CN104037107B - 通孔链结构的失效分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种通孔链结构的失效分析方法，包括：提供待分析样品，所述待分析样品中具有通孔链结构，所述通孔链包括半导体衬底、金属线和位于半导体衬底与金属线之间的接触电极，所述半导体衬底与接触电极之间电连接良好；对所述样品进行切割，使得切割后的样品的一个侧面与通孔链接的一侧的距离为1‑10微米；对切割后的样品进行平面研磨至露出金属线的表面；在样品表面沉积金属层，所述金属层覆盖金属线的表面；将金属层接地；将样品放入聚焦电子束，利用沿平行于半导体衬底的厚度的方向对样品进行垂直切割，将位于接触电极下方的半导体衬底去除，露出接触电极的底部；从接触电极的底部对接触电极和金属线进行电压衬度失效定位分析。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种通孔链结构的失效分析方法。
背景技术
为了尽早发现集成电路生产过程中的工艺问题，在半导体芯片上设置不同的测试结构用于晶圆接受性测试(WAT)中被测试到，一旦发现测试失效，就会进行失效分析以确认出问题的工艺步骤，方便生产线及时做出改善。
通孔链(CT Chain)结构是一种非常常用的测试结构，用于监控接触电极与半导体衬底，以及接触电极与该接触电极上方的金属线之间的接触电阻大小。请参考图1，半导体衬底11、接触电极12以及金属线13构成通孔链结构。若当通孔链断裂，并且发生断路的位置位于半导体衬底11与接触电极12之间，那么现有技术通常采用研磨工艺将金属线13去除，通过在接触电极12与半导体衬底11之间使用电压衬度(VC)的方法进行定位，确定发生断裂的位置。但是如果发生断裂的位置在金属线13与接触电极12之间，则无法通过现有的电压衬度的方法进行缺陷的定位和分析。
因此，需要一种通孔链结构的失效分析方法，能够用于金属线与接触电极之间的断裂的失效分析。
发明内容
本发明解决的问题提供一种通孔链结构的失效分析方法，能够用于金属线与接触电极之间的断裂的失效分析。
为解决上述问题，本发明一种通孔链结构的失效分析方法，包括：
提供待分析样品，所述待分析样品中具有通孔链结构，所述通孔链包括半导体衬底、金属线和位于半导体衬底与金属线之间的接触电极，所述半导体衬底与接触电极之间电连接良好；
对所述样品进行切割，使得切割后的样品的一个侧面与通孔链接的一侧的距离为1-10微米；
对切割后的样品进行平面研磨至露出金属线的表面；
在样品表面沉积金属层，所述金属层覆盖金属线的表面；
将金属层接地；
将样品放入聚焦电子束，利用沿平行于半导体衬底的厚度的方向对样品进行垂直切割，将位于接触电极下方的半导体衬底去除，露出接触电极的底部；
从接触电极的底部对接触电极和金属线进行电压衬度失效定位分析。
可选地，所述接地利用激光接地或导电胶带接地。
可选地，所述金属层利用镀金机沉积。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过将金属线上方沉积接地的金属层，以及将接触电极下方的衬底去除，将接触电极露出，实现了从而接触电极底部对接触电极和金属线进行电压衬度失效定位分析。
附图说明
图1是通孔链结构的结构示意图；
图2-图5是本发明一个实施例的通孔链结构的失效方法分析示意图；
图6-图9为图2-图5所示的半导体衬底的俯视结构示意图。
具体实施方式
本发明解决的问题提供一种通孔链结构的失效分析方法，能够用于金属线与接触电极之间的断裂的失效分析。
为解决上述问题，本发明一种通孔链结构的失效分析方法，包括：
提供待分析样品，所述待分析样品中具有通孔链结构，所述通孔链包括半导体衬底、金属线和位于半导体衬底与金属线之间的接触电极，所述半导体衬底与接触电极之间电连接良好；
对所述样品进行切割，使得切割后的样品的一个侧面与通孔链接的一侧的距离为1-10微米；
对切割后的样品进行平面研磨至露出金属线的表面；
在样品表面沉积金属层，所述金属层覆盖金属线的表面；
将金属层接地；
将样品放入聚焦电子束，利用沿平行于半导体衬底的厚度的方向对样品进行垂直切割，将位于接触电极下方的半导体衬底去除，露出接触电极的底部；
从接触电极的底部对接触电极和金属线进行电压衬度失效定位分析。
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。为了更好的说明本发明的技术方案，请参考图2-图5是本发明一个实施例的通孔链结构的失效方法分析示意图。
首先，请参考图2并结合图6，图6为图2所示的半导体衬底俯视结构示意图。提供待分析样品100，所述待分析样品100中具有通孔链结构，所述通孔链包括半导体衬底101、金属线103和位于半导体衬底101与金属线103之间的接触电极102，所述半导体衬底101与接触电极102之间电连接良好，通过分析未发现在半导体衬底101与接触电极102之间发生了断路。
接着，仍然参考图2并结合图6，对所述样品100进行切割，使得切割后的样品100的一个侧面与通孔链接的一侧的距离D为1-10微米。进行切割的目的是使得该侧面与样品的一侧距离缩短，有利于后续的聚焦电子束从该侧面对样品进行垂直切割，最终将衬底103去除，具体在后续将做详细的说明。
然后，请参考图3并结合图7，图7为图3所示的半导体衬底的俯视结构示意图。对切割后的样品100进行平面研磨至露出金属线103的表面。所述研磨为化学机械研磨。
接着，参考图4并结合图8，图8为图4所示的半导体衬底的俯视结构示意图。在样品100表面沉积金属层104，所述金属层104覆盖金属线103的表面。所述金属层104利用镀金机沉积。在图8中金属层104完全覆盖样品，因而样品由于位于金属层104下方，因此没有在图中示出。
接着，继续参考图4和图8，将金属层104接地；所述接地可以利用激光接地或导电胶带接地。作为一个实施例，所述接地利用导电胶带接地。
接着，参考图5并结合图9，图9为图5所示的半导体衬底的俯视结构示意图。将样品100放入聚焦电子束(FIB)，利用沿平行于半导体衬底101的厚度的方向对样品100进行垂直切割，将位于接触电极102下方的半导体衬底101去除，露出接触电极101的底部。参考图9，其中虚线部分为进行了垂直切割的部分，后续的失效定位分析将针对该虚线部分的样品进行。
最后，从接触电极101的底部对接触电极101和金属线103进行电压衬度失效定位分析，在利用失效定位分析之后，可以进一步利用SEM或TEM方法对样品进行进行一步分析。
综上，本发明通过将金属层上方沉积接地的导电金属层，以及将接触电极下方的衬底去除，将接触电极露出，实现了从而接触电极底部对接触电极和金属层进行电压衬度失效定位分析。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种通孔链结构的失效分析方法，其特征在于，包括：
提供待分析样品，所述待分析样品中具有通孔链结构，所述通孔链包括半导体衬底、金属线和位于半导体衬底与金属线之间的接触电极，所述半导体衬底与接触电极之间电连接良好；
对所述样品进行切割，使得切割后的样品的一个侧面与通孔链的一侧的距离为1-10微米；
对切割后的样品进行平面研磨至露出金属线的表面；
在样品表面沉积金属层，所述金属层覆盖金属线的表面；
将金属层接地；
将样品放入聚焦电子束，利用沿平行于半导体衬底的厚度的方向对样品进行切割，将位于接触电极下方的半导体衬底去除，露出接触电极的底部；
从接触电极的底部对接触电极和金属线进行电压衬度失效定位分析。
2.如权利要求1所述的通孔链结构的失效分析方法，其特征在于，所述接地利用激光接地或导电胶带接地。
3.如权利要求1所述的通孔链结构的失效分析方法，其特征在于，所述金属层利用镀金机沉积。
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