JPH0766263A - 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ - Google Patents

多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ

Info

Publication number
JPH0766263A
JPH0766263A JP21195293A JP21195293A JPH0766263A JP H0766263 A JPH0766263 A JP H0766263A JP 21195293 A JP21195293 A JP 21195293A JP 21195293 A JP21195293 A JP 21195293A JP H0766263 A JPH0766263 A JP H0766263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
metal wiring
insulating layer
metal
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21195293A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Hirota
良浩 廣田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP21195293A priority Critical patent/JPH0766263A/ja
Publication of JPH0766263A publication Critical patent/JPH0766263A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層金属配線の接触抵抗を正確に測定し得る
方法並びに多層金属配線の接触抵抗が測定できる半導体
装置及び半導体ウェハを提供する。 【構成】 導電体配線10の上には絶縁層を介して第1金
属配線11が、その上には絶縁層を介して第2金属配線12
が形成されている。導電体配線10と第1金属配線11とは
コンタクトホール21を介して、第1金属配線11と第2金
属配線12とはビアホール22を介して接続されている。導
電体配線10,第1金属配線11,第2金属配線には、外部
電極と接続するためのパッド10a,10b,11a,12a,12b が設
けられている。そしてパッド12a ,10bにて第2金属配線
12と導電体配線10との間に定電流を通流し、パッド12b,
10a 及びパッド11a,10a にて、第2金属配線12と導電体
配線10との間の電位差及び第1金属配線11と導電体配線
10との間の電位差を測定することによって第1金属配線
11と第2金属配線12との接触抵抗を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置において多層
金属配線間の接触抵抗を測定する方法並びに多層金属配
線間の接触抵抗を測定できる半導体装置及び半導体ウェ
ハに関する。
【0002】
【従来の技術】LSI及びVLSI等の半導体装置に
は、配線抵抗が小さい金属材料を用いた配線層を絶縁層
を介して積層し、該絶縁層に開設したビアホールを用い
て各金属配線層を接続するようになした、多層金属配線
が形成されており、該多層金属配線が設計の仕様を満足
し、十分な歩留まりが得られるように製造プロセスの解
析が行われている。そしてこのプロセス解析の一手段と
して、多層金属配線の接触抵抗を測定することが広く行
われている。半導体装置の多層金属配線の接触抵抗を測
定するには、半導体装置の製造と並行して測定用の装置
を半導体装置内に、又は半導体装置が形成された半導体
ウェハに該半導体装置とは別に形成し、その金属配線間
の接触抵抗を測定することによって行っている。
【0003】図4は多層金属配線の接触抵抗を測定する
ための従来の装置を示した略示平面図であり、図中40は
導電性の金属材料にて形成された第1金属配線である。
第1金属配線40a ,40b ,…, 40n は短冊形状をなして
おり、長手方向に所定間隔を隔てて複数配置されてい
る。第1金属配線40a ,40b ,…, 40n 上には絶縁層
(図示せず)が積層されており、第1金属配線40a ,40
b ,…, 40n の間隙上には、導電性の金属材料にて形成
された短冊形状の第2金属配線41a ,41b ,…, 41 n-1
が形成されている。
【0004】そして第1金属配線40a ,40b は第2金属
配線41a によって、第1金属配線40 b ,40c は第2金属
配線41b によって、第1金属配線40n-1 ,40n は第2金
属配線41n-1 によって、絶縁層にそれぞれ開設したビア
ホール50,50,…を介して接続されている。また第1金属
配線40a ,40n には外部電極と接続するためのパッド51
a,51b がそれぞれ絶縁層を貫通して形成されている。な
お第1金属配線40a ,40b ,…,40n の間,及び第2金
属配線41a ,41b ,…,41n-1 の間には絶縁層が形成さ
れている。
【0005】このような装置にて多層金属配線の接触抵
抗を測定するには、第1金属配線40 a に形成したパッド
51a と第1金属配線40n に形成したパッド51b との間の
抵抗を測定し、その値を連結箇所数で除することによっ
て求めていた。
【0006】一方、配線の片方がポリシリコン又は拡散
層等の導電体である配線にて形成された多層配線構造は
従来より半導体装置内に多く使用されており、導電体配
線と金属配線との接触抵抗を直接測定する装置が開発さ
れている。
【0007】図5はIEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DE
VICES,VOL.E-30,NO.11,NOVEMBER 1983に記載されてい
る、導電体配線と金属配線との接触抵抗を直接測定する
ための従来の装置を示した略示的平面図である。図中60
は拡散層にて形成された帯状の導電体配線であり、導電
体配線60の両端には外部電極と接続するためのパッド60
a,60b がそれぞれ設けられている。導電体配線60の上に
は絶縁層(図示せず)を介して導電体配線60と交差する
帯状の金属配線61が形成されており、金属配線61と導電
体配線60との交差する部分の絶縁層には両者を接続する
ためのコンタクトホール70が開設されている。コンタク
トホール70内には金属配線61と同じ材料の金属が充填さ
れており、また金属配線61の両端には導電体配線60と同
様にパッド61a,61b がそれぞれ設けられている。
【0008】このような装置にて導電体配線60と金属配
線61との接触抵抗を測定するには、金属配線61に形成し
たパッド61a と導電体配線60に形成したパッド60b との
間に定電流を流し、金属配線61に形成したパッド61b と
導電体配線60に形成したパッド60a との間の電位差を測
定して接触抵抗を求めていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら多層金属
配線の接触抵抗を測定するための従来装置にあっては、
測定は比較的容易に成し得るものの、測定された結果が
配線抵抗であるのか接触抵抗であるのかを区別できない
という問題があった。一方多層金属配線の接触抵抗を測
定するには、導電体配線に代えて金属配線として前同様
に測定するが、そのような場合、多層金属配線の接触抵
抗は一般的に1Ω以下と小さな値であり、導電体配線と
金属配線との接触抵抗に比べ非常に小さな値であるた
め、高精度の電圧計を用いても正確に測定できないとい
う問題があった。
【0010】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは第1金属と導電体配
線との接触抵抗、及び第2金属と導電体配線との接触抵
抗を測定することによって、多層金属配線の接触抵抗を
正確に測定し得る方法並びに多層金属配線の接触抵抗が
測定できる半導体装置及び半導体ウェハを提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る多層金属
配線の接触抵抗測定方法は、導電体からなる第1配線
と、第1配線上に第1絶縁層を介して積層された金属か
らなる第2配線と、さらに第2絶縁層を介して積層され
た金属からなる第3配線とを備え、第1絶縁層に開設し
た孔を用いて第1配線と第2配線とを電気的に接続して
あり、第2絶縁層に開設した孔を用いて第2配線と第3
配線とを電気的に接続してある多層金属配線の接触抵抗
を測定する方法であって、前記第1配線と第3配線との
間に定電流を通流しつつ、第1配線と第2配線との間の
電位差、及び第2配線と第3配線との間の電位差をそれ
ぞれ測定することを特徴とする。
【0012】第2発明に係る半導体装置は、導電体から
なる第1配線と、第1配線上に第1絶縁層を介して積層
された金属からなる第2配線と、さらに第2絶縁層を介
して積層された金属からなる第3配線とを備え、第1絶
縁層に開設した孔を用いて第1配線と第2配線とを電気
的に接続してあり、第2絶縁層に開設した孔を用いて第
2配線と第3配線とを電気的に接続してある半導体装置
であって、外部電極と接続するための端子を第1配線、
第2配線及び第3配線にそれぞれ設けてあることを特徴
とする。
【0013】第3発明に係る半導体ウェハは、導電体か
らなる第1配線と、第1配線上に第1絶縁層を介して積
層された金属からなる第2配線と、さらに第2絶縁層を
介して積層された金属からなる第3配線とを備え、第1
絶縁層に開設した孔を用いて第1配線と第2配線とを電
気的に接続してあり、第2絶縁層に開設した孔を用いて
第2配線と第3配線とを電気的に接続してある半導体装
置が形成されたウェハであって、上記半導体装置以外
に、導電体からなる第1配線と、第1配線上に第1絶縁
層を介して積層された金属からなる第2配線と、さらに
第2絶縁層を介して積層された金属からなる第3配線と
を備え、第1絶縁層に開設した孔を用いて第1配線と第
2配線とを電気的に接続してあり、第2絶縁層に開設し
た孔を用いて第2配線と第3配線とを電気的に接続して
あり、さらに外部電極と接続するための端子を第1配
線、第2配線及び第3配線にそれぞれ設けてあることを
特徴とする。
【0014】
【作用】本発明にあっては、ポリシリコン及び拡散層等
の導電体にて形成された導電体配線,第1金属配線及び
第2金属配線をそれぞれ絶縁層を介して積層し、導電体
配線と第1金属配線との間の絶縁層に開設した穴には第
1金属配線と同種の金属を、また第1金属配線と第2金
属配線との間の絶縁層に開設した穴には第2金属配線と
同種の金属を充填することによって、導電体配線と第1
金属配線とを、及び第1金属配線と第2金属配線とをそ
れぞれ電気的に接続する。また導電体配線,第1金属配
線及び第2金属配線のそれぞれに外部電極と接続するた
めの端子を設ける。そして第2金属配線と導電体配線と
の間に第1金属配線を介して定電流を通流しつつ、第1
金属配線と導電体配線との間の電位差、及び第2金属配
線と導電体配線との間の電位差をそれぞれ測定し、両者
の差及び通流した電流値に基づいて第1金属配線と第2
金属配線との接触抵抗を求める。
【0015】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明に係る多層金属配線
の接触抵抗を測定するための装置を示した略示平面図で
あり、図2は図1に示した装置の2−2線による断面
図、図3は図1に示した装置の2−2線による別の断面
図である。図中10は基板1上に形成した拡散層にて構成
した帯状の導電体配線であり、導電体配線10の両端部に
は外部電極と接続するためのパッド10a,10b がそれぞれ
設けられている。導電体配線10の上には絶縁層31を介し
て、導電体配線10と略同じ幅であり平面視がL字状の第
1金属配線11が形成されている。
【0016】第1金属配線11はそのL字状の短辺が絶縁
層31を介して導電体配線10上に積層してあり、L字状の
長辺が導電体配線10の略中央でこれと直角になってい
る。そして第1金属配線11のL字状の角部には、第1金
属配線11から導電体配線10にわたって両者を接続するた
めのコンタクトホール21が開設されており、コンタクト
ホール21内には第1金属配線11と同じ材料の金属が充填
されている。また第1金属配線11のL字状の長辺端部に
はパッド11a が設けられている。
【0017】第1金属配線11の上には絶縁層32を介し
て、導電体配線11と略同じ幅の帯状の第2金属配線12が
形成されており、第2金属配線12は保護膜33にて覆われ
ている。第2金属配線12は第1金属配線11のL字状の短
辺と直交しており、その交差した部分の絶縁層32には第
2金属配線12から第1金属配線11にわたって両者を接続
するためのビアホール22が開設されている。そしてビア
ホール22内には第2金属配線12と同じ材料の金属が充填
されている。また第2金属配線12の両端部にはパッド12
a,12b がそれぞれ設けられている。なおパッド10a,10b
,パッド11a 及びパッド12a,12b は保護膜33を貫通し
ている。
【0018】このような装置にて第1金属配線11と第2
金属配線12との接触抵抗を求めるには、第2金属配線12
に設けたパッド12a と導電体配線10に設けたパッド10b
との間に定電流を、ビアホール22,第1金属配線11及び
コンタクトホール21を介して流し、第2金属配線12に設
けたパッド12b と導電体配線10に設けたパッド10a との
間の電位差、及び第1金属配線12に設けたパッド11a と
導電体配線10に設けたパッド10a との間の電位差を測定
し、次の(1)式にて第1金属配線11と第2金属配線12
との接触抵抗を求める。 R=(V1 −V2 )/I0 …(1) 但し、 R : 接触抵抗 V1 : 第2金属配線と導電体配線との電位差 V2 : 第1金属配線と導電体配線との電位差 I0 : 電流
【0019】次にこのような装置にて第1金属配線と第
2金属配線との接触抵抗を測定した結果について説明す
る。第1金属配線にはAlを、また第2金属配線にはA
lを用い、コンタクトホール及びビアホールのサイズは
それぞれ、1×1μm及び1.2×1.2μmとした。
第2金属配線と導電体配線との間に通流する定電流I 0
を10.0mAとして、第2金属配線と導電体配線との
電位差V1 及び第1金属配線と導電体配線との電位差V
2 を測定した結果、V1 が594×10-3Vであり、V
2 が592×10-3Vであった。従って(1)式より接
触抵抗は0.2Ωであると測定された。
【0020】なお前述した接触抵抗測定用の装置は、半
導体ウェハの半導体装置外の部分に形成してもよいし、
半導体装置内に形成してもよい。このとき、ウェハに形
成した場合は、半導体装置の設計において接触抵抗測定
用の構成を考慮しなくてよく、一方半導体装置内に形成
した場合は、ダイシングにより半導体ウェハから半導体
装置を切り離した後のパッケージ工程のチェックを行う
ことができる。
【0021】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る半導体
装置の接触抵抗測定方法にあっては、多層金属配線の接
触抵抗を高精度に測定できるため、半導体装置の製造プ
ロセスの解析精度が向上し、半導体装置の品質の向上に
寄与する。また本発明に係る半導体装置にあっては、パ
ッケージ後も多層金属配線の接触抵抗を測定することが
でき、製造プロセスのみならず、耐久試験等にも適応す
ることができる。更に本発明に係るウェハにあっては、
ダイシングにより半導体装置と切り離すことができ、半
導体装置の設計に影響しない等、本発明は優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多層金属配線の接触抵抗を測定す
るための装置を示した略示平面図である。
【図2】図1に示した装置の2−2線による断面図であ
る。
【図3】図1に示した装置の2−2線による別の断面図
である。
【図4】多層金属配線の接触抵抗を測定するための従来
の装置を示した略示平面図である。
【図5】導電体配線と金属配線との接触抵抗を直接測定
するための従来の装置を示した略示的平面図である。
【符号の説明】
1 基板 10 導電体配線 10a,10b パッド 11 第1金属配線 11a ポッド 12 第2金属配線 12a,12b パッド 21 コンタクトホール 22 ビアホール 31 絶縁層 32 絶縁層 33 保護膜 34 フィールド酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電体からなる第1配線と、第1配線上
    に第1絶縁層を介して積層された金属からなる第2配線
    と、さらに第2絶縁層を介して積層された金属からなる
    第3配線とを備え、第1絶縁層に開設した孔を用いて第
    1配線と第2配線とを電気的に接続してあり、第2絶縁
    層に開設した孔を用いて第2配線と第3配線とを電気的
    に接続してある多層金属配線の接触抵抗を測定する方法
    であって、前記第1配線と第3配線との間に定電流を通
    流しつつ、第1配線と第2配線との間の電位差、及び第
    2配線と第3配線との間の電位差をそれぞれ測定するこ
    とを特徴とする多層金属配線の接触抵抗測定方法。
  2. 【請求項2】 導電体からなる第1配線と、第1配線上
    に第1絶縁層を介して積層された金属からなる第2配線
    と、さらに第2絶縁層を介して積層された金属からなる
    第3配線とを備え、第1絶縁層に開設した孔を用いて第
    1配線と第2配線とを電気的に接続してあり、第2絶縁
    層に開設した孔を用いて第2配線と第3配線とを電気的
    に接続してある半導体装置であって、外部電極と接続す
    るための端子を第1配線、第2配線及び第3配線にそれ
    ぞれ設けてあることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 導電体からなる第1配線と、第1配線上
    に第1絶縁層を介して積層された金属からなる第2配線
    と、さらに第2絶縁層を介して積層された金属からなる
    第3配線とを備え、第1絶縁層に開設した孔を用いて第
    1配線と第2配線とを電気的に接続してあり、第2絶縁
    層に開設した孔を用いて第2配線と第3配線とを電気的
    に接続してある半導体装置が形成されたウェハであっ
    て、上記半導体装置以外に、導電体からなる第1配線
    と、第1配線上に第1絶縁層を介して積層された金属か
    らなる第2配線と、さらに第2絶縁層を介して積層され
    た金属からなる第3配線とを備え、第1絶縁層に開設し
    た孔を用いて第1配線と第2配線とを電気的に接続して
    あり、第2絶縁層に開設した孔を用いて第2配線と第3
    配線とを電気的に接続してあり、さらに外部電極と接続
    するための端子を第1配線、第2配線及び第3配線にそ
    れぞれ設けてあることを特徴とする半導体ウェハ。
JP21195293A 1993-08-26 1993-08-26 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ Pending JPH0766263A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21195293A JPH0766263A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21195293A JPH0766263A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0766263A true JPH0766263A (ja) 1995-03-10

Family

ID=16614417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21195293A Pending JPH0766263A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0766263A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118870C (zh) * 1997-04-17 2003-08-20 日本电气株式会社 半导体器件的制造方法
CN102200554A (zh) * 2011-03-30 2011-09-28 上海北京大学微电子研究院 电阻测试结构及测试方法
CN110911301A (zh) * 2019-12-26 2020-03-24 苏州科阳光电科技有限公司 一种晶圆级封装检测结构及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118870C (zh) * 1997-04-17 2003-08-20 日本电气株式会社 半导体器件的制造方法
CN102200554A (zh) * 2011-03-30 2011-09-28 上海北京大学微电子研究院 电阻测试结构及测试方法
CN110911301A (zh) * 2019-12-26 2020-03-24 苏州科阳光电科技有限公司 一种晶圆级封装检测结构及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6538264B2 (en) Semiconductor reliability test chip
KR100476900B1 (ko) 테스트 소자 그룹 회로를 포함하는 반도체 집적 회로 장치
US6649986B1 (en) Semiconductor device with structure for die or dice crack detection
JPS5918863B2 (ja) 半導体ウェハのための欠陥モニタ構造体
US6288453B1 (en) Alignment of openings in semiconductor fabrication
US5739052A (en) Apparatus and method for detecting defects in insulative layers of MOS active devices
JP2718380B2 (ja) 半導体装置の電気特性検査パターン及び検査方法
US5801394A (en) Structure for wiring reliability evaluation test and semiconductor device having the same
JPH0714904A (ja) 集積回路における誘電層の平坦性測定方法及び回路
JPH0766263A (ja) 多層金属配線の接触抵抗測定方法並びに半導体装置及び半導体ウェハ
JPH04365347A (ja) 半導体チップにおけるモニタ装置用素子構造
US6677608B2 (en) Semiconductor device for detecting gate defects
JPH01319956A (ja) 半導体集積回路
JP2023001607A (ja) 配線基板積層体
JPH0496343A (ja) 半導体装置
KR20000045895A (ko) 테스트패턴 형성방법
CN117607540A (zh) 超导量子干涉装置的电阻测试方法及量子芯片
JPH01143335A (ja) 抵抗測定素子
JP2006112967A (ja) 接合抵抗値測定用半導体チップおよび半導体チップの接合抵抗値測定方法
JPH0661474A (ja) 特性測定用素子
JPH05267426A (ja) 半導体装置及びその検査方法
JPS6143441A (ja) 半導体装置のテスト方法
JPH03268441A (ja) 半導体集積回路基板
JPS63152140A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0545398A (ja) 回路基板の試験方法