JP3139433B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP3139433B2 JP09361107A JP36110797A JP3139433B2 JP 3139433 B2 JP3139433 B2 JP 3139433B2 JP 09361107 A JP09361107 A JP 09361107A JP 36110797 A JP36110797 A JP 36110797A JP 3139433 B2 JP3139433 B2 JP 3139433B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、論理回路用配線を形成した後
に配線系の不具合が生じた場合に、素子分離領域から再
作製する時間を短縮することのできる半導体装置及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、LSI(大規模集積回路)におい
ては、ウエハー上にリソグラフィー技術を用いて素子分
離領域、拡散領域、ゲート、コンタクト、スルホール、
配線を形成しているが、配線形成後に配線系の不具合が
生じた場合には、一般的に、再度素子分離領域から作り
直す必要がある。ただし、ゲートアレイ(G/A)のよ
うに、半導体素子で構成される基本ゲートが半導体チッ
プ上に多数個規則的に配列されている共通下地を使用す
る場合には、他の下地を使用すればよいため、わざわざ
素子分離領域から作り直す必要はない。
【0003】しかし、再度素子分離領域から作り直す場
合、LSIの作製に2倍の製造日数が必要となり、ユー
ザの所望する論理回路LSIを迅速に提供することが非
常に難しくなる。そこで、素子分離領域からLSIを再
作製する時間(TAT)を短縮するために、図5に示す
ように、1度作製したLSIの表面をCMP(化学的機
械研磨)を用いてコンタクト形成時まで研磨して配線形
成から再作製しようとする方法が考えられている。
【0004】この方法では、素子分離領域形成〜カバー
形成の各工程を経て作製された全てのLSIは、機能確
認工程において各々の機能がテスター装置等を用いて確
認され、良品と不良品との識別が行われる。この時に、
LSIの論理回路に間違いがあった場合には、このLS
Iは所望の機能を得る事が出来なくなってしまう。そこ
で、少しでも、素子分離領域からLSIを再作製する時
間(TAT)を短縮する方法として、CMP装置を用い
て配線部分のみを研磨し、第1のAl配線から再作製し
ようとの試みがなされている。
【0005】また、半導体基板上に半導体素子を形成し
た後、ユーザ対応の論理回路配線を形成する前に、前記
半導体素子の特性を測定して分類し、分類された半導体
の特性に応じてユーザ対応の論理回路を形成する製造方
法も提案されている。この方法では、ゲートアレイのよ
うに、半導体基板上に半導体素子を形成したマスターウ
エハー上に、コンタクトの形成、テスト回路用配線の形
成を行った後、特性確認を行い、ウエハーを特性ごとに
分類した後、上記配線の一部を切断し、スルホールを介
して第2層配線を形成する方法が取られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この第1の
Al配線から再作製する方法では、CMPの研磨精度の
問題から層間膜を均一に研磨することが出来ないため、
図6に示すように、Si基板(半導体基板)1のゲート
2近傍に形成された拡散領域3上にコンタクト4として
埋め込まれているタングステン(W)上に酸化膜(BP
SG膜)5が残ってしまい、この上に第1のAl配線を
形成しても該第1のAl配線とWとの接続が取れないと
いう問題点があった。
【0007】また、タングステン上の酸化膜を完全にと
る努力をすると、図7に示すように、ゲート2上の酸化
膜の厚みが薄くなるため、LSIの基本特性を満足する
ことが出来なくなってしまうという問題点があった。た
とえ、CMPの研磨技術が向上して非常に精度よく研磨
されるようになった場合であっても、チップ内の数万個
のコンタクト(W)と第1のAl配線との接続が全て良
好であるとの確証を得ることが出来ないため、上述した
第1のAl配線から再作製する方法によりLSIを再作
製しても良品のLSIを得ることは困難である。一方、
分類された半導体の特性に応じて論理回路を形成する方
法では、前記配線の切断箇所が多くなるために、実作業
が大変であるという問題点があった。
【0008】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、回路変更が生じたり、あるいは拡散工程中
にトラブルが発生して半導体装置の再作製が必要になっ
た場合に、素子分離領域から再作製する時間を大幅に短
縮することのできる半導体装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体装置及びその製造方法を提
供する。すなわち、本発明の請求項1記載の半導体装置
は、半導体基板に、半導体素子を有するチップを複数形
成し、これらのチップを、論理回路用配線が形成された
チップと、論理回路用配線が形成されていないチップと
により構成したものである。
【0010】請求項2記載の半導体装置は、半導体基板
に、半導体素子を有するチップを複数形成し、これらの
チップを、論理回路用配線が形成されたチップと、論理
回路用のコンタクトが形成されていないチップとにより
構成したものである。
【0011】請求項3記載の半導体装置は、請求項1ま
たは2記載の半導体装置において、前記論理回路用配線
が形成されたチップが研磨されてその論理回路用配線が
除去され、該チップに再度論理回路用配線が形成された
ものである。
【0012】請求項4記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に、半導体素子及び論理回路用配線が形成さ
れたチップと、半導体素子を有しかつ論理回路用配線が
形成されていないチップを形成し、前記チップの電気的
特性を測定し、この測定値が所定の範囲から外れている
場合に、前記論理回路用配線が形成されていないチップ
に基づき研磨量を決定し、前記論理回路用配線が形成さ
れたチップを研磨してその論理回路用配線を除去し、再
度、前記チップ上に論理回路用配線を形成する方法であ
る。
【0013】請求項5記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に、半導体素子及び論理回路用配線が形成さ
れたチップと、半導体素子を有しかつ論理回路用のコン
タクトが形成されていないチップを形成し、前記チップ
の電気的特性を測定し、この測定値が所定の範囲から外
れている場合に、前記論理回路用のコンタクトが形成さ
れていないチップに基づき研磨量を決定し、前記論理回
路用配線が形成されたチップを研磨してその論理回路用
配線を除去し、再度、前記チップ上に論理回路用配線を
形成する方法である。
【0014】請求項6記載の半導体装置の製造方法は、
請求項4または5記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記研磨を、論理回路用配線を形成する工程内で行
う方法である。
【0015】本発明の請求項1記載の半導体装置では、
半導体基板に形成された複数のチップを、論理回路用配
線が形成されたチップと、論理回路用配線が形成されて
いないチップとにより構成したことにより、半導体装置
を再作製する際に、論理回路用配線が形成されていない
チップに基づき、論理回路用配線が形成されたチップの
研磨量を決定し、その論理回路用配線を研磨・除去す
る。これにより、半導体装置の再作製が必要になった場
合においても、素子分離領域から再作製する時間が大幅
に短縮される。また、再作製の際のチップの研磨量の精
度が向上し配線間の接続が確実になり、歩留まり及び信
頼性が向上する。
【0016】請求項2記載の半導体装置では、半導体基
板に形成された複数のチップを、論理回路用配線が形成
されたチップと、論理回路用のコンタクトが形成されて
いないチップとにより構成したことにより、半導体装置
を再作製する際に、論理回路用のコンタクトが形成され
ていないチップに基づき、論理回路用配線が形成された
チップの研磨量を決定し、その論理回路用配線を研磨・
除去する。これにより、半導体装置の再作製が必要にな
った場合においても、素子分離領域から再作製する時間
が大幅に短縮される。また、再作製の際のチップの研磨
量の精度が向上し配線間の接続が確実になり、歩留まり
及び信頼性が向上する。
【0017】請求項4記載の半導体装置の製造方法で
は、半導体装置を再作製する際に、前記論理回路用配線
が形成されていないチップに基づき必要な研磨量を決定
し、前記論理回路用配線が形成されたチップを研磨して
その論理回路用配線を除去し、再度、前記チップ上に論
理回路用配線を形成することにより、素子分離領域から
再作製する時間が大幅に短縮される。また、ウエハー毎
に必要な研磨量を決定することにより、研磨の精度が向
上し、再度前記チップ上に形成された論理回路用配線の
接続が確実になり、得られた製品の歩留まり及び信頼性
が向上する。
【0018】請求項5記載の半導体装置の製造方法で
は、半導体装置を再作製する際に、前記論理回路用のコ
ンタクトが形成されていないチップに基づき必要な研磨
量を決定し、前記論理回路用配線が形成されたチップを
研磨してその論理回路用配線を除去し、再度、前記チッ
プ上に論理回路用配線を形成することにより、素子分離
領域から再作製する時間が大幅に短縮される。また、ウ
エハー毎に必要な研磨量を決定することにより、研磨の
精度が向上し、再度前記チップ上に形成された論理回路
用配線の接続が確実になり、得られた製品の歩留まり及
び信頼性が向上する。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置及びその製造
方法の一実施形態について図面に基づき説明する。図1
は本発明の第1の実施形態のLSI(半導体装置)の製
造方法を示す工程図であり、LSIの製造工程の概略と
CMPを用いてウエハーを再生する工程の概略を示して
いる。
【0020】この製造方法では、ウエハー上に、リソグ
ラフィー技術(レジストを露光技術を用いてパターニン
グする技術)を用いて、素子分離領域、拡散領域、ゲー
ト、コンタクト、第1のAl配線、スルホール、第2の
Al配線、カバーを順次形成し、最後にテスター装置を
用いてLSIとしての機能確認を行なう。ここでは、ウ
エハー内に、通常のLSIチップと、コンタクトを有し
ない、あるいはコンタクト以降の第1のAl配線、スル
ホール、第2のAl配線を有しないチップを作製する。
【0021】通常では、コンタクト形成時に、ウエハー
内の各チップの全てにリソグラフィー技術を用いてコン
タクトを形成しているが、この方法では、一部のチップ
を飛ばして露光を行うことにより、コンタクトを有しな
いチップをウエハー上に形成することが可能である。
【0022】同様にして、第1のAl配線、スルホー
ル、第2のAl配線の全ての配線を有しないチップを作
製する。次に、機能確認工程にて通常で作成されたLS
Iチップの機能確認を実施する。ここで、論理回路に間
違いが有ったり、配線の接続が不十分で正しく動作しな
かったり等の不具合が生じた場合、コンタクトを有しな
いチップ上の酸化膜の厚みを測定して、CMPで研磨す
るチップの酸化膜の量を決定し、CMPを用いてウエハ
ーをコンタクトまで研磨し、再度コンタクト以降の配線
を行い、LSIチップを作製する。
【0023】図2は、本実施形態のウエハー(半導体基
板)を示す平面図であり、コンタクト以降の配線を有し
ないチップと通常のLSIチップを図示したショットマ
ップである。このウエハー11には、通常のLSIチッ
プ12に混じって、コンタクト、第1のAl配線、スル
ホール、第2のAl配線を有しないチップ13(図中、
×印のチップ)が作製されている。
【0024】図3は図2のA−A線に沿う断面図であ
り、チップ13はコンタクト以降の配線を有しないた
め、ゲート2上には酸化膜(BPSG膜)5、SiO2
からなる層間膜14、15、カバー膜16が積層されて
いる。一方、チップ12は通常のLSI工程で作製され
るため、拡散領域3の上部にタングステン(W)からな
るコンタクト4が形成され、このコンタクト4上に第1
のAl配線21、層間膜14、スルーホール22、第2
のAl配線23、層間膜15、カバー膜16が形成され
ている。
【0025】図4は、本実施形態の製造方法により作製
したLSIの機能確認後に不具合(例えば、論埋回路の
設計ミス)、或いは、製造工程中の不具合(例えば、マ
スクの指定ミスで他の回路を形成してしまった場合)等
が発生した場合に、その時点からウエハー全体をCMP
にて研磨した時の断面図であり、図3に対応している。
ここでは、CMPで研磨する酸化膜の量はチップ13の
ゲート2上の酸化膜5の厚みを測定して決定する。
【0026】本実施形態の製造方法の変形例として、意
識的に測定配線を作製して所望の目的を達した後、CM
Pでその配線を削除する方法にも適用することができ
る。例えば、従来の分類された半導体素子の特性に応じ
てユーザ対応の論理回路を形成する製造方法では、半導
体基板上に半導体素子を形成したマスターウエハー上
に、コンタクトの形成、テスト回路用配線の形成を行っ
た後、特性確認を行い、ウエハーを特性ごとに分類した
後、上記配線の一部を切断し、スルホールを介して第2
層配線を形成している。また、上記テスト回路はウエハ
ーの特性が測定出来れば良いため全てのチップに作製す
る必要は無い。
【0027】そこで、テスト回路を形成してウエハーの
特性を測定した後、CMPでテスト回路を研磨して除去
する方法が可能になる。この方法では、テスト回路を除
去した後、コンタクトより所望の配線回路を形成するこ
とにより、特性が確認された下地で通常のLSIの作製
を行う事が出来る。
【0028】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ウエハーの表面をCMPにて研磨することにより、
コンタクト形成以降の配線工程から再度LSIを作製す
ることができ、形成に時間を要する拡散工程、ゲート形
成工程を省略することができる。したがって、LSIの
素子分離領域から再作製する時間(TAT)を大幅に短
縮することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の半導体装置
によれば、半導体装置を再作製する際に、論理回路用配
線が形成されていないチップもしくは論理回路用のコン
タクトが形成されていないチップのいずれかに基づき、
チップに形成された論理回路用配線を研磨・除去し、再
度、前記チップ上に論理回路用配線を形成することがで
きるので、半導体装置の再作製が必要になった場合にお
いても、素子分離領域から再作製する時間を大幅に短縮
することができる。また、再作製の際のチップの研磨量
の精度が向上するので、配線間の接続を確実に取ること
ができ、製品の歩留まり及び信頼性が向上するととも
に、コストダウンを図ることができる。
【0030】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
半導体装置を再作製する際に、前記論理回路用配線が形
成されていないチップもしくは前記論理回路用のコンタ
クトが形成されていないチップのいずれかに基づき必要
な研磨量を決定し、前記論理回路用配線が形成されたチ
ップを研磨してその論理回路用配線を除去するので、素
子分離領域から再作製する時間を大幅に短縮することが
できる。また、ウエハー毎に必要な研磨量を決定するこ
とができるので、研磨の精度を向上させることができ、
歩留まり及び信頼性が向上した製品を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のLSIの製造方法を示
す工程図である。
【図2】 本発明の一実施形態のウエハーを示す平面図
である。
【図3】 図2のA−A線に沿う断面図である。
【図4】 本発明の一実施形態のLSIのCMPにて研
磨した状態を示す断面図である。
【図5】 従来のLSIの製造方法を示す工程図であ
る。
【図6】 従来のLSIの不具合を示す断面図である。
【図7】 従来のLSIの不具合を示す断面図である。
【符号の説明】
1 Si基板(半導体基板) 2 ゲート 3 拡散領域 4 コンタクト 5 酸化膜(BPSG膜) 11 ウエハー(半導体基板) 12 LSIチップ 13 コンタクト以降の配線を有しないチップ 14、15 層間膜 16 カバー膜 21 第1のAl配線 22 スルーホール 23 第2のAl配線

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に、半導体素子及び論理回路
    用配線が形成されたチップと、半導体素子を有しかつ論
    理回路用配線が形成されていないチップを形成し、前記
    チップの電気的特性を測定し、この測定値が所定の範囲
    から外れている場合に、前記論理回路用配線が形成され
    ていないチップに基づき研磨量を決定し、前記論理回路
    用配線が形成されたチップを研磨してその論理回路用配
    線を除去し、再度、前記チップ上に論理回路用配線を形
    成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板に、半導体素子及び論理回路
    用配線が形成されたチップと、半導体素子を有しかつ論
    理回路用のコンタクトが形成されていないチップを形成
    し、前記チップの電気的特性を測定し、この測定値が所
    定の範囲から外れている場合に、前記論理回路用のコン
    タクトが形成されていないチップに基づき研磨量を決定
    し、前記論理回路用配線が形成されたチップを研磨して
    その論理回路用配線を除去し、再度、前記チップ上に論
    理回路用配線を形成することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記研磨は、論理回路用配線を形成する
    工程内で行うことを特徴とする請求項2または3記載の
    半導体装置の製造方法。
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