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JP3763664B2 - Test circuit - Google Patents
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JP3763664B2 - Test circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板を個々のチップに切断するために半導体基板に設けられたスクライブレーン上に形成される、製造プロセスモニター用のテスト回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路のプロセス条件管理や特性不良原因の解析、集積回路本体の特性とそれを構成するトランジスタなど個々の素子特性との対応をとるなどを目的として、通常、半導体基板の上に素子特性を容易に測定できるテスト回路が形成される。
【0003】
最近は、こうしたテスト回路はチップ本体内ではなく、半導体基板を個々のチップに切断するために半導体基板に設けられたスクライブレーン上に形成されることが多い。これはテスト回路をチップから省いて面積を低減し、半導体基板からのチップの取れ数を最大限確保して低コスト化に寄与するためである。
【0004】
スクライブレーン上に形成される従来のテスト回路のパターン配置の例を図5に示す。このテスト回路は特にMOS型集積回路用のものである。
図5においてスクライブレーン1の表面上には下記のようなテスト回路が形成され、その両側の領域2は集積回路本体が形成される領域である。
【0005】
スクライブレーン1は標準的に 150μm程度の幅であり狭いため、電圧印加と測定用パッド3〜7と、トランジスタ領域8とは1列に並べられている。ここではトランジスタ領域8のMOSトランジスタの具体的パターンは省略したが実際には形成されている。
【0006】
詳しくは、ソース電極パッド6は、延長された配線10によってトランジスタ領域8の各トランジスタのソースに接続されている。ゲート電極パッド7は、配線11と半導体基板に設けられた拡散層12とを介してトランジスタ領域8の各トランジスタのゲートに接続されている。電圧印加用パッド3は、そこから延長された配線9によりトランジスタ領域8の各トランジスタ付近に設けられたコンタクト部から基板あるいはウエル拡散層に接続されている。ドレイン電極パッド4,5は、それぞれ対応するトランジスタ領域8のトランジスタのドレインに独立に接続されている。
【0007】
すなわち、各トランジスタのソース、ゲート、基板(ウエル)に電圧供給、あるいはそれらの測定を行うためのパッドは1つに共通化され、ドレインパッドは独立とする配置となっている。
【0008】
この図5のテスト回路のC−C’断面の構造を図6に示す。
図6に示すように、図5は2層のアルミ配線構造をもつ集積回路に対応するテスト回路であって、21は半導体基板、22はいわゆるLOCOS法で形成された絶縁分離用酸化膜、23は層間絶縁膜である。24は第1層アルミ配線からなる前記ドレイン電極パッド5の下部となる下部アルミパッド部である。
【0009】
配線9,10,11はすべて第1層目アルミ配線層を用いて形成されている。そして25は層間絶縁膜、26は第2層目アルミ配線層から形成された前記ドレイン電極パッド5の上部となる上部アルミパッド部、27はパシベーション膜、開口13は電圧印加または測定用プローブ針28をパッドに接触させるためにパシベーション膜27に設けられている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のテスト回路には次のような問題点がある。
半導体基板からのチップ収量をさらに高め、コスト低減を図ろうとする場合にはスクライブレーンの幅を縮小しなければならない。
【0011】
従来のテスト回路の配置では、図5から明らかなように共通パッドを持つ配線9,10,11をスクライブレーンが延びる方向に並列に3本設けるための領域が必要なため、スクライブレーン1の幅を効果的に縮めることが困難である。
【0012】
また、図6において、プローブ針28を上部アルミパッド部26の上に接触させようとするとき、針の圧力が大きすぎる場合は、プローブ針28が上部アルミパッド部26に一旦接した後に、回路表面上をすべり図6に仮想線で示すようにプローブ針28’の位置で止まる。この場合、出来る限りスクライブレーン1の幅を縮めるためにパッドに配線9を近づけて配置してあると、プローブ針28が容易に配線9に位置まで達し、圧力を及ぼして損傷を与えたり、場合によっては切断する可能性がある。
【0013】
さらにソース電極パッド6を共通としているために、ソース電極パッド6からかなり離れた位置にあるトランジスタには、配線10を長く延長して接続しなければならない。配線10の材料は、例えばAl合金と高融点金属の多層膜であるが、シート抵抗は約 65mΩ程度、配線幅を5μm、長さを 1000μmとすれば、配線抵抗は約 12Ωとなる。これがトランジスタのソース寄生抵抗として働けば、ドレイン電流などに影響を及ぼすので正確な評価が困難であると云った望ましくない面が見られる。
【0014】
本発明はスクライブレーン1の幅を狭くしてもその領域に搭載可能なパターン配置と構造を有するテスト回路を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のテスト回路の第1は、1個のソース電極パッドと1個のドレイン電極パッドが、多くとも隣り合う2個のトランジスタの、対応するソースおよびドレインのみにそれぞれ共通接続され、1個のゲート電極パッドおよび1個の基板電位またはウエル電位供給パッドが、少なくとも複数のトランジスタの、対応するゲートおよび基板電位またはウエル電位供給箇所にそれぞれ共通接続され、さらにゲート電極パッドおよび基板電位またはウエル電位供給パッドからトランジスタへの配線は、スクライブレーンの端部片側に配置されるようにしたものである。
【0016】
1個のソース電極パッドを、多くとも隣り合う2個のトランジスタの対応するソースのみに共通接続したことによって、ソースパッドからトランジスタへの配線長は非常に短くなり、スクライブレーンに沿って長く延在させるための配線領域面積は1本分節約でき、スクライブレーン幅を短くすることができる。また、ソース配線が短縮され、配線抵抗が低減できるから、正確なトランジスタ特性を得ることができる。そして、長い配線を片側に設けたことにより、プローブ針が本来の位置からはずれたスクライブレーン端部に移動しても、配線がそれによって損傷することを回避できるようになる。
【0017】
本発明のテスト回路の第2は、ゲート電極パッドおよび基板電位またはウエル電位供給パッドからトランジスタへの配線を、上下2層に重なるように配置したものである。
【0018】
このような構成にすることによって、スクライブレーンに長く延在させる配線のための面積はさらに1本分節約でき、スクライブレーン幅をさらに短くすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。
参考例
まず、実施の形態を説明するに当たり、従来の参考例について説明する。
図1は(参考例)を示す。
【0020】
スクライブレーン1の領域にはテスト回路パターン形成され、その両側の領域2は集積回路本体が形成される領域である。スクライブレーン1は約 100μm程度で、電圧印加用と測定用のパッド3〜7と、MOSトランジスタ領域8,8’,8”,・・・・とが1列に並べられている。ここでトランジスタ領域8のMOSトランジスタの具体的パターンは従来例を示す図5と同じく省略した。
【0021】
ソース電極パッド6は、トランジスタ領域8のソースに数十μm程度の短いアルミ配線30を介して直接に接続されている。またソース電極パッド6’は、隣り合って配列された2個のトランジスタ領域8’,8”のソースに数十μm程度の短いアルミ配線31a,31bを介して直接に接続されている。ドレイン電極パッド5は、隣接するトランジスタ領域8,8’のドレインにやはり短いアルミ配線32a,32bを介して共通接続されている。
【0022】
ゲート電極パッド7は、アルミ配線11と半導体基板に設けられた拡散層12とを介して各トランジスタ領域8,8’,8”,・・・・のゲートに接続されている。電圧印加用パッド3は、そこから延長されたアルミ配線9により、各トランジスタ領域8,8’,8”,・・・・の付近に設けられたコンタクト部から基板あるいはウエルに接続される。
【0023】
そしてこれらの配線9,11はスクライブレーン1の片側に並べて設けられている。すなわち、各トランジスタのゲート、基板(ウエル)に電圧供給、あるいはそれらの測定を行うためのパッドは1つに共通化され、ソース・ドレインパッドは独立または2個のトランジスタのみに共通接続される配置となっている。
【0024】
このようにソース電極パッド6’を、2個のトランジスタのソースに接続させる配置にしたことによって、パッドから延びる極く短いアルミ配線30,31a,31b,32a,32bで直接に接続できる。従って、スクライブレーン1に沿って設置する長い配線は、ゲート用の配線11と基板またはウエル電位用の配線9となり、従来の配線10を省略して1本少なくて済むので、スクライブレーン1の幅を無理なく縮小できる。
【0025】
また、トランジスタへのソース電極用配線長は非常に短くて配線抵抗を無視できる程度となるので、ほぼ正しいトランジスタ特性が測定できる。
さらに参考例では長い配線はスクライブレーンの片側にまとめて設けられていることが特徴である。これは、従来例を示す図6において配線9を除去したものに相当する。こうした構造では、プローブ針がもしパッドからずれたとしても、一方側には配線が存在しないのであるから、共通接続のための長い配線を損傷したり切断したりすることを避けることが出来るという効果を奏する。
【0026】
ここで、プローブ針がスクライブレーン1の長い接続用配線9,11が設置された側から反対側に向いて回路表面上に接触するようにプローブカード等を設定すれば、接触圧が所定より大きいときには配線9,11が無い側に向かってプローブ針が滑るようにできる。
【0027】
なお、この(参考例)では、パッド6,6’をソース用、パッド5をドレイン用としたが、パッド6,6’をドレイン用、パッド5をソース用とする配置も可能である。
【0028】
(実施の形態
図2と図3は(実施の形態)を示す。
図2においてソース電極パッド6,6’およびドレイン電極パッド5とトランジスタ領域8,8’,8”,・・・・との接続配線パターンは(参考例)と同一構成である。
【0029】
一方、ゲート電極パッド7からはアルミ配線14が途中まで延長される。そしてコンタクト部16で、MOSトランジスタのゲート電極が構成されたのと同一の導電層からなる配線15を通じて各MOSトランジスタのゲートに接続される。配線15は、多結晶シリコン、高融点金属、高融点金属シリサイドやいわゆるポリサイドからなるものである。
【0030】
基板あるいはウエル拡散層への電圧印加用パッド3は、そこから延長された配線9により各トランジスタ付近に設けられたコンタクト部から、基板あるいはウエルに接続される。この配線9はアルミを主成分とするもので配線15の上層に重ねて設けられている。スクライブレーン1の幅は約80μmである。
【0031】
このテスト回路について図2のb−b’断面の構造を図3に示す。
図3は2層のアルミ配線構造をもつ集積回路に対応するテスト回路の断面であって、21は半導体基板、22はいわゆるLOCOS法で形成された絶縁分離用酸化膜、23はMOSトランジスタのゲート電極上に形成された層間絶縁膜である。24は第1層目アルミ配線からなるパッド5の下部となる下部アルミパッド部、9は第1層目アルミ配線からなる配線、15はゲート電極を構成する導電層からなるゲート電極用接続配線である。そして25は層間絶縁膜、26は第2層目アルミ配線層から形成されたパッド5の上部となる上部アルミパッド部、27はパシベーション膜、13はプローブ針28をパッドに接触させるためのパシベーション膜27に形成された開口である。
【0032】
(実施の形態)では、スクライブレーン1にわたって長く延長される配線15を、配線9とは異なりゲート電極が形成されるべき導電層を用いて形成したので配線9との2層構造となる。
【0033】
こうしてスクライブレーン上の配線の占める面積は実質的に1本分となり、図1の配置と比較してさらにスクライブレーンの幅を縮小できることになる。
ゲート電極パッド7からの長い配線15には、従来のアルミ配線層に代わり、それより抵抗の高いゲート電極を構成する導電層を用いるという構成を取ったが、ゲートには本質的に電流が流れないので配線15の配線抵抗は測定上は問題とならない。
【0034】
むしろ配線抵抗が高いために、この抵抗と配線15と基板21との間の容量による時定数が大きくなるため、トランジスタのゲートに外部から加わる突発的なサージに対する耐性が増加するという利点が生じる。そのため、場合によってはゲートに保護ダイオードを必要としない。
【0035】
この利点を持つ配線15の他の形態、すなわち、半導体基板に形成される拡散層を使用することができる。この場合、拡散層の抵抗とそのPN接合容量による時定数でサージを緩和するのに加えて、拡散層それ自体が保護ダイオードとしてはたらく。
【0036】
配線9,15の2層構造は、この(実施の形態)の具体例に限られるものではなく、半導体集積回路本体を構成する異なる2種類の様々な導電層を用いることができ、(実施の形態)で述べた配線9を第1層目アルミ配線、配線15を拡散層とすることも一例である。
【0037】
(実施の形態
図4に示す(実施の形態)は、(実施の形態)における配線15と配線9の2層構造の別の実施の形態を示す。
【0038】
(実施の形態)の図2におけるパッド7からのゲート接続用配線15’として第1層目アルミ配線層を用い、基板(ウエル)電圧供給用配線9として第2層アルミ配線層を用いたものである。(実施の形態)の図3の構成では、配線15の膜厚は 100〜 250nm程度、配線9の膜厚が約 700nmであるのに対して、図4では配線15’の膜厚が約 700nm、配線9の膜厚が 1000nmであり、図3よりこの配線部分の高さが高くなるのでプローブ針がより接触し易くなる。この意味で(実施の形態)よりも優れているといえる。
【0039】
なお、(実施の形態)の図3および(実施の形態)の図4の構成は、集積回路本体部が3層以上の金属(アルミ)配線方式であってもその2層目までを使用してそのまま適用できるものである。さらに配線9,15’は2層目までを使用するに限ることはなく、アルミ多層配線の任意の2層を選択して使用してもよい。
【0040】
また、上記の各実施の形態では、トランジスタに挟まれた位置に配設されているパッドは、隣接する両側のトランジスタに接続されたが、スクライブレーン幅の減少の観点からは、トランジスタに挟まれた位置に各トランジスタ毎のパッドを設けて構成することもできる。
【0042】
【発明の効果】
請求項記載のテスト回路は、1個のソース電極パッドが、多くとも隣り合う2個の前記トランジスタの対応するソースに共通接続され、1個のドレイン電極パッドが、多くとも隣り合う2個の前記トランジスタの対応するドレインに共通接続され、1個のゲート電極パッドが、少なくとも複数の前記トランジスタの対応するゲートに共通接続され、1個の基板電位またはウエル電位供給パッドが、少なくとも複数の前記トランジスタの対応する基板電位またはウエル電位供給箇所に共通接続され、さらに前記ゲート電極パッドから前記トランジスタの前記ゲートへの配線、および前記基板電位またはウエル電位供給パッドから前記トランジスタの前記基板電位もしくはウエル電位供給箇所への配線は、前記トランジスタを中央にしてスクライブレーンの長手方向の両側の内の片側に沿って配置したため、テスト回路中のトランジスタに共通に電圧を供給あるいは測定するために半導体基板のスクライブレーンに沿って延長された長い配線の数を低減でき、スクライブレーン幅の減少と基板からのチップ取れ数増加をもたらし、低コスト化に寄与することができる。また、トランジスタへのソース電極配線抵抗の影響がなくなり、トランジスタ特性が正確に測定できる。また、配線をプローブ針によって損傷することが避けられるなど、大きな効果を発揮するものである。
【0043】
さらに、請求項において、ゲート電極パッドからトランジスタのゲートへの配線と、基板電位またはウエル電位供給パッドからトランジスタの基板電位もしくはウエル電位供給箇所への配線が、上下2層でかつ前記両配線の位置が互いに重なるように配置したため、テスト回路を搭載するに必要なスクライブレーン幅をより一層に減少させることができる。
【0044】
請求項記載のテスト回路は、請求項において、ゲート電極パッドからトランジスタのゲートへの配線が、トランジスタのゲート電極を構成する導電層または半導体基板に形成された拡散層から形成したため、トランジスタのゲートに外部から加わる突発的なサージに対する耐性が増加するという利点が生じ、ゲートに保護ダイオードを必要としない。半導体基板に形成される拡散層を使用した場合には、拡散層の抵抗とそのPN接合容量による時定数でサージを緩和するのに加えて、拡散層それ自体が保護ダイオードとしてはたらく。
【0045】
請求項記載のテスト回路は、請求項において、半導体基板には多層導電層構造の集積回路が形成されており、ゲート電極パッドからトランジスタのゲートへの配線と、基板電位またはウエル電位供給パッドからトランジスタの基板電位もしくはウエル電位供給箇所への配線とが、前記多層導電層のうちの2層を用いて構成されているので、半導体基板のスクライブレーンの両側の領域に集積回路を作り込む過程でテスト回路をスクライブレーン上に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(参考例)のテスト回路の平面図
【図2】本発明のテスト回路の(実施の形態)の平面図
【図3】図2のb−b’断面図
【図4】本発明のテスト回路の(実施の形態)の断面図
【図5】従来のテスト回路のパターン配置の例を示す平面図
【図6】図5のc−c’断面図
【符号の説明】
1 スクライブレーン
2 集積回路本体領域
3 基板あるいはウエル拡散層への電圧印加用パッド
4,6,6’ ソース電極パッド
5 ドレイン電極パッド
7 ゲート電極パッド
8,8’,8” トランジスタ領域
9,10,11,14,15 配線
12 拡散層
13 パッドの開口
16 コンタクト部
21 半導体基板
22 絶縁分離用酸化膜
23 層間絶縁膜
24 第1層目アルミ配線層からなるパッド5の下部アルミパッド部
25 層間絶縁膜
26 第2層目アルミ配線層からなるパッド5の上部アルミパッド部
27 パシベーション膜
28,28’ プローブ針
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a test circuit for manufacturing process monitoring, which is formed on a scribe lane provided in a semiconductor substrate for cutting the semiconductor substrate into individual chips.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of managing the process conditions of semiconductor integrated circuits, analyzing the cause of characteristic defects, and matching the characteristics of the integrated circuit body with the individual element characteristics such as the transistors that make it up, the element characteristics are usually set on a semiconductor substrate. A test circuit that can be easily measured is formed.
[0003]
Recently, such a test circuit is often formed not on the chip body but on a scribe lane provided on the semiconductor substrate in order to cut the semiconductor substrate into individual chips. This is because the test circuit is omitted from the chip to reduce the area, and the maximum number of chips that can be taken from the semiconductor substrate is secured to contribute to cost reduction.
[0004]
An example of the pattern arrangement of a conventional test circuit formed on a scribe lane is shown in FIG. This test circuit is particularly for MOS type integrated circuits.
In FIG. 5, the following test circuit is formed on the surface of the scribe lane 1, and regions 2 on both sides thereof are regions where the integrated circuit body is formed.
[0005]
Since the scribe lane 1 is typically about 150 μm in width and narrow, the voltage application and measurement pads 3 to 7 and the transistor region 8 are arranged in a line. Although a specific pattern of the MOS transistor in the transistor region 8 is omitted here, it is actually formed.
[0006]
Specifically, the source electrode pad 6 is connected to the source of each transistor in the transistor region 8 by an extended wiring 10. The gate electrode pad 7 is connected to the gate of each transistor in the transistor region 8 through the wiring 11 and the diffusion layer 12 provided on the semiconductor substrate. The voltage application pad 3 is connected to a substrate or a well diffusion layer from a contact portion provided near each transistor in the transistor region 8 by a wiring 9 extending therefrom. The drain electrode pads 4 and 5 are independently connected to the drains of the transistors in the corresponding transistor regions 8, respectively.
[0007]
That is, the source, gate, and substrate (well) of each transistor have a common pad for supplying voltage or measuring them, and the drain pad is independent.
[0008]
FIG. 6 shows the structure of the CC ′ cross section of the test circuit of FIG.
As shown in FIG. 6, FIG. 5 shows a test circuit corresponding to an integrated circuit having a two-layer aluminum wiring structure, in which 21 is a semiconductor substrate, 22 is an insulating oxide film formed by a so-called LOCOS method, 23 Is an interlayer insulating film. Reference numeral 24 denotes a lower aluminum pad portion which is a lower portion of the drain electrode pad 5 made of a first layer aluminum wiring.
[0009]
The wirings 9, 10, and 11 are all formed using the first aluminum wiring layer. Reference numeral 25 denotes an interlayer insulating film, 26 denotes an upper aluminum pad portion on the drain electrode pad 5 formed from the second aluminum wiring layer, 27 denotes a passivation film, and an opening 13 applies a voltage application or measurement probe needle 28. Is provided on the passivation film 27 so as to contact the pad.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional test circuit has the following problems.
In order to further increase the chip yield from the semiconductor substrate and reduce the cost, the width of the scribe lane must be reduced.
[0011]
As apparent from FIG. 5, the conventional test circuit arrangement requires an area for providing three wirings 9, 10, and 11 having a common pad in parallel in the direction in which the scribe lane extends. Is difficult to effectively shrink.
[0012]
In FIG. 6, when the probe needle 28 is brought into contact with the upper aluminum pad portion 26, if the pressure of the needle is too large, the probe needle 28 is once in contact with the upper aluminum pad portion 26 and then the circuit. Slip on the surface and stop at the position of the probe needle 28 'as shown in phantom lines in FIG. In this case, if the wiring 9 is arranged close to the pad in order to reduce the width of the scribe lane 1 as much as possible, the probe needle 28 can easily reach the position of the wiring 9 and exert pressure to cause damage. Depending on the situation, there is a possibility of cutting.
[0013]
Further, since the source electrode pad 6 is shared, the wiring 10 must be extended and connected to a transistor located at a position considerably away from the source electrode pad 6. The material of the wiring 10 is, for example, a multilayer film of an Al alloy and a refractory metal. If the sheet resistance is about 65 mΩ, the wiring width is 5 μm, and the length is 1000 μm, the wiring resistance is about 12Ω. If this acts as the source parasitic resistance of the transistor, it has an undesirable aspect that it is difficult to accurately evaluate because it affects the drain current and the like.
[0014]
An object of the present invention is to provide a test circuit having a pattern arrangement and a structure that can be mounted on a scribe lane 1 even if the width of the scribe lane 1 is reduced.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In a first test circuit of the present invention for solving the above-described problem, one source electrode pad and one drain electrode pad are provided only for the corresponding source and drain of at least two adjacent transistors, respectively. One gate electrode pad and one substrate potential or well potential supply pad are connected in common to the corresponding gate and substrate potential or well potential supply locations of at least a plurality of transistors, respectively. Further, the gate electrode pad The wiring from the substrate potential or well potential supply pad to the transistor is arranged on one side of the end portion of the scribe lane.
[0016]
By connecting one source electrode pad only to the corresponding sources of at most two adjacent transistors, the wiring length from the source pad to the transistor becomes very short and extends along the scribe lane. Therefore, the wiring area for the wiring can be saved by one line, and the scribe lane width can be shortened. Further, since the source wiring is shortened and the wiring resistance can be reduced, accurate transistor characteristics can be obtained. By providing a long wiring on one side, it is possible to avoid damage to the wiring even if the probe needle moves to the end of the scribe lane deviated from the original position.
[0017]
In the second test circuit of the present invention, the wiring from the gate electrode pad and the substrate potential or well potential supply pad to the transistor is arranged so as to overlap two upper and lower layers.
[0018]
By adopting such a configuration, the area for the wiring extended to the scribe lane can be further saved by one line, and the scribe lane width can be further reduced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
( Reference example )
First, in describing the embodiment, a conventional reference example will be described.
FIG. 1 shows ( Reference Example ).
[0020]
A test circuit pattern is formed in the area of the scribe lane 1, and areas 2 on both sides thereof are areas where the integrated circuit body is formed. The scribe lane 1 is about 100 μm, and voltage application and measurement pads 3 to 7 and MOS transistor regions 8, 8 ′, 8 ″,... Are arranged in a line. The specific pattern of the MOS transistor in the region 8 is omitted as in FIG.
[0021]
The source electrode pad 6 is directly connected to the source of the transistor region 8 through a short aluminum wiring 30 of about several tens of μm. The source electrode pad 6 ′ is directly connected to the sources of the two transistor regions 8 ′ and 8 ″ arranged adjacent to each other through short aluminum wirings 31a and 31b of about several tens μm. Drain electrode The pad 5 is commonly connected to the drains of the adjacent transistor regions 8 and 8 ′ via short aluminum wirings 32a and 32b.
[0022]
The gate electrode pad 7 is connected to the gates of the transistor regions 8, 8 ', 8 ",... Via the aluminum wiring 11 and the diffusion layer 12 provided on the semiconductor substrate. 3 is connected to a substrate or well from a contact portion provided in the vicinity of each transistor region 8, 8 ', 8 ",... By an aluminum wiring 9 extended therefrom.
[0023]
These wires 9 and 11 are provided side by side on one side of the scribe lane 1. That is, the gate for each transistor, the supply of voltage to the substrate (well), or a pad for performing measurement thereof is shared by one, and the source / drain pads are arranged independently or commonly connected to only two transistors. It has become.
[0024]
By arranging the source electrode pad 6 ′ to be connected to the sources of the two transistors as described above, the source electrode pad 6 ′ can be directly connected by the very short aluminum wirings 30, 31a, 31b, 32a, and 32b extending from the pads. Therefore, the long wirings installed along the scribe lane 1 become the gate wiring 11 and the substrate or well potential wiring 9, and the conventional wiring 10 can be omitted, and one can be reduced. Can be reduced without difficulty.
[0025]
Also, since the source electrode wiring length to the transistor is very short and the wiring resistance can be ignored, almost correct transistor characteristics can be measured.
Furthermore, the reference example is characterized in that long wires are provided together on one side of the scribe lane. This corresponds to the wiring 9 removed from the conventional example shown in FIG. In such a structure, even if the probe needle is displaced from the pad, there is no wiring on one side, so that it is possible to avoid damaging or cutting long wiring for common connection. Play.
[0026]
Here, if the probe card or the like is set so that the probe needle contacts the circuit surface from the side where the long connection wires 9 and 11 of the scribe lane 1 are installed to the opposite side, the contact pressure is larger than a predetermined value. Sometimes the probe needle can be slid toward the side without the wires 9 and 11.
[0027]
In this ( reference example ), the pads 6 and 6 ′ are used for the source and the pad 5 is used for the drain. However, the pads 6 and 6 ′ may be used for the drain and the pad 5 may be used for the source.
[0028]
(Embodiment 1 )
2 and 3 show (Embodiment 1 ).
2, the connection wiring pattern of the source electrode pads 6, 6 ′ and the drain electrode pad 5 and the transistor regions 8, 8 ′, 8 ″,... Has the same configuration as that of the reference example .
[0029]
On the other hand, the aluminum wiring 14 is extended partway from the gate electrode pad 7. The contact portion 16 is connected to the gate of each MOS transistor through a wiring 15 made of the same conductive layer as that of which the gate electrode of the MOS transistor is formed. The wiring 15 is made of polycrystalline silicon, refractory metal, refractory metal silicide or so-called polycide.
[0030]
The voltage application pad 3 to the substrate or well diffusion layer is connected to the substrate or well from a contact portion provided in the vicinity of each transistor by a wiring 9 extending therefrom. The wiring 9 is mainly composed of aluminum and is provided on top of the wiring 15. The width of the scribe lane 1 is about 80 μm.
[0031]
FIG. 3 shows the structure of the test circuit taken along the line bb ′ of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a test circuit corresponding to an integrated circuit having a two-layer aluminum wiring structure, in which 21 is a semiconductor substrate, 22 is an insulating oxide film formed by a so-called LOCOS method, and 23 is a gate of a MOS transistor. An interlayer insulating film formed on the electrode. Reference numeral 24 denotes a lower aluminum pad portion which is a lower portion of the pad 5 made of the first layer aluminum wiring, 9 denotes a wiring made of the first layer aluminum wiring, and 15 denotes a gate electrode connection wiring made of a conductive layer constituting the gate electrode. is there. Reference numeral 25 denotes an interlayer insulating film, 26 denotes an upper aluminum pad portion which is an upper part of the pad 5 formed from the second aluminum wiring layer, 27 denotes a passivation film, and 13 denotes a passivation film for bringing the probe needle 28 into contact with the pad. 27 is an opening formed in 27.
[0032]
In (Embodiment 1 ), since the wiring 15 extended long over the scribe lane 1 is formed using a conductive layer on which a gate electrode is to be formed, unlike the wiring 9, a two-layer structure with the wiring 9 is formed.
[0033]
Thus, the area occupied by the wiring on the scribe lane is substantially one, and the width of the scribe lane can be further reduced as compared with the arrangement of FIG.
The long wiring 15 from the gate electrode pad 7 has a configuration in which a conductive layer constituting a gate electrode having a higher resistance is used in place of the conventional aluminum wiring layer. However, a current essentially flows through the gate. Therefore, the wiring resistance of the wiring 15 does not cause a problem in measurement.
[0034]
Rather, since the wiring resistance is high, the time constant due to the resistance and the capacitance between the wiring 15 and the substrate 21 is increased, so that there is an advantage that the resistance against a sudden surge applied from the outside to the gate of the transistor is increased. Therefore, in some cases, a protective diode is not required for the gate.
[0035]
Another form of the wiring 15 having this advantage, that is, a diffusion layer formed on the semiconductor substrate can be used. In this case, in addition to reducing the surge by the time constant due to the resistance of the diffusion layer and its PN junction capacitance, the diffusion layer itself serves as a protective diode.
[0036]
The two-layer structure of the wirings 9 and 15 is not limited to the specific example of (Embodiment 1 ), and two different types of conductive layers constituting the semiconductor integrated circuit body can be used. It is also an example that the wiring 9 described in the first embodiment 1 ) is a first-layer aluminum wiring and the wiring 15 is a diffusion layer.
[0037]
(Embodiment 2 )
(Embodiment 2 ) shown in FIG. 4 shows another embodiment of a two-layer structure of the wiring 15 and the wiring 9 in (Embodiment 1 ).
[0038]
Using the first-layer using an aluminum wiring layer, the second layer aluminum wiring layer as a substrate (well) voltage supply wiring 9 as a gate connection wiring 15 'from the pad 7 in FIG. 2 (Embodiment 1) Is. In the configuration of FIG. 3 of (Embodiment 1 ), the thickness of the wiring 15 is about 100 to 250 nm and the thickness of the wiring 9 is about 700 nm, whereas in FIG. 700 nm and the film thickness of the wiring 9 are 1000 nm, and the height of this wiring part is higher than in FIG. In this sense, it can be said that it is superior to (Embodiment 1 ).
[0039]
3 of (Embodiment 1 ) and FIG. 4 of (Embodiment 2 ), even if the integrated circuit body is a metal (aluminum) wiring system having three or more layers, the structure up to the second layer is applied. It can be used as it is. Further, the wirings 9 and 15 'are not limited to the use of the second layer, and any two layers of aluminum multilayer wiring may be selected and used.
[0040]
In each of the above embodiments, the pad disposed at the position sandwiched between the transistors is connected to the adjacent transistors on both sides. However, from the viewpoint of reducing the scribe lane width, the pad is sandwiched between the transistors. Alternatively, a pad for each transistor may be provided at a different position.
[0042]
【The invention's effect】
The test circuit according to claim 1 , wherein one source electrode pad is commonly connected to corresponding sources of at least two adjacent transistors, and one drain electrode pad is at most two adjacent ones. Commonly connected to the corresponding drains of the transistors, one gate electrode pad is commonly connected to the corresponding gates of at least the plurality of transistors, and one substrate potential or well potential supply pad is at least the plurality of the transistors. Are connected in common to the corresponding substrate potential or well potential supply location, and further, the wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor, and the substrate potential or well potential supply of the transistor from the substrate potential or well potential supply pad The wiring to the location should be a scratch with the transistor at the center. Because it is arranged along one of the two longitudinal sides of the brain, it can reduce the number of long wires extended along the scribe lane of the semiconductor substrate in order to supply or measure the voltage commonly to the transistors in the test circuit. This reduces the scribe lane width and increases the number of chips that can be taken from the substrate, thereby contributing to cost reduction. Further, the influence of the source electrode wiring resistance on the transistor is eliminated, and the transistor characteristics can be measured accurately. In addition, a great effect is exhibited such that the wiring can be prevented from being damaged by the probe needle.
[0043]
Further, in claim 2 , the wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor and the wiring from the substrate potential or well potential supply pad to the substrate potential or well potential supply location of the transistor are in two upper and lower layers, Since the positions are arranged so as to overlap each other, the scribe lane width required for mounting the test circuit can be further reduced.
[0044]
A test circuit according to a second aspect of the present invention is the test circuit according to the first aspect, wherein the wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor is formed of a conductive layer constituting the gate electrode of the transistor or a diffusion layer formed on the semiconductor substrate. The advantage is that resistance to sudden surges applied to the gate from the outside increases, and no protective diode is required at the gate. When a diffusion layer formed on a semiconductor substrate is used, the diffusion layer itself acts as a protective diode in addition to alleviating the surge by the time constant due to the resistance of the diffusion layer and its PN junction capacitance.
[0045]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a test circuit according to the first aspect , wherein an integrated circuit having a multi-layered conductive layer structure is formed on the semiconductor substrate, a wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor, and a substrate potential or well potential supply pad The wiring from the substrate to the substrate potential or well potential supply point of the transistor is configured using two of the multilayer conductive layers, so that an integrated circuit is formed in regions on both sides of the scribe lane of the semiconductor substrate. The test circuit can be created on the scribe lane.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a test circuit of (reference example) FIG. 2 is a plan view of (Embodiment 1 ) of a test circuit of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line bb ′ of FIG. Sectional view of (Embodiment 2 ) of the test circuit of the present invention FIG. 5 is a plan view showing an example of pattern arrangement of a conventional test circuit. FIG. 6 is a sectional view taken along line cc ′ of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scribe lane 2 Integrated circuit main body area | region 3 Pad 4 for voltage application to a board | substrate or a well diffused layer 4, 6, 6 'Source electrode pad 5 Drain electrode pad 7 Gate electrode pad 8, 8', 8 "Transistor area | region 9, 10, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 14, 15 Wiring 12 Diffusion layer 13 Pad opening 16 Contact part 21 Semiconductor substrate 22 Insulating isolation oxide film 23 Interlayer insulating film 24 Lower aluminum pad part 25 of pad 5 made of the first aluminum wiring layer Interlayer insulating film 26 Upper aluminum pad portion 27 of pad 5 made of second-layer aluminum wiring layer 27 Passivation films 28, 28 'Probe needle

Claims (3)

半導体基板の製造プロセスモニター用に前記半導体基板のスクライブレーン上に複数のトランジスタを前記スクライブレーンに沿って配列して形成したテスト回路であって、
1個のソース電極パッドが、多くとも隣り合う2個の前記トランジスタの対応するソースに共通接続され、
1個のドレイン電極パッドが、多くとも隣り合う2個の前記トランジスタの対応するドレインに共通接続され、
1個のゲート電極パッドが、前複数のトランジスタの対応するゲートに共通接続され、
1個の基板電位またはウエル電位供給パッドが、前複数のトランジスタの対応する基板電位またはウエル電位供給箇所に共通接続され、
さらに前記ゲート電極パッドから前記トランジスタの前記ゲートへの配線、および前記基板電位またはウエル電位供給パッドから前記トランジスタの前記基板電位もしくはウエル電位供給箇所への配線は、前記トランジスタを中央にして前記スクライブレーンの長手方向の両側の内の片側のみにまとめて、かつ互いに前記配線が上下に重なるように配置されたテスト回路。
A test circuit formed by arranging along said scribe lanes a plurality of transistors on the semiconductor substrate scribing on the live lane for manufacturing process monitoring of the semiconductor substrate,
One source electrode pad is commonly connected to corresponding sources of two adjacent transistors at most;
One drain electrode pad is commonly connected to corresponding drains of at least two adjacent transistors,
One gate electrode pad, are commonly connected to a corresponding gate before Symbol plurality of transistors,
One substrate potential or well potential supply pads are commonly connected to a corresponding substrate potential or well potential supply point of the previous SL plurality of transistors,
Furthermore wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor, and the wiring from the substrate potential or well potential supply pad to the substrate potential or well potential supply point of the transistor, the scribe lane and the transistor in the center The test circuits are arranged only on one of the two sides in the longitudinal direction and arranged so that the wirings overlap each other.
請求項に記載のテスト回路において、
前記ゲート電極パッドから前記トランジスタの前記ゲートへの配線が、前記トランジスタの前記ゲート電極を構成する導電層または前記半導体基板に形成された拡散層から形成されたものである
テスト回路。
The test circuit according to claim 1 ,
The wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor, a conductive layer or said those formed from diffusion layers formed on the semiconductor substrate test circuit constituting said gate electrode of said transistor.
請求項に記載のテスト回路において、
前記半導体基板には多層導電層構造の集積回路が形成されており、前記ゲート電極パッドから前記トランジスタの前記ゲートへの配線と、前記基板電位またはウエル電位供給パッドから前記トランジスタの前記基板電位もしくはウエル電位供給箇所への配線とが、前記多層導電層のうちの2層を用いて構成されている
テスト回路。
The test circuit according to claim 1 ,
Wherein the semiconductor substrate is formed an integrated circuit of a multi-layer conductive layer structure, the wiring from the gate electrode pad to the gate of the transistor, the substrate potential or well of the transistor from the substrate potential or well potential supply pad A test circuit in which a wiring to a potential supply location is configured using two of the multilayer conductive layers.
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