JP2012023278A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection process capable of reducing, especially, the time required for probe inspection of a semiconductor integrated circuit formed on a semiconductor substrate.SOLUTION: On a semiconductor substrate to be tested, a circuit region 2a including a semiconductor integrated circuit body is formed and a TEG 3a is formed in a scribe area adjacent to the circuit region 2a. Rows of first pad electrodes 5a and 5b are provided in the circuit region 2a, and a row of second pad electrodes 6 is provided in the TEG 3a. The first pad electrodes 5a adjacent to the TEG 3a are arranged so as not to face the second pad electrodes 6. Probe needles 8a, 8b, and 9 are contacted to the first pad electrodes 5a and 5b and the second pad electrodes 6 arranged in that state, and then the inspection of the semiconductor integrated circuit and the measurement of the TEG are simultaneously performed.

Description

本発明は半導体集積回路における一連の製造工程のうち、最終工程に近い一部分を占めるプローブ検査工程の技術に関するものである。   The present invention relates to a technique of a probe inspection process that occupies a part close to a final process in a series of manufacturing processes in a semiconductor integrated circuit.

一般に半導体集積回路の製造工程においては、半導体ウエハ上に半導体集積回路本体、TEG(Test Element Group)、アライメントマークなどのアクセサリパターンなどが形成される。このうちTEGおよびアクセサリは通常半導体集積回路本体形成領域の間に設けられたスクライブエリア上に形成される。TEGは、一般に拡散工程と呼ばれている製造プロセスのバラツキ評価、半導体素子特性の評価あるいは半導体集積回路本体の評価のための評価素子群から構成されており、プローブ検査工程において不良となった半導体集積回路に関し、当該不良半導体集積回路が形成されていた半導体ウエハ上の位置に最も近い箇所に存在するTEGの電気特性を解析することで、その不良要因を解明することを可能とするものである。このような理由でTEGをスクライブエリア上に配置することには意味がある。   In general, in a semiconductor integrated circuit manufacturing process, a semiconductor integrated circuit body, a TEG (Test Element Group), an accessory pattern such as an alignment mark, and the like are formed on a semiconductor wafer. Among these, the TEG and the accessory are usually formed on a scribe area provided between the semiconductor integrated circuit body forming regions. The TEG is composed of an evaluation element group for evaluation of manufacturing process variation, evaluation of semiconductor element characteristics, or evaluation of a semiconductor integrated circuit main body, which is generally called a diffusion process. With respect to an integrated circuit, it is possible to elucidate the cause of the failure by analyzing the electrical characteristics of the TEG that is present at the location closest to the position on the semiconductor wafer where the defective semiconductor integrated circuit was formed. . For this reason, it is meaningful to arrange the TEG on the scribe area.

また前記TEGの他の目的の一つは、TEGに搭載されたトランジスタ等の素子特性を測定し、測定された素子特性と半導体集積回路本体との歩留りの関係を解析して、最終的には歩留り、すなわち良品の取れ率が高くなるような素子特性となるように製造プロセス条件を微調整することであり、この意味においてもTEGの役割は極めて重要である。   Another purpose of the TEG is to measure the element characteristics of transistors and the like mounted on the TEG, analyze the relationship between the measured element characteristics and the yield of the semiconductor integrated circuit body, and finally The manufacturing process conditions are finely adjusted so as to obtain a device characteristic such that the yield, that is, the yield rate of non-defective products is high. In this sense, the role of TEG is extremely important.

他方アクセサリは電気的特性の測定などにはよらず製造プロセスを制御または評価するための種々のパターンである。例えばアライメントマークはアクセサリの一つであり、半導体ウエハ上に既に形成されている回路パターンと次工程のフォトマスク上の設計パターンとを最適の相対位置関係で位置合わせするアライメント用として設けられている。以上のようなTEGとアクセサリのスクライブエリアへの配置方法の一例は特許文献1に開示されている。   On the other hand, accessories are various patterns for controlling or evaluating the manufacturing process without depending on the measurement of electrical characteristics. For example, an alignment mark is one of accessories, and is provided for alignment that aligns a circuit pattern already formed on a semiconductor wafer and a design pattern on a photomask in the next process with an optimal relative positional relationship. . An example of a method of arranging the TEG and accessories in the scribe area as described above is disclosed in Patent Document 1.

図9は特許文献1に記載された、1ショット/4チップによって露光が行われる際の、半導体ウエハに形成されたチップおよびTEGの配置を説明する図である。図9において1ショット領域SA内に4個の半導体チップ50a、50b、50c、50dが形成され、これらチップ50a〜50dにおける各々のコーナー近傍のスクライブエリア51には4つのTEG52a、52b、52c、52dが設けられている。また4つのチップ50a〜50dの中心部にはTEG52eが設けられている。   FIG. 9 is a diagram for explaining the arrangement of chips and TEGs formed on a semiconductor wafer when exposure is performed with a one-shot / 4-chip described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 9, four semiconductor chips 50a, 50b, 50c, and 50d are formed in one shot area SA, and four TEGs 52a, 52b, 52c, and 52d are provided in the scribe area 51 near each corner of these chips 50a to 50d. Is provided. A TEG 52e is provided at the center of the four chips 50a to 50d.

以上のようにTEGが配置された半導体ウエハに対してプローブテストが行われるが、当該プローブテストでは最初に半導体ウエハに形成されたTEGの電気特性の試験が行われ、その後、半導体チップ上に形成されたボンディングパッド上にプローブ針を当てて半導体チップにおける集積回路の電気特性の試験が行われる。そして図9のように1ショット内にTEGを配置したことによって半導体チップ50a〜50dのいずれかに電気特性の不良が検出された場合、その不良領域に最も近いTEGに対するプローブテストの検査結果、あるいはショット内寸法ばらつきなどから特性不良の原因が検出されるのである。   As described above, the probe test is performed on the semiconductor wafer on which the TEG is disposed. In the probe test, the electrical characteristics of the TEG formed on the semiconductor wafer are first tested and then formed on the semiconductor chip. The electrical characteristics of the integrated circuit in the semiconductor chip are tested by applying a probe needle to the bonded pad. Then, when a defect in electrical characteristics is detected in any of the semiconductor chips 50a to 50d by arranging the TEG in one shot as shown in FIG. 9, the inspection result of the probe test for the TEG closest to the defect region, or The cause of the characteristic failure is detected from the dimensional variation in the shot.

特開2001−085309号公報JP 2001-085309 A

しかしながら特許文献1に記載されるような従来のプローブ検査工程においては、半導体チップにおける集積回路の電気特性検査とスクライブエリア上に形成されたTEGに対する電気特性の測定とが別々に行われるのが普通である。この場合、集積回路の検査専用と、TEGの測定専用の少なくとも2種類のプローブカードが準備され、検査工程の途中でこれらプローブカードを交換することによって検査が続行されるのであるが、特にプローブカードの交換を含む検査条件の再設定には比較的時間を要し、検査工程に占める時間の割合も無視することができず、工程ステップも多くなるという課題があった。また、上記のように複数のプローブカードを必要とすると共に場合によっては複数の検査設備が必要となるなど検査工程のコストを低減することが困難であった。   However, in the conventional probe inspection process as described in Patent Document 1, it is usual that the electrical characteristic inspection of the integrated circuit in the semiconductor chip and the measurement of the electrical characteristics for the TEG formed on the scribe area are performed separately. It is. In this case, at least two types of probe cards dedicated for integrated circuit inspection and TEG measurement are prepared, and inspection is continued by exchanging these probe cards in the middle of the inspection process. Resetting of the inspection conditions including the replacement of the time required a relatively long time, and the ratio of the time occupied in the inspection process could not be ignored, and there was a problem that the number of process steps increased. In addition, as described above, it is difficult to reduce the cost of the inspection process because a plurality of probe cards are required and a plurality of inspection facilities are required depending on circumstances.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、半導体集積回路の検査工程に要する時間を削減することができる、あるいは検査のためのプローブカードや検査設備の増加を抑制することができる半導体装置の検査方法を含む半導体装置の製造方法およびその検査方法に対応した半導体装置を提供することを目的とするものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and can reduce the time required for the inspection process of a semiconductor integrated circuit, or can suppress an increase in probe cards and inspection equipment for inspection. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device including the inspection method and a semiconductor device corresponding to the inspection method.

まず、上記課題を解決するための本発明に係る半導体装置の検査工程に適するように構成された第1の半導体装置は、半導体集積回路、および一方向に延びる列をなして配列されると共に前記半導体集積回路と電気的に接続された複数の第1パッド電極を有する回路領域と、前記回路領域に隣接するスクライブエリアに、前記一方向に沿う方向に延びるように列をなして配列された複数の第2パッド電極とが基板上に形成されており、前記第1パッド電極のそれぞれと前記第2パッド電極のそれぞれが、前記一方向と直交する方向に互いに対向しない位置に形成されているものである。   First, a first semiconductor device configured to be suitable for an inspection process of a semiconductor device according to the present invention for solving the above-described problems is arranged in a semiconductor integrated circuit and a column extending in one direction and A circuit region having a plurality of first pad electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit, and a plurality of rows arranged in rows extending in a direction along the one direction in a scribe area adjacent to the circuit region The second pad electrodes are formed on the substrate, and each of the first pad electrodes and each of the second pad electrodes are formed at positions that do not face each other in a direction orthogonal to the one direction. It is.

この半導体装置においては、前記回路領域に隣接すると共に前記複数の第2パッド電極が配列されたスクライブエリアに直交する方向に延びるスクライブエリアに、電気的特性測定以外の方法で前記半導体集積回路の製造プロセスを評価するテストパターンを含むアクセサリ領域が形成されていてもよく、またそうすることが望ましい。   In this semiconductor device, the semiconductor integrated circuit is manufactured in a scribe area adjacent to the circuit area and extending in a direction perpendicular to the scribe area in which the plurality of second pad electrodes are arranged by a method other than electrical characteristic measurement. An accessory region may be formed that includes a test pattern for evaluating the process, and it is desirable to do so.

また、本発明に係る第2の半導体装置は、半導体集積回路と、前記半導体集積回路の特性の検査を行うテスト回路と、前記半導体集積回路または前記テスト回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用する複数の第1パッド電極と、前記半導体集積回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用しない複数の第2パッド電極とを有する回路領域と、前記回路領域に隣接するスクライブエリアに、一方向に延びる列をなして配列された複数の第3パッド電極とが基板上に形成されており、前記第3パッド電極は、前記第2パッド電極に対向し、且つ前記第1パッド電極とは対向しない位置に形成されているものである。   A second semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor integrated circuit, a test circuit for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit, the semiconductor integrated circuit or the test circuit, and the semiconductor integrated circuit A plurality of first pad electrodes used when inspecting circuit characteristics, and a plurality of second pad electrodes electrically connected to the semiconductor integrated circuit and not used when inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit. And a plurality of third pad electrodes arranged in a row extending in one direction in a scribe area adjacent to the circuit region, and the third pad electrode is formed on the substrate. It is formed at a position facing the second pad electrode and not facing the first pad electrode.

上記第2の半導体装置においては、前記複数の第2パッド電極が前記一方向に沿う方向に延びる列をなして連続的に配列され、前記第3パッド電極の列が前記第2パッド電極の列と対向しているものとすることができる。   In the second semiconductor device, the plurality of second pad electrodes are continuously arranged in a row extending in the direction along the one direction, and the row of the third pad electrodes is the row of the second pad electrodes. Can be opposed to each other.

また望ましい場合には、前記テスト回路はBIST用回路を含み、前記第1パッド電極は、前記BIST用回路を駆動するためのパッド電極を含む。   If desired, the test circuit includes a BIST circuit, and the first pad electrode includes a pad electrode for driving the BIST circuit.

さらに前記回路領域に隣接する任意のスクライブエリアには、電気的特性測定以外の方法で前記半導体集積回路の製造プロセスを評価するテストパターンを含むアクセサリ領域が形成されていてもよい。   Furthermore, an accessory region including a test pattern for evaluating the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit by a method other than electrical characteristic measurement may be formed in an arbitrary scribe area adjacent to the circuit region.

次に、上記課題を解決するための本発明に係る半導体装置の検査工程を含む半導体装置の製造方法の第1は、半導体集積回路、および一方向に延びる列をなして配列されると共に前記半導体集積回路と電気的に接続された複数の第1パッド電極を有する回路領域と、前記半導体集積回路の製造に関する評価を行うためのテスト素子と、前記テスト素子に電気的に接続され、前記一方向に沿う方向に延びるように列をなして配列され、それぞれが、前記第1パッド電極のそれぞれと、前記一方向と直交する方向には対向しないように配置された複数の第2パッド電極とを有して、前記回路領域に隣接するスクライブエリアに設けられたTEGと、が形成された基板を準備する工程と、前記基板上の前記第1パッド電極と前記第2パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を行う検査工程を含む。   Next, a first method of manufacturing a semiconductor device including a semiconductor device inspection process according to the present invention for solving the above-described problems is a semiconductor integrated circuit, and a semiconductor array arranged in a row extending in one direction and the semiconductor. A circuit region having a plurality of first pad electrodes electrically connected to an integrated circuit; a test element for performing an evaluation relating to manufacture of the semiconductor integrated circuit; and the one-way electrically connected to the test element Each of the first pad electrodes and a plurality of second pad electrodes arranged so as not to oppose each other in a direction perpendicular to the one direction. And a step of preparing a substrate on which a TEG provided in a scribe area adjacent to the circuit region is formed, and the first pad electrode and the second pad electrode on the substrate. Contacting the lobe needle, comprising an inspection step for inspecting and measuring of the TEG of the semiconductor integrated circuit.

上記製造方法においては、前記回路領域および前記TEGからなる複数の組の前記第1パッド電極および前記第2パッド電極にプローブ針を接触させて前記複数の組それぞれの前記回路領域が有する前記半導体集積回路の検査および前記複数の組それぞれの前記TEGの測定を行うことができる。   In the manufacturing method, the plurality of sets of the first pad electrode and the second pad electrode made of the circuit region and the TEG are brought into contact with probe needles, and the semiconductor regions included in the circuit regions of the plurality of sets, respectively. Circuit inspection and measurement of the TEG for each of the plurality of sets can be performed.

また、上記第1の半導体装置の製造方法の望ましい一形態は、所定数の前記回路領域が前記一方向に沿う方向に配列され、1つの前記TEGが、前記スクライブエリアの前記所定数の回路領域に隣接する領域に亘って延びるように設けられ、前記検査工程を、前記所定数の回路領域に形成された前記第1パッド電極と前記1つのTEGの前記第2パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記所定数の回路領域のそれぞれが有する前記半導体集積回路の検査および前記1つのTEGの測定を行う工程とするものである。   Further, in a desirable mode of the first semiconductor device manufacturing method, a predetermined number of the circuit regions are arranged in a direction along the one direction, and one TEG is the predetermined number of circuit regions in the scribe area. The probe needle is brought into contact with the first pad electrode formed in the predetermined number of circuit regions and the second pad electrode of the one TEG. Thus, the semiconductor integrated circuit included in each of the predetermined number of circuit regions is inspected and the one TEG is measured.

さらに、前記所定数の回路領域のそれぞれを前記一方向に沿う方向に分離するスクライブエリアと、前記TEGが設けられた前記スクライブエリアとの交差部に前記第2パッド電極が形成されていることが効果的である。   Further, the second pad electrode is formed at an intersection between the scribe area that separates each of the predetermined number of circuit regions in the direction along the one direction and the scribe area provided with the TEG. It is effective.

また、本発明に係る半導体装置の検査工程を含む半導体装置の製造方法の第2は、半導体集積回路と、前記半導体集積回路の特性の検査を行うテスト回路と、前記半導体集積回路または前記テスト回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用する複数の第1パッド電極と、前記半導体集積回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時には使用しない複数の第2パッド電極とを有する回路領域、および前記半導体集積回路の製造に関する評価を行うためのテスト素子と、前記テスト素子に電気的に接続され、一方向に延びるように列をなして配列され、それぞれが、前記第2パッド電極と対向すると共に、前記第1パッド電極とは対向しないように配置された複数の第3パッド電極とを有して、且つ前記回路領域に隣接するスクライブエリアに設けられたTEGが形成された基板を準備する工程と、前記基板上の前記第1パッド電極と前記第3パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を行う検査工程を含む。   A second method of manufacturing a semiconductor device including a semiconductor device inspection process according to the present invention includes a semiconductor integrated circuit, a test circuit for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit, and the semiconductor integrated circuit or the test circuit. A plurality of first pad electrodes that are electrically connected to the semiconductor integrated circuit and used when testing the characteristics of the semiconductor integrated circuit; and when connected to the semiconductor integrated circuit and testing the characteristics of the semiconductor integrated circuit A circuit region having a plurality of second pad electrodes that are not used, a test element for evaluating the manufacture of the semiconductor integrated circuit, and a column electrically connected to the test element and extending in one direction Each of which has a plurality of third pad electrodes arranged to face the second pad electrode and not to face the first pad electrode. And a step of preparing a substrate on which a TEG provided in a scribe area adjacent to the circuit region is formed, and a probe needle is brought into contact with the first pad electrode and the third pad electrode on the substrate. And an inspection process for inspecting the semiconductor integrated circuit and measuring the TEG.

上記第2の半導体装置の製造方法において、前記半導体集積回路の検査は、前記テスト回路を駆動させて行う検査を含む。また一つの形態では、前記テスト回路がBIST用回路を含み、前記第1パッド電極は、前記BIST用回路を駆動するためのパッド電極を含む。   In the second method for manufacturing a semiconductor device, the inspection of the semiconductor integrated circuit includes an inspection performed by driving the test circuit. In one embodiment, the test circuit includes a BIST circuit, and the first pad electrode includes a pad electrode for driving the BIST circuit.

以上の第1および第2の半導体装置の製造方法においては、前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を同時に行うことが最も望ましい。   In the first and second semiconductor device manufacturing methods described above, it is most desirable to perform the inspection of the semiconductor integrated circuit and the measurement of the TEG at the same time.

以上のように本発明に係る第1の半導体装置においては、回路領域内に形成され、半導体集積回路と電気的に接続された第1パッド電極と、回路領域に隣接するスクライブエリアに形成された第2パッド電極とが、互いに対向しない位置に形成される。また本発明に係る第2の半導体装置においては、回路領域内の半導体集積回路またはテスト回路に電気的に接続され、半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用する第1パッド電極と、半導体集積回路に電気的に接続されているが検査を行う時には使用しない複数の第2パッド電極とが形成される。そして回路領域に隣接するスクライブエリアに形成された第3パッド電極が第2パッド電極に対向し、第1パッド電極とは対向しない位置に配置される。   As described above, in the first semiconductor device according to the present invention, the first pad electrode formed in the circuit region and electrically connected to the semiconductor integrated circuit, and the scribe area adjacent to the circuit region are formed. The second pad electrodes are formed at positions that do not face each other. In the second semiconductor device according to the present invention, a first pad electrode that is electrically connected to a semiconductor integrated circuit or a test circuit in the circuit region and is used when testing the characteristics of the semiconductor integrated circuit, and the semiconductor integrated circuit A plurality of second pad electrodes that are electrically connected to the circuit but are not used when testing is formed. The third pad electrode formed in the scribe area adjacent to the circuit region is disposed at a position facing the second pad electrode and not facing the first pad electrode.

本発明に係る半導体装置の検査工程を含む半導体装置の製造方法では、上記のような構成の半導体装置に対して検査を行うので、第1の半導体装置の第2パッド電極や第2の半導体装置の第3パッド電極がTEGのパッド電極である場合、回路領域内のパッド電極と、TEGのパッド電極に同時にプローブ針を接触させることができる。これに基づき、本発明の検査工程では半導体集積回路の検査とTEGの測定とを、特に同時に行うので、検査工程時間を短縮でき、また検査コストを節減することができる。   In the semiconductor device manufacturing method including the semiconductor device inspection process according to the present invention, the semiconductor device having the above-described configuration is inspected. Therefore, the second pad electrode and the second semiconductor device of the first semiconductor device are used. When the third pad electrode is a TEG pad electrode, the probe needle can be simultaneously brought into contact with the pad electrode in the circuit region and the TEG pad electrode. Based on this, since the inspection of the semiconductor integrated circuit and the TEG measurement are performed at the same time in the inspection process of the present invention, the inspection process time can be shortened and the inspection cost can be reduced.

本発明の第1の実施形態に係る検査方法で検査される半導体ウエハの上に形成された1露光ショット分の半導体装置を含むパターンレイアウトを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a pattern layout including a semiconductor device for one exposure shot formed on a semiconductor wafer to be inspected by the inspection method according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る検査方法を示すフロー図。The flowchart which shows the inspection method which concerns on this invention. 図1に示される半導体装置およびTEGにプローブカードのプローブ針を接触させた状態を示す図。The figure which shows the state which made the probe needle of the probe card contact the semiconductor device and TEG shown in FIG. 図1に示される半導体装置を含むパターンレイアウトの変形例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the pattern layout including the semiconductor device shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態に係る検査方法で検査される半導体ウエハの上に形成された1露光ショット分の半導体装置を含むパターンレイアウトを示す図。The figure which shows the pattern layout containing the semiconductor device for 1 exposure shot formed on the semiconductor wafer inspected by the inspection method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5に示される半導体装置およびTEGにプローブカードのプローブ針を接触させた状態を示す図。The figure which shows the state which made the probe needle of the probe card contact the semiconductor device and TEG shown in FIG. 本発明の第3の実施形態に係る検査方法で検査される半導体ウエハの上に形成された1露光ショット分の半導体装置を含むパターンレイアウトを示す図。The figure which shows the pattern layout containing the semiconductor device for 1 exposure shot formed on the semiconductor wafer test | inspected with the test | inspection method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図7に示される半導体装置およびTEGにプローブカードのプローブ針を接触させた状態を示す図。The figure which shows the state which made the probe needle of the probe card contact the semiconductor device and TEG shown in FIG. 半導体ウエハに形成されたチップおよびTEGの従来の配置を示す図。The figure which shows the conventional arrangement | positioning of the chip | tip and TEG which were formed in the semiconductor wafer.

以下本発明に係る各実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
半導体集積回路の製造工程はシリコンウエハおよびその上に形成された各種薄膜に対して微細加工を施し、集積回路を構成するトランジスタ、容量、抵抗などの半導体素子を形成する拡散工程、完成した集積回路の電気的特性あるいは機能の良否を検査する検査工程、集積回路チップの実装工程などで構成されている。このうちの検査工程の一つとして、半導体ウエハの状態でそれに形成された多数の集積回路を検査するプローブ検査工程がある。
(Embodiment 1)
The semiconductor integrated circuit manufacturing process includes a diffusion process for forming semiconductor elements such as transistors, capacitors, resistors, etc. constituting the integrated circuit by performing fine processing on the silicon wafer and various thin films formed thereon, and the integrated circuit completed. It is composed of an inspection process for inspecting the electrical characteristics or the quality of the function, an integrated circuit chip mounting process, and the like. One of the inspection processes is a probe inspection process for inspecting a large number of integrated circuits formed on a semiconductor wafer.

図1は本発明の第1の実施形態に係る検査方法、特に上記のプローブ検査に用いる半導体装置の平面レイアウトの例を示す図であるが、本発明の検査方法を説明する前にこの半導体装置について説明する。図1はシリコン基板などの半導体ウエハ上に、例えばステッパ、スキャナなどの縮小投影露光装置により1回で露光される1露光ショット領域内のパターンレイアウトを示している。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a planar layout of a semiconductor device used for the inspection method according to the first embodiment of the present invention, particularly the above-described probe inspection. Before explaining the inspection method of the present invention, this semiconductor device will be described. Will be described. FIG. 1 shows a pattern layout in one exposure shot area that is exposed once on a semiconductor wafer such as a silicon substrate by a reduction projection exposure apparatus such as a stepper and a scanner.

図1において点線で表示した露光ショット領域1内に互いに同一構成を有する4個の矩形の半導体集積回路領域(以下回路領域という)2a、2b、2c、2dが配列されている。回路領域2a〜2dの外部すなわち回路領域2a〜2dの間の領域は、回路領域2a〜2dをそれぞれ半導体集積回路チップの個片に切断分離するスクライブエリアとなっており、このスクライブエリアは図1に示すX方向およびそれと直交するY方向に延びている。現実の半導体ウエハ上にはこのような露光ショット領域が規則正しいピッチを持ってマトリックス状に配列されるので、回路領域2a〜2dもまた一定のピッチで周期的に半導体ウエハ上のほぼ全面に配列されることになる。   1, four rectangular semiconductor integrated circuit regions (hereinafter referred to as circuit regions) 2a, 2b, 2c, and 2d having the same configuration are arranged in an exposure shot region 1 indicated by a dotted line. The outside of the circuit areas 2a to 2d, that is, the area between the circuit areas 2a to 2d is a scribe area for cutting and separating the circuit areas 2a to 2d into individual pieces of semiconductor integrated circuit chips. Extending in the X direction and Y direction perpendicular thereto. Since such exposure shot areas are arranged in a matrix with a regular pitch on an actual semiconductor wafer, the circuit areas 2a to 2d are also periodically arranged on the almost entire surface of the semiconductor wafer at a constant pitch. Will be.

スクライブエリア上の、回路領域2a〜2dそれぞれの左側に隣接する領域には、種々の寸法を有するトランジスタ、容量、抵抗などのテスト用素子を必要個数含むTEG3a、3b、3c、3dが、回路領域2a〜2dそれぞれのY方向に沿う方向の一辺とほぼ同一の長さになるように設けられている。また、回路領域2a〜2dそれぞれの上側に隣接するスクライブエリア上にはアクセサリ領域4a、4b、4c、4dのみが設けられ、例えばフォトリソ工程に使用するアライメントマーク、アライメントズレ量測定用マーク、膜厚モニタマークなど電気的特性測定以外の方法で半導体装置(半導体集積回路)の製造プロセスを評価するテストパターンを多数含んでいる。   In a region adjacent to the left side of each of the circuit regions 2a to 2d on the scribe area, TEGs 3a, 3b, 3c, and 3d including necessary numbers of test elements such as transistors, capacitors, and resistors having various dimensions are provided in the circuit region. 2a to 2d are provided so as to have substantially the same length as one side in the direction along the Y direction. Further, only accessory regions 4a, 4b, 4c, and 4d are provided on the scribe areas adjacent to the upper sides of the circuit regions 2a to 2d. For example, alignment marks, alignment misalignment measurement marks, and film thicknesses used in the photolithography process are provided. Many test patterns for evaluating the manufacturing process of a semiconductor device (semiconductor integrated circuit) by a method other than the measurement of electrical characteristics such as monitor marks are included.

次に、回路領域2a〜2d内およびTEG3a〜3d内には、電気的測定用のプローブ針を接触させ、集積回路や各種テスト用素子に電気信号を印加し、あるいは電気信号を外部に取り出すための、金属膜からなるパッド電極が形成されている。回路領域2a〜2dにおいては左右の一辺それぞれに沿う方向に一列に複数の同一寸法を有するパッド電極5aおよび5bが設けられ、これらのパッド電極は図示していないが各回路領域2a〜2d内に形成された回路に電気的に接続されている。パッド電極5b間の間隔は、検査工程を実施する際、互いに隣接するプローブ針が接触しないために十分で且つ最小に近い間隔に設定されるが、一方パッド電極5aは1個のパッド電極の寸法以上の比較的粗い間隔で配列される。   Next, in the circuit regions 2a to 2d and TEGs 3a to 3d, a probe needle for electrical measurement is brought into contact to apply an electrical signal to the integrated circuit or various test elements, or to extract the electrical signal to the outside. A pad electrode made of a metal film is formed. In the circuit regions 2a to 2d, a plurality of pad electrodes 5a and 5b having the same dimensions are provided in a line along the left and right sides, and these pad electrodes are not shown in the circuit regions 2a to 2d. It is electrically connected to the formed circuit. The distance between the pad electrodes 5b is set to a distance that is sufficient and close to the minimum so that adjacent probe needles do not come into contact with each other when the inspection process is performed, while the pad electrode 5a has a dimension of one pad electrode. These are arranged at a relatively coarse interval.

またTEG3a〜3d内においても複数の同一寸法を有するパッド電極6がスクライブエリアの延びるY方向に沿う方向に一列に、しかも1個のパッド電極の寸法以上の比較的粗い間隔で配列され、これらパッド電極6はトランジスタ、容量、抵抗などのテスト用素子に電気的に接続されている。パッド電極6の列が延びる方向は基本的にパッド電極5aの列が延びる方向に沿う方向であり、図1の例ではパッド電極6の列、パッド電極5aおよび5bの列、回路領域2a〜2dの左右の辺およびY方向は平行である。さらに図1に示すように個々のパッド電極5aとパッド電極6は、パッド電極5aの列方向と直交する方向(X方向に沿う方向)に見て、互いに直接対向しない位置に配置される。従ってパッド電極5aおよびパッド電極6は縦方向に交互の位置に配置される。   Also in the TEGs 3a to 3d, a plurality of pad electrodes 6 having the same dimensions are arranged in a line in the direction along the Y direction in which the scribe area extends, and at a relatively coarse interval that is larger than the dimension of one pad electrode. The electrode 6 is electrically connected to a test element such as a transistor, a capacitor, or a resistor. The direction in which the row of pad electrodes 6 extends is basically the direction along the direction in which the row of pad electrodes 5a extends. In the example of FIG. 1, the row of pad electrodes 6, the row of pad electrodes 5a and 5b, and the circuit regions 2a to 2d. The left and right sides and the Y direction are parallel. Further, as shown in FIG. 1, the individual pad electrodes 5 a and the pad electrodes 6 are arranged at positions that do not directly face each other when viewed in a direction orthogonal to the column direction of the pad electrodes 5 a (direction along the X direction). Accordingly, the pad electrode 5a and the pad electrode 6 are arranged at alternate positions in the vertical direction.

TEG3a〜3dそれぞれの内部に形成されるテスト素子およびパッド電極6のパターン、寸法、構造、配置などはすべて同一であり、従って4つのTEGは同一物である。なお、図1においてはスクライブエリアの幅を大きく描画しているが実際の幅は高々100μm程度のものであり、以降に示すすべての半導体ウエハ上におけるパターンレイアウト図についても同様とする。   The patterns, dimensions, structure, arrangement, etc. of the test elements and pad electrodes 6 formed inside each of the TEGs 3a to 3d are all the same, and therefore the four TEGs are the same. In FIG. 1, although the width of the scribe area is drawn large, the actual width is about 100 μm at most, and the same applies to the pattern layout diagrams on all the semiconductor wafers shown below.

以上のような構成を有する半導体ウエハ上の半導体集積回路装置を検査するための、本発明に係る検査方法を次に説明する。図2はその検査工程を示すフロー図であり、最初に例えばプローバに設置したウエハカセットから測定用ステージ上に半導体ウエハを搬送しセットする。この半導体ウエハ上には図1に示した回路領域2a〜2d、TEG3a〜3dおよびアクセサリ領域4a〜4dが形成されているものとする。次にプローバから前の検査に用いたプローブカードを除去し、ステージ上にセットされた半導体ウエハ上に形成された検査すべき半導体集積回路の品種に対応したプローブカードに交換して装着・固定する。   Next, an inspection method according to the present invention for inspecting a semiconductor integrated circuit device on a semiconductor wafer having the above-described configuration will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the inspection process. First, for example, a semiconductor wafer is transported and set on a measurement stage from a wafer cassette installed in a prober. It is assumed that circuit regions 2a to 2d, TEGs 3a to 3d and accessory regions 4a to 4d shown in FIG. 1 are formed on the semiconductor wafer. Next, the probe card used for the previous inspection is removed from the prober, and the probe card is replaced with a probe card corresponding to the type of semiconductor integrated circuit to be inspected formed on the semiconductor wafer set on the stage. .

次にプローバにアライメント用のプローバ・ファイルを設定し、プローバに備えられたモニター用のCCDカメラなどを通じて監視しながら半導体ウエハ上の各パッド電極5a、5b、6とプローブ針との水平位置アライメントおよび垂直方向の針圧調整などを行う。図3は図1に示すパターンレイアウトを有する半導体ウエハ上の各種パッドに、プローブカードに固定されたプローブ針を位置合わせし、接触した状態を示す図である。プローブカード本体は樹脂などからなる基板に、プローブ針に電気的に接続される多層構造の配線が施された公知の構造であるので図3では表示を省略し、プローブ針が露出する矩形の開口7のみを示している。   Next, a prober file for alignment is set in the prober, and horizontal position alignment between each pad electrode 5a, 5b, 6 on the semiconductor wafer and the probe needle is monitored through a monitor CCD camera or the like provided in the prober. Adjust the needle pressure in the vertical direction. FIG. 3 is a diagram showing a state in which probe needles fixed to a probe card are aligned and contacted with various pads on a semiconductor wafer having the pattern layout shown in FIG. Since the probe card body has a known structure in which a multilayer wiring that is electrically connected to the probe needle is provided on a substrate made of resin or the like, the display is omitted in FIG. 3, and a rectangular opening through which the probe needle is exposed is shown. Only 7 is shown.

図3に示すプローブ針はカンチレバー方式であり、プローブ針8aは開口7の左側一辺から右方向に設定されて回路領域2a内のパッド電極5aに接触し、またプローブ針9は同一辺から同方向に設定されてTEG3aのパッド電極6に接触し、さらにプローブ針8bは開口7の右側の一辺から左方向に設定されてパッド電極5bに接触する。そしてプローブ針8aはプローブ針9よりも長く、パッド電極5aの列およびパッド電極6の列が延びる方向に沿って交互に配列される。図1に示すようにパッド電極5aおよびパッド電極6を、パッド電極5aの列方向と直交する方向に直接対向しない位置に交互に配列したことにより、集積回路と接続するパッド電極5aとTEGのテスト用素子に接続するパッド電極6とにそれぞれプローブ針8aおよび9を同時に接触させることができる。   The probe needle shown in FIG. 3 is a cantilever type, the probe needle 8a is set in the right direction from the left side of the opening 7 and contacts the pad electrode 5a in the circuit region 2a, and the probe needle 9 is in the same direction from the same side. Is set to contact the pad electrode 6 of the TEG 3a, and the probe needle 8b is set leftward from one side of the right side of the opening 7 and contacts the pad electrode 5b. The probe needles 8a are longer than the probe needles 9, and are alternately arranged along the direction in which the row of pad electrodes 5a and the row of pad electrodes 6 extend. As shown in FIG. 1, the pad electrodes 5a and the pad electrodes 6 are alternately arranged at positions that do not directly face each other in the direction orthogonal to the column direction of the pad electrodes 5a, thereby testing the pad electrodes 5a and TEG connected to the integrated circuit. The probe needles 8a and 9 can be simultaneously brought into contact with the pad electrode 6 connected to the device for use.

プローブ針とパッド電極とのアライメント終了後、パッド電極5a、5b、6にそれぞれプローブ針8a、8b、9を接触させた状態で、プローバに接続された半導体用テスタ(LSIテスタ)を用い、回路領域2aに形成された集積回路本体の電気的特性の検査とTEG3aの電気的特性測定を同時に並行して行う。そして回路領域2aおよびTEG3aの検査・測定終了後プローバのステージを所定のピッチで移動させ、同様にして回路領域2bおよびTEG3b、・・・などに対して順次繰り返し同時検査・測定を実施する。このようにして、1枚の半導体ウエハ上の全ダイ(チップ)すなわち全回路領域およびTEG、および半導体ウエハカセットに搭載した全半導体ウエハに対する検査・測定を終了する。   After the alignment between the probe needle and the pad electrode, a circuit using a semiconductor tester (LSI tester) connected to the prober with the probe needles 8a, 8b, 9 in contact with the pad electrodes 5a, 5b, 6 respectively. The inspection of the electrical characteristics of the integrated circuit body formed in the region 2a and the measurement of the electrical characteristics of the TEG 3a are simultaneously performed in parallel. After the inspection / measurement of the circuit area 2a and TEG 3a is completed, the prober stage is moved at a predetermined pitch, and the circuit area 2b, TEG 3b,. In this way, the inspection and measurement for all the dies (chips) on one semiconductor wafer, that is, all the circuit regions and TEGs, and all the semiconductor wafers mounted on the semiconductor wafer cassette are completed.

以上述べたように本実施形態に係る半導体装置の検査方法は、スクライブエリアに形成されるTEGのパッド電極6の列と、隣接する半導体集積回路領域のパッド電極5aの列において、パッド電極6とパッド電極5aとの相対的配置を、それらが互いに対向しない配置とした被検査半導体ウエハを用いる。そしてプローブ針を回路領域のパッド電極とTEGのパッド電極とに同時に接触させて、回路領域の集積回路の検査とTEG測定を同時に行うものである。   As described above, the method for inspecting a semiconductor device according to this embodiment includes the pad electrode 6 in the column of the TEG pad electrode 6 formed in the scribe area and the column of the pad electrode 5a in the adjacent semiconductor integrated circuit region. A semiconductor wafer to be inspected is used in which the relative arrangement with respect to the pad electrode 5a is such that they do not face each other. Then, the probe needle is brought into contact with the pad electrode in the circuit area and the pad electrode in the TEG at the same time, and the inspection of the integrated circuit in the circuit area and the TEG measurement are simultaneously performed.

一般にTEGの測定時間は集積回路の検査時間よりも短いので、本実施形態の検査方法によれば、集積回路検査とTEG測定とを同時に実施することによりTEG測定に要する時間を集積回路の検査時間に吸収することができる。なお、このような検査方法とする代わりに、プローブ針を図3の状態にしたままで集積回路検査とTEG測定とを別々に順次実施してもよい。   In general, since the TEG measurement time is shorter than the integrated circuit inspection time, according to the inspection method of the present embodiment, the time required for the TEG measurement can be obtained by simultaneously performing the integrated circuit inspection and the TEG measurement. Can be absorbed into. Instead of using such an inspection method, the integrated circuit inspection and the TEG measurement may be performed separately and sequentially with the probe needle in the state shown in FIG.

既に述べたように従来の検査工程では集積回路の検査とTEGの測定とは別々に行われるのであるが、集積回路上のパッド電極配置とTEGのパッド電極配置とは異なるために当然のことながら集積回路の検査専用と、TEGの測定専用の少なくとも2種類のプローブカードが必要である。従って従来の検査工程は例えば、 半導体ウエハをステージにセット→第1のプローブカードに交換→プローバ・ファイル設定→プローブアライメント→TEG測定→第2のプローブカードに交換→プローバ・ファイル設定→プローブアライメント→集積回路検査、 というフローとなる。   As described above, in the conventional inspection process, the inspection of the integrated circuit and the measurement of the TEG are performed separately, but it is natural that the pad electrode arrangement on the integrated circuit and the pad electrode arrangement of the TEG are different. At least two types of probe cards dedicated to integrated circuit testing and TEG measurement are required. Therefore, the conventional inspection process is, for example, setting a semiconductor wafer on the stage → changing to the first probe card → prober file setting → probe alignment → TEG measurement → changing to the second probe card → prober file setting → probe alignment → The flow is integrated circuit inspection.

これに対して本発明に係る検査方法のフローは図2に示すとおりであるから、本発明による検査方法によれば、従来の検査工程よりプローブカード交換、プローバ・ファイル設定、プローブアライメント各1工程低減することができ、これと共に高価なプローブカードも1個削減できる。こうして全検査時間を短縮し、ある場合には検査設備数も削減して検査コストを低減することができる。ある所定の規模を有する半導体集積回路装置を検査対象とした場合、集積回路検査とTEG測定とを別々に順次行う検査工程に対しては従来より約10%の時間短縮が実現でき、また集積回路検査とTEG測定とを同時実施する検査工程に対しては従来より約25%の時間短縮が実現できた。   On the other hand, since the flow of the inspection method according to the present invention is as shown in FIG. 2, according to the inspection method according to the present invention, probe card replacement, prober file setting, and probe alignment are performed one step each from the conventional inspection steps This can be reduced, and at the same time, one expensive probe card can be reduced. In this way, the total inspection time can be shortened, and in some cases, the number of inspection facilities can be reduced to reduce the inspection cost. In the case where a semiconductor integrated circuit device having a predetermined scale is to be inspected, the time required for the inspection process in which the integrated circuit inspection and the TEG measurement are separately performed can be reduced by about 10% compared to the conventional technique. For the inspection process in which the inspection and the TEG measurement are performed at the same time, the time can be reduced by about 25%.

なお、半導体ウエハ上に形成されるパターンレイアウトは、図1に示すようにアクセサリ領域4a〜4dがTEG3a〜3dが設けられたスクライブエリアの延びるY方向に並べて設置されるのではなく、それと直交して延びる(X方向)スクライブエリア上であって、しかもTEG3a〜3dを避けるように設置されている。このような配置には、プローブ針(図3参照)が検査工程中何らかの原因でアクセサリ領域4a〜4dと接触し、それら内部に形成されているテストパターンに損傷を与える確率を大幅に低下させることができる利点がある。   Note that the pattern layout formed on the semiconductor wafer is not arranged side by side in the Y direction in which the scribe areas where the TEGs 3a to 3d are provided as shown in FIG. It is installed on the scribe area extending in the direction (X direction) and avoiding the TEGs 3a to 3d. Such an arrangement greatly reduces the probability that the probe needle (see FIG. 3) contacts the accessory areas 4a-4d for any reason during the inspection process and damages the test patterns formed therein. There is an advantage that can be.

図1に示した回路領域を含むパターンレイアウト構成は、本発明による検査方法が実施できる構成の代表的な一例であるが、これに限られたものではなく、種々の変形が可能である。図4は図1における1露光ショット領域内のパターンレイアウトの変形例を示す図である。この例においても露光ショット領域1内には回路領域2a〜2d、アクセサリ領域4a〜4dが形成されるがこれらは図1と同一であるから、同一部分に同一符号を付与して説明を省略する。図4のパターンレイアウトでは、Y方向に延びるスクライブエリア上に、各回路領域2a〜2dの左側の一辺に隣接して2個のTEGのグループ(20a、21a)、(20b、21b)、(20c、21c)、(20d、21d)が、回路領域2a〜2dの左側一辺の長さとほぼ同じ長さで形成されている。   The pattern layout configuration including the circuit region shown in FIG. 1 is a typical example of a configuration in which the inspection method according to the present invention can be carried out. However, the configuration is not limited to this, and various modifications are possible. FIG. 4 is a diagram showing a modification of the pattern layout in one exposure shot area in FIG. Also in this example, circuit areas 2a to 2d and accessory areas 4a to 4d are formed in the exposure shot area 1. However, since these are the same as those in FIG. . In the pattern layout of FIG. 4, two TEG groups (20a, 21a), (20b, 21b), (20c) adjacent to the left side of each of the circuit regions 2a to 2d on the scribe area extending in the Y direction. , 21c) and (20d, 21d) are formed with a length substantially the same as the length of the left side of the circuit regions 2a to 2d.

各TEGグループ(20a、21a)〜(20d、21d)内にはトランジスタ、抵抗などのテスト用素子が形成されると共に、スクライブエリアの延びる方向(Y方向)に一列に複数配列されたパッド電極22が形成され、前記テスト用素子に電気的に接続されている。また、パッド電極22とそれらに隣接する回路領域22a〜22d内のパッド電極5aとは、図1の例と同様にパッド電極5aの列方向と直交する方向に互いに直接対向しない位置に設けられている。このような構成にしてもプローブ針をパッド電極22、5aおよび5bに同時に接触させて回路領域2a〜2dの検査とTEGグループ(20a、21a)〜(20d、21d)の測定とを同時に行えるので、図1の半導体ウエハに対する検査の場合と同様な効果を有する。この変形例のように同一スクライブエリアに一列に配置することを条件としてTEGを複数に分割すると、配置の自由度が増すという利点が得られる。   In each TEG group (20a, 21a) to (20d, 21d), test elements such as transistors and resistors are formed, and a plurality of pad electrodes 22 arranged in a line in the extending direction of the scribe area (Y direction). Are formed and electrically connected to the test element. Further, the pad electrode 22 and the pad electrode 5a in the circuit regions 22a to 22d adjacent to the pad electrode 22 are provided at positions that do not directly face each other in the direction orthogonal to the column direction of the pad electrode 5a, as in the example of FIG. Yes. Even in such a configuration, the probe needles are simultaneously brought into contact with the pad electrodes 22, 5a and 5b, so that the inspection of the circuit regions 2a to 2d and the measurement of the TEG groups (20a, 21a) to (20d, 21d) can be performed simultaneously. 1 has the same effect as the inspection of the semiconductor wafer of FIG. If the TEG is divided into a plurality of parts on the condition that they are arranged in a line in the same scribe area as in this modification, an advantage that the degree of freedom of arrangement increases can be obtained.

(実施形態2)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る検査方法において用いる半導体ウエハにおいて、その上に形成されている半導体装置を含む平面パターンレイアウトを示す図である。まずこの半導体装置を含むパターンレイアウトについて説明する。図5において、半導体ウエハ上に縮小投影露光装置により露光される点線で表示した露光ショット領域1内に互いに同一構成を有する4個の矩形の回路領域2a、2b、2c、2dが配列されている。回路領域2a〜2d内にはその左右一辺に沿って一方向に一列に複数の同一寸法を有するパッド電極5aおよび5bが設けられ、図示していない各回路領域2a〜2d内部の回路に電気的に接続されている。回路領域2a〜2dおよびこれら回路領域に形成された回路、パッド電極5a、5bの構成、寸法や配置は図1と同じである。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing a planar pattern layout including a semiconductor device formed on a semiconductor wafer used in the inspection method according to the second embodiment of the present invention. First, a pattern layout including this semiconductor device will be described. In FIG. 5, four rectangular circuit areas 2a, 2b, 2c and 2d having the same configuration are arranged in an exposure shot area 1 indicated by a dotted line exposed by a reduction projection exposure apparatus on a semiconductor wafer. . In the circuit regions 2a to 2d, a plurality of pad electrodes 5a and 5b having the same dimension are provided in a line along one side along the left and right sides, and the circuit regions 2a to 2d not shown are electrically connected to each other. It is connected to the. The circuit regions 2a to 2d, the circuits formed in these circuit regions, and the configurations, dimensions, and arrangement of the pad electrodes 5a and 5b are the same as those in FIG.

回路領域2a〜2dの外部のY方向に延びるスクライブエリア上であり、且つ回路領域2aおよび2c、または回路領域2bおよび2dの左側に隣接する領域には、種々の寸法を有するトランジスタ、容量、抵抗などのテスト用素子を必要個数含むTEG10a、10bが、回路領域2aおよび2cあるいは回路領域2bおよび2dの2個分とそれらに挟まれてX方向に延びるスクライブエリア幅との合計長さとほぼ同一の長さに連続的に設けられている。   On the scribe area extending in the Y direction outside the circuit regions 2a to 2d and adjacent to the left side of the circuit regions 2a and 2c or the circuit regions 2b and 2d, transistors, capacitors, resistors having various dimensions TEGs 10a and 10b including a necessary number of test elements such as the circuit regions 2a and 2c or the circuit regions 2b and 2d and the total length of the scribe area width extending in the X direction between them The length is continuously provided.

TEG10a内にはトランジスタ、容量、抵抗などのテスト用素子が形成され、しかもTEG10aの回路領域2aに隣接する部分に形成されるテスト素子と回路領域2cに隣接するTEG10aの部分に形成されるテスト素子とは種類が異なる。さらにTEG10aには複数の同一寸法を有するパッド電極12、13、14(斜線を施したパッド電極)がパッド電極5aの列が延びる方向に沿う方向に一列に配列されている。図5においてはパッド電極12、13、14の列、パッド電極5aの列、および回路領域2a、2cの左側一辺、さらにY方向は実質的に平行である。そしてパッド電極12および13は1個のパッド電極の寸法以上の比較的粗い間隔で配列されるのに対し、パッド電極14は、例えば検査工程を実施する際、互いに隣接するプローブ針が接触しないために十分で且つ最小に近い間隔で配列される。またパッド電極12、13および14はそれぞれの近傍の領域に形成されたテスト素子に電気的に接続されている。   Test elements such as transistors, capacitors, and resistors are formed in the TEG 10a, and a test element formed in a portion adjacent to the circuit region 2a of the TEG 10a and a test element formed in a portion of the TEG 10a adjacent to the circuit region 2c. The type is different. Further, in the TEG 10a, a plurality of pad electrodes 12, 13, and 14 (hatched pad electrodes) having the same dimensions are arranged in a line along the direction in which the line of the pad electrodes 5a extends. In FIG. 5, the row of pad electrodes 12, 13, and 14, the row of pad electrodes 5a, the left side of the circuit regions 2a and 2c, and the Y direction are substantially parallel. The pad electrodes 12 and 13 are arranged at a relatively coarse interval equal to or larger than the size of one pad electrode, whereas the pad electrodes 14 are not in contact with adjacent probe needles when performing an inspection process, for example. Arranged at intervals close to the minimum and close to the minimum. The pad electrodes 12, 13 and 14 are electrically connected to test elements formed in the vicinity of the respective pads.

本実施の形態によるパターンレイアウトでは、TEG10aが有するパッド電極12および13と回路領域2aおよび2cのパッド電極5aとは第1の実施形態と同様の相対的位置関係で配置される。すなわち、パッド電極12、13とパッド電極5aとはすべて、パッド電極5aの列が延びる方向と直交する方向に見て、互いに直接対向しない位置に配置される。これにより図5ではパッド電極5aおよびパッド電極12、13は縦方向に交互の位置に配置されることになる。これに対してパッド電極14に対向する部分はX方向に延びるスクライブエリアとなっており、パッド電極5aの位置と関係なく上述の通り狭い間隔で配置される。   In the pattern layout according to the present embodiment, the pad electrodes 12 and 13 included in the TEG 10a and the pad electrodes 5a in the circuit regions 2a and 2c are arranged in the same relative positional relationship as in the first embodiment. That is, the pad electrodes 12 and 13 and the pad electrode 5a are all arranged at positions that do not directly face each other when viewed in a direction orthogonal to the direction in which the row of pad electrodes 5a extends. As a result, in FIG. 5, the pad electrode 5a and the pad electrodes 12, 13 are arranged at alternate positions in the vertical direction. On the other hand, a portion facing the pad electrode 14 is a scribe area extending in the X direction, and is arranged at a narrow interval as described above regardless of the position of the pad electrode 5a.

なお、パッド電極14はTEG10aが形成されると共にY方向に延びるスクライブエリアと回路領域2a、2cをY方向に分離し、X方向に延びるスクライブエリアとの交差部に設けられるので、パッド電極5aとは対向していないことは明らかである。またTEG10bの領域、その内部に形成されるテスト素子およびパッド電極12、13、14のパターン、寸法、構造、配置などはTEG10aと同一、すなわちTEG10bはTEG10aと同一物である。   The pad electrode 14 is formed at the intersection of the scribe area extending in the Y direction and the scribe area extending in the X direction by separating the scribe area extending in the Y direction from the scribe area extending in the Y direction and the scribe area extending in the X direction. It is clear that is not opposite. Further, the pattern, dimensions, structure, arrangement and the like of the region of the TEG 10b, the test elements formed in the TEG 10b, and the pad electrodes 12, 13, and 14 are the same as the TEG 10a, that is, the TEG 10b is the same as the TEG 10a.

また、X方向に延び回路領域2aおよび2bそれぞれの上側に隣接するスクライブエリア上にはアクセサリ領域11aおよび11bのみが設けられている。さらにX方向に延び回路領域2cおよび2dの上側に隣接するスクライブエリア上にもアクセサリ領域11cおよび11dが設けられているが、TEG10aおよび10bとのオーバーラップを避けるためにアクセサリ領域4aおよび4bより長さが短く設定されている。これらのアクセサリ領域11a〜11dには第1の実施形態におけるアクセサリ領域4a〜4d(図1)と同じくフォトリソ工程用アライメントマーク、アライメントズレ量測定用マーク、膜厚モニタマークなどの半導体装置の製造プロセスを評価するテストパターンが多数含まれている。   Further, only accessory regions 11a and 11b are provided on the scribe area that extends in the X direction and is adjacent to the upper side of each of the circuit regions 2a and 2b. Further, accessory regions 11c and 11d are provided on the scribe area extending in the X direction and adjacent to the upper side of the circuit regions 2c and 2d. The accessory regions 11c and 11d are longer than the accessory regions 4a and 4b in order to avoid overlapping with the TEGs 10a and 10b. Is set short. In these accessory regions 11a to 11d, as in the accessory regions 4a to 4d (FIG. 1) in the first embodiment, a semiconductor device manufacturing process such as an alignment mark for photolithography process, an alignment displacement measurement mark, and a film thickness monitor mark There are many test patterns to evaluate

以上のようなパターンレイアウトを半導体ウエハ上に有する半導体装置に対する検査を行う第2の実施形態に係る検査方法は、実質的に図2に示す検査フローと同一であるが、この検査に用いるプローブカードの構成および半導体装置・TEG同時検査、測定の具体的内容が異なる。図6は図2の検査フローにおけるプローブ針のアライメント終了後、図5のパターンレイアウトを有する半導体ウエハ上の各種パッドに、プローブカードに固定されたプローブ針を接触した状態を示す図である。図6のように各プローブ針は2個の回路領域2a、2cおよびTEG10aのパッドに同時に接触する。   The inspection method according to the second embodiment for inspecting the semiconductor device having the pattern layout as described above on the semiconductor wafer is substantially the same as the inspection flow shown in FIG. And the specific contents of the semiconductor device / TEG simultaneous inspection and measurement are different. 6 is a diagram showing a state in which the probe needle fixed to the probe card is in contact with various pads on the semiconductor wafer having the pattern layout of FIG. 5 after the alignment of the probe needle in the inspection flow of FIG. As shown in FIG. 6, each probe needle simultaneously contacts the pads of the two circuit regions 2a and 2c and the TEG 10a.

プローブ針16aはプローブカードの開口15の左側一辺から右方向に設定されて回路領域2aおよび2c両方のパッド電極5aに接触し、プローブ針17aは同一辺から同方向に設定されてTEG10aのパッド電極12および13に接触し、またプローブ針17bは同一辺から同方向に設定されてTEG10aのパッド電極14に接触する。さらにプローブ針16bは開口15の右側の一辺から左方向に設定されて回路領域2aおよび2c両方のパッド電極5bに接触する。   The probe needle 16a is set in the right direction from the left side of the opening 15 of the probe card and contacts the pad electrodes 5a in both the circuit areas 2a and 2c, and the probe needle 17a is set in the same direction from the same side to be the pad electrode of the TEG 10a. 12 and 13 and the probe needle 17b is set in the same direction from the same side and contacts the pad electrode 14 of the TEG 10a. Further, the probe needle 16b is set to the left from one side on the right side of the opening 15, and contacts the pad electrodes 5b of both the circuit regions 2a and 2c.

プローブ針16aはプローブ針17aおよび17bよりも長く、プローブ針16aおよび17aはパッド電極5a、12、13の配置に応じてY方向に沿って交互に配列される。図5に示すようにパッド電極5aおよびパッド電極12、13、14を、パッド電極5aの列が延びる方向と直交する方向に互いに対向しない位置に配列したことにより、回路領域2aおよび2cの集積回路と接続するパッド電極5aとTEGのテスト用素子に接続するパッド電極12、13、14にプローブ針16a、17a、17bを同時に接触させることができる。   The probe needle 16a is longer than the probe needles 17a and 17b, and the probe needles 16a and 17a are alternately arranged along the Y direction according to the arrangement of the pad electrodes 5a, 12, and 13. As shown in FIG. 5, the pad electrode 5a and the pad electrodes 12, 13, and 14 are arranged at positions that do not face each other in the direction orthogonal to the direction in which the row of the pad electrodes 5a extends, whereby the integrated circuit of the circuit regions 2a and 2c. The probe needles 16a, 17a and 17b can be simultaneously brought into contact with the pad electrode 5a connected to the pad electrode 12, 13 and 14 connected to the test element of the TEG.

以上のようにプローブ針を電極パッドに接触させた後、検査フロー(図2)のTEG・集積回路特性の同時測定ステップにおいて、回路領域2a、2cの集積回路の検査およびTEG10aの特性測定を同時に実施する。次いでプローバのステージを所定のピッチで移動させ、回路領域2b、2dおよびTEG10b、・・・などに対して順次繰り返し同時検査・測定を実施する。なお、第1実施形態に述べたものと同様にプローブ針の接触を図6のようにした状態で集積回路の検査とTEGの測定とを別々に順次実施してもよい。   After the probe needle is brought into contact with the electrode pad as described above, in the simultaneous measurement step of the TEG / integrated circuit characteristics in the inspection flow (FIG. 2), the inspection of the integrated circuits in the circuit regions 2a and 2c and the characteristic measurement of the TEG 10a are performed simultaneously. carry out. Next, the prober stage is moved at a predetermined pitch, and simultaneous inspection / measurement is sequentially performed on the circuit regions 2b, 2d and the TEGs 10b,. As in the case described in the first embodiment, the inspection of the integrated circuit and the measurement of the TEG may be sequentially performed separately with the probe needle contacted as shown in FIG.

本実施形態に係る半導体装置の検査方法によれば、第1の実施形態と同様な効果が得られる。これに加え、本実施形態では2個の回路領域を同時検査するので第1の実施形態におけるよりも検査工程に要する時間を短縮することができる。また、Y方向に延びるスクライブエリアの、回路領域2個分に隣接する領域、およびこのスクライブエリアと、前記2個の回路領域を分離してX方向に延びるスクライブエリアとの交差部をTEG形成領域とすることができるのでTEGに作り込むテスト素子の種類を第1の実施の形態よりも増やすことができ、半導体装置の製造プロセスのより詳細な解析が可能となる。   According to the semiconductor device inspection method of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition to this, in the present embodiment, since two circuit areas are simultaneously inspected, the time required for the inspection process can be shortened as compared with the first embodiment. Further, a region adjacent to two circuit regions of the scribe area extending in the Y direction, and an intersection of the scribe area and the scribe area extending in the X direction by separating the two circuit regions from each other are TEG formation regions. Therefore, it is possible to increase the types of test elements built into the TEG as compared with the first embodiment, and to perform a more detailed analysis of the semiconductor device manufacturing process.

本実施の形態は、3個以上の所定数の回路領域を同時検査する場合にも適用することができる。また、本実施の形態は図1のパターンレイアウトを有する半導体ウエハに適用してもよい。この場合は、図6に示したプローブカードのプローブ針構成を修正し、パッド14に接触するプローブ針17bを除去したプローブカードを用いればよい。   The present embodiment can also be applied to a case where a predetermined number of circuit areas of three or more are simultaneously inspected. Further, this embodiment may be applied to a semiconductor wafer having the pattern layout of FIG. In this case, a probe card in which the probe needle configuration of the probe card shown in FIG. 6 is corrected and the probe needles 17b contacting the pad 14 are removed may be used.

(実施形態3)
上記第1および第2の実施形態による検査方法で検査される半導体装置は、図1、図4あるいは図5のように、互いに隣接するプローブ針が相互に接触しないようにしつつ集積回路とTEGの両方のパッドにプローブ針を接触可能とするために、パッド電極間隔をそれ自体の寸法以上にしたり、比較的自由に配置変更したりできる面積的余裕があるものであった。しかしながら例えば近年のシステムLSIなどの半導体装置においては、搭載される素子の微細化、高密度化、あるいは高機能化に従って外部に対する信号入出力用のパッド電極数も場合によっては数百ピン以上にも達し、チップ上にパッド電極を自由に配置できるスペースがない。
(Embodiment 3)
The semiconductor device to be inspected by the inspection methods according to the first and second embodiments is similar to that of FIG. 1, FIG. 4, or FIG. 5, while preventing the adjacent probe needles from contacting each other. In order to allow the probe needles to come into contact with both pads, the pad electrode spacing is larger than its own dimension, and there is an area margin that can be rearranged relatively freely. However, for example, in recent semiconductor devices such as system LSIs, the number of pad electrodes for signal input / output with respect to the outside is increased to several hundred pins or more in some cases in accordance with miniaturization, higher density, or higher functionality of mounted elements. And there is no space on the chip where the pad electrodes can be freely arranged.

本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の検査方法はこのような半導体装置に対応するものである。図7は、本発明の第3の実施形態に係る検査方法において用いる半導体ウエハの上に形成されている半導体装置を含む平面パターンレイアウトを示す図であり、本実施形態においては半導体装置はシステムLSIを例とする。   The semiconductor device inspection method according to the third embodiment of the present invention corresponds to such a semiconductor device. FIG. 7 is a diagram showing a planar pattern layout including a semiconductor device formed on a semiconductor wafer used in the inspection method according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the semiconductor device is a system LSI. For example.

このシステムLSIを含むパターンレイアウトについて説明すると、図7において、半導体ウエハ上に縮小投影露光装置により露光される点線で表示した露光ショット領域30内に矩形の回路領域31が形成されている。回路領域31の中央部にはシステムLSIを構成する集積回路本体領域32が配置される。この集積回路本体領域32は図示を省略しているがCPU(中央処理装置)、ROM(リードオンリーメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ポート、ユーザーロジック、この集積回路自体の電気的特性や機能などの特性を自動検査するためのテスト回路などを備えている。前記テスト回路はBIST(Built-in Self Test)用回路およびBIST用回路以外の、所定のテストモードで集積回路を検査するテスト回路からなるものとする。   A pattern layout including this system LSI will be described. In FIG. 7, a rectangular circuit region 31 is formed in an exposure shot region 30 displayed by a dotted line exposed by a reduction projection exposure apparatus on a semiconductor wafer. An integrated circuit main body region 32 constituting the system LSI is arranged at the center of the circuit region 31. Although not shown in the figure, the integrated circuit main body region 32 has a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), port, user logic, and electrical characteristics and functions of the integrated circuit itself. A test circuit for automatically inspecting characteristics such as The test circuit includes a test circuit for inspecting an integrated circuit in a predetermined test mode other than a BIST (Built-in Self Test) circuit and a BIST circuit.

回路領域31の周辺部で左側の一辺に沿う方向に一列に複数の同一寸法を有するパッド電極35(斜線を施したパッド電極)およびパッド電極37が形成されている。パッド電極35はこのシステムLSIのBISTを行うため、BIST用回路を駆動し交信するためのパッド電極であり、BIST用回路に電気的に接続されている。パッド電極37は実使用状態では使用するが本実施の形態による検査方法では使用しないパッド電極である。また回路領域31の右側の一辺に沿う方向にも一列に、同一寸法を有し、この検査方法には使用しない複数のパッド電極37が連続的に形成されている。パッド電極37はすべてシステムLSI回路に電気的に接続されている。   A plurality of pad electrodes 35 (hatched pad electrodes) and pad electrodes 37 having the same dimensions are formed in a line along the left side on the periphery of the circuit region 31. The pad electrode 35 is a pad electrode for driving and communicating with the BIST circuit in order to perform BIST of the system LSI, and is electrically connected to the BIST circuit. The pad electrode 37 is a pad electrode that is used in an actual use state but is not used in the inspection method according to the present embodiment. In addition, a plurality of pad electrodes 37 having the same dimensions in a row along the right side of the circuit region 31 and not used in this inspection method are continuously formed. All the pad electrodes 37 are electrically connected to the system LSI circuit.

一方回路領域31の上側および下側の一辺に沿う方向にそれぞれ一列に複数のパッド電極36(点の陰影を付けたパッド電極)が連続的に形成されている。このパッド電極36はBIST用回路以外のテスト回路を駆動し交信するためのものと、テスト回路を使用せず実使用状態と同様、システムLSIに直接信号印加するなどの方法で検査するためのものとを含み、テスト回路またはシステムLSI回路に電気的に接続されている。   On the other hand, a plurality of pad electrodes 36 (pad electrodes shaded with dots) are continuously formed in a row in the direction along one side of the upper side and the lower side of the circuit region 31. The pad electrode 36 is used for driving and communicating with a test circuit other than the BIST circuit, and for testing by a method such as applying a signal directly to the system LSI as in the actual use state without using the test circuit. And electrically connected to a test circuit or a system LSI circuit.

以上の回路領域31内に形成されたパッド電極35、36および37は、例えば検査工程を実施する際、互いに隣接するプローブ針が接触しないために十分で且つ最小に近い間隔(パッド電極1辺の長さ〜その1/2程度)で配列される。   The pad electrodes 35, 36, and 37 formed in the circuit region 31 are sufficient and close to the minimum (for example, one side of the pad electrode) so that adjacent probe needles do not come into contact with each other when the inspection process is performed. It is arranged in length-about half of that).

また回路領域31の外部はスクライブエリアとなっており、その内Y方向に延びるスクライブエリア上であり且つ回路領域31の右側に隣接する領域には、種々の寸法を有するトランジスタ、容量、抵抗などのテスト用素子を必要個数含むTEG33が設けられ、そのスクライブエリアが伸びる方向への長さは、露光ショット領域30の前記方向への配列ピッチより短い範囲内でテスト用素子の必要数に応じた長さに設定される。TEG33には複数の同一寸法を有するパッド電極38がスクライブエリアの延びる方向(Y方向)に沿う方向に一列に配列され、半導体ウエハに形成されたテスト素子に電気的に接続されている。   The outside of the circuit region 31 is a scribe area. The region on the scribe area extending in the Y direction and adjacent to the right side of the circuit region 31 includes transistors, capacitors, resistors, and the like having various dimensions. A TEG 33 including a required number of test elements is provided, and the length in the direction in which the scribe area extends is a length corresponding to the required number of test elements within a range shorter than the arrangement pitch of the exposure shot regions 30 in the direction. Is set. In the TEG 33, a plurality of pad electrodes 38 having the same dimensions are arranged in a line in a direction along the extending direction (Y direction) of the scribe area, and are electrically connected to test elements formed on the semiconductor wafer.

TEG33内に形成されたパッド電極38もまたパッド電極35、36および37と同様に、検査工程を実施する際、互いに隣接するプローブ針が接触しないために十分で且つ最小に近い間隔(パッド電極1辺の長さ〜その1/2程度)で配列される。そして図7に示すようにTEG33のパッド電極38の列は、少なくとも回路領域31の、検査工程に使用しないパッド電極37の列と対向するようにスクライブエリアに形成される。   Similarly to the pad electrodes 35, 36 and 37, the pad electrode 38 formed in the TEG 33 is sufficiently small and close to the minimum (pad electrode 1) so that adjacent probe needles do not come into contact with each other when the inspection process is performed. The length of the side is about ½ of the length. As shown in FIG. 7, the row of pad electrodes 38 of the TEG 33 is formed in the scribe area so as to face at least the row of pad electrodes 37 not used in the inspection process in the circuit region 31.

図7に示した例ではパッド電極38のそれぞれはパッド電極37それぞれと、パッド電極38の列が延びる方向と直交する方向に正確に対向しているが、パッド電極38の列が、パッド電極37の連続的な配列からなる列と対向させることができるときは必ずしも個々のパッド電極同士を上のように正確に対向させる必要はない。しかしながら例えば回路領域31の右辺に沿うパッド電極列に、検査工程に使用するパッド電極と使用しないパッド電極とが混在している場合には、TEG33のパッド電極38は回路領域31に形成された検査工程に使用しないパッド電極と正確に直接対向させて配置することが望ましい。   In the example shown in FIG. 7, each pad electrode 38 is opposed to each pad electrode 37 accurately in a direction orthogonal to the direction in which the row of pad electrodes 38 extends. However, it is not always necessary that the individual pad electrodes face each other exactly as described above. However, for example, when a pad electrode used along the right side of the circuit region 31 includes a pad electrode used for the inspection process and a pad electrode not used, the pad electrode 38 of the TEG 33 is inspected in the circuit region 31. It is desirable to place it directly opposite the pad electrode that is not used in the process.

TEG33が形成されたスクライブエリアと直交し、また回路領域31の上部周辺に形成された検査工程に使用するパッド電極36の列に隣接し、X方向に延びるスクライブエリア上にはアクセサリ領域34が設けられている。このアクセサリ領域34にはフォトリソ工程用アライメントマーク、アライメントズレ量測定用マーク、膜厚モニタマークなどの半導体装置の製造プロセスを評価するテストパターンが多数含まれている。   An accessory region 34 is provided on the scribe area extending in the X direction, which is orthogonal to the scribe area where the TEG 33 is formed and adjacent to the row of pad electrodes 36 used in the inspection process formed in the upper periphery of the circuit region 31. It has been. The accessory region 34 includes a large number of test patterns for evaluating the manufacturing process of the semiconductor device such as an alignment mark for a photolithography process, an alignment measurement mark, and a film thickness monitor mark.

以上説明したパターンレイアウトを半導体ウエハ上に有する半導体装置(システムLSI)およびTEGに対する検査を行う第3の実施形態に係る検査工程は、実質的に図2に示す検査フローを用いて実施することができ、検査には専用の構成を有するプローブカードを用いる。図8は図2の検査フローにおけるプローブ針のアライメント終了後、図7のパターンレイアウトを有する半導体ウエハ上の各種パッドに、プローブカードに固定されたプローブ針を接触した状態を示す図である。   The inspection process according to the third embodiment for inspecting the semiconductor device (system LSI) having the pattern layout described above on the semiconductor wafer and the TEG can be performed substantially using the inspection flow shown in FIG. A probe card having a dedicated configuration is used for the inspection. 8 is a diagram showing a state in which the probe needle fixed to the probe card is in contact with various pads on the semiconductor wafer having the pattern layout of FIG. 7 after the alignment of the probe needle in the inspection flow of FIG.

プローブ針41aはプローブカードの開口40の左側一辺から右方向に設定されて回路領域31内のBIST用パッド電極35のみに接触し、プローブ針41bは開口40の上側および下側の一辺からそれぞれ下および上方向に設定されてBIST用回路以外のテスト回路を用いた検査、および通常の検査のためのパッド電極36に接触し、またプローブ針41cはTEG33のパッド電極38に接触する。   The probe needle 41a is set in the right direction from the left side of the opening 40 of the probe card and contacts only the BIST pad electrode 35 in the circuit area 31, and the probe needle 41b is lowered from the upper side and the lower side of the opening 40, respectively. The probe needle 41c is in contact with the pad electrode 38 of the TEG 33. Further, the probe needle 41c is in contact with the pad electrode 36 for inspection using a test circuit other than the BIST circuit and normal inspection.

ここで集積回路本体領域32に組み込まれたBIST用回路は、検査に用いるテストパターンを生成する回路と出力判定データを圧縮する回路からなり、被検査回路形式に対応してメモリBIST用回路、ロジックBIST用回路などがある。例えばシステムLSI中のランダムロジック回路を検査対象としたロジックBISTは、ランダム信号発生器と出力パターン圧縮器とを内蔵することにより、非常に小さいサイズのテストパターンで回路の検査ができる。   Here, the BIST circuit incorporated in the integrated circuit body region 32 includes a circuit that generates a test pattern used for inspection and a circuit that compresses output determination data. The memory BIST circuit and logic corresponding to the circuit type to be inspected There are BIST circuits. For example, a logic BIST that targets a random logic circuit in a system LSI can inspect a circuit with a very small test pattern by incorporating a random signal generator and an output pattern compressor.

従って検査時にBIST用テスト回路を用い固有のテストモードで検査すると、実使用時と同じ状態で回路を駆動し検査する場合と比較して非常に少ないパッド電極数(ピン数)で検査することができるため、検査工程において一部のパッド電極(例えばパッド電極37)が不必要となる。BIST用以外の所定のテストモードで検査を行うテスト回路も類似の能力を有する。こうして本実施形態に係る検査方法においては、図7に示したように検査に使用にしないパッド電極37の列に隣接し、対向させてTEG33のパッド電極38の列を配置したことにより、あるいはTEG33の個々のパッド電極38を回路領域31の個々のパッド電極37と対向させて配置したことにより、回路領域31のパッド電極35および36とTEG33のパッド電極38とに同時にプローブ針を接触させることができる。   Therefore, when a test is performed in a specific test mode using a BIST test circuit at the time of inspection, it is possible to inspect with a much smaller number of pad electrodes (number of pins) than when the circuit is driven and inspected in the same state as in actual use. Therefore, some pad electrodes (for example, pad electrode 37) become unnecessary in the inspection process. A test circuit that performs a test in a predetermined test mode other than for BIST has a similar capability. Thus, in the inspection method according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the row of pad electrodes 38 of the TEG 33 is arranged adjacent to and opposed to the row of pad electrodes 37 that are not used for the inspection, or the TEG 33 By arranging the individual pad electrodes 38 to face the individual pad electrodes 37 in the circuit region 31, the probe needles can be simultaneously brought into contact with the pad electrodes 35 and 36 in the circuit region 31 and the pad electrode 38 in the TEG 33. it can.

以上のようにプローブ針を各電極パッドに接触させた後、検査フロー(図2)のTEG・集積回路特性の同時測定ステップにおいて、集積回路本体領域32に形成されたシステムLSI回路を、テストモードでBIST用回路、他のテスト回路を駆動させ、またこれらのテスト回路に関係しないパッド電極に信号電圧を印加して検査し、同時にTEG33の特性測定を実施する。次いでプローバのステージを所定のピッチで移動させ、順次繰り返し同時検査・測定を実施する。なお、第1実施形態に述べたものと同様にプローブ針の接触を図8のようにした状態でシステムLSI回路の検査とTEGの測定とを別々に順次実施してもよい。   After contacting the probe needle to each electrode pad as described above, the system LSI circuit formed in the integrated circuit main body region 32 is changed to the test mode in the simultaneous measurement step of the TEG / integrated circuit characteristics in the inspection flow (FIG. 2). Then, the BIST circuit and other test circuits are driven, and a signal voltage is applied to the pad electrodes not related to these test circuits for inspection, and at the same time, the characteristics of the TEG 33 are measured. Next, the prober stage is moved at a predetermined pitch, and the simultaneous inspection and measurement are repeatedly performed. In the same manner as described in the first embodiment, the inspection of the system LSI circuit and the measurement of the TEG may be sequentially performed separately with the probe needle contacted as shown in FIG.

本実施の形態によれば、システムLSIなどのように半導体装置上に設けられるパッド電極数が多く、パッド電極を自由に意図する位置に配置するスペースがない場合であっても集積回路本体とTEGとを同時に検査・測定することができるので、検査工程に要する時間を短縮できる、プローブカード数を節減できるなど第1の実施形態と同様の効果が得られる。   According to the present embodiment, the integrated circuit body and the TEG are provided even when there are a large number of pad electrodes provided on the semiconductor device such as a system LSI and there is no space to freely place the pad electrodes at intended positions. Since the time required for the inspection process can be shortened and the number of probe cards can be reduced, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

以上説明したように本発明に係る半導体装置の検査方法およびこの検査方法に適用される半導体装置の構成は、一連の半導体装置の製造工程の一つであるプローブ検査工程を短縮し検査コストを削減しようとする場合に有益なものである。また本発明は半導体装置類似の製造工程で製造される他のデバイスにも有効である。   As described above, the semiconductor device inspection method according to the present invention and the configuration of the semiconductor device applied to this inspection method shorten the probe inspection process, which is one of a series of semiconductor device manufacturing processes, and reduce the inspection cost. It is useful when trying to do so. The present invention is also effective for other devices manufactured by a manufacturing process similar to a semiconductor device.

1、30 露光ショット領域
2a、2b、2c、2d、31 半導体集積回路領域
3a、3b、3c、3d、10a、10b、20a、20b、20c、20d、21a、21b、21c、21d、33 TEG
4a、4b、4c、4d、11a、11b、11c、11d、34 アクセサリ領域
5a、5b、35、36 半導体集積回路領域のパッド電極
6、12、13、14、22、38 TEGのパッド電極
7、15、40 プローブカードの開口
8a、8b、9、16a、16b、17a、17b、41a、41b、41c プローブ針
32 集積回路本体領域
37 検査に使用しない半導体集積回路領域のパッド電極
1, 30 Exposure shot regions 2a, 2b, 2c, 2d, 31 Semiconductor integrated circuit regions 3a, 3b, 3c, 3d, 10a, 10b, 20a, 20b, 20c, 20d, 21a, 21b, 21c, 21d, 33 TEG
4a, 4b, 4c, 4d, 11a, 11b, 11c, 11d, 34 Accessory regions 5a, 5b, 35, 36 Pad electrodes 6, 12, 13, 14, 22, 38 of the semiconductor integrated circuit region TEG pad electrodes 7, 15, 40 Probe card opening 8a, 8b, 9, 16a, 16b, 17a, 17b, 41a, 41b, 41c Probe needle 32 Integrated circuit body region 37 Pad electrode in semiconductor integrated circuit region not used for inspection

Claims (14)

半導体集積回路、および一方向に延びる列をなして配列されると共に前記半導体集積回路と電気的に接続された複数の第1パッド電極を有する回路領域と、
前記回路領域に隣接するスクライブエリアに、前記一方向に沿う方向に延びるように列をなして配列された複数の第2パッド電極と、が基板上に形成され、
前記第1パッド電極のそれぞれと前記第2パッド電極のそれぞれは、前記一方向と直交する方向に互いに対向しない位置に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor integrated circuit, and a circuit region having a plurality of first pad electrodes arranged in rows extending in one direction and electrically connected to the semiconductor integrated circuit;
A plurality of second pad electrodes arranged in a row so as to extend in a direction along the one direction in a scribe area adjacent to the circuit region, are formed on the substrate,
Each of the first pad electrodes and each of the second pad electrodes are formed at positions that do not face each other in a direction orthogonal to the one direction.
前記回路領域に隣接すると共に前記複数の第2パッド電極が配列されたスクライブエリアに直交する方向に延びるスクライブエリアに、電気的特性測定以外の方法で前記半導体集積回路の製造プロセスを評価するテストパターンを含むアクセサリ領域が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   A test pattern for evaluating a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit by a method other than electrical characteristic measurement on a scribe area adjacent to the circuit region and extending in a direction perpendicular to the scribe area where the plurality of second pad electrodes are arranged. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an accessory region is formed. 半導体集積回路と、前記半導体集積回路の特性の検査を行うテスト回路と、前記半導体集積回路または前記テスト回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用する複数の第1パッド電極と、前記半導体集積回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用しない複数の第2パッド電極とを有する回路領域と、
前記回路領域に隣接するスクライブエリアに、一方向に延びる列をなして配列された複数の第3パッド電極と、が基板上に形成され、
前記第3パッド電極は、前記第2パッド電極に対向し、且つ前記第1パッド電極とは対向しない位置に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor integrated circuit; a test circuit for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit; and a plurality of second circuits electrically connected to the semiconductor integrated circuit or the test circuit and used for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit. A circuit region having one pad electrode and a plurality of second pad electrodes that are electrically connected to the semiconductor integrated circuit and are not used when testing the characteristics of the semiconductor integrated circuit;
A plurality of third pad electrodes arranged in a row extending in one direction in a scribe area adjacent to the circuit region are formed on the substrate,
The semiconductor device, wherein the third pad electrode is formed at a position facing the second pad electrode and not facing the first pad electrode.
前記複数の第2パッド電極は前記一方向に沿う方向に延びる列をなして連続的に配列され、前記第3パッド電極の列は前記第2パッド電極の列と対向していることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。   The plurality of second pad electrodes are continuously arranged in a row extending in the direction along the one direction, and the third pad electrode row is opposed to the second pad electrode row. The semiconductor device according to claim 3. 前記テスト回路はBIST用回路を含み、前記第1パッド電極は、前記BIST用回路を駆動するためのパッド電極を含むことを特徴とする請求項3または4に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 3, wherein the test circuit includes a BIST circuit, and the first pad electrode includes a pad electrode for driving the BIST circuit. 前記回路領域に隣接するスクライブエリアに、電気的特性測定以外の方法で前記半導体集積回路の製造プロセスを評価するテストパターンを含むアクセサリ領域が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。   The accessory region including a test pattern for evaluating a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit by a method other than an electrical characteristic measurement is formed in a scribe area adjacent to the circuit region. Semiconductor device. 半導体集積回路、および一方向に延びる列をなして配列されると共に前記半導体集積回路と電気的に接続された複数の第1パッド電極を有する回路領域と、
前記半導体集積回路の製造に関する評価を行うためのテスト素子と、前記テスト素子に電気的に接続され、前記一方向に沿う方向に延びるように列をなして配列され、それぞれが、前記第1パッド電極のそれぞれと、前記一方向と直交する方向には対向しないように配置された複数の第2パッド電極とを有して、前記回路領域に隣接するスクライブエリアに設けられたTEGと、が形成された基板を準備する工程と、
前記基板上の前記第1パッド電極と前記第2パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を行う検査工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor integrated circuit, and a circuit region having a plurality of first pad electrodes arranged in rows extending in one direction and electrically connected to the semiconductor integrated circuit;
A test element for performing an evaluation relating to the manufacture of the semiconductor integrated circuit; and a test element electrically connected to the test element and arranged in a row extending in a direction along the one direction, and each of the first pads Each of the electrodes has a plurality of second pad electrodes arranged so as not to oppose each other in a direction orthogonal to the one direction, and a TEG provided in a scribe area adjacent to the circuit region is formed. Preparing a prepared substrate; and
A semiconductor device manufacturing method, comprising: an inspection step of inspecting the semiconductor integrated circuit and measuring the TEG by bringing a probe needle into contact with the first pad electrode and the second pad electrode on the substrate. Method.
前記回路領域および前記TEGからなる複数の組の前記第1パッド電極および前記第2パッド電極にプローブ針を接触させて前記複数の組それぞれの前記回路領域が有する前記半導体集積回路の検査および前記複数の組それぞれの前記TEGの測定を行うことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。   The plurality of sets of the first pad electrode and the second pad electrode made of the circuit region and the TEG are brought into contact with a probe needle to inspect the semiconductor integrated circuit included in each of the plurality of sets and the plurality of sets. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the TEG is measured for each of the sets. 所定数の前記回路領域が前記一方向に沿う方向に配列され、1つの前記TEGが、前記スクライブエリアの前記所定数の回路領域に隣接する領域に亘って延びるように設けられ、
前記検査工程は、前記所定数の回路領域に形成された前記第1パッド電極と前記1つのTEGの前記第2パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記所定数の回路領域のそれぞれが有する前記半導体集積回路の検査および前記1つのTEGの測定を行う工程であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
A predetermined number of the circuit regions are arranged in a direction along the one direction, and one TEG is provided so as to extend over a region adjacent to the predetermined number of circuit regions in the scribe area,
In the inspection step, a probe needle is brought into contact with the first pad electrode formed in the predetermined number of circuit regions and the second pad electrode of the one TEG, and each of the predetermined number of circuit regions includes The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit is inspected and the one TEG is measured.
前記所定数の回路領域のそれぞれを前記一方向に沿う方向に分離するスクライブエリアと、前記TEGが設けられた前記スクライブエリアとの交差部に前記第2パッド電極が形成されていることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。   The second pad electrode is formed at an intersection of a scribe area that separates each of the predetermined number of circuit regions in a direction along the one direction and the scribe area provided with the TEG. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9. 半導体集積回路と、前記半導体集積回路の特性の検査を行うテスト回路と、前記半導体集積回路または前記テスト回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時に使用する複数の第1パッド電極と、前記半導体集積回路に電気的に接続され、前記半導体集積回路の特性の検査を行う時には使用しない複数の第2パッド電極とを有する回路領域と、
前記半導体集積回路の製造に関する評価を行うためのテスト素子と、前記テスト素子に電気的に接続され、一方向に延びるように列をなして配列され、それぞれが、前記第2パッド電極と対向すると共に、前記第1パッド電極とは対向しないように配置された複数の第3パッド電極とを有して、且つ前記回路領域に隣接するスクライブエリアに設けられたTEGと、が形成された基板を準備する工程と、
前記基板上の前記第1パッド電極と前記第3パッド電極とにプローブ針を接触させて、前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を行う検査工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor integrated circuit; a test circuit for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit; and a plurality of second circuits electrically connected to the semiconductor integrated circuit or the test circuit and used for inspecting characteristics of the semiconductor integrated circuit. A circuit region having one pad electrode and a plurality of second pad electrodes that are electrically connected to the semiconductor integrated circuit and are not used when testing the characteristics of the semiconductor integrated circuit;
Test elements for performing an evaluation relating to the manufacture of the semiconductor integrated circuit, and electrically connected to the test elements and arranged in a row extending in one direction, each facing the second pad electrode And a TEG provided with a plurality of third pad electrodes arranged so as not to face the first pad electrode and provided in a scribe area adjacent to the circuit region. A preparation process;
A semiconductor device manufacturing method, comprising: an inspection step of inspecting the semiconductor integrated circuit and measuring the TEG by bringing a probe needle into contact with the first pad electrode and the third pad electrode on the substrate. Method.
前記半導体集積回路の検査は、前記テスト回路を駆動させて行う検査を含むことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。   12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the inspection of the semiconductor integrated circuit includes an inspection performed by driving the test circuit. 前記テスト回路はBIST用回路を含み、前記第1パッド電極は、前記BIST用回路を駆動するためのパッド電極を含むことを特徴とする請求項11または12に記載の半導体装置の製造方法。   13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the test circuit includes a BIST circuit, and the first pad electrode includes a pad electrode for driving the BIST circuit. 前記半導体集積回路の検査および前記TEGの測定を同時に行うことを特徴とする請求項7〜13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the inspection of the semiconductor integrated circuit and the measurement of the TEG are performed simultaneously.
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JP2016105463A (en) * 2014-11-19 2016-06-09 株式会社デンソー Semiconductor wafer and manufacturing method for semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016079969A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 株式会社デンソー Semiconductor wafer and semiconductor device manufacturing method
JP2016105463A (en) * 2014-11-19 2016-06-09 株式会社デンソー Semiconductor wafer and manufacturing method for semiconductor device
US20170221782A1 (en) * 2014-11-19 2017-08-03 Denso Corporation Semiconductor wafer and semiconductor device manufacturing method
US10026663B2 (en) 2014-11-19 2018-07-17 Denso Corporation Semiconductor wafer and semiconductor device manufacturing method

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