[發(fā)明專利]靜態(tài)存儲(chǔ)器的在線失效分析方法及在線電子束檢測(cè)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410377359.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104103542B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪棋梁;陳宏璘;龍吟;郭明升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

本發(fā)明提供了一種靜態(tài)存儲(chǔ)器的在線失效分析方法和在線電子束檢測(cè)設(shè)備，包括：將不同類型的探針安裝到在線電子束檢測(cè)設(shè)備的腔體中；將晶圓置于在線電子束檢測(cè)設(shè)備的腔體中；利用在線電子束檢測(cè)設(shè)備對(duì)接觸孔進(jìn)行掃描并獲得靜態(tài)存儲(chǔ)器中接觸孔的圖像信息；根據(jù)接觸孔的圖像信息找出產(chǎn)生缺陷的接觸孔；根據(jù)產(chǎn)生缺陷的接觸孔的類型來(lái)選擇與之相對(duì)應(yīng)的探針；在線電子束檢測(cè)設(shè)備控制所選擇的探針與相應(yīng)的產(chǎn)生缺陷的接觸孔相接觸，并進(jìn)行電性能檢測(cè)；根據(jù)產(chǎn)生缺陷的接觸孔在靜態(tài)存儲(chǔ)器單元中的功能，在線電子束檢測(cè)設(shè)備將探針進(jìn)行組合來(lái)檢測(cè)功能并進(jìn)行失效分析；檢測(cè)到功能失效，則產(chǎn)生缺陷的接觸孔是導(dǎo)致靜態(tài)存儲(chǔ)器失效的原因。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種靜態(tài)存儲(chǔ)器的在線失效分析方法及一種在線電子束檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)

集成電路制造工藝簡(jiǎn)單來(lái)講就是通過(guò)物理和化學(xué)的方法將電路圖形轉(zhuǎn)移到硅片上，一個(gè)功能完整的芯片從其功能區(qū)域可包含有邏輯運(yùn)算區(qū)，靜態(tài)存儲(chǔ)器區(qū)，和周圍電路連線等。其中靜態(tài)存儲(chǔ)器是整個(gè)芯片上電路密度最高的區(qū)域，制造工藝上的一些細(xì)微偏差就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)器的失效。

請(qǐng)參閱圖1，為接觸孔形成后的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中，左邊表示PMOS，右邊表示NMOS。接觸孔形成之后，利用在線電子束檢測(cè)設(shè)備對(duì)接觸孔進(jìn)行掃描并判斷哪個(gè)接觸孔有缺陷，如圖2所示，為采用在線電子束檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行掃描得到的接觸孔影像圖，圖中，虛線框框住的為產(chǎn)生缺陷的接觸孔，其本應(yīng)該為較暗的孔，卻異常的顯示為亮孔。

然而，雖然能夠利用在線電子束檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)出接觸孔是否具有缺陷，但是對(duì)導(dǎo)致缺陷的原因卻很難檢測(cè)出，一是因?yàn)閷?dǎo)致接觸孔產(chǎn)生缺陷的原因較多，二是因?yàn)楝F(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備也不能檢測(cè)出，甚至用分辨率極高的透射電子顯微鏡也很難看到導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷。

再者，目前對(duì)靜態(tài)存儲(chǔ)器檢測(cè)的階段是在最終器件形成之后的線下納米級(jí)檢測(cè)(offline nano-probing)，由于需要對(duì)失效地址進(jìn)行定位，因此，線下納米級(jí)檢測(cè)在操作方面非常困難。并且，采用線下納米級(jí)檢測(cè)來(lái)分析產(chǎn)生缺陷的原因是缺乏時(shí)效性的，即便檢測(cè)出哪些接觸孔出現(xiàn)問(wèn)題也不能及時(shí)補(bǔ)救，只能將器件報(bào)廢，從而造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。

那么如何能在生產(chǎn)的過(guò)程中準(zhǔn)確及時(shí)地檢測(cè)出產(chǎn)生缺陷的接觸孔，在可以充分收集證據(jù)的前提下來(lái)判斷器件失效的模式，從而找出器件失效的原因，并以此及時(shí)修正工藝參數(shù)條件，則可以避免晶圓的浪費(fèi)，這對(duì)于制造工藝的調(diào)整和優(yōu)化都十分的重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種靜態(tài)存儲(chǔ)器的在線失效分析方法和在線電子束檢測(cè)設(shè)備，以期在器件的制備過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)缺陷的接觸孔，并可以搜集充分的證據(jù)來(lái)準(zhǔn)確地找出產(chǎn)生缺陷的原因，從而及時(shí)對(duì)工藝參數(shù)條件作出修正，避免晶圓的浪費(fèi)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種靜態(tài)存儲(chǔ)器的在線失效分析方法，其中，利用在線電子束檢測(cè)設(shè)備對(duì)所述靜態(tài)存儲(chǔ)器進(jìn)行在線失效分析，所述在線電子束檢測(cè)設(shè)備具有一腔體，其包括：

將不同類型的探針安裝到在線電子束檢測(cè)設(shè)備的腔體中；

在晶圓上的靜態(tài)存儲(chǔ)器上制備出接觸孔后，將所述晶圓置于在線電子束檢測(cè)設(shè)備的腔體中；

利用在線電子束檢測(cè)設(shè)備對(duì)所述接觸孔進(jìn)行掃描并獲得所述靜態(tài)存儲(chǔ)器中所述接觸孔的圖像信息；

根據(jù)所述接觸孔的圖像信息找出產(chǎn)生缺陷的接觸孔；

根據(jù)所述產(chǎn)生缺陷的接觸孔的類型來(lái)選擇與之相對(duì)應(yīng)的所述探針；

所述在線電子束檢測(cè)設(shè)備控制所選擇的探針與相應(yīng)的所述產(chǎn)生缺陷的接觸孔相接觸，并進(jìn)行電性能檢測(cè)；

根據(jù)所述產(chǎn)生缺陷的接觸孔在所述靜態(tài)存儲(chǔ)器單元中的功能，所述在線電子束檢測(cè)設(shè)備將所述探針進(jìn)行組合來(lái)檢測(cè)所述功能并進(jìn)行失效分析；