JPH0727948B2 - 配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法及びそれに用いる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、半導体集積回路などに用いている配線層の評
価パラメータの１つとしてのエレクトロマイグレーショ
ン寿命を測定する方法、及びそれに用いる装置に関す
る。

【従来の技術】

従来、第８図を伴って次に述べる配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定法、及びそれに用いる配線層の
エレクトロマイグレーション寿命測定装置が提案されて
いる。 まず、従来提案されている配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定用装置について述べるに、測定せんと
する配線層として用意された配線層１が接続される接続
端子P1及びP2を有する。 また、それら接続端子P1及びP2間に接続される配線層１
に、接続端子P1及びP2を通じて電流を供給させる電流供
給路L1及びL2を有する。 さらに、接続端子P1及びP2間に配線層１が接続されてい
るとき、電流供給路L1及びL2を通じて配線層１に、一方
向に供給する第９図に示すような一定値I_aを有する直流
電流Ｉを出力する電流源２を有する。 また、接続端子P1及びP2間の電圧または抵抗を測定する
電圧または抵抗測定器３を有する。 さらに、電圧または抵抗測定器３からの、接続端子P1及
びP2間に配線層１を接続し且つ電流源２から直流電流Ｉ
を出力させたときに得られる測定出力Ｓから、配線層１
への直流電流Ｉの供給開始時点t0から配線層１が断線す
る時点t_sまでの時間Ｔを、測定せんとする配線層のエレ
クトロマイグレーション寿命として測定し、その測定出
力Ｅを出力する時間測定器４を有する。 以上が、従来提案されている配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の構成である。 次に、上述した従来の配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定用装置を用いた従来提案されている配線層
のエレクトロマイグレーション寿命測定法を述べるに、
測定せんとする配線層として配線層１を用意する。 そして、その配線層１を、第８図に示すように、配線層
のエレクトロマイグレーション寿命測定用装置の接続端
子P1及びP2間に接続して、その配線層１に、電流源１か
ら、第９図で上述した直流電流Ｉを、その配線層１が断
線するまで一方向に供給する。 しかるときは、接続端子P1及びP2間でみた電圧または抵
抗の値が、配線層１に直流電流Ｉを供給開始したときの
時点t₀と配線層１が断線したときの時点t_sとで変化する
ことから、電圧または抵抗測定器３からの測定出力Ｓ
が、配線層１に直流電流Ｉを供給開始したときの時点t₀
と配線層１が断線したときの時点t_sとで変化しているこ
とを表している出力で得られる。 また、そのような測定出力Ｓが電圧または抵抗測定器３
から得られれば、時間測定器４からの測定出力Ｅが、時
点t₀及びt_s間の時間Ｔを表している出力で得られる。 従って、そのような時間測定器４から得られる測定出力
Ｅによって、配線層１に直流電流Ｉを供給開始した時点
t₀から配線層１が断線する時点t_sまでの時間Ｔを、測定
せんとする配線層のエレクトロマイグレーション寿命と
して測定する。 以上が、従来提案されている配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定法である。

【発明が解決しようとする課題】

上述した従来の配線層のエレクトロマイグレーション寿
命測定法によれば、測定せんとする配線層としての配線
層１に直流電流Ｉを供給開始してから、配線層１が断線
するまでの間において、配線層が、それに流される直流
電流Ｉによって、ジュール発熱を伴い、その配線層１内
に温度勾配が生ずることから、配線層１の断線は、サー
マルマイグレーション効果の加味されたエレクトロマイ
グレーション効果によるものである。 従って、上述した従来の配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の場合、エレクトロマイグレーション
寿命が、サーマルマイグレーション効果にもとずく誤差
を含んでいるものとして得られる。という欠点を有して
いた。 よって、本発明は、上述した欠点のない配線層のエレク
トロマイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装
置を提案せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

本願第１番目の発明による配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定法は、測定せんとする配線層とし
て、同じ２つの第１及び第２の配線層を用意し、そし
て、（ｉ）上記第１の配線層に、第１の直流電流を、
第１の方向に連続的に供給することを、当該第１の配線
層が断線するまで行い、その断線までの時間T₁を測定す
ることと、（ii）上記第２の配線層に、上記第１の直流
電流と同じ値の第２の直流電流を、第１の方向に連続的
に供給し、次で上記第１の方向とは逆の第２の方向に連
続的に供給することとを、当該第２の配線層が断線する
まで順次交互に繰返し行い、その断線までの時間T₂を測
定することとを、時間的に前後してまたは同時的に行
い、次で、上記時間T₁及びT₂から、 T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁） で表される時間T_Eを測定せんとする配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命として測定する。 本願第２番目の発明による配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定用装置は、測定せんとする配線層と
して用意された第１及び第２の配線層が選択的に接続さ
れる第１及び第２の接続端子と、それら第１及び第２
の接続端子間に選択的に接続される第１及び第２の配線
層に、上記第１及び第２の接続端子を通じて電流を供給
させる電流供給路と、（ｉ）上記第１及び第２の接続
端子間に上記第１の配線層が接続されているとき、上記
電流供給路を通じて上記第１の配線層に第１の方向に供
給する第１の直流電流を出力し、（ii）上記第１及び第
２の接続端子間に上記第２の配線層が接続されていると
き、上記電流供給路を通じて上記第２の配線層に第１の
方向に供給し、次で第１の方向とは逆の第２の方向に供
給することを交互順次に繰返す時間測定器第１の直流電
流と同じ値の第２の直流電流を出力する電流源と、上
記第１及び第２の接続端子間の電圧または抵抗を測定す
る電圧または抵抗測定器と、（ｉ）上記電圧または抵
抗測定器からの、上記第１及び第２の接続端子間に上記
第１の配線層を接続し且つ上記電流源から上記第１の直
流電流を出力させたときに得られる測定出力から、上記
第１の配線層への上記第１の直流電流の供給開始時点か
ら上記第１の配線層が断線する時点まで時間T₁を測定
し、且つ（ii）上記電圧または抵抗測定器からの、上記
第１及び第２の接続端子間に上記第２の配線層を接続し
且つ上記電流源から上記第２の直流電流を出力させたと
きに得られる測定出力から、上記第２の配線層への上記
第２の直流電流の供給開始時点から上記第２の配線層が
断線する時点まで時間T₂を測定するとともに、（iii）
上記時間T1及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₁−T₂）で表さ
れる時間T_Eを測定せんとする配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命として測定する時間測定器とを有する。 本願第３番目の発明による配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定用装置は、測定せんとする配線層と
して用意された第１及び第２の配線層の一端がそれぞれ
接続される第１及び第２の接続端子と、上記第１及び
第２の配線層の他端がそれぞれ接続される第３及び第４
の接続端子または上記第１及び第２の配線層の他端がと
もに接続される第５の接続端子と、上記第１及び第２
の接続端子を選択する選択スイッチと、上記第１の接
続端子及び上記第３または第５の接続端子間、及び上記
第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子間に
上記選択スイッチを通じてそれぞれ接続される第１及び
第２の配線層に、上記選択スイッチを通じ且つ上記第１
の接続端子及び上記第３または第５の接続端子、及び上
記第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子を
それぞれ通じて電流を供給させる電流供給路と、
（ｉ）上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接
続端子間に上記選択スイッチを通じて上記第１の配線層
が接続されているとき、上記電流供給路を通じて上記第
１の配線層に第１の方向に供給する第１の直流電流を出
力し、（ii）上記第２の接続端子及び上記第４または第
５の接続端子間に上記選択スイッチを通じて上記第２の
配線層が接続されているとき、上記電流供給路を通じて
上記第２の配線層に第１の方向に供給し、次で第２の方
向に供給することを交互順次に繰返す上記第１の直流電
流と同じ値の第２の直流電流を出力する電流源と、上
記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
間、及び上記第２の接続端子及び上記第４または第５の
接続端子間の電圧または抵抗を測定する電圧または抵抗
測定器と、（ｉ）上記電圧または抵抗測定器からの、
上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
間に上記第１の配線層を接続し且つ上記電流源から上記
第１の直流電流を出力させたときに得られる出力から、
上記第１の配線層への上記第１の直流電流の供給開始時
点から上記第１の配線層が断線する時点まで時間T₁を測
定し、且つ（ii）上記電圧または抵抗測定器からの、上
記第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子間
に上記第２の配線層を接続し且つ上記電流源から上記第
２の直流電流を出力させたときに得られる出力から、上
記第２の配線層への上記第２の直流電流の供給開始時点
から上記第２の配線層が断線する時点まで時間T₂を測定
するとともに、（iii）上記時間T₁及びT₂から、T_E＝T₁
・T₂／（T₁−T₂）で表される時間T_Eを測定せんとする配
線層のエレクトロマイグレーション寿命として測定する
時間測定器とを有する。 本願第４番目の発明による配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定用装置は、測定せんとする配線層と
して用意された第１及び第２の配線層の一端がそれぞれ
接続される第１及び第２の接続端子と、上記第１及び
第２の配線層の他端がそれぞれ接続される第３及び第４
の接続端子または上記第１及び第２の配線層の他端がと
もに接続される第５の接続端子と、上記第１の接続端
子及び上記第３または第５の接続端子間に接続される第
１の配線層に、上記第１の接続端子及び上記第３または
第５の接続端子を通じて電流を供給させる第１の電流供
給路と、上記第２の接続端子及び上記第４または第５
の接続端子間に接続される第２の配線層に、上記第２の
接続端子及び上記第４または第５の接続端子を通じて電
流を供給させる第２の電流供給路と、（ｉ）上記第１
の電流供給路を通じて上記第１の配線層に第１の方向に
供給する第１の直流電流を出力し、且つ（ii）上記第２
の電流供給路を通じて上記第２の配線層に第１の方向に
供給し、次で第２の方向に供給することを交互順次に繰
返す上記第１の直流電流と同じ値の第２の直流電流を出
力する電流源と、上記第１の接続端子及び上記第３ま
たは第５の接続端子間の電圧または抵抗を測定する第１
の電圧または抵抗測定器と、上記第２の接続端子及び
上記第４または第５の接続端子間の電圧または抵抗を測
定する第２の電圧または抵抗測定器と、（ｉ）上記第
１の電圧または抵抗測定器からの、上記電流源から上記
第１の直流電流を出力させたときに得られる出力から、
上記第１の配線層への上記第１の直流電流の供給開始時
点から上記第１の配線層が断線する時点まで時間T₁を測
定し、且つ（ii）上記第２の電圧または抵抗測定器から
の、上記電流源から上記第２の直流電流を出力させたと
きに得られる出力から、上記第２の配線層への上記第２
の直流電流の供給開始時点から上記第２の配線層が断線
する時点まで時間T₂を測定するとともに、（iii）上記
時間T₁及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₁−T₂）で表される
時間T_Eを測定せんとする配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命として測定する時間測定器とを有する。

【作用・効果】

本願第１番目の発明による配線層のエレクトロマイグレ
ーション寿命測定法による場合、第１の直流電流が供給
される第１の配線層に関する時間T₁の測定は、第８図で
前述した従来の配線層のエレクトロマイグレーション寿
命測定法における時間Ｔの測定と同様であるので、その
時間T₁は、第８図で前述した従来の配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法の場合と同様に、サーマル
マイグレーション効果を加味したエレクトロマイグレー
ション効果にもとずいた時間を表している。 一方、第２の直流電流が供給される第２の配線層に関す
る時間T₂の測定は、第２の配線層に第２の直流電流を第
１及び第２の方向に順次交互に繰返し供給して行ってい
ることから、第２の直流電流を第２の配線層に第１の方
向に流すときと第２の方向に流すときとで、エレクトロ
マイグレーション効果が相殺されるため、その時間T
₂は、実質的にサーマルマイグレーション効果のみにも
とずいた時間を表している。 しかしながら、時間T₁及びT₂にもとずく測定せんとする
配線層のエレクトロマイグレーション寿命として測定さ
れる時間T_Eは、T₁・T₂／（T₂−T₁）で表される時間で測
定されるので、次に述べる理由で、実質的にエレクトロ
マイグレーション効果の加味されていないエレクトロマ
イグレーション効果のみにもとずく時間を表している。 すなわち、いま、第１の配線層に第１の直流電流を供給
した場合において、第１の配線層がエレクトロマイグレ
ーション効果のみによって断線に到る速度をV_Tとし、ま
た、第２の配線層に第２の直流電流を供給した場合にお
いて、第２の配線層がエレクトロマイグレーション効果
（上述したようにエレクトロマイグレーション効果は伴
わないので）によって断線に到る速度をV_Eとするとき、
一般に、第１及び第２の配線層が断線に到る場合、上述
した時間T₂及びT_Eをそれぞれサーマルマイグレーション
効果及びエレクトロマイグレーション効果のみにもとず
く時間として用いることによって、 V_E・T_E＝V_T・T₂＝Ｑ ……（１） Ｑ＝（V_E＋V_T）・T_T ……（２） の関係が成立し、よって、（１）及び（２）式から、 1/T1＝1/TT＋1/TE ……（３） が得られ、従って、 T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁） ……（４） が得られるからである。 以上のことから、本願第１番目の発明による配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定法によれば、時間T_E
が表している配線層のエレクトロマイグレーション寿命
を、サーマルマイグレーション効果にもとずく誤差を含
んでいないものとして正確に得ることができる。 また、本願第２番目の発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定用装置によれば、第１及び第２
の接続端子間に、まず、第１の配線層を接続すれば、そ
の第１の配線層に、電流源から、第１の直流電流を、第
１の配線層が断線するまで、供給させることができ、そ
して、この場合、第１及び第２の接続端子間でみた電圧
または抵抗の値が、第１の配線層に第１の直流電流を供
給したときの時点と第１の配線層が断線したときの時点
とで変化することから、電圧または抵抗測定器からの、
第１の配線層に第１の直流電流を供給開始した時点と第
１の配線層が断線したときの時点とで変化していること
を表している測定出力が得られ、また、そのような測定
出力が電圧または抵抗測定器から得られれば、時間測定
器において、第１の配線層に第１の直流電流を供給開始
した時点と第１の配線層が断線したときの時点の間の時
間T₁を表している測定出力を得ることができる。 また、第１及び第２の接続端子間に、第２の配線層を接
続すれば、その第２の配線層に、電流源から、第２の直
流電流を供給させることができ、そして、この場合、第
１及び第２の接続端子間でみた電圧または抵抗の値が、
第２の配線層に第２の直流電流を供給したときの時点と
第２の配線層が断線したときの時点とで変化することか
ら、電圧または抵抗測定器から、第２の配線層に第２の
直流電流を供給開始した時点と第２の配線層が断線した
ときの時点とで変化していることを表している測定出力
が得られ、また、そのような測定出力が電圧または抵抗
測定器から得られれば、時間測定器において、第２の配
線層に第２の直流電流を供給開始した時点と第２の配線
層が断線したときの時点の間の時間T₂を表している測定
出力を得ることができる。 さらに、時間測定器において、上述した時間T₁及びT₂を
それぞれ表している測定出力が得られれば、それら時間
T₁及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁）で表される時間
T_Eを表している測定出力を得ることができる。 従って、本願第２番目の発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定用装置によれば、上述した本
願第１番目の発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法に用い得る。 また、本願第３番目の発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定用装置によれば、第１の接続端
子及び第３または第５の接続端子間に第１の配線層を接
続し、また、第２の接続端子及び第４または第５の接続
端子間に第２の配線層を接続し、そして、その状態か
ら、選択スイッチによって、まず、例えば第１の接続端
子を選択すれば、第１の配線層に、電流源から、第１の
直流電流を、第１の配線層が断線するまで、供給させる
ことができ、そして、この場合、第１の接続端子及び第
３または第５の接続端子間でみた電圧または抵抗の値
が、第１の配線層に第１の直流電流を供給したときの時
点と第１の配線層が断線したときの時点とで変化するこ
とから、電圧または抵抗測定器から、第１の配線層に第
１の直流電流を供給開始した時点と第１の配線層が断線
したときの時点とで変化していることを表している測定
出力が得られ、また、そのような測定出力が電圧または
抵抗測定器から得られれば、時間測定器において、第１
の配線層に第１の直流電流を供給開始した時点と第１の
配線層が断線したときの時点の間の時間T1を表している
測定出力を得ることができる。 また、次に、選択スイッチによって、第２の接続端子を
選択すれば、第２の配線層に電流源から、第２の直流電
流を供給させることができ、そして、この場合、第２の
接続端子及び第４または第５の接続端子間でみた電圧ま
たは抵抗の値が、第２の配線層に第２の直流電流を供給
したときの時点と第２の配線層が断線したときの時点と
で変化することから、電圧または抵抗測定器から、第２
の配線層に第２の直流電流を供給開始した時点と第２の
配線層が断線したときの時点とで変化していることを表
している測定出力が得られ、また、そのような測定出力
が電圧または抵抗測定器から得られれば、時間測定器に
おいて、第２の配線層に第２の直流電流を供給開始した
時点と第２の配線層が断線したときの時点の間の時間T₂
を表している測定出力を得ることができる。 さらに、時間測定器において、上述した時間T1及びT2を
それぞれ表している測定出力が得られれば、それら時間
T₁及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁）で表される時間
T_Eを表している測定出力を得ることができる。 従って、本願第３番目の発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定用装置によれば、上述した本
願第１番目の発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法に用い得る。 また、本願第４番目の発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定用装置によれば、第１の接続端
子及び第３または第５の接続端子間に第１の配線層を接
続し、また、第２の接続端子及び第４または第５の接続
端子間に第２の配線層を接続すれば、第１の配線層に、
電流源から、第１の直流電流を、第１の配線層が断線す
るまで、供給させることができ、そして、この場合、第
１の接続端子及び第３または第５の接続端子間でみた電
圧または抵抗の値が、第１の配線層に第１の直流電流を
供給したときの時点と第１の配線層が断線したときの時
点とで変化することから、第１の電圧または抵抗測定器
から、第１の配線層に第１の直流電流を供給開始した時
点と第１の配線層が断線したときの時点とで変化してい
ることを表している測定出力が得られ、また、そのよう
な測定出力が第１の電圧または抵抗測定器から得られれ
ば、時間測定器において、第１の配線層に第１の直流電
流を供給開始した時点と第１の配線層が断線したときの
時点の間の時間T₁を表している測定出力を得ることがで
きる。 また、第１の配線層に電流源から第１の直流電流を供給
させると同時的にまたは前後して、第２の配線層に、電
流源から、第２の直流電流を、供給させることができ、
そして、この場合、第２の接続端子及び第４または第５
の接続端子間でみた電圧または抵抗の値が、第２の配線
層に第２の直流電流を供給したときの時点と第２の配線
層が断線したときの時点とで変化することから、第２の
電圧または抵抗測定器から、第２の配線層に第２の直流
電流を供給開始した時点と第２の配線層が断線したとき
の時点とで変化していることを表している測定出力が得
られ、また、そのような測定出力が第２の電圧または抵
抗測定器から得られれば、時間測定器において、第２の
配線層に第２の直流電流を供給開始した時点と第２の配
線層が断線したときの時点の間の時間T₂を表している測
定出力が得られる。 さらに、時間測定器において、上述した時間T₁及びT₂を
それぞれ表している測定出力が得られれば、それら時間
T₁及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁）で表される時間
T_Eを表している測定出力を得ることができる。 従って、本願第４番目の発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定用装置によれば、上述した本
願第１番目の発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法に用い得る。

【実施例１】 次に、第１図を伴って本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装置の
第１の実施例を述べよう。 まず、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定用装置の第１の実施例について述べるに、測
定せんとする配線層として用意された２つの配線層11及
び12が選択的に接続される接続端子P1及びP2を有する。 また、それら接続端子P1及びP2間に選択的に接続される
配線層11及び12に、接続端子P1及びP2を通じて電流を供
給させる電流供給路L1及びL2を有する。 さらに、接続端子P1及びP2間に配線層11が接続されてい
るとき、電流供給路L1及びL2を通じて配線層11に第１の
方向に供給する第２図に示すような一定値I_aを有する直
流電流I1を出力し、また、接続端子P1及びP2間に配線層
12が接続されているとき、電流供給路L1及びL2を通じて
配線層11に第１の方向に供給し、次に第１の方向とは逆
に第２の方向に供給する第３図に示すような直流電流I1
と同じ値I_aの直流電流I2を出力する電流源２を有する。 また、接続端子P1及びP2間の電圧または抵抗を測定する
電圧または抵抗測定器３を有する。 さらに、電圧または抵抗測定器３からの、接続端子P1及
びP2間に配線層11を接続し且つ電流源２から直流電流Ｉ
を出力させたときに得られる測定出力S1から、配線層11
への直流電流Ｉの供給開始時点t₀から配線層１が断線す
る時点t_sまでの時間T₁を測定し、電圧または抵抗測定器
３からの、接続端子P1及びP2間に配線層12を接続し且つ
電流源２から直流電流I2を出力させたときに得られる測
定出力S2から、配線層12への直流電流I2の供給開始時点
t_sまで時間T₂を測定するとともに、時間T₁及びT₂から、
T_E＝T₁・T₂／（T1−T2）で表される時間TEを、測定せん
とする配線層のエレクトロマイグレーション寿命として
測定し、その測定出力Ｅを出力する時間測定器４を有す
る。 以上が、本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定用装置の第１の実施例の構成である。 次に、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置を用いた本発明による配線層
のエレクトロマイグレーション寿命測定法の第１の実施
例を述べるに、測定せんとする配線層として、同じ２つ
の配線層11及び12を用意する。 そして、まず、例えば配線層11を、第１図に示すよう
に、配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装
置の接続端子P1及びP2間に接続して、その配線層11に、
電流源２から、第２図で上述した直流電流I1を、その配
線層11が断線するまで一方向に供給する。 しかるときは、接続端子P2及びP2間でみた電圧または抵
抗の値が、配線層11に直流電流Ｉを供給開始したときの
時点t₀と配線層11が断線したときの時点T_sとで変化する
ことから、電圧または抵抗測定器３からの測定出力S1
が、配線層11に直流電流I1を供給開始したときの時点t₀
と配線層11が断線したときの時点t_sとで変化しているこ
とを表している出力で得られる。 また、そのような測定出力S1が電圧または抵抗測定器３
から得られれば、時間測定器４において、時点t₀及びt_s
間の時間T₁を表している測定出力を得ることができる。 また、次に、配線層12を、配線層11に代え、配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定用装置の接続端子P1
及びP2間に接続して、その配線層12に、電流源２から、
第３図で上述した直流電流I2を、その配線層12が断線す
るまで一方向に供給する。 しかるときは、接続端子P1及びP2間でみた電圧または抵
抗の値が、配線層12に直流電流Ｉを供給開始したときの
時点t0と配線層12が断線したときの時点t_sとで変化する
ことから、電圧または抵抗測定器３からの測定出力S2
が、配線層12に直流電流I1を供給開始したときの時点t₀
と配線層11が断線したときの時点t_sとで変化しているこ
とを表している出力で得られる。 また、そのような測定出力S2が電圧または抵抗測定器３
から得られれば、時間測定器４において、時点t₀及びt_s
間の時間T₂を表している測定出力を得ることができる。 さらに、上述したように、時間測定器４において、上述
した時間T₁及びT₂が得られることから、T_E＝T₁・T₂／
（T₁−T₂）で表される時間T_Eを表している測定出力Ｅを
得ることができる。 従って、そのような時間測定器４から得られる測定出力
Ｅによって、それが表している時間T_Eを、測定せんとす
る配線層のエレクトロマイグレーション寿命として測定
する。 以上が、本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定法である。 このような本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法による場合、直流電流I1が供給される
配線層11に関する時間T₁の測定は、第８図で前述した従
来の配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法に
おける時間Ｔの測定と同様であるので、その時間T₁は、
第８図で前述した従来の配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の場合と同様に、サーマルマイグレー
ション効果を加味したエレクトロマイグレーション効果
にもとずいた時間を表している。 一方、直流電流I2が供給される配線層12に関する時間T₂
の測定は、配線層12に直流電流I2を第１及び第２の方向
に順次交互に繰返し供給して行っていることから、直流
電流I2を配線層12に第１の方向に流すときと第２の方向
に流すときとで、エレクトロマイグレーション効果が相
殺されるため、その時間T₂は、実質的にサーマルマイグ
レーション効果のみにもとずいた時間を表している。 しかしながら、時間T₁及びT₂にもとずく測定せんとする
配線層のエレクトロマイグレーション寿命として測定さ
れる時間T_Eは、T₁・T₂／（T₂−T₁）で表される時間で測
定されるので、次に述べる理由で、実質的にエレクトロ
マイグレーション効果の加味されていないエレクトロマ
イグレーション効果のみにもとずく時間を表している。 すなわち、いま、配線層11に直流電流I1を供給した場合
において、配線層11がエレクトロマイグレーション効果
のみによって断線に到る速度をV_Tとし、また、配線層12
に直流電流I2を供給した場合において、配線層12がエレ
クトロマイグレーション効果（上述したようにエレクト
ロマイグレーション効果は伴わないので）によって断線
に到る速度をV_Eとするとき、一般に、配線層11及び12が
断線に到る場合、上述した時間T₂及びT_Eをそれぞれサー
マルマイグレーション効果及びエレクトロマイグレーシ
ョン効果のみにもとずく時間として用いることによっ
て、 V_E・T_E＝V_T・T₂＝Ｑ ……（１） Ｑ＝（V_E＋V_T）・T_T ……（２） の関係が成立し、よって、（１）及び（２）式から、 1/T₁＝1/T_T＋1/T_E ……（３） が得られ、従って、 T_E＝T₁・T₂／（T₂−T₁） ……（４） が得られるからである。 以上のことから、本発明による配線層のエレクトロマイ
グレーション寿命測定法の第１の実施例によれば、時間
T_Eが表している配線層のエレクトロマイグレーション寿
命を、サーマルマイグレーション効果にもとずく誤差を
含んでいないものとして正確に得ることができる。 また、第１図に示す本発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定用装置の第１の実施例によれ
ば、上述したところから明らかなように、上述した本発
明による配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定
法の第１の実施例に用い得る。

【実施例２】 次に、第４図を伴って本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装置の
第２の実施例を述べよう。 第４図において、第１図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 まず、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定用装置の第２の実施例について述べるに、第
１図で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第１の実施例において、そ
の「接続端子P2」が「接続端子P3」と読み替えられ、従
って、配線層11が接続される接続端子P1及びP2を有し、
また、配線層12が接続される接続端子P2及びP4を有し、
さらに、接続端子P1及びP2を選択する選択スイッチ５を
有し、従って、電流供給路L1及びL2が選択スイッチ５を
通じて接続端子P1及びP2、及びP3及びP2に選択的に接続
されることを除いて、第４図で上述した本発明による配
線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装置の第
２の実施例の場合と同様の構成を有する。 次に、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定法の第３の実施例について述べるに、第１図
で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の第２の実施例において、配線層11及
び12に、選択スイッチ５を介して、洗濯的に直流電流I1
及びI2がそれぞれ供給されることを除いて、第１図で上
述した本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定法の第１の実施例と同様である。 上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定法の第２の実施例によれば、上述した事項
を除いて、上述した本発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定法の第１の実施例の場合と同様
であるので、詳細説明は省略するが、上述した本発明に
よる配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法の
第１の実施例の場合と同様の作用効果が得られる。 また、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例によれば、上
述した事項を除いて、上述した本発明による配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定用装置の第１の実施
例の場合と同様の構成を有するので、詳細説明は省略す
るが、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例の場合と同様
の作用効果が得られる。

【実施例３】 次に、第５図を伴って本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装置の
第３の実施例を述べよう。 第５図において、第４図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 まず、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定用装置の第３の実施例について述べるに、第
４図で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例において、そ
の接続端子P3及びP4が、第１及び第２の配線層11及び12
の他端がともに接続される１つの接続端子P5に置換さ
れ、従って、「接続端子P3及びP4」を「接続端子P5」と
読み替えたことを除いて、第４図で上述した本発明によ
る配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装置
の第２の実施例の場合と同様の構成を有する。 次に、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定法の第３の実施例について述べるに、第４図
で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の第２の実施例において、「接続端子
P3及びP4」を「接続端子P5」と読み替えたことを除い
て、第４図で上述した本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法の第２の実施例と同様であ
る。 上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定法の第３の実施例によれば、上述した事項
を除いて、上述した本発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定法の第２の実施例の場合と同様
であるので、詳細説明は省略するが、上述した本発明に
よる配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法の
第２の実施例の場合と同様の作用効果が得られる。 また、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第３の実施例によれば、上
述した事項を除いて、上述した本発明による配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定用装置の第２の実施
例の場合と同様の構成を有するので、詳細説明は省略す
るが、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例の場合と同様
の作用効果が得られる。

【実施例４】 次に、第６図を伴って本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装置の
第４の実施例を述べよう。 第６図において、第４図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 まず、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定用装置の第３の実施例について述べるに、第
４図で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例において、電
流供給路L1及びL2が、接続端子P1及びP2に接続されてい
る電流供給路L1及びL2、及び接続端子P3及びP2に接続さ
れている電流供給路L21及びL22に置換され、これに応じ
て、電圧または抵抗測定器３が、接続端子P1及びP2の電
圧または抵抗を測定する電圧または抵抗測定器31と、接
続端子P3及びP4の電圧または抵抗を測定する電圧または
抵抗測定器32とに置換されていることを除いて、第４図
で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定用装置の第２の実施例の場合と同様の構
成を有する。 次に、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定法の第４の実施例について述べるに、第４図
で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の第２の実施例において、配線層11に
直流電流I1を供給するとき「電流供給路L1及びL2」を、
「電流供給路L11及びL12」と読み替え且つ「電圧または
抵抗測定器３」を「電圧または抵抗測定器31」に読み替
え、また、配線層12に直流電流I2を供給するとき「電流
供給路L1及びL2」を、「電流供給路L21及びL22」と読み
替え且つ「電圧または抵抗測定器３」を「電圧または抵
抗測定器32」に読み替えたことを除いて、第４図で上述
した本発明による配線層のエレクトロマイグレーション
寿命測定法の第２の実施例と同様である。 上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定法の第４の実施例によれば、上述した事項
を除いて、上述した本発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定法の第２の実施例の場合と同様
であるので、詳細説明は省略するが、上述した本発明に
よる配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法の
第２の実施例の場合と同様の作用効果が得られる。 また、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第４の実施例によれば、上
述した事項を除いて、上述した本発明による配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定用装置の第２の実施
例の場合と同様の構成を有するので、詳細説明は省略す
るが、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第２の実施例の場合と同様
の作用効果が得られる。

【実施例５】 次に、第７図を伴って本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法、及びそれに用いる装置の
第５の実施例を述べよう。 第７図において、第６図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 まず、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定用装置の第５の実施例について述べるに、第
６図で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第４の実施例において、そ
の接続端子P3及びP4が、第１及び第２の配線層11及び12
の他端がともに接続される１つの接続端子P5に置換さ
れ、従って、「接続端子P3及びP4」を「接続端子P5」と
読み替えたことを除いて、第６図で上述した本発明によ
る配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装置
の第４の実施例の場合と同様の構成を有する。 次に、本発明による配線層のエレクトロマイグレーショ
ン寿命測定法の第５の実施例について述べるに、第６図
で上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法の第２の実施例において、「接続端子
P3及びP4」を「接続端子P5」と読み替えたことを除い
て、第６図で上述した本発明による配線層のエレクトロ
マイグレーション寿命測定法の第２の実施例と同様であ
る。 上述した本発明による配線層のエレクトロマイグレーシ
ョン寿命測定法の第５の実施例によれば、上述した事項
を除いて、上述した本発明による配線層のエレクトロマ
イグレーション寿命測定法の第４の実施例の場合と同様
であるので、詳細説明は省略するが、上述した本発明に
よる配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法の
第４の実施例の場合と同様の作用効果が得られる。 また、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第５の実施例によれば、上
述した事項を除いて、上述した本発明による配線層のエ
レクトロマイグレーション寿命測定用装置の第４の実施
例の場合と同様の構成を有するので、詳細説明は省略す
るが、上述した本発明による配線層のエレクトロマイグ
レーション寿命測定用装置の第４の実施例の場合と同様
の作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による配線層のエレクトロマイグレー
ション寿命測定法、及びそれに用いる装置の第１の実施
例を示す系統的接続図である。 第２図及び第３図は、その説明に供する電流波形を示す
図である。 第４図、第５図、第６図及び第７図は、本発明による配
線層のエレクトロマイグレーション寿命測定法、及びそ
れに用いる装置の第２、第３、第４及び第５の実施例を
示す系統的接続図である。 第８図は、従来の配線層のエレクトロマイグレーション
寿命測定法、及びそれに使用する装置を示す系統的接続
図である。 第９図は、その説明に供する電流波形を示す図である。 ２……電流源 ３……抵抗測定器 ４……時間測定器 ５……選択スイッチ 11……第１の配線層 12……第２の配線層 Ｉ……直流電流 L1、L2、L11、L12、L21、L22……電流供給路 P1、P2、P3、P4、P5……接続端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定せんとする配線層として、同じ２つの
   第１及び第２の配線層を用意し、 上記第１の配線層に、第１の直流電流を、第１の方向に
   連続的に供給することを、当該第１の配線層が断線する
   まで行い、その断線までの時間T₁を測定することと、上
   記第２の配線層に、上記第１の直流電流と同じ値の第２
   の直流電流を、第１の方向に連続的に供給し、次で上記
   第１の方向とは逆の第２の方向に連続的に供給すること
   とを、当該第２の配線層が断線するまで順次交互に繰返
   し行い、その断線までの時間T₂を測定することとを、時
   間的に前後してまたは同時的に行い、 上記時間T₁及びT₂から、T_E＝T₁・T2/（T2−T1）で表さ
   れる時間TEを測定せんとする配線層のエレクトロマイグ
   レーション寿命として測定することを特徴とする配線層
   のエレクトロマイグレーション寿命測定法。
2. 【請求項２】測定せんとする配線層として用意された第
   １及び第２の配線層が選択的に接続される第１及び第２
   の接続端子と、 上記第１及び第２の接続端子間に選択的に接続される第
   １及び第２の配線層に、上記第１及び第２の接続端子を
   通じて電流を供給させる電流供給路と、 上記第１及び第２の接続端子間に上記第１の配線層が接
   続されているとき、上記電流供給路を通じて上記第１の
   配線層に第１の方向に供給する第１の直流電流を出力
   し、上記第１及び第２の接続端子間に上記第２の配線層
   が接続されているとき、上記電流供給路を通じて上記第
   ２の配線層に第１の方向に供給し、次で第１の方向とは
   逆の第２の方向に供給することを交互順次に繰返す上記
   第１の直流電流と同じ値の第２の直流電流を出力する電
   流源と、 上記第１及び第２の接続端子間の電圧または抵抗を測定
   する電圧または抵抗測定器と、 上記電圧または抵抗測定器からの、上記第１及び第２の
   接続端子間に上記第１の配線層を接続し且つ上記電流源
   から上記第１の直流電流を出力させたときに得られる測
   定出力から、上記第１の配線層への上記第１の直流電流
   の供給開始時点から上記第１の配線層が断線する時点ま
   で時間T₁を測定し、且つ上記電圧または抵抗測定器から
   の、上記第１及び第２の接続端子間に上記第２の配線層
   を接続し且つ上記電流源から上記第２の直流電流を出力
   させたときに得られる測定出力から、上記第２の配線層
   への上記第２の直流電流の供給開始時点から上記第２の
   配線層が断線する時点まで時間T₂を測定するとともに、
   上記時間T1及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T1−T2）で表さ
   れる時間TEを測定せんとする配線層のエレクトロマイグ
   レーション寿命として測定する時間測定器とを有するこ
   とを特徴とする配線層のエレクトロマイグレーション寿
   命測定用装置。
3. 【請求項３】測定せんとする配線層として用意された第
   １及び第２の配線層の一端がそれぞれ接続される第１及
   び第２の接続端子と、 上記第１及び第２の配線層の他端がそれぞれ接続される
   第３及び第４の接続端子または上記第１及び第２の配線
   層の他端がともに接続される第５の接続端子と、 上記第１及び第２の接続端子を選択する選択スイッチ
   と、 上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
   間、及び上記第２の接続端子及び上記第４または第５の
   接続端子間に上記選択スイッチを通じてそれぞれ接続さ
   れる第１及び第２の配線層に、上記選択スイッチを通じ
   且つ上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続
   端子、及び上記第２の接続端子及び上記第４または第５
   の接続端子をそれぞれ通じて電流を供給させる電流供給
   路と、 上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
   間に上記選択スイッチを通じて上記第１の配線層が接続
   されているとき、上記電流供給路を通じて上記第１の配
   線層に第１の方向に供給する第１の直流電流を出力し、
   上記第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子
   間に上記選択スイッチを通じて上記第２の配線層が接続
   されているとき、上記電流供給路を通じて上記第２の配
   線層に第１の方向に供給し、次で第２の方向に供給する
   ことを交互順次に繰返す上記第１の直流電流と同じ値の
   第２の直流電流を出力する電流源と、 上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
   間、及び上記第２の接続端子及び上記第４または第５の
   接続端子間の電圧または抵抗を測定する電圧または抵抗
   測定器と、 上記電圧または抵抗測定器からの、上記第１の接続端子
   及び上記第３または第５の接続端子間に上記第１の配線
   層を接続し且つ上記電流源から上記第１の直流電流を出
   力させたときに得られる出力から、上記第１の配線層へ
   の上記第１の直流電流の供給開始時点から上記第１の配
   線層が断線する時点まで時間T₁を測定し、且つ上記電圧
   または抵抗測定器からの、上記第２の接続端子及び上記
   第４または第５の接続端子間に上記第２の配線層を接続
   し且つ上記電流源から上記第２の直流電流を出力させた
   ときに得られる出力から、上記第２の配線層への上記第
   ２の直流電流の供給開始時点から上記第２の配線層が断
   線する時点まで時間T₂を測定するとともに、上記時間T₁
   及びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₁−T₂）で表される時間T_E
   を測定せんとする配線層のエレクトロマイグレーション
   寿命として測定する時間測定器とを有することを特徴と
   する配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装
   置。
4. 【請求項４】測定せんとする配線層として用意された第
   １及び第２の配線層の一端がそれぞれ接続される第１及
   び第２の接続端子と、 上記第１及び第２の配線層の他端がそれぞれ接続される
   第３及び第４の接続端子または上記第１及び第２の配線
   層の他端がともに接続される第５の接続端子と、 上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
   間に接続される第１の配線層に、上記第１の接続端子及
   び上記第３または第５の接続端子を通じて電流を供給さ
   せる第１の電流供給路と、 上記第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子
   間に接続される第２の配線層に、上記第２の接続端子及
   び上記第４または第５の接続端子を通じて電流を供給さ
   せる第２の電流供給路と、 上記第１の電流供給路を通じて上記第１の配線層に第１
   の方向に供給する第１の直流電流を出力し、且つ上記第
   ２の電流供給路を通じて上記第２の配線層に第１の方向
   に供給し、次で第２の方向に供給することを交互順次に
   繰返す上記第１の直流電流と同じ値の第２の直流電流を
   出力する電流源と、 上記第１の接続端子及び上記第３または第５の接続端子
   間の電圧または抵抗を測定する第１の電圧または抵抗測
   定器と、 上記第２の接続端子及び上記第４または第５の接続端子
   間の電圧または抵抗を測定する第２の電圧または抵抗測
   定器と、 上記第１の電圧または抵抗測定器からの、上記電流源か
   ら上記第１の直流電流を出力させたときに得られる出力
   から、上記第１の配線層への上記第１の直流電流の供給
   開始時点から上記第１の配線層が断線する時点まで時間
   T1を測定し、且つ上記第２の電圧または抵抗測定器から
   の、上記電流源から上記第２の直流電流を出力させたと
   きに得られる出力から、上記第２の配線層への上記第２
   の直流電流の供給開始時点から上記第２の配線層が断線
   する時点まで時間T₂を測定するとともに、上記時間T₁及
   びT₂から、T_E＝T₁・T₂／（T₁−T₂）で表される時間T_Eを
   測定せんとする配線層のエレクトロマイグレーション寿
   命として測定する時間測定器とを有することを特徴とす
   る配線層のエレクトロマイグレーション寿命測定用装
   置。