JP2006165569A - 半導体装置の不良分析のための分析構造体及びこれを用いた不良分析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の装置は、半導体基板の所定領域に配置された複数の分析領域と、アレイ構造を形成しつつ分析領域に配置される半導体トランジスタと、分析領域に配置されて、半導体トランジスタを横方向及び縦方向に連結するワードライン及びビットライン構造体と、を含む。この際、ビットライン構造体は分析領域毎に異なる構造を有することを特徴とする。これにより、半導体装置の開発期間を最小化できて、半導体装置の市場先占が可能である。
【選択図】図5A
Description
22:第2の分析領域
125:不純物領域
135:コンタクトプラグ
144:第1のパッド
155:第1のビアプラグ
161:第2の金属パッド
162:第2のパッド
170:第3の層間絶縁膜
175:第2のビアプラグ
182:第3の金属パターン
Claims (42)
- 半導体基板の所定領域に配置された複数の分析領域と、
アレイ構造を形成しつつ、前記分析領域に配置される半導体トランジスタと、
前記分析領域に配置されて、前記半導体トランジスタを横方向に連結するワードラインと、
前記分析領域に配置されて、前記半導体トランジスタを縦方向に連結するビットライン構造体とを含み、
前記ビットライン構造体は、前記分析領域毎に異なる構造を有すること
を特徴とする半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記半導体トランジスタは、二つの負荷トランジスタと、二つの駆動トランジスタ及び二つのパストランジスタと、を備えるSRAMセルアレイを形成すること
を特徴とする請求項1に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ワードラインは、前記パストランジスタのゲート電極を横方向に連結し、
前記ビットライン構造体は、前記パストランジスタのドレイン電極を縦方向に連結すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ビットライン構造体は、少なくとも一層の金属パターン及び少なくとも一層のプラグを備えること
を特徴とする請求項1に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ビットライン構造体を構成する金属パターン及びプラグの層数は、前記分析領域の位置によって異なること
を特徴とする請求項4に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ビットライン構造体を構成する金属パターン及びプラグの構造は、前記分析領域の位置によって異なること
を特徴とする請求項4に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 半導体基板の所定領域に配置され、少なくとも第1、第2、第3及び第4の領域を含む分析領域と、
アレイ構造を形成しつつ、前記分析領域に配置される半導体トランジスタと、
前記分析領域に配置されて、前記半導体トランジスタを横方向に連結するワードラインと、
前記分析領域に配置されて、前記半導体トランジスタを縦方向に連結するビットライン構造体と、
を含み、
前記ビットライン構造体は、前記分析領域の位置によって異なる層数及び異なる連結構造を有する金属パターン及びプラグを備えること
を特徴とする半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記半導体トランジスタは、二つの負荷トランジスタと、二つの駆動トランジスタ及び二つのパストランジスタと、を備えるSRAMセルアレイを形成すること
を特徴とする請求項7に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ワードラインは、前記パストランジスタのゲート電極を横方向に連結し、
前記ビットライン構造体は、前記パストランジスタのドレイン電極を縦方向に連結すること
を特徴とする請求項8に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ビットライン構造体は、
前記半導体トランジスタの所定ドレイン電極に連結されたコンタクトプラグと、
前記コンタクトプラグの上部に接続する第1の金属パターンと、
前記第1の金属パターンの上部に接続する第1のビアプラグと、
前記第1のビアプラグの上部に接続する第2の金属パターンと、
を備え、
前記第1の金属パターンは、一つのコンタクトプラグと電気的に接続されるパッドであること
を特徴とする請求項7に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第2の金属パターンは、
前記第1の領域で複数の前記第1のビアプラグを縦方向に連結し、
前記第2、第3及び第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で一つの前記第1のビアプラグの上部に連結されるように配置されて、一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されること
を特徴とする請求項10に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記ビットライン構造体は、
前記第1の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第2の金属パターンの上部に接続する第2のビアプラグと、
前記第2のビアプラグの上部に接続する第3の金属パターンと、
前記第1及び第2の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第3の金属パターンの上部に接続する第3のビアプラグと、
前記第3のビアプラグの上部に接続する第4の金属パターンと、
前記第1、第2及び第3の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第4の金属パターンの上部に接続する第4のビアプラグと、
前記第4のビアプラグの上部に接続する第5の金属パターンと、
をさらに備え、
前記第3の金属パターンは、
前記第2の領域で複数の前記第2のビアプラグを縦方向に連結し、
前記第3及び第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で前記第2のビアプラグの上部に連結されるように配置されて、一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されることを特徴とし、
前記第4の金属パターンは、
前記第3の領域で複数の前記第3のビアプラグを縦方向に連結し、
前記第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で前記第3のビアプラグの上部に連結されるように配置されて、一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されることを特徴とし、
前記第5の金属パターンは、
前記第4の領域で複数の前記第4のビアプラグを縦方向に連結すること
を特徴とする請求項10に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第3の金属パターンは、前記第1の金属パターンよりも広い面積を有すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第3のビアプラグは、前記第2のビアプラグの垂直上部に配置されてスタックビア構造を形成すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第3のビアプラグは、前記第3の金属パターンの上部に複数配置されてマルチビア構造を形成すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第4の金属パターンは、前記第1の金属パターンよりも広い面積を有すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第4のビアプラグは、前記第2のビアプラグ又は前記第3のビアプラグの垂直上部に配置されてスタックビア構造を形成すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域に配置される前記第4のビアプラグは、前記第4の金属パターンの上部に複数配置されてマルチビア構造を形成すること
を特徴とする請求項12に記載の半導体不良分析のための分析構造体。 - 半導体基板の所定領域に、複数の分析領域、前記分析領域に配置されてアレイ構造を形成する半導体トランジスタと、前記半導体トランジスタを横方向及び縦方向にそれぞれ連結するワードライン及びビットライン構造体と、を備える分析構造体を形成する段階と、
前記分析構造体をテストする段階と、
前記テスト結果を用いて分析構造体を形成する工程での不良を分析する段階を含み、前記不良を分析する段階は不良の平面的位置を決定するために不良が発生した前記ワードライン及び前記ビットライン構造体のアドレスを分析する段階と、
を含むことを特徴とする半導体不良分析方法。 - 前記ビットライン構造体は、少なくとも一層の金属パターン及び少なくとも一層のプラグを備え、
前記ビットライン構造体を形成する段階は、前記金属パターン及びプラグの層数及び構造を前記分析領域の位置によって異なるように形成すること
を特徴とする請求項19に記載の半導体不良分析方法。 - 前記不良を分析する段階は、不良の垂直的位置を決定するために不良が発生した分析領域の位置又は不良の類型を分析する段階を含み、
前記不良の垂直的位置を決定する段階は、前記分析領域の位置によって異なるように形成された前記金属パターン及び前記プラグの層数及び構造を用いること
を特徴とする請求項20に記載の半導体不良分析方法。 - 前記分析構造体を形成する段階は、前記半導体基板の所定領域に配置される所定の半導体装置を所定の設計規則に従って形成する段階を含み、
前記半導体装置は、前記ビットライン構造体を構成する前記金属パターン及び前記プラグと同一な総数の配線及び配線プラグを備えること
を特徴とする請求項20に記載の半導体不良分析方法。 - 前記配線及び前記配線プラグは、前記金属パターン及び前記プラグを形成する工程を用いて形成し、
前記金属パターン及び前記プラグは、前記配線及び前記配線プラグのための設計規則を適用して形成されること
を特徴とする請求項22に記載の半導体不良分析方法。 - 前記半導体トランジスタは、二つの負荷トランジスタと、二つの駆動トランジスタ及び二つのパストランジスタと、を備えるSRAMセルアレイを構成するように形成されること
を特徴とする請求項19に記載の半導体不良分析方法。 - 前記ワードラインは、前記パストランジスタのゲート電極を横方向に連結するように形成され、
前記ビットライン構造体は、前記パストランジスタのドレイン電極を縦方向に連結するように形成されること
を特徴とする請求項24に記載の半導体不良分析方法。 - 半導体基板の所定領域に、少なくとも第1、第2、第3及び第4の領域を含む分析領域と、前記分析領域に配置されてアレイ構造を形成する半導体トランジスタと、前記半導体トランジスタを横方向及び縦方向にそれぞれ連結するワードライン及びビットライン構造体と、を備える分析構造体を形成する段階と、
前記分析構造体をテストする段階と、
前記テスト結果を用いて分析構造体を形成する工程での不良を分析する段階を含み、前記不良を分析する段階は不良の平面的位置を決定するために不良が発生した前記ワードライン及び前記ビットライン構造体のアドレスを分析する段階と、
を含むことを特徴とする半導体不良分析方法。 - 前記ビットライン構造体は、少なくとも一層の金属パターン及び少なくとも一層のプラグを備え、
前記ビットライン構造体を形成する段階は、前記金属パターン及びプラグの層数及び構造を前記分析領域の位置によって異なるように形成すること
を特徴とする請求項26に記載の半導体不良分析方法。 - 前記不良を分析する段階は、不良の垂直的位置を決定するために不良が発生した分析領域の位置又は不良の類型を分析する段階を含み、
前記不良の垂直的位置を決定する段階は、前記分析領域の位置によって異なるように形成された前記金属パターン及び前記プラグの層数及び構造を用いること
を特徴とする請求項27に記載の半導体不良分析方法。 - 前記半導体トランジスタは、二つの負荷トランジスタと、二つの駆動トランジスタ及び二つのパストランジスタと、を備えるSRAMセルアレイを構成するように形成されること
を特徴とする請求項26に記載の半導体不良分析方法。 - 前記ワードラインは、前記パストランジスタのゲート電極を横方向に連結するように形成され、
前記ビットライン構造体は、前記パストランジスタのドレイン電極を縦方向に連結するように形成されること
を特徴とする請求項29に記載の半導体不良分析方法。 - 前記ビットライン構造体を形成する段階は、
前記半導体トランジスタの所定ドレイン電極に連結されるコンタクトプラグを形成する段階と、
前記コンタクトプラグの上部に接続する第1の金属パターンを形成する段階と、
前記第1の金属パターンの上部に接続する第1のビアプラグを形成する段階と、
前記第1のビアプラグの上部に接続する第2の金属パターンを形成する段階と、
を備え、
前記第1の金属パターンは、一つのコンタクトプラグに電気的に接続されるように形成すること
を特徴とする請求項29に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第2の金属パターンは、
前記第1の領域で複数の前記第1のビアプラグを縦方向に連結するように形成され、
前記第2、第3及び第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されるように一つの前記第1のビアプラグの上部に形成されること
を特徴とする請求項31に記載の半導体不良分析方法。 - 前記ビットライン構造体を形成する段階は、
前記第1の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第2の金属パターンの上部に接続する第2のビアプラグを形成する段階と、
前記第2のビアプラグの上部に接続する第3の金属パターンを形成する段階と、
前記第1及び第2の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第3の金属パターンの上部に接続する第3のビアプラグを形成する段階と、
前記第3のビアプラグの上部に接続する第4の金属パターンを形成する段階と、
前記第1、第2及び第3の領域を除外した残りの分析領域に配置されて、前記第4の金属パターンの上部に接続する第4のビアプラグを形成する段階と、
前記第4のビアプラグの上部に接続する第5の金属パターンを形成する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項31に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第3の金属パターンは、
前記第2の領域で複数の前記第2のビアプラグを縦方向に連結するように形成され、
前記第3及び第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で前記第2のビアプラグの上部に連結されるように形成されて、一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されることを特徴とし、
前記第4の金属パターンは、
前記第3の領域で複数の前記第3のビアプラグを縦方向に連結するように形成され、
前記第4の領域を含む前記分析領域の他の領域で前記第3のビアプラグの上部に連結されるように形成されて、一つの前記ドレイン電極に電気的に接続されることを特徴とし、
前記第5の金属パターンは、
前記第4の領域で複数の前記第4のビアプラグを縦方向に連結するように形成されること
を特徴とする請求項33に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第3の金属パターンは、前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第1の金属パターンよりも広い面積を有するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第3のビアプラグは、前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第2のビアプラグの垂直上部に配置されてスタックビア構造を構成するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第3のビアプラグは、前記第1及び第2の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第3の金属パターンの上部に複数配置されてマルチビア構造を構成するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第4の金属パターンは、前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第1の金属パターンよりも広い面積を有するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第4のビアプラグは、前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第2のビアプラグ又は前記第3のビアプラグの垂直上部に配置されてスタックビア構造を構成するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記第4のビアプラグは、前記第1、第2及び第3の領域を除外した前記分析領域の他の領域で、前記第4の金属パターンの上部に複数配置されてマルチビア構造を構成するように形成されること
を特徴とする請求項34に記載の半導体不良分析方法。 - 前記分析構造体を形成する段階は、前記半導体基板の所定領域に配置される所定の半導体装置を所定の設計規則に従って形成する段階を含み、
前記半導体装置は、前記ビットライン構造体を構成する前記金属パターン及び前記プラグと同一な総数の配線及び配線プラグを備えること
を特徴とする請求項33に記載の半導体不良分析方法。 - 前記分析構造体を形成する段階は、前記半導体基板の所定領域に配置される所定の半導体装置を所定の設計規則に従って形成する段階を含み、
前記半導体装置は、前記第1、第2、第3、第4及び第5の金属パターン及び前記第1、第2、第3及び第4のビアプラグを形成する工程を用いてそれぞれ形成された第1、第2、第3、第4及び第5の配線及び第1、第2、第3及び第4の配線プラグを備えること
を特徴とする請求項33に記載の半導体不良分析方法。
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