[發(fā)明專利]微小芯片的失效分析中的樣品制備方法

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• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115014918A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐嘉良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

本發(fā)明公開了一種微小芯片的失效分析中的樣品制備方法，在微小芯片的樣品的外圍利用模具外殼填充有機(jī)介質(zhì)，然后對有機(jī)介質(zhì)進(jìn)行加熱固化使其與所述微小芯片樣品形成一塊整體的結(jié)構(gòu)，然后再對所述的包含有微小芯片樣品的整體進(jìn)行研磨。通過固化的有機(jī)介質(zhì)，增大了微小芯片的延展面積，在研磨時能形成更大的研磨面積，從而進(jìn)一步控制微小芯片外圍磨耗，使制樣更加均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及失效分析領(lǐng)域，特別是指一種微小芯片的失效分析中的樣品制備方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件制造工藝中，測試是保證器件出廠品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，通過測試，能將制造過程中產(chǎn)生的一些殘次品，或者性能不合格產(chǎn)品挑選出來，或者是通過測試，獲知器件的性能參數(shù)，能對產(chǎn)品進(jìn)行等級的區(qū)分。

對于失效的芯片，我們需要對其進(jìn)行分析，找出其失效的原因，包括芯片本身設(shè)計的原因或者是制程工藝上的原因，從而對芯片本身的設(shè)計或者是制程工藝上做出改正，來提高芯片的良率。芯片失效的分析方法很多，對于硬件上的問題，通常需要采用一些方法去除芯片的封裝，將芯片打開來進(jìn)行分層的分析，常見的有使用聚焦離子束或者研磨等工藝來進(jìn)行。

傳統(tǒng)的芯片剝層方法，外圍表面的磨耗要高于芯片內(nèi)部表面。對于總晶粒數(shù)大于5萬顆的8吋晶圓，由于單個的芯片尺寸太小，即使貼附陪片也無法保證樣品芯片外圍結(jié)構(gòu)的制樣平整性、均一性，這將無法分析一些金屬墊底部ESD失效的案例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種微小芯片的失效分析中的樣品制備方法，針對微小芯片能更好地制樣，幫助提高失效分析的效率及準(zhǔn)確性。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種微小芯片的樣品制備方法，是在研磨刨層之前，先在微小芯片的樣品的外圍填充有機(jī)介質(zhì)，包圍所述微小芯片樣品，再進(jìn)行研磨。

進(jìn)一步地，所述的有機(jī)介質(zhì)硬化成型之后與樣品連為一體，形成了樣品的延展區(qū)域，使樣品的研磨面積更大。

進(jìn)一步地，所述的有機(jī)介質(zhì)的使用模具外殼進(jìn)行填充，填充的厚度至少不低于樣品的厚度。

本發(fā)明所述的微小芯片的樣品制備方法，其特征在于：包含：

步驟一，提供一底板，在所述底板上放置一層離型膜，再在所述離型膜上放置一模具外殼，將所述樣品放置于模具外殼的中心區(qū)域；步驟二，在所述模具外殼中填入有機(jī)介質(zhì)，使有機(jī)介質(zhì)表面平整之后，將放置有樣品的底板再整體放置于一熱板上，使所述有機(jī)介質(zhì)硬化；

步驟三，所述有機(jī)介質(zhì)硬化完成之后，分離熱板、底板、離型膜及樣品；

步驟四，所述樣品與離型膜接觸的一面為正面，對所述樣品的正面進(jìn)行精細(xì)研磨至需要分析的目標(biāo)層次；

步驟五，再對所述樣品的與正面相對的背面進(jìn)行粗磨，至樣品露出半導(dǎo)體層，實現(xiàn)電導(dǎo)通即可。

進(jìn)一步地，所述步驟一中的模具外殼是一封閉的能合圍形成一封閉區(qū)域的圍墻型外框，所述的樣品放置于其形成的封閉區(qū)域的幾何中心處；所述模具外殼的高度不低于樣品的高度。所述的離型膜為PET聚酯薄膜，但也可以是其他類似的薄膜。

進(jìn)一步地，所述步驟二中模具外殼中填入有機(jī)介質(zhì)后，在其硬化成型之前，先用刮刀將其表面刮平，有機(jī)介質(zhì)的填充高度至少要達(dá)到樣品的高度以上；使用熱板使有機(jī)介質(zhì)中的有機(jī)填充物溶劑或水分揮發(fā)，有機(jī)介質(zhì)硬化成型。

進(jìn)一步地，所述步驟三中分離之后，模具外殼與包裹著樣品的硬化成型的有機(jī)介質(zhì)的形成一個整體被分離出。

進(jìn)一步地，所述的有機(jī)介質(zhì)擴(kuò)大了樣品的剝層面積，從而進(jìn)一步提高控制小芯片的外圍的研磨控制效果，制樣更均勻。