JP2012109402A - Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, and method of inspecting semiconductor device - Google Patents

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Akinori Yutani
昭範 油谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect voids occurring in an interlayer insulating film with high sensitivity.SOLUTION: A semiconductor device comprises a multilayer wiring layer (not shown) and a first TEG pattern (not shown) formed in the multilayer wiring layer. The first TEG pattern includes: a plurality of first lower wiring lines 402 extending in parallel to each other; first vias 602 that penetrate an interlayer insulating film (not shown) and are located between the first lower wiring lines 402 in a plan view; a first terminal 762 that is formed on the top layer (not shown) of the multilayer wiring layer and is connected to the first vias 602; and a second terminal 764 that is formed on the top layer of the multilayer wiring layer and is connected to the first lower wiring lines 402.

Description

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

近年の多層配線化した半導体装置では、層間絶縁膜中に発生したボイドにより、半導体装置の出荷後に半導体装置の不良が発生する場合がある。そこで、半導体装置にTEG(Test Element Group)パターンを設け、半導体装置の出荷前にボイドの有無を検査する方法が採用されている。   In a semiconductor device having a multi-layer wiring in recent years, a defect of the semiconductor device may occur after shipment of the semiconductor device due to a void generated in the interlayer insulating film. Therefore, a method of inspecting the presence or absence of voids before the shipment of the semiconductor device is employed by providing a TEG (Test Element Group) pattern in the semiconductor device.

例えば、特許文献1(特開2007−123755号公報)では、溝型素子分離領域に生じたボイドを検出するための方法が提案されている。特許文献1によれば、溝型素子分離領域の表面にボイドが発生した場合には、ボイド内部に導電体が部分的に残留する。そのため、ボイド内部に残留する導電体が、隣接する一対の電極に電気的に接続されている場合、当該一対の電極間は、電気的にショートする。したがって、その電極間に電圧を印加すれば、その際流れる電流値を測定することによって、溝型素子分離領域内のボイドの有無を判定することができると記載されている。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-123755) proposes a method for detecting a void generated in a groove type element isolation region. According to Patent Document 1, when a void is generated on the surface of the groove type element isolation region, the conductor partially remains inside the void. Therefore, when the conductor remaining inside the void is electrically connected to a pair of adjacent electrodes, the pair of electrodes is electrically short-circuited. Therefore, it is described that if a voltage is applied between the electrodes, the presence or absence of voids in the grooved element isolation region can be determined by measuring the current value flowing at that time.

特開2007−123755号公報JP 2007-123755 A

しかし、特許文献1に記載の方法では、ボイド上に少なくとも二つ以上の電極(コンタクト領域)が形成され、そのボイド内部に導電体が埋め込まれなければ、ボイドの検出は不可能である。このため、特に微小ボイドに対しては検出が困難であり、検出感度が低いという課題があった。   However, in the method described in Patent Document 1, it is impossible to detect a void unless at least two electrodes (contact regions) are formed on the void and a conductor is embedded in the void. For this reason, there is a problem that detection is particularly difficult for microvoids, and detection sensitivity is low.

本発明によれば、
多層配線層と、前記多層配線層中に形成された第一TEGパターンを備え、
前記第一TEGパターンは、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線と、
層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアと、
前記多層配線層の最上層に形成され、前記第一ビアに接続している第一端子と、
前記最上層に形成され、前記第一下層配線に接続している第二端子と、
を備える半導体装置、が提供される。
According to the present invention,
A multilayer wiring layer, and a first TEG pattern formed in the multilayer wiring layer,
The first TEG pattern is:
A plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
A first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
A first terminal formed on the uppermost layer of the multilayer wiring layer and connected to the first via;
A second terminal formed on the uppermost layer and connected to the first lower layer wiring;
A semiconductor device is provided.

本発明によれば、
多層配線層中に第一TEGパターンを形成する工程と、
第一TEGパターンを検査する工程と、
を備え、
前記第一TEGパターンを形成する工程は、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線を形成する工程と、
前記第一下層配線間及び前記第一下層配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアを形成するビア形成工程と、
前記多層配線層の最上層に、前記第一ビアに接続する第一端子、及び前記第一下層配線に接続する第二端子を形成する工程と、
を備え、
前記第一TEGパターンを検査する工程において、
前記第一端子と前記第二端子との導通があったとき、前記層間絶縁膜中における隣り合う前記第一下層配線間にボイドが発生したと判断する半導体装置の製造方法、が提供される。
According to the present invention,
Forming a first TEG pattern in the multilayer wiring layer;
Inspecting the first TEG pattern;
With
The step of forming the first TEG pattern includes:
Forming a plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
Forming an interlayer insulating film between the first lower layer wiring and on the first lower layer wiring;
A via forming step of forming a first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
Forming a first terminal connected to the first via and a second terminal connected to the first lower layer wiring on the uppermost layer of the multilayer wiring layer;
With
In the step of inspecting the first TEG pattern,
Provided is a semiconductor device manufacturing method for determining that a void is generated between adjacent first lower-layer wirings in the interlayer insulating film when the first terminal and the second terminal are electrically connected. .

本発明によれば、
層間絶縁膜中に生じたボイドを検出する半導体装置の検査方法であって、
前記半導体装置は、多層配線層中に第一TEGパターンを備え、
前記第一TEGパターンは、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線と、
層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアと、
前記多層配線層の最上層に形成され、前記第一ビアに接続している第一端子と、
前記最上層に形成され、前記第一下層配線に接続している第二端子と、
を備え、
前記第一端子と前記第二端子との導通があったとき、前記層間絶縁膜中における隣り合う前記第一下層配線間に前記ボイドが発生したと判断する半導体装置の検査方法、が提供される。
According to the present invention,
A method for inspecting a semiconductor device for detecting voids generated in an interlayer insulating film,
The semiconductor device includes a first TEG pattern in a multilayer wiring layer,
The first TEG pattern is:
A plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
A first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
A first terminal formed on the uppermost layer of the multilayer wiring layer and connected to the first via;
A second terminal formed on the uppermost layer and connected to the first lower layer wiring;
With
Provided is a semiconductor device inspection method for determining that the void has occurred between the adjacent first lower-layer wirings in the interlayer insulating film when the first terminal and the second terminal are electrically connected. The

本発明によれば、半導体装置は、第一TEGパターンを備え、第一TEGパターンは、層間絶縁膜を貫通し、平面視で第一下層配線間に位置する第一ビアを備える。この第一ビアを形成する工程において、隣り合う第一下層配線間にボイドが存在すると、ビアホールからボイド内部にエッチングガスが侵入し、ボイドを拡張する。次いで、このボイドの拡張した部分まで金属を埋め込み、第一ビアを第一下層配線と短絡させる。これにより、第一TEGパターンを検査する工程において、第一端子と第二端子との導通があったとき、層間絶縁膜中における隣り合う第一下層配線間にボイドが発生したと判断することが出来る。以上のように、層間絶縁膜に生じたボイドを高感度に検出することが出来る。   According to the present invention, the semiconductor device includes a first TEG pattern, and the first TEG pattern includes a first via that penetrates the interlayer insulating film and is positioned between the first lower-layer wirings in plan view. In the step of forming the first via, if a void exists between the adjacent first lower layer wirings, the etching gas penetrates into the void from the via hole, and the void is expanded. Next, the metal is embedded up to the expanded portion of the void, and the first via is short-circuited with the first lower layer wiring. Thereby, in the step of inspecting the first TEG pattern, when there is conduction between the first terminal and the second terminal, it is determined that a void is generated between the adjacent first lower layer wirings in the interlayer insulating film. I can do it. As described above, voids generated in the interlayer insulating film can be detected with high sensitivity.

本発明によれば、層間絶縁膜に生じたボイドを高感度に検出することが出来る。   According to the present invention, voids generated in the interlayer insulating film can be detected with high sensitivity.

第一の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device of 1st embodiment. 第一の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 第一の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 第一の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 第二の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device of 2nd embodiment. 第三の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device of 3rd embodiment. 第四の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device of 4th embodiment. 第四の実施形態の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of 4th embodiment. 第四の実施形態の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of 4th embodiment. 第四の実施形態の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of 4th embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

(第一の実施形態)
図1は、第一の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。この半導体装置は、多層配線層(非図示、以下略)と、多層配線層中に形成された第一TEGパターン(非図示、以下略)を備える。第一TEGパターンは、互いに平行に延伸した複数の第一下層配線402と、層間絶縁膜(後述、第二層間絶縁膜500)を貫通し、平面視で第一下層配線402間に位置する第一ビア602と、多層配線層の最上層(非図示、以下略)に形成され、第一ビア602に接続している第一端子762と、上記した同一の最上層に形成され、第一下層配線402に接続している第二端子764と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device of the first embodiment. This semiconductor device includes a multilayer wiring layer (not shown, hereinafter omitted) and a first TEG pattern (not shown, omitted hereinafter) formed in the multilayer wiring layer. The first TEG pattern passes through a plurality of first lower layer wirings 402 extending in parallel with each other and an interlayer insulating film (second interlayer insulating film 500 described later), and is positioned between the first lower layer wirings 402 in plan view. The first via 602, the uppermost layer (not shown, hereinafter omitted) of the multilayer wiring layer, the first terminal 762 connected to the first via 602, and the same uppermost layer as described above, And a second terminal 764 connected to the lower layer wiring 402.

図1のように、この半導体装置は、第一TEGパターンを備える。図1は、第一TEGパターンのみを表しており、その他にFET(Field Effect Transistor)(非図示、以下略)などを備える回路パターン(非図示、以下略)を有している。そのFETを備える回路パターンは、製品として出荷されるチップ領域(非図示、以下略)に形成されている。一方、第一TEGパターンは、半導体基板100を半導体チップ(非図示)に分割する際のスクライブ線上に設けられている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device includes a first TEG pattern. FIG. 1 shows only the first TEG pattern, and in addition, has a circuit pattern (not shown, hereinafter omitted) including a FET (Field Effect Transistor) (not shown, hereinafter omitted). A circuit pattern including the FET is formed in a chip region (not shown, hereinafter omitted) shipped as a product. On the other hand, the first TEG pattern is provided on a scribe line when the semiconductor substrate 100 is divided into semiconductor chips (not shown).

図1のように、第一TEGパターンは、互いに平行に延伸した複数の第一下層配線402を備える。第一下層配線402は、半導体基板100の表面に形成された下層絶縁膜(後述、200)上に、例えば、幅L、間隔S毎に等間隔で配置されている。   As shown in FIG. 1, the first TEG pattern includes a plurality of first lower layer wirings 402 extending in parallel with each other. The first lower layer wirings 402 are arranged on the lower insulating film (described later, 200) formed on the surface of the semiconductor substrate 100 at equal intervals, for example, every width L and interval S.

また、第一TEGパターンは、層間絶縁膜(後述、第二層間絶縁膜500)を貫通し、平面視で第一下層配線402間に位置する第一ビア602を備える。ここで、第一ビア602は、平面視で第一下層配線402間の中心、すなわち、第一下層配線402から間隔S/2の位置に配置されていることが好ましい。   The first TEG pattern includes a first via 602 that passes through an interlayer insulating film (second interlayer insulating film 500 described later) and is located between the first lower layer wirings 402 in a plan view. Here, the first via 602 is preferably arranged in the center between the first lower layer wirings 402 in a plan view, that is, at a position of the distance S / 2 from the first lower layer wiring 402.

図1のように、第一ビア602は、複数設けられていても良い。具体的には、複数の第一ビア602は、平面視で第一下層配線402間において、第一下層配線402が延伸する方向と平行の方向に、一定の間隔毎で等間隔に配置されていても良い。これにより、第一ビア602がボイド320と接触する確率を上げることが出来る。すなわち、ボイド320の検出感度を上げることが出来る。   As shown in FIG. 1, a plurality of first vias 602 may be provided. Specifically, the plurality of first vias 602 are arranged at regular intervals at regular intervals in the direction parallel to the direction in which the first lower layer wiring 402 extends between the first lower layer wirings 402 in plan view. May be. As a result, the probability that the first via 602 contacts the void 320 can be increased. That is, the detection sensitivity of the void 320 can be increased.

第一端子762は、多層配線層の最上層に形成されている。また、第一端子762は、第一ビア602上に形成された第一上層配線702を介して、第一ビア602と電気的に接続している。   The first terminal 762 is formed on the uppermost layer of the multilayer wiring layer. The first terminal 762 is electrically connected to the first via 602 via a first upper layer wiring 702 formed on the first via 602.

また、上記した複数の第一ビア602は、同一の第一端子762に接続されていてもよい。これにより、後述する第一TEGパターンを検査する工程を短縮化することが出来る。   Further, the plurality of first vias 602 described above may be connected to the same first terminal 762. Thereby, the process of inspecting the first TEG pattern to be described later can be shortened.

図1のように、コンタクト604は、第一下層配線402上に形成されている。また、第二端子764は、多層配線層の最上層に形成されており、例えば、コンタクト604上に形成された第二上層配線704を介して、第一下層配線402と電気的に接続している。本実施形態では、コンタクト604は、第一下層配線402上に一定の間隔毎で配置されているが、このような配置に限られるものではない。例えば、少なくとも一つのコンタクト604により、第二端子764が第一下層配線402に電気的に接続されていればよい。   As shown in FIG. 1, the contact 604 is formed on the first lower layer wiring 402. The second terminal 764 is formed in the uppermost layer of the multilayer wiring layer, and is electrically connected to the first lower layer wiring 402 via the second upper layer wiring 704 formed on the contact 604, for example. ing. In the present embodiment, the contacts 604 are arranged at regular intervals on the first lower layer wiring 402, but the arrangement is not limited thereto. For example, the second terminal 764 only needs to be electrically connected to the first lower layer wiring 402 by at least one contact 604.

以上のような構成の第一TEGパターンを備えることにより、後述するように、第一TEGパターンを検査する工程において、第一端子762と第二端子764との導通があったとき、層間絶縁膜(後述、第一層間絶縁膜300)中における隣り合う第一下層配線402間にボイド320が発生したと判断することが出来る。   By providing the first TEG pattern having the above-described configuration, as described later, when the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected in the step of inspecting the first TEG pattern, the interlayer insulating film It can be determined that a void 320 is generated between adjacent first lower layer wirings 402 in the first interlayer insulating film 300 (described later).

次に、図2〜4を用いて、図1に示した半導体装置の製造方法を説明する。図2〜4は、第一の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。この半導体装置の製造方法は、多層配線層中に第一TEGパターンを形成する工程と、第一TEGパターンを検査する工程と、を備える。第一TEGパターンを形成する工程は、まず、互いに平行に延伸した複数の第一下層配線402を形成する。次いで、第一下層配線402間に第一層間絶縁膜300を、また第一下層配線402上に第二層間絶縁膜500を形成する。次いで、第二層間絶縁膜500を貫通し、平面視で第一下層配線402間に位置する第一ビア602を形成する(ビア形成工程)。次いで、多層配線層の最上層に、第一ビア602に接続する第一端子762、及び第一下層配線402に接続する第二端子764を形成する。また、第一TEGパターンを検査する工程において、第一端子762と第二端子764との導通があったとき、第一層間絶縁膜300中における隣り合う第一下層配線402間にボイド320が発生したと判断する。以下、詳細に説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views for explaining the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment. This method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a first TEG pattern in a multilayer wiring layer and a step of inspecting the first TEG pattern. In the step of forming the first TEG pattern, first, a plurality of first lower layer wirings 402 extending in parallel with each other are formed. Next, a first interlayer insulating film 300 is formed between the first lower layer wirings 402, and a second interlayer insulating film 500 is formed on the first lower layer wiring 402. Next, a first via 602 that penetrates through the second interlayer insulating film 500 and is located between the first lower layer wirings 402 in a plan view is formed (via formation step). Next, a first terminal 762 connected to the first via 602 and a second terminal 764 connected to the first lower layer wiring 402 are formed in the uppermost layer of the multilayer wiring layer. In the step of inspecting the first TEG pattern, when the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected, the void 320 is formed between the adjacent first lower layer wirings 402 in the first interlayer insulating film 300. Is determined to have occurred. Details will be described below.

ここで、半導体基板100は、例えばシリコン基板である。半導体基板100には、以下で図示されていない領域(チップ領域)にFETなどが形成されている。   Here, the semiconductor substrate 100 is, for example, a silicon substrate. In the semiconductor substrate 100, an FET or the like is formed in a region (chip region) not shown below.

図2(a)のように、半導体基板100上には、例えばシリコン酸化膜などの下層絶縁膜200が形成されている。まず、その下層絶縁膜200上のうちスクライブ領域(非図示)に、第一下層配線402、バリア層422、及びバリア層442を形成する。   As shown in FIG. 2A, a lower insulating film 200 such as a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 100. First, a first lower layer wiring 402, a barrier layer 422, and a barrier layer 442 are formed in a scribe region (not shown) on the lower insulating film 200.

この工程において、チップ領域にFETと接続する配線(非図示、以下略)を形成する。このチップ領域の配線間隔は、第一下層配線402の間隔と同じである。   In this step, wiring (not shown, hereinafter omitted) connected to the FET is formed in the chip region. The wiring interval of this chip area is the same as the interval of the first lower layer wiring 402.

また、第一下層配線402は、例えばAlであり、バリア層422、及びバリア層442は、例えばTi、TiNである。これらを、例えばスパッタ法により成膜し、ドライエッチングによってパターニングする。   The first lower layer wiring 402 is, for example, Al, and the barrier layer 422 and the barrier layer 442 are, for example, Ti and TiN. These are formed by sputtering, for example, and patterned by dry etching.

次いで、図2(b)のように、第一下層配線402上、及び第一下層配線402間に、第一層間絶縁膜300を形成する。第一層間絶縁膜300は、例えばシリコン酸化膜である。このとき、第一層間絶縁膜300の成膜条件が不適であると、第一下層配線402間にはボイド320が発生してしまう。   Next, as shown in FIG. 2B, a first interlayer insulating film 300 is formed on the first lower layer wiring 402 and between the first lower layer wirings 402. The first interlayer insulating film 300 is, for example, a silicon oxide film. At this time, if the film formation conditions of the first interlayer insulating film 300 are inappropriate, voids 320 are generated between the first lower layer wirings 402.

次いで、図2(c)のように、第一層間絶縁膜300をCMP(Chemical Mechanical Polishing)により平坦化し、第一下層配線402上、及び第一層間絶縁膜300上に、第二層間絶縁膜500を形成する。第二層間絶縁膜500は、例えばシリコン酸化膜である。   Next, as shown in FIG. 2C, the first interlayer insulating film 300 is planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing), and the second interlayer wiring 402 and the first interlayer insulating film 300 are formed on the second interlayer insulating film 300. An interlayer insulating film 500 is formed. The second interlayer insulating film 500 is, for example, a silicon oxide film.

次いで、図3(a)のように、第二層間絶縁膜500を貫通し、第一下層配線402間に位置する第一ビア602を形成する(ビア形成工程)。このとき、第一ビア602を形成すると同時に、第一下層配線402上にコンタクト604を形成してもよい。第一下層配線402間にボイド320が発生した場合、このビア形成工程において、第一ビア602をボイド320に接続する。ここで、ボイド320を断面方向に第一下層配線402まで拡張し、第一ビア602を第一下層配線402と短絡させる。このビア形成工程は、詳細を後述する。   Next, as shown in FIG. 3A, a first via 602 that penetrates through the second interlayer insulating film 500 and is located between the first lower layer wirings 402 is formed (via formation step). At this time, the contact 604 may be formed on the first lower layer wiring 402 simultaneously with the formation of the first via 602. When a void 320 is generated between the first lower layer wirings 402, the first via 602 is connected to the void 320 in this via formation step. Here, the void 320 is extended to the first lower layer wiring 402 in the cross-sectional direction, and the first via 602 is short-circuited with the first lower layer wiring 402. The details of this via formation step will be described later.

次いで、図3(b)のように、多層配線層の最上層に、第一ビア602に接続する第一上層配線702、バリア層722、及びバリア層742を形成する。このとき、第一上層配線702等を形成すると同時に、コンタクト604上に、第二上層配線704、バリア層724、及びバリア層744を形成する。また、図3(b)には図示されていないが、第一上層配線702等を形成すると同時に、第一端子762を第一上層配線702と電気的に接続するように形成する。また第二端子764を第二上層配線704と電気的に接続するように形成する。なお、図3(b)中の短絡部662については、詳細を後述する。   Next, as shown in FIG. 3B, the first upper layer wiring 702, the barrier layer 722, and the barrier layer 742 connected to the first via 602 are formed in the uppermost layer of the multilayer wiring layer. At this time, the first upper layer wiring 702 and the like are formed, and at the same time, the second upper layer wiring 704, the barrier layer 724, and the barrier layer 744 are formed on the contact 604. Although not shown in FIG. 3B, the first upper layer wiring 702 and the like are formed, and at the same time, the first terminal 762 is formed so as to be electrically connected to the first upper layer wiring 702. The second terminal 764 is formed to be electrically connected to the second upper layer wiring 704. The details of the short-circuit portion 662 in FIG. 3B will be described later.

次に、前述したビア形成工程について、ボイド320が発生した場合の詳細を説明する。図4は、図3(a)におけるB部の拡大図を示している。   Next, details of the above-described via formation step when the void 320 occurs will be described. FIG. 4 shows an enlarged view of a portion B in FIG.

図4(a)は、図2(c)の第二層間絶縁膜500を形成した後の状態である。ここで、前述のように、第一層間絶縁膜300の成膜条件が不適であり、第一下層配線402間に、ボイド320が発生している。   FIG. 4A shows a state after the second interlayer insulating film 500 of FIG. 2C is formed. Here, as described above, the film formation conditions of the first interlayer insulating film 300 are inappropriate, and the void 320 is generated between the first lower layer wirings 402.

図4(b)のように、RIE(Reactive Ion Etching)を用いて、第一下層配線402間に、第一ビア602を形成するためのビアホール(非図示)を形成する。ここで、ビアホール(非図示)からボイド320内部にエッチングガスが侵入し、ボイド320の側壁を断面方向にエッチングして拡張する。このとき、ボイド320が拡張される際において、逆テーパ部322が発生してしまう。なお、ボイド320が発生していない場合は、この段階において、ビアホール(非図示)は第一層間絶縁膜300中のうち第二層間絶縁膜500との界面付近で止まり、図4(b)のように断面方向に拡張することはない。   As shown in FIG. 4B, via holes (not shown) for forming the first vias 602 are formed between the first lower layer wirings 402 using RIE (Reactive Ion Etching). Here, an etching gas enters the void 320 from a via hole (not shown), and the side wall of the void 320 is etched and expanded in the cross-sectional direction. At this time, when the void 320 is expanded, the reverse tapered portion 322 is generated. If the void 320 is not generated, the via hole (not shown) stops near the interface with the second interlayer insulating film 500 in the first interlayer insulating film 300 at this stage, and FIG. It does not expand in the cross-sectional direction.

次いで、図4(c)のように、ビアホール(非図示)の内壁、及びボイド320の側壁に対して、バリア層622を成膜する。このとき、逆テーパ部322にはバリア層622が形成されにくいため、バリア層622においてバリア層欠陥部642が形成される。   Next, as shown in FIG. 4C, a barrier layer 622 is formed on the inner wall of the via hole (not shown) and the side wall of the void 320. At this time, since the barrier layer 622 is difficult to be formed in the reverse tapered portion 322, the barrier layer defect portion 642 is formed in the barrier layer 622.

次いで、図4(d)のように、CVD(Chemical Vapor Deposition)により、第一ビア602の金属を埋め込む。第一ビア602またはコンタクト604等に用いられる材料は、例えばW(タングステン)である。   Next, as shown in FIG. 4D, the metal of the first via 602 is embedded by CVD (Chemical Vapor Deposition). The material used for the first via 602 or the contact 604 is, for example, W (tungsten).

また、このビア形成工程において、CVDで用いられる金属原料は、例えばフッ化物である。具体的に本実施形態においては、例えば、WFである。 In this via formation step, the metal material used in CVD is, for example, fluoride. In particular, in the embodiment, for example, a WF 6.

このフッ化物原料を用いる場合、金属堆積中の副生成ガスとして、HF等が発生する。これにより、第一ビア602の金属を埋め込みながら、HF等がバリア層欠陥部642から侵入し、例えばシリコン酸化膜である第一層間絶縁膜300をエッチングする。これにより、さらにボイド320を拡張し、断面方向に第一下層配線402まで拡張する。このようにして、ボイド320の拡張した部分(短絡部662)まで金属を埋め込み、この短絡部662を介して、第一ビア602を第一下層配線402と短絡させる。   When this fluoride raw material is used, HF or the like is generated as a by-product gas during metal deposition. Thus, HF or the like enters from the barrier layer defect 642 while embedding the metal of the first via 602, and the first interlayer insulating film 300, which is a silicon oxide film, for example, is etched. Thereby, the void 320 is further expanded and expanded to the first lower layer wiring 402 in the cross-sectional direction. In this manner, the metal is buried up to the expanded portion (short-circuit portion 662) of the void 320, and the first via 602 is short-circuited with the first lower-layer wiring 402 via the short-circuit portion 662.

以上のように、微小なボイド320が発生していたとしても、上記したHF等のエッチングにより、ボイド320を拡張する。これにより、高感度にボイド320を検出することが出来る。   As described above, even if the minute void 320 is generated, the void 320 is expanded by the etching such as HF described above. Thereby, the void 320 can be detected with high sensitivity.

次いで、第一TEGパターンを検査する工程が行われる。まず、図1に示した第一端子762及び第二端子764間に、例えば1.5V程度の電圧を印加し、第一端子762及び第二端子764間を流れる電流値を測定する。この測定された電流値と、予め測定しておいた短絡判定のための基準電流値とを比較することによって、第一端子762及び第二端子764の導通状態を評価する。このとき、第一端子762及び第二端子764間を流れる電流値が基準電流値以上であった場合、すなわち、第一端子762と第二端子764との導通があった場合、第一層間絶縁膜300中における隣り合う第一下層配線402間にボイド320が発生したと判断する。   Next, a step of inspecting the first TEG pattern is performed. First, a voltage of about 1.5 V, for example, is applied between the first terminal 762 and the second terminal 764 shown in FIG. 1, and the current value flowing between the first terminal 762 and the second terminal 764 is measured. The conduction state of the first terminal 762 and the second terminal 764 is evaluated by comparing the measured current value with a reference current value for short-circuit determination that has been measured in advance. At this time, if the current value flowing between the first terminal 762 and the second terminal 764 is equal to or greater than the reference current value, that is, if the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected, the first interlayer It is determined that the void 320 is generated between the adjacent first lower layer wirings 402 in the insulating film 300.

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、半導体装置は、第一TEGパターンを備え、第一TEGパターンは、第二層間絶縁膜500を貫通し、平面視で第一下層配線402間に位置する第一ビア602を備える。この第一ビア602を形成する工程において、隣り合う第一下層配線402間にボイド320が存在すると、ビアホール(非図示)からボイド320内部にエッチングガスが侵入し、ボイド320を拡張する。次いで、このボイド320の拡張した部分まで金属を埋め込み、第一ビア602を第一下層配線402と短絡させる。これにより、第一TEGパターンを検査する工程において、第一端子762と第二端子764との導通があったとき、第一層間絶縁膜300中における隣り合う第一下層配線402間にボイド320が発生したと判断することが出来る。以上のように、層間絶縁膜(第一層間絶縁膜300)に生じたボイド320を高感度に検出することが出来る。   Next, the effect of this embodiment will be described. According to this embodiment, the semiconductor device includes the first TEG pattern, and the first TEG pattern penetrates the second interlayer insulating film 500 and is located between the first lower layer wirings 402 in a plan view. 602. In the step of forming the first via 602, if the void 320 exists between the adjacent first lower layer wirings 402, the etching gas enters the void 320 from the via hole (not shown), and the void 320 is expanded. Next, a metal is filled up to the expanded portion of the void 320, and the first via 602 is short-circuited with the first lower layer wiring 402. Accordingly, when the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected in the step of inspecting the first TEG pattern, a void is formed between the adjacent first lower layer wirings 402 in the first interlayer insulating film 300. It can be determined that 320 has occurred. As described above, the void 320 generated in the interlayer insulating film (first interlayer insulating film 300) can be detected with high sensitivity.

なお、第一TEGパターンを検査する工程において、ボイド320が検出されなければ、チップ領域においてもボイド320が発生しなかったものとして、FETを備える半導体チップ(非図示)を出荷可能と判断することが出来る。   If the void 320 is not detected in the step of inspecting the first TEG pattern, it is determined that the void 320 is not generated even in the chip region, and it is determined that the semiconductor chip (not shown) including the FET can be shipped. I can do it.

(第二の実施形態)
図5は、第二の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。本実施形態は、第一ビア602の平面視での形状を除いて、第一の実施形態と同じである。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device of the second embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment except for the shape of the first via 602 in plan view.

図5のように、第一ビア602は、平面視でスリット状であっても良い。第一ビア602のスリット方向は、第一下層配線402の延伸する方向と平行の方向であることが好ましい。   As shown in FIG. 5, the first via 602 may have a slit shape in plan view. The slit direction of the first via 602 is preferably a direction parallel to the extending direction of the first lower layer wiring 402.

本実施形態によれば、第一ビア602がボイド320と接触する確率を上げることが出来る。すなわち、ボイド320の検出感度を上げることが出来る。   According to this embodiment, the probability that the first via 602 contacts the void 320 can be increased. That is, the detection sensitivity of the void 320 can be increased.

(第三の実施形態)
図6は、第三の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。本実施形態は、第一下層配線402の配置を除いて、第一の実施形態と同じである。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device of the third embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment except for the arrangement of the first lower layer wiring 402.

図6のように、第一下層配線402は、異なる間隔で配置されていても良い。互いに平行に延伸した4本の第一下層配線402は、例えば、S、S、Sの間隔で配置されていても良い。例えば、第二端子764a及び第二端子764b間、第二端子764b及び第二端子764c間、そして第二端子764c及び第二端子764d間のそれぞれの導通を検査することにより、第一下層配線402の異なる間隔におけるボイド320の発生確率を調査することが出来る。 As shown in FIG. 6, the first lower layer wirings 402 may be arranged at different intervals. The four first lower-layer wirings 402 extending in parallel with each other may be arranged at intervals of S 1 , S 2 , S 3 , for example. For example, the first lower layer wiring can be obtained by inspecting the continuity between the second terminal 764a and the second terminal 764b, between the second terminal 764b and the second terminal 764c, and between the second terminal 764c and the second terminal 764d. The probability of occurrence of void 320 at 402 different intervals can be investigated.

また、上記した第一下層配線402のいずれかの間隔を、FETを備えるチップ領域における配線間隔と同一にしておくことが出来る。   In addition, the interval between any of the first lower layer wirings 402 described above can be made the same as the wiring interval in the chip region including the FET.

一般に、多層配線層の配線間隔が狭いほど、層間絶縁膜のカバレッジ性が悪くなり、ボイドが発生しやすくなる。そこで、例えば、チップ領域における配線の最少間隔をS(>S)としておく。これにより、安全を考慮して、第一TEGパターンのうち間隔Sの第一下層配線402間においてボイド320が検出されなければ、FETを備える半導体チップ(非図示)を出荷可能という判断をすることが出来る。 In general, the narrower the wiring interval of the multilayer wiring layers, the worse the coverage of the interlayer insulating film, and the more easily voids are generated. Therefore, for example, the minimum interval of wiring in the chip region is set to S 2 (> S 1 ). Thus, in consideration of safety, if a void 320 is detected in between the first lower layer wiring 402 intervals S 1 of the first TEG pattern, the decision to allow shipping semiconductor chip (not shown) comprising a FET I can do it.

(第四の実施形態)
図7は、第四の実施形態の半導体装置の構成を示す平面図である。本実施形態は、第二TEGパターンを設ける点を除いて、第一の実施形態と同じである。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device of the fourth embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment except that a second TEG pattern is provided.

図7のように、第一TEGパターンと平面視で重ならない領域に配置された第二TEGパターン(非図示、以下略)を備える。第二TEGパターンは、第二下層配線404、第二ビア606、第三端子766を備える。第二下層配線404は、第一下層配線402と同一の層に形成されている。また、第二ビア606は、第一ビア602と同じ径であり、第一ビア602と同一の層に形成されている。さらに、第二ビア606は、平面視で、第二下層配線404に対して、第一下層配線402と第一ビア602の中心との間隔Sと同じ間隔で設けられている。また、第三端子766は、多層配線層の最上層に形成され、第二ビア606に接続している。以下、詳細に説明する。 As shown in FIG. 7, a second TEG pattern (not shown, hereinafter omitted) is provided in a region that does not overlap the first TEG pattern in plan view. The second TEG pattern includes a second lower layer wiring 404, a second via 606, and a third terminal 766. The second lower layer wiring 404 is formed in the same layer as the first lower layer wiring 402. The second via 606 has the same diameter as the first via 602 and is formed in the same layer as the first via 602. Furthermore, the second via 606 is provided at the same interval as the interval S 4 between the first lower layer interconnect 402 and the center of the first via 602 with respect to the second lower layer interconnect 404 in plan view. The third terminal 766 is formed in the uppermost layer of the multilayer wiring layer and is connected to the second via 606. Details will be described below.

第二TEGパターンとは、第一ビア602等の位置ずれを検出するためのTEGパターンである。以下でいう「位置ずれ」とは、第一ビア602、及び第一ビア602と同一の層に形成された第二ビア606等の平面視での位置ずれを言う。   The second TEG pattern is a TEG pattern for detecting a positional shift of the first via 602 or the like. The “positional deviation” referred to below refers to a positional deviation in a plan view of the first via 602 and the second via 606 formed in the same layer as the first via 602.

図7のように、第二下層配線404は、第一下層配線402と同一の層に形成されている。第二下層配線404上には、例えば、コンタクト608が第一ビア602と同一の層に形成されている。コンタクト608は、例えばコンタクト608上に形成された第四上層配線708に接続することにより、第二端子764と電気的に接続している。なお、第二端子764とは別に、第二TEGパターンのコンタクト608のための端子を設けていても良い。   As shown in FIG. 7, the second lower layer wiring 404 is formed in the same layer as the first lower layer wiring 402. On the second lower layer wiring 404, for example, a contact 608 is formed in the same layer as the first via 602. The contact 608 is electrically connected to the second terminal 764 by connecting to a fourth upper layer wiring 708 formed on the contact 608, for example. In addition to the second terminal 764, a terminal for the contact 608 having the second TEG pattern may be provided.

ここで、第二下層配線404は、第一下層配線402の幅よりも広めに形成しておいても良い。これにより、第一ビア602及びコンタクト608等の位置ずれが発生したとしても、コンタクト608は確実に第二下層配線404に接続する。すなわち、上記した位置ずれが発生したとしても、第二TEGパターンは確実に検査可能となる。   Here, the second lower layer wiring 404 may be formed wider than the width of the first lower layer wiring 402. As a result, even if the first via 602 and the contact 608 are misaligned, the contact 608 is reliably connected to the second lower layer wiring 404. That is, even if the above-described misalignment occurs, the second TEG pattern can be reliably inspected.

また、図7のように、第二ビア606は、第一ビア602と同じ径であり、第一ビア602と同一の層に形成されている。さらに、第二ビア606は、平面視で、第二下層配線404に対して、第一下層配線402と第一ビア602の中心との間隔Sと同じ間隔で設けられている。 As shown in FIG. 7, the second via 606 has the same diameter as the first via 602 and is formed in the same layer as the first via 602. Furthermore, the second via 606 is provided at the same interval as the interval S 4 between the first lower layer interconnect 402 and the center of the first via 602 with respect to the second lower layer interconnect 404 in plan view.

第一TEGパターンにおける第一ビア602及びコンタクト604、並びに第二TEGパターンにおける第二ビア606及びコンタクト608は、例えば、同一のフォトマスクを用いて形成されている。これにより、第一ビア602に位置ずれが生じている場合には、同時に他の第二ビア606等も、第一ビア602と同一の方向に位置ずれをしていることとなる。   The first via 602 and the contact 604 in the first TEG pattern, and the second via 606 and the contact 608 in the second TEG pattern are formed using, for example, the same photomask. Thereby, when the first via 602 is misaligned, other second vias 606 and the like are simultaneously misaligned in the same direction as the first via 602.

第三端子766は、多層配線層の最上層に形成されている。また、第三端子766は、第二ビア606上に形成された第三上層配線706に接続することにより、第二ビア606に接続している。なお、第三上層配線706は、例えば第一上層配線702の幅よりも広めに形成しておいても良い。これにより、第一ビア602及び第二ビア606等の位置ずれが発生したとき、第二ビア606が第三上層配線706に接続する確率が高くなる。このため、上記した位置ずれが発生したとしても、第二TEGパターンの検出感度が高くなる。   The third terminal 766 is formed in the uppermost layer of the multilayer wiring layer. The third terminal 766 is connected to the second via 606 by connecting to the third upper layer wiring 706 formed on the second via 606. The third upper layer wiring 706 may be formed wider than the width of the first upper layer wiring 702, for example. As a result, when the first via 602 and the second via 606 are misaligned, the probability that the second via 606 is connected to the third upper layer wiring 706 is increased. For this reason, even if the above-mentioned position shift occurs, the detection sensitivity of the second TEG pattern is increased.

さらに、図7のように、例えば、第二下層配線404に対して同じ間隔Sで設けられた第二ビア606の反対側には、同じ間隔S内に第二下層配線404が形成されていない。これにより、第二TEGパターンにはボイド320が形成されないようにすることが出来る。 Furthermore, as shown in FIG. 7, for example, on the opposite side of the second via 606, which is provided at the same spacing S 4 to the second lower layer wiring 404, the second lower-layer wirings 404 are formed on the same spacing S 4 Not. Thereby, the void 320 can be prevented from being formed in the second TEG pattern.

また、図7のように、少なくとも二組以上の第二下層配線404と第二ビア606の組は、第一下層配線402の延伸方向と垂直の方向に対して、互いに異なる向き(逆向き)に形成されていても良い。これにより、第一下層配線402の延伸方向と垂直の方向のどちらの向きにおいても、第一ビア602等の位置ずれを検出することが出来る。または、互いに異なる向きを区別して、第一ビア602等の位置ずれを検出することが出来る。   In addition, as shown in FIG. 7, at least two or more sets of the second lower layer wiring 404 and the second via 606 are different from each other in the direction perpendicular to the extending direction of the first lower layer wiring 402 (reverse direction). ) May be formed. As a result, it is possible to detect the displacement of the first via 602 and the like in both the extending direction and the vertical direction of the first lower layer wiring 402. Alternatively, it is possible to detect misalignment of the first via 602 and the like by distinguishing different directions.

なお、上記した第二TEGパターンを検査する工程は、第一TEGパターンを検査する工程と同時に行っても良い。   The step of inspecting the second TEG pattern may be performed simultaneously with the step of inspecting the first TEG pattern.

図7〜10を用いて、第四の実施形態の効果について説明する。図8〜10は、第四の実施形態の効果を説明するための図である。本実施形態によれば、上述した第二TEGパターンを第一TEGパターンと同一の半導体基板100に形成する。これにより、第一TEGパターンを検査する工程において導通があった場合、第二TEGパターンを検査することにより、ボイド320の発生による導通であるのか、第一ビア602等の位置ずれによる導通であるのかを判断することが出来る。   The effect of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8-10 is a figure for demonstrating the effect of 4th embodiment. According to this embodiment, the second TEG pattern described above is formed on the same semiconductor substrate 100 as the first TEG pattern. Thereby, when there is continuity in the step of inspecting the first TEG pattern, the second TEG pattern is inspected so that the continuity is caused by the generation of the void 320 or the first via 602 and the like are misaligned. It can be judged.

まず、図8、図9を用いて、第一ビア602等に位置ずれが生じている場合を説明する。   First, with reference to FIGS. 8 and 9, the case where the first via 602 and the like are misaligned will be described.

図8は、第一ビア602等が第一端子762側に位置ずれしている場合を示している。第一TEGパターンにおいて、ボイド320の有無に関わらず、第一ビア602の位置ずれにより、第一端子762と第二端子764が導通している。第一TEGパターンを検査するだけでは、その導通の原因がボイド320の発生によるものなのか、第一ビア602等の位置ずれによるものなのか判断することはできない。   FIG. 8 shows a case where the first via 602 and the like are displaced to the first terminal 762 side. In the first TEG pattern, the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected due to the displacement of the first via 602 regardless of the presence or absence of the void 320. By simply inspecting the first TEG pattern, it cannot be determined whether the cause of the conduction is due to the occurrence of the void 320 or the positional deviation of the first via 602 or the like.

一方、図8のように、第二TEGパターンにおいては、第二ビア606が位置ずれをすることにより、C部において第二下層配線404に接続している。これにより、第二TEGパターンにおいて、第二端子764と第三端子766が導通している。   On the other hand, as shown in FIG. 8, in the second TEG pattern, the second via 606 is displaced and connected to the second lower layer wiring 404 in the C portion. As a result, the second terminal 764 and the third terminal 766 are electrically connected in the second TEG pattern.

図8の場合は、図10の(a)の状況である。第一TEGパターンは導通(Short)、第二TEGパターンも導通(Short)の状況であり、第一ビア602等に位置ずれが発生したと判断することができる。   The case of FIG. 8 is the situation of FIG. The first TEG pattern is conductive (Short) and the second TEG pattern is also conductive (Short), and it can be determined that the first via 602 and the like have been misaligned.

図9は、第一ビア602等が第一端子762と反対側に位置ずれしている場合を示している。図8の場合と同様にして、第一TEGパターンにおいて、ボイド320の有無に関わらず、第一ビア602の位置ずれにより、第一端子762と第二端子764が導通している。第一TEGパターンを検査するだけでは、その導通の原因がボイド320の発生によるものなのか、第一ビア602等の位置ずれによるものなのか判断することはできない。   FIG. 9 shows a case where the first via 602 and the like are displaced to the opposite side to the first terminal 762. As in the case of FIG. 8, in the first TEG pattern, regardless of the presence or absence of the void 320, the first terminal 762 and the second terminal 764 are electrically connected due to the displacement of the first via 602. By simply inspecting the first TEG pattern, it cannot be determined whether the cause of the conduction is due to the occurrence of the void 320 or the positional deviation of the first via 602 or the like.

一方、図9のように、第二TEGパターンにおいては、第二ビア606が位置ずれをすることにより、D部において第二下層配線404に接続している。これにより、第二TEGパターンにおいて、第二端子764と第三端子766が導通している。   On the other hand, as shown in FIG. 9, in the second TEG pattern, the second via 606 is displaced and connected to the second lower layer wiring 404 in the D portion. As a result, the second terminal 764 and the third terminal 766 are electrically connected in the second TEG pattern.

図9の場合は、図8の場合と同様に、図10の(a)の状況である。第一TEGパターンは導通(Short)、第二TEGパターンも導通(Short)の状況であり、第一ビア602等に位置ずれが発生したと判断することができる。   In the case of FIG. 9, the situation of FIG. 10A is the same as in the case of FIG. The first TEG pattern is conductive (Short) and the second TEG pattern is also conductive (Short), and it can be determined that the first via 602 and the like have been misaligned.

図8、図9に対して、図7は、第一ビア602等が位置ずれしておらず、第一ビア602等の正しい設計位置においてボイド320を検出している場合を示している。すなわち、図7の第一TEGパターンは、第一の実施形態で述べた状況と同じ状況である。   8 and FIG. 9, FIG. 7 shows a case where the first via 602 and the like are not displaced and the void 320 is detected at the correct design position of the first via 602 and the like. That is, the first TEG pattern in FIG. 7 is the same situation as described in the first embodiment.

第一TEGパターンにおいてボイド320が発生している場合は、第一端子762と第二端子764は導通している。一方、第二TEGパターンにおいて、第二端子764と第三端子766は導通していない。したがって、この状況が第一ビア602等の位置ずれによるものではなく、ボイド320の発生による導通であることが分かる。   When the void 320 is generated in the first TEG pattern, the first terminal 762 and the second terminal 764 are conductive. On the other hand, in the second TEG pattern, the second terminal 764 and the third terminal 766 are not conductive. Therefore, it can be seen that this situation is not due to the displacement of the first via 602 or the like, but is due to the occurrence of the void 320.

図7の場合は、図10の(b)の状況である。第一TEGパターンは導通(Short)、第二TEGパターンは絶縁(Open)の状況であり、ボイド320が発生したと判断することができる。   In the case of FIG. 7, the situation is as shown in FIG. It can be determined that the first TEG pattern is conductive (short) and the second TEG pattern is insulated (open), and the void 320 is generated.

そのほか、図10の(c)の状況は、第一TEGパターンはオープン(Open)、第二TEGパターンもオープン(Open)の状況であり、ボイド320の発生も、第一ビア602等の位置ずれも起こっていないと判断することが出来る。なお、第一TEGパターンはオープン(Open)、第二TEGパターンは導通(Short)という状況は原理的に起こらないものと考えられる。   10C, the first TEG pattern is open (Open), the second TEG pattern is also open (Open), the void 320 is generated, and the first via 602 is misaligned. It can be determined that nothing has happened. It should be noted that the situation where the first TEG pattern is open (Open) and the second TEG pattern is conductive (Short) does not occur in principle.

以上のようにして、本実施形態によれば、第二TEGパターンを第一TEGパターンと同一の半導体基板100に形成する。これにより、第一TEGパターンを検査する工程において導通があった場合、第二TEGパターンを検査することにより、ボイド320の発生による導通であるのか、第一ビア602等の位置ずれによる導通であるのかを判断することが出来る。   As described above, according to the present embodiment, the second TEG pattern is formed on the same semiconductor substrate 100 as the first TEG pattern. Thereby, when there is continuity in the step of inspecting the first TEG pattern, the second TEG pattern is inspected so that the continuity is caused by the generation of the void 320 or the first via 602 and the like are misaligned. It can be judged.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

100 半導体基板
200 下層絶縁膜
300 第一層間絶縁膜
320 ボイド
322 逆テーパ部
402 第一下層配線
404 第二下層配線
422 バリア層
442 バリア層
500 第二層間絶縁膜
602 第一ビア
604 コンタクト
606 第二ビア
608 コンタクト
622 バリア層
642 バリア層欠陥部
662 短絡部
702 第一上層配線
704 第二上層配線
706 第三上層配線
708 第四上層配線
722 バリア層
724 バリア層
742 バリア層
744 バリア層
762 第一端子
764 第二端子
764a 第二端子
764b 第二端子
764c 第二端子
764d 第二端子
766 第三端子
100 Semiconductor substrate 200 Lower layer insulating film 300 First interlayer insulating film 320 Void 322 Reverse taper portion 402 First lower layer wiring 404 Second lower layer wiring 422 Barrier layer 442 Barrier layer 500 Second interlayer insulating film 602 First via 604 Contact 606 Second via 608 Contact 622 Barrier layer 642 Barrier layer defect portion 662 Short-circuit portion 702 First upper layer wiring 704 Second upper layer wiring 706 Third upper layer wiring 708 Fourth upper layer wiring 722 Barrier layer 724 Barrier layer 742 Barrier layer 744 Barrier layer 762 First One terminal 764 Second terminal 764a Second terminal 764b Second terminal 764c Second terminal 764d Second terminal 766 Third terminal

Claims (11)

多層配線層と、前記多層配線層中に形成された第一TEGパターンを備え、
前記第一TEGパターンは、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線と、
層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアと、
前記多層配線層の最上層に形成され、前記第一ビアに接続している第一端子と、
前記最上層に形成され、前記第一下層配線に接続している第二端子と、
を備える半導体装置。
A multilayer wiring layer, and a first TEG pattern formed in the multilayer wiring layer,
The first TEG pattern is:
A plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
A first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
A first terminal formed on the uppermost layer of the multilayer wiring layer and connected to the first via;
A second terminal formed on the uppermost layer and connected to the first lower layer wiring;
A semiconductor device comprising:
請求項1に記載の半導体装置において、
前記第一ビアは、複数設けられている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which a plurality of the first vias are provided.
請求項2に記載の半導体装置において、
複数の前記第一ビアは、同一の前記第一端子に接続している半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2,
The plurality of first vias are semiconductor devices connected to the same first terminal.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記第一ビアは、平面視でスリット状である半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The first via is a semiconductor device having a slit shape in plan view.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記第一下層配線は、異なる間隔で配置されている半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
The semiconductor device in which the first lower layer wirings are arranged at different intervals.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置において、
さらに、前記第一TEGパターンと平面視で重ならない領域に配置された第二TEGパターンを備え、
前記第二TEGパターンは、
前記第一下層配線と同一の層に形成された第二下層配線と、
前記第一ビアと同じ径であり、前記第一ビアと同一の層に形成され、平面視で、前記第二下層配線に対して、前記第一下層配線と前記第一ビアの中心との間隔と同じ間隔で設けられている第二ビアと、
前記最上層に形成され、前記第二ビアに接続している第三端子と、
を備える半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
And a second TEG pattern arranged in a region not overlapping with the first TEG pattern in plan view,
The second TEG pattern is:
A second lower layer wiring formed in the same layer as the first lower layer wiring;
The same diameter as the first via, formed in the same layer as the first via, and in plan view, with respect to the second lower layer wiring, between the first lower layer wiring and the center of the first via A second via provided at the same interval as the interval;
A third terminal formed in the uppermost layer and connected to the second via;
A semiconductor device comprising:
請求項6に記載の半導体装置において、
前記第二下層配線に対して前記同じ間隔で設けられた前記第二ビアの反対側には、前記同じ間隔内に前記第二下層配線が形成されていない半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6.
A semiconductor device in which the second lower layer wiring is not formed within the same interval on the opposite side of the second via provided at the same interval with respect to the second lower layer wiring.
請求項7に記載の半導体装置において、
少なくとも二組以上の前記第二下層配線と前記第二ビアの組は、前記第一下層配線の延伸方向と垂直の方向に対して、互いに異なる向きに形成されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 7,
A semiconductor device in which at least two or more sets of the second lower layer wiring and the second via are formed in different directions with respect to a direction perpendicular to the extending direction of the first lower layer wiring.
多層配線層中に第一TEGパターンを形成する工程と、
第一TEGパターンを検査する工程と、
を備え、
前記第一TEGパターンを形成する工程は、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線を形成する工程と、
前記第一下層配線間及び前記第一下層配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアを形成するビア形成工程と、
前記多層配線層の最上層に、前記第一ビアに接続する第一端子、及び前記第一下層配線に接続する第二端子を形成する工程と、
を備え、
前記第一TEGパターンを検査する工程において、
前記第一端子と前記第二端子との導通があったとき、前記層間絶縁膜中における隣り合う前記第一下層配線間にボイドが発生したと判断する半導体装置の製造方法。
Forming a first TEG pattern in the multilayer wiring layer;
Inspecting the first TEG pattern;
With
The step of forming the first TEG pattern includes:
Forming a plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
Forming an interlayer insulating film between the first lower layer wiring and on the first lower layer wiring;
A via forming step of forming a first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
Forming a first terminal connected to the first via and a second terminal connected to the first lower layer wiring on the uppermost layer of the multilayer wiring layer;
With
In the step of inspecting the first TEG pattern,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein when there is electrical connection between the first terminal and the second terminal, it is determined that a void is generated between adjacent first lower-layer wirings in the interlayer insulating film.
請求項9に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ビア形成工程における金属原料は、フッ化物である半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal raw material in the via forming step is fluoride.
層間絶縁膜中に生じたボイドを検出する半導体装置の検査方法であって、
前記半導体装置は、多層配線層中に第一TEGパターンを備え、
前記第一TEGパターンは、
互いに平行に延伸した複数の第一下層配線と、
層間絶縁膜を貫通し、平面視で前記第一下層配線間に位置する第一ビアと、
前記多層配線層の最上層に形成され、前記第一ビアに接続している第一端子と、
前記最上層に形成され、前記第一下層配線に接続している第二端子と、
を備え、
前記第一端子と前記第二端子との導通があったとき、前記層間絶縁膜中における隣り合う前記第一下層配線間に前記ボイドが発生したと判断する半導体装置の検査方法。
A method for inspecting a semiconductor device for detecting voids generated in an interlayer insulating film,
The semiconductor device includes a first TEG pattern in a multilayer wiring layer,
The first TEG pattern is:
A plurality of first lower layer wirings extending in parallel with each other;
A first via that penetrates the interlayer insulating film and is located between the first lower layer wirings in plan view;
A first terminal formed on the uppermost layer of the multilayer wiring layer and connected to the first via;
A second terminal formed on the uppermost layer and connected to the first lower layer wiring;
With
A method for inspecting a semiconductor device, wherein when the first terminal and the second terminal are electrically connected, it is determined that the void is generated between the adjacent first lower layer wirings in the interlayer insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109411448A (en) * 2018-10-15 2019-03-01 武汉新芯集成电路制造有限公司 A kind of reliability testing structure and test method
CN109560001A (en) * 2018-11-30 2019-04-02 上海华力微电子有限公司 Defects detection structure, device and its detection method of semiconductor devices

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