次重疊而設(shè)置在層81-84中，從而，使它們形成一個垂直的傳導(dǎo)材料螺旋體，該螺旋體穿過半導(dǎo)體管芯22的層81-84。各導(dǎo)體層中的間隙是錯開的，如圖10所示，以致于導(dǎo)體層72a-72d形成一個螺旋。整流器和濾波器，比如如圖4和6所示，可以耦合在多層螺旋導(dǎo)體環(huán)的兩端之間。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明白，當(dāng)電磁能或輻射沖擊垂直的螺旋導(dǎo)體72時，在導(dǎo)體螺旋的兩端之間會產(chǎn)生一個電壓。該電壓與導(dǎo)體螺旋環(huán)72的圈數(shù)成正比。在導(dǎo)體螺旋的兩端之間產(chǎn)生的電壓產(chǎn)生一個電流，可以用來驅(qū)動電路30。
如圖2，5和7所示，管芯22上的電路30另外包括一個電磁發(fā)射器或輻射元件90。當(dāng)管芯22的電路30激活時，該輻射元件90提供一個無線響應(yīng)信號。發(fā)射元件90發(fā)射的響應(yīng)信號表示管芯的狀態(tài)。管芯22的電路30如此設(shè)計(jì)，以致于當(dāng)管芯被激活時，輻射元件90發(fā)射一個電磁信號來表示管芯22的狀態(tài)。如上面所述，管芯22可以由在導(dǎo)體環(huán)42(圖2)，62(圖5)或72(圖7)上通過的電磁能來激活。
電磁輻射元件90可以包括第二導(dǎo)體環(huán)，通過它，當(dāng)管芯22被激活時，電路30可以產(chǎn)生一個電流。電磁輻射元件90的導(dǎo)體環(huán)可以是螺旋環(huán)92(圖11)。當(dāng)電路30通過一個流過第一激活導(dǎo)體環(huán)42(圖2)，62(圖5)或72(圖7)的電流來激活時，在電路30中的信號發(fā)生電路91將產(chǎn)生一個電壓，施加在輻射元件導(dǎo)體環(huán)92的兩端94，96，并且產(chǎn)生一個電流，流過輻射元件導(dǎo)體環(huán)92。該電流由于螺旋環(huán)92的電感而產(chǎn)生一個由管芯22輻射的磁場。該電感用92a表示。
在某些應(yīng)用中，激活導(dǎo)體環(huán)42(圖2)和，62(圖5)或72(圖7)也可以起輻射元件90的作用。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，在這種情況下，要求另外的元件來提供RF扼流作用，以保持來自整流器44的輸出信號能量(圖3和4)。
在某些應(yīng)用中，更復(fù)雜的信息可以通過輻射元件90來發(fā)射。信息可以編碼成電磁輻射，以通過輻射元件90來無線發(fā)射。例如，輻射元件90可以包括一個發(fā)射振蕩器電路，將信息調(diào)制成一個射頻(RF)載波。一個如圖12a所示的NPN哈特利(Hartley)振蕩器可以用于這種目的。另一種方案是，可以采用一個如圖12b所示的NPNColpitts振蕩器。哈特利和Colpitts振蕩器，以及其它可以與輻射元件90結(jié)合的振蕩器，在本領(lǐng)域是眾所周知的。
輻射元件90的振蕩器使得電路30中的電信息可以調(diào)制成一個射頻(RF)載波。該調(diào)制可以是頻率調(diào)制或擴(kuò)譜(spread spectrum)編碼。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白，在輻射元件90中可以用其它的無線發(fā)射信息方法。例如，可以用紅外輻射來傳輸這些信息。在輻射元件90中芯片上的紅外發(fā)生器(未示出)可以用來將信息編碼成一個紅外束。還有進(jìn)一步的實(shí)施例是，可以用一個或一個以上芯片上的激光器(未示出)來發(fā)射信息。該信息被調(diào)制或編碼到一個由芯片上的激光器所發(fā)射的相干光輻射(光)束上。
現(xiàn)在參看圖13，圖13表示一個與本發(fā)明相結(jié)合的測試裝置110。該測試裝置110包括一個測試床112或其它晶片支撐結(jié)構(gòu)，用來支撐包含待測管芯22的晶片20。
測試系統(tǒng)110包括三個電磁能的源122，132，142。電磁能源122，132，142的每一個產(chǎn)生一個電磁能的窄束124，134，144。源122，132，142將這些束124，134，144引向安置在測試床112上的晶片20上所選的管芯22。這樣，束124，134，144會聚到所選的管芯22上。
如上面所述，可以通過引導(dǎo)導(dǎo)體環(huán)42(圖2)，62(圖5)或72(圖7)上的電磁能來激活管芯22。當(dāng)通過或沖擊導(dǎo)體環(huán)42，62或72的能量超過預(yù)定激活級(level)時，管芯22就被激活。
采用電磁能量束無線激活管芯22的問題是一次只激活一個管芯，這樣每個管芯可以單獨(dú)測試。
晶片上的每個管芯可以被設(shè)定一個地址。電磁能量束可以包括與這些地址相關(guān)的編碼。然而，將單個地址制作到晶片上的每個管芯上將要求晶片上的各個管芯用不同的掩模。因?yàn)榘雽?dǎo)體晶片通常是對晶片上所有的管芯采用相同的掩模來制造，所以對晶片上的每個管芯采用不同的掩模實(shí)質(zhì)上會使制造工藝復(fù)雜。
在許多情況下，難以精確地聚焦一單束電磁能量，以致于一次只激活一個管芯。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，沒有一個電磁束124，134，144能單獨(dú)耦合或輸送充足的能量到所選的管芯，以激活該管芯。需要至少兩個束的能量來激活管芯。最好是，使全部三個束至少部分地交疊(overlap)，以便耦合充足的能量到管芯22而激活該管芯。
特別是，第一電磁能源122產(chǎn)生第一束電磁能124，第一束電磁能124被引向所選管芯22的、包含導(dǎo)體環(huán)42(圖2)，62(圖5)或72(圖7)的部分。第一束電磁能124沒有提供充足的能量給導(dǎo)體環(huán)42，62或72，引起充足的電流流過導(dǎo)體環(huán)42，62或72，以激活管芯22的電路30。
第二電磁能源132產(chǎn)生第二束電磁能134，它被引向與第一束124所引向的所選管芯22的相同部分。第二束電磁能134本身也沒有提供充足的能量給導(dǎo)體環(huán)42，62或72，引起足夠的電路流動，以激活電路30。第二電磁能源132如此引導(dǎo)第二電磁束134，以致于盡可能多的第二電磁束143與第一電磁束132疊加。在束124，134沖擊導(dǎo)體環(huán)42，62或72的點(diǎn)上，第二電磁束134與第一電磁束132是同相的，這樣，兩個電磁束132，134的能量相互是同相的，并相互增強(qiáng)。
在某些情況下，兩個電磁束124，134可以一起耦合成充足的能量給導(dǎo)體環(huán)42，62或72，這些能量至少等于通過在導(dǎo)體環(huán)42，62或72中產(chǎn)生充足電流來激活電路30所要求的能量。在這些情況下，兩個束124，134可以足夠精確地被聚焦，以致于在管芯22上兩個束之間的交疊區(qū)域是足夠的精確，這樣，該裝置能確保一次只激活一個管芯。
第三電磁能源144產(chǎn)生第三束電磁能144，它也被引向與第一和第二電磁束124，134引向的所選管芯22的相同部分。這樣，就盡可能地引導(dǎo)三束電磁能124，134，144，使它們至少部分地交疊在管芯22的點(diǎn)上，這個點(diǎn)為導(dǎo)體環(huán)42，62或72所處的位置。第三束電磁能144本身也不會供給導(dǎo)體環(huán)42，62或72充足的能量，產(chǎn)生而充足的電流流過導(dǎo)體環(huán)，來激活電路30。第三束144與第一和第二束124，134在導(dǎo)體環(huán)42，62或72是同相的，這樣，第三束144與第一和第二束124，134互相增強(qiáng)。
圖14表示交疊在晶片20的管芯22上的三個束124，134，144。三個束124，134，144在導(dǎo)體環(huán)42，62，或72上的組合能量足夠引起一個電流流過導(dǎo)體環(huán)，而激活電路30，以便進(jìn)行測試。
每個束不具有充足的能量來激發(fā)一個具體的管芯，采用多個束可以將這些束進(jìn)行調(diào)節(jié)，以致于它們只交疊在所選的管芯上。采用三個束可以使束以較大的精確度交疊在管芯22的區(qū)域上。
電磁能源122，132，142由一個控制計(jì)算機(jī)160控制(圖13)?？刂朴?jì)算機(jī)160可以是一個編程的通用計(jì)算機(jī)?？刂凭€162，163，164將控制計(jì)算機(jī)160分別地連接到電磁能源122，132，142。
由控制計(jì)算機(jī)160供給電磁能源122，132，142的控制信號引起電磁能源聚焦它們的電磁能的束124，134，144，使這些束124，134，144交疊在管芯22上電路30的準(zhǔn)確部分，該管芯22包含導(dǎo)體環(huán)42(圖2)、螺旋導(dǎo)體62(圖6)或多層螺旋導(dǎo)體72(圖7-10)。
由控制計(jì)算機(jī)160供給電磁能源122，132，142的控制信號還控制能束124，134，144的相位。如上所述，期望是，在束124，134，144沖擊導(dǎo)體環(huán)42，62或72的點(diǎn)上，電磁束124，134，144是相互同相的，這樣，三個束124，134，144的能量將相互增強(qiáng)。
電磁能源122，132，142可以包括調(diào)制電子槍、激光器、微波發(fā)生器，或射頻信號發(fā)生器。
一種采用電子槍180的典型電磁能源122如圖15所示。該電子槍180封閉在一個殼體182內(nèi)。在殼體182的一端的一個開口184允許從電子槍180發(fā)射的電子束124通過。一套偏轉(zhuǎn)板(deflectorplates)186控制來自電子槍180的束方向。
用強(qiáng)度調(diào)制器185以預(yù)定的頻率來調(diào)制電子束124的強(qiáng)度。在這種方式中，電子束124的特性就象一個隨時間變化的電流。電子束，比如束124的強(qiáng)度調(diào)制方法是眾所周知的，這種強(qiáng)度調(diào)制方法通常應(yīng)用在比如陰極射線管(CRT)中。
隨時間變化的電子束124建立了一個沿該束隨時間變化的電場。這種圍繞電子束124的隨時間變化的電場與電子束124有密切的關(guān)系，因而，它可以被認(rèn)為實(shí)質(zhì)上等同于電子束。為此，隨時間變化電子束124起一個電磁能量束的作用。這樣，當(dāng)隨時間變化的束沖擊導(dǎo)體環(huán)42，62或72時，導(dǎo)體環(huán)產(chǎn)生一個隨時間變化的電場。對電子束進(jìn)行調(diào)制的頻率和相位變成了隨電子束124傳播的等同電磁“束”的頻率和相位。
為了改變(develop)調(diào)制電子束124而通過調(diào)制器185施加的調(diào)制頻率，可以在一個寬的范圍內(nèi)選擇，這取決于具體的需求。例如，可以選擇一個幾赫茲的調(diào)制頻率。
束124的方向可以通過讓兩套偏轉(zhuǎn)板186帶電來控制，這對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。偏轉(zhuǎn)板186帶電以控制束124的方向是依靠計(jì)算機(jī)160發(fā)送的、通過控制線162的指令來確定(圖13)?？刂剖?24的方向可以將該束引導(dǎo)到所選的管芯22上。電子槍的構(gòu)造和工作原理在本領(lǐng)域是眾所周知的。電子槍用在CRT和其它應(yīng)用中。
假如，為了掃描整個晶片20，電子束124的移動范圍必須大于采用偏轉(zhuǎn)板186所能提供的移動范圍，那么整個電磁能源122可以是移動的。電磁源122可以用一個或一個以上的電機(jī)來移動(未示出)。電機(jī)還可以通過由計(jì)算機(jī)160產(chǎn)生的并通過控制線162傳輸?shù)目刂菩盘杹砜刂啤?br>
電磁能源122的另一個實(shí)施例如圖16所示。圖16所示的電磁能源122也包括一個封閉在一個殼體182中的電子槍180。該電子槍180調(diào)制電子束124的強(qiáng)度。在殼體的一端的開口184允許由電子槍180產(chǎn)生的電子束124通過。束124的方向可以通過偏轉(zhuǎn)線圈188來控制。正如本領(lǐng)域所公知的那樣，對流過偏轉(zhuǎn)線圈188的電流進(jìn)行控制就可以使產(chǎn)生的磁場調(diào)整通過這些線圈188的電子束124的方向。
還有一個電磁能源122的實(shí)施例，如圖17所示。一個射頻源190產(chǎn)生一個RF能量束。該RF束通過波導(dǎo)198來引導(dǎo)。額外的RF能量可以由一個殼體192來包含。通過殼體端部的一個開口來安裝該波導(dǎo)198。各種RF源都是適用的，并且對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是熟悉的。
在某些情況下，只直接采用波導(dǎo)198適當(dāng)?shù)鼐劢筊F束124可能是困難的。在這樣的情況下，從波導(dǎo)198發(fā)出的束124可以反射在一個凹透鏡或反射器196上，如圖18所示。凹反射器196被成型，以使波導(dǎo)198發(fā)出的RF能量聚焦到一個特定的焦點(diǎn)上。調(diào)整反射器196的位置和方向可以使反射器196的焦點(diǎn)定位在管芯22上的適當(dāng)?shù)胤健?br>
圖13的測試裝置11有選擇地激活晶片20上的各個管芯22。控制計(jì)算機(jī)160使電磁能源122，132，142有選擇地引導(dǎo)或聚焦它們的束124，134，144到晶片的特定管芯上。
根據(jù)本發(fā)明，探頭不需要物理接觸管芯，就可以單獨(dú)地激活該管芯。該管芯通過引導(dǎo)電磁束124，134，144到所選的管芯而無線地被激活。在晶片上的許多管芯快速地連續(xù)被測試。不需要探頭從管芯到管芯物理地移動，這不像以前的測試裝置。測試裝置110的電磁束124，134，144快速地移動聚焦在不同的管芯上。當(dāng)電磁束124，134，144是電子束時，束124，134，144的移動可以只要求改變偏轉(zhuǎn)板186的電荷量或偏轉(zhuǎn)板線圈188中的電流。
測試裝置110可以用來測試許多不同管芯結(jié)構(gòu)，而測試裝置110只有極小的變化。新的探頭不需要為每一新管芯結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。為了測試不同的管芯結(jié)構(gòu)，可以通過簡單地改變隨電磁能束124，134，144變化的圖形而激活不同結(jié)構(gòu)的管芯。隨電磁能束124，134，144變化的圖形可以通過改變對電磁能束124，134，144進(jìn)行控制的信號而改變。因此，隨電磁能束124，134，144變化的圖形的變化可以通過簡單的改變控制計(jì)算機(jī)160的編程來實(shí)現(xiàn)。
因?yàn)楫?dāng)測試一個新的管芯結(jié)構(gòu)時，不需要在測試器110上安裝不同的物理探頭，因此，測試器110可以迅速變化來測試不同的管芯。
再參看圖13，在測試裝置110中的無線測試探頭200探測由管芯22的輻射元件90發(fā)射的響應(yīng)信號。例如，無線測試探頭200可以探測由流過輻射元件90的第二導(dǎo)體環(huán)92的電流產(chǎn)生的磁場。
當(dāng)晶片20安裝在測試床112上時，測試探頭200可以放置在晶片20的附近。由探頭200探測的信號通過探頭連接線202從探頭200引導(dǎo)到控制計(jì)算機(jī)160。控制計(jì)算機(jī)160分析由探頭200接收的信號。這種分析能有助于判定管芯22的電路30在管芯激活時工作是否正常。由控制計(jì)算機(jī)完成的特定分析程序取決于待分析的特性。熟悉測試微電子電路的人員是熟悉這些分析程序的。
現(xiàn)在參看圖19，測試探頭200包括一個電磁接收器204。該電磁接收器204可以位于測試探頭200的底部，這樣，接收器204可以接近晶片20。探頭導(dǎo)體201將接收器204所探測到的信號傳導(dǎo)到探頭連接線202。
在一個簡化的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，在發(fā)射元件90中的電流可以感應(yīng)地耦合到接收器204。類似地，在發(fā)射元件90中的電壓可以電容地耦合到接收器204。
這些電學(xué)原理使得信息可以無線地從發(fā)射元件90(圖11)傳輸?shù)綔y試探頭200。這種來自發(fā)射元件90的信息的無線通訊不須物理接觸晶片20的管芯22，就可以通過激活電磁束124，134，144來確定管芯是否正常地工作。
接收器204可以包括一個簡單的探測器，它包含一個與導(dǎo)體環(huán)42，62或72相似的導(dǎo)體環(huán)。這樣的導(dǎo)體環(huán)探測來自一個輻射元件所發(fā)射的輻射，比如圖11所示的導(dǎo)體環(huán)92所發(fā)射的輻射。
當(dāng)管芯22的輻射元件90包括一個RE發(fā)射器時，在測試探頭200上的接收器204探測由輻射元件90所發(fā)射的RF信號。接收器204解調(diào)或解碼所探測到的RE信號的信息。
接收器204可以包括一個簡單的探測器/解調(diào)器206(圖20)，以接收來自管芯2的輻射元件90的RF信號。接收器204的探測器/解調(diào)器206調(diào)到管芯22的輻射元件90的振蕩器頻率。圖20所示的探測器/解調(diào)器206和其它探測器/解調(diào)器也是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的。
探頭200的接收器204必須放置到晶片20的特定管芯22多么近都是距離的函數(shù)，在該距離上，接收器204可以精確地探測和解碼由輻射元件90所發(fā)射的信號。探頭200最好是可以放置到與管芯足夠近，這樣，接收器204可探測由輻射元件90所發(fā)射的輻射，而不用天線或放大器件。
為了測試探頭200的接收器204精確地接收由輻射元件90所發(fā)射的射頻信號，測試探頭200可以如此地定位，以致于接收器204與管芯22的距離在10厘米之內(nèi)。最好是，測試探頭200的接收器204與管芯22的距離在3厘米之內(nèi)。
無線測試探頭200增強(qiáng)了晶片20的管芯22的無線測試能力。不需與管芯22物理接觸就能探測由管芯22的輻射元件所發(fā)射的測試響應(yīng)信號?？刂朴?jì)算機(jī)160可以控制探頭200的運(yùn)動，這樣，它就使晶片20上的激活束124，134，144隨之變化。
來自管芯22的測試響應(yīng)信號的無線接收使得晶片20的各個管芯22可以快速地被測試。此外，隨測試探頭200變化的圖形可以通過改變控制計(jì)算機(jī)160的編程而改變。不需改變測試裝置110的硬件就可測試不同的管芯。這種不用改變硬件使得測試裝置110能夠快速地適應(yīng)各種不同管芯的測試。
盡管已經(jīng)提供了上面的描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)本發(fā)明的各種特定的實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式。例如，可以改變電磁能束的其它產(chǎn)生形式。此外，對于將激活電磁能引導(dǎo)到特定管芯上的電路，可以采用各種實(shí)現(xiàn)方式。再有，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，很明顯，可以采用不同的方式來控制電磁能源。因此，上面的描述是示范性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種在一個具有數(shù)個管芯的晶片上無線激活所選管芯的方法，其中，所選管芯可以通過用具有至少第一能級的電磁能沖擊而激活，該方法包括將第一束電磁能引向所選管芯，其中，所述第一束電磁能以小于所述第一能級沖擊所選管芯；將第二束電磁能引向所選管芯，其中，所述第二束電磁能以小于所述第一能級沖擊所選管芯；和引導(dǎo)所述第一和第二束電磁能，以致于所述第一和第二束電磁能至少部分地交疊在所選管芯上，其中，所述第一和第二束一起以一個至少等于所述第一能級的能級沖擊所述第一管芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，引導(dǎo)所述第一和第二束電磁能的所述步驟包括將所述第一和第二束電磁能引導(dǎo)到一個在所選管芯上的導(dǎo)體環(huán)，以致于在所述導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生一個電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二束電磁能包括射頻能束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，引導(dǎo)所述第一和第二束電磁能的所述步驟包括，引導(dǎo)所述射頻能的第一和第二束分別地通過第一和第二波導(dǎo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二束電磁能包括分別地圍繞第一和第二調(diào)制電子束的電磁能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，引導(dǎo)所述第一和第二束電磁能的所述步驟包括用帶電偏轉(zhuǎn)板引導(dǎo)所述第一和第二電子束。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，引導(dǎo)所述第一和第二束電磁能的所述步驟包括用偏轉(zhuǎn)線圈引導(dǎo)所述電子束。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所選管芯由具有一個至少等于所述第一能級的能級的電磁輻射沖擊而被激活時，它輻射電磁信號，并且所述的方法還包括，探測所輻射的電磁信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二束電磁能在它們接觸管芯的點(diǎn)是相互相干的。
10.一種在一個具有數(shù)個管芯的晶片上無線激活所選管芯的方法，其中，所選管芯可以通過用具有至少第一能級的電磁輻射沖擊而激活，并且，當(dāng)所選管芯通過用具有至少等于所述第一能級的能級的電磁輻射沖擊而被激活時，它就發(fā)射電磁輻射，該方法包括將第一束電磁能引向所選管芯，其中，所述第一束電磁能以小于所述第一能級沖擊所選管芯；將第二束電磁能引向所選管芯，其中，所述第一束電磁能以小于所述第一能級沖擊所選管芯，并且，所述第二束的電磁能與所述第一束的電磁能在所選管芯處是同相的；和將第三束電磁能引向所選管芯，其中，所述第三束電磁能以小于所述第一能級沖擊所選管芯，并且，所述第三束的電磁能與所述第一束的電磁能在所選管芯處是同相的；其中，引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能的所述步驟包括引導(dǎo)所述第一，第二和第三束的步驟，以致于所述的第一，第二和第三束一起以一個至少等于所述第一能級的能級沖擊所選管芯。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括該步驟當(dāng)所選管芯用具有一個至少等于所述第一級的能級的電磁能沖擊而被激活時，引導(dǎo)一個由所選管芯發(fā)射的電磁信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一，第二和第三束電磁能包括射頻能量束，并且，引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能的所述步驟包括引導(dǎo)所述射頻能量分別通過第一，第二和第三波導(dǎo)的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一，第二和第三束電磁能包括分別圍繞第一，第二和第三電子束的電磁能，并且，引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能的步驟包括引導(dǎo)所述第一，第二和第三電子束分別通過第一，第二和第三套帶電偏轉(zhuǎn)板的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一，第二和第三束電磁能包括分別圍繞第一，第二和第三電子束的電磁能，并且，引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能的步驟包括引導(dǎo)所述第一，第二和第三電子束分別通過第一，第二和第三套偏轉(zhuǎn)線圈的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能的所述步驟包括引導(dǎo)所述第一，第二和第三束電磁能到所選管芯上的導(dǎo)體環(huán)，以致于在所述導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生一個電流的步驟。
16.一種無線測試集成電路管芯的裝置，該裝置包括電磁能的第一源，用于產(chǎn)生第一束電磁能；第一偏轉(zhuǎn)器，用于將所述第一束引向所述集成電路管芯；電磁能的第二源，用于產(chǎn)生第二束電磁能；第二偏轉(zhuǎn)器，用于將所述第二束引向所述集成電路管芯，以致于至少所述第二束的一部分在所述集成電路管芯上交疊至少所述第一束的一部分；和探測器，用于探測所述集成電路管芯所發(fā)射的電磁輻射，該電磁輻射是在所述管芯響應(yīng)它接收的所述第一和第二束的交疊部分時所發(fā)射的電磁輻射。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述電磁能的第一和第二源產(chǎn)生電磁能束，它們在所述集成電路管芯上的預(yù)定目標(biāo)處是相互同相的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述電磁能的第一和第二源分別包括射頻能的第一和第二源；所述第一偏轉(zhuǎn)器包括第一波導(dǎo)；和所述第二偏轉(zhuǎn)器包括第二波導(dǎo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述電磁能的第一和第二源分別包括調(diào)制的第一和第二電子束源；所述第一偏轉(zhuǎn)器包括第一套帶電偏轉(zhuǎn)器板；和所述第二偏轉(zhuǎn)器包括第二套帶電偏轉(zhuǎn)器板。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述電磁能的第一和第二源分別包括第一和第二電子束源；所述第一偏轉(zhuǎn)器包括第一套偏轉(zhuǎn)線圈；和所述第二偏轉(zhuǎn)器包括第二套偏轉(zhuǎn)線圈。
21.一種集成電路晶片和用于測試所述晶片上的單個管芯的測試裝置的組合，所述組合包括集成電路晶片，包含數(shù)個集成電路管芯，其中，所述集成電路管芯中的所選管芯能通過接收具有至少第一能級的電磁能而被激活；測試裝置，用于測試所述集成電路晶片的單個管芯，該裝置包括電磁能的第一源，用于將第一束電磁能引導(dǎo)到所述晶片上的一個所選管芯，該電磁能具有小于所述第一能級的能級；電磁能的第二源，將第二束電磁能引導(dǎo)到所選管芯，該電磁能具有小于所述第一能級的能級，其中，所述電磁能第二源引導(dǎo)所述第二束，以便在所選管芯上與所述第一束電磁能同相；和電磁能的第三源，將第三束電磁能引導(dǎo)到所選管芯，該電磁能具有小于所述第一能級的能級，其中，所述電磁能的第三源引導(dǎo)所述第三束，以便在所選管芯處與所述第一束電磁能同相；其中，所述電磁能的第一，第二和第三源將一個至少等于所述第一能級的總能級引導(dǎo)到所選管芯上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合，其中所述電磁能的第一源包括射頻輻射的第一源和第一波導(dǎo)；所述電磁能的第二源包括射頻輻射的第二源和第二波導(dǎo)；和所述電磁能的第三源包括射頻輻射的第三源和第三波導(dǎo)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合，其中所述電磁能的第一源包括第一電子槍；所述電磁能的第二源包括第二電子槍；和所述電磁能的第三源包括第三電子槍。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的組合，其中所述電磁能的第一源另外包括第一套偏轉(zhuǎn)器板；所述電磁能的第二源另外包括第二套偏轉(zhuǎn)器板；和所述電磁能的第三源另外包括第三套偏轉(zhuǎn)器板。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的組合，其中所述電磁能的第一源另外包括第一套偏轉(zhuǎn)線圈；所述電磁能的第二源另外包括第二套偏轉(zhuǎn)線圈；和所述電磁能的第三源另外包括第三套偏轉(zhuǎn)線圈。
全文摘要
所描述的方法和裝置無線地測試一個包含多個管芯的晶片上的單個集成電路管芯。該方法用至少兩束電磁輻射無線地沖擊所選管芯,以致于該管芯接收具有至少第一能級的輻射能,因而在該管芯中產(chǎn)生一個電流而激活該管芯。單獨(dú)每一束電磁能的能級小于激活該管芯所需的第一能級。電磁能束被引導(dǎo),以致于它們至少部分地交疊在所選管芯上。在交疊區(qū)域,兩束電磁能一起以至少等于激活該管芯所需的第一能級的能級沖擊該管芯。該方法可以另外包括:由該管芯響應(yīng)從電磁束中所接收的電磁輻射而發(fā)射的電磁輻射,探測由該管芯所發(fā)射的電磁輻射。該裝置包括集成電路晶片和測試裝置。集成電路晶片包含數(shù)個管芯。每一管芯能通過引導(dǎo)具有至少第一能級的電磁能到該管芯上而被激活。該測試裝置包括電磁能的第一和第二源。每個源將一束能級小于第一能級的電磁能引導(dǎo)到該晶片上的所選管芯。兩束電磁能至少部分地交疊在所選管芯上,以致于它們一起耦合到管芯上,其能量至少達(dá)到第一能級。
文檔編號G01R31/302GK1354833SQ99816784
公開日2002年6月19日 申請日期1999年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月27日
發(fā)明者斯擔(dān)利·A·懷特, 肯尼思·S·沃利, 詹姆斯·W·約翰斯頓, P·邁克爾·亨德森, 小沃納·B·安德魯斯, 喬納森·I·西安, 凱利·H·黑爾 申請人:科內(nèi)森特系統(tǒng)公司