DE102004060369A1

DE102004060369A1 - Halbleiterscheibe mit Teststruktur

Info

Publication number: DE102004060369A1
Application number: DE102004060369A
Authority: DE
Inventors: Sibina Sukman-Prähofer; Ramona Winter; Valentin Dr. Rosskopf; Susanne Dr. Lachenmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-29
Also published as: US20060157700A1; US7372072B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe (1) mit mehreren in einer ersten Richtung (X) parallel zueinander verlaufenden ersten Sägebereichen (201-211) und mehreren in einer zweiten Richtung (Y) parallel zueinander verlaufenden zweiten Sägebereichen (301-311), mit jeweils eine integrierte Schaltung (100) enthaltenden Nutzbereichen (10), die jeweils zwischen benachbarten der ersten Sägebereiche (201-211) und benachbart der zweiten Sägebereiche (301-311) angeordnet sind, und mindestens einem in den ersten Sägebereichen (201-211) und/oder zweiten Sägebereichen (301-311) angeordneten Teststruktur-Bereich mit darin ausgebildeten Teststrukturen zur Überprüfung von elektrischen Parametern von Halbleiterelementen. Im Teststruktur-Bereich sind an die Teststrukturen angeschlossene Anschlusskontakte (51-54) vorgesehen, die eine erste Reihe (R1) und eine zweite Reihe (R2) bilden, welche jeweils in einer Längsrichtung (L) verlaufen und in der Längsrichtung (L) und quer zur Längsrichtung (L) gegeneinander versetzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe mit Anschlusskontakten, die an eine Teststruktur zur Bestimmung elektrischer Parameter angeschlossen sind.
Zur Herstellung von Halbleiterschaltungen wird üblicherweise eine Halbleiterscheibe eingesetzt. Eine solche Halbleiterscheibe wird auch als Wafer bezeichnet. Der Wafer wird einer Anzahl von Bearbeitungsschritten unterworfen, um die Halbleiterschaltungen auszubilden.
Nach Durchführung sämtlicher Bearbeitungsschritte enthält der Wafer eine große Anzahl gleichartiger Halbleiterschaltungen. Diese Halbleiterschaltungen sind in Reihen und Spalten angeordnet. Die Reihen verlaufen in einer ersten Richtung und in die Spalten verlaufen in einer quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung. Die Halbleiterschaltungen einer Reihe sind in regelmäßigen Abständen entlang der ersten Richtung angeordnet. Die Halbleiterschaltungen einer Spalte sind in regelmäßigen Abständen entlang der zweiten Richtung angeordnet. Der Wafer enthält ein zweidimensionales Feld von Halbleiterschaltungen.

Wie beispielsweise in US 5,838,163 dargestellt, umfasst ein Wafer außerdem erste Sägebereiche, die sich in der ersten Richtung über den Wafer erstrecken, und zweite Sägebereiche, die sich in der zweiten Richtung über den Wafer erstrecken und die ersten Sägebereiche kreuzen. Zwischen benachbarten der ersten Sägebereiche und benachbarten der zweiten Sägebereiche ist jeweils eine der Halbleiterschaltungen angeordnet.

Die ersten Sägebereiche und die zweiten Sägebereiche bilden zusammen den Sägerahmen oder Ritzrahmen, der auch als Kerf bezeichnet wird.

Zur Vereinzelung der Halbleiterschaltungen wird der Wafer entlang von Trennbereichen zersägt, die jeweils innerhalb eines ersten Sägebereichs oder innerhalb eines zweiten Sägebereichs durch den Wafer verlaufen. Bei der Vereinzelung der Halbleiterschaltungen wird also ein großer Teil des Sägerahmens zerstört.

Häufig werden innerhalb des Sägerahmens Teststrukturen ausgebildet, beispielsweise zusätzliche Halbleiterbauelemente oder Halbleiteschaltungen. Während der Herstellung des Wafers werden an den Teststrukturen Messungen durchgeführt. Zur Kontaktierung der Teststrukturen werden im Sägerahmen mit den Teststrukturen leitend verbundene Anschlusskontakte ausgebildet. Beispielsweise beschreibt US 5,059,899 im Sägerahmen angeordnete Testschaltungen und an die Testschaltungen angeschlossene Anschlusskontakte.

Die Kontaktierung der Teststrukturen erfolgt durch Aufsetzen von Testnadeln einer Nadelkarte auf die Anschlusskontakte. Üblicherweise sind die Testnadeln auf der Nadelkarte in einer Reihe angeordnet. Die Spitzen zweier benachbarter Testnadeln weisen standardmäßig jeweils einen Abstand von z. B. 80 μm auf. Die Anschlusskontakte im Sägerahmen sind ebenfalls in einer Reihe angeordnet. Eine Längsrichtung der Reihe verläuft dabei entlang der ersten Richtung oder entlang der zweiten Richtung der Sägebereiche. Die bezogen auf die Längsrichtung vorderen Kanten benachbarter Anschlusskontakte weisen jeweils denselben Abstand auf wie die Spitzen benachbarter Testnadeln.

Die Fläche des Sägebereichs wird stets so klein wie möglich gewählt, um möglichst viel Fläche des Wafers für die Halbleiterschaltungen der Chips zur Verfügung zu stellen. Trotzdem sollen im Sägebereich möglichst viele Teststrukturen und Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Teststrukturen angeordnet werden. Der Flächenbedarf für die Anschlusskontakte ist dabei meistens höher als der Flächenbedarf für die Teststrukturen.

Bei der Messung eines elektrischen Parameters fließt ein vorgegebener Strom durch die Querschnittsfläche einer Testnadel. Eine Erwärmung der Testnadel ist von der auf die Querschnittsfläche bezogenen Stromdichte abhängig. Eine Testnadel mit kleinerer Querschnittsfläche wird daher durch denselben Strom stärker erwärmt als eine Testnadel mit größerer Querschnittsfläche. Die Querschnittsfläche der Testnadel kann also nicht allzu sehr verringert werden, wenn eine zu starke Erwärmung der Testnadel vermieden werden soll.

Die Anschlusskontakte werden beim Aufsetzen der Testnadeln etwas in die Breite gedrückt. Der Abstand zwischen einander zugewandten Kanten benachbarter Anschlusskontakte kann also nicht allzu sehr verringert werden, wenn ein Kurzschluss der benachbarten Anschlusskontakte beim Aufsetzen der Testnadeln vermieden werden soll.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine möglichst große Anzahl von Teststrukturen zur Überwachung elektrischer Parameter von Halbleiterelementen auf einer vorgegebenen Fläche des Wafers anzuordnen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Halbleiterscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es wird eine Halbleiterscheibe angegeben, die mehrere in einer ersten Richtung verlaufende erste Sägebereiche sowie mehrere in einer zweiten Richtung verlaufende zweite Sägebereiche umfasst, wobei die zweite Richtung quer zur ersten Richtung verläuft. Die Halbleiterscheibe umfasst Nutzbereiche, die jeweils eine integrierte Schaltung enthalten und die jeweils zwischen benachbarten der ersten und benachbarten der zweiten Sägebereiche angeordnet sind. Zur Vereinzelung der Halbleiterschaltungen wird der Wafer entlang der Sägebereiche zersägt.

In mindestens einem der ersten und/oder zweiten Sägebereiche ist mindestens ein Teststruktur-Bereich angeordnet, in dem Teststrukturen ausgebildet sind. Die Teststrukturen sind dazu geeignet, ein Signal bereitzustellen, das einen elektrischen Parameter repräsentiert. Der elektrische Parameter wird während der Bearbeitung des Wafers unter Umständen wiederholt bestimmt, um Veränderungen an der Teststruktur zu erkennen. Der elektrische Parameter wird also zur Prozessüberwachung herangezogen.

In dem Teststruktur-Bereich sind an die Teststrukturen angeschlossene, von außen zugängliche Anschlusskontakte angeordnet, die vorzugsweise gleichartig ausgebildet sind. Die Anschlusskontakte sind in mindestens zwei in einer Längsrichtung verlaufenden Reihen angeordnet. Dabei weisen die Anschlusskontakte jeweils einer Reihe Kanten auf, die an der Längsrichtung ausgerichtet sind. In einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung sind die Anschlusskontakte der ersten Reihe und die Anschlusskontakte der zweiten Reihe gegeneinander versetzt. In den ersten Sägebereichen stimmt die Längsrichtung mit der ersten Richtung überein. In den zweiten Sägebereichen stimmt die Längsrichtung mit der zweiten Richtung überein.

Durch das Versetzen der Anschlusskontakte in Längsrichtung kann die Abmessung eines Anschlusskontakt in der Querrichtung relativ groß sein, beispielsweise mehr als die Hälfte der Breite des Sägebereichs betragen. Der Querschnitt der Testnadeln einer Nadelkarte muss daher nicht allzu sehr verringert werden, so dass sich die Erwärmung der Testnadeln in Grenzen hält, obwohl die Zahl der Teststrukturen pro Länge des Sägerahmens aufgrund der zweireihigen Anordnung verdoppelt ist.

Durch das Versetzen der Anschlusskontakte in Querrichtung bleibt in Außenbereichen der zweireihigen Anordnung der volle Pitch erhalten. Wenn die Testnadeln in diesen Außenbereichen auf die Anschlusskontakte aufgesetzt werden, entsteht auch dann kein Kurzschluss zwischen benachbarten Anschlusskontakten einer Reihe, wenn die Anschlusskontakte etwas in die Breite gedrückt werden.

Die Anschlusskontakte jeweils einer der Reihen sind vorzugsweise auf einem periodischem Raster mit vorgegebenem Rastermaß angeordnet. Das Rastermaß wird auch als Pitch bezeichnet.

Die Anschlusskontakte der ersten und zweiten Reihen weisen jeweils eine Kante auf. Der Abstand zwischen den Kanten benachbarter der Anschlusskontakte ist vorgegeben. Die Kanten sind einander entsprechende äquivalente Kanten, beispielsweise bezogen auf die Längsrichtung der jeweiligen Reihe vordere oder hintere Kanten der Anschlusskontakte. Es ist also bei spielsweise der Abstand zwischen vorderen oder hinteren Kanten benachbarter Anschlusskontakte vorgegeben.

Der Abstand zwischen den einander in ihrer relative Lage innerhalb der jeweiligen Anschlusskontakte entsprechenden Kanten benachbarter Anschlusskontakte der ersten Reihe ist vorzugsweise gleich dem Abstand der äquivalenten Kanten benachbarter Anschlusskontakte der zweiten Reihe.

Die Anschlusskontakte der ersten und zweiten Reihen sind also auf periodischen Rastern mit dem gleichen Rastermaß angeordnet.

Eine erste der Teststrukturen ist vorzugsweise an einen ersten der Anschlusskontakte der ersten Reihe angeschlossen. Eine zweite der Teststrukturen ist vorzugsweise an einen ersten der Anschlusskontakte der zweiten Reihe angeschlossen.

Die erste der Teststrukturen ist vorzugsweise in einem Bereich angeordnet, der von zwei benachbarten der Anschlusskontakte der ersten Reihe und einem der Anschlusskontakte der zweiten Reihe umgeben ist.

Eine dritte Teststruktur ist vorzugsweise an den ersten der Anschlusskontakte der ersten Reihe angeschlossen.

Eine erste Leitung ist vorzugsweise an den ersten der Anschlusskontakte der ersten Reihe, die erste der Teststrukturen und die dritte der Teststrukturen angeschlossen. Die erste Leitung verläuft vorzugsweise zwischen einem der Anschlusskontakte der ersten Reihe und demjenigen der Nutzbereiche der nächstliegend an dem genannten Anschlusskontakt angeordnet ist.

Eine zweite Leitung ist vorzugsweise an den ersten der Anschlusskontakte der ersten Reihe, die erste der Teststrukturen und die dritte der Teststrukturen angeschlossen und verläuft zwischen einem der Anschlusskontakte der ersten Reihe und einem der Anschlusskontakte der zweiten Reihe.

Wenn Leitungen sowohl auf beiden Seiten der beiden Reihen als auch zwischen der ersten Reihe und der zweiten Reihe geführt werden, so laufen an jedem zwischen benachbarten Anschlusskontakten einer der Reihen angeordneten Bereich auf beiden Seiten Leitungen vorbei. Die dem Bereich zugewandten der Leitungen auf beiden Seiten können jeweils niederohmig über eine Kontaktbrücke aus Metall und ein Via kontaktiert werden. Die übrigen der Leitungen müssen dagegen über insgesamt drei Vias eine Kontaktbrücke aus Metall und eine Kontaktbrücke aus Polysilizium kontaktiert werden.

Ein Anschlusskontakt der ersten Reihe und ein Anschlusskontakt der zweiten Reihe können gesehen in der Längsrichtung überlappende Kanten aufweisen. Die Anschlusskontakte der ersten und zweite Reihe sind dann in der Querrichtung um weniger als die Breite eines Anschlusskontaktes versetzt.

In dem Sägebereich ist vorzugsweise eine dritte Leitung vorgesehen und die erste der Teststrukturen enthält vorzugsweise einen Transistor. Der Transistor umfasst ein erstes Dotierungsgebiet, ein zweites Dotierungsgebiet und eine Gate-Elektrode. Das erste Dotierungsgebiet ist an einen der Anschlusskontakte angeschlossen. Das zweite Dotierungsgebiet kann an die erste Leitung oder die zweite Leitung angeschlossen sein. Die Gate-Elektrode ist an die dritte Leitung angeschlossen.

Die zweite Leitung kann in der Längsrichtung verlaufende erste Abschnitte und in der Querrichtung verlaufende zweite Abschnitte aufweisen, wobei die in der Querrichtung verlaufenden zweiten Abschnitte jeweils zwischen einem der Anschlusskontakte der ersten Reihe und einem dem einen der Anschlusskontakte zugewandten der Anschlusskontakte der zweiten Reihe angeordnet sind.

Die erste und/oder zweite Leitung kann aus mehreren Abschnitten gebildet sein, wobei ein erster der Abschnitte in einer ersten Metallisierungsebene und ein zweite der Abschnitte in einer unter oder über der ersten Metallisierungsebene liegenden zweiten Metallisierungsebene verläuft.

Zwischen einer der einem Nutzbereich zugewandten Kanten der Anschlusskontakte einer der Reihen und dem genannten Nutzbereich kann ein Anschlusskontakt der anderen der Reihen angeordnet sein. In diesem Fall sind die Anschlusskontakte der ersten und zweiten Reihen in Längsrichtung gesehen also nicht überlappend angeordnet.

Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen und nicht maßstabgetreuen Figuren erläutert.
1 zeigt einen Wafer mit Vergrößerungen von Abschnitten des Sägerahmens.
2A zeigt einen weiter vergrößerten Abschnitt des Sägerahmens mit Anschlusskontakten, Teststrukturen und Leitungen.
2B zeigt eine Ausgestaltung der Verschaltung eines Anschlusskontaktes mit zwei Teststrukturen.
2C zeigt Anschlusskontakte, die unmittelbar an die ersten und zweiten Leitungen angeschlossen sind, um diese mit einer Spannung zu beaufschlagen.
3A und 3B zeigen weiter vergrößerte Ausschnitte des Sägerahmens mit einem Anschlusskontakt, den Leitungen und einer an den Anschlusskontakt und die Leitungen angeschlossene Teststruktur.
4 zeigt eine Querschnittsansicht längs der Schnittebene A1–A2 durch die Teststruktur der 3B und die Kontaktierung der Teststruktur von der M0-Lage aus.
5 zeigt eine Querschnittsansicht längs der Schnittebene B1–B2 durch die Kontaktbrücken zu den Leitungen aus 3B.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung von Anschlusskontakten und Leitungen.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In 1 ist ein Wafer 1 dargestellt. Ein solcher Wafer 1 wird hergestellt, indem ein halbleitendes Substrat einer Anzahl von Bearbeitungsschritten unterworfen wird. Die Bearbeitungsschritte umfassen beispielsweise ganzflächiges Abscheiden von Schichten aus leitenden, halbleitenden und dielektrischen Materialien, ganzflächiges Abscheiden und Belichten von Photolackschichten, Ätzen von Bereichen der Photolackschichten, um Photolackmasken zu erzeugen, und Ätzen von Bereichen der Schichten unter Verwendung der Photolackmasken, um Struk turelemente oder Hartmasken zum Ausbilden von Strukturelementen zu erzeugen.
Das Belichten der Photolackschichten wird jeweils in mehreren Belichtungsschritten durchgeführt. In jedem Belichtungsschritt wird jeweils eine Belichtungszone des Wafers unter Verwendung des Retikels belichtet.
Nach Durchführung sämtlicher Bearbeitungsschritte ist in jeder der Belichtungszonen des Wafers die gleiche Halbleiterstruktur ausgebildet. Die Halbleiterstruktur einer Belichtungszone umfasst beispielsweise mehrere gleichartige Halbleiterschaltungen für Chips und Bereiche des Sägerahmens durch die die Halbleiterschaltungen voneinander beabstandet sind. Die Halbleiterstruktur einer Belichtungszone kann beispielsweise zwei Reihen und drei Spalten gleichartiger Halbleiterschaltungen aufweisen. Die Halbleiterstruktur kann auch in den Bereichen des Sägerahmens ausgebildete Teststrukturen umfassen. Die Teststrukturen können in den Bereichen des Sägerahmes beliebig angeordnet sein.
Der Wafer umfasst außer den Halbleiterschaltungen 100 auch erste Sägebereiche 201–211, die sich in der ersten Richtung X über den gesamten Wafer 1 erstrecken, und zweite Sägebereiche 301–311, die sich in der zweiten Richtung Y über den gesamten Wafer 1 erstrecken und die ersten Sägebereiche 201–211 kreuzen. Zwischen benachbarten der ersten Sägebereiche 201–211 und benachbarten der zweiten Sägebereiche 301–311 ist jeweils eine der Halbleiterschaltungen 100 angeordnet. Die ersten Sägebereiche 201–211 und die zweiten Sägebereiche 301–311 bilden zusammen den Sägerahmen oder Ritzrahmen, der auch als Kerf bezeichnet wird.
Zur Vereinzelung der Halbleiterschaltungen 100 wird der Wafer 1 entlang von Trennbereichen zersägt, die jeweils innerhalb eines ersten Sägebereichs 201–211 oder innerhalb eines zweiten Sägebereichs 301–311 durch den Wafer 1 verlaufen. Bei der Vereinzelung der Halbleiterschaltungen 100 wird also ein großer Teil des Sägerahmens zerstört.
Sowohl in den ersten Sägebereichen 201–211 als auch in den zweiten Sägebereichen 301–311 werden Teststrukturen 41–46 ausgebildet. Zur Kontaktierung der Teststrukturen 41–46 werden im Sägerahmen außerdem mit den Teststrukturen 41–46 leitend verbundene Anschlusskontakte 51–53 ausgebildet.
Die Teststrukturen 41–46 sind dazu geeignet, elektrische Parameter während der Bearbeitung des Wafers 1 zu überwachen. Die Parameter werden zur Prozessüberwachung herangezogen. Werden anhand der Parameter Veränderungen in den Teststrukturen festgestellt, die vermuten lassen, dass in den Halbleiterschaltungen 100 Defekte aufgetreten sind, so kann die weitere Bearbeitung des Wafers 1 eingestellt oder modifiziert werden.
Die ersten Sägebereiche 201–211 und die zweiten Sägebereiche 301–311 erstrecken sich jeweils in einer Längsrichtung L über den gesamten Wafer und in einer quer zur Längsrichtung L verlaufenden Querrichtung Q über eine bestimmte Breite, die kleiner ist als der Abstand zwischen einander zugewandten Rändern der Halbleiterschaltungen 100. Für die ersten Sägebereiche 201–211 ist die Längsrichtung L die erste Richtung X und die Querrichtung Q die zweite Richtung Y. Für die zweiten Sägebereiche 301–311 ist die Längsrichtung die zweite Richtung Y und die Querrichtung Q die erste Richtung X.
In der 2A ist ein Ausschnitt aus einem Sägebereich dargestellt. Der Sägebereich kann einer der ersten Sägebereiche 201–211 oder einer der zweiten Sägebereiche 301–311 sein. Die in der Querrichtung Q gemessene Breite des Sägebereichs beträgt beispielsweise 76 μm. Die Anschlusskontakte 51–53 der Teststrukturen 41–46 weisen beispielsweise in der Längsrichtung L eine Länge von 30 μm und in der Querrichtung Q eine Breite von 44 μm auf. Der mittlere Abstand zwischen einem Rand des Sägebereichs und einem diesem Rand zugewandten Rand eines der Anschlusskontakte beträgt dann 18 μm. Beispielsweise kann der kleinere Abstand 13,75 μm und der größere Abstand 22,25 μm betragen. Der Abstand zwischen einander zugewandten Rändern benachbarter Anschlusskontakte jeweils einer der Reihen beträgt 50 μm. Die Fläche eines ersten Sägebereichs zwischen zwei Anschlusskontakten einer der Reihen in der Teststrukturen untergebracht werden können beträgt etwa 50 μm × 8,5 μm.
In dem Sägebereich sind zwei Reihen R1 und R2 von Anschlusskontakten angeordnet. Die erste Reihe R1 umfasst insbesondere die Anschlusskontakte 51 und 53 und die Teststrukturen 41 bis 44. Die zweite Reihe R2 umfasst insbesondere die Anschlusskontakte 52 und 54 und die Teststrukturen 45 und 46. Bezogen auf die Längsrichtung L können in beiden Reihen vordere und hintere Kanten der Anschlusskontakte festgelegt werden. Der Abstand der vorderen Kanten 510 und 530 der beiden benachbarten Anschlusskontakte 51 und 53 der ersten Reihe R1 beträgt P. Der Abstand der vorderen Kanten 520 und 540 der beiden benachbarten Anschlusskontakte 52 und 54 der zweiten Reihe R2 beträgt ebenfalls P. Die beiden Anschlusskontakte 41 und 42 sind in dem Bereich B angeordnet, der von den zwei benachbarten Anschlusskontakten 51 und 53 der ersten Reihe R1 und dem Anschlusskontakt 52 der zweiten Reihe R2 umgeben ist. Jede der beiden Reihen R1 und R2 ist jeweiligen benachbarten Nutzbereichen N1 und N2 zugewandt. Zwischen jeweils einer der Reihen R1 und R2 und denjenigen der Nutzbereiche N1 und N2, denen die jeweils eine der Reihen R1 und R2 zugewandt ist, verlaufen erste Leitungen 161–163 bzw. 168–170. Zwischen den beiden Reihen R1 und R2 verlaufen zweite Leitungen 164 bis 167. Im allgemeinen sind die Leitungen 161 bis 170 jeweils an weitere Teststrukturen und an einen weiteren Anschlusskontakt angeschlossen. Über den weiteren Anschlusskontakt kann an die Leitungen 161–170 jeweils eine Spannung angelegt werden.
In der 2B ist die Verschaltung der Teststrukturen 45 und 46 mit dem Anschlusskontakt 52 der zweiten Reihe R2, den ersten Leiterbahnen 161 bis 163 und den zweiten Leiterbahnen 164 und 165 dargestellt. Die Teststrukturen 45 und 46 enthalten in diesem Fall Feldeffekt-Transistoren 250. Die Drain-Bereiche der Transistoren 250 sind an den Anschlusskontakt 52 angeschlossen. Der Source-Bereich des Transistors 250 der Teststruktur 45 ist an die Leitung 165 angesohlossen. Der Source-Bereich des Transistors 250 der Teststruktur 46 ist an die Leitung 161 angeschlossen. Die Gate-Elektrode des Transistors 250 der Teststruktur 45 ist an die Leitung 164 angeschlossen. Die Gate-Elektrode des Transistors 250 der Teststruktur 46 ist an die Leitung 161 angeschlossen. Die Kontaktwanne 254 der Transistoren 250 ist an die Leitung 163 angeschlossen.
In der 2C ist die Verschaltung der Leitungen 161–170 mit jeweiligen Anschlusskontakten 261–270 dargestellt. Über jeweils einen der Anschlusskontakte 261 bis 270 kann eine Spannung an die angeschlossene der Leitungen 161–170 angelegt werden. Da jede der Leitungen jeweils an mehrere Teststrukturen angeschlossen ist, kann somit über jeden der Anschluss kontakte eine Spannung an mehrere Teststrukturen angelegt werden.
In den 3A und 3B sind jeweils vergrößerte Ausschnitte um den Anschlusskontakt 52 dargestellt. Die Teststrukturen 45 und 46 sind über die Kontaktbrücken 81 an den Anschlusskontakt 52 und über die Kontaktbrücken 82 an die Leitungen 164 bzw. 161 angeschlossen. Außerdem sind die Teststrukturen 45 und 46 über jeweils eine Kombination von Kontaktbrücken 83 und 91 an die Leitungen 165 bzw. 162 angeschlossen. Die Kontaktwanne 254 zur Kontaktierung einer zum Beispiel p-leitenden Wanne der Teststrukturen 45 und 46 ist über eine Kombination von Kontaktbrücken 84 und 92 an die Leitung 163 angeschlossen. Die Teststrukturen 45 und 46 können beispielsweise Feldeffekt-Transistoren 250 sein. Die Kontaktbrücken 81 bis 84 können Leitungen einer Verbindungslage sein. Die Kontaktbrücken 91 und 92 können in einer dielektrischen Lage verlaufende Schichten aus dotiertem Polysilizium sein. Jeweils eine der Kontaktbrücken 81 bis 83 und eine der Kontaktbrücken 91 und 92 verlaufen in verschiedenen Lagen des Wafers. Die Kontaktbrücken 91 und 92 und die Leitungen 161–170 verlaufen ebenfalls in verschiedenen Lagen oder Ebenen des Wafers und können sich daher kontaktfrei kreuzen. Die Leitungen 161 bis 170 umfassen beispielsweise in mehreren Verbindungslagen übereinander verlaufende Leiterbahnen, die durch vertikale Kontakte (Vias) 101 leitend verbunden sind.
In der 4 ist ein Feldeffekt-Transistor 250 dargestellt. Der Feldeffekt-Transistor 250 kann beispielsweise in der Teststruktur 46 aus 3B enthalten sein. Die dargestellte Ansicht ergibt sich dann für eine zur Papierebene senkrechten Schnittebene durch die Schnittlinie A1–A2. Das Source-Gebiet 251 ist an die Kontaktbrücke 82, das Drain-Gebiet 252 ist an die Kontaktbrücke 81, die Gate-Elektrode 253 ist an die Kontaktbrücke 83 und die Kontaktwanne 254 ist an die Kontaktbrücken 84 angeschlossen. Die Kontaktbrücken sind mit den Halbleitermaterialien jeweils über einen vertikalen Kontakt (Via) 101 elektrisch leitend verbunden.
In der 5 ist die Folge der Lagen des Wafers 1 dargestellt. Über einem aktiven Bereich AA des Substrats sind eine erste dielektrische Schicht C0, eine erste Verbindungslage M0, eine zweite dielektrische Schicht C1, eine zweite Verbindungslage M1, eine dritte dielektrische Schicht C2 und eine dritte Verbindungslage M2 eine nach der anderen aufgebracht worden, um die dargestellte Schichtenfolge zu erzeugen. Eine Verbindungslage umfasst dabei neben leitenden Bereichen auch dielektrische Bereiche. Die leitenden Bereiche sind vorzugsweise aus Metall und bilden etwa Leiterbahnen. Die dielektrischen Bereiche dienen der Isolation und der Planarisierung der Verbindungslage.
Jeder der Leitungen 161, 162 und 163 umfasst Leiterbahnen in jeder der Verbindungslagen M0, M1 und M2, die über vertikale Kontakte (Vias) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Über die Kombination von Kontaktbrücken 83 und 91 ist die Gate-Elektrode 253 des Transistors 250 aus 4 an die Leitung 162 angeschlossen. Die Kontaktbrücke 83 verläuft in der M0-Lage und enthält beispielsweise Wolfram. Die Kontaktbrücke 91 verläuft in der dielektrischen Lage C0 und enthält beispielsweise dotiertes Polysilizium. Die Kontaktbrücke 91 kann die Leitung 161 daher kreuzen ohne dass ein elektrischer Kontakt entsteht. Analog umfasst die in 3B dargestellte Kombination aus Kontaktbrücken 84 und 92 zur kontaktfreien Kreuzung der Leitungen 161 und 162 die in der M0-Lage verlau fende Kontaktbrücke 84 und die in der C0-Lage verlaufende Kontaktbrücke 92.
In 6 ist eine alternative Leitungsführung zum Anschluss einer Teststruktur 71 an drei Anschlusskontakte 51, 53 und 55 der Reihe R1 dargestellt. Die Teststruktur ist wiederum ein Feldeffekt-Transistor 254. Der Drain-Bereich ist an den Anschlusskontakt 51 angeschlossen, der Source-Bereich ist über die erste Leitung 168 an den Anschlusskontakt 268 angeschlossen und die Gate-Elektrode ist über die zweite Leitung 166 an den Anschlusskontakt 266 angeschlossen. Die Kontaktierung des der Gate-Elektrode des Feldeffekt-Transistors 250 über die zweite Leitung 166, die zwischen den Reihen R1 und R2 verläuft, enthält keine Kontaktbrücke 91 aus dotiertem Polysilizium. Die Gate-Elektrode kann daher niederohmig kontaktiert werden.
Die in 6 dargestellten Reihen weisen außerdem Anschlusskontakte auf, die in der Längsrichtung L betrachtet überlappende innere Kanten 512 und 522 aufweisen. Die Reihen von Anschlusskontakten können so in einem Bereich angeordnet werden, dessen in der Querrichtung Q gemessene Breite weniger als das Doppelte der in der Querrichtung Q gemessenen Breite eines Anschlusskontakts ist.
Die Erfindung ist nicht auf die Anzahl von in den Ausführungsbeispielen gezeigten Elementen oder eine spezielle Formgebung dieser Elemente beschränkt.
Eine Teststruktur kann, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, insbesondere ein Transistor sein. Eine Teststruktur kann beispielsweise aber auch eine Stichleitung, ein Widerstandselement, zwei in einem Mindestabstand voneinander ange ordnete Leiterbahnen, eine Leiterbahn mit einer Mindestbreite, ein Kondensatorelement, eine Speicherzelle oder eine Halbleiterschaltung sein.

1: Halbleiterscheibe, Wafer
10, N1, N2: Nutzbereich
100: Integrierte Schaltung
201–211: erster Sägebereich
301–311: zweiter Sägebereich
41–46: Teststruktur
50–56: Anschlusskontakt
250: Transistor
251: Source-Bereich
252: Drain-Bereich
253: Gate-Elektrode
254: Kontaktwanne
AA: Substratlage
CO: erste dielelektrische Lage
M0: erste Verbindungslage
C1: zweite dielektrische Lage
M1: zweite Verbindungslage
C2: dritte dielektrische Lage
M2: dritte Verbindungslage
81–84: M0-Kontaktbrücke
90: Brückenisolation
91–93: C0-Kontaktbrücke
101: vertikaler Kontakt (Via)
161–170: Leitung
261–270: Anschlusskontakt
R1: erste Reihe von Anschlusskontakten
R2: zweite Reihe von Anschlusskontakten
B: Bereich
P: Pitch, Rastermaß

Claims

Halbleiterscheibe, umfassend: – mehrere in einer ersten Richtung (X) verlaufende erste Sägebereiche (201–211), – mehrere in einer zweiten Richtung (Y) verlaufende zweite Sägebereiche (301–311), wobei die zweite Richtung (Y) quer zur ersten Richtung (X) verläuft, – jeweils eine integrierte Schaltung (100) enthaltende Nutzbereiche (10), die jeweils zwischen benachbarten der ersten Sägebereiche (201–211) und benachbarten der zweiten Sägebereiche (301–311) angeordnet sind, – in einem der ersten Sägebereiche (201–211) und/oder einem der zweiten Sägebereiche (301–311) angeordneten Teststrukturen (41–46), die geeignet sind, ein einen elektrischen Parameter repräsentierendes Signal bereitzustellen, – in dem einen der ersten und zweiten Sägebereiche (201–211, 301–311) angeordnete, an die Teststrukturen (41–46) angeschlossene Anschlusskontakte (51–53, 261–270), wobei ein Teil der Anschlusskontakte (51, 53, 266–270) in einer ersten Reihe (R1) angeordnet ist, die längs einer ersten Richtung (L) verläuft, und ein weiterer Teil der Anschlusskontakte (52, 261–265) in einer zweiten Reihe (R2) angeordnet ist, die längs der ersten Richtung (L) verläuft, wobei die erste Reihe (R1) und die zweite Reihe (R2) längs einer zur ersten Richtung (L) quer verlaufenden zweiten Richtung (Q) versetzt sind.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 1, bei der jeweils zwei benachbarte der Anschlusskontakte (51, 53) der ersten Reihe (R1) auf je einer Seite eine Kante (510, 530; 511, 531) auf weisen und die Kanten einen vorgegebenen Abstand (P) aufweisen.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 2, bei der jeweils zwei benachbarte der Anschlusskontakte (51, 53) der zweiten Reihe (R2) auf je einer Seite eine Kante (520, 540) aufweisen und die Kanten ebenfalls den Abstand (P) aufweisen.
Halbleiterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine erste der Teststrukturen (41, 42; 71) an einen ersten der Anschlusskontakte (51, 266–270) der ersten Reihe (R1) angeschlossen ist und eine zweite der Teststrukturen (45, 46; 73) an einen ersten der Anschlusskontakte (52, 261–270) der zweiten Reihe (R2) angeschlossen ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 4, bei der die erste der Teststrukturen (41, 42; 71) in einem Bereich (B) angeordnet ist, der von zwei benachbarten der Anschlusskontakte (51, 53) der ersten Reihe (R1) und einem der Anschlusskontakte (52) der zweiten Reihe (R2) umgeben ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 5, umfassend: eine dritte Teststruktur (43, 44; 72), die an den ersten der Anschlusskontakte (266–270) der ersten Reihe (R1) angeschlossen ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 6, umfassend: eine erste Leitung (168–170), die an den ersten der Anschlusskontakte (268–270) der ersten Reihe (R1), die erste der Teststrukturen (41; 71) und die dritte der Teststrukturen (43; 72) angeschlossen ist und die zwischen einem der Anschlusskontakte der ersten Reihe (R1) und demjenigen der Nutzbereiche (100) verläuft, der nächstliegend an dem genannten Anschlusskontakt angeordnet ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 7, umfassend: eine zweite Leitung (166, 167), die an den ersten der Anschlusskontakte (266, 267) der ersten Reihe (R1), die erste der Teststrukturen (42; 71) und die dritte der Teststrukturen (44; 72) angeschlossen ist und zwischen einem der Anschlusskontakte (51, 53) der ersten Reihe (R1) und einem der Anschlusskontakte (52) der zweiten Reihe (R2) verläuft.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 8, bei der ein Anschlusskontakt (51, 53) der ersten Reihe (R1) und ein Anschlusskontakt (52) der zweiten Reihe (R2) gesehen in der ersten Richtung (L) überlappende Kanten (512, 522) aufweisen.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 7, bei der die erste der Teststrukturen (41) einen Transistor (250) enthält, eine dritte Leitung (168–170) vorgesehen ist und der Transistor (250) umfasst: – ein erstes Dotierungsgebiet (251), das an einen der Anschlusskontakte (51) angeschlossen ist, – ein zweites Dotierungsgebiet (252), das an die erste Leitung (168) angeschlossen ist, – eine Gate-Elektrode (253), die an die dritte Leitung (169) angeschlossen ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 8, bei der die erste Teststruktur (42) einen Transistor (250) enthält, eine dritte Leitung (166, 167) vorgesehen ist und der Transistor (250) umfasst – ein erstes Dotierungsgebiet (251), das an einen der Anschlusskontakte (51) angeschlossen ist, – ein zweites Dotierungsgebiet (252), das an die zweite Leitung (166) angeschlossen ist, – eine Gate-Elektrode (253), die an die dritte Leitung (167) angeschlossen ist.
Halbleiterscheibe nach Anspruch 8 oder 9, bei der die zweite Leitung (166, 167) in der Längsrichtung (L) verlaufende Abschnitte und in der Querrichtung (Q) verlaufende Abschnitte aufweist, die in der Querrichtung (Q) verlaufenden Abschnitte jeweils zwischen einem (51) der Anschlusskontakte (51, 53) der ersten Reihe (R1) und einem (52) dem einen der Anschlusskontakte (51, 53) zugewandten (52) der Anschlusskontakte (52, 54) der zweiten Reihe (R2) angeordnet sind.
Halbleiterscheibe nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der die erste Leitung (161–163, 168–170) aus mehreren Leiterbahnen gebildet ist, eine erste der Leiterbahnen auf einer ersten Ebene (M0) verläuft, eine zweite der Leiterbahnen auf einer über oder unter der ersten Ebene (M0) angeordneten zweiten Ebene (M1, M2) verläuft und die erste und die zweite der Leiterbahnen über Kontakte (101) verbunden sind.
Halbleiterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zwischen einer der einem Nutzbereich zugewandten Kanten der Anschlusskontakte einer (R1) der Reihen (R1, R2) und dem genannten Nutzbereich ein Anschlusskontakt der anderen (R2) der Reihen (R1, R2) angeordnet ist.