在線檢測與分析快速發現不可見的電學缺陷

成品率的角度來看，真正關心的是那些影響成品率的缺陷。其余的缺陷僅僅只是些小麻煩，所以把時間花在它們上面是一種浪費。大部分在線檢查和缺陷探測方法都集中在可見缺陷，這樣或多或少影響性能。通常，工藝完成以后，只有在電學測試數據獲得之后才可能將其與產品成品率進行關聯。當然，我們已經知道如何很好地估計哪些可見缺陷是重要的，哪些是與結構和形態無關的。然而，隨著器件越來越小，新工藝中引入新結構和新材料，越來越多的致命缺陷是不可見的——指對傳統在線檢測技術不可見。通常缺陷在形成后，只有經過幾天或幾周的電學測試才能被找到。

要克服這個不足，人們開發了一種新的在線探測技術，該技術在探測不可見電學缺陷方面比傳統的技術要快10倍。另外，該技術獲得的電學數據還可以與可見缺陷關聯起來，這有助于鑒別致命缺陷和非致命缺陷。已表明，更快的缺陷探測和致因分析能夠縮短工藝開發和成品率學習周期，加快量產步伐，加速成品率恢復，更快將新產品推向市場，提高大規模生產的產量和利潤。

可見缺陷探測方法速度很快，幾乎能用在產品晶圓制造工藝的任何地方。相比之下，用傳統方法探測不可見缺陷有幾種局限性：

◆ 它們通常依賴產品晶圓或SRAM測試結構的電學測試，之后進行深入的可視觀察和離線失效分析。
◆ 它們僅能用于以后的制造工藝。
◆ 它們檢測到的缺陷很難在產品晶圓或測試結構中再定位和分析。
◆ SRAM測試結構可能對探測小缺陷不夠敏感。
◆ 在幾個ppb的量級上，要確保90nm及更高技術節點有穩定的成品率，它們需要大量的晶圓才能提供有意義的統計結果。
◆ 在fab外的實驗室做失效分析要花上很多天時間。

新技術擺脫了這些限制。它不僅快速，而且能在fab內對特別設計的短流程（short-flow）測試晶圓做電學測量，并使用自動聚焦離子束（FIB）和掃描電子顯微鏡（SEM）分析，以便在數小時內獲得可行的失效分析結果，而不再需要花費數天的時間（圖1）。

測試方法

測試晶圓，稱為特征載體（CV），含有經過特別設計的測試結構，這些結構對設計工藝間相互作用很敏感，而這些相互作用則影響產品成品率。CV內的測試結構是根據特定的工藝或工藝模塊定做的。CV覆蓋了大部分FEOL和BEOL出現的問題，而且能完整覆蓋系統和隨機缺陷，并且只用3到6片晶圓就可得到1-3個ppt失效范圍的統計靈敏度。此外，由于CV是短流程測試芯片，設計為幾天內制造完成（相比全流程晶圓數月時間），這實際上加快了學習周期。

在超凈間內，大量使用CV的專用并行測試機是經過特別設計的，而且比當前參數測試機要快10-15倍。電測試數據自動傳送到綜合分析軟件，該軟件能詳細表征工藝缺陷模式。該軟件將電學數據與所有已知可見缺陷數據做關聯，能讓操作員從更寬廣的屬性角度選擇與分類缺陷。該軟件通過文件接口導出已選擇的數據和定位。