彎折探針及其治具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路的檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于半導(dǎo)體失效分析的彎折探針及其治具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件尺寸的縮小及工作電壓的降低，芯片后段金屬互聯(lián)層逐步增多。太多的金屬層會導(dǎo)致器件漏電、發(fā)光信號減弱甚至完全遮蔽，導(dǎo)致傳統(tǒng)的正面探測式光子福射顯微鏡(Emiss1n Microscope，簡稱EMMI)無法精確定位失效位置。出于這種原因，背面探測式EMMI應(yīng)運而生。
[0003]背面探測式EMMI主要是從芯片背面透過硅基板捕捉器件漏電等信號，從而對失效位置進(jìn)行定位，其基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。正常的操作流程是，將樣品正面朝上放置在樣品臺上，通過樣品上方的顯微鏡對焦后，對芯片上的金屬墊進(jìn)行扎針并施加電信號。此時在芯片下方的探測器工作，從芯片背面檢測定位缺陷的位置。常用的探測器有CCD共焦激光探測器、銦鎵砷探測器；還有使用激光對芯片掃描誘發(fā)電阻變化，檢測芯片內(nèi)部電阻變化，從而對缺陷位置進(jìn)行定位。
[0004]然而，從芯片背面透過硅基板捕捉器件漏電等信號始終具有不同于直接從芯片正面進(jìn)行探測分析的局限性，而現(xiàn)有技術(shù)沒有提供使用背面探測式分析設(shè)備從芯片樣品的正面進(jìn)行探測分析的裝置或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種彎折探針及其治具，可以使背面探測式分析設(shè)備從芯片正面進(jìn)行探測分析，所使用的彎折探針不會對光學(xué)透鏡造成損傷；而為彎折探針?biāo)O(shè)計的治具可以很方便地制作出符合要求的彎折探針。
[0006]本發(fā)明提供一種彎折探針，其包括彎折呈等腰梯形的三段，第一段與第三段長度相同并構(gòu)成等腰梯形的兩個腰，第一段與第三段中間的第二段構(gòu)成等腰梯形的上底，所述第一段與第二段的夾角與第三段與第二段的夾角相同且所述夾角均為120-150°。
[0007]進(jìn)一步地，所述彎折探針等腰梯形的高為3_8mm，所述彎折探針的總長度為15-50mmo
[0008]進(jìn)一步地，所述彎折探針的直徑為0.4-0.6mm。
[0009]進(jìn)一步地，所述彎折探針的主要成分為鎢。
[0010]本發(fā)明還提供一種上述彎折探針的治具，其包括底座和底座上的凸塊，所述凸塊具有第一面、第二面和第三面，所述第一面、第二面和第三面設(shè)有連通的凹槽，所述第一面凹槽用于容納探針第一段，所述第二面凹槽和第三面凹槽分別用于容納探針彎折后的探針第二段和第三段，所述第一面凹槽與第二面凹槽的夾角與第三面凹槽與第二面凹槽的夾角相同且所述夾角均為120-150°。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述第一面凹槽還具有供探針第一段底部插入至所述底座內(nèi)的延伸槽，所述延伸槽形成有倒扣部，以防止探針彎折過程中底部翹起。
[0012]進(jìn)一步地，所述第三面凹槽的長度為第一面凹槽長度的0.2-1倍。
[0013]進(jìn)一步地，所述凸塊的垂直高度為3-8mm，所述凹槽的總長度為10_40mm。
[0014]進(jìn)一步地，所述凹槽為圓弧形截面，且其直徑為0.4-0.6mm。
[0015]進(jìn)一步地，所述治具采用硬度大于鎢的材質(zhì)。
[0016]本發(fā)明提供的彎折探針及其治具，可以使背面探測式分析設(shè)備從芯片的正面進(jìn)行探測分析，彎折探針不會對光學(xué)透鏡造成損傷；彎折探針治具可以很方便地制作出符合要求的彎折探針，每個彎折探針形狀一致，以便于在多針同時使用的情況下，縮短對焦時調(diào)整探針的時間，大大提高工作效率。
【附圖說明】
[0017]為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0018]圖1是現(xiàn)有背面探測式EMMI從芯片背面探測分析的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明彎折探針的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是利用本發(fā)明彎折探針使用背置式EMMI從芯片正面探測分析的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明彎折探針治具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明利用治具制作彎折探針的步驟示意圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖2，本實施例的彎折探針，包括彎折呈等腰梯形的三段，第一段與第三段長度相同并構(gòu)成等腰梯形的兩個腰，第一段與第三段中間的第二段構(gòu)成等腰梯形的上底，第一段與第二段的夾角與第三段與第二段的夾角相同且夾角均為120-150°。
[0024]從圖2中可見，本實施例的彎折探針中，第一段長度b與第三段長度c相同，與第二段的夾角A、B也相同。實際應(yīng)用中，夾角A和B越大，在光學(xué)顯微鏡尋找針尖位置越難；夾角A和B越小，則探針?biāo)介L度L越長，減小了多針作業(yè)時樣品臺的移動距離，如圖3所示，多針作業(yè)時，樣品放置在中間，由于探針座和針臂的總長度是固定的，探針座平臺的寬度也是固定的，探針?biāo)介L度變長導(dǎo)致探針座移動范圍的縮小。因此，夾角A和B較佳地為30-60°，即第一段與第二段的夾角以及第三段與第二段的夾角為120-150°。本實施例中夾角A和B采用45°。
[0025]同時，由于常規(guī)使用的光學(xué)透鏡的工作距離是固定的，放大倍率越大，工作距離越短。目前使用的光學(xué)透鏡最大倍率100X的工作距離為10mm，為了避免聚焦時探針碰到光學(xué)透鏡，所以將彎折后的探針的最大垂直高度H(即等腰梯形的高)限制在8_之內(nèi)，較佳地探針高度為3-8_。因此，彎折探針的總長度較佳地為15-50_，本實施例采用本領(lǐng)域常用長度32mm ;彎折探針的直徑較佳地為0.4-0.6mm，本實施例采用本領(lǐng)域常用直徑0.5mm。本實施例中彎折探針采用本領(lǐng)域常用材質(zhì)，其主要成分為鎢。
[0026]請繼續(xù)參閱圖3，將本發(fā)明彎折探針應(yīng)用于背置式EMMI從芯片正面的探測分析，其中，將芯片正面朝下固定在樣品臺背面，通過下面的探測器及光學(xué)透鏡實時動態(tài)成像，找到待測區(qū)域；探針彎折至針尖向上，安裝在探針座針臂上，將探針、針臂穿過樣品臺側(cè)面的孔；在探測器實時圖像中找到探針針尖，并對樣品的金屬墊扎針并施加電信號；然后就可以從芯片正面進(jìn)行EMMI或OBIRCH定位分析。
[0027]根據(jù)芯片的測試條件不同，應(yīng)用到的探針數(shù)為2-6個。探針彎折可以使用老虎鉗來實現(xiàn)。但如果彎折后的形狀不同，a、b、c、尺寸和A、B的大小不同，將會對操作帶來很大的麻煩。尺寸差異大時，光學(xué)顯微鏡中尋找針尖困難，需要對每一個探針座進(jìn)行調(diào)整，特別是多探針應(yīng)用時，調(diào)整時間很長、效率低；而且不同尺寸形狀的彎折探針存在碰到光學(xué)透鏡甚至對透鏡造成損傷的可能性。
[0028]請參閱圖4，本發(fā)明彎折探針治具的實施例中，該治具包括底座21和底座21上的凸塊22，凸塊22具有第一面23、第二面24和第三面25，第一面23、第二面24和第三面25設(shè)有連通的凹槽，第一面凹槽231用于容納探針第一段，第二面凹槽241和第三面凹槽251分別用于容納探針彎折后的探針第二段和第三段，第一面凹槽231與第二面凹槽241的夾角與第三面凹槽251與第二面凹槽241的夾角相同且夾角均為120-150°。本實施例中夾角采用135°。
[0029]其中，本實施例中凹槽分別開設(shè)在三個面的當(dāng)中，且如圖4中左視圖所示，凹槽均設(shè)為豎直方向，實際應(yīng)用中，若三個面有傾斜，如第二面非水平，則可以相應(yīng)調(diào)整其他兩個面的角度，或者調(diào)整凹槽的開設(shè)方向，只要使凹槽之間的夾角滿足本實施例的范圍即可。
[0030]本實施例中，為了防止探針在彎折過程中底部翹起，以便于進(jìn)行彎折，第一面凹槽231還具有供探針第一段底部插入至底座21內(nèi)的延伸槽232，其包括延伸槽的總長度設(shè)為探針的第一段長度，延伸槽232形成有圖4中所示的倒扣部233，可以有效防止探針在彎折過程中底部翹起。
[0031]本實施例中，在將探針進(jìn)行第三段彎折的過程中，只需要給一小段第三面凹槽即可供第三段抵靠，因此，如圖4所示，第三面凹槽的長度為第一面凹槽長度的0.3倍，實際應(yīng)用中可以是0.2-1倍。
[0032]為了制作出符合上述實施例尺寸要求的彎折探針，本實施例的治具，凸塊22的垂直高度較佳地為3-8mm，凹槽的總長度較佳地為10_40mm。本實施例制作32mm探針的治具凹槽總長度采用25mm，凹槽也設(shè)為與探針外形相配合的圓弧形截面，直徑設(shè)為與探針直徑一致的0.5_，治具較佳地采用比鎢探針硬度高的材質(zhì)，如鉻、鎢鋼等。
[0033]圖5顯示了利用本實施例治具制作彎折探針的步驟示意圖，步驟I將待彎折的探針插入第一面凹槽中，底部伸入延伸槽內(nèi)，步驟2將探針沿著第二面凹槽進(jìn)行第一次彎折，步驟3將探針沿著第三面凹槽進(jìn)行第二次彎折。
【主權(quán)項】
1.一種彎折探針，其特征在于:其包括彎折呈等腰梯形的三段，第一段與第三段長度相同并構(gòu)成等腰梯形的兩個腰，第一段與第三段中間的第二段構(gòu)成等腰梯形的上底，所述第一段與第二段的夾角與第三段與第二段的夾角相同且所述夾角均為120-150°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎折探針及其治具，其特征在于:所述彎折探針等腰梯形的高為3-8_，所述彎折探針的總長度為15-50_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎折探針及其治具，其特征在于:所述彎折探針的直徑為0.4-0.6mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎折探針及其治具，其特征在于:所述彎折探針的主要成分為鎢。5.一種權(quán)利要求1所述彎折探針的治具，其特征在于:其包括底座和底座上的凸塊，所述凸塊具有第一面、第二面和第三面，所述第一面、第二面和第三面設(shè)有連通的凹槽，所述第一面凹槽用于容納探針第一段，所述第二面凹槽和第三面凹槽分別用于容納探針彎折后的探針第二段和第三段，所述第一面凹槽與第二面凹槽的夾角與第三面凹槽與第二面凹槽的夾角相同且所述夾角均為120-150°。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎折探針及其治具，其特征在于:所述第一面凹槽還具有供探針第一段底部插入至所述底座內(nèi)的延伸槽，所述延伸槽形成有倒扣部，以防止探針彎折過程中底部翹起。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的治具，其特征在于:所述第三面凹槽的長度為第一面凹槽長度的0.2-1倍。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的治具，其特征在于:所述凸塊的垂直高度為3-8mm，所述凹槽的總長度為10-40mm。9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的治具，其特征在于:所述凹槽為圓弧形截面，且其直徑為0.4-0.6mmο10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的治具，其特征在于:所述治具采用硬度大于鎢的材質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彎折探針及其治具，彎折探針包括彎折呈等腰梯形的三段，第一段與第二段的夾角與第三段與第二段的夾角相同且夾角均為120-150°。本發(fā)明的彎折探針可以使背面探測式分析設(shè)備從芯片的正面進(jìn)行探測分析，彎折探針不會對光學(xué)透鏡造成損傷；彎折探針治具可以很方便地制作出符合要求的彎折探針，每個彎折探針形狀一致，以便于在多針同時使用的情況下，縮短對焦時調(diào)整探針的時間，大大提高工作效率。
【IPC分類】G01R1/067, G01R1/02
【公開號】CN105092909
【申請?zhí)枴緾N201510489059
【發(fā)明人】唐涌耀
【申請人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月11日