[发明专利]一种用于精确定位大尺寸器件的小缺陷失效地址的方法

说明书

本发明涉及一种用于精确定位大尺寸器件的小缺陷失效地址的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，将有缺陷的样品处理到钨栓塞层，使用扫描电镜观察存在缺陷的区域器件表面结构；步骤二，扫描电镜记录大尺寸器件栅极/源极/漏极/衬底的表面电压衬度；步骤三，使用纳米点针台对大尺寸器件栅极和源极/漏极的两端进行电流量测，得到测量电流数据；步骤四，通过对比各测量电流数据，取电流最大的一组作为存在小缺陷失效地址。本发明用于精确定位大尺寸器件的小缺陷失效地址的新方法，能够克服传统分析方法在含有小缺陷的大尺寸器件精确定位中的困难，使得小缺陷的大尺寸器件失效位置的定位更加精确，便捷。

技术领域

本发明涉及一种用于精确定位大尺寸器件的小缺陷失效地址的方法，涉及3DNAND存储器失效分析技术领域。

背景技术

随着半导体技术的发展，提出了各种半导体存储器件。相对于常规存储装置如磁存储器件，半导体存储器件具有访问速度快、存储密度高等优点。这当中，NAND结构正受到越来越多的关注。为进一步提升存储密度，出现了多种三维(3D)NAND器件。

失效分析对于3D NAND半导体技术的发展具有举足轻重的作用。失效分析过程中，对于常规的失效器件通常采用以下方式进行缺陷分析：1)采用热点分析(Hotspot)确定失效位置；2)通过扫描电子显微镜(SEM)从顶层金属层(top metal)到钨栓塞层(CT)逐层观察失效位置的形貌及电压衬度(Voltage Contrast)以确定失效器件(device)；3)聚焦离子束(FIB)制样；4)透射电子显微镜(TEM)观察失效器件的截面形貌(Cross Section)确定失效器件的具体失效位置。然而，针对含有小缺陷的大尺寸(large Channel width)器件精确定位问题，以上方法已经不能满足分析要求。原因是失效的缺陷通常很小，而观察的范围又过大，这种状况会导致分析工程师无法集中精力观察目标位置，容易错失掉缺陷，导致成功率较低。

因此，开发一种有效的针对含有微小缺陷的大尺寸器件进行精确定位的新方法具有非常重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是设计一种新型的借助于纳米点针台的，对含有小缺陷的大尺寸器件进行精确定位的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于精确定位大尺寸器件的小缺陷失效地址的方法，包含以下步骤：

步骤一，将有缺陷的样品处理到钨栓塞层，使用扫描电镜观察存在缺陷的区域器件表面结构；

步骤二，扫描电镜记录大尺寸器件栅极/源极/漏极/衬底的表面电压衬度；

步骤三，使用纳米点针台对大尺寸器件栅极和源极/漏极的两端进行电流量测，得到测量电流数据；

步骤四，通过对比各测量电流数据，取电流最大的一组作为存在小缺陷失效地址。

优选的，其中，所述将有缺陷的样品处理到钨栓塞层包括如下过程：

使用反应离子刻蚀机将所述样品从上表面进行处理，去除样品上表面的钝化层；

使用硝酸和盐酸去除所述样品中的金属层；

使用研磨方法去除氧化层。

优选的，所述研磨方法为化学机械研磨法。

优选的，所述栅极具有亮电压衬度。

优选的，所述电流量测的过程如下：将纳米点针台的一端扎在栅极端对应的钨栓塞上，另一端扎在源极或漏极对应的每一个钨栓塞上，测试其一一对应的电流数据。

优选的，所述方法进一步包括如下步骤：

步骤五，通过聚焦离子束将所述失效地址切截面制成超薄样品，然后通过透射电子显微镜观察失效缺陷。