CN109817538B

CN109817538B - Sram失效在线测试方法

Info

Publication number: CN109817538B
Application number: CN201910056865.2A
Authority: CN
Inventors: 张连宝; 曹子贵; 姜国伟; 章屠灵; 周广伟; 王卉; 陈宏�
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: CN109817538A

Abstract

本发明提供了一种SRAM失效在线测试方法，包括：获取晶圆图像，图像包括多个SRAM的图形；对图像进行处理，获取SRAM图形的特征值；通过特征值提取相邻图形之间的最小距离；若最小距离小于阈值，则判断SRAM已失效。在本发明提供的SRAM失效在线测试方法中，通过获取SRAM的图形，对SRAM图形的处理提取SRAM图形的特征值，根据特征值判断相邻的SRAM图形的间距，从而判断相邻的SRAM图形是否有短路连接。本发明实施例提供的SRAM失效在线测试方法可以在线判断SRAM是否短路，实时识别晶圆是否出现不良，减少晶圆不良品的判断的时间，提高工作效率，提升晶圆的良率。

Description

SRAM失效在线测试方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种SRAM失效在线测试方法。

背景技术

静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)是随机存取存储器的一种。制作时，SRAM(静态随机存取存储器)是晶圆上一部分功能的区域，一些SRAM部位可能造成损坏，导致短路，如图1是SRAM异常的示意图，图1中亮一点的SRAM图形，可以看出SRAM与相邻的SRAM之间出现东西连接，导致短路。因此，在晶圆的整个测试过程中，需要对晶圆的SRAM部分进行功能测试，通过功能测试判断是否物理失效，并对物理失效的原因进行分析，分析结果显示，失效原因主要是金属层1的两条线被接触孔(contact)连接了起来，而造成这两条线被接触孔(contact)连接起来的主要原因可能是contact临界尺寸偏大，金属层1的临界尺寸偏大，金属层1轮廓不好，金属层1和contact的对准偏离等因素或这些因素共同影响。

现有技术，可以通过旁边的距离观察是否相连，但是这种结果可能不准确，因此需要一种测试SRAM失效的方法，使测试结果更加准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SRAM失效在线测试方法，用于测试晶圆上的SRAM部位是否失效，并且使得测试结果更加准确。

为了达到上述目的，本发明提供了一种SRAM失效在线测试方法，包括：

获取晶圆图像，图像包括多个SRAM图形；

对图像进行处理，获取SRAM图形的特征值；

通过特征值提取相邻SRAM图形之间的最小距离；

若最小距离小于阈值，则判断SRAM已失效。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，所述获取图像采用扫描式电子显微镜。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，获取SRAM图像之后，SRAM失效在线测试方法还包括：将获取的晶圆图像传输至数据库。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，对图像处理，获取SRAM图形的特征值的方法包括：提取图像的灰度值信息；对图像进行二值化处理。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，所述二值化处理的方法包括：根据预设的灰度值信息，将整个图像分为黑白两部分。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，通过特征值提取相邻SRAM图形之间的最小距离的方法为：提取相邻的同种颜色的图形的最小距离。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，所述阈值为8nm。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，若最小距离大于阈值，则判断SRAM没有失效。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，判断SRAM已失效后，判断所述晶圆不合格。

可选的，在所述的一种SRAM失效在线测试方法中，判断SRAM是否失效后，所述SRAM失效在线测试方法还包括：将判断结果输出至用户。

在本发明提供的SRAM失效在线测试方法中，通过获取SRAM的图形，对SRAM图形的处理提取SRAM图形的特征值，根据特征值判断相邻的SRAM图形的间距，从而判断相邻的SRAM图形是否有短路连接。本发明实施例提供的SRAM失效在线测试方法可以在线判断SRAM是否短路，实时识别晶圆是否出现不良，减少晶圆不良品的判断的时间，提高工作效率，提升晶圆的良率。

附图说明

图1是本发明实施例的SRAM异常的示意图；

图2是本发明实施例的SRAM失效在线测试方法的流程图；

图3至图5是本发明实施例的晶圆图像处理过程的示意图；

图中：110-SRAM图形。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照图2，本发明提供了一种SRAM失效在线测试方法，包括：

S11：获取晶圆图像，图像包括多个SRAM图形；

S12：对图像进行处理，获取SRAM图形的特征值；

S13：通过特征值提取SRAM图形与SRAM图形之间的最小距离；

S14：若最小距离小于阈值，则判断SRAM已失效。

本实施例中，所述获取图像采用扫描式电子显微镜。扫描式电子显微镜是较现代的细胞生物学研究工具，主要利用二次电子信号成像来获取样品表面形态信息，用极狭窄的电子束去扫描样品，电子束与样品的相互作用产生各种电子的发射，其中主要是样品的二次电子发射，而二次电子能够产生样品表面放大的形貌，故可以使用逐点成像的方法获得样品表面的放大像。扫描式电子显微镜的精度较高，且基于半导体领域的特定测量要求，微距量测扫描式电子显微镜多年来一直被用于测试晶圆的关键尺寸，经过多项处理工艺后，晶圆方可被做成符合要求的产品，而一旦工艺中任何一个流程出现异常，均会影响产品的质量。

检测时，一批晶圆共25片，检测其中一片晶圆的SRAM图形110，作为样本SRAM图形，提取SRAM图形110与相邻SRAM图形110之间的距离，当检测到SRAM图形110与相邻的SRAM图形110之间的距离小于阈值时，可以基本判断这个部位的SRAM有问题。

本实施例中，获取晶圆图像之后，SRAM失效在线测试方法还包括：将获取的晶圆图像传输至数据库；图像通过数据线传送至电脑或其他设备，用于存储数据，方便后面查找和使用。

本实施例中，对图像处理，获取SRAM图形的特征值的方法包括：提取图像的灰度值信息；对图像进行二值化处理。利用图像不同地方的亮度不同，提取图像不同地方的灰度值信息，灰度值信息分布包括灰度值大小信息和灰度值位置信息分布，因此，不同的图像具有不同的灰度值，在数据处理器如电脑上通过软件将图像进行灰度值处理，获得灰度值的分布，如图3，图像的灰度值信息包括灰度值位置和灰度值信息的分布，从图中可以看出，SRAM图形与SRAM图形之间的空隙的部位的灰度值大小不一致，可以通过灰度值的大小复原出SRAM图形的形状，并且通过SRAM图形与SRAM图形的间隙之间不同的灰度值可以提取出图像之间的距离。

本实施例中，所述二值化处理的方法包括：根据预设的灰度值信息，将整个图像分为黑白两部分。图像的灰度值一般为0到255，白色为255，黑色为0，例如，灰色的灰度值可能为128。根据在上线测试之前实验获得的数据，可以得知正确的图形的灰度值，获得的灰度值可能是一个范围，将这个范围内的灰度值变为白色，即灰度值为255，不在这个范围内的灰度值变为0，这样，整个图像就成为黑白相间的图形，白色部分就是SRAM图形。

本实施例中，通过特征值提取相邻SRAM图形之间的最小距离的方法为：提取相邻的同种颜色的图形的最小距离。可以提取相邻的图形的最小距离，即相邻的SRAM的轮廓边缘到轮廓边缘的距离，图像的灰度值一般为0到255，白色为255，黑色为0，例如，灰色的灰度值可能为128，也可能是128前后的一个范围内的值，不同程度的灰色的灰度值不同，获取的图像可以是黑白图像也可以是彩色图像。

本实施例中，所述阈值为8nm。所述获取的图形与图形之间的距离小于了8nm，即证明这个晶圆不合格，之后对晶圆进行进一步检测，如果发现确实不合格，意味着可能制造晶圆的工艺存在问题。本实施例中，SRAM失效的一个原因是金属层1的两条线被接触孔(contact)连接了起来，导致短路，从获得的图像可以看出连接的地方的灰度值和SRAM部位的灰度值相近，而与空隙之间的灰度值相差太大，因此，可以根据SRAM部位的灰度值。

本实施例中，若最小距离大于阈值，则判断SRAM没有失效。判断SRAM没有失效后，就可以对晶圆进行其他功能的测试。

本实施例中，判断SRAM已失效后，判断所述晶圆不合格。如果判断不合格，可以进一步判断，如果继续不合格，证明工艺有问题，需要对工艺过程进行改进。具体的，可以判断到底是contact临界尺寸偏大，金属层1临界尺寸偏大，金属层1轮廓不好，金属层1还是contact的对准偏离等因素，找出具体的原因，针对具体的工艺进行改进，从而改善整个晶圆的制作工艺。

进一步的，判断SRAM是否失效后，所述SRAM失效在线测试方法还包括：将判断结果输出至用户。通过判断SRAM图形之间的距离是否小于阈值的方法来测试SRAM是否失效，无论判断结果失效与否都可以将结果输出至用户，具体的，可以利用一显示器与图像处理设备连接，将判断后的结果显示在显示器上，可以方便再次判断。

在本发明实施例提供的SRAM失效在线测试方法中，通过获取SRAM的图形，对SRAM图形的处理提取SRAM图形的特征值，根据特征值判断相邻的SRAM图形的间距，从而判断相邻的SRAM图形是否有短路连接。本发明实施例提供的SRAM失效在线测试方法可以在线判断SRAM是否短路，实时识别晶圆是否出现不良，减少晶圆不良品的判断的时间，提高工作效率，提升晶圆的良率。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，包括：

获取晶圆图像，图像包括多个SRAM图形；

对图像进行处理，获取SRAM图形的特征值；

通过特征值提取相邻SRAM图形之间的最小距离；

若最小距离小于阈值，则判断SRAM已失效；

对图像处理，获取SRAM图形的特征值的方法包括：提取图像的灰度值信息，所述灰度值信息包括灰度值大小信息和灰度值位置信息；对图像进行二值化处理。

2.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，所述获取图像采用扫描式电子显微镜。

3.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，获取晶圆图像之后，SRAM失效在线测试方法还包括：将获取的晶圆图像传输至数据库。

4.如权利要求3所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，所述二值化处理的方法包括：根据预设的灰度值信息，将整个图像分为黑白两部分。

5.如权利要求4所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，通过特征值提取相邻SRAM图形之间的最小距离的方法为：提取相邻的同种颜色的图形的最小距离。

6.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，所述阈值为8nm。

7.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，若最小距离大于阈值，则判断SRAM没有失效。

8.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，判断SRAM已失效后，判断所述晶圆不合格。

9.如权利要求1所述的一种SRAM失效在线测试方法，其特征在于，判断SRAM是否失效后，所述SRAM失效在线测试方法还包括：将判断结果输出至用户。