(57)【要約】【課題】信号切り替えオプションを、回路修正のために必要な層のみで行うことができる半導体装置を提供する。【解決手段】複数の任意の層で第１の信号から開放させる手段と、複数の任意の層で第２の信号へ短絡させる手段をもつことにより、任意の層で信号切り替えオプションを切り替えることができるようにしている。また、この切り替えオプション機構は、各層に形成され、垂直方向に配列されたパッド領域と、これらのパッド領域の間に形成されるコンタクトホールとを具備し、１つの層のパッド領域または配線層間のコンタクトホールが開放状態となっており、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡させることにより、接続を達成するようにすれば、マスク修正の必要な層を最低限に抑えることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層と、信号切り替えオプション機構とを具備した半導体装置において、
前記複数の配線層のうち任意の層の電気的接続を開放することにより第１の信号線との接続を開放させる手段と、任意の層で第２の信号線への接続を短絡させる手段とを具備したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記切り替えオプション機構は、各層に形成され、垂直方向に配列されたパッド領域と、これらのパッド領域の間に形成されるコンタクトホールとを具備し、少なくとも異なる１つの層のパッド領域または配線層間のコンタクトホールが開放状態となっている複数の切り替えオプションを具備し、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡させることにより、接続の切り替えを達成するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記切り替えオプション機構は、各層に形成され、垂直方向に配列されたパッド領域と、これらのパッド領域の間に形成されるコンタクトホールとを具備し、全てのパッド領域または配線層間のコンタクトホールが短絡状態となっている複数の切り替えオプションを具備し、修正しようとする層にある短絡状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを開放させることにより、接続の切り替えを達成するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記切り替えオプション機構は、複数の任意の層で他方の信号線へ複数回切り替え可能なオプション機構を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
複数の配線層のうち任意の層の電気的接続を開放することにより第１の信号線との接続を開放させる手段と、前記任意の層で第２の信号線への接続を短絡させる手段とを具備した信号切り替えオプション機構を具備した半導体装置のレイアウトパターンを形成する工程と、
レイアウト検証工程と、
前記切り替えオプション機構のうち、レイアウト検証工程で修正が必要であると判断された層に相当する層の、開放状態にあるパッド領域またはコンタクトホールを、短絡状態に変更するとともに、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡状態にすることにより、接続の切り替えを達成するようにレイアウトを修正するレイアウト修正工程と、
前記レイアウト修正工程で形成されたレイアウトパターンに基づいてマスク修正を行う工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置およびその製造方法にかかり、特に複数の任意の層で信号の切り替えに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汎用型ＬＳＩのように種々の用途に使用するＬＳＩでは、信号の切り替えを必要とする場合が多々ある。例えば、形成したＬＳＩを別の使用条件で用いるなど同じ製品でも異なる使用条件で用いる場合がある。
【０００３】
マイコンやＤＳＰなどのプロセッサではＬＳＩに回路バグを含んでいても、バグを含まない回路ブロックだけを使用し、ソフト設計の検証用に使用したり、ソフトウエアの記述に制限を加えることで機能を実現し、ソフトウエアの設計をすることができる。
【０００４】
したがって、検証用（または量産用でも）ソフトウエアでＬＳＩ履歴をチェックし、その結果によってそれぞれのＬＳＩバージョンで確認したいソフトウエアの検証を行う場合がある。
【０００５】
プロセッサ開発時、回路バグを修正し、特にＩＣＥなどのデバッガに接続する場合、履歴を必要とすることが多い。具体的にはデバッガの中に初期化プログラムに入っている場合が多く、デバッガにＬＳＩを接続した後、初期化プログラムが、そのＬＳＩにはどんな初期化が必要かを判断し、ＬＳＩを初期化したり、デバッグできる機能を制限したりすることにより、デバッグ中の暴走を抑制したりすることができる。
【０００６】
このような場合、検証後量産に入る際に、接続の切り替えを行う場合、半導体チップの信号線の接続の切り替えが必要となる。このような場合、良好な検証結果を得ている場合にも、信号線の切り替えに際して回路パターンを大きく変更すると、別の回路バグが生じたり、寄生容量の追加あるいは、配線抵抗の増大あるいは低減などの変化を引き起こすことにもなる。
【０００７】
図３に、信号切り替えマスクオプション機構を有する半導体装置の一例を示す。この例では、信号線３００につながる信号線３０５または信号線３０６に切り替えを行うべくオプションコンタクト層３０３，３０４が設けられている。ここで信号線３００につながる信号線を信号線３０５から信号線３０６に変更したい場合、オプションコンタクト３０３を開放し、オプション３０４を短絡することで信号線３００と信号線３０６とを短絡する。実際には、オプションコンタクト層と形成するためのスルーホールをオプションコンタクト層３０３，３０４のいずれの側に形成するかによって、オプション機能を実現する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造では、スルーホール形成用のマスクのみがオプション層として用いられており、オプション層が特定のマスク層に設定されていた。従って切り替えに際し、レジスタを修正したいような場合、レジスタのある層に加え、オプション層に対してもマスク修正を行わなければならないという問題があった。
【０００９】
本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、信号切り替えオプションを、必要な層だけで行うことができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、複数の任意の層で第１の信号線から開放させる手段と、複数の任意の層で第２の信号線へ短絡させる手段をもつことにより、任意の層で信号切り替えオプションを切り替えることが可能となり、他の修正マスク層とあわせることにより、修正マスク層を削減することができる。
【００１１】
また、この切り替えオプション機構は、各層に形成され、垂直方向に配列されたパッド領域と、これらのパッド領域の間に形成されるコンタクトホールとを具備し、１つの層のパッド領域または配線層間のコンタクトホールが開放状態となっており、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡させることにより、接続を達成するようにすれば、マスク修正の必要な層を最低限に抑えることが可能となる。また、信号切り替えを行っても回路状態は大きくは変わらないため、不要輻射対策などの諸対策を変更しなくてもよい。
【００１２】
また、前記切り替えオプション機構は、各層に形成され、垂直方向に配列されたパッド領域と、これらのパッド領域の間に形成されるコンタクトホールとを具備し、全てのパッド領域または配線層間のコンタクトホールが短絡状態となっている複数の切り替えオプションを具備し、修正しようとする層にある短絡状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを開放させることにより、接続の切り替えを達成するように構成してもよい。
そして、上記２種の切り替えオプションセットを具備し、１種の切り替えオプションセットを第１の信号線に、もう１種の切り替えオプションセットを第２の信号線に接続するようにすれば、第１及び第２の信号線への切り替えが、１層のマスク修正によって容易に達成できる。
【００１３】
またこの切り替えオプション機構は、複数の任意の層で第２の信号へ複数回切り替え可能なオプション機構を有するようにしてもよい。
【００１４】
また本発明の方法では、複数の配線層のうち複数の任意の層の電気的接続を開放することにより第１の信号線との接続を開放させる手段と、複数の任意の層で第２の信号線への接続を短絡させる手段とを具備した信号切り替えオプション機構を具備した半導体装置のレイアウトパターンを形成する工程と、レイアウト検証工程と、前記切り替えオプション機構のうち、レイアウト検証工程で修正が必要であると判断された層に相当する層の、開放状態にあるパッド領域またはコンタクトホールを、短絡状態に変更するとともに、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡状態にすることにより、接続の切り替えを達成するようにレイアウトを修正するレイアウト修正工程と、前記レイアウト修正工程で形成されたレイアウトパターンに基づいてマスク修正を行う工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。本実施の形態の半導体装置は、任意の１つの層で切り替えを行うことにより、どの位置（層）でも「Ｈ」と「Ｌ」の修正が容易にできるようにした切り替えオプション機構を具備したことを特徴とするものである。
【００１６】
この切り替えオプション機構は、第１の信号線１００を、下層の第２及び第３の信号線１０４，１０８の間で切り替えるようにしたもので、これらの間に中間層として同一サイズの導体パターンからなる第１乃至第４のオプションパッド１０２，１０６，１１０，１１３が形成され、これら第１乃至第４のオプションパッド１０２，１０６，１１０，１１３に対応して第１の信号線２００への導通（短絡）を可能にする上部オプションコンタクト１０１，１０５，１１０，１１２と、第１乃至第４の下部オプションコンタクト１０３，１０７，１１１，１１４とが形成され、第１の信号線１００と第２または第３の信号線との接続が可能となるようにしている。
【００１７】
ここで第１の信号線１００を第２の信号線１０４に接続するためのオプションセットは第１の上部オプションコンタクト１０１と、第１のオプションパッド１０２と第１の下部オプションコンタクト１０３とで構成され、いずれも短絡状態となっており、これらのうちのいずれかがオープンとなるようにマスクパターンの変更がなされると、非導通（開放）状態となるようになっている。
【００１８】
他方第１の信号線１００を第３の信号線１０８に接続するためのオプションセットは３セットあり第２乃至第４の上部オプションコンタクト１０５，１０９，１１２と、第２乃至第４のオプションパッド１０６、１１０，１１３と、第２乃至第４の下部オプションコンタクト１０７，１１１、１１４とで構成され、各オプションセットで１つづつ異なる層に開放オプションを有し、これらの開放オプションのうちのいずれかがいずれかの層で短絡状態となるようにマスクパターンの変更がなされると、いずれかの層で１つのオプションを短絡状態にすることにより、第２乃至第４のオプションセットのうちオプションセットのみが短絡状態となる。
【００１９】
この図では、上層にある第１の信号線１００に短絡・開放される上層側にある第１の上部オプションコンタクト１０１と、中間層にある第１のオプションパッド１０２と下層側にある第１の下部オプションコンタクト１０３を通じて、下層層にある第２の信号線１０４に短絡されている。
【００２０】
一方、前記第１の信号線１００と第３の信号線１０８までは、上層側のコンタクト層にある第２の上部オプションコンタクト１０５、中間層にある第３のオプションパッド１１０、下層側のコンタクト層にある第４の下部オプションコンタクト１１４は開放され、上層側のコンタクト層にある第３の上部オプションコンタクト１０９と第４の上部オプションコンタクト１１２、中間層にある第２のオプションパッド１０６、第４のオプションパッド１１３は短絡され、下層側のコンタクト層にある第２の下部オプションコンタクト１０７、第３の下部オプションコンタクト１１１は短絡されている。
【００２１】
この第１の信号線１００と、第２の信号線１０４が短絡された状態から、上層側コンタクト層を修正する場合、第１の上層側オプションコンタクト１０１を解放、第２の上層側オプションコンタクト１０５を短絡させることにより、第１の信号線１００と第３の信号線１０８との接続に切り替えることができる。
【００２２】
また、中間層を修正する場合、第１のオプションパッド１０２を解放、第３のオプションパッド１１０を短絡させることにより、第１の信号線１００と第３の信号線１０８との接続に切り替えることができる。
【００２３】
さらに、下層側コンタクト層を修正する場合、第１の下部オプションコンタクト１０３を開放し、第４の下部オプションコンタクト１１４を短絡させることで、第１の信号線１００と第３の信号線とを１０８を短絡させることができる。
【００２４】
したがって、任意の層で信号切り替えオプションを切り替えることが可能となり、他の修正マスク層とあわせることにより、修正マスク層を削減することができる。
【００２５】
このようにして、例えばレイアウト検証工程で、レイアウト検証工程で修正が必要であると判断された層に相当する層の、開放状態にあるパッド領域またはコンタクトホールを、短絡状態に変更するとともに、修正しようとする層にある開放状態となっているパッドあるいはコンタクトホールを短絡状態にすることにより、接続の切り替えを達成するようにレイアウトを修正するようにすれば、最低限のマスク修正のみで容易に信号線の切り替えを行うことができる。
【００２６】
また、これは３つの信号線層と２つのコンタクト層の場合を説明したが、ｎ層の信号線層と（ｎ−１）層のコンタクト層を用いた半導体装置にも適用可能である。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
前記実施の形態１では、第１の信号線を第２の信号線から第３の信号線への切り替え接続する場合について説明したが、さらに第２の信号線に再度切り替え可能にすることも可能である。
【００２８】
この例では実施の形態１に相当するオプションセットに加え、第２の信号線側にも第３の信号線側に形成した第２乃至第４のオプションセットと同様に形成された第５乃至第８のオプションセットを設けたものである。
【００２９】
実施の形態１のとおり、第１の信号線２００を第２の信号線２０４に接続するためのオプションセットは第１の上部オプションコンタクト２０１と、第１のオプションパッド２０２と第１の下部オプションコンタクト２０３とで構成され、いずれも短絡状態となっており、これらのうちのいずれかがオープンとなるようにマスクパターンの変更がなされると、非導通（開放）状態となるようになっている。そしてこれに加えて第１の信号線２００を第２の信号線２０４に接続するための第５乃至第７のオプションセットが設けられている。
【００３０】
この第１の信号線２００を第２の信号線２０７に接続するための付加オプションセットは３セットあり、前記実施の形態１の第１の信号線を第３の信号線に接続するためのオプションセットと同様に形成されている。すなわち、第５乃至第７の上部オプションコンタクト２２１，２１８，２１５と、第５乃至第７のオプションパッド２２２、２１９，２１６と、第５乃至第７の下部オプションコンタクト２２３，２１９、２１７とで構成され、各オプションセットで１つづつ異なる層に開放オプションを有し、これらの開放オプションのうちのいずれかがいずれかの層で短絡状態となるようにマスクパターンの変更がなされると、いずれかの層で１つのオプションを短絡状態にすることにより、第５乃至第７のオプションセットのうちオプションセットのみが短絡状態となる。
【００３１】
他方第１の信号線２００を第３の信号線２０８に接続するためのオプションセットは３セットあり第２乃至第４の上部オプションコンタクト２０５，２０９，２１２と、第２乃至第４のオプションパッド２０６、２１０，２１３と、第２乃至第４の下部オプションコンタクト２０７，２１１、２１４とで構成され、各オプションセットで１つづつ異なる層に開放オプションを有し、これらの開放オプションのうちのいずれかがいずれかの層で短絡状態となるようにマスクパターンの変更がなされると、いずれかの層で１つのオプションを短絡状態にすることにより、第２乃至第４のオプションセットのうちオプションセットのみが短絡状態となる。
【００３２】
この図では、上層にある第１の信号線２００に短絡・開放される上層側にある第１の上部オプションコンタクト２０１と、中間層にある第１のオプションパッド２０２と下層側にある第１の下部オプションコンタクト２０３を通じて、下層層にある第２の信号線２０４に短絡されている。
【００３３】
一方、前記２乃至第４のオプションセットと第５乃至第８のオプションセットは同様に接続されている。
【００３４】
この第１の信号線２００と、第２の信号線２０４が短絡された状態から、上層側コンタクト層を修正して、第１の上層側オプションコンタクト２０１を解放、第２の上層側オプションコンタクト２０５を短絡させることにより、第１の信号線２００と第３の信号線２０８との接続に切り替えた後、再度この第１の信号線２００と、第２の信号線２０４が短絡された状態に切り替える場合は、第２のオプションセットが前記第１のオプションセットと同様の役割を果たし、第１および第５乃至第７のオプションセットが前記実施の形態１の場合の第２乃至第４のオプションセットの役割を果たす。このようにして同様に再修正が可能となる。
【００３５】
このようにして再度オプション変更を行うことが可能となる。
【００３６】
また、これは３つの信号線層と２つのコンタクト層で、２回のみ任意の層でのオプション変更が可能な場合を説明したが、構成するオプションを同様にｍセット増やすだけで、ｎ層の信号線層と（ｎ−１）層のコンタクト層で、２ｎ−１層に対し、ｍ回の修正を行うことができる半導体装置を構成することも可能である。
【００３７】
また２つの信号線の切り替えのみならず、オプションセットを増やすのみで３つ以上の信号線の切り替えを行うことができる。３つ以上の場合は、１つの信号線に全層と全コンタクトとを短絡状態にしたオプションセットを接続するとともに、他の複数の信号線には、全層と全コンタクトのうち１つの層またはコンタクトを開放状態にし、他を短絡状態にしたものオプションセットを用意しておくことにより、どの層でも信号線の切り替えを行うことができる。すなわち、前記第２の実施の形態における第５乃至第７のコンタクトオプションを第１のコンタクトオプションとは別の第３の信号線に接続するようにすれば、これら３つの信号線との切り替えが、容易に可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば任意の層で信号切り替えオプションを変更することが可能となるため、修正の必要なマスク層とあわせることにより、修正すべきマスク層の数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のオプション機構付き半導体装置を示す図である。
【図２】実施形態２のオプション機構付き半導体装置を示す図である。
【図３】従来のオプション機構付き半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
１００　第１の信号線
１０１、１０５、１０９、１１２　上部コンタクトオプション
１０２、１０６、１１０、１１３　パッドオプション
１０３、１０７、１１１，１１４　上部コンタクトオプション
１０４、１０８　第２の信号線、第３の信号線
２００　第１の信号線
２０１、２０５、２０９、２１２　上部コンタクトオプション
２１５、２１８、２２１　上部コンタクトオプション
２０２、２０６、２１０、２１３　パッドオプション
２１７、２１９、２２２　パッドオプション
２０３、２０７、２１１，２１４　下部コンタクトオプション
２１７、２２０、２２３　下部コンタクトオプション
２０４、２０８　第２の信号線、第３の信号線
【図１】
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【図２】
2004079846.tif 000004
【図３】
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