(57)【要約】 【課題】  半導体装置に設ける電子ビームテスティング用のテスト端子に対して、識別マークを設けて容易に特定することを可能にした半導体装置を提供する。【解決手段】  複数の配線層が絶縁層を介して多層構造になっており、最上層には該配線層がビアを介して接続された電子ビームテスティング用のテスト端子５が設けられている半導体装置１０において、該テスト端子５の近傍に該テスト端子５を識別する識別マーク６が設けられており、該識別マーク６が複数の識別パターン６１をバーコード状に並設したものであるように構成する。【選択図】      図１
2008010736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層が絶縁層を介して多層構造になっており、最上層には該配線層がビアを介して接続された電子ビームテスティング用のテスト端子が設けられている半導体装置において、
該テスト端子の近傍に該テスト端子を識別する識別マークが設けられており、
該識別マークが複数の識別パターンをバーコード状に並設したものである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
該識別パターンのそれぞれが、少なくとも二つの電位の何れかに接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
該識別パターンのそれぞれが、ＶＤＤまたはＧＮＤ端子に接続されている
ことを特徴とする請求項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、半導体装置に関し、特に多層配線構造の半導体装置において、電子ビームテスティング用のプローブポイントであるテスト端子を識別する識別マークを設けた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化に伴って、金属配線を従来の平面配線から複数層に多層配線することが進展している。その結果、外部端子に信号を入出力して行われていた従来の半導体装置の試験では、内部の回路特性を試験することができなくなっている。
【０００３】
こうした背景から、電子ビームを探針（以下、ＥＢプローブと呼ぶ）として用い、電位の掛かった内部配線から放出する２次電子の量を観測して電位と波形を得て内部回路の特性を調べる電子ビームテスティングが行われるようになっている。
【０００４】
電子ビームテスティングは、電子顕微鏡と同様の原理で、真空中で放出される２次電子を検出するが、内部波形を測定する場合には、電子ビームの散乱によって内部の細い配線のままでは十分な信号が得られない。そこで、電子ビームテスティングを効果的に行うために、いろいろな提案がなされている。
【０００５】
電子ビームテスティング法が下層配線に対して適用しにくいことを解決するために、電源配線、ＧＮＤ配線および信号配線を接続するためのパターン配線面に形成した複数の電極とその複数の電極の各々の領域内下層部の絶縁層に形成した複数の探針用配線端子を有する構成にする（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、多層配線構造を含む試料に対してエッチングを行い、層間絶縁膜に覆われていた下層配線、ビアホール内の配線を露出させる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、電子ビームを半導体ウェーハの表面に照射し、発生する二次電子、反射電子および後方散乱電子を二次ビームとして写像投影し、投影系内に平行平板型エネルギフィルタを備えて二次電子ビームを分離して取り出す（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
こうして、多層構造の内部配線から放出される二次電子を捉えるための工夫がなされているが、最も直截的で非破壊的に行う電子ビームテスティングは、観測したい内部信号線を最上層に引き出し、ＥＢプローブ用のテスト端子を設けて行う方法である。
【０００９】
図３は従来のＥＢプローブ用端子の模式的な構成図で、図３（Ａ）は多層構造を上層から下層まで透視した平面透視図、図３（Ｂ）はＸ−Ｘで切断した断面図である。ここでは、配線層が３層構造に多層配線された半導体装置１０を例示している。
【００１０】
図３（Ａ）において、ＳｉＯ2 などからなる絶縁層１の上に第１の配線層２１、絶縁層３を介して第２の配線層２２、絶縁層３を介して第３の配線層２３が最上層となっている。そして、第１と第２の配線層２１、２２との間は適宜第１のビア４１で接続されており、第２と第３の配線層２２、２３との間は適宜第２のビア４２で接続された構成になっている。
【００１１】
ＥＢプローブ用のテスト端子５は最上層に露出した構成になっている。つまり、図３（Ｂ）に示したように、第１の配線層２１から第１のビア４１、第２の配線層２２、第２のビア４２を順次介して接続され、最上層に露出している。
【００１２】
一般に、最上層の第３の配線層２３やテスト端子５の上は、さらに絶縁膜を保護膜として覆っている。そこで、テスト端子５は絶縁膜をエッチングなどによって剥離して露出させるが、ここでは省略している。
【００１３】
このようなテスト端子５を最上層に露出させた構成にすると、電子ビームテスティングに際して、ＥＢプローブを配線層に直接電気的に接触させることができるので、十分な２次電子を捉えることができる。その結果、明確な波形を観測することができる。
【特許文献１】特許２９２７２６７号
【特許文献２】特開１９９９−１５４６９４号公報
【特許文献３】特開１９９９−３２６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、テスト端子をビアを介して最上層に設ければ、ＥＢプローブをテスト端子に直接することができるので、放出される２次電子を確実に捉えることができる。
【００１５】
図４は図３のテスト端子のＥＢテスタにおけるＳＥＭ画像の模式図である。半導体装置１０の表面は、絶縁層３が透明である。従って、光学顕微鏡で観察すれば下層の配線層が透けて視認できる。
【００１６】
ところが、ＥＢテスタで見るＳＥＭ画像では、光学顕微鏡と異なり、絶縁層３の下の配線層はほとんど見ることができない。従って、図４に示したように、明瞭に見えるのは最上層に露出している第３の配線層２３とテスト端子５のみである。
【００１７】
一方、電子ビームテスティングにおいては  ＳＥＭ画像によって複数あるテスト端子から測定したいテスト端子を特定する必要がある。ところが、ＳＥＭ画像では、最上層の配線層のみしか確認できない。そのため、テスト端子の近傍の配線層の配線形状の特長から所望のテスト端子を特定することは困難な作業となっている。
【００１８】
そこで、本発明では、電子ビームテスティング用のテスト端子の近傍にテスト端子を識別する識別マークを設けてコード化したテスト端子を識別できるようにしている。この識別マークは、複数の識別パターンをバーコード状に並設したもので、識別パターンのそれぞれが、少なくとも二つの電位の何れかに接続されて明暗のコードとなっている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】
【００１９】
上で述べた課題は、複数の配線層が絶縁層を介して多層構造になっており、最上層には該配線層がビアを介して接続された電子ビームテスティング用のテスト端子が設けられている半導体装置において、該テスト端子の近傍に該テスト端子を識別する識別マークが設けられており、該識別マークが複数の識別パターンをバーコード状に並設したものであるように構成された半導体装置によって解決される。
【００２０】
つまり、テスト端子は、物理的な形状が同一で識別が困難であるが、近傍に設けた識別マークを読み取ることによって、識別することができる。
【００２１】
この識別マークは、複数の識別パターンをバーコード状に並設した構成とする。そして、識別パターンのそれぞれを少なくとも二つの電位、例えば、３ＶのＶＤＤの電位とＧＮＤ電位に任意に接続する。
【００２２】
そうすると、ＥＢプローブの画面で観察した際に、ＶＤＤの高電位の識別パターンは２次電子を引きつけるために暗く見える。それに対して、低電位のＧＮＤに落とした識別パターンは２次電子を反発するために明るく見える。こうして、複数の識別パターンの明暗をコード化して識別マークとすれば、対応するテスト端子を特定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の配線層が絶縁層を介して多層構造になっている半導体装置において、最上層に設けられた電子ビームテスティング用のテスト端子を確実に識別することができる。
【００２４】
識別パターンをコード化した識別マークは、物理的形状が同一なので、テスト端子をＥＢプローブによってしか識別コードを読み取ることができない。従って、他者が光学顕微鏡で調査しても何ら情報が得られず、情報漏洩の懸念がない。
【００２５】
近年の半導体装置における配線プロセスでは、平坦化が行われているので配線層の下のビアの有無は見え難い。その結果、本発明になるコード化したテスト端子の識別マークは守秘性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明の実施例の模式的な平面透視図で、多層構造を上層から下層まで透視した図、図２は本発明の実施例のＥＢテスタ画像の模式図である。
【００２７】
図１は、図３に示した実施例と類似の構成図で、ＳｉＯ2 などからなる基板１上に第１の配線層２１、その第１の配線層２１の上に絶縁層３を介して第２の配線層２２、その第２の配線層２２の上に絶縁層３を介して第３の配線層２３が最上層となっている３層構造の半導体装置１０を例示している。
【００２８】
第１の配線層２１と第２の配線層２２との層間は、適宜第１のビア４１で接続されており、第２の配線層２２と第３の配線層２３との層間は、適宜第２のビア４２で接続された構成になっている。
【００２９】
ＥＢプローブ用のテスト端子５は最上層に露出した構成になっている。そして、この例では、観察したい第１の配線層２１から第１のビア４１を介して第２の配線層２２へ、さらに第２のビア４２を介してテスト端子５へと接続されている。
【００３０】
最上層は第３の配線層２３と同一の層で、絶縁膜で覆われて保護されている。従って、エッチングなどによってテスト端子５を露出させるが、ここでは省略している。
【００３１】
テスト端子５の近傍には、テスト端子５を識別するために、識別マーク６を設ける。この識別マーク６は、ここでは５本のバー状の識別パターン６１を並設した構成になっている。そして、識別パターン６１のそれぞれを下層の、例えば、配線層２２の３ＶのＶＤＤ配線７１、またはＧＮＤ配線７２と適宜第２のビア４２を介して接続する。
【００３２】
識別マーク６は、テスト端子５をコード化して識別パターン６１のバーコードに対応させたもので、ＥＢプローブの画面で観察した際に、ＶＤＤの高電位の識別パターンは２次電子を引きつけるために暗く見え、低電位のＧＮＤに落とした識別パターンは２次電子を反発するために明るく見えることに対応させている。
【００３３】
図２は、ＥＢテスタの画面を示したもので、第３の配線層２３とテスト端子５とが見える。しかし、この画面からは、実際に、半導体装置の表面に複数設けたテスト端子を特定することは難しい。
【００３４】
ところが、テスト端子５の近傍に設けられた識別マーク６を読み取ると、５本の識別パターン６１のうち、１、２、４番目の識別パターン６１は暗で、３番目と５番目が明になっている。このコードからテスト端子５を識別することができる。
【００３５】
ここでは、識別マークを５本の方形の識別パターンで例示したが、本数や形状は限定するものではなく、種々の変形が可能である。もちろん、テスト端子をどのようにコード化するかについても、種々の変形が可能である。
【００３６】
また、識別パターンの明暗を得るために印加する少なくとも二つの電位は、ＶＤＤやＧＮＤに限定するものではなく、種々の変形が可能である。
【００３７】
さらに、ここでは、最上層が第３の配線層となる３層構造の半導体装置について例示したが、例えば、配線層が６層のＬＳＩにおいて、第６層、第５層を剥離しても動作可能であれば、最上層でない第４層にテスト端子と識別マークを設けてＥＢプローブで測定することもでき、種々の変形が可能である。
【００３８】
識別パターンのそれぞれを少なくとも二つの電位、例えば、３ＶのＶＤＤの電位とＧＮＤ電位に任意に接続する。
【００３９】
そうすると、ＥＢプローブの画面で観察すると、ＶＤＤの高電位の識別パターンは２次電子を引きつけるために暗く見える。それに対して、低電位のＧＮＤに落とした識別パターンは２次電子を反発するために明るく見える。こうして、複数の識別パターンの明暗をコード化して識別マークとすれば、対応するテスト端子を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例の模式的な平面透視図である。
【図２】本発明の実施例のＥＢテスタ画像の模式図である。
【図３】従来のＥＢプローブ用端子の模式的な平面透視図である。
【図４】図３のテスト端子のＥＢテスタにおけるＳＥＭ画像の模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  絶縁層
２１  第１の配線層
２２  第２の配線層
２３  第３の配線層
３  絶縁層
４１  第１のビア
４２  第２のビア
５  テスト端子
６  識別マーク
６１  識別パターン
７１  ＶＤＤ配線
７２  ＧＮＤ配線
１０  半導体装置
【図１】
2008010736.tif 000003
【図２】
2008010736.tif 000004
【図３】
2008010736.tif 000005
【図４】
2008010736.tif 000006