JPH03159253A

JPH03159253A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH03159253A
Application number: JP1299202A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Kusakari; 草苅　正健; Yoshiaki Okano; 義明岡野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1991-07-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体装置に係り、特に半導体チップ上の部品
等の特性を測定するためのプロセスモニタを有する半導
体装置に関する。

近年、ＬＳＩのプロセスの多様化に伴い、半導体チップ
上に複数のプロセスモニタを配置してトランジスタの特
性やその他の電気的特性を測定している。そして、モニ
タ数の増加に伴いウェハ上における全チップのモニタを
測定するには自動測定の合理化が要求されている。その
ため、自動測定の指定を単一にして容易化を図る必要が
ある。

〔従来の技術〕

従来、ＬＳＩ等の半導体チップ上には、形成させた部品
や回路等の特性を測定するために、同じ部品や回路等の
プロセスモニタを設け、測定端子としてモニタパッドを
配設している。

第７図に従来のプロセスモニタの配置における構成図を
示す。第７図において、ウェハ５０上に複数の半導体チ
ップ５１ａ、５１ｂ・・・が設けられている。半導体チ
ップ５１８．５１ｂ・・・内には所定の部品や回路（図
示せず）が形成され、半導体チップ５１ａの空き領域に
上記部品、回路と同等のプロセスモニタ５２８〜５２ｃ
等及び半導体チップ５１ｂの空き領域にプロセスモニタ
５２６等が形成されている。そして、プロセスモニタ５
２ａには該部品等の特性を測定するためのモニタパッド
５２８１〜５２，４が形成され、同様に、プロセスモニ
タ５２ｂにはモニタパッド５２ｂ１〜５２ｂ４．プロセ
スモニタ５２ｃにはモニタパッド５２Ｃ１〜５２Ｃ４，
プロセスモニタ５２ｄにはモニタパッド５２ｄ１〜５２
ｄ４がそれぞれ形成される。

ここで、各プロセスモニタは、モニタパッド間（５２，
１，５２ｂ１．５２，１，５２ｄ１）でそれぞａ。

ｂ、ｃのように不定の間隔で配設されている。

半導体チップ上のプロセスモニタはプロセスの多様化に
伴い数が増加の傾向にあり、自動測定化が進められてき
ている。従来よりプロセスモニタの測定はＬＳＩテスタ
等の測定器で行われており、自動的に測定させるために
、予め顕微鏡で確認しながら、例えば数十μ−のモニタ
パッド５２，１〜５２．４に手動でプローブ（電極の針
）を当て、測定されるプロセスモニタの座標を指定して
いた。

すなわち、モニタパッドのＸ軸及びＹ軸の座標、ピッチ
を指定し、この指定に従ってウェハを移動して該当プロ
セスモニタ上で当該モニタパッドにプローブを当接させ
て、特性の自動測定を行っている。そして、同一の半導
体チップ５１ａ内でプロセスモニタ５２ａ〜５２ｃの位
置（間隔）が異ったり、半導体チップ５１ａ、５１ｂ内
で連続的に配設されたサンプルモニタ５２Ｃ，５２ｄの
ピッチが異なる場合には、その都度指定をやり直してい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、プロセスモニタの数と種類が増加し、また配設
される位Ｉｌ＋間隔が一定でないことから、同一半導体
チップ内であっても、別種類、別位置のプロセスモニタ
を測定する際に、各プロセスモニタ毎に自動測定の座標
の指定をやり直すことば回能であり、測定全体の時間を
要するという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、申−
の座標指定で自動測定の可能な半導体装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に本発明の原理構成図を示す。第１図において、
ウェハ１に搭載される半導体チップ２の空き領域にプロ
セスモニタ３ａ、３ｂ、３ｃ・・・が形成される。この
プロセスモニタ３８〜３ｃは該半導体チップ２に形成さ
れる部品、回路等と同等のもので、該部品、回路等の特
性を測定するためのものである。また、プロセスモニタ
３ａには測定のための端子であるモニタパッド３ａ１〜
３ａ４が形成され、同様にプロセスモニタ３ｂにはモニ
タパッド３ｂ１〜３ｂ４が、プロセスモニタ３ｃにはモ
ニタパッド３ａ１〜３ａ４が配置される。すなわち、プ
ロセスモニタ３８〜３Ｃはモニタパッドの数が等しく、
かつ配置が略等しい。そして、このようなプロセスモニ
タ３ａ〜３Ｃは半導体チップ２内で所定方向（横方向）
に等間隔Ｘで配置される。

〔作用〕

第１図に示すように、ウェハ１に搭載される半導体チッ
プ２に、モニタパッド３ａ１〜３ａ４’　３ｂ１〜３ｂ
４．３ｃ１〜３Ｃ４を数（例えば４個）が等しく、かつ
、配置を略等しく配置させたプロセスモニタ３８〜３Ｃ
が横方向に等間隔Ｘで配置されている。

従って、測定器で該プロセスモニタ３ａ〜３Ｃの特性を
自動測定する場合、プロセスモニタ３ａにおけるモニタ
パッド３ａ１〜３ａ４の配置座標と、プロセスモニタ３
ａ、３ｂ間の間隔Ｘを指定する。

これにより、半導体チップ２（同一の半導体チップが存
在すれば他の半導体チップ）上でのプロセスモニタ３ａ
、３ｂ、３ｃ・・・の移動等を一度（単一）の指定を行
うことで自動測定が可能となる。

〔実施例）第２図に本発明の一実施例の構成図を示す。第２図にお
いて、ウェハ１上全面に微細な半導体チップ２が所定数
搭載されており、そのうち６個の半導体チップ２ａ〜２
ｆが示されている。この半導体チップ２８〜２ｆには所
定の部品、回路等（図示せず）が形成されており、該部
品等の特性を測定するためのプロセスモニタ３ａ、３ｂ
。

３Ｃがそれぞれの半導体チップ２ａ〜２ｆの空き領域に
形成される。そして、プロセスモニタ３ａ〜３Ｃのそれ
ぞれに測定のための端子であるモニタパッド（第２図に
おいて番号付せず、第１図参照）が４個ずつ配置されて
いる。ここで、プロセスモニタ３８〜３Ｃは等間隔×（
一定モニタパッド間隔Ｘ）で、それぞれ横方向に配設さ
れる。また、半導体チップ２８〜２ずは分割溝であるス
クライブライン（破線）４により仕切られており、横軸
方向にＸ、縦軸方向にｙの間隔で位置している。

そこで、これらのプロセスモニタ３ａ−３ｃの・特性を
ＬＳＩテスタ等の測定器で自動測定する場合、半導体チ
ップ２ａ〜２ｆの横ピッチＸ、縦ピッチｙ及びプロセス
モニタのピッチＸ等を指定する。これにより、測定器の
測定子であるプローブ（モニタパッドの数に対応して４
個に設定）が、まず半導体チップ２ａのプロセスモニタ
３ａ上に移動してモニタパッドと当接して測定を行う。

次に、ＸＩＩ移動してプロセスモニタ３ｂ上に移動して
同様に測定を行う。このようにして、半導体チップ２ａ
のプロセスモニタ３ａ〜３Ｃの測定が終了すると、半導
体チップ２ｂに移動して同様の測定を行う。この場合の
移動は、半導体チップ２ａの横軸先頭エツジ２，１から
半導体デツプ２ｂの横軸先頭エツジ２ｂ１までの距離Ｘ
であり、測定器における演粋により行う。半導体チップ
２ａ〜２Ｃより上段の半導体チップ２ｄ〜２ｆへの移動
においてもｙｌを測定器における演粋により行われる。

なお、第２図におけるプロセスモニタ３ａ〜３Ｃを横軸
方向に配設した場合を示したが、第３図（Ａ）に示すよ
うに縦方向に配設してもよく、また、第３図（Ｂ）に示
すように斜方向に配設してもよい。この場合においても
該プロセスモニタ間の間隔Ｘを指定する。

ここで、第４図にプロセスモニタの適用例の構成図を示
す。第４図（Ａ）におけるプロセスモニタ５は、３種の
トランジスタ５ａのゲート幅におけるオン抵抗を測定す
るもので、モニタパッド６ａは共通のバックゲート、６
ｂはソース、６ｃはゲート、６ｄ〜６ｆはそれぞれのド
レインである。第４図（Ｂ）におけるプロセスモニタ７
は、抵抗７ａ〜７ｄのポリシリコン抵抗及び拡散抵抗を
測定するもので、抵抗７ａはポリシリコン抵抗７ｂＬｔ
Ｎチヤンネル拡散抵抗、抵抗７ＣはＰチャンネル拡散抵
抗、抵抗７ｄはウェル抵抗である。

このとき、モニタパッド８ａは抵抗７ａ、８ｂはソース
、８ｃは抵抗７ｃ、８ｄは抵抗７ｂ、８ｅは空き端子、
８ｆは抵抗７ｄのそれぞれの端子である。また、第４図
（Ｃ）におけるプロセスモニタ９は半導体装置における
基板上のコンタクト窓間の抵抗を測定するもので、抵抗
９ａはＮチャンネル拡散とアルミニウム（ＡＩｌ）コン
タクト間の抵抗、抵抗９ｂはＰチャンネル拡散とＡｌｌ
コンタクト間の抵抗、抵抗９ＧはポリシリコンとＡ２コ
ンタクト間の抵抗、抵抗９ｄは１１１目Ａ之と２Ｉｌ目
Ａ２間の抵抗、抵抗９ｅは２１１目ＡＩｌと３層目Ａ２
間の抵抗である。このとき、モニタパッド１０ａは抵抗
９ａ、１０ｂはソース、１０ｃは抵抗９ｅ、１０ｄは抵
抗９ｂ、１０ｅは抵抗９ｃ。

１０ｆは抵抗９ｄのそれぞれの端子である。

以上のように、半導体チップ間のピッチとプロセスモニ
タのピッチ（間隔）を指定することで、自動測定が容易
となり、省力化を図ることができ、プロセスモニタ数の
増減にも対応が容易となる。

また、自動測定はウェハ上に限らず、パッケージに組立
てた後も測定が可能であり、この場合、プローブ数と位
置を一度設定すると、該プロセスモニタの移動ピッチを
変化させるだけで測定することができる。さらに、最小
単位のモニタパッドの組合せを一つに固定しておけば、
異なるプロセスモニタ数の半導体チップにおいても、半
導体チップのピッチとプロセスモニタの移動ピッチを指
定するだけで容易に自動測定をすることができる。

次に、第５図に本発明の他の実施例の構成図を示す。第
５図は、第２図におけるウェハ１上の一つの半導体チッ
プ２ａ・・・内におけるプロセスモニタ３ａ〜３Ｃを等
間隔Ｘで配設するのみならず、瞬接する半導体チップ２
ｂのプロセスモニタ３８間においても等間隔Ｘで配設し
てつＩハ１上からみて全てのプロセスモニタが等間隔Ｘ
に配設するようにしたものである。そして、第６図にウ
ェハ１に並んだ半導体チップ２ａ〜２ｆの構成図が示さ
れる。従って、プロセスモニタ３８〜３Ｃの間隔は横軸
方向でＸ、縦軸方向でＹを指定することによりウェハ１
上で総ての半導体チップの測定が一度の指定で自動的に
行うことができる。この場合においても、第２図と同様
に、各プロセスモニタのモニタパッドは、数が等しく、
配置が略等しく形成されるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、プロセスモニタをモニタ
パッドが等しく、かつ配置が略等しく、半導体チップ内
で所定方向に等間隔で配設することにより、単一の座標
指定、移動量の指定で容易に自動測定を行うことができ
、ＬＳＩ等の半導体装置の信頼性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は本発明の一実施例の構成図、第３図はプロセスモニタの配設方向を変化させた場合の
構成図、第４図はプロセスモニタの適用例の構成図、第５図は本
発明の他の実施例の構成図、第６図は第５図におけるつ
Ｉハ上の全体構成図、第７図は従来のプロセスモニタを
示した構成図である。を示す。

Claims

【特許請求の範囲】　ウェハ（１）上に搭載される半導体チップ（２）に形
成される部品、回路等と同等で、特性を測定するための
プロセスモニタ（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）が、該半導
体チップ（２）の空き領域に所定数配設され、該プロセ
スモニタの測定のための端子であるモニタパッド（３＿
ａ＿１〜３＿ａ＿４等）が該プロセスモニタ（３ａ〜３
ｃ等）に所定数配置された半導体装置において、前記各プロセスモニタ（３ａ〜３ｃ等）は、前記モニタ
パッド（３＿ａ＿１〜３＿ａ＿４等）の数が等しく、か
つ配置が略等しく、前記半導体チップ（２）内で所定方
向に等間隔（Ｘ）で配設されることを特徴とする半導体
装置。