JPH07249667A - 多層配線における層間膜の膜厚測定方法 - Google Patents
多層配線における層間膜の膜厚測定方法Info
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- JPH07249667A JPH07249667A JP3697994A JP3697994A JPH07249667A JP H07249667 A JPH07249667 A JP H07249667A JP 3697994 A JP3697994 A JP 3697994A JP 3697994 A JP3697994 A JP 3697994A JP H07249667 A JPH07249667 A JP H07249667A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層配線形成の完了した基板を破壊すること
なく、配線間の層間膜の膜厚を算出する。 【構成】 基板１の上に第一金属膜２を形成した後、第
一層間膜３を形成する。次いで、第一層間膜３上に前記
第一金属膜２の形成と同様の操作で第二金属膜４を第一
金属膜２に重なるような形状で形成する。以後同様の操
作で形成された多層配線構造体の第一層間膜３の膜厚を
測定する時、第一金属膜２に接続している電極パッドと
第二金属膜４に接続している電極パッドの間にバイアス
を印加し、両金属膜間の容量Ｃを測定する。この測定結
果と既知の値、すなわち、第一層間膜３の比誘電率ε、
真空の誘電率ε0 、第一金属膜２と第二金属膜４が向か
い合う面積Ａを用いて第一層間膜３の膜厚ｄが算出でき
る。
なく、配線間の層間膜の膜厚を算出する。 【構成】 基板１の上に第一金属膜２を形成した後、第
一層間膜３を形成する。次いで、第一層間膜３上に前記
第一金属膜２の形成と同様の操作で第二金属膜４を第一
金属膜２に重なるような形状で形成する。以後同様の操
作で形成された多層配線構造体の第一層間膜３の膜厚を
測定する時、第一金属膜２に接続している電極パッドと
第二金属膜４に接続している電極パッドの間にバイアス
を印加し、両金属膜間の容量Ｃを測定する。この測定結
果と既知の値、すなわち、第一層間膜３の比誘電率ε、
真空の誘電率ε0 、第一金属膜２と第二金属膜４が向か
い合う面積Ａを用いて第一層間膜３の膜厚ｄが算出でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線における各層間
膜の膜厚を多層配線形成完了後に測定する時に、多層配
線基板を破壊することなく製品本体の多層配線構造体の
各層間膜の膜厚を測定することができる多層配線におけ
る層間膜の膜厚測定方法に関するものである。
膜の膜厚を多層配線形成完了後に測定する時に、多層配
線基板を破壊することなく製品本体の多層配線構造体の
各層間膜の膜厚を測定することができる多層配線におけ
る層間膜の膜厚測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置や多層配線基板は微細
化とともに、多層配線化が進み、多層配線における層間
膜の膜厚も重要な管理項目の一つになってきた。
化とともに、多層配線化が進み、多層配線における層間
膜の膜厚も重要な管理項目の一つになってきた。
【０００３】以下に従来の多層配線における層間膜の膜
厚測定方法について説明する。多層配線の金属配線間の
層間膜の膜厚を多層配線形成完了後に測定するには、多
層配線基板を割ってその断面を垂直に研磨し、金属配線
をリン酸等で数μｍほどの厚み分だけエッチングした後
に、走査型電子顕微鏡を用いて断面を観察し、モニタ上
あるいは顕微鏡写真上で層間膜の膜厚を測定していた。
厚測定方法について説明する。多層配線の金属配線間の
層間膜の膜厚を多層配線形成完了後に測定するには、多
層配線基板を割ってその断面を垂直に研磨し、金属配線
をリン酸等で数μｍほどの厚み分だけエッチングした後
に、走査型電子顕微鏡を用いて断面を観察し、モニタ上
あるいは顕微鏡写真上で層間膜の膜厚を測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では多層配線における層間膜の膜厚を測定する
のに、基板の断面観察により層間膜厚を測定するため、
破壊検査であるということ、また、測定に時間がかかる
という欠点を有していた。
来の構成では多層配線における層間膜の膜厚を測定する
のに、基板の断面観察により層間膜厚を測定するため、
破壊検査であるということ、また、測定に時間がかかる
という欠点を有していた。
【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、多層配線形成の完了した基板を破壊することなく、
各配線間の容量を測定することにより、その結果と既知
の値から各配線間の層間膜の膜厚を算出することができ
る多層配線における層間膜の膜厚測定方法を提供するこ
とを目的とする。
で、多層配線形成の完了した基板を破壊することなく、
各配線間の容量を測定することにより、その結果と既知
の値から各配線間の層間膜の膜厚を算出することができ
る多層配線における層間膜の膜厚測定方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多層配線における層間膜の膜厚測定方法は、
各配線の形成と同時に形成した膜厚測定パターンの対向
する大面積の金属膜間の容量を測定し、その容量値と、
既知の値である層間膜の比誘電率、真空の誘電率、大面
積金属薄膜の対向面積から各配線間の層間膜の膜厚を算
出することができる多層配線における層間膜の膜厚測定
方法である。
に本発明の多層配線における層間膜の膜厚測定方法は、
各配線の形成と同時に形成した膜厚測定パターンの対向
する大面積の金属膜間の容量を測定し、その容量値と、
既知の値である層間膜の比誘電率、真空の誘電率、大面
積金属薄膜の対向面積から各配線間の層間膜の膜厚を算
出することができる多層配線における層間膜の膜厚測定
方法である。
【０００７】
【作用】この構成によって、多層配線形成完了後におい
ても、製品本体の多層配線構造体の各層間膜の膜厚が各
金属膜間の容量測定結果から算出することができるた
め、破壊しなければ膜厚の測定が困難であった多層配線
構造体の金属配線上の各層間膜の膜厚について、同一の
パターンで、かつ非破壊で測定することができる。
ても、製品本体の多層配線構造体の各層間膜の膜厚が各
金属膜間の容量測定結果から算出することができるた
め、破壊しなければ膜厚の測定が困難であった多層配線
構造体の金属配線上の各層間膜の膜厚について、同一の
パターンで、かつ非破壊で測定することができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例における四層配線
構造体における層間膜の膜厚測定パターンの模式図であ
り、図１の（ａ）は平面図、同じく（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｘ線に沿った断面図である。
構造体における層間膜の膜厚測定パターンの模式図であ
り、図１の（ａ）は平面図、同じく（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１０】図１（ｂ）において、１は基板、２は第一
金属膜、３は第一層間膜、４は第二金属膜、５は第二層
間膜、６は第三金属膜、７は第三層間膜、８は第四金属
膜、９は保護膜であり、正方形の四隅に各金属膜に接続
した電極パッドを配列するとともに、限られたスペース
内に金属薄膜が最大の対向面積が取れるように効率よ
く、かつコンパクトに形成されている。
金属膜、３は第一層間膜、４は第二金属膜、５は第二層
間膜、６は第三金属膜、７は第三層間膜、８は第四金属
膜、９は保護膜であり、正方形の四隅に各金属膜に接続
した電極パッドを配列するとともに、限られたスペース
内に金属薄膜が最大の対向面積が取れるように効率よ
く、かつコンパクトに形成されている。
【００１１】以上のように構成された本実施例の多層配
線における層間膜の膜厚測定方法について以下その動作
を説明する。まずシリコンなどからなる基板１の上に一
定の膜厚で金属膜をスパッタリング法などにより形成し
てから、所定の部分を残して他の部分を除去すること
で、第一金属膜２を形成する。
線における層間膜の膜厚測定方法について以下その動作
を説明する。まずシリコンなどからなる基板１の上に一
定の膜厚で金属膜をスパッタリング法などにより形成し
てから、所定の部分を残して他の部分を除去すること
で、第一金属膜２を形成する。
【００１２】次に第一金属膜２上に一定の膜厚で第一層
間膜３をスピンコート法やＣＶＤ法などにより形成した
後スルーホールを形成し、第一層間膜３上に前記第一金
属膜２の形成と同様の操作で第二金属膜４を第一金属膜
２に重なるような形状で形成する。以後、第二層間膜
５、第三金属膜６、第三層間膜７、第四金属膜８、およ
び保護膜９を上述と同様の操作で形成する。
間膜３をスピンコート法やＣＶＤ法などにより形成した
後スルーホールを形成し、第一層間膜３上に前記第一金
属膜２の形成と同様の操作で第二金属膜４を第一金属膜
２に重なるような形状で形成する。以後、第二層間膜
５、第三金属膜６、第三層間膜７、第四金属膜８、およ
び保護膜９を上述と同様の操作で形成する。
【００１３】以上の操作で形成された多層配線における
層間膜の膜厚測定パターンを用いた膜厚測定方法を説明
する。たとえば、第一層間膜３の膜厚を測定する時、第
一金属膜２に接続している電極パッドと第二金属膜４に
接続している電極パッドの間にバイアスを印加し、両金
属膜間の容量Ｃ〔Ｃ・Ｖ-1〕を測定する。この測定結果
と次の既知の値、すなわち、第一層間膜３の比誘電率
ε、真空の誘電率ε0〔Ｃ・Ｖ-1・ｃｍ-1〕、第一金属
膜２と第二金属膜４が向かい合う面積Ａ〔ｃｍ2〕を用
いて下式（１）から第一層間膜３の膜厚ｄ〔ｃｍ〕が算
出できる。
層間膜の膜厚測定パターンを用いた膜厚測定方法を説明
する。たとえば、第一層間膜３の膜厚を測定する時、第
一金属膜２に接続している電極パッドと第二金属膜４に
接続している電極パッドの間にバイアスを印加し、両金
属膜間の容量Ｃ〔Ｃ・Ｖ-1〕を測定する。この測定結果
と次の既知の値、すなわち、第一層間膜３の比誘電率
ε、真空の誘電率ε0〔Ｃ・Ｖ-1・ｃｍ-1〕、第一金属
膜２と第二金属膜４が向かい合う面積Ａ〔ｃｍ2〕を用
いて下式（１）から第一層間膜３の膜厚ｄ〔ｃｍ〕が算
出できる。
【００１４】 ｄ＝ε・ε0・Ａ・Ｃ-1 ……………………… （１） 同様にして、第二層間膜５の膜厚は第二金属膜４に接続
している電極パッドと第三金属膜６に接続している電極
パッドの間に、第三層間膜７の膜厚は第二金属膜４に接
続している電極パッドと第三金属膜６に接続している電
極パッドの間に、それぞれバイアスを印加し、両金属膜
間の容量Ｃ〔Ｃ・Ｖ-1〕を測定することにより、前記
（１）式から各層間膜の膜厚を算出する。
している電極パッドと第三金属膜６に接続している電極
パッドの間に、第三層間膜７の膜厚は第二金属膜４に接
続している電極パッドと第三金属膜６に接続している電
極パッドの間に、それぞれバイアスを印加し、両金属膜
間の容量Ｃ〔Ｃ・Ｖ-1〕を測定することにより、前記
（１）式から各層間膜の膜厚を算出する。
【００１５】以上のように本実施例によれば、製品本体
の多層配線と同時に形成した対向する大面積の金属薄膜
と層間膜からなる多層配線構造体の層間膜の膜厚測定パ
ターンにより、他のモニターパターン測定と同時にオー
トプローバー等の測定機で、対向する大面積の金属膜間
の容量を測定することにより、多層配線形成の完了した
基板を破壊することなく、測定した容量値と既知の値か
ら各配線間の層間膜の膜厚を算出することができる。
の多層配線と同時に形成した対向する大面積の金属薄膜
と層間膜からなる多層配線構造体の層間膜の膜厚測定パ
ターンにより、他のモニターパターン測定と同時にオー
トプローバー等の測定機で、対向する大面積の金属膜間
の容量を測定することにより、多層配線形成の完了した
基板を破壊することなく、測定した容量値と既知の値か
ら各配線間の層間膜の膜厚を算出することができる。
【００１６】なお、本実施例では多層配線構造体を四層
配線構造体として説明したが、本実施例の多層配線にお
ける層間膜の膜厚測定方法は、Ｎ層配線構造体としても
よい。また、本実施例の多層配線における層間膜の膜厚
測定パターンでは、二層から四層配線構造体まで使用可
能である。
配線構造体として説明したが、本実施例の多層配線にお
ける層間膜の膜厚測定方法は、Ｎ層配線構造体としても
よい。また、本実施例の多層配線における層間膜の膜厚
測定パターンでは、二層から四層配線構造体まで使用可
能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明は製品本体の多層配線と同時に形
成した対向する大面積の金属薄膜と層間膜からなる多層
配線構造体の層間膜の膜厚測定パターンを用いて、対向
する大面積の金属膜間の容量を測定することにより、測
定した容量値と既知の値である層間膜の比誘電率、真空
の誘電率、大面積金属薄膜の対向面積から各配線間の層
間膜の膜厚を算出することにより、多層配線形成の完了
した基板を破壊することなく、容易に各配線間の層間膜
の膜厚を算出することができる優れた多層配線における
層間膜の膜厚測定方法を実現できるものである。
成した対向する大面積の金属薄膜と層間膜からなる多層
配線構造体の層間膜の膜厚測定パターンを用いて、対向
する大面積の金属膜間の容量を測定することにより、測
定した容量値と既知の値である層間膜の比誘電率、真空
の誘電率、大面積金属薄膜の対向面積から各配線間の層
間膜の膜厚を算出することにより、多層配線形成の完了
した基板を破壊することなく、容易に各配線間の層間膜
の膜厚を算出することができる優れた多層配線における
層間膜の膜厚測定方法を実現できるものである。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例における多層配線の
平面図 （ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図
平面図 （ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図
１ 基板 ２ 第一金属膜 ３ 第一層間膜 ４ 第二金属膜 ５ 第二層間膜 ６ 第三金属膜 ７ 第三層間膜 ８ 第四金属膜 ９ 保護膜
Claims (1)
- 【請求項１】 多層配線において、各配線の形成と同時
に形成した膜厚測定パターンの対向する大面積の金属膜
間の容量を測定することにより、その結果と既知の値か
ら各配線間の層間膜の膜厚を算出することを特徴とする
多層配線における層間膜の膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3697994A JPH07249667A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 多層配線における層間膜の膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3697994A JPH07249667A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 多層配線における層間膜の膜厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249667A true JPH07249667A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12484879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3697994A Pending JPH07249667A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 多層配線における層間膜の膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249667A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403351B1 (ko) * | 2001-12-15 | 2003-10-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 듀얼 다마신 공정에서의 식각 모니터링 박스 형성방법 |
| CN102044464A (zh) * | 2009-10-14 | 2011-05-04 | 格罗方德半导体公司 | 在后段工艺期间关于层特性的电容性监控方法 |
| EP2544514A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | Pierburg Pump Technology GmbH | Verfahren zur Überprüfung einer korrekten Klebung eines Substrates auf einem elektrisch und thermisch leitfähigen Körper |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP3697994A patent/JPH07249667A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403351B1 (ko) * | 2001-12-15 | 2003-10-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 듀얼 다마신 공정에서의 식각 모니터링 박스 형성방법 |
| CN102044464A (zh) * | 2009-10-14 | 2011-05-04 | 格罗方德半导体公司 | 在后段工艺期间关于层特性的电容性监控方法 |
| EP2544514A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | Pierburg Pump Technology GmbH | Verfahren zur Überprüfung einer korrekten Klebung eines Substrates auf einem elektrisch und thermisch leitfähigen Körper |
| WO2013004446A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Verfahren zur überprüfung einer korrekten klebung eines substrates auf einem elektrisch und thermisch leitfähigen körper |
| CN103650646A (zh) * | 2011-07-05 | 2014-03-19 | 皮尔伯格泵技术有限责任公司 | 用于检查基板是否正确粘合在电和热导体上的方法 |
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