[发明专利]一种集成电路芯片反向工程的定位方法

说明书

本发明提出一种集成电路芯片反向工程的定位方法，找到目标器件，通过FIB的离子束从样品正面切割开口，从开口区域进入样品去除其内部层次，直到器件特征尺寸的可量测层，然后进行量测确认，其特征在于根据红外光学显微镜对样品背面拍摄的照片确定目标器件的位置。本发明还提出一种利用上述定位方法实施的集成电路芯片反向工程的定点。采用本发明的定位和制样方法，不仅使反向工程的特定目标器件量测和分析摆脱了原形样品数量的限制，而且样品的受创面也大大减小。本发明方法提升了反向工程样品分析的速度，可以在一个样品上同时完成不同目标器件的定位、分析，进一步在原型样品数量有限的情况下，提升了反向工程分析的成功率。

技术领域

本发明涉及一种集成电路芯片设计领域，特别涉及集成电路芯片反向工程的定位方法。

背景技术

在集成电路IC制程持续发展的今天，除了正向设计以外，也出现了反向工程，也称为“逆向工程”-reverse engineering。反向工程包括：拍照、提图、画图制版、仿真、工艺设计、流片、测试、封装、老花等一整套完整的工序和流程，其中拍照、提图主要是对原型芯片的设计和工艺进行解读。

反向工程解读芯片绝非copy(复制)，而是学习，在对芯片的深入剖解中学会基本技巧的原理，在多条可能的实现路径中选取最佳办法，并融汇贯通自己的知识和技术，最终形成自己的东西。因此反向工程的目的是迅速设计出比原型更好的产品。反向工程还是一种知识传播的途径，能够将在公开文献难以找到的技术方案，尤其是集成电路的设计技巧，通过反向研究促进予以传播。

基于上述原因，目前集成电路芯片的反向工程已经成为现有技术中的一种常用的，通过研究竞争对手芯片的各种信息，如材料、结构、版图等来帮助自身开发并优化同类集成电路产品的重要手段。

反向工程的前期工序中，在获得需要分析的芯片后，现有技术会利用研磨、SEM(扫描电镜)、FIB(聚焦离子束)、TEM(透射电镜)等方式来获得目标区域(结构)的各类信息，包括整体电路提取、器件特征尺寸测量等。同时现有技术还利用上述手段完成在芯片上寻找特定器件，分析反向设计中关键器件或电路的某一特征尺寸的任务。

反向工程的常规分析次序往往是自上而下，从表及里：从顶层钝化保护层、金属层开始，层层向芯片内部渗透，直到栅极的线宽、长度和阱结深等。然而，在实际操作中，按常规次序进行反向芯片分析却是一个费时费力，而且成功率很低的过程。

随着集成电路IC设计的持续发展，设计的功能化排版，使得某一分析特需的特定器件分散排布在芯片的多个块区；又由于多层布线的广泛运用，使得自上而下，从表及里的常规的分析次序更加进度缓慢。以SRAM(静态随机存储器)芯片为例，要在芯片上找到某一特征尺寸的SRAM(静态随机存储器)区域进行分析，由于芯片上有很多不同的SRAM块区，且后段制程又使用多层金属布线，因此从芯片的表面无法分辨SRAM的位置。如图1所示，现有技术的正面光学显微镜照片只能显示大片的金属，金属连线以及填塞后的连接孔，无法显示与器件特征相关栅、源漏，甚至无法显示与器件位置相关的有源区AA的分布。基于上述有限的信息，现有技术的反向工程需分两步进行：第一，需要先研磨整个芯片，将样品处理到暴露出所有的SRAM的器件层，然后通过量测各SRAM器件尺寸的方法最终确认目标区在芯片的位置；第二，重新拿一个新的样品，按照前一个样品确认的目标位置通过FIB、TEM等工具进行特定器件各类信息的提取。

正如本发明前段论述指出的，反向设计的目的是迅速设计出比原型更好的产品。往往实施反向分析时，原型样品上市不久，能够用以分析的样品数量非常有限，再加上现有技术的反向工程会破坏样品，因此当样品只有一个的时候，现有技术的这种方法就无法使用，也就造成分析的成功率的下降。

因此，为快速而准确地实现指定器件的定位，节省分析样品的使用数量，提高分析的成功率，需要开发一种集成电路芯片反向工程计定位方法。

发明内容