JP2006059895A

JP2006059895A - 半導体装置の検査用ｔｅｇ及びその検査方法、並びに半導体検査装置

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Publication number: JP2006059895A
Application number: JP2004238056A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Fujikura; 克己藤倉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】コンタクトプラグまたはビアプラグでの導通不良発生箇所を特定することができる半導体装置検査用ＴＥＧ、半導体装置の検査方法、半導体装置の検査装置を提供する。
【解決手段】コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良を検出する半導体装置検査用ＴＥＧ１において、電気配線３の両端に備えられた測定用電極パッド２の他に、電気配線３と電気的に接続され、かつ測定用電極パッド２との間に備えられた解析用電極パッド４を有する。解析用電極パッド４を用いて電気測定を行うことにより、電気測定が行われる電気配線３の範囲を限定していき、最終的に導通不良範囲を特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置を検査するためのＴＥＧ及び半導体装置の検査方法に関し、特に半導体装置のコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良を検出するＴＥＧ及び半導体装置の検査方法に関する。

コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良を検出するために、従来は図９（ａ）に示すのような半導体装置検出用ＴＥＧ１１（Test Element Group）を用いている。図９（ｂ）はＴＥＧ１１の電気配線１３の模式断面図を示している。層間絶縁膜１５の下部に形成されている電気配線１３ｂと、上部に形成されている電気配線１３ａと、層間絶縁膜１５の中に形成されたコンタクトプラグまたはビアプラグ（以下プラグと称する）１４とが電気的に接続されている。そのプラグ１４の上部に形成されている電気配線１３の両端に測定用電極パッド１２が形成されている。測定用電極パッド１２を用いて半導体装置検出用ＴＥＧ１１の電気測定を行うことで、プラグ１４の導通不良を検出できる。

従来の半導体検出用ＴＥＧを用いて、コンタクトプラグまたはビアプラグ等の導通不良を効率的に検出する一例として、例えば特許文献１等がある。

特開平１１−３１２７２０号公報

コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良が発生を確認した場合には、その導通不良範囲について、例えば走査型電子顕微鏡を用いて実際に観察する等の詳細な検査をしなければならない場合がある。

しかし、コンタクトプラグまたはビアプラグの径は、微細化の要求により小さくなってきている。したがって、従来のＴＥＧまたは特許文献１のようなＴＥＧでは、ＴＥＧ内に導通不良のプラグが存在することを把握できても、実際にＴＥＧの電気配線のどの部分で不良が発生しているのか、その詳細な導通不良発生範囲を特定することができなかった。

本発明の目的は、コンタクトプラグまたはビアプラグでの導通不良発生範囲を特定することができる半導体装置検査用ＴＥＧ、半導体装置の検査方法、半導体装置の検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体基板上の層間絶縁膜の中に形成されたコンタクトプラグまたはビアプラグと、前記層間絶縁膜の下に形成された下層電気配線であって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグと電気的に接続された前記下層電気配線と、前記層間絶縁膜の上に形成された上層電気配線であって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグと電気的に接続された前記上層電気配線とによって形成された電気配線と、前記上層電気配線の両端に備えられた測定用電極パッドであって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの導通状態を測定するための２つの前記測定用電極パッドと、前記上層電気配線と電気的に接続され、かつ２つの前記測定用電極パッドとの間に備えられた、前記測定用電極パッドで前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの導通状態を測定した場合に導通不良があると判定した場合には、前記導通不良範囲を段階的に限定して測定するための複数の解析用電極パッドとを有する半導体装置の検査用ＴＥＧであることを要旨とする。
この構成によれば、コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良を検出するＴＥＧにおいて、上層電気配線の両端に備えられた測定用電極パッドの他に、上層電気配線と電気的に接続され、かつ測定用電極パッドとの間に備えられた解析用電極パッドを有する。また、コンタクトプラグまたはビアプラグと電気的に接続されている下層電気配線を有する。このＴＥＧ内でコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良が発生している場合には、解析用電極パッドを用いて電気測定を行うことにより、電気測定が行われる電気配線の範囲を限定する。限定された電気配線の電気測定にて、コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良が発生していることを確認することにより、導通不良を起こしているコンタクトプラグまたはビアプラグの範囲を特定することできる。また、測定用電極パッドを用いて電気配線の電気測定範囲を限定して電気測定をすることにより、導通不良を起こしているコンタクトプラグまたはビアプラグをさらに特定することができる。

また、本発明は、上記発明における複数の半導体装置の検査用ＴＥＧと、前記複数の半導体装置の検査用ＴＥＧを略一筆書きに電気的に接続する接続用電気配線とを有する半導体装置の検査用ＴＥＧであることを要旨とする。
この構成によれば、略一筆書きに直線状の電気配線と電気的に接続する接続用電気配線を有していることにより、測定用電極パッドにてこの半導体装置検査用ＴＥＧの電気測定を行うことができる。この電気測定の結果、このＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の発生が確認された場合、各直線状の電気配線の両端に形成されている測定用電極パッドまたは解析用電極パッドを用いて電気測定を行う。直線状の電気配線の両端に、測定用電極パッドと解析用電極パッド、または解析用電極パッドを有することにより、プラグ導通不良が発生している領域を、直線状の電気配線として特定できる。プラグ導通不良が発生している直線状の電気配線における解析用電極パッドにて電気測定を行うことにより、さらなるプラグ導通不良が発生している領域の特定ができる。

また、本発明は、上記発明に加え、前記複数の解析用電極パッドは、前記電気配線上に等間隔に配置されている半導体装置検査用ＴＥＧであることを要旨とする。
この構成によれば、解析用電極パッドが電気配線上に等間隔に配置されていることにより、プローブガード等を用いて電気測定を効率的に行うことができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、前記一対の測定用電極パッド間で電気測定を行うことにより、当該一対の測定電極パッド間でのコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を判定する第１の判定工程と、前記第１の判定工程で前記一対の測定用電極パッド間にコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良があると判定された場合には、当該一対の測定用電極パッド間に存在する複数の解析用測定パッドのうち２つのパッドを選択する第１の選択工程と、前記２つの解析用測定パッド間で電気測定を行うことにより、当該２つの解析用測定パッド間でのコンタクトプラグまたはビアプラグの電気不良があると判定された場合には、前記２つの解析用測定パッド間に存在する解析用測定パッドのうち２つの解析用測定パッドを選択する第２の選択工程の繰返しにより、前記導通不良を有するコンタクトプラグまたはビアプラグを検出する検出工程とを含む半導体装置の検査方法であることを要旨とする。
この方法によれば、解析用電極パッドを有する半導体装置検査用ＴＥＧにおける測定用電極パッド間を測定することを決定し、測定電極パッド間の電気測定を行う。この電気測定により当該ＴＥＧ内にコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を判定する。導通不良がある場合には、当該ＴＥＧが有する複数の解析用電極パッドのうち２つの解析用電極パッドを選択し、電気測定を行う。ここで、コンタクトプラグまたはビアプラグに導通不良が発生している場合には、解析用電極パッド間の電気配線の長さよりも小さくなるような解析用電極パッドを２つ選択して電気測定を行う。この繰返しにより、導通不良が生じているコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良を検出することができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、第１測定範囲決定手段により、測定用電極パッド間の電気測定を行う範囲と決定する手順と、第１電気測定手段により前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、第１電気測定データ取得手段により前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する手順と、第１電気測定データ判定手段により前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、第１不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順と、前記第１測定範囲決定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された場合には、第ｎ（ｎは２以上の自然数）測定範囲決定手段により前記測定用電極パッドまたは前記解析用電極パッドを用いて前記第（ｎ−１）測定範囲決定手段で決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気的測定を行うことを決定する手順と、第ｎ電気測定手段により前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ電気測定手段により取得された第ｎ電気測定データを取得する手順と、第ｎ電気測定データ判定手段により前記第ｎ電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、第ｎ不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順とを有する半導体装置の検査方法であることを要旨とする。
この方法によれば、第１測定範囲決定手段により、解析用電極パッドを有する半導体装置検査用ＴＥＧにおける測定用電極パッド間を測定することを決定する。次に、第１電気測定手段により測定電極パッド間の電気測定を行う。第１電気測定データ取得手段により電気測定データを取得し、第１電気測定データ判定手段により、このＴＥＧ内においてコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良があるかどうかを判定する。このＴＥＧ内にプラグの導通不良があると判定された場合には、第２測定範囲決定手段により、第１測定範囲決定手段によって決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気測定を行う範囲を決定し、第２電気測定手段から第２電気測定データ判定手段による各手順を、第１電気測定から第１電気測定データ判定手段による手順と同様に行う。このように各手順をｎ回（ｎは２以上の自然数）繰り返すことにより、コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良範囲を特定することができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、第１測定範囲決定手段により、前記半導体装置検査用ＴＥＧが有する直線状の複数の各々の前記電気配線の両端に形成されている前記測定用電極パッド間の電気的測定を行う範囲と決定する手順と、第１電気測定手段により前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、第１電気測定データ取得手段により前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する手順と、第１電気測定データ判定手段により前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、第２測定範囲決定手段により、前記第１電気測定データ判定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された前記電気配線に対して、隣り合う前記測定用電極パッドと前記解析用電極パッドとの間または前記解析用電極パッド間の範囲について全て電気測定を行う範囲と決定する手順と、第２電気測定手段により前記第２測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を全て行う手順と、第２電気測定データ取得手段により前記第２電気測定手段により取得された第２電気測定データを取得する手順と、第２電気測定データ判定手段により前記第２電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順とを有する半導体装置の検査方法であることを要旨とする。
この方法によれば、直線状の電気配線を有する半導体検査装置用のＴＥＧにおいて、直線状に配列された電気配線の１本づつについて、測定用電極パッドと解析用電極パッド、または解析用電極パッド同士を電気測定するように、第１測定範囲決定手段により電気測定範囲を決定する。次に、直線状の電気配線について、第１電気測定手段により電気測定を行う。第１電気測定手段で取得された第１電気測定データを第１電気測定データ取得手段により取得する。第１電気測定データ取得手段による取得結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内の各直線状の電気配線におけるコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段により判定する。導通不良が発生していると判定された直線状の電気配線に対して、全ての解析用電極パッド間または、解析用電極パッドと測定用電極パッド間の電気測定を行うことを第２測定範囲決定手段により決定する。解析用電極パッド間、または解析用電極パッドと測定用電極パッド間を第２電気測定手段により電気測定する。第２電気測定手段による電気測定によって取得された第２電気測定データを、第２電気測定データ取得手段により取得する。第２電気測定データ取得手段による取得結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内の各直線状の電気配線におけるコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第２電気測定データ判定手段により判定する。第２電気測定データ判定手段による判定結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内に発生している電気配線の不良箇所を不良範囲特定手段により特定する。半導体装置検査用ＴＥＧ内の電気配線を、解析用電極パッドを有することにより直線状の電気配線に分割して測定することができる。したがって、直線状の電気配線毎にコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良箇所を特定することができる。また、導通不良が発生している直線状の電気配線について、さらに解析用電極パッドや測定用電極パッドを用いることによって、さらに導通不良が発生している電気配線箇所を特定することができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、ブロック分割手段により、前記半導体装置検査用ＴＥＧをｎ（ｎは自然数）個の測定ブロックに分割する手順と、第ｎ測定範囲決定手段により、第ｎの前記測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う範囲と決定する手順と、第ｎ電気測定手段により前記第ｎ測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う手順と、第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定データの取得を行う手順と、第ｎ電気測定データ判定手段により、前記第１電気測定データを基にして前記第ｎ測定ブロック内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、繰返手段により前記第ｎ測定範囲決定手段から前記第ｎ電気測定データ判定手段を全ての前記測定ブロックについて行う手順と、不良範囲特定手段によりｎ個の前記測定ブロックにおける前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順とを有する半導体装置の検査方法であることを要旨とする。
この方法によれば、半導体装置検査用ＴＥＧをｎ個（ｎは自然数）のブロックにブロック分割手段により分割する。次にブロック内の全ての電気配線間の電気測定を行うことを第１測定範囲決定手段により決定する。第１測定範囲決定手段により決定されたブロック内の電気配線全てを測定用電極パッド及び解析用電極パッド等を用いて、第１電気配線測定手段により電気測定を行う。第１電気測定手段により取得された電気測定データの取得を第１電気測定データ取得手段により取得を行う。第１電気測定データ取得手段の結果を基にして、ブロック内での前記コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段により判定する。これらを分割したｎ個のブロックについて繰り返す。これにより、半導体装置検査用ＴＥＧ内の電気配線を全て検査したことになり、これらｎ個のブロックの判定データを基にして、不良範囲特定手段により不良箇所の特定を特定する。これにより、半導体装置検出用ＴＥＧ内の全ての電気配線についてのコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良が検出できる。したがって、プラグの導通不良箇所をさらに詳細に特定できる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、測定用電極パッド間の電気測定を行う範囲と決定する第１測定範囲決定手段と、前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気的測定を行う第１電気測定手段と、前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する第１電気測定データ取得手段と、前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第１電気測定データ判定手段と、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する第１不良範囲特定手段と、前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された場合には、前記測定用電極パッドまたは前記解析用電極パッドを用いて前記第（ｎ−１）測定範囲決定手段（ｎは２以上の自然数）で決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気的測定を行うことを決定する第ｎ測定範囲決定手段と、前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う第ｎ電気測定手段と、第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ電気測定手段により取得された第ｎ電気測定データを取得する手段と、前記第ｎ電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第ｎ電気測定データ判定手段と、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する第ｎ不良範囲特定手段とを有する半導体検査装置であることを要旨とする。

この装置によれば、第１測定範囲決定手段により、解析用電極パッドを有する半導体装置検査用ＴＥＧにおける測定用電極パッド間を測定することを決定する。次に、第１電気測定手段により測定電極パッド間の電気測定を行う。第１電気測定データ取得手段により電気測定データを取得し、第１電気測定データ判定手段により、このＴＥＧ内においてコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良があるかどうかを判定する。このＴＥＧ内にプラグの導通不良があると判定された場合には、第２測定範囲決定手段により、第１測定範囲決定手段によって決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気測定を行う範囲を決定し、第２電気測定手段から第２電気測定データ判定手段による各手順を、第１電気測定から第１電気測定データ判定手段による手順と同様に行う。このように各手順をｎ回（ｎは２以上の自然数）繰り返すことにより、コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良範囲をより詳細に特定することができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、前記半導体装置検査用ＴＥＧが有する直線状の複数の各々の前記電気配線の両端に形成されている前記測定用電極パッド間の電気的測定を行う範囲と決定する第１測定範囲決定手段と、前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う第１電気的測定手段と、前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する第１電気測定データ取得手段と、前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第１電気測定データ判定手段と、前記第１電気測定データ判定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された前記電気配線に対して、隣り合う前記測定用電極パッドと前記解析用電極パッドとの間または前記解析用電極パッド間の範囲について全て電気測定を行う範囲と決定する第２測定範囲決定手段と、前記第２測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を全て行う第２電気測定手段と、前記第２電気測定手段により取得された第２電気測定データを取得する第２電気測定データ取得手段と、前記第２電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第２電気測定データ判定手段と、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する不良範囲特定手段とを有する半導体検査装置であることを要旨とする。

この装置によれば、直線状の電気配線を有する半導体検査装置用のＴＥＧにおいて、直線状に配列された電気配線の１本づつについて、測定用電極パッドと解析用電極パッド、または解析用電極パッド同士を電気測定するように、第１測定範囲決定手段により電気測定範囲を決定する。次に、直線状の電気配線について、第１電気測定手段により電気測定を行う。第１電気測定手段で取得された第１電気測定データを第１電気測定データ取得手段により取得する。第１電気測定データ取得手段による取得結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内の各直線状の電気配線におけるコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段により判定する。導通不良が発生していると判定された直線状の電気配線に対して、全ての解析用電極パッド間または、解析用電極パッドと測定用電極パッド間の電気測定を行うことを第２測定範囲決定手段により決定する。解析用電極パッド間、または解析用電極パッドと測定用電極パッド間を第２電気測定手段により電気測定する。第２電気測定手段による電気測定によって取得された第２電気測定データを、第２電気測定データ取得手段により取得する。第２電気測定データ取得手段による取得結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内の各直線状の電気配線におけるコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第２電気測定データ判定手段により判定する。第２電気測定データ判定手段による判定結果を基にして、半導体装置検査用ＴＥＧ内に発生している電気配線の不良箇所を不良範囲特定手段により特定する。半導体装置検査用ＴＥＧ内の電気配線を、解析用電極パッドを有することにより直線状の電気配線に分割して測定することができる。したがって、直線状の電気配線毎にコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良箇所を特定することができる。また、導通不良が発生している直線状の電気配線について、さらに解析用電極パッドや測定用電極パッドを用いることによって、さらに導通不良が発生している電気配線箇所を特定することができる。

また、本発明は、上記発明の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、前記半導体装置検査用ＴＥＧをｎ（ｎは自然数）個の測定ブロックに分割するブロック分割手段と、第ｎの前記測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う範囲と決定する第ｎ測定範囲決定手段と、前記第ｎ測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う第ｎ電気測定手段と、前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定データの取得を行う第ｎ電気測定データ取得手段と、前記第１電気測定データを基にして前記第ｎ測定ブロック内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第ｎ電気測定データ判定手段と、前記第ｎ測定範囲決定手段から前記第ｎ電気測定データ判定手段を全ての前記測定ブロックについて行う繰返手段と、ｎ個の前記測定ブロックにおける前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する不良範囲特定手段とを有する半導体検査装置であることを要旨とする。

この装置によれば、半導体装置検査用ＴＥＧをｎ個（ｎは自然数）のブロックにブロック分割手段により分割する。次にブロック内の全ての電気配線間の電気測定を行うことを第１測定範囲決定手段により決定する。第１測定範囲決定手段により決定されたブロック内の電気配線全てを測定用電極パッド及び解析用電極パッド等を用いて、第１電気配線測定手段により電気測定を行う。第１電気測定手段により取得された電気測定データの取得を第１電気測定データ取得手段により取得を行う。第１電気測定データ取得手段の結果を基にして、ブロック内での前記コンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段により判定する。これらを分割したｎ個のブロックについて繰り返す。これにより、半導体装置検査用ＴＥＧ内の電気配線を全て検査したことになり、これらｎ個のブロックの判定データを基にして、不良範囲特定手段により不良箇所の特定を特定する。これにより、半導体装置検出用ＴＥＧ内の全ての電気配線についてのコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良が検出できる。したがって、プラグの導通不良箇所をさらに詳細に特定できる。

（第１実施形態）
本発明に係る半導体装置検査用ＴＥＧ及び半導体装置の検査方法について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態で使用する半導体装置検査用ＴＥＧ（以下「ＴＥＧ」という）の模式平面図を示している。図１（ａ）では、ＴＥＧ１は、直線状の電気配線３の両端に測定用電極パッド２ａ及び２ｂを有している。測定用電極パッド２ａ及び２ｂの間には、電気配線３と電気的に接続された複数の解析用電極パッド４ａ〜４ｆを有している。ここで、測定用電極パッド２と解析用電極パッド４とは、このＴＥＧ１を用いて電気測定を行う際に区別が必要であるが、基本的には同じ電極パッドとみなすことができる場合もある。したがって、今後の説明において、特に測定用電極パッド２と解析用電極パッド４を区別しなくてもよい場合には電極パッド（２、４）と称する。

図１（ｂ）では、ＴＥＧ１の電気配線３での電極パッド（２、４）間の断面を示している。本実施形態の一例としてビアプラグ５の場合を表している。まず、最下層には下層層間絶縁膜８が形成されている。その上には、下層電気配線７が形成されている。その上には、層間絶縁膜６が形成されている。層間絶縁膜６の上には電極パッド（２、４）または上層電気配線９が形成されている。また、下層電気配線７及び上層電気配線９は、ビアプラグ５と電気的に接続されている。同図に示すように、ＴＥＧ１の電気配線３は、上層電気配線９、ビアプラグ５及び下層電気配線７で構成されている。

図１（ｃ）では、図１（ａ）のＴＥＧ１を基本的な構成要素とした、ＴＥＧ１を示す。すなわち、２つの測定用電極パッド２ａ及び２ｂと、複数の解析用電極パッド４を有し、また、直線状電気配線３ａ〜３ｈまで平行に複数本配置されている。この電極パッド（２、４）を有する直線状の複数の電気配線３を略一筆書きのように、接続用電気配線３Ｂで電気的に接続している。

図２は、図１に示した半導体装置検査用ＴＥＧを用いた検査方法を示すフローチャートである。ここでは、特に図１（ｃ）のＴＥＧ１を用いた測定方法について説明する。

ステップＳ１１０では、第１測定範囲決定手段により電気測定範囲を決定する。すなわち、この第１測定範囲決定手段で決定される電気測定範囲は、測定用電極パッド２ａ及び２ｂの間の電気配線３、すなわち、このＴＥＧ１の全ての電気配線３を電気測定範囲である。

ステップＳ１２０では、第１電気測定手段として、第１測定範囲決定手段により測定用電極パッド２ａと２ｂ間の電気測定を行う。電気測定は、例えば、電気測定条件を設定及び制御するテスタと、半導体装置の電気測定を行うために、プローブ針等を用いて電気的接触させるプローバとを有する電気測定装置を用いる。

ステップＳ１３０では、第１電気測定データ取得手段として、電気測定データを取得する。電気測定データの取得は、電気測定装置と電気的に接続されているコンピュータ等に格納してもよいし、電気測定装置が有するテスタに一時的に格納しておいてもよい。取得される電気測定データは、主に直線状電気配線３ａ及び接続用電気配線３Ｂの電気抵抗値である。

ステップＳ１４０では、第１電気測定データ解析手段により、第１電気測定データ取得手段で取得した電気測定データの判定を行う。電気測定データの判定は、取得された電気測定データ、ここでは、直線状電気配線３ａ及び接続用電気配線３Ｂの電気抵抗値を基にして行う。すなわち、電気測定範囲において、直線状電気配線３ａ及び接続用電気配線３Ｂと電気的に接続されているプラグ５等において、導通不良が発生している場合には、そのプラグ５等が導通不良を起こしていない場合と比較して、電気抵抗が高くなるか、または断線する。したがって、例えば、プラグ５等に導通不良が発生していない場合の電気抵抗値を考慮した基準値を予め設定し、その基準値よりも電気抵抗値が高い場合には導通不良が発生していると判定する。電気測定データの判定結果でプラグ５等に導通不良が発生していないと判定されれば、ＴＥＧ１の検査は終了する。一方、電気測定データの判定結果でプラグ５等に導通不良が発生していると判定された場合には、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、プラグ５等の導通不良が発生している不良範囲の特定を行う。不良範囲の特定がされていると判断した場合には、ＴＥＧ１の検査は終了する。そして、プラグ５等の導通不良範囲について、実際の不良箇所のさらに詳細な調査を行う。例えば、プラグ５導通不良箇所を走査型電子顕微鏡で詳細に観察する。不良範囲が特定されていないと判断した場合には、再びステップＳ１１０に戻る。

プラグ５等の導通不良が発生している範囲をさらに特定するために、ステップＳ１１０で第２電気測定範囲決定手段により、電気測定範囲を再決定する。一例として、図１（ｃ）における直線状電気配線３ａを電気測定範囲とした場合について説明する。直線状電気配線３ａが有する測定用電極パッド２ａと解析用電極パッド４ｇ間を電気測定範囲として決定する。次にステップＳ１２０では、第２電気測定手段により、直線状電気配線３ａの両端の電極パッド、すなわち測定用電極パッド２ａと解析用電極パッド４ｇとを用いて電気測定を行う。ステップＳ１３０で電気測定データを取得し、ステップＳ１４０で電気測定データを判定する。ここで、導通不良を起こしている導通不良箇所１０が解析用電極パッド４ｂと４ｃ間に存在しているとする。測定用電極パッド２ａと解析用電極パッド４ｇ間の電気測定により、この電極パッド間の電気配線３にプラグ５等に導通不良が発生していると判定される。したがって、再びＳ１１０に戻り、電気測定範囲を解析用測定パッド４ａと４ｆ間に決定する。このように、ステップＳ１１０からステップＳ１５０までを繰返し、ステップＳ１１０にて電気測定範囲が４ｂと４ｃ間となった場合、導通不良箇所１０を含む電気配線が特定されるので、Ｓ１５０で不良範囲の特定がされたと判断され、ＴＥＧ１の測定は終了する。これを、直線状電気配線３ｂ〜３ｈまで繰り返して行う。

このように、ＴＥＧ１に測定用電極パッド２だけでなく、解析用電極パッド４を有することにより、プラグ５等の導通不良が発生している範囲を順次に特定することができる。また、第２電気測定範囲決定手段において、電気測定範囲から外れていた接続用電気配線３Ｂについては、上記の直線状電気配線３ａについて、プラグ５等の導通不良が発生しているか否かを判定した後に、例えば、第ｎ（ｎは自然数）電気測定範囲決定手段で測定範囲として決定すればよい。

したがって、導通不良が発生しているプラグ５等を実際に、走査型電子顕微鏡等で観察する等の解析を行う際に、プラグ５等の導通不良発生箇所を早期に見つけ出すことができる。

なお、本実施形態のように最初にＴＥＧ１全体で電気測定を行い、順次その電気測定範囲を限定していく理由は、検査時間を短縮するためである。そのために、本実施形態のＴＥＧ１では、直線状電気配線３ａに対して略一筆書きに全体が電気的に接続するように接続用電気配線３Ｂを有している。したがって、導通不良が発生していない電気配線３についてまで、解析用電極パッド４を用いて検査する必要がなくなる。ただし、ＴＥＧ１内の電気配線３について、初めから詳細に検査したい場合には、解析用電極パッド４を用いて、所望の電気測定範囲を決めて電気測定を行っていってもよい。

第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良を検出するＴＥＧ１において、電気配線３の両端に備えられた測定用電極パッド２の他に、電気配線３と電気的に接続され、かつ測定用電極パッド２の間に備えられた解析用電極パッド４を有する。このＴＥＧ１内でコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良が発生している場合には、解析用電極パッド４を用いて電気測定を行うことにより、電気測定が行われる電気配線３の範囲を限定できる。限定された電気配線３の電気測定にて、コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良が発生していることを確認することにより、導通不良を起こしているコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の範囲を特定できる。したがって、コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良をさらに詳細に解析するために、走査型電子顕微鏡等による断面観察を行う場合に、その測定箇所を把握することができる。
（２）略一筆書きに直線状電気配線３ａと電気的に接続する接続用電気配線３Ｂを有していることにより、測定用電極パッド２にてこのＴＥＧ１の電気測定を行うことができる。この電気測定の結果、ＴＥＧ１内でのコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良の発生が確認された場合、各直線状の電気配線の両端に形成されている測定用電極パッド２または解析用電極パッド４を用いて電気測定を行う。直線状の電気配線の３ａの両端に、測定用電極パッド２と解析用電極パッド４、または解析用電極パッド４を有することにより、プラグ５等の導通不良が発生している領域を、直線状電気配線３ａとして特定できる。プラグ５等の導通不良が発生している直線状電気配線３ａにおける解析用電極パッド４にて電気測定を行うことにより、さらなるプラグ５等の導通不良が発生している範囲の特定ができる。
（３）第１測定範囲決定手段により、解析用電極パッド４を有するＴＥＧ１における測定用電極パッド２の間を測定することを決定する。次に、第１電気測定手段により測定用電極パッド２の間の電気測定を行う。第１電気測定データ取得手段により電気測定データを取得し、第１電気測定データ判定手段により、ＴＥＧ１内においてコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良があるかどうかを判定する。ＴＥＧ１内にプラグ５等の導通不良があると判定された場合には、第２測定範囲決定手段により、第１測定範囲決定手段によって決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気測定を行う範囲を決定し、第２電気測定手段から第２電気測定データ判定手段による各手順を、第１電気測定から第１電気測定データ判定手段による手順と同様に行う。このように各手順をｎ回（ｎは２以上の自然数）繰り返すことにより、コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良の発生している範囲をより詳細に特定できる。

（第２実施形態）
本発明に係る半導体装置検査用ＴＥＧ及び半導体装置の検査方法について、図３〜図５を用いて説明する。
図３は、本実施形態の半導体検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
半導体検査装置１０１は、コンピュータ１０２、電気測定装置１１０、入力部１１３及び表示部１１４を備えている。コンピュータ１０２には、ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バス１０６、外部装置インタフェイス部１０７、入力インタフェイス部１０８、出力インタフェイス部１０９を備えている。外部装置インタフェイス部１０７は、電気測定装置１１０と電気的に接続されている。電気測定装置１１０は、テスタ１１１及びプローバ１１２を備えている。出力インタフェイス部１０９は、表示部１１４と電気的に接続されている。表示部１１４は、例えば、ディスプレイや印刷装置等を用いている。

図４は、半導体検査装置の機能的構成を示すブロック図である。
半導体検査装置１０１の機能は、主にコンピュータ１０２が有しており、電気測定範囲決定手段１１５、電気測定手段１１６、電気測定データ取得手段１１７、電気測定データ判定手段１１８及び不良範囲特定手段１１９の機能を有している。

電気測定範囲決定手段１１５では、コンピュータ１０２のＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記憶装置等（図示せず）から取得される、図１（ａ）または（ｂ）に示すようなＴＥＧ１の測定用電極パッド２及び解析用電極パッド４の位置情報等のＴＥＧ１のデータを読み出す。ＴＥＧ１のデータに基づき、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等に格納されている電気測定範囲決定プログラムを読み出し、ＣＰＵ１０３で演算処理し、その電気測定範囲決定データをＲＡＭ１０５に一時的に記憶する。また、ユーザからの情報を入力部１１３が受け付け、そのデータと電気測定範囲決定プログラムを用いて、ＣＰＵ１０３にて演算処理し、電気測定範囲決定データをＲＡＭ１０５に一時的に記憶してもよい。

電気測定手段１１６では、電気測定範囲決定データ及び電気測定命令データをコンピュータ１０２のＲＡＭ１０５、バス１０６、外部装置インタフェイス部１０７を介して、電気測定装置１１０に送信する。これらのデータを電気測定装置１１０のテスタ１１１が受け付け、そのデータを基にして、プローバ１１２を用いて半導体基板に形成された半導体装置の電気測定を行う。

電気測定データ取得手段１１７では、電気測定装置１１０によって取得された電気測定データを受信し、その電気測定データは、コンピュータ１０２の外部装置インタフェイス部１０７、バス１０６を介してＲＡＭ１０５に一時的に記憶される。取得する方法としては、コンピュータ１０２のＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等に格納されている自動電気測定データ取得プログラムで取得する。

電気測定データ判定手段１１８では、電気測定データをＲＡＭ１０５から読み出す。また、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等（図示せず）のいずれかから得られる電気測定データ判定プログラムを用いて、電気測定データ及び電気測定データ判定プログラムを用いて、ＣＰＵ１０３で演算処理を行う。得られた電気測定データの判定結果データは、ＲＡＭ１０５に一時的に記憶される。また、判定結果のデータをＲＡＭ１０５から読み出して、バス１０６、出力インタフェイス部１０９を介して表示部１１４に表示することができる。

不良範囲特定手段１１９では、ＲＡＭ１０５から判定結果データを読み出す。また、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等（図示せず）のいずれかから得られる不良範囲特定プログラムを用いて、判定結果データ及び不良範囲特的判定プログラムを用いて、ＣＰＵ１０３で演算処理を行う。不良範囲特定結果のデータは、ＲＡＭ１０５に一時的に記憶される。また、不良範囲特定結果のデータをＲＡＭ１０５から読み出して、バス１０６、出力インタフェイス部１０９を介して表示部１１４に表示することができる。

次に、本実施形態における半導体装置の測定方法について説明する。
半導体検査装置１０１を用いてＴＥＧ１が形成されている半導体基板を検査する。ここで、ＴＥＧ１は、図１（ｂ）に示すようなＴＥＧであるが、接続用電気配線３Ｂを有していないものを用いる。また、このＴＥＧ１が有する解析用電極パッド４は等間隔で形成されている。解析用電極パッド４が等間隔で形成されている方が、半導体検査装置１０１が有する電気測定装置のプローバ１１２において、測定が効率的になるためである。すなわち、プローバ１１２のプローブ針は、プローブガード（図示せず）が有しており、プローブ針は通常、そのプローブガードに固定されているからである。

図５は、本実施形態における半導体装置の検査方法を示すフローチャートである。
ステップＳ２１０では、第１電気測定範囲を決定する。本実施形態での第１電気測定範囲は、ＴＥＧ１が有する直線状電気配線３ａを１つの測定単位として、ＴＥＧ１が有する全ての直線状電気配線３ａを電気測定するように決定する。

ステップＳ２２０では、第１電気測定を行う。ＴＥＧ１の直線状電気配線３ａが有する両端の測定用電極パッド２または解析用電極パッド４に、プローバ１１２を用いて、電気測定を行う。このとき、プローバ１１２において、複数の直線状電気配線３ａを同時に測定できるようにプローブ針の間隔等を固定しておく。プローブ針をこのように固定することにより、ＴＥＧ１の電気測定を行う時間を短縮することができる。ここでの電気測定においては、１本の直線状電気配線３ａとして電気測定できるようにテスタ１１１が制御する。すなわち、各々のプローブ針に対する電流または電圧の印加を、例えば時分割で行っていくようにする。このようにすれば、１本毎の直線状電気配線３ａの電気測定ができる。

ステップＳ２３０では、第１電気測定データの取得を行う。すなわち、電気測定装置からコンピュータ１０２へデータを移行する。

ステップＳ２４０では、第１電気測定データを判定する。すなわち、１本ごとの直線状電気配線３ａの電気測定データ、特に電気抵抗値により、プラグ５等の導通不良が発生しているか否かを判定する。電気測定データの判定方法は、第１実施形態で説明したのとほぼ同様に行う。なお、第１電気測定データの判定結果は、表示部１１４に表示することができる。第１電気測定データ判定結果により、プラグ５等の導通不良が発生していないと判定された場合には、ＴＥＧ１の測定は終了し、そうでない場合には、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、第２電気測定範囲を決定する。第２電気測定範囲は、第１電気測定データ判定の結果により、プラグ５等の導通不良が発生している直線状電気配線３ａを選択する。次に、その直線状電気配線３ａが有する測定用電極パッド２または解析用電極パッド４間の最小間隔、すなわち隣り合う電極パッド間の電気測定を行うように範囲が設定される。

ステップＳ２６０では、決定された第２電気測定範囲に従って、第２電気測定を行う。

ステップＳ２７０では、第２電気測定データの取得を行う。ステップＳ２３０と同様である。

ステップＳ２８０では、第２電気測定データの判定を行う。判定方法は、ステップＳ２４０での第１電気測定データの判定と同様である。

ステップＳ２９０では、不良範囲を特定する。すなわち、第２電気測定データの判定により、プラグ５等の導通不良が発生している直線状電気配線３ａについて、測定用電極パッド２及び解析用電極パッド４間の最小間隔単位で導通不良範囲を特定することができる。

なお、ステップＳ２１０及びステップＳ２５０を実行するコンピュータ１０２により、電気測定範囲決定手段１１５が構成されている。また、ステップＳ２２０及びステップＳ２６０を実行するコンピュータ１０２及び電気測定装置１１０により電気測定手段１１６が構成されている。また、ステップＳ２３０及びステップＳ２７０を実行するコンピュータ１０２及び電気測定装置１１０により、電気測定データ取得手段１１７が構成されている。また、ステップＳ２４０及びステップＳ２８０を実行するコンピュータ１０２により、電気測定データ判定手段１１８が構成されている。また、ステップＳ２９０を実行するコンピュータ１０２により、不良範囲特定手段１１９が構成されている。

また、本実施形態で使用したＴＥＧ１は、接続用電気配線３Ｂのない図１（ａ）のようなＴＥＧを用いていたが、接続用電気配線３Ｂを有していても、少し電気測定範囲の決定方法が複雑になるが、同様に検査することができる。

第２実施形態の効果を以下の効果が得られる。
（４）直線状電気配線３ａを有するＴＥＧ１おいて、直線状電気配線３ａの１本づつについて、測定用電極パッド２と解析用電極パッド４、または解析用電極パッド４同士を電気測定するように、電気測定範囲を決定する。次に、直線状電気配線３ａについて、第１電気測定手段１１６により電気測定を行う。第１電気測定手段１１６で取得された第１電気測定データを第１電気測定データ取得手段１１７により取得する。第１電気測定データ取得手段１１７による取得結果を基にして、ＴＥＧ１内の各直線状電気配線３ａにおけるコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段１１８により判定する。導通不良が発生していると判定された直線状電気配線３ａに対して、全ての解析用電極パッド４の間または、解析用電極パッド４と測定用電極パッド２の間の電気測定を行うことを第２電気測定範囲決定手段１１５により決定する。解析用電極パッド４の間、または解析用電極パッド４と測定用電極パッド２の間を第２電気測定手段により電気測定する。第２電気測定手段による電気測定によって取得された第２電気測定データを、第２電気測定データ取得手段１１７により取得する。第２電気測定データ取得手段１１７による取得結果を基にして、ＴＥＧ１内の各直線状電気配線３ａにおけるコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良の有無を第２電気測定データ判定手段１１８により判定する。第２電気測定データ判定手段１１８による判定結果を基にして、ＴＥＧ１内に発生している電気配線３の不良箇所を不良範囲特定手段１１９により特定する。ＴＥＧ１内の直線状電気配線３ａを、解析用電極パッドを有することにより直線状電気配線３ａに分割して測定することができる。したがって、直線状の電気配線毎にコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良箇所を特定することができる。また、導通不良が発生している直線状電気配線３ａについて、さらに解析用電極パッド４や測定用電極パッド２を用いることによって、さらに導通不良が発生している直線状電気配線３ａを特定することができる。
（５）解析用電極パッド４が直線状電気配線３ａ上に等間隔に配置されていることにより、プローブガード等を用いて電気測定を効率的に行うことができる。

（第３実施形態）
本発明に係る半導体装置検査用ＴＥＧ及び半導体装置の検査方法について、図６及び図７を用いて説明する。
まず、第３実施形態で使用する半導体検査装置１０１の電気的な構成は、第２実施形態と同様である。また、使用するＴＥＧ１も第２実施形態と同様である。
図６は、本実施形態で使用する半導体検査装置１０１の機能的構成を示すブロック図である。第２実施形態での半導体検査装置１０１と機能的に異なるところは、ブロック分割手段１２０が、本実施形態で付加されているところである。その他の機能的構成は同じなので、ここでは、ブロック分割手段１２０について説明する。

ブロック分割手段１２０では、コンピュータ１０２のＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等（図示せず）から取得されるＴＥＧ１の測定用電極パッド２及び解析用電極パッド４の位置情報等のデータを読み出す。また、プローバ１１２で使用するプローブガードが有するプローブ針の位置情報等のデータを読み出す。これらのデータと、コンピュータ１０２のＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５または外部記録装置等が有する測定ブロック分割プログラムとを用いてＴＥＧ１を複数の測定ブロックに分割する。

次に、本実施形態における半導体装置の検査方法について説明する。
図７は、本実施形態における半導体装置の検査方法を示すフローチャートである。本実施形態の検査方法の概要を以下に述べる。

ステップＳ３１０では、ＴＥＧ１を最適な測定ブロックに分割する。
図８は、図１（ｃ）で示すようなＴＥＧ１をブロック分割した一例を示す。同図では、ＴＥＧ１を４つのブロックに分割している。すなわち、ブロック分割数ｎは４である。このようなブロックに分割した場合、プローブガードに固定されたプローブ針の配置が、このＴＥＧ１の縦及び横方向の測定用電極パッド２及び解析用電極パッド４の間隔と一致した配置のプローブガードを用意する。例えば、このＴＥＧ１は、縦方向及び横方向とも８個の電極パッド（２、４）を有している。したがって、プローブガードは縦軸４本、横軸は５本のプローブ針を有し、そのプローブ針の間隔は使用するＴＥＧ１の電極パッド（２，４）の間隔と一致した間隔とする。横軸に５本のプローブ針を有するのは、ブロック分割した部分の電気配線３、例えば同図では、解析用電極パッド４ｃと４ｄ間の測定を行うためである。この重複した部分についての電気測定データについては、半導体検査装置１０１のコンピュータ１０２で調整する。

ステップＳ３２０では、第１電気測定範囲を決定する。ここでは、図１（ｂ）のようなＴＥＧ１を４つに分割しており、例えば、ＴＥＧ１の左上隅の測定ブロックを第１測定ブロックとする。このとき、第１測定ブロックを第１電気測定範囲とする。

ステップＳ３３０では、第１電気測定を行う。ステップＳ３２０で決定した第１測定ブロック全体を電気測定する。

ステップＳ３４０では、第１電気測定データを取得する。すなわち、電気測定装置からコンピュータ１０２へデータを移行する。

ステップＳ３５０では、第１電気測定データを判定する。すなわち、第１測定ブロックの各直線状電気配線３ａ等の電気抵抗値のデータを基にして、プラグ５等の導通不良が発生しているか否かを判定する。

ステップＳ３５０までの処理が終了したら、ステップＳ３２０に戻り、第２電気測定範囲の決定を行い、ステップＳ３５０までの処理を行う。本実施形態では、ＴＥＧ１を４つの測定ブロックに分割したので、ステップＳ３２０からステップＳ３５０までの処理を４回繰り返す。ステップＳ３１０でＴＥＧ１をｎ個の測定ブロックに分割した場合には、ステップＳ３２０からステップＳ３５０までの処理をｎ回繰り返す。ｎ回の処理により、ＴＥＧ１内の電気配線３については、ほぼ全て電気測定が行われることになる。ｎ個の測定ブロックについての処理が終わると、次のステップＳ３６０に進む。

ステップＳ３６０では、プラグ５等の導通不良が発生している範囲の特定を行う。すなわち、ＴＥＧ１内の全ての電気配線３の中で、電気抵抗値が他の電気配線３よりも高い値の電気配線３を選択する。

このように、予めプローバ１１２のプローブ針の位置と、ＴＥＧ１を分割した測定ブロックとの測定用電極パッド２または解析用電極パッド４の位置とをあわせておくことにより。効率的に漏れのない電気測定ができる。したがって、より確実にプラグ５等の導通不良箇所を特定することができる。

なお、ステップＳ３１０を実行するコンピュータ１０２により、ブロック分割手段１２０が構成されている。また、ステップＳ３２０を実行するコンピュータ１０２により、電気測定範囲決定手段１１５が構成されている。また、ステップＳ３３０を実行するコンピュータ１０２及び電気測定装置１１０により、電気測定手段１１６が構成されている。また、ステップＳ３４０を実行するコンピュータ１０２により、電気測定データ取得手段１１７が構成されている。また、ステップＳ３５０を実行するコンピュータ１０２により、電気測定データ判定手段１１８が構成されている。また、ステップＳ３６０を実行するコンピュータ１０２により、不良範囲特定手段１１９が構成されている。

第３実施形態の効果を以下に記載する。
（６）ＴＥＧ１をｎ個（ｎは自然数）の測定ブロックにブロック分割手段１２０により分割する。次にブロック内の全ての電気配線３の間の電気測定を行うことを第１電気測定範囲決定手段１１５により決定する。第１電気測定範囲決定手段１１５により決定されたブロック内の電気配線３の全てを測定用電極パッド２及び解析用電極パッド４等を用いて、第１電気測定手段１１６により電気測定を行う。第１電気測定手段１１６により取得された電気測定データの取得を第１電気測定データ取得手段１１７により取得を行う。第１電気測定データ取得手段１１７の結果を基にして、ブロック内での前記コンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良の有無を第１電気測定データ判定手段１１８により判定する。これらを分割したｎ個のブロックについて繰り返す。これにより、ＴＥＧ１内の電気配線３を全て検査したことになり、これらｎ個のブロックの判定データを基にして、不良範囲特定手段１１９により不良箇所の特定を特定する。これにより、ＴＥＧ１内の全ての電気配線３についてのコンタクトプラグ５またはビアプラグ５の導通不良が検出できる。したがって、プラグ５等の導通不良箇所をさらに詳細に特定できる。

（ａ）、（ｃ）は、本発明の第１実施形態における半導体装置の検査用ＴＥＧの模式平面図、（ｂ）は半導体装置の検査用ＴＥＧの模式断面図。第１実施形態における半導体装置の検査方法を説明するフローチャート。第２実施形態における半導体検査装置の電気的構成を示すブロック図。第２実施形態における半導体検査装置の機能的構成を示すブロック図。第２実施形態における半導体装置の検査方法を説明するフローチャート。第３実施形態における半導体検査装置の機能的構成を示すブロック図。第３実施形態における半導体装置の検査方法を説明するフローチャート。第３実施形態におけるＴＥＧのブロック分割の一例を示す模式平面図。（ａ）は、従来の半導体装置検査用ＴＥＧの模式平面図、（ｂ）は半導体装置の検査用ＴＥＧの模式断面図。

符号の説明

１…半導体装置検査用ＴＥＧ、２…測定用電極パッド、３…上層電気配線、３ａ〜３ｈ…直線状電気配線、３Ｂ…接続用電気配線、４…解析用電極パッド、５…コンタクトプラグまたはビアプラグ、６…層間絶縁膜、７…下層電気配線、８…下層層間絶縁膜、９…上層電気配線、１０１…半導体検査用装置、１０２…コンピュータ、１０３…ＣＰＵ、１０４…ＲＯＭ、１０５…ＲＡＭ、１０６…バス、１０７…外部装置インタフェイス部、１０８…入力インタフェイス部、１０９…出力インタフェイス部、１１０…電気測定装置、１１１…テスタ、１１２…プローバ、１１３…入力部、１１４…表示部、１１５…電気測定範囲決定手段、１１６…電気測定手段、１１７…電気測定データ取得手段、１１８…電気測定データ判定手段、１１９…不良範囲測定手段、１２０…ブロック分割手段。

Claims

半導体基板上の層間絶縁膜の中に形成されたコンタクトプラグまたはビアプラグと、
前記層間絶縁膜の下に形成された下層電気配線であって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグと電気的に接続された前記下層電気配線と、
前記層間絶縁膜の上に形成された上層電気配線であって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグと電気的に接続された前記上層電気配線と、
によって形成された電気配線と、
前記上層電気配線の両端に備えられた測定用電極パッドであって、前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの導通状態を測定するための２つの前記測定用電極パッドと、
前記上層電気配線と電気的に接続され、かつ２つの前記測定用電極パッドとの間に備えられた、前記測定用電極パッドで前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの導通状態を測定した場合に導通不良があると判定した場合には、前記導通不良範囲を段階的に限定して測定するための複数の解析用電極パッドと、
を有する半導体装置の検査用ＴＥＧ。
請求項１に記載の直線状の前記電気配線を有する半導体装置の検査用ＴＥＧであって、
前記複数の半導体装置の検査用ＴＥＧを略一筆書きに電気的に接続する接続用電気配線と、
を有する半導体装置の検査用ＴＥＧ。
請求項１または２に記載の半導体装置の検査用ＴＥＧであって、
前記複数の解析用電極パッドは、前記電気配線上に等間隔に配置されている半導体装置の検査用ＴＥＧ。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、
前記一対の測定用電極パッド間で電気測定を行うことにより、当該一対の測定電極パッド間でのコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良の有無を判定する第１の判定工程と、
前記第１の判定工程で前記一対の測定用電極パッド間にコンタクトプラグまたはビアプラグの導通不良があると判定された場合には、当該一対の測定用電極パッド間に存在する複数の解析用測定パッドのうち２つのパッドを選択する第１の選択工程と、
前記２つの解析用測定パッド間で電気測定を行うことにより、当該２つの解析用測定パッド間でのコンタクトプラグまたはビアプラグの電気不良があると判定された場合には、前記２つの解析用測定パッド間に存在する解析用測定パッドのうち２つの解析用測定パッドを選択する第２の選択工程の繰返しにより、前記導通不良を有するコンタクトプラグまたはビアプラグを検出する検出工程と、
を含む半導体装置の検査方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、
第１測定範囲決定手段により、測定用電極パッド間の電気測定を行う範囲と決定する手順と、
第１電気測定手段により前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、
第１電気測定データ取得手段により前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する手順と、
第１電気測定データ判定手段により前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、
第１不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順と、
前記第１測定範囲決定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された場合には、第ｎ（ｎは２以上の自然数）測定範囲決定手段により前記測定用電極パッドまたは前記解析用電極パッドを用いて前記第（ｎ−１）測定範囲決定手段で決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気的測定を行うことを決定する手順と、
第ｎ電気測定手段により前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、
第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ電気測定手段により取得された第ｎ電気測定データを取得する手順と、
第ｎ電気測定データ判定手段により前記第ｎ電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、
第ｎ不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順と、
を有する半導体装置の検査方法。
請求項２または３に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、
第１測定範囲決定手段により、前記半導体装置検査用ＴＥＧが有する直線状の複数の各々の前記電気配線の両端に形成されている前記測定用電極パッド間の電気的測定を行う範囲とを決定する手順と、
第１電気測定手段により前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う手順と、
第１電気測定データ取得手段により前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する手順と、
第１電気測定データ判定手段により前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、
第２測定範囲決定手段により、前記第１電気測定データ判定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された前記電気配線に対して、隣り合う前記測定用電極パッドと前記解析用電極パッドとの間または前記解析用電極パッド間の範囲について全て電気測定を行う範囲と決定する手順と、
第２電気測定手段により前記第２測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を全て行う手順と、
第２電気測定データ取得手段により前記第２電気測定手段により取得された第２電気測定データを取得する手順と、
第２電気測定データ判定手段により前記第２電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、
不良範囲特定手段により前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順と、
を有する半導体装置の検査方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体装置の検査方法であって、
ブロック分割手段により、前記半導体装置検査用ＴＥＧをｎ（ｎは自然数）個の測定ブロックに分割する手順と、
第ｎ測定範囲決定手段により、第ｎの前記測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う範囲と決定する手順と、
第ｎ電気測定手段により前記第ｎ測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う手順と、
第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定データの取得を行う手順と、
第ｎ電気測定データ判定手段により、前記第１電気測定データを基にして前記第ｎ測定ブロック内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する手順と、
繰返手段により前記第ｎ測定範囲決定手段から前記第ｎ電気測定データ判定手段を全ての前記測定ブロックについて行う手順と、
不良範囲特定手段によりｎ個の前記測定ブロックにおける前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する手順と、
を有する半導体装置の検査方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、
測定用電極パッド間の電気測定を行う範囲と決定する第１測定範囲決定手段と、
前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気的測定を行う第１電気測定手段と、
前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する第１電気測定データ取得手段と、
前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第１電気測定データ判定手段と、
前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する第１不良範囲特定手段と、
前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された場合には、前記測定用電極パッドまたは前記解析用電極パッドを用いて前記第（ｎ−１）測定範囲決定手段（ｎは２以上の自然数）で決定された測定範囲よりも狭い範囲で電気的測定を行うことを決定する第ｎ測定範囲決定手段と、
前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う第ｎ電気測定手段と、
第ｎ電気測定データ取得手段により前記第ｎ電気測定手段により取得された第ｎ電気測定データを取得する手段と、
前記第ｎ電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第ｎ電気測定データ判定手段と、
前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する第ｎ不良範囲特定手段と、
を有する半導体検査装置。
請求項２または３に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、
前記半導体装置検査用ＴＥＧが有する直線状の複数の各々の前記電気配線の両端に形成されている前記測定用電極パッド間の電気的測定を行う範囲と決定する第１測定範囲決定手段と、
前記第１測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を行う第１電気的測定手段と、
前記第１電気測定手段により取得された第１電気測定データを取得する第１電気測定データ取得手段と、
前記第１電気測定データを基にして前記半導体装置検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第１電気測定データ判定手段と、
前記第１電気測定データ判定手段により前記半導体装置検査用ＴＥＧ内でのコンタクトプラグまたはビアプラグに不良があると判定された前記電気配線に対して、隣り合う前記測定用電極パッドと前記解析用電極パッドとの間または前記解析用電極パッド間の範囲について全て電気測定を行う範囲と決定する第２測定範囲決定手段と、
前記第２測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定を全て行う第２電気測定手段と、
前記第２電気測定手段により取得された第２電気測定データを取得する第２電気測定データ取得手段と、
前記第２電気測定データを基にして前記半導体検査用ＴＥＧ内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第２電気測定データ判定手段と、
前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する不良範囲特定手段と、
を有する半導体検査装置。
請求項２または３に記載の半導体装置検査用ＴＥＧを用いた半導体検査装置であって、
前記半導体装置検査用ＴＥＧをｎ（ｎは自然数）個の測定ブロックに分割するブロック分割手段と、
第ｎの前記測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う範囲と決定する第ｎ測定範囲決定手段と、
前記第ｎ測定ブロックが有する全ての電気配線間の電気測定を行う第ｎ電気測定手段と、
前記第ｎ測定範囲決定手段で決定された範囲の電気測定データの取得を行う第ｎ電気測定データ取得手段と、
前記第１電気測定データを基にして前記第ｎ測定ブロック内での前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグの不良の有無を判定する第ｎ電気測定データ判定手段と、
前記第ｎ測定範囲決定手段から前記第ｎ電気測定データ判定手段を全ての前記測定ブロックについて行う繰返手段と、
ｎ個の前記測定ブロックにおける前記コンタクトプラグまたは前記ビアプラグに不良がある電気配線を特定する不良範囲特定手段と、
を有する半導体検査装置。