改进的以托盘给样的扫描声学显微镜以及主要用于在检查期间使部件固定的方法技术

一种用于以托盘给样的扫描声学显微镜的改进的扫描台和方法，具有真空系统，所述真空系统在由超声波束发生器进行声穿透的过程中，至少辅助将松散保持部件固定在托盘中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及在对微电路部件进行非破坏性测试中使用的扫描声学显微镜，主要在于提出一种用于提高这些系统的性能、以使得处于测试中的部件固定的系统和方法。典型地，扫描声学显微镜具有在处于测试中的部件上方快速地来回移动的超声波束发生器。为了经过整个部件，当该部件在正交方向上平移通过超声波束时，超声波束发生器在两个方向或一个方向上被扫描。扫描声学显微镜的图像输出被用于对上述部件的内部物理特性进行非破坏性分析。扫描声学显微镜能够穿透部件表面，并且对固体(例如金属、陶瓷、聚合物和合成物)中的微观内部特征进行成像。被测试的典型组件包括例如集成电路(IC)的微电子组件、多层陶瓷电容器以及多芯片模块。这些被测试的部件的典型故障包括分层、裂缝、不连续层的倾斜、结合分离(disbond)、未完全覆盖以及空隙的形成(voiding)。这些部件可以在托盘(tray)中运送到扫描台，本领域公知为“JEDEC”托盘。JEDEC托盘的特征在于，其包含单个单元或袋(pocket)的X-Y矩阵，它们的形状和尺寸根据运送的具体部件而定制。高频超声波的特征是，虽然它能够穿过上面描述的固体，但是如果没有严重衰减，高频超声波束不能穿过在超声波束发生器和处于测试中的部件之间的空气间隙。因此，使用流体介质来将超声波束发生器的扫描头的高频输出耦合到该部件。虽然可使用醇或者其它流体，但流体介质通常是水。在一个普通方法中，耦合流体以环绕在超声波周围的喷液器(fountain)喷出的下降流或上升流的方式来分配。微电子学发展的必然趋势是(例如)IC的部件变得越来越小。随着这些部件尺寸减小，它们变得更加难以操作和使用，特别是在生产环境中进行测试时。特别是当耦合流体通过扫描声学显微镜时，耦合流体流非常容易扰动这些小部件，甚至是使得它们从托盘移位。理解以下内容是很重要的JEDEC托盘被开发出来作为将集成电路和其它半导体产品从一个半导体制造步骤或位置运送到另一个步骤或位置的装置。因为在制造过程中通常通过真空“拾取器(picker)”，这些单独的部件可多次从它们单独的袋中被移走，以及将它们置于它们单独的袋中，因此它们必须被自由地保留在它们的袋中，从而使得它们可容易地被移走或者放回，而不会损坏这些部件。JEDEC托盘的设计不是用来在通过扫描超声显微镜的检查过程中固定部件，通过扫描超声显微镜的检查需要在检查过程中让这些部件完全固定不动。部件与袋的松配合便利了JEDEC托盘的基本运输功能，但是，在通过扫描超声显微镜检查部件的托盘时，却产生严重问题。一个主要问题在于部件(特别是小部件)从托盘移位。第二个严重问题在于当这些部件被超声扫描时需要使它们固定。如果这些部件在声穿透(insonification)操作过程中不能被固定，那么耦合流体流会扰动这些部件，使得它们在被扫描超音波束检查时在其各自的袋中移动。这些部件在检查过程中的移动使得形成的检查信号失真，从而产生能够损害整个检查过程的严重误差。例如，如果检查过程是用于识别半导体管芯中非常细小的裂缝，那么由在超声检查过程中部件移动引起的信号失真可能会产生足以使得裂缝不能被可靠检测到的误差。扫描部件的JEDEC托盘的另一问题在于，通常的塑料托盘可被弯曲，因此造成制造缺陷或者拖延使用或滥用。弯曲的托盘改变了部件的二维阵列部件的相对高度和平面度，这可能导致检查误差。Kessler等共有的第5,684,252号美国专利解决了上述移位和固定的问题，其公开并要求保护了以托盘给样(tray-fed)的扫描声学显微镜系统，其中部件的托盘是成对的，并具有开放网筛(screen)，以在部件穿过扫描台时将其固定在托盘中。在完成扫描操作之后，网筛从托盘移除。这一技术需要大量不同尺寸和结构的网筛，以适应不同的托盘尺寸和结构。这些网筛增加了资金和维护费用，其处理导致了劳力成本和延期的产生。同样属于本专利技术的所有者的第6,357,136号美国专利给出了解决部件移位问题的教导，即在部件固定的一些应用中，通过在超声波束发生器和部件固定托盘之间设置单个固定的抑制结构(hold-down structure)。通过使用单个抑制结构克服了多个网筛的成本增加的缺陷，抑制结构能够防止耦合流体在检查过程中使部件从其托盘移位。第6,357,136号专利的系统和方法在与JEDEC或部件的其它托盘一起使用时发挥最佳功能，其中，被测试的单个部件(通常相同)的高度(厚度)比固定这些部件的袋的深度要大。因此，固定的抑制结构能够实际地与突出的部件接合，并使得它们在被超声波束检查时在其各自的袋中稳固地固定。但是，在被检查的部件的高度比容纳袋的深度小的应用中，这种固定抑制结构虽然仍然能有效地防止部件移位，但是不能有效地使得被容纳的部件在检查过程中固定不动。为了解决检查精确性问题，在某些应用中需要降低扫描速率，但是扫描速率的降低会降低检查的处理速率。专利技术目的本专利技术的一般目的在于提供解决在扫描声学显微镜中，对以托盘给样(tray-fed)的部件检查中发生的某些缺陷的方法。一个目的在于提高以托盘给样的扫描声学显微镜的性能，以在超声检查过程中使得微电子IC和其它部件能够固定，从而降低检查误差并提高检查的处理速率。 附图说明图1是实现本专利技术的具有多个装载台(stage)的以托盘给样的扫描声学显微镜装置的正面示意图，图1A是穿过图1的装置的部件固定托盘的表面的细节图，图1B是在干燥台中使用的固定的部件抑制装置的立体图，图1C描绘了图1B所示的干燥元件的操作细节；图2是按照本专利技术的一个方面的固定的部件抑制结构的平面图，图2A是该结构的立体图，而图2B和2C分别示出了该结构的侧视图和端部视图；图3是按照本专利技术的一个方面的固定的部件抑制结构的剖面图； 图4是按照本专利技术的一个方面的部分结构图，并描述了用于波束通过的槽的可选实施方案；图5是表示图3所示的结构的可选实施方案的结构剖面图；图6-8描述了用于在部件通过扫描台之前使得部分移出的部件重新装入托盘中的可选装置；图9描述了实现本专利技术一个方面的真空系统；图10是图9的真空系统的充气室构成部分的顶视图；图11表示与图10的系统类似的真空系统，但是配置用于以X-Y形式扫描的声学显微镜；图12是图11的真空系统的充气室构成部分的顶视图；图13-15表示出了在其中干燥台和抑制真空系统采用共用真空泵的真空系统；图16-17表示图1-15的系统的变化方案；图18-19描述了可选的结构，其中，扫描超声波束发生器和用于在超声波束发生器的区域中产生局部抽吸的装置组合在一起并由共用的运动台移动；图20是用于使得局部抽吸产生装置对超声波束发生器的移动进行跟随的另一方法。优选实施方案的描述本专利技术提出了一种扫描声学显微镜检查系统和方法，其能够对部件进行检查，尤其是对不能通过现有技术的以托盘给样的扫描声学显微镜系统处理的小尺寸部件进行检查。本专利技术的实施将在附图中进行描述，其中，不同附图中相同的附图标记表示相同结构。首先，列出所描述的实现的元件，并以能启发本领域技术人员的简要的描述性注释进行标记，然后对该系统的结构细节和操作方法进行简要描述。优选实施方案的结构附图标记 说明20以托盘给样的扫描声学显微镜 21A用于加载部件的托盘的台21B托盘-扫描台21C用于干燥部件的托本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在以托盘给样的扫描声学显微镜中，用于对松散保持部件的穿孔托盘进行检查的改进托盘扫描台，包括：托盘输送装置；耦合流体分配装置；超声波束发生器，配置为在对所述托盘进行扫描的过程中，引导超声波束通过所述耦合流体而到达所 述托盘上，所述被分配的耦合流体在扫描过程中不合乎需要地趋向于扰动所述部件；以及真空系统，配置为在托盘扫描过程中，在所述托盘的底部上产生真空。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯W凯斯勒，约翰比洛内，
申请(专利权)人：索诺斯坎公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]