[发明专利]一种三维存储器失效样品制备方法

说明书

本发明公开了一种三维存储器失效样品制备方法，属于集成电路的失效分析领域，一种三维存储器失效样品制备方法，包括以下步骤：步骤一、将芯片表面金属层去除；步骤二、将去除金属层的芯片置于机械研磨设备的样品台上；步骤三、调整样品台位置，使芯片目标分析区位于微抛光磨头的正下方；步骤四、调整微抛光磨头的位置，使其接触芯片表面，微抛光磨头与芯片表面接触角为45度；步骤五、设定微抛光磨头移动距离，然后开启微抛光磨头旋转。本发明，通过结合高精度机械研磨和聚焦离子束，实现弧形侧壁结构，在垂直视角下即可对三维堆叠层数进行准确计数，比较垂直侧壁结构，能够更快速及准确的找到失效位置，提高分析效率和准确度。

技术领域

本发明涉及集成电路的失效分析领域，更具体地说，涉及一种三维存储器失效样品制备方法。

背景技术

三维存储器，通过在硅内部垂直制作电路的方法，大大提高了芯片单位面积的存储密度，是存储容量获得极大的提高。目前，三维存储技术已经发展到128层堆叠，而未来将向200层以上推进。三维矩阵式结构虽然可以提高芯片容量，但对分析技术提出了更高的要求。三维存储结构由一系列基本存储单元矩阵构成，分别由Bit Line(B/L)和Word Line(W/L)控制，B/L和W/L分布在2个垂直截面上，一个基本存储单元的尺寸为100nm以下，一个垂直方向的存储单元形成一个Channel Hole，当其中一个存储单元发生故障时，需要在垂直方向实现纳米级精准的定位，而由于存储器的设计特点，图形重复性高，容易发生错误定位的情况，增加了分析难度。

目前常用的三维存储器分析定位流程，首先根据电测试结果在芯片设计Layout图纸上找到对应的B/L和W/L，并测量其到芯片边缘的距离，以测量点坐标(X，Y)为中心，选择100*100um的区域作为分析目标区，使用激光或者FIB(聚焦离子束)在芯片表面进行预处理，标记出分析目标区，然后去除该区域的Top Metal层，根据Channel Hole查找W/L层数，最终定位到目标W/L上方1～2层W/L，最后使用FIB进行切片分析或平面取样。而从目标区表面向下定位到目标W/L，采用的是垂直结构，如图4所示。

现有方法的主要问题在于，在去除目标W/L层上方的W/L层时，需要不断确认以去除的层数，帮助确认目标位置，而垂直开槽结构，层堆叠信息都在垂直侧壁上，从正上方无法观察，需要侧向观察，由于每层的厚度仅为100nm左右，侧向视角容易发生计数错误的情况，导致失效定位偏差，而且侧向测量的难度比较高，耗时较长。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种三维存储器失效样品制备方法，具备分析效率与准确度高的优点，解决了在去除目标W/L层上方的W/L层时，需要不断确认以去除的层数，帮助确认目标位置，而垂直开槽结构，层堆叠信息都在垂直侧壁上，从正上方无法观察，需要侧向观察，由于每层的厚度仅为100nm左右，侧向视角容易发生计数错误的情况，导致失效定位偏差，而且侧向测量的难度比较高，耗时较长的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种三维存储器失效样品制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将芯片表面金属层去除；

步骤二、将去除金属层的芯片置于机械研磨设备的样品台上；

步骤三、调整样品台位置，使芯片目标分析区位于微抛光磨头的正下方；

步骤四、调整微抛光磨头的位置，使其接触芯片表面，微抛光磨头与芯片表面接触角为45度；

步骤五、设定微抛光磨头移动距离，然后开启微抛光磨头旋转，打磨芯片目标分析区，同时监控微抛光磨头位移；

步骤六、在微抛光磨头达到目标层上方两层Word Line(W/L)时停止打磨；