[发明专利]在半导体器件中进行失效分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种在半导体器件中进行失效分 析的方法。

背景技术

对于半导体器件的大规模生产，期望能够提供有利可图的可靠工艺技术。 用于改善工艺技术的可靠性和稳定性的过程包括设计半导体器件、制造半导 体器件的样品和测试所述样品的步骤。半导体器件的失效分析是反馈过程， 涉及发现和纠正缺陷的根源以克服由缺陷产生的问题。

适当的失效分析对于改善半导体器件的质量是关键的。不正确的失效分 析可能加长开发和提升半导体器件产品所需的周期。一般地，失效分析包括 外部检查、非破坏性分析、电性能检测、破坏性分析等。

随着半导体器件集成度的提高，形成半导体器件的元件结构变成三维的 复杂结构，以便在限定的区域内获得足够大的容量。半导体器件复杂度的增 加，使得仅仅通过外部检查或电性能检测等方法并不能准确分析出失效的根 源，这就要求采用高级剥层处理技术打开半导体封装件及去除待测晶片上的 覆层，例如硅层、氧化层，以暴露出半导体器件的叠层结构的失效情况。

通常，当确定的失效位置是处于晶片的正面或是其正面的上方、或是需 在晶片上进行电性分析时，则一般采用前端失效剥离工艺，从其顶层开始， 依次去除各叠层，则能依次观察各层的失效部位。

另一方面，由于半导体的集成度越来越高，叠层结构越来越复杂，例如 包括有6层、甚至是8层、9层的结构。如果失效位置处于半导体器件的中部或 底端，采用前端失效剥离工艺需要剥离多层覆层，效率比较低下；另外，在 有些情况下，失效位置可能处于晶片的背面或是其背面的下方，采用前端失 效剥离工艺不一定能找到失效位置并进行准确的失效分析。此时，也可以采 取在半导体器件背面进行剥层的后端失效剥离工艺。

实际上，在有些情形下，采用任一种剥离技术，无论是前端失效剥离工 艺还是后端失效剥离工艺，仍有可能会出现确定失效位置失败的问题。但由 于采用失效剥离工艺往往又会破坏晶片的覆层、晶片本身、连接金线或焊垫 等，故在现有技术中，对于单一半导体器件，只能进行一次失效剥离工艺， 不能在一个半导体器件上同时进行前端失效剥离工艺和后端失效剥离工艺。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种在半导体器件中进行失效分析的方法，解 决现有技术中对于同一个半导体器件只能进行一次失效分析的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种在半导体器件中进行失效分析的方法， 包括：提供待测的半导体器件，所述半导体器件包括晶片和封装覆层；在封 装覆层的一侧形成暴露晶片正面的开口；在暴露的晶片正面进行失效分析； 填充所述开口；在封装覆层的另一侧进行研磨直至暴露晶片背面；在暴露的 晶片背面进行失效分析。

可选地，所述形成开口的步骤中，使用了强酸溶液。

可选地，所述强酸溶液包括高温硫酸或发烟硝酸。

可选地，所述开口为圆形、椭圆形或矩形。

可选地，所述开口的侧截面呈倒梯形。

可选地，所述填充所述开口的步骤中采用热硅胶对开口进行填充。

可选地，在填充所述开口之后还包括在所述封装覆层上覆上保护层。

可选地，所述保护层为有石英、有机玻璃、陶瓷或金属。

可选地，所述在封装覆层的另一侧进行研磨采用化学机械研磨的方法。

可选地，所述进行失效分析使用微光显微镜、光学显微镜或扫描式电子 显微镜。

与现有技术相比，本发明采用先在晶片正面开口，后在晶片背面研磨的 方法，实现在晶片的正背面分别进行一次失效分析，提高了失效分析的准确 性，增强了失效分析的效果，改善了晶片的利用率。

附图说明

图1为本发明在半导体器件中进行失效分析的方法的一个实施例的流程 示意图；

图2为本发明在半导体器件中进行失效分析的方法的另一个实施例的流 程示意图；

图3至图7为本发明在图2所示的实施例中半导体器件的变化示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现，利用传统的剥层技术暴露晶片进行失效分析时， 由于剥层技术会破坏晶片本身或电性连接结构，对于单一晶片来讲只能进行 一次失效分析，但进行一次失效分析(无论是在晶片正面还是晶片背面)在 有些情况下并不能准确地找出失效的根源。