[发明专利]一种失效点定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种失效点定位方法。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，每块芯片包含的器件数目越来越多，与之相对应的，IC器件的尺寸越来越小，掩膜版数量和薄膜层数大幅度增加，集成电路不断向高性能、低功耗、高集成度的方向发展，对可靠性有着越来越高的要求。在深亚微米工艺中，各种各样的失效情况出现在半导体器件，对失效情况的失效分析越来越重要。

在失效分析中，对于缺陷的定位是非常重要的一环。特别是随着半导体器件线宽越来越小，器件上的金属互连层数越来越多，IC元件存在短路、布线和通孔互连中的空洞、金属中的硅沉积等缺陷，对互连层测试结构进行失效分析十分重要，比如检测测试结构的电迁移（EM）、应力迁移(SM)等性能是否出现失效问题。

在失效分析技术中，光诱导电阻变化（Optical Beam Induced Resistance Change,OBIRCH）技术是一种常用的失效定位分析技术，其能快速准确地定位出互连线中的缺陷，比如空洞、硅球瘤、通孔下的空洞、通孔底部高阻区等，以及有效检测IC元件中的金属互连线短路。其工作原理为：OBIRCH仪器发射激光束在器件表面进行扫描，此时器件处于恒定电压下，激光束的部分能量会转化为热量。如果在金属互连线中存在缺陷，在这些缺陷附件产生的热量就不能迅速通过金属线传导开，这回导致缺陷处的温度升高，并进一步引起导线电阻值以及电流的发生变化；然后一起将这一变化的电阻量与所成像中像素的亮度相对应，像素的位置与电流电压发生变化时扫描激光束扫到的位置相对应。这样，就可以通过产生的OBIRCH像来定位缺陷。

然而，如图1所示，图1是常规的测试结构的俯视图，通常情况下，在互连层结构101的上、下方通常会设置伪金属（Dummy）结构102，用来优化铜CMP工艺，在采用OBIRCH技术进行失效点定位分析时，如果失效点位于伪金属结构101的下方，伪金属结构102会阻挡住激光束的反馈信号，反馈信号只能从伪金属结构102的侧边溢出，这样，失效点定位会有偏差，准确率会大大降低；当从芯片的背面进行失效定位时，同理，激光束反馈信号同样会被位于失效点下方的伪金属结构遮挡。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的目的旨在提供一种失效点定位的方法，从而提高失效点定位的准确率。

本发明提供一种失效点定位方法，包括：

步骤S01：在硅衬底上选取测试结构区域；

步骤S02：在所述测试结构区域中形成互连层结构；

步骤S03：选取所述互连层结构作为测试结构，采用光诱导电阻变化技术对所述测试结构进行失效点定位；

其中，所述互连层结构的形成方法包括：

步骤S11：设计光刻版图案，其中，所述测试结构区域中的互连层结构图案上、下方不设置所述伪金属结构的图案；

步骤S12：在硅衬底上形成介质层；

步骤S13：利用所述光刻版为模版，经光刻和刻蚀，在所述介质层中形成所述互连层结构，所述互连层结构上、下方不具有所述伪金属结构。

优选地，所述测试结构包括有至少一层互连层结构。

优选地，所述测试结构区域图案的外侧设置有伪金属结构。

优选地，所述光刻版图案中，所述测试结构区域外设置有所述伪金属结构的图案。

优选地，所述介质层包含氧化膜或氮氧化膜。

优选地，将所述硅衬底以100微米*100微米区域划分，位于所述区域内的所述测试结构的部分与所述区域的面积比例不大于60%。

优选地，所述互连层结构之间具有通孔。

本发明的失效点定位方法，通过改进传统的光刻版图案，在光刻版的测试区域中的互连层结构图案上、下方不设置伪金属结构图案，这样，利用该光刻版进行光刻和刻蚀后，所形成的互连层结构上、下方不具有伪金属结构，从而在采用光诱导电阻变化技术进行定位时，即使在互连层结构上方有介质层，在互连层下方有硅衬底，由于激光束可以直接穿透介质层和硅衬底，因此，激光束可以直接照射到测试结构上，由此仪器能够接收到准确的反馈信号，从而对缺陷位置进行准确的定位，提高了失效点定位准确率。

附图说明

图1为常规的测试结构的俯视示意图

图2为本发明的一个较佳实施例的失效点定位方法的流程示意图

图3为本发明的上述较佳实施例的失效点定位方法中的测试结构俯视示意图

图4为本发明的上述较佳实施例的失效点定位方法中的测试结构测试示意图