一种去除焊点的方法
【专利摘要】本发明公开了一种去除焊点的方法。该方法为：首先将通过所述焊点连接于焊垫的金属线去除；将去除所述金属线的芯片固定于一探针台的样品台上；利用探针的针尖推动所述焊点的根部，以将所述焊点完全脱离所述焊垫；最后将脱离的焊点从所述芯片上去除。该方法不采用手动研磨法，焊垫和待分析结构不会被磨损，不影响物理定位和后续分析，提高了制样的成功率；使用探针移除焊点，不会污染芯片，而且操作过程安全简单，并且缩短了制样时间；使用探针台的样品台中的旧探针作为工具，几乎不产生任何成本，同时实现对废旧资源的二次利用。
【专利说明】一种去除焊点的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到半导体制造领域，尤其涉及一种去除焊点的方法。
【背景技术】
[0002]在半导体的制造过程中需要对芯片进行失效分析，由于技术人员的操作以及其他问题会使金属引线的焊点经常会超出芯片焊垫，并遮挡住芯片下层待分析的结构，从而使后续分析时的物理定位受到影响(如图1和图2所示)；如果要利用发光显微镜(Emiss1nMicroscope，简称:EMMI)的OBRICH模式对该芯片进行异常点定位，如果该异常点恰好处于被焊点遮挡的下层，那么光子或者激光信号就会被焊点挡住，从而无法获得正确的定位结果O
[0003]用聚焦离子束(Focused 1n Beam，简称:FIB)对结构处作截面断层，用于分析及观测结构的形貌、物理缺陷或者损伤，从而对结构设计或工艺条件改进或调整。由于焊点具有一定的厚度，对结构进行FIB截面分析时必须加大粗抛深度(如图3A和3B)并且残余的金属线还会阻挡探测器接收二次电子信号，无法观测到待分析结构的二次电子像。
[0004]因此，必须把焊垫上金属引线的焊点去除才可以不影响后续分析，才可以定点分析芯片的结构缺陷。
[0005]现有去除焊点的方法是手动研磨和湿法腐蚀。手动研磨法原理与半导体工艺中“化学机械抛光”相似，在研磨液的辅助基础上，以化学反应和机械研磨双重动作来实现。但研磨速率和机械应力受到材质种类的影响，并且手动研磨对控制围观区域的平整度和时间均匀性，过度性不易掌握，可能使待分析结构受到损伤，而且研磨液本身也会对芯片的表面有污染，研磨后必须将表层的研磨液清除干净。若芯片面积很小，在研磨过程中则不易操作，经常会从研磨盘上脱落和取放过程中遗失。所以手动研磨法不但操作步骤多，耗时长，并且失败率高。
[0006]湿法腐蚀利用化学反应原理，能够和金属引线反应的酸将焊点腐蚀掉。这种方法虽然耗时短，但具有危险性。如果芯片的钝化层和金属层间膜有裂痕，酸会通过这些裂痕渗入到下层，破坏待分析结构，造成制样失败。
[0007]中国专利(CN203197393U)公开了一种焊接用机械工具，具体涉及一种新型点焊焊点拆除器。它包括安装柄和与之固定连接的钻头部，钻头部包括固定部和与之固定连接的钻头，钻头由中心的定位钻头和外围圆管形的空心钻头组成，定位钻头位于空心钻头内部的中心，定位钻头的长度比空心钻头的长度长0.2-0.5_，空心钻头前部设有限位环。
[0008]该专利应用在由于焊接位置不准确而必须进行重新焊接时焊接处焊点的去除，本方案具有去除效率较高、操作技术要求低、整体的操作成本较低，但是在小型设计应用领域受到了限制，因此上述装置并不适合在小型设计应用领域的广泛使用。
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明提供一种利用探针去除芯片上焊点的方法，取代现有的手动研磨和湿法腐蚀，这种新方法相比现有方法安全、操作简单而且耗时短，尤其具有很高的成功率。
[0010]本发明解决技术问题所采用的技术方案为:
[0011]一种去除焊点的方法，应用于包含和测试结构的芯片中，所述焊点位于所述测试结构的上层，并部分或完全阻挡所述测试结构，其特征在于，所述方法包括:
[0012]步骤S1、将通过所述焊点连接于一焊垫的金属线去除；
[0013]步骤S2、将去除所述金属线的芯片固定于一探针台的样品台上；
[0014]步骤S3、利用探针的针尖推动所述焊点的根部，以将所述焊点完全脱离所述焊垫；
[0015]步骤S4、将脱离的焊点从所述芯片上去除。
[0016]上述一种去除焊点的方法，其中，步骤S4中，采用气体将脱离的焊点从所述芯片上吹去。
[0017]上述一种去除焊点的方法，其中，所述气体为氮气。
[0018]上述一种去除焊点的方法，其中，步骤中SI中，采用镊子去除所述金属线。
[0019]上述一种去除焊点的方法，其中，步骤S2中，先将去除所述金属线后的芯片黏贴到一块面积大于所述芯片的硅片上，然后该硅片通过所述探针台的样品台的真空吸附孔吸附于所述样品台上。
[0020]上述一种去除焊点的方法，其中，通过导电胶或双面胶将去除所述金属线后的芯片黏贴到所述硅片上。
[0021]上述一种去除焊点的方法，其中，步骤S3中，在利用探针的针尖推动所述焊点的根部的过程中，通过所述探针台的样品台的显微镜精确定位所述探针的位置。
[0022]上述技术方案具有如下优点或有益效果:
[0023]通过上述技术方案取代现有的手动研磨和湿法腐蚀，避免了工艺过程中对芯片的损伤，从而保护了焊点和待分析结构，不影响物理定位和后续分析，并且几乎不产生任何成本，同时实现了对废旧资源的二次利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0025]图1是本发明方法中被焊点遮挡住的测试结构的示意图；
[0026]图2是本发明方法中未被焊点遮挡住的测试结构的示意图；
[0027]图3A和图3B是本发明方法中的焊点增加了 FIB粗抛深度的结构示意图；
[0028]图4是本发明方法中芯片用导电胶粘到大块硅片上的结构示意图；
[0029]图5是本发明发方法中探针针尖接触到焊点根部的结构示意图；
[0030]图6是本发明方法中探针向前滑行时推动焊点脱离焊垫的结构示意图；
[0031]其中，I是芯片；2是焊垫；3是焊点；4是探针；5是娃片；6是导电碳月父。
【具体实施方式】
[0032]本发明提供一种去除焊点的方法，可应用于技术节点为90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工艺中；可应用于以下技术平台中:Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS> CIS、Flash、eFlash 以及 Package。
[0033]本发明为一种去除焊点的方法，应用于包含和测试结构的芯片中，所述焊点位于所述测试结构的上层，并部分或完全阻挡所述测试结构，该方法主要包括如下步骤:
[0034]步骤S1、将通过所述焊点连接于一焊垫的金属线去除；
[0035]步骤S2、将去除所述金属线的芯片固定于一探针台的样品台上；
[0036]步骤S3、利用探针的针尖推动所述焊点的根部，以将所述焊点完全脱离所述焊垫；
[0037]步骤S4、将脱离的焊点从所述芯片上去除。
[0038]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0039]在本实施例中，如图5所示，在一芯片I上设置有两个焊垫2，在其中一个焊垫2中包含需要进行电迀移(EM)测试的测试结构，在俯视角度中，该测试结构被位于其正上方的焊点3所挡住，由于该焊点3的一端连接焊垫2，另一端连接一根金属线(图中未示出)，所以在将焊点3移除之前，需要先将连接于焊点3的金属线移除。
[0040]首先，通过镊子将连接于该焊点3的金属线拔除，使得焊点3仅与焊垫2连接。
[0041]然后，将去除了金属线后的芯片I固定于探针台的样品台上，具体的，该芯片I被探针台的样品台上的真空吸附口吸附，从而固定。在该步骤中，根据芯片I的大小不同，可以采用不同的方式将芯片I固定于探针台的样品台上，若芯片I的尺寸大于真空吸附口的直径，那么在固定芯片I时，只需直接通过镊子将芯片I吸附于该真空吸附口即可，若芯片I的尺寸小于或恰好等于真空吸附口的直径时，则不能直接通过该真空吸附口吸附，这时，可先将该芯片I粘附在一尺寸略大的硅片5表面，然后通过将硅片5的另一面吸附于探针台的样品台的真空吸附口位置处，优选的，如图4所示，可以采用导电碳胶6或双面胶将芯片I粘附于硅片5的表面。
[0042]接着，如图6所示，使用探针4，将探针4的针尖作用于芯片I上焊点3的根部，并进而逐渐推动焊点3，使其完全脱离焊垫2。在该步骤中，可以通过探针台的样品台的显微镜，利用目标焊点3的坐标，精确地将探针4落于焊点3的根部，从而进行推动。由于在该过程中，探针4仅起到一个物理推动的作用，而并不需要对器件进行电性测试，因此，只采用使用过的旧探针即可。
[0043]最后，将上述脱离的焊点3从芯片I上去除，使得被挡住的测试结构可以完全暴露。在该步骤中，需要先将芯片I从探针台的样品台上取下，并采用气流将脱落的焊点3吹走，优选的，可采用氮气枪吹出的氮气将脱落的焊点3从芯片I表面吹走，由于氮气的性质相对较为稳定，所以并不会在吹走焊点3的过程中对芯片I上的测试结构造成任何损伤。
[0044]综上所述，本发明提供一种去除焊点的方法不采用手动研磨法，所以焊垫和待分析结构不会被磨损，不影响物理定位和后续分析，提高了制样的成功率；使用探针移除焊点，不会污染芯片，而且操作过程安全简单，并且缩短了制样时间；使用探针台的样品台的旧探针作为工具，几乎不产生任何成本，同时实现对废旧资源的二次利用。
[0045]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【权利要求】
1.一种去除焊点的方法，应用于包含和测试结构的芯片中，所述焊点位于所述测试结构的上层，并部分或完全阻挡所述测试结构，其特征在于，所述方法包括: 步骤S1、将通过所述焊点连接于一焊垫的金属线去除； 步骤S2、将去除所述金属线的芯片固定于一探针台的样品台上； 步骤S3、利用探针的针尖推动所述焊点的根部，以将所述焊点完全脱离所述焊垫； 步骤S4、将脱离的焊点从所述芯片上去除。
2.如权利要求1所述的去除焊点的方法，其特征在于，步骤S4中，采用气体将脱离的焊点从所述芯片上吹去。
3.如权利要求2所述的去除焊点的方法，其特征在于，所述气体为氮气。
4.如权利要求1所述的去除焊点的方法，其特征在于，步骤SI中，采用镊子去除所述金属线。
5.如权利要求1所述的去除焊点的方法，其特征在于，步骤S2中，先将去除所述金属线后的芯片黏贴到一块面积大于所述芯片的硅片上，然后该硅片通过所述探针台的样品台的真空吸附孔吸附于所述样品台上。
6.如权利要求5所述的去除焊点的方法，其特征在于，通过导电胶或双面胶将去除所述金属线后的芯片黏贴到所述硅片上。
7.如权利要求1所述的去除焊点的方法，其特征在于，步骤S3中，在利用探针的针尖推动所述焊点的根部的过程中，通过所述探针台的样品台的显微镜精确定位所述探针的位置。
【文档编号】H01L21/60GK104465421SQ201410164059
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】白月 申请人:上海华力微电子有限公司