專利名稱：彎曲結構金屬連線缺陷的檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬連線中缺陷的檢測方法，特別涉及一種彎曲結構金屬連線缺 陷的檢測方法。
背景技術：
目前，在半導體集成電路工藝制造晶圓的過程中，晶圓內金屬連線的孔洞或雜質 顆粒缺陷是主要失效模式，對晶圓成品率有很大影響。因此，針對生產過程中缺陷的監(jiān)控設 計了晶圓允收測試(WAT，wafer acceptance test)以及可靠性檢測。激光束誘發(fā)阻抗變化(OBIRCH，optical beam induced resistance change)是利 用激光束的熱效應使被照射處的溫度變化進而引起阻值變化的原理進行失效定位分析的 技術。在待測器件兩個輸入端外加電壓，同時利用激光束照射待測器件上的各點，通過激光 束的熱效應使被照射的各點的溫度發(fā)生變化并由此產生被照射的各點的阻值變化即熱敏 電阻效應，從而引起輸出端的輸出電流變化，并記錄所述輸出電流的變化趨勢與激光束照 射的各點的對應關系。當激光束照射到有缺陷的各點時，由于缺陷的材料特性不同于正常 區(qū)域，激光束照射引起的電阻變化會不同于正常區(qū)域，此時待測器件輸出端的輸出電流變 化趨勢就會不同，從而定位缺陷的位置。OBIRCH技術可以檢測集成電路制造過程中產生的 缺陷，也可以檢測后續(xù)可靠性測試過程中產生的缺陷，如電遷移測試引起的金屬連線中的 空洞。OBIRCH技術僅適合半導體器件的較大范圍缺陷定位，其檢測的空間分辨率受到 光學成像系統(tǒng)的限制，只能達到微米級，無法滿足小尺寸失效分析的需要，尤其在對尺寸狹 窄的金屬互連線進行缺陷檢測時，由于激光光斑尺寸的限制以及受缺陷的材料與尺寸的影 響，OBIRCH技術存在缺陷查找的靈敏度以及定位精度太低的問題。除了激光束誘發(fā)阻抗變化外，還有帶電粒子束探測金屬連線缺陷法，結合

圖1 圖3說明該方法的原理步驟1、把金屬連線的兩端接到一個相同的電位Vtl上，并在兩端分別接電流表；本步驟中，當兩端接地時，作為特例，相同電位Vtl = 0伏；步驟2、帶電粒子束沿金屬連線檢測，測量和記錄檢測點70的位置和對應的電流 I1和12，作出電流變化曲線，并分析確定缺陷位置；本步驟中，帶電粒子束檢測方向是沿金屬連線并從左端開始到右端結束，如圖1 所示，包括金屬連線10，金屬連線10中的缺陷20，金屬連線10 —端串聯(lián)電流表a30，金屬連 線10另一端串聯(lián)電流表b40，金屬連線10兩端的共同接地端50，帶電粒子束60，帶電粒子 束檢測點70 ；本步驟中，恒定束流帶電粒子束60將帶電電子束或帶電離子束照射到金屬連線 10的表面，帶電電子束或帶電離子束產生的恒定電流將會分別流向金屬連線10接地的左 右兩端，并定義流向左端的電流為I1，流向左端的電流為I2，帶電粒子束檢測點70在金屬連 線10上的位置由χ表示；
其中，帶電電子束可以由掃描電子顯微鏡(SEMJcanning electron microscope) 提供，帶電離子束可由聚焦帶電離子束(FIB，incused ion beam)提供；圖2為帶電粒子束在金屬連線上檢測時的等效電路圖，包括并聯(lián)電阻禮和電阻&， 與電阻隊串聯(lián)的電流表30，與電阻&串聯(lián)的電流表40，并聯(lián)電阻隊和&共同的接地端50， 并聯(lián)電路的總電流I，流過隊的電流I1和流過&的電流I2，其中電阻隊是檢測點70向左 到接地端的電阻，電阻&是檢測點70向右到接地端的電阻，并聯(lián)電路總電流I就是帶電粒 子束總電流；本步驟中，I1可用電流表30測量，I2可用電流表40測量，電流變化曲線具體是 指一條以X為橫坐標，對應的(I2-I1)為縱坐標的曲線al，另一條以X為橫坐標，對應的Β為縱坐標的直線bl，如圖3所示，包括曲線al，直線bl ; αχ對電流變化曲線al和直線bl的分析如下首先定義金屬連線10的χ處的線電阻率
權利要求
1.一種帶電粒子束檢測彎曲結構金屬連線缺陷的方法，該方法包括 彎曲結構金屬連線兩端為輸出端并接相同的電位；帶電粒子束沿與金屬直線垂直的方向橫向檢測彎曲結構金屬連線的金屬直線上各點， 通過橫向電流變化曲線變化確定缺陷的種類和位置范圍；帶電粒子束在確定的缺陷位置范圍內沿金屬直線的方向縱向檢測彎曲結構金屬連線 的金屬直線，通過縱向電流變化曲線變化對缺陷位置進行精確定位。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述帶電粒子束是帶電電子束或帶電離子束ο
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述帶電粒子束帶有恒定束流。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述橫向電流變化曲線是各輸出端電流與 對應金屬直線上各點位置之間的對應關系，該對應關系可以為各輸出端電流，各輸出端電 流線性組合以及上述各輸出端電流或各輸出端電流線性組合隨檢測點位置改變的變化率 與對應各點位置的關系。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述帶電粒子通過電流變化曲線變化確定 缺陷的種類和位置范圍為當橫向電流變化曲線斜率不變，金屬連線上沒有缺陷；當橫向電流變化曲線斜率增大，缺陷種類為孔洞或雜質缺陷，其位置范圍是跳變點之 間的金屬連線；當橫向電流變化曲線斜率減小，缺陷種類為短路缺陷，其位置范圍是跳變點之間的金 屬連線。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述各輸出端電流是取對應金屬直線上某 一穩(wěn)定點的電流，穩(wěn)定點附近若干點的平均電流，或各點的最大電流。
7.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電流線性組合為兩輸出端電流的差值。
全文摘要
本發(fā)明提出一種帶電粒子束檢測彎曲結構金屬連線缺陷的方法，該方法包括先把彎曲結構金屬連線的首末端接相同電位，然后用帶電粒子束橫向檢測彎曲結構金屬連線的金屬直線部分，并通過作出電流變化曲線確定缺陷的種類和位置范圍，再通過縱向檢測并分析電流變化曲線，最終確定彎曲結構金屬連線缺陷的精確位置。該方法由于采用帶電電子束或帶電離子束進行檢測，使檢測的空間分辨率從微米級提高到納米級，基本不受缺陷的材料的影響，能檢測微小缺陷引起的很小的電阻變化，并通過橫向檢測縮短了彎曲結構金屬連線缺陷的檢測時間，極大地提高缺陷分析效率。
文檔編號H01L21/768GK102054722SQ20091019878
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權日2009年11月9日
發(fā)明者秦天, 章鳴, 郭強, 郭志蓉, 龔斌 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司