[發明專利]用于背面EMMI失效分析的裝置及失效分析方法

無效

• 申請號: 201210145127.3
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103389307A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 蔡妮妮;方昭蒂;范加森
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01R31/308
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 張驥

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的失效分析設備，具體涉及一種用于背面EMMI失效分析的裝置。本發明還涉及一種背面EMMI失效分析方法。

背景技術

對于半導體失效分析(FA)而言，紅外發光顯微鏡(IR?Emission?Microscope,EMMI)是一種相當高效的缺陷定位分析工具，可捕捉到半導體組件中電子－空穴再組合時所發射出來的光子，能夠偵測到的波長約在350～1100nm左右。因此EMMI（發光顯微鏡）可以廣泛應用于偵測IC（半導體）中各種組件缺陷所產生的漏電流，如Gate?oxide?defects（柵氧缺陷）、Leakage?defects（漏電缺陷）、Latch?up（柵鎖）、ESD?failure（靜電失效）等。

由于IC器件中的大部分缺陷在芯片工作狀態都顯現微弱的發光現象，EMMI通過其高靈敏度的探測能力，能夠將失效點定位到一個芯片上的確切位置。失效分析（FA）工程師根據所定位的失效點，可以進一步處理芯片，顯現具體的缺陷模式，找到失效的根源。

但是，隨著芯片的傳輸速度和I/O電路復雜性的增加，金屬層也越來越多，已經出現高達八層金屬層的IC。由于過多的金屬層會從正面阻擋漏電的發光效應顯現，因此FA工程師開始從背面做EMMI分析。

如圖1、圖2所示，背面EMMI失效分析方法包括以下步驟：

第一步，從背面開始研磨失效的半導體（IC）器件，直至封裝在芯片內部的裸片（die）的襯底全部露出；

第二步，通過手動扎針的方式，將探針（probe）扎到需要信號輸入或輸出的引腳（pin）對應的線頭，以實現信號的導通。

由于空間的局限性，導致探針不可能太多，一般就只能連接5～6根引腳；同時，探針與金屬線接觸點的面積很小，又是不固定的，要平衡5～6根針，同時確保良好的接觸是非常不易的，耗時長，操作困難，重復性差。并且，由于探針的限制，導致大部分需要多個信號控制的測試功能受到很大限制。

另外，這種背面EMMI失效分析方法只適用于封裝后的產品，并且需要耗費幾個工作日才能完成單一缺陷區域的精確定位，尤其是在需要多個信號輸入的情況下。在目前半導體技術飛速發展，器件特征尺寸不斷縮小，而集成度不斷上升的背景下，這種失效分析方法由于時間上的延遲和信號輸入的局限是不被接受的，因而給失效缺陷定位和失效機理的分析帶來巨大的挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于背面EMMI失效分析的裝置，它可以在背面EMMI失效分析過程中簡便、快速、精確地定位缺陷區域，有效提高背面EMMI的失效分析效率，縮短分析時間。

為解決上述技術問題，本發明用于背面EMMI失效分析的裝置的技術解決方案為：

包括一PVC電路板、一個起固定作用的信號輸入輸出底座；所述PVC電路板的中心設置有一透明的有機玻璃片，有機玻璃片的四周設置有多個金屬引腳；PVC電路板的四個角分別設置有電路板金屬襯墊；每個金屬引腳分別通過金屬線連接一跳線接口，每個跳線接口通過金屬線分別與四個電路板金屬襯墊連接，跳線接口用于實現金屬引腳與任一電路板金屬襯墊的導通；所述信號輸入輸出底座包括座體，座體的四個角分別設置有底座金屬襯墊，底座金屬襯墊的位置與所述電路板金屬襯墊的位置相對應；當四個電路板金屬襯墊分別與四個底座金屬襯墊連接時，能夠實現信號導通；所述座體的四個角分別設置有彈簧壓扣；彈簧壓扣用于實現PVC電路板與信號輸入輸出底座的固定連接；所述每個底座金屬襯墊設置有信號接口，用于連接半導體參數分析儀。

所述多個金屬引腳與四個電路板金屬襯墊之間的金屬布線分為兩層。

所述金屬引腳是銅引腳；所述電路板金屬襯墊是銅襯墊；所述底座金屬襯墊是銅襯墊。

所述座體的材料為有機玻璃。

本發明還提供一種背面EMMI失效分析方法，其技術解決方案為，包括以下步驟：

第一步，將失效的裸片固定在PVC電路板的有機玻璃片上；

第二步，將裸片上測試所需的引腳連接到PVC電路板上對應的金屬引腳上，從而將IC的信號連接到PVC電路板上；

所述將裸片上測試所需的引腳連接到PVC電路板上對應的金屬引腳上的方法是：將PVC電路板置于焊線機上，通過焊線的方式進行連接。

第三步，將PVC電路板倒扣在信號輸入輸出底座上，使PVC電路板的四個電路板金屬襯墊與信號輸入輸出底座上的四個底座金屬襯墊連接，扣上信號輸入輸出底座上的四個彈簧壓扣，以實現PVC電路板與信號輸入輸出底座之間的信號導通；