检测Low-K工艺芯片分层的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种检测Low

【技术实现步骤摘要】
检测Low
‑
K工艺芯片分层的方法及装置


[0001]本专利技术涉及芯片失效分析
以及相关
，具体地说，涉及一种检测Low
‑
K工艺芯片分层的方法及装置。

技术介绍

[0002]集成电路芯片在人们的生产生活中发挥的作用越来越巨大，然而，芯片在研制、生产和使用过程中的失效不可避免。随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题，为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息，并且，失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。
[0003]目前的晶圆划片工艺主要以金刚石切割为主流技术。这种切割的弊端在于，由于Low
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K材料的脆性，晶圆切割过程中会对芯片的正面和背面产生机械应力，结果芯片的边缘容易产生Peeling。这些Peeling会在后续的芯片封装工艺或使用中得到进一步扩散，从而产生分层，通过分析发现分层主要发生在top metal下面的inter metal dielectr芯片的器件结构(IMD)的NDC、BD(Low
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K材质)部分。分层进入Seal Ring后，芯片的内部电路会出现损坏，从而导致芯片功能和性能产生异常，这种缺陷不仅降低了产品在划片工艺过程中的良率，而且对芯片产生了可靠性问题。目前的芯片轻微的金属peeling分层无法通过电子显微镜检测到。
[0004]现有的芯片轻微的金属peeling分层一种是通过OM(光学显微镜)观察，这种观察只能观察到严重的peeling。
[0005]另一种是将双刀划片过程中产生Peeling的芯片放置在一定浓度的硝酸溶液中(不局限于硝酸，还包括其它容易与金属发生化学反应的试剂，如盐酸、硫酸等，可根据实际情况和实验环境进行选择)，静置30分钟后然后将芯片取出，使用电子显微镜对酸腐后的芯片外观进行检查，查看芯片内部金属层的颜色是否发生变化(由原先的黄色变成浅绿色或蓝色)，使用离子束对芯片颜色存在变化的位置进行截面切割，切割至芯片边缘位置，使用电子扫描显微镜对芯片截面位置进行观察，定位芯片分层问题。通过该方法可以有效的对芯片分层问题进行分析定位，如果芯片存在分层问题，可以使用一种特殊的试剂对芯片进行浸泡，使其内部金属层与试剂发生化学反应，从而在芯片内部产生不同的颜色，然后通过颜色来判定芯片分层的位置。
[0006]但是，以上两种观察方式存在以下缺陷：
[0007]1.通过OM观察，可以观察到严重的peeling，但是会导致轻微的peeling不易观察。
[0008]2.通过一定浓度的硝酸溶液使芯片内部金属层与试剂发生化学反应。反应后会表现不同的颜色，通过显微镜可以检测到芯片颜色变化的位置，然后借助FIB对颜色异常区域进行切割观察分层现象，所采用的化学试剂的剂量和时间不易掌握，会对芯片造成损伤。
[0009]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种检测Low
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K工艺芯片分层的方法及装置，不需要使用化学试剂，轻微的peeling也可以观察到，不会对芯片产生损伤。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0012]第一方面，本公开实施例提供一种检测Low
‑
K工艺芯片分层的方法，包括：
[0013]对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面；
[0014]获取所述芯片背面的图像信息，其中，所述图像信息基于红外光谱设备获取；
[0015]根据所述图像信息，确定所述芯片背面是否存在形变区域，其中，所述形变区域为芯片内部发生分层现象对应的区域在硅衬底上的投影区域，形变至少包括凸起和凹陷；
[0016]在所述芯片背面包括形变区域时，对所述形变区域进行处理，以获取到所述形变区域内所述芯片的分层状态。
[0017]在上述任一方案中优选的实施例，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面之前，还包括：
[0018]对所述芯片进行切割，以得到切割后边缘产生剥离的芯片。
[0019]在上述任一方案中优选的实施例，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面，包括：
[0020]通过打磨方式去除所述芯片的背胶，直至裸露出所述芯片背面的硅衬底。
[0021]在上述任一方案中优选的实施例，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面，还包括：
[0022]若在所述芯片的背面出现局部的背胶，则对局部的背胶进行局部打磨，直至裸露出所述芯片背面的硅衬底。
[0023]在上述任一方案中优选的实施例，所述打磨方式包括砂纸打磨。
[0024]在上述任一方案中优选的实施例，所述对所述形变区域进行处理，以获取到所述形变区域内所述芯片的分层状态，包括：
[0025]采用FIB技术作用于所述芯片背面的形变区域，以实现对所述芯片背面形变区域的切割；
[0026]获取切割后的所述形变区域对应的切割剖面图像信息；
[0027]根据所述切割剖面图像信息确定所述芯片的分层状态。
[0028]在上述任一方案中优选的实施例，所述根据所述切割剖面图像信息确定所述芯片的分层状态，包括：
[0029]将所述切割剖面图像信息与目标剖面图像信息进行比对，并获取比对结果，其中，所述目标剖面图像信息为正常芯片对应的剖面图像信息；
[0030]基于所述比对结果确定所述芯片的分层状态。
[0031]在上述任一方案中优选的实施例，所述根据所述图像信息，确定所述芯片背面是否存在形变区域，包括：
[0032]基于目标图像信息的图像分割方式，将获取的所述图像信息进行图像分割，其中，所述目标图像信息为正常芯片对应的芯片背面的图像信息；
[0033]依次比对相同分割块对应的目标图像信息和所述图像信息，并获取比对结果；
[0034]基于所述比对结果确定所述芯片背面是否存在变形区域。
[0035]在上述任一方案中优选的实施例，所述获取所述芯片背面的图像信息，包括：
[0036]通过Obirch机台的红外光谱仪获取所述芯片背面的图像信息。
[0037]第二方面，本公开实施例提供一种检测Low
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K工艺芯片分层的装置，包括：
[0038]处理模块，用于对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面；
[0039]图像信息获取模块，用于获取所述芯片背面的图像信息，其中，所述图像信息基于红外光谱设备获取；
[0040]形变区域确定模块，用于根据所述图像信息，确定所述芯片背面是否存在形变区域，其中，所述形变区域为芯片内部发生分层现象对应的区域在硅衬底上的投影区域，形变至少包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测Low
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K工艺芯片分层的方法，其特征在于，包括：对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面；获取所述芯片背面的图像信息，其中，所述图像信息基于红外光谱设备获取；根据所述图像信息，确定所述芯片背面是否存在形变区域，其中，所述形变区域为芯片内部发生分层现象对应的区域在硅衬底上的投影区域，形变至少包括凸起和凹陷；在所述芯片背面包括形变区域时，对所述形变区域进行处理，以获取到所述形变区域内所述芯片的分层状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面之前，还包括：对所述芯片进行切割，以得到切割后边缘产生剥离的芯片。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面，包括：通过打磨方式去除所述芯片的背胶，直至裸露出所述芯片背面的硅衬底。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对芯片的背胶进行处理，得到裸露的芯片背面，还包括：若在所述芯片的背面出现局部的背胶，则对局部的背胶进行局部打磨，直至裸露出所述芯片背面的硅衬底。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述打磨方式包括砂纸打磨。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述形变区域进行处理，以获取到所述形变区域内所述芯片的分层状态，包括：采用FIB技术作用于所述芯片背面的形变区域，以实现对所述芯片背面形变区域的切割；获取切割后的所述形变区域对应的切割剖面图像信息；根据所述切割剖面图像信息确定所述芯片的分层状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟伟，
申请(专利权)人：江阴圣邦微电子制造有限公司，
类型：发明
国别省市：