CN102192849A - 半导体芯片切片材料及其制备和应用 - Google Patents
半导体芯片切片材料及其制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102192849A CN102192849A CN201010120774XA CN201010120774A CN102192849A CN 102192849 A CN102192849 A CN 102192849A CN 201010120774X A CN201010120774X A CN 201010120774XA CN 201010120774 A CN201010120774 A CN 201010120774A CN 102192849 A CN102192849 A CN 102192849A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- sandwich structure
- glue
- chip slicing
- slicing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 14
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 23
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体芯片切片材料及其制备和应用。本发明提供一种半导体芯片切片材料，所述半导体芯片切片材料为三明治结构，待测半导体芯片构成该三明治结构的中间层，该三明治结构的两侧层分别由Si衬底晶圆构成，该三明治结构的中间层与两侧层之间用粘接无机非金属的粘结剂粘结。本发明还提供制备上述半导体芯片切片材料的方法。本发明进一步提供上述半导体芯片切片材料在制备半导体芯片切片中的应用。本发明提供的半导体芯片切片材料制备的半导体芯片切片的电镜观测效果好，不需要模具，不需要树脂，由于研磨抛光截面面积小，从而使研磨抛光耗材消耗量小，样品制作时间短，样品制作材料成本低，而且在制备过程中可以产生更少的研磨废物。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片切片材料及其制备和应用
背景技术
半导体芯片(即以单晶Si为衬底的表面具有集成电路的晶圆，以下称为半导体芯片)切片制备方法是一种采用破坏性手段制备用于观察半导体芯片剖面结构的切片制备方法，利用该方法制备的切片，可以较清楚的观察到产品剖面结构，为产品生产和分析提供支持，广泛应用于半导体生产、检验、检测和测试等领域。
半导体芯片在生产或检测过程中，如产品的失效、工艺的改进和新产品的开发，都需要对某些特定位置观察内部结构。一般情况下，通过切片的方法来实现观察特定位置内部结构的目的。对该特定位置切片，然后对此特定位置进行扫描电子显微镜观察，即可观察此特定位置的详细的内部结构，如各个层次的厚度和形貌。该切片材料可广泛用于半导体生产工艺的监控、制程异常的分析、半导体芯片成品的分析、检测、检验和测试领域。
传统的半导体芯片切片制备方法为，将需要切片的半导体芯片切割至合适大小，然后将切割好的半导体芯片放入模具内固定好，再往模具内倒入镶嵌树脂进行浇铸。为避免镶嵌树脂内部以及与半导体芯片粘接处产生气泡(该气泡将会影响半导体切片材料的制备)，所以某些场合下需要对已浇铸好的模具抽真空来消除气泡的产生。等镶嵌树脂充分固化(分为常温和加热两种固化方式)后(约2-8小时)，从模具内取出半导体芯片镶嵌体，然后将该镶嵌体然后进行研磨，该步骤包括研磨颗粒由大到小的砂纸逐级研磨或含研磨颗粒由大到小的不同悬浮液逐级研磨，然后再用抛光液或抛光粉抛光，最后在金相显微镜下观察或在扫描电子显微镜下观察。该方法在多种文献中可见，如，Emerson、Buehler公司出版的《试样科学制备技术》(中文译本)，ISBN编号：0-9752898-0-2。该方法的缺点在于：树脂消耗量大、固化时间长、研磨抛光耗材消耗量大、需要模具等。
发明内容
为克服现有技术中半导体芯片切片制备方法存在的，树脂消耗量大、固化时间长、研磨抛光耗材消耗量大、需要模具等缺陷，本发明提供一种半导体芯片切片材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种半导体芯片切片材料，所述半导体芯片切片材料为三明治结构，待测半导体芯片构成该三明治结构的中间层，该三明治结构的两侧层分别由Si衬底晶圆构成，该三明治结构的中间层与两侧层之间用粘接无机非金属的粘结剂粘结。
作为优化，所述两侧层的Si衬底晶圆为报废的半导体芯片。
作为优化，所述粘接无机非金属的胶水为热固性环氧树脂粘结剂，具体为Allied公司生产的EpoxyBond 110胶水。
本发明还提供制备上述半导体芯片切片材料的方法，包括如下步骤：
在待测半导体芯片两侧用粘接无机非金属的粘结剂粘结Si衬底晶圆，构成三明治结构，待测半导体芯片构成该三明治结构的中间层，该三明治结构的两侧层分别由Si衬底晶圆构成。
作为优化，所述两侧层的Si衬底晶圆为报废的半导体芯片。
作为优化，所述粘接无机非金属的胶水为热固性环氧树脂粘结剂，具体为Allied公司生产的EpoxyBond 110胶水。
本发明进一步提供上述半导体芯片切片材料在制备半导体芯片切片中的应用。
本发明所实现的有益效果如下：
本发明采用两片Si衬底晶圆将需切片的半导体芯片(待测半导体芯片)夹在中间，并用热固性环氧树脂粘结剂粘接Si衬底晶圆与待测半导体芯片，然后进行研磨抛光。本发明提供的半导体芯片切片材料制备的半导体芯片切片的电镜观测效果好。该方法不需要模具，不需要树脂，由于研磨抛光截面面积小，从而使研磨抛光耗材消耗量小，样品制作时间短，样品制作材料成本低，而且在制备过程中可以产生更少的研磨废物，对设备运行有好处，若每月制备100个样品计，则每月可以节省树脂及研磨耗材约RMB2500元，至少可节省费用80％，节省时间约50小时，而研磨抛光效果无明显差别。
具体实施方式
本发明所称半导体芯片是指以单晶Si为衬底的表面具有集成电路的晶圆，为Si衬底晶圆厂所生产出来的成品或半成品。
实施例1：
本实施例中，半导体芯片切片材料的制备方法为：
1.选择两片报废的Si衬底晶圆，切割至其大小略大于待测半导体芯片；
2.用Allied公司生产的EpoxyBond 110胶水(属于热固性胶黏剂中的环氧树脂胶粘剂)将待测半导体芯片固定在上述两片报废的Si衬底晶圆之间。固化时间为125℃、15分钟。
本实施例所制备的半导体芯片切片材料的应用：
本实施例所制备的半导体芯片切片材料固定至夹具，进行研磨和抛光，制备成半导体芯片切片。
研磨和抛光步骤具体如下：
1.依次用研磨颗粒由大到小的砂纸逐级研磨或含不同研磨颗粒大小的悬浮液逐级研磨，研磨颗粒粒径依次为80um，35um，22um，15um，10um，5um。
2.用抛光材料进行抛光，较常见的抛光材料为含抛光颗粒粒径为0.05um或0.06um的二氧化硅胶体悬浮液，三氧化二铝粉体或三氧化二铝悬浮液。
在金相显微镜下或在扫描电子显微镜下观察测量本实施例所制备的半导体芯片切片，待测半导体芯片的结构清晰可见，能满足半导体生产、检验、检测、测试等领域的需要。
实施例2：
本实施例中，半导体芯片切片材料的制备方法为：
1.选择两片报废的Si衬底晶圆，切割至其大小略大于待测半导体芯片；
2.用Loctite公司生产的快干胶401胶水(属于热固性胶粘剂中的丙烯酸树脂胶粘剂)将待测半导体芯片固定在两片报废的Si衬底晶圆之间。常温下固化5分钟。
本实施例所制备的半导体芯片切片材料的应用：
本实施例所制备的半导体芯片切片材料固定至夹具，进行研磨和抛光，制备成半导体芯片切片。
研磨和抛光步骤具体如下：
1.依次用研磨颗粒由大到小的砂纸逐级研磨或含不同研磨颗粒大小的悬浮液逐级研磨，研磨颗粒粒径依次为80um，35um，22um，15um，10um，5um。
2.用抛光材料，较常见的含抛光颗粒粒径为0.05um或0.06um的二氧化硅胶体悬浮液，三氧化二铝粉体或三氧化二铝悬浮液，进行抛光。
对本实施例所制备的半导体芯片切片进行电镜观察，可见样品边缘破损。
实施例3：
本实施例中，半导体芯片切片材料的制备方法为：
1.选择两片报废的Si衬底晶圆，切割至其大小略大于待测半导体芯片；
2.在200℃条件下，1分钟内将Allied公司提供的石蜡(属于热塑性胶粘剂)涂覆在所要粘接表面。冷却后即将待测半导体芯片固定在两片报废的Si衬底晶圆之间。
本实施例所制备的半导体芯片切片材料的应用：
本实施例所制备的半导体芯片切片材料固定至夹具，进行研磨和抛光，制备成半导体芯片切片。
研磨和抛光步骤具体如下：
1.依次用研磨颗粒由大到小的砂纸逐级研磨或含不同研磨颗粒大小的悬浮液逐级研磨，研磨颗粒粒径依次为80um，35um，22um，15um，10um，5um。
2.用抛光材料，较常见的含抛光颗粒粒径为0.05um或0.06um的二氧化硅胶体悬浮液，三氧化二铝粉体或三氧化二铝悬浮液，进行抛光。
对本实施例所制备的半导体芯片切片进行电镜观察，可见样品表面有较大的凹坑，以及表面附着较多的颗粒。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种半导体芯片切片材料，其特征在于，所述半导体芯片切片材料为三明治结构，待测半导体芯片构成该三明治结构的中间层，该三明治结构的两侧层分别由Si衬底晶圆构成，该三明治结构的中间层与两侧层之间用粘接无机非金属的粘结剂粘结。
2.根据权利要求1所述半导体芯片切片材料，其特征在于，所述两侧层的Si衬底晶圆为报废的半导体芯片。
3.根据权利要求1所述半导体芯片切片材料，其特征在于，所述粘接无机非金属的胶水为热固性环氧树脂粘结剂。
4.根据权利要求3所述半导体芯片切片材料，其特征在于，所述粘接无机非金属的胶水为Allied公司生产的EpoxyBond 110胶水。
5.制备权利要求1所述半导体芯片切片材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在待测半导体芯片两侧用粘接无机非金属的粘结剂粘结胶水粘接Si衬底晶圆，构成三明治结构，待测半导体芯片构成该三明治结构的中间层，该三明治结构的两侧层分别由Si衬底晶圆构成。
6.根据权利要求5所述制备半导体芯片切片材料的方法，其特征在于，所述两侧层的Si衬底晶圆为报废的半导体芯片。
7.根据权利要求5所述制备半导体芯片切片材料的方法，其特征在于，所述粘接无机非金属的胶水为热固性环氧树脂粘结剂。
8.根据权利要求7所述制备半导体芯片切片材料的方法，其特征在于，所述粘接无机非金属的胶水为Allied公司生产的EpoxyBond 110胶水。
9.权利要求1-4任意一项所述半导体芯片切片材料在制备半导体芯片切片中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010120774XA CN102192849A (zh) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | 半导体芯片切片材料及其制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010120774XA CN102192849A (zh) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | 半导体芯片切片材料及其制备和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102192849A true CN102192849A (zh) | 2011-09-21 |
Family
ID=44601358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010120774XA Pending CN102192849A (zh) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | 半导体芯片切片材料及其制备和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102192849A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104422606A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析样品的制备方法 |
| CN106546459A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-29 | 江苏弘信华印电路科技有限公司 | 一种金相切片制作的方法 |
| CN111152072A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 无锡华润上华科技有限公司 | 半导体样品的抛光方法 |
| CN114497016A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 青岛歌尔微电子研究院有限公司 | 系统级芯片测试前的预处理方法和预处理结构 |
| CN117932445A (zh) * | 2024-03-25 | 2024-04-26 | 西安航科创星电子科技有限公司 | 高稳定性的htcc氧化铝陶瓷制备参数异常识别方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07296761A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-10 | Sony Corp | 試料の作製方法 |
| JP2000019083A (ja) * | 1998-07-06 | 2000-01-21 | Nec Corp | 透過型電子顕微鏡用の試料製造方法 |
| US6303399B1 (en) * | 2000-09-12 | 2001-10-16 | Advanced Micro Devices Inc. | Method of sample preparation for electron microscopy |
| JP2004163236A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Sony Corp | 断面観察用試料の作製方法 |
| JP2009098088A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Jeol Ltd | 試料作製方法 |
-
2010
- 2010-03-08 CN CN201010120774XA patent/CN102192849A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07296761A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-10 | Sony Corp | 試料の作製方法 |
| JP2000019083A (ja) * | 1998-07-06 | 2000-01-21 | Nec Corp | 透過型電子顕微鏡用の試料製造方法 |
| US6303399B1 (en) * | 2000-09-12 | 2001-10-16 | Advanced Micro Devices Inc. | Method of sample preparation for electron microscopy |
| JP2004163236A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Sony Corp | 断面観察用試料の作製方法 |
| JP2009098088A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Jeol Ltd | 試料作製方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104422606A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析样品的制备方法 |
| CN104422606B (zh) * | 2013-08-27 | 2017-03-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析样品的制备方法 |
| CN106546459A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-29 | 江苏弘信华印电路科技有限公司 | 一种金相切片制作的方法 |
| CN111152072A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 无锡华润上华科技有限公司 | 半导体样品的抛光方法 |
| CN111152072B (zh) * | 2018-11-08 | 2022-03-11 | 无锡华润上华科技有限公司 | 半导体样品的抛光方法 |
| CN114497016A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 青岛歌尔微电子研究院有限公司 | 系统级芯片测试前的预处理方法和预处理结构 |
| CN117932445A (zh) * | 2024-03-25 | 2024-04-26 | 西安航科创星电子科技有限公司 | 高稳定性的htcc氧化铝陶瓷制备参数异常识别方法 |
| CN117932445B (zh) * | 2024-03-25 | 2024-05-31 | 西安航科创星电子科技有限公司 | 高稳定性的htcc氧化铝陶瓷制备参数异常识别方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103107110B (zh) | 一种芯片观察样品制作方法及系统 | |
| CN104465315B (zh) | 3d叠层芯片封装器件的芯片分离方法 | |
| CN103921205B (zh) | 一种6英寸铌酸锂晶片或钽酸锂晶片的生产工艺 | |
| CN102192849A (zh) | 半导体芯片切片材料及其制备和应用 | |
| CN104819876B (zh) | 一种用于透射电镜原位加电场和应力的薄膜样品制备方法 | |
| CN105538174B (zh) | 一种砂轮块及其制备方法，抛光砂轮 | |
| CN103465155A (zh) | 一种环氧树脂型金刚石研磨垫及其制备方法 | |
| CN104849643B (zh) | 一种提高芯片去层次时均匀度的方法 | |
| CN103712841A (zh) | 一种岩盐流体包裹体薄片的制作方法 | |
| CN111993257B (zh) | 半导体芯片研磨抛光方法及研磨抛光系统 | |
| CN105928765A (zh) | 一种受热面管内壁氧化层试样的镶嵌方法 | |
| CN106826405A (zh) | 岩石磨片方法 | |
| CN105070668A (zh) | 一种晶圆级芯片封装方法 | |
| CN109841559A (zh) | 超薄晶圆的制备方法 | |
| CN110052917A (zh) | 一种基于固结磨料技术的蓝宝石抛光加工方法 | |
| CN101934504A (zh) | 新型陶瓷结合剂立方氮化硼研磨盘及其生产方法 | |
| CN103471883B (zh) | 一种可视化真实岩心模型中岩石薄片的制造方法 | |
| CN104215482A (zh) | 一种失效分析样品的制备方法 | |
| CN107117946A (zh) | 99.6% Al2O3陶瓷基片减薄方法 | |
| CN106814093B (zh) | 一种宇航用镍电极瓷介电容器可靠度确定方法 | |
| CN108972159A (zh) | 一种蓝宝石球罩双面磨削方法 | |
| CN104347357B (zh) | 减薄替代抛光及后序清洗的衬底加工方法 | |
| CN109443295A (zh) | 一种用于汽车级IGBT芯片表面Al金属化层粗糙度的测试方法 | |
| CN107576545A (zh) | 一种锆石裂变径迹薄片的制备方法 | |
| CN110629171B (zh) | 一种试验机中使用的平面小规格溅射靶材的绑定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110921 |