JPH05190638A - Ｌｓｉ装置の配線信頼性試験方法 - Google Patents
Ｌｓｉ装置の配線信頼性試験方法Info
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- JPH05190638A JPH05190638A JP453092A JP453092A JPH05190638A JP H05190638 A JPH05190638 A JP H05190638A JP 453092 A JP453092 A JP 453092A JP 453092 A JP453092 A JP 453092A JP H05190638 A JPH05190638 A JP H05190638A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＳＩ装置の配線のエレクトロマイグレーショ
ンに対する信頼性試験を、配線が断線するまで行う必要
がなく、短時間で、しかも一定の時間で行うことができ
るＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法を提供する。 【要約】 ＬＳＩ装置の配線に切り欠き部を形成し、切り欠き部の
抵抗の経時変化が一定となるように、電流や温度等を調
整して、切り欠き部に電流を流し、切り欠き部の抵抗変
化率よりＬＳＩ装置の配線の断線時間を評価する。
ンに対する信頼性試験を、配線が断線するまで行う必要
がなく、短時間で、しかも一定の時間で行うことができ
るＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法を提供する。 【要約】 ＬＳＩ装置の配線に切り欠き部を形成し、切り欠き部の
抵抗の経時変化が一定となるように、電流や温度等を調
整して、切り欠き部に電流を流し、切り欠き部の抵抗変
化率よりＬＳＩ装置の配線の断線時間を評価する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ装置の配線のエ
レクトロマイグレーションによる断線時間の評価を、一
定な短時間で行うことができるＬＳＩ装置の配線信頼性
試験方法に関する。
レクトロマイグレーションによる断線時間の評価を、一
定な短時間で行うことができるＬＳＩ装置の配線信頼性
試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の超ＬＳＩ化は、配線幅の微細化に
よる電流密度の増大、および高集積化による消費電力の
増大をもたらし、これに伴って配線のエレクトロマイグ
レーションによる配線寿命および信頼性の低下が大きな
問題となっている。エレクトロマイグレーションとは、
配線に電流を流すことによってＡｌ原子が移動してボイ
ド（空孔）が生成する現象であり、電流を流し続けると
ボイドが増加し、局部的な電流密度の増大により最後に
は断線してしまう。
よる電流密度の増大、および高集積化による消費電力の
増大をもたらし、これに伴って配線のエレクトロマイグ
レーションによる配線寿命および信頼性の低下が大きな
問題となっている。エレクトロマイグレーションとは、
配線に電流を流すことによってＡｌ原子が移動してボイ
ド（空孔）が生成する現象であり、電流を流し続けると
ボイドが増加し、局部的な電流密度の増大により最後に
は断線してしまう。
【０００３】信頼性の高いＬＳＩを製造するためには、
配線寿命等を的確に把握する必要がある。そのため、エ
レクトロマイグレーションによって配線が断線するまで
の平均時間（ＭＴＦ Median Time of Failure）を的確
に把握し、評価するための信頼性試験が行われている。
配線寿命等を的確に把握する必要がある。そのため、エ
レクトロマイグレーションによって配線が断線するまで
の平均時間（ＭＴＦ Median Time of Failure）を的確
に把握し、評価するための信頼性試験が行われている。
【０００４】エレクトロマイグレーションに対する信頼
性試験は、実際のＬＳＩを組んだ状態で電流を流し、断
線までの時間を計測することによって行われるが、この
方法では試験に１００〜２００時間もの長時間を要し、
時間とコストの点で問題がある。また、試験結果のＬＳ
Ｉ製造へのフィードバックにも長時間が必要となってし
まう。そのため、この信頼性試験を短時間で行うため
に、ＳＷＥＡＴ(Standard Wafer-level Electromigrati
on Test)法、ＩＳＯＴＨＥＲＭＡＬ法、ＢＥＭ(Breakdo
wn Energy of Metal) 法、Ｊ−ＲＵＭＰ法等、各種の信
頼性試験方法が考案され、行われている。
性試験は、実際のＬＳＩを組んだ状態で電流を流し、断
線までの時間を計測することによって行われるが、この
方法では試験に１００〜２００時間もの長時間を要し、
時間とコストの点で問題がある。また、試験結果のＬＳ
Ｉ製造へのフィードバックにも長時間が必要となってし
まう。そのため、この信頼性試験を短時間で行うため
に、ＳＷＥＡＴ(Standard Wafer-level Electromigrati
on Test)法、ＩＳＯＴＨＥＲＭＡＬ法、ＢＥＭ(Breakdo
wn Energy of Metal) 法、Ｊ−ＲＵＭＰ法等、各種の信
頼性試験方法が考案され、行われている。
【０００５】例えば、ＳＷＥＡＴ法では、配線幅を部分
的に細くして局所的に電流を集中させることにより、エ
レクトロマイグレーションによる断線を加速し、短時間
でエレクトロマイグレーション信頼性試験を行う。ま
た、ＢＥＭは前述のＭＴＦ（平均時間）ではなく、配線
が破断に至るまでの全エネルギー量（ＭＥＦ Median E
nergy of Fail)を測定する。
的に細くして局所的に電流を集中させることにより、エ
レクトロマイグレーションによる断線を加速し、短時間
でエレクトロマイグレーション信頼性試験を行う。ま
た、ＢＥＭは前述のＭＴＦ（平均時間）ではなく、配線
が破断に至るまでの全エネルギー量（ＭＥＦ Median E
nergy of Fail)を測定する。
【０００６】上記各方法は、いずれも通常よりも高い電
圧を印加する（電流を流す）、あるいは高温化で試験を
行う等、各種の方法でエレクトロマイグレーションを加
速し、強制的に断線させることにより、短時間での信頼
性試験を可能としたものであり、断線に至るまでの時間
を計測してＬＳＩ装置の配線のＭＴＦ（ＭＥＦ）として
評価する試験方法である。
圧を印加する（電流を流す）、あるいは高温化で試験を
行う等、各種の方法でエレクトロマイグレーションを加
速し、強制的に断線させることにより、短時間での信頼
性試験を可能としたものであり、断線に至るまでの時間
を計測してＬＳＩ装置の配線のＭＴＦ（ＭＥＦ）として
評価する試験方法である。
【０００７】ところが、上記各信頼性試験方法では、い
ずれの方法においても実際に配線が断線するまで試験を
行うため、一回ごとの試験時間がそれぞれ異なり、効率
のよい信頼性試験を行うことができない。また、実際に
断線するまで試験をおこなうので、やはり試験時間が長
くかかってしまい、効率のよいＬＳＩ製造を行うことが
できない。
ずれの方法においても実際に配線が断線するまで試験を
行うため、一回ごとの試験時間がそれぞれ異なり、効率
のよい信頼性試験を行うことができない。また、実際に
断線するまで試験をおこなうので、やはり試験時間が長
くかかってしまい、効率のよいＬＳＩ製造を行うことが
できない。
【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、ＬＳＩ装置の配線のエレクトロマ
イグレーションに対する信頼性試験を、短時間で、しか
も一定の時間で行うことができるＬＳＩ装置の配線信頼
性試験方法を提供することにある。
解決することにあり、ＬＳＩ装置の配線のエレクトロマ
イグレーションに対する信頼性試験を、短時間で、しか
も一定の時間で行うことができるＬＳＩ装置の配線信頼
性試験方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】周知のように、エレクト
ロマイグレーションは、Ａｌ配線に電流を流すことによ
って活性化された電子がＡｌ原子を押しやり、Ａｌ原子
が移動することによって起こるといわれ、Ａｌ原子が移
動した後にはボイド（空孔）が生成し、最終的にはボイ
ドが増加し、局部的な電流密度の増大により断線にいた
る。本発明者は、Ａｌ配線の途中に切り欠きを形成して
電流を流すと、ボイド成長箇所をこの切り欠き部分に局
在化できることを見出し、特願平２−２７７６５０号で
先にこれを提案した。
ロマイグレーションは、Ａｌ配線に電流を流すことによ
って活性化された電子がＡｌ原子を押しやり、Ａｌ原子
が移動することによって起こるといわれ、Ａｌ原子が移
動した後にはボイド（空孔）が生成し、最終的にはボイ
ドが増加し、局部的な電流密度の増大により断線にいた
る。本発明者は、Ａｌ配線の途中に切り欠きを形成して
電流を流すと、ボイド成長箇所をこの切り欠き部分に局
在化できることを見出し、特願平２−２７７６５０号で
先にこれを提案した。
【００１０】ボイドが集中して生成すると、その生成量
に応じて配線の導電部分の断面積は減少する結果となる
が、この断面積減少とこれに伴う発熱により、切り欠き
部分の抵抗は経時と共に上昇する。ここで、ある条件
下、例えば、電流値およびＡｌ配線の温度（あるいは環
境温度）を一定にした場合、抵抗上昇速度が一定となる
領域が存在し、この抵抗上昇速度が一定となった際の抵
抗上昇速度と配線寿命とは逆比例関係となる。従って、
配線が断線するまで試験を行わなくても、抵抗上昇速度
より配線寿命を評価し、ＬＳＩ装置の配線信頼性試験を
行うことができる。
に応じて配線の導電部分の断面積は減少する結果となる
が、この断面積減少とこれに伴う発熱により、切り欠き
部分の抵抗は経時と共に上昇する。ここで、ある条件
下、例えば、電流値およびＡｌ配線の温度（あるいは環
境温度）を一定にした場合、抵抗上昇速度が一定となる
領域が存在し、この抵抗上昇速度が一定となった際の抵
抗上昇速度と配線寿命とは逆比例関係となる。従って、
配線が断線するまで試験を行わなくても、抵抗上昇速度
より配線寿命を評価し、ＬＳＩ装置の配線信頼性試験を
行うことができる。
【００１１】本発明は、上記知見を得ることにより成さ
れたものであり、ＬＳＩ装置の配線の被試験部分に切り
欠き部を形成し、前記切り欠き部の抵抗の経時変化が一
定となるように条件を調整して前記切り欠き部に電流を
流し、その際の抵抗変化率よりＬＳＩ装置の配線の断線
時間を評価するＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法を提供
する。
れたものであり、ＬＳＩ装置の配線の被試験部分に切り
欠き部を形成し、前記切り欠き部の抵抗の経時変化が一
定となるように条件を調整して前記切り欠き部に電流を
流し、その際の抵抗変化率よりＬＳＩ装置の配線の断線
時間を評価するＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法を提供
する。
【００１２】以下、本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試
験方法について詳細に説明する。
験方法について詳細に説明する。
【００１３】図１に、本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性
試験方法（以下、試験方法とする）を実行するＡｌ配線
の被試験部分の一例が示される。図１に示されるよう
に、本発明の試験方法は、被試験部分となるＡｌ配線１
０に切り欠き部１２を形成し、この切り欠き部１２に電
流を流して、抵抗の経時変化より配線寿命を評価する。
試験方法（以下、試験方法とする）を実行するＡｌ配線
の被試験部分の一例が示される。図１に示されるよう
に、本発明の試験方法は、被試験部分となるＡｌ配線１
０に切り欠き部１２を形成し、この切り欠き部１２に電
流を流して、抵抗の経時変化より配線寿命を評価する。
【００１４】前述のように、Ａｌ配線１０に切り欠き部
１２等、狭幅部を形成すると、例えば図１の斜線部１４
のように、エレクトロマイグレーションによるボイド成
長個所を切り欠き部１２に集中することができる。ここ
で、ボイドの成長に応じてＡｌ配線１０の切り欠き部１
２の断面積は減少し、この断面積減少とそれに伴う発熱
によりＡｌ配線１０の抵抗は上昇するが、この抵抗上昇
が一定となった際の抵抗上昇率とＡｌ配線１０の配線寿
命とは逆比例関係となり、Ａｌ配線１０が断線するまで
試験を行わなくても、抵抗上昇率より配線寿命を評価す
ることができる。
１２等、狭幅部を形成すると、例えば図１の斜線部１４
のように、エレクトロマイグレーションによるボイド成
長個所を切り欠き部１２に集中することができる。ここ
で、ボイドの成長に応じてＡｌ配線１０の切り欠き部１
２の断面積は減少し、この断面積減少とそれに伴う発熱
によりＡｌ配線１０の抵抗は上昇するが、この抵抗上昇
が一定となった際の抵抗上昇率とＡｌ配線１０の配線寿
命とは逆比例関係となり、Ａｌ配線１０が断線するまで
試験を行わなくても、抵抗上昇率より配線寿命を評価す
ることができる。
【００１５】Ａｌ配線１０に切り欠き部１２を形成する
方法には特に限定はなく、通常の配線パターンと同様に
形成すればよい。切り欠き部１２のサイズにも特に限定
はないが、エレクトロマイグレーションによるボイドの
成長が集中するように、切り欠き部１２を形成する配線
パターンの半分程度とするのが好ましい。また、形状も
図示例の三角形に限定はされず、矩形、円形等、Ａｌ配
線１０を十分に狭幅化できる形状であればどのような形
でもよい。
方法には特に限定はなく、通常の配線パターンと同様に
形成すればよい。切り欠き部１２のサイズにも特に限定
はないが、エレクトロマイグレーションによるボイドの
成長が集中するように、切り欠き部１２を形成する配線
パターンの半分程度とするのが好ましい。また、形状も
図示例の三角形に限定はされず、矩形、円形等、Ａｌ配
線１０を十分に狭幅化できる形状であればどのような形
でもよい。
【００１６】本発明の試験方法においては、このような
Ａｌ配線１０を有する試験材に、切り欠き部１２の抵抗
の経時変化が一定となるような条件下において電流を流
し、その抵抗の変化を計測する。
Ａｌ配線１０を有する試験材に、切り欠き部１２の抵抗
の経時変化が一定となるような条件下において電流を流
し、その抵抗の変化を計測する。
【００１７】図２に、本発明の試験方法を実行する回路
構成の一例を概念的に示す。図２に示される試験回路に
おいて、Ａｌ配線１０を有する試験材１６は恒温槽１８
中に入れられ、所定温度に保持されている。試験材１６
は、電流計２４を介して電源２０に接続され、また、試
験材１６の両端には電圧計２２が接続されている。
構成の一例を概念的に示す。図２に示される試験回路に
おいて、Ａｌ配線１０を有する試験材１６は恒温槽１８
中に入れられ、所定温度に保持されている。試験材１６
は、電流計２４を介して電源２０に接続され、また、試
験材１６の両端には電圧計２２が接続されている。
【００１８】このような試験回路によって、試験材１６
の（環境）温度を一定とし、これに一定の電流を流した
際の抵抗の時間変化を図３に示す。図３に示されるよう
に、試験材１６の抵抗値は当初は比較的早い速度で上昇
し（図３領域ａ）、ある程度の時間が経過すると一定速
度で上昇、つまり、抵抗値の変化率が一定となる（図３
領域ｂ）。さらに電流を流し続けると、ある点で抵抗値
は急激に上昇し、すなわちＡｌ配線１０が断線する（図
３領域ｃ）。ここで、領域ｂにおける傾き（抵抗上昇速
度ｒb ）と断線時間ｔf との間には相関関係がある。
の（環境）温度を一定とし、これに一定の電流を流した
際の抵抗の時間変化を図３に示す。図３に示されるよう
に、試験材１６の抵抗値は当初は比較的早い速度で上昇
し（図３領域ａ）、ある程度の時間が経過すると一定速
度で上昇、つまり、抵抗値の変化率が一定となる（図３
領域ｂ）。さらに電流を流し続けると、ある点で抵抗値
は急激に上昇し、すなわちＡｌ配線１０が断線する（図
３領域ｃ）。ここで、領域ｂにおける傾き（抵抗上昇速
度ｒb ）と断線時間ｔf との間には相関関係がある。
【００１９】図４に、抵抗上昇速度ｒb ［ｒb ＝ｄ（Ｒ
／Ｒ0 ）／ｄｔ］と、断線時間ｔfとの関係を示す。な
お、上記抵抗上昇速度ｒb の式において、Ｒは抵抗の実
測値を、Ｒ0 は初期抵抗を示す。図４より明らかなよう
に、ある断線時間ｔf より短い断線時間領域において
は、抵抗上昇速度ｒb と断線時間とｔf とは逆比例の相
関関係を有する。
／Ｒ0 ）／ｄｔ］と、断線時間ｔfとの関係を示す。な
お、上記抵抗上昇速度ｒb の式において、Ｒは抵抗の実
測値を、Ｒ0 は初期抵抗を示す。図４より明らかなよう
に、ある断線時間ｔf より短い断線時間領域において
は、抵抗上昇速度ｒb と断線時間とｔf とは逆比例の相
関関係を有する。
【００２０】従って、対応するＡｌ配線に切り欠き部を
形成して、予め抵抗上昇速度ｒb と断線時間ｔf との関
係を調べて、例えば図４に示されるようなグラフを作成
し、前記逆比例関係の領域内に条件を設定して、切り欠
き部１２を有する被検体の抵抗上昇速度ｒb を計測する
ことにより、Ａｌ配線１０が断線するまで試験を行わな
くても、Ａｌ配線１０のエレクトロマイグレーションに
よる断線時間の評価を行うことができる。
形成して、予め抵抗上昇速度ｒb と断線時間ｔf との関
係を調べて、例えば図４に示されるようなグラフを作成
し、前記逆比例関係の領域内に条件を設定して、切り欠
き部１２を有する被検体の抵抗上昇速度ｒb を計測する
ことにより、Ａｌ配線１０が断線するまで試験を行わな
くても、Ａｌ配線１０のエレクトロマイグレーションに
よる断線時間の評価を行うことができる。
【００２１】そのため、本発明の試験方法を用いること
により、ＬＳＩ装置の配線信頼性評価試験を、Ａｌ配線
１０が断線するまでではなく、抵抗上昇速度ｒb が得ら
れるまでの一定時間で行うことができ、しかも断線する
まで試験を行った従来の試験方法に比べ、試験時間を短
時間にすることができる。
により、ＬＳＩ装置の配線信頼性評価試験を、Ａｌ配線
１０が断線するまでではなく、抵抗上昇速度ｒb が得ら
れるまでの一定時間で行うことができ、しかも断線する
まで試験を行った従来の試験方法に比べ、試験時間を短
時間にすることができる。
【００２２】試験条件を上記逆比例関係の領域内に設定
する方法としては、Ａｌ配線１０の抵抗上昇速度ｒb を
向上させる各種の方法が適用可能であるが、例えば、試
験電流を高電流とする方法、切り欠き１２を大きくする
方法、環境温度を調整する方法等が例示される。
する方法としては、Ａｌ配線１０の抵抗上昇速度ｒb を
向上させる各種の方法が適用可能であるが、例えば、試
験電流を高電流とする方法、切り欠き１２を大きくする
方法、環境温度を調整する方法等が例示される。
【００２３】なお、最狭部における電流密度、配線の発
熱、配線材料等には相関関係、特にボイド成長時におけ
るこれらには密接な相関関係があるため、試験（あるい
は前記グラフの作成）に用いる電流値（最狭部における
電流密度）や印加電圧、さらには環境温度等の条件は一
概に決定することはできない。そのため、これらの各条
件には特に限定はなく、対象とするＬＳＩ配線材料、電
流密度、環境温度、ＬＳＩ配線のサイズに対する切り欠
き部１２の形状やサイズ等に応じて適宜決定すればよい
が、通常、最狭部における電流密度は５．５×１０7 〜
６．０×１０7 Ａ／ｃｍ2 程度で、他方、環境温度は１
５０〜２００℃程度である。
熱、配線材料等には相関関係、特にボイド成長時におけ
るこれらには密接な相関関係があるため、試験（あるい
は前記グラフの作成）に用いる電流値（最狭部における
電流密度）や印加電圧、さらには環境温度等の条件は一
概に決定することはできない。そのため、これらの各条
件には特に限定はなく、対象とするＬＳＩ配線材料、電
流密度、環境温度、ＬＳＩ配線のサイズに対する切り欠
き部１２の形状やサイズ等に応じて適宜決定すればよい
が、通常、最狭部における電流密度は５．５×１０7 〜
６．０×１０7 Ａ／ｃｍ2 程度で、他方、環境温度は１
５０〜２００℃程度である。
【００２４】しかしながら、前述のように配線材料、電
流密度、配線の発熱等には相関関係があるため、例え
ば、環境温度や配線材料によっては、電流密度を上記範
囲内に設定した際でも良好な結果が得られない場合もあ
り、逆に電流密度を上記範囲外に設定した際でも良好な
結果が得られる場合もある。同様に、環境温度を上記範
囲内に設定しても、配線材料や電流密度によっては良好
な結果が得られず、逆に環境温度を上記範囲外に設定し
ても良好な結果が得られる場合もある。
流密度、配線の発熱等には相関関係があるため、例え
ば、環境温度や配線材料によっては、電流密度を上記範
囲内に設定した際でも良好な結果が得られない場合もあ
り、逆に電流密度を上記範囲外に設定した際でも良好な
結果が得られる場合もある。同様に、環境温度を上記範
囲内に設定しても、配線材料や電流密度によっては良好
な結果が得られず、逆に環境温度を上記範囲外に設定し
ても良好な結果が得られる場合もある。
【００２５】なお、抵抗上昇速度が一定となる領域、つ
まり、図３の領域ｂを形成し、抵抗上昇速度ｒb を計測
可能とする条件としては、Ａｌ配線１０の環境温度およ
びこれに流す電流を一定にする方法、Ａｌ配線１０の環
境温度およびこれに印加する電圧を一定にする方法等が
例示される。
まり、図３の領域ｂを形成し、抵抗上昇速度ｒb を計測
可能とする条件としては、Ａｌ配線１０の環境温度およ
びこれに流す電流を一定にする方法、Ａｌ配線１０の環
境温度およびこれに印加する電圧を一定にする方法等が
例示される。
【００２６】さらに、試験時間は抵抗上昇速度ｒb が計
測できるまでの一定時間とすればよく、通常、６０秒以
内である。
測できるまでの一定時間とすればよく、通常、６０秒以
内である。
【００２７】以上説明した例においては、Ａｌ配線１０
の抵抗値の時間変化を計測することにより、信頼性試験
を行うものであったが、本発明はこれに限定はされず、
例えば、Ａｌ配線１０に一定電圧を印加して、Ａｌ配線
１０の抵抗変化に対応して起こる電圧降下を測定するこ
とにより断線時間を評価して、ＬＳＩ装置の配線信頼性
評価試験を行うものであってもよく、あるいは、電流値
の経時変化よりＬＳＩ装置の配線信頼性評価試験を行う
ものであってもよい。
の抵抗値の時間変化を計測することにより、信頼性試験
を行うものであったが、本発明はこれに限定はされず、
例えば、Ａｌ配線１０に一定電圧を印加して、Ａｌ配線
１０の抵抗変化に対応して起こる電圧降下を測定するこ
とにより断線時間を評価して、ＬＳＩ装置の配線信頼性
評価試験を行うものであってもよく、あるいは、電流値
の経時変化よりＬＳＩ装置の配線信頼性評価試験を行う
ものであってもよい。
【００２８】以上、本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試
験方法について説明したが、本発明は上記構成に限定は
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各種の
変更および改良を行ってもよいのはもちろんである。
験方法について説明したが、本発明は上記構成に限定は
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各種の
変更および改良を行ってもよいのはもちろんである。
【００２９】
【実施例】以下、本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試験
方法の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明す
る。
方法の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明す
る。
【００３０】図２に示される試験回路を用い、図１に示
されるようなＡｌ配線１０の抵抗変化と時間との関係
（図３参照）を調べた。Ａｌ配線１０としては、幅２０
μｍのＡｌ−１％Ｓｉ配線に、高さ１０μｍの三角形の
切り欠き部１２を形成（つまり最狭幅部が１０μｍ）し
たＴＥＧを用いた。また、電流は５００ｍＡ（最狭幅部
の電流密度５．０×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）、５５０ｍＡ
（同５．５×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）、あるいは５８０ｍＡ
（同５．８×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）で一定とし、試料材１
６は１５０℃あるいは１７０℃の恒温槽１８内に保持し
た。
されるようなＡｌ配線１０の抵抗変化と時間との関係
（図３参照）を調べた。Ａｌ配線１０としては、幅２０
μｍのＡｌ−１％Ｓｉ配線に、高さ１０μｍの三角形の
切り欠き部１２を形成（つまり最狭幅部が１０μｍ）し
たＴＥＧを用いた。また、電流は５００ｍＡ（最狭幅部
の電流密度５．０×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）、５５０ｍＡ
（同５．５×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）、あるいは５８０ｍＡ
（同５．８×１０7 Ａ／ｃｍ2 ）で一定とし、試料材１
６は１５０℃あるいは１７０℃の恒温槽１８内に保持し
た。
【００３１】このような実験を、上記電流値および環境
温度（恒温層１８の温度）の組み合わせを各種変更して
多数行い、図５に示されるような抵抗上昇速度ｒb ［ｒ
b ＝ｄ（Ｒ／Ｒ0 ）／ｄｔ］と、断線時間ｔf とのグラ
フを得た。
温度（恒温層１８の温度）の組み合わせを各種変更して
多数行い、図５に示されるような抵抗上昇速度ｒb ［ｒ
b ＝ｄ（Ｒ／Ｒ0 ）／ｄｔ］と、断線時間ｔf とのグラ
フを得た。
【００３２】図５に示されるように、抵抗上昇速度ｒb
と断線時間ｔf との間には逆比例関係がある。なお、こ
の実施例では電流値が５００ｍＡ（環境温度１５０ある
いは１７０℃）の際には、前記配線ではボイドが局所的
に生成せず拡散してしまうため、良好なデータが得られ
ていない。しかしながら、前述のように電流密度と配線
の発熱等には相関関係があり、例えば、環境温度を向上
する、切り欠き部１２の形状を変更する等の方法で、同
条件でも良好な結果を得ることは可能であると考えられ
る。
と断線時間ｔf との間には逆比例関係がある。なお、こ
の実施例では電流値が５００ｍＡ（環境温度１５０ある
いは１７０℃）の際には、前記配線ではボイドが局所的
に生成せず拡散してしまうため、良好なデータが得られ
ていない。しかしながら、前述のように電流密度と配線
の発熱等には相関関係があり、例えば、環境温度を向上
する、切り欠き部１２の形状を変更する等の方法で、同
条件でも良好な結果を得ることは可能であると考えられ
る。
【００３３】得られたデータ（図５参照）に基づいて、
同様のＡｌ配線を有する実際のＬＳＩ装置の配線信頼性
試験を行ったところ、６０秒程度の短時間で、正確にエ
レクトロマイグレーションによる断線時間を評価するこ
とができ、高い効率でＬＳＩ装置の配線信頼性試験を行
うことができた。以上の結果より、本発明の効果は明ら
かである。
同様のＡｌ配線を有する実際のＬＳＩ装置の配線信頼性
試験を行ったところ、６０秒程度の短時間で、正確にエ
レクトロマイグレーションによる断線時間を評価するこ
とができ、高い効率でＬＳＩ装置の配線信頼性試験を行
うことができた。以上の結果より、本発明の効果は明ら
かである。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のＬ
ＳＩ装置の配線信頼性試験方法によれば、ＬＳＩ装置の
配線のエレクトロマイグレーションに対する信頼性試験
を、配線が断線するまで行う必要がなく、短時間で、し
かも一定の時間で行うことができ、ＬＳＩの製造効率を
より良好なものとすることができる。
ＳＩ装置の配線信頼性試験方法によれば、ＬＳＩ装置の
配線のエレクトロマイグレーションに対する信頼性試験
を、配線が断線するまで行う必要がなく、短時間で、し
かも一定の時間で行うことができ、ＬＳＩの製造効率を
より良好なものとすることができる。
【図１】 本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法に
用いられるＡｌ配線の一例の概念図である。
用いられるＡｌ配線の一例の概念図である。
【図２】 本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法を
実行する試験回路の一例を概念的に示す線図である。
実行する試験回路の一例を概念的に示す線図である。
【図３】 本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法に
おける経時による抵抗変化を示すグラフである。
おける経時による抵抗変化を示すグラフである。
【図４】 本発明のＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法に
おける断線時間と抵抗上昇速度との関係を示すグラフで
ある。
おける断線時間と抵抗上昇速度との関係を示すグラフで
ある。
【図５】 本発明の実施例における抵抗上昇速度と断線
時間との関係を示すグラフである。
時間との関係を示すグラフである。
１０ Ａｌ配線 １２ 切り欠き部 １４ 斜線部 １６ 試験材 １８ 恒温槽 ２０ 電源 ２２ 電圧計 ２４ 電流計
Claims (1)
- 【請求項１】ＬＳＩ装置の配線の被試験部分に切り欠き
部を形成し、前記切り欠き部の抵抗の経時変化が一定と
なるように条件を調整して前記切り欠き部に電流を流
し、その際の抵抗変化率よりＬＳＩ装置の配線の断線時
間を評価するＬＳＩ装置の配線信頼性試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP453092A JPH05190638A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | Ｌｓｉ装置の配線信頼性試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP453092A JPH05190638A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | Ｌｓｉ装置の配線信頼性試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190638A true JPH05190638A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11586603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP453092A Withdrawn JPH05190638A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | Ｌｓｉ装置の配線信頼性試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190638A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010232384A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Japan Science & Technology Agency | 金属配線評価用パターン、半導体装置及び評価方法 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP453092A patent/JPH05190638A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010232384A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Japan Science & Technology Agency | 金属配線評価用パターン、半導体装置及び評価方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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