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JP6947685B2 - Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices - Google Patents

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JP6947685B2 JP2018090296A JP2018090296A JP6947685B2 JP 6947685 B2 JP6947685 B2 JP 6947685B2 JP 2018090296 A JP2018090296 A JP 2018090296A JP 2018090296 A JP2018090296 A JP 2018090296A JP 6947685 B2 JP6947685 B2 JP 6947685B2
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Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

従来から、特開2003−218356号公報(特許文献1)に記載の半導体装置が知られている。特許文献1に記載の半導体装置は、半導体基板と、埋込絶縁膜と、シリコン層と、ゲート電極とを有している。半導体基板には、コンタクト不純物領域が形成されている。コンタクト不純物領域上の埋込絶縁膜及びシリコン層は、除去されている。シリコン層には、活性層と、ソース不純物領域と、ドレイン不純物領域とが形成されている。ソース不純物領域と、ドレイン不純物領域と、ソース不純物領域及びドレイン不純物領域とに挟み込まれた活性層と、ソース不純物領域及びドレイン不純物領域とに挟み込まれた活性層上に形成されたゲート電極とにより、トランジスタが形成されている。コンタクト不純物領域に電圧が印加されることにより、トランジスタの閾値電圧が調整される。 Conventionally, the semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-218356 (Patent Document 1) is known. The semiconductor device described in Patent Document 1 includes a semiconductor substrate, an embedded insulating film, a silicon layer, and a gate electrode. A contact impurity region is formed on the semiconductor substrate. The embedded insulating film and silicon layer on the contact impurity region have been removed. The silicon layer is formed with an active layer, a source impurity region, and a drain impurity region. The gate electrode formed on the source impurity region, the drain impurity region, the active layer sandwiched between the source impurity region and the drain impurity region, and the active layer sandwiched between the source impurity region and the drain impurity region A transistor is formed. The threshold voltage of the transistor is adjusted by applying a voltage to the contact impurity region.

特開2003−218356号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-218356

しかしながら、上記のような構造を有する半導体装置において、トランジスタの形成不良の原因をどのように検知するのかは、特許文献1からは明らかではない。 However, it is not clear from Patent Document 1 how to detect the cause of the poorly formed transistor in the semiconductor device having the above structure.

その他の課題及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 Other issues and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.

一実施形態に係る半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、第1テストパターンとを備える。半導体基板は、基材層、基材層上に形成された絶縁層並びに絶縁層上に形成された半導体層を有する。第1テストパターンは、層間絶縁膜上に形成された第1配線パターン、層間絶縁膜上に形成された複数の第2配線パターン、層間絶縁膜上に形成された第3配線パターン、基材層に形成された第1活性領域、半導体層に形成された複数の第2活性領域、第1活性領域上にある層間絶縁膜中に形成された第1コンタクトプラグ、並びに複数の第2活性領域のそれぞれの上にある層間絶縁膜中に形成された一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグを有する。 The semiconductor device according to one embodiment includes a semiconductor substrate, an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate, and a first test pattern. The semiconductor substrate has a base material layer, an insulating layer formed on the base material layer, and a semiconductor layer formed on the insulating layer. The first test pattern includes a first wiring pattern formed on the interlayer insulating film, a plurality of second wiring patterns formed on the interlayer insulating film, a third wiring pattern formed on the interlayer insulating film, and a base material layer. A first active region formed in, a plurality of second active regions formed in a semiconductor layer, a first contact plug formed in an interlayer insulating film on the first active region, and a plurality of second active regions. It has a pair of second and third contact plugs formed in the interlayer insulating film above each.

複数の第2活性領域は、平面視において、一方端と他方端とを含む仮想線上に配置される。第1活性領域は、平面視において、複数の第2活性領域のうち、仮想線の一方端上にある第3活性領域の隣に配置される。 The plurality of second active regions are arranged on a virtual line including one end and the other end in a plan view. The first active region is arranged next to the third active region on one end of the virtual line among the plurality of second active regions in a plan view.

第1コンタクトプラグは、絶縁層及び半導体層を介さずに、第1活性領域に接続されている。一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグは、複数の第2活性領域にそれぞれ接続されている。第1配線パターンは、第1コンタクトプラグ及び第3活性領域と接続されている第2コンタクトプラグのそれぞれに接続されている。複数の第2配線パターンのそれぞれは、第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグを介して、複数の第2活性領域のうちの互いに隣り合って配置される2つの第2活性領域に電気的に接続されている。第3配線パターンは、複数の第2活性領域のうちの仮想線の他方端上にある第4活性領域と電気的に接続されている第3コンタクトプラグに接続されている。 The first contact plug is connected to the first active region without interposing the insulating layer and the semiconductor layer. The pair of second contact plugs and third contact plugs are each connected to a plurality of second active regions. The first wiring pattern is connected to each of the first contact plug and the second contact plug connected to the third active region. Each of the plurality of second wiring patterns is electrically connected to two second active regions arranged adjacent to each other among the plurality of second active regions via the second contact plug and the third contact plug. Has been done. The third wiring pattern is connected to a third contact plug that is electrically connected to the fourth active region on the other end of the virtual line of the plurality of second active regions.

一実施形態に係る半導体装置によると、トランジスタの形成不良の原因を検知することが可能となる。 According to the semiconductor device according to the embodiment, it is possible to detect the cause of the poorly formed transistor.

第1実施形態における半導体ウェハWFの上面図である。It is a top view of the semiconductor wafer WF in 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例における半導体ウェハWFの上面図である。It is a top view of the semiconductor wafer WF in the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態における第1テストパターンTP1の上面図である。It is a top view of the 1st test pattern TP1 in 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例における第1テストパターンTP1の上面図である。It is a top view of the 1st test pattern TP1 in the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程図である。It is a process drawing of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 素子分離膜形成工程S1における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor apparatus which concerns on 1st Embodiment in the element separation membrane forming step S1. 除去工程S2における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in a removal step S2. 第1イオン注入工程S3における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in 1st ion implantation process S3. ゲート絶縁膜形成工程S4における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in a gate insulating film forming step S4. ゲート電極形成工程S5における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in a gate electrode forming step S5. エピタキシャル成長工程S6における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in the epitaxial growth step S6. 第2イオン注入工程S7における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in 2nd ion implantation process S7. サイドウォールスペーサ形成工程S8における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in a sidewall spacer forming process S8. 第3イオン注入工程S9における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in 3rd ion implantation process S9. シリサイド膜形成工程S10における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in the silicide film forming step S10. 層間絶縁膜形成工程S11における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in the interlayer insulating film forming step S11. コンタクトプラグ形成工程S12における第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment in a contact plug forming step S12. 全ての第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が正常に形成された場合における第1テストパターンTP1の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the 1st test pattern TP1 when all the 2nd contact plug CP2 and the 3rd contact plug CP3 are formed normally. いずれかの第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が正常に形成されなかった場合における第1テストパターンTP1の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the 1st test pattern TP1 in the case where any 2nd contact plug CP2 and 3rd contact plug CP3 are not formed normally. 第2実施形態における第1テストパターンTP1の上面図である。It is a top view of the 1st test pattern TP1 in 2nd Embodiment. 図21のXXII−XXIIにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XXII-XXII of FIG. 図21のXXIII−XXIIIにおける断面図である。It is sectional drawing in XXIII-XXIII of FIG. 第3実施形態におけるテスト領域TEGの模式的な上面図である。It is a schematic top view of the test area TEG in the third embodiment.

実施形態の詳細を、図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。 Details of the embodiments will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will not be repeated.

(第1実施形態)
以下に、第1実施形態に係る半導体装置の構成を説明する。
(First Embodiment)
The configuration of the semiconductor device according to the first embodiment will be described below.

図1に示されるように、第1実施形態に係る半導体装置は、半導体基板SUBを有している。半導体基板SUBは、半導体ウェハWFを切断することにより形成されている。すなわち、本実施形態における半導体基板SUBは、半導体ウェハWFの一部である。より具体的には、半導体ウェハWFは、平面視において、チップ領域CHと、スクライブ領域SCとを有している。チップ領域CHは、半導体素子が形成される領域である。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the first embodiment has a semiconductor substrate SUB. The semiconductor substrate SUB is formed by cutting a semiconductor wafer WF. That is, the semiconductor substrate SUB in this embodiment is a part of the semiconductor wafer WF. More specifically, the semiconductor wafer WF has a chip region CH and a scribe region SC in a plan view. The chip region CH is a region in which a semiconductor element is formed.

チップ領域CHは、平面視において、スクライブ領域SCに取り囲まれている。このことを別の観点からいえば、スクライブ領域SCは、互いに隣り合う2つのチップ領域CHの間に配置されている。テスト領域TEGは、平面視において、チップ領域CH内に配置されている。テスト領域TEGは、後述する第1テストパターンTP1が形成される領域である。なお、図2に示されるように、テスト領域TEGは、平面視において、スクライブ領域SC内に配置されていてもよい。半導体ウェハWFは、スクライブ領域SCに沿って切断される。 The chip region CH is surrounded by the scribe region SC in a plan view. From another point of view, the scribe region SC is arranged between two chip region CHs adjacent to each other. The test region TEG is arranged in the chip region CH in a plan view. The test region TEG is a region in which the first test pattern TP1, which will be described later, is formed. As shown in FIG. 2, the test region TEG may be arranged in the scribe region SC in a plan view. The semiconductor wafer WF is cut along the scribe region SC.

図3及び図4に示されるように、第1実施形態に係る半導体装置は、層間絶縁膜ILDと、第1テストパターンTP1とをさらに有している。層間絶縁膜ILDは、半導体基板SUB上に形成されている。層間絶縁膜ILDは、例えば、シリコン酸化物(SiO)で形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor device according to the first embodiment further has an interlayer insulating film ILD and a first test pattern TP1. The interlayer insulating film ILD is formed on the semiconductor substrate SUB. The interlayer insulating film ILD is formed of, for example, silicon oxide (SiO 2 ).

半導体基板SUBは、基材層BULKと、絶縁層BOXと、半導体層SOIとを有している。絶縁層BOXは、基材層BULK上に形成されている。半導体層SOIは、絶縁層BOX上に形成されている。基材層BULKは、例えば、単結晶のシリコン(Si)で形成されている。絶縁層BOXは、例えばシリコン酸化物で形成されている。半導体層SOIは、例えば、単結晶のシリコンで形成されている。 The semiconductor substrate SUB has a base material layer BULK, an insulating layer BOX, and a semiconductor layer SOI. The insulating layer BOX is formed on the base material layer BULK. The semiconductor layer SOI is formed on the insulating layer BOX. The base material layer BULK is formed of, for example, single crystal silicon (Si). The insulating layer BOX is formed of, for example, a silicon oxide. The semiconductor layer SOI is formed of, for example, single crystal silicon.

第1テストパターンTP1は、第1活性領域AR1と、複数の第2活性領域AR2とを有している。第1活性領域AR1は、基材層BULKに形成されている。第2活性領域AR2は、半導体層SOIに形成されている。より具体的には、第1活性領域AR1は、半導体基板SUBの第1領域R1に位置する基材層BULKに形成されている。第2活性領域AR2は、半導体基板SUBの第3領域R3に位置する半導体層SOIに形成されている。なお、第1領域R1及び第3領域R3は、テスト領域TEGに含まれている。上記のとおり、テスト領域TEGは、チップ領域CHに含まれているため、第1領域R1及び第3領域R3も、チップ領域CH内に位置している。第1活性領域AR1上において、絶縁層BOX及び半導体層SOIは、除去されている。第1活性領域AR1及び第2活性領域AR2の各々は、素子分離膜ISLに取り囲まれることにより絶縁分離されている。素子分離膜ISLは、例えば、シリコン酸化物で形成されるSTI(Shallow Trench Isolation)である。 The first test pattern TP1 has a first active region AR1 and a plurality of second active regions AR2. The first active region AR1 is formed in the base material layer BULK. The second active region AR2 is formed in the semiconductor layer SOI. More specifically, the first active region AR1 is formed in the base material layer BULK located in the first region R1 of the semiconductor substrate SUB. The second active region AR2 is formed in the semiconductor layer SOI located in the third region R3 of the semiconductor substrate SUB. The first region R1 and the third region R3 are included in the test region TEG. As described above, since the test region TEG is included in the chip region CH, the first region R1 and the third region R3 are also located in the chip region CH. On the first active region AR1, the insulating layer BOX and the semiconductor layer SOI have been removed. Each of the first active region AR1 and the second active region AR2 is insulated and separated by being surrounded by the device separation membrane ISL. The device separation membrane ISL is, for example, STI (Shallow Trench Isolation) formed of silicon oxide.

第2活性領域AR2は、平面視において、仮想線L上に配置されている。仮想線Lは、直線である。但し、仮想線Lは、直線に限られるものではない。仮想線Lは、図5に示されるように、蛇行していてもよい。仮想線Lは、一方端と、他方端とを有している。以下においては、一方端上にある第2活性領域AR2を、第3活性領域AR3ということがある。また、以下においては、他方端上にある第2活性領域AR2を、第4活性領域AR4ということがある。第1活性領域AR1は、平面視において、第3活性領域AR3の隣に配置されている。 The second active region AR2 is arranged on the virtual line L in a plan view. The virtual line L is a straight line. However, the virtual line L is not limited to a straight line. The virtual line L may meander as shown in FIG. The virtual line L has one end and the other end. In the following, the second active region AR2 on one end may be referred to as a third active region AR3. Further, in the following, the second active region AR2 on the other end may be referred to as a fourth active region AR4. The first active region AR1 is arranged next to the third active region AR3 in a plan view.

第1テストパターンTP1は、第1配線パターンWP1と、複数の第2配線パターンWP2と、第3配線パターンWP3とをさらに有している。第1配線パターンWP1、第2配線パターンWP2及び第3配線パターンWP3は、層間絶縁膜ILD上に形成されている。 The first test pattern TP1 further includes a first wiring pattern WP1, a plurality of second wiring patterns WP2, and a third wiring pattern WP3. The first wiring pattern WP1, the second wiring pattern WP2, and the third wiring pattern WP3 are formed on the interlayer insulating film ILD.

第1テストパターンTP1は、第1コンタクトプラグCP1と、一対の第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3とをさらに有している。第1コンタクトプラグCP1は、第1活性領域AR1上にある層間絶縁膜ILD中に形成されている。第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3は、第2活性領域AR2上にある層間絶縁膜ILD中に形成されている。 The first test pattern TP1 further has a first contact plug CP1, a pair of second contact plugs CP2, and a third contact plug CP3. The first contact plug CP1 is formed in the interlayer insulating film ILD on the first active region AR1. The second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 are formed in the interlayer insulating film ILD on the second active region AR2.

第1コンタクトプラグCP1は、絶縁層BOX及び半導体層SOIを介さずに、第1活性領域AR1と電気的に接続されている。一対の第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3は、それぞれ、複数の第2活性領域AR2と電気的に接続されている。 The first contact plug CP1 is electrically connected to the first active region AR1 without passing through the insulating layer BOX and the semiconductor layer SOI. The pair of second contact plug CP2 and third contact plug CP3 are each electrically connected to a plurality of second active regions AR2.

第1配線パターンWP1は、第1コンタクトプラグCP1及び第3活性領域AR3に電気的に接続された第2コンタクトプラグCP2と電気的に接続されている。複数の第2配線パターンWP2は、それぞれ、第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3を介して、平面視において互いに隣り合って配置される2つの第2活性領域AR2と電気的に接続される。第3配線パターンWP3は、第4活性領域AR4に電気的に接続された第3コンタクトプラグCP3と電気的に接続されている。 The first wiring pattern WP1 is electrically connected to the second contact plug CP2 electrically connected to the first contact plug CP1 and the third active region AR3. The plurality of second wiring patterns WP2 are electrically connected to two second active regions AR2 arranged adjacent to each other in a plan view via the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3, respectively. .. The third wiring pattern WP3 is electrically connected to the third contact plug CP3 which is electrically connected to the fourth active region AR4.

第1配線パターンWP1、第2配線パターンWP2及び第3配線パターンWP3は、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銅(Cu)、銅合金等で形成されている。第1コンタクトプラグCP1、第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3は、例えば、タングステン(W)で形成されている。 The first wiring pattern WP1, the second wiring pattern WP2, and the third wiring pattern WP3 are formed of, for example, aluminum (Al), an aluminum alloy, copper (Cu), a copper alloy, or the like. The first contact plug CP1, the second contact plug CP2, and the third contact plug CP3 are made of, for example, tungsten (W).

第1実施形態に係る半導体装置は、図4に示されるように、トランジスタTrをさらに有している。トランジスタTrは、例えば、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)である。トランジスタTrは、チップ領域CHに形成されている。トランジスタTrは、ソース領域SRと、ドレイン領域DRAと、ウェル領域WRと、ゲート絶縁膜GOと、ゲート電極GEとで構成されている。 As shown in FIG. 4, the semiconductor device according to the first embodiment further includes a transistor Tr. The transistor Tr is, for example, a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor). The transistor Tr is formed in the chip region CH. The transistor Tr is composed of a source region SR, a drain region DRA, a well region WR, a gate insulating film GO, and a gate electrode GE.

ソース領域SR及びドレイン領域DRAは、半導体基板SUBの第2領域R2に位置する半導体層SOIに形成されている。なお、第2領域R2は、チップ領域CH内に位置している。ソース領域SR及びドレイン領域DRAに挟み込まれている部分の半導体層SOIは、トランジスタTrのチャネル領域を構成している。ウェル領域WRは、半導体ウェハWFの第2領域R2に位置する基材層BULKに形成されている。ソース領域SRの導電型及びドレイン領域DRAの導電型は、第1導電型である。他方、ウェル領域WRの導電型は、第2導電型である。第2導電型は、第1導電型の反対の導電型である。例えば、第1導電型がn型である場合、第2導電型はp型である。 The source region SR and the drain region DRA are formed in the semiconductor layer SOI located in the second region R2 of the semiconductor substrate SUB. The second region R2 is located in the chip region CH. The semiconductor layer SOI of the portion sandwiched between the source region SR and the drain region DRA constitutes the channel region of the transistor Tr. The well region WR is formed in the base material layer BULK located in the second region R2 of the semiconductor wafer WF. The conductive type of the source region SR and the conductive type of the drain region DRA are the first conductive types. On the other hand, the conductive type of the well region WR is the second conductive type. The second conductive type is the opposite conductive type of the first conductive type. For example, when the first conductive type is n type, the second conductive type is p type.

ゲート絶縁膜GOは、チャネル領域上に形成されている。ゲート電極GEは、ゲート絶縁膜GO上に形成されている。ゲート絶縁膜GOは、例えば、シリコン酸化物で形成されている。ゲート電極GEは、例えば、不純物がドープされた多結晶のシリコンで形成されている。 The gate insulating film GO is formed on the channel region. The gate electrode GE is formed on the gate insulating film GO. The gate insulating film GO is formed of, for example, a silicon oxide. The gate electrode GE is made of, for example, polycrystalline silicon doped with impurities.

ソース領域SRは、第1部分SRaと、第2部分SRbとを有している。ドレイン領域DRAは、第1部分DRAaと、第2部分DRAbとを有している。第1部分SRaは、第2部分SRbよりもチャネル領域側に形成されている。第1部分DRAaは、第2部分DRAbよりもチャネル領域側に形成されている。第1部分SRa中における不純物濃度は、第2部分SRb中における不純物濃度よりも低い。第1部分DRAa中における不純物濃度は、第2部分DRAb中における不純物濃度よりも低い。すなわち、ソース領域SR及びドレイン領域DRAにおいては、LDD構造(Lightly Doped Diffusion)が形成されている。 The source region SR has a first portion SRa and a second portion SRb. The drain region DRA has a first portion DRAa and a second portion DRAb. The first portion SRa is formed on the channel region side with respect to the second portion SRb. The first portion DRAa is formed on the channel region side with respect to the second portion DRAb. The impurity concentration in the first portion SRa is lower than the impurity concentration in the second portion SRb. The impurity concentration in the first portion DRAa is lower than the impurity concentration in the second portion DRAb. That is, an LDD structure (Lightly Doped Diffusion) is formed in the source region SR and the drain region DRA.

ゲート電極GEの側方かつ第1部分SRa及び第1部分DRAaの上方には、サイドウォールスペーサSWSが形成されている。サイドウォールスペーサSWSは、例えば、シリコン酸化物で形成されている。サイドウォールスペーサSWSは、シリコン酸化物の膜とシリコン窒化物の膜とが積層されることにより形成されていてもよい。 A sidewall spacer SWS is formed on the side of the gate electrode GE and above the first portion SRa and the first portion DRAa. The sidewall spacer SWS is made of, for example, a silicon oxide. The sidewall spacer SWS may be formed by laminating a film of silicon oxide and a film of silicon nitride.

なお、ソース領域SR上にある層間絶縁膜ILD中には、ソース領域SRに電気的に接続されているコンタクトプラグが形成されており、ドレイン領域DRA上にある層間絶縁膜ILD中には、ドレイン領域DRAに電気的に接続されているコンタクトプラグが形成されている。 A contact plug electrically connected to the source region SR is formed in the interlayer insulating film ILD on the source region SR, and a drain is formed in the interlayer insulating film ILD on the drain region DRA. A contact plug is formed that is electrically connected to the region DRA.

以下に、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図6に示される工程図(プロセスフロー)に沿って説明する。 Hereinafter, the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to the process diagram (process flow) shown in FIG.

まず、図7に示されるように、素子分離膜形成工程S1においては、素子分離膜ISLの形成が行われる。素子分離膜形成工程S1においては、第1に、半導体ウェハWF(基板)の表面に異方性のエッチング処理により溝が形成される。なお、異方性のエッチング処理は、例えば、フォトレジストパターンをマスクとしたドライエッチングやRIE(Reactive Ion Etching)である。素子分離膜形成工程S1においては、第2に、溝に素子分離膜ISLを構成する材料が埋め込まれる。素子分離膜形成工程S1においては、当該溝からはみ出した素子分離膜ISLを構成する材料をCMP(Chemical Mechanical Polishing)等で除去される。 First, as shown in FIG. 7, in the element separation membrane forming step S1, the element separation membrane ISL is formed. In the element separation film forming step S1, first, a groove is formed on the surface of the semiconductor wafer WF (substrate) by an anisotropic etching process. The anisotropic etching process is, for example, dry etching or RIE (Reactive Ion Etching) using a photoresist pattern as a mask. In the element separation membrane forming step S1, secondly, the material constituting the element separation membrane ISL is embedded in the groove. In the device separation membrane forming step S1, the material constituting the device separation membrane ISL protruding from the groove is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like.

次に、図8に示されるように、除去工程S2においては、後の工程において第1活性領域AR1が形成される基材層BULK上の絶縁層BOX及び半導体層SOIが、除去される。基材層BULK及び絶縁層BOXの除去は、例えば、等方性のエッチング処理により行われる。等方性のエッチング処理は、例えばウェットエッチングである。 Next, as shown in FIG. 8, in the removal step S2, the insulating layer BOX and the semiconductor layer SOI on the base material layer BULK on which the first active region AR1 is formed are removed in a later step. The removal of the base material layer BULK and the insulating layer BOX is performed, for example, by an isotropic etching process. The isotropic etching process is, for example, wet etching.

次に、図9に示されるように、第1イオン注入工程S3においては、後の工程においてその上方にトランジスタTrを構成するゲート電極GEが形成される基材層BULKに対して(第2領域R2に位置する基材層BULKに対して)、ウェル領域WRの形成が行われる。ウェル領域WRの形成は、例えばフォトレジストパターン(図示せず)をマスクとするイオン注入により行われる。なお、ウェル領域WRの導電型がp型である場合、イオン注入により、例えばホウ素(B)が注入される。他方で、ウェル領域の導電型がn型である場合、イオン注入により、例えばヒ素(As)、リン(P)が注入される。 Next, as shown in FIG. 9, in the first ion implantation step S3, with respect to the base material layer BULK on which the gate electrode GE constituting the transistor Tr is formed above the first ion implantation step S3 (second region). Well region WR is formed on the substrate layer BULK located at R2). The formation of the well region WR is performed, for example, by ion implantation using a photoresist pattern (not shown) as a mask. When the conductive type of the well region WR is p type, for example, boron (B) is implanted by ion implantation. On the other hand, when the conductive type of the well region is n-type, for example, arsenic (As) and phosphorus (P) are implanted by ion implantation.

次に、図10に示されるように、ゲート絶縁膜形成工程S4においては、ゲート絶縁膜GOの形成が行われる。ゲート絶縁膜GOの形成は、例えば半導体ウェハWFの表面を熱酸化することにより行われる。 Next, as shown in FIG. 10, in the gate insulating film forming step S4, the gate insulating film GO is formed. The gate insulating film GO is formed, for example, by thermally oxidizing the surface of the semiconductor wafer WF.

次に、図11に示されるように、ゲート電極形成工程S5においては、ゲート電極GEの形成が行われる。ゲート電極GEは、第2領域R2に位置する半導体層SOIの表面上にあるゲート絶縁膜GO上に形成される。ゲート電極形成工程S5においては、第1に、ゲート絶縁膜GO上にゲート電極GEを構成する材料が成膜される。ゲート電極形成工程S5においては、第2に、成膜されたゲート電極GEを構成する材料が、フォトリソグラフィ及び異方性のエッチング(ここでは、ドライエッチング)によりパターンニングされる。なお、上記のとおり、ゲート電極GEを構成する材料は、例えば、不純物がドープされた多結晶のシリコンである。また、このパターニングされたゲート電極GEをマスクとして、ゲート絶縁膜GOが、パターニングされる。 Next, as shown in FIG. 11, in the gate electrode forming step S5, the gate electrode GE is formed. The gate electrode GE is formed on the gate insulating film GO on the surface of the semiconductor layer SOI located in the second region R2. In the gate electrode forming step S5, first, a material constituting the gate electrode GE is formed on the gate insulating film GO. In the gate electrode forming step S5, secondly, the material constituting the formed gate electrode GE is patterned by photolithography and anisotropic etching (here, dry etching). As described above, the material constituting the gate electrode GE is, for example, polycrystalline silicon doped with impurities. Further, the gate insulating film GO is patterned using the patterned gate electrode GE as a mask.

次に、図12に示されるように、エピタキシャル成長工程S6においては、第2領域R2に位置する半導体層SOIのうちのゲート電極GEから露出している部分の表面上に、エピタキシャル成長法を用いて、エピタキシャル層EPIが形成される。また、エピタキシャル成長工程S6においては、第1領域R1に位置する半導体層SOIの表面上にも、エピタキシャル成長法を用いて、エピタキシャル層EPIが形成される。以降の工程においては、エピタキシャル層EPIは、半導体層SOIの一部をなす。 Next, as shown in FIG. 12, in the epitaxial growth step S6, the epitaxial growth method was used on the surface of the portion of the semiconductor layer SOI located in the second region R2 exposed from the gate electrode GE. An epitaxial layer EPI is formed. Further, in the epitaxial growth step S6, the epitaxial layer EPI is also formed on the surface of the semiconductor layer SOI located in the first region R1 by using the epitaxial growth method. In the subsequent steps, the epitaxial layer EPI forms part of the semiconductor layer SOI.

なお、ゲート電極形成工程S5の後、エピタキシャル成長工程S6の前には、ゲート電極GEの側方にダミーサイドウォールスペーサDSWが形成される。ダミーサイドウォールスペーサDSWは、図12中において点線で示されている。なお、ダミーサイドウォールスペーサDSWは、エピタキシャル成長工程S6の後、第2イオン注入工程S7の前に除去される。 After the gate electrode forming step S5 and before the epitaxial growth step S6, a dummy sidewall spacer DSW is formed on the side of the gate electrode GE. The dummy sidewall spacer DSW is shown by a dotted line in FIG. The dummy sidewall spacer DSW is removed after the epitaxial growth step S6 and before the second ion implantation step S7.

図13に示されるように、第2イオン注入工程S7においては、第1部分SRa及び第1部分DRAaの形成が行われる。また、第2イオン注入工程S7においては、不純物領域IRが形成される。不純物領域IRは、主として、第3領域R3に位置するエピタキシャル層EPIに形成される。第1部分SRa、第1部分DRAa及び不純物領域IRの形成は、ゲート電極GEをマスクとするイオン注入により行われる。このイオン注入は、第2領域R2に位置するエピタキシャル層EPI及び半導体層SOIと、第3領域R3に位置するエピタキシャル層EPI及び半導体層SOIに対して行われる。すなわち、第1領域R1をマスク(図示しない)で覆った状態で、第2領域R2及び第3領域R3に対して不純物を注入する。なお、第1部分SRa、第1部分DRAa及び不純物領域IRの導電型がn型である場合には、イオン注入により、例えばヒ素、リンが注入される。他方で、第1部分SRa、第1部分DRAa及び不純物領域IRの導電型がp型である場合には、イオン注入により、例えばホウ素が注入される。 As shown in FIG. 13, in the second ion implantation step S7, the first portion SRa and the first portion DRAa are formed. Further, in the second ion implantation step S7, the impurity region IR is formed. The impurity region IR is mainly formed in the epitaxial layer EPI located in the third region R3. The formation of the first portion SRa, the first portion DRAa and the impurity region IR is performed by ion implantation using the gate electrode GE as a mask. This ion implantation is performed on the epitaxial layer EPI and the semiconductor layer SOI located in the second region R2 and the epitaxial layer EPI and the semiconductor layer SOI located in the third region R3. That is, impurities are injected into the second region R2 and the third region R3 with the first region R1 covered with a mask (not shown). When the conductive type of the first portion SRa, the first portion DRAa and the impurity region IR is n-type, for example, arsenic and phosphorus are implanted by ion implantation. On the other hand, when the conductive type of the first portion SRa, the first portion DRAa and the impurity region IR is p-type, for example, boron is implanted by ion implantation.

次に、図14に示されるように、サイドウォールスペーサ形成工程S8においては、サイドウォールスペーサSWSの形成が行われる。サイドウォールスペーサ形成工程S8においては、第1に、ゲート絶縁膜GO及びゲート電極GEを覆うように、サイドウォールスペーサSWSを構成する材料(絶縁性部材)がCVD等で成膜される。なお、上記のとおり、サイドウォールスペーサSWSを構成する材料は、例えば、シリコン酸化物の膜又はシリコン酸化物の膜及びシリコン窒化物の膜の積層膜である。サイドウォールスペーサSWSの形成においては、第2に、ゲート電極GEの上面が露出するように、成膜されたサイドウォールスペーサSWSを構成する材料がエッチバックされる。 Next, as shown in FIG. 14, in the sidewall spacer forming step S8, the sidewall spacer SWS is formed. In the sidewall spacer forming step S8, first, a material (insulating member) constituting the sidewall spacer SWS is formed by CVD or the like so as to cover the gate insulating film GO and the gate electrode GE. As described above, the material constituting the sidewall spacer SWS is, for example, a silicon oxide film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. In the formation of the sidewall spacer SWS, secondly, the material constituting the deposited sidewall spacer SWS is etched back so that the upper surface of the gate electrode GE is exposed.

次に、図15に示されるように、第3イオン注入工程S9においては、第1活性領域AR1、第2活性領域AR2、第2部分SRb及び第2部分DRAbの形成が行われる。第1活性領域AR1、第2活性領域AR2、第2部分SRb及び第2部分DRAbは、ゲート電極GE及びサイドウォールスペーサSWSをマスクとするイオン注入により形成される。このイオン注入は、第1領域R1に位置する基材層BULKと、第2領域R2に位置するエピタキシャル層EPI及び半導体層SOIと、第3領域R3に位置するエピタキシャル層EPI及び半導体層SOIに対して行われる。なお、第2部分SRb、第2部分DRAb、第1活性領域AR1及び第2活性領域AR2の導電型がn型である場合、イオン注入により、例えばヒ素、リンが注入される。他方で、第2部分SRb、第2部分DRAb、第1活性領域AR1及び第2活性領域AR2の導電型がp型である場合には、イオン注入により、例えばホウ素が注入される。また、第3イオン注入工程S9で注入する不純物の濃度は、上記の第2イオン注入工程S7で注入する不純物の濃度よりも高い。 Next, as shown in FIG. 15, in the third ion implantation step S9, the first active region AR1, the second active region AR2, the second portion SRb, and the second portion DRAb are formed. The first active region AR1, the second active region AR2, the second portion SRb, and the second portion DRAb are formed by ion implantation using the gate electrode GE and the sidewall spacer SWS as masks. This ion implantation is performed on the base material layer BULK located in the first region R1, the epitaxial layer EPI and the semiconductor layer SOI located in the second region R2, and the epitaxial layer EPI and the semiconductor layer SOI located in the third region R3. Is done. When the conductive type of the second portion SRb, the second portion DRAb, the first active region AR1 and the second active region AR2 is n-type, for example, arsenic and phosphorus are implanted by ion implantation. On the other hand, when the conductive type of the second portion SRb, the second portion DRAb, the first active region AR1 and the second active region AR2 is p type, for example, boron is implanted by ion implantation. Further, the concentration of impurities implanted in the third ion implantation step S9 is higher than the concentration of impurities implanted in the second ion implantation step S7.

次に、図16に示されるように、シリサイド膜形成工程S10においては、シリサイド膜SILの形成が行われる。シリサイド膜SILの形成においては、第1に、チタン(Ti)、コバルト(Co)等が半導体ウェハWF上に成膜される。第2に、成膜されたチタン、コバルト等の膜に対して、熱処理が行われる。これにより、半導体層SOI、基材層BULK及びゲート電極GEに含まれるシリコンとチタン、コバルト等とが反応し、シリサイド膜SILが第1活性領域AR1上、第2活性領域AR2上、ソース領域SR上、ドレイン領域DRA上及びゲート電極GE上に形成される。なお、未反応のチタン、コバルト等は、エッチングで除去される。 Next, as shown in FIG. 16, in the silicide film forming step S10, the silicide film SIL is formed. In the formation of the silicide film SIL, first, titanium (Ti), cobalt (Co) and the like are formed on the semiconductor wafer WF. Second, heat treatment is performed on the formed film of titanium, cobalt, or the like. As a result, the silicon contained in the semiconductor layer SOI, the base material layer BULK, and the gate electrode GE reacts with titanium, cobalt, and the like, and the silicide film SIL is on the first active region AR1, the second active region AR2, and the source region SR. Above, on the drain region DRA and on the gate electrode GE. Unreacted titanium, cobalt, etc. are removed by etching.

なお、図示されていないが、シリサイド膜形成工程S10の後、層間絶縁膜形成工程S11の前に、半導体ウェハWF上にコンタクトストッパ膜が形成される。コンタクトストッパ膜の形成は、コンタクトストッパ膜を構成する材料をCVD等で成膜することにより行われる。コンタクトストッパ膜は、例えば、シリコン窒化物で形成される。 Although not shown, a contact stopper film is formed on the semiconductor wafer WF after the silicide film forming step S10 and before the interlayer insulating film forming step S11. The contact stopper film is formed by forming a material constituting the contact stopper film by CVD or the like. The contact stopper film is made of, for example, silicon nitride.

次に、図17に示されるように、層間絶縁膜形成工程S11においては、層間絶縁膜ILDの形成が行われる。層間絶縁膜形成工程S11においては、第1に、半導体ウェハWF上に層間絶縁膜ILDを構成する材料がCVD等で成膜される。層間絶縁膜形成工程S11においては、第2に、成膜された層間絶縁膜ILDを構成する材料が、CMP等により平坦化される。なお、上記のとおり、層間絶縁膜ILDを構成する材料は、例えばシリコン酸化物である。 Next, as shown in FIG. 17, in the interlayer insulating film forming step S11, the interlayer insulating film ILD is formed. In the interlayer insulating film forming step S11, first, a material constituting the interlayer insulating film ILD is formed on the semiconductor wafer WF by CVD or the like. In the interlayer insulating film forming step S11, secondly, the material constituting the formed interlayer insulating film ILD is flattened by CMP or the like. As described above, the material constituting the interlayer insulating film ILD is, for example, a silicon oxide.

次に、図18に示されるように、コンタクトプラグ形成工程S12においては、第1コンタクトプラグCP1、第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3の形成が行われる。コンタクトプラグ形成工程S12においては、第1に、ドライエッチングやRIE等の異方性のエッチングにより、層間絶縁膜ILD中にコンタクトホールが形成される。コンタクトプラグ形成工程S12においては、第2に、第1コンタクトプラグCP1〜第3コンタクトプラグCP3を構成する材料(導電性部材)が、コンタクトホール中に埋め込まれる。なお、第1コンタクトプラグCP1〜第3コンタクトプラグCP3を構成する材料は、上記のとおり、例えばタングステンである。コンタクトプラグ形成工程S12においては、第3に、コンタクトホールからはみ出した第1コンタクトプラグCP1〜第3コンタクトプラグCP3を構成する材料が、CMP等により除去される。 Next, as shown in FIG. 18, in the contact plug forming step S12, the first contact plug CP1, the second contact plug CP2, and the third contact plug CP3 are formed. In the contact plug forming step S12, first, contact holes are formed in the interlayer insulating film ILD by dry etching or anisotropic etching such as RIE. In the contact plug forming step S12, secondly, the materials (conductive members) constituting the first contact plug CP1 to the third contact plug CP3 are embedded in the contact hole. As described above, the material constituting the first contact plug CP1 to the third contact plug CP3 is, for example, tungsten. In the contact plug forming step S12, thirdly, the materials constituting the first contact plug CP1 to the third contact plug CP3 protruding from the contact hole are removed by CMP or the like.

コンタクトプラグ形成工程S12においては、ソース領域SRに電気的に接続されるコンタクトプラグ及びドレイン領域DRAに接続されるコンタクトプラグも、同様に形成される。 In the contact plug forming step S12, the contact plug electrically connected to the source region SR and the contact plug connected to the drain region DRA are similarly formed.

次に、配線パターン形成工程S13においては、第1配線パターンWP1、第2配線パターンWP2及び第3配線パターンWP3の形成が行われる。配線パターン形成工程S13においては、第1に、第1配線パターンWP1〜第3配線パターンWP3を構成する材料が成膜される。配線パターン形成工程S13においては、第2に、成膜された第1配線パターンWP1〜第3配線パターンWP3を構成する材料が、例えばフォトリソグラフィ及びドライエッチングやRIE等の異方性のエッチングによりパターンニングされる。 Next, in the wiring pattern forming step S13, the first wiring pattern WP1, the second wiring pattern WP2, and the third wiring pattern WP3 are formed. In the wiring pattern forming step S13, first, the materials constituting the first wiring pattern WP1 to the third wiring pattern WP3 are formed. In the wiring pattern forming step S13, secondly, the material constituting the first wiring pattern WP1 to the third wiring pattern WP3 formed is patterned by, for example, photolithography and dry etching or anisotropic etching such as RIE. Be etched.

以上により、図4に示される半導体装置の構造が形成される。すなわち、第1テストパターンTP1及びトランジスタTrが形成された半導体ウェハWFが準備される。 As a result, the structure of the semiconductor device shown in FIG. 4 is formed. That is, the semiconductor wafer WF on which the first test pattern TP1 and the transistor Tr are formed is prepared.

検査工程S14においては、トランジスタTrの良品判定が行われる。検査工程S14においては、第1に、第1配線パターンWP1と第3配線パターンWP3との間で電流を流すことにより第1テストパターンTP1の抵抗値が測定される。 In the inspection step S14, a non-defective product of the transistor Tr is determined. In the inspection step S14, first, the resistance value of the first test pattern TP1 is measured by passing a current between the first wiring pattern WP1 and the third wiring pattern WP3.

検査工程S14においては、第2に、測定された第1テストパターンTP1の抵抗値と参照範囲とが比較される。参照範囲は、例えば、全ての第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が正常に形成されている場合の抵抗値の97%以上103%以下の範囲である。 In the inspection step S14, secondly, the measured resistance value of the first test pattern TP1 and the reference range are compared. The reference range is, for example, a range of 97% or more and 103% or less of the resistance value when all the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 are normally formed.

測定された第1テストパターンTP1の抵抗値が参照範囲内にあれば、トランジスタTrは正常に形成されたものと判定される。他方で、測定された第1テストパターンTP1の抵抗値が参照範囲外であれば、トランジスタTrが正常に形成されなかったものと判定される。 If the measured resistance value of the first test pattern TP1 is within the reference range, it is determined that the transistor Tr is normally formed. On the other hand, if the measured resistance value of the first test pattern TP1 is out of the reference range, it is determined that the transistor Tr has not been formed normally.

切断工程S15においては、半導体ウェハWFの切断が行われる。半導体ウェハWFの切断は、例えばダイシングブレード又はレーザを用いて行われる。以上により、半導体ウェハWFが、複数の第1実施形態に係る半導体装置に個片化される。 In the cutting step S15, the semiconductor wafer WF is cut. Cutting of the semiconductor wafer WF is performed using, for example, a dicing blade or a laser. As described above, the semiconductor wafer WF is fragmented into a plurality of semiconductor devices according to the first embodiment.

以下に、第1実施形態に係る半導体装置の効果を説明する。
第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)は、エピタキシャル層EPIの成長不良が生じた際に、半導体層SOI及び絶縁層BOXを突き抜け、基材層BULKに達するように形成されてしまう場合がある。
The effects of the semiconductor device according to the first embodiment will be described below.
The second contact plug CP2 (third contact plug CP3) may be formed so as to penetrate the semiconductor layer SOI and the insulating layer BOX and reach the base material layer BULK when the growth failure of the epitaxial layer EPI occurs. be.

基材層BULKに達するように形成された第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)は、基材層BULKを介して、第1コンタクトプラグCP1と電気的に接続される。そのため、第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が基材層BULKに達するように形成された場合、第1テストパターンTP1の抵抗値は、第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が正常に形成されている場合の第1テストパターンTP1の抵抗値と異なる値となる。 The second contact plug CP2 (third contact plug CP3) formed so as to reach the base material layer BULK is electrically connected to the first contact plug CP1 via the base material layer BULK. Therefore, when the second contact plug CP2 (third contact plug CP3) is formed so as to reach the base material layer BULK, the resistance value of the first test pattern TP1 is the second contact plug CP2 (third contact plug CP3). Is different from the resistance value of the first test pattern TP1 when is normally formed.

第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が基材層BULKに達するように形成されている場合、ソース領域SR及びドレイン領域DRAに接続されているコンタクトプラグも、基材層BULKに達するように形成されている可能性が高い。そのため、第1実施形態に係る半導体装置によると、第1テストパターンTP1の抵抗値を測定し、それを参照範囲と比較することにより、トランジスタTrが正常に形成されているかの判定を行うことができる。 When the second contact plug CP2 (third contact plug CP3) is formed so as to reach the base layer BULK, the contact plug connected to the source region SR and the drain region DRA also reaches the base layer BULK. It is highly possible that it is formed in. Therefore, according to the semiconductor device according to the first embodiment, it is possible to determine whether or not the transistor Tr is normally formed by measuring the resistance value of the first test pattern TP1 and comparing it with the reference range. can.

さらに、第1実施形態に係る半導体装置においては、第1テストパターンTP1の抵抗値を測定することにより、どの第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が基材層BULKに達するように形成されているのかを判定することができる。 Further, in the semiconductor device according to the first embodiment, by measuring the resistance value of the first test pattern TP1, which second contact plug CP2 (third contact plug CP3) is formed so as to reach the base material layer BULK. It can be determined whether or not it is done.

このことを、第2活性領域AR2の数を5として具体的に説明すると、以下のとおりとなる。第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)、当該第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)に接続される配線パターン、当該第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)に接続される第2活性領域AR2により、単位抵抗が構成されるものとする。 This will be specifically described below with the number of the second active region AR2 being 5. A wiring pattern connected to the second contact plug CP2 (third contact plug CP3), the second contact plug CP2 (third contact plug CP3), and the second contact plug CP2 (third contact plug CP3). It is assumed that the unit resistance is formed by the second active region AR2.

この単位抵抗は、仮想線Lの一方端側から順に、R〜R10とされる。基材層BULKに達するように形成された第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)と第1コンタクトプラグCP1との間の抵抗値を、RBULKとする。 The unit resistance is R 1 to R 10 in order from one end side of the virtual line L. The resistance value between the second contact plug CP2 (third contact plug CP3) formed so as to reach the base material layer BULK and the first contact plug CP1 is defined as R BULK .

全ての第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が正常に形成された場合の第1テストパターンTP1の等価回路が図19に示されており、一方端側から5番目にあるコンタクトプラグ(第2コンタクトプラグCP2)が基材層BULKに達するように形成された場合の等価回路が図20に示されている。 The equivalent circuit of the first test pattern TP1 when all the second contact plugs CP2 and the third contact plugs CP3 are normally formed is shown in FIG. An equivalent circuit when the 2 contact plug CP2) is formed so as to reach the base material layer BULK is shown in FIG.

仮想線Lの一方端からl番目(l:10以下の自然数)のコンタクトプラグが基材層BULKに達するように形成された場合、第1テストパターンTP1の抵抗値であるRTP1は、以下の式により表すことができる。 When the l-th (natural number of l: 10 or less) contact plug from one end of the virtual line L is formed so as to reach the base material layer BULK, the resistance value of the first test pattern TP1, R TP1, is as follows. It can be expressed by an expression.

Figure 0006947685
Figure 0006947685

上記の式において、R〜R10を50Ω、RBULKを2000Ωとして計算すると、第1テストパターンTP1の抵抗値であるRTP1として、表1に示される抵抗値が得られる(以下において、このような表を参照表という)。 In the above equation, when R 1 to R 10 are calculated as 50 Ω and R BULK is calculated as 2000 Ω, the resistance value shown in Table 1 is obtained as R TP 1 , which is the resistance value of the first test pattern TP1 (hereinafter, this is described). Such a table is called a reference table).

Figure 0006947685
Figure 0006947685

表1に示されるように、第1テストパターンTP1の抵抗値は、どの第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が基材層BULKに達するように形成されているかにより、互いに異なる抵抗値を示す。そのため、表1のような参照表をあらかじめ準備しておき、第1テストパターンTP1の抵抗値をそれと比較することにより、どの第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)が基材層BULKに達するように形成されているかを特定することができる。そのため、第1実施形態に係る半導体装置によると、不良箇所を容易に特定することができる。 As shown in Table 1, the resistance values of the first test pattern TP1 differ from each other depending on which second contact plug CP2 (third contact plug CP3) is formed so as to reach the base material layer BULK. Is shown. Therefore, by preparing a reference table as shown in Table 1 in advance and comparing the resistance value of the first test pattern TP1 with it, which second contact plug CP2 (third contact plug CP3) becomes the base material layer BULK. It is possible to identify whether it is formed to reach. Therefore, according to the semiconductor device according to the first embodiment, the defective portion can be easily identified.

なお、上記においては、第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3のいずれかが基材層BULKに達するように形成される場合を例として説明したが、2以上のコンタクトプラグが基材層BULKに達するように形成される場合においても、同様の計算を行って参照表をあらかじめ作成することにより、不良箇所の特定が可能である。 In the above description, the case where either the second contact plug CP2 or the third contact plug CP3 is formed so as to reach the base material layer BULK has been described as an example, but two or more contact plugs are formed in the base material layer BULK. Even in the case of being formed so as to reach the above, it is possible to identify the defective part by performing the same calculation and creating a reference table in advance.

第1実施形態に係る半導体装置において、仮想線Lが蛇行している場合、第1テストパターンTP1を相対的に狭いスペースに形成することが可能となる。 In the semiconductor device according to the first embodiment, when the virtual line L meanders, the first test pattern TP1 can be formed in a relatively narrow space.

(第2実施形態)
以下に、第2実施形態に係る半導体装置の構成を説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。
(Second Embodiment)
The configuration of the semiconductor device according to the second embodiment will be described below. It should be noted that the points different from the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment will be mainly described, and the duplicated description will not be repeated.

第2実施形態に係る半導体装置は、半導体基板SUBと、層間絶縁膜ILDと、第1テストパターンTP1と、トランジスタTrとを有している。この点に関して、第2実施形態に係る半導体装置の構成は、第1実施形態に係る半導体装置の構成と共通している。 The semiconductor device according to the second embodiment includes a semiconductor substrate SUB, an interlayer insulating film ILD, a first test pattern TP1, and a transistor Tr. In this respect, the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment is common to the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment.

しかしながら、図21〜図23に示されるように、第2実施形態に係る半導体装置において、図5に示される蛇行した第1テストパターンTP1は、第5活性領域AR5と、第6活性領域AR6と、第4コンタクトプラグCP4と、第5コンタクトプラグCP5と、第4配線パターンWP4と、第5配線パターンWP5とをさらに有している。この点に関して、第2実施形態に係る半導体装置の構成は、第1実施形態に係る半導体装置の構成と異なっている。 However, as shown in FIGS. 21 to 23, in the semiconductor device according to the second embodiment, the meandering first test pattern TP1 shown in FIG. 5 includes a fifth active region AR5 and a sixth active region AR6. , The fourth contact plug CP4, the fifth contact plug CP5, the fourth wiring pattern WP4, and the fifth wiring pattern WP5 are further provided. In this respect, the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment is different from the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment.

第5活性領域AR5及び第6活性領域AR6は、基材層BULKに形成されている。第5活性領域AR5及び第6活性領域AR6上において、絶縁層BOX及び半導体層SOIは、除去されている。第5活性領域AR5及び第6活性領域AR6は、素子分離膜ISLに取り囲まれることにより、絶縁分離されている。 The fifth active region AR5 and the sixth active region AR6 are formed in the base material layer BULK. The insulating layer BOX and the semiconductor layer SOI are removed on the fifth active region AR5 and the sixth active region AR6. The fifth active region AR5 and the sixth active region AR6 are insulated and separated by being surrounded by the device separation membrane ISL.

第5活性領域AR5は、平面視において、仮想線Lの一方端と他方端との間にある第2活性領域AR2(以下においては、この第2活性領域AR2を、第7活性領域AR7ということがある)の隣に配置されている。第6活性領域AR6は、平面視において、仮想線Lの一方端と他方端との間にある第7活性領域AR7以外の第2活性領域AR2(以下においては、この第2活性領域AR2を、第8活性領域AR8ということがある)の隣に配置されている。 The fifth active region AR5 is a second active region AR2 (hereinafter, the second active region AR2 is referred to as a seventh active region AR7) located between one end and the other end of the virtual line L in a plan view. Is located next to). The sixth active region AR6 is a second active region AR2 other than the seventh active region AR7 located between one end and the other end of the virtual line L in a plan view (hereinafter, this second active region AR2 is referred to as a second active region AR2. It is located next to the 8th active region (sometimes called AR8).

第4コンタクトプラグCP4は、第7活性領域AR7上にある層間絶縁膜ILD中に形成されている。第5コンタクトプラグCP5は、第8活性領域AR8上にある層間絶縁膜ILD中に形成されている。第4コンタクトプラグCP4は、第7活性領域AR7と電気的に接続されている。第5コンタクトプラグCP5は、第8活性領域AR8と電気的に接続されている。 The fourth contact plug CP4 is formed in the interlayer insulating film ILD on the seventh active region AR7. The fifth contact plug CP5 is formed in the interlayer insulating film ILD on the eighth active region AR8. The fourth contact plug CP4 is electrically connected to the seventh active region AR7. The fifth contact plug CP5 is electrically connected to the eighth active region AR8.

第4配線パターンWP4及び第5配線パターンWP5は、層間絶縁膜ILD上に形成されている。第4配線パターンWP4は、第7活性領域AR7に電気的に接続されている第2コンタクトプラグCP2と電気的に接続されている。第5配線パターンWP5は、第8活性領域AR8に電気的に接続されている第2コンタクトプラグCP2と電気的に接続されている。 The fourth wiring pattern WP4 and the fifth wiring pattern WP5 are formed on the interlayer insulating film ILD. The fourth wiring pattern WP4 is electrically connected to the second contact plug CP2 which is electrically connected to the seventh active region AR7. The fifth wiring pattern WP5 is electrically connected to the second contact plug CP2 which is electrically connected to the eighth active region AR8.

第4コンタクトプラグCP4及び第5コンタクトプラグCP5は、第1コンタクトプラグCP1〜第3コンタクトプラグCP3と同一の材料で形成されている。第4配線パターンWP4及び第5配線パターンWP5は、第1配線パターンWP1〜第3配線パターンWP3と同一の材料で形成されている。 The fourth contact plug CP4 and the fifth contact plug CP5 are made of the same material as the first contact plug CP1 to the third contact plug CP3. The fourth wiring pattern WP4 and the fifth wiring pattern WP5 are formed of the same material as the first wiring pattern WP1 to the third wiring pattern WP3.

以下に、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。 The method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described below. It should be noted that the points different from the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be mainly described, and the duplicated description will not be repeated.

第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、素子分離膜形成工程S1と、除去工程S2と、第1イオン注入工程S3と、ゲート絶縁膜形成工程S4と、ゲート電極形成工程S5と、エピタキシャル成長工程S6と、第2イオン注入工程S7と、サイドウォールスペーサ形成工程S8と、第3イオン注入工程S9とを有している。第1実施形態に係る半導体装置の製造方法は、シリサイド膜形成工程S10と、層間絶縁膜形成工程S11と、コンタクトプラグ形成工程S12と、配線パターン形成工程S13と、検査工程S14と、切断工程S15とをさらに有している。この点に関して、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と共通している。 The method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment includes an element separation film forming step S1, a removing step S2, a first ion implantation step S3, a gate insulating film forming step S4, a gate electrode forming step S5, and epitaxial growth. It has a step S6, a second ion implantation step S7, a sidewall spacer forming step S8, and a third ion implantation step S9. The method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment includes a silicide film forming step S10, an interlayer insulating film forming step S11, a contact plug forming step S12, a wiring pattern forming step S13, an inspection step S14, and a cutting step S15. And have more. In this respect, the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment is common to the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.

しかしながら、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、除去工程S2、第3イオン注入工程S9、コンタクトプラグ形成工程S12及び配線パターン形成工程S13の詳細に関して、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と異なっている。 However, the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment describes the details of the removal step S2, the third ion implantation step S9, the contact plug forming step S12, and the wiring pattern forming step S13 with respect to the details of the semiconductor device according to the first embodiment. It is different from the manufacturing method.

第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、除去工程S2において、後の工程において第5活性領域AR5及び第6活性領域AR6が形成される基材層BULK上の絶縁層BOX及び半導体層SOIも、併せて除去される。第3イオン注入工程S9においては、第5活性領域AR5及び第6活性領域AR6も、併せて形成される。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, in the removal step S2, the insulating layer BOX and the semiconductor layer SOI on the base material layer BULK on which the fifth active region AR5 and the sixth active region AR6 are formed in a later step. Is also removed at the same time. In the third ion implantation step S9, the fifth active region AR5 and the sixth active region AR6 are also formed.

また、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、コンタクトプラグ形成工程S12において、第4コンタクトプラグCP4及び第5コンタクトプラグCP5も、併せて形成される。第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、配線パターン形成工程S13において、第4配線パターンWP4及び第5配線パターンWP5も、併せて形成される。 Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, the fourth contact plug CP4 and the fifth contact plug CP5 are also formed in the contact plug forming step S12. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, the fourth wiring pattern WP4 and the fifth wiring pattern WP5 are also formed in the wiring pattern forming step S13.

以下に、第2実施形態に係る半導体装置の効果を説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 The effects of the semiconductor device according to the second embodiment will be described below. It should be noted that the points different from the effects of the semiconductor device according to the first embodiment will be mainly described, and the duplicated description will not be repeated.

第2実施形態に係る半導体装置においては、第4配線パターンWP4と第3配線パターンWP3との間で電流を流すことにより、第4配線パターンWP4と第3配線パターンWP3との間における第1テストパターンTP1の抵抗値(以下においては、第1の抵抗値ということがある)を測定することができる。また、第2実施形態に係る半導体装置においては、第5配線パターンWP5と第3配線パターンWP3との間で電流を流すことにより、第5配線パターンWP5と第3配線パターンWP3との間における第1テストパターンTP1の抵抗値(以下においては、第2の抵抗値ということがある)を測定することができる。 In the semiconductor device according to the second embodiment, the first test between the fourth wiring pattern WP4 and the third wiring pattern WP3 is performed by passing a current between the fourth wiring pattern WP4 and the third wiring pattern WP3. The resistance value of the pattern TP1 (hereinafter, may be referred to as the first resistance value) can be measured. Further, in the semiconductor device according to the second embodiment, by passing a current between the fifth wiring pattern WP5 and the third wiring pattern WP3, the fifth wiring pattern WP5 and the third wiring pattern WP3 are connected. The resistance value of one test pattern TP1 (hereinafter, may be referred to as a second resistance value) can be measured.

第1の抵抗値は、第1の参照範囲と比較される。第1の参照範囲は、第7活性領域AR7に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第7活性領域AR7との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が全て正常に形成された場合の、第4配線パターンWP4と第3配線パターンWP3との間における第1テストパターンTP1の抵抗値の97%以上103%以下の範囲である。 The first resistance value is compared with the first reference range. The first reference range is the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the seventh active region AR7, the second contact plug CP2 and the second contact plug CP2 electrically connected to the fourth active region AR4. 3 The contact plug CP3 and the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the seventh active region AR7 are all normally formed. In this case, the range is 97% or more and 103% or less of the resistance value of the first test pattern TP1 between the fourth wiring pattern WP4 and the third wiring pattern WP3.

第1の抵抗値が第1の参照範囲内にある場合には、第7活性領域AR7に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第7活性領域AR7との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が、全て正常に形成されたと判定することができる。他方で、第1の抵抗値が第1の参照範囲外にある場合には、第7活性領域AR7に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第7活性領域AR7との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3のいずれかが、基材層BULKに達するように形成されていると判定することができる。 When the first resistance value is within the first reference range, it is electrically connected to the second contact plug CP2, the third contact plug CP3, and the fourth active region AR4, which are electrically connected to the seventh active region AR7. The second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 connected to the second contact plug CP2 and the second contact plug CP2 electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the seventh active region AR7. It can be determined that all the third contact plugs CP3 are normally formed. On the other hand, when the first resistance value is outside the first reference range, the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3, which are electrically connected to the seventh active region AR7, and the fourth active region AR4 The second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the second contact plug CP3 and the second contact electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the seventh active region AR7. It can be determined that either the plug CP2 or the third contact plug CP3 is formed so as to reach the base material layer BULK.

同様にして、第2の抵抗値は、第2の参照範囲と比較される。第2の参照範囲は、第8活性領域AR8に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第8活性領域AR8との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が全て正常に形成された場合の第5配線パターンWP5と第3配線パターンWP3との間における第1テストパターンTP1の抵抗値の97%以上103%以下の範囲である。 Similarly, the second resistance value is compared to the second reference range. The second reference range is the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the eighth active region AR8, the second contact plug CP2 and the second contact plug CP2 electrically connected to the fourth active region AR4. 3 The contact plug CP3 and the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the eighth active region AR8 are all normally formed. In this case, the range is 97% or more and 103% or less of the resistance value of the first test pattern TP1 between the fifth wiring pattern WP5 and the third wiring pattern WP3.

第2の抵抗値が第2の参照範囲内にある場合、第8活性領域AR8に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第8活性領域AR8との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が、全て正常に形成されたと判定することができる。他方で、第2の抵抗値が第2の参照範囲外にある場合には、第8活性領域AR8に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3、第4活性領域AR4に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3並びに第4活性領域AR4と第8活性領域AR8との間にある第2活性領域AR2に電気的に接続される第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3のいずれかが、基材層BULKに達するように形成されていると判定することができる。 When the second resistance value is within the second reference range, it is electrically connected to the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3, which are electrically connected to the eighth active region AR8, and the fourth active region AR4. The second contact plug CP2 and the third contact plug CP3, and the second contact plug CP2 and the third contact plug CP2 and the third contact plug CP2 electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the eighth active region AR8. It can be determined that all the contact plugs CP3 are normally formed. On the other hand, when the second resistance value is outside the second reference range, the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3, which are electrically connected to the eighth active region AR8, and the fourth active region AR4 The second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 electrically connected to the second contact plug CP3 and the second contact electrically connected to the second active region AR2 between the fourth active region AR4 and the eighth active region AR8. It can be determined that either the plug CP2 or the third contact plug CP3 is formed so as to reach the base material layer BULK.

このように、第2実施形態に係る半導体装置によると、形成不良が生じている第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の概略位置を、簡易に特定することができる。 As described above, according to the semiconductor device according to the second embodiment, the approximate position of the second contact plug CP2 (third contact plug CP3) in which the poor formation occurs can be easily specified.

(第3実施形態)
以下に、第3実施形態に係る半導体装置の構成を説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置の構成及び第2実施形態に係る半導体装置の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。
(Third Embodiment)
The configuration of the semiconductor device according to the third embodiment will be described below. It should be noted that the differences between the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment and the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment will be mainly described, and duplicate explanations will not be repeated.

第3実施形態に係る半導体装置は、半導体基板SUBと、層間絶縁膜ILDと、第1テストパターンTP1と、トランジスタTrとを有している。この点に関して、第3実施形態に係る半導体装置の構成は、第1実施形態に係る半導体装置の構成と共通している。 The semiconductor device according to the third embodiment includes a semiconductor substrate SUB, an interlayer insulating film ILD, a first test pattern TP1, and a transistor Tr. In this respect, the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment is common to the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment.

しかしながら、第3実施形態に係る半導体装置は、図24に示されるように、第2テストパターンTP2と、スイッチ部SWとをさらに有している。この点に関して、第3実施形態に係る半導体装置は、第1実施形態に係る半導体装置と異なっている。 However, as shown in FIG. 24, the semiconductor device according to the third embodiment further includes a second test pattern TP2 and a switch unit SW. In this respect, the semiconductor device according to the third embodiment is different from the semiconductor device according to the first embodiment.

第2テストパターンTP2は、第1テストパターンTP1と同一の構成である。なお、第3実施形態に係る半導体装置の第1テストパターンTP1は、第1実施形態に係る半導体装置における第1テストパターンTP1と同一であってもよく、第2実施形態に係る半導体装置の第1テストパターンTP1と同一であってもよい。 The second test pattern TP2 has the same configuration as the first test pattern TP1. The first test pattern TP1 of the semiconductor device according to the third embodiment may be the same as the first test pattern TP1 in the semiconductor device according to the first embodiment, and the first test pattern TP1 of the semiconductor device according to the second embodiment may be the same. 1 It may be the same as the test pattern TP1.

第2テストパターンTP2は、平面視において、第1テストパターンTP1の隣に配置されている。スイッチ部SWは、第1テストパターンTP1及び第2テストパターンTP2に接続されている。スイッチ部SWは、例えば、トランジスタで構成される。 The second test pattern TP2 is arranged next to the first test pattern TP1 in a plan view. The switch unit SW is connected to the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2. The switch unit SW is composed of, for example, a transistor.

より具体的には、スイッチ部SWは、第1状態において第1テストパターンTP1の第3配線パターンWP3に接続され、第2状態において第2テストパターンTP2の第3配線パターンWP3と接続される。スイッチ部SWは、第1状態と第2状態との間の切り替えを行うことができる。第1テストパターンTP1の第1配線パターンWP1と第2テストパターンTP2の第1配線パターンWP1とは、互いに電気的に接続されている。 More specifically, the switch unit SW is connected to the third wiring pattern WP3 of the first test pattern TP1 in the first state, and is connected to the third wiring pattern WP3 of the second test pattern TP2 in the second state. The switch unit SW can switch between the first state and the second state. The first wiring pattern WP1 of the first test pattern TP1 and the first wiring pattern WP1 of the second test pattern TP2 are electrically connected to each other.

一対の第1テストパターンTP1及び第2テストパターンTP2並びにスイッチ部SWからなる単位構造USは、平面視において行列状に配列されている。各々の単位構造USは、例えばアドレスデコーダ回路(図示せず)により個々に選択可能に構成されている。 The unit structure US including the pair of the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 and the switch unit SW is arranged in a matrix in a plan view. Each unit structure US is configured to be individually selectable by, for example, an address decoder circuit (not shown).

以下に、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。なお、上記のとおり、第2テストパターンTP2の構成は第1テストパターンTP1と同一であるため、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法及び第2実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様である。しかしながら、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法は、検査工程S14に関しては、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法及び第2実施形態に係る半導体装置の製造方法と異なる。 The method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment will be described below. As described above, since the configuration of the second test pattern TP2 is the same as that of the first test pattern TP1, the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment is the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. It is the same as the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. However, the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment is different from the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment and the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment with respect to the inspection step S14.

第3実施形態に係る半導体装置の製造方法では、検査工程S14において、第1に、スイッチ部SWが第1テストパターンTP1を選択する。第2に、第1テストパターンTP1において、第1配線パターンWP1と第3配線パターンWP3との間で電流を流すことにより、第1テストパターンTP1の抵抗値が測定される。第3に、スイッチ部SWが第2テストパターンTP2を選択する。第4に、第2テストパターンTP2において、第1配線パターンWP1と第3配線パターンWP3との間で電流を流すことにより、第2テストパターンTP2の抵抗値が測定される。第5に、測定された第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値とが比較される。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, in the inspection step S14, first, the switch unit SW selects the first test pattern TP1. Secondly, in the first test pattern TP1, the resistance value of the first test pattern TP1 is measured by passing a current between the first wiring pattern WP1 and the third wiring pattern WP3. Third, the switch unit SW selects the second test pattern TP2. Fourth, in the second test pattern TP2, the resistance value of the second test pattern TP2 is measured by passing a current between the first wiring pattern WP1 and the third wiring pattern WP3. Fifth, the measured resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 are compared.

上記の第1の工程ないし第5の工程が、全ての単位構造USについて繰り返される。その結果、全ての単位構造USに関して第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値とが一致している場合には、トランジスタTrが正常に形成されたものと判定される。他方、単位構造USの少なくとも1つにおいて第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値とが一致していなかった場合には、トランジスタTrが正常に形成されなかったものと判定される。 The first to fifth steps described above are repeated for all unit structure US. As a result, when the resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 match for all the unit structures US, it is determined that the transistor Tr is normally formed. On the other hand, if the resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 do not match in at least one of the unit structures US, it is determined that the transistor Tr has not been formed normally. Will be done.

なお、第1テストパターンTP1の抵抗値が第2テストパターンTP2の抵抗値97%以上103%以下である場合には、第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値とが一致しているとみなしてもよい。 When the resistance value of the first test pattern TP1 is 97% or more and 103% or less of the resistance value of the second test pattern TP2, the resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 are different. It may be considered as a match.

全ての単位構造USのうち、第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値との差の絶対値が最も大きくなる単位構造USに、第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の形成不良が生じていると判定してもよい。 Of all the unit structure US, the unit structure US in which the absolute value of the difference between the resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 is the largest is the second contact plug CP2 (third contact plug). It may be determined that the poor formation of CP3) has occurred.

第1テストパターンTP1の抵抗値と第2テストパターンTP2の抵抗値との差の絶対値が最も大きくなる単位構造USにおいて、第1テストパターンTP1の抵抗値と参照抵抗値との差の絶対値及び第2テストパターンTP2の抵抗値と参照抵抗値との差の絶対値とを比較することにより、第1テストパターンTP1及び第2テストパターンTP2のいずれに第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の形成不良が存するかを判定してもよい。より具体的には、前者が大きい場合には第1テストパターンTP1に第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の形成不良があると判定し、後者が大きい場合には第2テストパターンTP2に第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の形成不良があると判定してもよい。 Absolute value of the difference between the resistance value of the first test pattern TP1 and the reference resistance value in the unit structure US in which the absolute value of the difference between the resistance value of the first test pattern TP1 and the resistance value of the second test pattern TP2 is the largest. And by comparing the absolute value of the difference between the resistance value of the second test pattern TP2 and the reference resistance value, the second contact plug CP2 (third contact plug) can be applied to either the first test pattern TP1 or the second test pattern TP2. It may be determined whether or not there is a poor formation of CP3). More specifically, when the former is large, it is determined that the first test pattern TP1 has a poor formation of the second contact plug CP2 (third contact plug CP3), and when the latter is large, the second test pattern TP2 is determined. It may be determined that the second contact plug CP2 (third contact plug CP3) is poorly formed.

ここで、参照抵抗値は、全ての第2コンタクトプラグCP2及び第3コンタクトプラグCP3が正常に形成された場合における第1テストパターンTP1(第2テストパターンTP2)の抵抗値である。 Here, the reference resistance value is the resistance value of the first test pattern TP1 (second test pattern TP2) when all the second contact plug CP2 and the third contact plug CP3 are normally formed.

以下に、第3実施形態に係る半導体装置の効果を説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置の効果及び第2実施形態に係る半導体装置の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。 The effects of the semiconductor device according to the third embodiment will be described below. In addition, the difference between the effect of the semiconductor device according to the first embodiment and the effect of the semiconductor device according to the second embodiment will be mainly described, and the duplicated description will not be repeated.

第1テストパターンTP1と第2テストパターンTP2は、同一の構成であり、かつ隣り合って配置されているため、共に正常に形成されていれば、実質的に同一の抵抗値を示す。そのため、互いに隣り合う第1テストパターンTP1及び第2テストパターンTP2の抵抗値を測定して比較することにより、第2コンタクトプラグCP2(第3コンタクトプラグCP3)の形成不良の有無を容易に検知することが可能となる。 Since the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 have the same configuration and are arranged next to each other, if both are normally formed, they show substantially the same resistance value. Therefore, by measuring and comparing the resistance values of the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 that are adjacent to each other, it is easy to detect the presence or absence of poor formation of the second contact plug CP2 (third contact plug CP3). It becomes possible.

その他、上記実施の形態に記載された内容の一部を、以下に記載する。
[付記1]
以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)基材層、前記基材層上に形成された絶縁層、前記絶縁層上に形成された半導体層、その一部が前記基材層に達するように前記半導体層及び前記絶縁層を貫通する溝、並びに前記溝内に形成された絶縁膜、を有し、第1領域、第2領域、及び第3領域を備えた基板を準備する工程;
(b)前記(a)工程の後、前記第1領域における前記半導体層と、前記第1領域における前記絶縁層とを除去し、前記第1領域における前記基材層を露出させる工程;
(c)前記(b)工程の後、前記第2領域における前記半導体層上に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程;
(d)前記(c)工程の後、エピタキシャル成長法により、前記第2領域における前記半導体層のうちの前記ゲート電極から露出した部分の表面上、及び前記第3領域における前記半導体層の表面上に、エピタキシャル層を形成する工程;
(e)前記(d)工程の後、イオン注入法により、前記第1領域における前記基材層、前記第2領域における前記エピタキシャル層、及び前記第3領域における前記エピタキシャル層のそれぞれに、第1導電型の不純物領域を形成する工程;
(f)前記(e)工程の後、前記基板上に層間絶縁膜を形成する工程;
(g)前記(f)工程の後、前記第1領域における前記層間絶縁膜に前記第1領域における前記不純物領域に達する第1コンタクトホール、前記第2領域における前記層間絶縁膜に前記第2領域における前記不純物領域にそれぞれ達する一対の第2コンタクトホール及び第3コンタクトホール、並びに前記第3領域における前記層間絶縁膜に前記第3領域における前記不純物領域にそれぞれ達する一対の第4コンタクトホール及び第5コンタクトホールを、それぞれ形成する工程;
(h)前記(g)工程の後、前記第1コンタクトホール、前記第2コンタクトホール、前記第3コンタクトホール、前記第4コンタクトホール、及び前記第5コンタクトホールのそれぞれの内部に導電性部材を埋め込むことで、第1コンタクトプラグ、第2コンタクトプラグ、第3コンタクトプラグ、第4コンタクトプラグ、及び第5コンタクトプラグを形成する工程;
(i)前記(h)工程の後、前記層間絶縁膜上に第1配線パターン及び第2配線パターンを形成し、前記第1コンタクトプラグと前記第4コンタクトプラグに跨るように前記第1コンタクトプラグと前記第4コンタクトプラグに前記第1配線パターンを接続し、前記第5コンタクトプラグに前記第2配線パターンを接続する工程;
(j)前記(i)工程の後、前記第1コンタクトプラグ、前記第4コンタクトプラグ、前記第5コンタクトプラグ、前記第1配線パターン、及び前記第2配線パターンから成るテストパターンのうちの前記第1配線パターンと、前記テストパターンの前記第2配線パターンとの間に電流を流すことにより、前記テストパターンの抵抗値を測定する工程;
(k)前記(j)工程の後、前記(j)工程で測定した前記テストパターンの抵抗値を、別の値と比較し、前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜、及び前記第2領域における前記エピタキシャル層から成るMISFETを検査する工程。
In addition, a part of the contents described in the above-described embodiment will be described below.
[Appendix 1]
Manufacturing method of semiconductor device including the following steps:
(A) The base material layer, the insulating layer formed on the base material layer, the semiconductor layer formed on the insulating layer, and the semiconductor layer and the insulating layer so that a part thereof reaches the base material layer. A step of preparing a substrate having a groove penetrating and an insulating film formed in the groove and having a first region, a second region, and a third region;
(B) After the step (a), the step of removing the semiconductor layer in the first region and the insulating layer in the first region to expose the base material layer in the first region;
(C) After the step (b), a step of forming a gate electrode on the semiconductor layer in the second region via a gate insulating film;
(D) After the step (c), by the epitaxial growth method, on the surface of the portion of the semiconductor layer in the second region exposed from the gate electrode, and on the surface of the semiconductor layer in the third region. , The process of forming the epitaxial layer;
(E) After the step (d), the ion implantation method is applied to each of the base material layer in the first region, the epitaxial layer in the second region, and the epitaxial layer in the third region. Step of forming a conductive impurity region;
(F) A step of forming an interlayer insulating film on the substrate after the step (e);
(G) After the step (f), the interlayer insulating film in the first region has a first contact hole reaching the impurity region in the first region, and the interlayer insulating film in the second region has the second region. A pair of second contact holes and a third contact hole reaching the impurity region in the above, and a pair of fourth contact holes and a fifth contact hole reaching the impurity region in the third region on the interlayer insulating film in the third region, respectively. The process of forming each contact hole;
(H) After the step (g), a conductive member is provided inside each of the first contact hole, the second contact hole, the third contact hole, the fourth contact hole, and the fifth contact hole. A process of forming a first contact plug, a second contact plug, a third contact plug, a fourth contact plug, and a fifth contact plug by embedding;
(I) After the step (h), the first wiring pattern and the second wiring pattern are formed on the interlayer insulating film, and the first contact plug straddles the first contact plug and the fourth contact plug. And the step of connecting the first wiring pattern to the fourth contact plug and connecting the second wiring pattern to the fifth contact plug;
(J) After the step (i), the first of the test patterns including the first contact plug, the fourth contact plug, the fifth contact plug, the first wiring pattern, and the second wiring pattern. A step of measuring the resistance value of the test pattern by passing a current between the one wiring pattern and the second wiring pattern of the test pattern;
(K) After the step (j), the resistance value of the test pattern measured in the step (j) is compared with another value, and the gate electrode, the gate insulating film, and the said in the second region. A step of inspecting a MISFET composed of an epitaxial layer.

[付記2]
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、複数のチップ領域と、前記複数のチップ領域のうちの互いに隣り合う2つのチップ領域間に位置するスクライブ領域と、を有し、
前記第2領域は、前記チップ領域内に位置しており、
前記第1領域及び前記第3領域は、前記スクライブ領域内に位置している。
[Appendix 2]
In the method for manufacturing a semiconductor device described in Appendix 1,
The substrate has a plurality of chip regions and a scribe region located between two chip regions adjacent to each other in the plurality of chip regions.
The second region is located within the chip region and
The first region and the third region are located in the scribe region.

[付記3]
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、複数のチップ領域と、前記複数のチップ領域のうちの互いに隣り合う2つのチップ領域間に位置するスクライブ領域と、を有し、
前記第1領域ないし前記第3領域は、前記チップ領域内に位置している。
[Appendix 3]
In the method for manufacturing a semiconductor device described in Appendix 1,
The substrate has a plurality of chip regions and a scribe region located between two chip regions adjacent to each other in the plurality of chip regions.
The first region to the third region is located in the chip region.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

AR1 第1活性領域、AR2 第2活性領域、AR3 第3活性領域、AR4 第4活性領域、AR5 第5活性領域、AR6 第6活性領域、AR7 第7活性領域、AR8 第8活性領域、BOX 絶縁膜、BULK 基材層、CH チップ領域、CP1 第1コンタクトプラグ、CP2 第2コンタクトプラグ、CP3 第3コンタクトプラグ、CP4 第4コンタクトプラグ、CP5 第5コンタクトプラグ、DSW ダミーサイドウォールスペーサ、DRA ドレイン領域、DRAa 第1部分、DRAb 第2部分、EPI エピタキシャル層、GE ゲート電極、GO ゲート絶縁膜、ILD 層間絶縁膜、ISL 素子分離膜、IR 不純物領域、L 仮想線、R1 第1領域、R2 第2領域、R3 第3領域、S1 素子分離膜形成工程、S2 除去工程、S3 第1イオン注入工程、S4 ゲート絶縁膜形成工程、S5 ゲート電極形成工程、S6 エピタキシャル成長工程、S7 第2イオン注入工程、S8 サイドウォールスペーサ形成工程、S9 第3イオン注入工程、S10 シリサイド膜形成工程、S11 層間絶縁膜形成工程、S12 コンタクトプラグ形成工程、S13 配線パターン形成工程、S14 検査工程、S15 切断工程、SOI 半導体層、SC スクライブ領域、SR ソース領域、SRa 第1部分、SRb 第2部分、SUB 半導体基板、SW スイッチ部、SWS サイドウォールスペーサ、TEG テスト領域、TP1 第1テストパターン、TP2 第2テストパターン、Tr トランジスタ、US 単位構造、WF 半導体ウェハ、WP1 第1配線パターン、WP2 第2配線パターン、WP3 第3配線パターン、WP4 第4配線パターン、WP5 第5配線パターン、WR ウェル領域。 AR1 1st active region, AR2 2nd active region, AR3 3rd active region, AR4 4th active region, AR5 5th active region, AR6 6th active region, AR7 7th active region, AR8 8th active region, BOX insulating Membrane, BULK substrate layer, CH chip area, CP1 1st contact plug, CP2 2nd contact plug, CP3 3rd contact plug, CP4 4th contact plug, CP5 5th contact plug, DSW dummy sidewall spacer, DRA drain area , DRAa 1st part, DRAb 2nd part, EPI epitaxial layer, GE gate electrode, GO gate insulating film, ILD interlayer insulating film, ISL element separating film, IR impurity region, L virtual line, R1 1st region, R2 2nd Region, R3 3rd region, S1 element separation film forming step, S2 removal step, S3 1st ion injection step, S4 gate insulating film forming step, S5 gate electrode forming step, S6 epitaxial growth step, S7 2nd ion injection step, S8 Sidewall spacer forming step, S9 third ion injection step, S10 VDD film forming step, S11 interlayer insulating film forming step, S12 contact plug forming step, S13 wiring pattern forming step, S14 inspection step, S15 cutting step, SOI semiconductor layer, SC screen area, SR source area, SRa 1st part, SRb 2nd part, SUB semiconductor substrate, SW switch part, SWS sidewall spacer, TEG test area, TP1 1st test pattern, TP2 2nd test pattern, Tr transistor, US unit structure, WF semiconductor wafer, WP1 first wiring pattern, WP2 second wiring pattern, WP3 third wiring pattern, WP4 fourth wiring pattern, WP5 fifth wiring pattern, WR well area.

Claims (17)

基材層、前記基材層上に形成された絶縁層、並びに前記絶縁層上に形成された半導体層を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された第1配線パターン、前記層間絶縁膜上に形成された複数の第2配線パターン、前記層間絶縁膜上に形成された第3配線パターン、前記基材層に形成された第1活性領域、前記半導体層に形成された複数の第2活性領域、前記第1活性領域上にある前記層間絶縁膜中に形成された第1コンタクトプラグ、並びに前記複数の第2活性領域のそれぞれの上にある前記層間絶縁膜中に形成された一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグを有する第1テストパターンと、
を備え、
前記複数の第2活性領域は、平面視において、一方端と他方端とを含む仮想線上に配置されており、
前記第1活性領域は、平面視において、前記複数の第2活性領域のうち、前記仮想線の前記一方端上にある第3活性領域の隣に配置され、
前記第1コンタクトプラグは、前記絶縁層及び前記半導体層を介さずに、前記第1活性領域に接続されており、
前記一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグは、前記複数の第2活性領域にそれぞれ接続されており、
前記第1配線パターンは、前記第1コンタクトプラグ及び前記第3活性領域と接続された前記第2コンタクトプラグのそれぞれに接続されており、
前記複数の第2配線パターンのそれぞれは、前記第2コンタクトプラグ及び前記第3コンタクトプラグを介して、前記複数の第2活性領域のうちの互いに隣り合って配置される2つの前記第2活性領域に電気的に接続されており、
前記第3配線パターンは、前記複数の第2活性領域のうち、前記仮想線の前記他方端上にある第4活性領域と接続された前記第3コンタクトプラグに電気的に接続されている、半導体装置。
A base material layer, an insulating layer formed on the base material layer, and a semiconductor substrate having a semiconductor layer formed on the insulating layer,
The interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate and
A first wiring pattern formed on the interlayer insulating film, a plurality of second wiring patterns formed on the interlayer insulating film, a third wiring pattern formed on the interlayer insulating film, and formed on the base material layer. The first active region formed, the plurality of second active regions formed on the semiconductor layer, the first contact plug formed in the interlayer insulating film on the first active region, and the plurality of second active regions. A first test pattern having a pair of second and third contact plugs formed in the interlayer insulating film above each of the regions.
With
The plurality of second active regions are arranged on a virtual line including one end and the other end in a plan view.
The first active region is arranged next to the third active region on the one end of the virtual line among the plurality of second active regions in a plan view.
The first contact plug is connected to the first active region without passing through the insulating layer and the semiconductor layer.
The pair of second contact plugs and the third contact plugs are connected to the plurality of second active regions, respectively.
The first wiring pattern is connected to each of the first contact plug and the second contact plug connected to the third active region.
Each of the plurality of second wiring patterns is arranged adjacent to each other in the plurality of second active regions via the second contact plug and the third contact plug. Is electrically connected to
The third wiring pattern is a semiconductor that is electrically connected to the third contact plug connected to the fourth active region on the other end of the virtual line among the plurality of second active regions. Device.
前記半導体層は、前記複数の第2活性領域が形成された第1領域と、MISFETを構成するソース及びドレインが形成された第2領域とを有する、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer has a first region in which the plurality of second active regions are formed and a second region in which a source and a drain constituting a MISFET are formed. 前記仮想線は、平面視において、蛇行している、請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein the virtual line meanders in a plan view. 前記第1テストパターンは、
前記基材層に形成され、且つ、前記複数の第2活性領域のうち、平面視において前記一方端と前記他方端との間にある第5活性領域の隣に配置された第6活性領域と、
前記第6活性領域上にある前記層間絶縁膜中に形成され、且つ前記絶縁層及び前記半導体層を介さずに、前記第6活性領域に接続された第4コンタクトプラグと、
前記層間絶縁膜上に形成され、且つ前記第5活性領域と接続された前記第2コンタクトプラグ及び前記第4コンタクトプラグのそれぞれに接続された第4配線パターンと、
をさらに有する、請求項に記載の半導体装置。
The first test pattern is
A sixth active region formed on the base material layer and arranged next to a fifth active region between the one end and the other end in a plan view among the plurality of second active regions. ,
A fourth contact plug formed in the interlayer insulating film on the sixth active region and connected to the sixth active region without interposing the insulating layer and the semiconductor layer.
A fourth wiring pattern formed on the interlayer insulating film and connected to the fifth active region and connected to each of the second contact plug and the fourth contact plug.
The semiconductor device according to claim 3 , further comprising.
平面視において、前記第1テストパターンの隣には、前記第1テストパターンと同じ構成からなる第2テストパターンが配置されている、請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein a second test pattern having the same configuration as the first test pattern is arranged next to the first test pattern in a plan view. 互いに隣り合って配置される一対の前記第1テストパターン及び前記第2テストパターンは、平面視において、行列状に配列されている、請求項5に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 5, wherein the pair of the first test pattern and the second test pattern arranged adjacent to each other are arranged in a matrix in a plan view. MISFETと、第1テストパターンと、を有する半導体ウェハを準備する工程と、
前記第1テストパターンを用いて前記MISFETの良品判定を行う工程と、
を備え、
前記半導体ウェハは、基材層、前記基材層上に形成された絶縁層、並びに前記絶縁層上に形成された半導体層を有する半導体基板と、前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜とを有し、
前記第1テストパターンは、前記層間絶縁膜上に形成された第1配線パターンと、前記層間絶縁膜上に形成された複数の第2配線パターンと、前記層間絶縁膜上に形成された第3配線パターンと、前記基材層に形成された第1活性領域と、前記半導体層に形成された複数の第2活性領域と、前記第1活性領域上にある前記層間絶縁膜中に形成された第1コンタクトプラグと、前記複数の第2活性領域のそれぞれの上にある前記層間絶縁膜中に形成された一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグとを有し、
前記複数の第2活性領域は、平面視において、一方端と他方端とを含む仮想線上に配置され、
前記第1活性領域は、平面視において、前記複数の第2活性領域のうち、前記仮想線の前記一方端上にある第3活性領域の隣に配置され、
前記第1コンタクトプラグは、前記絶縁層及び前記半導体層を介さずに、前記第1活性領域に接続され、
前記一対の第2コンタクトプラグ及び第3コンタクトプラグは、前記複数の第2活性領域にそれぞれ接続されており、
前記第1配線パターンは、前記第1コンタクトプラグ及び前記第3活性領域と接続された前記第2コンタクトプラグに接続されており、
前記複数の第2配線パターンのそれぞれは、前記第2コンタクトプラグ及び前記第3コンタクトプラグを介して、前記複数の第2活性領域のうちの互いに隣り合って配置される2つの前記第2活性領域に電気的に接続されており、
前記第3配線パターンは、前記複数の第2活性領域のうち、前記仮想線の前記他方端上にある第4活性領域と接続された前記第3コンタクトプラグに接続されており、
前記MISFETのソース及びドレインは、前記半導体層に形成されており、
前記MISFETのゲート電極は、前記半導体層上に形成されており、
前記良品判定を行う工程は、前記第1配線パターンと前記第3配線パターンとの間に電流を流すことにより前記第1テストパターンの抵抗値を測定する工程と、前記抵抗値をあらかじめ準備された前記抵抗値の参照範囲と比較する工程を有する、半導体装置の製造方法。
A process of preparing a semiconductor wafer having a MISFET and a first test pattern,
A step of determining a non-defective product of the MISFET using the first test pattern, and
With
The semiconductor wafer includes a base material layer, an insulating layer formed on the base material layer, a semiconductor substrate having a semiconductor layer formed on the insulating layer, and an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate. Have,
The first test pattern includes a first wiring pattern formed on the interlayer insulating film, a plurality of second wiring patterns formed on the interlayer insulating film, and a third wiring pattern formed on the interlayer insulating film. It was formed in the wiring pattern, the first active region formed on the base material layer, the plurality of second active regions formed on the semiconductor layer, and the interlayer insulating film on the first active region. It has a first contact plug and a pair of second contact plugs and a third contact plug formed in the interlayer insulating film on each of the plurality of second active regions.
The plurality of second active regions are arranged on a virtual line including one end and the other end in a plan view.
The first active region is arranged next to the third active region on the one end of the virtual line among the plurality of second active regions in a plan view.
The first contact plug is connected to the first active region without passing through the insulating layer and the semiconductor layer.
The pair of second contact plugs and the third contact plugs are connected to the plurality of second active regions, respectively.
The first wiring pattern is connected to the first contact plug and the second contact plug connected to the third active region.
Each of the plurality of second wiring patterns is arranged adjacent to each other in the plurality of second active regions via the second contact plug and the third contact plug. Is electrically connected to
The third wiring pattern is connected to the third contact plug connected to the fourth active region on the other end of the virtual line among the plurality of second active regions.
The source and drain of the MISFET are formed in the semiconductor layer, and the source and drain of the MISFET are formed in the semiconductor layer.
The gate electrode of the MISFET is formed on the semiconductor layer, and is formed on the semiconductor layer.
The step of determining the non-defective product includes a step of measuring the resistance value of the first test pattern by passing a current between the first wiring pattern and the third wiring pattern, and a step of preparing the resistance value in advance. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of comparing the resistance value with a reference range.
前記良品判定を行う工程は、前記第1テストパターンの前記抵抗値を測定した後、この測定した前記抵抗値を、あらかじめ準備しておいた参照範囲と比較しする工程を有し、
比較した前記抵抗値が前記参照範囲内である場合には、前記MISFETは良品と判定される一方、比較した前記抵抗値が前記参照範囲外である場合には、前記MISFETは不良と判定される、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
The step of determining the non-defective product includes a step of measuring the resistance value of the first test pattern and then comparing the measured resistance value with a reference range prepared in advance.
When the compared resistance value is within the reference range, the MISFET is determined to be a non-defective product, while when the compared resistance value is outside the reference range, the MISFET is determined to be defective. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
前記仮想線は、平面視において、蛇行している、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the virtual line meanders in a plan view. 前記第1テストパターンは、
前記基材層に形成され、且つ、前記第2活性領域のうち、平面視において前記一方端と前記他方端との間にある第5活性領域の隣に配置された第6活性領域と、
前記第6活性領域上にある前記層間絶縁膜中に形成され、且つ前記第6活性領域に接続された第4コンタクトプラグと、
前記層間絶縁膜上に形成され、かつ前記第5活性領域と接続された前記第2コンタクトプラグ及び前記第4コンタクトプラグのそれぞれに接続された第4配線パターンと、
をさらに有する、請求項に記載の半導体装置の製造方法。
The first test pattern is
A sixth active region formed on the base material layer and arranged next to a fifth active region between the one end and the other end in a plan view, among the second active regions.
A fourth contact plug formed in the interlayer insulating film on the sixth active region and connected to the sixth active region.
A fourth wiring pattern formed on the interlayer insulating film and connected to the fifth active region and connected to each of the second contact plug and the fourth contact plug.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9 , further comprising.
前記半導体ウェハは、平面視において、チップ領域と、前記チップ領域を取り囲むスクライブ領域とを有し、
前記MISFETは、前記チップ領域内に配置されており、
前記第1テストパターンは、前記スクライブ領域内に配置される、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor wafer has a chip region and a scribe region surrounding the chip region in a plan view.
The MISFET is arranged in the chip region, and the MISFET is arranged in the chip region.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the first test pattern is arranged in the scribe region.
前記半導体ウェハは、平面視において、チップ領域と、前記チップ領域を取り囲むスクライブ領域とを有し、
前記MISFET及び前記第1テストパターンのそれぞれは、前記チップ領域内に配置される、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor wafer has a chip region and a scribe region surrounding the chip region in a plan view.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein each of the MISFET and the first test pattern is arranged in the chip region.
平面視において、前記第1テストパターンの隣には、前記第1テストパターンと同じ構成からなる第2テストパターンが配置されており、
前記良品判定を行う工程は、
(a1)前記第1テストパターンの前記第1配線パターンと前記第3配線パターンとの間で電流を流すことにより前記第1テストパターンの第1抵抗値を測定する工程と、
(a2)前記第2テストパターンの前記第1配線パターンと前記第3配線パターンとの間で電流を流すことにより前記第2テストパターンの第2抵抗値を測定する工程と、
(a3)前記(a2)工程の後、測定した前記第1抵抗値と前記第2抵抗値とを比較する工程と、
を有し、
前記第1抵抗値と前記第2抵抗値とが一致する場合には、前記MISFETは良品と判定される一方、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値とが異なる場合には、前記MISFETは不良と判定される、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
In a plan view, a second test pattern having the same configuration as the first test pattern is arranged next to the first test pattern.
The step of determining a non-defective product is
(A1) A step of measuring the first resistance value of the first test pattern by passing a current between the first wiring pattern and the third wiring pattern of the first test pattern.
(A2) A step of measuring the second resistance value of the second test pattern by passing a current between the first wiring pattern and the third wiring pattern of the second test pattern.
(A3) After the step (a2), a step of comparing the measured first resistance value and the second resistance value, and
Have,
When the first resistance value and the second resistance value match, the MISFET is determined to be a non-defective product, while when the first resistance value and the second resistance value are different, the MISFET is determined to be a non-defective product. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, which is determined to be defective.
互いに隣り合って配置される一対の前記第1テストパターン及び前記第2テストパターンは、平面視において、行列状に配列されている、請求項13に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the pair of the first test pattern and the second test pattern arranged adjacent to each other are arranged in a matrix in a plan view. 前記(a1)工程の後、前記第1テストパターンの前記第3配線パターンと前記第2テストパターンの前記第3配線パターンとの間に設けられたスイッチを切り替えてから、前記(a2)工程を行う、請求項13に記載の半導体装置の製造方法。 After the step (a1), the switch provided between the third wiring pattern of the first test pattern and the third wiring pattern of the second test pattern is switched, and then the step (a2) is performed. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13. 前記半導体ウェハは、平面視において、チップ領域と、前記チップ領域を取り囲むスクライブ領域とを有し、
前記MISFETは、前記チップ領域内に配置されており、
前記第1テストパターンは、前記スクライブ領域内に配置されている、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor wafer has a chip region and a scribe region surrounding the chip region in a plan view.
The MISFET is arranged in the chip region, and the MISFET is arranged in the chip region.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the first test pattern is arranged in the scribe region.
前記半導体ウェハは、平面視において、チップ領域と、前記チップ領域を取り囲むスクライブ領域とを有し、
前記MISFET及び前記第1テストパターンのそれぞれは、前記チップ領域内に配置されている、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor wafer has a chip region and a scribe region surrounding the chip region in a plan view.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein each of the MISFET and the first test pattern is arranged in the chip region.
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