專利名稱：半導體芯片導線修補過程中的導航方法
技術領域：
本發明涉及一種通過聚焦離子束修補半導體芯片上導線的方法，特別涉
及在聚焦離子束修補半導體芯片上導線時，用x射線裝置進行導航的方法。
背景技術：
聚焦離子束作為一種曝光手段，具有非常高的靈敏度，這主要是因為離
子在固體材料中的能量轉移的效率遠遠高于電子，常用的電子束曝光抗蝕劑
對離子的靈敏度要比對電子束高100倍以上。而且，聚焦離子束曝光幾乎沒
有鄰近效應，由于離子本身的質量遠大于電子，離子在抗蝕劑中的散射范圍 要遠小于電子，并且幾乎沒有散射效應。聚焦離子束曝光除了已經提到的曝 光靈敏度極高和沒有鄰近效應之外還包括焦深大于曝光深度可以控制，離子
源發射的離子束具有非常好的平行性，聚焦離子束透鏡的數值孔徑只有0.001 ， 其焦深可達100|um,也就是說，半導體芯片表面任何起伏在100nm之內，離 子束的分辨力基本不變。聚焦離子束曝光的還有一個優點是通過控制離子能 量可以控制離子的穿透深度，從而控制抗蝕劑的曝光深度。
近年來，半導體集成電路已變得高度集成化并且具有更多的功能，當開 發一種大規模集成電路時，必須保證布線正確，因此由于布線錯誤引起電路 失效時，就需要進行聚焦離子束處理以修補出現錯誤的導線。但是由于聚焦 離子束可看的距離不深，所以在聚焦離子束修補導線時需要導航系統進行在 先觀察。
現有技術半導體芯片導線修補過程中的導航方法，如圖1A所示，將光學 顯微鏡12與半導體芯片16成0。至90。放置，由光學顯4效鏡12觀察半導體芯片16，確定導線層位置，然后將聚焦離子束裝置10與半導體芯片16垂直放置，用聚 焦離子束ll掃描100umxl00um的觀察范圍內導線層，找出錯誤的導線，并用 聚焦離子束ll用以修補導線；然后逐步移動半導體芯片16，直至用聚焦離子 束11掃描完整個半導體芯片16上的導線層，找出錯誤導線，并對錯誤導線進 行修補。由于光學顯微鏡只能觀察半導體芯片16表面的導線層，而無法透射 觀察半導體芯片16,因此無法確定半導體芯片16表面導線層以外的導線層位 置，進而無法用聚焦離子束掃描并修補半導體芯片16表面導線層以外的導線 層中的錯誤導線。
為了能確定半導體芯片中所有導線層的位置，現有技術采用紅外顯微鏡 在半導體芯片導線修補過程中進行導航。如圖1B所示，將紅外顯微鏡14與聚 焦離子束裝置10成0。至90。放置，聚焦離子束裝置10與半導體芯片16垂直放置， 并且紅外顯微鏡14與聚焦離子束裝置10位于半導體芯片16兩側，先由紅外顯 微鏡14穿透半導體芯片16的硅基底17確定半導體芯片16靠近硅基底17的導線 層位置，然后用聚焦離子束ll掃描100umxl00um的觀察范圍內靠近硅基底17 的導線層，找出錯誤的導線，并用聚焦離子束ll對錯誤導線進行修補；然后 移動半導體芯片16,重復上述步驟，直至用聚焦離子束ll掃描完整個靠近基 底17的導線層，找出所有錯誤的導線，并且用聚焦離子束ll修補錯誤導線； 向紅外顯微鏡14方向移動半導體芯片16，由紅外顯微鏡14穿透半導體芯片16 的基底17，確定半導體芯片16中除靠近基底17的導線層以外的導線層位置， 用聚焦離子束ll逐步掃描找出錯誤的導線，接著從聚焦離子束裝置10中發射 聚焦離子束ll用以修補錯誤導線；繼續向紅外顯微鏡14方向移動半導體芯片 16，直至用聚焦離子束將半導體芯片16中所有導線層中錯誤的導線找出，并 進行修補。
現有技術請參考申請號為200410031447的中國專利申請所公開的技術方案。
現有技術在聚焦離子束修補半導體襯底上錯誤導線時，用紅外顯微鏡進 行導航以確定導線層位置，由于紅外顯微鏡的波長長導致分辨率低，使導航 時間長，確定導線層位置的準確率低，進而導致成本提高，修補導線的成功 率降低。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種半導體芯片導線修補過程中的導航方法， 防止由于紅外顯微鏡的波長長導致分辨率低，使導航時間長，確定導線層位 置的準確率低，進而導致成本提高，修補導線的成功率降低。
為解決上述問題，本發明提供一種半導體芯片導線修補過程中的導航方
法，包括下列步驟將X射線裝置與半導體芯片成角度放置，其中X射線裝置 包括X射線發射器和X射線探測器，而半導體芯片中包含導線層；X射線發射 器發射X射線穿透半導體芯片至X射線探測器，確定半導體芯片內導線層位 置；掃描導線層，找出錯誤導線；修補錯誤導線。
X射線裝置與半導體芯片成25。至90°放置。X射線發射器與X射線探測 器處于半導體芯片的兩側。
X射線裝置和半導體芯片的距離與X射線裝置的放大倍數有關。X射線 裝置的放大倍數越大，X射線裝置和半導體芯片的距離越近。
X射線裝置的放大倍數為200倍至10000倍，X射線裝置的放大倍數為 10000倍時，X射線裝置和半導體芯片的距離為1000um， X射線裝置的放大 倍數為200倍時，X射線裝置和半導體芯片的距離為2cm。
用聚焦離子束裝置掃描導線層及修補錯誤導線。
聚焦離子束裝置掃描的范圍為80umx80 um至120umxl20。
聚焦離子束裝置與半導體芯片的距離為100um至200um。 與現有技術相比，本發明具有以下優點在用聚焦離子束修補半導體芯
片上的錯誤導線前，用x射線裝置進行導航以確定導線層位置，由于x射線 波長短，使分辨率提高，從而確定導線層位置的準確率也提高且導航時間縮 短，進而達到修補導線的成功率提高，使成本降低。
圖1A至圖1B是現有技術半導體芯片導線修補過程中的導航方法示意圖2A至圖2B是本發明半導體芯片導線修補過程中的導航方法示意圖3是本發明半導體芯片導線修補過程中的導航方法流程圖4A至圖4D是用本發明半導體芯片導線修補過程中的導航方法效果圖。
具體實施例方式
近年來，半導體集成電路已變得高度集成化并且具有更多的功能，當開 發一種大規模集成電路時，必須保證布線正確，因此由于布線錯誤引起電路 失效時，就需要進行聚焦離子束處理以修補出現錯誤的導線。但是由于聚焦 離子束可看的距離不深，所以在聚焦離子束修補導線時需要導航系統進行在 先觀察。現有技術在聚焦離子束修補半導體襯底上導線前，用紅外顯微鏡進 行導航，確定層線層位置，由于紅外顯微鏡的波長長導致分辨率低，使導航 時間長，準確率低，進而導致成本提高，修補導線的成功率降低。本發明在 用聚焦離子束修補半導體芯片上的錯誤導線前，用X射線裝置確定導線層位 置，由于X射線波長短，使分辨率提高，從而確定導線層位置的準確率也提 高且導航時間縮短，進而達到修補導線的成功率提高，使成本降低。為使本 發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖3是本發明半導體芯片導線修補過程中的導航方法流程圖。如圖3所示， 執行步驟S201將X射線裝置與半導體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發射器和X射線:深測器，而半導體芯片中包含導線層；S202X射線發射器 發射X射線穿透半導體芯片至X射線探測器，確定半導體芯片內導線層位置； S203掃描導線層，找出錯誤導線；S204修補錯誤導線。
圖2A至圖2B是本發明半導體芯片導線修補過程中的導航方法示意圖。 如圖2A和圖2B所示，將X射線裝置與半導體芯片26成角度放置，其中X 射線裝置包含X射線發射線22和X射線探測器24， X射線發射器22與X射 線探測器24處于半導體芯片26的兩側；由X射線發射器22發射X射線23 至半導體芯片26,并且穿透半導體芯片26,根據半導體器件對X射線吸收率 的不同，由X射線探測器24確定半導體芯片26中導線層200、 201、 202、 203的位置，聚焦離子束裝置20發射聚焦離子束21掃描半導體芯片26的第 一觀察區域S,內導線層200、 201、 202、 203，找出第一觀察區域,內導線層 200、 201、 202、 203中的錯誤導線，并用聚焦離子束21修補導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線；然后，移動半導體芯片16,用聚焦離子束21掃描 半導體芯片26的第二觀察區域S2內導線層200、 201、 202、 203，找出第二 觀察區域S2內導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線，并用聚焦離子束 21修補導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線；將半導體芯片16移動至 第三觀察區域S3，用聚焦離子束21掃描半導體芯片26的第三觀察區域S3內 導線層200、 201、 202、 203，找出第三觀察區域S3內導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線，并用聚焦離子束21修補導線層200、 201、 202、 203中的 錯誤導線；......繼續移動半導體芯片16至第N觀察區域SN，用聚焦離子束
21掃描半導體芯片26的第N觀察區域SN內導線層200、 201、 202、 203,找 出第N觀察區域SN內導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線，并用聚焦 離子束21修補導線層200、 201、 202、 203中的錯誤導線。直至用聚焦離子 束ll掃描完整個半導體芯片26上的各導線層，找出各導線層中的錯誤導線， 并用聚焦離子束21修補各導線層中的錯誤導線。
本實施例中，X射線裝置與半導體芯片26成25。至90。角度放置，具體角度 例如250、 30。、 40。、 50。、 60。、 70。、 80°或90°。
本實施例中，X射線裝置的放大倍數為200倍至10000倍，具體放大倍 數例如200倍、50(H咅、1000倍、2000倍、3000倍、4000倍、5000倍、6000 倍、7000倍、8000倍、9000倍或10000倍。X射線裝置和半導體芯片的距離
與x射線裝置的放大倍數有關，x射線裝置的放大倍數越大，x射線裝置和
半導體芯片的距離越近。當X射線裝置的放大倍數為10000倍時，x射線裝 置和半導體芯片的距離為1000um, X射線裝置的放大倍數為200倍時，X射 線裝置和半導體芯片的距離為2cm。
本實施例中，焦離子束裝置20掃描的范圍第一觀察區域S"第二觀察區 域S2、第三觀察區域S3……第N觀察區域SN的大小為80umx80 um至 120umxl20,具體大小例如80umx80 um、 90umx90 um、 100umxl00 um、 110umxllOum或120umxl20um。
本實施例中，聚焦離子束裝置20與半導體芯片26的距離為100um至 200um,具體距離例如100um、 120um、 140um、 160um、 180um或200um。
圖4A至圖4D是用本發明修補半導體芯片導線過程中的導航方法效果圖。 如圖4A所示，用X射線裝置確定圖2B的半導體芯片26中的導線層位置，觀察 到半導體芯片26的導線層200表面形貌非常清晰，這是由于X射線波長短，使 分辨率提高。
如圖4B所示，用X射線裝置確定圖2B的半導體芯片26中的導線層位置，觀 察到半導體芯片26的導線層201，其中導線層中的導線清晰可見，這是由于X 射線波長短，使分辨率提高。
如圖4C所示，用X射線裝置確定圖2B的半導體芯片26中的導線層位置，觀 察到半導體芯片26的導線層202，其中導線層中的導線清晰可見，這是由于X 射線波長短，使分辨率提高。
如圖4D所示，用X射線裝置確定圖2B的半導體芯片26中的導線層位置，觀 察到半導體芯片26的導線層203,其中導線層中的導線清晰可見，這是由于X 射線波長短，使分辨率提高。
本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何 本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發明的保護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種半導體芯片導線修補過程中的導航方法，包括下列步驟將X射線裝置與半導體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發射器和X射線探測器，而半導體芯片中包含導線層；X射線發射器發射X射線穿透半導體芯片至X射線探測器，確定半導體芯片內導線層位置；掃描導線層，找出錯誤導線；修補錯誤導線。
2.根據權利要求1所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線裝置與半導體芯片成25。至90。放置'
3.根據權利要求2所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線發射器與X射線探測器處于半導體芯片的兩側。
4. 根據權利要求3所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線裝置和半導體芯片的距離與X射線裝置的放大倍數有關。
5.根據權利要求4所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數越大，X射線裝置和半導體芯片的距離越近。
6. 根據權利要求6所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數為200倍至10000倍。
7.根據權利要求6所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數為10000倍時，X射線裝置和半導體芯片的距離為 1000um, X射線裝置的放大倍數為200倍時，X射線裝置和半導體芯片的距離 為2cm。
8.根據權利要求1所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在于用聚焦離子束裝置掃描導線層及修補錯誤導線c
9.根據權利要求8所述的半導體芯片導線修補過程中的導航方法，其特征在 于聚焦離子束裝置掃描的范圍為80umx80 um至120umx 120。于聚焦離子束裝置與半導體芯片的距離為100um至200um。
全文摘要
一種半導體芯片導線修補過程中的導航方法，包括下列步驟將X射線裝置與半導體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發射器和X射線探測器，而半導體芯片中包含導線層；X射線發射器發射X射線穿透半導體芯片至X射線探測器，確定半導體芯片內導線層位置；掃描導線層，找出錯誤導線；修補錯誤導線。經過上述步驟，在用聚焦離子束修補半導體芯片上的錯誤導線前，用X射線裝置確定導線層位置，由于X射線波長短，使分辨率提高，從而確定導線層位置的準確率也提高且導航時間縮短，進而達到修補導線的成功率提高，使成本降低。
文檔編號H01L21/70GK101197313SQ20061011935
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月8日 優先權日2006年12月8日
發明者季春葵, 廖炳隆, 牛崇實, 董偉淳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司