一种芯片失效分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102253325A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102253325A(43)申请公布日2011.11.23(21)申请号201010181477.6(22)申请日2010.05.21(71)申请人中芯国际集成电路制造(上海)有限公司地址201203上海市张江路18号申请人武汉新芯集成电路制造有限公司(72)发明人赖李龙高慧敏陈宏领(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅李时云(51)Int.Cl.G01R31/28(2006.01)G01R31/311(2006.01)G01N21/88(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种芯片失效分析方法(57)摘要本发明提供一种芯片失效分析方法，用于检测芯片栅极的缺陷特征，其步骤包括：通过机械研磨去除进行失效分析的芯片的衬底和有源区的大部分；通过湿法刻蚀去除芯片残存的衬底和有源区；通过干法刻蚀去除芯片的栅氧层的大部分，保留的部分栅氧层用于保护栅极第一多晶硅层；检测所述第一多晶硅层是否存在缺陷特征。本发明方法可将芯片准确剥离至栅极第一层多晶硅的底部，测得其底部的精确尺寸参数，并可大大提高工作效率，节省时间成本。CN10253ACCNN110225332502253331A权利要求书1/1页1.一种芯片失效分析方法，用于检测芯片栅极的缺陷特征，包括以下步骤：通过机械研磨去除进行失效分析的芯片的衬底和有源区的大部分；通过湿法刻蚀去除芯片残存的衬底和有源区；通过干法刻蚀去除芯片的栅氧层的大部分，保留的部分栅氧层用于保护栅极第一多晶硅层；检测所述第一多晶硅层是否存在缺陷特征。2.如权利要求1所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述芯片失效分析方法的步骤还包括：在进行机械研磨之前将进行失效分析的芯片正面朝下用粘合剂粘贴到承载台上。3.如权利要求1所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述进行失效分析的芯片是一个完整的芯片，或者是切割下的芯片的一部分。4.如权利要求2所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述承载台的材质为玻璃。5.如权利要求2所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述机械研磨通过将承载台及芯片放入自动研磨装置中进行全自动研磨来实现。6.如权利要求2所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述机械研磨采用手工托举承载台将样品压在研磨机上实现对芯片的机械研磨。7.如权利要求1所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述通过湿法刻蚀去除芯片残存的衬底和有源区的步骤包括：将芯片放入到加入了异丙醇的加热的弱碱性溶液中，直至将芯片上残存的衬底和有源区完全去除。8.如权利要求7所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述加热的弱碱性溶液的温度为80-85℃。9.如权利要求7所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述弱碱性溶液为浓度低于40％的氢氧化钾溶液。10.如权利要求7所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述通过湿法刻蚀去除芯片残存的衬底和有源区的步骤还包括：将芯片放入双氧水中数分钟后捞出，使用去离子水对芯片进行清洗并使芯片干燥。11.如权利要求10所述的芯片失效分析方法，其特征在于，所述双氧水的温度为50-90℃。12.如权利要求1所述的芯片失效分析方法，其特征在于，采用高真空扫描电镜或低真空扫描电镜检测所述第一多晶硅层是否存在缺陷特征。2CCNN110225332502253331A说明书1/4页一种芯片失效分析方法技术领域[0001]本发明涉及半导体失效分析领域，特别涉及一种芯片失效分析方法。背景技术[0002]在现代集成电路制造工艺中，芯片加工需要经历一系列化学、光学、冶金、热加工等工艺环节。每道工艺都可能引入各种各样的缺陷。与此同时由于特征尺寸的不断缩小，各类加工设施成本也急剧上升，因此器件缺陷造成的损失代价极为高昂。在这种条件下，通过验证测试，分析失效原因，减少器件缺陷就成为集成电路制造中不可少的环节。通过失效分析工作，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配，同时也帮助集成电路应用人员发现使用设计或操作不当等问题。[0003]失效分析常用方法有很多，大致分为硬方法(HardMethod)和软方法(SoftMethod)两种。硬方法主要包括使用光电显微镜等硬件设备来检查和确定失效原因，从而改进工艺过程。目前，这些用于诊断、失效分析的系统和先进的分析设备仪器包括电子束探针(E-beamprobe)诊断系统、离子束修补系统(FIB-FocusedIonBeam)、红外热像仪、扫描电镜(SEM-ScanningElectronMicroscopy)、共聚焦显微镜、半导体参数分析仪等。失效分析人员通过使用这些仪器，就能对芯片各表层和纵向剖面进行分析，准确定位芯片缺陷，