[发明专利]检测芯片内部节点电位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是指一种集成电路失效分析中，检测芯片内部节点电位的方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，芯片的尺寸不断减少而性能不断提高，芯片的层次也越来越多。在产品处于研发或者制造阶段，如果出现异常，量测内部节点电位来区分哪一部分电路有异常变得十分重要。如果量测节点处于芯片的顶层或者接近顶层，FIB(聚焦离子束)电路制作连接点比较简单；如果量测节点处于芯片的底层，由于布线错综复杂，由于在制作过程中要穿过较多层次，极易发生短路，FIB变得十分困难。

如图1所示，是一个样品芯片的金属互联层的剖视图，1AL～6AL表示不同的金属互联层。图中位于6AL的量测节点A，位于5AL的量测节点B，以及位于4AL的量测节点C均可以通过FIB生长焊盘的方式进行信号的监测，但是量测节点D、E和F，由于其上方被上层的4AL、5AL、6AL金属互联层所遮蔽，FIB如果向下刻蚀触及量测节点D、E和F，必须穿透上层金属，这样已经发生短路，量测变得毫无意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种检测芯片内部节点电位的方法，实现对芯片内部低层的电位检测。

为解决上述问题，本发明所述的检测芯片内部节点电位的方法，包含如下步骤：

第一步，选取样品芯片，对样品芯片的背面进行研磨至目标层次；

第二步，采用化学腐蚀的方法继续腐蚀样品芯片的背面，至绝缘隔离层露出；

第三步，采用聚焦离子束机台，穿越绝缘层刻蚀出连接通路，并采用铂金属进行填充，并在连接通路的末端形成焊盘；

第四步，将样品芯片转移至手动测试机台，使用接地电位的探针对焊盘进行预扎针，释放电荷；

第五步，对探针施加相应的测试信号，进行样品芯片的测试，检测焊盘节点信号的变化。

进一步地，所述第一至五步的样品芯片为封装好的芯片；若为裸芯片，需先进行封装，之后再进行后续步骤。

进一步地，所述第一步，根据样品芯片厚度，粗磨掉5～200μm，保留2～20μm。

进一步地，所述第二步，绝缘隔离层优选为区域较大的位置，大于10x10μm²。

进一步地，所述第三步，铂金属填充采用1000pA束流，填充深度以及截面积随通孔大小而定；铂金属焊盘的长度为10～100μm，宽度为10～100μm，厚度为0.4～1μm，生长面积根据绝缘隔离区面积优化调整。

本发明所述的检测芯片内部节点电位的方法，采用传统设备，通过粗磨、化学腐蚀、聚焦离子束等常规工艺手段，实现对芯片正反面均可以进行节点电位的检测，改善芯片失效分析水平。

附图说明

图1是多层金属互联层的剖视图。

图2是样品芯片封装体示意图。

图3是样品芯片背面粗磨示意图。

图4是样品芯片背面化学腐蚀示意图。

图5是样品芯片背面聚焦离子束工艺示意图。

图6是样品芯片背面焊盘进行预扎针放电示意图。

图7是本发明检测芯片内部节点电位的步骤流程图。

具体实施方式

本发明所述的检测芯片内部节点电位的方法，包含如下步骤：

第一步，选取样品芯片，样品芯片为封装好的芯片，若为裸芯片，需先进行封装之后再进行后续步骤。如图2及图3所示，对于封装的形式没有要求，各种封装均可。对样品芯片的背面进行研磨至目标层次，根据样品芯片厚度，粗磨掉5～200μm，保留2～20μm。

第二步，采用化学腐蚀的方法继续腐蚀样品芯片的背面，至绝缘隔离层露出；如图4所示(为方便说明，与图2、图3不同，图4将样品芯片进行的180度翻转使得样品芯片的背面朝上，同样图5、6也进行了翻转)，绝缘隔离层有的是LOCOS(局部氧化层)，或者是STI，受限于探针的针尖尺寸，最好选择隔离区面积较大的位置，一般都在10x10μm²以上。

第三步，采用聚焦离子束机台，穿越绝缘层刻蚀出连接通路，并采用铂金属进行填充。铂金属填充采用1000pA束流，填充深度以及截面积随通孔大小而定；在通孔铂金属的末端形成焊盘。铂金属焊盘的长度为10～100μm，宽度为10～100μm，厚度为0.4～1μm，如图5所示，图中两个焊盘分别对应量测节点D和F。生长面积根据绝缘隔离区面积优化，如绝缘隔离区面积够大的话可以将生长面积也适当调大。