JPH1126533A - 層間絶縁膜の膜厚測定方法 - Google Patents
層間絶縁膜の膜厚測定方法Info
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- JPH1126533A JPH1126533A JP9180139A JP18013997A JPH1126533A JP H1126533 A JPH1126533 A JP H1126533A JP 9180139 A JP9180139 A JP 9180139A JP 18013997 A JP18013997 A JP 18013997A JP H1126533 A JPH1126533 A JP H1126533A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
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- H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
- H05K1/0268—Marks, test patterns or identification means for electrical inspection or testing
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細加工された配線パターン上に形成された
層間絶縁膜の膜厚を精度良く測定する。 【解決手段】 テストパターンPTを用いて第１層間絶縁
膜16の膜厚と第１プロセスパターン10の第１スルーホー
ルコンタクト部20の抵抗値との特性図を作成しておき、
プロセス設計の際には、テストパターンとは別の第２層
間絶縁膜116 の領域に、第１プロセスパターンと同一構
成の第２プロセスパターン100 を形成する。この第２プ
ロセスパターンの第２スルーホールコンタクト部120 の
抵抗値を測定し、得られた抵抗値から特性図を用いて第
２層間絶縁膜の膜厚を決定する。
層間絶縁膜の膜厚を精度良く測定する。 【解決手段】 テストパターンPTを用いて第１層間絶縁
膜16の膜厚と第１プロセスパターン10の第１スルーホー
ルコンタクト部20の抵抗値との特性図を作成しておき、
プロセス設計の際には、テストパターンとは別の第２層
間絶縁膜116 の領域に、第１プロセスパターンと同一構
成の第２プロセスパターン100 を形成する。この第２プ
ロセスパターンの第２スルーホールコンタクト部120 の
抵抗値を測定し、得られた抵抗値から特性図を用いて第
２層間絶縁膜の膜厚を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、層間絶縁膜の膜
厚測定に関する。
厚測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層配線技術において、配線パターン上
に形成された層間絶縁膜を平坦化技術を用いて平坦化
し、配線パターン上に形成された層間絶縁膜の膜厚の管
理を行うことは、プロセス設計段階で下地の凹凸による
ステップカバレージを知る上で欠くことができないプロ
セスとなっている。
に形成された層間絶縁膜を平坦化技術を用いて平坦化
し、配線パターン上に形成された層間絶縁膜の膜厚の管
理を行うことは、プロセス設計段階で下地の凹凸による
ステップカバレージを知る上で欠くことができないプロ
セスとなっている。
【０００３】一般に、層間絶縁膜に、配線パターンが高
密度に形成されている領域と孤立して一個だけ形成され
ている領域とでは、平坦化処理した後の配線パターン上
に形成される層間絶縁膜の膜厚にばらつきが生じること
が知られている（文献：ロジックＬＳＩ技術革新、サイ
エンスフォーラム社、１９９５，ｐ２６５〜２７０）。
すなわち、配線パターンが高密度に形成されている領域
の配線パターン上に形成されている層間絶縁膜の膜厚
は、孤立して形成されている領域の配線パターン上の膜
厚に比べ、厚くなる。このような、配線パターンの疎密
化による層間絶縁膜の膜厚の違いは、平坦化処理を行な
う際に用いる塗布膜、すなわちＳＯＧ膜の塗布条件によ
って生じる。
密度に形成されている領域と孤立して一個だけ形成され
ている領域とでは、平坦化処理した後の配線パターン上
に形成される層間絶縁膜の膜厚にばらつきが生じること
が知られている（文献：ロジックＬＳＩ技術革新、サイ
エンスフォーラム社、１９９５，ｐ２６５〜２７０）。
すなわち、配線パターンが高密度に形成されている領域
の配線パターン上に形成されている層間絶縁膜の膜厚
は、孤立して形成されている領域の配線パターン上の膜
厚に比べ、厚くなる。このような、配線パターンの疎密
化による層間絶縁膜の膜厚の違いは、平坦化処理を行な
う際に用いる塗布膜、すなわちＳＯＧ膜の塗布条件によ
って生じる。
【０００４】また、製造工程段階或いはプロセス設計段
階で、配線パターン上の層間絶縁膜の膜厚をモニタする
方法としては、従来、光学式膜厚測定器とか静電容量測
定器とかを用いて行なう方法があった。
階で、配線パターン上の層間絶縁膜の膜厚をモニタする
方法としては、従来、光学式膜厚測定器とか静電容量測
定器とかを用いて行なう方法があった。
【０００５】光学式膜厚測定器による膜厚測定方法は、
光を被測定試料に照射して、その反射率から膜厚を測定
する方法である。また、静電容量測定器による測定方法
は、平坦化処理のプロセス終了後に、上側配線パターン
と下側配線パターンとの間に形成されている層間絶縁膜
の静電容量を測定し、その後、計算によって膜厚を求め
る方法である。
光を被測定試料に照射して、その反射率から膜厚を測定
する方法である。また、静電容量測定器による測定方法
は、平坦化処理のプロセス終了後に、上側配線パターン
と下側配線パターンとの間に形成されている層間絶縁膜
の静電容量を測定し、その後、計算によって膜厚を求め
る方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各種配
線パターン上に形成された層間絶縁膜の膜厚を測定する
場合、以下に述べる問題があった。
線パターン上に形成された層間絶縁膜の膜厚を測定する
場合、以下に述べる問題があった。
【０００７】従来の測定器（光学式膜厚測定器或いは
静電容量測定器）を用いる方法は、配線パターンの表面
積が比較的大きい場合には、層間絶縁膜の膜厚を比較的
精度良く求めることができる。しかし、微細加工された
配線パターン（ここでは、配線面積或いは寸法が小型化
されたパターンをいう。）を測定する場合は、配線パタ
ーンの幅或いはパターン上面の面積の小型化に伴って測
定誤差が増大して、層間絶縁膜の膜厚を精度良く測定す
ることが出来なくなる。
静電容量測定器）を用いる方法は、配線パターンの表面
積が比較的大きい場合には、層間絶縁膜の膜厚を比較的
精度良く求めることができる。しかし、微細加工された
配線パターン（ここでは、配線面積或いは寸法が小型化
されたパターンをいう。）を測定する場合は、配線パタ
ーンの幅或いはパターン上面の面積の小型化に伴って測
定誤差が増大して、層間絶縁膜の膜厚を精度良く測定す
ることが出来なくなる。
【０００８】また、微細加工された配線パターンが高
密度に配列されている領域と孤立して配列されている領
域とで層間絶縁膜の膜厚の違いを測定することができな
い。
密度に配列されている領域と孤立して配列されている領
域とで層間絶縁膜の膜厚の違いを測定することができな
い。
【０００９】また、層間絶縁膜に微細加工された複数
の配線パターンが疎密にかつピッチを変えて配設されて
いる場合、個々の配線パターン上に形成されている層間
絶縁膜の膜厚をミクロ的に測定することができなかっ
た。
の配線パターンが疎密にかつピッチを変えて配設されて
いる場合、個々の配線パターン上に形成されている層間
絶縁膜の膜厚をミクロ的に測定することができなかっ
た。
【００１０】層間絶縁膜の膜厚を電子顕微鏡を用いて
測定する方法もあるが、電子顕微鏡は高価であり、また
測定に長時間かかるため、電子顕微鏡を生産ラインに導
入することはできない。
測定する方法もあるが、電子顕微鏡は高価であり、また
測定に長時間かかるため、電子顕微鏡を生産ラインに導
入することはできない。
【００１１】そこで、微細加工された各種配線パターン
上に形成された層間絶縁膜の膜厚を精度良くかつ簡便に
測定することができる層間絶縁膜の膜厚測定方法の出現
が望まれていた。
上に形成された層間絶縁膜の膜厚を精度良くかつ簡便に
測定することができる層間絶縁膜の膜厚測定方法の出現
が望まれていた。
【００１２】また、微細加工された配線パターンの上面
の面積による違いや配線パターンの疎密の度合による層
間絶縁膜の膜厚を精度良く測定することができる層間絶
縁膜の膜厚測定方法の出現が望まれていた。
の面積による違いや配線パターンの疎密の度合による層
間絶縁膜の膜厚を精度良く測定することができる層間絶
縁膜の膜厚測定方法の出現が望まれていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、この発明の層
間絶縁膜の膜厚測定方法によれば、第１層間絶縁膜に設
けられた第１プロセスパターンと該第１プロセスパター
ンの両側に設けられたダミーパターンとを具えたテスト
パターンを用意し、第１プロセスパターンは、第１層間
絶縁膜の上面に一列に配列された複数の第１上側配線パ
ターンを具え、さらに、第１層間絶縁膜の下面に第１上
側配線パターンの配列と対向させて一列に配列された複
数の第１下側配線パターンを具え、この第１下側配線パ
ターンの各々は、隣接する２つの第１上側配線パターン
間に、それぞれの第１下側配線パターンの端部が第１上
側配線パターンの端部に重なり合って位置しており、さ
らに、第１層間絶縁膜に設けられていて第１上側および
第１下側配線パターンの重なり合っている端部間を接続
する第１スルーホールコンタクト部を具えており、ダミ
ーパターンは、第１プロセスパターンに近接させて設け
てあり、ダミーパターンは第１層間絶縁膜の上面に第１
上側配線パターンの配列の両側にそれぞれ設けられた第
１上側ダミーパターンと、第１層間絶縁膜の下面であっ
て、第１下側配線パターンの配列の両側に、第１上側ダ
ミーパターンと対向してそれぞれ設けられた、第１下側
ダミーパターンとを具えており、テストパターンを用い
て、第１層間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタク
ト部の抵抗値との特性図を予め作成しておき、プロセス
設計の際には、第２層間絶縁膜の領域に、複数の第２上
側配線パターン、複数の第２下側配線パターンおよび複
数の第２スルーホールコンタクト部を有し、第１プロセ
スパターンに対応する第２プロセスパターンを形成し
て、第２プロセスパターンの第２スルーホールコンタク
ト部の抵抗を測定し、この抵抗値から特性図を用いて第
２層間絶縁膜の膜厚を決定することを特徴とする。
間絶縁膜の膜厚測定方法によれば、第１層間絶縁膜に設
けられた第１プロセスパターンと該第１プロセスパター
ンの両側に設けられたダミーパターンとを具えたテスト
パターンを用意し、第１プロセスパターンは、第１層間
絶縁膜の上面に一列に配列された複数の第１上側配線パ
ターンを具え、さらに、第１層間絶縁膜の下面に第１上
側配線パターンの配列と対向させて一列に配列された複
数の第１下側配線パターンを具え、この第１下側配線パ
ターンの各々は、隣接する２つの第１上側配線パターン
間に、それぞれの第１下側配線パターンの端部が第１上
側配線パターンの端部に重なり合って位置しており、さ
らに、第１層間絶縁膜に設けられていて第１上側および
第１下側配線パターンの重なり合っている端部間を接続
する第１スルーホールコンタクト部を具えており、ダミ
ーパターンは、第１プロセスパターンに近接させて設け
てあり、ダミーパターンは第１層間絶縁膜の上面に第１
上側配線パターンの配列の両側にそれぞれ設けられた第
１上側ダミーパターンと、第１層間絶縁膜の下面であっ
て、第１下側配線パターンの配列の両側に、第１上側ダ
ミーパターンと対向してそれぞれ設けられた、第１下側
ダミーパターンとを具えており、テストパターンを用い
て、第１層間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタク
ト部の抵抗値との特性図を予め作成しておき、プロセス
設計の際には、第２層間絶縁膜の領域に、複数の第２上
側配線パターン、複数の第２下側配線パターンおよび複
数の第２スルーホールコンタクト部を有し、第１プロセ
スパターンに対応する第２プロセスパターンを形成し
て、第２プロセスパターンの第２スルーホールコンタク
ト部の抵抗を測定し、この抵抗値から特性図を用いて第
２層間絶縁膜の膜厚を決定することを特徴とする。
【００１４】このように、予め、テストパターンを用い
て、特性図を作成しておき、プロセス設計の際には、第
２層間絶縁膜の領域に形成されている第２プロセスパタ
ーンの第２スルーホールコンタクト部の抵抗値を測定す
れば、特性図から直ちに上側および下側配線パターン間
の第２層間絶縁膜の膜厚を決定することができる。した
がって、この発明では、第２プロセスパターンの第２ス
ルーホールコンタクト部の抵抗値を測定するだけて、従
来、精度良く測定できなかった微細加工された配線パタ
ーン上の層間絶縁膜の膜厚を高精度でモニタすることが
可能となる。
て、特性図を作成しておき、プロセス設計の際には、第
２層間絶縁膜の領域に形成されている第２プロセスパタ
ーンの第２スルーホールコンタクト部の抵抗値を測定す
れば、特性図から直ちに上側および下側配線パターン間
の第２層間絶縁膜の膜厚を決定することができる。した
がって、この発明では、第２プロセスパターンの第２ス
ルーホールコンタクト部の抵抗値を測定するだけて、従
来、精度良く測定できなかった微細加工された配線パタ
ーン上の層間絶縁膜の膜厚を高精度でモニタすることが
可能となる。
【００１５】この場合、第１および第２層間絶縁膜を同
一の層間絶縁膜としても或いは互いに別の層間絶縁膜と
しても良い。第１および第２層間絶縁膜の材質を同一に
することにより、両層間絶縁膜を一回の作業工程でウエ
ハ上に第１および第２層間絶縁膜を同時に形成すること
ができる。
一の層間絶縁膜としても或いは互いに別の層間絶縁膜と
しても良い。第１および第２層間絶縁膜の材質を同一に
することにより、両層間絶縁膜を一回の作業工程でウエ
ハ上に第１および第２層間絶縁膜を同時に形成すること
ができる。
【００１６】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、第２上側および第２下側配線パターンは、第１上側
および第１下側配線パターンとそれぞれ合同でかつ厚さ
およびピッチをそれぞれ同一としてあり、第２下側配線
パターンの各々は、隣接する２つの第２上側配線パター
ン間に、それぞれの第２下側配線パターンの端部が該第
２上側配線パターンの端部に重なりあって位置してお
り、第２スルーホールコンタクト部は、第２層間絶縁膜
を貫通して設けられていて第２上側および第２下側配線
パターンの重なり合っている端部間を接続しているのが
良い。
は、第２上側および第２下側配線パターンは、第１上側
および第１下側配線パターンとそれぞれ合同でかつ厚さ
およびピッチをそれぞれ同一としてあり、第２下側配線
パターンの各々は、隣接する２つの第２上側配線パター
ン間に、それぞれの第２下側配線パターンの端部が該第
２上側配線パターンの端部に重なりあって位置してお
り、第２スルーホールコンタクト部は、第２層間絶縁膜
を貫通して設けられていて第２上側および第２下側配線
パターンの重なり合っている端部間を接続しているのが
良い。
【００１７】このような構成の第２プロセスパターンを
第２層間絶縁膜に形成することにより、第２プロセスパ
ターンの第２スルーホールコンタクト部の抵抗を測定
し、この抵抗値から特性図を用いて第２層間絶縁膜の膜
厚を決定することができる。
第２層間絶縁膜に形成することにより、第２プロセスパ
ターンの第２スルーホールコンタクト部の抵抗を測定
し、この抵抗値から特性図を用いて第２層間絶縁膜の膜
厚を決定することができる。
【００１８】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、第２層間絶縁膜とは別の第３層間絶縁膜の領域に、
複数の第３上側配線パターン、複数の第３下側配線パタ
ーンおよび複数の第３スルーホールコンタクト部を有
し、第１プロセスパタンに対応する第３プロセスパター
ンを形成し、さらに第３プロセスパターンに近接させて
第３層間絶縁膜の下面であって、第３下側配線パターン
の両側に第２下側ダミーパターンを設けて、第３プロセ
スパターンの第３スルーホールコンタクト部の抵抗値を
測定し、この抵抗値から特性図を用いて層間絶縁膜の膜
厚を決定するのが良い。
は、第２層間絶縁膜とは別の第３層間絶縁膜の領域に、
複数の第３上側配線パターン、複数の第３下側配線パタ
ーンおよび複数の第３スルーホールコンタクト部を有
し、第１プロセスパタンに対応する第３プロセスパター
ンを形成し、さらに第３プロセスパターンに近接させて
第３層間絶縁膜の下面であって、第３下側配線パターン
の両側に第２下側ダミーパターンを設けて、第３プロセ
スパターンの第３スルーホールコンタクト部の抵抗値を
測定し、この抵抗値から特性図を用いて層間絶縁膜の膜
厚を決定するのが良い。
【００１９】このように、第２プロセスパターンとは別
な第３層間絶縁膜の領域に、第３プロセスパターンおよ
び第２下側ダミーパターンを設けることにより、第３プ
ロセスパターンの下側および上側配線パターン間の層間
絶縁膜の膜厚と第２下側ダミーパターン上に形成された
層間絶縁膜の膜厚とは実質的に等価とみなすことができ
るので、第３プロセスパターンの第３スルーホールコン
タクト部の抵抗値を測定すれば、特性図から第３プロセ
スパターンの下側および上側配線パターン間の層間絶縁
膜の膜厚と第３プロセスパターンに近接する第２下側ダ
ミーパターン上の第３層間絶縁膜の膜厚とを決定するこ
とができる。したがって、第２および第３プロセスパタ
ーンの第２および第３スルーホールコンタクト部の抵抗
を測定することにより、第２および第３プロセスパター
ン領域のそれぞれの第３層間絶縁膜の膜厚差から第２お
よび第３下側配線パターンの上面の面積による膜厚の相
違をモニタすることができる。
な第３層間絶縁膜の領域に、第３プロセスパターンおよ
び第２下側ダミーパターンを設けることにより、第３プ
ロセスパターンの下側および上側配線パターン間の層間
絶縁膜の膜厚と第２下側ダミーパターン上に形成された
層間絶縁膜の膜厚とは実質的に等価とみなすことができ
るので、第３プロセスパターンの第３スルーホールコン
タクト部の抵抗値を測定すれば、特性図から第３プロセ
スパターンの下側および上側配線パターン間の層間絶縁
膜の膜厚と第３プロセスパターンに近接する第２下側ダ
ミーパターン上の第３層間絶縁膜の膜厚とを決定するこ
とができる。したがって、第２および第３プロセスパタ
ーンの第２および第３スルーホールコンタクト部の抵抗
を測定することにより、第２および第３プロセスパター
ン領域のそれぞれの第３層間絶縁膜の膜厚差から第２お
よび第３下側配線パターンの上面の面積による膜厚の相
違をモニタすることができる。
【００２０】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、第２プロセスパターンとは別の第４層間絶縁膜の領
域に、複数の第４上側配線パターン、複数の第４下側配
線パターンおよび複数の第４スルーホールコンタクト部
を有し、第１プロセスパターンに対応する第４プロセス
パターンを形成し、複数の第４プロセスパターンのピッ
チを変えて平行に配列して、それぞれの第４プロセスパ
ターンの第４スルーホールコンタクト部の抵抗値を測定
して、この抵抗値から特性図を用いて第４層間絶縁膜の
膜厚を決定するのが良い。
は、第２プロセスパターンとは別の第４層間絶縁膜の領
域に、複数の第４上側配線パターン、複数の第４下側配
線パターンおよび複数の第４スルーホールコンタクト部
を有し、第１プロセスパターンに対応する第４プロセス
パターンを形成し、複数の第４プロセスパターンのピッ
チを変えて平行に配列して、それぞれの第４プロセスパ
ターンの第４スルーホールコンタクト部の抵抗値を測定
して、この抵抗値から特性図を用いて第４層間絶縁膜の
膜厚を決定するのが良い。
【００２１】このように第２プロセスパターンとは別の
第４層間絶縁膜の領域に、複数の第４プロセスパターン
のピッチを変えて平行に配列してあるので、それぞれの
第４プロセスパターンの第４スルーホールコンタクト部
の抵抗値を測定すれば、特性図から第４プロセスパター
ンの疎密度合いによる下側および上側配線パターン間の
第４層間絶縁膜の膜厚差を容易にモニタすることができ
る。
第４層間絶縁膜の領域に、複数の第４プロセスパターン
のピッチを変えて平行に配列してあるので、それぞれの
第４プロセスパターンの第４スルーホールコンタクト部
の抵抗値を測定すれば、特性図から第４プロセスパター
ンの疎密度合いによる下側および上側配線パターン間の
第４層間絶縁膜の膜厚差を容易にモニタすることができ
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
層間絶縁膜の測定方法の実施の形態につき説明する。な
お、図１、図３〜図５は、この発明が理解できる程度に
各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示し
てあるにすぎない。
層間絶縁膜の測定方法の実施の形態につき説明する。な
お、図１、図３〜図５は、この発明が理解できる程度に
各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示し
てあるにすぎない。
【００２３】［第１の実施の形態］図１を参照して、こ
の発明の第１の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測定方法
につき説明する。図１の（Ａ）は、特性図を作成するた
めのテストパターンおよび第２プロセスパターンの主要
構造を示す平面図であり、（Ｂ）はＸ−Ｘ線に沿って切
断した位置での断面切口を示す図であり、（Ｃ）はＹ−
Ｙ線に沿って切断した位置での断面切口を示す図であ
る。なお、図１の（Ａ）の斜線は、断面を表すものでは
なく、図に示した所要の領域を明確にするために付した
線である。また、図１の（Ａ）では、図面を明確にする
ため、第１および第２下側配線パターン、第１および第
２スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、実
際には、第１および第２下側配線パターンは第１および
第２層間絶縁膜の下面側に、第１および第２スルーホー
ルコンタクト部は第１および第２上側配線パターンの下
面側にそれぞれ設けてある。
の発明の第１の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測定方法
につき説明する。図１の（Ａ）は、特性図を作成するた
めのテストパターンおよび第２プロセスパターンの主要
構造を示す平面図であり、（Ｂ）はＸ−Ｘ線に沿って切
断した位置での断面切口を示す図であり、（Ｃ）はＹ−
Ｙ線に沿って切断した位置での断面切口を示す図であ
る。なお、図１の（Ａ）の斜線は、断面を表すものでは
なく、図に示した所要の領域を明確にするために付した
線である。また、図１の（Ａ）では、図面を明確にする
ため、第１および第２下側配線パターン、第１および第
２スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、実
際には、第１および第２下側配線パターンは第１および
第２層間絶縁膜の下面側に、第１および第２スルーホー
ルコンタクト部は第１および第２上側配線パターンの下
面側にそれぞれ設けてある。
【００２４】プロセス設計の際には、まず、第１プロセ
スパターン１０とダミーパターン２７とを有するテスト
パターンＴＰを用いて予め第１層間絶縁膜の膜厚と第１
スルホールコンタクト部の抵抗値との特性図（以下、Ｔ
−Ｒ特性図と称する。）を作成する必要がある。
スパターン１０とダミーパターン２７とを有するテスト
パターンＴＰを用いて予め第１層間絶縁膜の膜厚と第１
スルホールコンタクト部の抵抗値との特性図（以下、Ｔ
−Ｒ特性図と称する。）を作成する必要がある。
【００２５】Ｔ−Ｒ特性図を作成するために使用するテ
ストパターン（ＴＰ）は、第１層間絶縁膜１６に設けら
れた第１プロセスパターン１０とこの第１プロセスパタ
ーン１０の両側に設けられたダミーパターン２７とを具
えている（図１の（Ａ）〜（Ｃ））。なお、実際には、
第１プロセスパターン１０の第１下側および第１上側配
線パターン１４および２２の最終端部にパッド（図示せ
ず）が接続されており、このパッドは第１層間絶縁膜１
６の上面に設けられている。
ストパターン（ＴＰ）は、第１層間絶縁膜１６に設けら
れた第１プロセスパターン１０とこの第１プロセスパタ
ーン１０の両側に設けられたダミーパターン２７とを具
えている（図１の（Ａ）〜（Ｃ））。なお、実際には、
第１プロセスパターン１０の第１下側および第１上側配
線パターン１４および２２の最終端部にパッド（図示せ
ず）が接続されており、このパッドは第１層間絶縁膜１
６の上面に設けられている。
【００２６】第１プロセスパターン１０は、第１層間絶
縁膜１６の上面１６ａに例えば等ピッチで一列に配列さ
れた複数の第１上側配線パターン２２を具えており、さ
らに、第１層間絶縁膜１６の下面１６ｂに第１上側配線
パターン２２の配列と対向させて等ピッチで一列に配列
された複数の第１下側配線パターン１４を具えている。
縁膜１６の上面１６ａに例えば等ピッチで一列に配列さ
れた複数の第１上側配線パターン２２を具えており、さ
らに、第１層間絶縁膜１６の下面１６ｂに第１上側配線
パターン２２の配列と対向させて等ピッチで一列に配列
された複数の第１下側配線パターン１４を具えている。
【００２７】この例では、第１上側配線パターン２２の
各々の大きさ、形状および膜厚を同一とし、かつ第１上
側配線パターン２２の各々の間の配列ピッチも同一にし
てあると共に、第１下側配線パターン１４の各々の大き
さ、形状および膜厚を同一とし、かつ第１下側配線パタ
ーン１４の各々の間の配列ピッチも同一としてあるが、
第１上側および第１下側配線パターン２２および１４間
では、大きさ、形状および膜厚を同一としても或いは異
ならしめても良い。この例では、両パターン１４および
２２を矩形し、両パターン１４および２２の配列ピッチ
も等しくしてある。
各々の大きさ、形状および膜厚を同一とし、かつ第１上
側配線パターン２２の各々の間の配列ピッチも同一にし
てあると共に、第１下側配線パターン１４の各々の大き
さ、形状および膜厚を同一とし、かつ第１下側配線パタ
ーン１４の各々の間の配列ピッチも同一としてあるが、
第１上側および第１下側配線パターン２２および１４間
では、大きさ、形状および膜厚を同一としても或いは異
ならしめても良い。この例では、両パターン１４および
２２を矩形し、両パターン１４および２２の配列ピッチ
も等しくしてある。
【００２８】そして、第１下側配線パターン１４の各々
は、隣接する２つの第１上側配線パターン２２間に、そ
れぞれの第１下側配線パターン１４の端部１４ａおよび
１４ｂが第１上側配線パターン２２の端部２２ａおよび
２２ｂに重なり合うようにして位置しており、さらに、
第１層間絶縁膜１６に設けられていて第１上側配線パタ
ーン２２と第１下側配線パターン１４とが重なり合うよ
うに、位置している。
は、隣接する２つの第１上側配線パターン２２間に、そ
れぞれの第１下側配線パターン１４の端部１４ａおよび
１４ｂが第１上側配線パターン２２の端部２２ａおよび
２２ｂに重なり合うようにして位置しており、さらに、
第１層間絶縁膜１６に設けられていて第１上側配線パタ
ーン２２と第１下側配線パターン１４とが重なり合うよ
うに、位置している。
【００２９】さらに、第１層間絶縁膜１６に設けられて
いて第１上側配線パターン２２と第１下側配線パターン
１４が重なり合っている端部１４ｂおよび２２ａ間を接
続する第１スールホールコンタクト部２０を具えてい
る。この第１スルーホールコンタクト部２０は、第１下
側および第１上側配線パターン１４および２２間の第１
層間絶縁膜１６に貫通する穴（スルーホール）を設け、
このスルーホールに導電層を設けた構造を有している。
したがって、この第１プロセスパターン１０は、第１番
目の第１下側配線パターン１４、第１番目の第１スルー
ホールコンタクト部２０および第１番目の第１上側配線
パターン２２、第２番目の第１下側配線パターン１４、
第２番目の第１スルーホールコンタクト部２０、第２番
目の第１上側配線パターン２２というように、第１下側
配線パターン１４と第１上側配線パターン２２とが第１
スルーホールコンタクト部２０を経て順次にチエーン状
に接続されたパターンを形成している。なお、第１の実
施の形態では、第１下側配線パターン１４同士のピッチ
間隔ａを約２μｍとし、第１下側配線パターン１４の配
列方向に直交する方向の、パターンの幅ｂを約１μｍと
する。
いて第１上側配線パターン２２と第１下側配線パターン
１４が重なり合っている端部１４ｂおよび２２ａ間を接
続する第１スールホールコンタクト部２０を具えてい
る。この第１スルーホールコンタクト部２０は、第１下
側および第１上側配線パターン１４および２２間の第１
層間絶縁膜１６に貫通する穴（スルーホール）を設け、
このスルーホールに導電層を設けた構造を有している。
したがって、この第１プロセスパターン１０は、第１番
目の第１下側配線パターン１４、第１番目の第１スルー
ホールコンタクト部２０および第１番目の第１上側配線
パターン２２、第２番目の第１下側配線パターン１４、
第２番目の第１スルーホールコンタクト部２０、第２番
目の第１上側配線パターン２２というように、第１下側
配線パターン１４と第１上側配線パターン２２とが第１
スルーホールコンタクト部２０を経て順次にチエーン状
に接続されたパターンを形成している。なお、第１の実
施の形態では、第１下側配線パターン１４同士のピッチ
間隔ａを約２μｍとし、第１下側配線パターン１４の配
列方向に直交する方向の、パターンの幅ｂを約１μｍと
する。
【００３０】ダミーパターン２７は、第１プロセスパタ
ーン１０に近接させて設けてある。このダミーパターン
２７は、第１層間絶縁膜１６の上面１６ａに、第１上側
配線パターン２２の配列の両側にこの配列に接近させそ
れぞれ設けられた第１上側ダミーパターン３０ａおよび
３０ｂと、第１層間絶縁膜１６の下面１６ｂに、第１上
側ダミーパターン３０ａおよび３０ｂと対向して設けら
れた第１下側ダミーパターン２８ａおよび２８ｂとを具
えている。すなわち、第１の実施の形態では、第１下側
配線パターン１４、第１下側ダミーパターン２８ａおよ
び２８ｂをウエハ１２の上面に設け、この上側にこれら
パターン１４、２８ａおよび２８ｂを被覆するように第
１層間絶縁膜１６を設けてある。なお、ここでは、第１
プロセスパターン１０の第１下側配線パターン１４とそ
れぞれのダミーパターン２７との離間距離ｔ0 を約２μ
ｍ程度とし、また、ダミーパターン２７の第１プロセス
パターン１０の延在方向と直交する方向の幅Ｗを第１プ
ロセスパターン１０の幅ｂに比べ、十分に広くしてあ
る。
ーン１０に近接させて設けてある。このダミーパターン
２７は、第１層間絶縁膜１６の上面１６ａに、第１上側
配線パターン２２の配列の両側にこの配列に接近させそ
れぞれ設けられた第１上側ダミーパターン３０ａおよび
３０ｂと、第１層間絶縁膜１６の下面１６ｂに、第１上
側ダミーパターン３０ａおよび３０ｂと対向して設けら
れた第１下側ダミーパターン２８ａおよび２８ｂとを具
えている。すなわち、第１の実施の形態では、第１下側
配線パターン１４、第１下側ダミーパターン２８ａおよ
び２８ｂをウエハ１２の上面に設け、この上側にこれら
パターン１４、２８ａおよび２８ｂを被覆するように第
１層間絶縁膜１６を設けてある。なお、ここでは、第１
プロセスパターン１０の第１下側配線パターン１４とそ
れぞれのダミーパターン２７との離間距離ｔ0 を約２μ
ｍ程度とし、また、ダミーパターン２７の第１プロセス
パターン１０の延在方向と直交する方向の幅Ｗを第１プ
ロセスパターン１０の幅ｂに比べ、十分に広くしてあ
る。
【００３１】このようなテストパターンＴＰを用いるこ
とにより、第１プロセスパターン１０の第１下側配線パ
ターン１４および第１下側ダミーパターン２８ａおよび
２８ｂ上に形成されるそれぞれの第１層間絶縁膜１６の
膜厚を実質的に等価な膜厚とみなすことができる。
とにより、第１プロセスパターン１０の第１下側配線パ
ターン１４および第１下側ダミーパターン２８ａおよび
２８ｂ上に形成されるそれぞれの第１層間絶縁膜１６の
膜厚を実質的に等価な膜厚とみなすことができる。
【００３２】したがって、第１層間絶縁膜１６を挟むダ
ミーパターン２７の上面の面積は、大きくなるので、従
来の膜厚測定方法を利用して第１層間絶縁膜の膜厚を測
定することができる。なお、ここでは、ウエハ１２上
に、第１層間絶縁膜１６の膜厚を変えてテストパターン
ＴＰを多数製作してある。
ミーパターン２７の上面の面積は、大きくなるので、従
来の膜厚測定方法を利用して第１層間絶縁膜の膜厚を測
定することができる。なお、ここでは、ウエハ１２上
に、第１層間絶縁膜１６の膜厚を変えてテストパターン
ＴＰを多数製作してある。
【００３３】次に、このテストパターンＴＰを用いて、
第１層間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタクト部
２０の抵抗との特性図（Ｔ−Ｒ特性図ともいう）を作成
する。
第１層間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタクト部
２０の抵抗との特性図（Ｔ−Ｒ特性図ともいう）を作成
する。
【００３４】このため、テストパターンＴＰを用いて、
静電容量膜厚測定方法により第１下側および第１上側ダ
ミーパターン２８ａ、２８ｂ、および３０ａ、３０ｂ間
の第１層間絶縁膜の膜厚を変えて測定する。一方、第１
層間絶縁膜１６の膜厚を変えたときの、第１プロセスパ
ターン１０の第１スルーホールコンタクト部２０の抵抗
値を、パッド間の抵抗を例えばミリオーム計を用いて測
定する。得られた第１層間絶縁膜１６の膜厚と第１スル
ーホールコンタクト部２０の抵抗値とをプロットしてＴ
−Ｒ特性図を作成する。
静電容量膜厚測定方法により第１下側および第１上側ダ
ミーパターン２８ａ、２８ｂ、および３０ａ、３０ｂ間
の第１層間絶縁膜の膜厚を変えて測定する。一方、第１
層間絶縁膜１６の膜厚を変えたときの、第１プロセスパ
ターン１０の第１スルーホールコンタクト部２０の抵抗
値を、パッド間の抵抗を例えばミリオーム計を用いて測
定する。得られた第１層間絶縁膜１６の膜厚と第１スル
ーホールコンタクト部２０の抵抗値とをプロットしてＴ
−Ｒ特性図を作成する。
【００３５】図２は、テストパターンから得られたＴ−
Ｒ特性図を示す。図中、横軸に第１層間絶縁膜の膜厚
（ｎｍ）を取り、縦軸に第１スルーホールコンタクト部
の抵抗値（オーム／ユニット）を取って表す。なお、第
１スルーホールコンタクト部の抵抗値は、１ユニットの
プロセスパターンの抵抗値を測定し、１ユニットに含ま
れている第１スルーホールコンタクト部の個数で割り算
した値で表している。
Ｒ特性図を示す。図中、横軸に第１層間絶縁膜の膜厚
（ｎｍ）を取り、縦軸に第１スルーホールコンタクト部
の抵抗値（オーム／ユニット）を取って表す。なお、第
１スルーホールコンタクト部の抵抗値は、１ユニットの
プロセスパターンの抵抗値を測定し、１ユニットに含ま
れている第１スルーホールコンタクト部の個数で割り算
した値で表している。
【００３６】図２から理解できるように、例えば絶縁膜
の膜厚が８００ｎｍのとき、抵抗は約０．２６Ω／ユニ
ットであり、９００ｎｍのとき約０．２９Ω／ユニット
であり、９６０ｎｍのとき約０．３３Ω／ユニットとい
うように、第１層間絶縁膜１６の膜厚が厚くなると、第
１スルーホールコンタクト部２０の抵抗値も増大するほ
ぼ直線的関係にあることがわかる。したがって、第１層
間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタクト部の抵抗
値の関係を近似直線で表すことができる。
の膜厚が８００ｎｍのとき、抵抗は約０．２６Ω／ユニ
ットであり、９００ｎｍのとき約０．２９Ω／ユニット
であり、９６０ｎｍのとき約０．３３Ω／ユニットとい
うように、第１層間絶縁膜１６の膜厚が厚くなると、第
１スルーホールコンタクト部２０の抵抗値も増大するほ
ぼ直線的関係にあることがわかる。したがって、第１層
間絶縁膜の膜厚と第１スルーホールコンタクト部の抵抗
値の関係を近似直線で表すことができる。
【００３７】次に、図１および図３を参照して、プロセ
ス設計の際に用いる第２プロセスパターンの構造につき
説明する。なお、図３は、第２プロセスパターンの構造
を説明するための平面図である。
ス設計の際に用いる第２プロセスパターンの構造につき
説明する。なお、図３は、第２プロセスパターンの構造
を説明するための平面図である。
【００３８】第１の実施の形態では、上述したテストパ
ターンを形成した第１層間絶縁膜１６とは別の第２層間
絶縁膜１１６の領域に、複数の第２上側配線パターン１
２２、複数の第２下側配線パターン１１４および複数の
第２スルーホールコンタクト部１２０を具える第２プロ
セスパターン１００を形成してある。
ターンを形成した第１層間絶縁膜１６とは別の第２層間
絶縁膜１１６の領域に、複数の第２上側配線パターン１
２２、複数の第２下側配線パターン１１４および複数の
第２スルーホールコンタクト部１２０を具える第２プロ
セスパターン１００を形成してある。
【００３９】この場合、第１および第２層間絶縁膜の形
成材料は同じ、例えばＳｉＯ2 などの酸化膜とする。
成材料は同じ、例えばＳｉＯ2 などの酸化膜とする。
【００４０】そして、第２プロセスパターン１００は、
第１プロセスパターン１０と同一構成にしてある。すな
わち、第２上側および第２下側配線パターン１２２およ
び１１４は、第１上側および第１下側配線パターン２２
および１４とそれぞれ合同でかつ厚さおよびピッチをそ
れぞれ同一としてある。また、第２下側配線パターン１
１４の各々は、隣接する２つの第２上側配線パターン１
２２間に、それぞれの第２下側配線パターン１１４の端
部が第２上側配線パターン１１４の端部に重なりあって
位置している。
第１プロセスパターン１０と同一構成にしてある。すな
わち、第２上側および第２下側配線パターン１２２およ
び１１４は、第１上側および第１下側配線パターン２２
および１４とそれぞれ合同でかつ厚さおよびピッチをそ
れぞれ同一としてある。また、第２下側配線パターン１
１４の各々は、隣接する２つの第２上側配線パターン１
２２間に、それぞれの第２下側配線パターン１１４の端
部が第２上側配線パターン１１４の端部に重なりあって
位置している。
【００４１】また、第２スルーホールコンタクト部１２
０は、第２層間絶縁膜１１６に設けられていて第２上側
および第２下側配線パターン１２２および１１４が重な
り合っている端部間に接続されている。
０は、第２層間絶縁膜１１６に設けられていて第２上側
および第２下側配線パターン１２２および１１４が重な
り合っている端部間に接続されている。
【００４２】第１の実施の形態では、第２プロセスパタ
ーン１００の第２下側配線パターン１１４、第２スルー
ホールコンタクト部１２０および第２上側配線パターン
１２２の材料を例えばアルミニウム（Ａｌ）とする。ま
た、第２下側および第２上側配線パターン１１４および
１２２の配列ピッチも第１プロセスパターン１０の第１
下側および第１上側配線パターン１４および２２の配列
ピッチと等しくしてある。
ーン１００の第２下側配線パターン１１４、第２スルー
ホールコンタクト部１２０および第２上側配線パターン
１２２の材料を例えばアルミニウム（Ａｌ）とする。ま
た、第２下側および第２上側配線パターン１１４および
１２２の配列ピッチも第１プロセスパターン１０の第１
下側および第１上側配線パターン１４および２２の配列
ピッチと等しくしてある。
【００４３】また、第１の実施の形態では、第２プロセ
スパターン１００の下側および上側配線パターン１１４
および１２２の最終端部をパッド２４および２６にそれ
ぞれ接続して設けてある。そして、これらパッド２４お
よび２６は、第２層間絶縁膜１１６の上面にそれぞれ対
向させて配設してある。なお、ここでは、第２下側配線
パターン１１４の第２スルーホールコンタクト部１２０
からパッド２４の端縁までの距離、および第２上側配線
パターン１２２からパッド２６の端縁までの距離（Ｌ1
およびＬ2 ）を１０μｍ以上とする。このように、パッ
ド２４および２６を第２スルーホースコンタクト部１２
０との距離を十分長くすることにより、第２スルーホー
ルコンコンタクト部１２０の抵抗の変動を回避すること
ができる。
スパターン１００の下側および上側配線パターン１１４
および１２２の最終端部をパッド２４および２６にそれ
ぞれ接続して設けてある。そして、これらパッド２４お
よび２６は、第２層間絶縁膜１１６の上面にそれぞれ対
向させて配設してある。なお、ここでは、第２下側配線
パターン１１４の第２スルーホールコンタクト部１２０
からパッド２４の端縁までの距離、および第２上側配線
パターン１２２からパッド２６の端縁までの距離（Ｌ1
およびＬ2 ）を１０μｍ以上とする。このように、パッ
ド２４および２６を第２スルーホースコンタクト部１２
０との距離を十分長くすることにより、第２スルーホー
ルコンコンタクト部１２０の抵抗の変動を回避すること
ができる。
【００４４】第２プロセスパターン１００の第２下側配
線パターン１１４上に形成された第２層間絶縁膜１１６
の膜厚を測定するときは、例えばミリオーム計を用い
て、パッド２４および２６間の第２プロセスパターンの
第２スルーホールコンタクト部１２０の抵抗値を測定す
る。この抵抗値から上述したＴ−Ｒ特性図（図２）を用
いて層間絶縁膜の膜厚を決定する。例えば、第２プロセ
スパターン１００の抵抗が０．２７Ω／ユニットである
と、膜厚は約８２０ｎｍとなり、抵抗が０．３６Ω／ユ
ニットのときは膜厚は約１２００ｎｍとなる。
線パターン１１４上に形成された第２層間絶縁膜１１６
の膜厚を測定するときは、例えばミリオーム計を用い
て、パッド２４および２６間の第２プロセスパターンの
第２スルーホールコンタクト部１２０の抵抗値を測定す
る。この抵抗値から上述したＴ−Ｒ特性図（図２）を用
いて層間絶縁膜の膜厚を決定する。例えば、第２プロセ
スパターン１００の抵抗が０．２７Ω／ユニットである
と、膜厚は約８２０ｎｍとなり、抵抗が０．３６Ω／ユ
ニットのときは膜厚は約１２００ｎｍとなる。
【００４５】この実施の形態では、第２プロセスパター
ン１００として、微細加工した第２下側および第２上側
配線パターン１１４および１２２を使用しているので、
従来、測定できなかった微細加工された配線パターン上
に形成された層間絶縁膜の膜厚測定が可能となる。
ン１００として、微細加工した第２下側および第２上側
配線パターン１１４および１２２を使用しているので、
従来、測定できなかった微細加工された配線パターン上
に形成された層間絶縁膜の膜厚測定が可能となる。
【００４６】［第２の実施の形態］次に、図２および図
４を参照して、この発明の第２の実施の形態の層間絶縁
膜の膜厚測定方法につき説明する。図４の（Ａ）は、第
２の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測定に用いる第３プ
ロセスパターンの構造を示す平面図であり、（Ｂ）は、
Ｙ−Ｙ線に沿って切断した位置での切口断面を示す図で
ある。なお、図４の（Ａ）の斜線は、断面を表すもので
はなく、図に示した所要の領域を明確にするために付し
た線である。また、図４の（Ａ）では、図面を明確にす
るため、第２および第３下側配線パターン、第２および
第３スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、
実際には、第２および第３下側配線パターンは第２およ
び第３層間絶縁膜の下面側に、第２および第３スルーホ
ールコンタクト部は第２および第３上側配線パターンの
下面側にそれぞれ設けてある。
４を参照して、この発明の第２の実施の形態の層間絶縁
膜の膜厚測定方法につき説明する。図４の（Ａ）は、第
２の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測定に用いる第３プ
ロセスパターンの構造を示す平面図であり、（Ｂ）は、
Ｙ−Ｙ線に沿って切断した位置での切口断面を示す図で
ある。なお、図４の（Ａ）の斜線は、断面を表すもので
はなく、図に示した所要の領域を明確にするために付し
た線である。また、図４の（Ａ）では、図面を明確にす
るため、第２および第３下側配線パターン、第２および
第３スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、
実際には、第２および第３下側配線パターンは第２およ
び第３層間絶縁膜の下面側に、第２および第３スルーホ
ールコンタクト部は第２および第３上側配線パターンの
下面側にそれぞれ設けてある。
【００４７】第２の実施の形態では、第２プロセスパタ
ーン１００とは別な第３層間絶縁膜２１６の領域に、複
数の第３上側配線パターン２２２、複数の第３下側配線
パターン２１４および複数の第３スルーホールコンタク
ト部２２０を具える第３プロセスパターン２００を形成
してある。この第３プロセスパターン２００は、既に説
明した第１および第２プロセスパターン１０および１０
０に同一構成としてある。したがって、ここでは、第３
プロセスパターン２００の構造の詳細な説明は省略す
る。
ーン１００とは別な第３層間絶縁膜２１６の領域に、複
数の第３上側配線パターン２２２、複数の第３下側配線
パターン２１４および複数の第３スルーホールコンタク
ト部２２０を具える第３プロセスパターン２００を形成
してある。この第３プロセスパターン２００は、既に説
明した第１および第２プロセスパターン１０および１０
０に同一構成としてある。したがって、ここでは、第３
プロセスパターン２００の構造の詳細な説明は省略す
る。
【００４８】さらに、第３プロセスパターン２００に近
接させて第３層間絶縁膜２１６の下面であって、第３下
側配線パターン２１４の両側に２個の第２下側ダミーパ
ターン２２９（２２９ａおよび２２９ｂ）を設けてあ
る。この第２下側ダミーパターン２２９の第３プロセス
パターンに直交する方向の幅Ｗ1 は、第３プロセスパタ
ーン２００よりも幅広の形状としてある。また、この例
では、第２下側ダミーパターン２２９と第３プロセスパ
ターン２００の第３下側配線パターン２１４との離間距
離ｔ0 を約２μｍ程度とする。
接させて第３層間絶縁膜２１６の下面であって、第３下
側配線パターン２１４の両側に２個の第２下側ダミーパ
ターン２２９（２２９ａおよび２２９ｂ）を設けてあ
る。この第２下側ダミーパターン２２９の第３プロセス
パターンに直交する方向の幅Ｗ1 は、第３プロセスパタ
ーン２００よりも幅広の形状としてある。また、この例
では、第２下側ダミーパターン２２９と第３プロセスパ
ターン２００の第３下側配線パターン２１４との離間距
離ｔ0 を約２μｍ程度とする。
【００４９】この第２の実施の形態では、第２および第
３プロセスパターン１００および２００の第２および第
３スルーホールコンタクト部１２０および２２０の抵抗
値それぞれを測定する。この抵抗値から図２のＴ−Ｒ特
性図を用いて層間絶縁膜の膜厚を決定すれば、エッチバ
ック後の第２および第３層間絶縁膜１１６および２１６
の膜厚差（ここでは、膜厚差＝Ｔ2 −Ｔ1 ）を容易にモ
ニタすることができる。
３プロセスパターン１００および２００の第２および第
３スルーホールコンタクト部１２０および２２０の抵抗
値それぞれを測定する。この抵抗値から図２のＴ−Ｒ特
性図を用いて層間絶縁膜の膜厚を決定すれば、エッチバ
ック後の第２および第３層間絶縁膜１１６および２１６
の膜厚差（ここでは、膜厚差＝Ｔ2 −Ｔ1 ）を容易にモ
ニタすることができる。
【００５０】また、第２の実施の形態では、第３プロセ
スパターン２００の第３下側配線パターン２１４の両側
に、第２下側ダミーパターン２２９（２２９ａお及び２
２９ｂ）を設けてあるので、第２下側ダミーパターン２
２９および第３プロセスパターン２００の第３下側配線
パターン２１４上に形成されている第３層間絶縁膜２１
６の膜厚Ｔ2 を実質的に等価とみなすことができる。
スパターン２００の第３下側配線パターン２１４の両側
に、第２下側ダミーパターン２２９（２２９ａお及び２
２９ｂ）を設けてあるので、第２下側ダミーパターン２
２９および第３プロセスパターン２００の第３下側配線
パターン２１４上に形成されている第３層間絶縁膜２１
６の膜厚Ｔ2 を実質的に等価とみなすことができる。
【００５１】したがって、第３プロセスパターン２００
の第３下側配線パターン２１４上に形成された第３層間
絶縁膜２１６の膜厚をモニタすることにより、第２下側
ダミーパターン２２９上に形成された第３層間絶縁膜２
１６の膜厚も同時にモニタすることができる。
の第３下側配線パターン２１４上に形成された第３層間
絶縁膜２１６の膜厚をモニタすることにより、第２下側
ダミーパターン２２９上に形成された第３層間絶縁膜２
１６の膜厚も同時にモニタすることができる。
【００５２】［第３の実施の形態］次に、図５の（Ａ）
および（Ｂ）を参照して、第３の実施の形態の層間絶縁
膜の膜厚測定方法につき説明する。なお、図５の（Ａ）
は、この発明の第３の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測
定に用いる第４プロセスパターンの主要構造を示す平面
図であり、（Ｂ）は、Ｚ−Ｚ線に沿って切断した位置で
の断面切口を示す図である。なお、図５の（Ａ）の斜線
は、断面を表すものではなく、図に示した所要の領域を
明確にするために付した線である。また、図５の（Ａ）
では、図面を明確にするため、第４下側配線パターン、
第４スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、
実際には、第４下側配線パターン、第４スルーホールコ
ンタクト部を第４層間絶縁膜の下面側に設けてある。
および（Ｂ）を参照して、第３の実施の形態の層間絶縁
膜の膜厚測定方法につき説明する。なお、図５の（Ａ）
は、この発明の第３の実施の形態の層間絶縁膜の膜厚測
定に用いる第４プロセスパターンの主要構造を示す平面
図であり、（Ｂ）は、Ｚ−Ｚ線に沿って切断した位置で
の断面切口を示す図である。なお、図５の（Ａ）の斜線
は、断面を表すものではなく、図に示した所要の領域を
明確にするために付した線である。また、図５の（Ａ）
では、図面を明確にするため、第４下側配線パターン、
第４スルーホールコンタクト部を実線で表しているが、
実際には、第４下側配線パターン、第４スルーホールコ
ンタクト部を第４層間絶縁膜の下面側に設けてある。
【００５３】第３の実施の形態では、第２および第３プ
ロセスパターン１００および２００とは別の第４層間絶
縁膜３１６の領域に、複数の第４上側配線パターン３２
２、複数の第４下側配線パターン３１４および複数の第
４スルーホールコンタクト部３２０を具える第４プロセ
スパターン３００を設けてある。この第４プロセスパタ
ーン３００は、既に説明した第１、第２および第３プロ
セスパターン１０、１００および２００と同一構成のパ
ターンとしてある。したがって、ここでは、第４プロセ
スパターン３００の構造の詳細な説明を省略する。
ロセスパターン１００および２００とは別の第４層間絶
縁膜３１６の領域に、複数の第４上側配線パターン３２
２、複数の第４下側配線パターン３１４および複数の第
４スルーホールコンタクト部３２０を具える第４プロセ
スパターン３００を設けてある。この第４プロセスパタ
ーン３００は、既に説明した第１、第２および第３プロ
セスパターン１０、１００および２００と同一構成のパ
ターンとしてある。したがって、ここでは、第４プロセ
スパターン３００の構造の詳細な説明を省略する。
【００５４】第３の実施の形態では、第４層間絶縁膜３
１６の領域に、複数個の第４プロセスパターン３００を
互いに平行に配列してある。ここでは、隣接して並置す
る２つの第４プロセスパターン３００同士間の隣接間隔
をＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩと
し、例えば隣接間隔Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ
およびＶＩＩを、０．５，１．０，１．５，２．０，
２．５，３．０，５．０および１０．０μｍの間隔のよ
うに、順次に大きくして配列する。
１６の領域に、複数個の第４プロセスパターン３００を
互いに平行に配列してある。ここでは、隣接して並置す
る２つの第４プロセスパターン３００同士間の隣接間隔
をＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩと
し、例えば隣接間隔Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ
およびＶＩＩを、０．５，１．０，１．５，２．０，
２．５，３．０，５．０および１０．０μｍの間隔のよ
うに、順次に大きくして配列する。
【００５５】なお、この第３の実施の形態においても、
第１の実施の形態と同様なパッドを具えているが、図５
ではパッドを省略して描いてある。
第１の実施の形態と同様なパッドを具えているが、図５
ではパッドを省略して描いてある。
【００５６】第３の実施の形態では、エッチバック後の
第４層間絶縁膜３１６の領域に形成されているそれぞれ
の第４プロセスパターン３００の第４スルーホールコン
タクト部３２０の抵抗値を測定する。このときも、既に
説明したミリオーム計を用いてパッド間の抵抗を測定す
る。得られた抵抗値からＴ−Ｒ特性図（図２）を用いて
第４層間絶縁膜３１６の膜厚を決定する。
第４層間絶縁膜３１６の領域に形成されているそれぞれ
の第４プロセスパターン３００の第４スルーホールコン
タクト部３２０の抵抗値を測定する。このときも、既に
説明したミリオーム計を用いてパッド間の抵抗を測定す
る。得られた抵抗値からＴ−Ｒ特性図（図２）を用いて
第４層間絶縁膜３１６の膜厚を決定する。
【００５７】このような膜厚測定方法により、それぞれ
の第４プロセスパターン３００の第４下側配線パターン
３１４上に形成されている第４層間絶縁膜３１６の膜厚
Ｔ1Ｔ2 ・・Ｔ8 を個別にモニタできる。したがって、
第４プロセスパターン３００の疎密度合いによる第４層
間絶縁膜の膜厚差を容易にモニタすることができる。
の第４プロセスパターン３００の第４下側配線パターン
３１４上に形成されている第４層間絶縁膜３１６の膜厚
Ｔ1Ｔ2 ・・Ｔ8 を個別にモニタできる。したがって、
第４プロセスパターン３００の疎密度合いによる第４層
間絶縁膜の膜厚差を容易にモニタすることができる。
【００５８】上述した第１、第２および第３の実施の形
態では、一個のウエハ上に第１、第２、第３および第４
プロセスパターンを形成した例につき説明したが、それ
ぞれのプロセスパターンを別々のウエハに形成しても良
い。
態では、一個のウエハ上に第１、第２、第３および第４
プロセスパターンを形成した例につき説明したが、それ
ぞれのプロセスパターンを別々のウエハに形成しても良
い。
【００５９】また、デバイスの製造工程中に第２、第３
および第４プロセスパターンを形成しておき、工程段階
での層間絶縁膜の膜厚の評価を行うときにも適用するこ
とができる。
および第４プロセスパターンを形成しておき、工程段階
での層間絶縁膜の膜厚の評価を行うときにも適用するこ
とができる。
【００６０】上述した実施の形態では、プロセス設計の
際には、第２層間絶縁膜の領域に、第１プロセスパター
ンと同一構成の第２プロセスパターンを形成した例につ
き説明したが、スルーホールの面積と、第１および第２
プロセスパターンの膜厚、長さおよび幅とが同一であれ
ば、それぞれのプロセスパターン形状が異なっていても
良い。
際には、第２層間絶縁膜の領域に、第１プロセスパター
ンと同一構成の第２プロセスパターンを形成した例につ
き説明したが、スルーホールの面積と、第１および第２
プロセスパターンの膜厚、長さおよび幅とが同一であれ
ば、それぞれのプロセスパターン形状が異なっていても
良い。
【００６１】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の層間絶縁膜の膜厚測定方法によれば、第１層間絶
縁膜に設けられたテストパターンを用意しておき、この
テストパターンを用いて第１層間絶縁膜の膜厚と第１ス
ルーホールコンタクト部の抵抗値との特性図を作成す
る。プロセス設計の際には、第２層間絶縁膜の領域に、
第１プロセスパターンに対応する第２プロセスパターン
を形成して、この第２プロセスパターンの第２スルーホ
ールコンタクト部の抵抗値を測定する。得られた抵抗値
から予め用意された特性図を用いて第２層間絶縁膜の膜
厚を決定する。
発明の層間絶縁膜の膜厚測定方法によれば、第１層間絶
縁膜に設けられたテストパターンを用意しておき、この
テストパターンを用いて第１層間絶縁膜の膜厚と第１ス
ルーホールコンタクト部の抵抗値との特性図を作成す
る。プロセス設計の際には、第２層間絶縁膜の領域に、
第１プロセスパターンに対応する第２プロセスパターン
を形成して、この第２プロセスパターンの第２スルーホ
ールコンタクト部の抵抗値を測定する。得られた抵抗値
から予め用意された特性図を用いて第２層間絶縁膜の膜
厚を決定する。
【００６２】このような測定方法により、従来、膜厚測
定が困難であった微細加工された配線パターン上に形成
された層間絶縁膜の膜厚を精度良くモニタすることがで
きる。
定が困難であった微細加工された配線パターン上に形成
された層間絶縁膜の膜厚を精度良くモニタすることがで
きる。
【００６３】また、第２プロセスパターンとは別な第３
層間絶縁膜の領域に、当該第２プロセスパターンに対応
する第３プロセスパターンとこの第３プロセスパターン
の第３下側配線パターンの両側に第２下側ダミーパター
ンを設けてあるので、第２および第３プロセスパターン
のそれぞれの第２および第３スルーホールコンタクト部
の抵抗値を測定すれば、特性図から第２および第３層間
絶縁膜の膜厚を決定することができる。このような測定
により、上面の面積が異なる第２下側配線パターンおよ
び第２下側ダミーパターン上に形成されている第２およ
び第３層間絶縁膜の膜厚の差を定常的にモニタすること
ができる。
層間絶縁膜の領域に、当該第２プロセスパターンに対応
する第３プロセスパターンとこの第３プロセスパターン
の第３下側配線パターンの両側に第２下側ダミーパター
ンを設けてあるので、第２および第３プロセスパターン
のそれぞれの第２および第３スルーホールコンタクト部
の抵抗値を測定すれば、特性図から第２および第３層間
絶縁膜の膜厚を決定することができる。このような測定
により、上面の面積が異なる第２下側配線パターンおよ
び第２下側ダミーパターン上に形成されている第２およ
び第３層間絶縁膜の膜厚の差を定常的にモニタすること
ができる。
【００６４】また、第２および第３プロセスパターンと
は別の第４層間絶縁膜の領域に、複数の第４プロセスパ
ターンをピッチを変えて平行に配設し、それぞれの第４
プロセスパターンの第４スルーホールコンタクト部の抵
抗値を測定して、得られた抵抗値から特性図を用いて第
４層間絶縁膜の膜厚を決定する。
は別の第４層間絶縁膜の領域に、複数の第４プロセスパ
ターンをピッチを変えて平行に配設し、それぞれの第４
プロセスパターンの第４スルーホールコンタクト部の抵
抗値を測定して、得られた抵抗値から特性図を用いて第
４層間絶縁膜の膜厚を決定する。
【００６５】このような測定方法により、ピッチが異な
るそれぞれの第４プロセスパターンの第４スルーホール
コンタクト部の抵抗値を測定して、特性図から第４層間
絶縁膜の膜厚を決定しているので、第４層間絶縁膜に疎
密に配設された第４下側配線パターン上に形成された第
４層間絶縁膜の膜厚を個別にモニタすることができる。
るそれぞれの第４プロセスパターンの第４スルーホール
コンタクト部の抵抗値を測定して、特性図から第４層間
絶縁膜の膜厚を決定しているので、第４層間絶縁膜に疎
密に配設された第４下側配線パターン上に形成された第
４層間絶縁膜の膜厚を個別にモニタすることができる。
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第１の実施の形
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
【図２】この発明の層間絶縁膜の膜厚測定に用いるＴ−
Ｒ特性図である。
Ｒ特性図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態の第２プロセスパ
ターンの主要構造を説明するために供する平面図であ
る。
ターンの主要構造を説明するために供する平面図であ
る。
【図４】（Ａ）〜（Ｂ）は、この発明の第２の実施の形
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｂ）は、この発明の第３の実施の形
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
態の層間絶縁膜の膜厚測定方法を説明するために供する
平面図および断面図である。
１０：第１プロセスパターン １２：ウエハ １４：第１下側配線パターン １４ａ，１４ｂ：下側配線パターンの端部 １６：第１層間絶縁膜 ２０：第１スルーホールコンタクト部 ２２：第１上側配線パターン ２２ａ，２２ｂ：上側配線パターン端部 ２４、２６：パッド ２７：ダミーパターン ２８ａ，２８ｂ：第１下側ダミーパターン ３０ａ，３０ｂ：第１上側ダミーパターン １００：第２プロセスパターン １１４：第２下側配線パターン １１６：第２層間絶縁膜 １２０：第２スルーホールコンタクト部 １２２：第２上側配線パターン ２００：第３プロセスパターン ２２９：第２下側ダミーパターン ３００：第４プロセスパターン
Claims (5)
- 【請求項１】 第１層間絶縁膜に設けられた第１プロセ
スパターンと該第１プロセスパターンの両側に設けられ
たダミーパターンとを具えたテストパターンを用意し、 前記第１プロセスパターンは、前記第１層間絶縁膜の上
面に一列に配列された複数の第１上側配線パターンを具
え、 さらに、前記第１層間絶縁膜の下面に前記第１上側配線
パターンの配列と対向させて一列に配列された複数の第
１下側配線パターンを具え、該第１下側配線パターンの
各々は、隣接する２つの前記第１上側配線パターン間
に、それぞれの第１下側配線パターンの端部が前記第１
上側配線パターンの端部に重なり合って位置しており、 さらに、前記第１層間絶縁膜に設けられていて前記第１
上側および第１下側配線パターンの重なり合っている端
部間を接続する第１スルーホールコンタクト部を具えて
おり、 前記ダミーパターンは、前記第１プロセスパターンに近
接させて設けてあり、前記ダミーパターンは前記第１層
間絶縁膜の上面に前記第１上側配線パターンの配列の両
側にそれぞれ設けられた第１上側ダミーパターンと、前
記第１層間絶縁膜の下面に前記第１上側ダミーパターン
と対向してそれぞれ設けられた第１下側ダミーパターン
とを具えており、 前記テストパターンを用いて、前記第１層間絶縁膜の膜
厚と前記第１スルーホールコンタクト部の抵抗値との特
性図を予め作成しておき、 プロセス設計の際には、第２層間絶縁膜の領域に、複数
の第２上側配線パターン、複数の第２下側配線パターン
および複数の第２スルーホールコンタクト部を有し、前
記第１プロセスパターンに対応する第２プロセスパター
ンを形成して、前記第２プロセスパターンの前記第２ス
ルーホールコンタクト部の抵抗を測定し、 該抵抗値から前記特性図を用いて前記第２層間絶縁膜の
膜厚を決定することを特徴とする層間絶縁膜の膜厚測定
方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の層間絶縁膜の膜厚測定
方法において、前記第２層間絶縁膜を、前記テストパタ
ーンを形成した前記第１層間絶縁膜と同じまたは別の領
域に設けてあることを特徴とする層間絶縁膜の膜厚測定
方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の層間絶縁膜の膜厚測定
方法において、前記第２上側および第２下側配線パター
ンは、前記第１上側および第１下側配線パターンとそれ
ぞれ合同でかつ厚さおよびピッチをそれぞれ同一として
あり、前記第２下側配線パターンの各々は、隣接する２
つの前記第２上側配線パターン間に、それぞれの第２下
側配線パターンの端部が該第２上側配線パターンの端部
に重なりあって位置しており、前記第２スルーホールコ
ンタクト部は、前記第２層間絶縁膜に設けられていて前
記第２上側および第２下側配線パターンの重なり合って
いる端部間に接続されていることを特徴とする層間絶縁
膜の膜厚測定方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の層間絶縁膜の膜厚測定
方法において、前記第２層間絶縁膜とは別の第３層間絶
縁膜の領域に、複数の第３上側配線パターン、複数の第
３下側配線パターンおよび複数の第３スルーホールコン
タクト部を有し、前記第１プロセスパターンに対応する
第３プロセスパターンを形成し、さらに該第３プロセス
パターンに近接させて前記第３層間絶縁膜の下面であっ
て、前記第３下側配線パターンの両側に第２下側ダミー
パターンを設けて、前記第３プロセスパターンの第３ス
ルーホールコンタクト部の抵抗値を測定し、該抵抗値か
ら前記特性図を用いて前記第３層間絶縁膜の膜厚を決定
することを特徴とする層間絶縁膜の膜厚測定方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の層間絶縁膜の膜厚測定
方法において、前記第２プロセスパターンとは別の第４
層間絶縁膜の領域に、複数の第４上側配線パターン、複
数の第４下側配線パターンおよび複数の第４スルーホー
ルコンタクト部を有し、前記第１プロセスパターンに対
応する第４プロセスパターンを形成し、複数の該第４プ
ロセスパターンの隣接間隔を変えて平行に配列して、そ
れぞれの第４プロセスパターンの前記第４スルーホール
コンタクト部の抵抗値を測定し、該抵抗値から前記特性
図を用いて前記第４層間絶縁膜の膜厚を決定することを
特徴とする層間絶縁膜の膜厚測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180139A JPH1126533A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 層間絶縁膜の膜厚測定方法 |
| US08/977,882 US6218847B1 (en) | 1997-07-04 | 1997-11-25 | Test pattern for use in measuring thickness of insulating layer and method for using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180139A JPH1126533A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 層間絶縁膜の膜厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126533A true JPH1126533A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16078100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9180139A Withdrawn JPH1126533A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 層間絶縁膜の膜厚測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6218847B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1126533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349121B1 (ko) * | 1999-10-19 | 2002-08-17 | 삼성전기주식회사 | 램버스용 인쇄회로기판의 층간 절연거리 측정방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100546330B1 (ko) * | 2003-06-03 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 측정용 패턴을구비하는 반도체장치 및 측정용 패턴을 이용한반도체장치의 측정방법 |
| US7487064B2 (en) * | 2003-07-18 | 2009-02-03 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Method for detecting and monitoring defects |
| TWI701979B (zh) * | 2019-05-17 | 2020-08-11 | 欣興電子股份有限公司 | 線路板及其製作方法 |
| KR20210130333A (ko) * | 2020-04-21 | 2021-11-01 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 및 그 검사방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032890A (en) * | 1988-01-30 | 1991-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor integrated circuit with dummy patterns |
| JPH0349111A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | シース電線及びその製法 |
| JPH07183345A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JP3366471B2 (ja) * | 1994-12-26 | 2003-01-14 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH09312336A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-12-02 | Yamaha Corp | 接続孔形成法 |
| US6020264A (en) * | 1997-01-31 | 2000-02-01 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for in-line oxide thickness determination in chemical-mechanical polishing |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP9180139A patent/JPH1126533A/ja not_active Withdrawn
- 1997-11-25 US US08/977,882 patent/US6218847B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349121B1 (ko) * | 1999-10-19 | 2002-08-17 | 삼성전기주식회사 | 램버스용 인쇄회로기판의 층간 절연거리 측정방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6218847B1 (en) | 2001-04-17 |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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