CN111370347A - 功率器件的失效分析方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种功率器件的失效分析方法,包括:去除集成有功率器件的晶圆的正面的第一金属层;通过失效点定位机台对正面失效区域进行定位后,对正面失效区域进行标记,得到正面失效标记;通过失效点定位机台在背面查找到正面失效标记,对背面失效区域进行定位,背面失效区域是正面失效区域在背面的对应区域;通过失效点定位机台对背面失效区域进行标记,得到背面失效标记;根据背面失效标记对背面失效区域进行失效分析。本申请实现了对晶圆的背面进行失效分析,提高了失效分析的准确度。

Description

功率器件的失效分析方法
技术领域
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域,具体涉及一种功率器件的失效分析方法。
背景技术
相关技术中,在对功率器件,尤其是绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)器件的漏极电流(ID)和击穿电压(Break Voltage,BV)进行失效分析(Failure Analysis,FA)时,可以通过定位集成有功率器件的晶圆的正面失效点位置进行失效分析。
然而,相关技术中提供的失效检测方法难以对晶圆的背面进行检测,从而影响失效检测的准确率。
发明内容
本申请提供了一种功率器件的失效分析方法,可以解决相关技术中提供的功率器件的失效分析方法难以对集成有功率器件的晶圆的背面进行失效分析的问题。
一方面,本申请实施例提供了一种功率器件的失效分析方法,包括:
去除集成有功率器件的晶圆的正面的第一金属层;
通过失效点定位机台对所述正面失效区域进行定位后,对所述正面失效区域进行标记,得到正面失效标记;
通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记,对背面失效区域进行定位,所述背面失效区域是所述正面失效区域在所述背面的对应区域;
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域进行标记,得到背面失效标记;
根据所述背面失效标记对所述背面失效区域进行失效分析。
可选的,所述对所述正面失效区域进行标记之后,所述通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记之前,还包括:
在所述晶圆的背面镀第二金属层。
可选的,所述通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记,对背面失效区域进行定位,包括:
将所述失效点定位机台的对焦距离调节至所述正面对应的对焦距离区间;
通过所述失效点定位机台的激光穿透所述晶圆的硅材料的性能,和所述失效点定位机台的OBIRCH模式的抓图功能在所述背面查找到所述正面失效标记,确定所述背面失效区域所在位置;
将所述对焦距离调节至所述背面对应的对焦距离区间。
可选的,所述将所述对焦距离调节至所述背面对应的对焦距离区间之后,还包括:
将所述背面失效区域移动至所述失效点定位机台的显示图像上的预定位置。
可选的,所述预定位置为所述显示图像的中心。
可选的,所述对所述正面失效区域进行标记,包括:
通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用激光进行标记。
可选的,所述通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用激光进行标记之后,还包括:
通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用聚焦离子束对所述正面失效区域进行标记。
可选的,所述通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域进行标记,包括:
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用激光进行标记。
可选的,所述通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用激光进行标记之后,还包括:
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用聚焦离子束对所述背面失效区域进行标记。
可选的,所述在所述晶圆的背面镀第二金属层之前,还包括:
通过溶剂对所述背面进行清洗。
可选的,所述溶剂包括丙酮和/或乙醇。
可选的,所述第一金属层包括铝。
本申请技术方案,至少包括如下优点:
通过失效点定位机台在晶圆的正面对失效区域定位、打标得到正面失效标记后,利用失效点定位机台的激光能够穿透晶圆的硅材料的特性,通过查找正面失效标记对背面失效区域进行定位,从而对背面失效区域进行失效分析,实现了对晶圆的背面进行失效分析,提高了失效分析的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个示例性实施例提供的功率器件的失效分析方法的流程图;
图2至图5是本申请一个示例性实施例提供的对集成有功率器件的晶圆的背面进行定位和标记的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电气连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参考图1,其示出了本申请一个示例性实施例提供的功率器件的失效分析方法的流程图,该方法包括:
步骤101,去除集成有功率器件的晶圆的正面的第一金属层。
其中,晶圆的正面指的是集成有功率器件的面,晶圆的背面指的是没有集成功率器件的面。示例性的,通常功率器件的晶圆的正面形成有第一金属层,该第一金属层通常为铝(Al)金属层,可通过药液(例如包含磷酸和/或盐酸)对第一金属层进行去除。对第一金属层进行去除后,能够便于正面失效区域进行定位。
步骤102,通过失效点定位机台正面失效区域进行定位后,对正面失效区域进行标记,得到正面失效标记。
参考图2,其示出了对正面失效区域201进行定位后进行激光标记的示意图。如图2所示,将晶圆的正面朝向失效点定位机台,通过对失效点定位机台(又被称为微光显微镜,Emission Microscope,EMMI)的对焦距离进行调整,使失效点定位机台对焦到晶圆的正面,从而在显示图像200上观察确定晶圆的正面失效区域201,对正面失效区域201进行定位后,对正面失效区域201使用激光进行标记,得到正面激光标记2101。
参考图3,其示出了对正面失效区域进行聚焦离子束标记的示意图。可选的,在对正面失效区域201使用激光进行标记,得到正面激光标记2101之后,还包括:通过失效点定位机台对正面失效区域201使用使用聚焦离子束对正面失效区域进201行标记,得到正面失效标记210。通过聚焦离子束能够加深标记,更加便于后续步骤中的观察、查找和定位。
步骤103,通过失效点定位机台在背面查找到正面失效标记,对背面失效区域进行定位,背面失效区域是正面失效区域在背面的对应区域。
可选的,在步骤102之后,步骤103之前,还包括:通过溶剂对晶圆的背面进行清洗;可选的,该溶剂包括丙酮和/或乙醇。通过溶剂对晶圆的背面进行清洗,能够提高后续步骤中形成的背面失效标记的清晰度。
可选的,在通过溶剂对晶圆的背面进行清洗后,还包括:在晶圆的背面镀第二金属层。通过在晶圆的背面镀第二金属层可提高后续步骤中形成的背面失效标记的清晰度。
可选的,步骤103中,“通过失效点定位机台在背面查找到正面失效标记,对背面失效区域进行定位”包括但不限于:将失效点定位机台的对焦距离调节至正面对应的对焦距离区间;通过失效点定位机台的激光穿透晶圆的硅材料的性能,和失效点定位机台的光诱导电阻变化(OBIRCH)模式的抓图功能在背面查找到正面失效标记,确定背面失效区域所在位置;将对焦距离调节至背面对应的对焦距离区间。
其中,对焦距离区间是能够清楚观察到目标的对焦距离的取值范围。例如,在包括光圈和焦距的其它参数固定的情况下,0.5米到0.75米可以清楚观察到正面的图形,则正面对应的对焦距离区间为0.5米至0.75米,在包括光圈和焦距的其它参数固定的情况下,0.75米至1米可以清楚观察到背面的图形,则背面对应的对焦距离区间为0.75米至1米。
参考图4,其示出了对背面失效区域202进行定位的示意图。如图3所示,将晶圆的背面朝向失效点定位机台,将失效点定位机台的对焦距离调节至正面对应的对焦距离区间,通过失效点定位机台的激光穿透晶圆的硅材料的性能,能够从背面透过晶圆观察到位于正面的图形,从而通过失效点定位机台的OBIRCH模式的抓图功能在背面查找到正面失效标记210,将正面失效标记210对应的背面区域确定为背面失效区域202所在位置。
可选的,在将对焦距离调节至背面对应的对焦距离区间之后,还包括:将背面失效区域202移动至失效点定位机台的显示图像上的预定位置;可选的,该预定位置为显示图像的中心。
步骤104,通失效点定位机台对背面失效区域进行标记,得到背面失效标记。
参考图5,其示出了对背面失效区域202进行标记的示意图。示例性,如图5所示,可通过失效点定位机台对背面失效区域202使用激光进行标记,得到背面失效标记220。可选的,得到背面激光标记220之后,还包括:通过失效点定位机台对背面失效区域202使用使用聚焦离子束进行标记。通过聚焦离子束能够加深标记,更加便于后续步骤中的观察、查找和定位。
步骤105,根据背面失效标记对背面失效区域进行失效分析。
示例性的,可通过背面失效标记220对背面失效区域202进行定位后,对背面失效区域202进行失效分析。
综上所述,本申请实施例中,通过失效点定位机台在晶圆的正面对失效区域定位、打标得到正面失效标记后,利用失效点定位机台的激光能够穿透晶圆的硅材料的特性,通过查找正面失效标记对背面失效区域进行定位,从而对背面失效区域进行失效分析,实现了对晶圆的背面进行失效分析,提高了失效分析的准确度。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种功率器件的失效分析方法,其特征在于,包括:
去除集成有功率器件的晶圆的正面的第一金属层;
通过失效点定位机台对所述正面失效区域进行定位后,对所述正面失效区域进行标记,得到正面失效标记;
通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记,对背面失效区域进行定位,所述背面失效区域是所述正面失效区域在所述背面的对应区域;
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域进行标记,得到背面失效标记;
根据所述背面失效标记对所述背面失效区域进行失效分析。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述正面失效区域进行标记之后,所述通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记之前,还包括:
在所述晶圆的背面镀第二金属层。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过所述失效点定位机台在所述背面查找到所述正面失效标记,对背面失效区域进行定位,包括:
将所述失效点定位机台的对焦距离调节至所述正面对应的对焦距离区间;
通过所述失效点定位机台的激光穿透所述晶圆的硅材料的性能,和所述失效点定位机台的OBIRCH模式的抓图功能在所述背面查找到所述正面失效标记,确定所述背面失效区域所在位置;
将所述对焦距离调节至所述背面对应的对焦距离区间。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述对焦距离调节至所述背面对应的对焦距离区间之后,还包括:
将所述背面失效区域移动至所述失效点定位机台的显示图像上的预定位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预定位置为所述显示图像的中心。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述对所述正面失效区域进行标记,包括:
通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用激光进行标记。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用激光进行标记之后,还包括:
通过所述失效点定位机台对所述正面失效区域使用聚焦离子束对所述正面失效区域进行标记。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域进行标记,包括:
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用激光进行标记。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用激光进行标记之后,还包括:
通过所述失效点定位机台对所述背面失效区域使用聚焦离子束对所述背面失效区域进行标记。
10.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述在所述晶圆的背面镀第二金属层之前,还包括:
通过溶剂对所述背面进行清洗。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述溶剂包括丙酮和/或乙醇。
12.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述第一金属层包括铝。
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