硬质芯片截面分析制样方法技术

本发明专利技术涉及一种硬质芯片截面分析制样方法，包括步骤：去除硬质芯片的封装并取出晶圆；利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨，待研磨至待观察位置完全显示出来后，进行抛光和冲洗；无需对晶圆镀导电层，直接将抛光和冲洗后的晶圆放置于SEM样品台上，以1KV～5KV的工作电压和10mm～12mm的工作距离对所述待观察位置进行观察。采用本发明专利技术的截面分析制样方法，保证了硬质芯片样品的平整光滑，简化了制样工艺，操作便捷，观察效果好，有利于对样品的后续分析，分析成本低。分析成本低。分析成本低。

Sample preparation method for cross section analysis of hard chips

【技术实现步骤摘要】
硬质芯片截面分析制样方法


[0001]本专利技术涉及集成电路失效分析及研发领域，特别涉及一种硬质芯片截面分析制样方法。

技术介绍

[0002]经过几十年的发展与研究，我们对第一代半导体硅材料研究与运用已非常透彻。当前市面上绝大多数半导体产品都是以硅为原材料制成的，随着技术快速发展，数据中心、5G通信、新能源汽车等新兴领域不断涌现，对半导体器件有着更高的要求。基于硅材料的器件性能提高可能性已接近极限，以碳化硅为代表的第三代半导体具备优异的材料物理特性，为提高器件性能提供了更大的空间。由于碳化硅材料硬度较大，以往分析方法将不适用，致使碳化硅类硬质芯片分析与研究变得较为困难。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种硬质芯片截面分析制样方法，保证了样品的平整光滑，简化了制样工艺，操作便捷，观察效果好，有利于对样品的后续分析，分析成本低。
[0004]本专利技术通过如下方案来实现：一种硬质芯片截面分析制样方法，包括步骤：
[0005]去除硬质芯片的封装并取出晶圆；
[0006]利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨，待研磨至待观察位置完全显示出来后，进行抛光和冲洗；
[0007]无需对晶圆镀导电层，直接将抛光和冲洗后的晶圆放置于SEM样品台上，以1KV～5KV的工作电压和10mm～12mm的工作距离对所述待观察位置进行观察。
[0008]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，去除硬质芯片的封装并取出晶圆的步骤包括：
[0009]将带封装硬质芯片研磨至背面铜板露出；
[0010]放入冷硝酸中浸泡，当所述背面铜板掉落后取出硬质芯片进行冲洗；
[0011]将冲洗后的硬质芯片放入加热的发烟硝酸中浸泡，当封装全部腐蚀后取出晶圆。
[0012]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，在利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨之前：
[0013]取铜柱并加热所述铜柱，在所述铜柱的侧面涂抹热熔胶；
[0014]通过涂抹的热熔胶将所述晶圆贴在所述铜柱的侧面，且在贴的过程中调整所述晶圆至水平；
[0015]待所述晶圆冷却至室温后，通过T型夹具固定所述铜柱。
[0016]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨的步骤包括：观察所述晶圆的截面及正面，根据不同研磨位置更换不同型号的金刚石砂纸，随着对所述待观察位置的靠近更换更细型号的金刚石砂纸。
[0017]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，在利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨之前，于研磨盘上放置玻璃板，选取金刚石砂纸放置于所述玻璃板上，并排出所述金刚石砂纸下的气泡。
[0018]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，进行抛光和冲洗的步骤包括：
[0019]先用微米级氧化铝抛光液抛光5分钟后冲洗干净；
[0020]用显微镜观察晶圆的截面是否有较深划痕：
[0021]若有，则返回用微米级氧化铝抛光液抛光的步骤；
[0022]若无，则用纳米级抛光液抛光5分钟后冲洗干净。
[0023]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，在将抛光和冲洗后的晶圆放置于SEM样品台上之前，烘干晶圆表面的水分。
[0024]本专利技术硬质芯片截面分析制样方法的进一步改进在于，所述硬质芯片为碳化硅材质的芯片。
[0025]本专利技术包括但不限于以下有益效果：
[0026]1、通过T型夹具对样品进行固定、并配合选用金刚石砂纸对样品进行研磨，保证了研磨的平整度。
[0027]2、利用微米级和纳米级的抛光液进行双重抛光，保证了样品截面的光滑，进而有利于更好的观察。
[0028]3、无需对样品镀导电层，直接利用SEM低电压工作模式进行观察，简化了制样工艺，操作便捷，观察效果好，有利于后续的分析，分析成本低。
附图说明
[0029]图1示出了本专利技术硬质芯片截面分析制样方法流程图。
具体实施方式
[0030]为了解决新型硬质芯片没有很好的截面分析制样方法的问题，本专利技术提供了一种硬质芯片截面分析制样方法，保证了样品的平整光滑，简化了制样工艺，操作便捷，观察效果好，有利于对样品的后续分析，分析成本低。
[0031]下面以具体实施例结合附图对该硬质芯片截面分析制样方法作进一步说明。
[0032]参阅图1所示，一种硬质芯片截面分析制样方法，包括步骤：
[0033]步骤1、去除硬质芯片的封装并取出晶圆。
[0034]具体地，该硬质芯片为碳化硅等硬性材质的芯片，其带有封装，在进行该步骤时：先将带封装硬质芯片放置在P120砂纸上研磨至背面铜板露出停止；再将硬质芯片放入冷硝酸中浸泡，当该背面铜板掉落后取出硬质芯片进行冲洗；然后将冲洗后的硬质芯片放入加热的发烟硝酸中浸泡，当封装全部腐蚀后取出晶圆，并清洗烤干。本专利技术经过大量试验得出较佳的方案，即选取150℃的加热发烟硝酸，仅需浸泡1～2分钟即可将硬质芯片的封装全部腐蚀掉。
[0035]步骤2、利用金刚石砂纸对该晶圆进行研磨，待研磨至待观察位置完全显示出来后，进行抛光和冲洗。
[0036]具体地，关于研磨：
[0037]由于碳化硅等硬性材质芯片较常规的硅材质芯片更为坚硬，故采用金刚石砂纸进行打磨，为了保证待观察位置不被打磨坏，本实施方式在进行研磨的过程中，观察该晶圆的截面及正面，根据不同研磨位置更换不同型号的金刚石砂纸，本实施方式共选择9um、6um、3um、1um四种型号的金刚石砂纸，随着对该待观察位置的靠近按照从粗到细(即9um、6um、3um、1um)的顺序更换金刚石砂纸；
[0038]进一步地，由于金刚石砂纸比较薄，在打磨时容易因研磨盘的不光滑导致晶圆出现损伤，故，本实施方式在利用金刚石砂纸对该晶圆进行研磨之前，先于研磨盘上放置玻璃板，再选取金刚石砂纸放置于该玻璃板上，并排出该金刚石砂纸下的气泡，使金刚石砂纸平整贴合于玻璃板上。通过在金刚石砂纸和研磨盘之间垫设光滑的玻璃板，避免了在打磨时研磨盘透过金刚石砂纸磨损晶圆，保证了打磨的质量；
[0039]较佳地，为了保证晶圆的研磨平整度，本实施方式选择能够调整水平度的T型夹具对晶圆进行固定，具体地，在利用金刚石砂纸对该晶圆进行研磨之前，取铜柱，并将该铜柱加热至150℃左右，然后在该铜柱的侧面涂抹热熔胶，通过涂抹的热熔胶将该晶圆贴在该铜柱的侧面，且在贴的过程中用镊子调整该晶圆至水平，待该晶圆冷却至室温后，通过T型夹具固定该铜柱，将T型夹具调整至水平，以保证晶圆保持水平。
[0040]关于抛光：由于硬质芯片的材质特性，在抛光时，划痕无法轻易去除，针对该问题，本实施方式采用如下抛光步骤进行抛光：
[0041](1)先用0.3um的氧化铝抛光液抛光5分钟后冲洗干净；
[0042](2)用显微镜观察晶圆的截面是否有较深划痕：
[0043]若有，则返回(1)；
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质芯片截面分析制样方法，其特征在于，包括步骤：去除硬质芯片的封装并取出晶圆；利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨，待研磨至待观察位置完全显示出来后，进行抛光和冲洗；无需对晶圆镀导电层，直接将抛光和冲洗后的晶圆放置于SEM样品台上，以1KV～5KV的工作电压和10mm～12mm的工作距离对所述待观察位置进行观察。2.如权利要求1所述的硬质芯片截面分析制样方法，其特征在于，去除硬质芯片的封装并取出晶圆的步骤包括：将带封装硬质芯片研磨至背面铜板露出；放入冷硝酸中浸泡，当所述背面铜板掉落后取出硬质芯片进行冲洗；将冲洗后的硬质芯片放入加热的发烟硝酸中浸泡，当封装全部腐蚀后取出晶圆。3.如权利要求1所述的硬质芯片截面分析制样方法，其特征在于，在利用金刚石砂纸对所述晶圆进行研磨之前：取铜柱并加热所述铜柱，在所述铜柱的侧面涂抹热熔胶；通过涂抹的热熔胶将所述晶圆贴在所述铜柱的侧面，且在贴的过程中调整所述晶圆至水平；待所述晶圆冷却至室温后，通过T型夹具固定所述铜柱。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延昭，刘晋平，龚萌萌，
申请(专利权)人：苏试宜特深圳检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：