JP2002026100A - Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit - Google Patents

Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit

Info

Publication number
JP2002026100A
JP2002026100A JP2000206821A JP2000206821A JP2002026100A JP 2002026100 A JP2002026100 A JP 2002026100A JP 2000206821 A JP2000206821 A JP 2000206821A JP 2000206821 A JP2000206821 A JP 2000206821A JP 2002026100 A JP2002026100 A JP 2002026100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
pattern
electric circuit
short
detection pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000206821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Hamamura
有一 濱村
Hidemi Koike
英巳 小池
Akira Shimase
朗 嶋瀬
Junzo Azuma
淳三 東
Kaoru Umemura
馨 梅村
Satoshi Tomimatsu
聡 富松
Aritoshi Sugimoto
有俊 杉本
Takeshi Sekihara
雄 関原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi ULSI Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000206821A priority Critical patent/JP2002026100A/en
Publication of JP2002026100A publication Critical patent/JP2002026100A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a TEG structure optimal for evaluating the defect level in the important components of an interconnection process, i.e., interconnect resistance, open circuit and short circuit defect, and through hole process, at a low cost and enhancing the location efficiency of a detected defect. SOLUTION: The semiconductor device comprises a meandering pattern 1 for detecting defective interconnect resistance formed on an electric circuit substrate, and a pattern 3 for detecting defective conduction of through hole formed in the gap of the pattern 1 for detecting defective interconnect resistance while being insulated electrically therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス、
電気回路基板、CCD、あるいはTFT等のディスプレ
イ装置のような電気回路装置などの半導体製品を製造す
る半導体基板および電気回路装置の製造プロセスの検査
方法並びに電気回路装置の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device,
The present invention relates to a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product such as an electric circuit device such as a display device such as an electric circuit substrate, a CCD, or a TFT, a method of inspecting a manufacturing process of the electric circuit device, and a method of manufacturing the electric circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】数百工程からなる半導体製造プロセスに
ついていえば、全工程ごとに異物検査を行うことは、検
査時間およびコストが膨大となるため、予め定められた
工程において光学式異物・外観検査やSEM式外観検査
を行っている。従来、この検査工程においては、異物数
や異物寸法、およびウエハ面内での異物座標を測定し、
その来歴をデータベースに記録して、この来歴データか
ら、突発的な製造装置異常の有無や、定常的な異物レベ
ルの抑制を監視したり、この検査結果と製品完成時の電
気的特性検査により判明する不良モードや不良位置デー
タとを照合して、前記検査結果の来歴を解析すること
で、各工程における欠陥の致命性(製品不良となる確
率)を評価することができる。そして、統計的に致命性
の高い工程の発塵源や欠陥モードを特定し、その発生を
抑えることで対策が講じられてきた。
2. Description of the Related Art Speaking of a semiconductor manufacturing process comprising several hundred steps, performing a foreign substance inspection for every step requires an enormous inspection time and cost. And SEM appearance inspection. Conventionally, in this inspection process, the number and size of foreign particles and the coordinates of the foreign particles on the wafer surface are measured,
The history is recorded in a database, and based on the history data, it is possible to monitor for sudden abnormalities in manufacturing equipment and to constantly monitor the suppression of foreign matter levels. By comparing the failure mode and failure position data to be performed and analyzing the history of the inspection results, it is possible to evaluate the fatality (probability of a product failure) of a defect in each process. Then, countermeasures have been taken by specifying a dust source and a defect mode in a process that is statistically fatal and suppressing the occurrence thereof.

【0003】また、従来例としては、「Integra
ted Circuit Manufacturabi
lity、IEEE PRESS、P26−P29」に
おいて、短絡検知用の2つの対向櫛歯パタンを有するT
EG、配線抵抗不良検知用の蛇行パタンを有するTE
G、および櫛歯パタンと蛇行パタンの混在構造が開示さ
れている(従来例1)。これらのTEGは、製品ウエハ
の製品チップと混在させたり、ウエハ全面にTEGを搭
載したりする。TEGエリアは製品とはならないため、
TEGによる経済的な損失を最小限に抑えなければなら
ない。一方、欠陥をモニタするためには、欠陥はある有
限の確率(欠陥密度=欠陥発生頻度/面積)で発生する
ため、対策の情報となる十分な数の欠陥を捕捉するため
には、TEGの面積を充分広く取る必要がある。
As a conventional example, "Integra
ted Circuit Manufacturabi
lite, IEEE PRESS, P26-P29 ", which has two opposing comb-tooth patterns for short-circuit detection.
EG, TE having meandering pattern for detecting wiring resistance failure
G, and a mixed structure of a comb pattern and a meandering pattern are disclosed (conventional example 1). These TEGs are mixed with product chips of a product wafer, or TEGs are mounted on the entire surface of the wafer. Since the TEG area is not a product,
Economic losses due to TEG must be minimized. On the other hand, in order to monitor the defect, the defect occurs with a certain finite probability (defect density = defect occurrence frequency / area). The area needs to be large enough.

【0004】一方、TEGのプローブ検査結果をプロセ
スの改良に反映させるためには、短絡や断線箇所を特定
し、表面観察、断面観察、材料分析等の物理分析を行っ
て不良の発生メカニズムを特定する必要がある。従来例
1の場合、寸法の大きい欠陥について言えば、光学式表
面検査で補足することが可能であるが、欠陥サイズが約
0.3μm以下になると検査感度不足のため不良箇所を
特定することが困難となってくる。そこで、この不良個
所の捕捉率向上を目的としたTEGの構造と検査方法が
「Microelecronic Test Structures for Rapid Automat
ed Contactless Inline Defect Inspection, IEEE Tran
sactions on Semiconductor Manufacturing, Vol.10,
No.3, August, 1997」に開示されている(従来例2)。この
TEGは、蛇行する配線抵抗不良検知用配線パタンの間
に電気的に絶縁した複数の直線パタンを配置した構造と
し、SEM式検査装置を用いて被検査パタンの帯電状態
を電位コントラスト画像情報として検知する方法を利用
するものであり、配線層一層の断線および短絡を狭面積
でモニタすることが開示されている。
On the other hand, in order to reflect the TEG probe inspection results in process improvement, short-circuits and disconnection points are specified, and physical failures such as surface observation, cross-section observation, material analysis, and the like are specified to identify the failure generation mechanism. There is a need to. In the case of Conventional Example 1, a defect having a large dimension can be supplemented by an optical surface inspection. However, when the defect size becomes about 0.3 μm or less, a defective portion may be specified due to insufficient inspection sensitivity. It becomes difficult. Therefore, the structure and inspection method of TEG for the purpose of improving the capture rate of this defective part is described in "Microelecronic Test Structures for Rapid Automat
ed Contactless Inline Defect Inspection, IEEE Tran
sactions on Semiconductor Manufacturing, Vol.10,
No. 3, August, 1997 "(conventional example 2). This TEG has a structure in which a plurality of electrically insulated linear patterns are arranged between meandering wiring resistance detecting wiring patterns, and the charged state of the pattern to be inspected is used as potential contrast image information using an SEM type inspection apparatus. It utilizes a method of detecting, and discloses that a disconnection and a short circuit of one wiring layer are monitored in a small area.

【0005】また、特開平11−330181号公報に
は、櫛歯状の配線の間隙に電位コントラスト法で短絡欠
陥検知するための配線パタンを設けたTEG構造が開示
されている(従来例3)。このほか、特開平5−144
901号公報には、イオンビームの照射による電位コン
トラストを利用して、短絡及び断線を検出する方法が開
示されている(従来例4)。従来の2つの櫛歯対向型の
短絡欠陥検知用のTEGと、断線欠陥検知用の蛇行パタ
ンを用い、フォーカスド イオン ビーム(以下FIB
と称す)による電位コントラスト画像を生成させ、併せ
てFIBによるTEGの切断や接続を行うことにより欠
陥個所特定の時間を短縮するとしている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-330181 discloses a TEG structure in which a wiring pattern for detecting a short-circuit defect by a potential contrast method is provided in a gap between comb-shaped wirings (conventional example 3). . In addition, JP-A-5-144
Japanese Patent Application Laid-Open No. 901 discloses a method for detecting a short circuit and a disconnection by utilizing a potential contrast caused by ion beam irradiation (conventional example 4). Using a conventional two comb-teeth facing type TEG for detecting a short-circuit defect and a meandering pattern for detecting a disconnection defect, a focused ion beam (hereinafter referred to as FIB) is used.
) To generate a potential contrast image, and at the same time, cut or connect the TEG by the FIB to shorten the time for identifying a defective portion.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のいずれも配線工程で重要な要素である、配線抵抗、断
線及びショート欠陥、スルーホール(上下の配線層を接
続する穴)といった全てのプロセスを考慮した欠陥の捕
捉効率、欠陥箇所の探索効率向上、及びTEG占有面積
の低減を提供するに至ってはおらず、最適なTEG構造
を実現するものではなかった。
However, in all of the conventional examples, all processes such as wiring resistance, disconnection and short-circuit defect, and through-holes (holes connecting upper and lower wiring layers) which are important elements in the wiring process are performed. However, it has not been possible to provide the trapping efficiency of the defects, the improvement of the search efficiency of the defect portion, and the reduction of the TEG occupied area, which does not realize the optimal TEG structure.

【0007】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
電気回路製造プロセスにおける配線工程で重要な要素で
ある、配線抵抗、断線及びショート欠陥、スルーホール
(上下の配線層を接続する穴)といった全てのプロセス
を考慮した欠陥の捕捉効率、欠陥箇所の探索効率向上、
及びTEG占有面積の低減を実現し、低コストで製造歩
留りを管理することができるようにした電気回路製造プ
ロセスの試験(検査も含む)パタン(TEG構造)を設
けた半導体基板および電気回路製造プロセスの検査方法
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、低
コストかつ短期間で欠陥の検出と、原因の特定を加速
し、製造プロセスに早期にフィードバックすることによ
り、低歩留りによる損失を短期間で解消することが可能
となる電気回路装置の製造方法を提供することにある。
[0007] An object of the present invention is to solve the above problems.
Defect capture efficiency and search for defect locations in consideration of all processes such as wiring resistance, disconnection and short defects, and through holes (holes connecting the upper and lower wiring layers), which are important elements in the wiring process in the electric circuit manufacturing process Efficiency,
And a semiconductor substrate provided with a test (including inspection) pattern (TEG structure) of an electric circuit manufacturing process capable of reducing the area occupied by the TEG and controlling the manufacturing yield at a low cost, and an electric circuit manufacturing process An inspection method is provided. Further, another object of the present invention is to quickly detect defects at a low cost and in a short period of time, to quickly identify the cause, and to provide early feedback to the manufacturing process, thereby eliminating losses due to low yield in a short period of time. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electric circuit device that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、蛇行する配線抵抗不良検知用パタンと、
該配線抵抗不良検知用パタンの間隙に配置し、かつ電気
的に絶縁したスルーホール導通不良検知用パタンとを有
する電気回路製造プロセスの試験パタン(検査パタン・
監視パタン)を、半導体製品を製造する半導体基板内の
一部分の領域に設けたことを特徴とする半導体基板であ
る。また、本発明は、櫛歯状の短絡検知用パタンと、該
短絡検知用パタンの間隙に配置し、かつ電気的に絶縁し
たスルーホール導通不良検知用パタンとを有する電気回
路製造プロセスの試験パタン(検査パタン・監視パタ
ン)を、半導体製品を製造する半導体基板内の一部分の
領域に設けたことを特徴とする半導体基板である。ま
た、本発明は、前記電気回路製造プロセスの試験パタン
において、スルーホール導通不良検知用パタンの一部
に、電気的に絶縁した短絡検知用パタンを有することを
特徴とする半導体基板である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pattern for detecting a meandering wiring resistance defect,
A test pattern (test pattern / test pattern) for an electric circuit manufacturing process, which is disposed in the gap between the wiring resistance defect detection patterns and has an electrically insulated through-hole conduction defect detection pattern.
(A monitoring pattern) is provided in a partial region in a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product. The present invention also provides a test pattern for an electric circuit manufacturing process, comprising: a comb-shaped short-circuit detection pattern; and a through-hole failure detection pattern that is disposed in a gap between the short-circuit detection patterns and is electrically insulated. (Inspection pattern / monitoring pattern) is provided in a partial region in a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product. Further, the present invention is a semiconductor substrate, characterized in that in the test pattern of the electric circuit manufacturing process, an electrically insulated short-circuit detection pattern is provided as a part of the through-hole conduction defect detection pattern.

【0009】また、本発明は、配線抵抗不良検知用パタ
ンと、該配線抵抗不良検知用パタンと接続したスルーホ
ール導通不良検知用パタンとを有する電気回路製造プロ
セスの試験パタンを、半導体製品を製造する半導体基板
内の一部分の領域に設けたことを特徴とする半導体基板
である。また、本発明は、前記電気回路製造プロセスの
試験パタンにおいて、配線抵抗不良検知用パタンの間隙
に、電気的に絶縁した短絡検知用パタンを有することを
特徴とする半導体基板である。また、本発明は、対向す
る櫛歯状の短絡検知用パタンと、該短絡検知用パタンと
接続したスルーホール導通不良検知用パタンとを有する
電気回路製造プロセスの試験パタンを、半導体製品を製
造する半導体基板内の一部分の領域に設けたことを特徴
とする半導体基板である。
Further, the present invention provides a test pattern for an electric circuit manufacturing process having a pattern for detecting a wiring resistance defect and a pattern for detecting a conduction defect in a through-hole connected to the pattern for detecting a wiring resistance defect, for manufacturing a semiconductor product. A semiconductor substrate provided in a partial region within the semiconductor substrate. Further, the present invention is a semiconductor substrate, characterized in that in the test pattern of the electric circuit manufacturing process, an electrically insulated short-circuit detection pattern is provided in a gap between the wiring resistance defect detection patterns. In addition, the present invention manufactures a semiconductor product using a test pattern of an electric circuit manufacturing process including a comb-shaped short-circuit detection pattern facing thereto and a through-hole conduction failure detection pattern connected to the short-circuit detection pattern. A semiconductor substrate provided in a partial region in the semiconductor substrate.

【0010】また、本発明は、電気回路基板上において
設けられた蛇行する配線抵抗不良検知用パタンに、触針
して電気抵抗を測定し、または前記配線抵抗不良検知用
パタンに、荷電粒子線を照射することにより生じる電位
コントラストを取得して配線の抵抗を検査する抵抗検査
工程と、前記電気回路基板上において前記配線抵抗不良
検知用パタンの蛇行部の間隙に配置し、かつ電気的に絶
縁したスルーホール導通不良検知用パタンに対してスル
ーホールの抵抗を測定し、または前記スルーホール導通
不良検知用パタンに対して荷電粒子線を照射することに
より生じる電位コントラストを取得して欠陥を検出する
欠陥検出工程とを有することを特徴とする電気回路製造
プロセスの検査方法である。
[0010] The present invention also relates to a meandering wiring resistance failure detecting pattern provided on an electric circuit board, which measures the electrical resistance by a stylus or a charged particle beam. A resistance inspection step of obtaining a potential contrast generated by irradiating the wiring and inspecting the resistance of the wiring, and arranging the wiring resistance defect detection pattern on the electric circuit board in a gap between the meandering portions and electrically insulating the wiring. The resistance of the through hole is measured for the through hole conduction failure detection pattern, or the potential contrast generated by irradiating the charged particle beam to the through hole conduction failure detection pattern is detected to detect the defect. And a defect detection step.

【0011】また、本発明は、前記欠陥検出工程におい
て、前記スルーホール導通不良検知用パタンの一部に、
荷電粒子線を照射して発生する電位コントラスト画像を
取得して短絡欠陥を検出する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明は、電気回路基板上において設けられ
た蛇行する配線抵抗不良検知用パタンに、触針して電気
抵抗を測定し、または前記配線抵抗不良検知用パタン
に、荷電粒子線を照射することにより発生する電位コン
トラストを取得して配線の抵抗を検査する抵抗検査工程
と、前記電気回路基板上において前記配線抵抗不良検知
用パタンに接続したスルーホール導通不良検知用パタン
に対してスルーホールの抵抗を測定し、または前記スル
ーホール導通不良検知用パタンに対して荷電粒子線を照
射することにより生じる電位コントラストを取得して欠
陥を検出する欠陥検出工程とを有することを特徴とした
電気回路製造プロセスの検査方法である。
Further, in the present invention, in the defect detecting step, a part of the through hole conduction defect detecting pattern may include:
The method includes a step of acquiring a potential contrast image generated by irradiating the charged particle beam and detecting a short-circuit defect. In addition, the present invention measures the electrical resistance by touching a meandering wiring resistance failure detection pattern provided on an electric circuit board, or irradiates the charged resistance particle beam to the wiring resistance failure detection pattern. A resistance inspection step of obtaining the potential contrast generated by the above and inspecting the resistance of the wiring, and a through-hole for the through-hole conduction failure detection pattern connected to the wiring resistance failure detection pattern on the electric circuit board. A defect detection step of measuring a resistance or detecting a defect by acquiring a potential contrast generated by irradiating a charged particle beam to the through hole conduction defect detection pattern. This is a process inspection method.

【0012】また、本発明は、前記欠陥検出工程におい
て、前記配線抵抗不良検知用パタンの間隙に形成された
電気的に絶縁した短絡検知用パタンに対して荷電粒子線
を照射することにより発生する電位コントラスト画像を
取得して短絡欠陥を検出する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明は、電気回路基板上において設けられ
た対向する櫛歯状の短絡検知用パタンに、触針して電気
抵抗を測定し、または前記短絡検知用パタンに、荷電粒
子線を照射することにより生じる電位コントラストを取
得して短絡を検査する短絡検査工程と、前記電気回路基
板上において前記短絡検知用パタンに接続したスルーホ
ール導通不良検知用パタンに対してスルーホールの抵抗
を測定し、または前記スルーホール導通不良検知用パタ
ンに対して荷電粒子線を照射することにより生じる電位
コントラストを取得して欠陥を検出する欠陥検出工程と
を有することを特徴とする電気回路製造プロセスの検査
方法である。また、本発明は、前記電気回路製造プロセ
スの検査方法を用いて電気回路製造ラインの欠陥レベル
を定量的に評価して電気回路製造ラインの性能を満足す
るか否かを判定して電気回路装置を製造することを特徴
とした電気回路装置の製造方法である。
In the present invention, the defect detection step is preferably performed by irradiating a charged particle beam to an electrically insulated short-circuit detection pattern formed in a gap between the wiring resistance defect detection patterns. The method includes a step of detecting a short-circuit defect by acquiring a potential contrast image. Further, according to the present invention, the electric resistance is measured by touching the opposing comb-shaped short-circuit detection pattern provided on the electric circuit board, or the charged particle beam is irradiated on the short-circuit detection pattern. A short-circuit inspection step of acquiring a potential contrast caused by the inspection and inspecting the short-circuit, and measuring the resistance of the through-hole for the through-hole conduction failure detection pattern connected to the short-circuit detection pattern on the electric circuit board, Or a defect detection step of detecting a defect by irradiating a charged particle beam to the through hole conduction failure detection pattern to detect a defect. is there. Further, the present invention provides an electric circuit device which quantitatively evaluates a defect level of an electric circuit manufacturing line by using the inspection method of the electric circuit manufacturing process and determines whether or not the performance of the electric circuit manufacturing line is satisfied. And a method for manufacturing an electric circuit device.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明に係る電気回路製造プロセ
スやその製造ラインにおけるプロセス特性を評価するた
めの電気回路基板上に形成する不良検知用などのTEG
(TestElement Group)パタンおよび
それを用いた製造プロセスの検査方法並びに電気回路基
板の製造プロセスについての実施の形態について図面を
用いて説明する。ところで、近年、半導体デバイスは、
微細化、多層化が進み、製品の高歩留まりを確保するこ
とが極めて困難な状況となっている。TFTのようなデ
ィスプレイ製造においても、大面積化と画素の増加が進
み、製造歩留まりの確保が困難となっている。一方、製
品サイクルの短縮が進んでおり、新製品の量産立ち上げ
時に、急速に歩留まりを上げることで、製造コストを低
減し、新製品を早期に市場投入する必要がある。歩留ま
りを低下させる要因として、デバイスのばらつきによる
特性不良や、論理回路不良やマスク不良等の設計不良、
製造工程中に付着した異物による不良やプロセス条件が
不適切であるために発生する不良等がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electric circuit manufacturing process according to the present invention and a TEG for detecting a defect formed on an electric circuit board for evaluating process characteristics in the manufacturing line.
(Test Element Group) An embodiment of a pattern, a method of inspecting a manufacturing process using the pattern, and a manufacturing process of an electric circuit board will be described with reference to the drawings. By the way, in recent years, semiconductor devices
As miniaturization and multi-layering progress, it is extremely difficult to ensure a high yield of products. Also in the production of a display such as a TFT, an increase in area and an increase in the number of pixels have progressed, and it has become difficult to secure a production yield. On the other hand, product cycles are being shortened, and when mass production of new products is started, it is necessary to rapidly increase the yield, reduce manufacturing costs, and bring new products to market early. Factors that reduce the yield include characteristic defects due to device variations, design defects such as logic circuit defects and mask defects, and the like.
There are defects caused by foreign matter adhering during the manufacturing process and defects caused by improper process conditions.

【0014】このように、近年の半導体製品サイクルの
短期化に伴い、製品の市場競争力を強化するためには、
製品開発期間の短縮が必須要件である。しかし、前述し
たとおり半導体製造工程の増加により、製品インプット
から製品完成時の電気的特性検査がでるまでには数十日
を要するため、対策が遅延してしまうので、これを解決
するために、製品開発において、共通な工程をブロック
ごとに分割し、このブロック内で電気的検査を行い、こ
の結果をプロセスにフィードバックして、当該ブロック
のプロセスを早期に確立する方法が採られる。このブロ
ックをモニタするための試料を、TEG(Test E
lement Group)、ショートループモニタ、
もしくはテストストラクチャと称する。
As described above, with the recent shortening of the semiconductor product cycle, in order to enhance the market competitiveness of products,
Shortening the product development period is an essential requirement. However, as described above, due to the increase in the number of semiconductor manufacturing processes, it takes several tens of days from product input to electrical characteristic inspection at the time of product completion, so countermeasures will be delayed. In product development, a method is adopted in which a common process is divided for each block, an electrical inspection is performed in this block, the result is fed back to the process, and the process of the block is established early. A sample for monitoring this block is provided by TEG (Test E
element Group), short loop monitor,
Or, it is called a test structure.

【0015】本発明に係る実施の形態は、配線工程の欠
陥である、短絡、及び断線(高抵抗を含む、以下同様)
を検出するための配線プロセスモニタ用の上記TEG、
及びその利用方法に関するものである。特に、本発明に
係るTEGの開発において、検出感度を落とさずに占有
面積を縮小することは重要な課題となってきている。本
発明の実施の形態においては、ウエハなどの電気回路基
板として形成される試料としての配線層は例えば拡散層
側から順に数えてM1層、M2層と称し、M1層とM2
層との間のスルーホール接続層を、TH1層と称す。ま
た、本発明の実施の形態におけるTEG(TEGパタ
ン)は、M1層、TH1層、M2層で構成した例につい
て述べるが、適用範囲はこの限りではない。
In the embodiment according to the present invention, short-circuiting and disconnection (including high resistance, the same applies hereinafter), which are defects in the wiring process.
The above TEG for the wiring process monitor for detecting
And its use. In particular, in the development of the TEG according to the present invention, reducing the occupied area without lowering the detection sensitivity has become an important issue. In the embodiment of the present invention, the wiring layers as a sample formed as an electric circuit substrate such as a wafer are referred to as M1 layer and M2 layer, for example, counting in order from the diffusion layer side.
The through hole connection layer between the layers is referred to as a TH1 layer. Also, an example in which the TEG (TEG pattern) in the embodiment of the present invention is configured by the M1, the TH1, and the M2 layers will be described, but the application range is not limited to this.

【0016】(実施の形態1)本発明に係る実施の形態
1を図1〜図6を用いて説明する。まず、図1は、本発
明の実施の形態1の配線抵抗不良、短絡不良、及びスル
ーホール導通不良を検出するためのTEG構造を示す図
である。まず、所望の配線幅と配線長を有する配線抵抗
不良検知用パタン1をM1層で蛇行させ、この配線抵抗
不良検知用配線パタン1の長手方向(図1でY方向と表
記)の配線の間隙に並行して複数の短絡検知用パタン2
をM1層で配置させ、隣接する配線どうしの間隔を所望
の寸法となるようにする。短絡検知用パタン2は、以降
のプロセスであるTH1層及びM2層と接続されて連鎖
状のスルーホールを形成することを考慮して、Y方向の
配線長を設定する必要がある。これらの配線パタン1、
2は、層間絶縁膜4上に成膜したAl(厳密にはAlの
上下層がTiNや、Tiなどの薄膜からなる多層配線構
造)をドライエッチしたAlパタンや、層間絶縁膜4に
配線溝を形成した後、Cu等をスパッタもしくはメッキ
により埋め込んで形成した配線(ダマシン配線)など、
モニタすべき所望の配線形成プロセスを使用する。この
ダマシン配線とは、ビア(コンタクト)ホールや配線の
溝に成膜により埋め込みを行い、研磨により余分な堆積
部分を除去することにより、ホールの埋め込み配線を行
う技術である。半導体プロセスの場合、配線間隔と配線
幅については、モニタすべき配線工程プロセスの代表的
な寸法とするのが一般的で、0.1〜1μm程度にす
る。欠陥の大きさごとの発生頻度をモニタするには、複
数のTEGパタンに、各々別の配線間隔を有する配線を
設ける。
(Embodiment 1) Embodiment 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a diagram showing a TEG structure for detecting a wiring resistance defect, a short-circuit defect, and a through-hole conduction defect according to the first embodiment of the present invention. First, a wiring resistance defect detecting pattern 1 having a desired wiring width and wiring length is meandered in the M1 layer, and the wiring gap in the longitudinal direction of the wiring resistance defective detecting wiring pattern 1 (denoted as Y direction in FIG. 1). And a plurality of short-circuit detection patterns 2
Are arranged in the M1 layer so that the distance between adjacent wirings becomes a desired size. The short-circuit detection pattern 2 needs to set the wiring length in the Y-direction in consideration of forming a continuous through hole by being connected to the TH1 layer and the M2 layer in the subsequent process. These wiring patterns 1,
2 is an Al pattern formed by dry-etching Al formed on the interlayer insulating film 4 (strictly, a multilayer wiring structure in which the upper and lower layers of Al are formed of a thin film of TiN or Ti), or a wiring groove in the interlayer insulating film 4. After forming, a wiring (damascene wiring) formed by embedding Cu or the like by sputtering or plating,
Use the desired wiring formation process to be monitored. The damascene wiring is a technique in which a hole is buried in a via (contact) hole or a groove of a wiring by forming a film, and an excess deposited portion is removed by polishing to form a buried hole. In the case of a semiconductor process, a wiring interval and a wiring width are generally set to typical dimensions of a wiring process to be monitored, and are set to about 0.1 to 1 μm. In order to monitor the frequency of occurrence for each defect size, a plurality of TEG patterns are provided with wirings having different wiring intervals.

【0017】次に、M1層の上には、層間絶縁膜4と、
上記短絡検知用パタン2を連鎖状に接続するためのスル
ーホール導通不良検知用パタン3とを形成する。TH1
層とM2層の形成方法についてのひとつの方式として
は、M1層上に形成した層間絶縁膜4にスルーホール用
の穴を形成し、W、Al、Cu等の金属材料で埋め込ん
だ後、エッチバックもしくはCMP(Chemical
MechanicalPolishing:化学機械
研磨)を施すことによってTH1層を形成し、その後M
2層を、M1層と同様に形成するプロセスを用いる。ま
た、別の方式としては、M1層の上に形成した層間絶縁
膜4に穴と配線溝をドライエッチングにて形成し、穴及
び配線溝の側壁にバリアメタルの形成等の処理を行い、
その後、両者を同時にスパッタ、電界メッキ、もしくは
CVDにて金属材料で埋め込み、余剰部をCMPにて除
去するプロセス(デュアルダマシン)を用いる。このデ
ュアルダマシンとは、予めビア(コンタクト)ホールと
配線になるべき部分に溝を形成しておき、成膜により埋
め込みを行い、次に研磨により余分な堆積部分を除去す
ることにより、ホールの埋め込みと配線を同時に形成す
ることである。
Next, an interlayer insulating film 4 is formed on the M1 layer.
A through hole conduction failure detection pattern 3 for connecting the short circuit detection patterns 2 in a chain is formed. TH1
As a method of forming the layer and the M2 layer, a hole for a through hole is formed in the interlayer insulating film 4 formed on the M1 layer, and the hole is buried with a metal material such as W, Al, or Cu. Back or CMP (Chemical
A TH1 layer is formed by performing Mechanical Polishing (chemical mechanical polishing).
A process for forming two layers in the same manner as the M1 layer is used. As another method, holes and wiring grooves are formed by dry etching in the interlayer insulating film 4 formed on the M1 layer, and processing such as formation of a barrier metal on the side walls of the holes and wiring grooves is performed.
After that, a process (dual damascene) of embedding the both at the same time with a metal material by sputtering, electrolytic plating, or CVD and removing the surplus portion by CMP is used. In this dual damascene, a groove is formed in a via (contact) hole and a portion to be a wiring in advance, filling is performed by forming a film, and then an unnecessary portion is removed by polishing to fill the hole. And wiring at the same time.

【0018】以上説明したように、実施の形態1のTE
Gパタンとしては、M1層として、所望の配線幅と配線
長を有する配線抵抗不良検知用パタン1を蛇行させ、こ
の配線抵抗不良検知用配線パタン1の長手方向の配線の
間隙に並行して複数の短絡検知用パタン2を配置させ、
隣接する配線どうしの間隔を所望の寸法となるように形
成する。さらに、 TH1層とM2層として、スルーホ
ール導通不良検知用パタン3を、上記各短絡検知用パタ
ン2の長手方向の端同志の間において連鎖状に接続して
形成する。すなわち、スルーホール導通不良検知用パタ
ン3は、M1層の上層であるTH1層およびM2層にお
いて、上記各短絡検知用パタン2の長手方向の端同志の
間において連鎖状に接続して形成されるため、短絡不良
とスルーホール導通不良の両方を併用して検知すること
が可能となり、しかもTEGパタンとしての占有面積を
大幅に低減して、TEGパタン検査の時間短縮を図るこ
とができると共に、一枚の基板から多くの例えば半導体
チップ等の製品を作り出すことが可能となる。
As described above, the TE of the first embodiment
As the G pattern, a wiring resistance defect detecting pattern 1 having a desired wiring width and a desired wiring length is meandered as an M1 layer, and a plurality of wiring patterns are formed in parallel with the longitudinal gaps of the wiring resistance defective detecting wiring pattern 1. Of the short-circuit detection pattern 2 of
The wiring is formed so that the space between adjacent wirings has a desired size. Further, as the TH1 layer and the M2 layer, through-hole conduction failure detecting patterns 3 are formed by connecting the short-circuit detecting patterns 2 in a chain between the ends in the longitudinal direction. In other words, the through-hole conduction failure detecting pattern 3 is formed in the TH1 layer and the M2 layer, which are the upper layers of the M1 layer, by being connected in a chain between the ends of the short-circuit detecting patterns 2 in the longitudinal direction. Therefore, both short-circuit failure and through-hole conduction failure can be detected together, and the area occupied by the TEG pattern can be significantly reduced, so that the time required for the TEG pattern inspection can be shortened. Many products such as semiconductor chips can be produced from a single substrate.

【0019】次に、各配線の評価方法、評価装置、及び
検出原理について、図2〜図6を用いて説明する。図2
は、本発明の実施の形態1の配線抵抗測定方法、及び短
絡欠陥の検査方法を示す図である。まず、配線抵抗の測
定方法について説明する。図2に示すように、M1層が
形成された段階で、例えば電界エッチングや、FIB
(Focused Ion Beam)加工等を用いて
先端を細く加工されたプローブ14を介して配線抵抗不
良検知用パタン1に抵抗測定器15を接続して抵抗を測
定する。配線抵抗不良検知用パタン1とプローブ14と
の接触抵抗が抵抗測定に影響する場合は、4短針法で測
定し、それ以外は、通常の2短針法でよい。また、プロ
ーブ14は、図2に示すように直接触針してもよいが、
通常、配線抵抗不良検知用パタン1の端部に電気的に低
抵抗で接続した触針用のパッド(図示せず)をM1層で
予め設けておき、これを介して抵抗を測定する。この触
針パッドを、M1層における配線抵抗不良検知用パタン
1の終端に接続されたM2層で形成しても良い。この場
合、プローブ14を、M2層で形成された触針パッドに
触針させることにより、抵抗評価をすることが可能とな
る。そして、抵抗測定器15で測定された抵抗値が所望
の値より高い場合には、断線あるいは高抵抗欠陥等が存
在するか、もしくは配線材料に含まれる不純物によりバ
ルクの抵抗値が上昇している可能性があり、さらに詳細
な解析を行う必要がある。
Next, an evaluation method, an evaluation device, and a detection principle of each wiring will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a wiring resistance measuring method and a short-circuit defect inspection method according to the first embodiment of the present invention. First, a method for measuring the wiring resistance will be described. As shown in FIG. 2, when the M1 layer is formed, for example, electric field etching or FIB
The resistance is measured by connecting the resistance measuring device 15 to the wiring resistance failure detection pattern 1 via the probe 14 whose tip is thinned by using (Focused Ion Beam) processing or the like. When the contact resistance between the wiring resistance defect detection pattern 1 and the probe 14 affects the resistance measurement, the resistance is measured by the 4-short probe method, and otherwise, the ordinary 2-short probe method may be used. The probe 14 may be a direct contact needle as shown in FIG.
Normally, a stylus pad (not shown) electrically connected to the end of the wiring resistance failure detecting pattern 1 with a low resistance is provided in the M1 layer in advance, and the resistance is measured through this. This stylus pad may be formed of the M2 layer connected to the end of the wiring resistance failure detection pattern 1 in the M1 layer. In this case, the resistance can be evaluated by using the probe 14 as a stylus with a stylus pad formed of the M2 layer. When the resistance value measured by the resistance measuring device 15 is higher than a desired value, a disconnection or a high resistance defect is present, or the bulk resistance value is increased due to impurities contained in the wiring material. There is a possibility that further analysis is needed.

【0020】次に、短絡欠陥の検査方法について説明す
る。M1層が完成した状態で、この表面に荷電粒子線1
7を走査して得られる電位コントラスト画像信号の異常
を検出することにより、欠陥の有無を弁別し、短絡欠陥
8を特定することができる。この電位コントラスト画像
信号を取得するための検査装置について詳説する。図3
は、本発明の実施の形態1の荷電粒子線を用いた検査装
置を示す図である。この検査装置は、検査装置本体10
0、該検査装置本体100における荷電粒子光学系11
5や試料ステージ112や電気信号計測機器等の制御系
101、ユーザインターフェースをつかさどるホストコ
ンピュータ102で構成する。また、ホストコンピュー
タ102は、ネットワーク103に接続され、電気検査
装置104及び外観検査装置105と通信可能か、もし
くはこれらの検査データを蓄積するデータベース106
や、異物や欠陥の来歴を解析する欠陥解析システム10
7とデータを送受信できるようになっている。
Next, a method for inspecting a short-circuit defect will be described. When the M1 layer is completed, the charged particle beam 1
By detecting an abnormality in the potential contrast image signal obtained by scanning the line 7, the presence or absence of a defect can be discriminated, and the short-circuit defect 8 can be specified. An inspection apparatus for acquiring the potential contrast image signal will be described in detail. FIG.
1 is a diagram showing an inspection device using a charged particle beam according to a first embodiment of the present invention. This inspection device is an inspection device body 10
0, charged particle optical system 11 in the inspection apparatus main body 100
5, a sample stage 112, a control system 101 such as an electric signal measuring device, and a host computer 102 that controls a user interface. Further, the host computer 102 is connected to the network 103 and can communicate with the electrical inspection device 104 and the visual inspection device 105 or a database 106 for storing these inspection data.
Analysis system 10 that analyzes the history of foreign matter and defects
7 can transmit and receive data.

【0021】電気検査装置104は、検査の対象となる
TEGの接触用パッドに電圧を印加して電気的な検査結
果(TEGの電気的な検査結果)を自動的に得てデータ
ベース106に格納するものであり、テスタやオートプ
ローバとも呼ばれる。外観検査装置105は、異物検査
装置や配線パタン検査装置(例えば、光学的な配線パタ
ン検査装置やSEM外観検査装置などによって構成され
る。)などによって構成され、各製造プロセスで製造さ
れた試料(例えば半導体基板)上に堆積した異物やパタ
ン不良など配線の形状を検査してその発生工程やその欠
陥の位置座標やその欠陥の特徴量やその欠陥のカテゴリ
(異物や欠陥の種類)などのデータを得て、データベー
ス106に格納される。
The electrical inspection device 104 automatically obtains an electrical inspection result (an electrical inspection result of the TEG) by applying a voltage to a contact pad of the TEG to be inspected, and stores the result in the database 106. It is also called a tester or auto prober. The appearance inspection device 105 is configured by a foreign matter inspection device, a wiring pattern inspection device (for example, configured by an optical wiring pattern inspection device, an SEM appearance inspection device, or the like), and the like. Inspection of the shape of wiring, such as foreign matter deposited on the semiconductor substrate) or pattern failure, and data on the generation process, position coordinates of the defect, the feature amount of the defect, and the category of the defect (type of foreign substance or defect) And stored in the database 106.

【0022】そして、CPUなどから構成される欠陥解
析システム107において、このTEGの電気的な不良
の原因が、異物やパタン不良であるかどうかを調べるた
めには、TEGパタンの座標と、異物や配線不良が発生
した座標とを照合することが必要となるため、外観検査
装置105によって検査された配線形状の検査結果を蓄
積したデータベース106と通信可能にしておく。即
ち、欠陥解析システム107は、CADシステム(図示
せず)からネットワークを介して得られるTEGパタン
を形成する例えばCAD情報を基にデータベース106
に格納されたTEGパタンの座標と、外観検査装置10
5によって検査されてデータベース106に格納された
異物や配線不良が発生した座標とを照合することによ
り、TEGの電気的な不良の原因が、異物やパタン不良
であるかどうかを調べることが可能となる。
Then, in the defect analysis system 107 composed of a CPU or the like, in order to determine whether the cause of the electrical failure of the TEG is a foreign substance or a defective pattern, the coordinates of the TEG pattern, the foreign substance and Since it is necessary to collate with the coordinates at which the wiring failure has occurred, communication with the database 106 storing the inspection results of the wiring shape inspected by the visual inspection device 105 is made in advance. That is, the defect analysis system 107 generates a database 106 based on, for example, CAD information that forms a TEG pattern obtained from a CAD system (not shown) via a network.
Of the TEG pattern stored in the camera and the visual inspection device 10
5 and collated with the coordinates at which the foreign matter or wiring failure has occurred and stored in the database 106, it is possible to determine whether the electrical failure of the TEG is due to a foreign matter or pattern failure. Become.

【0023】更に、異物や欠陥の来歴を解析する欠陥解
析システム107は、外観検査装置105が工程毎に行
ってデータベース106に格納された外観検査結果の来
歴を解析して、各工程で発生した欠陥とそれより前の工
程で発生した欠陥とを弁別することが可能である。更
に、欠陥解析システム107は、データベース106に
格納されたデータベースを基に、外観検査装置105に
よって検査される異物等の発生工程の追跡や、外観検査
装置(欠陥分類装置も含む)105によって付与される
異物や欠陥の種類(カテゴリ)、電気検査装置104に
よって検査されるTEGの電気的な検査結果、外観検査
装置105によって検査される異物やパタン不良の発生
した座標とを照合してTEGの電気的な不良原因を解析
するほか、外観検査装置105から例えば特徴量を基に
検出される特定の異物やパタン不良のうち、どの程度の
割合で致命的な欠陥となるかどうかを調べて、その異物
やパタン不良の致命影響度を測定することもできる。
Further, in the defect analysis system 107 for analyzing the history of foreign matter and defects, the appearance inspection apparatus 105 analyzes the history of the appearance inspection results stored in the database 106 for each process, and generates the results in each process. It is possible to discriminate a defect from a defect generated in an earlier process. Further, the defect analysis system 107 is based on the database stored in the database 106 and tracks the process of generating a foreign substance or the like inspected by the visual inspection device 105, and is provided by the visual inspection device (including the defect classification device) 105. The type (category) of the foreign matter or defect, the electrical inspection result of the TEG inspected by the electrical inspection device 104, and the coordinates of the foreign material or the pattern defect inspected by the visual inspection device 105 are compared with each other to check the electrical characteristics of the TEG. In addition to analyzing the cause of the failure, the appearance inspection device 105 examines, for example, a specific foreign matter or a pattern failure detected based on the feature amount to determine how much the fatal defect occurs. It is also possible to measure the degree of fatal influence of foreign matter or pattern failure.

【0024】以上説明したように、欠陥解析システム1
07により、予め、本発明の実施の形態1の荷電粒子線
を用いた検査装置にて検査する対象を絞り込むことが有
効である。即ち、欠陥解析システム107が、電気検査
装置104によって検出された電気的に不良となったT
EGのうち、外観検査装置105によって異物やパタン
不良として発見されなかった、原因不明のパタンについ
てのみ絞り込み(抽出し)、その絞り込まれたTEGに
関する情報(例えば、座標データ)をデータベース10
6に格納することによって、ホストコンピュータ102
に提供することが可能となる。従って、荷電粒子線を用
いた検査装置であるホストコンピュータ102は、絞り
込まれたTEGの範囲について検査すればよいことにな
るので、電位コントラストに応じた荷電粒子像に基づく
検査時間の短縮が図れることになる。
As described above, the defect analysis system 1
According to 07, it is effective to narrow down the targets to be inspected by the inspection device using the charged particle beam according to the first embodiment of the present invention in advance. That is, the defect analysis system 107 determines that the electrically defective T
Of the EGs, only patterns of unknown origin that have not been found as foreign substances or pattern defects by the visual inspection device 105 are narrowed down (extracted), and information (eg, coordinate data) on the narrowed down TEGs is stored in the database 10.
6, the host computer 102
Can be provided. Therefore, the host computer 102, which is an inspection device using a charged particle beam, only needs to inspect the narrowed range of the TEG, so that the inspection time based on the charged particle image corresponding to the potential contrast can be reduced. become.

【0025】まず、検査装置本体100について説明す
る。真空排気装置(図示せず)により真空に保たれた試
料室110に、試料(例えばウェハ等の半導体基板)1
11を搭載するための試料ステージ112を設ける。こ
の試料ステージ112は、XYステージ、XYZステー
ジ、あるいはこれらと回転系ステージや、チルトステー
ジを組み合わせたものを用いる。試料室110には、荷
電粒子筐体113が接続されており、この荷電粒子筐体
113についても真空排気装置(図示せず)によって真
空状態にする。この荷電ビーム筐体113は、荷電粒子
線17を放出させる荷電粒子源114、発生した荷電粒
子線17を集束させる荷電粒子光学系115により構成
する。荷電粒子源114は、荷電粒子線17が電子線の
場合、熱電子放射型(タングステンヘアピンフィラメン
トやランタンヘキサボライドポイントカソード)、電界
放射型などを用い、イオンの場合は、Gaなどの液体金
属イオン源、Arなどのプラズマイオン源、Heなどの
電界放出型希ガスイオン源などを用いる。荷電粒子光学
系115は、引き出し電極、加速電極、スティグマ偏向
コイル、静電レンズ、磁場レンズ等で構成し、集束した
荷電粒子線17の走査や照射、非照射等の制御を行う。
荷電粒子線17の加速電圧は、通常数百Vないし数百k
V程度、荷電粒子線17の電流は、数pAないし数十μ
Aまで様々である。荷電粒子線17の直径は、通常1n
mないし100nm程度に集束させるが、この限りでは
ない。荷電粒子線17を試料111の表面に照射する際
に発生する2次電子116、あるいは反射電子116’
を荷電粒子検出器117に引き込んで電流増幅を行い、
ホストコンピュータ102にて画像処理を行った後、モ
ニタ102aに映し出す。この画像により、電位コント
ラストを取得することが可能となる。試料111の帯電
による絶縁破壊を避けるため、通常、加速電圧をおよそ
数百Vないし1kV程度に下げて観察するか、試料表面
の極端な帯電を緩和するための中和用荷電粒子線(図示
せず)を試料室110内に設置する。なお、ホストコン
ピュータ102のモニタ画面102a上には、荷電粒子
線17の電流値、および荷電粒子線17の加速電圧、並
びに荷電粒子光学系115の光軸を基準にした試料11
1上のTEGの座標値(アドレス値)、チップの座標値
(アドレス値)がモニタできるように構成されている。
First, the inspection apparatus main body 100 will be described. A sample (for example, a semiconductor substrate such as a wafer) 1 is placed in a sample chamber 110 maintained in a vacuum by a vacuum exhaust device (not shown).
A sample stage 112 for mounting the sample 11 is provided. As the sample stage 112, an XY stage, an XYZ stage, or a combination of these stages with a rotary stage or a tilt stage is used. A charged particle housing 113 is connected to the sample chamber 110, and the charged particle housing 113 is also evacuated by a vacuum exhaust device (not shown). The charged beam housing 113 is composed of a charged particle source 114 for emitting the charged particle beam 17 and a charged particle optical system 115 for focusing the generated charged particle beam 17. The charged particle source 114 uses a thermionic emission type (tungsten hairpin filament or lanthanum hexaboride point cathode) or a field emission type when the charged particle beam 17 is an electron beam, and a liquid metal such as Ga when it is an ion. An ion source, a plasma ion source such as Ar, a field emission type rare gas ion source such as He, or the like is used. The charged particle optical system 115 includes an extraction electrode, an acceleration electrode, a stigma deflection coil, an electrostatic lens, a magnetic field lens, and the like, and controls scanning, irradiation, and non-irradiation of the focused charged particle beam 17.
The acceleration voltage of the charged particle beam 17 is usually several hundred V to several hundred k.
About V, the current of the charged particle beam 17 is several pA to several tens μm.
A varies. The diameter of the charged particle beam 17 is usually 1 n
Focusing is performed at about m to 100 nm, but is not limited to this. Secondary electrons 116 or reflected electrons 116 ′ generated when the surface of the sample 111 is irradiated with the charged particle beam 17.
To the charged particle detector 117 to perform current amplification,
After the image processing is performed by the host computer 102, the image is displayed on the monitor 102a. With this image, the potential contrast can be obtained. In order to avoid dielectric breakdown due to charging of the sample 111, the acceleration voltage is usually reduced to about several hundred V to 1 kV for observation, or a neutralizing charged particle beam (shown in FIG. Is installed in the sample chamber 110. Note that the current value of the charged particle beam 17, the acceleration voltage of the charged particle beam 17, and the sample 11 based on the optical axis of the charged particle optical system 115 are displayed on the monitor screen 102a of the host computer 102.
1, the coordinate value (address value) of the TEG and the coordinate value (address value) of the chip can be monitored.

【0026】さらに、この検査装置に触針する手段を搭
載することも可能で、基本的な構成は、前述した如くT
EGの検知用パタン若しくは触針パッドと接触させるプ
ローブ14と、これを駆動させるための駆動手段118
とする。これらプローブ14および駆動手段118は、
抵抗測定器(印加電圧源も含む)15を含めて電気検査
装置104の一部をも構成することになる。この駆動手
段118は、走査電子画像の視野範囲内の任意のXYZ
方向の位置に、プローブ14を駆動できるステージで構
成され、駆動源は、電動モータやピエゾ素子等を使用
し、マイクロメータないしサブマイクロメータの分解能
でコントロール可能である。接触させることにより生じ
る画面コントラストの変化や、プローブ14に流れる電
流変化により、接触を検知する手段(図示せず)を搭載
することも可能である。駆動手段118とホストコンピ
ュータ102は連動しており、作業者は、ホストコンピ
ュータ102のモニタ画面102aを見ながら、ジョイ
スティック102d等のインタフェースデバイスを介す
か、あるいはモニタ画面上に表示された駆動ボタンをマ
ウス102bでクリックするかして、プローブ14を移
動させることができる。
Further, it is possible to mount a stylus means on this inspection apparatus.
A probe 14 to be brought into contact with an EG detection pattern or a stylus pad, and a driving means 118 for driving the probe
And These probe 14 and driving means 118
A part of the electrical inspection apparatus 104 including the resistance measuring device (including the applied voltage source) 15 is also configured. The driving means 118 can control any XYZ within the field of view of the scanned electronic image.
A stage that can drive the probe 14 is provided at a position in the direction, and the drive source can be controlled with a resolution of micrometer or submicrometer using an electric motor, a piezo element, or the like. It is also possible to mount a means (not shown) for detecting contact based on a change in screen contrast caused by the contact and a change in current flowing through the probe 14. The drive means 118 and the host computer 102 are linked, and the operator can use a mouse or a drive button displayed on the monitor screen via an interface device such as a joystick 102d while watching the monitor screen 102a of the host computer 102. The probe 14 can be moved by clicking at 102b.

【0027】次に、図4を用いて電位コントラストによ
るの欠陥検出の原理について説明する。図4は、電位コ
ントラストの原理を表す図である。まず、被検査対象
(試料)111を、接地したSi基板9上に、本発明に
係る層間絶縁膜4と導体10からなるTEGパタンが形
成された半導体ウエハとする。荷電粒子光学系115か
ら荷電粒子線17をTEGパタンの導体10に照射した
とき、導体10から2次電子21が放出し、帯電が発生
する。導体10とSi基板9とが電気的に完全に絶縁さ
れている場合は、図4(a)に示すように、導体10を
(1)プローブ14を介して接地させた場合や、(2)
接地したSi基板9と導通させた(内部回路で基板9と
接続した)場合と比較して、少量の2次電子21しか放
出されない。これは、導体10の帯電現象によるもの
で、2次電子21の放出する一方で、アースから電子が
供給されない場合は、導体10は正に帯電し、2次電子
放出効率が低下するためである。この2次電子21の放
出量の差を、荷電粒子検出器117で検出し、ホストコ
ンピュータ102に入力してモニタ画面102aに荷電
粒子線17の走査画像として表示することにより、ホス
トコンピュータ102は、明暗のコントラスト、すなわ
ち電位コントラストを取得することができる。これは、
(3)のように、導体10の体積に差がある場合も、帯
電レベルが異なるため、電位コントラストが検出可能で
ある。
Next, the principle of defect detection based on the potential contrast will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the potential contrast. First, a test object (sample) 111 is a semiconductor wafer in which a TEG pattern including an interlayer insulating film 4 and a conductor 10 according to the present invention is formed on a grounded Si substrate 9. When the charged particle beam 17 is irradiated from the charged particle optical system 115 to the conductor 10 of the TEG pattern, secondary electrons 21 are emitted from the conductor 10 and charging occurs. When the conductor 10 and the Si substrate 9 are electrically insulated completely, as shown in FIG. 4A, the conductor 10 is (1) grounded via the probe 14, or (2)
Only a small amount of secondary electrons 21 are emitted as compared with the case where the substrate is electrically connected to the grounded Si substrate 9 (connected to the substrate 9 by an internal circuit). This is due to the charging phenomenon of the conductor 10, which is because when the secondary electrons 21 are emitted and no electrons are supplied from the ground, the conductor 10 is positively charged and the secondary electron emission efficiency is reduced. . The difference in the emission amount of the secondary electrons 21 is detected by the charged particle detector 117, input to the host computer 102, and displayed on the monitor screen 102 a as a scanned image of the charged particle beam 17. Bright-dark contrast, that is, potential contrast can be obtained. this is,
Even when there is a difference in the volume of the conductor 10 as in (3), the potential contrast can be detected because the charge levels are different.

【0028】次に、電位コントラストの発生原理を利用
した荷電粒子線検査装置による欠陥認識について説明す
る。図4(b)は、(1)一次元のラインスキャンの信
号処理方式による欠陥の認識方法である。配線抵抗不良
検知用パタン1と比較して、短絡検知用配線2の体積が
充分小さい場合、正常部では前者は明かるく、後者は暗
いコントラストとなり、短絡欠陥8の存在する部分で
は、明暗の差が減少する。(a)は荷電粒子検出器11
7によって検出される正常部の信号を示しており、
(b)は荷電粒子検出器117によって検出される異常
箇所があった場合の信号波形である。そこで、ホストコ
ンピュータ102の画像処理部(図示せず)において、
(a)と(b)の信号強度の差をとったり、(b)の信
号周期の不規則性を検出することで、短絡欠陥8の発生
頻度を定量化し、短絡箇所を特定することができる。ま
た、特定した箇所の拡大画像を、例えばモニタ画面上に
おいて指定することによって荷電ビーム画像として画像
メモリ(図示せず)に格納しておくことも可能であり、
さらにそれを例えばモニタ画面102aに表示して出力
することも可能である。勿論、特定されたTEGの短絡
個所の位置データや発生頻度のデータをデータベース1
06にチップおよびTEGに対応させて記憶させること
ができる。
Next, a description will be given of defect recognition by a charged particle beam inspection apparatus utilizing the principle of generating potential contrast. FIG. 4B shows a method of recognizing a defect by a (1) one-dimensional line scan signal processing method. When the volume of the short-circuit detection wiring 2 is sufficiently small as compared with the wiring resistance failure detection pattern 1, the former is clear in the normal part, the latter has a dark contrast, and the part where the short-circuit defect 8 exists has a difference in brightness. Decrease. (A) is a charged particle detector 11
7 shows the signal of the normal part detected by 7
(B) is a signal waveform when there is an abnormal part detected by the charged particle detector 117. Therefore, in an image processing unit (not shown) of the host computer 102,
By taking the difference between the signal intensities of (a) and (b) or detecting the irregularity of the signal period of (b), the frequency of occurrence of short-circuit defects 8 can be quantified, and the short-circuit location can be specified. It is also possible to store an enlarged image of the specified portion as a charged beam image in an image memory (not shown) by specifying the image on a monitor screen, for example.
Further, it is also possible to display and output it on the monitor screen 102a, for example. Of course, the position data and the occurrence frequency data of the specified short-circuit point of the TEG are stored in the database 1.
06 can be stored in association with the chip and the TEG.

【0029】また、別の方法として、図4(c)に示す
ように、(2)荷電粒子検出器117によって検出され
る2次元画像を順次取り込み、ホストコンピュータ10
2の画像処理部(図示せず)において正常部との画像比
較により欠陥個所を顕在化させることも可能であり、ホ
ストコンピュータ102はこの顕在化させた欠陥個所を
例えばモニタ画面102aに出力させることも可能であ
る。検査感度向上のためには、配線抵抗不良検知用パタ
ン1をプローブ14を介して接地したり、内部回路にて
予め接地してコントラストを強調することも有効であ
る。さらに、実際に短絡欠陥8の抵抗値を測定したい場
合は、図2に示すように、電気検査装置104において
直接プローブ14により触針して抵抗測定器15で抵抗
測定することも可能であり、この測定値をデータベース
106に記憶させることができる。
As another method, as shown in FIG. 4C, (2) two-dimensional images detected by the charged particle detector 117 are sequentially taken in, and the host computer 10
In the second image processing unit (not shown), it is also possible to make the defect portion obvious by comparing the image with the normal part, and the host computer 102 outputs the made defect portion to, for example, a monitor screen 102a. Is also possible. In order to improve the inspection sensitivity, it is effective to ground the wiring resistance failure detection pattern 1 via the probe 14 or to ground in advance in an internal circuit to enhance the contrast. Further, when it is desired to actually measure the resistance value of the short-circuit defect 8, as shown in FIG. 2, it is also possible to directly touch the probe 14 with the probe 14 in the electrical inspection device 104 and measure the resistance with the resistance measuring device 15, This measurement can be stored in the database 106.

【0030】次に、スルーホールの抵抗測定と欠陥検出
方法について、図5〜図6を用いて説明する。図5は、
本発明の実施の形態1のスルーホール抵抗測定方法を表
す図である。M1層の短絡検知用パタン2と、TH1及
びM2層で形成したスルーホール導通不良検知用パタン
3とで、連鎖状に回路を形成する。電気検査装置104
において、この連鎖の終端をプローブ14により触針
し、抵抗測定器15にて測定を行う。このプローブ14
の接触点は、パタンの両端に予め形成した電極パッド
(図示せず)でもよい。また、電気検査装置104にお
いて、上記と同様に、M1層の抵抗測定用配線パタンと
スルーホール導通不良検知用パタン3との抵抗を測定す
ることにより、両者の短絡を検出することも可能であ
る。図6は、本発明の実施の形態1の電位コントラスト
法によるスルーホール欠陥検出方法を表す図である。ス
ルーホール導通不良検知用パタン3の片側を接地する
か、断線欠陥12の両側でパタンの容量の差が十分にあ
れば、この箇所を境に電位コントラスト画像が得られ、
この場所をSEM観察や断面解析等の物理分析すること
によって、スルーホール不良の発生頻度を定量化し、欠
陥の発生メカニズムを推定してプロセス対策に反映させ
ることが可能となる。
Next, a method of measuring the resistance of a through hole and detecting a defect will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a through-hole resistance measuring method according to the first embodiment of the present invention. A circuit is formed in a chain by the short-circuit detection pattern 2 of the M1 layer and the through-hole conduction failure detection pattern 3 formed of the TH1 and M2 layers. Electrical inspection device 104
In, the end of this chain is touched by a probe and measured by a resistance measuring device. This probe 14
May be electrode pads (not shown) formed in advance on both ends of the pattern. Further, in the electrical inspection apparatus 104, similarly to the above, it is also possible to detect a short circuit between the resistance measurement wiring pattern of the M1 layer and the through hole conduction failure detection pattern 3 by measuring the resistance. . FIG. 6 is a diagram illustrating a through hole defect detection method according to the potential contrast method according to the first embodiment of the present invention. If one side of the through hole conduction failure detection pattern 3 is grounded, or if there is a sufficient difference in the capacitance of the pattern on both sides of the disconnection defect 12, a potential contrast image can be obtained at this location,
By performing physical analysis such as SEM observation and cross-sectional analysis of this location, it is possible to quantify the frequency of occurrence of through-hole failures, estimate the defect occurrence mechanism, and reflect it in process measures.

【0031】(実施の形態2)本発明に係る実施の形態
2を図7〜図9を用いて説明する。図7は、本発明に係
る実施の形態2の配線抵抗不良、短絡、及びスルーホー
ル導通不良を検出するためのTEG構造を示す図であ
る。まず、M1層により所望の配線幅と配線長を有する
配線抵抗不良検知用パタン1を蛇行して配置し、この配
線抵抗不良検知用パタン1の間隙に並行して複数の短絡
検知用パタン2’をM1層で配置させ、隣接する配線ど
うしの間隔を所望の寸法となるようにする。この短絡検
知用パタン2’は、実施の形態1のような連鎖状スルー
ホールを形成するための配線長の制限はない。実施の形
態1と同様、M1層が完成した段階で、抵抗不良検知用
パタン1の配線抵抗をプローブ14及び抵抗測定器15
により測定し、実施の形態1と同様な電位コントラスト
法により、短絡欠陥8を検出する(図示せず)。次に、
配線抵抗不良検知用パタン1と接続するように、柱状の
スルーホール欠陥検知用パタン3’をTH1層にて形成
する。スルーホールの欠陥検査については、実施の形態
1と同様に、荷電粒子光学系115から出射される荷電
粒子線17を走査して行う。抵抗不良検知用パタン1
は、一つのスルーホールと比較して充分容量が大きいた
め、正常部が明コントラストとなり、スルーホールの非
開口、あるいは高抵抗不良個所が暗コントラストとなる
ため欠陥部がホストコンピュータ102において特定可
能となる。また、実施の形態1と同様に、不良個所を直
接プロービングして、抵抗測定することも可能である。
(Embodiment 2) Embodiment 2 according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a TEG structure for detecting a wiring resistance failure, a short circuit, and a through-hole conduction failure according to the second embodiment of the present invention. First, a wiring resistance defect detection pattern 1 having a desired wiring width and wiring length is arranged in a meandering manner by the M1 layer, and a plurality of short-circuit detection patterns 2 ′ are arranged in parallel with the gaps of the wiring resistance defect detection pattern 1. Are arranged in the M1 layer so that the distance between adjacent wirings becomes a desired size. This short-circuit detection pattern 2 ′ has no restriction on the wiring length for forming a chain-like through hole as in the first embodiment. As in the first embodiment, when the M1 layer is completed, the wiring resistance of the resistance failure detection pattern 1 is measured by the probe 14 and the resistance measuring device 15.
, And the short-circuit defect 8 is detected by the same potential contrast method as in the first embodiment (not shown). next,
A columnar through-hole defect detection pattern 3 ′ is formed of a TH1 layer so as to be connected to the wiring resistance defect detection pattern 1. The defect inspection of the through hole is performed by scanning the charged particle beam 17 emitted from the charged particle optical system 115 as in the first embodiment. Resistance failure detection pattern 1
Is that the capacity is sufficiently large as compared with one through-hole, so that the normal part has a bright contrast, and the non-opening of the through-hole or the high resistance defective part has a dark contrast, so that the defective part can be specified in the host computer 102. Become. Further, similarly to the first embodiment, it is also possible to directly probe the defective portion and measure the resistance.

【0032】一方、デュアルダマシンプロセスの場合、
TH1層の形成とM1層の形成が一貫プロセスとなる場
合(例えば、配線溝を先に形成した後、スルーホールを
形成するようなプロセス)があるため、TH1層のみを
形成することが不可能となる。図8は、本発明の実施の
形態2のデュアルダマシン対応TEG構造を示す図であ
る。M1層については、図7と同様で、ここでは、デュ
アルダマシンプロセスに対応すべくTH1層とM2層に
より、配線付きのスルーホール欠陥検知用配線パタン
3”を形成した構造を示してある。なお、配線付きのス
ルーホール欠陥検知用配線パタン3”において、配線部
は長手方向をX方向に向けたもの、Y方向に向けたもの
のいずれでもよい。スルーホールの欠陥検知は、前述し
たように、電位コントラスト法により行う。
On the other hand, in the case of a dual damascene process,
Since there is a case where the formation of the TH1 layer and the formation of the M1 layer are integrated processes (for example, a process of forming a wiring groove first and then forming a through hole), it is impossible to form only the TH1 layer. Becomes FIG. 8 is a diagram showing a dual damascene-compatible TEG structure according to the second embodiment of the present invention. The M1 layer is the same as that of FIG. 7, and here, shows a structure in which a wiring pattern 3 ″ for detecting through-hole defects with wiring is formed by the TH1 layer and the M2 layer in order to support the dual damascene process. In the wiring pattern 3 ″ for detecting through-hole defects with wiring, the wiring portion may have a longitudinal direction in the X direction or a direction in the Y direction. The defect detection of the through hole is performed by the potential contrast method as described above.

【0033】また、M1層の機能を配線抵抗測定、もし
くは短絡検知に限定したTEG構造を、図9及び図10
に示す。図9は、本発明の実施の形態2の配線抵抗不良
とスルーホール導通不良の検出を行うTEG構造を示す
図である。M1層の短絡欠陥検出を省いたものである。
図10は、短絡欠陥とスルーホール導通不良の検出を行
うTEG構造を示す図である。短絡欠陥を検出するため
に、M1層により櫛歯を対向させた形態の短絡欠陥検知
用配線パタン2”を形成する。
FIGS. 9 and 10 show a TEG structure in which the function of the M1 layer is limited to wiring resistance measurement or short-circuit detection.
Shown in FIG. 9 is a diagram showing a TEG structure for detecting a wiring resistance failure and a through-hole conduction failure according to the second embodiment of the present invention. In this figure, short-circuit defect detection of the M1 layer is omitted.
FIG. 10 is a view showing a TEG structure for detecting a short-circuit defect and a through-hole conduction failure. In order to detect a short-circuit defect, a short-circuit defect detection wiring pattern 2 ″ in which comb teeth are opposed by the M1 layer is formed.

【0034】(実施の形態3)本発明に係る実施の形態
3を図11及び図12を用いて説明する。図11及び図
12は、本発明の実施の形態3の配線抵抗不良、短絡不
良、及びスルーホール導通不良を検出するためのTEG
構造を示す図である。本実施の形態3では、M2層にお
いても、配線抵抗不良検知用パタン1を形成した構造を
有しており、この断線、あるいは高抵抗不良の補足感度
がほぼ同一の面積で短絡欠陥の補足効率が2倍となる。
また、M2層の抵抗測定用配線パタンとスルーホール導
通不良検知用パタン3との抵抗を、実施の形態1および
2と同様に、測定することにより、両者の短絡を検出す
ることも可能となり、ほぼ同一の面積で短絡欠陥の補足
効率が2倍となる。また、図12に示したように、M1
層の配線抵抗不良検知用パタン1を櫛歯状の短絡検知用
パタン2”としてもよい。
(Embodiment 3) Embodiment 3 according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 11 and 12 show a TEG for detecting a wiring resistance defect, a short-circuit defect, and a through-hole conduction defect according to the third embodiment of the present invention.
It is a figure showing a structure. In the third embodiment, the M2 layer also has a structure in which the wiring resistance failure detection pattern 1 is formed, and the sensitivity for capturing the disconnection or the high resistance failure is substantially the same in the area where the short-circuit defect is captured. Is doubled.
Also, by measuring the resistance between the wiring pattern for resistance measurement of the M2 layer and the pattern for detecting through-hole conduction failure 3 in the same manner as in the first and second embodiments, it is also possible to detect a short circuit between the two. With almost the same area, the efficiency of capturing short-circuit defects is doubled. Further, as shown in FIG.
The wiring resistance failure detection pattern 1 of the layer may be a comb-shaped short-circuit detection pattern 2 ″.

【0035】以上説明した本発明に係る実施の形態の効
果について図14を用いて説明する。即ち、本発明の場
合について、従来例と、検出欠陥数が同等になるような
TEGの面積を比較すると、従来例の1/3〜1/2の
面積を削減することが可能となる。また、ショート箇所
の特定を考慮して、不良個所の特定が容易な従来例
(3)と比較して、半分の占有面積で良いことがわか
る。
The effects of the above-described embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, in the case of the present invention, when the area of the TEG in which the number of detected defects becomes equal to that of the conventional example is compared, it is possible to reduce the area by 1/3 to 1/2 of the conventional example. In addition, it can be seen that the area occupied by half is sufficient as compared with the conventional example (3) in which the defective portion can be easily specified in consideration of the specification of the short-circuited portion.

【0036】次に、本発明のすべての実施の形態で開示
したTEGを搭載した半導体ウエハ(半導体基板)につ
いて説明する。図13は、本発明の実施の形態のTEG
を搭載したウエハの概略図である。図13(a)には、
製品チップ201の間に製品とほぼ大きさの等しい1つ
あるいは複数のTEGチップ202を配置した場合の上
は203を示す。ウエハの概略中心、及び概略同心円上
に(4n+1)個のTEGチップ202を配置させるこ
とにより、ウエハ面内の欠陥分布、すなわち欠陥低減の
ための対策を講じることができる。ここで、nは任意の
整数である。また、(8n+1)個のTEGチップ20
2を配置して、さらに詳細な面内分布をモニタすること
も有効である。図13(a)では、規則的に配置する方
式を採っているが、この限りではない。
Next, a semiconductor wafer (semiconductor substrate) on which the TEG disclosed in all embodiments of the present invention is mounted will be described. FIG. 13 shows a TEG according to the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a wafer on which is mounted. In FIG. 13A,
Reference numeral 203 indicates the case where one or a plurality of TEG chips 202 having substantially the same size as the product are arranged between the product chips 201. By arranging the (4n + 1) TEG chips 202 on the approximate center and the approximate concentric circle of the wafer, it is possible to take a measure for reducing the defect distribution in the wafer surface, that is, for reducing the defect. Here, n is an arbitrary integer. Also, (8n + 1) TEG chips 20
It is also effective to arrange 2 and monitor more detailed in-plane distribution. In FIG. 13A, a method of regularly arranging is adopted, but the present invention is not limited to this.

【0037】また、図13(b)は、さらに詳細な欠陥
面内分布を取得するために、製品チップ201とTEG
チップ202を対にして搭載したウエハ203を示す概
略図である。この場合、TEGチップ202の面積は製
品チップ201と図示したように異なってもよい。図1
3(c)は、製品チップを切断する際に除去されるスク
ライブ領域204に、TEGチップ202を配置した例
である。この場合、ウエハ203にTEGチップ202
を搭載することによる製品チップ201の取得数低減が
回避でき、製品製造コストダウンに有効である。図示し
ないが、ウエハ全面を本発明のTEGで構成してもよ
い。
FIG. 13B shows the product chip 201 and the TEG in order to obtain a more detailed defect in-plane distribution.
FIG. 3 is a schematic view showing a wafer 203 on which chips 202 are mounted in pairs. In this case, the area of the TEG chip 202 may be different from the product chip 201 as illustrated. Figure 1
FIG. 3C shows an example in which a TEG chip 202 is arranged in a scribe area 204 that is removed when cutting a product chip. In this case, the TEG chip 202 is
Can be avoided to reduce the number of product chips 201 to be obtained, which is effective in reducing the product manufacturing cost. Although not shown, the entire surface of the wafer may be made of the TEG of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、電気回路製造プロセス
における配線工程で重要な要素である、配線抵抗、断線
及びショート欠陥、スルーホール(上下の配線層を接続
する穴)といった全てのプロセスを考慮した欠陥の捕捉
効率、欠陥箇所の探索効率向上、及びTEG占有面積の
低減を提供し、低コストで製造歩留りを管理することが
可能となる。また、本発明によれば、電気回路装置の製
造工程において、低コストかつ短期間で欠陥の検出と、
原因の特定を加速し、製造プロセスに早期にフィードバ
ックすることにより、低歩留りによる損失を短期間で解
消することが可能となる。
According to the present invention, all processes such as wiring resistance, disconnection and short-circuit defect, and through-holes (holes connecting upper and lower wiring layers), which are important elements in the wiring process in the electric circuit manufacturing process, are performed. It is possible to improve the efficiency of searching for a defect, the efficiency of searching for a defective portion, and reduce the area occupied by the TEG, and manage the production yield at low cost. Further, according to the present invention, in a manufacturing process of an electric circuit device, detection of a defect at a low cost and in a short time,
By accelerating the identification of the cause and providing early feedback to the manufacturing process, it is possible to eliminate the loss due to low yield in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る実施の形態1の配線抵抗不良、短
絡不良、及びスルーホール導通不良を検出するためのT
EG構造を示す図である。
FIG. 1 shows a T for detecting a wiring resistance defect, a short-circuit defect, and a through-hole conduction defect according to a first embodiment of the present invention.
It is a figure showing an EG structure.

【図2】本発明に係る実施の形態の配線抵抗測定方法、
及び短絡欠陥の検査方法を表す図である。
FIG. 2 is a wiring resistance measuring method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for inspecting short-circuit defects.

【図3】本発明に係る実施の形態の荷電粒子線を用いた
検査装置を表す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an inspection apparatus using a charged particle beam according to an embodiment of the present invention.

【図4】電位コントラストの原理、及び欠陥認識方法を
表す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a principle of a potential contrast and a defect recognition method.

【図5】本発明に係る実施の形態のスルーホール抵抗測
定方法を表す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a through-hole resistance measuring method according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明に係る実施の形態の電位コントラスト法
によるスルーホール欠陥検出方法を表す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a through-hole defect detection method by a potential contrast method according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る実施の形態2の配線抵抗不良、短
絡、及びスルーホール導通不良を検出するためのTEG
構造を示す図である。
FIG. 7 is a TEG for detecting a wiring resistance defect, a short circuit, and a through-hole conduction defect according to the second embodiment of the present invention;
It is a figure showing a structure.

【図8】本発明に係る実施の形態2のデュアルダマシン
対応TEG構造を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a dual damascene-compatible TEG structure according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る実施の形態2の配線抵抗不良とス
ルーホール導通不良の検出を行うTEG構造を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a TEG structure for detecting a wiring resistance defect and a through-hole conduction defect according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る実施の形態2の短絡欠陥とスル
ーホール導通不良の検出を行うTEG構造を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a TEG structure for detecting a short-circuit defect and a defective through-hole conduction according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明に係る実施の形態3の配線抵抗不良、
短絡不良、及びスルーホール導通不良を検出するための
TEG構造を示す図である。
FIG. 11 shows a wiring resistance failure according to the third embodiment of the present invention;
It is a figure which shows the TEG structure for detecting a short-circuit failure and a through-hole conduction failure.

【図12】本発明に係る実施の形態3の配線抵抗不良、
短絡不良、及びスルーホール導通不良を検出するための
TEG構造を示す図である。
FIG. 12 shows a wiring resistance failure according to the third embodiment of the present invention;
It is a figure which shows the TEG structure for detecting a short-circuit failure and a through-hole conduction failure.

【図13】本発明の実施の形態のTEGを搭載したウエ
ハの概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a wafer on which the TEG according to the embodiment of the present invention is mounted.

【図14】本発明の実施の形態における効果を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing an effect in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’…配線抵抗不良検知用パタン、2、2’、2”
…短絡検知用パタン、3、3’、3”…スルーホール導
通不良検知用パタン、4…層間絶縁膜、8…短絡欠陥、
12…断線欠陥、14…プローブ、15…抵抗測定器、
17…荷電粒子線、21…2次電子、100…検査装置
本体、102…ホストコンピュータ、102a…モニタ
画面、103…ネットワーク、104…電気検査装置、
105…外観検査装置、106…データベース、107
…欠陥解析システム、110…試料室、112…試料ス
テージ、111…試料(半導体基板等の半導体装置)、
113…荷電ビーム筐体、114…荷電粒子源、115
…荷電粒子光学系、116…2次電子、116’…反射
電子、117…荷電粒子検出器。
1, 1 '... pattern for detecting wiring resistance failure, 2, 2', 2 "
... pattern for detecting short circuit, 3, 3 ', 3 "... pattern for detecting poor conduction of through hole, 4 ... interlayer insulating film, 8 ... short defect,
12: disconnection defect, 14: probe, 15: resistance measuring instrument,
17: charged particle beam, 21: secondary electron, 100: inspection device main body, 102: host computer, 102a: monitor screen, 103: network, 104: electric inspection device,
105 ... appearance inspection device, 106 ... database, 107
... Defect analysis system, 110 ... Sample chamber, 112 ... Sample stage, 111 ... Sample (semiconductor device such as semiconductor substrate),
113: charged beam housing, 114: charged particle source, 115
... charged particle optical system, 116 ... secondary electrons, 116 '... reflected electrons, 117 ... charged particle detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01R 31/28 G01R 31/28 V 31/302 L H01L 21/3205 H01L 21/88 S (72)発明者 小池 英巳 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 嶋瀬 朗 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 東 淳三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 梅村 馨 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 富松 聡 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 杉本 有俊 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 関原 雄 東京都小平市上水本町五丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイシステムズ 内 Fターム(参考) 2G011 AA01 AA02 AD02 2G014 AA02 AA03 AB59 AC11 2G032 AD08 AF02 AF08 AK04 4M106 AA01 AA08 AC01 AC04 BA02 BA14 CA10 CA16 CA39 DB05 DJ38 5F033 HH08 HH11 HH19 JJ01 JJ08 JJ11 JJ19 KK08 KK11 KK18 KK33 MM01 MM02 MM08 MM13 QQ31 QQ37 QQ48 VV12 XX37──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01R 31/28 G01R 31/28 V 31/302 L H01L 21/3205 H01L 21/88 S (72) Inventor Hidemi Koike 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref., Hitachi, Ltd.Measurement Instruments Group (72) Inventor Akira Shimase 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Japan Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratories (72) Invention Person Junzo Higashi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratories (72) Inventor Kaoru Umemura 1-280 Higashi-Koigabo, Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Satoshi Tomimatsu 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Sugimoto Shun 3-16-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor: Yu Sekihara 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. F-term in the system (reference) 2G011 AA01 AA02 AD02 2G014 AA02 AA03 AB59 AC11 2G032 AD08 AF02 AF08 AK04 4M106 AA01 AA08 AC01 AC04 BA02 BA14 CA10 CA16 CA39 DB05 DJ38 5F033 HH08 HH11 HH19 JJ11 KK19 KK01 KK08 QQ37 QQ48 VV12 XX37

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】蛇行する配線抵抗不良検知用パタンと、該
配線抵抗不良検知用パタンの間隙に配置し、かつ電気的
に絶縁したスルーホール導通不良検知用パタンとを有す
る電気回路製造プロセスの試験パタンを、半導体製品を
製造する半導体基板内の一部分の領域に設けたことを特
徴とする半導体基板。
1. A test of an electric circuit manufacturing process having a meandering wiring resistance detection pattern and an electrically insulating through-hole conduction failure detection pattern disposed in the gap between the wiring resistance detection patterns. A semiconductor substrate, wherein a pattern is provided in a partial region in a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product.
【請求項2】櫛歯状の短絡検知用パタンと、該短絡検知
用パタンの間隙に配置し、かつ電気的に絶縁したスルー
ホール導通不良検知用パタンとを有する電気回路製造プ
ロセスの試験パタンを、半導体製品を製造する半導体基
板内の一部分の領域に設けたことを特徴とする半導体基
板。
2. A test pattern for an electric circuit manufacturing process comprising a comb-shaped short-circuit detection pattern and a through-hole conduction failure detection pattern disposed in a gap between the short-circuit detection patterns and electrically insulated. A semiconductor substrate provided in a partial region in a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product.
【請求項3】前記電気回路製造プロセスの試験パタンに
おいて、スルーホール導通不良検知用パタンの一部に、
電気的に絶縁した短絡検知用パタンを有することを特徴
とする請求項1または2記載の半導体基板。
3. The test pattern of the electric circuit manufacturing process, wherein a part of the through hole conduction failure detection pattern includes:
3. The semiconductor substrate according to claim 1, further comprising an electrically insulated short-circuit detection pattern.
【請求項4】配線抵抗不良検知用パタンと、該配線抵抗
不良検知用パタンと接続したスルーホール導通不良検知
用パタンとを有する電気回路製造プロセスの試験パタン
を、半導体製品を製造する半導体基板内の一部分の領域
に設けたことを特徴とする半導体基板。
4. A test pattern for an electric circuit manufacturing process having a wiring resistance failure detection pattern and a through-hole conduction failure detection pattern connected to the wiring resistance failure detection pattern is formed in a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor product. A semiconductor substrate provided in a partial region of the semiconductor substrate.
【請求項5】前記電気回路製造プロセスの試験パタンに
おいて、配線抵抗不良検知用パタンの間隙に、電気的に
絶縁した短絡検知用パタンを有することを特徴とする請
求項4記載の半導体基板。
5. The semiconductor substrate according to claim 4, wherein in the test pattern of the electric circuit manufacturing process, an electrically insulated short-circuit detection pattern is provided in a gap between the wiring resistance defect detection patterns.
【請求項6】対向する櫛歯状の短絡検知用パタンと、該
短絡検知用パタンと接続したスルーホール導通不良検知
用パタンとを有する電気回路製造プロセスの試験パタン
を、半導体製品を製造する半導体基板内の一部分の領域
に設けたことを特徴とする半導体基板。
6. A semiconductor for manufacturing a semiconductor product, comprising: a test pattern for an electric circuit manufacturing process having a comb-shaped short-circuit detection pattern facing and a through-hole conduction failure detection pattern connected to the short-circuit detection pattern. A semiconductor substrate provided in a partial region in the substrate.
【請求項7】電気回路基板上において設けられた蛇行す
る配線抵抗不良検知用パタンに、触針して電気抵抗を測
定し、または前記配線抵抗不良検知用パタンに、荷電粒
子線を照射することにより生じる電位コントラストを取
得して配線の抵抗を検査する抵抗検査工程と、 前記電気回路基板上において前記配線抵抗不良検知用パ
タンの蛇行部の間隙に配置し、かつ電気的に絶縁したス
ルーホール導通不良検知用パタンに対してスルーホール
の抵抗を測定し、または前記スルーホール導通不良検知
用パタンに対して荷電粒子線を照射することにより生じ
る電位コントラストを取得して欠陥を検出する欠陥検出
工程とを有することを特徴とする電気回路製造プロセス
の検査方法。
7. A method of measuring electric resistance by touching a meandering wiring resistance failure detection pattern provided on an electric circuit board, or irradiating the wiring resistance failure detection pattern with a charged particle beam. A resistance inspection step of acquiring the potential contrast generated by the above and inspecting the resistance of the wiring; and arranging the wiring resistance failure detecting pattern in the meandering portion of the pattern on the electric circuit board and electrically insulating the through hole. A defect detection step of measuring a resistance of a through hole for the defect detection pattern, or detecting a defect by acquiring a potential contrast generated by irradiating a charged particle beam to the through hole conduction defect detection pattern. An inspection method for an electric circuit manufacturing process, comprising:
【請求項8】前記欠陥検出工程において、前記スルーホ
ール導通不良検知用パタンの一部に、荷電粒子線を照射
して発生する電位コントラスト画像を取得して短絡欠陥
を検出する工程を含むことを特徴とする請求項7記載の
電気回路製造プロセスの検査方法。
8. The defect detecting step includes a step of detecting a short-circuit defect by irradiating a part of the through-hole conduction defect detecting pattern with a charged particle beam to acquire a potential contrast image generated. The method for inspecting an electric circuit manufacturing process according to claim 7, wherein:
【請求項9】電気回路基板上において設けられた蛇行す
る配線抵抗不良検知用パタンに、触針して電気抵抗を測
定し、または前記配線抵抗不良検知用パタンに、荷電粒
子線を照射することにより発生する電位コントラストを
取得して配線の抵抗を検査する抵抗検査工程と、 前記電気回路基板上において前記配線抵抗不良検知用パ
タンに接続したスルーホール導通不良検知用パタンに対
してスルーホールの抵抗を測定し、または前記スルーホ
ール導通不良検知用パタンに対して荷電粒子線を照射す
ることにより生じる電位コントラストを取得して欠陥を
検出する欠陥検出工程とを有することを特徴とする電気
回路製造プロセスの検査方法。
9. A method for measuring electric resistance by touching a meandering wiring resistance failure detection pattern provided on an electric circuit board, or irradiating the wiring resistance failure detection pattern with a charged particle beam. A resistance inspection step of acquiring the potential contrast generated by the above and inspecting the resistance of the wiring, and the resistance of the through hole with respect to the pattern for detecting the conduction defect of the through hole connected to the pattern for detecting the wiring resistance failure on the electric circuit board. Or a defect detecting step of detecting a defect by detecting a potential contrast generated by irradiating a charged particle beam on the pattern for detecting a through-hole conduction failure, and detecting a defect. Inspection method.
【請求項10】前記欠陥検出工程において、前記配線抵
抗不良検知用パタンの間隙に形成された電気的に絶縁し
た短絡検知用パタンに対して荷電粒子線を照射すること
により発生する電位コントラスト画像を取得して短絡欠
陥を検出する工程を含むことを特徴とする請求項9に記
載の電気回路製造プロセスの検査方法。
10. A potential contrast image generated by irradiating a charged particle beam to an electrically insulated short-circuit detection pattern formed in a gap between the wiring resistance defect detection patterns in the defect detection step. The method for inspecting an electric circuit manufacturing process according to claim 9, further comprising a step of acquiring and detecting a short-circuit defect.
【請求項11】電気回路基板上において設けられた対向
する櫛歯状の短絡検知用パタンに、触針して電気抵抗を
測定し、または前記短絡検知用パタンに、荷電粒子線を
照射することにより生じる電位コントラストを取得して
短絡を検査する短絡検査工程と、 前記電気回路基板上において前記短絡検知用パタンに接
続したスルーホール導通不良検知用パタンに対してスル
ーホールの抵抗を測定し、または前記スルーホール導通
不良検知用パタンに対して荷電粒子線を照射することに
より生じる電位コントラストを取得して欠陥を検出する
欠陥検出工程とを有することを特徴とする電気回路製造
プロセスの検査方法。
11. An electric resistance is measured by touching an opposing comb-shaped short-circuit detection pattern provided on an electric circuit board, or a charged particle beam is irradiated to the short-circuit detection pattern. A short-circuit inspection step of acquiring a potential contrast generated by and inspecting a short circuit, and measuring a resistance of a through-hole with respect to the through-hole conduction failure detection pattern connected to the short-circuit detection pattern on the electric circuit board, or A defect detection step of detecting a defect by acquiring a potential contrast generated by irradiating the through hole conduction failure detection pattern with a charged particle beam to detect a defect.
【請求項12】請求項7〜11の何れか一つに記載の電
気回路製造プロセスの検査方法を用いて電気回路製造ラ
インの欠陥レベルを定量的に評価して電気回路製造ライ
ンの性能を満足するか否かを判定して電気回路装置を製
造することを特徴とする電気回路装置の製造方法。
12. A method for inspecting an electric circuit manufacturing process according to claim 7, wherein the defect level of the electric circuit manufacturing line is quantitatively evaluated to satisfy the performance of the electric circuit manufacturing line. A method of manufacturing an electric circuit device, comprising: determining whether or not to perform an electric circuit device.
JP2000206821A 2000-07-04 2000-07-04 Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit Withdrawn JP2002026100A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000206821A JP2002026100A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000206821A JP2002026100A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002026100A true JP2002026100A (en) 2002-01-25

Family

ID=18703686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000206821A Withdrawn JP2002026100A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002026100A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005303162A (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Nec Electronics Corp Inspection circuit and inspection method using the same, and semiconductor device containing inspection circuit
JP2008020797A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Seiko Epson Corp Photomask, method of manufacturing electro-optical apparatus and substrate for electro-optical apparatus
JP2009027053A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Renesas Technology Corp Semiconductor wafer and method of manufacturing semiconductor device using the same
JP2009295880A (en) * 2008-06-06 2009-12-17 Oki Semiconductor Co Ltd Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, method for inspecting semiconductor device
US7642106B2 (en) 2007-03-12 2010-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for identifying an allowable process margin for integrated circuits
JP2010050283A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Oki Semiconductor Co Ltd Method of testing insulation property of wafer-level csp, and teg pattern used in the method
WO2013168729A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 日本電産リード株式会社 Insulation inspection method and insulation inspection device
JP2017108138A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Test pattern, and computer-implemented method for designing integrated circuit layout
CN114167259A (en) * 2021-12-07 2022-03-11 华东光电集成器件研究所 Method for programming and testing on-off of through holes of multi-piece substrate
WO2022244235A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 株式会社日立ハイテク Sample inspection device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005303162A (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Nec Electronics Corp Inspection circuit and inspection method using the same, and semiconductor device containing inspection circuit
JP4727943B2 (en) * 2004-04-15 2011-07-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Inspection circuit, inspection method using the same, and semiconductor device including the inspection circuit
JP2008020797A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Seiko Epson Corp Photomask, method of manufacturing electro-optical apparatus and substrate for electro-optical apparatus
US7642106B2 (en) 2007-03-12 2010-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for identifying an allowable process margin for integrated circuits
JP2009027053A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Renesas Technology Corp Semiconductor wafer and method of manufacturing semiconductor device using the same
JP2009295880A (en) * 2008-06-06 2009-12-17 Oki Semiconductor Co Ltd Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, method for inspecting semiconductor device
JP2010050283A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Oki Semiconductor Co Ltd Method of testing insulation property of wafer-level csp, and teg pattern used in the method
WO2013168729A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 日本電産リード株式会社 Insulation inspection method and insulation inspection device
US9606162B2 (en) 2012-05-08 2017-03-28 Nidec-Read Corporation Insulation inspection method and insulation inspection apparatus
JP2017108138A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Test pattern, and computer-implemented method for designing integrated circuit layout
WO2022244235A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 株式会社日立ハイテク Sample inspection device
CN114167259A (en) * 2021-12-07 2022-03-11 华东光电集成器件研究所 Method for programming and testing on-off of through holes of multi-piece substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6780660B2 (en) System for testing electronic devices
JP3698075B2 (en) Semiconductor substrate inspection method and apparatus
JP7079799B2 (en) Evaluation device for semiconductor devices
JP2002026100A (en) Semiconductor substrate and inspection method of electric circuit fabricating process and method for fabricating electric circuit
JP2004150840A (en) Defect analyzer for semiconductor integrated circuit, system, and detection method
JP3950608B2 (en) Defect analysis method using emission microscope, its system, and semiconductor device manufacturing method
JP2002368049A (en) Method and equipment for inspecting semiconductor device and method for fabricating semiconductor device
TWI716808B (en) Probe module and probe
CN107346751A (en) Test structure and forming method thereof and method of testing
JP4290316B2 (en) Inspection method and inspection device for wiring short-circuited portion
JP3904418B2 (en) Electronic device manufacturing method and electronic device wafer
JP7065124B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2001110867A (en) Manufacture of electronic device and quality control system for electronic device
JP3287332B2 (en) Device for detecting disconnection failure of semiconductor integrated circuit and method of detecting disconnection failure thereof
JP2002043385A (en) Semiconductor wafer having test pattern, method for inspecting semiconductor wafer, method for managing manufacturing process, and method for manufacturing semiconductor
JP5055871B2 (en) Wiring failure detection test structure and wiring failure detection method
JP3776068B2 (en) Semiconductor device and inspection method thereof
JPH0725725Y2 (en) High density micro pad
TW562940B (en) Manufacturing method of electronic apparatus
JPH04290242A (en) Inspection method of semiconductor element
WO2024008309A1 (en) Method for testing a packaging substrate, and apparatus for testing a packaging substrate
JPH05164798A (en) Surface potential detection method
JPH10335404A (en) Inspecting apparatus and method
JP2007115762A (en) Equipment and test method for semiconductor

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070904