專利名稱：半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片上導(dǎo)線的方法，特別涉
及在聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片上導(dǎo)線時，用x射線裝置進(jìn)行導(dǎo)航的方法。
背景技術(shù)：
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(zhuǎn)移的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)，由于離子本身的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，離子在抗蝕劑中的散射范圍 要遠(yuǎn)小于電子，并且?guī)缀鯖]有散射效應(yīng)。聚焦離子束曝光除了已經(jīng)提到的曝 光靈敏度極高和沒有鄰近效應(yīng)之外還包括焦深大于曝光深度可以控制，離子
源發(fā)射的離子束具有非常好的平行性，聚焦離子束透鏡的數(shù)值孔徑只有0.001 ， 其焦深可達(dá)100|um,也就是說，半導(dǎo)體芯片表面任何起伏在100nm之內(nèi)，離 子束的分辨力基本不變。聚焦離子束曝光的還有一個優(yōu)點(diǎn)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(dǎo)體集成電路已變得高度集成化并且具有更多的功能，當(dāng)開 發(fā)一種大規(guī)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(jìn)行聚焦離子束處理以修補(bǔ)出現(xiàn)錯誤的導(dǎo)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(bǔ)導(dǎo)線時需要導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行在 先觀察。
現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，如圖1A所示，將光學(xué) 顯微鏡12與半導(dǎo)體芯片16成0。至90。放置，由光學(xué)顯4效鏡12觀察半導(dǎo)體芯片16，確定導(dǎo)線層位置，然后將聚焦離子束裝置10與半導(dǎo)體芯片16垂直放置，用聚 焦離子束ll掃描100umxl00um的觀察范圍內(nèi)導(dǎo)線層，找出錯誤的導(dǎo)線，并用 聚焦離子束ll用以修補(bǔ)導(dǎo)線；然后逐步移動半導(dǎo)體芯片16，直至用聚焦離子 束11掃描完整個半導(dǎo)體芯片16上的導(dǎo)線層，找出錯誤導(dǎo)線，并對錯誤導(dǎo)線進(jìn) 行修補(bǔ)。由于光學(xué)顯微鏡只能觀察半導(dǎo)體芯片16表面的導(dǎo)線層，而無法透射 觀察半導(dǎo)體芯片16,因此無法確定半導(dǎo)體芯片16表面導(dǎo)線層以外的導(dǎo)線層位 置，進(jìn)而無法用聚焦離子束掃描并修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片16表面導(dǎo)線層以外的導(dǎo)線 層中的錯誤導(dǎo)線。
為了能確定半導(dǎo)體芯片中所有導(dǎo)線層的位置，現(xiàn)有技術(shù)采用紅外顯微鏡 在半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中進(jìn)行導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體芯片16兩側(cè)，先由紅外顯 微鏡14穿透半導(dǎo)體芯片16的硅基底17確定半導(dǎo)體芯片16靠近硅基底17的導(dǎo)線 層位置，然后用聚焦離子束ll掃描100umxl00um的觀察范圍內(nèi)靠近硅基底17 的導(dǎo)線層，找出錯誤的導(dǎo)線，并用聚焦離子束ll對錯誤導(dǎo)線進(jìn)行修補(bǔ)；然后 移動半導(dǎo)體芯片16,重復(fù)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(dǎo)線層，找出所有錯誤的導(dǎo)線，并且用聚焦離子束ll修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線； 向紅外顯微鏡14方向移動半導(dǎo)體芯片16，由紅外顯微鏡14穿透半導(dǎo)體芯片16 的基底17，確定半導(dǎo)體芯片16中除靠近基底17的導(dǎo)線層以外的導(dǎo)線層位置， 用聚焦離子束ll逐步掃描找出錯誤的導(dǎo)線，接著從聚焦離子束裝置10中發(fā)射 聚焦離子束ll用以修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線；繼續(xù)向紅外顯微鏡14方向移動半導(dǎo)體芯片 16，直至用聚焦離子束將半導(dǎo)體芯片16中所有導(dǎo)線層中錯誤的導(dǎo)線找出，并 進(jìn)行修補(bǔ)。
現(xiàn)有技術(shù)請參考申請?zhí)枮?00410031447的中國專利申請所公開的技術(shù)方案。
現(xiàn)有技術(shù)在聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體襯底上錯誤導(dǎo)線時，用紅外顯微鏡進(jìn) 行導(dǎo)航以確定導(dǎo)線層位置，由于紅外顯微鏡的波長長導(dǎo)致分辨率低，使導(dǎo)航 時間長，確定導(dǎo)線層位置的準(zhǔn)確率低，進(jìn)而導(dǎo)致成本提高，修補(bǔ)導(dǎo)線的成功 率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法， 防止由于紅外顯微鏡的波長長導(dǎo)致分辨率低，使導(dǎo)航時間長，確定導(dǎo)線層位 置的準(zhǔn)確率低，進(jìn)而導(dǎo)致成本提高，修補(bǔ)導(dǎo)線的成功率降低。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方
法，包括下列步驟將X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成角度放置，其中X射線裝置 包括X射線發(fā)射器和X射線探測器，而半導(dǎo)體芯片中包含導(dǎo)線層；X射線發(fā)射 器發(fā)射X射線穿透半導(dǎo)體芯片至X射線探測器，確定半導(dǎo)體芯片內(nèi)導(dǎo)線層位 置；掃描導(dǎo)線層，找出錯誤導(dǎo)線；修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線。
X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成25。至90°放置。X射線發(fā)射器與X射線探測 器處于半導(dǎo)體芯片的兩側(cè)。
X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離與X射線裝置的放大倍數(shù)有關(guān)。X射線 裝置的放大倍數(shù)越大，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離越近。
X射線裝置的放大倍數(shù)為200倍至10000倍，X射線裝置的放大倍數(shù)為 10000倍時，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離為1000um， X射線裝置的放大 倍數(shù)為200倍時，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離為2cm。
用聚焦離子束裝置掃描導(dǎo)線層及修補(bǔ)錯誤導(dǎo)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(dǎo)體芯片的距離為100um至200um。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在用聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體芯
片上的錯誤導(dǎo)線前，用x射線裝置進(jìn)行導(dǎo)航以確定導(dǎo)線層位置，由于x射線 波長短，使分辨率提高，從而確定導(dǎo)線層位置的準(zhǔn)確率也提高且導(dǎo)航時間縮 短，進(jìn)而達(dá)到修補(bǔ)導(dǎo)線的成功率提高，使成本降低。


圖1A至圖1B是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法示意圖2A至圖2B是本發(fā)明半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法示意圖3是本發(fā)明半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法流程圖4A至圖4D是用本發(fā)明半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法效果圖。
具體實(shí)施例方式
近年來，半導(dǎo)體集成電路已變得高度集成化并且具有更多的功能，當(dāng)開 發(fā)一種大規(guī)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(jìn)行聚焦離子束處理以修補(bǔ)出現(xiàn)錯誤的導(dǎo)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(bǔ)導(dǎo)線時需要導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行在 先觀察?，F(xiàn)有技術(shù)在聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體襯底上導(dǎo)線前，用紅外顯微鏡進(jìn) 行導(dǎo)航，確定層線層位置，由于紅外顯微鏡的波長長導(dǎo)致分辨率低，使導(dǎo)航 時間長，準(zhǔn)確率低，進(jìn)而導(dǎo)致成本提高，修補(bǔ)導(dǎo)線的成功率降低。本發(fā)明在 用聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片上的錯誤導(dǎo)線前，用X射線裝置確定導(dǎo)線層位 置，由于X射線波長短，使分辨率提高，從而確定導(dǎo)線層位置的準(zhǔn)確率也提 高且導(dǎo)航時間縮短，進(jìn)而達(dá)到修補(bǔ)導(dǎo)線的成功率提高，使成本降低。為使本 發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
圖3是本發(fā)明半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法流程圖。如圖3所示， 執(zhí)行步驟S201將X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發(fā)射器和X射線:深測器，而半導(dǎo)體芯片中包含導(dǎo)線層；S202X射線發(fā)射器 發(fā)射X射線穿透半導(dǎo)體芯片至X射線探測器，確定半導(dǎo)體芯片內(nèi)導(dǎo)線層位置； S203掃描導(dǎo)線層，找出錯誤導(dǎo)線；S204修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線。
圖2A至圖2B是本發(fā)明半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法示意圖。 如圖2A和圖2B所示，將X射線裝置與半導(dǎo)體芯片26成角度放置，其中X 射線裝置包含X射線發(fā)射線22和X射線探測器24， X射線發(fā)射器22與X射 線探測器24處于半導(dǎo)體芯片26的兩側(cè)；由X射線發(fā)射器22發(fā)射X射線23 至半導(dǎo)體芯片26,并且穿透半導(dǎo)體芯片26,根據(jù)半導(dǎo)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(dǎo)體芯片26中導(dǎo)線層200、 201、 202、 203的位置，聚焦離子束裝置20發(fā)射聚焦離子束21掃描半導(dǎo)體芯片26的第 一觀察區(qū)域S,內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203，找出第一觀察區(qū)域,內(nèi)導(dǎo)線層 200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線，并用聚焦離子束21修補(bǔ)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線；然后，移動半導(dǎo)體芯片16,用聚焦離子束21掃描 半導(dǎo)體芯片26的第二觀察區(qū)域S2內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203，找出第二 觀察區(qū)域S2內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線，并用聚焦離子束 21修補(bǔ)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線；將半導(dǎo)體芯片16移動至 第三觀察區(qū)域S3，用聚焦離子束21掃描半導(dǎo)體芯片26的第三觀察區(qū)域S3內(nèi) 導(dǎo)線層200、 201、 202、 203，找出第三觀察區(qū)域S3內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線，并用聚焦離子束21修補(bǔ)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的 錯誤導(dǎo)線；......繼續(xù)移動半導(dǎo)體芯片16至第N觀察區(qū)域SN，用聚焦離子束
21掃描半導(dǎo)體芯片26的第N觀察區(qū)域SN內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203,找 出第N觀察區(qū)域SN內(nèi)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線，并用聚焦 離子束21修補(bǔ)導(dǎo)線層200、 201、 202、 203中的錯誤導(dǎo)線。直至用聚焦離子 束ll掃描完整個半導(dǎo)體芯片26上的各導(dǎo)線層，找出各導(dǎo)線層中的錯誤導(dǎo)線， 并用聚焦離子束21修補(bǔ)各導(dǎo)線層中的錯誤導(dǎo)線。
本實(shí)施例中，X射線裝置與半導(dǎo)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(shí)施例中，X射線裝置的放大倍數(shù)為200倍至10000倍，具體放大倍 數(shù)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(dǎo)體芯片的距離
與x射線裝置的放大倍數(shù)有關(guān)，x射線裝置的放大倍數(shù)越大，x射線裝置和
半導(dǎo)體芯片的距離越近。當(dāng)X射線裝置的放大倍數(shù)為10000倍時，x射線裝 置和半導(dǎo)體芯片的距離為1000um, X射線裝置的放大倍數(shù)為200倍時，X射 線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離為2cm。
本實(shí)施例中，焦離子束裝置20掃描的范圍第一觀察區(qū)域S"第二觀察區(qū) 域S2、第三觀察區(qū)域S3……第N觀察區(qū)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(shí)施例中，聚焦離子束裝置20與半導(dǎo)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(fā)明修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線過程中的導(dǎo)航方法效果圖。 如圖4A所示，用X射線裝置確定圖2B的半導(dǎo)體芯片26中的導(dǎo)線層位置，觀察 到半導(dǎo)體芯片26的導(dǎo)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(dǎo)體芯片26中的導(dǎo)線層位置，觀 察到半導(dǎo)體芯片26的導(dǎo)線層201，其中導(dǎo)線層中的導(dǎo)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(dǎo)體芯片26中的導(dǎo)線層位置，觀 察到半導(dǎo)體芯片26的導(dǎo)線層202，其中導(dǎo)線層中的導(dǎo)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(dǎo)體芯片26中的導(dǎo)線層位置，觀 察到半導(dǎo)體芯片26的導(dǎo)線層203,其中導(dǎo)線層中的導(dǎo)線清晰可見，這是由于X 射線波長短，使分辨率提高。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，包括下列步驟將X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發(fā)射器和X射線探測器，而半導(dǎo)體芯片中包含導(dǎo)線層；X射線發(fā)射器發(fā)射X射線穿透半導(dǎo)體芯片至X射線探測器，確定半導(dǎo)體芯片內(nèi)導(dǎo)線層位置；掃描導(dǎo)線層，找出錯誤導(dǎo)線；修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成25。至90。放置'
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線發(fā)射器與X射線探測器處于半導(dǎo)體芯片的兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離與X射線裝置的放大倍數(shù)有關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數(shù)越大，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離越近。
6. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數(shù)為200倍至10000倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于X射線裝置的放大倍數(shù)為10000倍時，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離為 1000um, X射線裝置的放大倍數(shù)為200倍時，X射線裝置和半導(dǎo)體芯片的距離 為2cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，其特征在于用聚焦離子束裝置掃描導(dǎo)線層及修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線c
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)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(dǎo)體芯片的距離為100um至200um。
全文摘要
一種半導(dǎo)體芯片導(dǎo)線修補(bǔ)過程中的導(dǎo)航方法，包括下列步驟將X射線裝置與半導(dǎo)體芯片成角度放置，其中X射線裝置包括X射線發(fā)射器和X射線探測器，而半導(dǎo)體芯片中包含導(dǎo)線層；X射線發(fā)射器發(fā)射X射線穿透半導(dǎo)體芯片至X射線探測器，確定半導(dǎo)體芯片內(nèi)導(dǎo)線層位置；掃描導(dǎo)線層，找出錯誤導(dǎo)線；修補(bǔ)錯誤導(dǎo)線。經(jīng)過上述步驟，在用聚焦離子束修補(bǔ)半導(dǎo)體芯片上的錯誤導(dǎo)線前，用X射線裝置確定導(dǎo)線層位置，由于X射線波長短，使分辨率提高，從而確定導(dǎo)線層位置的準(zhǔn)確率也提高且導(dǎo)航時間縮短，進(jìn)而達(dá)到修補(bǔ)導(dǎo)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(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者季春葵, 廖炳隆, 牛崇實(shí), 董偉淳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司