JP2003023055A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003023055A
JP2003023055A JP2001209130A JP2001209130A JP2003023055A JP 2003023055 A JP2003023055 A JP 2003023055A JP 2001209130 A JP2001209130 A JP 2001209130A JP 2001209130 A JP2001209130 A JP 2001209130A JP 2003023055 A JP2003023055 A JP 2003023055A
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JP
Japan
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inverters
ring oscillator
semiconductor device
frequency
semiconductor chip
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Withdrawn
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JP2001209130A
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Japanese (ja)
Inventor
Kinya Oo
欣也 大尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which improves the location of a diffusing step without the need for a TEG semiconductor chip. SOLUTION: The semiconductor device comprises a ring oscillator 5 made by connecting inverters in multiple stages and having an oscillation frequency decided according to a resistance component between the inverters, and a product semiconductor chip containing a process monitoring circuit 4 having a counter 6 for counting a frequency of a pulse signal output from the oscillator. The semiconductor device improves the location the diffusion step by evaluating a formation of a contact and specifying a power source voltage drop place by monitoring a frequency counted value from the counter by using the chip.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、製造する全半導体
チップ製品の拡散工程における異常の有無が検査できる
構成を内蔵した半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a built-in structure capable of inspecting all the manufactured semiconductor chip products for abnormalities in the diffusion process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造工程において、製品の
半導体チップとは別に、TEG(TestElement Group)
に属する、RAM、ROMなどで構成した素子特性評価
用半導体チップ(以下、TEG半導体チップと称する)
を用いて、拡散工程における異常の有無を検査してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, a TEG (Test Element Group) is used separately from a semiconductor chip of a product.
Semiconductor chip for element characteristic evaluation composed of RAM, ROM, etc. (hereinafter referred to as "TEG semiconductor chip")
Was used to inspect for any abnormality in the diffusion process.

【0003】以下、従来の拡散工程の検査について、図
面を参照しながら説明する。
The conventional inspection of the diffusion process will be described below with reference to the drawings.

【0004】図6は、従来の、拡散工程中の製品半導体
チップとTEG半導体チップとを模式的に示す図であ
る。図6において、1は製品半導体チップ、2はTEG
半導体チップである。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a conventional product semiconductor chip and a TEG semiconductor chip during a diffusion process. In FIG. 6, 1 is a product semiconductor chip, 2 is a TEG
It is a semiconductor chip.

【0005】まず、製品半導体チップ1が製造されてい
る拡散工程において、TEG半導体チップ2に対しても
同じ製造拡散工程が実施される。また、このTEG半導
体チップ2は、製品半導体チップ1が製品A、製品B、
製品C、製品Dというように変わっても、一回限りでは
なく順次拡散されるものである。
First, in the diffusion process in which the product semiconductor chip 1 is manufactured, the same manufacturing diffusion process is performed on the TEG semiconductor chip 2. In addition, in this TEG semiconductor chip 2, the product semiconductor chip 1 is the product A, the product B,
Even if the product C, the product D, etc. are changed, the products are sequentially diffused, not only once.

【0006】次に、TEG半導体チップ2の拡散が完了
するごとに、LSIテスタにてTEG半導体チップ2を
検査し、拡散工程に異常がないか判断する。そして、異
常が発生した場合は、この結果に基づいて、製品半導体
チップ2にも同様の異常が発生していないか、その断面
を解析したり等の物理解析をして確認する。
Next, every time the diffusion of the TEG semiconductor chip 2 is completed, the TEG semiconductor chip 2 is inspected by the LSI tester to determine whether there is any abnormality in the diffusion process. Then, when an abnormality occurs, based on this result, it is confirmed by performing physical analysis such as analyzing a cross section of the product semiconductor chip 2 whether the same abnormality has occurred.

【0007】そして、これらの解析結果に基づいて、拡
散工程の場の改善が実施されることになる。
Then, the field of the diffusion process is improved based on these analysis results.

【0008】このように、TEG半導体チップ2は、拡
散工程の改善のために使用される。
As described above, the TEG semiconductor chip 2 is used for improving the diffusion process.

【0009】次に、拡散工程において各層の配線を接続
するために形成されるコンタクトの従来の形成評価方法
について説明する。
Next, a conventional method for evaluating the formation of contacts formed for connecting the wirings of the respective layers in the diffusion step will be described.

【0010】図7は、従来のコンタクト形成評価方法を
説明するための模式図である。図7において、15は電
流計、16は入出力(I/O)パッド、17は下層配
線、18は上層配線、19はコンタクトである。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a conventional contact formation evaluation method. In FIG. 7, 15 is an ammeter, 16 is an input / output (I / O) pad, 17 is a lower layer wiring, 18 is an upper layer wiring, and 19 is a contact.

【0011】まず、図7に示すように、複数の下層配線
17、コンタクト19、上層配線18の組み合わせを直
列に接続し、電源電圧VDDと接地電位GNDを印加し
て、電流計15により総合の抵抗値を測定する。この抵
抗値を平均することにより、一つのコンタクト形成の抵
抗値評価を実施している。
First, as shown in FIG. 7, a combination of a plurality of lower layer wirings 17, contacts 19 and upper layer wirings 18 is connected in series, a power supply voltage VDD and a ground potential GND are applied, and an ammeter 15 is used to make a total. Measure the resistance. By averaging the resistance values, the resistance value of one contact is evaluated.

【0012】図8は、従来の内部配線の断線状態、半断
線状態、短絡状態、半短絡状態などの異常を抵抗値によ
り解析するための構成を示す模式図である。図8におい
て、24は半導体チップ、25は電子ビーム(EB)テ
スタ、26はプローブ解析装置、27は内部配線抵抗の
異常箇所である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional structure for analyzing an abnormality such as a disconnection state, a semi-disconnection state, a short-circuit state, a half-short circuit state of an internal wiring by a resistance value. In FIG. 8, 24 is a semiconductor chip, 25 is an electron beam (EB) tester, 26 is a probe analyzer, and 27 is an abnormal location of internal wiring resistance.

【0013】図8に示すように、27において内部配線
抵抗の異常が発生している場合、半導体チップ24内部
におけるトランジスタレベルの問題に対して、特殊なE
Bテスタ25やプローブ解析装置26を用いて、物理的
に解析を実施し、多大な解析時間を要して原因を発見し
ていた。
As shown in FIG. 8, when an abnormality in the internal wiring resistance occurs at 27, a special E is applied to the problem of the transistor level inside the semiconductor chip 24.
Physical analysis was performed using the B tester 25 and the probe analysis device 26, and a long analysis time was required to find the cause.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
TEG半導体チップ2を用いた半導体装置の検査方法で
は、以下に列記する問題点がある。 (1)拡散工程における異常の有無を検査する方法で
は、常時、TEG半導体チップ2を拡散させる必要があ
り、ウエーハ費用、拡散費用、検査費用が余分に必要と
なる。 (2)微妙なデザインルールの違いにより、TEG半導
体チップ2での解析結果を製品半導体チップ1にフィー
ドバックするのに時間を要することになる。 (3)異なる拡散プロセスごとにTEG半導体チップ2
を設計し、準備する必要があるためコストが増大する。 (4)拡散工程のラインはその製造能力が一定であるた
め、製品枠を削ってTEG半導体チップ2を拡散させる
必要があり、製品半導体チップ1の製造効率が低下す
る。 (5)コンタクト形成評価方法では、一つのコンタクト
部分の抵抗値を直列接続抵抗の平均値により算出してい
るため、一つのコンタクト部分に異常があった場合で
も、平均化されて異常を見逃すおそれがある。 (6)内部配線抵抗の異常箇所を解析する方法では、E
Bテスタやプローブ解析装置等の物理的手段が必要とな
るため、多大な解析時間を要することになる。
However, the conventional method of inspecting a semiconductor device using the TEG semiconductor chip 2 has the following problems. (1) In the method of inspecting the presence / absence of abnormality in the diffusion process, it is necessary to constantly diffuse the TEG semiconductor chip 2, which requires extra wafer cost, diffusion cost, and inspection cost. (2) Due to subtle differences in design rules, it takes time to feed back the analysis result of the TEG semiconductor chip 2 to the product semiconductor chip 1. (3) TEG semiconductor chip 2 for each different diffusion process
Costs are increased because of the need to design and prepare (4) Since the production capacity of the diffusion process line is constant, it is necessary to cut the product frame to diffuse the TEG semiconductor chip 2, and the production efficiency of the product semiconductor chip 1 is reduced. (5) In the contact formation evaluation method, the resistance value of one contact portion is calculated by the average value of the series connection resistance, so even if there is an abnormality in one contact portion, it may be averaged and the abnormality may be overlooked. There is. (6) In the method of analyzing the abnormal portion of the internal wiring resistance, E
Since physical means such as a B tester and a probe analysis device are required, a great amount of analysis time is required.

【0015】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、TEG半導体チップを必要と
せずに、拡散工程の場の改善を図った半導体装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the field of the diffusion process is improved without the need for a TEG semiconductor chip. .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、インバータが多段接続
されて成り、インバータ間の抵抗成分により発振周波数
が決定されるリングオシレータと、リングオシレータか
ら出力されるパルス信号の周波数を計数するカウンタと
有するプロセスモニタ回路が内蔵されたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a ring oscillator in which inverters are connected in multiple stages, and an oscillation frequency is determined by a resistance component between the inverters, and a ring. A process monitor circuit having a counter for counting the frequency of the pulse signal output from the oscillator is incorporated.

【0017】本発明に係る半導体装置において、プロセ
スモニタ回路は、インバータ間が配線層抵抗を介して接
続された第1のリングオシレータと、インバータ間が配
線層抵抗と同一の抵抗値を有するコンタクト抵抗を介し
て接続された第2のリングオシレータとを備え、第1の
リングオシレータから得られた第1の周波数計数値と、
第2のリングオシレータから得られた第2の周波数計数
値とを比較することにより、拡散工程におけるコンタク
ト形成の評価が行われることが好ましい。
In the semiconductor device according to the present invention, the process monitor circuit includes a first ring oscillator in which the inverters are connected via a wiring layer resistance, and a contact resistance in which the inverters have the same resistance value as the wiring layer resistance. A second ring oscillator connected via the first ring oscillator, and a first frequency count value obtained from the first ring oscillator,
It is preferable that the contact formation in the diffusion step is evaluated by comparing with the second frequency count value obtained from the second ring oscillator.

【0018】また、プロセスモニタ回路は、電源供給能
力の異なる複数の箇所に設けられ、同一の抵抗値を有す
る複数の配線層抵抗を介してそれぞれ接続された複数の
最終段インバータと、複数の最終段インバータのそれぞ
れから出力されるパルス信号の周波数を計数する複数の
カウンタとを備え、複数のカウンタからの周波数計数値
をそれぞれ比較することにより、内部電源配線の異常に
よる電源電圧降下の発生場所が検出されることが好まし
い。
Further, the process monitor circuit is provided at a plurality of locations having different power supply capacities, and a plurality of final stage inverters connected through a plurality of wiring layer resistors having the same resistance value and a plurality of final stage inverters. It is equipped with a plurality of counters that count the frequency of the pulse signal output from each of the stage inverters, and by comparing the frequency count values from the multiple counters respectively, the location of the power supply voltage drop due to an abnormality in the internal power supply wiring can be determined. It is preferably detected.

【0019】上記の構成によれば、製品半導体チップに
プロセスモニタ回路を内蔵することで、TEG半導体チ
ップを製品半導体チップと同じ拡散工程で製造すること
なく、拡散工程におけるコンタクト形成の評価および電
源配線抵抗の異常により電源電圧が降下している場所の
検出を容易に行うことができ、製造効率を向上させ、製
造コスト、検査コスト、検査時間を大幅に低減して、拡
散工程の場の改善を図ることが可能になる。
According to the above configuration, by incorporating the process monitor circuit in the product semiconductor chip, evaluation of contact formation and power supply wiring in the diffusion process can be performed without manufacturing the TEG semiconductor chip in the same diffusion process as the product semiconductor chip. It is possible to easily detect the place where the power supply voltage is dropping due to the abnormality of resistance, improve the manufacturing efficiency, significantly reduce the manufacturing cost, inspection cost and inspection time, and improve the place of diffusion process. It becomes possible to plan.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の一実施形態に係る半導体
装置の構成例を示す模式図である。図1において、製品
A、製品B、製品C、製品Dという全ての製品半導体チ
ップ3には、本発明の特徴をなすプロセスモニタ回路4
が内蔵されており、この状態で拡散工程が実施される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, all of the product semiconductor chips 3, product A, product B, product C, and product D, include process monitor circuit 4 which is a feature of the present invention.
Are incorporated, and the diffusion process is performed in this state.

【0022】図2は、図1のプロセスモニタ回路4の内
部構成を示す回路図である。図2において、プロセスモ
ニタ回路2は、NAND回路および多段構成のインバー
タからなり、インバータの段数およびインバータ間の抵
抗成分により発振周波数が決定されるリングオシレータ
5、カウンタ6、パラレル/シリアル変換回路(P/
S)7、START信号端子8、COUNT_OK信号
端子9、RESET信号端子10、CLK信号端子1
1、およびMON信号端子12から構成される。なお、
S1はリングオシレータ5から出力されるパルス信号、
S2はカウンタ6から出力される計数データを示す。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the internal structure of the process monitor circuit 4 of FIG. In FIG. 2, the process monitor circuit 2 is composed of a NAND circuit and an inverter having a multi-stage configuration, and the ring oscillator 5, the counter 6, the parallel / serial conversion circuit (P) whose oscillation frequency is determined by the number of stages of the inverter and the resistance component between the inverters. /
S) 7, START signal terminal 8, COUNT_OK signal terminal 9, RESET signal terminal 10, CLK signal terminal 1
1 and a MON signal terminal 12. In addition,
S1 is a pulse signal output from the ring oscillator 5,
S2 indicates the count data output from the counter 6.

【0023】以上のように構成された半導体装置の動作
について、図3のタイミングチャートを用いて説明す
る。
The operation of the semiconductor device configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0024】まず、プロセスモニタ回路4のSTART
信号端子8に、「L」レベルから「H」レベルに遷移す
ることでリングオシレータ5に発振動作を開始させ、リ
ングオシレータ5の発振周波数が安定するまで「H」レ
ベルを保持するSTART信号を入力する。
First, the START of the process monitor circuit 4
Input the START signal to the signal terminal 8 to hold the "H" level until the oscillation frequency of the ring oscillator 5 stabilizes by causing the ring oscillator 5 to start the oscillation operation by transiting from the "L" level to the "H" level. To do.

【0025】次に、RESET信号端子10におけるR
ESET信号を「L」レベルから「H」レベルに遷移さ
せて、カウンタ6の計数値をリセットした後、COUN
T_OK信号端子9に、「L」レベルから「H」レベル
に遷移することでカウンタ6に計数動作を開始させ、カ
ウンタ6の計数動作が終了するまで「H」レベルを保持
するCOUNT_OK信号を入力する。
Next, R at the RESET signal terminal 10
After the ESET signal is transited from the “L” level to the “H” level to reset the count value of the counter 6, the COUN
The COUNT_OK signal that holds the "H" level until the counting operation of the counter 6 is completed is input to the T_OK signal terminal 9 by making a transition from the "L" level to the "H" level to start the counting operation. .

【0026】これらの信号入力により、リングオシレー
タからのパルス信号S1がカウンタ6で計数され、その
計数データS2が周波数を示す信号としてカウンタ6か
ら出力される。
By inputting these signals, the pulse signal S1 from the ring oscillator is counted by the counter 6, and the count data S2 is output from the counter 6 as a signal indicating the frequency.

【0027】次に、カウンタ6からの計数データS2
が、CLK信号端子11から入力されるCLK信号に同
期して、パラレル/シリアル変換回路7により、パラレ
ルデータからシリアルデータに変換され、MON信号端
子12から周波数を示すシリアルデータが出力される。
Next, the count data S2 from the counter 6
However, in synchronization with the CLK signal input from the CLK signal terminal 11, the parallel / serial conversion circuit 7 converts the parallel data into serial data, and the MON signal terminal 12 outputs serial data indicating the frequency.

【0028】以上のように動作するプロセスモニタ回路
4を構成するリングオシレータ5は、多段のインバータ
間の抵抗成分によってその発振周波数が変化するため、
このことを利用することで、拡散工程におけるコンタク
ト形成の異常を容易にモニタすることができる。
Since the ring oscillator 5 constituting the process monitor circuit 4 operating as described above changes its oscillation frequency due to the resistance component between the multi-stage inverters,
By utilizing this, it is possible to easily monitor the abnormality of contact formation in the diffusion process.

【0029】以下に、プロセスモニタ回路4を用いたコ
ンタクト形成評価方法について、図4を用いて説明す
る。
A contact formation evaluation method using the process monitor circuit 4 will be described below with reference to FIG.

【0030】図4は、本実施形態による半導体装置に内
蔵されたプロセスモニタ回路4を構成するリングオシレ
ータ5のインバータ間を配線層のみで接続した場合
(a)と、配線層とコンタクトで接続した場合(b)を
一部模式的に示す回路図である。図4(a)において2
2は配線層抵抗で、図4(b)において23はコンタク
ト抵抗である。配線層抵抗22とコンタクト抵抗23は
同一の抵抗値を有するように構成される。
4A and 4B show a case where the inverters of the ring oscillator 5 constituting the process monitor circuit 4 incorporated in the semiconductor device according to the present embodiment are connected only by the wiring layer (a), and the wiring layer is connected by the contact. It is a circuit diagram which shows a part of case (b) typically. 2 in FIG.
Reference numeral 2 is a wiring layer resistance, and reference numeral 23 is a contact resistance in FIG. The wiring layer resistance 22 and the contact resistance 23 are configured to have the same resistance value.

【0031】まず、図4(a)と図4(b)に示す2つ
の構成を有するリングオシュレータ5を製品半導体チッ
プ3に搭載する。配線層抵抗22とコンタクト抵抗23
は同じ抵抗値を有するので、両者とも同じ周波数で発振
することになる。拡散工程後のコンタクト形成評価にお
いて、2つのリングオシレータ5の周波数が一致する場
合は、図4(b)のコンタクト抵抗23の形成は正常で
あると判断される。一方、2つのリングオシレータ5の
周波数が一致しない場合、図4(b)のコンタクト抵抗
23の形成は異常であると判断される。これによって、
物理的解析を要せずに、製品半導体チップでのコンタク
ト形成の異常を発見することができる。
First, the ring oscillator 5 having the two configurations shown in FIGS. 4A and 4B is mounted on the product semiconductor chip 3. Wiring layer resistance 22 and contact resistance 23
Have the same resistance value, they both oscillate at the same frequency. In the contact formation evaluation after the diffusion process, when the frequencies of the two ring oscillators 5 match, it is determined that the formation of the contact resistance 23 in FIG. 4B is normal. On the other hand, if the frequencies of the two ring oscillators 5 do not match, the formation of the contact resistance 23 in FIG. 4B is determined to be abnormal. by this,
Abnormalities of contact formation on a product semiconductor chip can be detected without requiring physical analysis.

【0032】次に、かかる構成のプロセスモニタ回路4
を用いて、半導体装置において、電源配線抵抗の異常に
より電源電圧降下が発生している場所(以下、IR−D
ROP箇所と称する)を検出する方法について、図5を
用いて説明する。
Next, the process monitor circuit 4 having such a configuration.
In the semiconductor device, a place where a power supply voltage drop occurs due to an abnormality in the power supply wiring resistance (hereinafter, IR-D
A method of detecting the ROP location) will be described with reference to FIG.

【0033】図5は、図2に示すプロセスモニタ回路4
を内蔵した半導体装置の構成を模式的に示すブロック図
である。図5において、28は半導体チップ、29は論
理回路ブロックLOGIC−Aに配置された、リングオ
シレータ5の最終段インバータ、30は最終段インバー
タ29への配線、31は論理回路ブロックLOGIC−
Bに配置された、リングオシレータ5の最終段インバー
タ、32は最終段インバータ31への配線、33は論理
回路ブロックLOGIC−Cに配置された、リングオシ
レータ5の最終段インバータ、34は最終段インバータ
33への配線、35はIR−DROP箇所である。
FIG. 5 shows the process monitor circuit 4 shown in FIG.
It is a block diagram which shows typically the structure of the semiconductor device which incorporated. In FIG. 5, 28 is a semiconductor chip, 29 is a final stage inverter of the ring oscillator 5 arranged in the logic circuit block LOGIC-A, 30 is a wiring to the last stage inverter 29, 31 is a logic circuit block LOGIC-A.
B is the final stage inverter of the ring oscillator 5, 32 is the wiring to the final stage inverter 31, 33 is the final stage inverter of the ring oscillator 5 arranged in the logic circuit block LOGIC-C, and 34 is the final stage inverter Wiring to 33 and 35 are IR-DROP locations.

【0034】まず、図5に示すように、各論理回路ブロ
ックに配置された最終段インバータ29、31、33へ
の各配線30、32、34が同一の抵抗値を有するよう
に、距離と幅で調整して配線抵抗を同一にする。これに
より、各最終段インバータ29、31、33からは、同
一の周波数のパルス信号が対応するカウンタへと出力さ
れる。しかし、たとえば論理回路ブロックLOGIC−
BにIR−DROP箇所35が発生した場合、配線34
が接続される最終段インバータ33からは、他の論理回
路ブロックとは異なる周波数のパルス信号が出力され、
対応するカウンタは他とは異なる周波数値を示すことに
なる。
First, as shown in FIG. 5, the distance and width are set so that the wirings 30, 32, 34 to the final stage inverters 29, 31, 33 arranged in the respective logic circuit blocks have the same resistance value. Adjust with to make the wiring resistance the same. As a result, the pulse signals of the same frequency are output from the final stage inverters 29, 31, 33 to the corresponding counters. However, for example, the logic circuit block LOGIC-
When the IR-DROP part 35 occurs in B, the wiring 34
The final stage inverter 33 connected to outputs a pulse signal having a frequency different from those of other logic circuit blocks,
The corresponding counter will show a different frequency value than the others.

【0035】これによって、EBテスタやプローブ解析
等の物理的な解析を必要とせずに、IR−DROP箇所
を発見することが可能となる。
This makes it possible to find the IR-DROP location without requiring physical analysis such as EB tester or probe analysis.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
拡散工程におけるプロセスばらつきを確認するために、
製品半導体チップの他に、TEG半導体チップを拡散工
程で製造する必要がなく、製造効率を向上させ、製造コ
スト、検査コスト、検査時間を大幅に低減して、拡散工
程の場の改善を図ることが可能になる。
As described above, according to the present invention,
In order to confirm the process variation in the diffusion process,
In addition to product semiconductor chips, it is not necessary to manufacture TEG semiconductor chips in a diffusion process, improving manufacturing efficiency, and significantly reducing manufacturing cost, inspection cost, and inspection time, and improving the place of diffusion process. Will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成
例を示す模式図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のプロセスモニタ回路4の内部構成を示
す回路図
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of a process monitor circuit 4 of FIG.

【図3】 図2のプロセスモニタ回路4における各部信
号のタイミングチャート
3 is a timing chart of signals of respective parts in the process monitor circuit 4 of FIG.

【図4】 プロセスモニタ回路4を構成するリングオシ
レータ5のインバータ間を配線層のみで接続した場合
(a)と、配線層とコンタクトで接続した場合(b)を
一部模式的に示す回路図
FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing a part of the case where the inverters of the ring oscillator 5 constituting the process monitor circuit 4 are connected only by a wiring layer (a) and a case where the inverters of the ring oscillator 5 are connected by a contact (b).

【図5】 図2に示すプロセスモニタ回路4を内蔵した
半導体装置の構成を模式的に示すブロック図
5 is a block diagram schematically showing the configuration of a semiconductor device incorporating the process monitor circuit 4 shown in FIG.

【図6】 従来の、拡散工程中の製品半導体チップとT
EG半導体チップとを模式的に示す図
FIG. 6 Conventional product semiconductor chip and T during diffusion process
A diagram schematically showing an EG semiconductor chip

【図7】 従来のコンタクト形成評価方法を説明するた
めの模式図
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a conventional contact formation evaluation method.

【図8】 従来の内部配線の異常を抵抗値により解析す
るための構成を示す模式図
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration for analyzing an abnormality of a conventional internal wiring by a resistance value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、24 従来の製品半導体チップ 2 従来のTEG半導体チップ 3、28 本発明に係る製品半導体チップ 4 プロセスモニタ回路 5 リングオシレータ 6 カウンタ 7 パラレル/シリアル変換回路(P/S) 8 START信号端子 9 COUNT_OK信号端子 10 RESET信号端子 11 CLK信号端子 12 MON信号端子 22 配線層抵抗 23 コンタクト抵抗 29 論理回路ブロックLOGIC−Aに搭載された最
終段インバータ 30 最終段インバータ29への配線 31 論理回路ブロックLOGIC−Bに搭載された最
終段インバータ 32 最終段インバータ31への配線 33 論理回路ブロックLOGIC−Cに搭載された最
終段インバータ 34 最終段インバータ33への配線 35 IR−DROP箇所
1, 24 Conventional product semiconductor chip 2 Conventional TEG semiconductor chip 3, 28 Product semiconductor chip according to the present invention 4 Process monitor circuit 5 Ring oscillator 6 Counter 7 Parallel / serial conversion circuit (P / S) 8 START signal terminal 9 COUNT_OK Signal terminal 10 RESET signal terminal 11 CLK signal terminal 12 MON signal terminal 22 wiring layer resistance 23 contact resistance 29 final stage inverter 30 mounted on the logic circuit block LOGIC-A 31 wiring to the final stage inverter 29 31 logic circuit block LOGIC-B The final stage inverter 32 installed in the wiring 33 to the final stage inverter 31 33 the final stage inverter 34 installed in the logic circuit block LOGIC-C 35 the wiring to the final stage inverter 33 IR-DROP location

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インバータが多段接続されて成り、前記
インバータ間の抵抗成分により発振周波数が決定される
リングオシレータと、前記リングオシレータから出力さ
れるパルス信号の周波数を計数するカウンタと有するプ
ロセスモニタ回路が内蔵されたことを特徴とする半導体
装置。
1. A process monitor circuit comprising a plurality of inverters connected in multiple stages, a ring oscillator whose oscillation frequency is determined by a resistance component between the inverters, and a counter for counting the frequency of a pulse signal output from the ring oscillator. A semiconductor device having a built-in semiconductor device.
【請求項2】 前記プロセスモニタ回路は、前記インバ
ータ間が配線層抵抗を介して接続された第1のリングオ
シレータと、前記インバータ間が前記配線層抵抗と同一
の抵抗値を有するコンタクト抵抗を介して接続された第
2のリングオシレータとを備え、前記第1のリングオシ
レータから得られた第1の周波数計数値と、前記第2の
リングオシレータから得られた第2の周波数計数値とを
比較することにより、拡散工程におけるコンタクト形成
の評価が行われることを特徴とする請求項1記載の半導
体装置。
2. The process monitor circuit includes a first ring oscillator in which the inverters are connected via a wiring layer resistance, and a contact resistance between the inverters having the same resistance value as the wiring layer resistance. And a second ring oscillator connected to each other, and comparing a first frequency count value obtained from the first ring oscillator with a second frequency count value obtained from the second ring oscillator. The semiconductor device according to claim 1, wherein the contact formation is evaluated in the diffusion step.
【請求項3】 前記プロセスモニタ回路は、電源供給能
力の異なる複数の箇所に設けられ、同一の抵抗値を有す
る複数の配線層抵抗を介してそれぞれ接続された複数の
最終段インバータと、前記複数の最終段インバータのそ
れぞれから出力されるパルス信号の周波数を計数する複
数のカウンタとを備え、前記複数のカウンタからの周波
数計数値をそれぞれ比較することにより、内部電源配線
の異常による電源電圧降下の発生場所が検出されること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The process monitor circuit is provided at a plurality of locations having different power supply capacities, and a plurality of final stage inverters respectively connected through a plurality of wiring layer resistors having the same resistance value; And a plurality of counters for counting the frequency of the pulse signal output from each of the final stage inverters, and comparing the frequency count values from the plurality of counters, respectively, to reduce the power supply voltage drop due to an abnormality in the internal power supply wiring. The semiconductor device according to claim 1, wherein a generation place is detected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008252864A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor device and method for driving the same
JP2010283054A (en) * 2009-06-03 2010-12-16 Kawasaki Microelectronics Inc Process monitor circuit and method of determining process characteristics
JP2012004582A (en) * 2011-08-05 2012-01-05 Renesas Electronics Corp Semiconductor integrated circuit device
US9217769B2 (en) 2012-10-09 2015-12-22 International Business Machines Corporation Ring oscillator testing with power sensing resistor

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