專利名稱：半導(dǎo)體器件主位線失效的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測(cè)試，具體地說(shuō)，涉及一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體器件主位線
(MainBit Line, MBL )失效的方法以及檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氮化物只讀存儲(chǔ)器(nitride read only memory, NROM)是一種非揮發(fā)性存 儲(chǔ)器，因其具有高密度結(jié)構(gòu)為業(yè)界所熟知。與其他類型的存儲(chǔ)器相同，NROM 的存儲(chǔ)陣列也包括若干個(gè)重復(fù)的物理扇區(qū)以及由多個(gè)塊共用的位線。存儲(chǔ)陣列 的位線是分等級(jí)結(jié)構(gòu)的，包括位于較低制造層上并連接到存儲(chǔ)單元的局部位線 (Low Bit Line, LBL )，以及位于較高層上控制6-12條局部位線的主位線(具 體條數(shù)根據(jù)不同器件的具體功能而定)。主位線從存儲(chǔ)陣列的頂部貫穿至底部， 控制存儲(chǔ)陣列的多個(gè)塊；局部位線貫穿一個(gè)物理扇區(qū)，直接對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù) 據(jù)讀寫的操作。由于主位線控制多個(gè)塊，因此， 一旦主位線失效，共用這條主 位線的所有塊均不能正常工作，最糟糕的情況可能導(dǎo)致?lián)p失六分之一的存儲(chǔ)空 間。
與靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)不同，NROM 器件在芯片(chip)能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出之前，需要進(jìn)行操作系統(tǒng) (PFROM)編程以及參考單元(Reference Cell)編程，以定義邏輯"0"和"1"。 因此，傳統(tǒng)主位線失效的分析方法-位圖(bitmap)分析只能在芯片進(jìn)行電聘4冢 測(cè)(circuit probing, CP)之后進(jìn)行，延誤了工程師的分析。另一方面，如果在 CP過(guò)程中因其他原因?qū)е滦酒?，就不能在其上進(jìn)4亍位圖分析，從而限制了 工程師的分析。上述兩種情況限制了位圖分析在主位線失效測(cè)試中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體器件主 位線失效的^r測(cè)方法和4全測(cè)系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新的檢測(cè)方法。所述檢測(cè)方法包
3括如下步驟a.選取至少2條字線，分別位于存儲(chǔ)陣列不同的物理扇區(qū)；b.逐 一測(cè)量所選字線與每一局部位線交叉位置處存儲(chǔ)單元的工作電流；若測(cè)量工作 電流大于基準(zhǔn)工作電流，則判定該存儲(chǔ)單元為異常存儲(chǔ)單元；反之，則判定該 存儲(chǔ)單元為正常存儲(chǔ)單元；c.對(duì)應(yīng)每一局部位線，如果在所選字線上的存儲(chǔ)單 元均為異常存儲(chǔ)單元，則判定控制該局部位線的主位線失效；對(duì)應(yīng)每一局部位 線，如果在所選字線上的存儲(chǔ)單元存在正常存儲(chǔ)單元，則說(shuō)明控制該局部位線 的主位線沒有失效。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種新的檢測(cè)系統(tǒng)。所述檢測(cè)系統(tǒng) 包括選^^莫塊、檢測(cè)模塊以及輸出模塊；選取模塊選取晶圓上需要檢測(cè)的芯片， 檢測(cè)模塊執(zhí)行上述檢測(cè)方法所述的步驟，對(duì)選擇的芯片進(jìn)行主位線失效測(cè)試； 輸出模塊輸出是否有主位線失效以及失效條數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的檢測(cè)方法和4企測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)工作電流的測(cè) 試實(shí)現(xiàn)對(duì)主位線失效的監(jiān)控。無(wú)論檢測(cè)的芯片是否可以進(jìn)行正常工作，都可以 檢測(cè)到主位線失效的信息，因此本發(fā)明應(yīng)用廣泛，既可單獨(dú)應(yīng)用于CP之前、之 后，也可以插入CP過(guò)程中。在CP過(guò)程中得出主位線失效信息，還可減少CP 時(shí)間，提高CP測(cè)試的可靠性。


圖1為NROM存儲(chǔ)陣列的平面圖。
圖2為采用本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)后晶圓主位線失效狀況圖。
圖3為主位線失效比率與器件閾值電壓的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件主位線失效檢測(cè)方法的其中一實(shí) 施方式作詳細(xì)描述，以期進(jìn)一步理解發(fā)明的技術(shù)方案、目的以及有益效果等。 所述半導(dǎo)體器件可以是NROM，也可以是類似架構(gòu)的其他器件。
圖1為NROM存儲(chǔ)陣列1的平面圖。存儲(chǔ)陣列1包括若干條字線和位線， 所述位線包括位于較低制造層上的局部位線和位于較高制造層上的若干條主位 線。存儲(chǔ)陣列1的存儲(chǔ)單元位于局部位線與字線交叉位置處。每條主位線控制6 條局部位線。圖1中只標(biāo)出主位線30，其控制局部位線31。本發(fā)明提供的檢測(cè)方法是首先分別在存儲(chǔ)陣列1的最頂端、中間、最低 端選取3條字線21、 22、 23,所選字線分別位于不同的物理扇區(qū)；然后，逐一 測(cè)量所選字線21、 22、 23與存儲(chǔ)陣列每一局部位線交叉位置處存儲(chǔ)單元的工作 電流，若測(cè)量工作電流超過(guò)基準(zhǔn)工作電流，則說(shuō)明該位置的存儲(chǔ)單元為異常存 儲(chǔ)單元；反之，為正常存儲(chǔ)單元；以局部位線31為例，對(duì)應(yīng)局部位線31,如果 所選位線21、 22、 23上的存儲(chǔ)單元A、 B、 C的測(cè)量工作電流均超過(guò)基準(zhǔn)工作 電流(存儲(chǔ)單元A、 B、 C均為異常存儲(chǔ)單元)，則說(shuō)明控制局部位線31的主位 線30失效；如果所選字線上至少存在一個(gè)正常存儲(chǔ)單元(存儲(chǔ)單元A或B或C 為正常存儲(chǔ)單元)，則說(shuō)明控制局部位線31的主位線30沒有失效。
需要說(shuō)明的是上述選擇屬于不同物理扇區(qū)的字線時(shí)，也可以選擇2條，雖 然比選取3條的準(zhǔn)確性低一些，但是仍就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
由于電流測(cè)量屬于直流(directcurrent, DC)觀'H式，無(wú)論芯片是否可以正常 工作，均可以進(jìn)行。也就是說(shuō)，本發(fā)明提供的檢測(cè)方法可以應(yīng)用在任何形式的 器件上，如可能存在壞片的天然晶圓(native wafer)。本發(fā)明提供的檢測(cè)方法可 以單獨(dú)在CP之前、之后進(jìn)行，也可以插入CP之中。如果插入CP之中，將主 位線失效的信息并入存儲(chǔ)器修復(fù)運(yùn)算，后續(xù)的CP過(guò)程中，跳過(guò)失效主位線的地 址，不僅可以減少測(cè)試的時(shí)間，提高測(cè)試效率，也可以避免失效主位線漏電流 的影響，提高CP的準(zhǔn)確性。
為了更高效地進(jìn)行主位線失效的測(cè)試，本發(fā)明還提供了采用上述檢測(cè)方法 的檢測(cè)系統(tǒng)，其包括選取模塊、檢測(cè)模塊以及輸出模塊。所述選取模塊用于在 晶圓上選取需要檢測(cè)的芯片。所述輸出模塊輸出是否有主位線失效及失效條數(shù)， 如圖2所示，然后根據(jù)這些信息計(jì)算晶圓的失效率。將上述檢測(cè)方法得到的信 息輸入檢測(cè)系統(tǒng)形成檢測(cè)模塊，采用Perl腳本，由檢測(cè)模塊判斷主位線是否失 效。圖2所示主位線失效比較嚴(yán)重(3條或以上)的芯片，如果位于晶圓上的位 置比較集中，根據(jù)區(qū)域推測(cè)制程中某一步或者某一設(shè)備出了問題，及時(shí)反饋給 制造部門，以解決問題，優(yōu)化制程或者改善設(shè)備性能等等。
另外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主位線失效比率與器件的闊值電壓有關(guān)，如圖3所示。 采用本發(fā)明的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)很容易獲得主位線的失效比率，根據(jù)失效比 率和閾值電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選擇合適的閾值電壓，可以有效提高晶圓的良率。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件主位線失效的檢測(cè)方法，所述半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)陣列包括若干條字線和位線，所述位線包括位于較低制造層上的局部位線以及位于較高制造層控制數(shù)條局部位線的主位線；其特征在于，所述檢測(cè)方法包括如下步驟a.選取至少2條字線，分別位于存儲(chǔ)陣列不同的物理扇區(qū)；b.逐一測(cè)量所選字線與每一局部位線交叉位置處存儲(chǔ)單元的工作電流；若測(cè)量工作電流大于基準(zhǔn)工作電流，則判定該存儲(chǔ)單元為異常存儲(chǔ)單元；反之，則判定該存儲(chǔ)單元為正常存儲(chǔ)單元；c.對(duì)應(yīng)每一局部位線，如果在所選字線上的存儲(chǔ)單元均為異常存儲(chǔ)單元，則判定控制該局部位線的主位線失效；對(duì)應(yīng)每一局部位線，如果在所選字線上的存儲(chǔ)單元存在正常存儲(chǔ)單元，則說(shuō)明控制該局部位線的主位線沒有失效。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件主位線失效的才企測(cè)方法，其特征在于，步驟 a中，選取位于不同物理扇區(qū)的3條字線；步驟c中，對(duì)應(yīng)每一局部位線地址， 如果所述3條字線上的存儲(chǔ)單元均為異常存儲(chǔ)單元，則判定控制該局部位線的 主位線為失效。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件主位線失效的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟 a中，選取的3條字線分別為存儲(chǔ)陣列最頂端、中間、最低端的字線。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件主位線失效的^r測(cè)方法，其特征在于，所述 半導(dǎo)體器件是指氮化物只讀存儲(chǔ)器。
5. —種采用如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件主位線失效的檢測(cè)方法的檢測(cè)系 統(tǒng)，其特征在于所述檢測(cè)系統(tǒng)包括選取模塊、檢測(cè)模塊以及輸出模塊；選取 模塊選取晶圓上需要檢測(cè)的芯片，檢測(cè)模塊執(zhí)行權(quán)利要求1所述的檢測(cè)步驟； 輸出模塊輸出是否有主位線失效或者/以及失效條數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件主位線失效的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)。該檢測(cè)方法包括選取至少2條字線，分別位于存儲(chǔ)陣列不同的物理扇區(qū)；逐一測(cè)量所選字線與每一局部位線交叉位置處存儲(chǔ)單元的工作電流；若測(cè)量工作電流大于基準(zhǔn)工作電流，則判定該存儲(chǔ)單元為異常存儲(chǔ)單元；反之，則判定該存儲(chǔ)單元為正常存儲(chǔ)單元；對(duì)應(yīng)每一局部位線，如果在所選字線上的存儲(chǔ)單元均為異常存儲(chǔ)單元，則判定控制該局部位線的主位線失效；如果在所選字線上的存儲(chǔ)單元存在正常存儲(chǔ)單元，則說(shuō)明控制該局部位線的主位線沒有失效。本發(fā)明提供的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)工作電流的測(cè)試實(shí)現(xiàn)對(duì)主位線失效的監(jiān)控，既可應(yīng)用于CP之前、之后，又可插入CP中，減少CP時(shí)間。
文檔編號(hào)G11C29/04GK101494089SQ20081003305
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者易晶晶, 游 肖, 陳澎松, 黃仁德 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司