一种改善的半导体器件的背部开封方法技术

本发明专利技术公开了一种改善的半导体器件的背部开封方法，包括以下步骤：激光开封步骤：使用激光对半导体器件背面进行处理以去除半导体器件背部的模封体，直至封装于半导体器件内部的框架裸露出来；酸反应步骤：采用浓度为第一预设数值的硝酸去除铜框架；第一研磨步骤：采用粒度号为第二预设数值的砂纸进行研磨以使得芯片中的硅衬底减薄至预设高度。本发明专利技术的改善的半导体器件的背部开封方法针对于半导体器件中不同材质的不同层依次采用激光、酸反应以及研磨的方法来进行分层处理，不仅提高整个半导体器件背部开封的处理速度；且增大了芯片与铜框架之间相距较近的半导体器件的背部观测范围，进一步提升了芯片的观测效果。

An improved back opening method for semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
一种改善的半导体器件的背部开封方法
本专利技术涉及半导体器件的失效分析
，尤其涉及一种改善的半导体器件的背部开封方法。
技术介绍
目前，芯片背部开封效果的好坏对芯片内集成电路的失效分析起着重要作用。现有的通过自动研磨法进行背部开封方法具体方式如下：自动研磨法使用自动研磨机对半导体器件的局部进行开窗工作。通过自动研磨机，从半导体器件背面进行逐层研磨，在背面研磨过程中，其依次研磨模封体、背部铜片、锡膏、硅基材等来进行开窗操作；由于在整个研磨过程中，研磨的对象以及研磨深度不同，故而其选用的刀头以及研磨液也并不相同；在整个研磨过程中需要不断的替换，在这整个过程中会产生两个方面的问题：第一、由于需要采用不同刀头和研磨液来进行研磨，更换刀头等需要时间，故而会使得整个研磨过程的时间增加；第二、由于在整个研磨过程中，不同研磨液之间化学组分的不同，不同研磨液之间有可能会存在反应，进而产生脏污并附着在开窗窗口的表面且不易清洗，最终影响观测效果。除了上述原因外，采用自动研磨法还会产生一个问题是：会影响通过背部进行观测的范围。如图3所示，对于芯片5a与框架5b之间相距较远的半导体器件，由于芯片5a与与框架5b相距较远，因此，研磨针在进行研磨时可以扩大研磨范围而不会影响到框架5b，这样能够使得芯片的背部完整呈现；但是对于芯片5c与框架5d之间相距较近的半导体器件，如图2所示，这里的较近指的是芯片5c的边缘距离框架的距离小于1mm；这个距离可以是横向方向也即是X轴方向的距离，也可以指的是的纵向方向也即是Y轴方向的距离；因为当芯片5c与框架5d距离较近时，研磨针在研磨过程中会损伤框架5d，由于框架5d上的管脚与芯片5c之间有引线连接，如果框架5d被破坏后，引线也会受影响，从而影响检测结果，所以为了不影响检测结果，开窗口大小就会受限，导致芯片边缘无法显示。同时，由于开窗口小，内部脏污很难清洗，且研磨过程使用的液体很多，容易造成颗粒聚集，造成芯片背部有小颗粒状孔洞，研磨针印迹比较明显，不利于后期进行深亚微米级别检查。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改善的半导体器件的背部开封方法，其能解决开窗小造成的内部脏污难以清洗的技术问题，并使得芯片活化区域清晰可见，可用于晶粒内部衬底元器件的检查。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：一种改善的半导体器件的背部开封方法，包括以下步骤：激光开封步骤：使用激光对半导体器件背面进行处理以去除半导体器件背部的模封体，直至封装于半导体器件片内部的引线框架裸露出来；酸反应步骤：采用浓度为第一预设数值的硝酸去除引线框架；第一研磨步骤：采用粒度号为第二预设数值的砂纸对芯片进行研磨以使得芯片中的硅衬底减薄至预设高度；第一清洗步骤：采用清水或者酒精对经过减薄的芯片背面进行清洗。进一步地，所述第一清洗步骤具体为：将经过减薄的芯片放置于精密研磨机处，采用清水并配合抛光绒布对经过减薄的芯片背面进行清洗；设置所述精密研磨机底盘转速在30～50r/min之间，设置精密研磨机的清洗时间为10s～3分钟之间任意一数值。进一步地，在第一研磨步骤之后还包括缺陷检测步骤：将经过打磨之后的芯片放置于红外显微镜的观测位，通过红外显微镜进行芯片的缺陷检测。进一步地，在第一研磨步骤之后还包括失效检测步骤，所述失效检测步骤具体包括如下步骤：使用激光对半导体器件正面进行处理以去除半导体器件正面一定高度的模封体，直至将封装于半导体器件内部的引线裸露出来；将处理好的半导体器件放置于微光显微镜/光诱导电阻变化仪器后，使用探针放置在正面裸露出来的引线上；上电以完成芯片的失效定位。进一步地，在第一研磨步骤之后还包括第二研磨步骤：将经过砂纸研磨后的芯片放置于精密研磨机处，将二氧化硅悬浊液均匀滴在研磨绒布表面，控制精密研磨机工作以对芯片进行研磨处理。进一步地，所述二氧化硅悬浊液中二氧化硅的直径为0.05um，在第二研磨步骤中，设置所述精密研磨机的底盘转速在100～220r/min之间，设置精密研磨机的研磨头自转速度为10r/min，设置精密研磨机的研磨头水平转速为0.625cm/s。进一步地，在第二研磨步骤之后还包括抛光步骤：采用抛光绒布对经过第二研磨之后的芯片进行抛光研磨，在抛光研磨的过程中，设置所述精密研磨机的底盘转速在100～200r/min之间，设置抛光研磨时间为3～5分钟。进一步地，在第一研磨步骤中，通过精密研磨机对芯片进行研磨以使得芯片中的硅衬底减薄至预设高度，设置精密研磨机的底盘转速在100～220r/min之间，设置精密研磨机的研磨头自转速度10r/min，设置精密研磨机的研磨头水平转速0.625cm/s，设置精密研磨机的研磨时间为3-5分钟之间任意一数值；所述预设高度为70～200um中任意一数值。进一步地，在激光开封步骤之后还包括加热步骤：将经过激光处理后的半导体器件放置在加热台上加热至预设温度，所述预设温度为90～120℃；在酸反应步骤之后还包括第二清洗步骤：使用丙酮对半导体器件背部进行清洗。进一步地，所述激光开封步骤具体为：使用激光对半导体器件背面进行处理以去除半导体器件背部的模封体，直至封装于半导体器件内部的引线框架完全裸露出来；所述第一预设数值不超过70％，所述第二预设数值为1200。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的改善的半导体器件的背部开封方法针对于半导体器件中不同材质的不同层依次采用激光、酸反应以及研磨的方法来进行分层处理，不仅提高整个半导体器件背部开封的处理速度；且增大了芯片与铜框架之间相距较近的半导体器件的背部观测范围，且在最后通过清水或者酒精清洗芯片背部，进一步提升了芯片的观测效果。附图说明图1为本专利技术的改善的半导体器件的背部开封方法的流程图；图2为芯片与框架之间相距较近的半导体器件的结构示意图；图3芯片与框架之间相距较远的半导体器件的结构示意图；图4为本实施例中的芯片的分层结构示意图；图5为本实施例中半导体器件的初始截面图；图6为本实施例中通过激光去除环氧树脂后的半导体器件截面图；图7为本实施例中通过酸反应之后的半导体器件截面图；图8为本实施例中减薄硅衬底后的半导体器件截面图；图9为本实施例中去除正面环氧树脂后的半导体器件截面图；图10为本实施例中进行失效分析时的半导体器件截面示意图；图11为经过本实施例的方法处理得到的半导体器件背部开窗效果图；图12为采用现有方法得到的芯片第一显示效果图；图13为经过本实施例的方法处理得到的芯片电路层的成像效果图；图14为采用现有方法得到的芯片第二显示效果图；图15为经过本实施例的方法处理得到的芯片的红外显微图像；图16为采用现有方法得到的芯片的红外显微图像；图17为经过本实施例的方法处理得到的芯片的红外成像图像；图18为采用现有方法得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，包括以下步骤：/n激光开封步骤：使用激光对半导体器件背面进行处理以去除半导体器件背部的模封体，直至封装于半导体器件内部的引线框架裸露出来；/n酸反应步骤：采用浓度为第一预设数值的硝酸去除引线框架；/n第一研磨步骤：采用粒度号为第二预设数值的砂纸对芯片进行研磨以使得芯片中的硅衬底减薄至预设高度；/n第一清洗步骤：采用清水或者酒精对经过减薄的芯片背面进行清洗。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，包括以下步骤：
激光开封步骤：使用激光对半导体器件背面进行处理以去除半导体器件背部的模封体，直至封装于半导体器件内部的引线框架裸露出来；
酸反应步骤：采用浓度为第一预设数值的硝酸去除引线框架；
第一研磨步骤：采用粒度号为第二预设数值的砂纸对芯片进行研磨以使得芯片中的硅衬底减薄至预设高度；
第一清洗步骤：采用清水或者酒精对经过减薄的芯片背面进行清洗。


2.如权利要求1所述的一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，所述第一清洗步骤具体为：将经过减薄的芯片放置于精密研磨机处，采用清水并配合抛光绒布对经过减薄的芯片背面进行清洗；设置所述精密研磨机底盘转速在30～50r/min之间，设置精密研磨机的清洗时间为10s～3分钟之间任意一数值。


3.如权利要求1所述的一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，在第一研磨步骤之后还包括缺陷检测步骤：将经过第一研磨步骤之后的芯片放置于红外显微镜的观测位，通过红外显微镜进行芯片的缺陷检测。


4.如权利要求1所述的一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，在第一研磨步骤之后还包括失效检测步骤，所述失效检测步骤具体包括如下步骤：
使用激光对半导体器件正面进行处理以去除半导体器件正面一定高度的模封体，直至将封装于半导体器件内部的引线裸露出来；
将处理好的半导体器件放置于微光显微镜/光诱导电阻变化仪器后，使用探针放置在正面裸露出来的引线上；
上电以完成芯片的失效定位。


5.如权利要求1所述的一种改善的半导体器件的背部开封方法，其特征在于，在第一研磨步骤之后还包括第二研磨步骤：将经过砂纸研磨后的芯片放置于精密研磨机处，将二氧化硅悬浊液均匀滴在研磨绒布表面，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚瑜，
申请(专利权)人：深圳赛意法微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44