半导体器件的失效分析方法与流程

1.本发明涉及半导体器件失效分析技术领域，具体为半导体器件的失效分析方法。


背景技术：

2.失效点的定位是失效分析中关键的步骤，是失效分析成功率的保证。目前，在单片或者两片晶圆(wafer)键合堆叠的制程中，emmi(微光显微镜)、激光(laser)和热辐射(thermal)等方法是非常有效的失效定位方法。但是，两片以上的多片晶圆键合堆叠是未来发展的一个重要方向，那么，纵向定位是对失效分析提出的新的要求。
3.现有专利(公开号：cn112018084b)公开了一种半导体测试结构及半导体器件的失效分析方法，通过晶圆键合结构的顶部的测试焊盘和外接焊盘对至少位于所述晶圆键合结构的顶面晶圆和底面晶圆之间的每个晶圆均进行电性测试，以检测出失效的晶圆；以及，对所述失效的晶圆进行失效分析，以定位出晶圆键合结构中的失效的晶圆中的失效点，使得至少能够测试出晶圆键合结构的顶面晶圆和底面晶圆之间的晶圆是否失效以及测试出失效的晶圆中的失效点，进而使得能够快速且准确的定位多片晶圆键合的结构中的失效晶圆以及失效点，提高了失效分析的效率和成功率。
4.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题没有得到解决：现有技术虽然可以测试出晶圆是否失效，但是在实际应用中，仅能完成晶圆是否失效的检测，测试时，无法对数据进行保存，无法使失效晶圆更加直观化。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供半导体器件的失效分析方法，在对晶圆进行失效检测前，首先对半导体进行拍摄，然后通过图片处理的方式，对晶圆进行电性测试的同时，在图片上对测试结果为失效的晶圆进行上色处理，不仅方便工作人员掌握测试的进度，而且也可以在分析完成后，将图片存储，保存该半导体芯片的失效分析结果，以解决背景技术中所提出的在实际应用中，仅能完成晶圆是否失效的检测，测试时，无法对数据进行保存，无法使失效晶圆更加直观化的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：半导体器件的失效分析方法，包括以下步骤：
7.步骤s1，通过电子显微镜对半导体器件的分析面进行拍摄，获取所分析的半导体器件的分析面图片；
8.步骤s2，对所分析的半导体器件的分析面图片进行调色处理，使得所分析的半导体器件的分析面图片整体呈灰色，其中，晶圆部位为深灰色，其他部位为浅灰色，得到灰色半导体器件图片；
9.步骤s3，对灰色半导体器件图片中的若干晶圆进行画线分割处理，得到划分晶圆的半导体器件图片；
10.步骤s4，依次对每个晶圆进行电性测试，以检测出失效的晶圆，当检测出失效的晶
圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，直至全部晶圆完成检测，得到失效晶圆被上色的半导体器件图片；
11.步骤s5，对所述失效的晶圆进行失效分析，以定位出所述失效的晶圆中的失效点；
12.步骤s6，将失效晶圆被上色的半导体器件图片传输至电脑存储。
13.通过采用上述技术方案，在对晶圆进行失效检测前，首先对半导体进行拍摄，然后通过图片处理的方式，对晶圆进行电性测试的同时，在图片上对测试结果为失效的晶圆进行上色处理，不仅方便工作人员掌握测试的进度，而且也可以在分析完成后，将图片存储，保存该半导体芯片的失效分析结果，相较于现有技术，加入图片处理技术的失效分析方法更加直观，且数据可存储，使用效果极佳。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s1中，获取所分析的半导体器件的分析面图片后，还包括：将半导体器件的分析面划分为若干区域，然后通过电子显微镜放大半导体器件的分析面的若干区域并进行拍摄，分别对若干放大后的区域进行拍摄，得到区域图片，分析每个区域图片中的物理损坏。
15.作为本发明的一种优选实施方式，所述分析每个区域图片中的物理损坏的具体步骤为：扫描每个区域图片中半导体器件存在的凹槽和变形，并对物理损坏进行框线处理。
16.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s3中，所述画线分割处理过程中采用的线条为彩色线条。
17.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s4中，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理的过程中，采用红色进行上色，且所述画线分割处理过程中采用的线条不是红色。
18.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤s4中，当检测出的晶圆为有效时，也对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，采用绿色进行上色。
19.作为本发明的一种优选实施方式，所述框线处理的具体步骤为：采用红色线条延物理损坏处一周，形成框体。
20.作为本发明的一种优选实施方式，所述框线处理的步骤完成后，还包括将若干区域图片进行合成处理，形成一个物理损坏被框出的半导体器件分析面图片，并将该图片传输至电脑进行存储。
21.与现有技术相比，本发明提供了半导体器件的失效分析方法，具备以下
22.有益效果：
23.该半导体器件的失效分析方法，在对晶圆进行失效检测前，首先对半导体进行拍摄，然后通过图片处理的方式，对晶圆进行电性测试的同时，在图片上对测试结果为失效的晶圆进行上色处理，不仅方便工作人员掌握测试的进度，而且也可以在分析完成后，将图片存储，保存该半导体芯片的失效分析结果，相较于现有技术，加入图片处理技术的失效分析方法更加直观，且数据可存储，使用效果极佳。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本发明半导体器件的失效分析方法的流程图。
具体实施方式
26.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明半导体器件的失效分析方法做进一步详细的描述。
27.如图1所示，本发明提供一种技术方案半导体器件的失效分析方法，包括以下步骤：
28.步骤s1，通过电子显微镜对半导体器件的分析面进行拍摄，获取所分析的半导体器件的分析面图片；
29.步骤s2，对所分析的半导体器件的分析面图片进行调色处理，使得所分析的半导体器件的分析面图片整体呈灰色，其中，晶圆部位为深灰色，其他部位为浅灰色，得到灰色半导体器件图片；
30.步骤s3，对灰色半导体器件图片中的若干晶圆进行画线分割处理，得到划分晶圆的半导体器件图片；
31.步骤s4，依次对每个晶圆进行电性测试，以检测出失效的晶圆，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，直至全部晶圆完成检测，得到失效晶圆被上色的半导体器件图片；
32.步骤s5，对所述失效的晶圆进行失效分析，以定位出所述失效的晶圆中的失效点；
33.步骤s6，将失效晶圆被上色的半导体器件图片传输至电脑存储。
34.本实施例中，所述步骤s1中，获取所分析的半导体器件的分析面图片后，还包括：将半导体器件的分析面划分为若干区域，然后通过电子显微镜放大半导体器件的分析面的若干区域并进行拍摄，分别对若干放大后的区域进行拍摄，得到区域图片，分析每个区域图片中的物理损坏。
35.本实施例中，所述分析每个区域图片中的物理损坏的具体步骤为：扫描每个区域图片中半导体器件存在的凹槽和变形，并对物理损坏进行框线处理。
36.本实施例中，所述步骤s3中，所述画线分割处理过程中采用的线条为彩色线条。
37.本实施例中，所述步骤s4中，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理的过程中，采用红色进行上色，且所述画线分割处理过程中采用的线条不是红色。
38.本实施例中，所述步骤s4中，当检测出的晶圆为有效时，也对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，采用绿色进行上色。
39.本实施例中，所述框线处理的具体步骤为：采用红色线条延物理损坏处一周，形成框体。
40.本实施例中，所述框线处理的步骤完成后，还包括将若干区域图片进行合成处理，形成一个物理损坏被框出的半导体器件分析面图片，并将该图片传输至电脑进行存储。
41.实施例2
42.如图1所示，本发明提供一种技术方案半导体器件的失效分析方法，包括以下步骤：
43.步骤s1，通过电子显微镜对半导体器件的分析面进行拍摄，获取所分析的半导体器件的分析面图片；
44.步骤s2，对所分析的半导体器件的分析面图片进行调色处理，使得所分析的半导
体器件的分析面图片整体呈灰色，其中，晶圆部位为深灰色，其他部位为浅灰色，得到灰色半导体器件图片；
45.步骤s3，对灰色半导体器件图片中的若干晶圆进行画线分割处理，得到划分晶圆的半导体器件图片；
46.步骤s4，依次对每个晶圆进行电性测试，以检测出失效的晶圆，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，直至全部晶圆完成检测，得到失效晶圆被上色的半导体器件图片；
47.步骤s5，对所述失效的晶圆进行失效分析，以定位出所述失效的晶圆中的失效点；
48.步骤s6，将失效晶圆被上色的半导体器件图片传输至电脑存储。
49.本实施例中，所述步骤s3中，所述画线分割处理过程中采用的线条为黑色线条。
50.本实施例中，所述步骤s4中，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理的过程中，采用红色进行上色。
51.本实施例中，所述步骤s4中，当检测出的晶圆为有效时，也对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，采用绿色进行上色。
52.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：
1.半导体器件的失效分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s1，通过电子显微镜对半导体器件的分析面进行拍摄，获取所分析的半导体器件的分析面图片；步骤s2，对所分析的半导体器件的分析面图片进行调色处理，使得所分析的半导体器件的分析面图片整体呈灰色，其中，晶圆部位为深灰色，其他部位为浅灰色，得到灰色半导体器件图片；步骤s3，对灰色半导体器件图片中的若干晶圆进行画线分割处理，得到划分晶圆的半导体器件图片；步骤s4，依次对每个晶圆进行电性测试，以检测出失效的晶圆，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，直至全部晶圆完成检测，得到失效晶圆被上色的半导体器件图片；步骤s5，对所述失效的晶圆进行失效分析，以定位出所述失效的晶圆中的失效点；步骤s6，将失效晶圆被上色的半导体器件图片传输至电脑存储。2.根据权利要求1所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述步骤s1中，获取所分析的半导体器件的分析面图片后，还包括：将半导体器件的分析面划分为若干区域，然后通过电子显微镜放大半导体器件的分析面的若干区域并进行拍摄，分别对若干放大后的区域进行拍摄，得到区域图片，分析每个区域图片中的物理损坏。3.根据权利要求2所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述分析每个区域图片中的物理损坏的具体步骤为：扫描每个区域图片中半导体器件存在的凹槽和变形，并对物理损坏进行框线处理。4.根据权利要求1所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述步骤s3中，所述画线分割处理过程中采用的线条为彩色线条。5.根据权利要求4所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述步骤s4中，当检测出失效的晶圆时，则对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理的过程中，采用红色进行上色，且所述画线分割处理过程中采用的线条不是红色。6.根据权利要求1所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述步骤s4中，当检测出的晶圆为有效时，也对划分晶圆的半导体器件图片中的该晶圆进行上色处理，采用绿色进行上色。7.根据权利要求3所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述框线处理的具体步骤为：采用红色线条延物理损坏处一周，形成框体。8.根据权利要求7所述的半导体器件的失效分析方法，其特征在于：所述框线处理的步骤完成后，还包括将若干区域图片进行合成处理，形成一个物理损坏被框出的半导体器件分析面图片，并将该图片传输至电脑进行存储。

技术总结
本发明涉及半导体器件失效分析技术领域，公开了半导体器件的失效分析方法，包括以下步骤：步骤S1，通过电子显微镜对半导体器件的分析面进行拍摄，获取所分析的半导体器件的分析面图片；步骤S2，对所分析的半导体器件的分析面图片进行调色处理，使得所分析的半导体器件的分析面图片整体呈灰色。本发明在对晶圆进行失效检测前，对半导体进行拍摄，然后通过图片处理的方式，对晶圆进行电性测试的同时，在图片上对测试结果为失效的晶圆进行上色处理，不仅方便工作人员掌握测试的进度，而且也可以在分析完成后，将图片存储，保存该半导体芯片的失效分析结果，相较于现有技术，加入图片处理技术的失效分析方法更加直观，且数据可存储，使用效果极佳。使用效果极佳。使用效果极佳。


技术研发人员：李维繁星 沈红星 王悦 李北印
受保护的技术使用者：弘润半导体（苏州）有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/10/15