[发明专利]用于背面EMMI失效分析的装置及失效分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的失效分析设备，具体涉及一种用于背面EMMI失效分析的装置。本发明还涉及一种背面EMMI失效分析方法。

背景技术

对于半导体失效分析(FA)而言，红外发光显微镜(IR Emission Microscope,EMMI)是一种相当高效的缺陷定位分析工具，可捕捉到半导体组件中电子－空穴再组合时所发射出来的光子，能够侦测到的波长约在350～1100nm左右。因此EMMI（发光显微镜）可以广泛应用于侦测IC（半导体）中各种组件缺陷所产生的漏电流，如Gate oxide defects（栅氧缺陷）、Leakage defects（漏电缺陷）、Latch up（栅锁）、ESD failure（静电失效）等。

由于IC器件中的大部分缺陷在芯片工作状态都显现微弱的发光现象，EMMI通过其高灵敏度的探测能力，能够将失效点定位到一个芯片上的确切位置。失效分析（FA）工程师根据所定位的失效点，可以进一步处理芯片，显现具体的缺陷模式，找到失效的根源。

但是，随着芯片的传输速度和I/O电路复杂性的增加，金属层也越来越多，已经出现高达八层金属层的IC。由于过多的金属层会从正面阻挡漏电的发光效应显现，因此FA工程师开始从背面做EMMI分析。

如图1、图2所示，背面EMMI失效分析方法包括以下步骤：

第一步，从背面开始研磨失效的半导体（IC）器件，直至封装在芯片内部的裸片（die）的衬底全部露出；

第二步，通过手动扎针的方式，将探针（probe）扎到需要信号输入或输出的引脚（pin）对应的线头，以实现信号的导通。

由于空间的局限性，导致探针不可能太多，一般就只能连接5～6根引脚；同时，探针与金属线接触点的面积很小，又是不固定的，要平衡5～6根针，同时确保良好的接触是非常不易的，耗时长，操作困难，重复性差。并且，由于探针的限制，导致大部分需要多个信号控制的测试功能受到很大限制。

另外，这种背面EMMI失效分析方法只适用于封装后的产品，并且需要耗费几个工作日才能完成单一缺陷区域的精确定位，尤其是在需要多个信号输入的情况下。在目前半导体技术飞速发展，器件特征尺寸不断缩小，而集成度不断上升的背景下，这种失效分析方法由于时间上的延迟和信号输入的局限是不被接受的，因而给失效缺陷定位和失效机理的分析带来巨大的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于背面EMMI失效分析的装置，它可以在背面EMMI失效分析过程中简便、快速、精确地定位缺陷区域，有效提高背面EMMI的失效分析效率，缩短分析时间。

为解决上述技术问题，本发明用于背面EMMI失效分析的装置的技术解决方案为：

包括一PVC电路板、一个起固定作用的信号输入输出底座；所述PVC电路板的中心设置有一透明的有机玻璃片，有机玻璃片的四周设置有多个金属引脚；PVC电路板的四个角分别设置有电路板金属衬垫；每个金属引脚分别通过金属线连接一跳线接口，每个跳线接口通过金属线分别与四个电路板金属衬垫连接，跳线接口用于实现金属引脚与任一电路板金属衬垫的导通；所述信号输入输出底座包括座体，座体的四个角分别设置有底座金属衬垫，底座金属衬垫的位置与所述电路板金属衬垫的位置相对应；当四个电路板金属衬垫分别与四个底座金属衬垫连接时，能够实现信号导通；所述座体的四个角分别设置有弹簧压扣；弹簧压扣用于实现PVC电路板与信号输入输出底座的固定连接；所述每个底座金属衬垫设置有信号接口，用于连接半导体参数分析仪。

所述多个金属引脚与四个电路板金属衬垫之间的金属布线分为两层。

所述金属引脚是铜引脚；所述电路板金属衬垫是铜衬垫；所述底座金属衬垫是铜衬垫。

所述座体的材料为有机玻璃。

本发明还提供一种背面EMMI失效分析方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步，将失效的裸片固定在PVC电路板的有机玻璃片上；

第二步，将裸片上测试所需的引脚连接到PVC电路板上对应的金属引脚上，从而将IC的信号连接到PVC电路板上；

所述将裸片上测试所需的引脚连接到PVC电路板上对应的金属引脚上的方法是：将PVC电路板置于焊线机上，通过焊线的方式进行连接。

第三步，将PVC电路板倒扣在信号输入输出底座上，使PVC电路板的四个电路板金属衬垫与信号输入输出底座上的四个底座金属衬垫连接，扣上信号输入输出底座上的四个弹簧压扣，以实现PVC电路板与信号输入输出底座之间的信号导通；