[发明专利]样品固定装置

说明书

本发明公开了一种样品固定装置，用于和样品承载台配合使用，样品承载台的中间区域具有第一孔和周侧的第一壁体，在第一壁体上形成有多个真空吸孔；样品固定装置的主体板具有中间区域的第二孔和周侧的第二壁体，第二壁体的最外侧边缘所围区域的尺寸大于真空作用区域的尺寸；在第二壁体的正面上设置有导电块；被测试样品通过热熔胶固定在第二孔中，被测试样品的正面上的电极衬垫通过引线和导电块连接；测试时，各真空吸孔对第二壁体的背面进行真空吸附固定。本发明能实现对尺寸小于真空吸孔的真空作用区域的尺寸的被测试样品进行真空吸力固定并实现测试；能很好的应用于采用SIL镜头的样品失效定位设备中，实现对裸片级的芯片样品进行失效分析。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造设备，特别是涉及一种样品固定装置。

背景技术

光子辐射显微镜(Emission Microscope，EMMI)及光致阻抗变化显微镜(OBIRCH)是对样品失效定位的设备，EMMI主要通过捕捉器件漏电产生的光子信号进行失效定位，OBIRCH主要通过捕捉激光扫描芯片后产生的电阻变化反馈的电信号进行失效定位。常规EMMI/OBIRCH配备1x,2.5x/5x,20x,50x/100x近红外镜头，随着器件尺寸缩小及工作电压降低，芯片后段金属互联层逐步增多，样品失效定位越加复杂，对样品定位精度的要求也越来越高，为了满足对样品失效定位的需要，固体浸没镜头(Solid Immersion Lens，SIL)应运而生。

与常规镜头相比，SIL镜头最大特点在于顶端直接与样品底面接触，减少了光子在空气中传播带来的损失；同时其放大倍率提升到350X(数值孔径：2.4)，这两个特点大大提高了相机对光子的捕捉能力及图像分辨率，从而提高了样品失效定位的精度及成功率。

但是与常规镜头相比，SIL镜头的使用受待测试样品面积大小的影响：常规近红外镜头不与样品接触，因此无需特殊固定样品；而SIL镜头与样品直接接触，在上升接触到样品底面后，会继续给样品一个向上的推力，保证样品和SIL镜头之间没有任何空隙，便于聚焦(Focus)清楚图像，为保证镜头上升过程中样品的稳定性，样品会被真空吸孔吸附，真空吸孔的分布势必导致小于真空吸孔作用面积的样品无法固定，从而无法正常使用SIL镜头。

目前设备自带的装置，基本上是为整片晶圆(wafer)测试设计的。我们常规测试中，有很多裸片级(die level)的测试，无法使用此功能。

现结合附图说明采用SIL镜头和未采用SIL镜头在样品失效定位设备中的区别：

如图1所示，是现有采用近红外镜头的样品失效定位设备的结构图；所述样品失效定位设备能为EMMI或者为OBIRCH。所述样品失效定位设备用于对样品105进行测试，实现对样品105中的热点(hotspot)进行定位。

所述样品失效定位设备包括光学元件101，所述光学元件101能和共焦激光显微镜或铟镓砷探测器连接。用标记102a、102b和102c标记的多级近红外镜头设置在所述光学元件101上。

所述样品失效定位设备还包括样品承载台103，样品105放置在样品承载台103上。在样品承载台103上设置有真空吸孔104。由于近红外镜头不需要和样品105接触，故，样品105的尺寸可以小于真空吸孔104的作用区域，图1中，真空吸孔104中并没有提供真空。也能为：在样品承载台103上不设置真空吸孔104。

所述样品失效定位设备还包括探针106，探针106设置在探针座107上。

所述样品失效定位设备还包括扎针观察用显微镜108。

在进行样品失效定位时，先在扎针观察用显微镜108的观察下进行扎针，使探针106扎在样品105的电极衬垫上。

之后，利用多级近红外镜头进行定位。如图2所示，是图1所述的设备形成的热点图像，热点位于虚线框201所示区域，图2对应的图像采用50X近红外镜头形成。