本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體芯片的通孔鏈結(jié)構(gòu)阻值異常的定位方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，半導(dǎo)體芯片的失效分析越來越受到關(guān)注，失效分析是可靠性工程中研究產(chǎn)品失效現(xiàn)象的特征和規(guī)律、分析失效產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)對策的一種系統(tǒng)分析方法，在具有通孔鏈結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片中，通過失效分析定位通孔鏈結(jié)構(gòu)中失效點(diǎn)的方法如下：

第一種為將目標(biāo)區(qū)域通過研磨使via上層的金屬線露出來，然后在掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，簡稱SEM)中通過電壓比對(voltage contrast)進(jìn)行失效點(diǎn)的定位。

掃描電子顯微鏡(SEM)利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機(jī)理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實(shí)現(xiàn)。

但是上述定位via chain結(jié)構(gòu)中阻值異常通孔的方法只適用于via近乎開窗這種失效類型，對于阻值增加幅度不大的失效模式不適用，并且研磨使via上層的金屬線露出來很容易損傷通孔且通孔上層金屬線易氧化導(dǎo)致通孔阻值發(fā)生異常。

第二種為通過微光顯微鏡(Emission Microscope,EMMI)或者光束誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)找到測試結(jié)構(gòu)中的熱點(diǎn)(hotspot)，熱點(diǎn)(hotspot)區(qū)域即為via阻值有異常的位置。

對於故障分析而言，微光顯微鏡(EMMI)是一種相當(dāng)有用且效率極高的分析工具，而光誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)模式能快速準(zhǔn)確的進(jìn)行IC中元件的短路、布線和通孔互聯(lián)中的空洞、金屬中的硅沉積等缺陷。其工作原理是利用激光束在恒定電壓下的器件表面進(jìn)行掃描，激光束部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，如果金屬互聯(lián)線存在缺陷，缺陷處溫度將無法迅速通過金屬線傳導(dǎo)散開，這將導(dǎo)致缺陷處溫度累計升高，并進(jìn)一步引起金屬線電阻以及電流變化，通過變化區(qū)域與激光束掃描位置的對應(yīng)，定位缺陷位置，即溫度較高的熱點(diǎn)(hotspot)區(qū)域。

但是上述定位via chain結(jié)構(gòu)中阻值異常通孔的方法對于阻值增加幅度不大(<5倍)的樣品，通過微光顯微鏡(EMMI)或者光誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)模式很難能夠抓到熱點(diǎn)(hotspot)，進(jìn)而無法對失效的通孔進(jìn)行定位，并且這種方法定位精準(zhǔn)度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提出一種針對于通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值增加幅度不大的失效情況阻值異常通孔的定位方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的主要技術(shù)方案為：

一種半導(dǎo)體芯片的通孔鏈結(jié)構(gòu)阻值異常的定位方法，其中，提供一具有通孔鏈的待測試結(jié)構(gòu)，還包括以下步驟：

步驟S1、暴露所述待測試結(jié)構(gòu)上的通孔鏈中一預(yù)定位置的通孔的上層金屬；

步驟S2、定義處于所述預(yù)定位置的所述通孔鏈為待測試鏈，暴露所述待測試鏈兩端的金屬線；

步驟S3、測試所述通孔鏈兩端的所述金屬線之間的電阻以得到第一測試阻值；

步驟S4、于所述待測試鏈上定義預(yù)定數(shù)量的等長測試段，暴露每個所述測試段兩端的金屬線；

步驟S5、測試每個所述測試段兩端的所述金屬線之間的第二測試阻值，根據(jù)所述第一測試阻值及所述第二測試阻值，確定阻值異常的通孔所在的所述測試段；

步驟S6、判斷阻值異常的通孔所在的所述測試段中的通孔數(shù)量，如所述通孔數(shù)量為1則測試結(jié)束，退出；

步驟S7、,將所述阻值異常的通孔所在的所述測試段定義為待測試鏈，并將所述待測試鏈對應(yīng)的所述第二測試阻值賦值給所述第一測試阻值，返回所述步驟S4。

優(yōu)選的，所述步驟S1中通過機(jī)械研磨，將所述預(yù)定位置研磨至未完全露出所述通孔的上層金屬。

優(yōu)選的，所述步驟S2中采用離子束轟擊切割所述上層金屬，以暴露所述待測試鏈兩端的所述金屬線。

優(yōu)選的，所述步驟S4中采用離子束轟擊切割所述上層金屬，以暴露所述測試段兩端的所述金屬線。

優(yōu)選的，所述步驟S3中將所述待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，測試所述通孔鏈兩端的所述金屬線之間的所述第一測試阻值。

優(yōu)選的，所述步驟S5中將所述待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，測試所述測試段兩端的所述金屬線之間的所述第二測試阻值。

優(yōu)選的，所述步驟S5中，將大于所述第一測試阻值的所述預(yù)定數(shù)量分之一的所述第二測試阻值對應(yīng)的所述測試段，確定為阻值異常的通孔所在的所述測試段。

優(yōu)選的，所述預(yù)定數(shù)量為2的整數(shù)次方。

優(yōu)選的，所述預(yù)定數(shù)量為2。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本發(fā)明針對于半導(dǎo)體芯片的通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值增加幅度不大的失效情況，提出一種阻值異常的定位方法，方法簡單，易于操作且定位準(zhǔn)確。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分地描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。

圖1為本發(fā)明阻值異常通孔的定位方法流程圖；

圖2為本發(fā)明一個優(yōu)選的實(shí)施例的測試結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。當(dāng)然除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

本發(fā)明針對于通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值增加幅度不大的失效情況，提出一種通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值異常通孔的定位方法，方法簡單，易于操作且定位準(zhǔn)確。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，顯然，所描述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)例，而不是全部的實(shí)例。基于本發(fā)明匯總的實(shí)例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有實(shí)例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)例及實(shí)例中的特征可以相互自由組合。

圖1為本發(fā)明阻值異常通孔的定位方法流程圖，如圖所示，在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體芯片的通孔鏈結(jié)構(gòu)阻值異常的定位方法，其中，包括：

步驟S1、暴露待測試結(jié)構(gòu)上的通孔鏈中一預(yù)定位置的通孔的上層金屬；

步驟S2、定義處于預(yù)定位置的通孔鏈為待測試鏈，暴露待測試鏈兩端的金屬線；

步驟S3、測試通孔鏈兩端的金屬線之間的電阻以得到第一測試阻值；

步驟S4、于待測試鏈上定義預(yù)定數(shù)量的等長測試段，暴露每個測試段兩端的金屬線；

步驟S5、測試每個測試段兩端的金屬線之間的第二測試阻值，根據(jù)第一測試阻值及第二測試阻值，確定阻值異常的通孔所在的測試段；

步驟S6、判斷阻值異常的通孔所在的測試段中的通孔數(shù)量，如通孔數(shù)量為1則測試結(jié)束，退出；

步驟S7、,將阻值異常的通孔所在的測試段定義為待測試鏈，并將待測試鏈對應(yīng)的第二測試阻值賦值給第一測試阻值，返回步驟S4。

上述技術(shù)方案，對測試結(jié)構(gòu)上層金屬進(jìn)行切割和測試，無需將測試結(jié)構(gòu)中全部上層金屬暴露出來，暴露待測試結(jié)構(gòu)上的通孔鏈中一預(yù)定位置的通孔的上層金屬進(jìn)行測試即可，能夠有效地防止金屬線大規(guī)模被氧化，避免測試結(jié)構(gòu)性能改變，根據(jù)第一測試阻值及第二測試阻值，確定阻值異常的通孔所在的測試段，再重復(fù)切割測試所確定阻值異常的通孔所在的測試段，不斷縮小阻值異常的通孔所在位置，直至所確定阻值異常的通孔所在的測試段內(nèi)通孔數(shù)量為1，得到阻值異常的通孔所在的確切位置，本發(fā)明方法簡單，易于操作且定位準(zhǔn)確。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S1中通過機(jī)械研磨，將預(yù)定位置研磨至未完全露出通孔的上層金屬，作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式還可以通過其他方法研磨待測試結(jié)構(gòu)直至臨近待測試結(jié)構(gòu)上的通孔鏈中一預(yù)定位置的通孔的上層金屬，但并未使得預(yù)定位置的通孔的上層金屬暴露。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S2中采用離子束轟擊切割上層金屬，以暴露待測試鏈兩端的金屬線。

上述技術(shù)方案，通過聚焦離子束顯微鏡，采用聚焦式離子束技術(shù)切割上層金屬，聚焦式離子束技術(shù)是利用靜電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的顯微切割技術(shù)，利用離子束的物理碰撞轟擊待測試鏈兩端的上層金屬，能夠有效的實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)切割待測試鏈兩端的上層金屬并且不會對周邊結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S4中采用離子束轟擊切割上層金屬，以暴露測試段兩端的金屬線。

上述技術(shù)方案，通過聚焦離子束顯微鏡，利用離子束的物理碰撞轟擊每個測試段的兩端，能夠有效的實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)切割測試段兩端的金屬線，通過聚焦離子束顯微鏡切割金屬線前面已經(jīng)進(jìn)行描述，因此不再贅述。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S3中將待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，測試待測試鏈兩端的金屬線之間的第一測試阻值。

上述技術(shù)方案，將待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，用測試針測試待測試鏈兩端的金屬線之間，得到第一測試阻值，作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式還可以通過其他本領(lǐng)域內(nèi)測電阻的方法測試待測試鏈兩端的金屬線之間的第一測試阻值。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S5中將待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，測試測試段兩端的金屬線之間的第二測試阻值。

上述技術(shù)方案，將待測試結(jié)構(gòu)置入納米探測器中，用測試針測試測試段兩端的金屬線之間，得到第二測試阻值，作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式還可以通過其他本領(lǐng)域內(nèi)測電阻的方法測試通孔鏈兩端的金屬線之間的第一測試阻值。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，預(yù)定位置為通過其他技術(shù)手段疑似通孔阻值異常的通孔鏈區(qū)域。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟S5中，將大于第一測試阻值的預(yù)定數(shù)量分之一的第二測試阻值對應(yīng)的測試段，確定為阻值異常的通孔所在的測試段。

上述技術(shù)方案，待測試結(jié)構(gòu)中的每個測試段都為等長測試段，則可以通過比較第一測試阻值的預(yù)定數(shù)量分之一和每個測試段的第二測試阻值，選出大于第一測試阻值的預(yù)定數(shù)量分之一的第二測試阻值，所選的第二測試阻值對應(yīng)的測試段即為為阻值異常的通孔所在的測試段。

在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，預(yù)定數(shù)量為2的整數(shù)次方，優(yōu)選的，預(yù)定數(shù)量為2。

上述技術(shù)方案，預(yù)定數(shù)量為2的整數(shù)次方，即將待測試結(jié)構(gòu)分為2的整數(shù)次方個長度相等的測試段，此種分段方法是最簡單、快遞和有效的一種分段方法。

在一個具體的實(shí)施例中，針對失效分析中阻值增加幅度不大的失效情況，選取該阻值增加幅度不大的部分通孔鏈為本實(shí)施例的待測試鏈，如圖2本發(fā)明一個優(yōu)選的實(shí)施例的測試結(jié)構(gòu)示意圖所示31-35段，通孔鏈為若干上層金屬3、若干下層金屬2和若干通孔1組成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，暴露31-35段待測試鏈兩端的金屬線，即暴露31及35處金屬線，測試31及35處金屬線之間的電阻，得到第一測試阻值；將31-35段待測試鏈分為四個等長測試段，如圖所述為31-32段、32-33段、33-34段和34-35段，測試每個測試段兩端的金屬線之間的第二測試阻值，得到四個第二測試阻值，比較四個第二測試阻值和第一測試阻值的四分之一之間的大小，四個個測試段內(nèi)通孔數(shù)量大于1，則定義大于四分之一的第一測試阻值的第二測試阻值所在的測試段為新的測試鏈，再將該新的測試鏈分為二的整數(shù)次方個測試段，繼續(xù)上述步驟，原理同上，因此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明針對于通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值增加幅度不大的失效情況，提出一種通孔鏈結(jié)構(gòu)中阻值異常通孔的定位方法，方法簡單，易于操作且定位準(zhǔn)確。

以上對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單的修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。