JP2010032726A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素電極を有するアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、これら両基板の間で枠状のシール材の内側に封入された液晶層とを備えている。 An active matrix driving type liquid crystal display device includes an active matrix substrate having a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix, a counter substrate arranged to face the active matrix substrate, and a frame-like shape between the two substrates. And a liquid crystal layer sealed inside the sealing material.
アクティブマトリクス基板には、各画素電極に電気的に接続された複数の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称する)が設けられている。各TFTは、低消費電力化を図れて且つ駆動回路部を基板に一体的に作り込むことが可能になる等の観点から、半導体層がアモルファスシリコンよりもキャリアの移動度が大きいポリシリコンによって形成されている。 The active matrix substrate is provided with a plurality of thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) electrically connected to each pixel electrode. Each TFT is made of polysilicon whose carrier layer has higher carrier mobility than amorphous silicon from the standpoint of reducing power consumption and making it possible to integrate the drive circuit part into the substrate. Has been.
これら各TFTは、トップゲート型の構造を有している場合が多く、基板上に形成された半導体層、その半導体層を覆うように設けられたゲート絶縁膜、そのゲート絶縁膜上に半導体層に重なるように設けられたゲート電極、及びそのゲート電極を覆うように設けられた層間絶縁膜を有している。そして、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜からなる層間絶縁層には半導体層の一部を露出させるコンタクトホールがゲート電極を挟むように一対に形成されており、この層間絶縁層には各コンタクトホールの内部から表面にそれぞれ引き出されてソース電極及びドレイン電極が形成されている。 Each of these TFTs often has a top gate type structure. A semiconductor layer formed on a substrate, a gate insulating film provided so as to cover the semiconductor layer, and a semiconductor layer on the gate insulating film And an interlayer insulating film provided so as to cover the gate electrode. A pair of contact holes exposing a part of the semiconductor layer are formed in the interlayer insulating layer composed of the gate insulating film and the interlayer insulating film so as to sandwich the gate electrode. A source electrode and a drain electrode are formed by being drawn from the inside to the surface.
ところで、各TFTの形成において層間絶縁層にエッチングによってコンタクトホールを形成する際にエッチング時間等のエッチング条件が適正でない場合には、コンタクトホールが層間絶縁層を貫通して形成されずに、コンタクトホールを形成した領域に層間絶縁層が一部残る膜残りが生じる虞がある。仮に、このような層間絶縁層の膜残りが生じると、ソース電極及びドレイン電極と半導体層とに導通不良が生じ、不良品が発生する。 By the way, in the formation of each TFT, when the contact hole is formed in the interlayer insulating layer by etching and the etching conditions such as the etching time are not appropriate, the contact hole is not formed through the interlayer insulating layer, and the contact hole is not formed. There is a possibility that a film residue may be generated in which a part of the interlayer insulating layer remains in the region where the film is formed. If such a film residue of the interlayer insulating layer is generated, poor conduction occurs between the source and drain electrodes and the semiconductor layer, resulting in a defective product.
そこで、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールの形成状態を検査する方法として、半導体層と同一の層に形成された検査用半導体層と、層間絶縁層上に形成された一対の検査用金属層とを有して、各検査用金属層が検査用半導体層の一部を露出させるために上記コンタクトホールと共に層間絶縁層に形成された一対の検査用コンタクトホールの内部から層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出された検査パターンを形成し、一対の検査用金属層の間の電気抵抗を測定することにより、各検査用金属層と検査用半導体層との導通を検査してコンタクトホールに層間絶縁層の膜残りが生じているか否かを検査する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、半導体層は製造工程において比較的酸化されやすいため、上述したコンタクトホールの検査方法によると、各検査用金属層と検査用半導体層との接触抵抗が半導体層表面の酸化状態によって変動しやすく、その接触抵抗の変動に影響されて一対の検査用金属層の間の電気抵抗が変動しやすい。そのことにより、層間絶縁層の膜残りを検出しても、その層間絶縁層の膜残りに対応する大きさの電気抵抗を精度良く測定できず、その電気抵抗に基づいて層間絶縁層の膜残りがどの程度の厚みであるかを精度良く求めることが困難である。このため、検査結果に基づいてその後に作製するアクティブマトリクス基板に同様の層間絶縁層の膜残りが生じないようにエッチング条件を適正な条件に調整する等して製造工程を改善することが難しい。 However, since the semiconductor layer is relatively easily oxidized in the manufacturing process, according to the contact hole inspection method described above, the contact resistance between each inspection metal layer and the inspection semiconductor layer is likely to vary depending on the oxidation state of the semiconductor layer surface. The electrical resistance between the pair of inspection metal layers is likely to fluctuate due to the fluctuation of the contact resistance. As a result, even if the film residue of the interlayer insulation layer is detected, the electrical resistance having a magnitude corresponding to the film residue of the interlayer insulation layer cannot be measured with high accuracy, and the film residue of the interlayer insulation layer is determined based on the electrical resistance. It is difficult to accurately determine how much thickness is. For this reason, it is difficult to improve the manufacturing process by adjusting the etching condition to an appropriate condition so that a similar interlayer insulating layer film residue does not occur on the active matrix substrate to be subsequently manufactured based on the inspection result.
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りを検出し、且つその層間絶縁層の膜残りの厚みを精度良く求めることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to detect a film residue in a region where a contact hole is formed in an interlayer insulating layer, and to detect a film residue of the interlayer insulating layer. It is to obtain the thickness with high accuracy.
上記の目的を達成するために、基板上に設けられて半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層と、半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールと共に第1検査用金属層の一部を露出させるために層間絶縁層に形成された検査用コンタクトホールの内部からその層間絶縁層の表面に引き出された第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、検査用コンタクトホールの形成状態を検査するようにした。 In order to achieve the above object, a first inspection is performed together with a first inspection metal layer made of a metal material that is provided on a substrate and is less likely to be oxidized than a semiconductor layer, and a contact hole for exposing a part of the semiconductor layer. Measure electrical characteristics between the second inspection metal layer drawn from the inside of the contact hole for inspection formed in the interlayer insulating layer to expose a part of the metal layer for inspection to the surface of the interlayer insulating layer By doing so, the formation state of the contact hole for inspection was inspected.
具体的に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に設けられた半導体層と、該半導体層に積層されて該半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールが形成された層間絶縁層と、該層間絶縁層の表面に上記コンタクトホールの内部から引き出された金属層とを備える半導体装置を製造する方法であって、上記基板に上記半導体層及び該半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層を形成する第1工程と、上記半導体層及び第1検査用金属層を覆うように絶縁膜を形成した後、該絶縁膜に上記コンタクトホールを形成すると共に上記第1検査用金属層の一部を露出させるための検査用コンタクトホールを形成することにより、上記層間絶縁層を形成する第2工程と、上記層間絶縁層に上記金属層及び上記検査用コンタクトホールの内部から該層間絶縁層の表面に引き出された第2検査用金属層を形成する第3工程と、上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、上記検査用コンタクトホールの形成状態を検査する第4工程とを含むことを特徴とする。 Specifically, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor layer provided on a substrate and an interlayer formed on the semiconductor layer so as to expose a part of the semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device comprising an insulating layer and a metal layer drawn from the inside of the contact hole on the surface of the interlayer insulating layer, wherein the substrate is less likely to be oxidized than the semiconductor layer and the semiconductor layer. A first step of forming a first inspection metal layer made of a metal material; and after forming an insulating film so as to cover the semiconductor layer and the first inspection metal layer, forming the contact hole in the insulating film A second step of forming the interlayer insulating layer by forming an inspection contact hole for exposing a part of the first inspection metal layer; and the metal layer and the inspection in the interlayer insulating layer. A third step of forming a second inspection metal layer drawn from the inside of the contact hole to the surface of the interlayer insulating layer, and electrical connection between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer. And a fourth step of inspecting the formation state of the inspection contact hole by measuring characteristics.
この製造方法によると、第4工程において、基板上に設けられて半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層と、半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールと共に第1検査用金属層の一部を露出させるために層間絶縁層に形成された検査用コンタクトホールの内部からその層間絶縁層の表面に引き出された第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、検査用コンタクトホールの形成状態を検査する。この第4工程により、測定された電気的特性に基づいて第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通しているか否かが検査される。これにより、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通している場合にはコンタクトホールが層間絶縁層を貫通して形成されて層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域に膜残りがないことが確認され、第1検査用金属層と第2検査用金属とが導通していない場合にはその層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りが検出される。 According to this manufacturing method, in the fourth step, the first inspection metal layer made of a metal material which is provided on the substrate and is less oxidized than the semiconductor layer, and the contact hole for exposing a part of the semiconductor layer are provided. Electrical characteristics between the second inspection metal layer drawn from the inside of the contact hole for inspection formed in the interlayer insulating layer to expose a part of the first inspection metal layer to the surface of the interlayer insulating layer Is measured to inspect the formation state of the contact hole for inspection. In the fourth step, it is inspected whether or not the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive based on the measured electrical characteristics. Thus, when the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are electrically connected, the contact hole is formed through the interlayer insulating layer, and the film is formed in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer. When it is confirmed that there is no residue and the first inspection metal layer and the second inspection metal are not conductive, the film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer is detected.
そして、層間絶縁層の膜残りが検出された場合には、第1検査用金属層が半導体層よりも酸化され難いことにより、その第1検査用金属層の表面状態に起因する第1検査用金属層と第2検査用金属層との間の電気的特性の変動が比較的小さいため、層間絶縁層の膜残りの厚みに対応する大きさの電気的特性が測定され、その電気的特性に基づいて層間絶縁層の膜残りの厚みが精度良く求められる。したがって、層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りが検出され、且つその層間絶縁層の膜残りの厚みが精度良く求められる。 When the remaining film of the interlayer insulating layer is detected, the first inspection metal layer is less oxidized than the semiconductor layer, and thus the first inspection metal layer is caused by the surface state of the first inspection metal layer. Since the variation in the electrical characteristics between the metal layer and the second inspection metal layer is relatively small, the electrical characteristics having a size corresponding to the thickness of the remaining layer of the interlayer insulating layer are measured. Based on this, the remaining thickness of the interlayer insulating layer is accurately obtained. Therefore, the film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer is detected, and the thickness of the film remaining in the interlayer insulating layer is accurately obtained.
上記第2工程では、上記検査用コンタクトホールを一対に形成し、上記第3工程では、上記各検査用コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出して上記第2検査用金属層を一対に形成し、上記第4工程では、上記一対の第2検査用金属層の間の電気的特性を測定してもよい。 In the second step, a pair of the inspection contact holes are formed, and in the third step, the second inspection metal layer is drawn from the inside of each inspection contact hole to the surface of the interlayer insulating layer. In the fourth step, electrical characteristics between the pair of second inspection metal layers may be measured.
この製造方法によっても、一対の検査用コンタクトホールの内部から層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出された一対の第2検査用金属層の間の電気的特性を測定することにより、第1検査用金属層と第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することが可能であるため、本発明の作用効果が具体的に奏される。 Also in this manufacturing method, the first inspection metal is measured by measuring the electrical characteristics between the pair of second inspection metal layers drawn from the inside of the pair of inspection contact holes to the surface of the interlayer insulating layer. Since it is possible to measure the electrical characteristics between the layer and the second inspection metal layer, the effects of the present invention are specifically exhibited.
上記第4工程では、上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気容量を測定してもよい。 In the fourth step, an electric capacity between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer may be measured.
この製造方法によると、層間絶縁層の膜残りが生じて第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通していない場合には、これら第1検査用金属層と第2検査用金属層との間に層間絶縁層の膜残りが配置されたキャパシタ構造が構成されているため、層間絶縁層の膜残りの厚みに対応する大きさの電気容量が測定される。一方、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通している場合には、層間絶縁層の膜残りが生じたときに対して著しく大きな電気容量が測定される。これらのことから、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通しているか否かを検査して層間絶縁層の膜残りを検出することが可能である。 According to this manufacturing method, when a film residue of the interlayer insulating layer occurs and the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are not conductive, the first inspection metal layer and the second inspection metal layer Since the capacitor structure in which the film residue of the interlayer insulating layer is disposed between the metal layer and the metal layer is formed, the capacitance corresponding to the thickness of the film remaining of the interlayer insulating layer is measured. On the other hand, when the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive, a remarkably large electric capacity is measured as compared with the case where a film residue of the interlayer insulating layer is generated. For these reasons, it is possible to detect whether or not the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive and detect the film residue of the interlayer insulating layer.
そして、層間絶縁層の膜残りが検出された場合には、測定された電気容量C、検査用コンタクトホールの開口面積S及び層間絶縁層の誘電率εから、一般的な導体間の電気容量Cを導出する式C=ε×S/dに基づいてその層間絶縁層の膜残りの厚みdを求めることが可能である。したがって、本発明の作用効果が具体的に奏される。 When a film residue of the interlayer insulating layer is detected, a general electric capacitance C between conductors is determined from the measured electric capacity C, the opening area S of the contact hole for inspection, and the dielectric constant ε of the interlayer insulating layer. It is possible to obtain the remaining thickness d of the interlayer insulating layer based on the equation C = ε × S / d for deriving Therefore, the effects of the present invention are specifically demonstrated.
上記第4工程では、上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気抵抗を測定してもよい。 In the fourth step, an electrical resistance between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer may be measured.
この製造方法によると、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通している場合には、所定の電気抵抗が測定される。一方、層間絶縁層に膜残りが生じて第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通していない場合には、これら第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通している場合に測定される所定の電気抵抗に対して層間絶縁層の膜残りの厚み分大きい電気抵抗が測定される。これらのことから、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通しているか否かを検査することが可能である。 According to this manufacturing method, when the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive, a predetermined electrical resistance is measured. On the other hand, when a film residue is generated in the interlayer insulating layer and the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are not conductive, the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are An electrical resistance that is larger than the predetermined electrical resistance measured when conducting is increased by the remaining thickness of the interlayer insulating layer. Therefore, it is possible to inspect whether the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive.
そして、層間絶縁層の膜残りが検出された場合には、測定された電気抵抗R、検査用コンタクトホールの開口面積S及び層間絶縁層の電気抵抗率ρから、一般的な電気抵抗Rを導出する式R=ρ×d/Sに基づいてその層間絶縁層の膜残りの厚みdを求めることが可能である。したがって、本発明の作用効果が具体的に奏される。 When the film residue of the interlayer insulating layer is detected, a general electric resistance R is derived from the measured electric resistance R, the opening area S of the contact hole for inspection, and the electric resistivity ρ of the interlayer insulating layer. Based on the equation R = ρ × d / S, the remaining thickness d of the interlayer insulating layer can be obtained. Therefore, the effects of the present invention are specifically demonstrated.
上記第2工程では、上記半導体層及び第1検査用金属層を覆うようにゲート絶縁膜を形成して、該ゲート絶縁膜を介して上記半導体層に重なるようにゲート電極を形成した後、該ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成することによって上記ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜からなる上記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して上記ゲート電極を挟むように上記コンタクトホールを一対に形成して上記層間絶縁層を形成し、上記第3工程では、上記各コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出して上記金属層を一対に形成することにより、薄膜トランジスタを形成してもよい。 In the second step, a gate insulating film is formed so as to cover the semiconductor layer and the first inspection metal layer, a gate electrode is formed so as to overlap the semiconductor layer via the gate insulating film, Forming an interlayer insulating film so as to cover the gate electrode forms the insulating film composed of the gate insulating film and the interlayer insulating film, and pairs the contact holes so as to sandwich the gate electrode with respect to the insulating film. The interlayer insulating layer is formed, and in the third step, a thin film transistor is formed by forming a pair of metal layers by pulling out from the inside of each contact hole to the surface of the interlayer insulating layer. Also good.
この製造方法によると、基板上に薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス基板等の半導体装置において、薄膜トランジスタにおける層間絶縁層の各コンタクトホールの形成状態が検査され、本発明の作用効果が具体的に奏される。 According to this manufacturing method, in a semiconductor device such as an active matrix substrate having a thin film transistor on the substrate, the formation state of each contact hole in the interlayer insulating layer in the thin film transistor is inspected, and the effects of the present invention are specifically exhibited.
また、本発明に係る半導体装置は、基板上に設けられた半導体層と、上記半導体層に積層されて該半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールが形成された層間絶縁層と、上記層間絶縁層の表面に上記コンタクトホールの内部から引き出して設けられた金属層とを備えた半導体装置であって、上記基板と上記層間絶縁層との間には、上記半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層が設けられ、上記層間絶縁層の表面には、第2検査用金属層が設けられ、上記層間絶縁層には、上記第1検査用金属層の一部を露出させるための検査用コンタクトホールが形成され、上記第2検査用金属層は、上記検査用コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面に引き出されていることを特徴とする。 In addition, a semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor layer provided on a substrate, an interlayer insulating layer formed on the semiconductor layer and formed with a contact hole for exposing a part of the semiconductor layer, A semiconductor device comprising a surface of an interlayer insulating layer provided with a metal layer provided from the inside of the contact hole, and is less likely to be oxidized between the substrate and the interlayer insulating layer than the semiconductor layer. A first inspection metal layer made of a metal material is provided, a second inspection metal layer is provided on the surface of the interlayer insulation layer, and a part of the first inspection metal layer is provided on the interlayer insulation layer. The second contact metal layer is drawn from the inside of the contact hole for inspection to the surface of the interlayer insulating layer.
この構成によると、基板と層間絶縁層との間には半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層が設けられ、層間絶縁層の表面には第2検査用金属層が設けられ、その層間絶縁層には第1検査用金属層の一部を露出させるための検査用コンタクトホールが形成され、第2検査用金属層が検査用コンタクトホールの内部から層間絶縁層の表面に引き出されている。このように構成された半導体装置は、検査用コンタクトホールが半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールと共に層間絶縁層に形成され、第1検査用金属層と第2検査用金属層との間において、例えば電気容量又は電気抵抗等の電気的特性を測定することにより、検査用コンタクトホールの形成状態を検査して製造される。そのことにより、測定された電気的特性に基づいて第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通しているか否かが検査されて、第1検査用金属層と第2検査用金属層とが導通している場合にはコンタクトホールが層間絶縁層を貫通して形成されて層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域に膜残りがないことが確認され、第1検査用金属層と第2検査用金属とが導通していない場合にはその層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りが検出される。 According to this configuration, the first inspection metal layer made of a metal material that is less likely to be oxidized than the semiconductor layer is provided between the substrate and the interlayer insulating layer, and the second inspection metal layer is formed on the surface of the interlayer insulating layer. An inspection contact hole for exposing a part of the first inspection metal layer is formed in the interlayer insulation layer, and the second inspection metal layer is formed on the surface of the interlayer insulation layer from the inside of the inspection contact hole. Has been drawn to. In the semiconductor device configured as described above, the inspection contact hole is formed in the interlayer insulating layer together with the contact hole for exposing a part of the semiconductor layer, and the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are formed. In the meantime, it is manufactured by inspecting the formation state of the contact hole for inspection by measuring electrical characteristics such as electric capacity or electric resistance. Accordingly, it is inspected whether the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are conductive based on the measured electrical characteristics, and the first inspection metal layer and the second inspection metal layer are inspected. When the metal layer is conductive, it is confirmed that the contact hole is formed through the interlayer insulating layer and there is no film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer. And the second inspection metal are not conductive, the film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer is detected.
そして、層間絶縁層の膜残りが検出された場合において、第1検査用金属層が半導体層よりも酸化され難いことにより、その第1検査用金属層の表面状態に起因する第1検査用金属層と第2検査用金属層との間の電気的特性の変動が比較的小さいため、層間絶縁層の膜残りの厚みに対応する大きさの電気的特性が測定され、その電気的特性に基づいて層間絶縁層の膜残りの厚みが精度良く求められる。したがって、層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りが検出され、且つその層間絶縁層の膜残りの厚みが精度良く求められる。 And when the film | membrane residue of an interlayer insulation layer is detected, when the 1st test | inspection metal layer is harder to oxidize than a semiconductor layer, the 1st test | inspection metal resulting from the surface state of the 1st test | inspection metal layer Since the variation of the electrical characteristics between the layer and the second inspection metal layer is relatively small, the electrical characteristics having a size corresponding to the thickness of the remaining layer of the interlayer insulating layer are measured and based on the electrical characteristics Therefore, the remaining thickness of the interlayer insulating layer is required with high accuracy. Therefore, the film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating layer is detected, and the thickness of the film remaining in the interlayer insulating layer is accurately obtained.
そのことに加えて、半導体装置に不具合が生じたときに、第1検査用金属層と第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、その不具合の原因が層間絶縁層におけるコンタクトホールでの膜残りであるか否かを検査することが可能になる。 In addition, by measuring the electrical characteristics between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer when a failure occurs in the semiconductor device, the cause of the failure is the interlayer insulating layer. It is possible to inspect whether or not the film remains in the contact hole.
本発明によれば、基板上に設けられて半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層と、半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールと共に第1検査用金属層の一部を露出させるために層間絶縁層に形成された検査用コンタクトホールの内部からその層間絶縁層の表面に引き出して設けられた第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、検査用コンタクトホールの形成状態を検査するので、層間絶縁膜におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りを検出でき、且つその層間絶縁膜の膜残りの厚みを求めることができる。 According to the present invention, a first inspection metal layer provided on a substrate and made of a metal material that is less likely to be oxidized than a semiconductor layer, and a contact hole for exposing a part of the semiconductor layer are provided. The electrical characteristics between the second contact metal layer provided on the surface of the interlayer insulation layer from the inside of the contact hole for inspection formed in the interlayer insulation layer so as to expose a part of the first insulation layer are measured. Thus, since the formation state of the contact hole for inspection is inspected, the film residue in the region where the contact hole is formed in the interlayer insulating film can be detected, and the thickness of the film remaining in the interlayer insulating film can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
《発明の実施形態1》
図1〜図13は、本発明の実施形態1を示している。図1は、本実施形態の液晶表示装置Sを概略的に示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿って液晶表示装置Sを概略的に示す断面図である。図3は、液晶表示装置Sを構成するアクティブマトリクス基板10の一部を概略的に示す断面図である。尚、図1では、偏光板35の図示を省略している。
1 to 13
液晶表示装置Sは、図1及び図2に示すように、後述する複数の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称する)を有する半導体装置であるアクティブマトリクス基板10と、アクティブマトリクス基板10に対向して配置された対向基板30と、これらアクティブマトリクス基板10と対向基板30との間に設けられた液晶層31とを有する液晶表示パネル1を備え、この液晶表示パネル1に外部回路に接続するための図示省略のフレキシブルプリント配線基板(Flexible Printed Circuit、以下、FPCと称する)が実装されている。液晶表示パネル1は、複数の画素からなる画像表示を行う表示領域と、表示領域の外側に配置されて画像表示に寄与しない非表示領域とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device S has an
アクティブマトリクス基板10及び対向基板30は、図1に示すように矩形状等に形成され、図2に示すように、液晶層31側の表面に配向膜32,33がそれぞれ設けられていると共に、液晶層31とは反対側の表面に偏光板34,35がそれぞれ設けられている。これらアクティブマトリクス基板10と対向基板30との間には枠状のシール材36が配置されており、このシール材36の内側に液晶材料が封入されていることにより、上記液晶層31が構成されている。
The
アクティブマトリクス基板10は、図示は省略するが、表示領域に、互いに平行に延びる複数のゲート線と、これら各ゲート線に交差する方向に互いに平行に延びる複数のソース線とが設けられている。これら各ゲート線と各ソース線との交差部付近には図3に示すTFT23が各画素毎に設けられ、これら各TFT23は各交差部をなすゲート線及びソース線に接続されている。そして、各TFT23は、各画素に対応してマトリクス状に複数配置された画素電極25にそれぞれ電気的に接続されている。
Although not shown in the drawing, the
また、アクティブマトリクス基板10は、図示は省略するが、非表示領域に、各ゲート線及び各ソース線に電気的に接続されてこれら各ゲート線及び各ソース線を駆動させるための駆動回路部が設けられている。この駆動回路部は、基板に一体的に作り込まれており、図3に示すCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)構造のTFT24を有している。
Although not shown, the
このアクティブマトリクス基板10は、図3に示すように、ガラス基板11を有し、このガラス基板11上に各TFT(各画素のTFT及び駆動回路部のTFT)23,24、各配線及び各電極25が形成されている。各TFT23,24はトップゲート型のTFTであり、各画素のTFT23はn型TFTによって構成され、駆動回路部を構成するCMOS構造のTFT24はp型TFT24p及びn型TFT24nを有している。
As shown in FIG. 3, this
各TFT23,24を構成する半導体層13は、ポリシリコンで構成され、ガラス基板11の表面に島状に形成されている。これら各半導体層13にはゲート絶縁膜14が積層されており、ゲート絶縁膜14の表面にはそのゲート絶縁膜14を介して各半導体層13に重なるようにゲート電極15がそれぞれ形成されている。
The
さらに、ゲート絶縁膜14には、各ゲート電極15を覆うように層間絶縁膜19が積層されている。これらゲート絶縁膜14及び層間絶縁膜19によって構成された層間絶縁層21には、各半導体層13の各不純物領域13p,13nを露出させるための一対のコンタクトホール21aが各ゲート電極15を挟むように複数形成されている。そして、この層間絶縁層21には、各コンタクトホール21aの内部から表面にそれぞれ引き出されて各TFT23,24のソース電極22s及びドレイン電極22dを構成する複数の金属層22が形成されている。
Further, an interlayer insulating film 19 is laminated on the
これら各TFT23,24の半導体層13は、ゲート絶縁膜14を介してゲート電極15に重なるチャネル領域13cと、そのチャネル領域13cのチャネル長方向の両外側に設けられてソース領域及びドレイン領域として機能する一対の不純物領域13p,13nとから構成されている。
The semiconductor layers 13 of these
尚、これら各半導体層13には、チャネル領域13cと各不純物領域13p,13nとの間に各不純物領域13p,13nよりも低濃度の不純物領域であるLDD(Lightly Doped Drain)領域が設けられていてもよい。
Each
各画素のTFT23は、ゲート電極15がゲート線に接続され、ソース電極22sがソース線に接続され、ドレイン電極22dが画素電極25に接続されている。駆動回路部を構成するCMOS構造のTFT24は、p型TFT24pのドレイン電極22dとn型TFT24nのソース電極22sとが一体に形成されてこれらp型TFT24p及びn型TFT24nが互いに直列に接続されている。これら各TFT23,24は、各画素電極25を露出させるように設けられた絶縁材料からなるパッシベーション膜26によって覆われている。
In each
また、このアクティブマトリクス基板10には、図1に示すように、対向基板30から突出してFPCが実装される突出部10aが設けられている。この突出部10aには、上述の各TFT23,24における層間絶縁層21の各コンタクトホール21aの形成状態を検査するための検査パターン29が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the
この検査パターン29は、図3に示すように、各TFT23,24の半導体層13と同一の層、つまりガラス基板11と層間絶縁層21との間に配置された第1検査用金属層27と、その検査用金属層27にそれぞれ重なるように層間絶縁層21の表面に設けられた一対の第2検査用金属層28とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
層間絶縁層21には、第1検査用金属層27の一部をそれぞれ露出させるための一対の検査用コンタクトホール21bが形成されている。これら各検査用コンタクトホール21bは、各TFT23,24の各コンタクトホール21aと開口面積が同じに且つ同形状に形成されている。そして、各第2検査用金属層28は、各検査用コンタクトホール21bの内部から層間絶縁層21の表面にそれぞれ引き出されている。
The interlayer insulating
第1検査用金属層27は、半導体層13よりも酸化され難い例えばTi、Pt、Ta、Ag及びAu等の金属材料で形成されている。第2検査用金属層28は、各TFT23,24の金属層(ソース電極22s及びドレイン電極22d)22と同じ金属材料で形成されており、パッシベーション膜26から露出している。
The first
対向基板30は、図示は省略するが、表示領域に、各画素電極25に重なるように複数のカラーフィルタが設けられており、これら各カラーフィルタを区画するようにブラックマトリクスが設けられている。そして、対向基板30には各カラーフィルタを覆うように共通電極が設けられ、この共通電極はFPCを介して外部回路に電気的に接続されている。
Although not shown, the
このように、液晶表示装置Sは、共通電極に一定の共通信号を供給しながら、駆動回路部によって、各ゲート線に所定のゲート信号を供給すると共に各ソース線に所定のソース信号を供給することにより、各ゲート線に接続されたTFT23を順にオン状態に切り替えてドレイン電極22dを介して各画素電極25に所定の電荷を書き込み、各画素電極25と共通電極との間で液晶層31に所定の電圧を印加することによって、各画素毎に液晶分子の配向を制御して所望の画像表示を行うように構成されている。
In this way, the liquid crystal display device S supplies a predetermined gate signal to each gate line and a predetermined source signal to each source line by the drive circuit unit while supplying a certain common signal to the common electrode. As a result, the
−製造方法−
次に、上記液晶表示装置Sの製造方法について図4〜図13を参照しながら説明する。図4〜図9は、アクティブマトリクス母基板50の作製方法を説明するための断面図である。図10は、アクティブマトリクス母基板50を概略的に示す平面図である。図11は、対向母基板55を概略的に示す平面図である。図12は、液晶表示母パネルAを概略的に示す平面図である。図13は、アクティブマトリクス母基板50における各分断ライン61,62を示す平面図である。尚、本実施形態は、複数の液晶表示パネル1を同時に作製する多面取りによる液晶表示装置Sの製造方法を例に挙げて説明する。
-Manufacturing method-
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device S will be described with reference to FIGS. 4 to 9 are cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the active
液晶表示装置Sの製造方法には、アクティブマトリクス母基板作製工程と、対向母基板作製工程と、貼り合わせ工程と、分断工程とが含まれる。 The manufacturing method of the liquid crystal display device S includes an active matrix mother substrate manufacturing step, a counter mother substrate manufacturing step, a bonding step, and a dividing step.
アクティブマトリクス母基板作製工程では、アクティブマトリクス基板10を形成するための複数の領域(以下、アクティブマトリクス基板領域と称する)50aがマトリクス状に配置された図10に示すアクティブマトリクス母基板50を複数のアクティブマトリクス基板10の集合体として作製する。このアクティブマトリクス母基板作製工程では、第1工程と、第2工程と、第3工程と、第4工程とを行う。
In the active matrix mother substrate manufacturing process, the active
第1工程では、まず、大判のガラス基板であるガラス母基板51に対し、スパッタ法等によって後に形成する各半導体層13よりも酸化され難いTi、Pt、Ta、Ag及びAu等の金属材料によって金属膜を成膜する。続いて、その金属膜をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることによって、図4に示すように、各アクティブマトリクス基板領域50aに第1検査用金属層27を形成する。
In the first step, first, the
次に、ガラス母基板51の全面に対して化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition、以下、CVDと称する)によって各第1検査用金属層27を覆うようにアモルファスシリコン膜を成膜した後、そのアモルファスシリコン膜をレーザーアニールによって結晶化することでポリシリコン膜12を形成する。その後、ポリシリコン膜12をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることにより、図5に示すように、各アクティブマトリクス基板領域50aに各半導体層13を形成する。
Next, an amorphous silicon film is formed on the entire surface of the
次に行う第2工程では、CVD法等によって各半導体層13及び第1検査用金属層27を覆うようにガラス母基板51の全面にゲート絶縁膜14を成膜する。続いて、ゲート絶縁膜14の表面にスパッタ法等によって金属膜を成膜した後、その金属膜をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることにより、各アクティブマトリクス基板領域50aにゲート絶縁膜14を介して各半導体層13に重なるように各ゲート電極15を形成すると共に各ゲート線を形成する。
In the second step to be performed next, the
次に、図6に示すように、ガラス母基板51上においてp型TFTを形成する各領域(以下、p型TFT領域と称する)Tpで開口するようにレジスト層16を形成し、n型TFTを形成する各領域(以下、n型TFT領域と称する)Tnをそのレジスト層16で覆う。続いて、レジスト層16及び各ゲート電極14をマスクとして各p型TFT領域Tpの半導体層13にP型不純物元素(例えばボロン等)をイオン注入する。図6の矢印17は、P型不純物元素を注入する方向を示している。そのことにより、各p型TFT領域Tpの半導体層13に各P型不純物領域13p及びチャネル領域13cが形成される。
Next, as shown in FIG. 6, a resist
このとき、後にn型TFT領域Tnの半導体層13にN型不純物元素を注入する際にp型TFT領域Tpの半導体層13にもN型不純物元素を注入する場合には、そのN型不純物元素によって打ち消される相当分を考慮してP型不純物元素のドーズ量を適宜調整する。
At this time, when an N-type impurity element is also implanted into the
次に、図7に示すように、レジスト層16を除去した後、p型TFT領域Tp及びn型TFT領域Tnの双方における各半導体層13対し、各ゲート電極15をマスクとしてN型不純物元素(例えばリン等)をイオン注入する。図7の矢印18は、N型不純物元素を注入する方向を示している。そのことにより、各n型TFT領域Tnの半導体層13に各n型不純物領域13n及びチャネル領域13cが形成される。続いて、各半導体層13が形成されたガラス母基板51を加熱する加熱処理を行うことにより、各半導体層13の不純物領域13p,13n中の不純物元素を活性化させる。
Next, as shown in FIG. 7, after removing the resist
次に、図8に示すように、CVD法等によってゲート絶縁膜14の表面に各ゲート電極15を覆うように層間絶縁膜19を成膜する。その後、各アクティブマトリクス基板領域50aのゲート絶縁膜14及び層間絶縁膜19からなる絶縁膜20に対して、フォトリソグラフィー等によって、図9に示すように、各ゲート電極15を挟むように各半導体層13における不純物領域13p,13nの一部をそれぞれ露出させるための各コンタクトホール21aを形成すると共に、第1検査用金属層26の一部をそれぞれ露出させるための一対の検査用コンタクトホール21bを形成することにより、層間絶縁層21を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, an interlayer insulating film 19 is formed on the surface of the
次に行う第3工程では、スパッタ法等によって層間絶縁層21に金属膜を成膜した後、その金属膜をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることにより、各アクティブマトリクス基板領域50aにおいて、各ソース線を形成し、且つ各コンタクトホール21aの内部から層間絶縁層21の表面にそれぞれ引き出して各金属層22を形成すると共に、各検査用コンタクトホール21bの内部から層間絶縁層21の表面にそれぞれ引き出して一対の第2検査用金属層28を形成する。このようにして、各アクティブマトリクス基板領域50aに各TFT23,24及び検査パターン29が形成される。
In the third step to be performed next, after forming a metal film on the
次に、各TFT24を覆うようにスパッタ法等によってITO(Indium Tin Oxide)膜を成膜した後、そのITO膜をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることによって各画素電極25を形成する。その後、CVD法等によって各TFT23,24を覆うようにパッシベーション膜を成膜し、そのパッシベーション膜をフォトリソグラフィー等によってパターニングすることで各画素電極25及び各第2検査用金属層28を露出させる。以上の工程により、各アクティブマトリクス基板領域50aにアクティブマトリクス基板10の構成が作り込まれる。
Next, after forming an ITO (Indium Tin Oxide) film by sputtering or the like so as to cover each
その後行う第4工程では、複数のアクティブマトリクス基板領域50aの検査パターン29における一対の第2検査用金属層28の間の電気的特性である電気容量を測定する。尚、この第4工程では、アクティブマトリクス母基板50におけるアクティブマトリクス基板領域50aの全てに対して検査パターン29における電気容量の測定を行う必要はなく、アクティブマトリクス母基板50が有する複数のアクティブマトリクス基板領域50aから抜き取りによって行えばよい。
In a fourth step performed thereafter, an electric capacity that is an electric characteristic between the pair of second inspection metal layers 28 in the
この第4工程では、上記第3工程において各コンタクトホール21aが層間絶縁層21を貫通して形成されずに、コンタクトホール21aを形成した領域に層間絶縁層21が一部残る膜残りが生じた場合、第1検査用金属層27と各第2検査用金属層28との間に層間絶縁層21の膜残りが配置されたキャパシタ構造が構成されているため、層間絶縁層21の膜残りの厚みに対応する大きさの電気容量が測定される。これに対して、各コンタクトホール21aが層間絶縁層21を貫通して形成されて層間絶縁層21の膜残りがない場合には、層間絶縁層21の膜残りが生じたときに対して著しく大きな電気容量が測定される。これらのことから、第1検査用金属層27と第2検査用金属層28とが導通しているか否かを検査して層間絶縁層21における各コンタクトホール21aを形成した領域での膜残りの有無を検査する。
In the fourth step, each
このとき、層間絶縁層21の膜残りが検出された場合には、測定された電気容量C、検査用コンタクトホール21bの開口面積S及び層間絶縁層(つまりゲート絶縁膜14及び層間絶縁膜19)21の誘電率εから、一般的な導体間の電気容量Cを導出する式C=ε×S/dに基づいてその層間絶縁層21の膜残りの厚みdを求める。そして、この層間絶縁層21の厚みdに基づき、その後に作製するアクティブマトリクス母基板50に同様の層間絶縁層21の膜残りが生じないように第3工程における絶縁膜20のエッチング条件を適正な条件に調整する。以上の工程を行って、アクティブマトリクス母基板50が作製される。その後、アクティブマトリクス母基板50に印刷法等によって大判の配向膜を形成する。
At this time, when the film residue of the interlayer insulating
対向母基板作製工程では、大判のガラス基板であるガラス母基板に対し、ブラックマトリクス、各カラーフィルタ及び共通電極等を順にパターン形成することにより、対向基板30を形成するための複数の領域(以下、対向基板領域と称する)55aがマトリクス状に配置された図11に示す対向母基板55を複数の対向基板30の集合体として作製する。その後、対向母基板55に印刷法等によって大判の配向膜を形成する。
In the counter mother substrate manufacturing process, a black matrix, each color filter, a common electrode and the like are sequentially formed on a glass mother substrate which is a large glass substrate, thereby forming a plurality of regions (hereinafter referred to as a plurality of regions) for forming the
次に行う貼り合わせ工程では、アクティブマトリクス母基板50と対向母基板55とを、各アクティブマトリクス基板領域50a及び各対向基板領域55aがそれぞれシール材36を介して互いに対向するように貼り合わせると共に、それら各シール材36によって各アクティブマトリクス基板領域50aと各対向基板領域55aとの間に液晶層31をそれぞれ封入することにより、図12に示すように、液晶表示パネル1を形成するための複数の領域(以下、液晶表示パネル領域と称する)60がマトリクス状に配置された液晶表示母パネルAを複数の液晶表示パネル1の集合体として作製する。
In the subsequent bonding step, the active
次に行う分断工程では、例えばカッターホイール又はレーザー等によって液晶表示母パネルAを図13に示す分断ライン61,62で分断する。このとき、分断ライン61においては、アクティブマトリクス母基板50及び対向母基板55の双方を分断する。一方、分断ライン62においては、対向母基板55のみを分断して各アクティブマトリクス基板10の突出部10aを対向基板30から露出させる。このように、液晶表示母パネルAを各液晶表示パネル領域60毎に分断することにより、図1に示す液晶表示パネル1が複数作製される。
In the next dividing step, the liquid crystal display mother panel A is divided by the
その後、各液晶表示パネル1に対し、両面に偏光板34,35をそれぞれ貼り付け、突出部10aにFPCを実装して複数の液晶表示装置Sが製造される。
Thereafter,
−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、第4工程において、ガラス基板11上に設けられて半導体層13よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層27と、半導体層13の一部を露出させるためのコンタクトホール21aと共に第1検査用金属層27の一部を露出させるために層間絶縁層21に形成された検査用コンタクトホール21bの内部から層間絶縁層21の表面に引き出された第2検査用金属層28との間の電気容量を測定することにより、検査用コンタクトホール12bの形成状態を検査する。この第4工程により、測定された電気容量に基づいて第1検査用金属層27と第2検査用金属層28とが導通しているか否かを検査でき、層間絶縁層21におけるコンタクトホール21aを形成した領域での膜残りを検出できる。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, according to the first embodiment, in the fourth step, the first
そして、層間絶縁層21の膜残りが検出された場合には、第1検査用金属層27が半導体層13よりも酸化され難いことにより、第1検査用金属層27の表面状態に起因する第1検査用金属層27と各第2検査用金属層28との間の電気容量の変動が比較的小さいため、層間絶縁層21の膜残りの厚みに対応する大きさの電気容量を測定でき、その電気容量に基づいて層間絶縁層21の膜残りの厚みを精度良く求めることができる。したがって、層間絶縁層21におけるコンタクトホール21aを形成した領域での膜残りを検出でき、且つその層間絶縁層21の膜残りの厚みを精度良く求めることができる。
When the remaining film of the interlayer insulating
そのことに加えて、アクティブマトリクス基板10の突出部10aに検査パターン29が設けられているため、液晶表示装置Sに不具合が生じたときに、第1検査用金属層27と第2検査用金属層28との間の電気容量を測定することにより、その不具合の原因が層間絶縁層21におけるコンタクトホール21aでの膜残りであるか否かを検査できる。
In addition, since the
《発明の実施形態2》
図14は、本発明の実施形態2を示している。尚、以降の各実施形態では、図1〜図13と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。図14は、本実施形態のアクティブマトリクス母基板52を概略的に示す平面図である。
<<
FIG. 14 shows
上記実施形態1では、各アクティブマトリクス基板領域50aの突出部10aに検査パターン29を形成してアクティブマトリクス母基板50を作製するとしたが、本実施形態2では、図14に示すように、分断工程によって各アクティブマトリクス基板領域50aから切り離されるガラス母基板51の領域に対して各アクティブマトリクス基板領域52a毎に検査パターン29を形成してアクティブマトリクス母基板52を作製する。そして、第4工程において、上記実施形態1と同様に、複数のアクティブマトリクス基板領域52aから抜き取りでアクティブマトリクス基板領域52aに対応する検査パターン29における電気容量の測定を行うことにより、層間絶縁層21の検査用コンタクトホール21bの形成状態を検査する。
In the first embodiment, the
−実施形態2の効果−
したがって、この実施形態2によっても、アクティブマトリクス母基板52の分断前において、上記実施形態1と同様に、層間絶縁層21におけるコンタクトホール21aを形成した領域での膜残りを検出でき、且つその層間絶縁層21の膜残りの厚みを精度良く求めることができる。
-Effect of Embodiment 2-
Therefore, according to the second embodiment, before the active
《発明の実施形態3》
上記実施形態1では、第4工程において検査パターン29の一対の第2検査用金属層28の間の電気容量を測定するとしたが、本実施形態では、検査パターン29における一対の第2検査用金属層28の間の電気抵抗を測定する。第1検査用金属層27は、上記実施形態1と同様に半導体層13よりも酸化され難い金属材料によって形成されている。
<<
In the first embodiment, the capacitance between the pair of second inspection metal layers 28 of the
本実施形態における第4工程では、第3工程において各コンタクトホール21aが層間絶縁層21を貫通して形成されて層間絶縁層21の膜残りがない場合、所定の電気抵抗が測定される。一方、層間絶縁層21に膜残りが生じた場合には、層間絶縁層21の膜残りがない場合に対して層間絶縁層21の膜残りの厚み分大きい電気抵抗が測定される。これらのことから、測定された電気抵抗に基づいて第1検査用金属層27と第2検査用金属層28とが導通しているか否かを検査して層間絶縁層21における各コンタクトホール21aを形成した領域での膜残りの有無を検査する。
In the fourth step in the present embodiment, when each
このとき、層間絶縁層21の膜残りが検出された場合には、測定された電気抵抗R、検査用コンタクトホール21bの開口面積S及び層間絶縁層(つまりゲート絶縁膜14及び層間絶縁膜19)21の電気抵抗率ρから、一般的な電気抵抗Rを導出する式R=ρ×d/Sに基づいてその層間絶縁層21の膜残りの厚みdを求める。
At this time, when the film residue of the interlayer insulating
−実施形態3の効果−
したがって、この実施形態3によると、第4工程において、一対の第2検査用金属層28の間の電気抵抗を測定することにより、測定された電気抵抗に基づいて第1検査用金属層27と各第2検査用金属層28とが導通しているか否かを検査でき、層間絶縁層21におけるコンタクトホール21aを形成した領域での膜残りを検出できる。
-Effect of Embodiment 3-
Therefore, according to the third embodiment, in the fourth step, by measuring the electric resistance between the pair of second inspection metal layers 28, the first
そして、層間絶縁層21の膜残りが検出された場合には、上記実施形態1と同様に第1検査用金属層27が半導体層13よりも酸化され難いことにより、層間絶縁層21の膜残りの厚みに対応する大きさの電気抵抗を測定でき、その電気抵抗に基づいて層間絶縁層21の膜残りの厚みを精度良く求めることができる。したがって、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
When a film residue of the interlayer insulating
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、層間絶縁層21に第1検査用金属層27を露出させるための検査用コンタクトホール21bを一対に形成し、それら各検査用コンタクトホール21bの内部から層間絶縁層21の表面にそれぞれ引き出して第2検査用金属層28を一対に形成して、それら一対の第2検査用金属層28の間の電気容量又は電気抵抗を測定するとしたが、本発明はこれに限られず、層間絶縁層に1つの検査用コンタクトホールを形成し、その検査用コンタクトホールの内部から層間絶縁層の表面に引き出して1つの第2検査用金属層を形成する一方、第1検査用金属層の一端部を層間絶縁層から露出させ、第1検査用金属層と第2検査用金属層の一端部との間の電気容量又は電気抵抗を測定してもよく、結果的に第1検査用金属層と第2検査用金属層との間の電気容量又は電気抵抗を測定していればよい。
<< Other Embodiments >>
In each of the above-described embodiments, a pair of inspection contact holes 21b for exposing the first
上記各実施形態では、層間絶縁層21を構成するゲート絶縁膜14及び層間絶縁膜19の双方に各コンタクトホール21a及び検査用コンタクトホール21bを形成するとしたが、本発明はこれに限られず、ゲート絶縁膜を各ゲート電極に重なる領域のみに形成し、層間絶縁膜のみによって構成された層間絶縁層の領域に各コンタクトホール及び各検査用コンタクトホールを形成してもよい。このようにすれば、第4工程において層間絶縁層の膜残りが検出されてその層間絶縁層の膜残りの厚みを求めるときに、複数の膜によって構成された層間絶縁層にコンタクトホール及び検査用コンタクトホールを形成した場合にはその層間絶縁層を構成する複数の膜のそれぞれの誘電率又は電気抵抗率を考慮する必要があるのに対して、層間絶縁層を構成する単一の膜(層間絶縁膜)の誘電率又は電気抵抗率を考慮すればよいため、その層間絶縁層の膜残りの厚みをより容易に求めることが可能になる。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、本発明に係る半導体装置として基板11上にTFT23,24が形成されたアクティブマトリクス基板10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られず、基板上に半導体層及びその半導体層に積層された層間絶縁層が設けられ、半導体層の一部を露出させるために層間絶縁層に形成されたコンタクトホールの内部からその層間絶縁層の表面に金属層が引き出された構造を有する他の半導体装置にも適用することが可能である。
In each of the above embodiments, the
以上説明したように、本発明は、半導体装置及びその製造方法について有用であり、特に、層間絶縁層におけるコンタクトホールを形成した領域での膜残りを検出し、且つその層間絶縁層の膜残りの厚みを精度良く求めることが要望される半導体装置及びその製造方法に適している。 As described above, the present invention is useful for a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and in particular, detects a film residue in a region where a contact hole is formed in an interlayer insulating layer, and detects the film residue of the interlayer insulating layer. It is suitable for a semiconductor device and a method for manufacturing the same that are required to obtain a thickness with high accuracy.
S 液晶表示装置
10 アクティブマトリクス基板(半導体装置)
11 ガラス基板(基板)
13 半導体層
14 ゲート絶縁膜
15 ゲート電極
19 層間絶縁膜
20 絶縁膜
21 層間絶縁層
21a コンタクトホール
21b 検査用コンタクトホール
22 金属層
22s ソース電極
22d ドレイン電極
23 TFT(薄膜トランジスタ)
24 CMOS構造のTFT(薄膜トランジスタ)
24p p型TFT
24n n型TFT
27 第1検査用金属層
28 第2検査用金属層
50,52 アクティブマトリクス母基板
51 ガラス母基板(基板)
S Liquid
11 Glass substrate (substrate)
DESCRIPTION OF
24 CMOS structure TFT (Thin Film Transistor)
24p p-type TFT
24n n-type TFT
27 First metal layer for
Claims (6)
上記基板に上記半導体層及び該半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層を形成する第1工程と、
上記半導体層及び第1検査用金属層を覆うように絶縁膜を形成した後、該絶縁膜に上記コンタクトホールを形成すると共に上記第1検査用金属層の一部を露出させるための検査用コンタクトホールを形成することにより、上記層間絶縁層を形成する第2工程と、
上記層間絶縁層に上記金属層及び上記検査用コンタクトホールの内部から該層間絶縁層の表面に引き出された第2検査用金属層を形成する第3工程と、
上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気的特性を測定することにより、上記検査用コンタクトホールの形成状態を検査する第4工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor layer provided on the substrate; an interlayer insulating layer formed on the semiconductor layer to form a contact hole for exposing a part of the semiconductor layer; and the contact hole formed on the surface of the interlayer insulating layer. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a metal layer drawn from the inside,
Forming a first inspection metal layer made of the semiconductor layer and a metal material that is less likely to be oxidized than the semiconductor layer on the substrate;
After forming an insulating film so as to cover the semiconductor layer and the first inspection metal layer, an inspection contact for forming the contact hole in the insulating film and exposing a part of the first inspection metal layer A second step of forming the interlayer insulating layer by forming holes;
A third step of forming, on the interlayer insulating layer, a second inspection metal layer drawn from the inside of the metal layer and the inspection contact hole to the surface of the interlayer insulating layer;
And a fourth step of inspecting the formation state of the inspection contact hole by measuring electrical characteristics between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
上記第2工程では、上記検査用コンタクトホールを一対に形成し、
上記第3工程では、上記各検査用コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出して上記第2検査用金属層を一対に形成し、
上記第4工程では、上記一対の第2検査用金属層の間の電気的特性を測定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the second step, a pair of the inspection contact holes are formed,
In the third step, a pair of the second inspection metal layers are formed by being drawn out from the inside of the inspection contact holes to the surface of the interlayer insulating layer,
In the fourth step, an electrical characteristic between the pair of second inspection metal layers is measured.
上記第4工程では、上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気容量を測定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the fourth step, a capacitance between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer is measured.
上記第4工程では、上記第1検査用金属層と上記第2検査用金属層との間の電気抵抗を測定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the fourth step, an electrical resistance between the first inspection metal layer and the second inspection metal layer is measured.
上記第2工程では、上記半導体層及び第1検査用金属層を覆うようにゲート絶縁膜を形成して、該ゲート絶縁膜を介して上記半導体層に重なるようにゲート電極を形成した後、該ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成することによって上記ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜からなる上記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して上記ゲート電極を挟むように上記コンタクトホールを一対に形成して上記層間絶縁層を形成し、
上記第3工程では、上記各コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面にそれぞれ引き出して上記金属層を一対に形成することにより、薄膜トランジスタを形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the second step, a gate insulating film is formed so as to cover the semiconductor layer and the first inspection metal layer, a gate electrode is formed so as to overlap the semiconductor layer via the gate insulating film, Forming an interlayer insulating film so as to cover the gate electrode forms the insulating film composed of the gate insulating film and the interlayer insulating film, and pairs the contact holes so as to sandwich the gate electrode with respect to the insulating film. Forming the interlayer insulating layer,
In the third step, a thin film transistor is formed by forming a pair of the metal layers by pulling out from the contact holes to the surface of the interlayer insulating layer.
上記半導体層に積層されて該半導体層の一部を露出させるためのコンタクトホールが形成された層間絶縁層と、
上記層間絶縁層の表面に上記コンタクトホールの内部から引き出された金属層とを備えた半導体装置であって、
上記基板と上記層間絶縁層との間には、上記半導体層よりも酸化され難い金属材料からなる第1検査用金属層が設けられ、
上記層間絶縁層の表面には、第2検査用金属層が設けられ、
上記層間絶縁層には、上記第1検査用金属層の一部を露出させるための検査用コンタクトホールが形成され、
上記第2検査用金属層は、上記検査用コンタクトホールの内部から上記層間絶縁層の表面に引き出されている
ことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor layer provided on a substrate;
An interlayer insulating layer formed on the semiconductor layer and having a contact hole for exposing a part of the semiconductor layer;
A semiconductor device comprising a metal layer drawn from the inside of the contact hole on the surface of the interlayer insulating layer,
A first inspection metal layer made of a metal material that is less likely to be oxidized than the semiconductor layer is provided between the substrate and the interlayer insulating layer,
A second inspection metal layer is provided on the surface of the interlayer insulating layer,
The interlayer insulating layer is formed with an inspection contact hole for exposing a part of the first inspection metal layer,
The semiconductor device according to claim 2, wherein the second inspection metal layer is drawn from the inside of the inspection contact hole to the surface of the interlayer insulating layer.
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