説明

半導体装置、半導体装置のレイアウト方法、及びプログラム

【課題】等ピッチに並んだ特性評価素子の境界の視認性が向上し、作業ミスの防止や、マニュアルプロービングによる測定において素子の位置の判断や、配置座標を用いた自動プロービングでのプロービングについて、正確に、かつ手間や時間を掛けない方法を提供する。
【解決手段】1つのスクライブTEGはMOSFETであれば評価素子3と4個の電極端子4a、4b、4c、4d及び評価素子と電極端子を電気的に接続する配線5により構成されている。抵抗体であれば評価素子と2個の電極端子及び評価素子3と電極端子を電気的に接続する配線5により構成されている。電極端子は異なる大きさで、等ピッチに並んでいる。スクライブ領域2には評価素子と電極端子及びスクライブTEGの評価素子と電極端子を接続する配線が存在する領域を避けるようにして配線層毎に配線ダミーが配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は半導体装置に関し、特に、素子特性評価用の回路であるTEG(Test Element Group)に設けられた電極端子の形状に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置は、半導体基板にトランジスタ、抵抗、コンデンサ等の多数の回路素子を形成し、要求される回路動作や機能を果たすように、各回路素子間を結線して構成される。要求される回路動作や機能を果たすためには、その製造段階でトランジスタ、抵抗、コンデンサ等が要求通りの特性であるかを検査し評価する必要がある。検査に必要な評価素子数は、半導体装置の微細化、多層配線化、高機能化に伴い増加している。
【0003】
そのため、微小な半導体装置に多数の評価素子を詰め込んで配置することになる。その結果、作業ミスの発生や、マニュアルプロービングによる測定において評価素子の位置の判断や、配置座標を用いた自動プロービングでのプロービングが正しく行われているかのチェックに手間と時間がかかる問題がある。したがって、容易に評価素子の位置を判断する手法が望まれている。
【0004】
図1は、従来技術の構成に関わるスクライブ領域の一部を拡大して模式的に示す平面図である。図2は、図1のスクライブTEG(Test Element Group)が配置されているスクライブ領域の一部を拡大して模式的に示す平面図である。図1と図2で同一の部分は同じ番号を附してその説明は省略する。なお、TEGは、LSI(Large Scale Integration)に発生する設計上や製造上の問題を見つけ出すための評価用素子である。
【0005】
LSIチップ1は、ウエハ(wafer)面上に格子状に形成され、LSIチップ1の周辺にはチップを切断するためのスクライブ領域2が形成されている。スクライブ領域2には、スクライブTEGの評価素子3と、スクライブTEGの電極端子4が形成されている。
【0006】
1つのスクライブTEGは、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であれば、評価素子3と、4個の電極端子4a、4b、4c、4dと、評価素子3と電極端子4a、4b、4c、4dを電気的に接続する配線5を備える。また、抵抗体であれば、評価素子3と、2個の電極端子4a、4bと、評価素子3と電極端子4a、4bを電気的に接続する配線5を備える。
【0007】
電極端子4a、4b、4c、4dは、同じ大きさ/形状で(均一な大きさ/形状で)、等ピッチに並んでいる。図1では図示を省略しているが、図2に示すように、スクライブ領域2には、スクライブTEGの評価素子3と、スクライブTEGの電極端子4a、4b、4c、4dと、スクライブTEGの評価素子3とスクライブTEGの電極端子を接続する配線5が存在する領域を避けるようにして、配線層毎に配線ダミー6が配置されている。
【0008】
従来の方法で構成されたスクライブTEGでは、スクライブTEGの境界が判別しにくいため、測定ミスを引き起こしやすくなる。視認性を向上させようと電極端子近傍に認識用の文字を付加した場合は、スクライブTEGの配置面積増加をもたらす。
【0009】
判別しにくい理由は、以下の理由による。
1.同じ大きさ/形状の電極端子の繰り返しのため。
2.配線ダミーが配置されており評価素子や電極端子を電気的に接続している配線が見えにくい。
3.電極端子と評価素子が離れている。
【0010】
関連する技術として、特開2006−339548号公報(特許文献1)に半導体装置が開示されている。この半導体装置は、半導体素子からなる内部回路が集積して形成されたLSIチップと、LSIチップ周辺のスクライブ領域上に形成され、評価素子と電極端子が形成されたスクライブTEGとを備える。そして、スクライブTEGの評価素子の少なくとも一つとスクライブTEGの電極端子とが、それぞれスクライブ領域内の異なる領域に分離して形成され、互いに電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2006−339548号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明の課題は、特性評価素子の電極端子を等ピッチのまま大きさ/形状を不均一にした半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の半導体装置は、TEG(Test Element Group)に設けられた評価素子と、TEGに設けられた複数の電極端子と、評価素子と複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線とを具備する。各電極端子は、それぞれ異なる形状で等ピッチに並んでいる。
【0014】
本発明の半導体装置のレイアウト方法は、計算機により実施される。この半導体装置のレイアウト方法では、TEGに評価素子を設ける。また、TEGに複数の電極端子を設ける。また、評価素子と複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線を設ける。このとき、各電極端子を、それぞれ異なる形状で等ピッチに並べる。
【0015】
本発明のプログラムは、TEGに評価素子を設けるステップと、TEGに複数の電極端子を設けるステップと、評価素子と複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線を設けるステップと、各電極端子を、それぞれ異なる形状で等ピッチに並べるステップとを計算機に実行させるためのプログラムである。なお、このプログラムは、記憶装置や記憶媒体(メディア)に格納することが可能である。
【発明の効果】
【0016】
等ピッチに並んだ特性評価素子の境界の視認性が向上し、マニュアルプロービングによる測定において評価素子の位置の判断や、配置座標を用いた自動プロービングでのプロービングが正しく行われているかのチェックに手間や時間が掛かるという課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】従来技術の平面図である。
【図2】従来技術の平面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による平面図である。
【図4】本発明の第1実施形態による平面図である。
【図5】本発明の第2実施形態による平面図である。
【図6】本発明の第2実施形態による平面図である。
【図7】本発明に係る計算機の構成例を示すブロック図である。
【図8】本発明に係るプログラム実行処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
<第1実施形態>
以下に、本発明の第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
図3は、本実施形態に関わるスクライブ領域の一部を拡大して模式的に示す平面図である。図4は、図3のスクライブTEG(Test Element Group)が配置されているスクライブ領域の一部を拡大して模式的に示す平面図である。従来例を示す図1および図2と同一の部分は同じ番号を附してその説明は省略する。図3と図4で同一の部分は同じ番号を附してその説明は省略する。
【0019】
本実施形態における1つのスクライブTEGは、MOSFETであれば、評価素子3と、4個の電極端子7a、7b、7c、7dと、評価素子3と電極端子7a、7b、7c、7dを電気的に接続する配線5を備える。また、抵抗体であれば、評価素子3と、2個の電極端子7a、7bと、評価素子3と電極端子7a、7bを電気的に接続する配線5を備える。
【0020】
電極端子7a、7b、7c、7dは、異なる大きさ/形状で(不均一な大きさ/形状で)、等ピッチに並んでいる。プロービングの安定性を確保するために電極端子の1辺の長さは40um以上を必要とする。図では、電極端子は矩形で示しているが、六角形等の多角形や円形の形状でも良い。図3では図示を省略しているが、図4に示すように、スクライブ領域2には、スクライブTEGの評価素子3と、スクライブTEGの電極端子7a、7b、7c、7dと、スクライブTEGの評価素子3とスクライブTEGの電極端子を接続する配線5が存在する領域を避けるようにして、配線層毎に配線ダミー6が配置されている。
【0021】
マニュアルプロービングによる測定における素子の位置の判断や、配置座標を用いた自動プロービングでのプロービングが正しく行われているかのチェックでは、配置位置を記した図面と比較して目的の評価素子の位置を認識する。
【0022】
目的の評価素子の位置を認識するには、本発明の第1実施形態の特徴である異なる大きさ/形状の電極端子の大きさで評価素子境界をパターン認識し位置を判断する。
【0023】
従来は、電極端子の大きさが一定である、配線ダミーにより評価素子や接続配線が隠れている、電極端子と評価素子が離れている、などの理由により、スクライブTEG間の境界が判別しづらかった。このことにより、電極端子を1端子ずれた状態でプロービングするような作業ミスを起こしやすかった。
【0024】
自動プロービングでのプロービングが正しく行われているかのチェックでも1端子ずれた状態をチェックしにくかった。
【0025】
認識文字、認識記号のパターンをスクライブTEG近傍に配置することでも境界は判別可能だが、この方法ではTEGパターンの面積の増大を招くことになる。
【0026】
これらの問題を解決するために図3および図4で示すようにMOSFETであれば大きさ/形状の異なる電極端子7a、7b、7c、7dを用い、抵抗体であれば電極端子7a、7bを用いることで容易に境界を判別することが出来る。ひいては作業ミスの防止、プロービング状態のチェック時間の短縮を図ることが可能になる。
【0027】
<第2実施形態>
以下に、本発明の第2実施形態について添付図面を参照して説明する。
図5は、本実施形態を模式的に示す平面図である。図6は、図5の一部を拡大して模式的に示す平面図である。本発明の第1実施形態と同一の部分は同じ番号を附してその説明は省略する。
【0028】
本実施形態における1つのスクライブTEGは、MOSFETであれば、評価素子3と、4個の電極端子7a、7b、7c、7dと、評価素子3と電極端子7a、7b、7c、7dを電気的に接続する配線5を備える。また、抵抗体であれば、評価素子3と、2個の電極端子7a、7bと、評価素子3と電極端子7a、7bを電気的に接続する配線5を備える。
【0029】
電極端子7a、7b、7c、7dは、異なる大きさ/形状で(不均一な大きさ/形状で)、等ピッチに並んでいる。プロービングの安定性を確保するために電極端子の1辺の長さは40um以上を必要とする。図では電極端子は矩形で示しているが、六角形等の多角形や円形の形状でも良い。図5では図示を省略しているが、図6に示すように、スクライブ領域2には、スクライブTEGの評価素子3と、スクライブTEGの電極端子7a、7b、7c、7dと、スクライブTEGの評価素子3とスクライブTEGの電極端子を接続する配線5が存在する領域を避けるようにして、配線層毎に配線ダミー6が配置されている。
【0030】
動作、及び、問題点が解決される理由は、本発明の第1実施形態と同様である。
【0031】
本発明の第1実施形態では、TEGは1列に並んでいるだけであり上下の境界の判断に関わる改良であったが、本発明の第2実施形態では、TEGはアレイ状に並んでおり上下左右のTEG境界の判断を容易にするための改良を示すものである。
【0032】
なお、上記の各実施形態は、組み合わせて実施することも可能である。
【0033】
<半導体装置のレイアウト設計、製造>
本発明の各実施形態における半導体装置のレイアウトを、計算機により設計することが考えられる。このような計算機の例として、PC(パソコン)、シンクライアントサーバ、ワークステーション、メインフレーム、スーパーコンピュータ等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0034】
ここでは、計算機によるレイアウト設計を、本発明の半導体装置のレイアウト方法とする。また、計算機に本発明の半導体装置のレイアウト方法を実施させるために、本発明の半導体装置のレイアウト用のプログラムを実行させる場合も考えられる。なお、実際には、レイアウト方法に限らず、当該レイアウトに基づく半導体の製造方法であっても良い。
【0035】
<計算機のハードウェア構成>
図7に、上記のような計算機の構成例を示す。上記のような計算機100は、処理装置101と、主記憶装置102と、二次記憶装置103と、記憶媒体挿入口104と、ネットワークインタフェース105を備える。計算機100がプログラム150を既に保持しており外部から取得する必要がない場合、記憶媒体挿入口104及びネットワークインタフェース105は無くても良い。プログラム150は、計算機100に本発明の半導体装置のレイアウト方法(又はレイアウトに基づく半導体の製造方法)を実施させるための計算機読み取り可能なプログラムである。ここでは、処理装置101、主記憶装置102、二次記憶装置103、記憶媒体挿入口104、及びネットワークインタフェース105は、互いにデータバスで接続されているものとする。なお、特に図示しないが、実際には、計算機100は、更に、入力装置や表示装置等を備えていても良い。
【0036】
処理装置101は、プログラム150を読み取り、実際にプログラム150を実行する。処理装置101の例として、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコントローラ、或いは、同様の機能を有する半導体集積回路(Integrated Circuit(IC))等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0037】
主記憶装置102は、処理装置101が実際にプログラム150を実行している時、プログラム150や処理中のデータを一時的に記憶する。主記憶装置102の例として、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ、又はこれらの組み合わせ等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0038】
二次記憶装置103は、プログラム150を記憶し、処理装置101にプログラム150を提供する。ここでは、二次記憶装置103は、プログラム150、処理に使用するデータ、及び処理結果のデータを記憶する。なお、処理装置101が記憶媒体200から直接プログラム150をロードし、主記憶装置102にプログラム150を一時的に記憶して使用する場合、二次記憶装置103は、プログラム150を記憶しなくても良い。二次記憶装置103の例として、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等が考えられる。二次記憶装置103は、必ずしも計算機100に内蔵されていなくても良い。例えば、二次記憶装置103は、周辺機器(外付けHDD等)でも良い。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0039】
計算機が記憶媒体からプログラムを取得する場合、計算機100は、記憶媒体挿入口104を介して、記憶媒体200を読み取る。記憶媒体200は、プログラム150を格納している記憶媒体である。記憶媒体200の例として、DVD(Digital Versatile Disk)、USBメモリ(Universal Serial Bus memory)、SDカード(Secure Digital memory card)、或いは他のメモリカード等が考えられる。なお、記憶媒体200は、USBケーブル等を介して計算機に接続される電子装置でも良い。本質的に同じだからである。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0040】
記憶媒体挿入口104は、記憶媒体200を配置することで、記憶媒体200を読み取るための挿入口である。ここでは、記憶媒体挿入口104は、記憶媒体200が配置された際に、記憶媒体200に格納されたプログラム150を読み取る。記憶媒体挿入口104の例として、DVD駆動装置(DVDドライブ)、USBポート、SDカードスロット、USB以外の規格に準拠した各種ケーブルを差し込む接続口(コネクタ)等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0041】
また、計算機がネットワークを介してプログラムを取得する場合、計算機100は、ネットワークインタフェース105を介して、外部記憶装置300と通信する。外部記憶装置300は、プログラム150を格納している外部記憶装置である。外部記憶装置300の例として、外部のサーバ(Webサーバ、ファイルサーバ等)、DAS(Direct Attached Storage)、FC−SAN(Fibre Channel − Storage Area Network)、NAS(Network Attached Storage)、IP−SAN(IP − Storage Area Network)等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0042】
ネットワークインタフェース105は、ネットワークを介して、外部記憶装置300と通信する。また、計算機100が他の端末から半導体装置のレイアウト設計等の要求を受け取るサーバである場合、ネットワークインタフェース105は、ネットワークを介して、他の端末から必要なデータを受信し、レイアウトデータ等の処理結果を返信する。ネットワークインタフェース105の例として、NIC(Network Interface Card)等のネットワークアダプタや、アンテナ等の通信装置、接続口(コネクタ)等の通信ポート等が考えられる。また、ネットワークの例として、インターネット、LAN(Local Area Network)、無線LAN(Wireless LAN)、バックボーン(Backbone)、ケーブルテレビ(CATV)回線、固定電話網、携帯電話網、専用線(lease line)、IrDA(Infrared Data Association)、Bluetooth(登録商標)、シリアル通信回線等が考えられる。但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0043】
<プログラム実行による処理>
図8に、上記のような計算機が本発明の半導体装置のレイアウト方法(又はレイアウトに基づく半導体の製造方法)を実施させるための計算機読み取り可能なプログラムを実行した時の動作を示す。
【0044】
(1)ステップS1
計算機100において、処理装置101は、プログラム150を読み取り、プログラム150を実行する。
【0045】
(2)ステップS2
処理装置101は、プログラム150に従い、TEG(Test Element Group)に評価素子を設ける。
【0046】
(3)ステップS3
処理装置101は、プログラム150に従い、TEGに複数の電極端子を設ける。このとき、処理装置101は、各電極端子をそれぞれ異なる形状で等ピッチに並べる。或いは、各電極端子をそれぞれ異なる大きさで等ピッチに並べる。各電極端子の形状を矩形に統一して、各電極端子をそれぞれ異なる大きさで等ピッチに並べる場合、電極端子の1辺の長さを、40um以上とする。プロービングの安定性を確保するために電極端子の1辺の長さは40um以上を必要とするためである。
【0047】
(4)ステップS4
処理装置101は、プログラム150に従い、評価素子と複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線を設ける。
【0048】
(5)ステップS5
処理装置101は、プログラム150に従い、上記のように設計されたTEGを、半導体装置上に配置する。ここでは、処理装置101は、半導体装置上にTEGをアレイ状に並べる。
【0049】
なお、当該計算機100が半導体装置の製造装置を制御している場合、処理装置101は、当該製造装置に対して、実際に、上記のようにTEGを設計し、半導体装置上にTEGを配置する旨の指示・命令を送る。
【0050】
<まとめ>
以上説明したように、本発明では、半導体装置において、特性評価素子の電極端子を等ピッチのまま大きさ/形状を不均一にした。
【0051】
本発明によれば、等ピッチに並んだ特性評価素子の境界の視認性が向上し、作業ミスの防止や、マニュアルプロービングによる測定において素子の位置の判断や、配置座標を用いた自動プロービングでのプロービングが正しく行われているかのチェックに手間や時間が掛かるという課題を解決できる。
【0052】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0053】
1… LSIチップ
2… スクライブ領域
3… 評価素子
4a、4b、4c、4d… 電極端子(大きさ/形状が均一)
5… 配線
6… 配線ダミー
7a、7b、7c、7d… 電極端子(大きさ/形状が不均一)
100… 計算機
101… 処理装置
102… 主記憶装置
103… 二次記憶装置
104… 記憶媒体挿入口
105… ネットワークインタフェース
150… プログラム
200… 記憶媒体(メディア)
300… 外部記憶装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
TEG(Test Element Group)に設けられた評価素子と、
前記TEGに設けられた複数の電極端子と、
前記評価素子と前記複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線と
を具備し、
前記各電極端子は、それぞれ異なる形状で等ピッチに並んでいる
半導体装置。
【請求項2】
請求項1に記載の半導体装置であって、
前記各電極端子は、それぞれ異なる大きさで等ピッチに並んでいる
半導体装置。
【請求項3】
請求項2に記載の半導体装置であって、
前記電極端子の1辺の長さは、40um以上である
半導体装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置であって、
前記TEGは、アレイ状に並んでいる
半導体装置。
【請求項5】
計算機により実施される半導体装置のレイアウト方法であって、
TEG(Test Element Group)に評価素子を設けることと、
前記TEGに複数の電極端子を設けることと、
前記評価素子と前記複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線を設けることと、
前記各電極端子を、それぞれ異なる形状で等ピッチに並べることと
を含む
半導体装置のレイアウト方法。
【請求項6】
請求項5に記載の半導体装置のレイアウト方法であって、
前記各電極端子を、それぞれ異なる大きさで等ピッチに並べること
を更に含む
半導体装置のレイアウト方法。
【請求項7】
請求項6に記載の半導体装置のレイアウト方法であって、
前記電極端子の1辺の長さを、40um以上とすること
を更に含む
半導体装置のレイアウト方法。
【請求項8】
請求項5乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置のレイアウト方法であって、
前記TEGを、アレイ状に並べること
を更に含む
半導体装置のレイアウト方法。
【請求項9】
TEG(Test Element Group)に評価素子を設けるステップと、
前記TEGに複数の電極端子を設けるステップと、
前記評価素子と前記複数の電極端子の各々とを電気的に接続する配線を設けるステップと、
前記各電極端子を、それぞれ異なる形状で等ピッチに並べるステップと
を計算機に実行させるための
プログラム。
【請求項10】
請求項9に記載のプログラムであって、
前記各電極端子を、それぞれ異なる大きさで等ピッチに並べるステップ
を更に計算機に実行させるための
プログラム。
【請求項11】
請求項10に記載のプログラムであって、
前記電極端子の1辺の長さを、40um以上とするステップ
を更に計算機に実行させるための
プログラム。
【請求項12】
請求項9乃至11のいずれか一項に記載のプログラムであって、
前記TEGを、アレイ状に並べるステップ
を更に計算機に実行させるための
プログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−216554(P2011−216554A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−81233(P2010−81233)
【出願日】平成22年3月31日(2010.3.31)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】