JP2963796B2 - 半導体集積回路における接点寸法測定方法 - Google Patents
半導体集積回路における接点寸法測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路の製
造過程中において形成される部分の寸法の測定に関し、
特に集積回路上に形成される電気接点部の寸法の測定方
法に関するものである。
造過程中において形成される部分の寸法の測定に関し、
特に集積回路上に形成される電気接点部の寸法の測定方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の集積回路においては、電気接点
は、典型的には半導体装置の絶縁層に形成される孔を通
して導電材料を沈積もしくは析出させることによって形
成され、それによりその導電材料の下部に電気接点が形
成される。米国特許第４，６３１，２４８号（パッシ
ュ、１９８６年１２月２３日）には、集積回路において
電気接点を形成する１つの方法が開示されている。その
ような接点の電気的な性質は、絶縁層の孔の寸法に強く
依存する。
は、典型的には半導体装置の絶縁層に形成される孔を通
して導電材料を沈積もしくは析出させることによって形
成され、それによりその導電材料の下部に電気接点が形
成される。米国特許第４，６３１，２４８号（パッシ
ュ、１９８６年１２月２３日）には、集積回路において
電気接点を形成する１つの方法が開示されている。その
ような接点の電気的な性質は、絶縁層の孔の寸法に強く
依存する。
【０００３】いくつかの応用分野においては、接点が形
成される際に絶縁層の孔の寸法を知ることが強く要求さ
れる。それは、集積回路の製造のプロセスについての情
報や最終的に得られる半導体装置の品質や性能について
の情報を与えるからである。不幸なことに最近の半導体
装置では、接点は１μｍまたはそれ以下の寸法で形成さ
れることが多く、そのため、その寸法を測定することは
極めて困難となっている。そのような小さい接点形成用
の孔の寸法は、光学的に測定することは不可能であり、
高価な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）測定具を必要とす
る。さらにその測定は半導体装置が製造過程中にある間
に行なわれる必要がある。なぜならば、集積回路の通常
の製造プロセスでは、接点形成用の孔は後に埋められて
しまうかまたはエッチング除去されてしまうからであ
る。孔が埋められてしまった場合には、その寸法が不明
瞭となって測定不能となり、またエッチング除去された
場合には、当初の孔は消失して接点の寸法の痕跡が残さ
れなくなってしまう。
成される際に絶縁層の孔の寸法を知ることが強く要求さ
れる。それは、集積回路の製造のプロセスについての情
報や最終的に得られる半導体装置の品質や性能について
の情報を与えるからである。不幸なことに最近の半導体
装置では、接点は１μｍまたはそれ以下の寸法で形成さ
れることが多く、そのため、その寸法を測定することは
極めて困難となっている。そのような小さい接点形成用
の孔の寸法は、光学的に測定することは不可能であり、
高価な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）測定具を必要とす
る。さらにその測定は半導体装置が製造過程中にある間
に行なわれる必要がある。なぜならば、集積回路の通常
の製造プロセスでは、接点形成用の孔は後に埋められて
しまうかまたはエッチング除去されてしまうからであ
る。孔が埋められてしまった場合には、その寸法が不明
瞭となって測定不能となり、またエッチング除去された
場合には、当初の孔は消失して接点の寸法の痕跡が残さ
れなくなってしまう。
【０００４】現在の技術水準では、接点の測定には２つ
の選択しか残されていない。その第１は、半導体装置が
未だ製造過程中にある時点、すなわち絶縁層に孔が形成
された後でかつその孔に導電材料が充填されたりまたは
その孔が変化してしまう前の段階で測定することであ
る。第２は半導体装置の完成品の断面を作成して、ＳＥ
Ｍによって調べることである。
の選択しか残されていない。その第１は、半導体装置が
未だ製造過程中にある時点、すなわち絶縁層に孔が形成
された後でかつその孔に導電材料が充填されたりまたは
その孔が変化してしまう前の段階で測定することであ
る。第２は半導体装置の完成品の断面を作成して、ＳＥ
Ｍによって調べることである。
【０００５】第１の方法すなわち半導体装置が完成する
前に調べる方法の問題は、それ以後のプロセスの影響が
明確ではなく、得られた情報がミスリーディングされて
しまうことである。加えるに、絶縁層の孔にアンダーカ
ットがある場合、すなわち孔の底部が頂部よりも広い場
合には、寸法を決定することが極めて困難であり、孔の
見掛け上の寸法は実際の接点寸法を正しく表わさない。
前に調べる方法の問題は、それ以後のプロセスの影響が
明確ではなく、得られた情報がミスリーディングされて
しまうことである。加えるに、絶縁層の孔にアンダーカ
ットがある場合、すなわち孔の底部が頂部よりも広い場
合には、寸法を決定することが極めて困難であり、孔の
見掛け上の寸法は実際の接点寸法を正しく表わさない。
【０００６】第２の方法、すなわち半導体装置完成品の
“解体”を要し、装置完成品を物理的に切断してＳＥＭ
で調べるという方法では、測定については遥かに決定的
かつ正確であるが、測定の過程で半導体装置を破壊しな
ければならない。半導体装置は極めて高価でまたその数
が少ない場合も多く、その場合には製造プロセスにおけ
る“精密な調整”の目的でかなりの数の半導体装置を犠
牲にすることが困難でかつ高コスト化を招く。
“解体”を要し、装置完成品を物理的に切断してＳＥＭ
で調べるという方法では、測定については遥かに決定的
かつ正確であるが、測定の過程で半導体装置を破壊しな
ければならない。半導体装置は極めて高価でまたその数
が少ない場合も多く、その場合には製造プロセスにおけ
る“精密な調整”の目的でかなりの数の半導体装置を犠
牲にすることが困難でかつ高コスト化を招く。
【０００７】接点寸法の直接的な測定の問題に鑑み、接
点寸法に正確に対応するような値を求める間接測定手法
は極めて魅力的である。しかしながら、現在の技術では
接点寸法を間接的に測定する手法はない。いくつかの技
術はドーピング形状、チャンネル長さ、ライン幅などの
測定には有効であるが、これらは一般にバー形状の抵抗
値の測定または比抵抗値の測定に基づいており、接点寸
法測定の場合には適用できない。
点寸法に正確に対応するような値を求める間接測定手法
は極めて魅力的である。しかしながら、現在の技術では
接点寸法を間接的に測定する手法はない。いくつかの技
術はドーピング形状、チャンネル長さ、ライン幅などの
測定には有効であるが、これらは一般にバー形状の抵抗
値の測定または比抵抗値の測定に基づいており、接点寸
法測定の場合には適用できない。
【０００８】絶縁層の下側の拡散領域の抵抗値を測定し
てその寸法を求めることは可能ではあるが、この方法は
絶縁層の孔を通して形成される接点の寸法を求めること
はできず、そして実際、接点寸法とはほぼ完全に無関係
である。
てその寸法を求めることは可能ではあるが、この方法は
絶縁層の孔を通して形成される接点の寸法を求めること
はできず、そして実際、接点寸法とはほぼ完全に無関係
である。
【０００９】米国特許第３，３８８，４５７号（トッ
タ、１９６８年６月１８日）には、接点抵抗が測定され
るように、集積回路上に接点を形成する１つの方法が開
示されている。接点抵抗は“底辺”パラメーターが極め
て重要であるが、それは接点寸法、拡散特性、製造プロ
セス中の孔を通してのコンタミネーションなどを含む数
多くの製造プロセスでのパラメーターに依拠し、上記の
方法ではそれぞれの独立の寄与分を求めることはできな
い。このように接点抵抗に対するそれぞれの寄与が求め
られないため、上記方法は、問題の有無だけは知得する
ことができるが、プロセス調整には適当ではない。
タ、１９６８年６月１８日）には、接点抵抗が測定され
るように、集積回路上に接点を形成する１つの方法が開
示されている。接点抵抗は“底辺”パラメーターが極め
て重要であるが、それは接点寸法、拡散特性、製造プロ
セス中の孔を通してのコンタミネーションなどを含む数
多くの製造プロセスでのパラメーターに依拠し、上記の
方法ではそれぞれの独立の寄与分を求めることはできな
い。このように接点抵抗に対するそれぞれの寄与が求め
られないため、上記方法は、問題の有無だけは知得する
ことができるが、プロセス調整には適当ではない。
【００１０】接点の性質を抵抗で調べる他の方法が米国
特許第３，８５１，２４５号（ベーカー等、１９７４年
１１月２６日）に開示されている。この方法では、接点
形成用の孔に加えて別の複数の孔が形成される。これら
の孔は順次電気的に探査されて抵抗の測定を通じて、絶
縁層中にその孔が開いているか閉じているかの情報を与
える。この方法でも、製造プロセスの問題事態は判る
が、プロセス調整のための充分な情報は与えることがで
きない。
特許第３，８５１，２４５号（ベーカー等、１９７４年
１１月２６日）に開示されている。この方法では、接点
形成用の孔に加えて別の複数の孔が形成される。これら
の孔は順次電気的に探査されて抵抗の測定を通じて、絶
縁層中にその孔が開いているか閉じているかの情報を与
える。この方法でも、製造プロセスの問題事態は判る
が、プロセス調整のための充分な情報は与えることがで
きない。
【００１１】米国特許第３，９７４，４４３号（トーマ
ス、１９７６年８月１０日）には集積回路上のライン幅
を直接的な抵抗測定により調べる方法が開示されてお
り、また米国特許第４，３４７，４７９号（キュレッ
ト、１９８２年８月３１日）にはウェハー上の集積抵抗
ブリッジによって、抵抗比の差により得られるライン幅
の相違によりフォトエッチング誤差を測定する方法が開
示されている。
ス、１９７６年８月１０日）には集積回路上のライン幅
を直接的な抵抗測定により調べる方法が開示されてお
り、また米国特許第４，３４７，４７９号（キュレッ
ト、１９８２年８月３１日）にはウェハー上の集積抵抗
ブリッジによって、抵抗比の差により得られるライン幅
の相違によりフォトエッチング誤差を測定する方法が開
示されている。
【００１２】抵抗測定に対する異なるアプローチとし
て、集積回路におけるドーピング形状に適用する方法が
米国特許第４，４５６，８７９号（クラインネック、１
９８４年６月２４日）に開示されており、ここでは直流
電流が半導体装置に加えられ、高周波数変調レーザー光
源が半導体の種々の点に照射されるように用いられる。
レーザー照射点の移動に起因する光電流の変化によっ
て、半導体の電気伝導度に関係する信号の形としてドー
ピング形状を知ることができる。
て、集積回路におけるドーピング形状に適用する方法が
米国特許第４，４５６，８７９号（クラインネック、１
９８４年６月２４日）に開示されており、ここでは直流
電流が半導体装置に加えられ、高周波数変調レーザー光
源が半導体の種々の点に照射されるように用いられる。
レーザー照射点の移動に起因する光電流の変化によっ
て、半導体の電気伝導度に関係する信号の形としてドー
ピング形状を知ることができる。
【００１３】米国特許第４，５１６，０７１号（ビュー
ラー、１９８５年５月７日）および米国特許第４，６７
２，３１４号（コッカス、１９８７年６月９日）には、
抵抗を集積回路装置の特性の測定に用いるための集積回
路テスト構造の別の例が示されている。
ラー、１９８５年５月７日）および米国特許第４，６７
２，３１４号（コッカス、１９８７年６月９日）には、
抵抗を集積回路装置の特性の測定に用いるための集積回
路テスト構造の別の例が示されている。
【００１４】前述のような抵抗（コンダクタンス）測定
方法は、いずれも集積回路装置について有用な情報を得
ることができるが、それらの多くは多数の異なるプロセ
スパラメーターに依存する測定値を得るものであるとこ
ろから、ただ１つのパラメーターの寄与分を求めること
は、不可能ではないにしても困難である。形状寸法の直
接測定を行なう方法でも、ライン幅またはチャンネル長
さを求めるために均一なバーの電気伝導特性を用いてい
る。これらの技術はいずれも接点境界領域の実際の寸法
を測定するには不適当である。
方法は、いずれも集積回路装置について有用な情報を得
ることができるが、それらの多くは多数の異なるプロセ
スパラメーターに依存する測定値を得るものであるとこ
ろから、ただ１つのパラメーターの寄与分を求めること
は、不可能ではないにしても困難である。形状寸法の直
接測定を行なう方法でも、ライン幅またはチャンネル長
さを求めるために均一なバーの電気伝導特性を用いてい
る。これらの技術はいずれも接点境界領域の実際の寸法
を測定するには不適当である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来は、
非破壊的な方法（すなわち完成品を切断するような直接
的ではない間接的な方法）で、半導体サブストレートに
形成される電気接点の寸法、特にサブストレート上に絶
縁層を形成してその絶縁層の孔（接点形成用の孔）中に
導電材料を沈積もしくは析出させてその導電材料とサブ
ストレートとの境界部分の接点寸法を正確に測定するこ
とは困難であった。
非破壊的な方法（すなわち完成品を切断するような直接
的ではない間接的な方法）で、半導体サブストレートに
形成される電気接点の寸法、特にサブストレート上に絶
縁層を形成してその絶縁層の孔（接点形成用の孔）中に
導電材料を沈積もしくは析出させてその導電材料とサブ
ストレートとの境界部分の接点寸法を正確に測定するこ
とは困難であった。
【００１６】したがってこの発明の目的は、半導体装置
における接点境界領域の現実の寸法を求めるための電気
的測定を行ない得るような接点構造を提供することにあ
る。
における接点境界領域の現実の寸法を求めるための電気
的測定を行ない得るような接点構造を提供することにあ
る。
【００１７】この発明の他の目的は、半導体装置におけ
る接点領域の寸法を求める技術を提供するにある。
る接点領域の寸法を求める技術を提供するにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するため、この発明においては次のような手段を講じて
いる。
するため、この発明においては次のような手段を講じて
いる。
【００１９】すなわち、請求項１の発明の半導体集積回
路における接点寸法測定方法は、電気接点が形成される
べき半導体サブストレートに拡散領域を形成する段階
と；前記拡散領域の上に絶縁層を形成する段階と；前記
絶縁層にエッチングにより開口部を形成することによっ
て、前記拡散領域に対する接点用の窓を形成する段階
と；前記拡散領域における、前記接点用の窓の直下の部
分の電気的性質をイオン注入もしくは析出または拡散に
よって変異させ、これにより拡散領域を横切って流す電
流に対し非導電性を示す変異領域を拡散領域中に形成す
る段階と；電気的なプロービングが可能となるように、
拡散領域に対し電気的に接触させる他の開口部を形成す
る段階と；電気的なプロービングによって非変異領域の
固有抵抗を確定する段階と；変異領域を含む拡散領域を
横切って抵抗値を測定する段階と；抵抗値の分析によっ
て拡散領域中の変異領域の寸法を計算し、絶縁層の接点
用窓の当初の寸法の正確な近似値を与える段階；とから
なることを特徴とするものである。
路における接点寸法測定方法は、電気接点が形成される
べき半導体サブストレートに拡散領域を形成する段階
と；前記拡散領域の上に絶縁層を形成する段階と；前記
絶縁層にエッチングにより開口部を形成することによっ
て、前記拡散領域に対する接点用の窓を形成する段階
と；前記拡散領域における、前記接点用の窓の直下の部
分の電気的性質をイオン注入もしくは析出または拡散に
よって変異させ、これにより拡散領域を横切って流す電
流に対し非導電性を示す変異領域を拡散領域中に形成す
る段階と；電気的なプロービングが可能となるように、
拡散領域に対し電気的に接触させる他の開口部を形成す
る段階と；電気的なプロービングによって非変異領域の
固有抵抗を確定する段階と；変異領域を含む拡散領域を
横切って抵抗値を測定する段階と；抵抗値の分析によっ
て拡散領域中の変異領域の寸法を計算し、絶縁層の接点
用窓の当初の寸法の正確な近似値を与える段階；とから
なることを特徴とするものである。
【００２０】また請求項２の発明の方法においては、請
求項１の発明の方法において；拡散層の中心線からの接
点用窓の中心位置のオフセットを無視できる程度に、接
点用窓の直径が拡散領域の幅よりも充分に小さく、かつ
抵抗値の分析を次の式；
求項１の発明の方法において；拡散層の中心線からの接
点用窓の中心位置のオフセットを無視できる程度に、接
点用窓の直径が拡散領域の幅よりも充分に小さく、かつ
抵抗値の分析を次の式；
【００２１】
【数２】 によって行なうこととしている。
【００２２】また請求項３の発明の方法においては、請
求項１に記載の方法において；接点用窓を実質的に円形
としている。
求項１に記載の方法において；接点用窓を実質的に円形
としている。
【００２３】また請求項４の発明の方法においては、請
求項１に記載の方法において；接点用窓を矩形としてい
る。
求項１に記載の方法において；接点用窓を矩形としてい
る。
【００２４】さらに請求項５の発明の方法においては、
請求項１に記載の方法において；拡散層における変異領
域がイオン注入によって形成されることとしている。
請求項１に記載の方法において；拡散層における変異領
域がイオン注入によって形成されることとしている。
【００２５】また請求項６の発明の方法においては、請
求項１に記載の方法において；拡散領域における変異領
域が、拡散領域における接点用窓に直接近接する部分の
導電性を反転させてダイオード構造を形成するようにし
て形成され、そして抵抗測定時において変異領域に逆バ
イアスを加えて変異領域を事実上非導電性となるように
することとしている。
求項１に記載の方法において；拡散領域における変異領
域が、拡散領域における接点用窓に直接近接する部分の
導電性を反転させてダイオード構造を形成するようにし
て形成され、そして抵抗測定時において変異領域に逆バ
イアスを加えて変異領域を事実上非導電性となるように
することとしている。
【００２６】また請求項７の発明の方法では、請求項１
に記載の方法において；拡散領域中の変異領域が、活性
化することなしに析出により拡散層内に絶縁スラグを植
え込むことによって形成されることとしている。
に記載の方法において；拡散領域中の変異領域が、活性
化することなしに析出により拡散層内に絶縁スラグを植
え込むことによって形成されることとしている。
【００２７】さらに請求項８の発明の方法では、請求項
１に記載の方法において；集積回路中に第２の接点構造
を形成する段階を含み、その第２の接点構造は、第１の
接点構造とは異なる軸線方向、好ましくは第１の接点構
造に対し直交する方向に沿って形成されることとしてい
る。
１に記載の方法において；集積回路中に第２の接点構造
を形成する段階を含み、その第２の接点構造は、第１の
接点構造とは異なる軸線方向、好ましくは第１の接点構
造に対し直交する方向に沿って形成されることとしてい
る。
【００２８】そしてまた請求項９の発明の半導体集積回
路における接点寸法測定方法は、電気接点が形成される
べき導体サブストレートに拡散領域を形成する段階と；
前記拡散領域の上に絶縁層を形成する段階と；前記拡散
領域に対する接点用の窓を形成する段階と；拡散領域に
おける接点用の窓の直下の部分の電気的性質を変異させ
て、その拡散領域を横切って流される電流に対して非導
電性を示す変異領域を拡散領域内に形成する段階と；電
気的なプロービングが可能となるように拡散層に対する
接触用の部分を形成する段階と；非変異領域の固有抵抗
を確定する段階と；変異領域を含む拡散領域の抵抗値を
測定する段階と；抵抗値の分析によって拡散領域内の変
異領域の寸法を計算し、絶縁層の接点用窓の当初の寸法
の正確な近似値を求める段階；とからなることを特徴と
するものである。
路における接点寸法測定方法は、電気接点が形成される
べき導体サブストレートに拡散領域を形成する段階と；
前記拡散領域の上に絶縁層を形成する段階と；前記拡散
領域に対する接点用の窓を形成する段階と；拡散領域に
おける接点用の窓の直下の部分の電気的性質を変異させ
て、その拡散領域を横切って流される電流に対して非導
電性を示す変異領域を拡散領域内に形成する段階と；電
気的なプロービングが可能となるように拡散層に対する
接触用の部分を形成する段階と；非変異領域の固有抵抗
を確定する段階と；変異領域を含む拡散領域の抵抗値を
測定する段階と；抵抗値の分析によって拡散領域内の変
異領域の寸法を計算し、絶縁層の接点用窓の当初の寸法
の正確な近似値を求める段階；とからなることを特徴と
するものである。
【００２９】さらに請求項１０の発明の半導体集積回路
における接点寸法測定方法は、半導体サブストレート内
の拡散領域上に形成される電気的接点構造の寸法を測定
する方法であって、かつ前記接点構造が拡散領域に至る
接点用の孔を含んでいる方法において；拡散領域内のあ
る領域を電気的に変異させて、その領域を事実上非導電
性にする段階と；抵抗値測定のために、電気的変異領域
の外側の位置において拡散領域に電気的に接触させるポ
イントを形成する段階と；変異領域に起因する拡散領域
の抵抗値の変化を測定する段階と；その変化を変異領域
の寸法に相関させる段階；とを有してなることを特徴と
するものである。
における接点寸法測定方法は、半導体サブストレート内
の拡散領域上に形成される電気的接点構造の寸法を測定
する方法であって、かつ前記接点構造が拡散領域に至る
接点用の孔を含んでいる方法において；拡散領域内のあ
る領域を電気的に変異させて、その領域を事実上非導電
性にする段階と；抵抗値測定のために、電気的変異領域
の外側の位置において拡散領域に電気的に接触させるポ
イントを形成する段階と；変異領域に起因する拡散領域
の抵抗値の変化を測定する段階と；その変化を変異領域
の寸法に相関させる段階；とを有してなることを特徴と
するものである。
【００３０】
【作用】この発明の方法によれば、接点寸法に正確に対
応する痕跡を残すような特別の接点構造が形成されて、
その部分で抵抗値測定が行なわれる。すなわち半導体サ
ブストレートに接点インターフェースとして拡散領域を
形成し、その上の絶縁層に形成されている接点形成用の
窓を通して拡散領域中にイオン注入を行なう（すなわち
その部分の電気的性質を変異させる）。このように電気
的に変異した領域の寸法が接点形成用の孔の寸法に密接
に関連する。拡散領域のうち変異されていない部分の抵
抗（またはコンダクタンス）が通常の手段（すなわち拡
散領域における変異領域の外側の位置での電気的なプロ
ービング）によって求められ、変異領域を含む拡散領域
に電流を流す。得られた抵抗測定値は、後述するような
数学的な関係を通じて、接点寸法の正確な根拠を与え
る。
応する痕跡を残すような特別の接点構造が形成されて、
その部分で抵抗値測定が行なわれる。すなわち半導体サ
ブストレートに接点インターフェースとして拡散領域を
形成し、その上の絶縁層に形成されている接点形成用の
窓を通して拡散領域中にイオン注入を行なう（すなわち
その部分の電気的性質を変異させる）。このように電気
的に変異した領域の寸法が接点形成用の孔の寸法に密接
に関連する。拡散領域のうち変異されていない部分の抵
抗（またはコンダクタンス）が通常の手段（すなわち拡
散領域における変異領域の外側の位置での電気的なプロ
ービング）によって求められ、変異領域を含む拡散領域
に電流を流す。得られた抵抗測定値は、後述するような
数学的な関係を通じて、接点寸法の正確な根拠を与え
る。
【００３１】
【実施例】図１は半導体サブトスレート１１０内の拡散
領域１２０とその上に重ねられている絶縁層１４０とか
らなる接点サブストラクチャー１００を示す。前記拡散
領域１２０は半導体サブストレート１１０における電気
接点を形成するような部分に形成される。前記絶縁層１
４０には、（例えばプラズマエッチングのような）エッ
チングにより接点形成用の窓（接点形成用孔）１５０が
形成され、かつ電気的なプロービングが可能となるよう
に拡散領域１２０にアクセスできるような開口部（アク
セスポイント）１６０が形成されている。
領域１２０とその上に重ねられている絶縁層１４０とか
らなる接点サブストラクチャー１００を示す。前記拡散
領域１２０は半導体サブストレート１１０における電気
接点を形成するような部分に形成される。前記絶縁層１
４０には、（例えばプラズマエッチングのような）エッ
チングにより接点形成用の窓（接点形成用孔）１５０が
形成され、かつ電気的なプロービングが可能となるよう
に拡散領域１２０にアクセスできるような開口部（アク
セスポイント）１６０が形成されている。
【００３２】同じく図１を参照すれば、拡散領域１２０
には、接点形成用の孔１５０を通じてイオン注入（また
は接点形成用の孔を通しての析出もしくは拡散）を行な
うことにより電気的変異領域１３０が形成されている。
すなわちこの変異領域１３０は、その寸法が前記接点形
成用の孔１５０のサイズに密接に関係し、かつ前記拡散
領域１２０を横切って前述の２つのアクセスポイント１
６０の間を流れる電流に対し事実上非導電性にされる。
１つの実施例では、この電気的変異領域は、拡散領域の
導電性を事実上反転させるような物質をドーピングする
ことによって形成され、これによって、電気接点として
は有効であるが抵抗測定の目的で２つのアクセスポイン
ト１６０間に流す電流２３０（図２、図３参照）に対し
て反対方向へバイアスされてその電流に対し事実上非導
電性を示すようなダイオード構造が形成される。
には、接点形成用の孔１５０を通じてイオン注入（また
は接点形成用の孔を通しての析出もしくは拡散）を行な
うことにより電気的変異領域１３０が形成されている。
すなわちこの変異領域１３０は、その寸法が前記接点形
成用の孔１５０のサイズに密接に関係し、かつ前記拡散
領域１２０を横切って前述の２つのアクセスポイント１
６０の間を流れる電流に対し事実上非導電性にされる。
１つの実施例では、この電気的変異領域は、拡散領域の
導電性を事実上反転させるような物質をドーピングする
ことによって形成され、これによって、電気接点として
は有効であるが抵抗測定の目的で２つのアクセスポイン
ト１６０間に流す電流２３０（図２、図３参照）に対し
て反対方向へバイアスされてその電流に対し事実上非導
電性を示すようなダイオード構造が形成される。
【００３３】他の実施例では拡散領域１２０に非活性化
注入剤としての絶縁性スラグを注入する（符号１３０の
部分において）。この場合には抵抗測定だけは可能であ
るが、絶縁スラグは接点物質として機能しないから、試
験のための構造にのみ有効である。
注入剤としての絶縁性スラグを注入する（符号１３０の
部分において）。この場合には抵抗測定だけは可能であ
るが、絶縁スラグは接点物質として機能しないから、試
験のための構造にのみ有効である。
【００３４】一旦サブストラクチャー１００が形成され
れば、その後のプロセスが適用され、接点形成用の孔は
埋められるかまたはその他の処理に付されてしまう。通
常の状況では、これは接点形成用の孔の当初の寸法の測
定を不可能としてしまうようにその接点形成用の孔を変
形もしくは不明瞭にしてしまうことを意味する。しかし
ながらこの発明の構造では、接点形成用の孔の寸法に極
めて密接した形状として、その孔の背後に電気的変異領
域１３０が残っている。全ての工程が終了した後には
（すなわちサブストレートが完成した後には）、通常の
手段により拡散領域１２０の公称固有抵抗ρが測定され
る。
れば、その後のプロセスが適用され、接点形成用の孔は
埋められるかまたはその他の処理に付されてしまう。通
常の状況では、これは接点形成用の孔の当初の寸法の測
定を不可能としてしまうようにその接点形成用の孔を変
形もしくは不明瞭にしてしまうことを意味する。しかし
ながらこの発明の構造では、接点形成用の孔の寸法に極
めて密接した形状として、その孔の背後に電気的変異領
域１３０が残っている。全ての工程が終了した後には
（すなわちサブストレートが完成した後には）、通常の
手段により拡散領域１２０の公称固有抵抗ρが測定され
る。
【００３５】図２、図３を参照すれば、電流２３０が電
気的変異領域１３０を横切って拡散領域１２０を通過す
る。必要があれば、電気的変異領域１３０を前記電流に
対し非導電性にするべくその変異領域にバイアス電圧を
加えても良い。前述のように電流を流すことによって拡
散領域１２０の抵抗値ＲT が測定される。
気的変異領域１３０を横切って拡散領域１２０を通過す
る。必要があれば、電気的変異領域１３０を前記電流に
対し非導電性にするべくその変異領域にバイアス電圧を
加えても良い。前述のように電流を流すことによって拡
散領域１２０の抵抗値ＲT が測定される。
【００３６】抵抗値ＲT と接点形成用の孔の直径ｄとの
関係は、次のような分析により与えられる。
関係は、次のような分析により与えられる。
【００３７】接点形成用の孔（図１中の符号１５０）は
公称直径ｄ0 を有する。その下側の拡散領域１２０には
直径ｄの変異領域１３０がイオン注入等により形成され
ている。ｄとｄ0 との間の差は、接点形成用の孔１５０
をその公称寸法から逸脱させるような製造上の条件変化
や、サブストレートの拡散特性あるいは絶縁物質の特性
等に起因して生じる。接点形成用の孔１５０の位置は拡
散領域１２０の中心線からずれる（オフセットする）こ
ともあり、そのオフセット量をδとする。ある場合には
変異領域１３０の直径が接点形成用の孔１５０の現実の
寸法に極めて近いこともある。
公称直径ｄ0 を有する。その下側の拡散領域１２０には
直径ｄの変異領域１３０がイオン注入等により形成され
ている。ｄとｄ0 との間の差は、接点形成用の孔１５０
をその公称寸法から逸脱させるような製造上の条件変化
や、サブストレートの拡散特性あるいは絶縁物質の特性
等に起因して生じる。接点形成用の孔１５０の位置は拡
散領域１２０の中心線からずれる（オフセットする）こ
ともあり、そのオフセット量をδとする。ある場合には
変異領域１３０の直径が接点形成用の孔１５０の現実の
寸法に極めて近いこともある。
【００３８】図２、図３を参照すれば、接点形成用の孔
１５０の公称直径はｄ0 で与えられ、拡散領域１２０の
幅はｗ、高さはｈ、全長はＬでそれぞれ与えられ、その
全長Ｌは次式 Ｌ＝２ｌ＋ｄ0 で表わされる。拡散領域１２０の全抵抗ＲT は２つの部
分からなることが判る。第１の部分は、２つの矩形状の
副領域２２０の抵抗Ｒであり、各副領域２２０の寸法は
ｌ×ｗ×ｈである。第２の部分は、変異領域１３０を含
む矩形状の領域２１０（その寸法はｄ×ｗ×ｈ）の抵抗
である。これは変異領域１３０の両側の２つの部分２１
０の並列抵抗で表わされる。
１５０の公称直径はｄ0 で与えられ、拡散領域１２０の
幅はｗ、高さはｈ、全長はＬでそれぞれ与えられ、その
全長Ｌは次式 Ｌ＝２ｌ＋ｄ0 で表わされる。拡散領域１２０の全抵抗ＲT は２つの部
分からなることが判る。第１の部分は、２つの矩形状の
副領域２２０の抵抗Ｒであり、各副領域２２０の寸法は
ｌ×ｗ×ｈである。第２の部分は、変異領域１３０を含
む矩形状の領域２１０（その寸法はｄ×ｗ×ｈ）の抵抗
である。これは変異領域１３０の両側の２つの部分２１
０の並列抵抗で表わされる。
【００３９】図３を参照すれば、接点形成用の孔の付近
の抵抗要素（すなわち記号２１０の領域の抵抗）は、そ
の領域２１０内の４つの区分領域２１０ａ，２１０ｂ，
２１０ｃ，２１０ｄにそれぞれ対応する４つの抵抗成分
ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4 に分割され、変異領域の一方の
側における各抵抗ｒ1 ，ｒ2 はｒ1 ＝ｒ2 であり、変異
領域の反対側における各抵抗ｒ3 ，ｒ4 はｒ3 ＝ｒ4 で
ある。したがって接点形成用の孔の付近の抵抗要素（符
号２１０の領域）の等価抵抗ｒ′は次の式によって表わ
される。
の抵抗要素（すなわち記号２１０の領域の抵抗）は、そ
の領域２１０内の４つの区分領域２１０ａ，２１０ｂ，
２１０ｃ，２１０ｄにそれぞれ対応する４つの抵抗成分
ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4 に分割され、変異領域の一方の
側における各抵抗ｒ1 ，ｒ2 はｒ1 ＝ｒ2 であり、変異
領域の反対側における各抵抗ｒ3 ，ｒ4 はｒ3 ＝ｒ4 で
ある。したがって接点形成用の孔の付近の抵抗要素（符
号２１０の領域）の等価抵抗ｒ′は次の式によって表わ
される。
【００４０】
【数３】
【００４１】したがって全抵抗ＲT は次式で与えられ
る。
る。
【数４】
【００４２】ここでρは導電体（拡散領域）の固有抵抗
である。
である。
【００４３】微小長さΔｘの積分によりｒ1 ，ｒ3 を計
算する。
算する。
【数５】
【００４４】ｒ1 ＞ｒ3 である場合には（任意に選択可
能であるが）、次の式が成立する。
能であるが）、次の式が成立する。
【数６】
【００４５】積分のために次のような変換を行なう。
【数７】
【００４６】積分を実行すれば次式が得られる。
【数８】
【００４７】以下の分析では各値を次のように仮定す
る。 ｗ＝２．０μｍ ρ＝１．０ ｈ＝０．５μｍ ｌ＝２．０μｍ ｄ0 ＝１．０μｍ ここで、ｗ，ｈ，ｌ，ｄ0 およびρは、図２、図３に示
される拡散領域に関して、幅、高さ、長さ、孔の公称直
径および固有抵抗を表わす。
る。 ｗ＝２．０μｍ ρ＝１．０ ｈ＝０．５μｍ ｌ＝２．０μｍ ｄ0 ＝１．０μｍ ここで、ｗ，ｈ，ｌ，ｄ0 およびρは、図２、図３に示
される拡散領域に関して、幅、高さ、長さ、孔の公称直
径および固有抵抗を表わす。
【００４８】孔の直径ｄと全抵抗ＲT との関係を求める
ためには、その全抵抗ＲT を構成する各成分について検
討しなければならない。
ためには、その全抵抗ＲT を構成する各成分について検
討しなければならない。
【００４９】先ず最初にｒ′成分について検討する。こ
のｒ′成分は４つの領域の抵抗ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4
（すなわち図２に示される領域２１０ａ，２１０ｂ，２
１０ｃ，２１０ｄの抵抗）からなる。前述のように各値
を仮定すれば、また接点形成用の孔の中心が拡散領域の
中心線と一致している（すなわちδ＝０）と仮定すれ
ば、孔の直径に対するｒ′の値は図４に示されるように
プロットされる。抵抗ｒ′は孔の直径ｄが拡散領域の全
幅ｗに近づくまでは徐々に変化する。孔の直径ｄが全幅
ｗと一致した点では拡散領域は２つの部分に分離されて
しまって抵抗ｒ′は無限大となる。
のｒ′成分は４つの領域の抵抗ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4
（すなわち図２に示される領域２１０ａ，２１０ｂ，２
１０ｃ，２１０ｄの抵抗）からなる。前述のように各値
を仮定すれば、また接点形成用の孔の中心が拡散領域の
中心線と一致している（すなわちδ＝０）と仮定すれ
ば、孔の直径に対するｒ′の値は図４に示されるように
プロットされる。抵抗ｒ′は孔の直径ｄが拡散領域の全
幅ｗに近づくまでは徐々に変化する。孔の直径ｄが全幅
ｗと一致した点では拡散領域は２つの部分に分離されて
しまって抵抗ｒ′は無限大となる。
【００５０】図５は図４におけるｄ＝０の点からｄ＝ｄ
0 の点までの範囲を拡大して示すものである。ここで
は、孔の直径ｄが０から拡散領域の幅ｗの１／２に至る
までの全抵抗ＲT に対するｒ′の寄与が示される。この
範囲ではｒ′成分は、１．５Ωを若干越える程度の範囲
内で変化し、孔の径ｄが大きくなるにしたがって曲線の
勾配が大きくなることが判る。
0 の点までの範囲を拡大して示すものである。ここで
は、孔の直径ｄが０から拡散領域の幅ｗの１／２に至る
までの全抵抗ＲT に対するｒ′の寄与が示される。この
範囲ではｒ′成分は、１．５Ωを若干越える程度の範囲
内で変化し、孔の径ｄが大きくなるにしたがって曲線の
勾配が大きくなることが判る。
【００５１】次に２つの矩形状領域（図２に符号２２０
として示される）の寄与分を加えて、拡散領域の全抵抗
値を検討する。図６に、オフセット量δ＝０である場合
について直径ｄ＝０からｄ＝ｗまでの直径ｄに対する全
抵抗値ＲT の変化を示す。この図６に示すように全抵抗
値ＲT はｒ′と同様な変化を示すが、矩形状領域２２０
によって付加される抵抗に起因するベースライン抵抗を
含んでいる点で異なる。ここで、矩形状領域の抵抗が一
定ではないことに注意すべきである。これは矩形領域の
長さｌが孔の直径ｄの増加に伴なって、２ｌ＋ｄの値が
一定となるように減少するからである。
として示される）の寄与分を加えて、拡散領域の全抵抗
値を検討する。図６に、オフセット量δ＝０である場合
について直径ｄ＝０からｄ＝ｗまでの直径ｄに対する全
抵抗値ＲT の変化を示す。この図６に示すように全抵抗
値ＲT はｒ′と同様な変化を示すが、矩形状領域２２０
によって付加される抵抗に起因するベースライン抵抗を
含んでいる点で異なる。ここで、矩形状領域の抵抗が一
定ではないことに注意すべきである。これは矩形領域の
長さｌが孔の直径ｄの増加に伴なって、２ｌ＋ｄの値が
一定となるように減少するからである。
【００５２】図５と同様にして、図７には図６に示され
る曲線のｄ＝０からｄ＝ｄ0 までの値の範囲を拡大して
示す。予想されるように、図６および図７の曲線は図４
および図５の曲線と類似しているが、矩形状領域２２０
の寄与に起因して数Ωのベースラインオフセットがある
点で異なる。ここで、この範囲内における全抵抗値ＲT
の変化はｒ′の変化よりも小さいことが重要である。こ
れは、矩形状領域の寄与が減少する（孔の直径が大きく
なるにつれて反対に矩形状領域の長さが短くなるため）
につれて、ｒ′が増加する（孔の直径の増加により）か
らである。これは、孔の直径の如何なる範囲においても
全抵抗値の変化を圧縮する効果をもたらす。図５に示さ
れる範囲でのｒ′の変化が１．７５Ωであるのに対し、
図７に示される同じ範囲での全抵抗値ＲT の変化は約
０．７Ωに過ぎない。
る曲線のｄ＝０からｄ＝ｄ0 までの値の範囲を拡大して
示す。予想されるように、図６および図７の曲線は図４
および図５の曲線と類似しているが、矩形状領域２２０
の寄与に起因して数Ωのベースラインオフセットがある
点で異なる。ここで、この範囲内における全抵抗値ＲT
の変化はｒ′の変化よりも小さいことが重要である。こ
れは、矩形状領域の寄与が減少する（孔の直径が大きく
なるにつれて反対に矩形状領域の長さが短くなるため）
につれて、ｒ′が増加する（孔の直径の増加により）か
らである。これは、孔の直径の如何なる範囲においても
全抵抗値の変化を圧縮する効果をもたらす。図５に示さ
れる範囲でのｒ′の変化が１．７５Ωであるのに対し、
図７に示される同じ範囲での全抵抗値ＲT の変化は約
０．７Ωに過ぎない。
【００５３】図８には、孔の直径がその公称値ｄ0 に固
定されている場合の、孔のオフセット量δに対し、拡散
領域中における孔に隣接する領域の抵抗値ｒ′の変化を
プロットしたグラフを示す。このオフセット量は製造過
程におけるわずかなマスクの位置ずれに対応する。この
図では、オフセット量δが０から孔の直径（ｄo ＝１．
０μｍ）の４０％（すなわち０．４μｍ）に至るまでの
状況を示す。この範囲での抵抗ｒ′の変化はわずか約
１．８％に過ぎない。オフセット量が０〜２０％までの
範囲（すなわち０．０μｍ〜０．２μｍまでの範囲）で
は、抵抗ｒ′の変化は０．５％より少ない。
定されている場合の、孔のオフセット量δに対し、拡散
領域中における孔に隣接する領域の抵抗値ｒ′の変化を
プロットしたグラフを示す。このオフセット量は製造過
程におけるわずかなマスクの位置ずれに対応する。この
図では、オフセット量δが０から孔の直径（ｄo ＝１．
０μｍ）の４０％（すなわち０．４μｍ）に至るまでの
状況を示す。この範囲での抵抗ｒ′の変化はわずか約
１．８％に過ぎない。オフセット量が０〜２０％までの
範囲（すなわち０．０μｍ〜０．２μｍまでの範囲）で
は、抵抗ｒ′の変化は０．５％より少ない。
【００５４】図９には孔のオフセット量δに対し拡散領
域の全抵抗値ＲT をプロットした曲線を示す。この図に
はオフセット量が３０％よりも小さい範囲での全抵抗値
の変化が示されている。
域の全抵抗値ＲT をプロットした曲線を示す。この図に
はオフセット量が３０％よりも小さい範囲での全抵抗値
の変化が示されている。
【００５５】図１０には孔の直径ｄおよび孔のオフセッ
ト量δに対する全抵抗値ＲT の等高線を示す。孔の直径
が拡散領域の幅の半分以下の場合に等高線が垂直となっ
ていることは、全抵抗値ＲT が位置ずれに起因するオフ
セット量δにほぼ完全に影響されないことを意味してい
る。
ト量δに対する全抵抗値ＲT の等高線を示す。孔の直径
が拡散領域の幅の半分以下の場合に等高線が垂直となっ
ていることは、全抵抗値ＲT が位置ずれに起因するオフ
セット量δにほぼ完全に影響されないことを意味してい
る。
【００５６】孔の直径が比較的小さい場合（すなわち拡
散領域の幅の半分以下の場合、もしくは拡散領域の幅よ
り実質的に小さい場合）には、オフセット量の影響が上
述のように少ないため、拡散領域の幅は孔の直径に対し
任意に大きくすることができ（２：１程度まで）、この
場合オフセット量による影響は完全に無視することがで
きる。この場合次式が成立する。
散領域の幅の半分以下の場合、もしくは拡散領域の幅よ
り実質的に小さい場合）には、オフセット量の影響が上
述のように少ないため、拡散領域の幅は孔の直径に対し
任意に大きくすることができ（２：１程度まで）、この
場合オフセット量による影響は完全に無視することがで
きる。この場合次式が成立する。
【００５７】
【数９】
【００５８】以上のような分析から次式が得られる。
【数１０】
【００５９】したがってδの影響を無視してＲT を簡単
化すれば次の式が得られる。
化すれば次の式が得られる。
【数１１】 このように孔のオフセット量の影響を無視した場合の、
孔の直径ｄに対する全抵抗値ＲT の変化を図１１および
図１２に表わす。
孔の直径ｄに対する全抵抗値ＲT の変化を図１１および
図１２に表わす。
【００６０】以上のような分析から、接点形成用の孔の
直径の値に極めて近接するｄ（変異領域の直径）の現実
の値を求めることができる。
直径の値に極めて近接するｄ（変異領域の直径）の現実
の値を求めることができる。
【００６１】以上の分析では、接点用の窓（１５０）が
円形である場合について計算したが、同様な分析は他の
形状例えば四角もしくは矩形状の接点用窓の場合にも行
なうことができ、同様な結果を得ることができる。
円形である場合について計算したが、同様な分析は他の
形状例えば四角もしくは矩形状の接点用窓の場合にも行
なうことができ、同様な結果を得ることができる。
【００６２】結局、全抵抗値ＲT は電流と平行な接点の
オフセット量δに対し独立である。なぜならば要素２２
０（図２、図３参照）のうちの１方がδだけ短くなれ
ば、他方の要素２２０が同じ量だけ長くなり、全体の抵
抗値が変化しないからである。
オフセット量δに対し独立である。なぜならば要素２２
０（図２、図３参照）のうちの１方がδだけ短くなれ
ば、他方の要素２２０が同じ量だけ長くなり、全体の抵
抗値が変化しないからである。
【００６３】さらに、接点の寸法を決定するために、互
いに直交する少なくとも２つの接点構造１００を形成し
ても良い。またオフセット量δを求めるために、接点構
造の幅ｗとほぼ等しい孔直径ｄを有する接点構造を形成
しても良い。
いに直交する少なくとも２つの接点構造１００を形成し
ても良い。またオフセット量δを求めるために、接点構
造の幅ｗとほぼ等しい孔直径ｄを有する接点構造を形成
しても良い。
【００６４】
【発明の効果】この発明の方法によれば、半導体装置を
破壊することなく、サブストレートに形成される接点の
寸法を正確に測定することができる。そしてまた、サブ
ストレート上の絶縁層の接点形成用の窓がアンダーカッ
ト形状を有する場合でも、接点境界部分の寸法を正確に
測定でき、かつ半導体集積回路の製造の過程で、最終的
に接点形成用の窓が埋められてしまうかあるいは消失さ
せられてしまうような場合でも、接点寸法を正確に測定
することができる。したがっての発明の方法は、特に製
造部品の頻繁なサンプリングやリアルタイムの試験、更
にはオンラインでのプロセス調整等に最適である。加え
るに、半導体装置における現実の接点寸法を確実に知り
得ることから、軍事用や著しい高信頼性が要求される用
途において極めて有用である。
破壊することなく、サブストレートに形成される接点の
寸法を正確に測定することができる。そしてまた、サブ
ストレート上の絶縁層の接点形成用の窓がアンダーカッ
ト形状を有する場合でも、接点境界部分の寸法を正確に
測定でき、かつ半導体集積回路の製造の過程で、最終的
に接点形成用の窓が埋められてしまうかあるいは消失さ
せられてしまうような場合でも、接点寸法を正確に測定
することができる。したがっての発明の方法は、特に製
造部品の頻繁なサンプリングやリアルタイムの試験、更
にはオンラインでのプロセス調整等に最適である。加え
るに、半導体装置における現実の接点寸法を確実に知り
得ることから、軍事用や著しい高信頼性が要求される用
途において極めて有用である。
【図１】この発明の原理を示すための電気接点形成部分
の基礎構造を示す断面図である。
の基礎構造を示す断面図である。
【図２】この発明に関連して、電気的な変異領域を持つ
拡散領域の斜視図であって、上側の絶縁層を除去した状
態で示す。
拡散領域の斜視図であって、上側の絶縁層を除去した状
態で示す。
【図３】図２に示される拡散領域の平面図である。
【図４】この発明に関連して、接点形成用の孔の直径ｄ
に対しその孔に隣接する拡散領域の部分の抵抗値ｒ′の
変化をプロットしたグラフであり、その孔の中心が完全
にあっている場合のグラフである。
に対しその孔に隣接する拡散領域の部分の抵抗値ｒ′の
変化をプロットしたグラフであり、その孔の中心が完全
にあっている場合のグラフである。
【図５】図４のグラフの一部を拡大して示すグラフであ
る。
る。
【図６】この発明に関連して、接点形成用の孔の直径ｄ
に対しその孔に隣接する拡散領域の全抵抗値ＲT の変化
をプロットしたグラフであり、その孔の中心が完全にあ
っている場合のグラフである。
に対しその孔に隣接する拡散領域の全抵抗値ＲT の変化
をプロットしたグラフであり、その孔の中心が完全にあ
っている場合のグラフである。
【図７】図６の一部を拡大したグラフである。
【図８】この発明に関連し、接点形成用の孔のオフセッ
ト量δに対しその孔に隣接する拡散領域の抵抗値ｒ′の
変化をプロットしたグラフである。
ト量δに対しその孔に隣接する拡散領域の抵抗値ｒ′の
変化をプロットしたグラフである。
【図９】この発明に関連し、拡散領域の中心線からの孔
のオフセット量に対し拡散領域の全抵抗値ＲT の変化を
プロットしたグラフである。
のオフセット量に対し拡散領域の全抵抗値ＲT の変化を
プロットしたグラフである。
【図１０】この発明に関連し、孔のオフセット量δおよ
び孔の直径ｄに対し拡散領域の全抵抗値ＲT の一定のラ
イン（等高線）を描いたグラフである。
び孔の直径ｄに対し拡散領域の全抵抗値ＲT の一定のラ
イン（等高線）を描いたグラフである。
【図１１】この発明に関連し、孔のオフセット量δが全
抵抗値ＲT に顕著には影響を与えないと仮定した場合
の、孔の直径ｄに対する拡散領域の全抵抗値ＲT の変化
をプロットしたグラフである。
抵抗値ＲT に顕著には影響を与えないと仮定した場合
の、孔の直径ｄに対する拡散領域の全抵抗値ＲT の変化
をプロットしたグラフである。
【図１２】図１１の一部を拡大したグラフである。
１１０ 半導体サブストレート １２０ 拡散領域 １３０ 電気的変異領域 １４０ 絶縁層 １５０ 接点形成用の窓（孔） １６０ 開口部
フロントページの続き (72)発明者 フィリッペ シェーンボーン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95129、サン ホセ、ナンバー 94、オ ールバニー ドライブ 4430 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66
Claims (10)
- 【請求項１】 電気接点が形成されるべき半導体サブス
トレートに拡散領域を形成する段階と；前記拡散領域の
上に絶縁層を形成する段階と；前記絶縁層にエッチング
により開口部を形成することによって、前記拡散領域に
対する接点用の窓を形成する段階と；前記拡散領域にお
ける、前記接点用の窓の直下の部分の電気的性質をイオ
ン注入もしくは析出または拡散によって変異させ、これ
により拡散領域を横切って流す電流に対し非導電性を示
す変異領域を拡散領域中に形成する段階と；電気的なプ
ロービングが可能となるように、拡散領域に対し電気的
に接触させる他の開口部を形成する段階と；電気的なプ
ロービングによって非変異領域の固有抵抗を確定する段
階と；変異領域を含む拡散領域を横切って抵抗値を測定
する段階と；抵抗値の分析によって拡散領域中の変異領
域の寸法を計算し、絶縁層の接点用窓の当初の寸法の正
確な近似値を与える段階；とからなることを特徴とす
る、半導体集積回路における接点寸法測定方法。 - 【請求項２】 拡散層の中心線からの接点用窓の中心位
置のオフセットを無視できる程度に、接点用窓の直径が
拡散領域の幅よりも充分に小さく、かつ抵抗値の分析を
次の式； 【数１】 によって行なう請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 接点用窓が実質的に円形である、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】 接点用窓が矩形である、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項５】 拡散層における変異領域がイオン注入に
よって形成される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 拡散領域における変異領域が、拡散領域
における接点用窓に直接近接する部分の導電性を反転さ
せてダイオード構造を形成するようにして形成され、そ
して抵抗測定時において変異領域に逆バイアスを加えて
変異領域を事実上非導電性となるようにする、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項７】 拡散領域中の変異領域が、活性化するこ
となしに析出により拡散層内に絶縁スラグを植え込むこ
とによって形成される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 集積回路中に第２の接点構造を形成する
段階を含み、その第２の接点構造は、第１の接点構造と
は異なる軸線方向、好ましくは第１の接点構造に対し直
交する方向に沿って形成される、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項９】 電気接点が形成されるべき導体サブスト
レートに拡散領域を形成する段階と；前記拡散領域の上
に絶縁層を形成する段階と；前記拡散領域に対する接点
用の窓を形成する段階と；拡散領域における接点用の窓
の直下の部分の電気的性質を変異させて、その拡散領域
を横切って流される電流に対して非導電性を示す変異領
域を拡散領域内に形成する段階と；電気的なプロービン
グが可能となるように拡散層に対する接触用の部分を形
成する段階と；非変異領域の固有抵抗を確定する段階
と；変異領域を含む拡散領域の抵抗値を測定する段階
と；抵抗値の分析によって拡散領域内の変異領域の寸法
を計算し、絶縁層の接点用窓の当初の寸法の正確な近似
値を求める段階；とからなることを特徴とする、半導体
集積回路における接点寸法測定方法。 - 【請求項１０】 半導体サブストレート内の拡散領域上
に形成される電気的接点構造の寸法を測定する方法であ
って、かつ前記接点構造が拡散領域に至る接点用の孔を
含んでいる方法において；拡散領域内のある領域を電気
的に変異させて、その領域を事実上非導電性にする段階
と；抵抗値測定のために、電気的変異領域の外側の位置
において拡散領域に電気的に接触させるポイントを形成
する段階と；変異領域に起因する拡散領域の抵抗値の変
化を測定する段階と；その変化を変異領域の寸法に相関
させる段階；とを有してなることを特徴とする、半導体
集積回路における接点寸法測定方法。
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