(57)【要約】【課題】内部集積回路の試験動作を行うとともに、不純物濃度を電気特性で確認する半導体装置を提供する。【解決手段】ウェハ１００上には、半導体集積回路が形成されているチップ１０１とスクライブ領域１０２を交互に繰り返し形成する。スクライブ領域１０２上にはマスク合わせや寸法測定を行うためのパターンとともに、試験動作用パッド１０５、不純物測定ＴＥＧ１０４を配置する。不純物測定ＴＥＧ１０４は不純物の濃度、深さを確認出来るモジュールであり、試験動作用パッド１０５とはスイッチ１０６を介して接続する。試験動作用パッド１０５は、半導体装置１０１の内部回路１０７とヒューズ１０８、スイッチ１０９を介して接続している。スイッチ１０６、１０９の切り替えによって、試験動作用パッド１０５から不純物測定ＴＥＧと内部集積回路１０７の電気特性を測定する。スイッチ１０６、１０９は、スイッチ制御回路１１０の信号により切り替えを行う。【選択図】図１
2006253363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハに半導体集積回路が形成された複数のチップと、前記チップの間にスクライブラインとがあり、
前記チップ内には内部回路があり、
前記スクライブラインには検査ブロックとパッドがあり、
前記パッドは第１のスイッチの切り替えにより前記検査ブロックと電気的に接続し、
さらに前記パッドは第２のスイッチの切り替えによりヒューズを介して前記内部回路と電気的に接続し、
前記第１のスイッチがＯＮのときは第２のスイッチはＯＦＦであり、
前記第２のスイッチがＯＮのときは第１のスイッチはＯＦＦである、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
ウェハに半導体集積回路が形成された複数のチップと、前記チップの間にスクライブラインとがあり、
前記チップ内には内部回路とパッドがあり、
前記スクライブラインには検査ブロックがあり、
前記パッドは第１のスイッチの切り替えによりヒューズを介して前記検査ブロックと電気的に接続し、
さらに前記パッドは第２のスイッチの切り替えにより前記内部回路と電気的に接続し、
前記第１のスイッチがＯＮのときは第２のスイッチはＯＦＦであり、
前記第２のスイッチがＯＮのときは第１のスイッチはＯＦＦである、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記検査ブロックは不純物濃度を測定し、前記半導体装置は固体撮像装置であることを特徴とした請求項１、２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動作試験に内部集積回路を用いる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化および低コスト化を実現するためには、集積回路の高集積化、微細化を行うとともに、半導体装置のチップ面積およびスクライブライン面積を縮小する方法が有効である。
【０００３】
そこで、特許文献１を参照しながら、チップ面積を縮小するためにテストパッドをスクライブライン上に配した半導体装置について説明する。
【０００４】
図３は、従来技術の半導体装置が形成されているチップ及びスクライブラインが配置されているウェハ平面の一部を示す概略平面図である。
【０００５】
各チップの上側のスクライブラインＳＺつまりその形成領域の外側には、２個のテストパッドＴＰ１及びＴＰ２が設けられている。
【０００６】
また、チップ内には内部集積回路ＬＣがあり、プローブ検査時にはテストパッドＴＰ１及びＴＰ２を介して供給される試験信号に従って、その所定の回路特性が選択的に設定され、また所定の試験動作を選択的に実行する。
【０００７】
また、テストパッドＴＰ１及びＴＰ２と対応するチップの内部集積回路ＬＣとの間に、２個のヒューズＦ１及びＦ２が設けられている。
【０００８】
このヒューズは、集積回路の試験動作が終了した後、例えば所定のレーザビームを照射することによって切断される。
【０００９】
また、図面には記載がないが、スクライブラインＳＺには、素子形成工程や金属配線層形成工程で必要となる位置合わせ用のターゲットやプロセス評価のためのテグが形成されている。
【特許文献１】特開平６−３４９９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体装置製造工程の条件管理項目としては、フォトマスクの重ね合わせ精度、各工程のパターン寸法、膜厚の測定とともに、熱拡散やイオン注入の不純物濃度などが挙げられる。
【００１１】
また不純物濃度を直接測ることは困難であるため、ＴＥＧパターンを形成し、この抵抗値などの電気特性を測定する方法が用いられている。
【００１２】
しかし、従来技術で示した半導体装置は、プローブ検査は内部集積回路を用いて行うため、不純物濃度を電気特性で確認することができない。
【００１３】
そこで、前記課題に鑑み、本発明はトランジスタ特性を内部集積回路の試験動作で行うとともに、不純物濃度を電気特性で確認することが出来る半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体装置は、ウェハに半導体集積回路が形成された複数のチップと、チップの間にスクライブラインがあり、チップ内には内部回路があり、スクライブラインには検査ブロックとパッドがあり、パッドは第１のスイッチの切り替えにより検査ブロックと電気的に接続し、さらにパッドは第２のスイッチの切り替えによりヒューズを介して内部回路と電気的に接続し、第１のスイッチがＯＮのときは第２のスイッチはＯＦＦであり、第２のスイッチがＯＮのときは第１のスイッチはＯＦＦであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る第２の半導体装置は、ウェハに半導体集積回路が形成された複数のチップと、チップの間にスクライブラインがあり、チップ内には内部回路とパッドがあり、スクライブラインには検査ブロックがあり、パッドは第１のスイッチの切り替えによりヒューズを介して検査ブロックと電気的に接続し、さらにパッドは第２のスイッチの切り替えにより内部回路と電気的に接続し、第１のスイッチがＯＮのときは第２のスイッチはＯＦＦであり、第２のスイッチがＯＮのときは第１のスイッチはＯＦＦであることを特徴とするものである。
【００１６】
なお、本発明の第１および第２の半導体装置において、検査ブロックは不純物濃度を測定し、半導体装置は固体撮像装置であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体装置は、トランジスタ特性を内部回路の試験動作で行うとともに、不純物濃度は電気抵抗を測定することにより形成条件を確認する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を形成するチップ及びスクライブラインが配置されているウェハ平面の一部を示す概略平面図である。
【００２０】
ウェハ１００上には、半導体集積回路が形成されているチップ１０１とスクライブライン１０２を交互に、繰り返し形成する。
【００２１】
また、スクライブライン１０２上には、マスク合わせや寸法測定を行うためのパターン（図示せず）とともに、試験動作用パッド１０５、不純物測定ＴＥＧ１０４を配置する。
【００２２】
フォトマスクの重ね合わせ精度、パターン寸法、スパッタやＣＶＤなどの膜厚は、モニターマークまたは実パターンを用いて測定する。この測定は、不純物濃度、深さと異なり、寸法測定器、膜厚測定器、重ね合わせ測定器を用いて直接測定を行う。
【００２３】
不純物測定ＴＥＧ１０４は、抵抗値などの電気特性を測定することにより不純物の濃度、深さを確認することが出来るモジュールであり、試験動作用パッド１０５とはスイッチ１０６を介して接続する。なお、図は不純物測定ＴＥＧを３本並列接続した例を示しているが、３本に限らない。
【００２４】
この不純物測定ＴＥＧ１０４は半導体装置の動作には必要ないため、スクライブライン１０２上に形成する。
【００２５】
また、試験動作用パッド１０５は、半導体装置１０１の内部回路１０７とヒューズ１０８、スイッチ１０９を介して接続している。また、Ｉ／Ｏパッド１１２はチップ内に配置する。
【００２６】
スイッチ１０６、１０９の切り替えによって、試験動作用パッド１０５から不純物測定ＴＥＧと内部集積回路１０７の電気特性を測定することが出来る。
【００２７】
また、スイッチ１０６、スイッチ１０９は、スイッチ制御回路１１０の信号により切り替えを行う。
【００２８】
また、ヒューズ１０８はチップを切断する際に発生する異常電流により、半導体装置が破壊されることを防ぐものである。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の試験動作について説明する。
【００３０】
まず、スイッチ制御手段１１０に信号を印加し、試験動作用パッド１０５と不純物測定ＴＥＧ１０４を接続する。このとき、スイッチ１０９はＯＦＦの状態とし、試験動作用パッド１０５と内部集積回路１０７の間は、オープン状態である。
【００３１】
この状態で、不純物測定ＴＥＧ１０４の電気特性を測定し、シリコンウェハ１００が条件どおり拡散されたかどうかを判断する。たとえば、ｐ型不純物領域で形成された不純物測定ＴＥＧ１０４の電気特性で異常が検出された場合、ｐ型不純物領域を形成するボロン注入工程で異常があったことが判断出来る。
【００３２】
すべての不純物測定ＴＥＧ１０４の電気測定が完了後、スイッチ制御手段１１０に信号印加し、試験動作用パッド１０５と内部回路１０７を電気的に接続する。
【００３３】
このとき、試験動作用パッド１０５と不純物測定ＴＥＧ１０４は、オープン状態である。
【００３４】
その後、内部回路１０７の電気特性を測定した後、試験動作用パッド１０５から高電圧を印加し、ヒューズ１０８を溶断させ、試験動作用パッド１０５と内部回路１０７を電気的にオープン状態にする。
【００３５】
これは後工程であるダイシング工程において、シリコンウェハ１００をスクライブライン１０２に沿って切断するが、切断された配線が、たとえば、基板等と微妙に接触することで、リーク電流が発生し、半導体装置１０１が誤動作することを防ぐためである。
【００３６】
なお、ヒューズ溶断時の高電圧により、内部回路１０７に悪影響を及ぼすことが予想される場合は、ヒューズの先にサージ用保護素子を設けるか、レーザーカット方式のヒューズを採用してもよい。
【００３７】
以上の試験動作を行い、電気特性に異常がなければ、ウェハの切断、チップのパッケージングを行う。
【００３８】
第１の実施形態によると、スクライブライン１０２上に存在した回路素子を半導体装置１０１内の内部回路１０７と共用したため、チップ面積の縮小を図りながらトランジスタ特性などの確認ができる。
【００３９】
さらに、トランジスタ特性に異常が見られた場合、異常のある不純物形成工程を特定することが出来る。
【００４０】
なお、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置として、不純物濃度、深さが蓄積電荷の転送効率や飽和特性など装置特性への依存が大きい固体撮像装置に用いることが出来る。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を形成されているチップ及びスクライブラインが配置されているウェハ平面の一部を示す概略平面図である。
【００４３】
シリコンウエハ２００上に半導体集積回路が形成されているチップ２０１とスクライブライン２０２が、交互に、繰り返し形成されている。スクライブライン２０２は、マスク合わせを行うためのマーク（図示せず）や、不純物測定ＴＥＧ２０３がレイアウトされている。なお、図は不純物測定ＴＥＧを３本並列接続した例を示しているが、３本に限らない。
【００４４】
また、不純物測定ＴＥＧ２０３は、スイッチ２０６ａとヒューズ２０７を介して、半導体装置２０１のＩ／Ｏパッド２１１に接続される。
【００４５】
ヒューズ２０７はチップ２０１を切断する際に発生する異常電流により、半導体装置が破壊されることを防ぐものである。
【００４６】
また、Ｉ／Ｏパッド２１１は、スイッチ２０６ｂを介して、半導体装置２０１の内部回路２１２と接続している。
【００４７】
このとき、ヒューズ２０７により、チップ切断時に起こる異常電流は回避できる。
【００４８】
なお、スイッチ２０６ａ、２０６ｂはスイッチ制御パッドにより制御される。
【００４９】
以上から、第２の実施形態は、動作確認パッドを半導体装置２０１内のＩ／Ｏパッド２１１と共用し、スクライブライン２０２内にレイアウトすべき、試験動作用パッドを減らすことを特徴としている。
【００５０】
本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２０１の試験動作は、以下のように行う。
【００５１】
まず、スイッチ制御手段２１３に信号を印加し、Ｉ／Ｏパッド２１１と不純物測定ＴＥＧ２０３と接続する。
【００５２】
このとき、Ｉ／Ｏパッド２１１は、内部回路２１２、他の不純物測定ＴＥＧ２０３とは、電気的にオープンの状態になっている。この状態で、不純物測定ＴＥＧ２０３の電気特性を評価する。
【００５３】
すべての不純物測定ＴＥＧ２０３および内部回路２１２の電気特性が完了した段階で、Ｉ／Ｏパッド２１１、スイッチ制御手段２１３から、高電圧を印加し、ヒューズ２０７を溶断させ、半導体装置２０１とスクライブライン２０２の間の回路をオープンにする。
【００５４】
これは、後工程であるダイシング工程において、シリコンウエハ２００をスクライブライン２０２に沿って切断するが、切断された配線が、たとえば、基板等と微妙に接触することで、リーク電流が発生し、半導体装置２０１が誤動作することを防ぐためである。
【００５５】
第１の実施形態において、スクライブライン１０２上に、不純物測定ＴＥＧ１０４をレイアウトできる領域を増やすためには、ＴＥＧの中で最大の面積を有している試験動作用パッドを縮小することが必要である。
【００５６】
しかしながら、試験動作用パッドは、測定用プローブを物理的に接触させるため、ある一定面積以下に縮小することはできない。
【００５７】
したがって、本発明の実施形態に係る半導体装置は、スクライブライン２０２の面積を大幅に縮小することができ、したがって、同一ウェハ２００におけるチップ２０１取れ数が大幅に増えるため、高集積化とともに低コストを実現することが出来る。
【００５８】
なお、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置として、不純物濃度、深さが蓄積電荷の転送効率や飽和特性など装置特性への依存が大きい固体撮像装置に用いることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明にかかる半導体装置は、トランジスタ特性を内部集積回路の試験動作で行うとともに、不純物形成の条件確認を確認することができ、基板内のスクライブライン面積を縮小することができ、固体撮像装置に用いる半導体装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を形成するチップ及びスクライブラインが配置されているウェハ平面の一部を示す概略平面図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を形成するチップ及びスクライブラインが配置されているウェハ平面の一部を示す概略平面図
【図３】従来技術の半導体装置を示した平面構成図
【符号の説明】
【００６１】
１００  ウェハ
１０１  チップ
１０２  スクライブライン
１０４  不純物濃度測定用ＴＥＧ
１０５  試験動作用パッド
１０６  スイッチ
１０７  内部回路
１０８  ヒューズ
１０９  スイッチ
１１０  スイッチ制御回路
１１２  Ｉ／Ｏパッド
２００  ウェハ
２０１  チップ
２０２  スクライブライン
２０３  不純物濃度測定ＴＥＧ
２０６  スイッチ
２０７  ヒューズ
２１１  Ｉ／Ｏパッド
２１２  内部回路
２１３  スイッチ制御手段
【図１】
2006253363.tif 000003
【図２】
2006253363.tif 000004
【図３】
2006253363.tif 000005