失效检测方法以及失效检测装置制造方法及图纸

一种失效检测方法以及失效检测装置，用于检测两个待测导电体之间的桥接缺陷，所述方法包括：在两个待测导电体上各设置一个输出端，且所述两个输出端电势位相等；向任一所述待测导电体上沿预定路径排列的检测点依次输入恒定的检测电流；检测两个输出端的输出电流，基于各检测点的位置信息以及两个输出端的输出电流信息，建立输出端的输出电流与检测点位置之间的对应关系；据所述对应关系判定检测点是否存在缺陷。本发明专利技术能有效检测并定位半导体器件中的金属互连线之间的桥接缺陷，并提升缺陷定位的灵敏度和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种定位半导体器件中的金属互连线之间 的桥接缺陷的失效检测方法以及失效检测装置。
技术介绍
随着集成电路的集成度进一步提高，进入45纳米工艺后，金属互连线引发的失效 问题尤为突出，即使是很细小的缺陷都将导致半导体器件完全报废，因此，对半导体器件内 部的金属互连线进行失效检测，准确定位缺陷位置，是半导体器件失效分析的重要部分。金属互连线的缺陷一般由金属互连线断裂、金属原子的电迁移、金属互连线的氧 化、金属互连线之间的桥接等原因引起。桥接是金属互连线之间由杂质颗粒形成的多余导 电通路，会导致相邻金属互连线之间短路。在半导体领域内，现有的一种对芯片进行失效分析的技术为激光束诱发阻抗变化 异常检测(optical beam induced resistance change, OBIRCH)，利用激光扫描技术进行 失效定位分析。主要原理如图1所示，在待测器件1的输入端2以及输出端3之间外加电 压，对待测器件1进行直流测试，同时利用激光扫描器件内部的连接节点4，所述连接节点 4为半导体器件中各功能区域或者元器件之间的连接位置，通过激光的热效应产生温度变 化，借此产生连接节点4处的阻值变化，从而引起输出端3的输出电流变化，并记录所述输 出电流的变化趋势。经过与良品进行上述测试时的输出电流变化进行比对，查找导致失效 的缺陷所在位置。利用OBIRCH技术，可以定位金属互连线中的空洞、通孔下的空洞、通孔底部的高 阻区、桥接等缺陷。在对尺寸狭窄的金属互连线进行缺陷检测时，由于激光光斑尺寸的限 制，OBIRCH技术的缺陷定位的灵敏度和精度较低。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种失效检测方法以及失效检测装置，能检测并定位半 导体器件中的金属互连线之间的桥接缺陷，并提升缺陷定位的灵敏度和精度。为解决上述问题，本专利技术提供了一种失效检测方法，用于检测两个待测导电体之 间的桥接缺陷，其特征在于，包括以下步骤在两个待测导电体上各设置一个输出端，且所 述两个输出端电势位相等；向任一所述待测导电体上沿预定路径排列的检测点依次输入恒 定的检测电流；检测所述两个输出端的输出电流，基于各检测点的位置信息以及所述两个 输出端的输出电流信息，建立输出端的输出结果与检测点位置之间的对应关系；根据所述 对应关系判定检测点是否存在缺陷。使用带电粒子束照射检测点作为检测电流源，所述带电粒子束为电子束或者离子束ο判定检测点是否存在缺陷标准为在所述对应关系中，若某一检测点对应的任一 输出端的输出结果相对于相邻检测点存在变化，则该检测点或其邻界范围存在缺陷。4所述输出结果为任一输出端的输出电流或者输出电流变化率对应检测点位置的 变化关系。所述输出结果为两端的输出电流的差值或者差值变化率对应检测点位置的变化 关系。所述两个待测导电体为半导体器件中的金属互连线。本专利技术还提供一种失效检测装置，用于检测两个待测导电体之间的桥接缺陷，所 述两个待测导电体上各设置一个输出端，且所述两个输出端电势位相等，其特征在于，包 括检测电流输入模块，用于向任一所述待测导电体上沿预定路径排列的检测点依次输入 检测电流；输出电流检测模块，用于检测所述两个输出端的输出电流；分析模块，基于各检 测点的位置信息以及所述两个输出端的输出电流信息，建立输出端的输出结果与检测点位 置的对应关系，对所述两个待测导电体进行失效检测。所述检测电流输入模块包括带电粒子束发生器，用于产生带电粒子束照射任一待 测导电体，所述带电粒子束为电子束或者离子束。所述检测电流输入模块还包括移动子模块，用于改变带电粒子束发生器在待测导 电体上的照射位置。所述输出电流检测模块包括电流计，所述电流计连接待测导电体的输出端。所述分析模块的失效检测标准为在所述对应关系中，若某一检测点对应的任一 输出端的输出结果相对于相邻检测点存在变化，则该检测点或其邻界范围存在缺陷。所述输出结果为任一输出端的输出电流或者输出电流变化率对应检测点位置的 变化关系。所述输出结果为两端的输出电流的差值或者差值变化率对应检测点位置的变化 关系。所述两个待测导电体为半导体器件中的金属互连线。与现有技术相比，本专利技术所提供的失效检测方法和失效检测装置，将检测点作为 检测电流输入端，分析两个输出端的输出电流，通过分析结果与检测点位置之间的对应关 系对桥接缺陷进行精确定位。进一步地，本专利技术所提供的失效检测方法和失效检测装置使用带电粒子束作为检 测电流源，有效解决了检测点的尺寸限制问题，提升了缺陷定位的灵敏度和精度。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其他目 的、特征和优势将更加清晰。附图中与现有技术相同的部件使用了相同的附图标记。附图 并未按比例绘制，重点在于示出本专利技术的主旨。在附图中为清楚起见，放大了相关结构的尺 寸。图1为现有的OBIRCH技术进行失效分析的原理示意图；图2为本专利技术所述的一个实施例的失效检测方法的流程示意图；图3为图2的实施例的失效检测方法的原理示意图；图4为图2的实施例的失效检测方法的等效电路图；图5为本专利技术所述的失效检测方法第一实施例的原理示意5图6为本专利技术所述的失效检测方法第一实施例的等效电路图；图7为本专利技术所述的失效检测方法第二实施例的原理示意图；图8为本专利技术所述的失效检测方法第二实施例的等效电路图；图9为本专利技术所述的第一、第二实施例的输出端电流对应检测点位置的曲线图；图10为本专利技术所述的第一、第二实施例的输出端电流变化率对应检测点位置的 曲线图；图11为本专利技术所述的失效检测装置的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术提供定位两个待测导电体之间的桥接缺陷的方法和装置。在两个待测导电 体上各设置一个输出端，使两个输出端等电势。向任一待测导电体输入恒定的检测电流，如 果在另一待测导电体上检测到电流，说明两个待测导电体之间存在桥接缺陷。在任一待测 导电体上，依次向沿预定路径排列的检测点输入恒定的检测电流，当检测到任一待测导电 体上电流、电流变化率的发生改变时，则可判定该检测点或其邻界范围存在桥接缺陷。基于上述原理，本专利技术提供了以下失效检测方法。如图2所示，本专利技术所述的失效检测方法，具体步骤包括S20、在两个待测导电体上各设置一个输出端，且所述两个输出端电势位相等；作为优选方案，两个输出端皆位于所述两个待测导电体的末端，且位于所述两个 待测导电体的同一侧。S21、向所述任一待测导电体上沿预定路径排列的检测点依次输入恒定的检测电 流；作为优选方案，使用能量恒定的带电粒子束照射检测点作为检测电流源，所述带 电粒子束可以为电子束或离子束。S22、检测两个输出端的输出电流，基于各检测点的位置信息以及两个输出端的输 出电流信息，建立输出端的输出结果与检测点位置之间的对应关系；所述对应关系，可以是任一待测导电体的单个输出端的输出电流大小、或者输出 电流变化率等关于检测点位置的变化曲线，也可以是两个待测导电体输出端之间的输出电 流的差值、该差值变化率等关于检测点位置的变化曲线；上述对应关系可根据变化关系信 息是否易于表示、数据采集是否便捷等具体情况进行选择。S23、根据所述对应关系判定检测点是否存在缺陷。以下为判定依据在任一待测导电体上沿预定路径移动检测点的位置，并保持输入的检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失效检测方法，用于检测两个待测导电体之间的桥接缺陷，其特征在于，包括以下步骤：在两个待测导电体上各设置一个输出端，且所述两个输出端电势位相等；向任一所述待测导电体上沿预定路径排列的检测点依次输入恒定的检测电流；检测所述两个输出端的输出电流，基于各检测点的位置信息以及所述两个输出端的输出电流信息，建立输出端的输出结果与检测点位置之间的对应关系；根据所述对应关系判定检测点是否存在缺陷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚斌，郭强，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]