JPH0697256A - Reliability evaluation circuit - Google Patents
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- JPH0697256A JPH0697256A JP27080592A JP27080592A JPH0697256A JP H0697256 A JPH0697256 A JP H0697256A JP 27080592 A JP27080592 A JP 27080592A JP 27080592 A JP27080592 A JP 27080592A JP H0697256 A JPH0697256 A JP H0697256A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】エレクトロマイグレーションあるいはイオンマ
イグレーション評価試験等の信頼性試験を高加速試験に
て行うことを可能にする、信頼性評価用回路を提供す
る。
【構成】信頼性評価用回路は、信頼性評価を行うべき導
体部１２，１４、及び導体部上に形成された保護膜１６
から成り、導体部上に形成された保護膜の一部分に開口
部１８が設けられている。あるいは又、導体部から成る
信頼性評価用回路において、信頼性評価を行うべき導体
部の近傍に熱良導体層を設ける。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a reliability evaluation circuit that enables reliability tests such as electromigration or ion migration evaluation tests to be performed by a high acceleration test. [Structure] A reliability evaluation circuit includes conductor portions 12 and 14 to be subjected to reliability evaluation, and a protective film 16 formed on the conductor portions.
The opening 18 is provided in a part of the protective film formed on the conductor portion. Alternatively, in a reliability evaluation circuit including a conductor portion, a good thermal conductor layer is provided in the vicinity of the conductor portion to be subjected to reliability evaluation.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、プリント
配線板等における回路の信頼性、更に詳しくはエレクト
ロマイグレーションやイオンマイグレーションに対する
これらの回路の信頼性を評価するための信頼性評価用回
路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for a semiconductor device, a printed wiring board or the like, and more particularly to a reliability evaluation circuit for evaluating the reliability of these circuits against electromigration and ion migration. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置においては金属配線膜として
アルミニウム（Ａｌ）蒸着膜が多く用いられている。ア
ルミニウム蒸着膜は、例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、電子ビーム蒸着等の物理的蒸着方法で形成される。
シリコン基板上に形成されたアルミニウム蒸着膜中のア
ルミニウム粒子は、その後の高温処理によって多結晶構
造になる。通常の導体配線と異なり、アルミニウム蒸着
膜においては、粒界が存在すること、蒸着膜を流れる電
流密度が高いことに起因したエレクトロマイグレーショ
ンが大きな問題である。エレクトロマイグレーションが
生じると、配線膜が断線したり、回路が短絡するに至
る。2. Description of the Related Art In a semiconductor device, an aluminum (Al) vapor deposition film is often used as a metal wiring film. The aluminum vapor deposition film is formed by a physical vapor deposition method such as vacuum vapor deposition, sputtering, or electron beam vapor deposition.
The aluminum particles in the aluminum vapor deposition film formed on the silicon substrate have a polycrystalline structure by the subsequent high temperature treatment. Unlike ordinary conductor wiring, electromigration due to the existence of grain boundaries and the high current density flowing through the vapor deposition film is a major problem in the aluminum vapor deposition film. When electromigration occurs, the wiring film is broken or the circuit is short-circuited.
【０００３】従来、エレクトロマイグレーションを評価
するための評価用回路としてＳＷＥＡＴ（Standartd Wa
fer Level Electromigration Acceleration Test）パタ
ーンが知られている。このＳＷＥＡＴパターンを有する
評価用回路の一部分の平面図を図５の（Ａ）に、線Ｂ−
Ｂに沿った断面図を図５の（Ｂ）に示す。図５におい
て、評価用回路５０は、評価部分５２並びに放熱部分５
４から成る導体部、及び保護膜５６から構成されてい
る。導体部はアルミニウム膜から成る。評価用回路５０
の導体部に電流を流し、評価部分５２でエレクトロマイ
グレーションの評価試験を行う。また、評価部分５２で
発生した熱を放熱部分５４で放熱する。放熱部分５４の
回路幅は評価部分５２の回路幅よりも広い。導体部全体
は保護膜５６（図５の（Ａ）には図示せず）によって被
覆されている。Conventionally, SWEAT (Standart Wad) has been used as an evaluation circuit for evaluating electromigration.
fer Level Electromigration Acceleration Test) pattern is known. A plan view of a part of the evaluation circuit having the SWEAT pattern is shown in FIG.
A sectional view taken along line B is shown in FIG. In FIG. 5, the evaluation circuit 50 includes an evaluation part 52 and a heat dissipation part 5.
4 and a protective film 56. The conductor portion is made of an aluminum film. Evaluation circuit 50
An electric current is caused to flow through the conductor portion, and an evaluation test of electromigration is performed at the evaluation portion 52. Further, the heat generated in the evaluation portion 52 is radiated in the heat radiation portion 54. The circuit width of the heat dissipation portion 54 is wider than the circuit width of the evaluation portion 52. The entire conductor portion is covered with a protective film 56 (not shown in FIG. 5A).
【０００４】例えばプリント配線板の銀（Ａｇ）メッキ
を施した配線（導体部）において、水分、電圧等の特定
の条件が満たされると、銀がイオン化され銀マイグレー
ションが発生し、樹枝状に延びた銀が回路を短絡させた
り、耐圧劣化、絶縁劣化を生じさせる。一般にこのよう
なマイグレーションはイオンマイグレーションと呼ば
れ、銅、錫、亜鉛、金、白金等においても発生する。For example, in a wiring (conductor portion) plated with silver (Ag) of a printed wiring board, when specific conditions such as moisture and voltage are satisfied, silver is ionized and silver migration occurs, and the wire extends in a dendritic form. The silver short-circuits the circuit, and causes deterioration of breakdown voltage and insulation. Generally, such migration is called ion migration and occurs also in copper, tin, zinc, gold, platinum and the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】例えば図５に示したＳ
ＷＥＡＴパターンを有する評価用回路５０を使用してエ
レクトロマイグレーションの高加速試験を行う場合、即
ち、高電流密度でエレクトロマイグレーション評価試験
を行う場合、評価用回路の導体部自体の発熱が問題とな
る。即ち、導体部に高密度の電流を印加すると放熱部分
からの放熱が不十分となり、導体部が発熱して温度が上
昇する。その結果、加速係数が変動し、正確に平均故障
時間等を測定することができなくなる。また、場合によ
っては、導体部が熱によって溶断する。Problems to be Solved by the Invention For example, as shown in FIG.
When a high acceleration electromigration test is performed using the evaluation circuit 50 having a WEAT pattern, that is, when an electromigration evaluation test is performed at a high current density, heat generation of the conductor portion itself of the evaluation circuit becomes a problem. That is, when a high-density current is applied to the conductor portion, heat radiation from the heat radiation portion becomes insufficient, and the conductor portion generates heat and the temperature rises. As a result, the acceleration coefficient fluctuates, and it becomes impossible to accurately measure the mean time to failure. Also, in some cases, the conductor portion is melted by heat.
【０００６】イオンマイグレーション評価試験を加速試
験にて行う場合においても、評価用回路の導体部自体か
らの放熱が不十分であると、導体部の温度が上昇する。
その結果、加速係数が変動し、例えばイオンマイグレー
ションによって回路が短絡するまでの時間が正確に測定
できなくなるという問題がある。Even when the ion migration evaluation test is performed by an acceleration test, if the heat radiation from the conductor itself of the evaluation circuit is insufficient, the temperature of the conductor rises.
As a result, the acceleration coefficient fluctuates, and there is a problem that the time until the circuit is short-circuited due to ion migration cannot be accurately measured.
【０００７】従って、本発明の目的は、エレクトロマイ
グレーションあるいはイオンマイグレーション評価試験
等の信頼性試験を高加速試験にて行うことを可能にす
る、信頼性評価用回路を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a reliability evaluation circuit which enables a reliability test such as an electromigration or ion migration evaluation test to be performed by a high acceleration test.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明の
第１の態様により、信頼性評価を行うべき導体部、及び
該導体部上に形成された保護膜から成る信頼性評価用回
路であって、導体部上に形成された保護膜の一部分に開
口部が設けられていることを特徴とする信頼性評価用回
路によって達成することができる。SUMMARY OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, the above object is to provide a reliability evaluation circuit including a conductor portion to be subjected to reliability evaluation and a protective film formed on the conductor portion. The reliability evaluation circuit can be achieved by providing an opening in a part of the protective film formed on the conductor.
【０００９】この本発明の第１の態様においては、信頼
性評価を行うべき導体部は評価部分と放熱部分から成
り、導体部の放熱部分の上に形成された保護膜に開口部
が設けられていることが好ましい。更に、導体部の近傍
に熱良導体層を設けることがより好ましい。In the first aspect of the present invention, the conductor portion for which reliability is to be evaluated comprises an evaluation portion and a heat radiation portion, and an opening is provided in the protective film formed on the heat radiation portion of the conductor portion. Preferably. Further, it is more preferable to provide a good thermal conductor layer in the vicinity of the conductor portion.
【００１０】更に、上記の目的は、本発明の第２の態様
により、導体部から成る信頼性評価用回路であって、信
頼性評価を行うべき導体部の近傍に熱良導体層を設けた
ことを特徴とする信頼性評価用回路によって達成するこ
とができる。ここで、導体部の近傍とは、導体部の上
側、下側、上側及び下側、あるいは側部を意味する。Further, according to the second aspect of the present invention, there is provided a reliability evaluation circuit comprising a conductor portion, wherein a good thermal conductor layer is provided in the vicinity of the conductor portion to be subjected to reliability evaluation. Can be achieved by a reliability evaluation circuit. Here, the vicinity of the conductor portion means the upper side, the lower side, the upper side and the lower side, or the side portion of the conductor portion.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の第１の態様によれば、導体部上に形成
された保護膜の一部分に開口部が設けられているので、
導体部で発生した熱をかかる開口部から効果的に放熱す
ることが可能になり、導体部自体の発熱を抑制すること
ができる。According to the first aspect of the present invention, since the opening is provided in a part of the protective film formed on the conductor,
It is possible to effectively dissipate the heat generated in the conductor portion from the opening, and it is possible to suppress the heat generation of the conductor portion itself.
【００１２】本発明の第２の態様によれば、導体部の上
側、下側、上側及び下側、あるいは側部といった導体部
の近傍に熱良導体層を設けることによって、導体部自体
の発熱を抑制することができる。According to the second aspect of the present invention, by providing the good thermal conductor layer on the upper side, the lower side, the upper side and the lower side of the conductor portion, or in the vicinity of the conductor portion such as the side portion, heat generation of the conductor portion itself is generated. Can be suppressed.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面を参照して本発明を実施例に基づ
き説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the drawings.
【００１４】（実施例−１）実施例−１は、本発明の第
１の態様の評価用回路に関し、より詳しくは、エレクト
ロマイグレーション評価に適した信頼性評価用回路に関
する。この評価用回路の一部分の平面図を図１の（Ａ）
に、線Ｂ−Ｂに沿った断面図を図１の（Ｂ）に模式的に
示す。評価用回路１０の導体部はＳＷＥＡＴパターンを
有する。即ち、信頼性評価を行うべき導体部は、幅の狭
い評価部分１２及び幅の広い放熱部分１４から成る。こ
れらの評価部分１２及び放熱部分１４は、例えば真空蒸
着法及びフォトリソグラフィ法で形成されたアルミニウ
ム膜から成り、シリコン基板２０上に設けられた例えば
ＳｉＯ2から成る絶縁層２２の上に形成されている。Example 1 Example 1 relates to the evaluation circuit of the first aspect of the present invention, and more specifically to a reliability evaluation circuit suitable for electromigration evaluation. A plan view of a part of this evaluation circuit is shown in FIG.
1B schematically shows a cross-sectional view taken along the line BB. The conductor portion of the evaluation circuit 10 has a SWEAT pattern. That is, the conductor portion to be subjected to the reliability evaluation is composed of the narrow evaluation portion 12 and the wide heat dissipation portion 14. The evaluation portion 12 and the heat dissipation portion 14 are made of, for example, an aluminum film formed by a vacuum deposition method and a photolithography method, and are formed on an insulating layer 22 made of, for example, SiO 2 provided on the silicon substrate 20. There is.
【００１５】評価用回路１０は更に、保護膜１６から構
成されている。保護膜１６は、例えばＣＶＤ法で形成さ
れたＳｉＮ膜から成る。尚、図１の（Ａ）においては、
評価部分１２及び放熱部分１４の外形を破線で示し、保
護膜１６を斜線にて示した。放熱部分１４の上に形成さ
れた保護膜１６には開口部１８が設けられている。即
ち、保護膜１６は導体部の上に形成され、評価部分１２
の全て及び放熱部分１４の一部分を被覆している。尚、
保護膜１６は放射部分１４を被覆していなくともよい。
保護膜１６への開口部１８の形成は、例えばリアクティ
ブ・イオン・エッチング法で行うことができる。評価部
分１２で発生した熱は、放射部分１４から開口部１８を
介して大気に放射される。従って、信頼性評価を行うべ
き導体部の評価部分１２の発熱に起因した導体部の温度
上昇を効果的に抑制することができる。The evaluation circuit 10 further comprises a protective film 16. The protective film 16 is made of, for example, a SiN film formed by a CVD method. In addition, in FIG.
The outer shapes of the evaluation portion 12 and the heat dissipation portion 14 are shown by broken lines, and the protective film 16 is shown by diagonal lines. An opening 18 is provided in the protective film 16 formed on the heat dissipation portion 14. That is, the protective film 16 is formed on the conductor portion, and the evaluation portion 12
And a part of the heat dissipation portion 14 are covered. still,
The protective film 16 may not cover the radiating portion 14.
The openings 18 can be formed in the protective film 16 by, for example, a reactive ion etching method. The heat generated in the evaluation portion 12 is radiated from the radiation portion 14 to the atmosphere through the opening 18. Therefore, it is possible to effectively suppress the temperature rise of the conductor portion due to the heat generation of the evaluation portion 12 of the conductor portion to be subjected to the reliability evaluation.
【００１６】（実施例−２）実施例−２は、本発明の第
２の態様の評価用回路に関し、より詳しくは、エレクト
ロマイグレーション評価に適した信頼性評価用回路に関
する。この評価用回路の一部断面図を図２の（Ａ）に模
式的に示す。評価用回路３０は導体部３２及び熱良導体
層３４から構成されており、熱良導体層３４は導体部３
２の上側に形成されている。信頼性評価を行うべき導体
部３２は、図１の（Ａ）に示したＳＷＥＡＴパターンを
有していてもよいし、あるいは直線状等の所望の試験パ
ターンでもよい。導体部３２は、例えば真空蒸着法及び
フォトリソグラフィ法で形成されたアルミニウム膜から
成り、シリコン基板２０上に設けられた例えばＳｉＯ2
から成る絶縁層２２の上に形成されている。Example-2 Example-2 relates to the evaluation circuit according to the second aspect of the present invention, and more specifically to a reliability evaluation circuit suitable for electromigration evaluation. A partial cross-sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. The evaluation circuit 30 is composed of a conductor portion 32 and a good thermal conductor layer 34, and the good thermal conductor layer 34 is a conductor portion 3.
It is formed on the upper side of 2. The conductor portion 32 to be subjected to reliability evaluation may have the SWEAT pattern shown in FIG. 1A, or may have a desired test pattern such as a straight line. The conductor portion 32 is made of, for example, an aluminum film formed by a vacuum deposition method and a photolithography method, and is provided on the silicon substrate 20, for example, SiO 2.
Is formed on the insulating layer 22.
【００１７】熱良導体層３４は、例えば真空蒸着法で形
成されたアルミニウム膜から成る。熱良導体層３４と導
体部３２の間は、例えばＳｉＮから成る層間絶縁層３６
で絶縁されている。熱良導体層３４の上には、例えばＳ
ｉＮから成り開口部３８Ａを有する保護膜３８を形成し
ておくことが望ましい。導体部３２で発生した熱は、熱
良導体層３４を介して放散される。従って、信頼性評価
を行うべき導体部３２の発熱に起因した導体部３２の温
度上昇を効果的に抑制することができる。The good thermal conductor layer 34 is made of, for example, an aluminum film formed by vacuum deposition. An interlayer insulating layer 36 made of, for example, SiN is provided between the thermal conductive layer 34 and the conductor portion 32.
Is insulated with. On the thermal conductive layer 34, for example, S
It is desirable to form the protective film 38 made of iN and having the opening 38A. The heat generated in the conductor portion 32 is dissipated through the good thermal conductor layer 34. Therefore, it is possible to effectively suppress the temperature rise of the conductor portion 32 due to the heat generation of the conductor portion 32 to be subjected to the reliability evaluation.
【００１８】（実施例−３）実施例−３は、実施例−２
で述べた信頼性評価用回路の変形である。この評価用回
路の一部断面図を図２の（Ｂ）に模式的に示す。実施例
−２とは次の点で異なる。即ち、熱良導体層３４と同質
の材料が埋め込まれた接続孔４０を層間絶縁層３６に設
け、接続孔４０によって熱良導体層３４と導体部３２を
熱的に接続する。接続孔４０を設けることによって、導
体部３２から熱良導体層３４へ効果的に熱を伝導させる
ことができる。(Example-3) Example-3 is the same as Example-2.
It is a modification of the reliability evaluation circuit described above. A partial sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. It differs from Example-2 in the following points. That is, the connection hole 40 in which the material of the same quality as the good thermal conductor layer 34 is embedded is provided in the interlayer insulating layer 36, and the good thermal conductor layer 34 and the conductor portion 32 are thermally connected by the connection hole 40. By providing the connection hole 40, heat can be effectively conducted from the conductor portion 32 to the good thermal conductor layer 34.
【００１９】（実施例−４）実施例−４は、実施例−１
で述べた信頼性評価用回路の変形である。この評価用回
路の一部断面図を図３の（Ａ）に模式的に示す。実施例
−１と異なる点は、導体部の下側に熱良導体層２４を設
けたことにある。熱良導体層２４は、絶縁層２２と層間
絶縁層２６の間に介在する。熱良導体層２４は実施例−
２で述べた熱良導体層３４と同様の構成とすることがで
きる。導体部で発生した熱は、熱良導体層２４を介して
も放散される。従って、信頼性評価を行うべき導体部の
発熱に起因した導体部の温度上昇をより効果的に抑制す
ることができる。Example-4 Example-4 is the same as Example-1.
It is a modification of the reliability evaluation circuit described above. A partial cross-sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. The difference from Example-1 is that the good thermal conductor layer 24 is provided on the lower side of the conductor portion. The good thermal conductor layer 24 is interposed between the insulating layer 22 and the interlayer insulating layer 26. The good thermal conductor layer 24 is an example-
The same structure as the good thermal conductor layer 34 described in 2 can be used. The heat generated in the conductor portion is also dissipated through the good thermal conductor layer 24. Therefore, it is possible to more effectively suppress the temperature rise of the conductor portion due to the heat generation of the conductor portion to be subjected to the reliability evaluation.
【００２０】（実施例−５）実施例−５は、実施例−４
で述べた信頼性評価用回路の変形である。この評価用回
路の一部断面図を図３の（Ｂ）に模式的に示す。実施例
−５は実施例−４と以下の点で異なる。 （Ａ）層間絶縁層２６に接続孔２８Ａを設け、この接続
孔２８Ａに導体部と同種の材料を埋め込み、導体部と熱
良導体層２４を熱的に接続する。 （Ｂ）絶縁層２２に接続孔２８を設け、この接続孔２８
に熱良導体層２４と同種の材料を埋め込み、シリコン基
板２０と熱良導体層２４とを熱的に接続する。(Example-5) Example-5 is the same as Example-4.
It is a modification of the reliability evaluation circuit described above. A partial cross-sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. Example-5 differs from Example-4 in the following points. (A) A connection hole 28A is provided in the interlayer insulating layer 26, and the same kind of material as the conductor portion is embedded in the connection hole 28A to thermally connect the conductor portion and the good thermal conductor layer 24. (B) A connection hole 28 is provided in the insulating layer 22, and the connection hole 28
A material of the same type as the good thermal conductor layer 24 is embedded in the silicon substrate 20 and the good thermal conductor layer 24 is thermally connected.
【００２１】熱良導体層２４は、実施例−２で述べた熱
良導体層３４と同様の構成とすることができる。熱良導
体層２４を設けることによって導体部からの発熱を一層
効果的に放散できるばかりか、接続孔２８，２８Ａを設
けることによって、導体部及び熱良導体層２４に蓄えら
れた熱を効果的に伝導、放散させることができる。The good thermal conductor layer 24 may have the same structure as the good thermal conductor layer 34 described in the second embodiment. By providing the good thermal conductor layer 24, the heat generated from the conductor portion can be more effectively dissipated, and by providing the connection holes 28 and 28A, the heat stored in the conductor portion and the good thermal conductor layer 24 can be effectively conducted. , Can be dissipated.
【００２２】（実施例−６）実施例−６は、実施例−４
で述べた信頼性評価用回路の変形である。この評価用回
路の一部断面図を図４に模式的に示す。尚、図４は、導
体部の長手方向と直角方向に且つ放熱部分を含むように
評価用回路を切断した断面図である。実施例−６は実施
例−４と以下の点で異なる。 （Ａ）導体部の下側だけでなく導体部の側部にも熱良導
体層２４Ａを設ける。 （Ｂ）熱良導体層２４Ａ上に形成された保護膜１６にも
開口部１８Ａを設ける。 （Ｃ）層間絶縁層２６に接続孔２８Ｂを設け、この接続
孔２８Ｂに熱良導体層２４Ａと同種の材料を埋め込み、
熱良導体層２４Ａと熱良導体層２４を熱的に接続する。 （Ｄ）絶縁層２２に接続孔２８を設け、この接続孔２８
に熱良導体層２４と同種の材料を埋め込み、シリコン基
板２０と熱良導体層２４とを熱的に接続する。(Embodiment-6) Embodiment-6 is the same as Embodiment-4.
It is a modification of the reliability evaluation circuit described above. A partial cross-sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. 4. FIG. 4 is a cross-sectional view of the evaluation circuit cut along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the conductor portion and including the heat radiation portion. Example-6 differs from Example-4 in the following points. (A) The good thermal conductor layer 24A is provided not only on the lower side of the conductor portion but also on the side portion of the conductor portion. (B) The opening 18A is also provided in the protective film 16 formed on the good thermal conductor layer 24A. (C) A connection hole 28B is provided in the interlayer insulating layer 26, and the same kind of material as that of the good thermal conductor layer 24A is embedded in the connection hole 28B.
The good thermal conductor layer 24A and the good thermal conductor layer 24 are thermally connected. (D) A connection hole 28 is provided in the insulating layer 22, and the connection hole 28
A material of the same type as the good thermal conductor layer 24 is embedded in the silicon substrate 20 and the good thermal conductor layer 24 is thermally connected.
【００２３】実施例−６は、実施例−４で述べた信頼性
評価用回路の変形である。この評価用回路の一部断面図
を図４に模式的に示す。尚、図４は、導体部の長手方向
と直角方向に且つ放熱部分を含むように評価用回路を切
断した断面図である。実施例−６は実施例−４と以下の
点で異なる。 （Ａ）導体部の下側だけでなく、導体部の側部にも熱良
導体層２４Ａを設ける。 （Ｂ）熱良導体層２４Ａ上に形成された保護膜１６にも
開口部１８Ａを設ける。 （Ｃ）層間絶縁層２６に接続孔２８Ｂを設け、この接続
孔２８Ｂに熱良導体層２４Ａと同種の材料を埋め込み、
熱良導体層２４Ａと熱良導体層２４を熱的に接続する。 （Ｄ）絶縁層２２に接続孔２８を設け、この接続孔２８
に熱良導体層２４と同種の材料を埋め込み、熱良導体層
２４とシリコン基板２０を熱的に接続する。The sixth embodiment is a modification of the reliability evaluation circuit described in the fourth embodiment. A partial cross-sectional view of this evaluation circuit is schematically shown in FIG. 4. FIG. 4 is a cross-sectional view of the evaluation circuit cut along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the conductor portion and including the heat radiation portion. Example-6 differs from Example-4 in the following points. (A) The good thermal conductor layer 24A is provided not only on the lower side of the conductor portion but also on the side portion of the conductor portion. (B) The opening 18A is also provided in the protective film 16 formed on the good thermal conductor layer 24A. (C) A connection hole 28B is provided in the interlayer insulating layer 26, and the same kind of material as that of the good thermal conductor layer 24A is embedded in the connection hole 28B.
The good thermal conductor layer 24A and the good thermal conductor layer 24 are thermally connected. (D) A connection hole 28 is provided in the insulating layer 22, and the connection hole 28
The same kind of material as that of the good thermal conductor layer 24 is embedded in, and the good thermal conductor layer 24 and the silicon substrate 20 are thermally connected.
【００２４】熱良導体層２４，２４Ａは、実施例−２で
述べた熱良導体層３４と同様の構成とすることができ
る。熱良導体層２４Ａを設けることによって導体部から
の発熱を一層効果的に放散できるばかりか、接続孔２
８，２８Ｂを設けることによって、熱良導体層２４，２
４Ａに蓄えられた熱を効果的に伝導、放散させることが
できる。尚、実施例−５と同様に、導体部と熱良導体層
２４とを熱的に接続するための接続孔２８Ａを設けるこ
ともできる。The good thermal conductor layers 24 and 24A can have the same structure as the good thermal conductor layer 34 described in the second embodiment. By providing the good thermal conductor layer 24A, not only the heat generated from the conductor can be more effectively dissipated, but also the connection hole 2
By providing 8, 28B, the good thermal conductor layers 24, 2
The heat stored in 4A can be effectively conducted and dissipated. Incidentally, as in the case of Example 5, a connection hole 28A for thermally connecting the conductor portion and the good thermal conductor layer 24 may be provided.
【００２５】以上、エレクトロマイグレーション評価試
験に適した各種実施例に基づき本発明の評価用回路を説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。Although the evaluation circuit of the present invention has been described based on various embodiments suitable for the electromigration evaluation test, the present invention is not limited to these embodiments.
【００２６】評価用回路の導体部のパターンはＳＷＥＡ
Ｔパターン以外にも、直線状その他評価試験に適合した
パターンとすることができる。導体部には、実際の回路
を想定した段差を設けてもよい。導体部は１層に限られ
ず、適宜増加させて多層構造とすることができる。The conductor pattern of the evaluation circuit is SWEA.
In addition to the T pattern, a linear pattern and other patterns suitable for the evaluation test can be used. The conductor portion may be provided with a step assuming an actual circuit. The conductor portion is not limited to one layer, and can be appropriately increased to have a multilayer structure.
【００２７】本発明の第１の態様における保護膜１６と
して、ＳｉＮ膜の他に、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等の
所謂低温リフロー膜やＳｉＯ2膜、これらを組み合わせ
た膜、ポリイミド樹脂等から成る膜等を用いることがで
きる。保護膜１６に形成された開口部１８の形状は適宜
変更することができる。導体部が多層構造を有する場
合、最上層の導体部上に形成された保護膜に開口部を設
ける。あるいは又、最上層以外の導体部上に形成された
保護膜にも、外部と連通する開口部を設けることが可能
である。As the protective film 16 in the first embodiment of the present invention, in addition to the SiN film, a so-called low temperature reflow film such as PSG, BSG, BPSG, a SiO 2 film, a film combining these, a film made of a polyimide resin or the like. Etc. can be used. The shape of the opening 18 formed in the protective film 16 can be appropriately changed. When the conductor has a multi-layer structure, an opening is provided in the protective film formed on the uppermost conductor. Alternatively, the protective film formed on the conductor portion other than the uppermost layer can be provided with an opening communicating with the outside.
【００２８】本発明の第１及び第２の態様においては、
導体部の下に形成された絶縁層２２、層間絶縁層２６，
３６を、保護膜で例示した材料から構成することができ
る。熱良導体層２４，２４Ａ，３４は、アルミニウム膜
の他にも、熱伝導性に優れた各種金属膜、あるいはポリ
シリコン等から形成することができる。導体部に対する
熱良導体層の配置関係、接続孔を設ける位置は例示であ
り、適宜変更することができる。In the first and second aspects of the present invention,
An insulating layer 22, an interlayer insulating layer 26 formed under the conductor portion,
36 can be composed of the materials exemplified as the protective film. The good thermal conductor layers 24, 24A, 34 can be formed of various metal films having excellent thermal conductivity, polysilicon, or the like, in addition to the aluminum film. The positional relationship of the good thermal conductor layer with respect to the conductor portion and the position where the connection hole is provided are examples, and can be changed as appropriate.
【００２９】本発明の第１及び第２の態様に係る評価用
回路を用いてイオンマイグレーション評価試験を行う場
合、導体部は、イオンマイグレーションを起こし得る金
属箔、イオンマイグレーションを起こし得る金属を含有
した印刷回路、あるいはイオンマイグレーションを起こ
し得る金属をメッキした銅等の配線等、各種の材料から
構成することができる。導体部のパターンは評価に適し
たパターンを適宜選択すればよい。導体部を多層構造と
することもできる。基板としては、ガラスエポキシ基
板、紙フェノール基板、ポリイミドその他の高耐熱性樹
脂を用いた基板、セラミック基板、その他を用いること
ができる。導体部は基板上に印刷技術を用いて形成する
ことが可能である。あるいは又、プリント配線板製造技
術を用いてエッチング、メッキ等により形成することも
できる。When conducting an ion migration evaluation test using the evaluation circuits according to the first and second aspects of the present invention, the conductor portion contains a metal foil capable of causing ion migration and a metal capable of causing ion migration. It can be made of various materials such as a printed circuit or wiring such as copper plated with a metal capable of causing ion migration. As the pattern of the conductor portion, a pattern suitable for evaluation may be appropriately selected. The conductor portion may have a multi-layer structure. As the substrate, a glass epoxy substrate, a paper phenol substrate, a substrate using polyimide or other high heat resistant resin, a ceramic substrate, or the like can be used. The conductor portion can be formed on the substrate by using a printing technique. Alternatively, it may be formed by etching, plating or the like using a printed wiring board manufacturing technique.
【００３０】保護膜としては、例えばプリント配線板で
使用されるソルダーレジスト、ドライフィルム、ポリイ
ミド等のフィルム、ポリイミド等各種の樹脂膜を用いる
ことができる。熱良導体層として、金属箔、金属メッキ
層等、各種の熱良導材料を使用することができる。熱良
導体層の形成、あるいは導体部と熱良導体層の形成に
は、メッキ技術、多層プリント配線板製造技術を適用す
ればよい。絶縁層あるいは層間絶縁層として、ドライフ
ィルム、ポリイミド等のフィルム、ポリイミド等各種の
樹脂膜、接着剤シート、各種プリプレグを用いることが
できる。As the protective film, for example, a solder resist used in a printed wiring board, a dry film, a film such as polyimide, or various resin films such as polyimide can be used. As the good thermal conductor layer, various heat conductive materials such as a metal foil and a metal plated layer can be used. A plating technique and a multilayer printed wiring board manufacturing technique may be applied to the formation of the good thermal conductor layer or the formation of the conductor portion and the good thermal conductor layer. As the insulating layer or the interlayer insulating layer, a dry film, a film such as polyimide, various resin films such as polyimide, an adhesive sheet, and various prepregs can be used.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、導体部上に形成された
保護膜の一部分に開口部が設けられ、あるいは又、導体
部の近傍に熱良導体層が設けられているので、導体部で
発生した熱を効果的に放熱することが可能になり、導体
部自体の発熱を抑制することができる。それ故、例え
ば、エレクトロマイグレーション評価試験において、導
体部の熱による溶断を防止することができ、あるいは
又、試験結果の精度を高くすることができる。しかも、
導体部への印加電流を従来の１０倍以上大きくすること
ができ、評価に要する時間を従来より２桁以上短縮する
ことができる。According to the present invention, an opening is provided in a part of the protective film formed on the conductor portion, or a good thermal conductor layer is provided in the vicinity of the conductor portion. The generated heat can be effectively dissipated, and the heat generation of the conductor itself can be suppressed. Therefore, for example, in the electromigration evaluation test, it is possible to prevent fusing of the conductor portion due to heat, or it is possible to improve the accuracy of the test result. Moreover,
The current applied to the conductor portion can be increased ten times or more as compared with the conventional case, and the time required for evaluation can be shortened by two digits or more as compared with the conventional case.
【図１】本発明の実施例−１に関する評価用回路を模式
的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an evaluation circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例−２及び実施例−３に関する評
価用回路を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an evaluation circuit related to Example-2 and Example-3 of the present invention.
【図３】本発明の実施例−４及び実施例−５に関する評
価用回路を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an evaluation circuit relating to Example-4 and Example-5 of the present invention.
【図４】本発明の実施例−６に関する評価用回路を模式
的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an evaluation circuit according to Example-6 of the present invention.
【図５】従来のＳＷＥＡＴパターンを有する評価用回路
を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a conventional evaluation circuit having a SWEAT pattern.
１０ 評価用回路 １２ 評価部分 １４ 放熱部分 １６ 保護膜 １８，１８Ａ 開口部 ２０ シリコン基板 ２２ 絶縁層 ２４，２４Ａ 熱良導体層 ２６ 層間絶縁層 ２８，２８Ａ，２８Ｂ 接続孔 ３０ 評価用回路 ３２ 導体部 ３４ 熱良導体層 ３６ 層間絶縁層 ３８ 保護膜 ３８Ａ 開口部 ４０ 接続孔 10 Evaluation Circuit 12 Evaluation Part 14 Heat Dissipation Part 16 Protective Film 18, 18A Opening 20 Silicon Substrate 22 Insulation Layer 24, 24A Thermally Good Conductor Layer 26 Interlayer Insulation Layer 28, 28A, 28B Connection Hole 30 Evaluation Circuit 32 Conductor Part 34 Heat Good conductor layer 36 Interlayer insulating layer 38 Protective film 38A Opening 40 Connection hole
Claims (4)
部上に形成された保護膜から成る信頼性評価用回路であ
って、導体部上に形成された保護膜の一部分に開口部が
設けられていることを特徴とする信頼性評価用回路。1. A reliability evaluation circuit comprising a conductor part to be subjected to reliability evaluation and a protective film formed on the conductor part, wherein an opening is formed in a part of the protective film formed on the conductor part. A reliability evaluation circuit characterized by being provided with.
放熱部分から成り、導体部の放熱部分の上に形成された
保護膜に開口部が設けられていることを特徴とする請求
項１に記載の信頼性評価用回路。2. A conductor part to be subjected to reliability evaluation comprises an evaluation part and a heat dissipation part, and an opening is provided in a protective film formed on the heat dissipation part of the conductor part. 1. The reliability evaluation circuit described in 1.
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信頼性評価用
回路。3. The reliability evaluation circuit according to claim 1, wherein a good thermal conductor layer is provided in the vicinity of the conductor portion.
て、信頼性評価を行うべき導体部の近傍に熱良導体層を
設けたことを特徴とする信頼性評価用回路。4. A reliability evaluation circuit comprising a conductor portion, wherein a good thermal conductor layer is provided in the vicinity of a conductor portion for which reliability evaluation is to be performed.
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|---|---|---|---|
| JP27080592A JP3336636B2 (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Conductor reliability test method |
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| JPH0697256A true JPH0697256A (en) | 1994-04-08 |
| JP3336636B2 JP3336636B2 (en) | 2002-10-21 |
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| JP (1) | JP3336636B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0374693A1 (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-27 | Hitachi, Ltd. | Slide table |
| JP2005508080A (en) * | 2001-10-26 | 2005-03-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Method and apparatus for accelerated determination of electromigration properties of semiconductors |
| US7495288B2 (en) | 2003-06-23 | 2009-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor apparatus including a radiator for diffusing the heat generated therein |
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1992
- 1992-09-16 JP JP27080592A patent/JP3336636B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3336636B2 (en) | 2002-10-21 |
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