JP4727943B2 - Inspection circuit, inspection method using the same, and semiconductor device including the inspection circuit - Google Patents
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Description
本発明は、配線間のショート箇所を検出するための検査回路およびそれを用いた検査方法、ならびに当該検査回路を含む半導体装置に関する。 The present invention relates to an inspection circuit for detecting a short-circuit portion between wirings, an inspection method using the inspection circuit, and a semiconductor device including the inspection circuit.
半導体装置の配線形成プロセスとして、ダマシン工法が知られている。ダマシン工法では、配線溝に銅等の金属材料を埋め込み、配線溝外部に露出した金属材料をCMP(Chemical Mechanical Polishing)により除去することにより配線が形成される。この後、配線上にCVD(Chemical Vapor Deposition)により、SiN、SiCN等のキャップ膜を形成する。このようなキャップ膜は、配線を構成する銅が上層の層間絶縁膜中にイオンドリフトして、配線間リークが生じるのを防止する目的で設けられる。 A damascene method is known as a wiring formation process of a semiconductor device. In the damascene method, the wiring is formed by embedding a metal material such as copper in the wiring groove and removing the metal material exposed outside the wiring groove by CMP (Chemical Mechanical Polishing). Thereafter, a cap film such as SiN or SiCN is formed on the wiring by CVD (Chemical Vapor Deposition). Such a cap film is provided for the purpose of preventing the leakage of inter-wiring caused by ion drift of copper constituting the wiring into the upper interlayer insulating film.
しかし、CMPで形成された配線表面には、欠陥等の影響により界面準位が形成されているため、キャップ膜との界面にリーク電流の伝導経路が形成されてしまう。また、配線間に強い電界が生じると、銅がイオン化し、銅イオンがバリアメタルとキャップ膜の破れた箇所から層間絶縁膜中に浸入する。層間絶縁膜中に浸入した銅イオンは、電界から受ける力を駆動力として、アノード側からカソード側へ移動する。その後、銅イオンは、カソード近傍で電子を受け取って析出する。この析出した銅がパイルアップして電界強度が増加し、ショート故障が発生することがある。このようなショート故障の原因や発生箇所を検査するために、検査回路を用いたTDDB(time dependent dielectric breakdown)等の電気特性の解析が行われる。 However, since an interface state is formed on the wiring surface formed by CMP due to the influence of defects or the like, a leakage current conduction path is formed at the interface with the cap film. Further, when a strong electric field is generated between the wirings, copper is ionized, and the copper ions enter the interlayer insulating film from the location where the barrier metal and the cap film are broken. Copper ions that have entered the interlayer insulating film move from the anode side to the cathode side using the force received from the electric field as a driving force. Thereafter, the copper ions receive and deposit electrons near the cathode. The deposited copper piles up, the electric field strength increases, and a short circuit failure may occur. In order to inspect the cause and occurrence location of such a short circuit failure, an electrical characteristic analysis such as TDDB (time dependent dielectric breakdown) using an inspection circuit is performed.
図8は、従来の検査回路(TEG)の構成の一例を示す図である。図8(a)に示すように、従来の検査回路は、一対の櫛型の配線パターン2および配線パターン4が対向して設けられた構成を有する。配線パターン2および配線パターン4は、層間絶縁膜5中に形成されており、配線パターン2は検査パッド20に、配線パターン4は検査パッド22にそれぞれ接続されている。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional inspection circuit (TEG). As shown in FIG. 8A, the conventional inspection circuit has a configuration in which a pair of comb-
検査は、検査パッド20と検査パッド22との間に電圧を印加した場合のリーク電流の推移を観測することによりおこなう。検査パッド20と検査パッド22との間に電位差を与え、ショートが発生した時点で故障と判断し、電圧の印加を終了する。その後、ショート箇所の特定および解析を行う。
The inspection is performed by observing the transition of leakage current when a voltage is applied between the
ここで、図示したように、たとえば配線パターン2と配線パターン4との間にショート箇所30が発生した場合を想定する。この状態で、検査パッド20と検査パッド22との間に電圧を印加すると、図8(b)において破線(実際の電流経路40)で示すように、ショート箇所30を介して配線パターン2と配線パターン4の間に電流が流れる。
Here, as shown in the figure, for example, a case where a
電流経路は、レーザービームを走査させた際の電流変化を輝度変化で表示するOBIRCH(Optical Beam Induced Resistance Change)法を用いることにより、像として観察することができる。しかし、レーザービームの径は約1.3μmであり、通常、配線パターン2と配線パターン4の櫛歯部分の配線間隔よりも大きいため、OBIRCH法を用いた場合、電流経路は図8(b)の斜線(観測電流経路42)のように観察される。
そのため、OBIRCH法を用いた像からは、ショート箇所30を特定することができず、ショート箇所30が含まれる範囲を大きなブロックでしか検出することができなかった。このようなブロックからショート箇所を特定するのは容易ではなく、解析に非常に時間がかかるという課題が生じていた。これによって半導体装置の製造コストも嵩み、プロセスへのフィードバックが充分に行えないという課題もあった。
Therefore, the
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、配線間のショート箇所の絞り込みを効率よく行い、ショート箇所の特定を容易に行うことができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently narrowing down short portions between wirings and easily identifying short portions.
本発明によれば、配線間のショート箇所を検出するために用いられる検査回路であって、それぞれ一方向に延在するとともに、互いに間隔を隔てて設けられた複数の第一の配線と、それぞれ一方向に延在するとともに、複数の第一の配線と同一層において、それぞれ、複数の第一の配線の間に間隔を隔てて設けられた複数の第二の配線と、第一の配線および第二の配線とは異なる層の第一の配線および第二の配線と重なる領域において、それぞれ複数の第一の配線および複数の第二の配線と交差する方向に延在するとともに、互いに間隔を隔てて設けられた複数の第三の配線と、複数の第二の配線と複数の第三の配線とをそれぞれ接続する複数の第一のビアと、複数の第一の配線と電気的に接続された第一の検査パッドと、複数の第三の配線と電気的に接続された第二の検査パッドと、を含むことを特徴とする検査回路が提供される。 According to the present invention, a test circuit used for detecting a short-circuited portion between wirings, each extending in one direction and each having a plurality of first wirings spaced from each other, and A plurality of second wirings extending in one direction and provided at intervals between the plurality of first wirings in the same layer as the plurality of first wirings; In a region overlapping the first wiring and the second wiring in a layer different from the second wiring, each extends in a direction intersecting with the plurality of first wirings and the plurality of second wirings, and spaced from each other. A plurality of third wirings provided at a distance, a plurality of first vias respectively connecting a plurality of second wirings and a plurality of third wirings, and electrically connected to the plurality of first wirings First test pad and a plurality of third wires Test circuit, characterized in that it comprises a second inspection pad which is electrically connected, is provided.
本発明の検査回路は、第一の検査パッドと、第二の検査パッドとの間に電圧を印加する第一の電源をさらに含むことができる。 The test circuit of the present invention may further include a first power source that applies a voltage between the first test pad and the second test pad.
このように構成された検査回路において、たとえばいずれかの第一の配線と第二の配線との間にショート箇所がある場合に、第一の検査パッドと、第二の検査パッドとの間に電圧を印加すると、ショート箇所および第二の配線と第三の配線とを接続する第一のビアを介して第一の検査パッドと第二の検査パッドとの間に電流が流れる。ここで、第二の配線と第三の配線とは、複数の第一のビアで接続されているが、ショート箇所に最も近い位置にある第一のビアを流れる電流が最も大きくなる。たとえば第一の検査パッドから第一の配線に電流が流れる場合、電流はショート箇所近傍の第一のビアを介して第三の配線から第二の検査パッドの方向に流れる。第三の配線は、第一の配線と交差する方向に延在するので、第一のビアを経由した後、電流経路の方向が変化することになる。OBIRCH法を用いて電流経路をレーザービームを走査させて走査像として取得すると、電流経路の方向が変化した領域にショート箇所があることになり、ショート箇所を効率よく絞り込むことができる。 In the inspection circuit configured in this way, for example, when there is a short portion between any of the first wiring and the second wiring, between the first inspection pad and the second inspection pad. When a voltage is applied, a current flows between the first test pad and the second test pad via the shorted portion and the first via that connects the second wiring and the third wiring. Here, the second wiring and the third wiring are connected by a plurality of first vias, but the current flowing through the first via located closest to the short-circuited portion becomes the largest. For example, when a current flows from the first test pad to the first wiring, the current flows from the third wiring to the second test pad through the first via in the vicinity of the short-circuited portion. Since the third wiring extends in a direction intersecting with the first wiring, the direction of the current path changes after passing through the first via. When the current path is scanned with a laser beam using the OBIRCH method and acquired as a scanned image, there is a short portion in a region where the direction of the current path has changed, and the short portion can be efficiently narrowed down.
本発明の検査回路において、複数の第一の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。また、本発明の検査回路において、複数の第二の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。さらに、本発明の検査回路において、複数の第一の配線および複数の第二の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。 In the inspection circuit of the present invention, the plurality of first wirings can be formed so as to extend substantially parallel to each other. In the inspection circuit of the present invention, the plurality of second wirings can be formed so as to extend substantially parallel to each other. Furthermore, in the inspection circuit of the present invention, the plurality of first wirings and the plurality of second wirings can be formed so as to extend substantially in parallel to each other.
また、複数の第一の配線は、等間隔で形成することができる。また、複数の第二の配線は、等間隔で形成することができる。さらに、複数の第一の配線および複数の第二の配線は、等間隔で形成することができる。 The plurality of first wirings can be formed at equal intervals. The plurality of second wirings can be formed at equal intervals. Further, the plurality of first wirings and the plurality of second wirings can be formed at equal intervals.
本発明の検査回路において、複数の第三の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。また、第三の配線は、等間隔で形成することができる。 In the inspection circuit of the present invention, the plurality of third wirings can be formed so as to extend substantially parallel to each other. Further, the third wiring can be formed at equal intervals.
以上のように、複数の配線を略平行に形成することにより、小さいスペースに効率よく複数の配線を配置することができ、検査回路を小型化することができる。また、複数の第一の配線、複数の第二の配線、および複数の第三の配線を規則性を有するように形成することにより、配線周囲の環境の影響によるショート発生等の物理現象の解析を行うことができる。 As described above, by forming the plurality of wirings substantially in parallel, the plurality of wirings can be efficiently arranged in a small space, and the inspection circuit can be downsized. Also, by forming a plurality of first wirings, a plurality of second wirings, and a plurality of third wirings so as to have regularity, analysis of physical phenomena such as occurrence of a short circuit due to the influence of the environment around the wiring It can be performed.
本発明の検査回路において、複数の第三の配線は、互いに略平行に延在するとともに、複数の第一の配線と略垂直な方向に延在するように形成することができる。このような構成とすることにより、小さいスペースに効率よく複数の配線を配置することができ、検査回路を小型化することができる。 また、電流経路の変化点の検出を行いやすくすることができる。これにより、ショート箇所を効率よく検出することができる。 In the inspection circuit of the present invention, the plurality of third wirings can be formed to extend in substantially parallel to each other and to extend in a direction substantially perpendicular to the plurality of first wirings. With such a configuration, a plurality of wirings can be efficiently arranged in a small space, and the inspection circuit can be downsized. Further, it is possible to easily detect the change point of the current path. Thereby, a short location can be detected efficiently.
本発明の検査回路は、複数の第三の配線と同一層の第一の配線および第二の配線と重なる領域において、それぞれ複数の第一の配線および複数の第二の配線と交差する方向に延在するとともに、第三の配線の間に間隔を隔てて設けられた複数の第四の配線と、第一の配線と第四の配線とをそれぞれ接続する複数の第二のビアと、をさらに含むことができる。 The inspection circuit of the present invention is arranged in a direction intersecting with the plurality of first wirings and the plurality of second wirings in the region overlapping the first wiring and the second wiring in the same layer as the plurality of third wirings. A plurality of fourth wirings that are extended and spaced apart from each other, and a plurality of second vias that connect the first wiring and the fourth wiring, respectively. Further can be included.
このような構成とすれば、上述したように、第一の検査パッドと、第二の検査パッドとの間に電圧を印加してショート箇所の絞り込みを行う際に、第一の配線と第四の配線とが第二のビアで接続された構成を被験対象とすることができ、実際の製品レイアウトにより近い配線パターンの解析を行うことができる。 With such a configuration, as described above, when the voltage is applied between the first test pad and the second test pad to narrow the short portion, the first wiring and the fourth wiring are reduced. A configuration in which the second wiring is connected to the second wiring via the second via can be a test target, and a wiring pattern closer to the actual product layout can be analyzed.
本発明の検査回路は、複数の第二の配線と電気的に接続された第三の検査パッドと、複数の第四の配線と電気的に接続された第四の検査パッドと、をさらに含むことができる。 The inspection circuit of the present invention further includes a third inspection pad electrically connected to the plurality of second wirings, and a fourth inspection pad electrically connected to the plurality of fourth wirings. be able to.
本発明の検査回路は、第三の検査パッドと第四の検査パッドとの間に電圧を印加する第二の電源をさらに含むことができる。 The test circuit of the present invention may further include a second power source that applies a voltage between the third test pad and the fourth test pad.
このように構成された検査回路において、たとえばいずれかの第一の配線と第二の配線との間にショート箇所がある場合に、第三の検査パッドと、第四の検査パッドとの間に電圧を印加すると、ショート箇所および第一の配線と第四の配線とを接続する第二のビアを介して第三の検査パッドと第四の検査パッドとの間に電流が流れる。ここでも、ショート箇所に最も近い位置にある第二のビアを流れる電流が最も大きくなる。たとえば第三の検査パッドから第二の配線に電流が流れる場合、電流はショート箇所近傍の第二のビアを介して第四の配線から第四の検査パッドの方向に流れる。第四の配線は、第二の配線と交差する方向に延在するので、第二のビアを経由した後、電流経路の方向が変化することになる。OBIRCH法を用いて電流経路をレーザービームを走査させて走査像として取得すると、電流経路の方向が変化した領域にショート箇所があることになり、ショート箇所を効率よく絞り込むことができる。上述したように、第一の検査パッドと第二の検査パッドとの間に電圧を印加した場合も、電流経路を走査像として取得することができるが、第三の検査パッドと第四の検査パッドとの間に電圧を印加した場合とは電流経路が異なるため、異なる領域が絞り込まれる。そのため、第一の検査パッドと第二の検査パッドとの間に電圧を印加した場合の走査像と、第三の検査パッドと第四の検査パッドとの間に電圧を印加した場合の走査像を取得することにより、これらの領域の重なり部分にショート箇所があることになり、ショート箇所をより効率よく絞り込むことができる。 In the inspection circuit configured as described above, for example, when there is a short portion between any of the first wiring and the second wiring, between the third inspection pad and the fourth inspection pad. When a voltage is applied, a current flows between the third test pad and the fourth test pad via the shorted portion and the second via that connects the first wiring and the fourth wiring. Here again, the current flowing through the second via located closest to the shorted portion is the largest. For example, when a current flows from the third test pad to the second wiring, the current flows from the fourth wiring to the fourth test pad via the second via near the short-circuited portion. Since the fourth wiring extends in a direction intersecting with the second wiring, the direction of the current path changes after passing through the second via. When the current path is scanned with a laser beam using the OBIRCH method and acquired as a scanned image, there is a short portion in a region where the direction of the current path has changed, and the short portion can be efficiently narrowed down. As described above, even when a voltage is applied between the first test pad and the second test pad, the current path can be acquired as a scanned image, but the third test pad and the fourth test pad can be obtained. Since the current path is different from the case where a voltage is applied between the pad and the pad, different regions are narrowed down. Therefore, a scanned image when a voltage is applied between the first test pad and the second test pad, and a scanned image when a voltage is applied between the third test pad and the fourth test pad. By acquiring, there is a short portion in the overlapping portion of these regions, and the short portion can be narrowed down more efficiently.
本発明の検査回路において、複数の第四の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。また、本発明の検査回路において、複数の第三の配線および複数の第四の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができる。また、複数の第四の配線は、等間隔で形成することができる。 In the inspection circuit of the present invention, the plurality of fourth wirings can be formed so as to extend substantially parallel to each other. In the inspection circuit of the present invention, the plurality of third wirings and the plurality of fourth wirings can be formed so as to extend substantially parallel to each other. The plurality of fourth wirings can be formed at equal intervals.
本発明の検査回路において、複数の第一の配線は、互いに略平行に延在するように形成することができ、複数の第四の配線は、複数の第一の配線と略垂直な方向に延在するように形成することができる。 In the inspection circuit of the present invention, the plurality of first wirings can be formed to extend substantially parallel to each other, and the plurality of fourth wirings are in a direction substantially perpendicular to the plurality of first wirings. It can be formed to extend.
本発明によれば、上述したいずれかの検査回路を用いて、配線間のショート箇所を検出する検査方法が提供される。この方法は、第一の検査パッドと、第二の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、検査回路上にレーザービームを走査させて検査回路に流れる電流経路を走査像として取得する工程と、を含む。 According to the present invention, there is provided an inspection method for detecting a short-circuit portion between wirings using any of the inspection circuits described above. This method includes a step of applying a voltage between a first inspection pad and a second inspection pad, and a step of scanning a laser beam on the inspection circuit and acquiring a current path flowing through the inspection circuit as a scanned image. And including.
本発明によれば、上述したいずれかの検査回路を用いて、配線間のショート箇所を検出する検査方法が提供される。この方法は、第一の検査パッドと、第二の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、検査回路上にレーザービームを走査させて検査回路に流れる電流経路を第一の走査像として取得する工程と、第三の検査パッドと、第四の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、検査回路上にレーザービームを走査させて検査回路に流れる電流経路を第二の走査像として取得する工程と、を含む。 According to the present invention, there is provided an inspection method for detecting a short-circuit portion between wirings using any of the inspection circuits described above. In this method, a voltage is applied between a first test pad and a second test pad, and a current path flowing through the test circuit by scanning a laser beam on the test circuit is used as a first scan image. A step of obtaining, a step of applying a voltage between the third inspection pad and the fourth inspection pad, and a second scanning image showing a current path flowing through the inspection circuit by scanning the inspection circuit with a laser beam. And obtaining the step.
本発明によれば、上述したいずれかの検査回路を含むことを特徴とする半導体装置が提供される。半導体装置は、実際の製品を生産する前の製品サンプルの半導体チップを含むことができ、たとえば、検査回路を半導体チップのコーナーに設けることができる。これにより、実配線パターンに不良が生じた場合等に、検査回路を用いて原因の解析を行うことができる。 According to the present invention, there is provided a semiconductor device including any one of the inspection circuits described above. The semiconductor device can include a semiconductor chip of a product sample before producing an actual product. For example, an inspection circuit can be provided at a corner of the semiconductor chip. As a result, when a defect occurs in the actual wiring pattern, the cause can be analyzed using the inspection circuit.
本発明によれば、配線間のショート箇所の絞り込みを効率よく行うことができ、ショート箇所の特定を容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently narrow down a short portion between wirings and easily identify a short portion.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
以下の実施の形態において、検査回路100は、たとえば、実際の製品を生産する前の製品サンプルの半導体チップ中に導入することができる。図7は、半導体チップ202中に検査回路100が形成された構成の半導体装置200を示す図である。ここでは、検査回路100は、半導体チップ202のコーナーに形成される。このようにしておけば、半導体チップの実配線パターンにおいて不良が生じた場合に、検査回路100を用いて原因の解析を行うことができる。
In the following embodiments, the
(第一の実施の形態)
図1は、本実施の形態における検査回路100の構成を示す図である。検査回路100は、実配線パターンに対応した構成を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
図1(a)は、検査回路100の上面図を示す。検査回路100は、櫛型の第一の配線パターン102と、櫛型の第二の配線パターン104と、櫛型の第三の配線パターン106と、第一の配線パターン102に電気的に接続された第一のパッド120と、第二の配線パターン104に電気的に接続された第二のパッド122と、第三の配線パターン106に電気的に接続された第三のパッド124とを含む。第一の配線パターン102と第二の配線パターン104とは同じ層に形成される。第一の配線パターン102と、第二の配線パターン104とは、互いに対向して設けられ、一方の配線パターンの櫛歯部分が他方の配線パターンの櫛歯部分の間に配置するよう入れ子状に形成されている。本実施の形態において、第一の配線パターン102、第二の配線パターン104、および第三の配線パターン106において、それぞれ、櫛歯部分の配線は、互いに略平行に形成されるとともに等間隔で形成される。また、第一の配線パターン102と第二の配線パターン104の櫛歯部分の配線は、互いに略平行に形成されるとともに、等間隔で形成される。
FIG. 1A shows a top view of the
第三の配線パターン106は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104とは異なる層に形成される。第三の配線パターン106の櫛歯部分は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の櫛歯部分と交差するように形成される。本実施の形態において、第三の配線パターン106の櫛歯部分は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の櫛歯部分と略垂直に交差するように形成される。第三の配線パターン106は、第二の配線パターン104との複数の交差部分で、それぞれビア108を介して電気的に接続される。また、第一のパッド120と第三のパッド124との間には、電源128およびスイッチ128aが設けられ、第一のパッド120と第三のパッド124との間に電圧を印加可能となっている。
The
図1(b)は、図1(a)のA−A’断面図である。図1(b)に示すように、第三の配線パターン106は、層間絶縁膜(不図示)を挟んで、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の上層に形成される。なお、他の例において、第三の配線パターン106は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の下層に形成されてもよい。本実施の形態において、第二の配線パターン104と第三の配線パターン106とは、複数のビア108を介して電気的に接続される。
FIG.1 (b) is A-A 'sectional drawing of Fig.1 (a). As shown in FIG. 1B, the
図2は、図1に示した検査回路100を模式的に示す図である。ここで、図2(a)に示すように、第一の配線パターン102と第二の配線パターン104の間にショート箇所130が形成されている場合を例として説明する。このような場合に、スイッチ128aを閉じて、第一のパッド120と第三のパッド124との間に電圧を印加すると、電流は、第一のパッド120から第一の配線パターン102に沿って図中縦方向に流れ、ショート箇所130を通った後、ショート箇所130に最も近いビア108を介して第三の配線パターン106に沿って図中横方向に第三のパッド124方向に流れる。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the
ここで、第二の配線パターン104と第三の配線パターン106とは、複数のビア108を介して電気的に接続されているので、電流は電流経路140だけでなく、他の経路も介して流れると考えられる。しかし、ショート箇所130に最も近いビアに最も大きな電流が流れると考えられる。そのため、図2(b)に示す電流経路140を通って流れる電流の大きさが最も大きくなる。
Here, since the
このような場合に、OBIRCH法を用いると、電流経路は、図中斜線で示したように、第一のパッド120から図中縦方向に延在し、ある地点で図中右方向に延在して第三のパッド124に延在する略L字型の領域142として観察される。上述したように、ショート箇所130に最も近いビアに最も大きな電流が流れるため、OBIRCH法により得られる像のコントラストから、領域142を特定することができる。本実施の形態において、ショート箇所130の近くのビア108を介して電流経路の方向が変化する。そのため、電流経路の変化地点を検出することにより、ショート箇所130を検出することができる。この観察結果から、ショート箇所130は、縦方向の観察電流経路および横方向の観察電流経路の交点領域144となる。これにより、ショート箇所130の絞り込みを効率よく行うことができ、ショート箇所の特定を迅速に行うことができる。このようにショート箇所を特定することにより、たとえば配線材料として銅を用いた場合、銅が層間絶縁膜中に浸入したり蓄積したりする等の物理現象の解析を行うことができ、設計された配線パターンにおけるTDDBの弱点となる部位を突き止めることができる。これにより、その部位の設計を改善することにより、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
In such a case, when the OBIRCH method is used, the current path extends from the
(第二の実施の形態)
図3は、本実施の形態における検査回路100の構成を示す図である。本実施の形態において、検査回路100は、第一の実施の形態で図1に示した検査回路100に加えて、櫛型の第四の配線パターン110と、第四の配線パターン110に電気的に接続された第四のパッド126とをさらに含む。第四の配線パターン110は、第三の配線パターン106と同じ層に形成される。第三の配線パターン106と、第四の配線パターン110とは、互いに対向して設けられ、一方の配線パターンの櫛歯部分が他方の配線パターンの櫛歯部分の間に配置するよう入れ子状に形成される。第四の配線パターン110の櫛歯部分は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の櫛歯部分と交差するように形成される。本実施の形態において、第四の配線パターン110の櫛歯部分は、第一の配線パターン102および第二の配線パターン104の櫛歯部分と略垂直に交差するように形成される。第四の配線パターン110は、第一の配線パターン102との複数の交差部分で、それぞれビア109を介して電気的に接続される。また、第二のパッド122と第四のパッド126との間には、電源129およびスイッチ129aが設けられ、第二のパッド122と第四のパッド126との間に電圧を印加可能となっている。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
本実施の形態において、第四の配線パターン110の櫛歯部分の配線は、互いに略平行に形成されるとともに等間隔で形成される。また、第三の配線パターン106と第四の配線パターン110の櫛歯部分の配線は、互いに略平行に形成されるとともに等間隔で形成される。
In the present embodiment, the wirings of the comb-tooth portions of the
次に、図4〜図6を参照して、配線間のショート箇所を検出するための動作を説明する。
図4は、第一の配線パターン102と第二の配線パターン104との間にショート箇所130が形成されている状態を示す図である。このような場合に、図5に示すように、スイッチ128aを閉じて第一のパッド120と第三のパッド124との間に電圧を印加すると、ショート箇所130を介して電流経路140に沿って第一のパッド120と第三のパッド124との間に電流が流れる。このような場合に、OBIRCH法を用いると、電流経路は、一点破線で囲った領域142として観察される。これにより、ショート箇所130がX方向(図中横方向)およびY方向(図中縦方向)の観測電流経路の交点領域144に含まれることがわかる。
Next, with reference to FIGS. 4 to 6, an operation for detecting a short-circuit portion between the wirings will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a
また、図6に示すように、スイッチ129aを閉じて第二のパッド122と第四のパッド126との間に電圧を印加すると、ショート箇所130を介して電流経路146に沿って第二のパッド122と第四のパッド126との間に電流が流れる。このような場合に、OBIRCH法を用いると、電流経路は、一点破線で囲った領域148として観察される。これにより、ショート箇所130がX方向およびY方向の観測電流経路の交点領域150に含まれることがわかる。
In addition, as shown in FIG. 6, when the
以上のような方法を用いると、図5に示した交点領域144と図6に示した交点領域150との重なり部分にショート箇所130が含まれることがわかる。これにより、ショート箇所130の絞り込みをさらに行うことができ、ショート箇所130の特定を迅速に行うことができる。
When the above method is used, it can be seen that the
また、本実施の形態における検査回路100の構成によれば、第一のパッド120と第三のパッド124の間、または第二のパッド122と第四のパッド126の間のいずれか一方に電圧を印加することにより、ビアが形成された配線間のTDDBの解析を行うことができる。これにより、実際の製品レイアウトにより近い配線パターンの解析を行うことができる。
Further, according to the configuration of the
以上、図面を参照して本発明の実施の形態および実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 The embodiments and examples of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.
たとえば、以上の実施の形態において、検査回路100が半導体チップ中に導入された形態を示したが、検査回路は、半導体ウェハのスクライブライン上に形成してもよい。
For example, in the above embodiment, the
100 検査回路
102 第一の配線パターン
104 第二の配線パターン
106 第三の配線パターン
108 ビア
109 ビア
110 第四の配線パターン
120 第一のパッド
122 第二のパッド
124 第三のパッド
126 第四のパッド
128 電源
128a スイッチ
129 電源
129a スイッチ
130 ショート箇所
140 電流経路
144 交点領域
146 電流経路
150 交点領域
100
Claims (16)
それぞれ一方向に延在するとともに、互いに間隔を隔てて設けられた複数の第一の配線と、
それぞれ一方向に延在するとともに、前記複数の第一の配線と同一層において、それぞれ、前記複数の第一の配線の間に間隔を隔てて設けられた複数の第二の配線と、
前記第一の配線および前記第二の配線とは異なる層の前記第一の配線および前記第二の配線と重なる領域において、それぞれ前記複数の第一の配線および前記複数の第二の配線と交差する方向に延在するとともに、互いに間隔を隔てて設けられた複数の第三の配線と、
前記複数の第二の配線と前記複数の第三の配線とをそれぞれ接続する複数の第一のビアと、
前記複数の第一の配線と電気的に接続された第一の検査パッドと、
前記複数の第三の配線と電気的に接続された第二の検査パッドと、
を含むことを特徴とする検査回路。 An inspection circuit used for detecting a short-circuit between wirings,
A plurality of first wires each extending in one direction and spaced from each other;
A plurality of second wirings each extending in one direction, and in the same layer as the plurality of first wirings, each provided with a space between the plurality of first wirings;
Crossing the plurality of first wirings and the plurality of second wirings in a region overlapping the first wiring and the second wiring in a layer different from the first wiring and the second wiring, respectively. A plurality of third wirings extending in a direction to be spaced apart from each other;
A plurality of first vias respectively connecting the plurality of second wirings and the plurality of third wirings;
A first test pad electrically connected to the plurality of first wirings;
A second inspection pad electrically connected to the plurality of third wirings;
An inspection circuit comprising:
前記複数の第二の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to claim 1,
It said plurality of second wirings, the inspection circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記複数の第三の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 In the inspection circuit according to claim 1 or 2,
It said plurality of third wirings, the inspection circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記複数の第一の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the plurality of first wiring test circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記第一の配線および前記第二の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to any one of claims 1 to 3,
The first wiring and the second wiring test circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記複数の第三の配線は、互いに平行に延在するとともに、前記複数の第一の配線と垂直な方向に延在することを特徴とする検査回路。 In the inspection circuit according to claim 4 or 5,
It said plurality of third wirings, the inspection circuit, characterized in that as well as extending flat row to each other, extending the plurality of first wirings and vertical directions.
前記第一の検査パッドと、前記第二の検査パッドとの間に電圧を印加する第一の電源をさらに含むことを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to any one of claims 1 to 6,
A test circuit further comprising a first power supply for applying a voltage between the first test pad and the second test pad.
前記複数の第三の配線と同一層の前記第一の配線および前記第二の配線と重なる領域において、それぞれ前記複数の第一の配線および前記複数の第二の配線と交差する方向に延在するとともに、前記第三の配線の間に間隔を隔てて設けられた複数の第四の配線と、
前記第一の配線と前記第四の配線とをそれぞれ接続する複数の第二のビアと、
をさらに含むことを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to any one of claims 1 to 7,
In a region overlapping the first wiring and the second wiring in the same layer as the plurality of third wirings, each extends in a direction crossing the plurality of first wirings and the plurality of second wirings. And a plurality of fourth wirings provided at intervals between the third wirings;
A plurality of second vias respectively connecting the first wiring and the fourth wiring;
An inspection circuit further comprising:
前記複数の第四の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to claim 8,
Wherein the plurality of fourth wirings, the inspection circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記複数の第三の配線および前記複数の第四の配線は、互いに平行に延在することを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to claim 8 or 9,
Said plurality of third wirings and the plurality of fourth wirings, the inspection circuit, characterized in that extending flat row to each other.
前記複数の第一の配線は、互いに平行に延在するとともに、前記複数の第四の配線は、前記複数の第一の配線と垂直な方向に延在することを特徴とする検査回路。 In the inspection circuit according to claim 9 or 10,
Testing the plurality of first wiring is configured to extend in a flat row to each other, the plurality of fourth wirings, characterized in that extending in the plurality of first wirings and vertical directions circuit.
前記複数の第二の配線と電気的に接続された第三の検査パッドと、
前記複数の第四の配線と電気的に接続された第四の検査パッドと、
をさらに含むことを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to any one of claims 8 to 11,
A third test pad electrically connected to the plurality of second wirings;
A fourth test pad electrically connected to the plurality of fourth wirings;
An inspection circuit further comprising:
前記第三の検査パッドと前記第四の検査パッドとの間に電圧を印加する第二の電源をさらに含むことを特徴とする検査回路。 The inspection circuit according to claim 12, wherein
The inspection circuit further comprising a second power source for applying a voltage between the third inspection pad and the fourth inspection pad.
前記第一の検査パッドと、前記第二の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、
前記検査回路上にレーザービームを走査させて前記検査回路に流れる電流経路を走査像として取得する工程と、
を含むことを特徴とする検査方法。 An inspection method for detecting a short portion between wirings using the inspection circuit according to claim 1,
Applying a voltage between the first test pad and the second test pad;
Scanning a laser beam on the inspection circuit to obtain a current path flowing through the inspection circuit as a scanned image;
The inspection method characterized by including.
前記第一の検査パッドと、前記第二の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、
前記検査回路上にレーザービームを走査させて前記検査回路に流れる電流経路を第一の走査像として取得する工程と、
前記第三の検査パッドと、前記第四の検査パッドとの間に電圧を印加する工程と、
前記検査回路上にレーザービームを走査させて前記検査回路に流れる電流経路を第二の走査像として取得する工程と、
を含むことを特徴とする検査方法。 An inspection method for detecting a short portion between wirings using the inspection circuit according to claim 12 or 13,
Applying a voltage between the first test pad and the second test pad;
Scanning the inspection circuit with a laser beam to obtain a current path flowing through the inspection circuit as a first scanned image;
Applying a voltage between the third test pad and the fourth test pad;
Scanning a laser beam on the inspection circuit to obtain a current path flowing through the inspection circuit as a second scanned image;
The inspection method characterized by including.
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