TWI498985B

TWI498985B - 半導體元件的分析方法

Info

Publication number: TWI498985B
Application number: TW098145396A
Authority: TW
Inventors: Chih Chung Chang; jian chang Lin; Wen Sheng Wu; Ching Lin Chang; Chih Yang Tsai
Original assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2015-09-01
Also published as: TW201123330A

Description

半導體元件的分析方法

本發明是有關於一種分析方法，且特別是有關於一種的半導體元件的分析方法。

半導體積體電路(IC)晶片之製程大致分為前段製程及後段製程，其中前段製程之目的是在晶圓(wafer)上製作出積體電路，而後段製程則是將積體電路已製作完成之晶圓進行封裝(package)。在前段製程及後段製程之過程中，不斷地進行許多結構測試及電性測試，以確保晶片之可靠度及良率。倘若測試結果為晶圓異常，為了找晶圓製作上的缺陷，一般來說，常用的觀測設備例如是掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，簡稱SEM)、穿透式電子顯微鏡(Transmitting Electron Microscope，簡稱TEM)及聚焦式離子束顯微鏡(Focused Ion Beam Microscope，簡稱FIB)等等。

一般來說，對於高密度之半導體元件，穿透式電子顯微鏡已經廣泛地利用來進行元件失效分析(Failure Analysis)與製程評估(Process Evaluation)，以解決產量與元件可靠度問題。通常在進行穿透式電子顯微鏡分析之前，都會先進行聚焦式離子束顯微鏡分析程序。聚焦式離子束顯微鏡分析程序一方面可提供初步的分析結果。另一方面，聚焦式離子束可以薄化半導體元件，以提供穿透式電子顯微鏡的電子穿透所需透明度，如此才可得到清晰之影像。

然而，傳統使用聚焦式離子束顯微鏡以及穿透式電子顯微鏡來進行元件失效分析往往存在一個問題，即無法推斷所觀測出的異常區域或是缺陷處是否為真正導致元件失效的缺陷。

本發明提供一種半導體元件的分析方法，其可以解決傳統分析方法無法推斷半導體元件上之異常區域是否具有真正導致元件失效的缺陷之問題。

本發明提出一種半導體元件的分析方法，此方法包括提供一半導體元件，且半導體元件上具有一異常區域。接著，對異常區域進行一聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中聚焦式離子束分析程序的結果顯示異常區域具有一缺陷。於聚焦式離子束分析程序之後，對異常區域進行一電性檢測步驟，以判斷異常區域內之缺陷是否為一元件真正失效缺陷。

在本發明之一實施例中，於上述之電性檢測步驟之後，更包括進行一選擇性穿透式電子顯微鏡分析程序。

在本發明之一實施例中，上述之電性檢測步驟包括一奈米探針檢測程序或是一接觸式原子力顯微鏡檢測程序。

在本發明之一實施例中，上述之奈米探針檢測程序或是接觸式原子力顯微鏡檢測程序更包括產生一電流-電壓曲線，藉以判斷所述異常區域內之缺陷是否為元件真正失效缺陷。

在本發明之一實施例中，上述之聚焦式離子束顯微鏡分析程序包括利用一聚焦式離子束切開半導體元件之異常區域，以於異常區域中形成一開口。

在本發明之一實施例中，上述利用聚焦式離子束切開半導體元件之異常區域之步驟包括使用一離子束來切開半導體元件之異常區域並且使用一電子束進行一監控程序。

在本發明之一實施例中，上述於利用聚焦式離子束切開半導體元件之該異常區域之步驟之前，更包括在半導體元件的表面上形成一保護層。

在本發明之一實施例中，上述之半導體元件具有一金氧半導體元件層以及位於金氧半導體元件層上方之一內連線層。

在本發明之一實施例中，上述於進行電性檢測步驟之前，更包括在開口內填入一塗佈層；以及進行一研磨程序，直到異常區域之內連線層暴露出來。

在本發明之一實施例中，上述之異常區域位於金氧半導體元件層或內連線層。

本發明另提供一種半導體元件的分析方法，此方法包括提供半導體元件，且半導體元件上具有一異常區域。對所述異常區域進行一聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中聚焦式離子束分析程序的結果顯示此異常區域具有一第一缺陷。於聚焦式離子束顯微鏡分析程序之後，對異常區域進行一電性檢測步驟，其中電性檢測步驟的結果顯示第一缺陷並非一元件真正失效缺陷。於電性檢測步驟之後，對異常區域再次進行聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中聚焦式離子束顯微鏡分析程序的結果顯示異常區域具有一第二缺陷，且第二缺陷為元件真正失效缺陷。

在本發明之一實施例中，上述之奈米探針檢測程序或是接觸式原子力顯微鏡檢測程序更包括產生一電流-電壓曲線，藉以顯示電性檢測步驟的結果為第一缺陷並非元件真正失效缺陷。

在本發明之一實施例中，上述之聚焦式離子束顯微鏡分析程序包括利用一聚焦式離子束切開半導體元件之異常區域，以於異常區域中形成一開口，其中開口暴露出異常區域。

在本發明之一實施例中，上述於利用聚焦式離子束切開半導體元件之異常區域之步驟之前，更包括在半導體元件的表面上形成一保護層。

基於上述，由於本發明在進行聚焦式離子束顯微鏡分析程序之後，對半導體元件之異常區域進行電性檢測步驟，以判斷此異常區域內之缺陷是否元件真正失效缺陷。因此，本發明相較於傳統分析方法可以更精確的分析出在半導體元件中真正導致元件失效的瑕疵為何。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為根據本發明一實施例之半導體元件的分析方法的流程圖。圖2A至圖2E為根據本發明一實施例之半導體元件的分析方法的元件剖面流程示意圖。請先參照圖1，此分析方法首先進行步驟102，也就是提供半導體元件，且半導體元件上具有異常區域。

在步驟102中，所述之半導體元件如圖2A所示，半導體元件200包括基材201、形成在基材201上之金氧半導體元件層210以及形成於金氧半導體元件層210上之內連線層220。基材201例如為矽基材或是其他的半導體基材。金氧半導體元件層210包括多個金氧半導體元件202a,202b。金氧半導體元件202a包括閘極G、閘絕緣層GI、間隙壁S以及金屬矽化物層MS₁ 、MS₂ 等等。金氧半導體元件202b包括閘極G、閘絕緣層GI以及間隙壁S等等。這些金氧半導體元件202a、202b可為電晶體(transistor)、電阻器(resistor)、融絲(fuse)或是其他元件。另外，位於金氧半導體元件層210上之內連線層220包括介電層204、206、208、212、214、216、218以及內連線結構207、213、217。內連線結構207主要用來電性連接內連線結構213與金氧半導體元件202a，內連線結構207例如是由金屬導電結構207a與包覆於金屬導電結構207a周圍的阻障層207b構成。內連線結構213主要用來電性連接內連線結構207與上層內連線結構217，內連線結構213例如是由金屬導電結構213a與包覆於金屬導電結構213a周圍的阻障層213b構成。內連線結構217主要用來電性連接下層內連線結構213與位於內連線結構217之上的上層內連線結構(圖未示)，內連線結構217例如是由金屬導電結構217a與包覆於金屬導電結構217a周圍的阻障層217b構成。上述之內連線結構207、213、217可為接觸插塞、鑲嵌結構、雙重鑲嵌結構或其他之內連線結構。值得一提的是，在本實施例以及其圖式中所繪示的元件僅用來說明本發明，以使此領域技術人員可以瞭解本發明，但並非用以限定本發明。

一般來說，在進行半導體元件的製造過程中，可能因為沈積、微影、蝕刻或是其他製程而造成某些元件產生缺陷。倘若所產生的缺陷對元件之效能造成影響，將使得元件無法正常運作。因此，接下來將詳細說明對上述半導體元件進行分析的詳細流程。在本實施例中，是以在半導體元件200之金氧半導體元件層210有異常區域為例來說明，但其並非用以限定本發明。如圖2A所示，藉由一些測試程序，已發現半導體元件200之金氧半導體元件層210有一異常區域240。上述之測試程序包括異常區域確認步驟、異常區域定位步驟等等常用且已知的測試程序。

接下來，進行圖1之步驟104，也就是進行聚焦離子束顯微鏡分析程序。此聚焦離子束顯微鏡分析程序之如圖2A至2B所述。首先，如圖2A所示，在半導體元件200的表面上形成一保護層230，保護層230可以保護半導體元件200上之異常區域240以外的部分不受到聚焦離子束顯微鏡分析程序之離子束的傷害。保護層230可為鉑(Pt)膜或鎢(W)膜。接著，如圖2B所示，利用聚焦式離子束250切開半導體元件200之異常區域240，以於對應異常區域240中形成一開口252，且所形成的開口252暴露出異常區域240。根據本發明之一較佳實施例，上述之聚焦式離子束250為雙束聚焦式離子束(Dual Beam FIB)，其包括使用一電子束250a進行一監控程序200之異常區域240並且使用一離子束250b來切開半導體元件。

在上述之聚焦離子束顯微鏡分析程序(步驟104)中，因異常區域240處已經被切開來，因此透過顯微鏡便可以觀看到此異常區域240的切面。在本實施例中，如圖2B所示，藉由聚焦離子束顯微鏡分析程序發現在異常區域240中之內連線結構207與金氧半導體元件202a的金屬矽化物層MS₁ 之間有部分錯位(partial missing)的情況。

為了進一步瞭解上述聚焦離子束顯微鏡分析程序(步驟104)之結果，即內連線結構與金屬矽化物層之間的部分錯位，是否為真正導致元件失效的缺陷，因此接下來繼續進行圖1之步驟106，也就是進行電性量測步驟。

根據本發明之一實施例，在進行步驟106所述之電性量測步驟之前，先請參照圖2C，在圖2B所示之開口252內填入一塗佈層254。此塗佈層254除了填滿開口252之外，更覆蓋整個半導體元件200以及保護層230。而形成塗佈層254之方法包括使用一塗佈程序，例如是旋轉塗佈法。塗佈層254之材質例如是絕緣材料，其可以是有機或是無機材料。常用的有機絕緣材料例如是環氧樹脂(epoxy)。

接著，對圖2C所示之結構進行一研磨程序，直到半導體元件200之內連線層220暴露出來，如圖2D所示。上述之研磨程序例如是化學機械研磨法。

在完成圖2C及圖2D之步驟之後，便可以進行圖1所述之電性測試步驟(步驟106)。如圖2E所示，此電性測試步驟包括一奈米探針檢測程序或是一接觸式原子力顯微鏡檢測程序。更詳細來說，可採用奈米探針260或是接觸式原子力顯微鏡260來對異常區域240作電性檢測。於上述之奈米探針檢測程序或是接觸式原子力顯微鏡檢測程序中，會同時產生一電流-電壓曲線，藉以判斷異常區域240中的缺陷是否為真正導致元件失效的缺陷。

在完成電性測試步驟之後，接著進行圖1之步驟108，也就是判斷異常區域240中的缺陷是否為真正導致元件失效的缺陷。倘若電性測試步驟的結果顯示異常區域240中的缺陷確實為真正導致元件失效的缺陷，那麼可以進一步進行步驟110，也就是進行穿透式電子顯微鏡分析程序。藉由穿透式電子顯微鏡分析程序，可以更進一步且清楚的觀測到異常區域240的缺陷。當然，倘若在電性測試步驟的結果顯示異常區域240確實為真正導致元件失效的缺陷，也可以不作穿透式電子顯微鏡分析程序，而直接結束此分析流程(步驟112)。

然而，倘若在圖1之步驟108中電性測試步驟的結果顯示在異常區域240中的缺陷並非真正導致元件失效的缺陷。那麼將回到步驟104，也就是聚焦離子束顯微鏡分析程序。藉由聚焦離子束顯微鏡分析程序，可以更進一步尋找真正導致元件失效的缺陷。最後，才結束此分析流程(步驟112)。

基於以上所述，經過上述之分析方法，可以有效地判斷異常區域中的缺陷是否為真正導致元件失效的缺陷。因此，本發明之分析方法相較於傳統分析方法可以更準確的分析出在半導體元件中真正導致元件失效的瑕疵為何。

值得一提的是，上述圖2A至圖2E之實施例是以異常區域是位於金氧半導體元件層210為例來說明。但根據其他的實施例，上述之分析方法也可以應用於內連線層220。倘若異常區域是發生在內連線層，那麼在步驟104之聚焦式離子束顯微鏡分析程序中，聚焦式離子束可以選擇僅切到異常區域所在的內連線層即可。另外，在進行步驟106之前的研磨程序僅需研磨至異常區域所在的內連線層即可。由於異常區域發生在內連線層的分析方法與異常區域發生在金氧半導體元件層的分析方法相似，因此，此領域技術人員藉由圖2A至圖2E所揭露的內容便可以清楚的瞭解異常區域發生在內連線層的分析方法之實際運作方式。

以下將列舉三個實例以說明本發明之分析方法。

實例1

實例1之分析方法是根據圖1之流程圖來進行。首先提供半導體元件，且半導體元件上具有異常區域(步驟102)。

之後，進行聚焦離子束顯微鏡分析程序(步驟104)。在此步驟104中，所觀測到的顯微鏡影像如圖3所示。在圖3所標示的異常區域300中，可觀測到位元線接觸結構(Bit Line Contact)與金屬矽化物層之間有部分錯位。然此時，尚無法確定位元線接觸結構與金屬矽化物層之間的部分錯位是否為真正導致元件失效的缺陷。

接著，繼續圖1之流程，也就是進行電性量測步驟(步驟106)。當然，在進行電性量測步驟106之前，已經對此半導體元件進行如圖2C及圖2D所示之塗佈程序以及研磨程序。在此實例1中，所述電性量測步驟是採用奈米探針檢測程序。使用奈米探針檢測程序可以觀測到如圖4所示之影像。圖4之區域302即對應圖3之異常區域300處，在區域302中，位元線接觸結構與金屬矽化物層之間有部分錯位。區域304鄰近區域302，且在區域304中接觸結構與金屬矽化物層之間沒有錯位的情況，其中區域304與區域302同樣是位於聚焦式離子束所切開的切面處。另外，在區域306中，接觸結構與金屬矽化物層之間沒有錯位的情況，且區域306並非位於聚焦式離子束所切開的切面處。在圖4中，大致可以觀測出位於區域302、304的接觸結構之接觸面積小於位於區域306的接觸結構之接觸面積。因而研判因區域302、304的接觸結構之接觸面積小，因此區域302、304內的接觸結構的阻值較高且接面電流較低。

在此奈米探針檢測程序中，除了可以觀測到圖4所示之顯微鏡影像之外，更可以產生一電流-電壓曲線，藉以進一步判斷在區域302中接觸結構與金屬矽化物層之間的錯位是否為真正導致元件失效的缺陷。請參照圖5，圖5的X軸表示電壓，Y軸表示電流，曲線302a、304a、306a分別為對應區域302、304、306所量測出的電流-電壓曲線。由圖5可知，同樣是位於聚焦式離子束所切開的切面處對應曲線302a相較於曲線304a來說，其接面電流明顯較低。由此可知，位於區域302的接觸結構之接面電流確實過小，因而可以研判位於區域302內接觸結構與金屬矽化物層之間的錯位，確實為真正導致元件失效的缺陷；然而接觸結構與金屬矽化物層之間沒有錯位的情況之對應曲線304a相較於曲線306a來說，因對應區域304位於聚焦式離子束所切開的切面處，以至於接觸結構之接觸面積小，阻值較高且接面電流較低。上述之步驟即圖1所述之步驟108。於進行圖1之步驟108之後，便可直接進行步驟112，即結束此分析程序。

實例2

實例2之分析方法是根據圖1之流程圖來進行。首先提供半導體元件，且半導體元件上具有異常區域(步驟102)。

之後，進行聚焦離子束顯微鏡分析程序(步驟104)。在此步驟104中，所觀測到的顯微鏡影像如圖6所示。在圖6所標示的區域400中，可觀測到與汲極接觸結構(Drain Contact)接觸的金屬矽化物層有遺失(Loss)的情況。然此時，尚無法確定金屬矽化物層之遺失是否為真正導致元件失效的缺陷。

接著，繼續圖1之流程，也就是進行電性量測步驟(步驟106)。當然，在進行電性量測步驟106之前，已經對此半導體元件進行如圖2C及圖2D所示之塗佈程序以及研磨程序。在此實例2中，所述電性量測步驟是採用接觸式原子力顯微鏡檢測程序。使用接觸式原子力顯微鏡檢測程序可以觀測到如圖7所示之影像以及電流-電壓曲線。區域402為對應圖6之區域400，在區域402中與汲極接觸結構接觸的金屬矽化物層有遺失的情況。區域404為鄰近區域402，且在區域404中與汲極接觸結構接觸的金屬矽化物層並未有遺失的情況。

在圖7中，大致可以觀測出區域402中所顯現出的顏色較淡，而區域404中所顯現出的顏色較深。因而研判因區域402中確實有金屬矽化物層遺失的情況。在此同時，因接觸式原子力顯微鏡檢測程序同時可以產生電流-電壓曲線，藉以進一步判斷區域402中的金屬矽化物層遺失是否為真正導致元件失效的缺陷。在圖7中，X軸表示電壓，Y軸表示電流。由圖7可知，對應區域402之曲線相較於對應區域404之曲線來說，區域402處的接面電流確實過低。由此可以研判區域402所存在金屬矽化物層遺失確實為導致元件失效的缺陷。上述之步驟即圖1所述之步驟108。

於進行圖1所述之步驟108，也就是判斷異常區域是否為元件真正失效缺陷之後。接著，可以進一步進行圖1之步驟110，也就是進行穿透式電子顯微鏡分析程序。在此步驟110中，可以觀測到的顯微鏡影像如圖8所示，其可以更清楚的觀看到在區域408(其也就是圖7之區域402)確實有明顯的金屬矽化物層遺失情況。最後，才進行圖1之步驟112，也就是結束此分析流程。

實例3

實例3之分析方法是根據圖1之流程圖來進行。首先提供半導體元件，且半導體元件上具有異常區域(步驟102)。

之後，進行聚焦離子束顯微鏡分析程序(步驟104)。在此步驟104中，所觀測到的顯微鏡影像如圖9所示。在圖9的區域502中，可觀測到金屬矽化物層有遷移(migration)到多晶矽層以及基材的現象。然此時，尚無法確定金屬矽化物層之遷移是否為真正導致元件失效的缺陷。

接著，繼續圖1之流程，也就是進行電性量測步驟(步驟106)。當然，在進行電性量測步驟106之前，已經對此半導體元件進行如圖2C及圖2D所示之塗佈程序以及研磨程序。在此實例3中，所述電性量測步驟是採用奈米探針檢測程序。使用奈米探針檢測程序可以觀測到如圖10所示之影像。區域504即為對應圖9之區域502多晶矽層連接至接觸結構位置，且在區域504中有金屬矽化物層遷移的情況。

在此奈米探針檢測程序中，除了可以觀測到圖10所示之顯微鏡影像之外，更可以產生一電流-電壓曲線，藉以進一步判斷區域504中的金屬矽化物層遷移是否為真正導致元件失效的缺陷。請參照圖11，圖11的X軸表示電壓，Y軸表示電流。由圖11可知，曲線506為正常閘極之多晶矽層之電流-電壓曲線，曲線508為有金屬矽化物層遷移到閘極之多晶矽層之電流-電壓曲線，也就是對應上述區域504(區域502)的電流-電壓曲線。一般來說，由於此異常區域在先前的步驟中已經被聚焦式離子束切開，且若異常區域中有導致元件真正失效缺陷存在的話，一般來說應該會有漏電流的情況。但是曲線508卻顯示沒有任何電流訊號。

由上述電流-電壓曲線可知，曲線508的分佈表示在區域504(區域502)中造成元件無法運作的缺陷應並非金屬矽化物層遷移所造成。換言之，金屬矽化物層遷移並非導致元件失效的缺陷。

於進行圖1所述之步驟108，也就是判斷異常區域是否為元件真正失效缺陷之後。接著，回到圖1之步驟104，也就是再次進行聚焦離子束顯微鏡分析程序。在此步驟104之再次分析後，可以觀測到的顯微鏡影像如圖12所示，其可以更清楚的觀看到在區域510中導致元件無法運作的缺陷並非金屬矽化物層遷移，而是閘極之多晶矽層已經完全被燒毀(burned-out)。因此，此時可以確定上述之異常區域中導致元件失效的缺陷的原因並非金屬矽化物層遷移，而是閘極之多晶矽層被燒毀。最後，才進行圖1之步驟112，也就是結束此分析流程。

由上述實例1～實例3可知，藉由本發明之分析方法，也就是進行聚焦式離子束顯微鏡分析程序之後，更進一步對半導體元件之異常區域進行電性檢測步驟，以判斷此異常區域內之缺陷是否為元件真正失效缺陷。此種方式相較於傳統分析方法可以更精確的分析出在半導體元件中真正導致元件失效的瑕疵為何。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

102、104、106、108、110、112．．．步驟

200．．．半導體元件

201．．．基材

202a,202b．．．金氧半導體元件

204、206、208、212、214、216、218．．．介電層

207、213、217．．．內連線結構

207a、213a、217a．．．金屬導電結構

207b、213b、217b．．．阻障層

210‧‧‧金氧半導體元件層

220‧‧‧內連線層

230‧‧‧保護層

240‧‧‧異常區域

250‧‧‧聚焦式離子束

250a‧‧‧電子束

250b‧‧‧離子束

252‧‧‧開口

254‧‧‧塗佈層

260‧‧‧奈米探針或是接觸式原子力顯微鏡

300、302、304、306、400、402、404、408、500、502、504、510‧‧‧區域或位置

302a、304a、306a、506、508‧‧‧曲線

圖1為根據本發明一實施例之半導體元件的分析方法流程圖。

圖2A至圖2E為根據本發明一實施例之半導體元件的分析方法的元件剖面流程示意圖。

圖3至圖5為根據本發明之實例1所進行的分析方法的相關圖式。

圖6至圖8為根據本發明之實例2所進行的分析方法的相關圖式。

圖9至圖12為根據本發明之實例3所進行的分析方法的相關圖式。

102、104、106、108、110、112．．．步驟

Claims

一種半導體元件的分析方法，包括：提供一半導體元件，該半導體元件上具有一異常區域；對該異常區域進行一聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中該聚焦式離子束顯微鏡分析程序的結果顯示該異常區域具有一缺陷；以及於該聚焦式離子束顯微鏡分析程序之後，對該異常區域進行一電性檢測步驟，以判斷該異常區域中之缺陷是否為一元件真正失效缺陷。
如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的分析方法，其中於該電性檢測步驟之後，更包括進行一選擇性穿透式電子顯微鏡分析程序。
如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的分析方法，其中該電性檢測步驟包括一奈米探針檢測程序或是一接觸式原子力顯微鏡檢測程序。
如申請專利範圍第3項所述之半導體元件的分析方法，其中該奈米探針檢測程序或是該接觸式原子力顯微鏡檢測程序更包括產生一電流-電壓曲線，藉以判斷該異常區域內之該缺陷是否為該元件真正失效缺陷。
如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的分析方法，其中該聚焦式離子束顯微鏡分析程序包括利用一聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域，以於該異常區域中形成一開口。
如申請專利範圍第5項所述之半導體元件的分析方法，其中於利用該聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域之步驟中，包括使用一離子束來切開該半導體元件之該異常區域並且使用一電子束進行一監控程序。
如申請專利範圍第5項所述之半導體元件的分析方法，其中於利用該聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域之步驟之前，更包括在該半導體元件的表面上形成一保護層。
如申請專利範圍第5項所述之半導體元件的分析方法，其中該半導體元件具有一金氧半導體元件層以及位於該金氧半導體元件層上方之一內連線層。
如申請專利範圍第8項所述之半導體元件的分析方法，其中於進行該電性檢測步驟之前，更包括：在該開口內填入一塗佈層；以及進行一研磨程序，直到該異常區域之該內連線層暴露出來。
如申請專利範圍第8項所述之半導體元件的分析方法，其中該異常區域位於金氧半導體元件層或是該內連線層。
一種半導體元件的分析方法，包括：提供一半導體元件，該半導體元件上具有一異常區域；對該異常區域進行一聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中該聚焦式離子束顯微鏡分析程序的結果顯示該異常區域具有一第一缺陷；以及於該聚焦式離子束顯微鏡分析程序之後，對該異常區域進行一電性檢測步驟，其中該電性檢測步驟的結果顯示該第一缺陷並非一元件真正失效缺陷；以及於該電性檢測步驟之後，對該異常區域再次進行該聚焦式離子束顯微鏡分析程序，其中該聚焦式離子束顯微鏡分析程序的結果顯示該異常區域具有一第二缺陷，且該第二缺陷為該元件真正失效缺陷。
如申請專利範圍第11項所述之半導體元件的分析方法，其中該電性檢測步驟包括一奈米探針檢測程序或是一接觸式原子力顯微鏡檢測程序。
如申請專利範圍第12項所述之半導體元件的分析方法，其中該奈米探針檢測程序或是該接觸式原子力顯微鏡檢測程序更包括產生一電流-電壓曲線，且該電流-電壓曲線顯示該第一缺陷並非該元件真正失效缺陷。
如申請專利範圍第11項所述之半導體元件的分析方法，其中該聚焦式離子束顯微鏡分析程序包括利用一聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域，以於該異常區域中形成一開口。
如申請專利範圍第14項所述之半導體元件的分析方法，其中於利用該聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域之步驟中，包括使用一離子束來切開該半導體元件之該異常區域並且使用一電子束進行一監控程序。
如申請專利範圍第14項所述之半導體元件的分析方法，其中於利用該聚焦式離子束切開該半導體元件之該異常區域之步驟之前，更包括在該半導體元件的表面上形成一保護層。
如申請專利範圍第14項所述之半導體元件的分析方法，其中該半導體元件具有一金氧半導體元件層以及位於該金氧半導體元件層上方之一內連線層。
如申請專利範圍第17項所述之半導體元件的分析方法，其中於進行該於進行該電性檢測步驟之前，更包括：在該開口內填入一塗佈層；以及進行一研磨程序，直到該異常區域之該內連線層暴露出來。
如申請專利範圍第17項所述之半導體元件的分析方法，其中該異常區域位於金氧半導體元件層或該內連線層。