JPH09172048A - コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装置およびその製造方法 - Google Patents
コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装置およびその製造方法Info
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- JPH09172048A JPH09172048A JP7328518A JP32851895A JPH09172048A JP H09172048 A JPH09172048 A JP H09172048A JP 7328518 A JP7328518 A JP 7328518A JP 32851895 A JP32851895 A JP 32851895A JP H09172048 A JPH09172048 A JP H09172048A
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- Japan
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- conductor
- contact hole
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンタクトホール１０の温度を精度よく測定
でき試験精度に優れ、かつ製造性にも優れる。 【解決手段】 上部および下部導体１１，１２間の絶縁
層のコンタクトホール１０に形成した接続導体の通電電
流によるエレクトロマイグレーション現象を調べるもの
であって、コンタクトホール１０の近傍の絶縁層の内部
に、第１および第２の導体１３，１５間に挟んだサーミ
スタ１４からなる温度センサを埋設したことを特徴とす
るものである。
でき試験精度に優れ、かつ製造性にも優れる。 【解決手段】 上部および下部導体１１，１２間の絶縁
層のコンタクトホール１０に形成した接続導体の通電電
流によるエレクトロマイグレーション現象を調べるもの
であって、コンタクトホール１０の近傍の絶縁層の内部
に、第１および第２の導体１３，１５間に挟んだサーミ
スタ１４からなる温度センサを埋設したことを特徴とす
るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンタクトホー
ル・エレクトロマイグレーション試験装置、特に温度セ
ンサを備えたコンタクトホール・エレクトロマイグレー
ション試験装置およびその製造方法に関するものであ
る。
ル・エレクトロマイグレーション試験装置、特に温度セ
ンサを備えたコンタクトホール・エレクトロマイグレー
ション試験装置およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロマイグレーション試験
装置は、半導体装置における導体の信頼性を評価するた
めに用いられている。半導体装置において、薄い導体お
よびサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる電流
は、導体材料のマイグレーションを引起し、動作を乱し
半導体装置を不良にする原因となる。
装置は、半導体装置における導体の信頼性を評価するた
めに用いられている。半導体装置において、薄い導体お
よびサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる電流
は、導体材料のマイグレーションを引起し、動作を乱し
半導体装置を不良にする原因となる。
【０００３】このようなエレクトロマイグレーション現
象を調べるために用いられる半導体装置は、試験の進行
を速めるために、通常、高い温度で試験される。試験中
の温度は、導体材料のエレクトロマイグレーション抵抗
の決定および半導体装置の寿命の算出に用いられる重要
なパラメータである。通常のエレクトロマイグレーショ
ン試験方法は、試験装置周囲の温度、または試験装置が
設けられている基板の温度を監視している。
象を調べるために用いられる半導体装置は、試験の進行
を速めるために、通常、高い温度で試験される。試験中
の温度は、導体材料のエレクトロマイグレーション抵抗
の決定および半導体装置の寿命の算出に用いられる重要
なパラメータである。通常のエレクトロマイグレーショ
ン試験方法は、試験装置周囲の温度、または試験装置が
設けられている基板の温度を監視している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
試験装置では、コンタクトホール・エレクトロマイグレ
ーション試験の間に、サブミクロン幅のコンタクトホー
ルを流れる大きな電流は、コンタクトホール周囲の半導
体装置温度を、基板温度よりも増大させてしまう。した
がって、空気または基板の温度を単に検出しても、この
温度により決定されるエレクトロマイグレーション抵抗
および半導体装置寿命は、半導体装置の実際の試験状態
を正確に反映していない。このため、良好な試験精度が
得られないという欠点があった。
試験装置では、コンタクトホール・エレクトロマイグレ
ーション試験の間に、サブミクロン幅のコンタクトホー
ルを流れる大きな電流は、コンタクトホール周囲の半導
体装置温度を、基板温度よりも増大させてしまう。した
がって、空気または基板の温度を単に検出しても、この
温度により決定されるエレクトロマイグレーション抵抗
および半導体装置寿命は、半導体装置の実際の試験状態
を正確に反映していない。このため、良好な試験精度が
得られないという欠点があった。
【０００５】そこで、特開平３−２１１８５５号公報に
開示されたように、コンタクトホール近傍に熱電対とし
て機能する２つの異なる導体からなる温度センサを備え
たエレクトロマイグレーション試験装置が提案されてい
る。しかし、熱電対として機能する２つの異なる導体の
抵抗値変化は、コンタクトホールという微小部分の発熱
温度変化に対して小さいため、感度が悪く、試験精度が
低いという欠点があった。
開示されたように、コンタクトホール近傍に熱電対とし
て機能する２つの異なる導体からなる温度センサを備え
たエレクトロマイグレーション試験装置が提案されてい
る。しかし、熱電対として機能する２つの異なる導体の
抵抗値変化は、コンタクトホールという微小部分の発熱
温度変化に対して小さいため、感度が悪く、試験精度が
低いという欠点があった。
【０００６】この発明は、コンタクトホールの温度を精
度よく測定でき試験精度に優れ、かつ製造性にも優れた
コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装
置およびその製造方法を提供することを目的とする。
度よく測定でき試験精度に優れ、かつ製造性にも優れた
コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装
置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のコンタク
トホール・エレクトロマイグレーション試験装置は、上
部および下部導体間の絶縁層のコンタクトホールに形成
した接続導体の通電電流によるエレクトロマイグレーシ
ョン現象を調べるものであって、コンタクトホールの近
傍の絶縁層の内部に、第１および第２の導体間に挟んだ
サーミスタからなる温度センサを埋設したことを特徴と
するものである。
トホール・エレクトロマイグレーション試験装置は、上
部および下部導体間の絶縁層のコンタクトホールに形成
した接続導体の通電電流によるエレクトロマイグレーシ
ョン現象を調べるものであって、コンタクトホールの近
傍の絶縁層の内部に、第１および第２の導体間に挟んだ
サーミスタからなる温度センサを埋設したことを特徴と
するものである。
【０００８】請求項１記載のコンタクトホール・エレク
トロマイグレーション試験装置によると、温度センサ
が、第１および第２の導体間に挟んだサーミスタからな
り、サーミスタおよびサーミスタ導体接触の抵抗値は温
度変化に敏感で、極めて高感度であり、試験精度が向上
する。請求項２記載のコンタクトホール・エレクトロマ
イグレーション試験装置の製造方法は、下部導体を第１
の絶縁層で被覆し、この第１の絶縁層の上に第１の導体
とサーミスタをこの順序でパターン形成し、第１の導体
を絶縁する第２の絶縁層をパターン形成し、サーミスタ
および第２の絶縁層の上に第２の導体をパターン形成
し、この第２の導体を被覆する第３の絶縁層を形成し、
この第３の絶縁層と第２の導体とサーミスタと第１の導
体と第１の絶縁層を選択的にエッチングして下部導体に
至るコンタクトホールを形成し、このコンタクトホール
の内周壁を第４の絶縁層で覆い、コンタクトホールの内
部および外部に上部導体を形成するものである。
トロマイグレーション試験装置によると、温度センサ
が、第１および第２の導体間に挟んだサーミスタからな
り、サーミスタおよびサーミスタ導体接触の抵抗値は温
度変化に敏感で、極めて高感度であり、試験精度が向上
する。請求項２記載のコンタクトホール・エレクトロマ
イグレーション試験装置の製造方法は、下部導体を第１
の絶縁層で被覆し、この第１の絶縁層の上に第１の導体
とサーミスタをこの順序でパターン形成し、第１の導体
を絶縁する第２の絶縁層をパターン形成し、サーミスタ
および第２の絶縁層の上に第２の導体をパターン形成
し、この第２の導体を被覆する第３の絶縁層を形成し、
この第３の絶縁層と第２の導体とサーミスタと第１の導
体と第１の絶縁層を選択的にエッチングして下部導体に
至るコンタクトホールを形成し、このコンタクトホール
の内周壁を第４の絶縁層で覆い、コンタクトホールの内
部および外部に上部導体を形成するものである。
【０００９】請求項２記載のコンタクトホール・エレク
トロマイグレーション試験装置の製造方法によると、第
１の導体，サーミスタ，第２の導体を順次パターン形成
するだけで温度センサを形成でき、コンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置を容易に製造する
ことができる。
トロマイグレーション試験装置の製造方法によると、第
１の導体，サーミスタ，第２の導体を順次パターン形成
するだけで温度センサを形成でき、コンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置を容易に製造する
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を図１な
いし図４に示す。図１はコンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験装置の模式的断面図、図２ないし
図４はコンタクトホール・エレクトロマイグレーション
試験装置の製造工程の模式的断面図を示している。
いし図４に示す。図１はコンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験装置の模式的断面図、図２ないし
図４はコンタクトホール・エレクトロマイグレーション
試験装置の製造工程の模式的断面図を示している。
【００１１】図１において、コンタクトホール１０を通
して下部導体１１と上部導体１２が接続され、コンタク
トホール１０の近傍に、第１の導体１３とサーミスタ１
４と第２の導体１５からなる温度センサが設けられてい
る。温度センサは、第１および第２の絶縁層１６，１７
にて下部導体１１と絶縁され、第３の絶縁層１８で上部
導体１２と絶縁されている。
して下部導体１１と上部導体１２が接続され、コンタク
トホール１０の近傍に、第１の導体１３とサーミスタ１
４と第２の導体１５からなる温度センサが設けられてい
る。温度センサは、第１および第２の絶縁層１６，１７
にて下部導体１１と絶縁され、第３の絶縁層１８で上部
導体１２と絶縁されている。
【００１２】コンタクトホール１０の内周壁は第４の絶
縁層１９で覆われ、第１の導体１３，サーミスタ１４，
第２の導体１５が、下部導体１１または上部導体１２と
短絡するのを防いでいる。つぎに、図２ないし図４を用
いて、コンタクトホール・エレクトロマイグレーション
試験装置の製造方法について説明する。
縁層１９で覆われ、第１の導体１３，サーミスタ１４，
第２の導体１５が、下部導体１１または上部導体１２と
短絡するのを防いでいる。つぎに、図２ないし図４を用
いて、コンタクトホール・エレクトロマイグレーション
試験装置の製造方法について説明する。
【００１３】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
酸化物からなる第１の絶縁層１６上に、ドープされたシ
リコンからなる下部導体１１を形成する。そして、この
拡散層である下部導体１１をシリコン酸化物からなる第
１の絶縁層１６で覆う。つぎに、図２（ｂ）に示すよう
に、タングステン層を温度センサの第１の導体１３とし
てデポジットし、リソグラフィ技術を用いてエッチング
し、タングステンパターンを形成する。
酸化物からなる第１の絶縁層１６上に、ドープされたシ
リコンからなる下部導体１１を形成する。そして、この
拡散層である下部導体１１をシリコン酸化物からなる第
１の絶縁層１６で覆う。つぎに、図２（ｂ）に示すよう
に、タングステン層を温度センサの第１の導体１３とし
てデポジットし、リソグラフィ技術を用いてエッチング
し、タングステンパターンを形成する。
【００１４】つぎに、図２（ｃ）に示すように、第１の
導体１３上に温度センサのサーミスタ１４としてドープ
された多結晶シリコン層をデポジットし、リソグラフィ
技術を用いて多結晶シリコンパターンを形成する。つぎ
に、図２（ｄ）に示すように、薄いシリコン酸化物層か
らなる第２の絶縁層１７を、ドープしたサーミスタ１
４，第１の導体１３，第１の絶縁層１６上にデポジット
する。
導体１３上に温度センサのサーミスタ１４としてドープ
された多結晶シリコン層をデポジットし、リソグラフィ
技術を用いて多結晶シリコンパターンを形成する。つぎ
に、図２（ｄ）に示すように、薄いシリコン酸化物層か
らなる第２の絶縁層１７を、ドープしたサーミスタ１
４，第１の導体１３，第１の絶縁層１６上にデポジット
する。
【００１５】つぎに、図３（ａ）に示すように、第２の
絶縁層１７をエッチバックする。つぎに、図３（ｂ）に
示すように、ドープしたサーミスタ１４および第２の絶
縁層１７上に、タングステン層を温度センサの第２の導
体１５としてデポジットし、リソグラフィ技術を用いて
エッチングし、タングステンパターンを形成する。
絶縁層１７をエッチバックする。つぎに、図３（ｂ）に
示すように、ドープしたサーミスタ１４および第２の絶
縁層１７上に、タングステン層を温度センサの第２の導
体１５としてデポジットし、リソグラフィ技術を用いて
エッチングし、タングステンパターンを形成する。
【００１６】つぎに、図３（ｃ）に示すように、第２の
導体１５上に、シリコン酸化物からなる第３の絶縁層１
８をデポジットする。つぎに、図３（ｄ）に示すよう
に、リソグラフィ技術を用いて、第３の絶縁層１８，第
２の導体１５，サーミスタ１４，第１の導体１３，第１
の絶縁層１６を選択的にエッチングして、下部導体１１
に至るコンタクトホール１０を形成する。
導体１５上に、シリコン酸化物からなる第３の絶縁層１
８をデポジットする。つぎに、図３（ｄ）に示すよう
に、リソグラフィ技術を用いて、第３の絶縁層１８，第
２の導体１５，サーミスタ１４，第１の導体１３，第１
の絶縁層１６を選択的にエッチングして、下部導体１１
に至るコンタクトホール１０を形成する。
【００１７】つぎに、図４（ａ）に示すように、薄いシ
リコン酸化物層からなる第４の絶縁層１９を、第３の絶
縁層１８上およびコンタクトホール１０の内周壁にデポ
ジットする。つぎに、図４（ｂ）に示すように、コンタ
クトホール１０の内周壁に第４の絶縁層１９をそのまま
残して、コンタクトホール１０の底部および第３の絶縁
層１８上の第４の絶縁層１９をエッチバックする。残さ
れた第４の絶縁層１９は、コンタクトホール１０の内部
の導体と温度センサの導体が短絡するのを防ぐ。
リコン酸化物層からなる第４の絶縁層１９を、第３の絶
縁層１８上およびコンタクトホール１０の内周壁にデポ
ジットする。つぎに、図４（ｂ）に示すように、コンタ
クトホール１０の内周壁に第４の絶縁層１９をそのまま
残して、コンタクトホール１０の底部および第３の絶縁
層１８上の第４の絶縁層１９をエッチバックする。残さ
れた第４の絶縁層１９は、コンタクトホール１０の内部
の導体と温度センサの導体が短絡するのを防ぐ。
【００１８】最後に、図４（ｃ）に示すように、下部導
体１１に接続されるように、コンタクトホール１０の内
部と第３の絶縁体１８上に、アルミニウム層をデポジッ
トして上部導体１２を形成し、リソグラフィ技術を用い
てパターンを形成して、コンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験装置を完成する。なお、コンタク
トホール・エレクトロマイグレーション試験装置に用い
られる代表的な導体として、アルミニウム，アルミニウ
ム合金，タングステン，タングステン合金，銅，銅合
金，その他半導体装置の配線材料として用いられる多種
類の金属が挙げられる。
体１１に接続されるように、コンタクトホール１０の内
部と第３の絶縁体１８上に、アルミニウム層をデポジッ
トして上部導体１２を形成し、リソグラフィ技術を用い
てパターンを形成して、コンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験装置を完成する。なお、コンタク
トホール・エレクトロマイグレーション試験装置に用い
られる代表的な導体として、アルミニウム，アルミニウ
ム合金，タングステン，タングステン合金，銅，銅合
金，その他半導体装置の配線材料として用いられる多種
類の金属が挙げられる。
【００１９】また、サーミスタには、多結晶シリコン，
多結晶ゲルマニウムを主に使用するが、これら多結晶シ
リコンまたは多結晶ゲルマニウムに不純物をドープして
もよく、あるいはマンガン，コバルト，ニッケル，銅の
酸化物焼結体，酸化チタン焼結体，鉄，バリウム，シリ
コン酸化物等の材料を用いたサーミスタでもよい。この
ように構成されたコンタクトホール・エレクトロマイグ
レーション試験装置およびその製造方法によると、コン
タクトホール１０の近傍に、第１および第２の導体１
３，１５の間に挟んだサーミスタ１４からなる温度セン
サを設けたので、温度によって抵抗値が著しく変化する
サーミスタにより、コンタクトホール１０の温度を直接
かつその場で精度よく測定でき、エレクトロマイグレー
ション試験の精度が向上する。
多結晶ゲルマニウムを主に使用するが、これら多結晶シ
リコンまたは多結晶ゲルマニウムに不純物をドープして
もよく、あるいはマンガン，コバルト，ニッケル，銅の
酸化物焼結体，酸化チタン焼結体，鉄，バリウム，シリ
コン酸化物等の材料を用いたサーミスタでもよい。この
ように構成されたコンタクトホール・エレクトロマイグ
レーション試験装置およびその製造方法によると、コン
タクトホール１０の近傍に、第１および第２の導体１
３，１５の間に挟んだサーミスタ１４からなる温度セン
サを設けたので、温度によって抵抗値が著しく変化する
サーミスタにより、コンタクトホール１０の温度を直接
かつその場で精度よく測定でき、エレクトロマイグレー
ション試験の精度が向上する。
【００２０】また、第１の導体１３，サーミスタ１４，
第２の導体１５を順次パターン形成するだけで温度セン
サを形成でき、コンタクトホール・エレクトロマイグレ
ーション試験装置を容易に製造することができる。さら
に、導体にタングステンを使用し、サーミスタに不純物
をドープした多結晶シリコンを使用した場合、温度セン
サ形成時に、従来の半導体材料および導体形成装置を利
用することができる。
第２の導体１５を順次パターン形成するだけで温度セン
サを形成でき、コンタクトホール・エレクトロマイグレ
ーション試験装置を容易に製造することができる。さら
に、導体にタングステンを使用し、サーミスタに不純物
をドープした多結晶シリコンを使用した場合、温度セン
サ形成時に、従来の半導体材料および導体形成装置を利
用することができる。
【００２１】
【発明の効果】請求項１記載のコンタクトホール・エレ
クトロマイグレーション試験装置によると、温度センサ
が、第１および第２の導体間に挟んだサーミスタからな
り、サーミスタおよびサーミスタ導体接触の抵抗値は温
度変化に敏感で、極めて高感度であり、試験精度が向上
するという効果が得られる。
クトロマイグレーション試験装置によると、温度センサ
が、第１および第２の導体間に挟んだサーミスタからな
り、サーミスタおよびサーミスタ導体接触の抵抗値は温
度変化に敏感で、極めて高感度であり、試験精度が向上
するという効果が得られる。
【００２２】請求項２記載のコンタクトホール・エレク
トロマイグレーション試験装置の製造方法によると、第
１の導体，サーミスタ，第２の導体を順次パターン形成
するだけで温度センサを形成でき、コンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置を容易に製造する
ことができるという効果が得られる。
トロマイグレーション試験装置の製造方法によると、第
１の導体，サーミスタ，第２の導体を順次パターン形成
するだけで温度センサを形成でき、コンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置を容易に製造する
ことができるという効果が得られる。
【図１】この発明の一実施の形態のコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置の模式的断面図で
ある。
エレクトロマイグレーション試験装置の模式的断面図で
ある。
【図２】この発明の一実施の形態のコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
【図３】この発明の一実施の形態のコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
【図４】この発明の一実施の形態のコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
エレクトロマイグレーション試験装置の製造工程の模式
的断面図である。
１０ コンタクトホール １１ 下部導体 １２ 上部導体 １３ 第１の導体 １４ サーミスタ １５ 第２の導体 １６ 第１の絶縁層 １７ 第２の絶縁層 １８ 第３の絶縁層 １９ 第４の絶縁層
Claims (2)
- 【請求項１】 上部および下部導体間の絶縁層のコンタ
クトホールに形成した接続導体の通電電流によるエレク
トロマイグレーション現象を調べるコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置であって、 前記コンタクトホールの近傍の前記絶縁層の内部に、第
１および第２の導体間に挟んだサーミスタからなる温度
センサを埋設したことを特徴とするコンタクトホール・
エレクトロマイグレーション試験装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のコンタクトホール・エレ
クトロマイグレーション試験装置の製造方法において、 下部導体を第１の絶縁層で被覆する工程と、この第１の
絶縁層の上に第１の導体とサーミスタをこの順序でパタ
ーン形成する工程と、前記第１の導体を絶縁する第２の
絶縁層をパターン形成する工程と、前記サーミスタおよ
び前記第２の絶縁層の上に第２の導体をパターン形成す
る工程と、この第２の導体を被覆する第３の絶縁層を形
成する工程と、この第３の絶縁層と前記第２の導体と前
記サーミスタと前記第１の導体と前記第１の絶縁層を選
択的にエッチングして前記下部導体に至るコンタクトホ
ールを形成する工程と、このコンタクトホールの内周壁
を第４の絶縁層で覆う工程と、前記コンタクトホールの
内部および外部に上部導体を形成する工程とを含むこと
を特徴とするコンタクトホール・エレクトロマイグレー
ション試験装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328518A JPH09172048A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328518A JPH09172048A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172048A true JPH09172048A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18211181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7328518A Withdrawn JPH09172048A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09172048A (ja) |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP7328518A patent/JPH09172048A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040319 |