JPH0855892A - 配線抵抗測定用半導体装置 - Google Patents
配線抵抗測定用半導体装置Info
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- JPH0855892A JPH0855892A JP19308994A JP19308994A JPH0855892A JP H0855892 A JPH0855892 A JP H0855892A JP 19308994 A JP19308994 A JP 19308994A JP 19308994 A JP19308994 A JP 19308994A JP H0855892 A JPH0855892 A JP H0855892A
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- measuring
- resistance
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体基板上に、絶縁膜を介して配線１が形
成された配線抵抗測定用半導体装置５において、電流供
給用端子２、２’及び電圧測定用端子３、３’が接続さ
れた配線１の近傍にダミー配線４パターンが形成された
配線抵抗測定用半導体装置。 【効果】 配線抵抗測定用半導体装置５を用いれば、四
端子法による抵抗値測定だけで、半導体集積回路内と同
等の配線抵抗を容易に求めることができ、また配線幅を
容易に評価することができる。
成された配線抵抗測定用半導体装置５において、電流供
給用端子２、２’及び電圧測定用端子３、３’が接続さ
れた配線１の近傍にダミー配線４パターンが形成された
配線抵抗測定用半導体装置。 【効果】 配線抵抗測定用半導体装置５を用いれば、四
端子法による抵抗値測定だけで、半導体集積回路内と同
等の配線抵抗を容易に求めることができ、また配線幅を
容易に評価することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は配線抵抗測定用半導体装
置に関し、より詳細には集積回路における配線抵抗を測
定するための配線抵抗測定用半導体装置に関する。
置に関し、より詳細には集積回路における配線抵抗を測
定するための配線抵抗測定用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路では、リンなどの不純物
を拡散させた多結晶Ｓｉ、Ｗシリサイド、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ等が基板上の配線材料として多く利用されており、
集積回路ではこれら配線の抵抗値を正確に見積ることが
重要である。この配線の配線抵抗Ｒはシート抵抗をＲ
S 、配線幅をＷ、配線長をＬとした場合、下記の（１）
式で与えられる。
を拡散させた多結晶Ｓｉ、Ｗシリサイド、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ等が基板上の配線材料として多く利用されており、
集積回路ではこれら配線の抵抗値を正確に見積ることが
重要である。この配線の配線抵抗Ｒはシート抵抗をＲ
S 、配線幅をＷ、配線長をＬとした場合、下記の（１）
式で与えられる。
【０００３】
【数１】
【０００４】このシート抵抗ＲS がわかれば、集積回路
を真上から見たときの配線パターンの縦横比Ｌ／Ｗから
その配線抵抗を見積ることができる。このような配線の
シート抵抗ＲS を測定する方法としてブリッジ法（四端
子法）とVan der Pauw法とがある。
を真上から見たときの配線パターンの縦横比Ｌ／Ｗから
その配線抵抗を見積ることができる。このような配線の
シート抵抗ＲS を測定する方法としてブリッジ法（四端
子法）とVan der Pauw法とがある。
【０００５】ブリッジ法とは図３に示したような４端子
の構造素子の端子１１、１４から定電流Ｉを流して端子
１２、１３間における電位差ΔＶを測定する方法であ
る。この方法ではパターンをあらかじめ実測しておく必
要がある。即ち、実測で求めた配線幅Ｗ0 と配線長Ｌ0
とを用いて下記の（２）式からシート抵抗を求めること
ができる。
の構造素子の端子１１、１４から定電流Ｉを流して端子
１２、１３間における電位差ΔＶを測定する方法であ
る。この方法ではパターンをあらかじめ実測しておく必
要がある。即ち、実測で求めた配線幅Ｗ0 と配線長Ｌ0
とを用いて下記の（２）式からシート抵抗を求めること
ができる。
【０００６】
【数２】
【０００７】Van der Pauw法とはパターン幅を測定する
ことなく下記の（３）式を用いてシート抵抗ＲS を測定
する方法である。
ことなく下記の（３）式を用いてシート抵抗ＲS を測定
する方法である。
【０００８】
【数３】
【０００９】ここで、Ｒ1 は図４に示した卍型パターン
の対象位置につけた電極２１、２４間に電流Ｉ14を流し
たときの電極２２、２３間における電位差ΔＶ23より下
記の（４）式に基づいて求めた抵抗値であり、またＲ2
も電極２１、２２間に電流Ｉ12を流したときの電極２
４、２３間の電位差ΔＶ43より求められる抵抗値であ
る。
の対象位置につけた電極２１、２４間に電流Ｉ14を流し
たときの電極２２、２３間における電位差ΔＶ23より下
記の（４）式に基づいて求めた抵抗値であり、またＲ2
も電極２１、２２間に電流Ｉ12を流したときの電極２
４、２３間の電位差ΔＶ43より求められる抵抗値であ
る。
【００１０】
【数４】
【００１１】これら図３、４に示したテストパターンを
用いて求めたシート抵抗ＲS と実際の配線の配線幅Ｗ、
配線長Ｌを（１）式に代入することで配線抵抗を求める
ことができる。また、（１）式に示す半導体集積回路内
の配線幅Ｗや配線長Ｌを測定する場合には測長ＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡装置）や断面ＳＥＭを用いている。
用いて求めたシート抵抗ＲS と実際の配線の配線幅Ｗ、
配線長Ｌを（１）式に代入することで配線抵抗を求める
ことができる。また、（１）式に示す半導体集積回路内
の配線幅Ｗや配線長Ｌを測定する場合には測長ＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡装置）や断面ＳＥＭを用いている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記四端
子法、Van der Pauw法とも配線抵抗Ｒを求めるには、実
際の配線における配線幅Ｗを測定する必要がある。これ
は以下の理由による。
子法、Van der Pauw法とも配線抵抗Ｒを求めるには、実
際の配線における配線幅Ｗを測定する必要がある。これ
は以下の理由による。
【００１３】配線は、配線材の成膜→フォトリソグラフ
ィ→エッチングによって形成される。配線抵抗Ｒを求め
るのに必要な配線長Ｌ、配線幅Ｗのうち、配線長Ｌは設
計値通りの長さになるので測長の必要はないが、配線幅
Ｗはフォトリソグラフィ、エッチング工程において寸法
シフトを生じ、設計値とは異なる値になることから実測
する必要が生じる。
ィ→エッチングによって形成される。配線抵抗Ｒを求め
るのに必要な配線長Ｌ、配線幅Ｗのうち、配線長Ｌは設
計値通りの長さになるので測長の必要はないが、配線幅
Ｗはフォトリソグラフィ、エッチング工程において寸法
シフトを生じ、設計値とは異なる値になることから実測
する必要が生じる。
【００１４】更に上記四端子法では、図３に示したテス
トパターンと実際の回路内の配線とでは周囲のパターン
密度の違いからフォトリソグラフィ、エッチング工程に
おいてその配線幅に相違を生じ、同じにはならないこと
から、まずシート抵抗ＲS を求めるのにテストパターン
線幅Ｗ0 を実測する必要があり、またこのシート抵抗Ｒ
S を用いて配線抵抗Ｒを求めるために集積回路内の実際
の配線幅Ｗを測長ＳＥＭを用いて測定する必要がある。
トパターンと実際の回路内の配線とでは周囲のパターン
密度の違いからフォトリソグラフィ、エッチング工程に
おいてその配線幅に相違を生じ、同じにはならないこと
から、まずシート抵抗ＲS を求めるのにテストパターン
線幅Ｗ0 を実測する必要があり、またこのシート抵抗Ｒ
S を用いて配線抵抗Ｒを求めるために集積回路内の実際
の配線幅Ｗを測長ＳＥＭを用いて測定する必要がある。
【００１５】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、配線抵抗測定用半導体装置の配線抵抗を
測定するだけで、集積回路における実際の配線の配線幅
を実測しなくとも集積回路における配線抵抗を容易に求
めることができ、また配線幅を容易に類推することがで
きる配線抵抗測定用半導体装置を提供することを目的と
している。
ものであって、配線抵抗測定用半導体装置の配線抵抗を
測定するだけで、集積回路における実際の配線の配線幅
を実測しなくとも集積回路における配線抵抗を容易に求
めることができ、また配線幅を容易に類推することがで
きる配線抵抗測定用半導体装置を提供することを目的と
している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る配線抵抗測定用半導体装置は、半導体基
板上に、絶縁膜を介して配線が形成された配線抵抗測定
用半導体装置において、電流供給用端子及び電圧測定用
端子が接続された前記配線の近傍にダミー配線パターン
が形成されていることを特徴としている。
に本発明に係る配線抵抗測定用半導体装置は、半導体基
板上に、絶縁膜を介して配線が形成された配線抵抗測定
用半導体装置において、電流供給用端子及び電圧測定用
端子が接続された前記配線の近傍にダミー配線パターン
が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
【作用】上記した構成の配線抵抗測定用半導体装置によ
れば、集積回路内の配線幅が集積回路周辺に設置された
配線抵抗測定用半導体装置（テストパターン）の配線部
に再現されることとなり、このテストパターンにおける
電位差ΔＶの測定を行うことで、集積回路内の配線抵抗
を求めることができ、同時にこの結果から集積回路内の
配線幅が容易に類推される。
れば、集積回路内の配線幅が集積回路周辺に設置された
配線抵抗測定用半導体装置（テストパターン）の配線部
に再現されることとなり、このテストパターンにおける
電位差ΔＶの測定を行うことで、集積回路内の配線抵抗
を求めることができ、同時にこの結果から集積回路内の
配線幅が容易に類推される。
【００１８】ダミー配線パターンを前記配線と同一層を
使用してテストパターンとして形成することにより、配
線形成工程（フォトリソグラフィ、エッチング工程）で
生じる配線幅のシフトを集積回路内とテストパターン内
とで同じように起こすことが可能となる。従って、前記
ダミー配線パターンは集積回路内において配線幅に影響
を及ぼす近接配線としての役割を果すものである。
使用してテストパターンとして形成することにより、配
線形成工程（フォトリソグラフィ、エッチング工程）で
生じる配線幅のシフトを集積回路内とテストパターン内
とで同じように起こすことが可能となる。従って、前記
ダミー配線パターンは集積回路内において配線幅に影響
を及ぼす近接配線としての役割を果すものである。
【００１９】本発明に係る配線抵抗測定用半導体装置
（テストパターン）を使用することにより、集積回路内
の配線幅を測定することなく、集積回路における配線抵
抗を求めることが可能なのは、（１）式におけるＷと
（２）式におけるＷ0 とが、本発明においては同じ値と
なり、（１）式が（２）式を用いて、配線抵抗Ｒが下記
の（５）式のようにＷを用いずに表わされることによ
る。
（テストパターン）を使用することにより、集積回路内
の配線幅を測定することなく、集積回路における配線抵
抗を求めることが可能なのは、（１）式におけるＷと
（２）式におけるＷ0 とが、本発明においては同じ値と
なり、（１）式が（２）式を用いて、配線抵抗Ｒが下記
の（５）式のようにＷを用いずに表わされることによ
る。
【００２０】
【数５】
【００２１】尚、線長Ｌに関してはフォトリソグラフ
ィ、エッチング工程の影響を受けないので、設計値と同
じと考えてよい。
ィ、エッチング工程の影響を受けないので、設計値と同
じと考えてよい。
【００２２】同様に配線抵抗から配線幅が類推されるの
は、図２に示したように配線抵抗Ｒと配線幅Ｗのシフト
量とは相関関係が強く、このグラフを用いることにより
配線抵抗Ｒから配線幅Ｗの類推ができることによる。但
し、図２に示したグラフを検量線としてあらかじめ作成
しておく必要はある。
は、図２に示したように配線抵抗Ｒと配線幅Ｗのシフト
量とは相関関係が強く、このグラフを用いることにより
配線抵抗Ｒから配線幅Ｗの類推ができることによる。但
し、図２に示したグラフを検量線としてあらかじめ作成
しておく必要はある。
【００２３】
【実施例】以下、本発明に係る配線抵抗測定用半導体装
置の実施例を図面に基づいて説明する。
置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２４】図１は実施例に係る配線抵抗測定用半導体
装置を模式的に示した斜視図である。
装置を模式的に示した斜視図である。
【００２５】半導体基板（図示せず）上に絶縁膜（図示
せず）を介して配線１が形成され、この配線１には定電
流Ｉを供給するための電流供給用端子２、２’、及びそ
の時の電圧降下を測定するための電圧測定用端子３、
３’が接続されており、また配線１を挟んだ両側には集
積回路内の配線間隔に対応させた間隔Ｓを隔ててダミー
配線４が形成されている。これら配線１、電流供給用端
子２、２’、電圧測定用端子３、３’、ダミー配線４を
含んで配線抵抗測定用半導体装置５が構成されている。
これら配線１、ダミー配線４を含む配線抵抗測定用半導
体装置５は同じ材料を用い、同時的にフォトリソグラフ
ィー工程、エッチング工程を経て形成される。配線材料
としては多結晶Ｓｉ、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｗ、Ｗ
Ｓｉ等が挙げられる。
せず）を介して配線１が形成され、この配線１には定電
流Ｉを供給するための電流供給用端子２、２’、及びそ
の時の電圧降下を測定するための電圧測定用端子３、
３’が接続されており、また配線１を挟んだ両側には集
積回路内の配線間隔に対応させた間隔Ｓを隔ててダミー
配線４が形成されている。これら配線１、電流供給用端
子２、２’、電圧測定用端子３、３’、ダミー配線４を
含んで配線抵抗測定用半導体装置５が構成されている。
これら配線１、ダミー配線４を含む配線抵抗測定用半導
体装置５は同じ材料を用い、同時的にフォトリソグラフ
ィー工程、エッチング工程を経て形成される。配線材料
としては多結晶Ｓｉ、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｗ、Ｗ
Ｓｉ等が挙げられる。
【００２６】かかる構成の配線抵抗測定用半導体装置５
を用いれば、四端子法による抵抗測定と同様に、電流供
給用端子２、２’間に定電流Ｉを流し、その時の電圧測
定用端子３、３’間における電位差ΔＶを測定すること
により、（５）式から配線１の配線抵抗Ｒを求めること
ができる。
を用いれば、四端子法による抵抗測定と同様に、電流供
給用端子２、２’間に定電流Ｉを流し、その時の電圧測
定用端子３、３’間における電位差ΔＶを測定すること
により、（５）式から配線１の配線抵抗Ｒを求めること
ができる。
【００２７】次に実施例に係る配線抵抗測定用半導体装
置５において、図１に示した間隔Ｓを種々変化させた場
合の抵抗測定結果について説明する。この測定結果を表
したのが図２である。これらの実施例では、配線１の幅
を１．０μｍ、長さを２００μｍ、ダミー配線４と配線
１との間隔Ｓを０．６、１．２、１．８、３．０、５．
０、２０．０μｍにそれぞれ設定して実験を行った。ま
た、図２に同時にプロットしたシフト量は、フォトリソ
グラフィー工程を経た集積回路内における完成配線幅
が、隣の配線との間隔によってシフトする量を測長ＳＥ
Ｍにより測定することにより求めた値である。
置５において、図１に示した間隔Ｓを種々変化させた場
合の抵抗測定結果について説明する。この測定結果を表
したのが図２である。これらの実施例では、配線１の幅
を１．０μｍ、長さを２００μｍ、ダミー配線４と配線
１との間隔Ｓを０．６、１．２、１．８、３．０、５．
０、２０．０μｍにそれぞれ設定して実験を行った。ま
た、図２に同時にプロットしたシフト量は、フォトリソ
グラフィー工程を経た集積回路内における完成配線幅
が、隣の配線との間隔によってシフトする量を測長ＳＥ
Ｍにより測定することにより求めた値である。
【００２８】従来の図３に示したテストパターンを用い
た四端子法ではテストパターンのＷ0 を測長し、電位差
ΔＶを測定して配線のシート抵抗ＲS を求めた上で、集
積回路内の実際の配線幅Ｗを測定して配線抵抗Ｒを求め
る手順が必要であったのに対し、実施例に係る配線抵抗
測定用半導体装置５を用いれば配線抵抗測定用半導体装
置５に定電流Ｉを流し、電位差ΔＶを測定するだけで、
数５式から任意の間隔Ｓを有する集積回路内の配線抵抗
Ｒを容易に求めることができる。また、配線抵抗Ｒと配
線幅のシフト量とは図２に示したように強い相関関係が
成立するところ、一旦図２に示したような検量線を作成
しておけば、配線抵抗Ｒから集積回路内の配線幅を容易
に類推することができる。
た四端子法ではテストパターンのＷ0 を測長し、電位差
ΔＶを測定して配線のシート抵抗ＲS を求めた上で、集
積回路内の実際の配線幅Ｗを測定して配線抵抗Ｒを求め
る手順が必要であったのに対し、実施例に係る配線抵抗
測定用半導体装置５を用いれば配線抵抗測定用半導体装
置５に定電流Ｉを流し、電位差ΔＶを測定するだけで、
数５式から任意の間隔Ｓを有する集積回路内の配線抵抗
Ｒを容易に求めることができる。また、配線抵抗Ｒと配
線幅のシフト量とは図２に示したように強い相関関係が
成立するところ、一旦図２に示したような検量線を作成
しておけば、配線抵抗Ｒから集積回路内の配線幅を容易
に類推することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る配線抵
抗測定用半導体装置を用いれば、四端子法による抵抗値
測定だけで、半導体集積回路内と同等の配線抵抗を容易
に求めることができ、また配線幅を容易に評価すること
ができる。
抗測定用半導体装置を用いれば、四端子法による抵抗値
測定だけで、半導体集積回路内と同等の配線抵抗を容易
に求めることができ、また配線幅を容易に評価すること
ができる。
【図１】本発明にかかる配線抵抗測定用半導体装置の実
施例を模式的に示した斜視図である。
施例を模式的に示した斜視図である。
【図２】実施例にかかるテストパターンを用いて配線抵
抗と配線幅のシフト量を測定した結果を示すグラフであ
る。
抗と配線幅のシフト量を測定した結果を示すグラフであ
る。
【図３】四端子法により配線抵抗を求める場合に使用さ
れるブリッジパターンを示した模式的斜視図である。
れるブリッジパターンを示した模式的斜視図である。
【図４】Van der Pauw法に用いられる卍パターンを示し
た模式的斜視図である。
た模式的斜視図である。
１ 配線 ２、２’ 電流供給用端子 ３、３’ 電圧測定用端子 ４ ダミー配線 ５ 配線抵抗測定用半導体装置
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に、絶縁膜を介して配線が
形成された配線抵抗測定用半導体装置において、電流供
給用端子及び電圧測定用端子が接続された前記配線の近
傍にダミー配線パターンが形成されていることを特徴と
する配線抵抗測定用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19308994A JPH0855892A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 配線抵抗測定用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19308994A JPH0855892A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 配線抵抗測定用半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855892A true JPH0855892A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16302055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19308994A Pending JPH0855892A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 配線抵抗測定用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0855892A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500773A (ja) * | 2002-09-23 | 2006-01-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 拡散層の横方向拡散の測定 |
| CN100334705C (zh) * | 2003-07-11 | 2007-08-29 | 三菱电机株式会社 | 半导体功率模块和该模块的主电路电流测量系统 |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP19308994A patent/JPH0855892A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500773A (ja) * | 2002-09-23 | 2006-01-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 拡散層の横方向拡散の測定 |
| CN100334705C (zh) * | 2003-07-11 | 2007-08-29 | 三菱电机株式会社 | 半导体功率模块和该模块的主电路电流测量系统 |
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