本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其是一種失效定位方法以及失效分析方法。

背景技術(shù)：

1、失效分析是半導(dǎo)體工藝研發(fā)和良率提升的重要組成部分，失效定位在失效分析過程中起到至關(guān)重要的作用，目前半導(dǎo)體行業(yè)中常用的失效定位手段主要有熱發(fā)射顯微鏡(thermal)、光子輻射顯微鏡(emmi)、光致阻值改變顯微鏡(obirch)、電子束致阻值改變顯微鏡(ebirch)等。納米探針臺(nano?prober)是集成了掃描電子顯微鏡(scanningelectron?microscope，sem)的納米探針系統(tǒng)，可對集成電路芯片中的器件進(jìn)行納米級失效分析，除電學(xué)特性參數(shù)的量測外，同時集成了ebac(e-beam?absorbed?current，電子束吸收電流)、ebirch等定位功能。但每種失效定位方法都有自身的局限性，在失效分析過程中經(jīng)常遇到一些常規(guī)的失效定位方法都無法實現(xiàn)失效定位的問題。

2、例如ebac在互聯(lián)線路短路或斷路時是很好的定位方法，失效樣品在診斷路徑上可以通過ebac直接定位到短路位置。但當(dāng)結(jié)構(gòu)接地時，電流會走電阻最小的路徑，從而在探針上接收不到電流，ebac圖像沒有信號，無法通過ebac功能進(jìn)行定位。

3、以實際案例為例，通過數(shù)字邏輯與自動測試矢量生成(atpg)測試得到的失效樣品，可以診斷得到一條或幾條懷疑的失效路徑(trace?path)，然后失效分析工作會從樣品研磨開始，研磨到失效路徑的最上層進(jìn)行ebac測試，得到目標(biāo)路徑在某一層發(fā)生短路或斷路的結(jié)果，然后再根據(jù)ebac結(jié)果研磨至失效當(dāng)層，通過sem機(jī)臺確定失效位置，最后通過tem(transmission?electron?microscope，透射電子顯微鏡)機(jī)臺進(jìn)行失效分析，找到失效原因。但在實際失效定位過程中，一旦遇到ebac圖像沒有信號的情況，只能將失效分析方案變成逐層研磨并進(jìn)行sem觀測的方案(layer?by?layer?check)，這樣不僅工作效率降低，同時也會大大降低失效分析的成功率。

4、基于此，如何在ebac功能沒有信號時，避免使用逐層研磨的方案造成工作效率和失效分析成功率的降低成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種失效定位方法以及失效分析方法，以解決在ebac功能無法準(zhǔn)確定位時，采用逐層研磨分析的方法，造成工作效率和失效分析成功率下降的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種失效定位方法，包括：

3、分析診斷路徑，確定測試樣品存在的失效路徑；

4、將所述測試樣品研磨至所述失效路徑的最上層，并對所述測試樣品進(jìn)行ebac測試；

5、基于ebac測試的結(jié)果，得到所述測試樣品的失效位置；或者，在ebac測試無法定位所述失效位置時，進(jìn)入定位分析步驟；

6、所述定位分析步驟包括：

7、獲取合適的測試條件，對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位；

8、基于熱點定位的結(jié)果，得到所述測試樣品的所述失效位置；或者，在熱點定位無法定位所述失效位置時，將所述測試樣品處理至前段器件層，以確定所述失效位置。

9、可選的，所述基于ebac測試的結(jié)果，得到所述測試樣品的失效位置，包括：

10、基于ebac測試得到的圖像，發(fā)現(xiàn)所述失效路徑在某一層發(fā)生短路或斷路；

11、將所述測試樣品研磨至發(fā)生短路或斷路的當(dāng)層，通過sem機(jī)臺確定所述失效位置。

12、可選的，所述在ebac測試無法定位所述失效位置時，進(jìn)入定位分析步驟，包括：

13、在ebac測試的圖像沒有信號時，進(jìn)入所述定位分析步驟。

14、可選的，所述獲取合適的測試條件，對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位，包括：

15、分析所述測試樣品的布局，找到所述失效路徑附近的接地端，測試所述失效路徑和所述接地端是否發(fā)生短路，并基于阻值大小選取測試條件，以對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位。

16、可選的，利用納米探針機(jī)臺的兩針法測試所述失效路徑和所述接地端是否發(fā)生短路。

17、可選的，利用納米探針機(jī)臺的ebirch功能對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位。

18、可選的，所述在熱點定位無法定位所述失效位置時，將所述測試樣品處理至前段器件層，以確定所述失效位置，包括：

19、將所述測試樣品處理至前段器件層，利用掃描電子顯微鏡的vc觀測功能和納米探針機(jī)臺定位所述失效位置。

20、可選的，利用數(shù)字邏輯和atpg測試得到所述測試樣品，并分析診斷路徑，得到所述測試樣品的失效路徑。

21、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種失效分析方法，包括：

22、利用如上所述的失效定位方法得到所述測試樣品的所述失效位置；

23、進(jìn)行tem分析，確定失效的原因和機(jī)理。

24、可選的，利用fib機(jī)臺進(jìn)行tem樣品制樣，并利用tem機(jī)臺對所述tem樣品進(jìn)行分析。

25、與現(xiàn)有的失效定位方法相比，本申請?zhí)峁┑氖Фㄎ环椒ㄒ约笆Х治龇椒ň哂幸韵聝?yōu)點：

26、本申請?zhí)峁┑氖Фㄎ环椒ǎㄟ^增設(shè)定位分析步驟，使得在ebac測試的圖像沒有信號時，也能夠通過熱點定位的方式對測試樣品進(jìn)行進(jìn)一步失效定位，并根據(jù)熱點定位的結(jié)果，最終通過不同的方式定位出失效位置，而不需要像現(xiàn)有的失效定位方法那樣，在ebac測試無法定位失效位置時，只能逐層研磨并進(jìn)行sem觀測，因此，采用本申請?zhí)峁┑氖Фㄎ环椒軌蛱嵘Фㄎ坏墓ぷ餍屎统晒β?，降低進(jìn)行失效定位所耗費(fèi)的時間，進(jìn)而降低分析成本，為工藝的改善提供參考和幫助。

27、本申請?zhí)峁┑氖Х治龇椒ǎㄟ^采用上述失效定位方法，在ebac測試無法定位失效位置時，能夠有效提升失效定位的工作效率和成功率，避免出現(xiàn)逐層研磨并進(jìn)行sem觀測，節(jié)省了大量人力和物力，降低了失效分析的成本的同時，也提升了失效分析的工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種失效定位方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的失效定位方法，其特征在于，所述基于ebac測試的結(jié)果，得到所述測試樣品的失效位置，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的失效定位方法，其特征在于，所述在ebac測試無法定位所述失效位置時，進(jìn)入定位分析步驟，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的失效定位方法，其特征在于，所述獲取合適的測試條件，對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的失效定位方法，其特征在于，利用納米探針機(jī)臺的兩針法測試所述失效路徑和所述接地端是否發(fā)生短路。

6.如權(quán)利要求4所述的失效定位方法，其特征在于，利用納米探針機(jī)臺的ebirch功能對所述測試樣品進(jìn)行熱點定位。

7.如權(quán)利要求1所述的失效定位方法，其特征在于，所述在熱點定位無法定位所述失效位置時，將所述測試樣品處理至前段器件層，以確定所述失效位置，包括：

8.如權(quán)利要求1所述的失效定位方法，其特征在于，利用數(shù)字邏輯和atpg測試得到所述測試樣品，并分析診斷路徑，得到所述測試樣品的失效路徑。

9.一種失效分析方法，其特征在于，包括：

10.如權(quán)利要求9所述的失效分析方法，其特征在于，利用fib機(jī)臺進(jìn)行tem樣品制樣，并利用tem機(jī)臺對所述tem樣品進(jìn)行分析。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種失效定位方法以及失效分析方法，失效定位方法包括：分析診斷路徑，確定測試樣品的失效路徑；將測試樣品研磨至失效路徑的上層，并對測試樣品進(jìn)行EBAC測試；基于EBAC測試的結(jié)果，得到測試樣品的失效位置；或者，在EBAC測試無法定位失效位置時，進(jìn)入定位分析步驟；定位分析步驟包括：對測試樣品進(jìn)行熱點定位；基于熱點定位的結(jié)果，得到測試樣品的失效位置；或者，在熱點定位無法定位失效位置時，將測試樣品處理至前段器件層，確定失效位置。如此配置，通過增設(shè)定位分析步驟，使得在EBAC無法定位失效位置時，也能夠快速準(zhǔn)確定位失效位置，提升失效定位的工作效率和成功率，降低進(jìn)行失效定位所耗費(fèi)的時間，進(jìn)而降低分析成本。

技術(shù)研發(fā)人員：趙新偉,段淑卿,陳強(qiáng),高金德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海華力集成電路制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19