JP2009070877A

JP2009070877A - 半導体装置および半導体装置の評価方法

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Publication number: JP2009070877A
Application number: JP2007235011A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kudo; 健司工藤
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2009-04-02
Also published as: US20090065947A1; CN101399255A

Abstract

【課題】２つの異なる構造を有するスルーホールチェーン抵抗を同時に測定する半導体装置のチェックパターンの小面積化を可能とする。
【解決手段】配線層とビア層が交互に積層した多層配線構造を有する半導体装置１０において、ビア層に形成された複数のスルーホールと、スルーホールとビア層の上部および下部に設けられた配線と、が連結してなる構造を有する複数のスルーホールチェーンＳを備え、ビア層が異なるスルーホールチェーンＳが電極パッド１６を介して環を形成するように接続され、電極パッド１６を用いて、ビア層が異なる２つのスルーホールチェーンＳの抵抗を同時に測定するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の評価方法に関する。

半導体装置の特性評価をする際に、コンタクトホールやスルーホールの抵抗を測定し、導通のチェックを行っている。このようなコンタクトホールやスルーホールの導通性を評価できる半導体装置として、従来、特許文献１、２に記載のものがある。

特許文献１には、従来技術として、スルーホールを直列に繋いだ場合の半導体装置のチェックパターンが記載されている。図１２に示す半導体装置４０において、端子１３１と同層の上層配線１１１は、スルーホール１０１を介して下層配線１２１に電気的に接続され、さらに、スルーホール１０２を介して上層配線１１２に接続されている。同様にして、スルーホール１０３〜１０６を介して、下層配線１２２、上層配線１１３、下層配線１２３および上層配線１１４がそれぞれ接続されることにより、端子１３１と端子１３２が繋がれている。

また、特許文献２には、抵抗値が異なる複数の導電性配線を層間絶縁膜を介して積層して設け、導電性配線の両端を積層方向で隣接する導電性配線と並列接続された半導体装置が記載されている。半導体装置の評価は、導電性配線の両端に電圧を印加して電流値を測定し、予め用意した電流値と測定結果と比較して断線を特定しておこなわれる。かかる構成により、複数のＴＥＧを上下に重ね、さらに共用パッドによって複数のＴＥＧに対して同時に測定することが可能となる。このため、ＴＥＧ面積及びパッド面積を低減できる。
特開２００１−１４４２５３号公報特開２００５−２２３２２７号公報

しかしながら、図１２で説明した半導体装置４０では、端子１３１と端子１３２との間の抵抗を測定するのみであるため、端子１３１と端子１３２との間の直列に繋がれた異なる層に形成された複数のスルーホール抵抗をそれぞれ測定することは困難であった。また、異なる層に形成された２つスルーホール抵抗を同時に測定するためには、１つのスルーホールについて２つの端子を用いることとなり、端子を形成するための領域がさらに必要となるといった問題が生じる。
また、特許文献２に記載された半導体装置では、複数の導電性配線について断線の特定のみが行われている。それゆえ、断線以外の半導体装置の不良の原因となる配線ショート等を検出することが困難であった。

一般的な半導体装置のスルーホール抵抗測定は、図１３に示すような、電極パッド５６とスルーホールチェーンＲとを直線上に並べて行われる。例えば、半導体装置５０が５層アルミ配線を有する場合のスルーホール抵抗測定について以下に説明する。
図１４は、図１３のＡ−Ａ'断面図、及び、Ｂ−Ｂ'断面図を示している。半導体装置５０において、最下層のアルミ配線５７１上に、アルミ配線５７２、アルミ配線５７３、アルミ配線５７４および最上層のアルミ配線５７５が形成されている。チェックパターンが形成された最上層のアルミ配線５７５は、電極パッド５６として機能する。各層のアルミ配線は、プラグ５８を介して接続されている。各アルミ配線層には、複数のスルーホールがチェーン状につながったスルーホールチェーンＲがそれぞれ形成されている。
電極パッド５６ａと電極パッド５６ｂ間は第１スルーホールチェーンＲ１で、電極パッド５６ｂと電極パッド５６ｃ間は第２スルーホールチェーンＲ３で、それぞれ接続されている。電極パッド５６ｄと電極パッド５６ｅ間は第３スルーホールチェーンＲ３で、電極パッド５６ｅと電極パッド５６ｆ間は第４スルーホールチェーンＲ４で、それぞれ接続されている。

次に、図１５、図１６を用いて評価方法を説明する。スルーホール抵抗測定器（図示なし）は、３本の探針５９１、探針５９２、および探針５９３、直流の電源、電流計１，２、スイッチ１，２で主に構成される。
まず、探針５９１、探針５９２、および探針５９３を、それぞれ、電極パッド５６ａ、電極パッド５６ｂ、および電極パッド５６ｃに接触させる。スイッチ１はオン、スイッチ２はオフにする（図１５）。電源によって、探針５９２への電圧をゼロ、探針５９１への電圧をＥｖとなるように印加し、このとき探針５９１に流れる電流Ｉａを、電流計１を用いて計測する。第１スルーホールチェーンＲ１の抵抗Ｒａｂは、次式（１）のようにして求められる。
Ｒａｂ＝Ｅｖ／Ｉａ・・・（１）
一つのスルーホールチェーンＲ１におけるスルーホールの数をＮ_１とすると、スルーホール１つあたりの抵抗ｒ（平均値）は、次式（２）のようにして求められる。
ｒａｂ＝Ｒａｂ／Ｎ_１・・・（２）

次に、探針５９１、探針５９２、および探針５９３を、それぞれ、電極パッド５６ａ、電極パッド５６ｂ、および電極パッド５６ｃに接触させた状態で、スイッチ１はオフ、スイッチ２はオンにする。電源によって、探針５９２への電圧をゼロ、探針５９３への電圧Ｅｖとなるように印加し、このとき探針５９３に流れる電流Ｉｃを、電流計２を用いて計測する。第２スルーホールチェーンＲ２の抵抗Ｒｂｃは、次式（３）のようにして求められる。
Ｒｂｃ＝＝Ｅｖ／Ｉｃ・・・（３）
一つのスルーホールチェーンＲ２におけるスルーホールの数をＮ_２とすると、スルーホール１つあたりの抵抗ｒ（平均値）は、次式（４）のようにして求められる。
ｒｂｃ＝Ｒｂｃ／Ｎ_２・・・（４）

探針５９１、探針５９２、および探針５９３を、それぞれ、電極パッド５６ｄ、電極パッド５６ｅ、および電極パッド５６ｆに接触させた状態で、上記と同様の動作で、第３スルーホールチェーンＲ３の抵抗Ｒｄｅ、第４スルーホールチェーンＲ４の抵抗Ｒｅｆもそれぞれ求められる。
このようにして、それぞれのスルーホールチェーンの抵抗が求められ、各スルーホール抵抗測定が行われる。

しかしながら、このような半導体装置では、Ｒａｂ、Ｒｂｃを測定するときには、電極パッド５６ａ、電極パッド５６ｂ、および電極パッド５６ｃが用いられ、電極パッド５６ｄ、電極パッド５６ｅ、および電極パッド５６ｆが用いられない状態となっている。一方、Ｒｄｅ、Ｒｅｆを測定するときには、電極パッド５６ｄ、電極パッド５６ｅ、および電極パッド５６ｆが用いられ、電極パッド５６ａ、電極パッド５６ｂ、および電極パッド５６ｃが用いられない状態となっている。つまり、４つの抵抗Ｒを測定するために６つの電極パッドが用いられる。また、３本の探針を用いて３つの電極パッドに使うときに、残りの３つの電極パッドは何も使われない状態となる。したがって、このような状態では、チェックパターンが形成された電極パッドが占有する面積が大きくなる（すなわち無駄な面積を要する）ため、特に、半導体装置のさらなる微細化、多層配線化ができないといった問題がある。

本発明による半導体装置は、配線層とビア層が交互に積層した多層配線構造を有する半導体装置において、前記半導体装置は、前記ビア層に形成された複数のスルーホールと、前記スルーホールと前記ビア層の上部および下部に設けられた配線と、が連結してなる複数のスルーホールチェーンを備え、前記ビア層が異なる前記スルーホールチェーンが、電極パッドを介して環を形成するように接続され、前記電極パッドを用いて、前記ビア層が異なる２つの前記スルーホールチェーンの抵抗を同時に測定するように構成されたことを特徴とする。

この半導体装置においては、ビア層が異なる複数のスルーホールチェーンが電極パッドを介して環を形成するように接続されることにより、各スルーホールチェーン同士が一つの電極パッドを共有するため、ビア層が異なる複数のスルーホールチェーン抵抗の測定に用いられる電極パッドの数を減らし、チェックパターンの小面積化を可能とする。

また、本発明による半導体装置の評価方法は、スルーホールチェーンの抵抗を測定するための電極パッドを３つ以上有する半導体装置であって、電極パッドのうち、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドに所定の電圧を同時に印加し、印加により流れる電流を測定することにより、第１の電極パッドと第２の電極パッドの間に接続されたスルーホールチェーンの抵抗と、第１の電極パッドと第３の電極パッドの間に接続されたスルーホールチェーンの抵抗と、を同時に測定することを特徴とする。

この半導体装置の評価方法においては、第１の電極パッド、第２の電極パッド、および第３の電極パッドを用い、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドに所定の電圧を同時に印加し、この印加により流れる電流を測定している。通常、スルーホールチェーンと電極パッドが環状に接続されている場合、例えば、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドに電圧Ｖを印加すると、第２の電極パッドには、電源から直接的に流れる電流と、環を循環してきた電流も流れることとなる。このような場合、第２の電極パッドに流れる電流を正確に測定することが困難になる。これに対し、本発明による半導体装置の評価方法では、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドに所定の電圧を同時に印加するため、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドを通って環を循環して流れる電流同士が打ち消しあい、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドにそれぞれ電源から直接的に流れる電流のみが測定される。このため、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドそれぞれについて正確な電流測定が同時に可能となり、第１の電極パッドと第２の電極パッドの間に接続されたスルーホールチェーンの抵抗と、第１の電極パッドと第３の電極パッドの間に接続されたスルーホールチェーンの抵抗と、を同時に測定することができる。このため、測定時間を短縮することができる。

本発明によれば、ビア層が異なるスルーホールチェーンの抵抗を測定し、抵抗測定用のチェックパターンの面積が低減化された構造の半導体装置、および測定時間が短縮された半導体装置の評価方法が実現される。

以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置およびその評価方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１乃至７は、本発明による半導体装置の第１実施形態を示す上面図または断面図である。図１中のＣ−Ｃ'断面図、Ｄ−Ｄ'断面図、Ｅ−Ｅ'断面図、Ｆ−Ｆ'断面図、Ｇ−Ｇ'断面図、およびＨ−Ｈ'断面図を、それぞれ、図２、図３、図４、図５、図６、および図７に示す。

半導体装置１０は、配線層１３とビア層１４が交互に積層した５層アルミ配線を有する。
配線層１３は、最下層のアルミ配線１７１上に、アルミ配線１７２、アルミ配線１７３、アルミ配線１７４およびアルミ配線１７５の順に形成されている。最上層のアルミ配線１７５には、チェックパターンが形成され、電極パッド１６（１６ｇ、１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ）として機能する。チェックパターンは、製品ウエハのデバイス特性チェック用パターンとしてデバイス配線形成と同時に形成され、ダイシング前に特性チェックのために使用される。

各ビア層１４には、複数のスルーホールｓが形成されている。スルーホールｓの数は、各ビア層１４ごとに異なっていてもよい。これらスルーホールｓと各ビア層１４の上部および下部に設けられたアルミ配線と、が連結してなるスルーホールチェーンＳが形成されている。スルーホールチェーンＳの両端は、アルミ配線とビア層を介して、電極パッド１６にそれぞれ接続されている。電極パッド１６の下部には、プラグ１８が形成され、スルーホールチェーンＳと繋がっている。また、スルーホールチェーンＳは、単一ビア層１４に形成された複数のスルーホールｓと、ビア層１４の上部および下部に設けられたアルミ配線と、が連結してなる。すなわち、それぞれ異なる単一のビア層１４に形成されるスルーホールチェーンＳが、電極パッド１６を介して接続される。これにより、ビア層が異なるスルーホールチェーンSが電極パッド１６を介して環を形成するように接続されるため、ビア層が異なるスルーホールチェーンSごとの抵抗を測定することができる。いいかえると、スルーホールチェーンSが有するスルーホールｓは単一のビア層１４に形成されるため、ビア層１４ごとに、スルーホールチェーンＳの抵抗測定を行うことができる。

図１中のＣ−Ｃ'断面図、Ｄ−Ｄ'断面図、Ｅ−Ｅ'断面図、Ｆ−Ｆ'断面図、Ｇ−Ｇ'断面図、およびＨ−Ｈ'断面図について、以下に、詳述する。
図２、５に示すように、アルミ配線１７２と１７３の間のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、アルミ配線１７２と１７３とチェーン状に連結して、スルーホールチェーンＳ２を形成している。スルーホールチェーンＳ２の一方は、電極パッド１６ｇに、もう一方は、電極パッド１６ｉに、それぞれ接続されている。
図３に示すように、アルミ配線１７１と１７２の間のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、アルミ配線１７１と１７２とチェーン状に連結して、スルーホールチェーンＳ１を形成している。スルーホールチェーンＳ１の一方は、電極パッド１６ｇに、もう一方は、電極パッド１６ｈに、それぞれ接続されている。
図４、７に示すように、アルミ配線１７３と１７４の間のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、アルミ配線１７３と１７４とチェーン状に連結して、スルーホールチェーンＳ３を形成している。スルーホールチェーンＳ３の一方は、電極パッド１６ｈに、もう一方は、電極パッド１６ｊに、それぞれ接続されている。
図６に示すように、アルミ配線１７４と１７５の間のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、アルミ配線１７４と１７５とチェーン状に連結して、スルーホールチェーンＳ４を形成している。スルーホールチェーンＳ４の一方は、電極パッド１６ｉに、もう一方は、電極パッド１６ｊに、それぞれ接続されている。

図１に示すように、このようにして、電極パッド１６ｇと電極パッド１６ｈ間は第１スルーホールチェーンＳ１で、電極パッド１６ｇと電極パッド１６ｉ間は第２スルーホールチェーンＳ２で、電極パッド１６ｈと電極パッド１６ｊ間は第３スルーホールチェーンＳ３で、電極パッド１６ｉと電極パッド１６ｊ間は第４スルーホールチェーンＳ４で、それぞれ接続されている。いいかえると、スルーホールチェーンＳがそれぞれ電極パッド１６を介して環を形成するように接続されている。

次に、図８、図９を用いて評価方法を説明する。スルーホール抵抗測定器（図示なし）は、３本の探針１９１、探針１９２、および探針１９３、直流の電源、電流計、スイッチで主に構成される。半導体装置１０は、スルーホールチェーンＳの抵抗を測定するための電極パッド１６を４つ有している。

まず、探針１９１、探針１９２、および探針１９３を、それぞれ、電極パッド１６ｇ、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉに接触させる。電源によって、電極パッド１６ｇへの電圧をゼロ、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉへの電圧をＥｖとなるように同時に印加し、この印加により探針１９２および探針１９３に流れる電流ＩｈおよびＩｉを、電流計１、および電流計２を用いてそれぞれ計測する（図8）。電極パッド１６ｇと電極パッド１６ｈの間に接続された第１スルーホールチェーンＳ１の抵抗Ｒｇｈ、および電極パッド１６ｇと電極パッド１６ｉの間に接続された第２スルーホールチェーンＳ２の抵抗Ｒｇｉは、それぞれ次式（５）、（６）のようにして求められる。
Ｒｇｈ＝Ｅｖ／Ｉｈ・・・（５）
Ｒｇｉ＝Ｅｖ／Ｉｉ・・・（６）
一つのスルーホールチェーンＳ１，Ｓ２におけるスルーホールｓの数をそれぞれＮ_１，Ｎ_２（Ｎは２以上の整数）とすると、スルーホールｓ１つあたりの抵抗ｒ（平均値）は、それぞれ次式（７）、（８）のようにして求められる。単一のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、ビア層１４ごとに同様の抵抗値をとると考えられるためである。
ｒｇｈ＝Ｒｇｈ／Ｎ_１・・・（７）
ｒｇｉ＝Ｒｇｉ／Ｎ_２・・・（８）

次に、探針１９１、探針１９２、および探針１９３を、それぞれ、電極パッド１６ｈ、電極パッド１６ｉ、および電極パッド１６ｊに接触させる。電源によって、電極パッド１６ｊへの電圧をゼロ、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉへの電圧をＥｖとなるように同時に印加し、この印加により探針１９１および探針１９２に流れる電流ＩｈおよびＩｉを、電流計１、および電流計２を用いてそれぞれ計測する（図9）。電極パッド１６ｈと電極パッド１６ｊの間に接続された第３スルーホールチェーンＳ３の抵抗Ｒｈｊ、および電極パッド１６ｉと電極パッド１６ｊの間に接続された第４スルーホールチェーンＳ４の抵抗Ｒｉｊは、それぞれ次式（９）、（１０）のようにして求められる。
Ｒｈｊ＝Ｅｖ／Ｉｈ・・・（９）
Ｒｉｊ＝Ｅｖ／Ｉｉ・・・（１０）
一つのスルーホールチェーンＳ３，Ｓ４におけるスルーホールｓの数をそれぞれＮ_３，Ｎ_４とすると、スルーホールｓ１つあたりの抵抗ｒ（平均値）は、それぞれ次式（１１）、（１２）のようにして求められる。単一のビア層１４に形成された複数のスルーホールｓは、ビア層１４ごとに同様の抵抗値をとると考えられるためである。
ｒｈｊ＝Ｒｈｊ／Ｎ_３・・・（１１）
ｒｉｊ＝Ｒｉｊ／Ｎ_４・・・（１２）

このようにして、それぞれのスルーホールチェーンＳの抵抗Ｒから、スルーホールｓ１つあたりの抵抗ｒが求められる。本実施形態では、４つのスルーホールチェーンＳが４つの電極パッド１６を介して環を形成するように接続されることにより、ビア層が異なる２つのスルーホールチェーンＳが一つの電極パッド１６を共有するため、全体として４つのスルーホールチェーン抵抗の測定に用いられる電極パッドの数を４つにおさえ、チェックパターンの小面積化を可能とする。また、スルーホールチェーンＳが有するスルーホールｓが、それぞれ異なる単一のビア層１４に形成されるため、共有する電極パッド１６に異なるビア層１４から形成されるスルーホールチェーンＳが接続されることとなり、ビア層１４ごとに、スルーホールチェーンＳの抵抗測定を行うことができる。

さらに、従来の半導体装置５０では、４つの抵抗Ｒを測定するために６つの電極パッドが用いられ、３本の探針を３つの電極パッドに使うときに、残りの３つの電極パッドは何も使われない状態となっていたが、これに対し本実施形態における半導体装置１０では、４つの抵Ｒを測定するために４つの電極パッドが用いられ、３本の探針を用いて同時に２つの抵抗Ｒを測定できる。したがって、このような状態では、チェックパターンが形成された電極パッドが占有する面積が減少でき、試算では、８％〜３０％程度の面積縮小が可能となる。これにより、半導体装置のさらなる微細化、多層配線化が実現できるようになる。

また、通常の半導体装置の評価方法では、スルーホールチェーンと電極パッドが環状に接続されている場合、例えば、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドに電圧Ｖを印加すると、第２の電極パッドには、電源から直接的に流れる電流と、環を循環してきた電流も流れることとなる。このような場合、第２の電極パッドに流れる電流を正確に測定することが困難になる。これに対し、本実施形態における半導体装置１０の評価方法では、例えば、電極パッド１６ｇへの電圧をゼロ、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉへの電圧をＥｖとなるように同時に印加するため、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉを通って環を循環する電流同士が打ち消しあい、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉには電圧をＥｖによる電流のみが流れるようになるため、電流測定に影響を及ぼさない。このため、電極パッド１６ｈ、および電極パッド１６ｉそれぞれについて正確な電流測定が同時に可能となり、電極パッド１６ｇと、電極パッド１６ｈの間に接続されたスルーホールチェーンＳ１の抵抗と、電極パッド１６ｇと電極パッド１６ｉの間に接続されたスルーホールチェーンＳ２の抵抗と、を同時に測定することができる。このため、測定時間を短縮することができる。

（第２実施形態）
図１０は、本発明による半導体装置の第２実施形態を示す上面図である。第１実施形態が４つの電極パッドが直線上に配置された例であったのに対し、本実施形態の半導体装置２０では、４つの電極パッド２６が縦２つ横２つのマトリクス状に配置されている。図１０（ａ）に示すように、４つの電極パッド２６はスルーホールチェーンＵ１、Ｕ２、Ｕ３、およびＵ４を介して環を形成するようにそれぞれ繋がれている。

スルーホールチェーンＵ１、Ｕ２、Ｕ３、およびＵ４の抵抗測定は、第１実施形態で説明したのと同様にして行われる。その際、図１０（ｂ）、および図１０（ｃ）に示すように、３本の探針２９をそれぞれの電極パッド２６に接続するが、真ん中の探針２９への電圧をゼロ、両側の探針２９への電圧をＶとなるように同時に印加し、このとき両側の探針２９にそれぞれ流れる電流を計測する。このようにして、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、およびＵ４の抵抗Ｒがそれぞれ求められる。

第１実施形態では、電極パッド１６が横１列に配置されているが、第２実施形態の半導体装置２０では、電極パッド２６が縦２つ横２つのマトリクス状に配置されている。このためチェックパターンの小面積化、省スペース化が可能となる。

（第３実施形態）
図１１は、本発明による半導体装置の第３実施形態を示す上面図である。第１実施形態が、４層のアルミ配線構造と電極パッド層を有する半導体装置において４つの電極パッドが直線上に配置された例であったのに対し、本実施形態では、６層のアルミ配線構造と電極パッド層を有する半導体装置３０において６つの電極パッド３６が縦２つ横３つに配置されている。図１１（ａ）に示すように、６つの電極パッド３６はスルーホールチェーンＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、およびＴ６を介して環を形成するようにそれぞれ繋がれている。

スルーホールチェーンＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、およびＴ６の抵抗測定は、第１実施形態で説明したのと同様にして行われる。その際、図１１（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、３本の探針３９をそれぞれの電極パッド３６に接続するが、真ん中の探針３９への電圧をゼロ、両側の探針３９への電圧をＶとなるように同時に印加し、このとき両側の探針３９にそれぞれ流れる電流を計測する。このようにして、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、およびＴ６の抵抗Ｒがそれぞれ求められる。このように配線層数と同一の電極パッド数になるように環状のチェックパターンを構成することができる。

本発明による半導体装置およびその評価方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、本実施形態では、ビア層が異なるスルーホールチェーンは、異なる単一のビア層に形成された複数のスルーホールと、ビア層の上部および下部に設けられた配線と、が連結してなる場合について説明したが、スルーホールチェーンは複数の異なる層のビア層に跨って形成されていてもよい。すなわち、スルーホールチェーンは、複数のビア層に形成された複数のスルーホールと、ビア層の上部および下部に設けられた配線とが連結した構造であって、ビア層の数や組合せの違いによって異なるビア層を有している。これにより、異なるビア層を有する２つのスルーホールチェーンが電極パッドを介して環状に接続されるため、ビア層が異なる２つのスルーホールチェーンの抵抗を同時に測定することができる。
また、電極パッドは、３つ以上であれば、いくつ形成されていてもよい。また、抵抗測定に用いられる探針の数も３本に限られい。

本発明による半導体装置の第１実施形態を示す上面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す断面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す上面図である。本発明による半導体装置の第１実施形態を示す上面図である。本発明による半導体装置の第２実施形態を示す上面図である。本発明による半導体装置の第３実施形態を示す上面図である。従来の半導体装置を示す上面図である。従来の半導体装置を示す上面図である。従来の半導体装置を示す断面図である。従来の半導体装置を示す上面図である。従来の半導体装置を示す上面図である。

符号の説明

１０、２０、３０半導体装置
１３配線層
１４ビア層
１６ｇ、１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ、２６、３６電極パッド
１７１〜１７５アルミ配線
１８プラグ
１９１〜１９３探針
２９、３９探針
ｓスルーホール
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ４スルーホールチェーン
Ｔ１〜Ｔ６スルーホールチェーン
Ｕ１〜Ｕ４スルーホールチェーン

Claims

配線層とビア層が交互に積層した多層配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置は、
前記ビア層に形成された複数のスルーホールと、前記スルーホールと前記ビア層の上部および下部に設けられた配線と、が連結してなる複数のスルーホールチェーンを備え、
前記ビア層が異なる前記スルーホールチェーンが、電極パッドを介して環を形成するように接続され、
前記電極パッドを用いて、前記ビア層が異なる２つの前記スルーホールチェーンの抵抗を同時に測定するように構成されたことを特徴とする半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置において、
前記スルーホールチェーンは、単一の前記ビア層に形成された複数の前記スルーホールと、前記ビア層の上部および下部に設けられた配線と、が連結してなることを特徴とする半導体装置。
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記電極パッドが、縦２つ以上横２つ以上のマトリクス状に配置され、前記スルーホールチェーンを介して環を形成するように接続されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至３いずれかに記載の半導体装置の評価方法であって、
前記半導体装置は、前記スルーホールチェーンの抵抗を測定するための電極パッドを３つ以上有し、
前記電極パッドのうち、第１の電極パッドの電圧を０とし、第２の電極パッドおよび第３の電極パッドに所定の電圧を同時に印加し、前記印加により流れる電流を測定することにより、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間に接続された前記スルーホールチェーンの抵抗と、前記第１の電極パッドと前記第３の電極パッドの間に接続された前記スルーホールチェーンの抵抗と、を同時に測定することを特徴とする半導体装置の評価方法。