JP2004055810A - Method of evaluating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of evaluating a semiconductor device which can identify islands by defective trenches among many trench islands. <P>SOLUTION: On an SOI substrate (thin film silicon layer), a silicon oxide film is formed. On the silicon oxide film, an aluminum interconnection 27 is formed which connects thin film silicon layers of each island 14 in series through contact holes 26, and an aluminum interconnection 29 is formed which is connected to the thin film silicon layers outside each island 14 through contact holes 28. By measuring the voltage using the aluminum interconnection 29 when causing a current to flow across the aluminum interconnection 27, islands where a separation fault happens by defective trenches can be identified. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の評価方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
SOI基板を用いトレンチ絶縁分離技術を使った半導体装置がある。例えば、図5に示すように、SOI基板10における薄膜シリコン層に四角枠状のトレンチ11を形成して大きな島12を作り、その島12において多数の四角枠状のトレンチ13により小さな島14を縦横に多数配置している。この種の半導体装置において、トレンチ絶縁分離についての不良の低減は歩留り向上を図る上で重要な項目である。
【0003】
そして、トレンチ絶縁分離不良を評価すべく、図6に示すように、ウエハ状のSOI基板10での一部領域において各小さな島14の薄膜シリコン層にコンタクトホール50を通してアルミ配線51を接続するとともに、大きな島12の薄膜シリコン層に対しコンタクトホール52を通してアルミ配線53を接続する。このアルミ配線51とアルミ配線53との間に電圧を印加してリーク電流の有無を判定し、これにより、ウエハ内に多数配置した大きな島12におけるトレンチ不良率を評価していた。
【0004】
トレンチ不良率を評価するには、このような配線パターン51,53でも可能であるが、トレンチ不良を改善するためにはトレンチ不良原因を明確にする必要があり、原因を明確にするには不良箇所を特定する必要がある。しかしながら、図6の配線パターン51,53では不良率は評価できても不良箇所の特定はできなかった。
【0005】
さらに説明を加えるならば、トレンチにより絶縁分離した各島にCMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、パワートランジスタと特性の異なるデバイスなどを形成し、これら各デバイスをワンチップ内に配置する場合において、トレンチ絶縁不良は、歩留りに直結するため歩留り目標達成のためにはつぶさなければいけない重要な項目である。そして、適切な不良対策をするためには、トレンチ不良の真因を突き止める必要がある。即ち、トレンチというのは、島を囲っているトレンチの一箇所でも埋込酸化膜に届いていなければトレンチ不良になる。従来、不良が一箇所ある場合においてその場所を特定するには、チップまたはTEGパターンを表面から顕微鏡で確認しながら少しずつ削って不良箇所を特定していた。この方法だと一箇所の場所特定をするのに半日〜1日かかってしまう。実際、複数の原因が重なっていることが多いので、複数個(例えば20〜30個)のTEG素子を調べる必要がある。30個も調査しようとすると15日から30日もかかってしまう。そこで、電気的に場所を特定することができる方法が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、多数のトレンチ島のうちの不良となったトレンチによる島を特定することができる半導体装置の評価方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、各島の薄膜シリコン層を直列につなぐ配線を形成するとともに、各島の外部における薄膜シリコン層につながる配線を形成する。そして、各島の薄膜シリコン層を直列につなぐ配線の両端間に電流を流したときにおいて、各島の外部における薄膜シリコン層につながる配線を用いて電圧を測定する。これにより、不良トレンチによる分離不良が発生した島を特定することができる。つまり、多数のトレンチ島のうちの不良となったトレンチによる島を特定することができる。
【0008】
請求項2に記載のように、多数の島の間の配線抵抗を等しくすると、特定を容易に行うことができるようになる。
請求項3に記載のように工程開発段階で用いても、請求項4に記載のように工程開発段階の後のウエハ流動段階で用いてもよく、ウエハ流動段階で用いる場合において請求項5に記載のようにウエハでのスクライブラインに、トレンチにより分離した島を形成するとよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図1に、本実施形態における半導体基板(ウエハ)の平面図を示す。図1におけるX−X線での縦断面を図2に示す。
【0010】
図2において、シリコン基板20の上にシリコン酸化膜(埋込酸化膜)21を介して薄膜シリコン層22が形成され、SOI基板10を構成している。詳しくは、例えば、第1のシリコン基板と第2のシリコン基板とをシリコン酸化膜21を介して貼り合わせ、一方のシリコン基板を薄膜化することによりSOI基板を得る。
【0011】
このSOI基板10において、図5に示したように、大きなトレンチ島12が形成されるとともに、当該トレンチ島12において小さな多数のトレンチ島14が形成されている。詳しくは、SOI基板10における薄膜シリコン層22には、図2に示すように、埋込酸化膜21に達するトレンチ11が四角枠状に形成され(図5参照)、その内方がトレンチ島12となっている。トレンチ11内にはシリコン酸化膜23が充填されている。さらに、トレンチ島12において薄膜シリコン層22には埋込酸化膜21に達するトレンチ13が四角枠状に形成され(図5参照)、その内方がトレンチ島14となっている。トレンチ13内にはシリコン酸化膜24が充填されている。当該トレンチ島14が、図5に示したように、縦横に多数形成されている。図5においては縦方向に4つ、横方向に5つ設けられている。
【0012】
なお、トレンチ13の内部での構造として、トレンチ13の内部にシリコン酸化膜24を充填する以外にも、トレンチ13の内壁面にシリコン酸化膜を形成するとともにその内部にポリシリコン膜を充填してもよい。
【0013】
このように、評価対象となる半導体装置として、シリコン基板20の上に埋込絶縁膜21を介して薄膜シリコン層22を配したSOI基板10における薄膜シリコン層22に埋込絶縁膜21に達するトレンチ13が形成され、このトレンチ13により分離した島14が多数形成されたものを想定しており、各島14にはCMOSトランジスタやバイポーラトランジスタ等のデバイスが形成される。
【0014】
この構造の島(トレンチにより分離した島)14が図1に示すようにウエハ状のSOI基板における一部領域に形成されるとともに、その周囲にトレンチ11が形成されている。また、本実施形態において各トレンチ島14は縦横に等間隔に配置されている。
【0015】
そして、SOI基板10(薄膜シリコン層22)の上には、図2に示すように、シリコン酸化膜25が形成されている。このシリコン酸化膜25において、各々の小さいトレンチ島14には、各島での薄膜シリコン層22に電圧を印加するためのコンタクトホール26がそれぞれ形成されている。また、大きいトレンチ島12には、大きな島内での薄膜シリコン層22の電圧(電位)を検出するためのコンタクトホール28が形成されている。
【0016】
シリコン酸化膜25の上には、図1,2に示すように、トレンチ評価用のアルミ配線27がパターニングされ、小さいトレンチ島(薄膜シリコン層)14はコンタクトホール26を通してアルミ配線27と電気的に接続されている。このとき、アルミ配線27のパターンは、図1に示すように、帯状に延延され、かつ、各トレンチ島14の薄膜シリコン層22を直列に接続している。
【0017】
また、図2のシリコン酸化膜25の上には、図1に示すように、トレンチ評価用のアルミ配線29がパターニングされ、大きなトレンチ島12の薄膜シリコン層22はコンタクトホール28を通してアルミ配線29と電気的に接続されている。このアルミ配線29により、大きなトレンチ島12の薄膜シリコン層の電圧(電位)を測定できるようになっている。
【0018】
このようにして、プロセス開発段階でトレンチの歩留り向上のために不良解析するための配線パターン27,29が設けられている。
なお、ここではトレンチ島12,14を四角形状としたが、島になっていれば三角形や五角形以上の多角形等どんな形状でもよい。また、小さいトレンチ島14のサイズは特に規定しない。ただ、少ない面積でトレンチ面積を稼ぐためにできるだけ小さいサイズがよい(例えば、縦横の寸法が数μm)。
【0019】
次に、評価方法を、図3を用いて説明する。
今、図3における所定のトレンチ島14において、図中Dで示す箇所においてトレンチ不良が生じているとする。即ち、D部においてはトレンチ13が埋込酸化膜21に達していないものとする。
【0020】
帯状に延びるアルミ配線27の一端をA端子に接続し、他端をB端子に接続する。また、もう一つのアルミ配線29をC端子に接続する。そして、ABの両端子間に所定の電圧VDを印加してABの両端子間に所定の電流を流す。具体的には、B端子を接地し、A端子に所定の電圧VDを印加する。この状態における等価回路を図4に示す。図4において、A端子とB端子の間において各トレンチ島14をつなぐように多数の配線抵抗が直列に接続されていることになる。つまり、アルミ配線27は小さいトレンチ島14とはコンタクトホール26を通して接続されているので、それぞれのトレンチ島14内には、配線抵抗による電圧ドロップ分を差し引いた電圧が印加されている。このとき、各トレンチ島14は等間隔に配置されているので、各島の間の配線抵抗値は等しくなる。
【0021】
そして、この状態において、大きなトレンチ島12におけるアルミ配線29によるC端子での電圧を測定(計測)する。このとき、トレンチ不良が発生していなければ、C端子での電圧測定値はノイズのような小さな電圧が検出される。即ち、トレンチ不良箇所がなければ、電圧モニタリング電極(C端子)からはノイズのような測定限界以下の電圧しか検出できない。
【0022】
一方、図3でのDで示す箇所においてトレンチ不良があり、この箇所で小さいトレンチ島14の内外が電気的につながっていると、図4に示すように、Dの箇所でC端子とつながるので、C端子からは、A端子に対し電圧ドロップ分の電圧VCが検出される。ここで、小さいトレンチ島14を等間隔で配置しているので、C端子での測定電圧VCと、ABの両端子間の電圧VABとを用いた比例計算でトレンチ不良を起こしているトレンチ島14を特定することができる。具体的には、C端子での電圧VCはC〜B端子間の電圧VCBであり、A〜C端子間の電圧VACは、A〜B端子間の電圧VABから、C〜B端子間の電圧VCBを引いた値(=VAB−VCB)となる。よって、VAB値とVAC値の割合から、アルミ配線27の両端のうちA端子側を基準にした場合においてトレンチ不良になっている島(トレンチ島)14を特定することができる。
【0023】
なお、ABの両端子間に印加する電圧は特に規定しないが、ABの両端子間において許す範囲で多くの電流を流したほうが不良トレンチ(不良島)を特定しやすい。
【0024】
このような評価構造(評価手法)を工程開発段階では大規模TEGとして用いることで、ウエハ面内ばらつき、ロット内・ロット間ばらつき等を評価して、トレンチ歩留りのよい工程条件の検討をすることができる。また、流動段階では、ウエハでの空きスペースを利用して工程内の出来栄え確認、工程管理用として用いることができる。この場合、配置場所としてはスクライブラインがよいが、製品チップ内に配置してもよい。
【0025】
このように、本評価方法は、工程開発段階で用いても、工程開発段階の後のウエハ流動段階で用いてもよく、ウエハ流動段階で用いる場合には、ウエハでのスクライブラインに、トレンチ13により分離した島14を形成するようにするとよい。
【0026】
これまで説明してきたように、ウエハ状のSOI基板(SOIウエハ)における一部領域に評価のためトレンチ13により分離した島14を多数形成するとともに、薄膜シリコン層22の上に絶縁膜25を配置し、当該絶縁膜25に、各島14毎の島内コンタクトホール26を形成するとともに、各島14の外部に島外コンタクトホール28を形成し、絶縁膜25の上に各島内コンタクトホール26を通して各島14の薄膜シリコン層22を直列につなぐアルミ配線27を形成するとともに、島外コンタクトホール28を通して各島14の外部における薄膜シリコン層22につながるアルミ配線29を形成し、各島14の薄膜シリコン層22を直列につなぐアルミ配線27の両端間に電流を流したときにおいて、各島14の外部における薄膜シリコン層22につながるアルミ配線29を用いて電圧を測定することにより、不良トレンチによる分離不良が発生した島を特定するようにした。このようにして、多数のトレンチ島14のうちの不良となったトレンチによる島を特定することができる。
【0027】
つまり、トレンチ不良箇所は複数のトレンチ島14の外部における薄膜シリコン層22と接続されるという点に着目し、複数のトレンチ島14をアルミ配線27にて直列につなぎ、両端間に電流を流し、トレンチ島14の外部における薄膜シリコン層22での電位をモニタリングすることにより、トレンチ不良箇所から電圧ドロップ分の電位が、トレンチ島14の外部における薄膜シリコン層22の電位としてモニターでき、不良パターン(トレンチ島)を特定することができる。
【0028】
即ち、図1に示すトレンチ歩留り評価用テストパターン(配線パターン)27を用いて、トレンチ島14を直列に接続したことで、トレンチ13が形成されていない場所を電気的に特定することができる。具体的には、各島14を直列につないだ配線パターン27に電圧をかけて電流を流す。トレンチ13で完全に分離できていれば、島14の外部はフローティングになっているのでほぼ0ボルトの電圧が検出されるが、トレンチ13が完全に形成されていないと電圧ドロップ分の電圧が出力されるので、その電圧をモニターしてやれば、トレンチ不良箇所が特定できる。
【0029】
また、多数の島14の間の配線抵抗を等しくすると、トレンチ不良箇所(不良島)の特定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における半導体基板の平面図を示す。
【図2】図1におけるX−X線での縦断面図。
【図3】評価方法を説明するための平面図。
【図4】評価方法を説明するための等価回路を示す図。
【図5】半導体基板の平面図。
【図6】従来の評価方法を説明するための平面図。
【符号の説明】
10…SOI基板、13…トレンチ、14…島、20…シリコン基板、21…シリコン酸化膜(埋込絶縁膜)、22…薄膜シリコン層、25…シリコン酸化膜(絶縁膜)、26…コンタクトホール、28…コンタクトホール、27…アルミ配線、29…アルミ配線。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for evaluating a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
There is a semiconductor device using an SOI substrate and using a trench isolation technique. For example, as shown in FIG. 5, a square island-shaped trench 11 is formed in the thin film silicon layer of the SOI substrate 10 to form a large island 12, and a small island 14 is formed in the island 12 by a number of square frame-shaped trenches 13. Many are arranged in all directions. In a semiconductor device of this type, reduction of defects in trench isolation is an important item for improving yield.
[0003]
Then, in order to evaluate the poor trench isolation, as shown in FIG. 6, an aluminum wiring 51 is connected to a thin silicon layer of each small island 14 through a contact hole 50 in a partial region of the wafer-like SOI substrate 10. The aluminum wiring 53 is connected to the thin silicon layer of the large island 12 through the contact hole 52. A voltage was applied between the aluminum wiring 51 and the aluminum wiring 53 to determine the presence or absence of a leak current, thereby evaluating the trench defect rate in the large islands 12 arranged in a large number in the wafer.
[0004]
Although the wiring patterns 51 and 53 can be used to evaluate the trench defect rate, it is necessary to clarify the cause of the trench defect in order to improve the trench defect. It is necessary to specify the location. However, in the wiring patterns 51 and 53 of FIG. 6, the defect rate could be evaluated, but the defective portion could not be specified.
[0005]
More specifically, when a CMOS transistor, a bipolar transistor, and a device having characteristics different from those of a power transistor are formed on each island isolated by a trench, and these devices are arranged in one chip, a trench insulation defect is caused. It is an important item that must be crushed in order to achieve the yield target in order to directly relate to the yield. In order to take appropriate measures against the failure, it is necessary to determine the true cause of the trench failure. In other words, the trench is defective if at least one of the trenches surrounding the island does not reach the buried oxide film. Conventionally, when there is one defect, in order to identify the defect, the defect or the TEG pattern is specified by checking the chip or the TEG pattern little by little while checking the surface with a microscope. With this method, it takes half a day to one day to specify one place. Actually, since a plurality of causes are often overlapped, it is necessary to examine a plurality of (for example, 20 to 30) TEG elements. It would take between 15 and 30 days to research as many as 30. Therefore, a method that can electrically specify the location is required.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device evaluation method capable of specifying an island due to a defective trench among many trench islands. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a wire connecting the thin film silicon layers of each island in series is formed, and a wire connected to the thin film silicon layer outside each island is formed. Then, when a current flows between both ends of the wiring connecting the thin-film silicon layers of each island in series, the voltage is measured using the wiring connected to the thin-film silicon layer outside each island. This makes it possible to identify the island where the separation failure has occurred due to the defective trench. That is, an island due to a defective trench out of the many trench islands can be specified.
[0008]
As described in the second aspect, when the wiring resistances between a number of islands are made equal, the identification can be easily performed.
It may be used in the process development stage as described in claim 3, or may be used in the wafer flow stage after the process development stage as described in claim 4. As described, islands separated by trenches may be formed in the scribe line on the wafer.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of a semiconductor substrate (wafer) according to the present embodiment. FIG. 2 shows a vertical section taken along line XX in FIG.
[0010]
In FIG. 2, a thin-film silicon layer 22 is formed on a silicon substrate 20 via a silicon oxide film (buried oxide film) 21 to constitute the SOI substrate 10. Specifically, for example, an SOI substrate is obtained by bonding a first silicon substrate and a second silicon substrate via a silicon oxide film 21 and thinning one of the silicon substrates.
[0011]
In the SOI substrate 10, as shown in FIG. 5, large trench islands 12 are formed, and a large number of small trench islands 14 are formed in the trench islands 12. Specifically, as shown in FIG. 2, a trench 11 reaching the buried oxide film 21 is formed in a rectangular frame shape in the thin film silicon layer 22 of the SOI substrate 10 (see FIG. 5), and a trench island 12 It has become. The trench 11 is filled with a silicon oxide film 23. Further, in the trench island 12, a trench 13 reaching the buried oxide film 21 is formed in the thin-film silicon layer 22 in a rectangular frame shape (see FIG. 5), and a trench island 14 is formed inside. The trench 13 is filled with a silicon oxide film 24. As shown in FIG. 5, a large number of trench islands 14 are formed vertically and horizontally. In FIG. 5, four are provided in the vertical direction and five in the horizontal direction.
[0012]
As a structure inside the trench 13, besides filling the silicon oxide film 24 inside the trench 13, a silicon oxide film is formed on the inner wall surface of the trench 13 and a polysilicon film is filled inside the trench 13. Is also good.
[0013]
As described above, as a semiconductor device to be evaluated, a trench reaching the buried insulating film 21 in the thin silicon layer 22 in the SOI substrate 10 in which the thin silicon layer 22 is disposed on the silicon substrate 20 via the buried insulating film 21 13 are formed, and a large number of islands 14 separated by the trenches 13 are assumed. Devices such as CMOS transistors and bipolar transistors are formed in each island 14.
[0014]
As shown in FIG. 1, an island (island separated by a trench) 14 having this structure is formed in a partial region of a wafer-like SOI substrate, and a trench 11 is formed therearound. In this embodiment, the trench islands 14 are arranged at equal intervals in the vertical and horizontal directions.
[0015]
Then, a silicon oxide film 25 is formed on the SOI substrate 10 (thin film silicon layer 22), as shown in FIG. In this silicon oxide film 25, contact holes 26 for applying a voltage to the thin film silicon layer 22 in each of the small trench islands 14 are formed. In the large trench island 12, a contact hole 28 for detecting a voltage (potential) of the thin film silicon layer 22 in the large island is formed.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, an aluminum wiring 27 for trench evaluation is patterned on the silicon oxide film 25, and the small trench island (thin silicon layer) 14 is electrically connected to the aluminum wiring 27 through the contact hole 26. It is connected. At this time, the pattern of the aluminum wiring 27 extends in a belt shape as shown in FIG. 1 and connects the thin film silicon layers 22 of each trench island 14 in series.
[0017]
On the silicon oxide film 25 of FIG. 2, an aluminum wiring 29 for trench evaluation is patterned as shown in FIG. 1, and the thin silicon layer 22 of the large trench island 12 is connected to the aluminum wiring 29 through the contact hole 28. It is electrically connected. The aluminum wiring 29 allows the voltage (potential) of the thin film silicon layer of the large trench island 12 to be measured.
[0018]
In this manner, the wiring patterns 27 and 29 for performing a failure analysis for improving the yield of the trench at the process development stage are provided.
Here, the trench islands 12 and 14 are square in shape, but any shape such as a triangle or a polygon having five or more pentagons may be used as long as they are islands. The size of the small trench island 14 is not particularly defined. However, in order to increase the trench area with a small area, the size is preferably as small as possible (for example, the vertical and horizontal dimensions are several μm).
[0019]
Next, an evaluation method will be described with reference to FIG.
Now, it is assumed that a trench failure occurs at a location indicated by D in the predetermined trench island 14 in FIG. That is, it is assumed that the trench 13 does not reach the buried oxide film 21 in the portion D.
[0020]
One end of the strip-shaped aluminum wiring 27 is connected to the A terminal, and the other end is connected to the B terminal. Further, another aluminum wiring 29 is connected to the C terminal. Then, a predetermined voltage VD is applied between both terminals of AB, and a predetermined current flows between both terminals of AB. Specifically, the B terminal is grounded, and a predetermined voltage VD is applied to the A terminal. FIG. 4 shows an equivalent circuit in this state. In FIG. 4, a large number of wiring resistors are connected in series so as to connect the trench islands 14 between the A terminal and the B terminal. That is, since the aluminum wiring 27 is connected to the small trench island 14 through the contact hole 26, a voltage obtained by subtracting a voltage drop due to wiring resistance is applied to each trench island 14. At this time, since the trench islands 14 are arranged at equal intervals, the wiring resistance between the islands becomes equal.
[0021]
Then, in this state, the voltage at the C terminal by the aluminum wiring 29 in the large trench island 12 is measured (measured). At this time, if a trench failure does not occur, a small voltage such as noise is detected as a voltage measurement value at the C terminal. That is, if there is no defective trench portion, only a voltage lower than the measurement limit such as noise can be detected from the voltage monitoring electrode (C terminal).
[0022]
On the other hand, if there is a trench defect at the location indicated by D in FIG. 3 and the inside and outside of the small trench island 14 are electrically connected at this location, as shown in FIG. , C, the voltage VC corresponding to the voltage drop with respect to the A terminal is detected. Here, since the small trench islands 14 are arranged at equal intervals, the trench islands 14 causing the trench failure by the proportional calculation using the measured voltage VC at the C terminal and the voltage VAB between the two terminals of AB are used. Can be specified. Specifically, the voltage VC at the C terminal is the voltage VCB between the C and B terminals, and the voltage VAC between the A and C terminals is calculated from the voltage VAB between the A and B terminals from the voltage between the C and B terminals. It is a value obtained by subtracting VCB (= VAB-VCB). Therefore, from the ratio between the VAB value and the VAC value, it is possible to identify the island (trench island) 14 having a trench failure when the terminal A is used as a reference among the both ends of the aluminum wiring 27.
[0023]
Although the voltage applied between the two terminals of the AB is not particularly defined, a defective trench (defective island) can be more easily identified when a large amount of current is allowed to flow between the two terminals of the AB.
[0024]
By using such an evaluation structure (evaluation method) as a large-scale TEG in the process development stage, it is necessary to evaluate variations in the wafer surface, variations in lots and lots, etc., and to study process conditions with a good trench yield. Can be. Further, in the flow stage, the empty space in the wafer can be used for confirming the workmanship in the process and for managing the process. In this case, a scribe line is preferable as an arrangement place, but may be arranged in a product chip.
[0025]
As described above, the present evaluation method may be used in the process development stage or in the wafer flow stage after the process development stage. When the evaluation method is used in the wafer flow stage, the trench 13 It is preferable to form islands 14 separated from each other.
[0026]
As described above, a large number of islands 14 separated by trenches 13 are formed in a partial region of a wafer-like SOI substrate (SOI wafer) for evaluation, and an insulating film 25 is disposed on the thin silicon layer 22. Then, in the insulating film 25, an intra-island contact hole 26 is formed for each of the islands 14, and an extra-island contact hole 28 is formed outside of each of the islands 14. An aluminum wiring 27 connecting the thin film silicon layers 22 of the islands 14 in series is formed, and an aluminum wiring 29 connected to the thin film silicon layer 22 outside each of the islands 14 through the contact holes 28 outside the islands is formed. When a current flows between both ends of an aluminum wiring 27 connecting the layers 22 in series, a thin film outside each island 14 is formed. By measuring the voltage using the aluminum wiring 29 connected to the silicon layer 22, separation failure was made to identify the island generated due to defective trench. In this manner, the island due to the defective trench among the many trench islands 14 can be specified.
[0027]
That is, paying attention to the fact that the defective trench portion is connected to the thin film silicon layer 22 outside the plurality of trench islands 14, the plurality of trench islands 14 are connected in series by the aluminum wiring 27, and a current flows between both ends. By monitoring the potential of the thin film silicon layer 22 outside the trench island 14, the potential of the voltage drop from the defective trench can be monitored as the potential of the thin film silicon layer 22 outside the trench island 14, and the defective pattern (trench) can be monitored. Island) can be identified.
[0028]
That is, by using the trench yield evaluation test pattern (wiring pattern) 27 shown in FIG. 1 and connecting the trench islands 14 in series, it is possible to electrically specify a place where the trench 13 is not formed. Specifically, a current is applied by applying a voltage to the wiring pattern 27 connecting the islands 14 in series. If the trench 13 is completely separated, a voltage of almost 0 volt is detected because the outside of the island 14 is floating, but if the trench 13 is not completely formed, a voltage corresponding to the voltage drop is output. Therefore, if the voltage is monitored, a defective trench portion can be specified.
[0029]
Further, when the wiring resistances between the multiple islands 14 are equalized, it becomes easy to specify a defective trench portion (defective island).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor substrate according to an embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 3 is a plan view for explaining an evaluation method.
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit for explaining an evaluation method.
FIG. 5 is a plan view of a semiconductor substrate.
FIG. 6 is a plan view for explaining a conventional evaluation method.
[Explanation of symbols]
10 SOI substrate, 13 trench, 14 island, 20 silicon substrate, 21 silicon oxide film (embedded insulating film), 22 thin silicon layer, 25 silicon oxide film (insulating film), 26 contact hole , 28 contact hole, 27 aluminum wiring, 29 aluminum wiring.

Claims (5)

シリコン基板(20)の上に埋込絶縁膜(21)を介して薄膜シリコン層(22)を配したSOI基板(10)における薄膜シリコン層(22)に前記埋込絶縁膜(21)に達するトレンチ(13)が形成され、このトレンチ(13)により分離した島(14)が多数形成された半導体装置を評価するための方法であって、
ウエハ状のSOI基板における一部領域に評価のため前記トレンチ(13)により分離した島(14)を多数形成するとともに、前記薄膜シリコン層(22)の上に絶縁膜(25)を配置し、当該絶縁膜(25)に、各島(14)毎の島内コンタクトホール(26)を形成するとともに、各島(14)の外部に島外コンタクトホール(28)を形成し、絶縁膜(25)の上に前記各島内コンタクトホール(26)を通して各島(14)の薄膜シリコン層(22)を直列につなぐ配線(27)を形成するとともに、前記島外コンタクトホール(28)を通して各島(14)の外部における薄膜シリコン層(22)につながる配線(29)を形成し、各島(14)の薄膜シリコン層(22)を直列につなぐ配線(27)の両端間に電流を流したときにおいて、各島(14)の外部における薄膜シリコン層(22)につながる配線(29)を用いて電圧を測定することにより、不良トレンチによる分離不良が発生した島を特定するようにしたことを特徴とする半導体装置の評価方法。
The buried insulating film (21) reaches the thin-film silicon layer (22) in the SOI substrate (10) in which the thin-film silicon layer (22) is disposed on the silicon substrate (20) via the buried insulating film (21). A method for evaluating a semiconductor device in which a trench (13) is formed and a number of islands (14) separated by the trench (13) are formed,
Forming a plurality of islands (14) separated by the trench (13) for evaluation in a partial region of the wafer-like SOI substrate, and disposing an insulating film (25) on the thin silicon layer (22); In the insulating film (25), an intra-island contact hole (26) is formed for each island (14), and an extra-island contact hole (28) is formed outside each island (14). A wiring (27) for connecting the thin-film silicon layers (22) of each island (14) in series through the contact holes (26) in each island is formed on each of the islands (14) through the contact holes (28) outside the island. ), A wiring (29) connected to the thin film silicon layer (22) outside is formed, and a current flows between both ends of the wiring (27) connecting the thin film silicon layers (22) of each island (14) in series. Wherein the island where separation failure due to a defective trench has occurred is specified by measuring a voltage using a wiring (29) connected to the thin film silicon layer (22) outside each island (14). Semiconductor device evaluation method.
前記多数の島(14)の間の配線抵抗を等しくしたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の評価方法。2. The method according to claim 1, wherein wiring resistances between the plurality of islands are made equal. 工程開発段階で用いるようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の評価方法。3. The method for evaluating a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is used in a process development stage. 工程開発段階の後のウエハ流動段階で用いるようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の評価方法。3. The method for evaluating a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is used in a wafer flow stage after the process development stage. ウエハでのスクライブラインに、前記トレンチ(13)により分離した島(14)を形成したことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の評価方法。The method according to claim 4, wherein islands (14) separated by the trenches (13) are formed in scribe lines on the wafer.
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