用于识别半导体装置中的潜在可靠性缺陷的系统及方法制造方法及图纸

一种用于识别半导体装置中的潜在可靠性缺陷(LRD)的系统及方法经配置以：用一或多个应力测试工具对从一或多个在线样本分析工具接收的多个晶片中的至少一些者执行一或多个应力测试以确定所述多个晶片的通过集合及所述多个晶片的未通过集合；对所述多个晶片的所述未通过集合中的至少一些晶片执行可靠性回击分析；分析所述可靠性回击分析以确定由一或多个潜在可靠性缺陷(LRD)引起的一或多个裸片故障链的一或多个地理位置；及对由所述LRD引起的所述一或多个裸片故障链的所述一或多个地理位置执行地理回击分析。地理位置执行地理回击分析。地理位置执行地理回击分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别半导体装置中的潜在可靠性缺陷的系统及方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案根据35U.S.C.
§
119(e)规定主张在2020年1月30日申请的序列号为62/967,964的美国临时申请案的权利，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本公开大体上涉及半导体装置，且更特定来说，涉及用于识别半导体装置中的潜在可靠性缺陷的系统及方法。

技术介绍

[0004]半导体装置的制造通常可需要成百上千个处理步骤来形成运作装置。在这些处理步骤的进程中，可执行各种检验及/或计量测量以识别缺陷及/或监测关于装置的各种参数。还可执行电测试以验证或评估装置的功能性。然而，虽然一些经检测缺陷及计量误差可非常显著以便清楚地指示装置故障，但较小变化可在装置暴露到其工作环境之后引起装置的早期可靠性故障。半导体装置(例如汽车、军事、航空及医疗应用)的风险规避用户开始寻求超过当前百万分之一(PPM)水平的在十亿分之一(PPB)范围内的故障率。随着汽车、军事、航空及医疗应用中对半导体装置的需求不断增加，辨识及控制可靠性缺陷对于满足这些行业要求至关重要。因此，可期望提供用于可靠性缺陷检测的系统及方法。

技术实现思路

[0005]公开一种根据本公开的一或多个实施例的系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到一或多个在线样本分析工具及一或多个应力测试工具的控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器用所述一或多个应力测试工具对多个晶片中的至少一些者执行一或多个应力测试以确定所述多个晶片的通过集合及所述多个晶片的未通过集合。在另一说明性实施例中，所述多个晶片从所述一或多个在线样本分析工具接收。在另一说明性实施例中，所述多个晶片中的每一晶片包含多个层。在另一说明性实施例中，所述多个层中的每一层包含多个裸片。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器对所述多个晶片的所述未通过集合中的至少一些晶片执行可靠性回击分析。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器分析所述可靠性回击分析以确定由一或多个潜在可靠性缺陷(LRD)引起的一或多个裸片故障链的一或多个地理位置。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器对由所述LRD引起的所述一或多个裸片故障链的所述一或多个地理位置执行地理回击分析。
[0006]公开一种根据本公开的一或多个实施例的方法。在一个说明性实施例中，所述方
法可包含(但不限于)用一或多个应力测试工具对多个晶片中的至少一些者执行一或多个应力测试以确定所述多个晶片的通过集合及所述多个晶片的未通过集合。在另一说明性实施例中，所述多个晶片从一或多个在线样本分析工具接收。在另一说明性实施例中，所述多个晶片中的每一晶片包含多个层。在另一说明性实施例中，所述多个层中的每一层包含多个裸片。在另一说明性实施例中，所述方法可包含(但不限于)对所述多个晶片的所述未通过集合中的至少一些晶片执行可靠性回击分析。在另一说明性实施例中，所述方法可包含(但不限于)分析所述可靠性回击分析以确定由一或多个潜在可靠性缺陷(LRD)引起的一或多个裸片故障链的一或多个地理位置。在另一说明性实施例中，所述方法可包含(但不限于)对由所述LRD引起的所述一或多个裸片故障链的所述一或多个地理位置执行地理回击分析。
[0007]公开一种根据本公开的一或多个实施例的系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含一或多个在线样本分析工具。在另一说明性实施例中，所述系统包含一或多个应力测试工具。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述一或多个在线样本分析工具及所述一或多个应力测试工具的控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器用所述一或多个应力测试工具对多个晶片中的至少一些者执行一或多个应力测试以确定所述多个晶片的通过集合及所述多个晶片的未通过集合。在另一说明性实施例中，所述多个晶片从所述一或多个在线样本分析工具接收。在另一说明性实施例中，所述多个晶片中的每一晶片包含多个层。在另一说明性实施例中，所述多个层中的每一层包含多个裸片。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器对所述多个晶片的所述未通过集合中的至少一些晶片执行可靠性回击分析。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器分析所述可靠性回击分析以确定由一或多个潜在可靠性缺陷(LRD)引起的一或多个裸片故障链的一或多个地理位置。在另一说明性实施例中，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器对由所述LRD引起的所述一或多个裸片故障链的所述一或多个地理位置执行地理回击分析。
[0008]应理解，前文概述及下文详细描述两者仅为示范性及说明性且并不一定限制如所主张的本专利技术。并入说明书且构成说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例且连同概述一起用于说明本专利技术的原理。
附图说明
[0009]所属领域的技术人员通过参考附图可更好理解本公开的众多优点，其中：
[0010]图1A是根据本公开的一或多个实施例的用于识别潜在可靠性缺陷(LRD)的系统的框图。
[0011]图1B是根据本公开的一或多个实施例的用于识别LRD的系统的框图。
[0012]图2A是根据本公开的一或多个实施例的用于晶片的多个层的在线缺陷检验结果的概念说明。
[0013]图2B是根据本公开的一或多个实施例的用于晶片的后段工艺(EOL)分类良率图的
概念说明。
[0014]图2C是根据本公开的一或多个实施例的基于晶片的多个层中的在线缺陷检验结果及后段工艺(EOL)分类良率图来汇总缺陷的回击分析的概念说明。
[0015]图3是说明根据本公开的一或多个实施例的缺陷命中的总数相对于叠加阈值的曲线图。
[0016]图4是说明根据本公开的一或多个实施例的在用于识别LRD的方法中执行的步骤的流程图。
[0017]图5A是根据本公开的一或多个实施例的用于识别LRD的系统500的概念说明。
[0018]图5B是根据本公开的一或多个实施例的在晶片上的经观察LRD的说明。
[0019]图5C是说明根据本公开的一或多个实施例的在晶片上观察的LRD类型的频率相对于LRD的类型的条形图表。
[0020]图6是说明根据本公开的一或多个实施例的在利用用于识别LRD的系统及方法的方法中执行的步骤的流程图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：控制器，其通信地耦合到一或多个在线样本分析工具及一或多个应力测试工具，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而引起所述一或多个处理器：用所述一或多个应力测试工具对多个晶片中的至少一些者执行一或多个应力测试，以确定所述多个晶片的通过集合及所述多个晶片的未通过集合，所述多个晶片是从所述一或多个在线样本分析工具接收，所述多个晶片中的每一晶片包含多个层，所述多个层中的每一层包含多个裸片；对所述多个晶片的所述未通过集合中的至少一些晶片执行可靠性回击分析；分析所述可靠性回击分析以确定由一或多个潜在可靠性缺陷(LRD)引起的一或多个裸片故障链的一或多个地理位置；及对由所述LRD引起的所述一或多个裸片故障链的所述一或多个地理位置执行地理回击分析。2.根据权利要求1所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器：表征所述多个晶片中的至少一些者；基于所述表征，对所述多个晶片执行电晶片分类(EWS)以确定所述多个晶片的EWS通过集合及所述多个晶片的EWS未通过集合；对所述多个晶片的所述EWS通过集合中的至少一些晶片执行所述一或多个应力测试，以确定所述多个晶片的所述通过集合及所述多个晶片的所述未通过集合。3.根据权利要求2所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器：对所述多个晶片的所述EWS未通过集合中的至少一些晶片执行良率回击分析；及分析所述良率回击分析与所述可靠性回击分析的组合，以确定由所述LRD引起的裸片故障链的一或多个地理位置。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述可靠性回击分析、所述地理回击分析或所述良率回击分析中的至少一者通过在表示所述多个晶片中的晶片的多个层的经合并图像集合上叠加后段工艺(EOL)分类良率图来产生回击分析图，其中所述回击分析图包含叠加阈值，其中所述叠加阈值经选择以考虑在线样本分析工具且减小LRD假阳性确定的统计概率。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述EOL分类良率图包含所述一或多个裸片故障链，其中所述回击分析图包含一或多个缺陷，其中当所述一或多个缺陷中的至少一些缺陷经确定具有引起所述一或多个裸片故障链中的至少一些裸片故障链的选择统计概率时，所述多个晶片中的晶片未通过所述EWS。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述良率回击分析与所述可靠性回击分析的所述组合是用位图分析或区块链故障分析中的至少一者来分析。7.根据权利要求1所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器进行以下中的至少一者：产生包含所述LRD的一或多个缺陷图像；或产生包含所述LRD的一或多个统计表示。
8.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括：一或多个用户接口，其通信地耦合到所述控制器，所述一或多个用户接口经配置以显示包含所述LRD的所述一或多个缺陷图像或包含所述LRD的所述一或多个统计表示中的至少一者。9.根据权利要求7所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器：针对一或多个半导体制造工具确定一或多个调整，所述一或多个调整是基于包含所述LRD的所述一或多个缺陷图像或包含所述LRD的所述一或多个统计表示中的至少一者的审核来确定。10.根据权利要求9所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器：基于所述经确定的一或多个调整来产生一或多个控制信号。11.根据权利要求10所述的系统，所述控制器包含所述一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行所述程序指令，从而引起所述一或多个处理器：经由前馈或反馈回路中的至少一者，将所述一或多个控制信号提供到所述一或多个半导体制造工具。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个在线样本分析工具包括：检验工具或计量工具中的至少一者。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个应力测试工具包含预烧前电测试工具或预烧后电测试工具中的至少一者。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述一或多个应力测试工具经配置以进行以下中的至少一者：加热所述多个晶片中的至少一些者、冷却所述多个晶片中的至少一些者，或以不正确电压来操作所述多个晶片中的至少一些者。15.一种方法，其包括：用...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：