專利名稱：一種beol測試芯片在線失效分析的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造工藝，尤其涉及半導體工藝中一種BEOL測試芯片在線失效分析的方法。
背景技術：
測試芯片的失效分析在半導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行。采用的方法主要是通過化學藥品逐層剝離(De-Layer)、通過化學機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)等常用的測試結構為了保證一定的捕獲率，測試結構的尺寸一般會在1000微米以上，如果人工尋找會非常費時費力而且成功率很低。
用上述已有技術中的測試芯片的失效分析方法，其最后測試結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對點的程序調整加以優(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、效率低、成功率小的特點，而且無法針對FA已發(fā)現(xiàn)的未檢出缺陷調整加以優(yōu)化，具有檢測程序優(yōu)化反饋不充分等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種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行高成功率的確認。同時可以反饋當層的檢測程序的問題點，對已發(fā)現(xiàn)的未檢出缺陷進行點對點的優(yōu)化。
為解決上述技術問題，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，硅片缺陷檢測機臺對硅片進行缺陷檢測，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構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)域的中心為坐標生成相應數(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臺生成的結果文件合并成一個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，用硅片缺陷檢測機臺檢出的缺陷作為位置補正，對特性測試的失效結構進行全面的自動查找，找出缺陷進行確認分析；第六步，使用當前硅片對硅片缺陷檢測機臺未檢測到而在特性測試的失效結構中找到的缺陷模式進行精確到點的檢測程序優(yōu)化。
與已有技術相比，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構生成多個虛擬缺陷，并合成機臺缺陷檢測結果的方法，實現(xiàn)了自動掃描電子顯微鏡對檢測機臺未檢知缺陷的尋找確認和分析，避免了對硅片的破壞性分析，并提高了分析效率和成功率。同時實現(xiàn)了對檢測程序的實時反饋，提高了程序優(yōu)化的效率和準確率。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述
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構生成多個虛擬缺陷的示意圖。
具體實施例方式
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臺對該枚硅片進行缺陷檢測，并對檢出的缺陷進行分類，在硅片不同位置選擇5-10點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格式結果文件ins.krf；然后用特性測試儀對該枚硅片進行開路和短路測試，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的硅片原點及芯片原點一致；圖2為拆分特性測試的失效結構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構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)域的中心為坐標生成相應數(shù)量的虛擬缺陷，所生成的虛擬缺陷坐標為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XREL和YREL為每一區(qū)域的中心坐標以及其它項目復制，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，并用該文件調試自動掃描電子顯微鏡程序，其中需要將缺陷補正(Defect Offset)選項下的檢測缺陷尺寸中的(ADI Defect Size)中的Max和Extra Max設為5.000，缺陷運行(Defect Run)選項下的尋找窗口(Search Window)設為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)的復選框；用調試完成的程序對特性測試的失效結構進行全面的自動查找，找出缺陷并進行確認分析；使用當前硅片對檢測機臺未檢測到而在特性測試的失效結構中找到的缺陷模式進行精確到點的有針對性的檢測程序優(yōu)化工作。
權利要求
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，硅片缺陷檢測機臺對硅片進行缺陷檢測，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構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)域的中心為坐標生成相應數(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臺生成的結果文件合并成一個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，用硅片缺陷檢測機臺檢出的缺陷作為位置補正，對特性測試的失效結構進行全面的自動查找，找出缺陷進行確認分析；第六步，使用當前硅片對硅片缺陷檢測機臺未檢測到而在特性測試的失效結構中找到的缺陷模式進行精確到點的檢測程序優(yōu)化。
2.如權利要求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臺對硅片進行缺陷檢測時，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，并從缺陷檢測機臺檢出的缺陷中選擇5-10點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構生成多個虛擬缺陷，并合成檢測缺陷結果的方法，實現(xiàn)了自動自動掃描電子顯微鏡對失效位置的尋找確認和分析。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，同時實現(xiàn)對檢測程序的實時反饋，提高程序優(yōu)化的效率和準確率。本發(fā)明適用于半導體工藝中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