专利名称：一种beol测试芯片在线失效分析的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及半导体工艺中一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法。
背景技术：
测试芯片的失效分析在半导体工艺中有非常重要的作用，一般在最后一层金属线完成后进行。采用的方法主要是通过化学药品逐层剥离(De-Layer)、通过化学机械研磨方法对芯片逐层剥离(Polishing)，以及聚焦离子束(FIB)等破坏性手段。而且由于开路和短路(Open&Short)等常用的测试结构为了保证一定的捕获率，测试结构的尺寸一般会在1000微米以上，如果人工寻找会非常费时费力而且成功率很低。
用上述已有技术中的测试芯片的失效分析方法，其最后测试结果虽然能反映各检测层的捕获率，但无法针对失效分析(failure analysis，以下简称FA)已发现的未检出缺陷通过点对点的程序调整加以优化。
已有的芯片生产线的后段工艺(back end of line，以下简称BEOL)的测试芯片在线失效分析的方法，具有破坏性强、效率低、成功率小的特点，而且无法针对FA已发现的未检出缺陷调整加以优化，具有检测程序优化反馈不充分等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法，它可以毫无破坏地，快速对失效部位的缺陷进行高成功率的确认。同时可以反馈当层的检测程序的问题点，对已发现的未检出缺陷进行点对点的优化。
为解决上述技术问题，本发明一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法，包括以下步骤第一步，硅片缺陷检测机台对硅片进行缺陷检测，并生成KRF格式文件；第二步，特性测试仪对该枚硅片进行开路和短路测试，生成KRF格式的失效位置文件；第三步，将失效位置文件中每一个失效的测试结构分解为自动扫描电子显微镜可以搜索到的多个区域，并分别以每一区域的中心为坐标生成相应数量的虚拟缺陷；第四步，将第三步中得到的虚拟缺陷位置与硅片缺陷检测机台生成的结果文件合并成一个KRF格式文件，并传送至自动扫描电子显微镜；第五步，编辑自动扫描电子显微镜程序，用硅片缺陷检测机台检出的缺陷作为位置补正，对特性测试的失效结构进行全面的自动查找，找出缺陷进行确认分析；第六步，使用当前硅片对硅片缺陷检测机台未检测到而在特性测试的失效结构中找到的缺陷模式进行精确到点的检测程序优化。
与已有技术相比，本发明一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法通过拆分特性测试的失效结构生成多个虚拟缺陷，并合成机台缺陷检测结果的方法，实现了自动扫描电子显微镜对检测机台未检知缺陷的寻找确认和分析，避免了对硅片的破坏性分析，并提高了分析效率和成功率。同时实现了对检测程序的实时反馈，提高了程序优化的效率和准确率。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述
图1为本发明流程示意图；图2为拆分特性测试的失效结构生成多个虚拟缺陷的示意图。
具体实施例方式
图1为本发明流程示意图。如图1所示，首先，在任意一层金属线工程用硅片缺陷检测机台对该枚硅片进行缺陷检测，并对检出的缺陷进行分类，在硅片不同位置选择5-10点扫描电子显微镜下容易找到且尺寸小于5微米的缺陷，并生成KRF格式结果文件ins.krf；然后用特性测试仪对该枚硅片进行开路和短路测试，也生成KRF格式的失效位置文件pcm.krf，在上述过程中要保证ins.krf和pcm.krf的硅片原点及芯片原点一致；图2为拆分特性测试的失效结构生成多个虚拟缺陷的示意图。如图2所示，将pcm.krf中的每一个失效的测试结构分解为自动扫描电子显微镜可以检测的若干个区域，并分别以每一区域的中心为坐标生成相应数量的虚拟缺陷，所生成的虚拟缺陷坐标为XREL和YREL，XREL和YREL值分别以100递增，XREL和YREL依次为(4300，7600)，(4400，7600)，(4500，7600)，…(5700，7600)，…(4300，7700)，…(4300，7800)，…(5000，8000)，…(5700，8300)，每个虚拟缺陷的缺陷ID从101开始依次排序，生成的虚拟缺陷坐标XREL和YREL为每一区域的中心坐标以及其它项目复制，最后将这些虚拟缺陷列表添加至ins.krf文件的缺陷列表位置，保存为total.krf；将total.krf传送至自动Review扫描电子显微镜，并用该文件调试自动扫描电子显微镜程序，其中需要将缺陷补正(Defect Offset)选项下的检测缺陷尺寸中的(ADI Defect Size)中的Max和Extra Max设为5.000，缺陷运行(Defect Run)选项下的寻找窗口(Search Window)设为110，FOV＝10＝寻找窗口Search Window/11，同时隐藏开启大缺陷选项(Enable LargeDefects Section)的复选框；用调试完成的程序对特性测试的失效结构进行全面的自动查找，找出缺陷并进行确认分析；使用当前硅片对检测机台未检测到而在特性测试的失效结构中找到的缺陷模式进行精确到点的有针对性的检测程序优化工作。
权利要求
1.一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，硅片缺陷检测机台对硅片进行缺陷检测，并生成KRF格式文件；第二步，特性测试仪对该枚硅片进行开路和短路测试，生成KRF格式的失效位置文件；第三步，将失效位置文件中每一个失效的测试结构分解为自动扫描电子显微镜可以搜索到的多个区域，并分别以每一区域的中心为坐标生成相应数量的虚拟缺陷；第四步，将第三步中得到的虚拟缺陷位置与硅片缺陷检测机台生成的结果文件合并成一个KRF格式文件，并传送至自动扫描电子显微镜；第五步，编辑自动扫描电子显微镜程序，用硅片缺陷检测机台检出的缺陷作为位置补正，对特性测试的失效结构进行全面的自动查找，找出缺陷进行确认分析；第六步，使用当前硅片对硅片缺陷检测机台未检测到而在特性测试的失效结构中找到的缺陷模式进行精确到点的检测程序优化。
2.如权利要求1所述的一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法，其特征在于，第一步中利用硅片缺陷检测机台对硅片进行缺陷检测时，将特性测试生成的每一个失效位置分解为自动扫描电子显微镜可以搜索到的虚拟缺陷，并从缺陷检测机台检出的缺陷中选择5-10点扫描电子显微镜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
本发明公开了一种BEOL测试芯片在线失效分析的方法。本发明通过拆分特性测试的失效结构生成多个虚拟缺陷，并合成检测缺陷结果的方法，实现了自动自动扫描电子显微镜对失效位置的寻找确认和分析。本发明可以避免对硅片的破坏性分析，提高分析效率和成功率，同时实现对检测程序的实时反馈，提高程序优化的效率和准确率。本发明适用于半导体工艺中BEOL测试芯片在线失效分析方法。
文档编号H01L21/66GK1982902SQ200510111418
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者殷建斐 申请人:上海华虹Nec电子有限公司