專利名稱：一種beol測試芯片在線失效分析的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，尤其涉及半導(dǎo)體工藝中一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法。
背景技術(shù)：
測試芯片的失效分析在半導(dǎo)體工藝中有非常重要的作用，一般在最后一層金屬線完成后進(jìn)行。采用的方法主要是通過化學(xué)藥品逐層剝離(De-Layer)、通過化學(xué)機(jī)械研磨方法對芯片逐層剝離(Polishing)，以及聚焦離子束(FIB)等破壞性手段。而且由于開路和短路(Open&Short)等常用的測試結(jié)構(gòu)為了保證一定的捕獲率，測試結(jié)構(gòu)的尺寸一般會在1000微米以上，如果人工尋找會非常費(fèi)時費(fèi)力而且成功率很低。
用上述已有技術(shù)中的測試芯片的失效分析方法，其最后測試結(jié)果雖然能反映各檢測層的捕獲率，但無法針對失效分析(failure analysis，以下簡稱FA)已發(fā)現(xiàn)的未檢出缺陷通過點(diǎn)對點(diǎn)的程序調(diào)整加以優(yōu)化。
已有的芯片生產(chǎn)線的后段工藝(back end of line，以下簡稱BEOL)的測試芯片在線失效分析的方法，具有破壞性強(qiáng)、效率低、成功率小的特點(diǎn)，而且無法針對FA已發(fā)現(xiàn)的未檢出缺陷調(diào)整加以優(yōu)化，具有檢測程序優(yōu)化反饋不充分等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法，它可以毫無破壞地，快速對失效部位的缺陷進(jìn)行高成功率的確認(rèn)。同時可以反饋當(dāng)層的檢測程序的問題點(diǎn)，對已發(fā)現(xiàn)的未檢出缺陷進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的優(yōu)化。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法，包括以下步驟第一步，硅片缺陷檢測機(jī)臺對硅片進(jìn)行缺陷檢測，并生成KRF格式文件；第二步，特性測試儀對該枚硅片進(jìn)行開路和短路測試，生成KRF格式的失效位置文件；第三步，將失效位置文件中每一個失效的測試結(jié)構(gòu)分解為自動掃描電子顯微鏡可以搜索到的多個區(qū)域，并分別以每一區(qū)域的中心為坐標(biāo)生成相應(yīng)數(shù)量的虛擬缺陷；第四步，將第三步中得到的虛擬缺陷位置與硅片缺陷檢測機(jī)臺生成的結(jié)果文件合并成一個KRF格式文件，并傳送至自動掃描電子顯微鏡；第五步，編輯自動掃描電子顯微鏡程序，用硅片缺陷檢測機(jī)臺檢出的缺陷作為位置補(bǔ)正，對特性測試的失效結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的自動查找，找出缺陷進(jìn)行確認(rèn)分析；第六步，使用當(dāng)前硅片對硅片缺陷檢測機(jī)臺未檢測到而在特性測試的失效結(jié)構(gòu)中找到的缺陷模式進(jìn)行精確到點(diǎn)的檢測程序優(yōu)化。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法通過拆分特性測試的失效結(jié)構(gòu)生成多個虛擬缺陷，并合成機(jī)臺缺陷檢測結(jié)果的方法，實(shí)現(xiàn)了自動掃描電子顯微鏡對檢測機(jī)臺未檢知缺陷的尋找確認(rèn)和分析，避免了對硅片的破壞性分析，并提高了分析效率和成功率。同時實(shí)現(xiàn)了對檢測程序的實(shí)時反饋，提高了程序優(yōu)化的效率和準(zhǔn)確率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖1為本發(fā)明流程示意圖；圖2為拆分特性測試的失效結(jié)構(gòu)生成多個虛擬缺陷的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明流程示意圖。如圖1所示，首先，在任意一層金屬線工程用硅片缺陷檢測機(jī)臺對該枚硅片進(jìn)行缺陷檢測，并對檢出的缺陷進(jìn)行分類，在硅片不同位置選擇5-10點(diǎn)掃描電子顯微鏡下容易找到且尺寸小于5微米的缺陷，并生成KRF格式結(jié)果文件ins.krf；然后用特性測試儀對該枚硅片進(jìn)行開路和短路測試，也生成KRF格式的失效位置文件pcm.krf，在上述過程中要保證ins.krf和pcm.krf的硅片原點(diǎn)及芯片原點(diǎn)一致；圖2為拆分特性測試的失效結(jié)構(gòu)生成多個虛擬缺陷的示意圖。如圖2所示，將pcm.krf中的每一個失效的測試結(jié)構(gòu)分解為自動掃描電子顯微鏡可以檢測的若干個區(qū)域，并分別以每一區(qū)域的中心為坐標(biāo)生成相應(yīng)數(shù)量的虛擬缺陷，所生成的虛擬缺陷坐標(biāo)為XREL和YREL，XREL和YREL值分別以100遞增，XREL和YREL依次為(4300，7600)，(4400，7600)，(4500，7600)，…(5700，7600)，…(4300，7700)，…(4300，7800)，…(5000，8000)，…(5700，8300)，每個虛擬缺陷的缺陷ID從101開始依次排序，生成的虛擬缺陷坐標(biāo)XREL和YREL為每一區(qū)域的中心坐標(biāo)以及其它項目復(fù)制，最后將這些虛擬缺陷列表添加至ins.krf文件的缺陷列表位置，保存為total.krf；將total.krf傳送至自動Review掃描電子顯微鏡，并用該文件調(diào)試自動掃描電子顯微鏡程序，其中需要將缺陷補(bǔ)正(Defect Offset)選項下的檢測缺陷尺寸中的(ADI Defect Size)中的Max和Extra Max設(shè)為5.000，缺陷運(yùn)行(Defect Run)選項下的尋找窗口(Search Window)設(shè)為110，F(xiàn)OV＝10＝尋找窗口Search Window/11，同時隱藏開啟大缺陷選項(Enable LargeDefects Section)的復(fù)選框；用調(diào)試完成的程序?qū)μ匦詼y試的失效結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的自動查找，找出缺陷并進(jìn)行確認(rèn)分析；使用當(dāng)前硅片對檢測機(jī)臺未檢測到而在特性測試的失效結(jié)構(gòu)中找到的缺陷模式進(jìn)行精確到點(diǎn)的有針對性的檢測程序優(yōu)化工作。
權(quán)利要求
1.一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，硅片缺陷檢測機(jī)臺對硅片進(jìn)行缺陷檢測，并生成KRF格式文件；第二步，特性測試儀對該枚硅片進(jìn)行開路和短路測試，生成KRF格式的失效位置文件；第三步，將失效位置文件中每一個失效的測試結(jié)構(gòu)分解為自動掃描電子顯微鏡可以搜索到的多個區(qū)域，并分別以每一區(qū)域的中心為坐標(biāo)生成相應(yīng)數(shù)量的虛擬缺陷；第四步，將第三步中得到的虛擬缺陷位置與硅片缺陷檢測機(jī)臺生成的結(jié)果文件合并成一個KRF格式文件，并傳送至自動掃描電子顯微鏡；第五步，編輯自動掃描電子顯微鏡程序，用硅片缺陷檢測機(jī)臺檢出的缺陷作為位置補(bǔ)正，對特性測試的失效結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的自動查找，找出缺陷進(jìn)行確認(rèn)分析；第六步，使用當(dāng)前硅片對硅片缺陷檢測機(jī)臺未檢測到而在特性測試的失效結(jié)構(gòu)中找到的缺陷模式進(jìn)行精確到點(diǎn)的檢測程序優(yōu)化。
2.如權(quán)利要求1所述的一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法，其特征在于，第一步中利用硅片缺陷檢測機(jī)臺對硅片進(jìn)行缺陷檢測時，將特性測試生成的每一個失效位置分解為自動掃描電子顯微鏡可以搜索到的虛擬缺陷，并從缺陷檢測機(jī)臺檢出的缺陷中選擇5-10點(diǎn)掃描電子顯微鏡容易搜索到且尺寸小于5微米的缺陷生成KRF格式文件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法。本發(fā)明通過拆分特性測試的失效結(jié)構(gòu)生成多個虛擬缺陷，并合成檢測缺陷結(jié)果的方法，實(shí)現(xiàn)了自動自動掃描電子顯微鏡對失效位置的尋找確認(rèn)和分析。本發(fā)明可以避免對硅片的破壞性分析，提高分析效率和成功率，同時實(shí)現(xiàn)對檢測程序的實(shí)時反饋，提高程序優(yōu)化的效率和準(zhǔn)確率。本發(fā)明適用于半導(dǎo)體工藝中BEOL測試芯片在線失效分析方法。
文檔編號H01L21/66GK1982902SQ200510111418
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者殷建斐 申請人:上海華虹Nec電子有限公司