[發明專利]芯片失效分析過程中的剝層方法

在審

• 申請號: 201610211567.2
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105699149A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 林曉玲;恩云飛;梁朝輝
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電子第五研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香

1.一種芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)提供芯片，所述芯片具有多層結構，且包括至少一層目標分析層，所述目標分析層 包括待分析區域；

(2)利用離子束自所述芯片的表面開始進行剝層處理，去除所述目標分析層之上的一 層或多層，露出所述待分析區域，即可，其中，所述離子束包括至少一束寬束離子束，束斑直 徑不小于1mm。

2.根據權利要求1所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，所述離子束由 三束寬束離子束交匯形成，束斑直徑為1-3mm。

3.根據權利要求2所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，所述離子束為 氬離子束。

4.根據權利要求1所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，所述芯片包括 依次層疊于襯底上的擴散阻擋層、若干層交替層疊的金屬層和氧化層、表面金屬層以及鈍 化層，其中，所述金屬層的層數大于等于1層，所述目標分析層選自所述襯底、擴散阻擋層、 金屬層、氧化層和表面金屬層中的一層或多層。

5.根據權利要求4所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，利用所述離子 束對所述金屬層或表面金屬層進行剝層處理的工藝如下：

所述金屬層或表面金屬層的厚度為200-1000nm，離子束能量為4-6kV、離子束與所述芯 片表面的夾角為3-5°。

6.根據權利要求4所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，利用所述離子 束對所述鈍化層或氧化層進行剝層處理的工藝如下：

所述鈍化層或氧化層的厚度為70-1500nm，離子束能量為4-10kV、離子束與所述芯片表 面的夾角為3-5°。

7.根據權利要求4所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，利用所述離子 束對所述擴散阻擋層進行剝層處理的工藝如下：

所述擴散阻擋層的厚度為20-50nm，離子束能量為4.5-6kV、離子束與所述芯片表面的 夾角為2-3°。

8.根據權利要求4所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，所述金屬層的 層數大于等于1層，且小于等于6層。

9.根據權利要求1-8任一項所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，還包 括參考樣品制作步驟：取與所述芯片同批的參考芯片，利用離子束切割或者化學機械拋光 的方法制作芯片剖面，得所述參考樣品，獲取所述參考樣品中多層結構的截面參數，為所述 芯片的剝層處理提供參考。

10.根據權利要求1-8任一項所述的芯片失效分析過程中的剝層方法，其特征在于，所 述剝層處理過程中，所述芯片以旋轉和/或左右平移的方式活動，并采用高放大倍率顯微鏡 監控所述剝層處理的進度。