JPH0766201A - 配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法 - Google Patents
配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法Info
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- JPH0766201A JPH0766201A JP21266293A JP21266293A JPH0766201A JP H0766201 A JPH0766201 A JP H0766201A JP 21266293 A JP21266293 A JP 21266293A JP 21266293 A JP21266293 A JP 21266293A JP H0766201 A JPH0766201 A JP H0766201A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレク
トロマイグレーション寿命測定パターン３を有する半導
体装置において、エレクトロマイグレーション寿命測定
パターン３上部の絶縁膜５を同時に形成された他の配線
４の上部より薄くする叉は、絶縁膜５を除去したことを
特徴とする。 【効果】 絶縁膜を薄くしたことにより放熱効果が落ち
るため、エレクトロマイグレーション寿命測定パターン
の温度が上がる分高速にエレクトロマイグレーションが
測定できる。
トロマイグレーション寿命測定パターン３を有する半導
体装置において、エレクトロマイグレーション寿命測定
パターン３上部の絶縁膜５を同時に形成された他の配線
４の上部より薄くする叉は、絶縁膜５を除去したことを
特徴とする。 【効果】 絶縁膜を薄くしたことにより放熱効果が落ち
るため、エレクトロマイグレーション寿命測定パターン
の温度が上がる分高速にエレクトロマイグレーションが
測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は配線のエレクトロマイグ
レーション寿命試験のための半導体装置とその製造方法
に係わり、特に配線のエレクトロマイグレーションを短
時間に評価する、叉は半導体装置の雰囲気温度を変えず
に活性化エネルギーを求めるための測定パターンとその
形成方法、並びにその測定方法に関する。
レーション寿命試験のための半導体装置とその製造方法
に係わり、特に配線のエレクトロマイグレーションを短
時間に評価する、叉は半導体装置の雰囲気温度を変えず
に活性化エネルギーを求めるための測定パターンとその
形成方法、並びにその測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置における金属配線で
は、微細化に伴いエレクトロマイグレーション寿命が短
くなるという問題が生じている。しかしエレクトロマイ
グレーション寿命の評価の際には、ジュール熱の発生に
よる溶断を防ぐため、配線にあまり大きな電流を流すこ
とができず、試験時間が通常１試料あたり100時間程度
と、時間がかかるという問題が生じている。この問題に
対し、エレクトロマイグレーション測定用配線パターン
として配線部の他に配線幅より広い放熱部をもたせるこ
とにより、ジュール熱の発生による温度上昇を抑えてよ
り大きな電流を印加可能にすることにより、試験時間を
短縮する方法が提案されている。例えばC.R.Crowell et
al. 28th IRPS pp.37-43 (1990)参照。
は、微細化に伴いエレクトロマイグレーション寿命が短
くなるという問題が生じている。しかしエレクトロマイ
グレーション寿命の評価の際には、ジュール熱の発生に
よる溶断を防ぐため、配線にあまり大きな電流を流すこ
とができず、試験時間が通常１試料あたり100時間程度
と、時間がかかるという問題が生じている。この問題に
対し、エレクトロマイグレーション測定用配線パターン
として配線部の他に配線幅より広い放熱部をもたせるこ
とにより、ジュール熱の発生による温度上昇を抑えてよ
り大きな電流を印加可能にすることにより、試験時間を
短縮する方法が提案されている。例えばC.R.Crowell et
al. 28th IRPS pp.37-43 (1990)参照。
【０００３】以下図面を参照しながら、上記した配線部
の他に配線幅より広い放熱部をもつ従来のエレクトロマ
イグレーション測定パターンの一例について説明する。
の他に配線幅より広い放熱部をもつ従来のエレクトロマ
イグレーション測定パターンの一例について説明する。
【０００４】図３、図４はCrowellらによって考案され
た、SWEATパターンと呼ばれるエレクトロマイグレーシ
ョン測定パターンである。図３において、3１は配線部
でエレクトロマイグレーション試験の対象となる配線幅
を持つ配線のパターンある。３２は放熱部であり、配線
幅より広いパターンをもつ。図３のようなパターンを繰
り返して図４のようなエレクトロマイグレーション測定
パターンが形成される。
た、SWEATパターンと呼ばれるエレクトロマイグレーシ
ョン測定パターンである。図３において、3１は配線部
でエレクトロマイグレーション試験の対象となる配線幅
を持つ配線のパターンある。３２は放熱部であり、配線
幅より広いパターンをもつ。図３のようなパターンを繰
り返して図４のようなエレクトロマイグレーション測定
パターンが形成される。
【０００５】以上のように構成されたSWEATパターンに
ついて、以下その動作について説明する。まずエレクト
ロマイグレーション測定パターンに試験のための電流が
印加される。SWEATパターンにおいては、配線幅より広
い放熱パターンがあるために、ジュール熱の発生による
温度上昇を抑えることができ、試験時により大きな電流
を印加することが可能となるので短時間の内に配線を劣
化させることができる。このようにSWEATパターンで
は、通常１００時間程度かかるエレクトロマイグレーシ
ョン試験時間を数分間に短縮することができる。この技
術は配線にもちいる膜の膜質モニタ試験として、短時間
でエレクトロマイグレーション試験を行なう必要がある
場合非常に有効である。
ついて、以下その動作について説明する。まずエレクト
ロマイグレーション測定パターンに試験のための電流が
印加される。SWEATパターンにおいては、配線幅より広
い放熱パターンがあるために、ジュール熱の発生による
温度上昇を抑えることができ、試験時により大きな電流
を印加することが可能となるので短時間の内に配線を劣
化させることができる。このようにSWEATパターンで
は、通常１００時間程度かかるエレクトロマイグレーシ
ョン試験時間を数分間に短縮することができる。この技
術は配線にもちいる膜の膜質モニタ試験として、短時間
でエレクトロマイグレーション試験を行なう必要がある
場合非常に有効である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のSW
EATパターンにおいては、エレクトロマイグレーション
測定パターン上の絶縁膜の膜厚と、ジュール熱の発生に
よる測定パターンの温度上昇との関係はこれまでのとこ
ろ明らかになっていないという問題点を有していた。つ
まり、より短時間でエレクトロマイグレーション試験を
行ないたい場合、エレクトロマイグレーション測定パタ
ーン上の絶縁膜の膜厚をどうしたらよいのかという検討
は今までなされていなかった。
EATパターンにおいては、エレクトロマイグレーション
測定パターン上の絶縁膜の膜厚と、ジュール熱の発生に
よる測定パターンの温度上昇との関係はこれまでのとこ
ろ明らかになっていないという問題点を有していた。つ
まり、より短時間でエレクトロマイグレーション試験を
行ないたい場合、エレクトロマイグレーション測定パタ
ーン上の絶縁膜の膜厚をどうしたらよいのかという検討
は今までなされていなかった。
【０００７】またエレクトロマイグレーションの活性化
エネルギーは配線の故障メカニズムを知る上で重要なパ
ラメーターであるが、従来これを求めるためには、配線
のエレクトロマイグレーション寿命の温度依存性を求め
るため、雰囲気温度を変えて試験を行なう必要があり、
評価に時間がかかる、雰囲気温度を変えるための設備が
必要であるという問題点を有していた。
エネルギーは配線の故障メカニズムを知る上で重要なパ
ラメーターであるが、従来これを求めるためには、配線
のエレクトロマイグレーション寿命の温度依存性を求め
るため、雰囲気温度を変えて試験を行なう必要があり、
評価に時間がかかる、雰囲気温度を変えるための設備が
必要であるという問題点を有していた。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、エレクトロマ
イグレーション測定パターン上の絶縁膜の膜厚を薄くす
るほど、ジュール熱の発生による温度上昇効果が増すと
いう実験結果をもとに、配線部と配線幅より広い放熱部
をもつエレクトロマイグレーション寿命測定パターンを
用いてより短時間でエレクトロマイグレーション試験を
可能とする配線のエレクトロマイグレーション寿命試験
用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法を
提供するものである。
イグレーション測定パターン上の絶縁膜の膜厚を薄くす
るほど、ジュール熱の発生による温度上昇効果が増すと
いう実験結果をもとに、配線部と配線幅より広い放熱部
をもつエレクトロマイグレーション寿命測定パターンを
用いてより短時間でエレクトロマイグレーション試験を
可能とする配線のエレクトロマイグレーション寿命試験
用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法を
提供するものである。
【０００９】また本発明では、半導体装置の雰囲気温度
を一条件に固定したままで、絶縁膜厚の異なるエレクト
ロマイグレーション寿命測定パターンにおけるジュール
熱の発生による温度上昇の違いを利用して、絶縁膜厚の
異なる測定パターンでのエレクトロマイグレーション寿
命を測定し、活性化エネルギーを算出することができる
配線のエレクトロマイグレーション寿命試験方法を提供
するものである。
を一条件に固定したままで、絶縁膜厚の異なるエレクト
ロマイグレーション寿命測定パターンにおけるジュール
熱の発生による温度上昇の違いを利用して、絶縁膜厚の
異なる測定パターンでのエレクトロマイグレーション寿
命を測定し、活性化エネルギーを算出することができる
配線のエレクトロマイグレーション寿命試験方法を提供
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点の内、より高
速なエレクトロマイグレーション試験を可能とするため
に本発明の配線のエレクトロマイグレーション寿命試験
用半導体装置は、エレクトロマイグレーション寿命測定
パターン上部の絶縁膜が半導体装置の他の配線パターン
の上部より薄い、叉は絶縁膜がないという構成を備えた
ことを特徴とする。
速なエレクトロマイグレーション試験を可能とするため
に本発明の配線のエレクトロマイグレーション寿命試験
用半導体装置は、エレクトロマイグレーション寿命測定
パターン上部の絶縁膜が半導体装置の他の配線パターン
の上部より薄い、叉は絶縁膜がないという構成を備えた
ことを特徴とする。
【００１１】また、半導体装置の試験温度を変化させる
ことなく、エレクトロマイグレーションの活性化エネル
ギーを求めるために、本発明の配線のエレクトロマイグ
レーション寿命試験装置は、寿命測定パターンの配線上
部の絶縁膜の膜厚を、絶縁膜無しという条件も含めて最
低２種類以上変化させたエレクトロマイグレーション寿
命測定パターンを有するという特徴を有する。
ことなく、エレクトロマイグレーションの活性化エネル
ギーを求めるために、本発明の配線のエレクトロマイグ
レーション寿命試験装置は、寿命測定パターンの配線上
部の絶縁膜の膜厚を、絶縁膜無しという条件も含めて最
低２種類以上変化させたエレクトロマイグレーション寿
命測定パターンを有するという特徴を有する。
【００１２】
【作用】まず我々の行なった実験結果を図５に示す。配
線幅１μｍのSWEATパターンについて、上部絶縁膜なし
と、上部絶縁膜がプラズマ励起SiO2 800nmの２つの場合
に対して各電流密度での、配線パターンの温度上昇を配
線抵抗の変化分から見積った値を示す。例えば電流密度
1.5×107A/cm2の試験電流を印加すると、上部絶縁膜な
しとプラズマ励起SiO2 800nmで配線パターンの温度上昇
はそれぞれ160℃と100℃であり、上部絶縁膜が薄いほう
が、放熱が悪く、配線パターンの温度上昇がおこりやす
い。この時の断線時間は上部絶縁膜なしとプラズマ励起
SiO2 800nmでそれぞれ、22.9sec，250sec以上という結
果が得られた。これは配線パターンの温度上昇の差に起
因するものと考えられる。
線幅１μｍのSWEATパターンについて、上部絶縁膜なし
と、上部絶縁膜がプラズマ励起SiO2 800nmの２つの場合
に対して各電流密度での、配線パターンの温度上昇を配
線抵抗の変化分から見積った値を示す。例えば電流密度
1.5×107A/cm2の試験電流を印加すると、上部絶縁膜な
しとプラズマ励起SiO2 800nmで配線パターンの温度上昇
はそれぞれ160℃と100℃であり、上部絶縁膜が薄いほう
が、放熱が悪く、配線パターンの温度上昇がおこりやす
い。この時の断線時間は上部絶縁膜なしとプラズマ励起
SiO2 800nmでそれぞれ、22.9sec，250sec以上という結
果が得られた。これは配線パターンの温度上昇の差に起
因するものと考えられる。
【００１３】以上の実験結果から、配線部と配線幅より
広い放熱部をもつエレクトロマイグレーション寿命測定
パターンでは、上部絶縁膜が全面にわたって薄いほうが
配線パターンの温度上昇が大きくなるため、高速にエレ
クトロマイグレーション試験を行なうことができる。従
って、半導体装置において、エレクトロマイグレーショ
ン寿命試験を行なう測定パターンのみ、上部の絶縁膜を
他の配線の上部より薄くする叉は除去することにより、
配線のエレクトロマイグレーション寿命試験を従来より
短時間で行なうことができる。
広い放熱部をもつエレクトロマイグレーション寿命測定
パターンでは、上部絶縁膜が全面にわたって薄いほうが
配線パターンの温度上昇が大きくなるため、高速にエレ
クトロマイグレーション試験を行なうことができる。従
って、半導体装置において、エレクトロマイグレーショ
ン寿命試験を行なう測定パターンのみ、上部の絶縁膜を
他の配線の上部より薄くする叉は除去することにより、
配線のエレクトロマイグレーション寿命試験を従来より
短時間で行なうことができる。
【００１４】また、エレクトロマイグレーション寿命測
定パターンの配線幅より広い放熱部の上部の絶縁膜のみ
の膜厚を部分的に薄くする叉は除去することによっても
同様の効果が得られる。また、エレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定パターンを形成後、絶縁膜を堆積する前
に、エレクトロマイグレーション試験を行えば、寿命測
定パターン上に絶縁膜がないので、絶縁膜堆積後よりも
短時間で配線のエレクトロマイグレーションを測定でき
る。
定パターンの配線幅より広い放熱部の上部の絶縁膜のみ
の膜厚を部分的に薄くする叉は除去することによっても
同様の効果が得られる。また、エレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定パターンを形成後、絶縁膜を堆積する前
に、エレクトロマイグレーション試験を行えば、寿命測
定パターン上に絶縁膜がないので、絶縁膜堆積後よりも
短時間で配線のエレクトロマイグレーションを測定でき
る。
【００１５】前述の実験結果から、上部絶縁膜の膜厚を
変化させることにより、半導体装置を加熱することな
く、配線パターンの温度を変化させることができる。例
えば上部絶縁膜を、絶縁膜なし,プラズマ励起SiO2 400n
m,800nmの３種類とした配線幅１μｍのSWEATパターンに
室温で電流密度1.5×107A/cm2の試験電流を印加する
と、配線パターンの温度上昇はそれぞれ160℃と130℃、
100℃になると考えられ、半導体装置を加熱することな
く試験温度160℃と130℃、100℃でのエレクトロマイグ
レーション寿命試験を行なうことができる。従って、エ
レクトロマイグレーション寿命測定パターン上部の絶縁
膜の膜厚を、絶縁膜無しという条件も含めて最低２種類
以上変化させたエレクトロマイグレーション寿命測定パ
ターンで、室温で配線のエレクトロマイグレーション寿
命を測定することにより、エレクトロマイグレーション
寿命の温度依存性を測定することができ、半導体装置の
試験温度を変化させることなく、エレクトロマイグレー
ションの活性化エネルギーを求めることができる。
変化させることにより、半導体装置を加熱することな
く、配線パターンの温度を変化させることができる。例
えば上部絶縁膜を、絶縁膜なし,プラズマ励起SiO2 400n
m,800nmの３種類とした配線幅１μｍのSWEATパターンに
室温で電流密度1.5×107A/cm2の試験電流を印加する
と、配線パターンの温度上昇はそれぞれ160℃と130℃、
100℃になると考えられ、半導体装置を加熱することな
く試験温度160℃と130℃、100℃でのエレクトロマイグ
レーション寿命試験を行なうことができる。従って、エ
レクトロマイグレーション寿命測定パターン上部の絶縁
膜の膜厚を、絶縁膜無しという条件も含めて最低２種類
以上変化させたエレクトロマイグレーション寿命測定パ
ターンで、室温で配線のエレクトロマイグレーション寿
命を測定することにより、エレクトロマイグレーション
寿命の温度依存性を測定することができ、半導体装置の
試験温度を変化させることなく、エレクトロマイグレー
ションの活性化エネルギーを求めることができる。
【００１６】
【実施例】（実施例１）以下本発明の請求項２の半導体
装置の製造方法において、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の第１の実施例における半導体装置の
製造方法の工程順断面図を示すものである。図１におい
て、１はSi基板、２は第１の絶縁膜、３は配線寿命試験
パターン、４は第１の金属配線、５は第２の絶縁膜、６
は第１のコンタクトホール、７は第２の金属配線、８は
第３の絶縁膜、９は第２のコンタクトホール、１０は配
線寿命試験パターン３上のホールである。
装置の製造方法において、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の第１の実施例における半導体装置の
製造方法の工程順断面図を示すものである。図１におい
て、１はSi基板、２は第１の絶縁膜、３は配線寿命試験
パターン、４は第１の金属配線、５は第２の絶縁膜、６
は第１のコンタクトホール、７は第２の金属配線、８は
第３の絶縁膜、９は第２のコンタクトホール、１０は配
線寿命試験パターン３上のホールである。
【００１７】第１の金属配線４、第１のコンタクトホー
ル６、第２の金属配線７、第２のコンタクトホール９は
この半導体装置が目的の機能を果たすために必要な配線
として形成されたものである。
ル６、第２の金属配線７、第２のコンタクトホール９は
この半導体装置が目的の機能を果たすために必要な配線
として形成されたものである。
【００１８】まず図１（ａ）のように、Si基板１上に第
１の絶縁膜２が堆積される。金属膜を堆積後、フォトリ
ソグラフィーとエッチング技術によって、第１層配線と
して、第１の金属配線４と配線寿命試験パターン３を形
成する。配線寿命試験パターン３は第１の金属配線４の
エレクトロマイグレーション寿命を調べるためのパター
ンである。
１の絶縁膜２が堆積される。金属膜を堆積後、フォトリ
ソグラフィーとエッチング技術によって、第１層配線と
して、第１の金属配線４と配線寿命試験パターン３を形
成する。配線寿命試験パターン３は第１の金属配線４の
エレクトロマイグレーション寿命を調べるためのパター
ンである。
【００１９】次に図１（ｂ）のように、層間絶縁膜とし
て第２の絶縁膜５が堆積され、その後、フォトリソグラ
フィーとエッチング技術によって、第１のコンタクトホ
ール６が開孔される。
て第２の絶縁膜５が堆積され、その後、フォトリソグラ
フィーとエッチング技術によって、第１のコンタクトホ
ール６が開孔される。
【００２０】次に図１（ｃ）のように、金属膜を堆積
後、フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、
第２層配線として、第２の金属配線７を形成する。
後、フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、
第２層配線として、第２の金属配線７を形成する。
【００２１】最後に図１（ｄ）のように、保護膜とし
て、第３の絶縁膜８が堆積され、その後、フォトリソグ
ラフィーとエッチング技術によって、第２のコンタクト
ホール９が開孔される。このとき配線寿命試験パターン
３上の絶縁膜も、フォトリソグラフィーとエッチング法
を用いて除去し、配線寿命試験パターン上のホール１０
を同時に形成する。通常エッチングは第３の絶縁膜８を
完全に除去出来るように多めに行うため、配線寿命試験
パターン上のホール１０では第２の絶縁膜５も多少エッ
チングされる。以上のように本実施例によれば、配線部
と配線幅より広い放熱部をもつエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定パターンを有する半導体装置において、前
記エレクトロマイグレーション寿命測定パターン上部の
絶縁膜を同時に形成された他の配線の上部より薄くす
る、叉は絶縁膜を除去した配線のエレクトロマイグレー
ション寿命試験用半導体装置の製造方法が得られる。
て、第３の絶縁膜８が堆積され、その後、フォトリソグ
ラフィーとエッチング技術によって、第２のコンタクト
ホール９が開孔される。このとき配線寿命試験パターン
３上の絶縁膜も、フォトリソグラフィーとエッチング法
を用いて除去し、配線寿命試験パターン上のホール１０
を同時に形成する。通常エッチングは第３の絶縁膜８を
完全に除去出来るように多めに行うため、配線寿命試験
パターン上のホール１０では第２の絶縁膜５も多少エッ
チングされる。以上のように本実施例によれば、配線部
と配線幅より広い放熱部をもつエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定パターンを有する半導体装置において、前
記エレクトロマイグレーション寿命測定パターン上部の
絶縁膜を同時に形成された他の配線の上部より薄くす
る、叉は絶縁膜を除去した配線のエレクトロマイグレー
ション寿命試験用半導体装置の製造方法が得られる。
【００２２】本実施例により得られた半導体装置では、
エレクトロマイグレーション寿命測
エレクトロマイグレーション寿命測
【００２３】定パターン上部の絶縁膜が薄くなっている
ため、
ため、
【作用】で述べたようにジュール熱の発生による温度上
昇効果が増し、より短時間でエレクトロマイグレーショ
ン試験が可能になるという利点を有する。
昇効果が増し、より短時間でエレクトロマイグレーショ
ン試験が可能になるという利点を有する。
【００２４】なお、本実施例では、エレクトロマイグレ
ーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を同時に形成さ
れた他の配線の上部より薄くするないしは、絶縁膜を除
去する工程として、２層金属配線形成工程を用いたが、
同様な効果が得られる他の工程を用いてもよい。
ーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を同時に形成さ
れた他の配線の上部より薄くするないしは、絶縁膜を除
去する工程として、２層金属配線形成工程を用いたが、
同様な効果が得られる他の工程を用いてもよい。
【００２５】なお、本実施例では、エレクトロマイグレ
ーション寿命測定パターンの配線部と配線幅より広い放
熱部の両方の上方の絶縁膜の膜厚を薄くしたが、放熱部
の上部の絶縁膜のみの膜厚を薄くする叉は除去してもよ
い。
ーション寿命測定パターンの配線部と配線幅より広い放
熱部の両方の上方の絶縁膜の膜厚を薄くしたが、放熱部
の上部の絶縁膜のみの膜厚を薄くする叉は除去してもよ
い。
【００２６】また、本実施例では、図１（ｄ）以降でエ
レクトロマイグレーション寿命試験を行なうものとした
が、図１（ａ）でエレクトロマイグレーション寿命測定
パターンを形成後、絶縁膜を堆積する前に、エレクトロ
マイグレーション試験を行うことによっても、より高速
なエレクトロマイグレーション試験が可能になる。
レクトロマイグレーション寿命試験を行なうものとした
が、図１（ａ）でエレクトロマイグレーション寿命測定
パターンを形成後、絶縁膜を堆積する前に、エレクトロ
マイグレーション試験を行うことによっても、より高速
なエレクトロマイグレーション試験が可能になる。
【００２７】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
を示す半導体装置の製造方法の工程順断面図を示すもの
である。図２において、１１は第１の配線寿命試験パタ
ーン、１２は第２の配線寿命試験パターン、１３は第３
の配線寿命試験パターンである。第１の金属配線４、第
１のコンタクトホール６、第２の金属配線７、第２のコ
ンタクトホール９はこの半導体装置が目的の機能を果た
すために必要な配線として形成されたものである。
を示す半導体装置の製造方法の工程順断面図を示すもの
である。図２において、１１は第１の配線寿命試験パタ
ーン、１２は第２の配線寿命試験パターン、１３は第３
の配線寿命試験パターンである。第１の金属配線４、第
１のコンタクトホール６、第２の金属配線７、第２のコ
ンタクトホール９はこの半導体装置が目的の機能を果た
すために必要な配線として形成されたものである。
【００２８】まず図２（ａ）のように、Si基板１上に、
第１の絶縁膜２が堆積される。金属膜を堆積後、フォト
リソグラフィーとエッチング技術によって、第１層配線
として、第１の金属配線４と第１の配線寿命試験パター
ン１１、第２の配線寿命試験パターン１２、第３の配線
寿命試験パターン１３を形成する。第１、第２、第３の
配線寿命試験パターン１１、１２、１３は第１の金属配
線４のエレクトロマイグレーション寿命の活性化エネル
ギーを調べるためのパターンである。
第１の絶縁膜２が堆積される。金属膜を堆積後、フォト
リソグラフィーとエッチング技術によって、第１層配線
として、第１の金属配線４と第１の配線寿命試験パター
ン１１、第２の配線寿命試験パターン１２、第３の配線
寿命試験パターン１３を形成する。第１、第２、第３の
配線寿命試験パターン１１、１２、１３は第１の金属配
線４のエレクトロマイグレーション寿命の活性化エネル
ギーを調べるためのパターンである。
【００２９】次に図２（ｂ）のように、層間絶縁膜とし
て第２の絶縁膜５が堆積され、その後、フォトリソグラ
フィーとエッチング技術によって、第１のコンタクトホ
ール６が開孔される。この時、第１の配線寿命試験パタ
ーン１１上の絶縁膜５も除去する。
て第２の絶縁膜５が堆積され、その後、フォトリソグラ
フィーとエッチング技術によって、第１のコンタクトホ
ール６が開孔される。この時、第１の配線寿命試験パタ
ーン１１上の絶縁膜５も除去する。
【００３０】次に図２（ｃ）のように、金属膜を堆積
後、フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、
第２層配線として、第２の金属配線７を形成する。その
後、保護膜として第３の絶縁膜８が堆積され、その後、
フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、第２
のコンタクトホール９が開孔される。このとき第２の配
線寿命試験パターン１２上の絶縁膜８も除去する。この
ように本実施例においては、エレクトロマイグレーショ
ン寿命測定パターン上部の絶縁膜の膜厚を、絶縁膜無し
という条件も含めて３種類有する半導体装置が得られ
る。
後、フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、
第２層配線として、第２の金属配線７を形成する。その
後、保護膜として第３の絶縁膜８が堆積され、その後、
フォトリソグラフィーとエッチング技術によって、第２
のコンタクトホール９が開孔される。このとき第２の配
線寿命試験パターン１２上の絶縁膜８も除去する。この
ように本実施例においては、エレクトロマイグレーショ
ン寿命測定パターン上部の絶縁膜の膜厚を、絶縁膜無し
という条件も含めて３種類有する半導体装置が得られ
る。
【００３１】半導体装置の温度を固定して、この３つの
配線寿命試験パターン１１、１２、１３に室温で一定の
試験電流を加えエレクトロマイグレーション試験を行な
うと、作用で述べたように上部の絶縁膜厚が違うため配
線寿命試験パターンの温度はそれぞれ異なる温度とな
る。この配線寿命試験パターンの温度は試験電流を印加
時の配線抵抗上昇率より求めることができる。このよう
にして配線寿命の温度依存性を求めることができ、加熱
等を行なって半導体装置の温度を変えることなく、エレ
クトロマイグレーション寿命の活性化エネルギーを求め
ることができる。
配線寿命試験パターン１１、１２、１３に室温で一定の
試験電流を加えエレクトロマイグレーション試験を行な
うと、作用で述べたように上部の絶縁膜厚が違うため配
線寿命試験パターンの温度はそれぞれ異なる温度とな
る。この配線寿命試験パターンの温度は試験電流を印加
時の配線抵抗上昇率より求めることができる。このよう
にして配線寿命の温度依存性を求めることができ、加熱
等を行なって半導体装置の温度を変えることなく、エレ
クトロマイグレーション寿命の活性化エネルギーを求め
ることができる。
【００３２】なお、本実施例では、エレクトロマイグレ
ーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を他の配線の上
部より薄くするないしは、絶縁膜を除去する工程とし
て、２層金属配線形成工程を用いたが、同様な効果が得
られる他の工程を用いてもよい。
ーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を他の配線の上
部より薄くするないしは、絶縁膜を除去する工程とし
て、２層金属配線形成工程を用いたが、同様な効果が得
られる他の工程を用いてもよい。
【００３３】なお、本実施例では、エレクトロマイグレ
ーション寿命測定パターンの配線部と配線幅より広い放
熱部の両方の上方の絶縁膜の膜厚を薄くしたが、放熱部
の上部の絶縁膜のみの膜厚を薄くする、叉は除去しても
よい。
ーション寿命測定パターンの配線部と配線幅より広い放
熱部の両方の上方の絶縁膜の膜厚を薄くしたが、放熱部
の上部の絶縁膜のみの膜厚を薄くする、叉は除去しても
よい。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明は、配線部と配線幅
より広い放熱部をもつエレクトロマイグレーション寿命
測定パターンを有する半導体装置において、前記エレク
トロマイグレーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を
同時に形成された他の配線の上部より薄くする叉は、絶
縁膜を除去したことにより、高速にエレクトロマイグレ
ーション試験を行なうことができる。
より広い放熱部をもつエレクトロマイグレーション寿命
測定パターンを有する半導体装置において、前記エレク
トロマイグレーション寿命測定パターン上部の絶縁膜を
同時に形成された他の配線の上部より薄くする叉は、絶
縁膜を除去したことにより、高速にエレクトロマイグレ
ーション試験を行なうことができる。
【００３５】また以上のように本発明は、上部絶縁膜の
膜厚を変化させることにより、半導体装置を加熱するこ
となく、配線パターンの温度を変化させることができ、
半導体装置の試験温度を変化させることなく、エレクト
ロマイグレーションの活性化エネルギーを求めることが
できる。
膜厚を変化させることにより、半導体装置を加熱するこ
となく、配線パターンの温度を変化させることができ、
半導体装置の試験温度を変化させることなく、エレクト
ロマイグレーションの活性化エネルギーを求めることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施例で、請求項２における配
線のエレクトロマイグレーション寿命試験装置の製造方
法の工程順断面図
線のエレクトロマイグレーション寿命試験装置の製造方
法の工程順断面図
【図２】本発明の第２の実施例で、請求項４における配
線のエレクトロマイグレーション寿命試験装置の製造方
法の工程順断面図
線のエレクトロマイグレーション寿命試験装置の製造方
法の工程順断面図
【図３】従来のエレクトロマイグレーション測定パター
ン構成部分の平面図
ン構成部分の平面図
【図４】従来のエレクトロマイグレーション測定パター
ン全体の平面図
ン全体の平面図
【図５】本発明の効果を説明するための実験結果の図
１ Si基板 ２ 第１の絶縁膜 ３ 配線寿命試験パターン ４ 第１の金属配線 ５ 第２の絶縁膜 ６ 第１のコンタクトホール ７ 第２の金属配線 ８ 第３の絶縁膜 ９ 第２のコンタクトホール １０ 配線寿命試験パターン上のホール １１ 第１の配線寿命試験パターン １２ 第２の配線寿命試験パターン １３ 第３の配線寿命試験パターン ３１ 配線部 ３２ 放熱部
Claims (6)
- 【請求項１】配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンを有する半導
体装置において、前記エレクトロマイグレーション寿命
測定パターン上部の絶縁膜を同時に形成された他の配線
の上部より薄くする叉は、絶縁膜を除去したことを特徴
とする配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半
導体装置。 - 【請求項２】配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンを有する配線
のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置の
製造方法において、前記エレクトロマイグレーション寿
命測定パターン上部の絶縁膜を同時に形成された他の配
線の上部より薄くする叉は、絶縁膜を除去する工程を有
することを特徴とする配線のエレクトロマイグレーショ
ン寿命試験装置の製造方法。 - 【請求項３】配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンを少なくとも
２つ以上有する半導体装置において、前記エレクトロマ
イグレーション寿命測定パターン上部の絶縁膜の膜厚
を、絶縁膜無しという条件も含めて最低２種類以上有す
ることを特徴とする配線のエレクトロマイグレーション
寿命試験用半導体装置。 - 【請求項４】配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンを少なくとも
２つ以上有する配線のエレクトロマイグレーション寿命
試験用半導体装置の製造方法において、前記エレクトロ
マイグレーション寿命測定パターン上部の絶縁膜の膜厚
を、絶縁膜無しという条件も含めて最低２種類以上有す
るようにする工程を備えたことを特徴とする配線のエレ
クトロマイグレーション寿命試験用半導体装置の製造方
法。 - 【請求項５】請求項３に記載の半導体装置を用い、半導
体装置の温度を一条件に固定し、絶縁膜厚の異なるエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンでエレクトロ
マイグレーション寿命を測定し、活性化エネルギーを算
出することを特徴とする配線のエレクトロマイグレーシ
ョン試験方法。 - 【請求項６】配線部と配線幅より広い放熱部をもつエレ
クトロマイグレーション寿命測定パターンを有する半導
体装置において、前記エレクトロマイグレーション寿命
測定パターンを形成後、絶縁膜を堆積する前に、エレク
トロマイグレーション試験を行うことを特徴とする配線
のエレクトロマイグレーション試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21266293A JPH0766201A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21266293A JPH0766201A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766201A true JPH0766201A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16626330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21266293A Pending JPH0766201A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 配線のエレクトロマイグレーション寿命試験用半導体装置及びその製造方法、並びにその試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766201A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096467A (en) * | 1997-11-19 | 2000-08-01 | Mita Industrial Co., Ltd. | Positive charging color toner |
| US6335561B2 (en) | 1998-01-20 | 2002-01-01 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having a passivation film |
| KR100331843B1 (ko) * | 1998-02-04 | 2002-06-20 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속 배선 테스트 패턴 |
| WO2018070111A1 (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP21266293A patent/JPH0766201A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096467A (en) * | 1997-11-19 | 2000-08-01 | Mita Industrial Co., Ltd. | Positive charging color toner |
| US6174639B1 (en) | 1997-11-19 | 2001-01-16 | Mita Industrial Co., Ltd. | Positive charging color toner |
| US6335561B2 (en) | 1998-01-20 | 2002-01-01 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having a passivation film |
| KR100331843B1 (ko) * | 1998-02-04 | 2002-06-20 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속 배선 테스트 패턴 |
| WO2018070111A1 (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
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