JP3779307B2 - Resistance failure evaluation device, resistance failure evaluation method, and resistance failure evaluation device manufacturing method - Google Patents

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本発明は、抵抗不良評価装置、抵抗不良評価方法及び抵抗不良評価装置の製造方法に関し、特に、半導体集積回路装置の製造過程において該装置に搭載される抵抗素子やコンタクトの抵抗上昇不良を検出するためのモニター装置、それを使用した抵抗上昇不良の評価方法、及び該モニター装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a resistance failure evaluation apparatus, a resistance failure evaluation method, and a method of manufacturing a resistance failure evaluation apparatus, and in particular, detects a resistance increase failure of a resistance element or a contact mounted in the semiconductor integrated circuit device during the manufacturing process. The present invention relates to a monitoring device for the above, a method for evaluating resistance rise failure using the same, and a method for manufacturing the monitoring device.

近年、半導体集積回路装置を製造するにあたって、微細化、高集積化、高速化、及び使用されるウェハの大口径化が進んでいる。   In recent years, in manufacturing a semiconductor integrated circuit device, miniaturization, high integration, high speed, and a large diameter of a used wafer have been advanced.

製造される半導体集積回路装置の微細化及び高集積化に伴って、使用されているゲート電極配線、金属配線、ソース領域及びドレイン領域となる不純物層(以下、ソース/ドレイン不純物層と称する)若しくは下層配線層と上層配線層とを接続するコンタクト等における断線不良、又は配線間のショート不良が製造歩留まり低下の大きな要因となってきている。また、高集積化又は高速化に起因して、搭載されているトランジスタや抵抗素子(例えばゲート電極配線、金属配線又はソース/ドレイン不純物層等)の特性ばらつきも製造歩留まり低下の大きな要因となる。すなわち、半導体集積回路装置の製造歩留まりを向上させると共に該装置の高速化を実現するためには、特に、トランジスタ特性のばらつきを含む抵抗体(抵抗素子)のばらつきを抑えなくてはならない。   As the semiconductor integrated circuit device to be manufactured is miniaturized and highly integrated, an impurity layer (hereinafter referred to as a source / drain impurity layer) used as a gate electrode wiring, a metal wiring, a source region and a drain region, or A disconnection failure in a contact or the like connecting a lower wiring layer and an upper wiring layer, or a short-circuit failure between wirings has become a major cause of a decrease in manufacturing yield. In addition, due to high integration or high speed, variations in characteristics of mounted transistors and resistor elements (eg, gate electrode wiring, metal wiring, source / drain impurity layers, etc.) are also a major factor in lowering the manufacturing yield. That is, in order to improve the manufacturing yield of a semiconductor integrated circuit device and realize a high-speed operation of the device, it is necessary to suppress variations in resistors (resistance elements) including variations in transistor characteristics.

従来、トランジスタを構成するゲート電極配線やトランジスタ上の金属配線等の不良としては、完全な断線不良や配線間のショート不良が主に取り扱われてきた。また、断線不良やショート不良の量(欠陥数)を測定評価することによって、半導体集積回路装置の歩留まり予測が行なわれてきている。   Conventionally, as a defect such as a gate electrode wiring constituting a transistor or a metal wiring on the transistor, a complete disconnection defect or a short defect between wirings has been mainly handled. Further, yield prediction of semiconductor integrated circuit devices has been performed by measuring and evaluating the amount of disconnection failure and short-circuit failure (number of defects).

断線不良及びショート不良の評価方法としては、数10cm〜数m程度の長い配線を引き回して櫛状及び蛇状のパターンを作成することにより、評価対象となるレーヤ(配線層)の歩留まりを評価する方法がある(例えば非特許文献1参照)。   As an evaluation method for disconnection failure and short-circuit failure, the yield of a layer (wiring layer) to be evaluated is evaluated by drawing a long wiring of about several tens of centimeters to several meters to create comb-like and snake-like patterns. There exists a method (for example, refer nonpatent literature 1).

図25は、従来の櫛状(Comb)及び蛇状(Serp)の配線パターンの一例を示している。非特許文献1の歩留まり評価方法においては、図25に示すCombパッド間の抵抗を測定することにより断線不良を検出すると共に、同図に示すCombパッドとSerpパッドとの間のリーク電流を測定することによりショート不良を検出する。特に断線不良については、歩留まり評価が可能となるように非常に長い配線を仮想的に引き回しているため、完全な断線不良の検出が対象となり、配線の一部分(ある箇所)での抵抗上昇(抵抗変動)は検出対象とはならない。   FIG. 25 shows an example of a conventional comb-shaped (Comb) and snake-shaped (Serp) wiring pattern. In the yield evaluation method of Non-Patent Document 1, a disconnection failure is detected by measuring the resistance between the Comb pads shown in FIG. 25, and the leakage current between the Comb pad and the Serp pad shown in FIG. 25 is measured. This detects a short circuit failure. Especially for disconnection defects, very long wires are virtually routed so that the yield can be evaluated. Therefore, detection of complete disconnection failures is the target, and resistance increases (partially in certain locations) of the wires. Fluctuation) is not a detection target.

一方、抵抗体のばらつき評価方法として、形成されるパターンの寸法を電気的に測定することにより、ゲート電極配線等の寸法ばらつきの影響を評価する方法も提案されている(例えば非特許文献2参照)。このような寸法ばらつきは、抵抗体のばらつきやトランジスタ特性のばらつきを生じて歩留まり低下の原因となるので、寸法ばらつきの影響の評価も重要となる。   On the other hand, as a method for evaluating resistance variation of a resistor, a method for evaluating the influence of size variation of a gate electrode wiring or the like by electrically measuring the size of a pattern to be formed has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2). ). Since such dimensional variations cause variations in resistors and transistor characteristics and cause a reduction in yield, it is also important to evaluate the influence of dimensional variations.

ところで、ゲート電極配線、金属配線、又は不純物層と配線層とを接続するコンタクト等が完全には断線していない場合であっても、言い換えると、これらの構成要素内での電気的接続は保たれているものの部分的に抵抗上昇が起きている(つまり構成要素内の特定箇所の抵抗が上昇している)場合にも不良が発生する。そして、このような不良も、歩留まり低下や信頼性低下の要因となる。本願においては、これらの構成要素(抵抗素子及びコンタクト等)が断線には至っておらず内部での電気的接続が保たれているが部分的に抵抗上昇している(結局のところ抵抗素子全体としての抵抗も増大する)不良を抵抗上昇不良(抵抗変動不良)又はソフトオープン不良と称する。これに対して、抵抗素子やコンタクトが完全に断線している不良を断線不良又はハードオープン不良と称する。   By the way, even if the gate electrode wiring, the metal wiring, or the contact connecting the impurity layer and the wiring layer is not completely disconnected, in other words, the electrical connection within these components is maintained. Even if the sag is partially increased in resistance (that is, the resistance at a specific location in the component is increased), a failure also occurs. Such defects also cause a decrease in yield and reliability. In the present application, these components (resistive elements, contacts, etc.) are not disconnected, and the internal electrical connection is maintained, but the resistance is partially increased (as a whole, the resistive element as a whole) (The resistance also increases in resistance) is called resistance rise failure (resistance variation failure) or soft open failure. On the other hand, a failure in which the resistance element or the contact is completely disconnected is referred to as a disconnection failure or a hard open failure.

最近の半導体集積回路装置の微細化、高集積化及び高速化に伴って、遅延時間のマージンが少なくなってきているため、配線等の抵抗素子における一部の箇所に生じた抵抗上昇不良が歩留まり低下及び信頼性低下の要因となってしまう。   With the recent miniaturization, higher integration, and higher speed of semiconductor integrated circuit devices, the margin of delay time has been reduced, so that the resistance rise failure that has occurred in some parts of the resistance elements such as wiring is yielded. It becomes a factor of a fall and reliability fall.

例えば、ゲート電極配線の形成においては、一般的に、ポリシリコン電極上にサリサイドプロセスを用いてシリサイド層を形成する。このポリシリコン電極上のシリサイド層が断線した場合、ゲート電極配線全体としては下層のポリシリコン電極によって電気的に接続が維持されるため、シリサイド層が断線した箇所において抵抗上昇不良が生じて歩留まり低下や信頼性低下の原因となる。   For example, in forming a gate electrode wiring, a silicide layer is generally formed on a polysilicon electrode using a salicide process. When the silicide layer on this polysilicon electrode is disconnected, the entire gate electrode wiring is electrically connected by the underlying polysilicon electrode, so that a resistance increase failure occurs at the location where the silicide layer is disconnected, resulting in a decrease in yield. And cause a decrease in reliability.

同様に、下層の金属配線又はトランジスタのソース/ドレイン不純物層等と上層の配線層とを接続するコンタクトについても、その一部の箇所で抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)が発生する場合がある。すなわち、抵抗体のばらつき変動の1つであるコンタクト抵抗の変動つまりコンタクト抵抗の上昇も、歩留まり低下や信頼性不良の大きな要因となっている。   Similarly, a resistance increase defect (soft open defect) may occur at a part of the contact connecting the lower metal wiring or the source / drain impurity layer of the transistor and the upper wiring layer. That is, a variation in contact resistance, which is one of variation variations of resistors, that is, an increase in contact resistance, is a major factor in yield reduction and poor reliability.

一方、最近の半導体集積回路装置に使用されているコンタクトの数は膨大な数となっている。例えば、0.13μmルールの面積40mm2 程度のチップであれば、トランジスタと配線層とを接続するコンタクトの数は2000万個程度にもなる。従って、モニター装置(評価装置)を使用してコンタクトの歩留まり評価を行なう場合にも、1000万個程度のコンタクト数について評価を行なう必要がある。 On the other hand, the number of contacts used in recent semiconductor integrated circuit devices is enormous. For example, in the case of a chip having an area of about 40 mm 2 with a 0.13 μm rule, the number of contacts connecting the transistor and the wiring layer is about 20 million. Therefore, even when the contact yield is evaluated using the monitor device (evaluation device), it is necessary to evaluate about 10 million contacts.

従来、コンタクトの歩留まり評価においては、完全な断線不良(ハードオープン不良)を検出対象として歩留まり評価が実施されてきた。具体的には、このような歩留まり評価のために大規模なコンタクトチェーンよりなる抵抗パターン(コンタクト数が10万個程度)を作成し、該コンタクトチェーンの断線不良(ハードオープン不良)を評価してきた。   Conventionally, in contact yield evaluation, yield evaluation has been carried out with a complete disconnection failure (hard open failure) as a detection target. Specifically, for such a yield evaluation, a resistance pattern consisting of a large-scale contact chain (the number of contacts is about 100,000) has been created, and the disconnection failure (hard open failure) of the contact chain has been evaluated. .

図26(a)及び(b)は、従来のコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示しており、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるa−a’線の断面図である。   FIGS. 26A and 26B show an example of a conventional contact chain resistance pattern, where FIG. 26A is a plan view, and FIG. 26B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. is there.

図26(a)及び(b)に示すように、シリコン基板1の上に絶縁膜2を介してポリシリコン層又はアモルファスシリコン層よりなる複数の下層配線3が形成されている。絶縁膜2の上及び各下層配線3の上には層間絶縁膜4が形成されていると共に層間絶縁膜4には、各下層配線3と接続する複数のコンタクト電極(コンタクトホール)5が形成されている。また、層間絶縁膜4の上には、各コンタクト電極5と接続する複数の上層金属配線6が形成されている。複数の下層配線3と複数の上層金属配線6とが複数のコンタクト電極5によって接続されることにより、図26(a)に示すように、コンタクトチェーン抵抗パターンが構成される。尚、図26(a)において、シリコン基板1、絶縁膜2及び層間絶縁膜4の図示を省略している。また、絶縁膜2及び下層配線3に代えて、シリコン基板1の表面部にトランジスタのソース/ドレイン不純物層を形成し、該ソース/ドレイン不純物層と上層配線とを接続するコンタクト電極を形成してもよい。   As shown in FIGS. 26A and 26B, a plurality of lower layer wirings 3 made of a polysilicon layer or an amorphous silicon layer are formed on a silicon substrate 1 with an insulating film 2 interposed therebetween. An interlayer insulating film 4 is formed on the insulating film 2 and each lower wiring 3, and a plurality of contact electrodes (contact holes) 5 connected to each lower wiring 3 are formed on the interlayer insulating film 4. ing. On the interlayer insulating film 4, a plurality of upper metal wirings 6 connected to the contact electrodes 5 are formed. A plurality of lower layer wirings 3 and a plurality of upper layer metal wirings 6 are connected by a plurality of contact electrodes 5, thereby forming a contact chain resistance pattern as shown in FIG. In FIG. 26A, illustration of the silicon substrate 1, the insulating film 2, and the interlayer insulating film 4 is omitted. Further, instead of the insulating film 2 and the lower layer wiring 3, a transistor source / drain impurity layer is formed on the surface portion of the silicon substrate 1, and a contact electrode for connecting the source / drain impurity layer and the upper layer wiring is formed. Also good.

図26(a)及び(b)に示すコンタクトチェーン抵抗パターン内のコンタクト数は10万個程度である。評価対象のコンタクト不良が完全な断線(ハードオープン)であるならば、コンタクトチェーン抵抗が無限大になったことをもって不良の検出が可能となる。   The number of contacts in the contact chain resistance pattern shown in FIGS. 26A and 26B is about 100,000. If the contact failure to be evaluated is a complete disconnection (hard open), the failure can be detected when the contact chain resistance becomes infinite.

しかしながら、1つのコンタクトの抵抗のみが不良となって例えば抵抗の大きさが正常値の10倍の値になったとしても、その抵抗上昇不良がコンタクトチェーン抵抗パターン全体の抵抗に及ぼす変動の大きさ(割合)は1/10000程度にしかならないため、通常の測定によって、コンタクトチェーン内の1つのコンタクトに生じた抵抗上昇不良を検出(判断)することは困難である。   However, even if the resistance of only one contact becomes defective and, for example, the magnitude of the resistance becomes 10 times the normal value, the magnitude of the fluctuation that the resistance increase fault has on the resistance of the entire contact chain resistance pattern. Since the (ratio) is only about 1/10000, it is difficult to detect (determine) a resistance increase failure that has occurred in one contact in the contact chain by normal measurement.

この問題を解決するために、256列16行(コンタクト総数4096個)のクロスコンタクトアレイを作製して8bitのバイナリーカウンター及び256bitのデコーダーを用いることにより、各コンタクトの抵抗を測定評価する方法が提案されている(例えば非特許文献3参照)。この方法を用いると、抵抗変動が小さい抵抗異常も検出可能となるので、歩留まり評価を実施することができる。
Charles Weber 、"Standard Defect Monitor" 、1988 IEEE Proceedings on Microelectronic Test Structures、Vol.1 、No.1、1988年 2月、p.114-119 Andrew Grenville et al. 、"Electrical Critical Dimension Metrology for 100-nm Linewidths and Below" 、In Optical Microlithography XIII、Proceedings of SPIE 、Vol.4000、2000年、p.452-459 Takeshi Hamamoto et.al、"Measurement of Contact Resistance Distribution Using a 4k-Contacts Array"、IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing、Vol.9 、No.1、1996年 2月、p.9-14
In order to solve this problem, a method of measuring and evaluating the resistance of each contact by creating a cross contact array of 256 columns and 16 rows (total number of contacts 4096) and using an 8-bit binary counter and a 256-bit decoder is proposed. (For example, see Non-Patent Document 3). When this method is used, it is possible to detect a resistance abnormality with a small resistance fluctuation, and thus it is possible to perform a yield evaluation.
Charles Weber, "Standard Defect Monitor", 1988 IEEE Proceedings on Microelectronic Test Structures, Vol.1, No.1, February 1988, p.114-119 Andrew Grenville et al., "Electrical Critical Dimension Metrology for 100-nm Linewidths and Below", In Optical Microlithography XIII, Proceedings of SPIE, Vol. 4000, 2000, p. 452-459 Takeshi Hamamoto et.al, "Measurement of Contact Resistance Distribution Using a 4k-Contacts Array", IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, Vol. 9, No. 1, February 1996, p.9-14

しかしながら、前述の抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)の評価は、完全な断線不良(ハードオープン不良)の評価と比べて難しい。例えば、断線不良の場合には電気抵抗が非常に高くなるか又は電気抵抗が無限大となるため、非特許文献1に記載されるように、仮想的に非常に長い配線を引き回して不良評価や欠陥密度評価を実施することが可能となる。ところが、仮想的に非常に長い配線を引き回して不良評価を実施しても、抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)の検出は困難である。なぜなら、ソフトオープン箇所の抵抗上昇分が長い配線全体の抵抗値に埋もれてしまうため、該抵抗上昇分の検出を行なうことができないからである。   However, the above-described evaluation of resistance increase failure (soft open failure) is more difficult than evaluation of complete disconnection failure (hard open failure). For example, in the case of disconnection failure, the electrical resistance becomes very high or the electrical resistance becomes infinite. It becomes possible to perform defect density evaluation. However, it is difficult to detect a resistance rise failure (soft open failure) even if a failure evaluation is performed by virtually routing a very long wiring. This is because the resistance increase at the soft-open portion is buried in the resistance value of the entire wiring, so that the resistance increase cannot be detected.

また、非特許文献2や非特許文献3に記載された方法は、コンタクトアレイ等を形成するためのプロセスTAT(ターン・アラウンド・タイム)が非常に長くなるという欠点を持っている。すなわち、これらの従来技術においては、評価装置を形成するためのプロセスTATが半導体集積回路装置を形成する場合と同程度になるため、プロセス改善のための評価結果のフィードバックに膨大な時間を要するという問題がある。   In addition, the methods described in Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 have a drawback that a process TAT (turn around time) for forming a contact array or the like becomes very long. That is, in these conventional techniques, the process TAT for forming the evaluation device is almost the same as that for forming the semiconductor integrated circuit device, and therefore it takes a long time to feed back the evaluation result for process improvement. There's a problem.

前記に鑑み、本発明は、ゲート電極配線若しくは金属配線等の一部の箇所で、又は不純物層等と配線層とを接続する多数のコンタクトのうちの少なくとも1つで生じた抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を簡単に検出できる抵抗不良評価装置(モニター装置)を提供すると共に、該モニター装置を使用したソフトオープン不良の評価方法及び該モニター装置の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention provides a resistance increase defect (soft) generated at a part of a gate electrode wiring or a metal wiring or at least one of a large number of contacts connecting the impurity layer and the wiring layer. An object of the present invention is to provide a resistance failure evaluation device (monitor device) that can easily detect (open failure), and to provide a method for evaluating a soft open failure using the monitor device and a method for manufacturing the monitor device.

前記の目的を達成するために、本願発明者らは、抵抗不良評価パターンの長さやコンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数を、抵抗素子の一箇所やコンタクトの1つで生じた抵抗変動成分(抵抗上昇成分)を検出できる長さやコンタクト数まで低減して抵抗素子やコンタクトのソフトオープン不良を検出可能にすると共に、集積回路装置の歩留まり評価が可能な数の抵抗不良評価パターンやコンタクトチェーン抵抗パターンをウェハ上に多数形成して抵抗測定及び歩留まり評価を実施する方法を想到した。   In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present application set the length of the resistance defect evaluation pattern and the number of contacts of the contact chain resistance pattern to the resistance fluctuation component (resistance increase) generated at one position of the resistance element or one of the contacts. Component) can be detected and the number of contacts can be reduced to detect soft open defects of resistive elements and contacts, and the number of resistance defect evaluation patterns and contact chain resistance patterns that can evaluate the yield of integrated circuit devices can be A method has been conceived in which a large number of electrodes are formed on the substrate and resistance measurement and yield evaluation are performed.

具体的には、本発明に係る第1の抵抗不良評価装置は、集積回路装置の構成要素の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域毎に又は各ショット領域毎に、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる評価パターンを有し、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれる評価パターンの数は、集積回路装置の歩留まり予測ができるように設定されている。   Specifically, a first resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is an evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance fluctuation defect of a component of an integrated circuit device, and each chip region of the wafer. For each shot area or each shot area, an evaluation pattern that can measure a resistance fluctuation component that causes a resistance fluctuation failure is provided, and the number of evaluation patterns included in one of the chip areas or one of the shot areas is It is set so that the yield can be predicted.

また、本発明に係る第2の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域毎に又は各ショット領域毎に、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つ抵抗不良評価パターンを有し、抵抗不良評価パターンの長さをAとし、半導体集積回路装置に搭載された抵抗素子の合計長さをBとすると、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれる抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/100倍以上で且つ10倍以下である。   A second resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is an evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance variation defect of a resistance element mounted on a semiconductor integrated circuit device. Each region or each shot region has a resistance failure evaluation pattern having a length that can measure a resistance variation component that causes a resistance variation failure, and the length of the resistance failure evaluation pattern is A, and is mounted on a semiconductor integrated circuit device. Assuming that the total length of the resistive elements is B, the number of resistance failure evaluation patterns included in one of the chip regions or one of the shot regions is 1/100 times or more and 10 times or less of B / A. is there.

また、本発明に係る第3の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つ抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンの抵抗値を決定する寸法、膜厚及び抵抗率のうちの少なくとも1つを校正するために用いられる校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。尚、各ブロック内において、校正用パターンは抵抗不良評価パターンの近傍、具体的には抵抗不良評価パターンから500μm以下の範囲内に配置されることが好ましい。   A third resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is an evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance variation defect of a resistance element mounted on a semiconductor integrated circuit device. A resistance defect evaluation pattern having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect, and a dimension and a film thickness for determining a resistance value of the resistance defect evaluation pattern in each of a plurality of blocks that divide the region or each shot region And a calibration pattern used to calibrate at least one of the resistivities, and each block is uniformly arranged in the wafer surface and in each chip area or each shot area. In each block, the calibration pattern is preferably arranged in the vicinity of the resistance defect evaluation pattern, specifically, within a range of 500 μm or less from the resistance defect evaluation pattern.

第3の抵抗不良評価装置において、抵抗不良評価パターンの長さをAとし、半導体集積回路装置に搭載された抵抗素子の合計長さをBとすると、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれる抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/100倍以上で且つ10倍以下であることが好ましい。   In the third resistance defect evaluation apparatus, assuming that the length of the resistance defect evaluation pattern is A and the total length of the resistance elements mounted on the semiconductor integrated circuit device is B, one of the chip areas or one of the shot areas It is preferable that the number of resistance failure evaluation patterns included in is 1/100 times or more and 10 times or less of B / A.

第3の抵抗不良評価装置において、抵抗不良評価パターン及び校正用パターンにはそれぞれ独立したプロービング用パッドが設けられていることが好ましい。   In the third resistance failure evaluation apparatus, it is preferable that an independent probing pad is provided for each of the resistance failure evaluation pattern and the calibration pattern.

第2又は第3の抵抗不良評価装置において、抵抗不良評価パターンの長さAは、抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている抵抗不良評価パターンの第1の抵抗値と抵抗変動不良が存在しない抵抗不良評価パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が第2の抵抗値に対して2%以上になるように設定されることが好ましい。尚、第2又は第3の抵抗不良評価装置において、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は1倍(100%)以下であることが好ましい。すなわち、一般的に、評価パターンの抵抗ばらつきが目標値に対して±10%程度以内の変動であれば評価パターンが良品であるという評価を行なうので、100%以下の抵抗変動成分の大きさを検出できればよい。また、完全な断線が生じた場合には検出される抵抗変動成分の大きさは無限大倍(∞%)になるので、従来の長配線パターンである櫛状(Comb)及び蛇状(Serp)の配線パターンを用いて抵抗不良評価を行なうことができる。従って、このような従来の長配線パターンによる抵抗不良評価と区別するためには、第2又は第3の抵抗不良評価装置において、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は100倍(10000%)以下であってもよい。   In the second or third resistance failure evaluation apparatus, the length A of the resistance failure evaluation pattern is such that there is no resistance variation failure and the first resistance value of the resistance failure evaluation pattern in which the resistance variation failure occurs in at least one location. It is preferable that the resistance variation component, which is a difference from the second resistance value of the resistance defect evaluation pattern, is set to be 2% or more with respect to the second resistance value. In the second or third resistance defect evaluation apparatus, the size (ratio) of the resistance fluctuation component is preferably 1 time (100%) or less. That is, generally, if the resistance variation of the evaluation pattern is a variation within about ± 10% of the target value, the evaluation pattern is evaluated as a non-defective product. It only has to be detected. In addition, when a complete disconnection occurs, the magnitude of the resistance variation component detected is infinitely large (∞%), so that the conventional long wiring patterns, comb-like (Comb) and snake-like (Serp) It is possible to evaluate resistance failure using the wiring pattern. Therefore, in order to distinguish from the conventional resistance failure evaluation by the long wiring pattern, in the second or third resistance failure evaluation apparatus, the magnitude (ratio) of the resistance variation component is 100 times (10000%). ) It may be the following.

第2又は第3の抵抗不良評価装置において、抵抗素子は、MOSトランジスタ本体、バイポーラトランジスタ本体、pn接合ダイオード、MOSトランジスタのゲート電極配線若しくはソース/ドレイン不純物層、金属配線、不純物層と配線層とを接続するコンタクト、又は配線層同士を接続するビアであってもよい。   In the second or third resistance defect evaluation apparatus, the resistance element includes a MOS transistor body, a bipolar transistor body, a pn junction diode, a gate electrode wiring or source / drain impurity layer of the MOS transistor, a metal wiring, an impurity layer and a wiring layer. May be a contact for connecting the wiring layers or a via for connecting the wiring layers.

本発明に係る第4の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、シリサイド層の断線に起因する抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層からなる第1校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。   A fourth resistance defect evaluation device according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance variation defect of a resistance element including a formed silicide layer, and each of a plurality of blocks that divide each chip area or each shot area of the wafer, A resistance defect evaluation pattern composed of a silicon-containing layer and a silicide layer having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect due to disconnection of the silicide layer and having the same width as the resistance element, and the resistance defect evaluation pattern And a first calibration pattern comprising a silicon-containing layer having the same width as that of the resistive element, and within the wafer surface Beauty each of the blocks in the interior of each chip area or each shot area is uniformly arranged.

本発明に係る第5の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、シリサイド層の断線に起因する抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子の5倍以上の幅のシリコン含有層からなる第2校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。   A fifth resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance fluctuation defect of a resistance element formed of a silicide layer formed, and each of a plurality of blocks partitioning each chip area or each shot area of the wafer, A resistance defect evaluation pattern composed of a silicon-containing layer and a silicide layer having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect due to disconnection of the silicide layer and having the same width as the resistance element, and the resistance defect evaluation pattern And a second calibration pattern comprising a silicon-containing layer having a length of 5 mm and a width of at least five times the resistance element, and a wafer Each block is uniformly arranged in each of the inside of the and each chip area or each shot area.

本発明に係る第6の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、シリサイド層の断線に起因する抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子の5倍以上の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる第3校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。   A sixth resistance defect evaluation device according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance fluctuation defect of a resistance element formed of a silicide layer formed, and each of a plurality of blocks partitioning each chip area or each shot area of the wafer, A resistance defect evaluation pattern composed of a silicon-containing layer and a silicide layer having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect due to disconnection of the silicide layer and having the same width as the resistance element, and the resistance defect evaluation pattern A third calibration pattern comprising a silicon-containing layer and a silicide layer having a length of 5 mm and a width of at least five times the resistance element Have, each block in each of the internal wafer surface and each chip area or each shot area is uniformly arranged.

本発明に係る第7の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、シリサイド層の断線に起因する抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層からなる第1校正用パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子の5倍以上の幅のシリコン含有層からなる第2校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。   A seventh resistance defect evaluation device according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance fluctuation defect of a resistance element formed of a silicide layer formed, and each of a plurality of blocks partitioning each chip area or each shot area of the wafer, A resistance defect evaluation pattern composed of a silicon-containing layer and a silicide layer having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect due to disconnection of the silicide layer and having the same width as the resistance element, and the resistance defect evaluation pattern A first calibration pattern comprising a silicon-containing layer having the same length as the resistance element and a resistance defect evaluation pattern And a second calibration pattern comprising a silicon-containing layer having the same length as that of the resistor and having a width of at least five times that of the resistance element, and in each of the chip area or each shot area within the wafer surface. The blocks are arranged uniformly.

第7の抵抗不良評価装置において、各ブロックに、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗不良評価パターンと異なる2種類以上の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる複数の他の抵抗不良評価パターンと、第1校正用パターンと同一の長さを持ち且つ第1校正用パターンと異なる2種類以上の幅のシリコン含有層からなる複数の他の第1校正用パターンとをさらに有してもよい。   In the seventh resistance failure evaluation apparatus, each block has a plurality of other resistances including a silicon-containing layer and a silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and different widths from the resistance failure evaluation pattern. A defect evaluation pattern, and a plurality of other first calibration patterns each having a length equal to that of the first calibration pattern and including a silicon-containing layer having two or more different widths from the first calibration pattern. May be.

第7の抵抗不良評価装置において、各ブロックに、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子の5倍以上の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる第3校正用パターンをさらに有していてもよい。   In the seventh resistance failure evaluation apparatus, each block further includes a third calibration pattern having a silicon-containing layer and a silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and a width five times or more that of the resistance element. You may do it.

本発明に係る第8の抵抗不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、シリサイド層の断線に起因する抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子と同一の幅のシリコン含有層からなる第1校正用パターンと、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗素子の5倍以上の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる第3校正用パターンとを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されている。   An eighth resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance fluctuation defect of a resistance element formed of a silicide layer formed, and each of a plurality of blocks partitioning each chip area or each shot area of the wafer, A resistance defect evaluation pattern composed of a silicon-containing layer and a silicide layer having a length capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation defect due to disconnection of the silicide layer and having the same width as the resistance element, and the resistance defect evaluation pattern A first calibration pattern comprising a silicon-containing layer having the same length as that of the resistance element and a resistance defect evaluation pattern A third calibration pattern comprising a silicon-containing layer and a silicide layer having the same length as that of the semiconductor element and a width of 5 times or more of the resistance element, and each of the chip area or each shot area in the wafer plane Each block is uniformly arranged inside.

第4〜第8の抵抗不良評価装置のいずれか1つにおいて、抵抗不良評価パターンの長さAは、抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている抵抗不良評価パターンの第1の抵抗値と抵抗変動不良が存在しない抵抗不良評価パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が第2の抵抗値に対して2%以上になるように設定され、半導体集積回路装置に搭載された抵抗素子の合計長さをBとすると、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれる抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/10倍以上で且つ10倍以下であることが好ましい。尚、第4〜第8の抵抗不良評価装置のいずれか1つにおいて、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は1倍(100%)以下であることが好ましい。すなわち、一般的に、評価パターンの抵抗ばらつきが目標値に対して±10%程度以内の変動であれば評価パターンが良品であるという評価を行なうので、100%以下の抵抗変動成分の大きさを検出できればよい。また、完全な断線が生じた場合には検出される抵抗変動成分の大きさは無限大倍(∞%)になるので、従来の長配線パターンである櫛状(Comb)及び蛇状(Serp)の配線パターンを用いて抵抗不良評価を行なうことができる。従って、このような従来の長配線パターンによる抵抗不良評価と区別するためには、第4〜第8の抵抗不良評価装置のいずれか1つにおいて、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は100倍(10000%)以下であってもよい。   In any one of the fourth to eighth resistance defect evaluation apparatuses, the length A of the resistance defect evaluation pattern is equal to the first resistance value and the resistance of the resistance defect evaluation pattern in which the resistance variation defect occurs in at least one place. The resistance variation component, which is the difference from the second resistance value of the resistance defect evaluation pattern in which no variation defect exists, is set to be 2% or more with respect to the second resistance value, and is mounted on the semiconductor integrated circuit device. When the total length of the resistance elements is B, the number of resistance defect evaluation patterns included in one of the chip regions or one of the shot regions is 1/10 times or more and 10 times or less of B / A. Is preferred. In any one of the fourth to eighth resistance defect evaluation apparatuses, it is preferable that the magnitude (ratio) of the resistance fluctuation component is 1 time (100%) or less. That is, generally, if the resistance variation of the evaluation pattern is a variation within about ± 10% of the target value, the evaluation pattern is evaluated as a non-defective product. It only has to be detected. In addition, when a complete disconnection occurs, the magnitude of the resistance variation component detected is infinitely large (∞%), so that the conventional long wiring patterns, comb-like (Comb) and snake-like (Serp) It is possible to evaluate resistance failure using the wiring pattern. Therefore, in order to distinguish from the conventional resistance failure evaluation by the long wiring pattern, in any one of the fourth to eighth resistance failure evaluation apparatuses, the magnitude (ratio) of the resistance fluctuation component is It may be 100 times (10000%) or less.

また、第4〜第8の抵抗不良評価装置において、各ブロック内で各校正用パターンは抵抗不良評価パターンの近傍、具体的には抵抗不良評価パターンから500μm以下の範囲内に配置されることが好ましい。   In the fourth to eighth resistance defect evaluation apparatuses, each calibration pattern in each block may be arranged in the vicinity of the resistance defect evaluation pattern, specifically within a range of 500 μm or less from the resistance defect evaluation pattern. preferable.

本発明に係る第1の抵抗不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明に係る第7の抵抗不良評価装置を使用して、各ブロック内の抵抗不良評価パターン、第1校正用パターン及び第2校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第2校正用パターンの幅の設計値をDRとし、第1の工程で測定された第1校正用パターン及び第2校正用パターンのそれぞれの抵抗値をR1及びR2として、各ブロックにおける抵抗不良評価パターンの電気的換算寸法ECDを、 ECD=DR×R2/R1
に従って算出する第2の工程と、第2の工程で算出された電気的換算寸法ECD及び第1の工程で測定された抵抗不良評価パターンの抵抗値RをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成するか、又は、抵抗不良評価パターンの長さをAとして、各ブロックにおける抵抗不良評価パターンのシート抵抗値Rsを、
Rs=R×ECD/A
に従って算出し、算出されたシート抵抗値Rs及び第2の工程で算出された電気的換算寸法ECDをそれぞれY軸及びX軸にプロットすることによってグラフを作成する第3の工程と、第3の工程で作成されたグラフに基づいて、抵抗不良評価パターンの抵抗値R又はシート抵抗値Rsが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えている。
A first resistance defect evaluation method according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, a silicon-containing layer, and a silicon-containing layer thereon An evaluation method for evaluating a resistance fluctuation failure of a resistance element including a formed silicide layer, using a seventh resistance failure evaluation apparatus according to the present invention, a resistance failure evaluation pattern in each block, a first A first step of measuring respective resistance values of the calibration pattern and the second calibration pattern at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip region or each shot region, and the width of the second calibration pattern The design value is DR, and the resistance values of the first calibration pattern and the second calibration pattern measured in the first step are R1 and R2, respectively. Electrical conversion dimensions ECD of kicking resistance defect test pattern, ECD = DR × R2 / R1
Plotting on the X-axis and Y-axis the second step calculated according to the above, the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step, and the resistance value R of the resistance failure evaluation pattern measured in the first step, respectively. Or the sheet resistance value Rs of the resistance failure evaluation pattern in each block, where A is the length of the resistance failure evaluation pattern,
Rs = R × ECD / A
A third step of creating a graph by plotting the calculated sheet resistance value Rs and the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step on the Y axis and the X axis, respectively, Based on the graph created in the process, the resistance fluctuation R of the resistance defect evaluation pattern is detected by extracting the points where the resistance value R or the sheet resistance value Rs of the resistance defect evaluation pattern is discretely increased. The process is provided.

第1の抵抗不良評価方法において、各ブロックには、抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ抵抗不良評価パターンと異なる2種類以上の幅のシリコン含有層及びシリサイド層からなる複数の他の抵抗不良評価パターンと、第1校正用パターンと同一の長さを持ち且つ第1校正用パターンと異なる2種類以上の幅のシリコン含有層からなる複数の他の第1校正用パターンとがさらに設けられており、第1の工程は、各ブロック内の各他の抵抗不良評価パターン及び各他の第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する工程を含んでいてもよい。   In the first resistance failure evaluation method, each block has a plurality of other layers including a silicon-containing layer and a silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and different widths from the resistance failure evaluation pattern. There are further provided a resistance failure evaluation pattern and a plurality of other first calibration patterns made of a silicon-containing layer having two or more different widths having the same length as the first calibration pattern and different from the first calibration pattern. In the first step, each resistance value of each other resistance failure evaluation pattern and each other first calibration pattern in each block is set in the wafer surface and each chip area or each shot area. The process of measuring in the several location in may be included.

本発明に係る第2の抵抗不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明に係る第4の抵抗不良評価装置を使用して、各ブロック内の抵抗不良評価パターン及び第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおける抵抗不良評価パターン及び第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR及びr1とし、第1の工程で測定されたウェハ面内における全ての第1校正用パターンの抵抗値の平均値をr1(Ave) として、抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(1)を、
RR'(1)=RR×r1(Ave) /r1
に従って算出する第2の工程と、第2の工程で算出された補正値RR'(1)のウェハ面内又は各チップ領域内若しくは各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、第3の工程で作成された分布図に基づいて、補正値RR'(1)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えている。
A second resistance failure evaluation method according to the present invention includes at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, a silicon-containing layer, and a silicon-containing layer thereon. An evaluation method for evaluating a resistance fluctuation failure of a resistance element including a formed silicide layer, using a fourth resistance failure evaluation apparatus according to the present invention, and a resistance failure evaluation pattern in each block and a first A first step of measuring each resistance value of the calibration pattern at a plurality of locations in the wafer surface and each chip region or each shot region, and resistance failure evaluation in each block measured in the first step The resistance values of the pattern and the first calibration pattern are RR and r1, respectively, and all of the first calibration values in the wafer surface measured in the first step are used. The average value of the resistance value of the turn as r1 (Ave), the correction value RR of the resistance value RR of the resistance defect test pattern 'a (1),
RR ′ (1) = RR × r1 (Ave) / r1
And a third step of creating a distribution map of the correction value RR ′ (1) calculated in the second step in the wafer surface, in each chip region, or in each shot region, Based on the distribution map created in the third step, a point where the correction value RR ′ (1) is discretely extracted is extracted to detect a resistance fluctuation failure in the resistance failure evaluation pattern. And.

本発明に係る第3の抵抗不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明に係る第6の抵抗不良評価装置を使用して、各ブロック内の抵抗不良評価パターン及び第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおける抵抗不良評価パターン及び第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR及びr3とし、第1の工程で測定されたウェハ面内における全ての第3校正用パターンの抵抗値の平均値をr3(Ave) として、抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(2)を、
RR'(2)=RR×r3(Ave) /r3
に従って算出する第2の工程と、第2の工程で算出された補正値RR'(2)のウェハ面内又は各チップ領域内若しくは各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、第3の工程で作成された分布図に基づいて、補正値RR'(2)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えている。
A third resistance failure evaluation method according to the present invention includes at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon. An evaluation method for evaluating a resistance variation failure of a resistance element including a formed silicide layer, using a sixth resistance failure evaluation apparatus according to the present invention, and a resistance failure evaluation pattern in each block and a third A first step of measuring each resistance value of the calibration pattern at a plurality of locations in the wafer surface and each chip region or each shot region, and resistance failure evaluation in each block measured in the first step The resistance values of the pattern and the third calibration pattern are RR and r3, and all the third calibration values in the wafer plane measured in the first step are used. The average value of the resistance value of the turn as r3 (Ave), the correction value RR of the resistance value RR of the resistance defect test pattern '(2),
RR ′ (2) = RR × r3 (Ave) / r3
And a third step of creating a distribution map of the correction value RR ′ (2) calculated in the second step in the wafer surface, in each chip region or in each shot region, Based on the distribution map created in the third step, a point in which the correction value RR ′ (2) is discretely increased is extracted, thereby detecting a resistance fluctuation failure in the resistance failure evaluation pattern. And.

本発明に係る第4の抵抗不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明に係る第8の抵抗不良評価装置を使用して、各ブロック内の抵抗不良評価パターン、第1校正用パターン及び第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおける抵抗不良評価パターン、第1校正用パターン及び第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR、r1及びr3とし、第1の工程で測定されたウェハ面内における全ての第1校正用パターンの抵抗値及び全ての第3校正用パターンの抵抗値のそれぞれの平均値をr1(Ave) 及びr3(Ave) として、抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)をそれぞれ、
RR'(1)=RR×r1(Ave) /r1
RR'(2)=RR×r3(Ave) /r3
RR'(3)=RR×r1(Ave) ×r3(Ave) /(r1×r3)
に従って算出する第2の工程と、第2の工程で算出された補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3) のそれぞれのウェハ面内又は各チップ領域内若しくは各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、第3の工程で作成された各分布図に基づいて、補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えている。
A fourth resistance defect evaluation method according to the present invention is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and a silicon-containing layer and a silicon-containing layer thereon An evaluation method for evaluating a resistance fluctuation failure of a resistance element including a formed silicide layer, using the eighth resistance failure evaluation apparatus according to the present invention, a resistance failure evaluation pattern in each block, a first The first step of measuring the resistance values of the calibration pattern and the third calibration pattern at a plurality of locations in the wafer surface and each chip region or each shot region, and the first step were measured. The resistance values of the resistance failure evaluation pattern, the first calibration pattern, and the third calibration pattern in each block are RR, r1, and r3, respectively, and the first step The average value of the measured resistance values of all the first calibration patterns and the resistance values of all the third calibration patterns in the wafer surface is defined as r1 (Ave) and r3 (Ave), and the resistance defect evaluation pattern The correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2) and the correction value RR ′ (3) of the resistance value RR are respectively
RR ′ (1) = RR × r1 (Ave) / r1
RR ′ (2) = RR × r3 (Ave) / r3
RR ′ (3) = RR × r1 (Ave) × r3 (Ave) / (r1 × r3)
In the wafer surface or each chip area of the correction value RR ′ (1), correction value RR ′ (2) and correction value RR ′ (3) calculated in the second step And a correction value RR ′ (1), a correction value RR ′ (2), and a correction based on the third step of creating a distribution map in each shot area and each distribution map created in the third step And a fourth step of detecting a resistance fluctuation defect of the resistance defect evaluation pattern by extracting a point where the value RR ′ (3) is discretely increased.

第2又は第4の抵抗不良評価方法において、第2の工程において、平均値r1(Ave) に代えて、第1の工程で測定されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全ての第1校正用パターンの抵抗値の平均値r1shot(Ave) 、又は第1の工程で測定されたブロックの1つにおける全ての第1校正用パターンの抵抗値の平均値r1block(Ave)を用いてもよい。   In the second or fourth resistance failure evaluation method, in the second step, instead of the average value r1 (Ave), all of the chip regions measured in the first step or one of the shot regions are all measured. Using the average value r1shot (Ave) of the resistance values of the first calibration pattern or the average value r1block (Ave) of the resistance values of all the first calibration patterns in one of the blocks measured in the first step Also good.

第3又は第4の抵抗不良評価方法において、第2の工程において、平均値r3(Ave) に代えて、第1の工程で測定されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全ての第3校正用パターンの抵抗値の平均値r3shot(Ave) 、又は第1の工程で測定されたブロックの1つにおける全ての第3校正用パターンの抵抗値の平均値r3block(Ave)を用いてもよい。   In the third or fourth resistance failure evaluation method, in the second step, instead of the average value r3 (Ave), all the chip regions or one of the shot regions measured in the first step are measured. Using the average value r3shot (Ave) of the resistance values of the third calibration pattern or the average value r3block (Ave) of the resistance values of all the third calibration patterns in one of the blocks measured in the first step Also good.

本発明に係る第1の抵抗不良評価装置の製造方法は、第3〜第8の抵抗不良評価装置のいずれか1つの製造方法であって、評価対象となる抵抗素子は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線であって、ウェハよりなる基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、第1の絶縁膜上にシリコン含有層を堆積する工程と、第1のマスクパターンを用いてシリコン含有層に対してエッチングを行なうことにより、シリコン含有層を抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、パターニングされたシリコン含有層の側面にサイドウォールを形成した後、シリサイド化を防止するための第2の絶縁膜を堆積する工程と、第2のマスクパターンを用いて第2の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、第2の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、第2の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、サリサイドプロセスを用いてシリサイド化領域のシリコン含有層の上部にシリサイド層を形成することによってゲート電極配線を形成する工程とを備えている。   The manufacturing method of the first resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is any one of the third to eighth resistance defect evaluation apparatuses, and the resistance element to be evaluated is included in the semiconductor integrated circuit device. A gate electrode wiring constituting a MOS transistor to be mounted; a step of forming a first insulating film on a substrate made of a wafer; a step of depositing a silicon-containing layer on the first insulating film; Etching the silicon-containing layer using the mask pattern of the step, patterning the silicon-containing layer into the respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern, and the side surface of the patterned silicon-containing layer After forming the sidewall, a step of depositing a second insulating film for preventing silicidation, and a second mask pattern is used to form the second insulating film. Etching is performed to set a silicidation region from which the second insulating film is removed and a silicidation prevention region from which the second insulating film is left, and silicon in the silicidation region using a salicide process. Forming a gate electrode wiring by forming a silicide layer on the containing layer.

本発明に係る第2の抵抗不良評価装置の製造方法は、第3〜第8の抵抗不良評価装置のいずれか1つの製造方法であって、評価対象となる抵抗素子は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン不純物層であって、ウェハよりなる半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、第1のマスクパターンを用いて第1の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、第1の絶縁膜を抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、パターニングされた第1の絶縁膜をマスクとして、半導体基板に対してエッチングを行なってトレンチを形成する工程と、トレンチ内に第2の絶縁膜を埋め込む工程と、CMPにより第2の絶縁膜の表面を平坦化した後、第1の絶縁膜を除去してトレンチ分離を形成する工程と、トレンチ分離が形成されていない半導体基板の露出表面部に対して不純物を導入することによって不純物層を形成した後、半導体基板上に、シリサイド化を防止するための第3の絶縁膜を堆積する工程と、第2のマスクパターンを用いて第3の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、第3の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、第3の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、サリサイドプロセスを用いてシリサイド化領域の不純物層の上部にシリサイド層を形成することによってソース/ドレイン不純物層を形成する工程とを備えている。   The manufacturing method of the second resistance defect evaluation apparatus according to the present invention is any one of the third to eighth resistance defect evaluation apparatuses, and the resistance element to be evaluated is included in the semiconductor integrated circuit device. A source / drain impurity layer constituting a MOS transistor to be mounted, the step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate made of a wafer, and the first insulating film using the first mask pattern Etching the semiconductor substrate using the patterned first insulating film as a mask, and a step of patterning the first insulating film into the respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern. Forming a trench, embedding a second insulating film in the trench, planarizing the surface of the second insulating film by CMP, and then forming a first insulating film. Forming a trench isolation by removing the film, and forming an impurity layer by introducing an impurity into the exposed surface portion of the semiconductor substrate where the trench isolation is not formed, and then siliciding the semiconductor substrate. A step of depositing a third insulating film for preventing, and a silicidation region where the third insulating film is removed by etching the third insulating film using the second mask pattern; A step of setting a silicidation prevention region in which the third insulating film remains, and a step of forming a source / drain impurity layer by forming a silicide layer on the impurity layer of the silicidation region using a salicide process And has.

本発明に係るコンタクト不良評価装置は、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、ウェハの各チップ領域毎に又は各ショット領域毎に、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つコンタクトチェーン抵抗パターンを有し、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数をnとし、半導体集積回路装置に搭載されたコンタクトの総数をNとすると、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれるコンタクトチェーン抵抗パターンの数は、N/nの1/10倍以上で且つ10倍以下である。   A contact defect evaluation apparatus according to the present invention is an evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device, and is provided for each chip region or each shot of a wafer. Each region has a contact chain resistance pattern with the number of contacts that can measure the resistance variation component that causes resistance variation failure, where n is the number of contacts in the contact chain resistance pattern, and the total number of contacts mounted on the semiconductor integrated circuit device is Assuming N, the number of contact chain resistance patterns included in one of the chip regions or one of the shot regions is not less than 1/10 times N / n and not more than 10 times.

本発明のコンタクト不良評価装置において、コンタクトチェーン抵抗パターンは、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに配置されており、各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの近傍に、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値を決定する下地パターンの抵抗値を校正するために用いられ且つ評価対象のコンタクト間パターン長Lと同等のコンタクト間パターン長L1、コンタクト間パターン長L1よりも長いコンタクト間パターン長L2及びコンタクト間パターン長L2よりも長いコンタクト間パターン長L3のそれぞれを持つ複数の第1校正用パターンを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されていることが好ましい。   In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, the contact chain resistance pattern is arranged in each of a plurality of blocks that divide each chip region or each shot region of the wafer, and the contact chain resistance pattern is located near the contact chain resistance pattern in each block. The inter-contact pattern length L1, which is used to calibrate the resistance value of the base pattern that determines the resistance value of the chain resistance pattern and is equal to the inter-contact pattern length L to be evaluated, and the inter-contact pattern length longer than the inter-contact pattern length L1 Each block has a plurality of first calibration patterns each having a length L2 and an inter-contact pattern length L3 longer than the inter-contact pattern length L2, and each block is within the wafer surface and inside each chip area or each shot area. Evenly arranged It is preferred.

本発明のコンタクト不良評価装置において、コンタクトチェーン抵抗パターンは、ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに配置されており、各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの近傍に、評価対象のコンタクト径dよりも小さいコンタクト径d1、コンタクト径dと同等のコンタクト径d2及びコンタクト径dよりも大きいコンタクト径d3のそれぞれを持つ複数の第2校正用パターンを有し、ウェハ面内及び各チップ領域又は各ショット領域のそれぞれの内部において各ブロックは均一に配置されていることが好ましい。   In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, the contact chain resistance pattern is arranged in each of a plurality of blocks that divide each chip area or each shot area of the wafer, and is evaluated in the vicinity of the contact chain resistance pattern in each block. A plurality of second calibration patterns each having a contact diameter d1 smaller than the target contact diameter d, a contact diameter d2 equivalent to the contact diameter d, and a contact diameter d3 larger than the contact diameter d; It is preferable that the blocks are arranged uniformly in each chip area or each shot area.

尚、本発明のコンタクト不良評価装置において、各ブロック内で各校正用パターンはコンタクトチェーン抵抗パターンの近傍、具体的にはコンタクトチェーン抵抗パターンから500μm以下の範囲内に配置されることが好ましい。   In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, it is preferable that each calibration pattern in each block is disposed in the vicinity of the contact chain resistance pattern, specifically within a range of 500 μm or less from the contact chain resistance pattern.

本発明のコンタクト不良評価装置において、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数nは、抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じているコンタクトチェーン抵抗パターンの第1の抵抗値と抵抗変動不良が存在しないコンタクトチェーン抵抗パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が第1の抵抗値に対して1%以上になるように設定されることが好ましい。尚、本発明のコンタクト不良評価装置において、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は1倍(100%)以下であることが好ましい。すなわち、一般的に、評価パターンの抵抗ばらつきが目標値に対して±10%程度以内の変動であれば評価パターンが良品であるという評価を行なうので、100%以下の抵抗変動成分の大きさを検出できればよい。また、完全な断線が生じた場合には検出される抵抗変動成分の大きさは無限大倍(∞%)になるので、従来の大規模なコンタクトチェーン抵抗パターンを用いて抵抗不良評価を行なうことができる。従って、このような従来の大規模なコンタクトチェーン抵抗パターンによる抵抗不良評価と区別するためには、本発明のコンタクト不良評価装置において、前記の抵抗変動成分の大きさ(割合)は100倍(10000%)以下であってもよい。   In the contact failure evaluation apparatus according to the present invention, the number n of contacts of the contact chain resistance pattern includes the first resistance value of the contact chain resistance pattern in which the resistance variation failure occurs in at least one place and the contact chain resistance in which the resistance variation failure does not exist. It is preferable that the resistance fluctuation component, which is a difference from the second resistance value of the pattern, is set to be 1% or more with respect to the first resistance value. In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, it is preferable that the magnitude (ratio) of the resistance variation component is 1 time (100%) or less. That is, generally, if the resistance variation of the evaluation pattern is a variation within about ± 10% of the target value, the evaluation pattern is evaluated as a non-defective product. It only has to be detected. In addition, when a complete disconnection occurs, the magnitude of the resistance fluctuation component detected is infinitely large (∞%). Therefore, resistance failure evaluation should be performed using a conventional large-scale contact chain resistance pattern. Can do. Therefore, in order to distinguish from the conventional resistance failure evaluation by a large-scale contact chain resistance pattern, in the contact failure evaluation apparatus of the present invention, the magnitude (ratio) of the resistance variation component is 100 times (10000). %) Or less.

本発明のコンタクト不良評価装置において、コンタクトは、コンタクトホール内に高融点金属膜又は金属膜を埋め込むことによって形成されたコンタクト電極であってもよい。   In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, the contact may be a contact electrode formed by embedding a refractory metal film or a metal film in the contact hole.

本発明のコンタクト不良評価装置において、コンタクトの下地パターンは、ゲート電極配線層、ソース/ドレイン不純物層又は下層金属配線層であってもよい。   In the contact failure evaluation apparatus of the present invention, the base pattern of the contact may be a gate electrode wiring layer, a source / drain impurity layer, or a lower metal wiring layer.

本発明に係る第1のコンタクト不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明のコンタクト不良評価装置であって校正用パターンを有するコンタクト不良評価装置を使用して、各ブロック内のコンタクトチェーン抵抗パターン及び各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおける各第1校正用パターンの抵抗値をコンタクト間パターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、コンタクト間パターン長L1、L2及びL3並びに各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成し、作成したグラフのY切片の値から、当該ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンを構成するコンタクトの1つ当たりの抵抗値rcを算出する第2の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、第2の工程で算出されたコンタクトの1つ当たりの抵抗値rc及びコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成するか、又は、第2の工程で算出されたコンタクトの1つ当たりの抵抗値rc及び単位面積当たりのコンタクト抵抗値ρcを用いて、各ブロックにおける電気的換算コンタクト径dを、
d=(ρc/(π×rc))1/2
に従って算出すると共に、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、算出された電気的換算コンタクト径d又はその逆数及びコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する第3の工程と、第3の工程で作成されたグラフに基づいて、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えている。
A first contact failure evaluation method according to the present invention is an evaluation method for evaluating a resistance variation failure of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device, and is a contact failure evaluation device according to the present invention having a calibration pattern. Using the contact failure evaluation device, measure the resistance values of the contact chain resistance pattern and the first calibration pattern in each block at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip area or each shot area. And the resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first step as r1, r2, and r3 for the inter-contact pattern lengths L1, L2, and L3, respectively. The lengths L1, L2, and L3 and the resistance values r1, r2, and r3 of the first calibration patterns are respectively represented by the X axis and the Y axis. A second step of calculating a resistance value rc per contact constituting the contact chain resistance pattern in the block from the value of the Y intercept of the generated graph; The resistance value rc of each contact and the resistance value Rc of the contact chain resistance calculated in the second step are set to Rc, where Rc is the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the above step. And plotting on the Y-axis, or using the resistance value rc per contact and the contact resistance value ρc per unit area calculated in the second step, Equivalent contact diameter d,
d = (ρc / (π × rc)) 1/2
And the calculated electrical converted contact diameter d or its reciprocal and the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern, respectively, using the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step as Rc. Based on the third step of creating a graph by plotting on the X-axis and the Y-axis and the graph created in the third step, the points where the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern rose discretely are extracted. By doing so, there is provided a fourth step of detecting a resistance variation defect of the contact chain resistance pattern.

本発明に係る第2のコンタクト不良評価方法は、半導体集積回路装置に搭載されているコンタクトの抵抗変動不良を評価する評価方法であって、本発明のコンタクト不良評価装置であって校正用パターンを有するコンタクト不良評価装置を使用して、各ブロック内のコンタクトチェーン抵抗パターン及び各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内又は各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおける各第1校正用パターンの抵抗値をコンタクト間パターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、コンタクト間パターン長L1、L2及びL3並びに各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成し、作成したグラフの傾きの値から、当該ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruを算出する第2の工程と、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとし、第2の工程で算出されたウェハ面内における全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値をRu(Ave) として、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcの補正値Rc’を、
Rc’=Rc×Ru(Ave) /Ru
に従って算出する第3の工程と、第3の工程で算出された補正値Rc’のウェハ面内又は各チップ領域内若しくは各ショット領域内における分布図を作成する第4の工程と、第4の工程で作成された分布図に基づいて、補正値Rc’が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第5の工程とを備えている。
A second contact failure evaluation method according to the present invention is an evaluation method for evaluating a resistance variation failure of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device, and is a contact failure evaluation device according to the present invention. The contact chain resistance pattern in each block and each resistance value of each first calibration pattern at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip area or in each shot area. The first process to be measured and the resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first process as r1, r2, and r3 for the inter-contact pattern lengths L1, L2, and L3, respectively, between the contacts The pattern lengths L1, L2, and L3 and the resistance values r1, r2, and r3 of the first calibration patterns are respectively set to the X axis and A second step of creating a graph by plotting on the Y-axis, and calculating a resistance value Ru per unit length of the base pattern of the contact chain resistance pattern in the block from the slope value of the created graph, The resistance value Ru of the contact chain resistance pattern in each block measured in the step is Rc, and the resistance value Ru per unit length of the ground pattern of all the contact chain resistance patterns in the wafer surface calculated in the second step The average value is Ru (Ave), and the correction value Rc ′ of the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is
Rc ′ = Rc × Ru (Ave) / Ru
A fourth step of creating a distribution map of the correction value Rc ′ calculated in the third step in the wafer surface or in each chip region or in each shot region; And a fifth step of detecting a resistance variation defect of the contact chain resistance pattern by extracting a point where the correction value Rc ′ is discretely increased based on the distribution diagram created in the step.

第2のコンタクト不良評価方法において、第3の工程において、平均値Ru(Ave) に代えて、第2の工程で算出されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rushot(Ave) 、又は第2の工程で算出されたブロックの1つにおける全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rublock(Ave)を用いてもよい。   In the second contact failure evaluation method, in the third step, all contact chain resistances in one of the chip regions or one of the shot regions calculated in the second step are substituted for the average value Ru (Ave). The average value Rushot (Ave) of the resistance value Ru per unit length of the pattern base pattern, or the resistance value per unit length of the base pattern of all contact chain resistance patterns in one of the blocks calculated in the second step An average value Rublock (Ave) of Ru may be used.

本発明に係る第1のコンタクト不良評価装置の製造方法は、本発明のコンタクト不良評価装置であって校正用パターンを有するコンタクト不良評価装置の製造方法である。具体的には、ウェハよりなる基板上に、コンタクトチェーン抵抗パターン及び校正用パターンのそれぞれの下地パターンを形成する工程と、下地パターンが形成された基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に、各下地パターンに達する複数のホールを形成する工程と、各ホールに導電体膜を埋め込んで複数のコンタクトを形成する工程と、各コンタクトの上及び絶縁膜の上に上層配線を形成する工程とを備えている。   The manufacturing method of the 1st contact defect evaluation apparatus which concerns on this invention is a contact defect evaluation apparatus of this invention, Comprising: It is a manufacturing method of the contact defect evaluation apparatus which has a pattern for a calibration. Specifically, a step of forming respective base patterns of a contact chain resistance pattern and a calibration pattern on a substrate made of a wafer, a step of forming an insulating film on the substrate on which the base pattern is formed, and an insulating film In addition, a step of forming a plurality of holes reaching each base pattern, a step of embedding a conductor film in each hole to form a plurality of contacts, and a step of forming an upper layer wiring on each contact and on the insulating film And has.

本発明に係る第2のコンタクト不良評価装置の製造方法は、本発明のコンタクト不良評価装置であって校正用パターンを有するコンタクト不良評価装置の製造方法である。具体的には、ウェハよりなる基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第1の導電体膜を形成する工程と、第1のマスクパターンを用いて前記第1の導電体膜に対してエッチングを行なうことにより、前記コンタクトチェーン抵抗パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの下地パターンを形成する工程と、前記下地パターンが形成された前記基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、第2のマスクパターンを用いて前記層間絶縁膜に対してエッチングを行なって、前記各下地パターンに達する複数のホールを形成する工程と、前記各ホールに第2の導電体膜を埋め込む工程と、前記各ホール内の前記第2の導電体膜を残しつつ、前記各ホールの外側の前記第2の導電体膜をCMPにより除去して複数のコンタクトを形成する工程と、前記各コンタクトの上及び前記層間絶縁膜の上に第3の導電体膜を形成する工程と、第3のマスクパターンを用いて前記第3の導電体膜に対してエッチングを行なうことにより上層配線を形成する工程とを備えている。   The manufacturing method of the 2nd contact failure evaluation apparatus concerning the present invention is a manufacturing method of the contact failure evaluation apparatus of the present invention which has a calibration pattern. Specifically, the step of forming an insulating film on a substrate made of a wafer, the step of forming a first conductive film on the insulating film, and the first conductor using a first mask pattern Etching the film to form a base pattern of each of the contact chain resistance pattern and the calibration pattern; and forming an interlayer insulating film on the substrate on which the base pattern is formed; Etching the interlayer insulating film using a second mask pattern to form a plurality of holes reaching the underlying patterns; and embedding a second conductor film in each of the holes; Removing the second conductor film outside each hole by CMP while leaving the second conductor film in each hole, and forming a plurality of contacts; Forming a third conductor film on each of the contacts and on the interlayer insulating film; and etching the third conductor film using a third mask pattern to form an upper layer wiring Forming a step.

本発明によると、評価装置となるウェハの各チップ領域毎に又は各ショット領域毎に、集積回路装置の構成要素の抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる評価パターンが設けられていると共に、チップ領域の1つ又はショット領域の1つに含まれる評価パターンの数は、集積回路装置の歩留まり予測ができるように設定されている。このため、集積回路装置の構成要素における抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を正確に評価することができると共に、各チップ領域又は各ショット領域における各評価パターンについての抵抗測定を行ない、該測定結果に基づいてソフトオープン不良の数を検出することにより、集積回路装置の歩留まり評価を行なうことが可能になる。すなわち、製造される集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   According to the present invention, for each chip area or each shot area of the wafer serving as an evaluation apparatus, an evaluation pattern capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation failure of a component of the integrated circuit device is provided, The number of evaluation patterns included in one of the chip areas or one of the shot areas is set so that the yield of the integrated circuit device can be predicted. Therefore, it is possible to accurately evaluate the resistance rise failure (soft open failure) in the components of the integrated circuit device, and to measure the resistance for each evaluation pattern in each chip area or each shot area, By detecting the number of soft open defects based on this, it is possible to evaluate the yield of the integrated circuit device. That is, the influence of soft open defects on the yield of integrated circuit devices to be manufactured can be evaluated.

具体的には、本発明に係る抵抗不良評価装置、該評価装置を使用した抵抗不良評価方法及び該評価装置の製造方法によると、抵抗不良評価パターンが、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つため、抵抗素子の一部分における抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を正確に評価することができる。また、各チップ領域又は各ショット領域に、抵抗素子の歩留まり評価を行なえる数の抵抗不良評価パターンが配置されているため、各チップ領域又は各ショット領域における各抵抗不良評価パターンについての抵抗測定を行ない、該測定結果に基づいてソフトオープン不良の数を検出することにより、抵抗素子の歩留まり評価を行なうことが可能になる。従って、製造される半導体集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   Specifically, according to the resistance defect evaluation apparatus, the resistance defect evaluation method using the evaluation apparatus, and the manufacturing method of the evaluation apparatus according to the present invention, a resistance variation component that causes a resistance variation defect is measured. Since it has a possible length, it is possible to accurately evaluate a resistance rise failure (soft open failure) in a part of the resistance element. In addition, since the resistance defect evaluation patterns that can evaluate the yield of the resistance elements are arranged in each chip area or each shot area, resistance measurement for each resistance defect evaluation pattern in each chip area or each shot area is performed. Then, by detecting the number of soft open defects based on the measurement result, the yield of the resistance element can be evaluated. Therefore, it is possible to evaluate the influence of the soft open defect on the yield of the manufactured semiconductor integrated circuit device.

特に、MOS(metal oxide semiconductor )トランジスタにおけるゲート電極配線となるポリシリコン膜上又はソース/ドレイン不純物層上にサリサイドプロセスにより形成されたシリサイド層の断線については、シリサイド層の下側に不純物がドーピングされたポリシリコン膜又は不純物層が存在するため、シリサイド層が断線しても完全な断線(ハードオープン)とはならない。すなわち、ポリシリコン膜又は不純物層が所定の抵抗値を有しているため、シリサイド層が断線した場合、ゲート電極配線全体又はソース/ドレイン不純物層全体としては部分的な抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を生じる。このようなソフトオープン不良は、本発明に係る抵抗不良評価装置及び該評価装置を使用した抵抗不良評価方法により正確に検出されるため、該検出結果に基づいて、ソフトオープン不良を考慮した歩留まり評価が可能となる。   In particular, with regard to disconnection of a silicide layer formed by a salicide process on a polysilicon film or a source / drain impurity layer which is a gate electrode wiring in a MOS (metal oxide semiconductor) transistor, impurities are doped below the silicide layer. In addition, since the polysilicon film or the impurity layer exists, even if the silicide layer is disconnected, it is not completely disconnected (hard open). That is, since the polysilicon film or the impurity layer has a predetermined resistance value, if the silicide layer is disconnected, the entire gate electrode wiring or the entire source / drain impurity layer has a partial resistance increase failure (soft open failure) ) Is generated. Since such a soft open defect is accurately detected by the resistance defect evaluation apparatus and the resistance defect evaluation method using the evaluation apparatus according to the present invention, the yield evaluation considering the soft open defect is performed based on the detection result. Is possible.

同様に、本発明に係るコンタクト不良評価装置、該評価装置を使用したコンタクト不良の評価方法及び該評価装置の製造方法によると、コンタクトチェーン抵抗パターンが、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つため、コンタクトの一部分、例えば、多数のコンタクトのうちの1つのコンタクトにおけるソフトオープン不良を正確に評価することができる。また、各チップ領域又は各ショット領域に、集積回路装置に搭載された全コンタクトについての歩留まり評価を行なえる数のコンタクトチェーン抵抗パターンが配置されているため、各チップ領域又は各ショット領域における各コンタクトチェーン抵抗パターンについての抵抗測定を行ない、該測定結果に基づいてソフトオープン不良の数を検出することにより、コンタクトの歩留まり評価を行なうことが可能になる。従って、製造される半導体集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   Similarly, according to the contact failure evaluation apparatus, the contact failure evaluation method using the evaluation apparatus, and the manufacturing method of the evaluation apparatus according to the present invention, the contact chain resistance pattern can measure the resistance variation component that causes the resistance variation failure. Since it has the number of contacts, it is possible to accurately evaluate a soft open defect in a part of the contact, for example, one contact among many contacts. In addition, each contact area in each chip area or each shot area has a number of contact chain resistance patterns arranged in each chip area or each shot area so that the yield of all contacts mounted on the integrated circuit device can be evaluated. By measuring the resistance of the chain resistance pattern and detecting the number of soft open defects based on the measurement result, the contact yield can be evaluated. Therefore, it is possible to evaluate the influence of the soft open defect on the yield of the manufactured semiconductor integrated circuit device.

また、本発明に係る抵抗不良評価装置又はコンタクト不良評価装置の製造方法によると、非常に短いプロセスTATでソフトオープン不良の評価装置を製造できるため、評価結果を直ちにフィードバックすることが可能になるので、プロセス改善に要する時間を短縮できるという非常に大きな効果が得られる。   Further, according to the manufacturing method of the resistance failure evaluation device or the contact failure evaluation device according to the present invention, since the evaluation device for soft open failure can be manufactured with a very short process TAT, the evaluation result can be immediately fed back. A very large effect is obtained that the time required for process improvement can be shortened.

ところで、本発明に係る抵抗不良評価装置においては、半導体集積回路装置に搭載された全ての抵抗素子の合計長さに相当する数の抵抗不良評価パターンが設けられていると共に、各抵抗不良評価パターンが、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを有している。ここで、本発明に係る抵抗不良評価方法においては、これらの抵抗不良評価パターンのそれぞれについて測定評価を行なうため、測定ポイントの数が膨大になる。例えば、後述する実施形態においては1ウェハ当たり91800箇所の測定を実施することになる。今後も、歩留まり評価対象の半導体集積回路装置の高密度化が進む状況において、抵抗素子における微弱な抵抗変動を捉えたいという要求のために、測定の必要がある抵抗不良評価パターンの数もさらに増加すると考えられる。一方、今後の測定技術の進歩によって測定評価時間は更に短縮化されると予想されるので、測定ポイント数の増大が測定評価時間の過度な増大をもたらすことはないと考えられる。従って、本発明に係る抵抗不良評価装置を使用した抵抗不良評価方法は、今後とも最も簡単且つ有効な方法と考えられる。   By the way, in the resistance failure evaluation apparatus according to the present invention, the number of resistance failure evaluation patterns corresponding to the total length of all the resistance elements mounted on the semiconductor integrated circuit device is provided, and each resistance failure evaluation pattern is provided. However, it has a length capable of measuring a resistance variation component that causes a soft open failure. Here, in the resistance failure evaluation method according to the present invention, since the measurement evaluation is performed for each of these resistance failure evaluation patterns, the number of measurement points becomes enormous. For example, in the embodiment described later, 91800 points are measured per wafer. In the future, as the density of semiconductor integrated circuit devices subject to yield evaluation continues to increase, the number of resistance defect evaluation patterns that need to be measured further increases due to the need to capture weak resistance fluctuations in resistive elements. I think that. On the other hand, it is expected that the measurement evaluation time will be further shortened by the advancement of the measurement technique in the future, and therefore, it is considered that an increase in the number of measurement points does not cause an excessive increase in the measurement evaluation time. Therefore, the resistance failure evaluation method using the resistance failure evaluation apparatus according to the present invention is considered to be the simplest and most effective method in the future.

同様に、本発明に係るコンタクト不良評価装置においては、半導体集積回路装置の全コンタクト数に相当する数のコンタクトチェーン抵抗パターンが設けられていると共に、各コンタクトチェーン抵抗パターンは、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つ。ここで、本発明に係るコンタクト不良評価方法においては、これらのコンタクトチェーン抵抗パターンのそれぞれについて測定評価を行なうため、測定ポイントの数が膨大になる。今後も、歩留まり評価対象の半導体集積回路装置の高密度化が進む状況において、非常に多数のコンタクト中の一部のコンタクトにおける微弱な抵抗変動を捉えたいという要求のために、測定の必要がある抵抗不良評価パターンの数もさらに増加すると考えられる。一方、今後の測定技術の進歩によって測定評価時間は更に短縮化されると予想されるので、測定ポイント数の増大が測定評価時間の過度な増大をもたらすことはないと考えられる。従って、本発明に係るコンタクト不良評価装置を使用したコンタクト不良評価方法は、今後とも最も簡単且つ有効な方法と考えられる。   Similarly, in the contact failure evaluation apparatus according to the present invention, the number of contact chain resistance patterns corresponding to the total number of contacts of the semiconductor integrated circuit device is provided, and each contact chain resistance pattern is a soft open failure. Has the number of contacts that can measure resistance fluctuation components. Here, in the contact failure evaluation method according to the present invention, since the measurement evaluation is performed for each of these contact chain resistance patterns, the number of measurement points becomes enormous. In the future, in the situation where the density of semiconductor integrated circuit devices subject to yield evaluation is increasing, it will be necessary to measure in order to capture weak resistance fluctuations at some contacts among a very large number of contacts. It is considered that the number of resistance defect evaluation patterns further increases. On the other hand, it is expected that the measurement evaluation time will be further shortened by the advancement of the measurement technique in the future, and therefore, it is considered that an increase in the number of measurement points does not cause an excessive increase in the measurement evaluation time. Therefore, the contact failure evaluation method using the contact failure evaluation apparatus according to the present invention is considered to be the simplest and most effective method in the future.

尚、前述のように、ゲート電極配線となるポリシリコン膜上又はソース/ドレイン不純物層となるシリコン層上におけるシリサイド層の断線の場合を例として本発明の効果を説明した。しかし、本発明のソフトオープン不良の検出方法又はその検出結果を用いた歩留まり評価方法は、アルミニウム若しくは銅等よりなる金属配線のソフトオープン不良評価、トランジスタの不純物層等と配線層とを接続するコンタクトのソフトオープン不良評価、又は金属配線同士を接続するビア部のソフトオープン不良評価にも応用することが可能であり、それによって得られる効果も非常に大きい。   As described above, the effect of the present invention has been described by taking the case of the disconnection of the silicide layer on the polysilicon film serving as the gate electrode wiring or the silicon layer serving as the source / drain impurity layer as an example. However, the soft open defect detection method or the yield evaluation method using the detection result of the present invention is based on the soft open defect evaluation of metal wiring made of aluminum or copper, the contact connecting the impurity layer of the transistor and the wiring layer. The present invention can also be applied to the soft open defect evaluation of the above, or the soft open defect evaluation of via portions connecting metal wirings, and the effect obtained thereby is also very large.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a resistance defect evaluation apparatus (resistance resistance monitor apparatus) according to the first embodiment of the present invention, specifically, a wafer (evaluation) for evaluating resistance variation defects of resistance elements mounted on a semiconductor integrated circuit device. An evaluation apparatus provided on a wafer for use will be described with reference to the drawings.

図1(a)は、本実施形態の抵抗不良モニター装置の1チップ領域(又は後述する1ショット領域)の平面図を示す。図1(a)に示すように、チップ領域101(以下、単にチップ101と称する)内に、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分が検出可能な大きさ(長さ又は幅)を持つ抵抗体である抵抗不良評価パターン102が、半導体集積回路装置の歩留まり評価が可能な数だけ均一に配置されている。言い換えると、本実施形態の抵抗不良評価パターン102の長さは、後述するように、抵抗値の測定精度によって決まる所定の長さよりも小さく設定されている。ここで、抵抗不良評価パターン102は、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子と実質的に同一の構造(第1〜第10の実施形態では材料構成及び膜厚等を意味するが、特に断らない限り、幅及び長さは構造に含めないものとする)を持つ。具体的には、本実施形態では、抵抗不良評価パターン102として、シリサイド化されたゲート電極配線である、長さ280μm、幅0.1μmの抵抗体をチップ101の内部に1800個配置した。   FIG. 1A is a plan view of one chip area (or one shot area described later) of the resistance defect monitoring device of this embodiment. As shown in FIG. 1A, a resistor having a size (length or width) in a chip region 101 (hereinafter simply referred to as a chip 101) capable of detecting a resistance variation component that causes a soft open defect. A certain number of resistance defect evaluation patterns 102 are uniformly arranged as many as the yield evaluation of the semiconductor integrated circuit device is possible. In other words, the length of the resistance defect evaluation pattern 102 of this embodiment is set to be smaller than a predetermined length determined by the resistance value measurement accuracy, as will be described later. Here, the resistance defect evaluation pattern 102 is substantially the same structure as the resistance element mounted on the semiconductor integrated circuit device (in the first to tenth embodiments, it means the material configuration, film thickness, etc. Unless otherwise specified, width and length shall not be included in the structure). Specifically, in this embodiment, 1800 resistors having a length of 280 μm and a width of 0.1 μm, which are silicided gate electrode wirings, are arranged in the chip 101 as the resistance defect evaluation pattern 102.

図1(b)は、図1(a)に示す本実施形態の抵抗不良モニター装置(1チップ領域に設けられている)がウェハ面内に均一に配置されている様子を示している。図1(b)に示すように、本実施形態では、ウェハ100の主面上の51箇所にチップ101が配置されている。従って、1ウェハ当たり、1800個×51=91800個の抵抗不良評価パターン102が配置されていることになる。   FIG. 1B shows a state in which the resistance defect monitoring device (provided in one chip region) of the present embodiment shown in FIG. 1A is uniformly arranged in the wafer surface. As shown in FIG. 1B, in this embodiment, chips 101 are arranged at 51 locations on the main surface of the wafer 100. Therefore, 1800 × 51 = 91800 resistance defect evaluation patterns 102 are arranged per wafer.

図1(c)及び図1(d)はそれぞれ抵抗不良評価パターン102の一例を示している。図1(c)に示すように、抵抗不良評価パターン102は、例えば、実質的に抵抗体となる長さAのライン部分102aと、該ライン部分102aの両端に1つずつ接続された2つの端子102bとから構成されていてもよい。また、図1(d)に示すように、抵抗不良評価パターン102は、例えば、実質的に抵抗体となる長さAのライン部分102aと、該ライン部分102aの両端に2つずつ接続された4つの端子102bとから構成されていてもよい。尚、以下の説明においては、特に断らない限り、実質的に抵抗体となるライン部分102aの長さAを抵抗不良評価パターン102の長さとする。   FIG. 1C and FIG. 1D each show an example of the resistance failure evaluation pattern 102. As shown in FIG. 1C, the resistance defect evaluation pattern 102 includes, for example, a line portion 102a having a length A that is substantially a resistor, and two pieces connected to both ends of the line portion 102a. You may comprise from the terminal 102b. Further, as shown in FIG. 1D, the resistance failure evaluation pattern 102 is connected to, for example, a line portion 102a having a length A that is substantially a resistor and two ends of the line portion 102a. You may be comprised from the four terminals 102b. In the following description, the length A of the line portion 102a that substantially becomes a resistor is the length of the resistance defect evaluation pattern 102 unless otherwise specified.

本実施形態では、抵抗不良評価パターン102として、図1(c)に示す2端子の抵抗体を用いるものとする。但し、これに代えて、図1(d)に示す4端子の抵抗体を用いてもよいし、又はその他の抵抗体としてコンタクト抵抗体若しくはビア抵抗体等を用いてもよい。また、抵抗不良評価パターン102としてMOSトランジスタ等を用いてもよい。   In the present embodiment, a two-terminal resistor shown in FIG. 1C is used as the resistance defect evaluation pattern 102. However, instead of this, a four-terminal resistor shown in FIG. 1D may be used, or a contact resistor, a via resistor, or the like may be used as another resistor. Further, a MOS transistor or the like may be used as the resistance failure evaluation pattern 102.

ここで、図1(c)に示す抵抗不良評価パターン102の長さAの設定方法について、図1(e)及び図1(f)を参照しながら説明する。図1(e)に示すように、抵抗不良が発生していない(正常な)長さAの抵抗不良評価パターン102の抵抗値をRAとし、図1(f)に示すように、抵抗不良103が少なくとも1箇所で生じている長さAの抵抗不良評価パターン102の抵抗値をRBとした場合、抵抗不良評価パターン102の長さAは、
(RB−RA)/RA×100≧2%
を満たすように設定される。具体的には、本実施形態ではA=280μmとした。この理由については図2(a)〜(f)を用いて後述する。
Here, a method for setting the length A of the resistance defect evaluation pattern 102 shown in FIG. 1C will be described with reference to FIGS. 1E and 1F. As shown in FIG. 1E, the resistance value of the resistance failure evaluation pattern 102 of length A in which no resistance failure has occurred (normal) is RA, and as shown in FIG. When the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 of length A occurring at least at one location is RB, the length A of the resistance defect evaluation pattern 102 is
(RB-RA) / RA × 100 ≧ 2%
It is set to satisfy. Specifically, in this embodiment, A = 280 μm. The reason for this will be described later with reference to FIGS.

次に、図1(a)に示すチップ101の内部に設ける必要がある抵抗不良評価パターン102の数について図1(g)を参照しながら説明する。図1(g)は、評価対象の抵抗素子111が搭載されている半導体集積回路装置110の概略平面図である。ここで、半導体集積回路装置110は、例えば製品用ウェハの各チップ領域又は各ショット領域に設けられるものである。また、評価対象の抵抗素子111として、例えば、MOSトランジスタのゲート電極配線が選択された場合、チップ101上の抵抗不良評価パターン102の数を、半導体集積回路装置110に搭載されている全てのゲート電極配線パターンの合計長さに相当する数に設定する必要がある。   Next, the number of resistance defect evaluation patterns 102 that need to be provided in the chip 101 shown in FIG. 1A will be described with reference to FIG. FIG. 1G is a schematic plan view of the semiconductor integrated circuit device 110 on which the resistance element 111 to be evaluated is mounted. Here, the semiconductor integrated circuit device 110 is provided in each chip region or each shot region of a product wafer, for example. In addition, for example, when a gate electrode wiring of a MOS transistor is selected as the resistance element 111 to be evaluated, the number of resistance defect evaluation patterns 102 on the chip 101 is set to all the gates mounted on the semiconductor integrated circuit device 110. It is necessary to set the number corresponding to the total length of the electrode wiring pattern.

尚、本実施形態において、半導体集積回路装置で使用されているゲート電極配線は、実質的にMOSトランジスタのゲート電極として機能する部分、及びトランジスタ同士を接続する配線として機能する部分等の全てを含むものとする。また、実際の半導体集積回路装置で使用されているゲート電極配線においては、最小の設計ルールの配線幅を持つ部分と、それよりも太い配線幅を持つ部分とが混在しているが、本実施形態では、集積回路内のほとんどの領域で使用されており且つ不良が最も発生しやすい最小の設計ルールの配線幅を持つゲート電極配線のみを評価対象とし、その合計長さ(総距離)をBとする。   In the present embodiment, the gate electrode wiring used in the semiconductor integrated circuit device includes all of a part that functions substantially as a gate electrode of a MOS transistor, a part that functions as a wiring that connects the transistors, and the like. Shall be. In addition, in the gate electrode wiring used in an actual semiconductor integrated circuit device, a part having the smallest design rule wiring width and a part having a larger wiring width are mixed. In the embodiment, only the gate electrode wiring having the minimum design rule wiring width which is used in most areas in the integrated circuit and is most likely to cause defects is evaluated, and the total length (total distance) is B. And

本実施形態の特徴の1つは、抵抗不良評価パターン102の長さをAとし、集積回路装置における評価対象の抵抗素子の総距離をBとした場合に、チップ101内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターン102の数を、B/Aで計算される値の1/100倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定することである。具体的には、本実施形態では、前述の範囲にある1800個の抵抗不良評価パターン102を1つのチップ101の内部に配置した。但し、ソフトオープン不良を考慮した歩留まり評価においては、チップ101内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターン102の数を、B/Aで計算される値の1/10倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定することがより好ましい。この理由については図3を用いて後述する。   One of the features of this embodiment is that the resistance defect evaluation pattern 102 must be inserted into the chip 101 when the length of the resistance defect evaluation pattern 102 is A and the total distance of the resistance elements to be evaluated in the integrated circuit device is B. The number of resistance defect evaluation patterns 102 is set to a range of 1/100 times or more and 10 times or less the value calculated by B / A. Specifically, in this embodiment, 1800 resistance defect evaluation patterns 102 within the above-described range are arranged inside one chip 101. However, in yield evaluation considering soft open defects, the number of resistance defect evaluation patterns 102 that need to be inserted into the chip 101 is 1/10 times or more and 10 times or less the value calculated by B / A. It is more preferable to set in the range. The reason for this will be described later with reference to FIG.

次に、図2(a)〜(f)を参照しながら本実施形態における抵抗不良評価パターン102の長さAの設定の仕方について、ゲート電極配線上のシリサイド層の断線不良に起因するソフトオープン不良を評価する場合を例として詳細に説明する。   Next, with reference to FIGS. 2A to 2F, with respect to how to set the length A of the resistance defect evaluation pattern 102 in this embodiment, the soft open caused by the disconnection defect of the silicide layer on the gate electrode wiring The case where a defect is evaluated will be described in detail as an example.

図2(a)は、シリサイド層が断線していない正常な抵抗不良評価パターンの平面図であり、図2(b)は、シリサイド層が1箇所で断線している抵抗不良評価パターンの平面図であり、図2(c)は、図2(a)におけるa−a’線の断面図であり、図2(d)は、図2(b)におけるb−b’線の断面図である。   FIG. 2A is a plan view of a normal resistance failure evaluation pattern in which the silicide layer is not disconnected. FIG. 2B is a plan view of a resistance failure evaluation pattern in which the silicide layer is disconnected at one location. 2C is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. 2A, and FIG. 2D is a cross-sectional view taken along the line bb ′ in FIG. 2B. .

図2(b)に示すように、抵抗不良評価パターン102は、下層のポリシリコン層104と上層のシリサイド層105とから構成されている。また、図2(c)及び(d)に示すように、シリサイド層105に断線103が生じても、下層のポリシリコン層104によって電気的な接続が維持されるため、抵抗不良評価パターン102全体としては断線せずに部分的な抵抗上昇を生じる。   As shown in FIG. 2B, the resistance defect evaluation pattern 102 is composed of a lower polysilicon layer 104 and an upper silicide layer 105. Further, as shown in FIGS. 2C and 2D, even if the disconnection 103 occurs in the silicide layer 105, the electrical connection is maintained by the lower polysilicon layer 104, so that the resistance defect evaluation pattern 102 as a whole is maintained. As a result, a partial resistance increase occurs without disconnection.

ここで、抵抗不良評価パターン102の長さAの値として設定された、前述の280μmが妥当であるかどうかは次のように判断される。尚、評価対象となる抵抗素子は幅0.1μmのゲート電極配線である。また、0.1μm幅のポリシリコン電極上のシリサイド層断線による抵抗上昇値(測定値)rは2kΩである。一方、パターン長さAが280μm、幅が0.1μmの正常な(シリサイド層断線のない)ゲート電極配線の抵抗値RAは16kΩである。従って、パターン長さAが280μm、幅が0.1μmでシリサイド層断線を1箇所生じているゲート電極配線の抵抗値RBは18kΩとなる。よって、抵抗変動成分の大きさ(割合)は、
(RB−RA)/RA×100=12.5%
となり、これは前述の閾値(2%)以上の値であるため、抵抗不良評価パターンの長さAを280μmに設定することが妥当であることが分かる。
Here, whether or not the above-described 280 μm set as the value of the length A of the resistance defect evaluation pattern 102 is appropriate is determined as follows. The resistance element to be evaluated is a gate electrode wiring having a width of 0.1 μm. Also, the resistance increase value (measured value) r due to the disconnection of the silicide layer on the 0.1 μm wide polysilicon electrode is 2 kΩ. On the other hand, the resistance value RA of a normal gate electrode wiring (with no silicide layer breakage) having a pattern length A of 280 μm and a width of 0.1 μm is 16 kΩ. Therefore, the resistance value RB of the gate electrode wiring in which the pattern length A is 280 μm, the width is 0.1 μm, and one silicide layer breakage occurs is 18 kΩ. Therefore, the magnitude (ratio) of the resistance fluctuation component is
(RB-RA) /RA×100=12.5%
Since this is a value equal to or greater than the aforementioned threshold value (2%), it can be seen that it is appropriate to set the length A of the resistance defect evaluation pattern to 280 μm.

図2(e)は、抵抗不良評価パターンの長さAと、正常なゲート電極配線抵抗値RA及び不良が1箇所生じているゲート電極配線抵抗値RBとの関係を示す表である。また、図2(f)は、抵抗不良評価パターンの長さAに対する、(RB−RA)/RA×100の依存性を示すグラフである。   FIG. 2E is a table showing the relationship between the length A of the resistance defect evaluation pattern, the normal gate electrode wiring resistance value RA, and the gate electrode wiring resistance value RB where one defect occurs. FIG. 2F is a graph showing the dependence of (RB−RA) / RA × 100 on the length A of the resistance defect evaluation pattern.

図2(e)及び(f)に示すように、抵抗不良評価パターンの長さAが大きくなるに従って、該パターン内の1箇所で生じた不良を抵抗値の測定結果を用いて検出することが困難になる。ここで、本実施形態において不良となる抵抗変動成分の測定可能範囲として設定した、(RB−RA)/RA×100≧2%が満たされるのは、抵抗不良評価パターンの長さAが1750μm以下の場合である。すなわち、A=1750μmである場合、図2(e)に示すように、RA=100Ω、RB=102Ωとなるため、これらの抵抗測定値の差(正確には該差のRAに対する比率、つまり抵抗変動成分)である2%を正確に検出する必要がある。従って、抵抗値の測定精度が2%程度である場合、抵抗変動成分が2%以上にならなければ、ソフトオープン不良を精度良く検出することができなくなる。それに対して、本実施形態においては、抵抗不良評価パターンの長さAを280μmに設定しているため、抵抗変動成分が12.5%と10%以上の値を持つため、不良検出が非常に容易になる。   As shown in FIGS. 2 (e) and 2 (f), as the length A of the resistance failure evaluation pattern increases, a failure occurring at one location in the pattern can be detected using the measurement result of the resistance value. It becomes difficult. Here, (RB−RA) / RA × 100 ≧ 2%, which is set as a measurable range of the resistance variation component that becomes a defect in the present embodiment, is satisfied because the length A of the resistance defect evaluation pattern is 1750 μm or less. This is the case. That is, when A = 1750 μm, as shown in FIG. 2E, RA = 100Ω and RB = 102Ω, so the difference between these resistance measurement values (more precisely, the ratio of the difference to RA, that is, the resistance It is necessary to accurately detect 2% which is a fluctuation component. Therefore, when the measurement accuracy of the resistance value is about 2%, the soft open defect cannot be accurately detected unless the resistance fluctuation component is 2% or more. On the other hand, in this embodiment, since the length A of the resistance defect evaluation pattern is set to 280 μm, the resistance variation component has values of 12.5% and 10% or more. It becomes easy.

次に、図3を参照しながら本実施形態における1チップ内での抵抗不良評価パターンの必要数の設定方法について、ゲート電極配線上のシリサイド層の断線不良を例として詳細に説明する。   Next, a method for setting the required number of resistance defect evaluation patterns within one chip in this embodiment will be described in detail with reference to FIG. 3 by taking as an example the disconnection defect of the silicide layer on the gate electrode wiring.

例えば図1(g)に示すような半導体集積回路装置110において、評価対象の抵抗素子111としてゲート電極配線が搭載されているものとする。最近の半導体集積回路装置(ULSI)では、MOSトランジスタに使用されるゲート電極配線の合計長さ(総距離)はメートル(m)オーダーとなる。ここで、本実施形態で評価される半導体集積回路装置110のゲート電極配線(最小ルールで作製されたゲート電極配線)の総配線長Bは1mであるとする。この場合、1チップ内での抵抗不良評価パターンの必要数は次のように設定される。まず、半導体集積回路装置の総配線長Bを抵抗不良評価パターンの長さA(=280μm)により除することによって、B/Aの値として3571という値が算出される。前述のように、本実施形態では、B/Aの値である3571の1/100倍(36個)以上で且つ10倍(35710個)以下の範囲の個数の抵抗不良評価パターンを1チップ内に挿入する。具体的には、本実施形態においては、3571個の約半数の1800個の抵抗不良評価パターンを1チップ内に挿入する。   For example, in the semiconductor integrated circuit device 110 as shown in FIG. 1G, it is assumed that a gate electrode wiring is mounted as the resistance element 111 to be evaluated. In recent semiconductor integrated circuit devices (ULSI), the total length (total distance) of gate electrode wirings used for MOS transistors is on the order of meters (m). Here, it is assumed that the total wiring length B of the gate electrode wiring (gate electrode wiring manufactured by the minimum rule) of the semiconductor integrated circuit device 110 evaluated in this embodiment is 1 m. In this case, the required number of resistance defect evaluation patterns in one chip is set as follows. First, by dividing the total wiring length B of the semiconductor integrated circuit device by the resistance failure evaluation pattern length A (= 280 μm), a value of 3571 is calculated as the value of B / A. As described above, in the present embodiment, the number of resistance defect evaluation patterns in the range of 1/100 times (36) or more and 10 times (35710) or less of 3571 which is the value of B / A is included in one chip. Insert into. Specifically, in the present embodiment, about 1571 resistance defect evaluation patterns, which are approximately half of 3571, are inserted into one chip.

図3は、トータル配線長L(半導体集積回路装置に搭載されたゲート電極配線の総距離又は抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターンの総距離)と、総パターンの歩留まり(半導体集積回路装置又は抵抗不良モニター装置の1チップ領域の歩留まり)Y(単位:%)との関係を示す図である。尚、図3において、トータル配線長Lを横軸に、総パターンの歩留まりYを縦軸に表している。ここで、1チップ内のトータル配線長をL、1チップ内の抵抗不良評価パターン数をN、抵抗不良評価パターンの長さをAとすると、N=L/Aが成り立つ。また、長さ280μmの抵抗不良評価パターンの不良発生率をλとすると、1チップ領域の抵抗不良モニター装置における総パターンの歩留まりYについて、
Y=EXP(−λ×N)
が成り立つ。この総パターンの歩留まりYの計算式を用いて、長さ280μmの抵抗不良評価パターンの不良発生率λが100ppmであった場合の総パターンの歩留まりYを様々なトータル配線長Lについて算出した結果を図3に示している。
FIG. 3 shows the total wiring length L (total distance of gate electrode wiring mounted on a semiconductor integrated circuit device or total distance of resistance failure evaluation pattern in a resistance failure monitoring device) and the total pattern yield (semiconductor integrated circuit device or resistance). It is a figure which shows the relationship with the yield (unit:%) of 1 chip area | region of a defect monitoring apparatus. In FIG. 3, the total wiring length L is represented on the horizontal axis, and the total pattern yield Y is represented on the vertical axis. Here, if the total wiring length in one chip is L, the number of resistance defect evaluation patterns in one chip is N, and the length of the resistance defect evaluation pattern is A, N = L / A is established. Further, assuming that the defect occurrence rate of the resistance defect evaluation pattern having a length of 280 μm is λ, the yield Y of the total pattern in the resistance defect monitoring device in one chip region is
Y = EXP (−λ × N)
Holds. Using this formula for calculating the total pattern yield Y, the total pattern yield Y was calculated for various total wiring lengths L when the defect occurrence rate λ of the resistance defect evaluation pattern having a length of 280 μm was 100 ppm. This is shown in FIG.

図3に示すように、製品となる半導体集積回路装置のトータル配線長Lが1m(1.0×106 μm)である場合、製品の歩留まりが約70%であることが分かる。従って、抵抗不良モニター装置のトータル配線長Lが製品と同じく1mである場合には同じ歩留まりが得られるので、その結果を用いて製品の歩留まりを評価することが可能になる。この場合には、前述のように、抵抗不良評価パターン数Nが3571個である必要がある。それに対して、本実施形態ではN=1800個に設定しており、この場合、図3に示すように、抵抗不良モニター装置のトータル配線長Lは280μm×1800=0.504mとなるので、総パターンの歩留まりYは約84%となる。この値は、歩留まりの換算式を用いて製品の歩留まり評価(歩留まり予測)を実施するために十分な値となっている。 As shown in FIG. 3, when the total wiring length L of the semiconductor integrated circuit device as a product is 1 m (1.0 × 10 6 μm), it can be seen that the yield of the product is about 70%. Therefore, when the total wiring length L of the resistance defect monitoring device is 1 m as in the product, the same yield can be obtained, and the product yield can be evaluated using the result. In this case, as described above, the number N of resistance defect evaluation patterns needs to be 3571. On the other hand, in this embodiment, N = 1800 is set. In this case, as shown in FIG. 3, the total wiring length L of the resistance defect monitoring device is 280 μm × 1800 = 0.504 m. The pattern yield Y is about 84%. This value is sufficient to perform product yield evaluation (yield prediction) using a yield conversion formula.

すなわち、抵抗不良評価パターンの長さをAとし、集積回路装置における評価対象の抵抗素子の総距離をBとした場合に、1チップ内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターンの数を、B/Aで計算される値の1/100倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定すると、抵抗不良モニター装置について得られる歩留まりに基づいて製品の歩留まり評価を行なうことができる。   That is, when the length of the resistance defect evaluation pattern is A and the total distance of the resistance elements to be evaluated in the integrated circuit device is B, the number of resistance defect evaluation patterns that need to be inserted in one chip is represented by B When the value is set to a range of 1/100 times or more and 10 times or less of the value calculated by / A, the product yield can be evaluated based on the yield obtained for the resistance defect monitoring device.

また、1チップ内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターンの数を、B/Aで計算される値の1/10倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定すると、抵抗不良モニター装置について得られる歩留まりに基づいて製品の歩留まり評価をより正確に行なうことができる。言い換えると、1チップ内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターンの数を、B/Aで計算される値の1/10倍よりも小さくした場合には、製品の歩留まり予測の見積もり精度が若干悪くなる。   Further, when the number of resistance defect evaluation patterns that need to be inserted in one chip is set to a range of 1/10 times or more and 10 times or less the value calculated by B / A, the resistance failure monitor device can be obtained. Therefore, the product yield can be more accurately evaluated based on the yield obtained. In other words, when the number of resistance defect evaluation patterns that need to be inserted in one chip is smaller than 1/10 times the value calculated by B / A, the estimation accuracy of product yield is slightly Deteriorate.

以上に説明したように、第1の実施形態に係る抵抗不良モニター装置によると、抵抗不良評価パターン102が、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つため、半導体集積回路装置における評価対象の抵抗素子における抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を正確に評価することができる。また、ウェハ100上の各チップ101に、抵抗素子の歩留まり評価を行なえる数の抵抗不良評価パターン102が配置されているため、各チップ101における各抵抗不良評価パターン102についての抵抗測定を行ない、該測定結果に基づいてソフトオープン不良の数を検出することにより、抵抗素子の歩留まり評価を行なうことが可能になる。従って、ソフトオープン不良を考慮した製品(半導体集積回路装置)の歩留まり評価、つまり製品歩留まりに対するソフトオープン不良の影響評価も可能となる。   As described above, according to the resistance failure monitoring apparatus according to the first embodiment, the resistance failure evaluation pattern 102 has a length that can measure a resistance variation component that causes a soft open failure. It is possible to accurately evaluate a resistance increase defect (soft open defect) in the resistance element to be evaluated. In addition, since each of the chips 101 on the wafer 100 has the number of resistance defect evaluation patterns 102 that can evaluate the yield of the resistance elements, resistance measurement is performed on each resistance defect evaluation pattern 102 in each chip 101. By detecting the number of soft open defects based on the measurement result, it is possible to evaluate the yield of the resistance element. Therefore, it is possible to evaluate the yield of a product (semiconductor integrated circuit device) in consideration of the soft open defect, that is, the influence evaluation of the soft open defect on the product yield.

尚、第1の実施形態において、半導体集積回路装置と対応する1チップ領域(チップ101)を単位としてウェハ上に抵抗不良モニター装置を設けた。しかし、これに代えて、リソグラフィ工程の1回の露光領域である1ショット領域を単位としてウェハ上に抵抗不良モニター装置を設けてもよい。ここで、図4に示すように、1ショット領域101Aは複数のチップ101を含んでいてもよい。この場合、1ショット領域101Aは、抵抗不良評価パターンが設けられない領域を有していてもよい。同様に、本実施形態においても、チップ101が、抵抗不良評価パターンが設けられない領域を有していてもよい。   In the first embodiment, the resistance failure monitoring device is provided on the wafer in units of one chip region (chip 101) corresponding to the semiconductor integrated circuit device. However, instead of this, a resistance defect monitoring device may be provided on the wafer in units of one shot area, which is an exposure area in one lithography process. Here, as shown in FIG. 4, the one-shot area 101 </ b> A may include a plurality of chips 101. In this case, the one-shot region 101A may have a region where no resistance defect evaluation pattern is provided. Similarly, also in this embodiment, the chip 101 may have a region where no resistance failure evaluation pattern is provided.

また、第1の実施形態において、不良となる抵抗変動成分の測定可能範囲を、
(RB−RA)/RA×100≧2%(RA:正常なゲート電極配線抵抗値、RB:不良が1箇所生じているゲート電極配線抵抗値)に設定したが、この範囲が特に限定されないことは言うまでもない。また、(RB−RA)/RA×100は100%以下であることが好ましい。すなわち、一般的に、評価パターンの抵抗ばらつきが目標値に対して±10%程度以内の変動であれば評価パターンが良品であるという評価を行なうので、100%以下の抵抗変動成分の大きさを検出できればよい。また、完全な断線が生じた場合には検出される抵抗変動成分の大きさは無限大倍(∞%)になるので、従来の長配線パターンである櫛状(Comb)及び蛇状(Serp)の配線パターンを用いて抵抗不良評価を行なうことができる。従って、このような従来の長配線パターンによる抵抗不良評価と区別するためには、(RB−RA)/RA×100は10000%以下であってもよい。
In the first embodiment, the measurable range of the resistance variation component that becomes defective is
(RB-RA) /RA.times.100.gtoreq.2% (RA: normal gate electrode wiring resistance value, RB: gate electrode wiring resistance value where one defect occurs) This range is not particularly limited. Needless to say. Further, (RB-RA) / RA × 100 is preferably 100% or less. That is, generally, if the resistance variation of the evaluation pattern varies within about ± 10% with respect to the target value, the evaluation pattern is evaluated as a non-defective product. It only has to be detected. In addition, when a complete disconnection occurs, the magnitude of the resistance variation component detected is infinitely large (∞%), so that the conventional long wiring pattern comb-like (Comb) and snake-like (Serp) Resistance failure evaluation can be performed using the wiring pattern. Therefore, (RB-RA) / RA × 100 may be 10000% or less in order to distinguish from the conventional resistance defect evaluation by the long wiring pattern.

また、第1の実施形態において、抵抗不良評価パターンにおいて抵抗変動不良が1箇所で生じることを前提としたが、抵抗不良評価パターンにおいて抵抗変動不良が2箇所以上で生じる場合にも本実施形態を応用できることは言うまでもない。   Further, in the first embodiment, it is assumed that a resistance variation defect occurs in one place in the resistance defect evaluation pattern, but this embodiment is also applied to a case where resistance variation defects occur in two or more places in the resistance defect evaluation pattern. Needless to say, it can be applied.

また、第1の実施形態において、評価対象の抵抗素子がMOSトランジスタのゲート電極配線である場合を対象とした。しかし、本実施形態は、これに限られるものではなく、他の抵抗素子、例えば、MOSトランジスタ本体(トランジスタ構造の全体という意味:以下同じ)、バイポーラトランジスタ本体、pn接合ダイオード、MOSトランジスタのソース/ドレイン不純物層、金属配線、不純物層と配線層とを接続するコンタクト、又は配線層同士を接続するビア等を対象としてもよい。   Further, in the first embodiment, the case where the resistance element to be evaluated is a gate electrode wiring of a MOS transistor is targeted. However, the present embodiment is not limited to this, and other resistive elements, for example, a MOS transistor body (meaning the whole transistor structure: the same applies hereinafter), a bipolar transistor body, a pn junction diode, a source / source of a MOS transistor The target may be a drain impurity layer, a metal wiring, a contact connecting the impurity layer and the wiring layer, a via connecting the wiring layers, or the like.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a resistance defect evaluation apparatus (resistance resistance monitor apparatus) according to the second embodiment of the present invention, specifically, a wafer (evaluation) for evaluating resistance fluctuation defects of resistance elements mounted on a semiconductor integrated circuit device. An evaluation apparatus provided on a wafer for use will be described with reference to the drawings.

図5(a)は、本実施形態の抵抗不良モニター装置の1チップ領域(又は1ショット領域)の平面図を示す。図5(a)に示すように、チップ領域101(以下、単にチップ101と称する)は複数のブロック120に区画されている。   FIG. 5A is a plan view of one chip area (or one shot area) of the resistance defect monitoring device of this embodiment. As shown in FIG. 5A, the chip area 101 (hereinafter simply referred to as the chip 101) is partitioned into a plurality of blocks 120.

図5(b)は、図5(a)に示す本実施形態の抵抗不良モニター装置(1チップ領域)がウェハ面内に均一に配置されている様子を示している。図5(b)に示すように、本実施形態では、ウェハ100の主面上の51箇所にチップ101が配置されている。   FIG. 5B shows a state where the resistance defect monitoring device (one chip region) of the present embodiment shown in FIG. 5A is uniformly arranged in the wafer surface. As shown in FIG. 5B, in this embodiment, chips 101 are arranged at 51 locations on the main surface of the wafer 100.

図5(c)は、図5(a)に示す本実施形態の抵抗不良モニター装置の1ブロックの内部の様子を示している。本実施形態の特徴は、図5(c)に示すように、チップ101上の各ブロック120に、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分が検出可能な大きさ(長さ又は幅)を持ち且つ評価対象の抵抗素子と実質的に同一の構造を持つ抵抗不良評価パターン102(詳しくは第1の実施形態参照)と、抵抗不良評価パターン102の抵抗値を決定する寸法、膜厚及び抵抗率等のうちの少なくとも1つを校正するために用いられる校正用パターン121(具体的には、実質的に抵抗体となるライン部分の幅が異なる2種類の校正用パターンからなる校正用パターン群)とが設けられていることである。すなわち、校正用パターン121によって抵抗不良評価パターン102の抵抗値のばらつきを補正することができる。ここで、各ブロック120内において、校正用パターン121は抵抗不良評価パターン102の近傍、具体的には、抵抗不良評価パターン102から500μm以下の範囲内に配置されることが好ましい。   FIG. 5C shows an internal state of one block of the resistance defect monitoring apparatus of the present embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 5C, the feature of this embodiment is that each block 120 on the chip 101 has a size (length or width) that can detect a resistance variation component that causes a soft open defect and is evaluated. A resistance defect evaluation pattern 102 (see the first embodiment in detail) having a structure substantially the same as that of the target resistance element, and dimensions, film thickness, resistivity, etc. for determining the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 A calibration pattern 121 (specifically, a calibration pattern group consisting of two types of calibration patterns having substantially different widths of line portions serving as resistors) used to calibrate at least one of them. It is provided. That is, the variation in resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 can be corrected by the calibration pattern 121. Here, in each block 120, the calibration pattern 121 is preferably arranged in the vicinity of the resistance failure evaluation pattern 102, specifically, within a range of 500 μm or less from the resistance failure evaluation pattern 102.

以上のように、本実施形態の抵抗不良モニター装置においては、抵抗不良評価パターン102と校正用パターン121とから1つのブロック120が構成され、該ブロック120が1チップ領域(又は1ショット領域)内に均一に配置され、該チップ領域(チップ101)がウェハ100の主面内に均一に配置されている。   As described above, in the resistance defect monitoring apparatus of this embodiment, one block 120 is configured from the resistance defect evaluation pattern 102 and the calibration pattern 121, and the block 120 is in one chip area (or one shot area). The chip regions (chips 101) are uniformly arranged in the main surface of the wafer 100.

第2の実施形態に係る抵抗不良モニター装置によると、第1の実施形態と同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。すなわち、校正用パターン121を用いて評価対象となる抵抗不良評価パターン102の抵抗値の測定結果をウェハ面内又はチップ領域(又はショット領域)内で補正することができる。具体的には、ウェハ面内又はチップ領域(又はショット領域)内における抵抗不良評価パターン102の寸法、膜厚又は抵抗率のばらつきを、ウェハ面内又はチップ領域(又はショット領域)内のそれぞれのポイントで補正できるため、抵抗不良評価パターン102の抵抗評価をより高精度で行なうことができる。従って、ソフトオープン不良をより精度良く検出することができる。   According to the resistance defect monitoring apparatus according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment. That is, the measurement result of the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 to be evaluated can be corrected using the calibration pattern 121 in the wafer surface or in the chip area (or shot area). Specifically, the variation in the size, film thickness, or resistivity of the resistance defect evaluation pattern 102 in the wafer surface or chip region (or shot region) is changed to the respective values in the wafer surface or chip region (or shot region). Since correction can be made with points, resistance evaluation of the resistance defect evaluation pattern 102 can be performed with higher accuracy. Therefore, the soft open defect can be detected with higher accuracy.

尚、第2の実施形態においては、図5(c)に示すように、抵抗不良評価パターン102及び校正用パターン121にそれぞれ独立したプロービング用パッド(端子)を設けた。これにより、抵抗不良評価パターン102及び校正用パターン121のそれぞれの抵抗値の測定精度が向上するという効果が得られる。しかし、これに代えて、図6(a)又は図6(b)に示すように、抵抗不良評価パターン102及び校正用パターン121に、共用のプロービング用パッドを設けてもよいことは言うまでもない。   In the second embodiment, as shown in FIG. 5C, independent probing pads (terminals) are provided for the resistance defect evaluation pattern 102 and the calibration pattern 121, respectively. Thereby, the effect that the measurement accuracy of each resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 and the calibration pattern 121 is improved is obtained. However, it goes without saying that a common probing pad may be provided in the resistance failure evaluation pattern 102 and the calibration pattern 121 as shown in FIG. 6A or 6B instead.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a resistance defect evaluation apparatus (resistance resistance monitor apparatus) according to a third embodiment of the present invention, specifically, a wafer (evaluation) for evaluating resistance fluctuation defects of resistance elements mounted on a semiconductor integrated circuit device. An evaluation apparatus provided on a wafer for use will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る抵抗不良モニター装置の第1の特徴は、第1の実施形態と同様に、1チップ領域(又は1ショット領域)内に、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分が検出可能な大きさ(長さ又は幅)を持ち且つ評価対象の抵抗素子と実質的に同一の構造を持つ抵抗不良評価パターンが、半導体集積回路装置の歩留まり評価が可能な数だけ配置されていることである。   As in the first embodiment, the first feature of the resistance defect monitoring apparatus according to the present embodiment is that the resistance variation component that causes a soft open defect can be detected in one chip area (or one shot area). The number of resistance defect evaluation patterns having a length (length or width) and substantially the same structure as the resistance element to be evaluated is arranged in such a number that the yield evaluation of the semiconductor integrated circuit device can be performed.

また、本実施形態に係る抵抗不良モニター装置の第2の特徴は、第2の実施形態と同様に、チップ領域(又はショット領域)が複数のブロックに区画されており、各ブロック内に抵抗不良評価パターンと共に校正用パターン(校正用パターン群)が配置されていることである。これにより、測定された抵抗不良評価パターンの抵抗値を精度良く校正することができる。   The second feature of the resistance failure monitoring apparatus according to the present embodiment is that, similarly to the second embodiment, the chip region (or shot region) is divided into a plurality of blocks, and each block has a resistance failure. A calibration pattern (calibration pattern group) is arranged together with the evaluation pattern. Thereby, the resistance value of the measured resistance defect evaluation pattern can be calibrated with high accuracy.

以上のように、本実施形態に係る抵抗不良モニター装置は、第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせた抵抗不良モニター装置である。   As described above, the resistance defect monitoring apparatus according to this embodiment is a resistance defect monitoring apparatus that combines the first embodiment and the second embodiment.

従って、抵抗不良評価パターンの長さをAとし、半導体集積回路装置に搭載された評価対象の抵抗素子の合計長さ(総距離)をBとすると、本実施形態に係る抵抗不良モニター装置における1つのチップ領域(又はショット領域)内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/100倍以上で且つ10倍以下の範囲の個数である。   Therefore, when the length of the resistance failure evaluation pattern is A and the total length (total distance) of the resistance elements to be evaluated mounted on the semiconductor integrated circuit device is B, 1 in the resistance failure monitoring device according to this embodiment. The number of resistance defect evaluation patterns that need to be inserted into one chip region (or shot region) is a number in the range of 1/100 times or more and 10 times or less of B / A.

また、抵抗変動不良が発生していない(正常な)長さAの抵抗不良評価パターンの抵抗値をRAとし、抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている長さAの抵抗不良評価パターンの抵抗値をRBとした場合、抵抗不良評価パターンの長さAは、例えば
(RB−RA)/RA×100≧2%
を満たすように、言い換えると、抵抗変動不良となる抵抗変動成分の大きさ(割合)が2%以上になるように設定される。
Also, let RA be the resistance value of a resistance defect evaluation pattern of length A where no resistance variation defect has occurred (normal), and resistance of the resistance defect evaluation pattern of length A where resistance variation defect has occurred at least at one location. When the value is RB, the length A of the resistance failure evaluation pattern is, for example, (RB−RA) / RA × 100 ≧ 2%
In other words, the magnitude (ratio) of the resistance fluctuation component that causes the resistance fluctuation failure is set to be 2% or more.

ここで、チップ領域(又はショット領域)に必要数量の抵抗不良評価パターンを挿入する際に、図7(a)に示すように、抵抗不良評価パターン102と校正用パターン(校正用パターン群)121とが配置されたブロック120を1単位として、前述の必要数量に対応した数のブロック120を1チップ領域(又は1ショット領域)内に均一に配置してもよい。このとき、「1チップ領域(又は1ショット領域)における抵抗不良評価パターンの必要数量」=「1チップ領域(又は1ショット領域)内に配置されるブロックの数」である。   Here, when inserting a necessary quantity of resistance defect evaluation patterns into the chip area (or shot area), as shown in FIG. The number of blocks 120 corresponding to the above-described required quantity may be uniformly arranged in one chip area (or one shot area). At this time, “required quantity of resistance defect evaluation pattern in one chip area (or one shot area)” = “number of blocks arranged in one chip area (or one shot area)”.

或いは、チップ領域(又はショット領域)に必要数量の抵抗不良評価パターンを挿入する際に、図7(b)に示すように、各ブロック120内に配置する抵抗不良評価パターン102の個数を増やしてもよい。この場合、「1チップ領域(又は1ショット領域)における抵抗不良評価パターンの必要数量」=「1チップ領域(又は1ショット領域)内に配置されるブロックの数」×「1ブロック内に配置される抵抗不良評価パターンの数」である。   Alternatively, when inserting a necessary quantity of resistance defect evaluation patterns into the chip area (or shot area), as shown in FIG. 7B, the number of resistance defect evaluation patterns 102 arranged in each block 120 is increased. Also good. In this case, “required quantity of resistance defect evaluation pattern in one chip area (or one shot area)” = “number of blocks arranged in one chip area (or one shot area)” × “arranged in one block The number of resistance defect evaluation patterns ”.

第3の実施形態に係る抵抗不良モニター装置によると、第1の実施形態と同様の効果に加えて、第2の実施形態と同様の効果も得られる。すなわち、評価対象となる抵抗不良評価パターン102の抵抗値の測定結果を、校正用パターン121を用いてウェハ面内又はチップ領域(又はショット領域)内で補正することができる。このため、抵抗不良評価パターンの抵抗評価を高精度で行なうことができるので、ソフトオープン不良をより精度良く検出することができる。   According to the resistance defect monitoring apparatus according to the third embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained. That is, the measurement result of the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 to be evaluated can be corrected in the wafer surface or the chip area (or shot area) using the calibration pattern 121. For this reason, resistance evaluation of the resistance failure evaluation pattern can be performed with high accuracy, so that soft open failure can be detected with higher accuracy.

また、第3の実施形態に係る抵抗不良モニター装置によると、半導体集積回路装置内の抵抗素子の合計長さ(総距離)に相当する数の抵抗不良評価パターン102が1チップ領域(又は1ショット領域)内に配置されているため、製品(半導体集積回路装置)歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   Further, according to the resistance defect monitoring apparatus according to the third embodiment, the number of resistance defect evaluation patterns 102 corresponding to the total length (total distance) of the resistance elements in the semiconductor integrated circuit device is one chip region (or one shot). Therefore, the influence of the soft open defect on the product (semiconductor integrated circuit device) yield can be evaluated.

尚、第2又は第3の実施形態において、評価対象の抵抗素子の種類は特に限定されるものではなく、例えば、MOSトランジスタ本体、バイポーラトランジスタ本体、pn接合ダイオード、MOSトランジスタのゲート電極配線若しくはソース/ドレイン不純物層、金属配線、不純物層と配線層とを接続するコンタクト、又は配線層同士を接続するビア等であってもよい。   In the second or third embodiment, the type of resistance element to be evaluated is not particularly limited. For example, a MOS transistor body, a bipolar transistor body, a pn junction diode, a gate electrode wiring or a source of a MOS transistor / A drain impurity layer, metal wiring, a contact connecting the impurity layer and the wiring layer, a via connecting the wiring layers, or the like may be used.

(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。尚、第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置は、半導体集積回路装置のゲート電極配線に用いられている、ポリシリコン電極とその上に形成されたシリサイド層との積層構造における該シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良の評価を実施する抵抗不良モニター装置である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a resistance defect evaluation apparatus (resistance resistance monitor apparatus) according to the fourth embodiment of the present invention, specifically, a wafer (evaluation) for evaluating resistance fluctuation defects of resistance elements mounted on a semiconductor integrated circuit device. An evaluation apparatus provided on a wafer for use will be described with reference to the drawings. Note that the resistance failure monitoring apparatus according to the fourth embodiment includes a silicide layer in a stacked structure of a polysilicon electrode and a silicide layer formed thereon used for gate electrode wiring of a semiconductor integrated circuit device. This is a resistance defect monitoring device that evaluates soft open defects caused by disconnection.

図8(a)は、本実施形態の抵抗不良モニター装置の1チップ領域(又は1ショット領域)の平面図を示す。図8(a)に示すように、チップ領域101(以下、単にチップ101と称する)は複数のブロック120に区画されている。   FIG. 8A is a plan view of one chip region (or one shot region) of the resistance defect monitoring device of this embodiment. As shown in FIG. 8A, the chip region 101 (hereinafter simply referred to as the chip 101) is partitioned into a plurality of blocks 120.

図8(b)は、図8(a)に示す本実施形態の抵抗不良モニター装置(1チップ領域)がウェハ面内に均一に配置されている様子を示している。図8(b)に示すように、本実施形態では、ウェハ100の主面上の51箇所にチップ101が配置されている。   FIG. 8B shows a state in which the resistance defect monitoring device (one chip region) of the present embodiment shown in FIG. 8A is uniformly arranged in the wafer surface. As shown in FIG. 8B, in this embodiment, chips 101 are arranged at 51 locations on the main surface of the wafer 100.

図8(c)は、図8(a)に示す本実施形態の抵抗不良モニター装置の1ブロックの内部の様子を示している。本実施形態の特徴は、図8(c)に示すように、チップ101上の各ブロック120に、ソフトオープン不良となる抵抗変動成分が検出可能な大きさ(長さ又は幅)を持ち且つ評価対象の抵抗素子と実質的に同一の構造を持つ抵抗不良評価パターン102(詳しくは第1の実施形態参照)と、抵抗不良評価パターン102の抵抗値を決定する寸法、膜厚及び抵抗率等のうちの少なくとも1つを校正するために用いられる第1の校正用パターン121A及び第2の校正用パターン121Bとが設けられていることである。すなわち、各校正用パターン121A及び121Bによって抵抗不良評価パターン102の抵抗値のばらつきを補正することができる。ここで、各ブロック120内において、各校正用パターン121A及び121Bは抵抗不良評価パターン102の近傍、具体的には、抵抗不良評価パターン102から500μm以下の範囲内に配置されることが好ましい。   FIG. 8C shows an internal state of one block of the resistance defect monitoring apparatus of this embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 8C, the feature of this embodiment is that each block 120 on the chip 101 has a size (length or width) that can detect a resistance variation component that causes a soft open failure and is evaluated. A resistance defect evaluation pattern 102 (see the first embodiment in detail) having a structure substantially the same as the target resistance element, and dimensions, film thickness, resistivity, etc. for determining the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 The first calibration pattern 121A and the second calibration pattern 121B used for calibrating at least one of them are provided. That is, the variation in resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 can be corrected by the calibration patterns 121A and 121B. Here, in each block 120, each calibration pattern 121A and 121B is preferably arranged in the vicinity of the resistance defect evaluation pattern 102, specifically, within a range of 500 μm or less from the resistance defect evaluation pattern 102.

尚、抵抗不良評価パターン102の長さをAとし、半導体集積回路装置に搭載された評価対象の抵抗素子の合計長さ(総距離)をBとすると、本実施形態に係る抵抗不良モニター装置における1つのチップ領域(又はショット領域)内に挿入する必要がある抵抗不良評価パターン102の数は、B/Aの1/100倍以上で且つ10倍以下の範囲の個数(より好ましくはB/Aの1/10倍以上で且つ10倍以下の範囲の個数)である。   In the resistance defect monitoring apparatus according to the present embodiment, assuming that the length of the resistance defect evaluation pattern 102 is A and the total length (total distance) of resistance elements to be evaluated mounted on the semiconductor integrated circuit device is B. The number of resistance defect evaluation patterns 102 that need to be inserted into one chip region (or shot region) is a number in the range of 1/100 times and 10 times or less of B / A (more preferably B / A The number in the range of 1/10 times or more and 10 times or less.

また、抵抗変動不良が発生していない(正常な)長さAの抵抗不良評価パターンの抵抗値をRAとし、抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている長さAの抵抗不良評価パターンの抵抗値をRBとした場合、抵抗不良評価パターンの長さAは、例えば
(RB−RA)/RA×100≧2%
を満たすように、つまり、抵抗変動不良となる抵抗変動成分の大きさ(RB−RA)が正常な抵抗不良評価パターンの抵抗値RAに対して2%以上になるように設定される。
Also, let RA be the resistance value of a resistance defect evaluation pattern of length A where no resistance variation defect has occurred (normal), and resistance of the resistance defect evaluation pattern of length A where resistance variation defect has occurred at least at one location. When the value is RB, the length A of the resistance failure evaluation pattern is, for example, (RB−RA) / RA × 100 ≧ 2%
In other words, the resistance variation component magnitude (RB-RA) that causes resistance variation failure is set to be 2% or more with respect to the resistance value RA of the normal resistance failure evaluation pattern.

以下、抵抗不良評価パターン102、第1の校正用パターン121A及び第2の校正用パターン121Bのそれぞれの詳細について図面を参照しながら説明する。図8(d)及び(e)は、抵抗不良評価パターン102の平面図及び断面図であり、図8(f)及び(g)は、第1の校正用パターン121Aの平面図及び断面図であり、図8(h)及び(i)は、第2の校正用パターン121Bの平面図及び断面図である。   Hereinafter, the details of the resistance defect evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A, and the second calibration pattern 121B will be described with reference to the drawings. 8D and 8E are a plan view and a cross-sectional view of the resistance defect evaluation pattern 102, and FIGS. 8F and 8G are a plan view and a cross-sectional view of the first calibration pattern 121A. FIGS. 8H and 8I are a plan view and a cross-sectional view of the second calibration pattern 121B.

図8(d)に示すように、抵抗不良評価パターン102は、不良評価対象となる抵抗素子と対応するパターンであって、そのゲート幅は抵抗素子と同じ0.1μmであり、その長さ(実質的に抵抗体となるライン部分の長さ)Aは280μmに設定されている。ここで、抵抗測定を2端子測定により実施するために、抵抗不良評価パターン102の両端には、プロービング用パッドとして80μm×80μmサイズのパッドが設けられている。また、図8(d)においては図示を省略しているが、抵抗不良評価パターン102は、図8(e)に示すように、ウェハよりなるシリコン基板131上の絶縁膜132の上に形成されていると共にポリシリコン電極133とその上に形成されたシリサイド層134との積層構造を有している。また、ポリシリコン電極133の側面にはサイドウォール絶縁膜135が形成されている。また、シリサイド層134は、ポリシリコン電極133を構成するシリコン層の上部をサリサイドプロセスによりシリサイド化することによって形成されたものである。尚、抵抗不良評価パターン102は、ポリシリコン電極133上のシリサイド層134の断線及びそれに起因する抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を検出するために使用される。   As shown in FIG. 8D, the resistance failure evaluation pattern 102 is a pattern corresponding to a resistance element to be evaluated for failure, and its gate width is 0.1 μm, which is the same as the resistance element, and its length ( The length (A) of the line portion substantially serving as the resistor is set to 280 μm. Here, in order to perform resistance measurement by two-terminal measurement, 80 μm × 80 μm sized pads are provided as probing pads at both ends of the resistance defect evaluation pattern 102. Although not shown in FIG. 8D, the resistance defect evaluation pattern 102 is formed on the insulating film 132 on the silicon substrate 131 made of a wafer, as shown in FIG. 8E. And a stacked structure of a polysilicon electrode 133 and a silicide layer 134 formed thereon. A sidewall insulating film 135 is formed on the side surface of the polysilicon electrode 133. The silicide layer 134 is formed by siliciding the upper part of the silicon layer constituting the polysilicon electrode 133 by a salicide process. The resistance failure evaluation pattern 102 is used to detect disconnection of the silicide layer 134 on the polysilicon electrode 133 and a resistance increase failure (soft open failure) resulting therefrom.

次に、図8(f)に示すように、第1の校正用パターン121Aは、抵抗不良評価パターン102の抵抗値を校正するためのパターンであって、そのゲート幅及び長さは抵抗不良評価パターン102と同じ(本実施形態ではそれぞれ0.1μm及び280μm)に設定されている。ここで、抵抗不良評価パターン102と同様に、抵抗測定を2端子測定により実施するために、第1の校正用パターン121Aの両端には、プロービング用パッドとして80μm×80μmサイズのパッドが設けられている。また、図8(f)においては図示を省略しているが、抵抗不良評価パターン102と同様に、第1の校正用パターン121Aも、図8(g)に示すように、ウェハよりなるシリコン基板131上の絶縁膜132の上に形成されている。但し、抵抗不良評価パターン102と異なり、第1の校正用パターン121Aはポリシリコン電極133の単層構造よりなる。言い換えると、ポリシリコン電極133の上部はシリサイド化されていない。具体的には、第1の校正用パターン121Aにおいては、図8(g)に示すように、ポリシリコン電極133上にシリサイド化防止絶縁膜136を設けることによってシリサイド化を防止している。但し、プロービング用パッドの表面はシリサイド化されている。   Next, as shown in FIG. 8F, the first calibration pattern 121A is a pattern for calibrating the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102, and its gate width and length are resistance defect evaluation. It is set to be the same as the pattern 102 (in this embodiment, 0.1 μm and 280 μm, respectively). Here, similarly to the resistance defect evaluation pattern 102, in order to perform resistance measurement by two-terminal measurement, pads of 80 μm × 80 μm size are provided as probing pads at both ends of the first calibration pattern 121A. Yes. Although not shown in FIG. 8F, as in the resistance defect evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A is also a silicon substrate made of a wafer as shown in FIG. It is formed on an insulating film 132 on 131. However, unlike the resistance failure evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121 A has a single layer structure of the polysilicon electrode 133. In other words, the upper part of the polysilicon electrode 133 is not silicided. Specifically, in the first calibration pattern 121A, as shown in FIG. 8G, silicidation is prevented by providing a silicidation preventing insulating film 136 on the polysilicon electrode 133. However, the surface of the probing pad is silicided.

次に、図8(h)に示すように、第2の校正用パターン121Bは、抵抗不良評価パターン102の抵抗値を校正するためのパターンであって、その長さは抵抗不良評価パターン102と同じ(本実施形態では280μm)に設定されている。但し、第2の校正用パターン121Bは、第1の校正用パターン121Aのゲート幅が0.1μmであるのに対して、1.0μmという太いゲート幅を有する。ここで、抵抗不良評価パターン102と同様に、抵抗測定を2端子測定により実施するために、第2の校正用パターン121Bの両端には、プロービング用パッドとして80μm×80μmサイズのパッドが設けられている。また、図8(h)においては図示を省略しているが、抵抗不良評価パターン102と同様に、第2の校正用パターン121Bも、図8(i)に示すように、ウェハよりなるシリコン基板131上の絶縁膜132の上に形成されている。但し、抵抗不良評価パターン102と異なり、第2の校正用パターン121Bはポリシリコン電極133の単層構造よりなる。言い換えると、第1の校正用パターン121Aと同様に、ポリシリコン電極133の上部はシリサイド化されていない。具体的には、第2の校正用パターン121Bにおいては、図8(i)に示すように、ポリシリコン電極133上にシリサイド化防止絶縁膜136を設けることによってシリサイド化を防止している。但し、プロービング用パッドの表面はシリサイド化されている。尚、第2の校正用パターン121Bは1.0μmという太いゲート幅を持つため、リソグラフィ工程におけるウェハ面内及び各チップ領域(又は各ショット領域)内の寸法ばらつきの影響をほとんど受けない。   Next, as shown in FIG. 8H, the second calibration pattern 121B is a pattern for calibrating the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102, and its length is the same as the resistance defect evaluation pattern 102. The same (in this embodiment, 280 μm) is set. However, the second calibration pattern 121B has a thick gate width of 1.0 μm, whereas the gate width of the first calibration pattern 121A is 0.1 μm. Here, similarly to the resistance defect evaluation pattern 102, in order to perform resistance measurement by two-terminal measurement, pads of 80 μm × 80 μm size are provided as probing pads at both ends of the second calibration pattern 121B. Yes. Although not shown in FIG. 8H, the second calibration pattern 121B is also a silicon substrate made of a wafer as shown in FIG. It is formed on an insulating film 132 on 131. However, unlike the resistance failure evaluation pattern 102, the second calibration pattern 121B has a single layer structure of the polysilicon electrode 133. In other words, like the first calibration pattern 121A, the upper portion of the polysilicon electrode 133 is not silicided. Specifically, in the second calibration pattern 121B, silicidation is prevented by providing a silicidation preventing insulating film 136 on the polysilicon electrode 133 as shown in FIG. 8 (i). However, the surface of the probing pad is silicided. Since the second calibration pattern 121B has a thick gate width of 1.0 μm, it is hardly affected by dimensional variations in the wafer surface and each chip area (or each shot area) in the lithography process.

以上のように構成された第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置によると、第1の校正用パターン121Aの測定抵抗値と第2の校正用パターン121Bの測定抵抗値とを比較評価することにより、ウェハ面内及び各チップ領域(又はショット領域)内における抵抗不良評価パターン102の寸法ばらつきを評価することが可能となる。言い換えれば、第1の校正用パターン121A及び第2の校正用パターン121Bを用いることにより、各校正用パターンについて測定した抵抗値に基づいて、ウェハ面内及び各チップ領域(又はショット領域)内の色々なポイントにおける抵抗不良評価パターン102の電気的換算寸法(ECD:詳細は第7の実施形態参照)を抽出することができる。これにより、各ポイントでの抵抗不良評価パターン102の測定抵抗値を各ポイントでのECDを用いて補正することが可能となるので、抵抗不良評価パターン102の抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を高精度に検出することが可能となる。   According to the resistance failure monitoring apparatus according to the fourth embodiment configured as described above, the measurement resistance value of the first calibration pattern 121A and the measurement resistance value of the second calibration pattern 121B are compared and evaluated. Accordingly, it is possible to evaluate the dimensional variation of the resistance defect evaluation pattern 102 in the wafer surface and in each chip region (or shot region). In other words, by using the first calibration pattern 121A and the second calibration pattern 121B, based on the resistance value measured for each calibration pattern, the wafer surface and each chip area (or shot area) Electrically converted dimensions (ECD: see the seventh embodiment for details) of the resistance failure evaluation pattern 102 at various points can be extracted. As a result, the measured resistance value of the resistance failure evaluation pattern 102 at each point can be corrected using the ECD at each point, so that the resistance rise failure (soft open failure) of the resistance failure evaluation pattern 102 is increased. It becomes possible to detect with accuracy.

尚、第4の実施形態において、評価対象の抵抗素子並びに抵抗不良評価パターン102、第1の校正用パターン121A及び第2の校正用パターン121Bのそれぞれを構成するポリシリコン電極に代えて、他のシリコン含有層からなる電極を用いてもよい。   In the fourth embodiment, instead of the polysilicon electrodes constituting each of the resistance element to be evaluated and the resistance failure evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A and the second calibration pattern 121B, other An electrode made of a silicon-containing layer may be used.

また、第4の実施形態において、抵抗不良評価パターン102の抵抗上昇不良の検出精度を向上させるためには、第2の校正用パターン121Bは、評価対象の抵抗素子の少なくとも5倍以上のゲート幅を有していることが好ましい。   In the fourth embodiment, in order to improve the detection accuracy of the resistance rise failure of the resistance failure evaluation pattern 102, the second calibration pattern 121B has a gate width that is at least five times the resistance element to be evaluated. It is preferable to have.

また、第4の実施形態において、評価対象の抵抗素子として、MOSトランジスタにおけるシリサイド化されたゲート電極配線を対象としたが、これに代えて、MOSトランジスタにおけるシリサイド化されたソース/ドレイン不純物層を対象としてもよい。   In the fourth embodiment, the resistance element to be evaluated is a silicided gate electrode wiring in a MOS transistor. Instead, a silicided source / drain impurity layer in a MOS transistor is used. It may be a target.

(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態に係る抵抗不良モニター装置について図面を参照しながら説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a resistance failure monitoring apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第5の実施形態に係る抵抗不良モニター装置が第4の実施形態と異なっている点は以下の通りである。   The resistance failure monitoring apparatus according to the fifth embodiment is different from the fourth embodiment as follows.

図9は、本実施形態の抵抗不良モニター装置の1ブロックの内部の様子を示している。図9に示すように、本実施形態と第4の実施形態との間の第1の相違点は、チップ101上の各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅(本実施形態では0.1μm)を持つ抵抗不良評価パターン102に加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅(本実施形態では0.09μm及び0.11μm)を持つ他の抵抗不良評価パターン102が設けられていることである。他の抵抗不良評価パターン102の長さ及びその構造は抵抗不良評価パターン102と同じである。また、本実施形態と第4の実施形態との間の第2の相違点は、チップ101上の各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅(本実施形態では0.1μm)を持つ第1の校正用パターン121Aに加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅(本実施形態では0.09μm及び0.11μm)、つまり他の抵抗不良評価パターン102と同じゲート幅を持つ他の第1の校正用パターン121Aが設けられていることである。他の第1の校正用パターン121Aの長さ及びその構造は第1の校正用パターン121Aと同じである。   FIG. 9 shows the inside of one block of the resistance defect monitoring apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 9, the first difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that each block 120 on the chip 101 has the same gate width as that of the resistance element to be evaluated for defects (this embodiment). In addition to the resistance defect evaluation pattern 102 having 0.1 μm in the embodiment, other resistance defect evaluation patterns 102 having at least two types of gate widths (0.09 μm and 0.11 μm in the present embodiment) different from the gate width. Is provided. The other resistance failure evaluation patterns 102 have the same length and the same structure as the resistance failure evaluation pattern 102. The second difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that each block 120 on the chip 101 has the same gate width (0.1 μm in this embodiment) as the resistance element to be evaluated for defects. ) Having at least two different gate widths (0.09 μm and 0.11 μm in this embodiment) different from the gate width, that is, the same gate as the other resistance defect evaluation pattern 102 This is that another first calibration pattern 121A having a width is provided. The length and the structure of the other first calibration pattern 121A are the same as those of the first calibration pattern 121A.

第5の実施形態によると、第4の実施形態の効果に加えて次のような効果が得られる。すなわち、複数種類の幅を持つ抵抗不良評価パターン102及び第1の校正用パターン121Aを用いることにより、評価対象の抵抗素子における抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)の寸法依存性をさらに精度良く評価することが可能となる。言い換えると、抵抗不良評価パターン102の測定抵抗値における寸法ばらつきを補正できると共に抵抗不良評価パターン102の測定抵抗値における寸法依存性を評価できるので、ソフトオープン不良の評価を精度良く実施することができる。   According to the fifth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the fourth embodiment. That is, by using the resistance failure evaluation pattern 102 having a plurality of types of widths and the first calibration pattern 121A, the dimensional dependence of the resistance increase failure (soft open failure) in the resistance element to be evaluated is evaluated with higher accuracy. It becomes possible. In other words, the dimensional variation in the measured resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 can be corrected and the dimensional dependency in the measured resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 can be evaluated, so that the soft open defect can be evaluated with high accuracy. .

(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置について図面を参照しながら説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a resistance failure monitoring apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置が第4の実施形態と異なっている点は以下の通りである。   The resistance defect monitoring apparatus according to the sixth embodiment is different from that of the fourth embodiment as follows.

図10は、本実施形態の抵抗不良モニター装置の1ブロックの内部の様子を示している。図10に示すように、本実施形態と第4の実施形態との間の相違点は、チップ101上の各ブロック120に、第4の実施形態と同様の抵抗不良評価パターン102、第1の校正用パターン121A及び第2の校正用パターン121Bに加えて、第3の校正用パターン121Cが設けられていることである。具体的には、第3の校正用パターン121Cは、抵抗不良評価パターン102の抵抗値を校正するためのパターンであって、その長さは抵抗不良評価パターン102と同じ(本実施形態では280μm)に設定されている。但し、第3の校正用パターン121Cは、第1の校正用パターン121Aのゲート幅が0.1μmであるのに対して、1.0μmという太いゲート幅を有する。ここで、抵抗不良評価パターン102と同様に、抵抗測定を2端子測定により実施するために、第3の校正用パターン121Cの両端には、プロービング用パッドとして80μm×80μmサイズのパッドが設けられている。また、図示を省略しているが、抵抗不良評価パターン102と同様に、第3の校正用パターン121Cも、ウェハよりなるシリコン基板上の絶縁膜の上に形成されている。但し、第1及び第2の校正用パターン121A及び121Bと異なり、第3の校正用パターン121Cは、抵抗不良評価パターン102と同様に、ポリシリコン電極とその上に形成されたシリサイド層との積層構造を持つ。言い換えると、第3の校正用パターン121Cにおいては、プロービング用パッドの表面を含むポリシリコン電極の上部がシリサイド化されている。   FIG. 10 shows the inside of one block of the resistance defect monitoring apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 10, the difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that each block 120 on the chip 101 has a resistance defect evaluation pattern 102 similar to that of the fourth embodiment, the first In addition to the calibration pattern 121A and the second calibration pattern 121B, a third calibration pattern 121C is provided. Specifically, the third calibration pattern 121C is a pattern for calibrating the resistance value of the resistance failure evaluation pattern 102, and the length thereof is the same as that of the resistance failure evaluation pattern 102 (280 μm in this embodiment). Is set to However, the third calibration pattern 121C has a thick gate width of 1.0 μm, whereas the gate width of the first calibration pattern 121A is 0.1 μm. Here, similarly to the resistance defect evaluation pattern 102, in order to perform resistance measurement by two-terminal measurement, pads of 80 μm × 80 μm size are provided as probing pads at both ends of the third calibration pattern 121C. Yes. Although not shown, like the resistance defect evaluation pattern 102, the third calibration pattern 121C is also formed on an insulating film on a silicon substrate made of a wafer. However, unlike the first and second calibration patterns 121A and 121B, the third calibration pattern 121C is a laminate of a polysilicon electrode and a silicide layer formed thereon, like the resistance defect evaluation pattern 102. With structure. In other words, in the third calibration pattern 121C, the upper part of the polysilicon electrode including the surface of the probing pad is silicided.

第6の実施形態によると、以上のような第3の校正用パターン121C、つまりシリサイド化された1.0μm幅の太いゲート電極配線の抵抗を測定評価することにより、寸法ばらつきに影響されることなくシリサイド層の抵抗値を評価することが可能となる。すなわち、ポリシリコン層上のシリサイド層は一般的にはサリサイドプロセスを用いて作製されるため、サリサイド工程でスパッタリングされたシリサイド層形成用高融点金属膜の膜厚によってシリサイド層の抵抗が変化する。従って、第3の校正用パターン121Cを用いることにより、ウェハ面内及びチップ領域(又はショット領域)内における抵抗不良評価パターン102のシリサイド層のシート抵抗ばらつき(高融点金属膜のスパッタリング膜厚のばらつき)を評価することが可能となる。言い換えれば、ウェハ面内及びチップ領域(又はショット領域)内における抵抗不良評価パターン102のシリサイド層の抵抗ばらつき成分を補正することが可能となる。   According to the sixth embodiment, by measuring and evaluating the resistance of the third calibration pattern 121C as described above, that is, the silicided thick gate electrode wiring having a width of 1.0 μm, it is affected by the dimensional variation. Therefore, the resistance value of the silicide layer can be evaluated. That is, since the silicide layer on the polysilicon layer is generally manufactured using a salicide process, the resistance of the silicide layer varies depending on the film thickness of the refractory metal film for forming a silicide layer sputtered in the salicide process. Accordingly, by using the third calibration pattern 121C, variation in the sheet resistance of the silicide layer of the resistance failure evaluation pattern 102 in the wafer surface and the chip region (or shot region) (variation in the sputtering film thickness of the refractory metal film). ) Can be evaluated. In other words, it is possible to correct the resistance variation component of the silicide layer of the resistance defect evaluation pattern 102 in the wafer surface and in the chip region (or shot region).

尚、第6の実施形態において、第5の実施形態と同様に、チップ101上の各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅を持つ抵抗不良評価パターン102に加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅を持つ他の抵抗不良評価パターン102が設けられていてもよい。また、チップ101上の各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅を持つ第1の校正用パターン121Aに加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅つまり他の抵抗不良評価パターン102と同じゲート幅を持つ他の第1の校正用パターン121Aが設けられていてもよい。   In the sixth embodiment, in the same manner as in the fifth embodiment, each block 120 on the chip 101 has a resistance defect evaluation pattern 102 having the same gate width as the resistance element to be evaluated, Another resistance defect evaluation pattern 102 having at least two types of gate widths different from the gate width may be provided. Further, in addition to the first calibration pattern 121A having the same gate width as the resistance element to be evaluated for failure, each block 120 on the chip 101 has at least two types of gate widths different from the gate width, that is, other resistances. Another first calibration pattern 121A having the same gate width as the defect evaluation pattern 102 may be provided.

(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態に係る抵抗不良評価方法(抵抗不良モニター方法)、具体的には、第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いた、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価する方法について、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態に係る抵抗不良モニター方法は、半導体集積回路装置のゲート電極配線に用いられている、ポリシリコン電極とその上に形成されたシリサイド層との積層構造における該シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良の評価を実施する抵抗不良モニター方法である。
(Seventh embodiment)
The resistance failure evaluation method (resistance failure monitoring method) according to the seventh embodiment of the present invention, specifically, mounted on a semiconductor integrated circuit device using the resistance failure monitoring device according to the fourth embodiment. A method for evaluating a resistance variation defect of a resistive element will be described with reference to the drawings. Note that the resistance defect monitoring method according to the present embodiment is applied to the disconnection of the silicide layer in the stacked structure of the polysilicon electrode and the silicide layer formed thereon used for the gate electrode wiring of the semiconductor integrated circuit device. This is a resistance defect monitoring method for evaluating the resulting soft open defect.

まず、第1の工程において、図8(a)〜(i)に示す、第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いて、各ブロック120内の抵抗不良評価パターン102、第1校正用パターン121A及び第2校正用パターン121Bのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における複数の箇所で測定する。ここで、第4の実施形態と同様に、抵抗不良評価パターン102はシリサイド層を有すると共にその幅及び長さは0.1μm及び280μmであり、第1校正用パターン121Aはシリサイド層を含まないと共にその幅及び長さは0.1μm及び280μmであり、第2校正用パターン121Bはシリサイド層を含まないと共にその幅及び長さは1.0μm及び280μmである。   First, in the first step, the resistance defect evaluation pattern 102 in each block 120 and the first calibration are used by using the resistance defect monitoring device according to the fourth embodiment shown in FIGS. The resistance values of the pattern 121A and the second calibration pattern 121B are measured at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area). Here, as in the fourth embodiment, the resistance defect evaluation pattern 102 has a silicide layer, and the width and length thereof are 0.1 μm and 280 μm. The first calibration pattern 121A does not include a silicide layer. The width and length are 0.1 μm and 280 μm, the second calibration pattern 121B does not include a silicide layer, and the width and length are 1.0 μm and 280 μm.

次に、第2の工程において、第2校正用パターン121Bの幅の設計値をDR(本実施形態では1.0μm)とし、第1の工程で測定された同一ブロック120内の第1校正用パターン121A及び第2校正用パターン121Bのそれぞれの抵抗値をR1及びR2として、当該ブロック120における抵抗不良評価パターン102の電気的換算寸法ECDを、
ECD=DR×R2/R1 ・・・ (式1)
に従って算出する。
Next, in the second step, the design value of the width of the second calibration pattern 121B is set to DR (1.0 μm in this embodiment), and the first calibration is performed in the same block 120 measured in the first step. Assuming that the resistance values of the pattern 121A and the second calibration pattern 121B are R1 and R2, the electrical conversion dimension ECD of the resistance defect evaluation pattern 102 in the block 120 is
ECD = DR × R2 / R1 (Formula 1)
Calculate according to

図11(a)は、第2の工程で算出された電気的換算寸法ECDのウェハ面内分布を示し、図11(b)及び(c)は、当該ECDのウェハセンターチップ(図11(a)のR1)内分布及びウェハノッチ側チップ(図11(a)のR2)内分布を示している。図11(a)〜(c)に示すように、ウェハ面内又はチップ領域(若しくはショット領域)内において電気的換算寸法(ECD)は0.082μmから0.097μmまでばらついている。また、図11(b)及び(c)に示すように、チップ領域内に限っても、3σ=6%程度のばらつき又は(Max−Min)/2Ave=4.5%程度のばらつきが存在していることがわかる。   FIG. 11A shows the in-wafer distribution of the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step, and FIGS. 11B and 11C show the wafer center chip (FIG. 11A) of the ECD. ) In R1) and the wafer notch side chip (R2 in FIG. 11A). As shown in FIGS. 11A to 11C, the electrical conversion dimension (ECD) varies from 0.082 μm to 0.097 μm in the wafer surface or in the chip region (or shot region). Further, as shown in FIGS. 11B and 11C, even within the chip region, there is a variation of about 3σ = 6% or a variation of (Max−Min) /2Ave=4.5%. You can see that

次に、第3の工程において、第2の工程で算出された電気的換算寸法ECD及び第1の工程で測定された抵抗不良評価パターン102の抵抗値RをそれぞれX軸及びY軸にプロットする。   Next, in the third step, the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step and the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 measured in the first step are plotted on the X axis and the Y axis, respectively. .

図12(a)は、第3の工程でのプロットにより得られたグラフである。図12(a)に示すように、抵抗不良評価パターン102の抵抗値Rはパターン寸法に強く依存している。すなわち、本実施形態のような、第1校正用パターン121Aと第2校正用パターン121Bとを用いた寸法抽出(寸法補正)を実施しなかった場合には、抵抗不良評価パターン102の抵抗値Rのばらつきの中に抵抗変動不良(ソフトオープン不良)に伴う抵抗上昇成分が埋もれてしまってソフトオープン不良の正確な評価を行なうことができない。   FIG. 12A is a graph obtained by plotting in the third step. As shown in FIG. 12A, the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 is strongly dependent on the pattern dimension. That is, when the dimension extraction (dimension correction) using the first calibration pattern 121A and the second calibration pattern 121B as in the present embodiment is not performed, the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 is measured. The resistance increase component due to the resistance fluctuation failure (soft open failure) is buried in the variation of the above, and the soft open failure cannot be accurately evaluated.

それに対して、本実施形態では、第3の工程において、図12(a)に示すように、寸法ばらつきの影響を考慮して、電気的換算寸法(ECD)に対する抵抗不良評価パターン102の抵抗値(R)をプロットする。続いて、第4の工程において、第3の工程で得られたグラフに基づいて、抵抗不良評価パターン102の抵抗値Rが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターン102におけるソフトオープン不良を検出することが可能となる。具体的には、本実施形態では、抵抗変動不良(ソフトオープン不良)に伴う抵抗変動成分の値は約2kΩであった。   On the other hand, in the present embodiment, in the third step, as shown in FIG. 12A, the resistance value of the resistance defect evaluation pattern 102 with respect to the electrical conversion dimension (ECD) is considered in consideration of the influence of the dimensional variation. Plot (R). Subsequently, in the fourth process, by extracting points where the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 is discretely increased based on the graph obtained in the third process, the resistance defect evaluation pattern 102 It becomes possible to detect a soft open defect. Specifically, in the present embodiment, the value of the resistance variation component due to the resistance variation failure (soft open failure) is about 2 kΩ.

以上に説明したように、第7の実施形態によると、電気的換算寸法(ECD)に対する抵抗不良評価パターンの抵抗値(R)のプロットの結果に基づいて、抵抗不良評価パターン102の抵抗値Rが離散的に上昇したポイントを抽出するため、抵抗不良評価パターン102の不良、具体的にはシリサイド層の断線不良(ソフトオープン不良)を正確に検出することが可能となる。尚、第1の工程で測定された抵抗不良評価パターン102の抵抗値Rについても、図11(a)〜(c)に示すようなウェハマップ化又はチップマップ化(若しくはショットマップ化)を行なうことが可能であり、該マップに基づいて、ウェハ面内又はチップ領域内(若しくはショット領域内)のどこでソフトオープン不良が発生しているかを評価することも可能である。すなわち、ソフトオープン不良の数を検出することにより、集積回路装置の歩留まり評価を行なうことが可能になる。言い換えると、製造される集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   As described above, according to the seventh embodiment, the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 is based on the result of plotting the resistance value (R) of the resistance defect evaluation pattern against the electrical conversion dimension (ECD). Therefore, it is possible to accurately detect a defect in the resistance defect evaluation pattern 102, specifically, a disconnection defect (soft open defect) in the silicide layer. The resistance value R of the resistance defect evaluation pattern 102 measured in the first step is also subjected to wafer mapping or chip mapping (or shot mapping) as shown in FIGS. It is also possible to evaluate where the soft open defect occurs in the wafer surface or in the chip area (or in the shot area) based on the map. That is, it is possible to evaluate the yield of the integrated circuit device by detecting the number of soft open defects. In other words, the influence of soft open defects on the yield of the integrated circuit device to be manufactured can be evaluated.

尚、第7の実施形態において、第3の工程で電気的換算寸法(ECD)に対する抵抗不良評価パターンの抵抗値(R)のプロットを実施する代わりに、以下のような処理を実施してもよい。すなわち、抵抗不良評価パターン102の長さをAとして、第1の工程で各ブロック120毎に測定された抵抗不良評価パターン102の抵抗値(R)及び第2の工程で各ブロック120毎に算出された電気的換算寸法(ECD)を用いて、各ブロック120における抵抗不良評価パターン102のシート抵抗値Rsを、
Rs=R×ECD/A ・・・ (式2)
に従って算出する。続いて、電気的換算寸法ECD及び算出された抵抗不良評価パターン102のシート抵抗値RsをそれぞれX軸及びY軸にプロットする。図12(b)は、当該プロットにより得られたグラフである。図12(b)に示すように、抵抗不良評価パターン102の抵抗値(R)をシート抵抗値(Rs)に換算し直すことによって、ソフトオープン不良の分離をより容易に行なうことができる。具体的には、電気的換算寸法(ECD)に対する抵抗不良評価パターン102のシート抵抗値(Rs)をプロットした後、該プロットにより得られたグラフに基づいて、抵抗不良評価パターン102のシート抵抗値(Rs)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターン102におけるソフトオープン不良を検出することが可能となる。このように、電気的換算寸法(ECD)に対する抵抗不良評価パターンのシート抵抗値(Rs)のプロットの結果に基づいて、抵抗不良評価パターンのシート抵抗値(Rs)が離散的に上昇したポイントを抽出することによっても、抵抗不良評価パターン102の不良、具体的にはシリサイド層の断線不良(ソフトオープン不良)を正確に検出することが可能となる。尚、抵抗不良評価パターン102のシート抵抗値(Rs)についても、図11(a)〜(c)に示すようなウェハマップ化又はチップマップ化(若しくはショットマップ化)を行なうことが可能であり、該マップに基づいて、ウェハ面内又はチップ領域内(若しくはショット領域内)のどこでソフトオープン不良が発生しているかを評価することも可能である。
In the seventh embodiment, instead of plotting the resistance value (R) of the resistance defect evaluation pattern against the electrical conversion dimension (ECD) in the third step, the following processing may be performed. Good. That is, assuming that the length of the resistance failure evaluation pattern 102 is A, the resistance value (R) of the resistance failure evaluation pattern 102 measured for each block 120 in the first step and the calculation for each block 120 in the second step. The sheet resistance value Rs of the resistance defect evaluation pattern 102 in each block 120 is calculated using the converted electrical dimensions (ECD).
Rs = R × ECD / A (Formula 2)
Calculate according to Subsequently, the electrical conversion dimension ECD and the calculated sheet resistance value Rs of the resistance defect evaluation pattern 102 are plotted on the X axis and the Y axis, respectively. FIG. 12B is a graph obtained by the plot. As shown in FIG. 12B, by converting the resistance value (R) of the resistance defect evaluation pattern 102 into the sheet resistance value (Rs), the soft open defect can be more easily separated. Specifically, after plotting the sheet resistance value (Rs) of the resistance failure evaluation pattern 102 against the electrical conversion dimension (ECD), the sheet resistance value of the resistance failure evaluation pattern 102 based on the graph obtained by the plotting. By extracting the points at which (Rs) increases discretely, it becomes possible to detect a soft open defect in the resistance defect evaluation pattern 102. Thus, based on the result of plotting the sheet resistance value (Rs) of the resistance failure evaluation pattern against the electrical conversion dimension (ECD), the points where the sheet resistance value (Rs) of the resistance failure evaluation pattern increases discretely are determined. Also by extracting, it is possible to accurately detect a failure of the resistance failure evaluation pattern 102, specifically, a disconnection failure (soft open failure) of the silicide layer. Note that the sheet resistance value (Rs) of the resistance defect evaluation pattern 102 can also be converted into a wafer map or a chip map (or shot map) as shown in FIGS. Based on the map, it is possible to evaluate where the soft open defect occurs in the wafer surface or in the chip area (or in the shot area).

また、第7の実施形態において、第1の工程で、第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置に代えて、第5の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いてもよい。具体的には、各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅(本実施形態では0.1μm)を持つ抵抗不良評価パターン102に加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅を持つ他の抵抗不良評価パターンが設けられていてもよい。他の抵抗不良評価パターンの長さ及びその構造は抵抗不良評価パターン102と同じである。また、各ブロック120に、不良評価対象となる抵抗素子と同じゲート幅を持つ第1の校正用パターン121Aに加えて、該ゲート幅と異なる少なくとも2種類のゲート幅、つまり他の抵抗不良評価パターンと同じゲート幅を持つ他の第1の校正用パターンが設けられていてもよい。他の第1の校正用パターンの長さ及びその構造は第1の校正用パターン121Aと同じである。本実施形態において、前述のような第5の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いる場合、第1の工程で、各ブロック120内の抵抗不良評価パターン102、第1校正用パターン121A及び第2校正用パターン121Bのそれぞれの抵抗値に加えて、各ブロック120内の他の抵抗不良評価パターン及び他の第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における複数の箇所で測定する。このようにすると、複数種類の幅を持つ抵抗不良評価パターン及び第1の校正用パターンを用いて、評価対象の抵抗素子における抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)の寸法依存性をさらに精度良く評価することが可能となる。言い換えると、抵抗不良評価パターンの測定抵抗値における寸法ばらつきを補正できると共に抵抗不良評価パターンの測定抵抗値における寸法依存性を評価できるので、ソフトオープン不良の評価を精度良く実施することができる。   In the seventh embodiment, in the first step, the resistance defect monitoring apparatus according to the fifth embodiment may be used instead of the resistance defect monitoring apparatus according to the fourth embodiment. Specifically, in addition to the resistance defect evaluation pattern 102 having the same gate width (0.1 μm in this embodiment) as that of the resistance element to be evaluated for failure in each block 120, at least two types different from the gate width are provided. Another resistance defect evaluation pattern having a gate width may be provided. The length and structure of the other resistance failure evaluation patterns are the same as the resistance failure evaluation pattern 102. Further, in addition to the first calibration pattern 121A having the same gate width as the resistance element to be evaluated for failure in each block 120, at least two different gate widths different from the gate width, that is, other resistance failure evaluation patterns Another first calibration pattern having the same gate width may be provided. The length and the structure of the other first calibration patterns are the same as those of the first calibration pattern 121A. In the present embodiment, when the resistance defect monitoring apparatus according to the fifth embodiment as described above is used, in the first step, the resistance defect evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A and the second calibration pattern in each block 120 are used. In addition to the respective resistance values of the calibration pattern 121B, the other resistance failure evaluation patterns in each block 120 and the respective resistance values of the other first calibration patterns are changed in the wafer surface and in each chip area (or each Measure at multiple points in the shot area. In this way, the resistance dependency evaluation pattern (soft open defect) in the resistance element to be evaluated is evaluated with higher accuracy by using the resistance defect evaluation pattern having a plurality of types of widths and the first calibration pattern. It becomes possible. In other words, the dimensional variation in the measured resistance value of the resistance failure evaluation pattern can be corrected and the dimensional dependency in the measured resistance value of the resistance failure evaluation pattern can be evaluated, so that the soft open failure can be evaluated with high accuracy.

(第8の実施形態)
以下、本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良評価方法(抵抗不良モニター方法)、具体的には、第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いた、半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価する方法について、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態に係る抵抗不良モニター方法は、半導体集積回路装置のゲート電極配線に用いられている、ポリシリコン電極とその上に形成されたシリサイド層との積層構造における該シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良の評価を実施する抵抗不良モニター方法である。
(Eighth embodiment)
The resistance failure evaluation method (resistance failure monitoring method) according to the eighth embodiment of the present invention, specifically, mounted in a semiconductor integrated circuit device using the resistance failure monitoring device according to the sixth embodiment. A method for evaluating a resistance variation defect of a resistive element will be described with reference to the drawings. Note that the resistance defect monitoring method according to the present embodiment is applied to the disconnection of the silicide layer in the stacked structure of the polysilicon electrode and the silicide layer formed thereon used for the gate electrode wiring of the semiconductor integrated circuit device. This is a resistance defect monitoring method for evaluating the resulting soft open defect.

まず、第1の工程において、図10に示す、第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を用いて、各ブロック120内の抵抗不良評価パターン102、第1校正用パターン121A及び第3校正用パターン121Cのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における複数の箇所で測定する。ここで、第6の実施形態と同様に、抵抗不良評価パターン102はシリサイド層を有すると共にその幅及び長さは0.1μm及び280μmであり、第1校正用パターン121Aはシリサイド層を含まないと共にその幅及び長さは0.1μm及び280μmであり、第3校正用パターン121Cはシリサイド層を有すると共にその幅及び長さは1.0μm及び280μmである。   First, in the first step, the resistance defect evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A, and the third calibration pattern in each block 120 using the resistance defect monitoring apparatus according to the sixth embodiment shown in FIG. Each resistance value of the pattern 121C is measured at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area). Here, similarly to the sixth embodiment, the resistance defect evaluation pattern 102 has a silicide layer and the width and length thereof are 0.1 μm and 280 μm, and the first calibration pattern 121A does not include a silicide layer. The width and length are 0.1 μm and 280 μm, the third calibration pattern 121C has a silicide layer, and the width and length are 1.0 μm and 280 μm.

次に、第2の工程において、第1の工程で測定された各ブロック120における抵抗不良評価パターン102、第1校正用パターン121A及び第3校正用パターン121Cのそれぞれの抵抗値をRR、r1及びr3とし、第1の工程で測定されたウェハ面内における全ての第1校正用パターン121Aの抵抗値及び全ての第3校正用パターン121Cの抵抗値のそれぞれの平均値をr1(Ave) 及びr3(Ave) として、抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRの補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)をそれぞれ、
RR'(1)=RR×r1(Ave) /r1 ・・・ (式3)
RR'(2)=RR×r3(Ave) /r3 ・・・ (式4)
RR'(3)=RR×r1(Ave) ×r3(Ave) /(r1×r3) ・・・ (式5)
に従って算出する。
Next, in the second step, the resistance values of the resistance defect evaluation pattern 102, the first calibration pattern 121A, and the third calibration pattern 121C in each block 120 measured in the first step are set to RR, r1, and Let r3 be the average values of the resistance values of all the first calibration patterns 121A and the resistance values of all the third calibration patterns 121C in the wafer plane measured in the first step, r1 (Ave) and r3. (Ave) is a correction value RR ′ (1), a correction value RR ′ (2), and a correction value RR ′ (3) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102, respectively.
RR ′ (1) = RR × r1 (Ave) / r1 (Formula 3)
RR ′ (2) = RR × r3 (Ave) / r3 (Formula 4)
RR ′ (3) = RR × r1 (Ave) × r3 (Ave) / (r1 × r3) (Formula 5)
Calculate according to

尚、補正値RR'(1)は抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRを寸法補正した値であり、補正値RR'(2)は抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRをシート抵抗補正(シリサイド層のシート抵抗ばらつき成分の補正)した値、補正値RR'(3)は抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRを寸法補正し且つシート抵抗補正した値である。   The correction value RR ′ (1) is a value obtained by dimension-correcting the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102, and the correction value RR ′ (2) is a sheet resistance correction (silicide value) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102. A correction value RR ′ (3) obtained by correcting the sheet resistance variation component of the layer is a value obtained by correcting the dimension of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 and correcting the sheet resistance.

図13(a)〜(e)は、抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRに対する補正の概念及び補正前後の抵抗値の違いを説明するための図である。具体的には、図13(a)〜(d)は、抵抗不良評価パターン102の抵抗値RR(実データ)、補正値RR'(1)(寸法補正値)、補正値RR'(2)(シート抵抗補正値)及び補正値RR'(3)(寸法補正及びシート抵抗補正をした値)のそれぞれの累積度数分布のばらつき(抵抗値ばらつき)を模式的に示した図であり、図13(e)は、抵抗値RR、補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)のそれぞれの累積度数分布のばらつきを重ね合わせて示した図である。   FIGS. 13A to 13E are diagrams for explaining the concept of correction for the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 and the difference in resistance value before and after the correction. Specifically, FIGS. 13A to 13D show the resistance value RR (actual data), the correction value RR ′ (1) (dimension correction value), and the correction value RR ′ (2) of the resistance defect evaluation pattern 102. FIG. 13 is a diagram schematically showing variation (resistance value variation) in cumulative frequency distribution of each of (sheet resistance correction value) and correction value RR ′ (3) (value subjected to dimension correction and sheet resistance correction); (E) is a diagram in which variations of the cumulative frequency distribution of the resistance value RR, the correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2), and the correction value RR ′ (3) are superimposed.

本実施形態においては、ウェハ面内及びチップ領域内(又はショット領域内)の寸法ばらつきの方がシリサイド層のシート抵抗ばらつきと比べて大きかったため、補正前後の各抵抗値の累積度数分布のばらつきについて、補正前のばらつきをa、寸法補正後のばらつきをb、シート抵抗補正後のばらつきをc、両方補正(寸法補正+シート抵抗補正)後のばらつきをdとすると、図13(a)〜(d)に示すように、各ばらつきの大小関係はa>c>b>dのようになった。すなわち、各補正を行なうことによって、図13(e)に示すように、累積度数分布がシャープな形状になること、つまり補正による効果が得られることを確認できた。   In this embodiment, the dimensional variation in the wafer surface and in the chip region (or in the shot region) is larger than the variation in the sheet resistance of the silicide layer. 13 (a) to (a), where a is a variation before correction, b is a variation after dimension correction, c is a variation after sheet resistance correction, and d is a variation after both corrections (dimension correction + sheet resistance correction). As shown in d), the magnitude relationship of each variation is a> c> b> d. That is, by performing each correction, it was confirmed that the cumulative frequency distribution became a sharp shape as shown in FIG. 13E, that is, the effect of the correction was obtained.

次に、第3の工程において、第2の工程で算出された補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)のそれぞれのウェハ面内における分布図を作成する。このとき、ウェハ面内の分布図に代えて、各チップ領域内又は各ショット領域内における分布図を作成してもよい。続いて、第4の工程において、第3の工程で作成された各分布図に基づいて、補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、抵抗不良評価パターン102の抵抗変動不良の検出を行なう。   Next, in the third step, distribution diagrams in the wafer plane of the correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2) and the correction value RR ′ (3) calculated in the second step are shown. create. At this time, instead of the distribution map in the wafer surface, a distribution map in each chip area or each shot area may be created. Subsequently, in the fourth step, the correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2), and the correction value RR ′ (3) are discrete based on the respective distribution diagrams created in the third step. By extracting the points that have risen to the first, the resistance fluctuation defect of the resistance defect evaluation pattern 102 is detected.

図14(a)は、第1の工程で測定された抵抗不良評価パターン102の抵抗値RR(補正前)のウェハ面内分布を示し、図14(b)は、第2の工程で算出された抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRの補正値RR'(1)(寸法補正値)のウェハ面内分布を示している。図14(a)と図14(b)とを比較すると、図14(a)(寸法補正前)に見られるチップ領域(又はショット領域)内の抵抗ばらつきが、図14(b)(寸法補正後)には見られなくなっている。これにより、(式3)に示す寸法補正を行なうことによって、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における抵抗不良評価パターン102の抵抗変動不良の評価をより正確に行なえることがわかる。尚、図14(b)に示す補正値RR'(1)(寸法補正値)のウェハ面内分布からは、12箇所で抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)が生じていることを検出できる。   FIG. 14A shows the in-wafer distribution of the resistance value RR (before correction) of the resistance defect evaluation pattern 102 measured in the first step, and FIG. 14B is calculated in the second step. 2 shows a distribution in the wafer surface of the correction value RR ′ (1) (dimension correction value) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102. Comparing FIG. 14 (a) and FIG. 14 (b), the resistance variation in the chip region (or shot region) seen in FIG. 14 (a) (before dimensional correction) is shown in FIG. 14 (b) (dimensional correction). It is not seen in (after). Thereby, by performing the dimension correction shown in (Equation 3), it is possible to more accurately evaluate the resistance fluctuation defect of the resistance defect evaluation pattern 102 in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area). I understand. Incidentally, from the wafer in-plane distribution of the correction value RR ′ (1) (dimension correction value) shown in FIG. 14B, it can be detected that a resistance increase failure (soft open failure) has occurred at 12 locations.

また、図15(a)は、第2の工程で算出された抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRの補正値RR'(2)(シート抵抗補正値)のウェハ面内分布を示し、図15(b)は、第2の工程で算出された抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRの補正値RR'(3)(寸法補正及びシート抵抗補正をした値)のウェハ面内分布を示している。図14(a)と図15(a)及び(b)とを比較すると、図14(a)(寸法補正前)に見られるチップ領域(又はショット領域)内の抵抗ばらつきが、図15(a)(シート抵抗補正後)及び図15(b)(寸法補正及びシート抵抗補正をした後)には見られなくなっている。これにより、(式4)に示すシート抵抗補正又は(式5)に示す寸法補正及びシート抵抗補正を行なうことによって、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における抵抗不良評価パターン102の抵抗変動不良の評価をより正確に行なえることがわかる。また、図15(a)に示す補正値RR'(2)(シート抵抗補正値)のウェハ面内分布及び図15(b)に示す補正値RR'(3)(寸法補正及びシート抵抗補正をした値)のウェハ面内分布からは、図14(b)に示す補正値RR'(1)のウェハ面内分布と同様に、12箇所で抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)が生じていることを検出できる。   FIG. 15A shows the in-wafer distribution of the correction value RR ′ (2) (sheet resistance correction value) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 calculated in the second step. (B) shows the in-wafer distribution of the correction value RR ′ (3) (value subjected to dimension correction and sheet resistance correction) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 calculated in the second step. . Comparing FIG. 14A with FIGS. 15A and 15B, the resistance variation in the chip region (or shot region) seen in FIG. 14A (before dimensional correction) is shown in FIG. ) (After sheet resistance correction) and FIG. 15B (after dimensional correction and sheet resistance correction) are not seen. Thus, by performing the sheet resistance correction shown in (Equation 4) or the dimension correction and the sheet resistance correction shown in (Equation 5), a resistance failure evaluation pattern in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area). It can be seen that the resistance fluctuation failure 102 can be more accurately evaluated. Further, the in-wafer distribution of the correction value RR ′ (2) (sheet resistance correction value) shown in FIG. 15A and the correction value RR ′ (3) (size correction and sheet resistance correction shown in FIG. From the distribution in the wafer surface, the resistance increase failure (soft open failure) occurs at 12 locations, similar to the distribution in the wafer surface of the correction value RR ′ (1) shown in FIG. Can be detected.

以上に説明したように、第8の実施形態によると、第1校正(寸法補正)用パターン121A及び第3校正(シート抵抗補正)用パターン121Cを用いることによって、抵抗不良評価パターン102の測定抵抗値RRを正確に補正することが可能になるので、抵抗不良評価パターン102の不良、具体的にはシリサイド層の断線不良(ソフトオープン不良)を正確に評価することが可能となる。   As described above, according to the eighth embodiment, the measurement resistance of the resistance defect evaluation pattern 102 is obtained by using the first calibration (dimension correction) pattern 121A and the third calibration (sheet resistance correction) pattern 121C. Since the value RR can be accurately corrected, it is possible to accurately evaluate a failure of the resistance failure evaluation pattern 102, specifically, a disconnection failure (soft open failure) of the silicide layer.

尚、第8の実施形態の第2の工程(特に(式3)及び(式5))において、平均値r1(Ave) に代えて、第1の工程で測定されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全ての第1校正用パターン121Aの抵抗値の平均値r1shot(Ave) 、又は第1の工程で測定されたブロックの1つ(当該ブロック内には複数の第1校正用パターン121Aが配置されているものとする)における全ての第1校正用パターン121Aの抵抗値の平均値r1block(Ave)を用いてもよい。同様に、第8の実施形態の第2の工程(特に(式4)及び(式5))において、平均値r3(Ave) に代えて、第1の工程で測定されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全ての第3校正用パターン121Cの抵抗値の平均値r3shot(Ave) 、又は第1の工程で測定されたブロックの1つ(当該ブロック内には複数の第3校正用パターン121Cが配置されているものとする)における全ての第3校正用パターン121Cの抵抗値の平均値r3block(Ave)を用いてもよい。   In the second step (especially (Expression 3) and (Expression 5)) of the eighth embodiment, instead of the average value r1 (Ave), one of the chip regions measured in the first step or The average value r1shot (Ave) of the resistance values of all the first calibration patterns 121A in one shot area, or one of the blocks measured in the first step (a plurality of first calibration patterns are included in the block). The average value r1block (Ave) of the resistance values of all the first calibration patterns 121A in the pattern 121A) may be used. Similarly, in the second step (especially (Expression 4) and (Expression 5)) of the eighth embodiment, one of the chip regions measured in the first step is used instead of the average value r3 (Ave). Alternatively, the average value r3shot (Ave) of the resistance values of all the third calibration patterns 121C in one of the shot areas, or one of the blocks measured in the first step (a plurality of third calibrations in the block). The average value r3block (Ave) of the resistance values of all the third calibration patterns 121C in the pattern 121C for use) may be used.

また、第8の実施形態において、第1校正用パターン121A及び第3校正用パターン121Cの両方を用いて抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRを補正したが、これに代えて、第1校正用パターン121A及び第3校正用パターン121Cのいずれか一方だけを用いて抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRを補正してもよいことは言うまでもない。すなわち、抵抗不良評価パターン102及び第1校正用パターン121A又は第3校正用パターン121Cのそれぞれの抵抗値の測定と、補正値RR'(1)又は補正値RR'(2)の算出と、該算出結果に基づく分布図の作成と、該分布図に基づく抵抗変動不良の検出とを行なってもよい。   In the eighth embodiment, the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 is corrected using both the first calibration pattern 121A and the third calibration pattern 121C. Instead, the first calibration pattern is used. It goes without saying that the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 may be corrected using only one of the pattern 121A and the third calibration pattern 121C. That is, measurement of the resistance values of the resistance failure evaluation pattern 102 and the first calibration pattern 121A or the third calibration pattern 121C, calculation of the correction value RR ′ (1) or correction value RR ′ (2), Creation of a distribution map based on the calculation result and detection of a resistance fluctuation defect based on the distribution map may be performed.

また、第8の実施形態において、図10に示す、第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置(1ブロック分)における第2校正用パターン121Bを用いて、抵抗不良評価パターン102の抵抗値RRに対して、ポリシリコン電極のシート抵抗ばらつきの補正を行なってもよい。   In the eighth embodiment, the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern 102 is obtained by using the second calibration pattern 121B in the resistance defect monitoring device (for one block) according to the sixth embodiment shown in FIG. In contrast, the sheet resistance variation of the polysilicon electrode may be corrected.

(第9の実施形態)
以下、本発明の第9の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)の製造方法、具体的には、第2〜第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターン102及び校正用パターン121(複数種類ある場合は少なくとも1種類の校正用パターン)を形成する方法について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタにおけるシリサイド化されたゲート電極配線に生じるソフトオープン不良を評価するための抵抗不良モニター装置の製造を対象とする。
(Ninth embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus (resistance defect monitoring apparatus) according to a ninth embodiment of the present invention, specifically, a resistance defect evaluation pattern in the resistance defect monitoring apparatus according to the second to sixth embodiments. A method of forming 102 and a calibration pattern 121 (at least one calibration pattern when there are a plurality of types) will be described with reference to the drawings. The present embodiment is directed to the manufacture of a resistance failure monitoring device for evaluating a soft open failure occurring in a silicided gate electrode wiring in a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device.

図16(a)〜(g)は、第9の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。   16 (a) to 16 (g) are cross-sectional views illustrating respective steps of the method of manufacturing the resistance defect monitoring device according to the ninth embodiment.

まず、図16(a)に示すように、評価用ウェハよりなる半導体基板151上に第1の絶縁膜152を形成した後、図16(b)に示すように、第1の絶縁膜152上に例えばポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜等のシリコン膜153を堆積する。   First, as shown in FIG. 16A, a first insulating film 152 is formed on a semiconductor substrate 151 made of an evaluation wafer, and then, on the first insulating film 152, as shown in FIG. Then, a silicon film 153 such as a polysilicon film or an amorphous silicon film is deposited.

続いて、図16(c)に示すように、リソグラフィ工程を用いて抵抗不良評価パターン形成領域及び校正用パターン形成領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、シリコン膜153に対してエッチングを行なうことにより、シリコン膜153を抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする。   Subsequently, as shown in FIG. 16C, after forming a resist pattern (not shown) covering the resistance defect evaluation pattern formation region and the calibration pattern formation region using a lithography process, the resist pattern is used as a mask. By etching the silicon film 153, the silicon film 153 is patterned into respective shapes of a resistance defect evaluation pattern and a calibration pattern.

次に、図16(d)に示すように、パターニングされたシリコン膜153Aの側面にサイドウォール絶縁膜154を形成した後、図16(e)に示すように、シリサイド化を防止するための第2の絶縁膜155を堆積し、その後、リソグラフィ工程を用いてシリサイド化防止領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、第2の絶縁膜155に対してエッチングを行なう。これにより、第2の絶縁膜155をエッチング除去したシリサイド化領域と、第2の絶縁膜155を残存させたシリサイド化防止領域とを設定することができる。   Next, as shown in FIG. 16D, a sidewall insulating film 154 is formed on the side surface of the patterned silicon film 153A, and then, as shown in FIG. The second insulating film 155 is deposited, and then a resist pattern (not shown) that covers the silicidation prevention region is formed using a lithography process, and then the second insulating film 155 is etched using the resist pattern as a mask. To do. Thereby, a silicidation region where the second insulating film 155 is removed by etching and a silicidation prevention region where the second insulating film 155 remains can be set.

次に、図16(f)に示すように、サリサイドプロセスを用いてシリサイド化領域のシリコン膜153Aの上部にシリサイド層156を形成することによってゲート電極配線構造を完成させる。このとき、第2の絶縁膜155によって、シリサイド化防止領域のシリコン膜153Aの上部にシリサイド層156が形成されることを防止する。   Next, as shown in FIG. 16F, a silicide layer 156 is formed on the silicon film 153A in the silicidation region by using a salicide process, thereby completing the gate electrode wiring structure. At this time, the second insulating film 155 prevents the silicide layer 156 from being formed on the silicon film 153A in the silicidation prevention region.

尚、図示は省略しているが、抵抗不良モニター装置の製造後に行なわれる抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの抵抗測定において表面リーク電流の影響を防止するために、シリサイド層156の形成後に更に新たな絶縁膜を堆積すると共に該絶縁膜における測定パッド(プロービング用パッド)の上側部分のみを除去してもよい。また、プローバー針の接触によって測定パッド部にリーク電流が発生することを防止するために、測定パッド上に層間膜を形成すると共に該層間膜にコンタクトホールを形成した後に該コンタクトホールに新たな金属パッドを設けてもよい。   Although not shown, after the formation of the silicide layer 156, in order to prevent the influence of the surface leakage current in each resistance measurement of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern performed after the manufacture of the resistance defect monitoring device. Furthermore, a new insulating film may be deposited and only the upper part of the measurement pad (probing pad) in the insulating film may be removed. In addition, in order to prevent a leak current from being generated in the measurement pad portion due to contact with the prober needle, an interlayer film is formed on the measurement pad and a contact hole is formed in the interlayer film, and then a new metal is formed in the contact hole. A pad may be provided.

以上のように、第9の実施形態に係るプロセスにより、ゲート電極配線の抵抗不良(具体的にはシリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良)の検出を目的とした抵抗不良モニター装置、例えば図16(g)に示すような、シリサイド層156を有し且つ幅及び長さが0.1μm及び280μmである抵抗不良評価パターンと、シリサイド層156を含まず且つ幅及び長さが0.1μm及び280μmである第1校正用パターンと、シリサイド層156を含まず且つ幅及び長さが1.0μm及び280μmである第2校正用パターンとを有する抵抗不良モニター装置を製造することができる。   As described above, the resistance failure monitoring device for detecting the resistance failure of the gate electrode wiring (specifically, the soft open failure caused by the disconnection of the silicide layer) by the process according to the ninth embodiment, for example, FIG. 16 (g), a resistance defect evaluation pattern having a silicide layer 156 and having a width and length of 0.1 μm and 280 μm, and a width and length not including the silicide layer 156 and having a width and length of 0.1 μm, as shown in FIG. A resistance defect monitoring device having a first calibration pattern of 280 μm and a second calibration pattern not including the silicide layer 156 and having widths and lengths of 1.0 μm and 280 μm can be manufactured.

このように、第9の実施形態によると、半導体集積回路装置の製造(MOSトランジスタ形成、コンタクト形成又は多層配線形成等を含む)と比較して、第2〜第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を非常に短いプロセスTATで製造することができる。すなわち、シリコン膜153をパターンニングする工程、及びシリサイド化を防止するための第2の絶縁膜155をパターンニングする工程の最小限2回のリソグラフィ工程のみによって抵抗不良モニター装置の製造が可能となる。これにより、非常に短いプロセスTATで本発明の各抵抗不良モニター装置を製造できるため、ゲート電極配線の抵抗変動不良(シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良)を早期に評価できるので、該評価結果をプロセス対策に早期にフィードバックすることが可能となる。   Thus, according to the ninth embodiment, compared to the manufacture of a semiconductor integrated circuit device (including MOS transistor formation, contact formation or multilayer wiring formation), the resistance failure according to the second to sixth embodiments The monitoring device can be manufactured with a very short process TAT. That is, it becomes possible to manufacture a resistance defect monitoring device only by a minimum of two lithography steps of patterning the silicon film 153 and patterning the second insulating film 155 for preventing silicidation. . As a result, each of the resistance defect monitoring devices of the present invention can be manufactured in a very short process TAT, so that it is possible to evaluate the resistance variation defect of the gate electrode wiring (soft open defect due to the disconnection of the silicide layer) at an early stage. The result can be fed back to the process measures at an early stage.

尚、本実施形態において、評価用ウェハである半導体基板151を用いたが、評価用ウェハが半導体基板に限られないことは言うまでもない。   In the present embodiment, the semiconductor substrate 151 which is an evaluation wafer is used, but it goes without saying that the evaluation wafer is not limited to the semiconductor substrate.

また、本実施形態において、ゲート電極配線の構成材料としてポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜を用いたが、他のシリコン含有膜を用いてもよいことは言うまでもない。   In this embodiment, the polysilicon film or the amorphous silicon film is used as the constituent material of the gate electrode wiring, but it goes without saying that other silicon-containing films may be used.

(第10の実施形態)
以下、本発明の第10の実施形態に係る抵抗不良評価装置(抵抗不良モニター装置)の製造方法、具体的には、第2〜第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターン102及び校正用パターン121(複数種類ある場合は少なくとも1種類の校正用パターン)を形成する方法について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタにおけるシリサイド化されたソース/ドレイン不純物層に生じるソフトオープン不良を評価するための抵抗不良モニター装置の製造を対象とする。
(Tenth embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus (resistance defect monitoring apparatus) according to the tenth embodiment of the present invention, specifically, a resistance defect evaluation pattern in the resistance defect monitoring apparatus according to the second to sixth embodiments. A method of forming 102 and a calibration pattern 121 (at least one calibration pattern when there are a plurality of types) will be described with reference to the drawings. The present embodiment is directed to the manufacture of a resistance failure monitoring device for evaluating a soft open failure occurring in a silicided source / drain impurity layer in a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device.

図17(a)〜(h)は、第10の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。   FIGS. 17A to 17H are cross-sectional views showing respective steps of the method of manufacturing the resistance defect monitoring device according to the tenth embodiment.

まず、図17(a)に示すように、評価用ウェハよりなる半導体基板161上に第1の絶縁膜162を形成した後、リソグラフィ工程を用いて抵抗不良評価パターン形成領域及び校正用パターン形成領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成し、その後、該レジストパターンをマスクとして、第1の絶縁膜162に対してエッチングを行なうことにより、図17(b)に示すように、第1の絶縁膜162を抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする。続いて、パターンニングされた第1の絶縁膜162Aをマスクとして、半導体基板161に対してエッチングを行なってトレンチ161aを形成する。   First, as shown in FIG. 17A, after a first insulating film 162 is formed on a semiconductor substrate 161 made of an evaluation wafer, a resistance defect evaluation pattern formation region and a calibration pattern formation region are formed using a lithography process. A resist pattern (not shown) is formed to cover the first insulating film 162, and then the first insulating film 162 is etched using the resist pattern as a mask, so that the first insulating film is formed as shown in FIG. The film 162 is patterned into a resistance defect evaluation pattern and a calibration pattern. Subsequently, the semiconductor substrate 161 is etched using the patterned first insulating film 162A as a mask to form a trench 161a.

次に、図17(c)に示すように、トレンチ161a内に第2の絶縁膜163を埋め込んだ後、図17(d)に示すように、CMP(化学的機械研磨)により第2の絶縁膜163を平坦化し、その後、第1の絶縁膜162Aを除去してトレンチ分離163Aを形成する。続いて、図17(e)に示すように、トレンチ分離163Aが形成されていない半導体基板161の露出表面部(トレンチ分離163Aが形成されていない部分)に対して不純物をイオン注入により導入した後に熱処理を行なうことによって、半導体基板161の露出表面部に不純物層164を形成する。   Next, as shown in FIG. 17C, after the second insulating film 163 is buried in the trench 161a, as shown in FIG. 17D, the second insulating film is formed by CMP (chemical mechanical polishing). The film 163 is planarized, and then the first insulating film 162A is removed to form a trench isolation 163A. Subsequently, as shown in FIG. 17E, after impurities are introduced into the exposed surface portion of the semiconductor substrate 161 where the trench isolation 163A is not formed (portion where the trench isolation 163A is not formed) by ion implantation. By performing heat treatment, an impurity layer 164 is formed on the exposed surface portion of the semiconductor substrate 161.

続いて、図17(f)に示すように、半導体基板161上に、シリサイド化を防止するための第3の絶縁膜165を堆積した後、リソグラフィ工程を用いてシリサイド化防止領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、第3の絶縁膜165に対してエッチングを行なう。これにより、第3の絶縁膜165をエッチング除去したシリサイド化領域と、第3の絶縁膜165を残存させたシリサイド化防止領域とを設定することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 17F, after a third insulating film 165 for preventing silicidation is deposited on the semiconductor substrate 161, a resist pattern that covers the silicidation prevention region using a lithography process is deposited. After forming (not shown), the third insulating film 165 is etched using the resist pattern as a mask. Thereby, a silicidation region where the third insulating film 165 is removed by etching and a silicidation prevention region where the third insulating film 165 is left can be set.

次に、図17(g)に示すように、サリサイドプロセスを用いてシリサイド化領域の不純物層(シリコン層)164の上部にシリサイド層166を形成することによってソース/ドレイン不純物層構造を完成させる。このとき、第3の絶縁膜165によって、シリサイド化防止領域の不純物層164の上部にシリサイド層166が形成されることを防止する。   Next, as shown in FIG. 17G, a source / drain impurity layer structure is completed by forming a silicide layer 166 on the impurity layer (silicon layer) 164 in the silicidation region using a salicide process. At this time, the third insulating film 165 prevents the silicide layer 166 from being formed on the impurity layer 164 in the silicidation prevention region.

尚、図示は省略しているが、抵抗不良モニター装置の製造後に行なわれる抵抗不良評価パターン及び校正用パターンのそれぞれの抵抗測定において表面リーク電流の影響を防止するために、シリサイド層166の形成後に更に新たな絶縁膜を堆積すると共に該絶縁膜における測定パッド(プロービング用パッド)の上側部分のみを除去してもよい。また、プローバー針の接触によって測定パッド部にリーク電流が発生することを防止するために、測定パッド上に層間膜を形成すると共に該層間膜にコンタクトホールを形成した後に該コンタクトホールに新たな金属パッドを設けてもよい。   Although not shown, after the silicide layer 166 is formed, in order to prevent the influence of the surface leakage current in each resistance measurement of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern performed after the manufacture of the resistance defect monitoring device. Furthermore, a new insulating film may be deposited and only the upper part of the measurement pad (probing pad) in the insulating film may be removed. In addition, in order to prevent a leak current from being generated in the measurement pad portion due to contact with the prober needle, an interlayer film is formed on the measurement pad and a contact hole is formed in the interlayer film, and then a new metal is formed in the contact hole. A pad may be provided.

以上のように、第10の実施形態に係るプロセスにより、サリサイドプロセスによってシリサイド化されたソース/ドレイン不純物層の抵抗変動不良(具体的にはシリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良)の検出を目的とした抵抗不良モニター装置、例えば図17(h)に示すような、シリサイド層166を有する抵抗不良評価パターンと、シリサイド層166を含まず且つ抵抗不良評価パターンと同一の幅を持つ第1校正用パターンと、シリサイド層166を含まず且つ抵抗不良評価パターンの少なくとも5倍以上の幅を持つ第2校正用パターンとを有する抵抗不良モニター装置を製造することができる。   As described above, the process according to the tenth embodiment detects a resistance variation defect (specifically, a soft open defect due to a disconnection of the silicide layer) of the source / drain impurity layer silicided by the salicide process. The intended resistance defect monitoring apparatus, for example, a first defect calibration pattern having a silicide layer 166 and a first calibration not including the silicide layer 166 and having the same width as that shown in FIG. Thus, it is possible to manufacture a resistance defect monitoring device having a pattern for use and a second calibration pattern that does not include the silicide layer 166 and has a width of at least five times the resistance defect evaluation pattern.

このように、第10の実施形態によると、半導体集積回路装置の製造(MOSトランジスタ形成、コンタクト形成又は多層配線形成等を含む)と比較して、第2〜第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置を非常に短いプロセスTATで製造することができる。すなわち、トレンチ分離163Aを形成するための第1の絶縁膜162をパターンニングする工程、及びシリサイド化を防止するための第3の絶縁膜165をパターンニングする工程の最小限2回のリソグラフィ工程のみによって抵抗不良モニター装置の製造が可能となる。これにより、非常に短いプロセスTATで本発明の各抵抗不良モニター装置を製造できるため、ゲート電極配線の抵抗変動不良(シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良)を早期に評価できるので、該評価結果をプロセス対策に早期にフィードバックすることが可能となる。   Thus, according to the tenth embodiment, compared to the manufacture of a semiconductor integrated circuit device (including MOS transistor formation, contact formation or multilayer wiring formation), the resistance failure according to the second to sixth embodiments The monitoring device can be manufactured with a very short process TAT. That is, only a lithography process of at least two times, a patterning process of the first insulating film 162 for forming the trench isolation 163A and a patterning process of the third insulating film 165 for preventing silicidation. This makes it possible to manufacture a resistance defect monitoring device. As a result, each of the resistance defect monitoring devices of the present invention can be manufactured in a very short process TAT, so that it is possible to evaluate the resistance variation defect of the gate electrode wiring (soft open defect due to the disconnection of the silicide layer) at an early stage. The result can be fed back to the process measures at an early stage.

尚、本実施形態において、評価用ウェハである半導体基板161は、例えばシリコン基板等のシリコン含有基板(表面にシリコン含有層が形成された基板を含む)であることが好ましい。   In the present embodiment, the semiconductor substrate 161 which is an evaluation wafer is preferably a silicon-containing substrate such as a silicon substrate (including a substrate having a silicon-containing layer formed on the surface).

また、以上の第1〜第10の実施形態の説明では、主にゲート電極配線又はソース/ドレイン不純物層におけるシリサイド層の断線をソフトオープン不良として説明してきた。しかし、以上の本発明によるソフトオープン不良の検出方法又は歩留まり評価方法は、シリサイド層の断線に起因するソフトオープン不良の評価に限らず、アルミニウム又は銅等からなる金属配線のソフトオープン不良の評価にも有用である。また、トランジスタ等の不純物層と上層の配線層とを接続するコンタクト部等のソフトオープン不良、又は金属配線同士を接続するビア部のソフトオープン不良等の評価にも応用することができる。さらに、MOSトランジスタ本体、バイポーラトランジスタ本体又はpn接合ダイオード等の電流値異常についても広義の抵抗素子の抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)と考えれば、以上の本発明によるソフトオープン不良の検出方法又は歩留まり評価方法を前記のトランジスタ又はダイオード等の異常検出にも役立てることが可能となり、その効果は非常に大きい。   In the above description of the first to tenth embodiments, the disconnection of the silicide layer mainly in the gate electrode wiring or the source / drain impurity layer has been described as the soft open defect. However, the soft open defect detection method or yield evaluation method according to the present invention is not limited to the soft open defect evaluation due to the disconnection of the silicide layer, but the soft open defect evaluation of a metal wiring made of aluminum or copper. Is also useful. Further, the present invention can be applied to evaluation of soft open defects such as a contact portion connecting an impurity layer such as a transistor and an upper wiring layer, or soft open defects of a via portion connecting metal wirings. Furthermore, if the current value abnormality of the MOS transistor body, the bipolar transistor body, or the pn junction diode is also considered as a resistance increase failure (soft open failure) of the resistor element in a broad sense, the above-described soft open failure detection method or yield according to the present invention. The evaluation method can be used to detect abnormality of the transistor or the diode, and the effect is very large.

(第11の実施形態)
以下、本発明の第11の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価装置(コンタクト抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(Eleventh embodiment)
Hereinafter, a contact resistance defect evaluation apparatus (contact resistance defect monitor apparatus) according to an eleventh embodiment of the present invention, specifically, a wafer (in order to evaluate a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device) An evaluation apparatus provided on an evaluation wafer will be described with reference to the drawings.

図18(a)は、本実施形態のコンタクト抵抗不良モニター装置の1チップ領域(又は1ショット領域)の平面図を示す。図18(a)に示すように、チップ領域201(以下、単にチップ201と称する)は複数(本実施形態では例えば25000個)のブロック202に区画されていると共に、各ブロック202の内部には、コンタクト不良の評価パターンとしてのコンタクトチェーン抵抗パターンが1つずつ設けられている。尚、本実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンのそれぞれは、評価対象のコンタクトに生じる抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つ。言い換えると、本実施形態の各コンタクトチェーン抵抗パターンは、後述するように、抵抗値の測定精度によって決まる所定の数以下のコンタクト数(本実施形態では例えば198個)を持つ。また、本実施形態の各コンタクトチェーン抵抗パターンは、評価対象のコンタクトと実質的に同一の構造を持つコンタクトから構成されている。   FIG. 18A is a plan view of one chip region (or one shot region) of the contact resistance defect monitoring device of this embodiment. As shown in FIG. 18A, the chip region 201 (hereinafter simply referred to as the chip 201) is partitioned into a plurality of (for example, 25,000 in this embodiment) blocks 202, and inside each block 202, One contact chain resistance pattern is provided as an evaluation pattern for contact failure. Note that each of the contact chain resistance patterns of the present embodiment has a number of contacts that can measure a resistance variation component that causes a resistance variation failure occurring in the contact to be evaluated. In other words, as will be described later, each contact chain resistance pattern of the present embodiment has a predetermined number of contacts or less (eg, 198 in the present embodiment) determined by the measurement accuracy of the resistance value. Further, each contact chain resistance pattern of the present embodiment is composed of contacts having substantially the same structure as the contact to be evaluated.

図18(b)は、図18(a)に示す本実施形態のコンタクト抵抗不良モニター装置(1チップ領域に設けられている)がウェハ面内に均一に配置されている様子を示している。図18(b)に示すように、本実施形態では、ウェハ200の主面上の51箇所にチップ201が配置されている。従って、1ウェハ当たり、25000個×51=1275000個のコンタクトチェーン抵抗パターンが配置されていることになる。尚、ウェハ200の面内及び各チップ201(又は各ショット領域)の内部において各ブロック202は均一に配置されている。   FIG. 18B shows a state in which the contact resistance failure monitoring device (provided in one chip region) of this embodiment shown in FIG. 18A is uniformly arranged in the wafer surface. As shown in FIG. 18B, in this embodiment, chips 201 are arranged at 51 locations on the main surface of the wafer 200. Therefore, 25000 × 51 = 1275000 contact chain resistance patterns are arranged per wafer. Note that the blocks 202 are uniformly arranged within the surface of the wafer 200 and inside each chip 201 (or each shot area).

図18(c)は、本実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図であり、図18(d)は、図18(c)のc−c’線の断面図である。   FIG. 18C is a plan view showing an example of the contact chain resistance pattern of this embodiment, and FIG. 18D is a cross-sectional view taken along the line c-c ′ in FIG.

図18(c)及び(d)に示すように、例えばシリコンよりなる基板211上の絶縁膜212の上には、例えばポリシリコン層又はアモルファスシリコン層よりなる複数の下層配線213が形成されている。絶縁膜212の上及び各下層配線213の上には層間絶縁膜214が形成されていると共に層間絶縁膜214には、各下層配線213と接続する複数のコンタクト電極(コンタクトホール)215が形成されている。また、層間絶縁膜214の上には、各コンタクト電極215と接続する複数の上層金属配線216が形成されている。複数の下層配線213と複数の上層金属配線216とが複数のコンタクト電極215によって接続されることにより、図18(c)に示すように、コンタクトチェーン抵抗パターンが構成される。尚、図18(c)においては、シリコン基板211、絶縁膜212及び層間絶縁膜214の図示を省略している。また、絶縁膜212及び下層配線213に代えて、シリコン基板211の表面部にトランジスタのソース/ドレイン不純物層を形成し、該ソース/ドレイン不純物層と上層配線とを接続するコンタクト電極を形成してもよい。   As shown in FIGS. 18C and 18D, a plurality of lower layer wirings 213 made of, for example, a polysilicon layer or an amorphous silicon layer are formed on the insulating film 212 on the substrate 211 made of, for example, silicon. . An interlayer insulating film 214 is formed on the insulating film 212 and on each lower layer wiring 213, and a plurality of contact electrodes (contact holes) 215 connected to each lower layer wiring 213 are formed on the interlayer insulating film 214. ing. In addition, a plurality of upper metal wirings 216 connected to the contact electrodes 215 are formed on the interlayer insulating film 214. A plurality of lower layer wirings 213 and a plurality of upper layer metal wirings 216 are connected by a plurality of contact electrodes 215, thereby forming a contact chain resistance pattern as shown in FIG. In FIG. 18C, the silicon substrate 211, the insulating film 212, and the interlayer insulating film 214 are not shown. Further, instead of the insulating film 212 and the lower layer wiring 213, a source / drain impurity layer of the transistor is formed on the surface portion of the silicon substrate 211, and a contact electrode for connecting the source / drain impurity layer and the upper layer wiring is formed. Also good.

ここで、図18(c)に示すコンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数nの設定例について、図19を参照しながら説明する。   Here, a setting example of the number of contacts n of the contact chain resistance pattern shown in FIG. 18C will be described with reference to FIG.

図19に示すように、複数の下層配線213と複数の上層金属配線216とが複数のコンタクト電極215によって接続されてなるコンタクトチェーン抵抗パターンにおいて、1つのコンタクト電極215Aが不良となった場合を考える。ここで、正常な1つのコンタクト電極215の抵抗値がrcであるのに対して、不良コンタクト電極215Aの抵抗値がrc+Δrであるとすると、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcは全コンタクト数をnとして、
Rc=n×rc+Δr
となる。従って、例えば1つのコンタクト電極215の不良に起因する抵抗変動成分を、コンタクトチェーン抵抗パターンの全抵抗Rcに対して1%以上の精度で検出しようとした場合、
(Δr/Rc)×100=(Δr/(n×rc+Δr))×100≧1%
で表される関係が成立する必要がある。すなわち、
n≦99×Δr/rc
が満たされなければならない。
As shown in FIG. 19, a case where one contact electrode 215A becomes defective in a contact chain resistance pattern in which a plurality of lower layer wirings 213 and a plurality of upper layer metal wirings 216 are connected by a plurality of contact electrodes 215 is considered. . Here, when the resistance value of one normal contact electrode 215 is rc, whereas the resistance value of the defective contact electrode 215A is rc + Δr, the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern represents the total number of contacts as n. As
Rc = n × rc + Δr
It becomes. Therefore, for example, when a resistance variation component caused by a defect of one contact electrode 215 is detected with an accuracy of 1% or more with respect to the total resistance Rc of the contact chain resistance pattern,
(Δr / Rc) × 100 = (Δr / (n × rc + Δr)) × 100 ≧ 1%
The relationship expressed by must be established. That is,
n ≦ 99 × Δr / rc
Must be satisfied.

従って、1つの正常なコンタクト電極の抵抗rc=20Ω/Co(/Coは1つのコンタクト電極当たりという意味)、1つの不良コンタクト電極の抵抗変動成分Δr=40Ω/Coとした場合に、1つのコンタクト電極の不良に起因する抵抗変動成分をコンタクトチェーン抵抗パターンの全抵抗に対して1%の精度で検出するためには(つまり1つの正常なコンタクト電極の抵抗値に対する1つの不良コンタクト電極の抵抗変動成分の比率がΔr/rc=2倍である場合にも該抵抗変動を検出するためには)、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数nは、
n=99×40/20=198個
でなければならない。本実施形態では、以上のような理由から、コンタクト数n=198個のコンタクトチェーン抵抗パターンを形成した。
Therefore, when one normal contact electrode resistance rc = 20Ω / Co (/ Co means per contact electrode) and one defective contact electrode resistance variation component Δr = 40Ω / Co, one contact In order to detect a resistance variation component due to electrode failure with an accuracy of 1% with respect to the total resistance of the contact chain resistance pattern (that is, resistance variation of one defective contact electrode with respect to the resistance value of one normal contact electrode) In order to detect the resistance variation even when the ratio of the component is Δr / rc = 2 times), the contact number n of the contact chain resistance pattern is:
n = 99 × 40/20 = 198. In the present embodiment, a contact chain resistance pattern with n = 198 contacts is formed for the reasons described above.

次に、前述の198個のコンタクト数を持つコンタクトチェーン抵抗パターンの1チップ領域(又は1ショット領域)内での配置パターン数Pの算出方法について説明する。   Next, a method for calculating the number P of arrangement patterns in one chip region (or one shot region) of the above-mentioned contact chain resistance pattern having 198 contacts will be described.

最近の半導体集積回路装置のコンタクト数は膨大な数であり、例えば0.13μmルールの面積40mm2 程度のチップにおいては、トランジスタと配線層との間を接続するコンタクトの数は500万〜3000万個程度にも達する。例えば、N=1000万個のコンタクト数を有する半導体集積回路装置Aにおけるコンタクト不良を評価する場合においてコンタクト数N=1000万個と完全に対応するコンタクトチェーン抵抗パターンの必要パターン数P0は、
P0=N/n=1×107 /198=50505個
と計算される。
A recent semiconductor integrated circuit device has an enormous number of contacts. For example, in a chip having an area of about 40 mm 2 with a rule of 0.13 μm, the number of contacts connecting between a transistor and a wiring layer is 5 to 30 million. It reaches about one piece. For example, when evaluating a contact failure in the semiconductor integrated circuit device A having N = 10 million contacts, the required number P0 of contact chain resistance patterns completely corresponding to the number of contacts N = 10 million is:
P0 = N / n = 1 × 10 7/198 = 50505 pieces to be calculated.

本実施形態では、コンタクトチェーン抵抗パターンの配置パターン数Pを、このN/nで計算される値の1/10倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定する。具体的には、本実施形態では、前述の範囲にある、N/nの約半分に相当する配置パターン数P=25000個(25000個のコンタクトチェーン抵抗パターンに含まれるコンタクトの総数は25000×198=約490万個)を選択した。この理由は以下の通りである。   In the present embodiment, the number P of contact chain resistance pattern arrangement patterns is set to a range of 1/10 times or more and 10 times or less the value calculated by N / n. Specifically, in the present embodiment, the number P of arrangement patterns corresponding to about half of N / n in the above-described range P = 25000 (the total number of contacts included in 25000 contact chain resistance patterns is 25000 × 198). = About 4.9 million). The reason is as follows.

図20は、総コンタクト数N(半導体集積回路装置に搭載されたコンタクトの総数又はコンタクト抵抗不良モニター装置における全コンタクトチェーン抵抗パターンに含まれるコンタクトの総数)と、総コンタクトの歩留まり(半導体集積回路装置又はコンタクト抵抗不良モニター装置の1チップ領域の歩留まり)Yield(単位:%)との関係を示す図である。尚、図20において、総コンタクト数Nを横軸に、総コンタクトの歩留まりYieldを縦軸に表している。ここで、1コンタクトの不良発生率をλとすると、1チップ領域のコンタクト抵抗不良モニター装置における総コンタクトの歩留まりYieldについて、
Yield=EXP(−λ×N)
が成り立つ。この総コンタクトの歩留まりYieldの計算式を用いて、1コンタクトの不良発生率λが1ppb(ppb:10億分の1)、10ppb、100ppb及び1000ppbのそれぞれであった場合の総コンタクトの歩留まりYieldを様々な総コンタクト数Nについて算出した結果を図20に示している。
FIG. 20 shows the total number of contacts N (the total number of contacts mounted on the semiconductor integrated circuit device or the total number of contacts included in all contact chain resistance patterns in the contact resistance failure monitoring device) and the total contact yield (semiconductor integrated circuit device). Or it is a figure which shows the relationship with yield (unit:%) of the yield of 1 chip | tip area | region of a contact resistance defect monitoring apparatus. In FIG. 20, the total number of contacts N is represented on the horizontal axis, and the yield Yield of the total contacts is represented on the vertical axis. Here, when the failure occurrence rate of one contact is λ, the yield Yield of the total contact in the contact resistance failure monitoring device in one chip region is
Yield = EXP (−λ × N)
Holds. By using this Yield calculation formula for the total contact yield, the yield Yield of the total contact when the defect occurrence rate λ of one contact is 1 ppb (ppb: 1 billion), 10 ppb, 100 ppb, and 1000 ppb, respectively. FIG. 20 shows the results calculated for various total number N of contacts.

図20に示すように、コンタクト抵抗不良モニター装置の総コンタクト数Nが製品(半導体集積回路装置)と同じく1000万個である場合には同じ歩留まりが得られるので、その結果を用いて製品の歩留まりを評価することが可能になる。この場合には、前述のように、コンタクトチェーン抵抗パターンのパターン数が50505個である必要がある。それに対して、本実施形態ではN=25000個に設定しており、この場合、図20に示すように、コンタクト抵抗不良モニター装置の総コンタクト数Nは490万個となるので、総コンタクトの歩留まりYieldは製品の歩留まりよりも高く算出されるが、該算出値は、歩留まりの換算式を用いて製品の歩留まり評価(歩留まり予測)を実施するために十分な値となっている。   As shown in FIG. 20, when the total number of contacts N of the contact resistance defect monitoring device is 10 million as in the product (semiconductor integrated circuit device), the same yield can be obtained. Can be evaluated. In this case, as described above, the number of contact chain resistance patterns needs to be 50505. On the other hand, in this embodiment, N = 25000 is set. In this case, as shown in FIG. 20, the total number of contacts N of the contact resistance failure monitoring device is 4.9 million, so the total contact yield. Yield is calculated to be higher than the yield of the product, but the calculated value is a value sufficient to perform product yield evaluation (yield prediction) using a yield conversion formula.

すなわち、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数をnとし、集積回路装置における評価対象のコンタクトの総数をNとした場合に、1チップ内に挿入する必要があるコンタクトチェーン抵抗パターンの数を、N/nで計算される値の1/10倍以上で且つ10倍以下の範囲に設定すると、コンタクト抵抗不良モニター装置について得られる歩留まりに基づいて製品の歩留まり予測を行なうことができる。   That is, when the number of contacts of the contact chain resistance pattern is n and the total number of contacts to be evaluated in the integrated circuit device is N, the number of contact chain resistance patterns that need to be inserted in one chip is N / n. When the value is set in a range of 1/10 times or more and 10 times or less of the value calculated in (1), the product yield can be predicted based on the yield obtained for the contact resistance defect monitoring device.

以上に説明したように、第11の実施形態に係るコンタクト不良モニター装置によると、コンタクトチェーン抵抗パターンが、抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つ。具体的には、本実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンは、コンタクトの1つにおける抵抗変動成分Δr(但しコンタクトの1つの抵抗値をrcとしてΔr/rc=2倍)をコンタクトチェーン抵抗パターンの全抵抗に対して1%の精度で検出できるコンタクト数を持つ。このため、コンタクトの一部分、例えば、多数のコンタクトのうちの1つのコンタクトにおけるソフトオープン不良を正確に評価することができる。また、ウェハ200上の各チップ201に、半導体集積回路装置に搭載された全コンタクトについての歩留まり評価を行なえる数(本実施形態では例えば25000個)のコンタクトチェーン抵抗パターンが配置されている。このため、各チップ201における各コンタクトチェーン抵抗パターンについての抵抗測定を行ない、該測定結果に基づいてソフトオープン不良の数を検出することにより、半導体集積回路装置に搭載された全コンタクトの歩留まり評価を行なうことが可能になる。具体的には、1コンタクト当たりΔr/rc=2倍以上の抵抗変動不良であるソフトオープン不良を考慮した製品(半導体集積回路装置)の歩留まり評価、つまり製品歩留まりに対するソフトオープン不良の影響評価も可能となる。   As described above, according to the contact failure monitoring apparatus according to the eleventh embodiment, the contact chain resistance pattern has the number of contacts that can measure the resistance variation component that causes the resistance variation failure. Specifically, the contact chain resistance pattern of the present embodiment has a resistance variation component Δr in one contact (where Δr / rc = 2 times when one resistance value of the contact is rc) as the total resistance of the contact chain resistance pattern. The number of contacts that can be detected with 1% accuracy. Therefore, it is possible to accurately evaluate a soft open defect in a part of the contact, for example, one of many contacts. Further, on each chip 201 on the wafer 200, a number of contact chain resistance patterns (for example, 25000 in this embodiment) that can evaluate the yield of all contacts mounted on the semiconductor integrated circuit device are arranged. For this reason, the resistance of each contact chain resistance pattern in each chip 201 is measured, and the number of soft open defects is detected based on the measurement result, thereby evaluating the yield of all contacts mounted on the semiconductor integrated circuit device. It becomes possible to do. Specifically, it is possible to evaluate the yield of a product (semiconductor integrated circuit device) that takes into account the soft open defect that has a resistance fluctuation defect of Δr / rc = 2 times or more per contact, that is, the influence of the soft open defect on the product yield. It becomes.

尚、第11の実施形態において、半導体集積回路装置と対応する1チップ領域(チップ201)を単位としてウェハ上にコンタクト不良モニター装置を設けた。しかし、これに代えて、リソグラフィ工程の1回の露光領域である1ショット領域を単位としてウェハ上にコンタクト不良モニター装置を設けてもよい。この場合、1ショット領域は、コンタクトチェーン抵抗パターンが設けられない領域を有していてもよい。同様に、本実施形態においても、チップ201が、コンタクトチェーン抵抗パターンが設けられない領域を有していてもよい。   In the eleventh embodiment, the contact failure monitoring device is provided on the wafer in units of one chip region (chip 201) corresponding to the semiconductor integrated circuit device. However, instead of this, a contact failure monitoring device may be provided on the wafer in units of one shot area which is one exposure area in the lithography process. In this case, the one-shot region may have a region where the contact chain resistance pattern is not provided. Similarly, also in the present embodiment, the chip 201 may have a region where the contact chain resistance pattern is not provided.

また、第11の実施形態において、不良となる抵抗変動成分の測定可能範囲を、
(Δr/Rc)×100=(Δr/(n×rc+Δr))×100≧1%(Rc:コンタクトチェーン抵抗パターンの全抵抗(=n×rc+Δr)、n:コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数、rc:正常な1つのコンタクト電極の抵抗値、Δr:1つの不良コンタクト電極に生じた抵抗変動成分)に設定したが、この範囲が特に限定されないことは言うまでもない。また、(Δr/Rc)×100は1倍(100%)以下であることが好ましい。すなわち、一般的に、評価パターンの抵抗ばらつきが目標値に対して±10%程度以内の変動であれば評価パターンが良品であるという評価を行なうので、100%以下の抵抗変動成分の大きさを検出できればよい。また、完全な断線が生じた場合には検出される抵抗変動成分の大きさは無限大倍(∞%)になるので、従来の大規模なコンタクトチェーン抵抗パターンを用いて抵抗不良評価を行なうことができる。従って、このような従来の大規模なコンタクトチェーン抵抗パターンによる抵抗不良評価と区別するためには、(Δr/Rc)×100が10000%以下であってもよい。
Further, in the eleventh embodiment, the measurable range of the resistance variation component that becomes defective is
(Δr / Rc) × 100 = (Δr / (n × rc + Δr)) × 100 ≧ 1% (Rc: total resistance of contact chain resistance pattern (= n × rc + Δr), n: number of contacts in contact chain resistance pattern, rc : Resistance value of one normal contact electrode, Δr: resistance fluctuation component generated in one defective contact electrode), it goes without saying that this range is not particularly limited. Further, (Δr / Rc) × 100 is preferably 1 time (100%) or less. That is, generally, if the resistance variation of the evaluation pattern varies within about ± 10% with respect to the target value, the evaluation pattern is evaluated as a non-defective product. It only has to be detected. In addition, when a complete disconnection occurs, the magnitude of the resistance fluctuation component detected is infinite times (∞%), so it is necessary to evaluate the resistance failure using a conventional large-scale contact chain resistance pattern. Can do. Therefore, (Δr / Rc) × 100 may be 10000% or less in order to distinguish from the conventional resistance failure evaluation by a large-scale contact chain resistance pattern.

また、第11の実施形態において、コンタクトチェーン抵抗パターンにおいて抵抗変動不良が1箇所で生じることを前提としたが、コンタクトチェーン抵抗パターンにおいて抵抗変動不良が2箇所以上で生じる場合に本実施形態を応用できることは言うまでもない。   In the eleventh embodiment, it is assumed that the resistance variation defect occurs in one place in the contact chain resistance pattern. However, the present embodiment is applied when the resistance variation defect occurs in two or more places in the contact chain resistance pattern. Needless to say, you can.

また、第11の実施形態において、評価対象のコンタクトの種類は特に限定されるものではなく、例えばコンタクトホール内に高融点金属膜又は金属膜を埋め込むことによって形成されたコンタクト電極であってもよい。また、評価対象のコンタクトの下地パターン(該コンタクトの下部と電気的に接続される導電体)の種類も特に限定されるものではなく、例えばゲート電極配線層、ソース/ドレイン不純物層又は下層金属配線層であってもよい。   In the eleventh embodiment, the type of contact to be evaluated is not particularly limited. For example, a contact electrode formed by embedding a refractory metal film or a metal film in a contact hole may be used. . Also, the type of the base pattern of the contact to be evaluated (the conductor electrically connected to the lower part of the contact) is not particularly limited. For example, the gate electrode wiring layer, the source / drain impurity layer, or the lower layer metal wiring It may be a layer.

(第12の実施形態)
以下、本発明の第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価装置(コンタクト抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(Twelfth embodiment)
Hereinafter, a contact resistance defect evaluation apparatus (contact resistance defect monitor apparatus) according to a twelfth embodiment of the present invention, specifically, a wafer (in order to evaluate a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device). An evaluation apparatus provided on an evaluation wafer will be described with reference to the drawings.

尚、本実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置においても、第11の実施形態と同様に(図18(b)参照)、ウェハ200上の複数箇所(例えば51箇所)に配置された各チップ201内に、評価対象のコンタクトに生じる抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数(例えば198個)を持つコンタクトチェーン抵抗パターンが設けられている。ここで、各コンタクトチェーン抵抗パターンは、評価対象のコンタクトと実質的に同一の構造を持つコンタクトから構成されている。また、各チップ201は、第11の実施形態と同様に(図18(a)参照)、半導体集積回路装置の歩留まり評価が可能な数(例えば25000個)のブロック202に区画されていると共に、各ブロック202の内部には、コンタクト不良の評価パターンとしてのコンタクトチェーン抵抗パターンが1つずつ設けられている。従って、本実施形態におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの総数は、1ウェハ当たり25000個×51箇所=1275000個である。   In the contact resistance failure monitoring apparatus according to the present embodiment, each chip 201 arranged at a plurality of locations (for example, 51 locations) on the wafer 200, as in the 11th embodiment (see FIG. 18B). A contact chain resistance pattern having a number of contacts (for example, 198) capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation failure occurring in the contact to be evaluated is provided. Here, each contact chain resistance pattern is composed of contacts having substantially the same structure as the contact to be evaluated. Similarly to the eleventh embodiment (see FIG. 18A), each chip 201 is partitioned into a number (for example, 25,000) of blocks 202 capable of evaluating the yield of the semiconductor integrated circuit device. Inside each block 202, one contact chain resistance pattern is provided as an evaluation pattern for contact failure. Therefore, the total number of contact chain resistance patterns in this embodiment is 25000 × 51 locations = 1275000 per wafer.

図21(a)は、本実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図である。尚、図21(a)において、図18(c)に示す第11の実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンと同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここで、図21(a)に示すコンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数はn個であり、該コンタクトチェーン抵抗パターンにおける下層配線213(下地パターン)によって電気的に接続されているコンタクト電極215同士の距離(以下、単にパターン長と称する)、つまり評価対象の半導体集積回路装置のパターン長はLである。   FIG. 21A is a plan view showing an example of a contact chain resistance pattern of the present embodiment. In FIG. 21A, the same members as those in the contact chain resistance pattern of the eleventh embodiment shown in FIG. Here, the number of contacts in the contact chain resistance pattern shown in FIG. 21A is n, and the distance between the contact electrodes 215 that are electrically connected by the lower layer wiring 213 (base pattern) in the contact chain resistance pattern. (Hereinafter simply referred to as the pattern length), that is, the pattern length of the semiconductor integrated circuit device to be evaluated is L.

図21(b)〜(d)は、各ブロック202におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの近傍に設けられる複数の第1校正用パターンの一例を示す平面図である。各第1校正用パターンは、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値を決定する下地パターンの抵抗値を校正するために用いられる。尚、図21(b)〜(d)において、図18(c)に示す第11の実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンと同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここで、図21(b)に示す第1校正用パターンは、評価対象のパターン長Lと同等のパターン長L1を持ち、図21(c)に示す第1校正用パターンは、パターン長L1よりも長いパターン長L2を持ち、図21(d)に示す第1校正用パターンは、パターン長L2よりも長いパターン長L3を持つ。尚、各第1校正用パターンのコンタクト数はいずれもm個である。   21B to 21D are plan views showing an example of a plurality of first calibration patterns provided in the vicinity of the contact chain resistance pattern in each block 202. FIG. Each first calibration pattern is used to calibrate the resistance value of the base pattern that determines the resistance value of the contact chain resistance pattern. In FIGS. 21B to 21D, the same members as those in the contact chain resistance pattern of the eleventh embodiment shown in FIG. Here, the first calibration pattern shown in FIG. 21B has a pattern length L1 equivalent to the pattern length L to be evaluated, and the first calibration pattern shown in FIG. 21C is from the pattern length L1. The first calibration pattern shown in FIG. 21D has a pattern length L3 longer than the pattern length L2. Note that the number of contacts of each first calibration pattern is m.

以上に説明したように、第12の実施形態によると、第11の実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、同じブロック202内に、1つのコンタクトチェーン抵抗パターンに加えて、L1、L2及びL3の異なる3種類のパターン長を持つ校正用パターンを設けるため、1つのコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値に影響を及ぼす下地パターン(例えばポリシリコン電極配線層又はソース/ドレイン不純物層)の抵抗値のばらつきを校正することが可能となる。このため、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗評価を高精度で行なうことができるので、ソフトオープン不良をより精度良く検出することができる。   As described above, according to the twelfth embodiment, in addition to the same effects as those of the eleventh embodiment, the following effects can be obtained. In other words, in addition to one contact chain resistance pattern, a calibration pattern having three different pattern lengths L1, L2, and L3 is provided in the same block 202, which affects the resistance value of one contact chain resistance pattern. It is possible to calibrate the variation in resistance value of the underlying pattern (for example, the polysilicon electrode wiring layer or the source / drain impurity layer). For this reason, since the resistance evaluation of the contact chain resistance pattern can be performed with high accuracy, the soft open defect can be detected with higher accuracy.

尚、第12の実施形態において、コンタクトチェーン抵抗パターン又は校正用パターンの下地パターン、つまり評価対象のコンタクトの下地パターンの種類は特に限定されるものではなく、例えばゲート電極配線層、ソース/ドレイン不純物層又は下層金属配線層であってもよい。   In the twelfth embodiment, the type of the base pattern of the contact chain resistance pattern or the calibration pattern, that is, the type of the base pattern of the contact to be evaluated is not particularly limited. For example, the gate electrode wiring layer, source / drain impurities It may be a layer or a lower metal wiring layer.

また、第12の実施形態において、評価対象パターン長Lを含む3種類のパターン長を持つ第1校正用パターン群を用いたが、第1校正用パターン群におけるパターン長の種類数及び各パターン長の大きさは特に限定されるものではない。   In the twelfth embodiment, the first calibration pattern group having three types of pattern lengths including the evaluation target pattern length L is used. However, the number of types of pattern lengths and the pattern lengths in the first calibration pattern group are used. The size of is not particularly limited.

(第13の実施形態)
以下、本発明の第13の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価装置(コンタクト抵抗不良モニター装置)、具体的には、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価するためにウェハ(評価用ウェハ)上に設けられる評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(13th Embodiment)
Hereinafter, a contact resistance defect evaluation apparatus (contact resistance defect monitor apparatus) according to a thirteenth embodiment of the present invention, specifically, a wafer (in order to evaluate a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device) An evaluation apparatus provided on an evaluation wafer will be described with reference to the drawings.

尚、本実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置においても、第12の実施形態と同様に、ウェハ200上の複数箇所(例えば51箇所)に配置された各チップ201内に、評価対象のコンタクトに生じる抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数(例えば198個)を持つコンタクトチェーン抵抗パターンが設けられている。ここで、各コンタクトチェーン抵抗パターンは、評価対象のコンタクトと実質的に同一の構造を持つコンタクトから構成されている。また、各チップ201は、半導体集積回路装置の歩留まり評価が可能な数(例えば25000個)のブロック202に区画されていると共に、各ブロック202の内部には、コンタクト不良の評価パターンとしてのコンタクトチェーン抵抗パターンが1つずつ設けられている。従って、本実施形態におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの総数は、1ウェハ当たり25000個×51箇所=1275000個である。   In the contact resistance failure monitoring apparatus according to the present embodiment, as in the twelfth embodiment, the evaluation target contacts are provided in the chips 201 arranged at a plurality of locations (for example, 51 locations) on the wafer 200. A contact chain resistance pattern having a number of contacts (for example, 198) capable of measuring a resistance variation component that causes a resistance variation failure is provided. Here, each contact chain resistance pattern is composed of contacts having substantially the same structure as the contact to be evaluated. Each chip 201 is partitioned into a number (for example, 25000) of blocks 202 capable of evaluating the yield of the semiconductor integrated circuit device, and inside each block 202 is a contact chain as a contact failure evaluation pattern. One resistance pattern is provided. Therefore, the total number of contact chain resistance patterns in this embodiment is 25000 × 51 locations = 1275000 per wafer.

図22(a)は、本実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図である。尚、図22(a)において、図18(c)に示す第11の実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンと同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここで、図22(a)に示すコンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数はn個であり、該コンタクトチェーン抵抗パターンを構成するコンタクト電極215の径、つまり評価対象の半導体集積回路装置のコンタクト径はdである。   FIG. 22A is a plan view showing an example of a contact chain resistance pattern of the present embodiment. In FIG. 22A, the same members as those in the contact chain resistance pattern of the eleventh embodiment shown in FIG. Here, the number of contacts of the contact chain resistance pattern shown in FIG. 22A is n, and the diameter of the contact electrode 215 constituting the contact chain resistance pattern, that is, the contact diameter of the semiconductor integrated circuit device to be evaluated is d. It is.

図22(b)〜(d)は、各ブロック202におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの近傍に設けられる複数の第2校正用パターンを示す平面図である。各第2校正用パターンは、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト径に対する依存性を評価するために用いられる。尚、図22(b)〜(d)において、図18(c)に示す第11の実施形態のコンタクトチェーン抵抗パターンと同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここで、図22(b)に示す第2校正用パターンは、評価対象のコンタクト径dよりも小さいコンタクト径d1を持ち、図22(c)に示す第2校正用パターンは、評価対象のコンタクト径dと同等のコンタクト径d2を持ち、図22(d)に示す第2校正用パターンは、評価対象のコンタクト径dよりも大きいコンタクト径d3を持つ。尚、各第2校正用パターンのコンタクト数はいずれもm個である。   22B to 22D are plan views showing a plurality of second calibration patterns provided in the vicinity of the contact chain resistance pattern in each block 202. FIG. Each second calibration pattern is used to evaluate the dependency of the contact chain resistance pattern on the contact diameter. In FIGS. 22B to 22D, the same members as those in the contact chain resistance pattern of the eleventh embodiment shown in FIG. Here, the second calibration pattern shown in FIG. 22B has a contact diameter d1 smaller than the contact diameter d to be evaluated, and the second calibration pattern shown in FIG. 22C is the contact to be evaluated. The second calibration pattern shown in FIG. 22D has a contact diameter d3 that is larger than the contact diameter d to be evaluated. The number of contacts of each second calibration pattern is m.

以上に説明したように、第13の実施形態によると、第11の実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、同じブロック202内に、1つのコンタクトチェーン抵抗パターンに加えて、d1、d2及びd3の異なる3種類のコンタクト径を持つ校正用パターンを設けるため、該各校正用パターンの抵抗値を測定することによって、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値に対するコンタクト寸法ばらつきの影響を校正することができる。また、コンタクト寸法のマージン評価が可能となる。   As described above, according to the thirteenth embodiment, in addition to the same effects as those of the eleventh embodiment, the following effects can be obtained. That is, in order to provide calibration patterns having three different contact diameters d1, d2 and d3 in addition to one contact chain resistance pattern in the same block 202, the resistance value of each calibration pattern is measured. As a result, it is possible to calibrate the influence of the contact size variation on the resistance value of the contact chain resistance pattern in the wafer surface and in the chip region or the shot region. In addition, a margin evaluation of contact dimensions can be performed.

尚、第13の実施形態において、コンタクトチェーン抵抗パターン又は校正用パターンの下地パターン、つまり評価対象のコンタクトの下地パターンの種類は特に限定されるものではなく、例えばゲート電極配線層、ソース/ドレイン不純物層又は下層金属配線層であってもよい。   In the thirteenth embodiment, the type of the base pattern of the contact chain resistance pattern or the calibration pattern, that is, the type of the base pattern of the contact to be evaluated is not particularly limited. For example, the gate electrode wiring layer, the source / drain impurities It may be a layer or a lower metal wiring layer.

また、第13の実施形態において、評価対象コンタクト径dを含む3種類のコンタクト径を持つ第2校正用パターン群を用いたが、第2校正用パターン群におけるコンタクト径の種類数及び各コンタクト径の大きさは特に限定されるものではない。   In the thirteenth embodiment, the second calibration pattern group having three types of contact diameters including the evaluation target contact diameter d is used. However, the number of types of contact diameters and the contact diameters in the second calibration pattern group are used. The size of is not particularly limited.

また、第13の実施形態において、ブロック202内に、1つのコンタクトチェーン抵抗パターン及び第2校正用パターン群に加えて、第12の実施形態の第1校正用パターン群を設けてもよい。   In the thirteenth embodiment, the first calibration pattern group of the twelfth embodiment may be provided in the block 202 in addition to one contact chain resistance pattern and the second calibration pattern group.

(第14の実施形態)
以下、本発明の第14の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価方法(コンタクト抵抗不良モニター方法)、具体的には、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置を用いた、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良(ソフトオープン不良)を評価する方法について、図面を参照しながら説明する。ここで、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置においては、各ブロック内に、1つのコンタクトチェーン抵抗パターンに加えて、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値を決定する下地パターン(例えばゲート電極配線層又はソース/ドレイン不純物層)の抵抗値を校正するために用いられる、L1(=評価対象パターン長L)、L2及びL3の異なる3種類のパターン長を持つ第1校正用パターン群が設けられている。
(Fourteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device using the contact resistance failure evaluation method (contact resistance failure monitoring method) according to the fourteenth embodiment of the present invention, specifically, the contact resistance failure monitoring device according to the twelfth embodiment. A method for evaluating a resistance variation defect (soft open defect) of a contact mounted on the board will be described with reference to the drawings. Here, in the contact resistance failure monitoring apparatus according to the twelfth embodiment, in addition to one contact chain resistance pattern, a ground pattern (for example, gate electrode wiring) that determines the resistance value of the contact chain resistance pattern is included in each block. A first calibration pattern group having three different pattern lengths L1 (= evaluation target pattern length L), L2 and L3, which is used to calibrate the resistance value of the layer or the source / drain impurity layer), is provided. ing.

まず、第1の工程において、図21(a)〜(d)に示す、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置を用いて、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内に均一に配置された各ブロック内におけるコンタクトチェーン抵抗パターン及び前述の各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における複数の箇所で測定する。   First, in the first step, the contact resistance defect monitoring device according to the twelfth embodiment shown in FIGS. 21A to 21D is used to uniformly distribute within the wafer surface and within the chip region or shot region. The respective resistance values of the contact chain resistance pattern and the first calibration patterns in the arranged blocks are measured at a plurality of locations in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area).

次に、第2の工程において、第1の工程で測定された各ブロックにおける各第1校正用パターンの抵抗値をパターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、パターン長L1、L2及びL3並びに各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する。図23(a)は、このようにして作成されたグラフの一例を示す図である。続いて、作成したグラフのY切片の値(=Rr)から、当該ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンを構成するコンタクトの1つ当たりの抵抗値rcを、
rc=Rr/m
に従って算出する。尚、mは各第1校正用パターンのコンタクト数であり、本実施形態ではm=2である。ここで、コンタクト1つ当たりの抵抗値rcの算出において、コンタクト同士を接続する上側パターン(例えば図21(a)〜(d)に示す上層金属配線216)の抵抗値は無視できる程度の大きさである。
Next, in the second step, the resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first step is set to r1, r2, and r3 for the pattern lengths L1, L2, and L3, respectively, and the pattern length L1 , L2 and L3 and the resistance values r1, r2 and r3 of the first calibration patterns are plotted on the X axis and the Y axis, respectively, to create a graph. FIG. 23A is a diagram showing an example of the graph created in this way. Subsequently, from the Y-intercept value (= Rr) of the created graph, the resistance value rc per contact constituting the contact chain resistance pattern in the block is calculated.
rc = Rr / m
Calculate according to Note that m is the number of contacts of each first calibration pattern, and m = 2 in this embodiment. Here, in the calculation of the resistance value rc per contact, the resistance value of the upper pattern (for example, the upper metal wiring 216 shown in FIGS. 21A to 21D) connecting the contacts is so large that it can be ignored. It is.

次に、第3の工程において、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、第2の工程で算出されたコンタクトの1つ当たりの抵抗値rc及びコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する。図23(b)は、このようにして作成されたグラフの一例を示す図である。図23(b)からわかるように、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内において、コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト径のばらつき等が存在しているため、コンタクト1つ当たりの抵抗値rcがばらつく。従って、このようなrcのばらつきに対するコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcのプロットを行なうことにより、測定結果の中から、抵抗値Rcが離散的に上昇したコンタクトチェーン抵抗パターンを抽出することが可能となる。言い換えると、コンタクトチェーン抵抗パターン中の1つのコンタクトの抵抗値が上昇して抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)が発生している場合に、当該抵抗上昇不良が発生しているコンタクトチェーン抵抗パターンを抽出することが可能となる。   Next, in the third step, the resistance value rc per contact calculated in the second step and the contact are calculated by using the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step as Rc. A graph is created by plotting the resistance value Rc of the chain resistance pattern on the X axis and the Y axis, respectively. FIG. 23B is a diagram showing an example of the graph created in this way. As can be seen from FIG. 23B, there is a variation in the contact diameter of the contact chain resistance pattern in the wafer surface, in the chip region, or in the shot region, so that the resistance value rc per contact varies. . Therefore, by plotting the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern with respect to such variation in rc, it is possible to extract a contact chain resistance pattern in which the resistance value Rc increases discretely from the measurement results. Become. In other words, when the resistance value of one contact in the contact chain resistance pattern rises and a resistance rise failure (soft open failure) occurs, the contact chain resistance pattern in which the resistance rise failure occurs is extracted It becomes possible to do.

そこで、第3の工程に続いて第4の工程において、第3の工程で作成されたグラフに基づいて、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、コンタクトチェーン抵抗パターンのソフトオープン不良の検出を行なう。   Therefore, in the fourth step subsequent to the third step, contact points are extracted by extracting points at which the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern has increased discretely based on the graph created in the third step. Detects soft open failure of chain resistance pattern.

以上に説明したように、第14の実施形態によると、第12の実施形態の校正用パターンを導入することによって、第12の実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、パターン長が異なる第12の実施形態の校正用パターンを使用することによって、下地パターン(例えばポリシリコン電極配線層又はソース/ドレイン不純物層)の抵抗値の成分を除去して、測定ポイント(ブロック)におけるRr(Y切片の値)又はrc(コンタクトの1つ当たりの抵抗値)を精度良く求めることができる。その結果、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値に対するコンタクト径のばらつき等の影響を除くことができる。このため、コンタクト径依存性を考慮したコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値プロットが可能となり、その結果、コンタクトチェーン抵抗パターンのソフトオープン不良を検出することが可能となる。また、ソフトオープン不良の数を検出することにより、半導体集積回路装置の歩留まり評価を行なうことが可能になる。言い換えると、製造される半導体集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   As described above, according to the fourteenth embodiment, the same effect as the twelfth embodiment can be obtained by introducing the calibration pattern of the twelfth embodiment. Specifically, by using the calibration pattern of the twelfth embodiment having a different pattern length, the component of the resistance value of the base pattern (for example, the polysilicon electrode wiring layer or the source / drain impurity layer) is removed, Rr (Y intercept value) or rc (resistance value per contact) at the measurement point (block) can be obtained with high accuracy. As a result, it is possible to eliminate the influence of contact diameter variation or the like on the resistance value of the contact chain resistance pattern in the wafer surface, the chip region, or the shot region. Therefore, it is possible to plot the resistance value of the contact chain resistance pattern in consideration of the contact diameter dependency, and as a result, it is possible to detect a soft open defect of the contact chain resistance pattern. Further, the yield evaluation of the semiconductor integrated circuit device can be performed by detecting the number of soft open defects. In other words, it is possible to evaluate the influence of the soft open defect on the yield of the semiconductor integrated circuit device to be manufactured.

尚、第14の実施形態において、第3の工程でコンタクト1つ当たりの抵抗値rcに対するコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcのプロットを実施する代わりに、以下のような処理を実施してもよい。すなわち、第2の工程で算出されたコンタクト1つ当たりの抵抗値rc及び単位面積当たりのコンタクト抵抗値(所定値)ρcを用いて、各ブロックにおける電気的換算コンタクト径dを、
d=(ρc/(π×rc))1/2 ・・・ (式6)
に従って算出する。続いて、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、算出された電気的換算コンタクト径d又はその逆数及びコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する。図23(c)は、このようにして作成されたグラフの一例を示している。尚、図23(c)において、電気的換算コンタクト径dの逆数1/dをX軸に、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをY軸にそれぞれプロットしている。このように第3の工程で作成されたグラフに基づいて、第4の工程において、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcが離散的に上昇したポイントを抽出することによっても、コンタクトチェーン抵抗パターンのソフトオープン不良の検出を行なうことができる。
In the fourteenth embodiment, instead of plotting the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern against the resistance value rc per contact in the third step, the following processing may be performed. . That is, using the resistance value rc per contact calculated in the second step and the contact resistance value (predetermined value) ρc per unit area, the electrical equivalent contact diameter d in each block is
d = (ρc / (π × rc)) 1/2 (Expression 6)
Calculate according to Subsequently, assuming that the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step is Rc, the calculated electrical conversion contact diameter d or its reciprocal and the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern are respectively X-axis. And create a graph by plotting on the Y axis. FIG. 23C shows an example of the graph created in this way. In FIG. 23C, the reciprocal 1 / d of the electrical equivalent contact diameter d is plotted on the X axis, and the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is plotted on the Y axis. Based on the graph created in the third step in this way, it is also possible to extract the point where the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern has increased discretely in the fourth step. Open defects can be detected.

(第15の実施形態)
以下、本発明の第15の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価方法(コンタクト抵抗不良モニター方法)、具体的には、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置を用いた、半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良(ソフトオープン不良)を評価する方法について、図面を参照しながら説明する。ここで、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置においては、各ブロック内に、1つのコンタクトチェーン抵抗パターンに加えて、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値を決定する下地パターン(例えばゲート電極配線層又はソース/ドレイン不純物層)の抵抗値を校正するために用いられる、L1(=評価対象パターン長L)、L2及びL3の異なる3種類のパターン長を持つ第1校正用パターン群が設けられている。
(Fifteenth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor integrated circuit device using the contact resistance failure evaluation method (contact resistance failure monitoring method) according to the fifteenth embodiment of the present invention, specifically, the contact resistance failure monitoring device according to the twelfth embodiment. A method for evaluating a resistance variation defect (soft open defect) of a contact mounted on the board will be described with reference to the drawings. Here, in the contact resistance failure monitoring apparatus according to the twelfth embodiment, in addition to one contact chain resistance pattern, a ground pattern (for example, gate electrode wiring) that determines the resistance value of the contact chain resistance pattern is included in each block. A first calibration pattern group having three different pattern lengths L1 (= evaluation target pattern length L), L2 and L3, which is used to calibrate the resistance value of the layer or the source / drain impurity layer), is provided. ing.

まず、第14の実施形態と同様に、第1の工程において、図21(a)〜(d)に示す、第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置を用いて、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内に均一に配置された各ブロック内におけるコンタクトチェーン抵抗パターン及び前述の各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、ウェハ面内及び各チップ領域内(又は各ショット領域内)における複数の箇所で測定する。   First, as in the fourteenth embodiment, in the first step, using the contact resistance defect monitoring device according to the twelfth embodiment shown in FIGS. The resistance values of the contact chain resistance pattern and each of the above-described first calibration patterns in each block arranged uniformly in the area or in the shot area are set in the wafer surface and in each chip area (or in each shot area). ) At multiple points.

次に、第2の工程において、第1の工程で測定された各ブロックにおける各第1校正用パターンの抵抗値をパターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、パターン長L1、L2及びL3並びに各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する。このようにして作成されたグラフは、図23(a)に示す第14の実施形態のグラフと同様である。続いて、作成したグラフの傾きから、当該ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値を算出する。ここで、下地パターンの単位長さ当たり抵抗値の算出において、コンタクト同士を接続する上側パターン(例えば図21(a)〜(d)に示す上層金属配線216)の抵抗値は無視できる程度の大きさである。言い換えると、作成したグラフの傾きは、コンタクト抵抗及び上側パターンの抵抗を除いた下地パターンの抵抗値(単位長さ当たり抵抗値)、例えばゲート電極配線層の単位長さ当たり抵抗値Rg又はソース/ドレイン不純物層の単位長さ当たり抵抗値Rdを表している。   Next, in the second step, the resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first step is set to r1, r2, and r3 for the pattern lengths L1, L2, and L3, respectively, and the pattern length L1 , L2 and L3 and the resistance values r1, r2 and r3 of the first calibration patterns are plotted on the X axis and the Y axis, respectively, to create a graph. The graph created in this way is the same as the graph of the fourteenth embodiment shown in FIG. Subsequently, the resistance value per unit length of the base pattern of the contact chain resistance pattern in the block is calculated from the slope of the created graph. Here, in the calculation of the resistance value per unit length of the base pattern, the resistance value of the upper pattern (for example, the upper metal wiring 216 shown in FIGS. 21A to 21D) that connects the contacts is large enough to be ignored. That's it. In other words, the slope of the created graph indicates the resistance value (resistance value per unit length) of the base pattern excluding the contact resistance and the resistance of the upper pattern, for example, the resistance value Rg per unit length of the gate electrode wiring layer or the source / The resistance value Rd per unit length of the drain impurity layer is shown.

次に、第3の工程において、第1の工程で測定された各ブロックにおけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとし、第2の工程で算出されたウェハ面内における全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値をRu(Ave) として、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcの補正値Rc’を、
Rc’=Rc×Ru(Ave) /Ru ・・・ (式7)
に従って算出する。具体的には、下地パターンがゲート電極配線層である場合には、Ru=Rg、Ru(Ave) =Rg(Ave) として、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcの補正値Rc’を、
Rc’=Rc×Rg(Ave) /Rg ・・・ (式8)
に従って算出する。また、下地パターンがソース/ドレイン不純物層である場合には、Ru=Rd、Ru(Ave) =Rd(Ave) として、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcの補正値Rc’を、
Rc’=Rc×Rd(Ave) /Rd ・・・ (式9)
に従って算出する。
Next, in the third step, the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step is Rc, and all the contact chain resistance patterns in the wafer surface calculated in the second step are calculated. Assuming that the average value of the resistance value Ru per unit length of the ground pattern is Ru (Ave), the correction value Rc ′ of the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is
Rc ′ = Rc × Ru (Ave) / Ru (Expression 7)
Calculate according to Specifically, when the underlying pattern is a gate electrode wiring layer, Ru = Rg, Ru (Ave) = Rg (Ave), and the correction value Rc ′ of the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is
Rc ′ = Rc × Rg (Ave) / Rg (Formula 8)
Calculate according to When the underlying pattern is a source / drain impurity layer, Ru = Rd, Ru (Ave) = Rd (Ave), and the correction value Rc ′ of the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is
Rc ′ = Rc × Rd (Ave) / Rd (Formula 9)
Calculate according to

次に、第4の工程において、第3の工程で算出された補正値Rc’のウェハ面内又は各チップ領域内若しくは各ショット領域内における分布図を作成する。   Next, in the fourth step, a distribution map of the correction value Rc ′ calculated in the third step in the wafer surface, each chip region, or each shot region is created.

次に、第5の工程において、第4の工程で作成された分布図に基づいて、補正値Rc’が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗変動不良の検出を行なう。   Next, in the fifth step, by detecting the points at which the correction values Rc ′ are discretely increased based on the distribution diagram created in the fourth step, detection of resistance fluctuation defects in the contact chain resistance pattern To do.

以上に説明したように、第15の実施形態によると、第14の実施形態と同様に、第12の実施形態の校正用パターンを用いることによって、第12の実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、パターン長が異なる第12の実施形態の校正用パターンを使用することによって、測定ポイント(ブロック)におけるRu(下地パターンの単位長さ当たり抵抗値)を精度良く求めることができる。その結果、ウェハ面内及びチップ領域内又はショット領域内におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値に対する下地パターンの抵抗値のばらつき等の影響を除くことができる。すなわち、コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcを正確に補正することが可能になるので、コンタクトチェーン抵抗パターンのソフトオープン不良を検出することが可能となる。また、ソフトオープン不良の数を検出することにより、半導体集積回路装置の歩留まり評価を行なうことが可能になる。言い換えると、製造される半導体集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響を評価することができる。   As described above, according to the fifteenth embodiment, similar to the fourteenth embodiment, the same effects as those of the twelfth embodiment can be obtained by using the calibration pattern of the twelfth embodiment. . Specifically, by using the calibration pattern of the twelfth embodiment with different pattern lengths, Ru (resistance value per unit length of the base pattern) at the measurement point (block) can be obtained with high accuracy. As a result, it is possible to eliminate the influence of variations in the resistance value of the base pattern on the resistance value of the contact chain resistance pattern in the wafer surface, the chip region, or the shot region. That is, since the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern can be accurately corrected, it is possible to detect a soft open defect of the contact chain resistance pattern. Further, the yield evaluation of the semiconductor integrated circuit device can be performed by detecting the number of soft open defects. In other words, it is possible to evaluate the influence of the soft open defect on the yield of the semiconductor integrated circuit device to be manufactured.

尚、第15の実施形態の第3の工程(特に(式7)〜(式9))において、平均値Ru(Ave) (又はそれと対応するRg(Ave) 若しくはRd(Ave) )に代えて、第2の工程で算出されたチップ領域の1つ若しくはショット領域の1つにおける全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rushot(Ave) (又はそれと対応するRgshot(Ave) 若しくはRdshot(Ave) )、又は第2の工程で算出されたブロックの1つにおける全てのコンタクトチェーン抵抗パターンの下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rublock(Ave)(又はそれと対応するRgblock(Ave)若しくはRdblock(Ave))を用いてもよい。   In the third step (especially (Expression 7) to (Expression 9)) of the fifteenth embodiment, instead of the average value Ru (Ave) (or Rg (Ave) or Rd (Ave) corresponding thereto) The average value Rushot (Ave) of the resistance value Ru per unit length of the base pattern of all the contact chain resistance patterns in one of the chip regions or one of the shot regions calculated in the second step (or corresponding to it) Rgshot (Ave) or Rdshot (Ave)), or the average value Rublock (Ave) () of the resistance value Ru per unit length of the base pattern of all the contact chain resistance patterns in one of the blocks calculated in the second step. Alternatively, Rgblock (Ave) or Rdblock (Ave)) corresponding thereto may be used.

(第16の実施形態)
以下、本発明の第16の実施形態に係るコンタクト抵抗不良評価装置(コンタクト抵抗不良モニター装置)の製造方法、具体的には、第12又は第13の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置におけるコンタクトチェーン抵抗パターン及び校正用パターン(複数種類ある場合は少なくとも1種類の校正用パターン)を形成する方法について図面を参照しながら説明する。
(Sixteenth embodiment)
Hereinafter, a method of manufacturing a contact resistance failure evaluation device (contact resistance failure monitoring device) according to the sixteenth embodiment of the present invention, specifically, a contact in the contact resistance failure monitoring device according to the twelfth or thirteenth embodiment. A method for forming a chain resistance pattern and a calibration pattern (or at least one calibration pattern when there are a plurality of types) will be described with reference to the drawings.

図24(a)〜(e)は、第16の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。   FIGS. 24A to 24E are cross-sectional views showing respective steps of the method of manufacturing the contact resistance failure monitoring apparatus according to the sixteenth embodiment.

まず、図24(a)に示すように、評価用ウェハよりなるシリコン基板251上に絶縁膜252を形成した後、絶縁膜252上に例えばポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜等よりなる第1の導電体膜253を堆積する。   First, as shown in FIG. 24A, after an insulating film 252 is formed on a silicon substrate 251 made of an evaluation wafer, a first conductive film made of, for example, a polysilicon film or an amorphous silicon film is formed on the insulating film 252. A body film 253 is deposited.

続いて、図24(b)に示すように、リソグラフィ工程を用いてコンタクトチェーン抵抗パターン形成領域及び校正用パターン形成領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、第1の導電体膜253に対してエッチングを行なうことにより、コンタクトチェーン抵抗パターン及び校正用パターンのそれぞれの下地パターン253Aを形成する。ここで、図示は省略しているが、必要に応じて、下地パターン253Aの側面にサイドウオール絶縁膜を形成する工程又は下地パターン253Aの上部をシリサイド化する工程を実施する。   Subsequently, as shown in FIG. 24B, after forming a resist pattern (not shown) that covers the contact chain resistance pattern formation region and the calibration pattern formation region using a lithography process, the resist pattern is used as a mask. By etching the first conductor film 253, the base pattern 253A of the contact chain resistance pattern and the calibration pattern is formed. Although illustration is omitted here, a step of forming a sidewall insulating film on the side surface of the base pattern 253A or a step of siliciding the upper portion of the base pattern 253A is performed as necessary.

続いて、図24(c)に示すように、下地パターン253Aが形成されたシリコン基板251上に層間絶縁膜254を堆積する。   Subsequently, as shown in FIG. 24C, an interlayer insulating film 254 is deposited on the silicon substrate 251 on which the base pattern 253A is formed.

次に、図24(d)に示すように、リソグラフィ工程を用いてコンタクト形成領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜254に対してドライエッチングを行なって、各下地パターン253Aに達する複数のコンタクトホールを形成する。その後、該各コンタクトホールに例えば高融点金属膜よりなる第2の導電体膜を埋め込んだ後、該各コンタクトホール内に埋め込まれた第2の導電体膜を残しつつ、前記各コンタクトホールの外側の第2の導電体膜、つまり層間絶縁膜254上の第2の導電体膜をCMPにより除去して複数のコンタクト電極255を形成する。   Next, as shown in FIG. 24D, after forming a resist pattern (not shown) that covers the contact formation region using a lithography process, the interlayer insulating film 254 is dry-etched using the resist pattern as a mask. To form a plurality of contact holes reaching the respective underlying patterns 253A. Thereafter, a second conductor film made of, for example, a refractory metal film is embedded in each contact hole, and the second conductor film embedded in each contact hole is left, and the outside of each contact hole is left. The second conductor film, that is, the second conductor film on the interlayer insulating film 254 is removed by CMP to form a plurality of contact electrodes 255.

最後に、図24(e)に示すように、各コンタクト電極255の上及び層間絶縁膜254の上に、配線形成用の金属膜よりなる第3の導電体膜を堆積した後、リソグラフィ工程を用いて配線形成領域を覆うレジストパターン(図示省略)を形成した後、該レジストパターンをマスクとして、第3の導電体膜に対してドライエッチングを行なうことにより、各コンタクト電極255と電気的に接続する複数の上層金属配線256を形成する。これにより、複数の下地パターン253Aと複数の上層金属配線256とが複数のコンタクト電極255によって接続されてなるコンタクトチェーン抵抗パターン及び校正用パターンが完成する。   Finally, as shown in FIG. 24E, after depositing a third conductor film made of a metal film for wiring formation on each contact electrode 255 and on the interlayer insulating film 254, a lithography process is performed. After forming a resist pattern (not shown) covering the wiring formation region using the resist pattern, the third conductive film is dry-etched using the resist pattern as a mask to electrically connect to each contact electrode 255 A plurality of upper layer metal wirings 256 are formed. As a result, a contact chain resistance pattern and a calibration pattern in which a plurality of base patterns 253A and a plurality of upper metal wirings 256 are connected by a plurality of contact electrodes 255 are completed.

以上に説明したように、第16の実施形態によると、半導体集積回路装置の製造(MOSトランジスタ形成、コンタクト形成又は多層配線形成等を含む)と比較して、第12又は第13の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置を非常に短いプロセスTATで製造することができる。すなわち、下地パターン253Aを形成するために第1の導電体膜253をパターンニングする工程、コンタクトホールを形成するために層間絶縁膜254をパターンニングする工程、及び上層金属配線256を形成するために第3の導電体膜をパターンニングする工程の最小限3回のリソグラフィ工程のみによってコンタクト抵抗不良モニター装置の製造が可能となる。これにより、非常に短いプロセスTATで本発明の各コンタクト抵抗不良モニター装置を製造できるため、コンタクトの抵抗変動不良(ソフトオープン不良)を早期に且つ簡単に評価できるので、半導体集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響評価を迅速に行なうことができる。すなわち、ソフトオープン不良の評価結果をプロセス対策に早期に且つタイムリーにフィードバックすることが可能となる。   As described above, according to the sixteenth embodiment, the twelfth or thirteenth embodiment is compared with the manufacture of a semiconductor integrated circuit device (including MOS transistor formation, contact formation, or multilayer wiring formation). Such a contact resistance defect monitoring device can be manufactured in a very short process TAT. That is, the step of patterning the first conductive film 253 to form the base pattern 253A, the step of patterning the interlayer insulating film 254 to form a contact hole, and the step of forming the upper metal wiring 256 The contact resistance defect monitoring device can be manufactured by only a minimum of three lithography steps of patterning the third conductor film. As a result, each contact resistance defect monitoring device of the present invention can be manufactured in a very short process TAT, so that a contact resistance variation defect (soft open defect) can be evaluated early and easily, so that the yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved. It is possible to quickly evaluate the impact of soft open defects. In other words, the evaluation result of the soft open defect can be fed back to the process countermeasures in an early and timely manner.

尚、本実施形態において、評価用ウェハであるシリコン基板251を用いたが、評価用ウェハが半導体基板に限られないことは言うまでもない。   In this embodiment, the silicon substrate 251 that is an evaluation wafer is used, but it goes without saying that the evaluation wafer is not limited to a semiconductor substrate.

また、本実施形態において、コンタクトして、コンタクトホール内に高融点金属膜を埋め込むことによってコンタクト電極255を形成したが、コンタクトの種類は特に限定されるものではなく、コンタクト電極255に代えて、コンタクトホール内に例えば銅等の金属膜を埋め込むことによってコンタクト電極を形成してもよい。また、下地パターン253Aの種類も特に限定されるものではなく、ポリシリコン層又はアモルファスシリコン層よりなるゲート電極配線層に代えて、例えばソース/ドレイン不純物層又はアルミニウム若しくは銅等よりなる下層金属配線層を形成してもよい。   In the present embodiment, the contact electrode 255 is formed by making contact and embedding a refractory metal film in the contact hole. However, the type of contact is not particularly limited, and instead of the contact electrode 255, The contact electrode may be formed by embedding a metal film such as copper in the contact hole. Also, the type of the base pattern 253A is not particularly limited, and instead of the gate electrode wiring layer made of a polysilicon layer or an amorphous silicon layer, for example, a source / drain impurity layer or a lower metal wiring layer made of aluminum, copper or the like May be formed.

本発明は、抵抗不良又はコンタクト不良の評価装置、それを用いた評価方法及びその評価装置の製造方法に関し、集積回路装置に搭載される抵抗素子若しくはコンタクトの抵抗上昇不良(ソフトオープン不良)を検出し又は集積回路装置の歩留まりに対するソフトオープン不良の影響等を評価する場合に有用である。   The present invention relates to an evaluation device for resistance failure or contact failure, an evaluation method using the same, and a method of manufacturing the evaluation device, and detects a resistance rise failure (soft open failure) of a resistance element or contact mounted on an integrated circuit device. This is useful when evaluating the influence of soft open defects on the yield of integrated circuit devices.

(a)は本発明の第1の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の1チップ領域の平面図であり、(b)は(a)に示す抵抗不良モニター装置がウェハ面内に均一に配置されている様子を示す図であり、(c)及び(d)はそれぞれ(a)に示す抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターンの一例を示す図であり、(e)及び(f)はそれぞれ(c)に示す抵抗不良評価パターンの長さの設定方法を説明するための図であり、(g)は(a)に示すチップの内部に設ける必要がある抵抗不良評価パターンの数を説明するための図である。(A) is a top view of 1-chip area | region of the resistance defect monitoring apparatus based on the 1st Embodiment of this invention, (b) is a resistance defect monitoring apparatus shown to (a) uniformly arrange | positioned in a wafer surface. (C) and (d) are diagrams each showing an example of a resistance failure evaluation pattern in the resistance failure monitoring device shown in (a), and (e) and (f) are ( It is a figure for demonstrating the setting method of the length of the resistance defect evaluation pattern shown to c), (g) is for demonstrating the number of resistance defect evaluation patterns which need to be provided in the inside of the chip | tip shown to (a). FIG. (a)〜(f)は本発明の第1の実施形態に係る抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターンの長さの設定方法を説明するための図である。(A)-(f) is a figure for demonstrating the setting method of the length of the resistance defect evaluation pattern in the resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の1チップ領域における抵抗不良評価パターン数の設定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of the number of resistance defect evaluation patterns in 1 chip area | region of the resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る抵抗不良モニター装置におけるショット領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shot area | region in the resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は本発明の第2の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の1チップ領域の平面図であり、(b)は(a)に示す抵抗不良モニター装置がウェハ面内に均一に配置されている様子を示す図であり、(c)は(a)に示す抵抗不良モニター装置におけるブロック内の様子を示す図である。(A) is a top view of 1-chip area | region of the resistance defect monitoring apparatus based on the 2nd Embodiment of this invention, (b) is a resistance defect monitoring apparatus shown to (a) uniformly arrange | positioned in a wafer surface. (C) is a figure which shows the mode in the block in the resistance defect monitoring apparatus shown to (a). (a)及び(b)は本発明の第2の実施形態に係る抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターン及び校正用パターンに共用のプロービング用パッドを設けた様子を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows a mode that the common probing pad was provided in the resistance defect evaluation pattern and calibration pattern in the resistance defect monitor apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の第3の実施形態に係る抵抗不良モニター装置におけるブロック内の様子を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the mode in the block in the resistance defect monitoring apparatus based on the 3rd Embodiment of this invention, respectively. (a)は本発明の第4の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の1チップ領域の平面図であり、(b)は(a)に示す抵抗不良モニター装置がウェハ面内に均一に配置されている様子を示す図であり、(c)は(a)に示す抵抗不良モニター装置におけるブロック内の様子を示す図であり、(d)及び(e)は(a)に示す抵抗不良モニター装置における抵抗不良評価パターンの平面図及び断面図であり、(f)及び(g)は(a)に示す抵抗不良モニター装置における第1の校正用パターンの平面図及び断面図であり、(h)及び(i)は(a)に示す抵抗不良モニター装置における第2の校正用パターンの平面図及び断面図である。(A) is a top view of the 1-chip area | region of the resistance defect monitoring apparatus based on the 4th Embodiment of this invention, (b) is a resistance defect monitoring apparatus shown to (a) uniformly arrange | positioned in a wafer surface. (C) is a figure which shows the state in the block in the resistance defect monitoring apparatus shown to (a), (d) and (e) are resistance defect monitoring apparatuses shown to (a) (F) and (g) are a plan view and a sectional view of a first calibration pattern in the resistance defect monitoring device shown in (a), (h) And (i) are a plan view and a cross-sectional view of a second calibration pattern in the resistance defect monitoring device shown in (a). 本発明の第5の実施形態に係る抵抗不良モニター装置におけるブロック内の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode in the block in the resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る抵抗不良モニター装置におけるブロック内の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode in the block in the resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. (a)は本発明の第7の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第2の工程で算出された電気的換算寸法ECDのウェハ面内分布を示す図であり、(b)及び(c)は当該ECDのウェハセンターチップ内分布及びウェハノッチ側チップ内分布を示す図である。(A) is a figure which shows distribution in the wafer surface of the electrical conversion dimension ECD calculated at the 2nd process in the resistance defect monitoring method which concerns on the 7th Embodiment of this invention, (b) and (c) These are figures which show the distribution in the wafer center chip | tip of the said ECD, and the distribution in the wafer notch side chip | tip. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の第7の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第3の工程でのプロットにより得られたグラフを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the graph obtained by the plot in the 3rd process in the resistance defect monitoring method which concerns on the 7th Embodiment of this invention, respectively. (a)〜(e)は本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における抵抗不良評価パターンの抵抗値に対する補正の概念及び補正前後の抵抗値の違いを説明するための図である。(A)-(e) is a figure for demonstrating the difference of the resistance value before and behind correction | amendment with respect to the resistance value of the resistance defect evaluation pattern in the resistance defect monitoring method which concerns on the 8th Embodiment of this invention. . (a)は本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第1の工程で測定された抵抗不良評価パターンの抵抗値(補正前)のウェハ面内分布を示す図であり、(b)は本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第2の工程で算出された抵抗不良評価パターンの抵抗値の補正値RR'(1)(寸法補正値)のウェハ面内分布を示す図である。(A) is a figure which shows the wafer surface distribution of the resistance value (before correction | amendment) of the resistance defect evaluation pattern measured at the 1st process in the resistance defect monitoring method which concerns on the 8th Embodiment of this invention, ( b) is the in-wafer surface of the correction value RR ′ (1) (dimension correction value) of the resistance value of the resistance defect evaluation pattern calculated in the second step in the resistance defect monitoring method according to the eighth embodiment of the present invention. It is a figure which shows distribution. (a)は本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第2の工程で算出された抵抗不良評価パターンの抵抗値の補正値RR'(2)(シート抵抗補正値)のウェハ面内分布を示す図であり、(b)は本発明の第8の実施形態に係る抵抗不良モニター方法における第2の工程で算出された抵抗不良評価パターンの抵抗値の補正値RR'(3)(寸法補正及びシート抵抗補正をした値)のウェハ面内分布を示す図である。(A) Wafer of resistance value correction value RR ′ (2) (sheet resistance correction value) of resistance defect evaluation pattern calculated in the second step in the resistance defect monitoring method according to the eighth embodiment of the present invention; It is a figure which shows in-plane distribution, (b) is correction value RR '(3) of the resistance value of the resistance defect evaluation pattern calculated at the 2nd process in the resistance defect monitoring method concerning the 8th Embodiment of this invention. FIG. 6 is a diagram showing a distribution within a wafer surface (value obtained by correcting a dimension and a sheet resistance). (a)〜(g)は本発明の第9の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。(A)-(g) is sectional drawing which shows each process of the manufacturing method of the resistance defect monitor apparatus which concerns on the 9th Embodiment of this invention. (a)〜(h)は本発明の第10の実施形態に係る抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。(A)-(h) is sectional drawing which shows each process of the manufacturing method of the resistance defect monitor apparatus which concerns on the 10th Embodiment of this invention. (a)は本発明の第11の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置の1チップ領域の平面図であり、(b)は(a)に示すコンタクト抵抗不良モニター装置がウェハ面内に均一に配置されている様子を示す図であり、(c)は(a)に示す抵抗不良モニター装置におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図であり、(d)は(c)のc−c’線の断面図である。(A) is a top view of 1-chip area | region of the contact resistance defect monitoring apparatus based on the 11th Embodiment of this invention, (b) is a contact resistance defect monitoring apparatus shown to (a) uniformly in a wafer surface It is a figure which shows a mode that it has arrange | positioned, (c) is a top view which shows an example of the contact chain resistance pattern in the resistance defect monitoring apparatus shown to (a), (d) is cc 'of (c). It is sectional drawing of a line. 本発明の第11の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置におけるコンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数の設定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of the number of contacts of the contact chain resistance pattern in the contact resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置の1チップ領域におけるコンタクトチェーン抵抗パターン数の設定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of the number of contact chain resistance patterns in the 1-chip area | region of the contact resistance defect monitoring apparatus which concerns on the 11th Embodiment of this invention. (a)は本発明の第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図であり、(b)〜(d)は本発明の第12の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置における第1校正用パターン群の一例を示す平面図である。(A) is a top view which shows an example of the contact chain resistance pattern in the contact resistance defect monitoring apparatus based on the 12th Embodiment of this invention, (b)-(d) is a 12th Embodiment of this invention. It is a top view which shows an example of the 1st calibration pattern group in the contact resistance defect monitoring apparatus which concerns. (a)は本発明の第13の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置におけるコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図であり、(b)〜(d)は本発明の第13の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置における第2校正用パターン群の一例を示す平面図である。(A) is a top view which shows an example of the contact chain resistance pattern in the contact resistance defect monitoring apparatus based on 13th Embodiment of this invention, (b)-(d) is 13th Embodiment of this invention. It is a top view which shows an example of the 2nd calibration pattern group in the contact resistance defect monitoring apparatus which concerns. (a)は本発明の第14又は第15の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター方法における第2の工程で作成されたグラフの一例を示す図であり、(b)及び(c)はそれぞれ本発明の第14の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター方法における第3の工程で作成されたグラフの一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the graph produced at the 2nd process in the contact resistance defect monitoring method which concerns on the 14th or 15th embodiment of this invention, (b) and (c) are this, respectively. It is a figure which shows an example of the graph produced at the 3rd process in the contact resistance defect monitoring method which concerns on 14th Embodiment of invention. (a)〜(e)は本発明の第16の実施形態に係るコンタクト抵抗不良モニター装置の製造方法の各工程を示す断面図である。(A)-(e) is sectional drawing which shows each process of the manufacturing method of the contact resistance defect monitoring apparatus based on the 16th Embodiment of this invention. 従来の櫛状(Comb)及び蛇状(Serp)の配線パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional comb-shaped (Comb) and snake-shaped (Serp) wiring pattern. (a)は従来のコンタクトチェーン抵抗パターンの一例を示す平面図であり、(b)は(a)におけるa−a’線の断面図である。(A) is a top view which shows an example of the conventional contact chain resistance pattern, (b) is sectional drawing of the a-a 'line in (a).

符号の説明Explanation of symbols

100 ウェハ
101 チップ
101A ショット領域
102 抵抗不良評価パターン
102a ライン部分
102b 端子
103 抵抗不良
104 ポリシリコン層
105 シリサイド層
110 半導体集積回路装置
111 抵抗素子
120 ブロック
121 校正用パターン
121A 第1の校正用パターン
121B 第2の校正用パターン
121C 第3の校正用パターン
131 シリコン基板
132 絶縁膜
133 ポリシリコン電極
134 シリサイド層
135 サイドウォール絶縁膜
136 シリサイド化防止絶縁膜
151 半導体基板
152 第1の絶縁膜
153 シリコン膜
153A パターニングされたシリコン膜
154 サイドウォール絶縁膜
155 第2の絶縁膜
156 シリサイド層
161 半導体基板
161a トレンチ
162 第1の絶縁膜
162A パターンニングされた第1の絶縁膜
163 第2の絶縁膜
163A トレンチ分離
164 不純物層
165 第3の絶縁膜
166 シリサイド層
200 ウェハ
201 チップ
202 ブロック
211 基板
212 絶縁膜
213 下層配線
214 層間絶縁膜
215 コンタクト電極
215A 不良コンタクト電極
216 上層金属配線
251 シリコン基板
252 絶縁膜
253 第1の導電体膜
253A 下地パターン
254 層間絶縁膜
255 コンタクト電極
256 上層金属配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Wafer 101 Chip 101A Shot area 102 Resistance defect evaluation pattern 102a Line part 102b Terminal 103 Resistance defect 104 Polysilicon layer 105 Silicide layer 110 Semiconductor integrated circuit device 111 Resistance element 120 Block 121 Calibration pattern 121A First calibration pattern 121B Second Second calibration pattern 121C Third calibration pattern 131 Silicon substrate 132 Insulating film 133 Polysilicon electrode 134 Silicide layer 135 Side wall insulating film 136 Silicidation preventing insulating film 151 Semiconductor substrate 152 First insulating film 153 Silicon film 153A Patterning Silicon film 154 Side wall insulating film 155 Second insulating film 156 Silicide layer 161 Semiconductor substrate 161a Trench 162 First Edge film 162A Patterned first insulating film 163 Second insulating film 163A Trench isolation 164 Impurity layer 165 Third insulating film 166 Silicide layer 200 Wafer 201 Chip 202 Block 211 Substrate 212 Insulating film 213 Lower layer wiring 214 Interlayer insulating Film 215 Contact electrode 215A Defective contact electrode 216 Upper metal wiring 251 Silicon substrate 252 Insulating film 253 First conductor film 253A Base pattern 254 Interlayer insulating film 255 Contact electrode 256 Upper metal wiring

Claims (30)

半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記シリサイド層の断線に起因する前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層からなる第1校正用パターンとを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とする抵抗不良評価装置。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating defects,
Each of a plurality of blocks defining each chip region or each shot region of the wafer has a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure due to the disconnection of the silicide layer, and is the same as the resistance element A resistance failure evaluation pattern composed of the silicon-containing layer and the silicide layer having a width of 1 mm, and a first calibration for the calibration comprising the silicon-containing layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and the same width as the resistance element Pattern
The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1, wherein the blocks are arranged uniformly in the wafer surface and in each chip area or each shot area.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記シリサイド層の断線に起因する前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子の5倍以上の幅の前記シリコン含有層からなる第2校正用パターンとを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とする抵抗不良評価装置。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating defects,
Each of a plurality of blocks defining each chip region or each shot region of the wafer has a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure due to the disconnection of the silicide layer, and is the same as the resistance element A resistance failure evaluation pattern composed of the silicon-containing layer and the silicide layer having a width of 2 mm, and a second layer composed of the silicon-containing layer having the same length as that of the resistance failure evaluation pattern and a width of 5 times or more the resistance element. A calibration pattern,
The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1, wherein the blocks are arranged uniformly in the wafer surface and in each chip area or each shot area.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記シリサイド層の断線に起因する前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子の5倍以上の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる第3校正用パターンとを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とする抵抗不良評価装置。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating defects,
Each of a plurality of blocks defining each chip region or each shot region of the wafer has a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure due to the disconnection of the silicide layer, and is the same as the resistance element A resistance failure evaluation pattern composed of the silicon-containing layer and the silicide layer of the width, and the silicon-containing layer and the silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and a width five times or more than the resistance element A third calibration pattern consisting of:
The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1, wherein the blocks are arranged uniformly in the wafer surface and in each chip area or each shot area.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記シリサイド層の断線に起因する前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層からなる第1校正用パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子の5倍以上の幅の前記シリコン含有層からなる第2校正用パターンとを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とする抵抗不良評価装置。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating defects,
Each of a plurality of blocks defining each chip region or each shot region of the wafer has a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure due to the disconnection of the silicide layer, and is the same as the resistance element A resistance failure evaluation pattern composed of the silicon-containing layer and the silicide layer having a width of 1 mm, and a first calibration for the calibration comprising the silicon-containing layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and the same width as the resistance element A second calibration pattern composed of the silicon-containing layer having the same length as the resistance defect evaluation pattern and having a width of 5 times or more the resistance element;
The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1, wherein the blocks are arranged uniformly in the wafer surface and in each chip area or each shot area.
前記各ブロックに、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗不良評価パターンと異なる2種類以上の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる複数の他の抵抗不良評価パターンと、前記第1校正用パターンと同一の長さを持ち且つ前記第1校正用パターンと異なる2種類以上の幅の前記シリコン含有層からなる複数の他の第1校正用パターンとをさらに有していることを特徴とする請求項4に記載の抵抗不良評価装置。 In each block, a plurality of other resistance failure evaluation patterns including the silicon-containing layer and the silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and two or more different widths from the resistance failure evaluation pattern; And a plurality of other first calibration patterns having the same length as the first calibration pattern and comprising the silicon-containing layer having two or more different widths from the first calibration pattern. The resistance failure evaluation apparatus according to claim 4 , wherein 前記各ブロックに、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子の5倍以上の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる第3校正用パターンをさらに有していることを特徴とする請求項4又は5に記載の抵抗不良評価装置。 Each block further includes a third calibration pattern including the silicon-containing layer and the silicide layer, which has the same length as the resistance defect evaluation pattern and is at least five times as wide as the resistance element. The resistance failure evaluation apparatus according to claim 4 or 5 . 半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記シリサイド層の断線に起因する前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子と同一の幅の前記シリコン含有層からなる第1校正用パターンと、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗素子の5倍以上の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる第3校正用パターンとを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とする抵抗不良評価装置。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating defects,
Each of a plurality of blocks defining each chip region or each shot region of the wafer has a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure due to the disconnection of the silicide layer, and is the same as the resistance element A resistance failure evaluation pattern composed of the silicon-containing layer and the silicide layer having a width of 1 mm, and a first calibration for the calibration comprising the silicon-containing layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and the same width as the resistance element And a third calibration pattern comprising the silicon-containing layer and the silicide layer having the same length as the resistance defect evaluation pattern and a width of 5 times or more the resistance element,
The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1, wherein the blocks are arranged uniformly in the wafer surface and in each chip area or each shot area.
前記抵抗不良評価パターンの長さAは、
抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている前記抵抗不良評価パターンの第1の抵抗値と抵抗変動不良が存在しない前記抵抗不良評価パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が前記第2の抵抗値に対して2%以上になるように設定され、
前記半導体集積回路装置に搭載された前記抵抗素子の合計長さをBとすると、前記チップ領域の1つ又は前記ショット領域の1つに含まれる前記抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/10倍以上で且つ10倍以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の抵抗不良評価装置。
The length A of the resistance failure evaluation pattern is:
A resistance variation component that is a difference between a first resistance value of the resistance failure evaluation pattern in which resistance variation failure occurs in at least one place and a second resistance value of the resistance failure evaluation pattern in which no resistance variation failure exists It is set to be 2% or more with respect to the second resistance value,
Assuming that the total length of the resistance elements mounted on the semiconductor integrated circuit device is B, the number of the resistance defect evaluation patterns included in one of the chip regions or one of the shot regions is B / A. The resistance defect evaluation apparatus according to claim 1 , wherein the resistance defect evaluation apparatus is 1/10 or more and 10 or less.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項4に記載の抵抗不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記抵抗不良評価パターン、前記第1校正用パターン及び前記第2校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第2校正用パターンの幅の設計値をDRとし、前記第1の工程で測定された前記第1校正用パターン及び前記第2校正用パターンのそれぞれの抵抗値をR1及びR2として、前記各ブロックにおける前記抵抗不良評価パターンの電気的換算寸法ECDを、
ECD=DR×R2/R1
に従って算出する第2の工程と、
前記第2の工程で算出された前記電気的換算寸法ECD及び前記第1の工程で測定された前記抵抗不良評価パターンの抵抗値RをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成するか、又は、
前記抵抗不良評価パターンの長さをAとして、前記各ブロックにおける前記抵抗不良評価パターンのシート抵抗値Rsを、
Rs=R×ECD/A
に従って算出し、算出された前記シート抵抗値Rs及び前記第2の工程で算出された前記電気的換算寸法ECDをそれぞれY軸及びX軸にプロットすることによってグラフを作成する第3の工程と、
前記第3の工程で作成されたグラフに基づいて、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値R又は前記シート抵抗値Rsが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価方法。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation method for evaluating defects,
5. The resistance failure evaluation apparatus according to claim 4 , wherein each resistance value of the resistance failure evaluation pattern, the first calibration pattern, and the second calibration pattern in each block is determined in the wafer plane. And a first step of measuring at a plurality of locations in each chip area or each shot area,
The design value of the width of the second calibration pattern is DR, and the resistance values of the first calibration pattern and the second calibration pattern measured in the first step are R1 and R2, respectively. The electrical conversion dimension ECD of the resistance failure evaluation pattern in the block is
ECD = DR × R2 / R1
A second step of calculating according to
A graph is created by plotting the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step and the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern measured in the first step on the X axis and the Y axis, respectively. Or
The length of the resistance failure evaluation pattern is A, and the sheet resistance value Rs of the resistance failure evaluation pattern in each block is
Rs = R × ECD / A
A third step of creating a graph by plotting the calculated sheet resistance value Rs and the electrical conversion dimension ECD calculated in the second step on the Y axis and the X axis, respectively,
Based on the graph created in the third step, the resistance fluctuation of the resistance defect evaluation pattern is extracted by extracting points where the resistance value R of the resistance defect evaluation pattern or the sheet resistance value Rs is discretely increased. And a fourth step of detecting a defect. A resistance defect evaluation method, comprising:
前記各ブロックには、前記抵抗不良評価パターンと同一の長さを持ち且つ前記抵抗不良評価パターンと異なる2種類以上の幅の前記シリコン含有層及び前記シリサイド層からなる複数の他の抵抗不良評価パターンと、前記第1校正用パターンと同一の長さを持ち且つ前記第1校正用パターンと異なる2種類以上の幅の前記シリコン含有層からなる複数の他の第1校正用パターンとがさらに設けられており、
前記第1の工程は、前記各ブロック内の前記各他の抵抗不良評価パターン及び前記各他の第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する工程を含むことを特徴とする請求項9に記載の抵抗不良評価方法。
In each of the blocks, a plurality of other resistance failure evaluation patterns including the silicon-containing layer and the silicide layer having the same length as the resistance failure evaluation pattern and different widths from the resistance failure evaluation pattern. And a plurality of other first calibration patterns having the same length as the first calibration pattern and made of the silicon-containing layer having two or more different widths from the first calibration pattern. And
In the first step, the respective resistance values of the other resistance defect evaluation patterns and the other first calibration patterns in the blocks are set in the wafer surface and in the chip regions or in the respective areas. The resistance defect evaluation method according to claim 9 , comprising a step of measuring at a plurality of locations in the shot region.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項1に記載の抵抗不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記抵抗不良評価パターン及び前記第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記抵抗不良評価パターン及び前記第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR及びr1とし、前記第1の工程で測定された前記ウェハ面内における全ての前記第1校正用パターンの抵抗値の平均値をr1(Ave) として、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(1)を、
RR'(1)=RR×r1(Ave) /r1
に従って算出する第2の工程と、
前記第2の工程で算出された前記補正値RR'(1)の前記ウェハ面内又は前記各チップ領域内若しくは前記各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、
前記第3の工程で作成された前記分布図に基づいて、前記補正値RR'(1)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価方法。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation method for evaluating defects,
Using the resistance failure evaluation apparatus according to claim 1 , the respective resistance values of the resistance failure evaluation pattern and the first calibration pattern in each block are set in the wafer surface and in each chip region, or A first step of measuring at a plurality of locations in each shot region;
The resistance values of the resistance defect evaluation pattern and the first calibration pattern in each block measured in the first step are set to RR and r1, respectively, in the wafer plane measured in the first step. Assuming that the average value of the resistance values of all the first calibration patterns is r1 (Ave), the correction value RR ′ (1) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern is
RR ′ (1) = RR × r1 (Ave) / r1
A second step of calculating according to
A third step of creating a distribution map of the correction value RR ′ (1) calculated in the second step in the wafer surface, in each chip region, or in each shot region;
Based on the distribution map created in the third step, a point at which the correction value RR ′ (1) rises discretely is extracted to detect a resistance fluctuation failure in the resistance failure evaluation pattern. A method for evaluating resistance failure, comprising: a fourth step.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項3に記載の抵抗不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記抵抗不良評価パターン及び前記第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記抵抗不良評価パターン及び前記第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR及びr3とし、前記第1の工程で測定された前記ウェハ面内における全ての前記第3校正用パターンの抵抗値の平均値をr3(Ave) として、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(2)を、
RR'(2)=RR×r3(Ave) /r3
に従って算出する第2の工程と、
前記第2の工程で算出された前記補正値RR'(2)の前記ウェハ面内又は前記各チップ領域内若しくは前記各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、
前記第3の工程で作成された前記分布図に基づいて、前記補正値RR'(2)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価方法。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation method for evaluating defects,
Using the resistance failure evaluation apparatus according to claim 3 , the resistance values of the resistance failure evaluation pattern and the third calibration pattern in each block are set in the wafer surface and in each chip region, or A first step of measuring at a plurality of locations in each shot region;
The resistance values of the resistance defect evaluation pattern and the third calibration pattern in each block measured in the first step are set to RR and r3, and the wafer surface measured in the first step Assuming that the average value of the resistance values of all the third calibration patterns is r3 (Ave), the correction value RR ′ (2) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern is
RR ′ (2) = RR × r3 (Ave) / r3
A second step of calculating according to
A third step of creating a distribution map of the correction value RR ′ (2) calculated in the second step in the wafer surface, in each chip region, or in each shot region;
Based on the distribution map created in the third step, a point at which the correction value RR ′ (2) is discretely extracted is extracted to detect a resistance fluctuation failure in the resistance failure evaluation pattern. A method for evaluating resistance failure, comprising: a fourth step.
半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線及びソース/ドレイン不純物層のうちの少なくとも一方であり且つシリコン含有層とその上に形成されたシリサイド層とからなる抵抗素子の抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項7に記載の抵抗不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記抵抗不良評価パターン、前記第1校正用パターン及び前記第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記抵抗不良評価パターン、前記第1校正用パターン及び前記第3校正用パターンのそれぞれの抵抗値をRR、r1及びr3とし、前記第1の工程で測定された前記ウェハ面内における全ての前記第1校正用パターンの抵抗値及び全ての前記第3校正用パターンの抵抗値のそれぞれの平均値をr1(Ave) 及びr3(Ave) として、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値RRの補正値RR'(1)、補正値RR'(2)及び補正値RR'(3)をそれぞれ、
RR'(1)=RR×r1(Ave) /r1
RR'(2)=RR×r3(Ave) /r3
RR'(3)=RR×r1(Ave) ×r3(Ave) /(r1×r3)
に従って算出する第2の工程と、
前記第2の工程で算出された前記補正値RR'(1)、前記補正値RR'(2)及び前記補正値RR'(3)のそれぞれの前記ウェハ面内又は前記各チップ領域内若しくは前記各ショット領域内における分布図を作成する第3の工程と、
前記第3の工程で作成された前記各分布図に基づいて、前記補正値RR'(1)、前記補正値RR'(2)及び前記補正値RR'(3)が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記抵抗不良評価パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価方法。
Resistance variation of a resistance element which is at least one of a gate electrode wiring and a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on a semiconductor integrated circuit device, and which includes a silicon-containing layer and a silicide layer formed thereon. An evaluation method for evaluating defects,
Using the resistance failure evaluation apparatus according to claim 7 , the resistance values of the resistance failure evaluation pattern, the first calibration pattern, and the third calibration pattern in each block are determined in the wafer plane. And a first step of measuring at a plurality of locations in each chip area or each shot area,
The resistance values of the resistance defect evaluation pattern, the first calibration pattern, and the third calibration pattern in each block measured in the first step are set to RR, r1, and r3, respectively, and the first step. R1 (Ave) and r3 (Ave) are the average values of the resistance values of all the first calibration patterns and the resistance values of all the third calibration patterns in the wafer plane measured in step The correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2) and the correction value RR ′ (3) of the resistance value RR of the resistance defect evaluation pattern are respectively
RR ′ (1) = RR × r1 (Ave) / r1
RR ′ (2) = RR × r3 (Ave) / r3
RR ′ (3) = RR × r1 (Ave) × r3 (Ave) / (r1 × r3)
A second step of calculating according to
Each of the correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2), and the correction value RR ′ (3) calculated in the second step within the wafer surface, within each chip region, or A third step of creating a distribution map in each shot area;
Points where the correction value RR ′ (1), the correction value RR ′ (2), and the correction value RR ′ (3) are discretely increased based on the respective distribution diagrams created in the third step. And a fourth step of detecting a resistance fluctuation defect of the resistance defect evaluation pattern by extracting the resistance defect evaluation method.
前記第2の工程において、前記平均値r1(Ave) に代えて、前記第1の工程で測定された前記チップ領域の1つ若しくは前記ショット領域の1つにおける全ての前記第1校正用パターンの抵抗値の平均値r1shot(Ave) 、又は前記第1の工程で測定された前記ブロックの1つにおける全ての前記第1校正用パターンの抵抗値の平均値r1block(Ave)を用いることを特徴とする請求項11又は13に記載の抵抗不良評価方法。 In the second step, instead of the average value r1 (Ave), all of the first calibration patterns in one of the chip regions or one of the shot regions measured in the first step are used. An average value r1shot (Ave) of resistance values or an average value r1block (Ave) of resistance values of all the first calibration patterns in one of the blocks measured in the first step is used. The resistance defect evaluation method according to claim 11 or 13 . 前記第2の工程において、前記平均値r3(Ave) に代えて、前記第1の工程で測定された前記チップ領域の1つ若しくは前記ショット領域の1つにおける全ての前記第3校正用パターンの抵抗値の平均値r3shot(Ave) 、又は前記第1の工程で測定された前記ブロックの1つにおける全ての前記第3校正用パターンの抵抗値の平均値r3block(Ave)を用いることを特徴とする請求項12又は13に記載の抵抗不良評価方法。 In the second step, instead of the average value r3 (Ave), all of the third calibration patterns in one of the chip regions or one of the shot regions measured in the first step An average value r3shot (Ave) of resistance values or an average value r3block (Ave) of resistance values of all the third calibration patterns in one of the blocks measured in the first step is used. The resistance defect evaluation method according to claim 12 or 13 . 請求項1〜8のいずれか1項に記載の抵抗不良評価装置の製造方法であって、
評価対象となる前記抵抗素子は、前記半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線であって、
前記ウェハよりなる基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜上にシリコン含有層を堆積する工程と、
第1のマスクパターンを用いて前記シリコン含有層に対してエッチングを行なうことにより、前記シリコン含有層を前記抵抗不良評価パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、
パターニングされた前記シリコン含有層の側面にサイドウォールを形成した後、シリサイド化を防止するための第2の絶縁膜を堆積する工程と、
第2のマスクパターンを用いて前記第2の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第2の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、前記第2の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、
サリサイドプロセスを用いて前記シリサイド化領域の前記シリコン含有層の上部にシリサイド層を形成することによってゲート電極配線を形成する工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価装置の製造方法。
A method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
The resistance element to be evaluated is a gate electrode wiring constituting a MOS transistor mounted on the semiconductor integrated circuit device,
Forming a first insulating film on a substrate made of the wafer;
Depositing a silicon-containing layer on the first insulating film;
Etching the silicon-containing layer using a first mask pattern, thereby patterning the silicon-containing layer into respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern;
Depositing a second insulating film for preventing silicidation after forming a sidewall on the side surface of the patterned silicon-containing layer;
Etching is performed on the second insulating film by using a second mask pattern, thereby preventing silicidation in which the second insulating film is removed and silicidation prevention in which the second insulating film remains. A step of setting an area;
And a step of forming a gate electrode wiring by forming a silicide layer on the silicon-containing layer in the silicidation region using a salicide process.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の抵抗不良評価装置の製造方法であって、
評価対象となる前記抵抗素子は、前記半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン不純物層であって、
前記ウェハよりなる半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
第1のマスクパターンを用いて前記第1の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第1の絶縁膜を前記抵抗不良評価パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、
パターニングされた前記第1の絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板に対してエッチングを行なってトレンチを形成する工程と、
前記トレンチ内に第2の絶縁膜を埋め込む工程と、
CMPにより前記第2の絶縁膜の表面を平坦化した後、前記第1の絶縁膜を除去してトレンチ分離を形成する工程と、
前記トレンチ分離が形成されていない前記半導体基板の露出表面部に対して不純物を導入することによって不純物層を形成した後、前記半導体基板上に、シリサイド化を防止するための第3の絶縁膜を堆積する工程と、
第2のマスクパターンを用いて前記第3の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第3の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、前記第3の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、
サリサイドプロセスを用いて前記シリサイド化領域の前記不純物層の上部にシリサイド層を形成することによってソース/ドレイン不純物層を形成する工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価装置の製造方法。
A method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
The resistance element to be evaluated is a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on the semiconductor integrated circuit device,
Forming a first insulating film on a semiconductor substrate made of the wafer;
Patterning the first insulating film into respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern by etching the first insulating film using a first mask pattern; ,
Etching the semiconductor substrate using the patterned first insulating film as a mask to form a trench;
Burying a second insulating film in the trench;
Planarizing the surface of the second insulating film by CMP and then removing the first insulating film to form trench isolation;
After an impurity layer is formed by introducing impurities into the exposed surface portion of the semiconductor substrate where the trench isolation is not formed, a third insulating film for preventing silicidation is formed on the semiconductor substrate. Depositing, and
Etching is performed on the third insulating film using the second mask pattern, thereby preventing the silicidation region from which the third insulating film is removed and silicidation prevention in which the third insulating film remains. A step of setting an area;
Forming a source / drain impurity layer by forming a silicide layer above the impurity layer in the silicidation region using a salicide process.
半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた抵抗不良評価装置の製造方法であって、A method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus provided on a wafer in order to evaluate a resistance variation defect of a resistance element mounted on a semiconductor integrated circuit device,
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つ抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値を決定する寸法、膜厚及び抵抗率のうちの少なくとも1つを校正するために用いられる校正用パターンとを有し、A resistance defect evaluation pattern having a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation defect, and a resistance value of the resistance defect evaluation pattern in each of a plurality of blocks that divide each chip region or each shot region of the wafer. A calibration pattern used to calibrate at least one of dimensions, film thickness and resistivity to determine
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されており、Each block is uniformly arranged in the wafer surface and in each chip area or each shot area,
評価対象となる前記抵抗素子は、前記半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するゲート電極配線であって、The resistance element to be evaluated is a gate electrode wiring constituting a MOS transistor mounted on the semiconductor integrated circuit device,
前記ウェハよりなる基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、Forming a first insulating film on a substrate made of the wafer;
前記第1の絶縁膜上にシリコン含有層を堆積する工程と、Depositing a silicon-containing layer on the first insulating film;
第1のマスクパターンを用いて前記シリコン含有層に対してエッチングを行なうことにより、前記シリコン含有層を前記抵抗不良評価パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、Etching the silicon-containing layer using a first mask pattern, thereby patterning the silicon-containing layer into respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern;
パターニングされた前記シリコン含有層の側面にサイドウォールを形成した後、シリサイド化を防止するための第2の絶縁膜を堆積する工程と、Depositing a second insulating film for preventing silicidation after forming a sidewall on the side surface of the patterned silicon-containing layer;
第2のマスクパターンを用いて前記第2の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第2の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、前記第2の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、Etching is performed on the second insulating film by using a second mask pattern, thereby preventing silicidation in which the second insulating film is removed and silicidation prevention in which the second insulating film remains. A step of setting an area;
サリサイドプロセスを用いて前記シリサイド化領域の前記シリコン含有層の上部にシリサイド層を形成することによってゲート電極配線を形成する工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価装置の製造方法。And a step of forming a gate electrode wiring by forming a silicide layer on the silicon-containing layer in the silicidation region using a salicide process.
半導体集積回路装置に搭載される抵抗素子の抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた抵抗不良評価装置の製造方法であって、A method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus provided on a wafer in order to evaluate a resistance variation defect of a resistance element mounted on a semiconductor integrated circuit device,
前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに、前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できる長さを持つ抵抗不良評価パターンと、前記抵抗不良評価パターンの抵抗値を決定する寸法、膜厚及び抵抗率のうちの少なくとも1つを校正するために用いられる校正用パターンとを有し、A resistance defect evaluation pattern having a length capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation defect, and a resistance value of the resistance defect evaluation pattern in each of a plurality of blocks that divide each chip region or each shot region of the wafer. A calibration pattern used to calibrate at least one of dimensions, film thickness and resistivity to determine
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されており、Each block is uniformly arranged in the wafer surface and in each chip area or each shot area,
評価対象となる前記抵抗素子は、前記半導体集積回路装置に搭載されるMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン不純物層であって、The resistance element to be evaluated is a source / drain impurity layer constituting a MOS transistor mounted on the semiconductor integrated circuit device,
前記ウェハよりなる半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、Forming a first insulating film on a semiconductor substrate made of the wafer;
第1のマスクパターンを用いて前記第1の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第1の絶縁膜を前記抵抗不良評価パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの形状にパターンニングする工程と、Patterning the first insulating film into respective shapes of the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern by etching the first insulating film using a first mask pattern; ,
パターニングされた前記第1の絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板に対してエッチングを行なってトレンチを形成する工程と、Etching the semiconductor substrate using the patterned first insulating film as a mask to form a trench;
前記トレンチ内に第2の絶縁膜を埋め込む工程と、Burying a second insulating film in the trench;
CMPにより前記第2の絶縁膜の表面を平坦化した後、前記第1の絶縁膜を除去してトレンチ分離を形成する工程と、Planarizing the surface of the second insulating film by CMP and then removing the first insulating film to form trench isolation;
前記トレンチ分離が形成されていない前記半導体基板の露出表面部に対して不純物を導入することによって不純物層を形成した後、前記半導体基板上に、シリサイド化を防止するための第3の絶縁膜を堆積する工程と、After an impurity layer is formed by introducing impurities into the exposed surface portion of the semiconductor substrate where the trench isolation is not formed, a third insulating film for preventing silicidation is formed on the semiconductor substrate. Depositing, and
第2のマスクパターンを用いて前記第3の絶縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記第3の絶縁膜を除去したシリサイド化領域と、前記第3の絶縁膜を残存させたシリサイド化防止領域とを設定する工程と、Etching is performed on the third insulating film using the second mask pattern, thereby preventing the silicidation region from which the third insulating film is removed and silicidation prevention in which the third insulating film remains. A step of setting an area;
サリサイドプロセスを用いて前記シリサイド化領域の前記不純物層の上部にシリサイド層を形成することによってソース/ドレイン不純物層を形成する工程とを備えていることを特徴とする抵抗不良評価装置の製造方法。Forming a source / drain impurity layer by forming a silicide layer above the impurity layer in the silicidation region using a salicide process.
前記抵抗不良評価パターンの長さをAとし、前記半導体集積回路装置に搭載された前記抵抗素子の合計長さをBとすると、前記チップ領域の1つ又は前記ショット領域の1つに含まれる前記抵抗不良評価パターンの数は、B/Aの1/100倍以上で且つ10倍以下であることを特徴とする請求項18又は19に記載の抵抗不良評価装置の製造方法。When the length of the resistance defect evaluation pattern is A and the total length of the resistance elements mounted on the semiconductor integrated circuit device is B, the chip is included in one of the chip regions or one of the shot regions. 20. The method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus according to claim 18, wherein the number of resistance defect evaluation patterns is 1/100 times or more and 10 times or less of B / A. 前記抵抗不良評価パターン及び前記校正用パターンにはそれぞれ独立したプロービング用パッドが設けられていることを特徴とする請求項18又は19に記載の抵抗不良評価装置の製造方法。20. The method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus according to claim 18, wherein the resistance defect evaluation pattern and the calibration pattern are provided with independent probing pads. 前記抵抗不良評価パターンの長さAは、The length A of the resistance failure evaluation pattern is:
抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている前記抵抗不良評価パターンの第1の抵抗値と抵抗変動不良が存在しない前記抵抗不良評価パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が前記第2の抵抗値に対して2%以上になるように設定されることを特徴とする請求項18〜21のいずれか1項に記載の抵抗不良評価装置の製造方法。A resistance variation component that is a difference between a first resistance value of the resistance failure evaluation pattern in which resistance variation failure occurs in at least one place and a second resistance value of the resistance failure evaluation pattern in which no resistance variation failure exists The method for manufacturing a resistance defect evaluation apparatus according to any one of claims 18 to 21, wherein the resistance value is set to 2% or more with respect to the second resistance value.
半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価するためにウェハ上に設けられた評価装置であって、
前記ウェハの各チップ領域毎に又は各ショット領域毎に、前記抵抗変動不良となる抵抗変動成分を測定できるコンタクト数を持つコンタクトチェーン抵抗パターンを有し、
前記コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数をnとし、前記半導体集積回路装置に搭載された前記コンタクトの総数をNとすると、前記チップ領域の1つ又は前記ショット領域の1つに含まれる前記コンタクトチェーン抵抗パターンの数は、N/nの1/10倍以上で且つ10倍以下であり、
前記コンタクトチェーン抵抗パターンは、前記ウェハの各チップ領域又は各ショット領域を区画する複数のブロックのそれぞれに配置されており、
前記各ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンの近傍に、前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値を決定する下地パターンの抵抗値を校正するために用いられ且つ評価対象のコンタクト間パターン長Lと同等のコンタクト間パターン長L1、前記コンタクト間パターン長L1よりも長いコンタクト間パターン長L2及び前記コンタクト間パターン長L2よりも長いコンタクト間パターン長L3のそれぞれを持つ複数の第1校正用パターンを有し、
前記ウェハ面内及び前記各チップ領域又は前記各ショット領域のそれぞれの内部において前記各ブロックは均一に配置されていることを特徴とするコンタクト不良評価装置。
An evaluation apparatus provided on a wafer for evaluating a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device,
For each chip area of the wafer or for each shot area, a contact chain resistance pattern having a number of contacts capable of measuring a resistance variation component that causes the resistance variation failure,
The contact chain resistance included in one of the chip regions or one of the shot regions, where n is the number of contacts in the contact chain resistance pattern and N is the total number of contacts mounted on the semiconductor integrated circuit device. The number of patterns is not less than 1/10 times N / n and not more than 10 times,
The contact chain resistance pattern is disposed in each of a plurality of blocks that divide each chip region or each shot region of the wafer,
In the vicinity of the contact chain resistance pattern in each block, an inter-contact equivalent to the pattern length L between contacts used for calibrating the resistance value of the base pattern that determines the resistance value of the contact chain resistance pattern. A plurality of first calibration patterns each having a pattern length L1, an inter-contact pattern length L2 longer than the inter-contact pattern length L1, and an inter-contact pattern length L3 longer than the inter-contact pattern length L2.
Wherein each block uniformly arranged features and to Turkey Ntakuto defect evaluation apparatus that has in each of the interior of the wafer surface and the each chip area or each shot area.
前記コンタクトチェーン抵抗パターンのコンタクト数nは、
抵抗変動不良が少なくとも1箇所で生じている前記コンタクトチェーン抵抗パターンの第1の抵抗値と前記抵抗変動不良が存在しない前記コンタクトチェーン抵抗パターンの第2の抵抗値との差である抵抗変動成分が前記第1の抵抗値に対して1%以上になるように設定されることを特徴とする請求項23に記載のコンタクト不良評価装置。
The contact number n of the contact chain resistance pattern is:
A resistance fluctuation component that is a difference between a first resistance value of the contact chain resistance pattern in which a resistance fluctuation defect has occurred in at least one place and a second resistance value of the contact chain resistance pattern in which the resistance fluctuation defect does not exist 24. The contact failure evaluation apparatus according to claim 23 , wherein the contact defect evaluation apparatus is set to be 1% or more with respect to the first resistance value.
前記コンタクトは、コンタクトホール内に高融点金属膜又は金属膜を埋め込むことによって形成されたコンタクト電極であることを特徴とする請求項23又は24に記載のコンタクト不良評価装置。 The contact failure evaluation apparatus according to claim 23 or 24 , wherein the contact is a contact electrode formed by embedding a refractory metal film or a metal film in a contact hole. 前記コンタクトの下地パターンは、ゲート電極配線層、ソース/ドレイン不純物層又は下層金属配線層であることを特徴とする請求項23〜25のいずれか1項に記載のコンタクト不良評価装置。 26. The contact failure evaluation apparatus according to claim 23 , wherein the base pattern of the contact is a gate electrode wiring layer, a source / drain impurity layer, or a lower metal wiring layer. 半導体集積回路装置に搭載されるコンタクトの抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項23に記載のコンタクト不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記コンタクトチェーン抵抗パターン及び前記各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記各第1校正用パターンの抵抗値を前記コンタクト間パターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、前記コンタクト間パターン長L1、L2及びL3並びに前記各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成し、作成したグラフのY切片の値から、当該ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンを構成するコンタクトの1つ当たりの抵抗値rcを算出する第2の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、前記第2の工程で算出された前記コンタクトの1つ当たりの抵抗値rc及び前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成するか、又は、
前記第2の工程で算出された前記コンタクトの1つ当たりの抵抗値rc及び単位面積当たりのコンタクト抵抗値ρcを用いて、前記各ブロックにおける電気的換算コンタクト径dを、
d=(ρc/(π×rc))1/2
に従って算出すると共に、前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとして、算出された電気的換算コンタクト径d又はその逆数及び前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値RcをそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成する第3の工程と、
前記第3の工程で作成されたグラフに基づいて、前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcが離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第4の工程とを備えていることを特徴とするコンタクト不良評価方法。
An evaluation method for evaluating a resistance variation defect of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device,
24. Using the contact failure evaluation apparatus according to claim 23 , the respective resistance values of the contact chain resistance pattern and the first calibration patterns in each block are set in the wafer surface and in each chip region. Or a first step of measuring at a plurality of locations in each shot region;
The resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first step is set to r1, r2, and r3 for the inter-contact pattern lengths L1, L2, and L3, and the inter-contact pattern length L1. , L2 and L3 and the resistance values r1, r2 and r3 of the first calibration patterns are plotted on the X-axis and Y-axis, respectively. A second step of calculating a resistance value rc per contact constituting the contact chain resistance pattern;
The resistance value rc per contact calculated in the second step and the contact chain resistance pattern, where Rc is the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step. A graph by plotting the resistance value Rc of x on the X-axis and the Y-axis, respectively, or
Using the resistance value rc per contact calculated in the second step and the contact resistance value ρc per unit area, the electrical equivalent contact diameter d in each block is
d = (ρc / (π × rc)) 1/2
And the calculated electrical converted contact diameter d or its reciprocal and the resistance of the contact chain resistance pattern, where Rc is the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step. A third step of creating a graph by plotting the values Rc on the X and Y axes respectively;
Based on the graph created in the third step, a point at which the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern rises discretely is extracted, thereby detecting a resistance variation defect of the contact chain resistance pattern. 4. A contact failure evaluation method comprising the steps of 4.
半導体集積回路装置に搭載されているコンタクトの抵抗変動不良を評価する評価方法であって、
請求項23に記載のコンタクト不良評価装置を使用して、前記各ブロック内の前記コンタクトチェーン抵抗パターン及び前記各第1校正用パターンのそれぞれの抵抗値を、前記ウェハ面内及び前記各チップ領域内又は前記各ショット領域内における複数の箇所で測定する第1の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記各第1校正用パターンの抵抗値を前記コンタクト間パターン長L1、L2及びL3のそれぞれについてr1、r2及びr3として、前記コンタクト間パターン長L1、L2及びL3並びに前記各第1校正用パターンの抵抗値r1、r2及びr3をそれぞれX軸及びY軸にプロットすることによってグラフを作成し、作成したグラフの傾きの値から、当該ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンの前記下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruを算出する第2の工程と、
前記第1の工程で測定された前記各ブロックにおける前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値をRcとし、前記第2の工程で算出された前記ウェハ面内における全ての前記コンタクトチェーン抵抗パターンの前記下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値をRu(Ave) として、前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗値Rcの補正値Rc’を、
Rc’=Rc×Ru(Ave) /Ru
に従って算出する第3の工程と、
前記第3の工程で算出された前記補正値Rc’の前記ウェハ面内又は前記各チップ領域内若しくは前記各ショット領域内における分布図を作成する第4の工程と、
前記第4の工程で作成された前記分布図に基づいて、前記補正値Rc’が離散的に上昇したポイントを抽出することにより、前記コンタクトチェーン抵抗パターンの抵抗変動不良の検出を行なう第5の工程とを備えていることを特徴とするコンタクト不良評価方法。
An evaluation method for evaluating a resistance variation failure of a contact mounted on a semiconductor integrated circuit device,
24. Using the contact failure evaluation apparatus according to claim 23 , the respective resistance values of the contact chain resistance pattern and the first calibration patterns in each block are set in the wafer surface and in each chip region. Or a first step of measuring at a plurality of locations in each shot region;
The resistance value of each first calibration pattern in each block measured in the first step is set to r1, r2, and r3 for the inter-contact pattern lengths L1, L2, and L3, and the inter-contact pattern length L1. , L2 and L3 and the resistance values r1, r2 and r3 of the first calibration patterns are plotted on the X-axis and Y-axis, respectively, and the value of the slope of the created graph is used to calculate the value of the block. A second step of calculating a resistance value Ru per unit length of the base pattern of the contact chain resistance pattern;
Rc is the resistance value of the contact chain resistance pattern in each block measured in the first step, and the base pattern of all the contact chain resistance patterns in the wafer surface calculated in the second step Assuming that the average value of the resistance value Ru per unit length is Ru (Ave), the correction value Rc ′ of the resistance value Rc of the contact chain resistance pattern is
Rc ′ = Rc × Ru (Ave) / Ru
A third step of calculating according to
A fourth step of creating a distribution map of the correction value Rc ′ calculated in the third step within the wafer surface or within each chip region or within each shot region;
Based on the distribution map created in the fourth step, a point where the correction value Rc ′ is discretely extracted is extracted, thereby detecting a resistance variation defect of the contact chain resistance pattern. A contact failure evaluation method comprising the steps of:
前記第3の工程において、前記平均値Ru(Ave) に代えて、前記第2の工程で算出された前記チップ領域の1つ若しくは前記ショット領域の1つにおける全ての前記コンタクトチェーン抵抗パターンの前記下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rushot(Ave) 、又は前記第2の工程で算出された前記ブロックの1つにおける全ての前記コンタクトチェーン抵抗パターンの前記下地パターンの単位長さ当たり抵抗値Ruの平均値Rublock(Ave)を用いることを特徴とする請求項28に記載のコンタクト不良評価方法。 In the third step, instead of the average value Ru (Ave), the contact chain resistance patterns of all the contact chain resistance patterns in one of the chip regions or one of the shot regions calculated in the second step The average value Rushot (Ave) of the resistance value Ru per unit length of the base pattern, or per unit length of the base pattern of all the contact chain resistance patterns in one of the blocks calculated in the second step The contact failure evaluation method according to claim 28 , wherein an average value Rublock (Ave) of the resistance value Ru is used. 請求項23〜26のいずれか1項に記載のコンタクト不良評価装置の製造方法であって、
前記ウェハよりなる基板上に、前記コンタクトチェーン抵抗パターン及び前記校正用パターンのそれぞれの下地パターンを形成する工程と、
前記下地パターンが形成された前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記各下地パターンに達する複数のホールを形成する工程と、
前記各ホールに導電体膜を埋め込んで複数のコンタクトを形成する工程と、
前記各コンタクトの上及び前記絶縁膜の上に上層配線を形成する工程とを備えていることを特徴とするコンタクト不良評価装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the contact failure evaluation device according to any one of claims 23-26 ,
Forming a base pattern of each of the contact chain resistance pattern and the calibration pattern on a substrate made of the wafer;
Forming an insulating film on the substrate on which the base pattern is formed;
Forming a plurality of holes reaching each of the base patterns in the insulating film;
Forming a plurality of contacts by embedding a conductor film in each of the holes;
And a step of forming an upper layer wiring on each of the contacts and on the insulating film.
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