一种测试设备、失效分析方法和测试系统技术方案

本公开实施例提供了一种测试设备、失效分析方法和测试系统，该测试设备包括芯片载台和用于支撑芯片载台的支撑底座，且支撑底座内设置有比较模块和可调电阻模块；其中，芯片载台，用于承载被测芯片；比较模块，与可调电阻模块连接，用于对被测芯片中待测试层的接地电压与芯片载台的接地电压进行比较，根据比较结果和可调电阻模块对待测试层的接地电阻进行调节，以降低待测试层的表面荷电效应。本公开实施例能够降低待测试层的接地点和芯片载台的接地点之间的信号干扰，改善EBAC的成像效果，使得在对被测芯片进行失效分析时，可以快速且准确地定位失效点。地定位失效点。地定位失效点。

【技术实现步骤摘要】
一种测试设备、失效分析方法和测试系统


[0001]本公开涉及集成电路失效分析
，尤其涉及一种测试设备、失效分析方法和测试系统。

技术介绍

[0002]随着芯片关键尺寸的不断缩小，芯片内部金属的互联集成度越来越高，不论是同层金属之间，还是不同金属层之间，隔离材料越来越薄，导致在芯片内部通常会出现各种失效现象，例如：短路、断路、微漏或者高阻等。
[0003]在对金属层的这些失效现象进行分析时，对于短路或者断路而言，可通过光学或电子显微镜等观察到明显异常；对于微漏或者高阻而言，这类失效通常表现为金属线间很微小的藕断丝连，很难定位失效位置；纳米探针的电子束吸收电流(Electron Beam Absorbed Current，EBAC)功能是一种对微漏和高阻行之有效的定位技术。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种测试设备、失效分析方法和测试系统：
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种测试设备，所述测试设备包括芯片载台和用于支撑所述芯片载台的支撑底座，且所述支撑底座内设置有比较模块和可调电阻模块；其中：
[0006]所述芯片载台，用于承载被测芯片；
[0007]所述比较模块，与所述可调电阻模块连接，用于对所述被测芯片中待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压进行比较，根据比较结果和所述可调电阻模块对所述待测试层的接地电阻进行调节，以降低所述待测试层的表面荷电效应。
[0008]在一些实施例中，所述支撑底座还设置有第一金属探针和第二金属探针；其中：
[0009]所述第一金属探针的一端与所述比较模块的第一输入端连接，所述第一金属探针的另一端与所述待测试层上的接地点连接，用于获取所述待测试层的接地电压；
[0010]所述第二金属探针的一端与所述比较模块的第二输入端连接，所述第二金属探针的另一端与所述芯片载台上的接地点连接，用于获取所述芯片载台的接地电压。
[0011]在一些实施例中，所述第一金属探针和所述第二金属探针各自独立地包括纳米探针。
[0012]在一些实施例中，所述支撑底座还设置有第一信号测试单元和第二信号测试单元；其中：
[0013]所述第一信号测试单元，用于通过所述第一金属探针测量所述待测试层的接地电压，并将测量得到的所述待测试层的接地电压提供给所述比较模块的第一输入端；
[0014]所述第二信号测试单元，用于通过所述第二金属探针测量所述芯片载台的接地电压，并将测量得到的所述芯片载台的接地电压提供给所述比较模块的第二输入端；
[0015]其中，所述第一信号测试单元连接在所述第一金属探针的一端与所述比较模块的
第一输入端之间，所述第二信号测试单元连接在所述第二金属探针的一端与所述比较模块的第二输入端之间。
[0016]在一些实施例中，所述可调电阻模块，用于在确定所述待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压之间的电压差值之后，控制所述可调电阻模块对应的电阻值调整为所述电压差值对应的接地阻值。
[0017]在一些实施例中，所述电压差值与接地阻值之间具有对应关系；其中：
[0018]若所述电压差值增大，则所述接地阻值减小；
[0019]若所述电压差值减小，则所述接地阻值增大。
[0020]在一些实施例中，所述被测芯片包括至少一层金属层和至少一层介电层，所述至少一层金属层包括所述待测试层；其中：
[0021]所述比较模块，还用于基于所述待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压进行差分比较，以降低所述被测芯片中所述待测试层与所述芯片载台之间包含的金属层和介电层所产生的干扰信号。
[0022]在一些实施例中，所述比较模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻和第三晶体管，所述可调电阻模块包括可调电阻；其中：
[0023]所述第一运算放大器的负相输入端与所述待测试层上的接地点连接，所述第二运算放大器的正相输入端与所述芯片载台上的接地点连接，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第二运算放大器的负相输入端连接；
[0024]所述第一运算放大器的输出端与所述第一晶体管的输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第二晶体管的输入端连接；
[0025]所述第一晶体管的输出端与所述第二晶体管的输出端连接，并与所述第一电阻的第一端连接；
[0026]所述第二电阻的第一端与所述第三晶体管的输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述第三晶体管的输出端均连接于所述比较模块的输出端；
[0027]所述比较模块的输出端与所述可调电阻的输入端连接，所述可调电阻的输入端还与所述可调电阻的调节端连接，所述可调电阻的输出端接地。
[0028]在一些实施例中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为二极管，且所述第三晶体管为稳压二级管。
[0029]在一些实施例中，所述支撑底座还设置有第三金属探针和第四金属探针；其中：
[0030]在所述待测试层，所述第三金属探针与所述待测试层的第一测试点连接，所述第四金属探针与所述待测试层的第二测试点连接，用于测量所述第一测试点与所述第二测试点之间是否存在失效点。
[0031]第二方面，本公开实施例提供了一种失效分析方法，应用于如第一方面任一项所述的测试设备，所述方法包括：
[0032]提供被测芯片；
[0033]将所述被测芯片放置于所述芯片载台的上表面；
[0034]向所述被测芯片中待测试层提供驱动电流；
[0035]获取所述待测试层在所述驱动电流下的分析图像；
[0036]根据所述分析图像，确定所述待测试层是否存在失效点。
[0037]在一些实施例中，在向所述被测芯片中待测试层提供驱动电流之前，所述方法还包括：
[0038]通过第一金属探针获取所述待测试层的接地电压，以及通过第二金属探针获取所述芯片载台的接地电压；
[0039]根据所述待测试层的接地电压和所述芯片载台的接地电压，确定接地阻值；
[0040]对所述可调电阻模块的电阻值进行调整，以使得调整后的电阻值等于所述接地阻值；
[0041]其中，所述第一金属探针的一端与所述比较模块的第一输入端连接，所述第一金属探针的另一端与所述待测试层上的接地点连接；所述第二金属探针的一端与所述比较模块的第二输入端连接，所述第二金属探针的另一端与所述芯片载台上的接地点连接。
[0042]在一些实施例中，所述通过第一金属探针获取所述待测试层的接地电压，包括：
[0043]在所述第一金属探针的一端与所述待测试层上的接地点连接，所述第一金属探针的另一端与第一信号测试单元连接的情况下，通过所述第一信号测试单元测量所述待测试层的接地电压，并将测量得到的所述待测试层的接地电压提供给所述比较模块的第一输入端；
[0044]所述通过第二金属探针获取所述芯片载台的接地电压，包括：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试设备，其特征在于，所述测试设备包括芯片载台和用于支撑所述芯片载台的支撑底座，且所述支撑底座内设置有比较模块和可调电阻模块；其中：所述芯片载台，用于承载被测芯片；所述比较模块，与所述可调电阻模块连接，用于对所述被测芯片中待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压进行比较，根据比较结果和所述可调电阻模块对所述待测试层的接地电阻进行调节，以降低所述待测试层的表面荷电效应。2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述支撑底座还设置有第一金属探针和第二金属探针；其中：所述第一金属探针的一端与所述比较模块的第一输入端连接，所述第一金属探针的另一端与所述待测试层上的接地点连接，用于获取所述待测试层的接地电压；所述第二金属探针的一端与所述比较模块的第二输入端连接，所述第二金属探针的另一端与所述芯片载台上的接地点连接，用于获取所述芯片载台的接地电压。3.根据权利要求2所述的测试设备，其特征在于，所述第一金属探针和所述第二金属探针各自独立地包括纳米探针。4.根据权利要求2所述的测试设备，其特征在于，所述支撑底座还设置有第一信号测试单元和第二信号测试单元；其中：所述第一信号测试单元，用于通过所述第一金属探针测量所述待测试层的接地电压，并将测量得到的所述待测试层的接地电压提供给所述比较模块的第一输入端；所述第二信号测试单元，用于通过所述第二金属探针测量所述芯片载台的接地电压，并将测量得到的所述芯片载台的接地电压提供给所述比较模块的第二输入端；其中，所述第一信号测试单元连接在所述第一金属探针的一端与所述比较模块的第一输入端之间，所述第二信号测试单元连接在所述第二金属探针的一端与所述比较模块的第二输入端之间。5.根据权利要求4所述的测试设备，其特征在于，所述可调电阻模块，用于在确定所述待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压之间的电压差值之后，控制所述可调电阻模块对应的电阻值调整为所述电压差值对应的接地阻值。6.根据权利要求5所述的测试设备，其特征在于，所述电压差值与接地阻值之间具有对应关系；其中：若所述电压差值增大，则所述接地阻值减小；若所述电压差值减小，则所述接地阻值增大。7.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述被测芯片包括至少一层金属层和至少一层介电层，所述至少一层金属层包括所述待测试层；其中：所述比较模块，还用于基于所述待测试层的接地电压与所述芯片载台的接地电压进行差分比较，以降低所述被测芯片中所述待测试层与所述芯片载台之间包含的金属层和介电层所产生的干扰信号。8.根据权利要求1至7任一项所述的测试设备，其特征在于，所述比较模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻和第三晶体管，所述可调电阻模块包括可调电阻；其中：
所述第一运算放大器的负相输入端与所述待测试层上的接地点连接，所述第二运算放大器的正相输入端与所述芯片载台上的接地点连接，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第二运算放大器的负相输入端连接；所述第一运算放大器的输出端与所述第一晶体管的输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第二晶体管的输入端连接；所述第一晶体管的输出端与所述第二晶体管的输出端连接，并与所述第一电阻的第一端连接；所述第二电阻的第一端与所述第三晶体管的输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述第三晶体管的输出端均连接于所述比较模块的输出端；所述比较模块的输出端与所述可调电阻的输入端连接，所述可调电阻的输入端还与所述可调电阻的调节端连接，所述可调电阻的输出端接地。9.根据权利要求8所述的测试设备，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史江北，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：