CN108918589B - 运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法 - Google Patents
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Abstract
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，包括步骤：提供芯片和隔热片，将隔热片放置于芯片上，且隔热片全部遮蔽芯片的正面，芯片正常发热的热量小于芯片上失效点发热的热量，隔热片的隔热范围介于芯片正常发热的热量与芯片上失效点发热的热量之间；给芯片通电；提供红外热成像显微镜，使用红外热成像显微镜观察并拍摄已放置隔热片的芯片，得到图像。本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，通过热点定位过程中增加的隔热片，从而避免了芯片产生的过多热杂讯干扰的可能性，利于提高芯片失效分析的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是针对异质多芯片堆叠的三维集成电路封装失效产品，运用红外热成像显微镜电性定位再加上特殊的除错方法有效锁定真正失效的芯片异常点。
背景技术
21世纪初，微电子领域的互连瓶颈问题越来越突出，减小特征尺寸的技术难度越来越大，芯片研发走向在同一芯片内建逻辑IC及记忆体的异质(Heterogeneous)整合架构，依循摩尔定律前进的半导体制程微缩，无法提供完整异质芯片整合效益，因此以低成本达到可接受运算效能的系统级封装(SiP)则成未来显学。近两年高阶封测市场已推出“WLSI(晶圆级系统整合)平台”，也使市场出现越来越多CoWoS(基板上晶圆上芯片封装)以及InFO(整合扇出型)晶圆级封装。
在做芯片失效点分析时，往往使用红外热成像显微镜侦测芯片的失效点，其中的原理是红外热成像技术。红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形。
因CoWoS以及InFO先进封装的芯片堆迭多且复杂，且芯片与芯片间有锡球或TSV通孔连接，故使用红外热成像显微镜侦测芯片的失效点时，在图像中，通常亮点可能会被金属和锡球所产生的亮点挡住，如图1所示，第一亮点11为芯片上失效点热量发热产生的亮点，第二亮点12为芯片正常发热产生的亮点，第二亮点12包括金属、锡球等发热而产生的亮点和背景值，即芯片热量产生的亮点对应为不需要观察到的多余的热，第二亮点12影响了观察者对第一亮点11的形状、位置、大小等情况的判断，从而无法准确的定位到异常的亮点，影响芯片失效分析的准确性。故有必要提供一种除错方法，提高芯片失效分析的准确性。
发明内容
为了提高芯片失效分析的准确性，本发明提供了一种运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，包括步骤：
提供芯片和隔热片，将所述隔热片放置于所述芯片上，且所述隔热片全部遮蔽所述芯片的正面，所述芯片正常发热的热量小于所述芯片上失效点发热的热量，所述隔热片的隔热范围介于所述芯片正常发热的热量与所述芯片上失效点发热的热量之间；
给所述芯片通电；
提供红外热成像显微镜，使用所述红外热成像显微镜观察并拍摄已放置所述隔热片的所述芯片，得到图像。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，通过热点定位过程中增加的隔热片，从而避免了芯片产生的过多热杂讯干扰的可能性，利于提高芯片失效分析的准确性。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的进一步改进在于，所述隔热片为平整的非导体材质。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的进一步改进在于，所述隔热片的厚度小于或等于0.2mm。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的进一步改进在于，所述隔热片为纸片或塑料板。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的进一步改进在于，所述芯片与所述红外热成像显微镜的镜头之间的距离为镜头焦距距离。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的进一步改进在于，在得到所述图像之后还包括步骤：对所述图像进行热点定位失效处理，定位所述芯片的失效点。
附图说明
图1为直接运用红外热成像显微镜侦测芯片失效时的亮点示意图。
图2为本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的流程图。
图3为使用本发明后运用红外热成像显微镜侦测芯片失效时的亮点示意图。
具体实施方式
为了提高芯片失效分析的准确性，本发明提供了一种运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法。
下面结合附图和具体实施例对本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法的较佳实施例作进一步说明。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。
结合图1至图3所示，本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，包括：
步骤101：提供芯片10和隔热片，将隔热片放置于芯片10上，且隔热片全部遮蔽芯片的正面，芯片10正常发热的热量小于芯片10上失效点发热的热量，隔热片的隔热范围介于芯片10正常发热的热量与芯片10上失效点发热的热量之间；
步骤102：给芯片10通电；
步骤103：提供红外热成像显微镜，使用红外热成像显微镜观察并拍摄已放置隔热片的芯片10，得到图像。
使用隔热片后通过红外热成像显微镜观察芯片10，可以减弱亮点。
在图像中，芯片10上失效点发热的热量对应第一亮点11，芯片10正常发热的热量对应第二亮点12，芯片10正常发热的热量通常小于芯片10上失效点发热的热量，隔热片的隔热范围介于芯片10正常发热的热量与芯片10上失效点发热的热量之间，由此可保证隔热片在隔离芯片10正常发热的热量的同时，而不隔离失效点发热的热量，使用红外热成像显微镜观察时，可清晰地观察到第一亮点11。
第二亮点12影响了观察者对第一亮点11的形状、位置、大小等情况的判断；但由于失效点发热的热量较多，而金属、锡球等发热较少，即芯片10正常发热的热量较少，故第一亮点11较强较亮，第二亮点12较弱较小；使用隔热片后，芯片10正常发热的热量可以被隔热片隔离，而失效点发出的热量仍可以通过红外热成像显微镜观察到；使用隔热片后通过红外热成像显微镜观察芯片10，可以使芯片10本身失效点产生的第一亮点11的范围更明确。使用本发明，可以明显、清晰地观察到失效点所产生的第一亮点11的位置、形状、大小、范围等，进而有利于定位芯片失效点，减少芯片10产生多余的热及背景值所造成的影响，提高芯片10失效分析的准确性。
本发明使用一个隔热的材质放在芯片10和红外热成像显微镜镜头间，在侦测热点的过程中用以减少芯片10产生多余的热及背景值所造成的影响，使芯片10产生热点可以更明确，能清楚地定义出缺陷位置，以利后续失效分析进行。
进一步地，隔热片为平整的非导体材质，优选地，隔热片表面无脏污，且厚度小于或等于0.2mm。隔热片的厚度也可以根据亮点大小而确定，较小较弱的亮点可选择较薄的隔热片。
进一步地，隔热片为纸片或塑料板。
进一步地，芯片10与红外热成像显微镜的镜头之间的距离为镜头焦距距离。
进一步地，步骤103之后还包括：对图像进行热点定位失效处理，定位芯片的失效点。
本发明运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，通过热点定位过程中增加的隔热片，从而避免了芯片10产生的过多热杂讯干扰的可能性，利于提高芯片失效分析的准确性。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容的能涵盖的范围内。
Claims (6)
1.一种运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于，包括：
提供堆叠式的芯片和隔热片，将所述隔热片放置于所述芯片上，且所述隔热片全部遮蔽所述芯片的正面，所述芯片正常发热的热量小于所述芯片上失效点发热的热量，所述隔热片的隔热范围介于所述芯片正常发热的热量与所述芯片上失效点发热的热量之间，保证使用所述隔热片后，所述芯片正常发热的热量可以被所述隔热片隔离，而所述失效点发热的热量仍可以通过红外热成像显微镜观察到；
给所述芯片通电；
提供红外热成像显微镜，使用所述红外热成像显微镜观察并拍摄已放置所述隔热片的所述芯片，得到图像。
2.如权利要求1所述的运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于：所述隔热片为平整的非导体材质。
3.如权利要求1所述的运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于：所述隔热片的厚度小于或等于0.2mm。
4.如权利要求1所述的运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于：所述隔热片为纸片或塑料板。
5.如权利要求1所述的运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于：所述芯片与所述红外热成像显微镜的镜头之间的距离为镜头焦距距离。
6.如权利要求1所述的运用红外热成像显微镜侦测芯片失效的除错方法，其特征在于，在得到所述图像之后还包括步骤：对所述图像进行热点定位失效处理，定位所述芯片的失效点。
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