JP2011165740A - Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
半導体装置には、製品の特性を確認するために、特性チェック素子が配置される。特性チェック素子は、例えば、Tr特性、配線抵抗、及びビア抵抗などを確認するために、配置される。製品の歩留まりが悪化した場合、特性チェック素子の特性や歩留まりにも変化が現れる可能性が高く、特性チェック素子を用いて不良解析が実施される。不良解析の結果を受けて、歩留まりを改善するための対策が施される。 In the semiconductor device, a characteristic check element is arranged in order to confirm the characteristic of the product. The characteristic check element is disposed in order to confirm, for example, Tr characteristics, wiring resistance, and via resistance. When the product yield deteriorates, there is a high possibility that changes will occur in the characteristics and yield of the characteristic check element, and failure analysis is performed using the characteristic check element. Based on the result of the failure analysis, measures are taken to improve the yield.
不良解析を行う場合、半導体装置におけるどの部分で不良が発生しているかを特定することが重要である。不要箇所を特定するために、OBIRCH(Optical Beam Induced Resistance CHange)法が用いられることがある。OBIRCH法では、特性チェック素子に電圧が印加された状態で、レーザ光が特性チェック素子に照射され、特性チェック素子の抵抗値が測定される。そして、レーザ光の照射位置がスキャンされる。特性チェック素子において、正常部分と異常部分とでは、レーザ光が照射されたときの抵抗値の上昇率が異なる。従って、レーザが照射された際の抵抗値の上昇率を求めることにより、不良箇所を特定することができる。 When performing failure analysis, it is important to identify in which part of the semiconductor device the failure has occurred. An OBIRCH (Optical Beam Induced Resistance Change) method may be used to identify an unnecessary portion. In the OBIRCH method, laser light is irradiated to the characteristic check element in a state where a voltage is applied to the characteristic check element, and the resistance value of the characteristic check element is measured. Then, the irradiation position of the laser beam is scanned. In the characteristic check element, the normal portion and the abnormal portion have different rates of increase in resistance when irradiated with laser light. Therefore, the defective portion can be specified by obtaining the rate of increase in resistance value when the laser is irradiated.
ところで、半導体装置には、ダミーメタルが設けられる場合がある。例えば、ダマシン法により形成される配線層においては、CMP(Chemical Mechanical Polishing)による平坦化を向上させるため、ダミーメタル(ダミー配線)が設置される。ダミーメタルを設けた技術として、特許文献1(特開2004−235357)に記載された半導体装置が挙げられる。この公報には、チップ内では高い均一性を、スクライブ線では高い対チッピング耐性をもったCMP用のダミーパターンを設けることが記載されている。 Incidentally, a dummy metal may be provided in the semiconductor device. For example, in a wiring layer formed by a damascene method, a dummy metal (dummy wiring) is provided in order to improve planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing). As a technique for providing a dummy metal, a semiconductor device described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-235357) is given. This publication describes that a dummy pattern for CMP having high uniformity in a chip and high resistance to chipping in a scribe line is provided.
また、特許文献2(実開平5−95045)には、テストエレメント近傍に、擬似アクティブパターンを配置することが記載されている。これにより、半導体装置の回路システム部のパターン密度とテストエレメント領域部のパターン密度が同等となるため、双方の寸法加工精度差がなくなり、信頼性の高い半導体装置が提供される旨が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-95045 describes that a pseudo active pattern is arranged in the vicinity of a test element. As a result, since the pattern density of the circuit system portion of the semiconductor device and the pattern density of the test element region portion are equivalent, there is no difference in dimensional processing accuracy between the two, and it is described that a highly reliable semiconductor device is provided. Yes.
一般に半導体装置には、複数の配線層が設けられる。この配線層に上述のダミーメタルが配されることにより、半導体装置の半導体基板に設けられた特性チェック素子上の配線層にもダミーメタルが設けられることがある。この場合、特性チェック素子の大部分が、ダミーメタルによって覆われる(レイアウトが重なる)ことがある。特性チェック素子がダミーメタルで覆われた場合、OBIRCH法を行う際に、レーザ光がダミーメタルによって遮られてしまう。特性チェック素子にレーザ光が照射されないので、OBIRCH法による特性チェック素子の特性チェック(測定)が困難になってしまう、という問題点があった。 In general, a semiconductor device is provided with a plurality of wiring layers. By arranging the above-described dummy metal in this wiring layer, the dummy metal may be provided also in the wiring layer on the characteristic check element provided in the semiconductor substrate of the semiconductor device. In this case, most of the characteristic check elements may be covered with the dummy metal (the layouts overlap). When the characteristic check element is covered with a dummy metal, the laser light is blocked by the dummy metal when the OBIRCH method is performed. Since the characteristic check element is not irradiated with laser light, there is a problem that it becomes difficult to perform characteristic check (measurement) of the characteristic check element by the OBIRCH method.
本発明に係る半導体装置は、レーザ光が照射されることにより特性が検査される、特性チェック素子と、前記特性チェック素子よりも上層に位置し、ダミーメタルが配置された、上部配線層とを具備する。前記上部配線層は、前記特性チェック素子に重なる第1領域と、前記特性チェック素子に重ならない第2領域とを備える。前記第1領域における前記ダミーメタルの密度は、前記第2領域における前記ダミーメタルの密度よりも、小さい。 A semiconductor device according to the present invention includes a characteristic check element whose characteristic is inspected by irradiating a laser beam, and an upper wiring layer which is located above the characteristic check element and in which a dummy metal is disposed. It has. The upper wiring layer includes a first region that overlaps the characteristic check element and a second region that does not overlap the characteristic check element. The density of the dummy metal in the first region is smaller than the density of the dummy metal in the second region.
この発明では、特性チェック素子の直上に位置する第1領域において、ダミーメタルの密度が小さくされている。そのため、レーザ光を照射した際に、レーザ光がダミーメタルによって遮られることを防止することができる。その結果、OBIRCH法を用いた際に、特性チェック素子の特性を容易に測定することが可能になる。 In the present invention, the density of the dummy metal is reduced in the first region located immediately above the characteristic check element. Therefore, when the laser beam is irradiated, the laser beam can be prevented from being blocked by the dummy metal. As a result, when the OBIRCH method is used, the characteristics of the characteristic check element can be easily measured.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、特性チェック素子を形成する工程と、前記特性チェック素子よりも上方に、ダミーメタルが配置された上部配線層を形成する工程と、前記上部配線層の上方から前記特性チェック素子にレーザ光を照射し、前記特性チェック素子の特性を検査する工程とを具備する。前記上部配線層を形成する工程は、前記特性チェック素子と重なる第1領域における前記ダミーメタルの密度が、前記特性チェック素子と重ならない第2領域における前記ダミーメタルの密度よりも小さくなるように、前記ダミーメタルを形成する工程を含む。 The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a characteristic check element, a step of forming an upper wiring layer in which a dummy metal is disposed above the characteristic check element, and an upper side of the upper wiring layer. To irradiating the characteristic check element with laser light and inspecting the characteristic of the characteristic check element. The step of forming the upper wiring layer is such that the density of the dummy metal in the first region overlapping with the characteristic check element is smaller than the density of the dummy metal in the second region not overlapping with the characteristic check element. Forming a dummy metal.
本発明によれば、最上層配線を含まない配線層までで構成された特性チェック素子(回路)の測定容易性を保った半導体装置及び半導体装置の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device and the manufacturing method of a semiconductor device which maintained the measurement ease of the characteristic check element (circuit) comprised to the wiring layer which does not contain uppermost layer wiring are provided.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る半導体装置を概略的に示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to this embodiment.
図1に示されるように、半導体装置は、シリコン基板31(半導体ウェハ)、及び複数の配線層(8−1〜8−5)を備えている。シリコン基板31上には、拡散層32を介して、コンタクト層間膜(SiO膜)33が設けられている。コンタクト層間膜33上には、複数の配線層(8−1〜8−5)が、ビア層6を介して積層されている。なお、各配線層8及びビア層6において、ビアや配線などが形成されていない部分は、絶縁膜(層間膜43(Low−k膜(低誘電率膜)、SiO膜)、エッチングストッパ膜34(SiCN、SiN)により、埋められている。また、複数の配線層8のうちの最上層8−5は、カバー膜52(SiO or SiON膜等)で覆われている。
As illustrated in FIG. 1, the semiconductor device includes a silicon substrate 31 (semiconductor wafer) and a plurality of wiring layers (8-1 to 8-5). A contact interlayer film (SiO film) 33 is provided on the
この半導体装置には、特性チェック素子4が設けられている。本実施形態では、配線層8−1に、特性チェック素子4が形成されている。特性チェック素子4は、OBIRCH法によってその特性をチェックすることのできる素子である。
In this semiconductor device, a
図2は、半導体装置を上方から見たときの図であり、特性チェック素子4の位置を示している。図2に示されるように、半導体装置では、半導体チップ内に、ユーザ回路領域が設けられている。特性チェック素子4は、上方から見たときにユーザ回路領域に囲まれるような位置に、設けられている。
FIG. 2 is a diagram when the semiconductor device is viewed from above, and shows the position of the
再び図1を参照する。本明細書では、複数の配線層8(8−1〜8−5)のうち、特性チェック素子4よりも上部に位置する配線層が、上部配線層と定義される。すなわち、本実施形態では、配線層8−2〜配線層8−5のそれぞれが、上部配線層と定義される。
Refer to FIG. 1 again. In the present specification, a wiring layer located above the
図1に示されるように、各上部配線層(8−2〜8−5)には、ダミーメタル7が設けられている。ダミーメタル7は、CMP法を用いて上部配線層を形成する際に、平坦度を向上させるために設けられている。ダミーメタル7は、ユーザ論理回路(図1には示されていない)を構成する配線パターンが形成される配線層と同じ配線層に形成され、ユーザ論理回路に含まれる信号配線からは電気的に独立したメタルである。ダミーメタル7は、ユーザ論理回路に含まれる電源配線(グランド配線も含む)の一部により形成されることもある。なお、配線層8−1についても、通常、ダミーメタルが設けられる。但し、配線層8−1に設けられるダミーメタルについての図示は、省略されている。
As shown in FIG. 1, a
図3を用いて、各配線層8におけるレイアウトについて説明する。図3には、各上部配線層(8−2〜8−5)におけるダミーメタル7のレイアウトと、配線層8−1における特性チェック素子4のレイアウトとが重ねられて示されている。なお、既述の図1は、図3におけるAA’に沿う断面を示したものである。
A layout in each wiring layer 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the layout of the
まず、特性チェック素子4について説明する。本実施形態では、特性チェック素子4として、配線間容量を測定するために用いられる櫛型の素子が用いられるものとする。図3に示されるように、この特性チェック素子4は、互いに向き合うように配置された、一対の櫛型パターン(α、β)を備えている。各櫛型パターン(α、β)は、引き出し配線γを介して、電極パッド5に接続されている。電極パッド5は、各配線層8に設けられたメタルと、配線層間でメタル同士を接続するビアとを備えており、最上層8−5において露出している。従って、電極パッド5を探針することにより、一対の櫛型パターン(α、β)間の容量を測定することができる。また、同時に、一対の櫛型パターン(α、β)間にリークが発生しているか否を調べることができる。
First, the
次いで、各上部配線層(8−2〜8−5)に配置されたダミーメタル7のレイアウトについて説明する。
Next, the layout of the
各上部配線層(8−2〜8−5)において、特性チェック素子4と重なる領域が第1領域1として記載され、特性チェック素子4と重ならない領域が第2領域2として記載される。本実施形態では、第1領域1におけるダミーメタル7の密度が、第2領域2におけるダミーメタル7の密度よりも、小さく設定されている。
In each upper wiring layer (8-2 to 8-5), a region overlapping with the
具体的には、第1領域1と第2領域2との間でダミーメタル7のピッチが同じである場合には、第1領域1におけるダミーメタル7のサイズが、第2領域2に設けられたダミーメタル7のサイズよりも小さく設定されている。これにより、第1領域1における密度を、第2領域における密度よりも小さくすることができる。尚、第1領域1と第2領域2との間でダミーメタル7のサイズが同じである場合には、第1領域におけるダミーメタル7のピッチが、第2領域2におけるピッチよりも、大きく設定される。この場合であっても、第1領域1における密度を、第2領域2における密度よりも小さくすることができる。
Specifically, when the pitch of the
上述のような構成を採用することにより、OBIRCH法による特性の検査を、容易に行なうことが可能になる。以下に、この点について、比較例を用いて説明する。 By adopting the configuration as described above, it is possible to easily inspect characteristics by the OBIRCH method. This point will be described below using a comparative example.
図4は、比較例に係る半導体装置を示す平面図である。比較例に係る半導体装置においては、第1領域1と第2領域2との間で、ダミーメタル7の密度が等しい。一般的に、ダミーメタル7のレイアウトは、ユーザによって指定されたピッチ及びサイズに基づいて、自動で決定される。そのため、特にダミーメタル7のレイアウトを工夫しなければ、比較例のように、ダミーメタル7の密度は均一になる。このように密度が均一になるようにダミーメタル7が配置された場合、上方から特性チェック素子4に対してレーザ光を照射した場合に、レーザ光がダミーメタル7によって遮られやすい。例えば、特性チェック素子4のうち、ダミーメタル7の直下に位置する部分において不具合が発生している場合、不良箇所を特定する事ができない。すなわち、特性チェック素子4にレーザ光が当たりにくくなり、OBRICH法による特性チェック素子4の観察が難しくなる。
FIG. 4 is a plan view showing a semiconductor device according to a comparative example. In the semiconductor device according to the comparative example, the density of the
これに対して、本実施形態では、第1領域1におけるダミーメタル7の密度が小さいため、レーザ光が遮られ難い。従って、特性チェック素子4にレーザ光を照射し易くなり、OBRICH法による特性チェック素子4の観察を、容易に行うことができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the density of the
続いて、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、Si基板31(図1参照)を用意し、Si基板31上に、拡散層32を形成する。更に、拡散層32上に、コンタクト層間膜33を形成する。その後、コンタクト層間膜33上に、複数の配線層8(8−1〜8−5)を、ビア層6を介して積層する。更に、最上層の配線層8−5が形成された後、カバー膜52が形成される。なお、配線層8−1を形成する際には、特性チェック素子4が形成される。また、各上部配線層(8−2〜8−5)を形成する際には、第1領域1におけるダミーメタル7の密度が、第2領域2におけるダミーメタル7の密度よりも小さくなるように、ダミーメタル7が形成される。また、各上部配線層(8−2〜8−5)を形成する際には、配線パターン及びダミーメタル7を埋め込むための溝が形成される。そして、溝を埋め込むように金属層が堆積され、CMPによって研磨が行なわれる。これにより、溝に配線パターンやダミーメタル7が埋め込まれた構成が得られる。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described. First, a Si substrate 31 (see FIG. 1) is prepared, and a
その後、不良が発生した場合などには、OBRICH法により、特性チェック素子4の特性が観察される。すなわち、上方からレーザ光が特性チェック素子4に照射される。この際、電極パッド5を介して特性チェック素子4の電気的特性が測定される。そして、レーザ光が照射された際の電気的特性に基づいて、不良箇所の特定などが行なわれる。このとき、既述のように、本実施形態では、レーザ光がダミーメタル7によって遮られ難く、特性チェック素子4にレーザ光が当たりやすい。従って、特性チェック素子4を容易に観察することができる。
Thereafter, when a defect occurs, the characteristic of the
その後、スクライブ線に沿って切断されることにより、複数の半導体チップが得られる。尚、OBRICH法による特性チェック素子4の観察は、複数の半導体チップに切り分けられた後で行なうこともできる。
Thereafter, a plurality of semiconductor chips are obtained by cutting along the scribe lines. Note that the observation of the
以上説明したように、本実施形態によれば、第1領域1におけるダミーメタル7の密度が小さく設定されている為、レーザ光を特性チェック素子4に当てやすくすることができる。その結果、OBRICH法による特性チェック素子4の観察を、容易に行うことができる。そのため、不具合原因の特定や対策立案を早期に行う事が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the density of the
尚、第1領域1におけるダミーメタル7の密度は、第2領域2における密度の95%以下であることが好ましい。このような範囲であれば、レーザ光を特性チェック素子4により確実に当てやすくなる。
The density of the
また、単に第1領域1におけるダミーメタル7の密度を小さくした場合には、一部で特性チェック素子4とダミーメタル7とが重なることもある。従って、第1領域1においては、特性チェック素子4と重ならないように、ダミーメタル7が配置されていることが好ましい。
Further, when the density of the
また、本実施形態では、特性チェック素子4として、配線間容量測定用(及び配線間リーク測定用)の櫛型の素子が用いられる場合について説明した。しかし、特性チェック素子4は、配線間容量測定用の櫛型の素子に限定されるものではない。OBIRCH法を用いて特性をチェックすることが可能であるならば、特性チェック素子4として、他の素子が用いられてもよい。例えば、特性チェック素子4として、プロセス開発用TEG(Test Element Group)、回路評価用TEG、ビア抵抗(チェーン)を測定するためのビアチェーン、配線抵抗を検査するための配線抵抗検査用素子、集積回路に含まれる一部の配線、コンタクト抵抗を検査するためのコンタクト抵抗検査用素子、SRAMの特性を検査するための素子(SRAM回路そのもの、及びSRAM回路に含まれる各メモリセルなど)、及びトランジスタの特性をチェックするためのチェック用トランジスタ(トランジスタ特性検査素子)などを用いることも可能である。
Further, in the present embodiment, the case where a comb-shaped element for inter-wiring capacitance measurement (and inter-wiring leakage measurement) is used as the
また、本実施形態では、特性チェック素子4が、配線層8−1に設けられている場合について説明した。しかし、特性チェック素子4は、必ずしも配線層8−1に設けられているとは限らない。例えば、特性チェック素子4としてトランジスタが用いられる場合には、特性チェック素子4が、配線層8−1よりも下に存在することになる。この場合には、複数の配線層8(8−1〜8−5)のそれぞれが、上部配線層であるということになる。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、特性チェック素子4は、必ずしも単一の配線層に設けられている必要はない。例えば、特性チェック素子4としてビアチェーンが用いられる場合には、特性チェック素子4が複数の配線層8にまたがって形成されていることになる。この場合には、複数の配線層8のうち、特性チェック素子4が形成された配線層よりも上部に位置する配線層が、上部配線層であるということになる。
Further, the
また、本実施形態では、図2に示されるように、特性チェック素子4が、上方から見た場合にユーザ回路領域によって囲まれている場合について説明した。但し、図2に示されるレイアウトはあくまで一例であり、特性チェック素子4は必ずしもユーザ回路領域に囲まれている必要はない。例えば、図5に示されるように、特性チェック素子4が、半導体チップ領域の角部に設けられていてもよく、ユーザ回路領域からは独立していてもよい。また、図6に示されるように、特性チェック素子4が、半導体ウェハを複数のチップ領域16に分割するスクライブ線13上に配置されていてもよい。
Further, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 2, the case where the
(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。図7は、第2の実施形態に係る半導体装置を概略的に示す図である。図7には、各上部配線層8(8−2〜8−5)にけるダミーメタル7のレイアウトが示されている。図3と同様に、図7においても、特性チェック素子4のレイアウトが重ねられて示されている。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram schematically showing a semiconductor device according to the second embodiment. FIG. 7 shows a layout of the
図7に示されるように、本実施形態においては、第1領域1に、ダミーメタル7が配置されていない。すなわち、第1領域1におけるダミーメタル7の密度は、ゼロである。その他の点については、第1の実施形態と同様である。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, no
本実施形態では、特性チェック素子4の直上の領域には、ダミーメタル7が配置されていない。従って、OBIRCH法によるレーザ光が、ダミーメタル7によって遮られることが無い。従って、OBIRCH法による観察を、更に容易に行うことが可能になる。
In the present embodiment, the
(第3の実施形態)
続いて、第3の実施形態について説明する。図8は、第3の実施形態に係る半導体装置を概略的に示す図である。図8には、各上部配線層8(8−2〜8−5)にけるダミーメタル7のレイアウトが示されている。図3と同様に、図8においても、特性チェック素子4のレイアウトが重ねられて示されている。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram schematically showing a semiconductor device according to the third embodiment. FIG. 8 shows a layout of the
本実施形態においては、第2の実施形態に対して、第2領域2の構成が変更されている。その他の点については、第2の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the configuration of the
図8に示されるように、第2領域2は、隣接領域10及び通常領域11を有している。隣接領域10は、第1領域1に隣接する領域である。通常領域11は、第1領域1から隣接領域10を介して離隔して設けられた領域である。ここで、隣接領域10におけるダミーメタル7の密度は、通常領域11におけるダミーメタル7の密度よりも、大きくなるように設定されている。
As shown in FIG. 8, the
既述の実施形態においては、第1領域1におけるダミーメタル7の密度が小さく設定されている。この場合、CMP工程において、層間膜及び配線が研磨されにくくなることが予想される。すなわち、研磨性が悪化することが予想される。これに対して、本実施形態によれば、隣接領域10におけるダミーメタル7の密度が高く設定されているため、CMP工程にける研磨性の悪化を軽減することが可能になる。
In the embodiment described above, the density of the
尚、隣接領域10におけるダミーメタル7の密度は、通常領域11におけるダミーメタル7の密度の105%以上であることが好ましい。このような構成を採用すれば、研磨性の悪化をより軽減することが可能になる。
Note that the density of the
また、本実施形態では、第2の実施形態と同様に、第1領域1にダミーメタル7が配置されていない。但し、第1の実施形態と同様に、第1領域1にもダミーメタル7が配置されていてもよい。この場合、第1領域1におけるダミーメタル7の密度は、通常領域10におけるダミーメタル7の密度よりも小さく設定される。
In the present embodiment, the
(第4の実施形態)
続いて、第4の実施形態について説明する。図9は、本実施形態に係る半導体装置を概略的に示す図である。図3と同様に、図9には、各上部配線層8(8−2〜8−5)におけるダミーメタル7のレイアウトが示されている。図3と同様に、図9においても、特性チェック素子4のレイアウトが重ねられて示されている。
(Fourth embodiment)
Subsequently, a fourth embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram schematically showing the semiconductor device according to the present embodiment. Similarly to FIG. 3, FIG. 9 shows a layout of the
本実施形態においては、既述の実施形態に対して、第1領域1、及び特性チェック素子4の構成が変更されている。その他の点については、既述の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the configurations of the
まず、特性チェック素子4について説明する。本実施形態では、特性チェック素子4として、ビアチェーンが用いられている。このビアチェーンは、ビア層6に設けられたビアの抵抗、及びビアの歩留まりを確認するために用いられる。
First, the
図9に示されるように、説明の便宜上、第1方向、及び第1方向に直交する第2方向が定義されている。また、2つの電極パッド5(5−1、5−2)が設けられている。上方から見た場合に、ビアチェーン(特性チェック素子4)は、第1部分及び第2部分を備えている。第1部分は、一端で電極パッド5−1に接続されており、折れ曲がりながら伸びている。第2部分も、一端で電極パッド5−2に接続されており、折れ曲がりながら伸びている。また、第1部分と第2部分とは、他端同士で接続されている。 As shown in FIG. 9, for convenience of explanation, a first direction and a second direction orthogonal to the first direction are defined. In addition, two electrode pads 5 (5-1, 5-2) are provided. When viewed from above, the via chain (characteristic check element 4) includes a first portion and a second portion. The first part is connected to the electrode pad 5-1 at one end and extends while being bent. The second portion is also connected to the electrode pad 5-2 at one end, and extends while being bent. The first part and the second part are connected at the other ends.
図10は、図9に示される面BB’に沿う断面を示す図である。図10に示されるように、本実施形態では、ビアチェーン(特性チェック素子4)が、配線層8−1から配線層8−2までの間に、設けられている。すなわち、本実施形態では、上部配線層は、配線層8−3〜配線層8−5であることになる。 FIG. 10 is a diagram showing a cross-section along the plane BB ′ shown in FIG. 9. As shown in FIG. 10, in this embodiment, a via chain (characteristic check element 4) is provided between the wiring layer 8-1 and the wiring layer 8-2. That is, in the present embodiment, the upper wiring layer is the wiring layer 8-3 to the wiring layer 8-5.
具体的には、特性チェック素子4は、配線層8−1に設けられたパターン26、配線層8−2に設けられたパターン28、及びビア層6に設けられたビア27を備えている。パターン26及びパターン28は、ビア27を介して連結されており、ビアチェーンを形成している。
Specifically, the
続いて、図9に戻り、各上部配線層8(8−3〜8−5)の構成について説明する。 Next, returning to FIG. 9, the configuration of each upper wiring layer 8 (8-3 to 8-5) will be described.
図9に示されるように、第1領域1においては、ダミーメタル7が、第1方向及び第2方向に向かって伸びており、ダミーメタル配線12を形成している。ダミーメタル配線12は、特性チェック素子4と重ならないように、伸びている。
As shown in FIG. 9, in the
具体的には、ダミーメタル配線12は、中央配線12−1、ブランチ配線12−2、ブランチ配線12−3、一対の側部配線(12−4、12−5)を有している。中央配線12−1は、特性チェック素子4の第1部分と第2部分とによって挟まれるような位置に設けられており、第1方向に沿って伸びている。ブランチ配線12−2は、特性チェック素子4と重ならないように、中央配線12−1から第2方向に沿って伸びている。一対の側部配線(12−4、12−5)は、第2方向において特性チェック素子4を挟むような位置に設けられており、第1方向に沿って伸びている。ブランチ配線12−4は、一端で側部配線(12−4又は12−5)に接続されており、特性チェック素子4と重ならないように、第2方向に沿って伸びている。
Specifically, the dummy metal wiring 12 has a central wiring 12-1, a branch wiring 12-2, a branch wiring 12-3, and a pair of side wirings (12-4, 12-5). The central wiring 12-1 is provided at a position sandwiched between the first part and the second part of the
なお、特性チェック素子4が設けられた配線層(8−1、8−2)にも、図9に示されるレイアウトと同じように、ダミーメタル配線12が配置されている。
Note that dummy metal wirings 12 are also arranged in the wiring layers (8-1, 8-2) provided with the
本実施形態においても、ダミーメタル7(ダミーメタル配線12)が特性チェック素子4に重ならない。従って、OBIRCH法を実行したときに、レーザ光がダミーメタル7によって遮られない。そのため、OBIRCH法による特性チェック素子4の観察を、容易に行うことができる。加えて、ダミーメタル配線12の配線幅及びピッチのサイズを調整することにより、配線密度を所望の値に設定するができる。従って、第1領域1におけるダミーメタル配線12の密度を高める事が可能となり、CMP工程において研磨の均一性が悪化することをより改善することができる。
Also in this embodiment, the dummy metal 7 (dummy metal wiring 12) does not overlap the
尚、図9に示した特性チェック素子4及びダミーメタル配線12の形状はあくまで一例であり、特性チェック素子4と重ならないようにダミーメタル配線12が伸びていれば、それぞれ他の形状が用いられてもよい。例えば、ダミーメタル配線12が矩形状に配置され、特性チェック素子4がダミーメタル配線12の周囲を取り囲むように配置されていてもよい。
Note that the shapes of the
以上、本発明について、第1の実施形態乃至第4の実施形態について説明した。これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾の無い範囲内で組み合わせて用いることも可能である。 As above, the first to fourth embodiments of the present invention have been described. These embodiments are not independent of each other, and can be used in combination within a consistent range.
1 第1領域
2 第2領域
4 特性チェック素子
5 電極パッド
6 ビア層
7 ダミーメタル
8 (8−1〜8−5)配線層
10 隣接領域
11 通常領域
12 ダミーメタル配線
13 スクライブ線
16 チップ領域
26 パターン
27 ビア
28 パターン
31 Si基板
32 Si基板上の拡散層
33 コンタクト層間膜(SiO膜)
34 エッチングストッパ膜(SiCN,SiN)
43 層間膜(Low−k膜(低誘電率膜),SiO膜)
52 カバー膜
DESCRIPTION OF
34 Etching stopper film (SiCN, SiN)
43 Interlayer film (Low-k film (low dielectric constant film), SiO film)
52 Cover membrane
Claims (12)
前記特性チェック素子よりも上層に位置し、ダミーメタルが配置された、上部配線層と、
を具備し、
前記上部配線層は、
前記特性チェック素子に重なる第1領域と、
前記特性チェック素子に重ならない第2領域とを備え、
前記第1領域における前記ダミーメタルの密度は、前記第2領域における前記ダミーメタルの密度よりも、小さい
半導体装置。 A characteristic check element;
An upper wiring layer located above the characteristic check element and having a dummy metal disposed thereon,
Comprising
The upper wiring layer is
A first region overlapping the characteristic check element;
A second region that does not overlap the characteristic check element,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the density of the dummy metal in the first region is smaller than the density of the dummy metal in the second region.
前記上部配線層は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により平坦化された層である
半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1,
The upper wiring layer is a semiconductor device which is a layer flattened by CMP (Chemical Mechanical Polishing).
前記第1領域における前記ダミーメタルの密度は、ゼロである
半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device in which the density of the dummy metal in the first region is zero.
前記第2領域は、
前記第1領域に隣接するように配置された、隣接領域と、
前記第1領域から前記隣接領域を介して離隔して設けられた、通常領域とを含み、
前記隣接領域における前記ダミーメタルの密度は、前記通常領域における前記ダミーメタルの密度よりも、高い
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The second region is
An adjacent region disposed adjacent to the first region;
A normal region provided apart from the first region via the adjacent region,
A semiconductor device in which the density of the dummy metal in the adjacent region is higher than the density of the dummy metal in the normal region.
前記第1領域における前記ダミーメタルの密度は、前記第2領域における前記ダミーメタルの密度の95%以下である
半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1 or 2,
The density of the dummy metal in the first region is 95% or less of the density of the dummy metal in the second region.
前記第1領域においては、前記ダミーメタルが、前記特性チェック素子と重ならないように伸びて、ダミーメタル配線を形成している
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
In the first region, the dummy metal extends so as not to overlap the characteristic check element to form a dummy metal wiring.
前記特性チェック素子は、半導体ウェハに設定されるスクライブ線上に形成されている
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
The characteristic check element is a semiconductor device formed on a scribe line set on a semiconductor wafer.
前記特性チェック素子は、半導体ウェハにおいてスクライブ線で囲まれる領域であるチップ領域の角部に設けられている
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
The characteristic check element is a semiconductor device provided in a corner portion of a chip region which is a region surrounded by a scribe line in a semiconductor wafer.
前記特性チェック素子は、プロセス開発TEG(Test Element Group)、及び回路評価用TEGの少なくとも一方を実現するパターンを含んでいる
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
The characteristic check element is a semiconductor device including a pattern that realizes at least one of a process development TEG (Test Element Group) and a circuit evaluation TEG.
前記特性チェック素子は、配線抵抗を検査するための配線抵抗検査用素子、ビア抵抗を検査する為のビアチェーン、コンタクト抵抗を検査するためのコンタクト抵抗検査用素子、配線容量を検査するための配線容量検査用素子、トランジスタ特性を検査するためのトランジスタ特性検査素子、及びSRAMの特性を検査するためのSRAM特性検査用素子からなる集合から選ばれる少なくとも一種類のパターンを含んでいる
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
The characteristic check element includes a wiring resistance inspection element for inspecting a wiring resistance, a via chain for inspecting a via resistance, a contact resistance inspection element for inspecting a contact resistance, and a wiring for inspecting a wiring capacitance. A semiconductor device including at least one pattern selected from the group consisting of a capacitance inspection element, a transistor characteristic inspection element for inspecting transistor characteristics, and an SRAM characteristic inspection element for inspecting SRAM characteristics.
前記特性チェック素子は、レーザ光が照射されることにより特性が検査される素子である
半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 10,
The characteristic check element is a semiconductor device that is an element whose characteristic is inspected by being irradiated with laser light.
前記特性チェック素子よりも上方に、ダミーメタルが配置された上部配線層を形成する工程と、
前記上部配線層の上方から前記特性チェック素子にレーザ光を照射し、前記特性チェック素子の特性を検査する工程と、
を具備し、
前記上部配線層を形成する工程は、
前記特性チェック素子と重なる第1領域における前記ダミーメタルの密度が、前記特性チェック素子と重ならない第2領域における前記ダミーメタルの密度よりも小さくなるように、前記ダミーメタルを形成する工程を含む
半導体装置の製造方法。 Forming a characteristic check element;
Forming an upper wiring layer in which a dummy metal is disposed above the characteristic check element;
Irradiating the characteristic check element with laser light from above the upper wiring layer, and inspecting the characteristic of the characteristic check element;
Comprising
The step of forming the upper wiring layer includes:
A semiconductor including a step of forming the dummy metal such that a density of the dummy metal in the first region overlapping with the characteristic check element is smaller than a density of the dummy metal in the second region not overlapping with the characteristic check element; Device manufacturing method.
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