JP2006165222A - Method for inspecting wiring formation process, process for fabricating semiconductor device, semiconductor substrate for evaluation, and semiconductor device - Google Patents

Method for inspecting wiring formation process, process for fabricating semiconductor device, semiconductor substrate for evaluation, and semiconductor device Download PDF

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JP2006165222A JP2004353670A JP2004353670A JP2006165222A JP 2006165222 A JP2006165222 A JP 2006165222A JP 2004353670 A JP2004353670 A JP 2004353670A JP 2004353670 A JP2004353670 A JP 2004353670A JP 2006165222 A JP2006165222 A JP 2006165222A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To judge whether the conditions of a wiring formation process are appropriate or not easily and inexpensively. <P>SOLUTION: The inspection method of a wiring formation process comprises a step for forming a plurality of underlying interconnect lines 2a, 2b and 2c of different width substantially in parallel above a semiconductor substrate 1 for monitor, a step for forming an insulating film 4 on the plurality of underlying interconnect lines 2a, 2b and 2c, a step for forming a conductive film on the insulating film 4, a step for forming an evaluation wiring pattern 6 across the plurality of underlying interconnect lines 2a, 2b and 2c, a step for measuring the resistance of the evaluation wiring pattern 6, and a step for altering at least one of the forming condition of the conductive film and the patterning condition of the conductive film when the resistance does not satisfy a reference, and judges that the forming condition of the conductive film and the patterning condition of the conductive film are appropriate when the resistance satisfies the reference. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、配線形成工程の検査方法、半導体装置の製造方法、評価用半導体基板、及び半導体装置に関する。特に本発明は、配線形成工程の条件が適切であるか否かを容易かつ安価に判断することができる配線形成工程の検査方法、半導体装置の製造方法、評価用半導体基板、及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a wiring formation process inspection method, a semiconductor device manufacturing method, an evaluation semiconductor substrate, and a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a wiring formation process inspection method, a semiconductor device manufacturing method, an evaluation semiconductor substrate, and a semiconductor device that can easily and inexpensively determine whether or not the conditions of the wiring formation process are appropriate.

図10(A)は、従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図である。図10(B)は、図10(A)の平面図である。これらの図に示す半導体装置は、シリコン基板101に素子分離膜102が埋め込まれることにより、素子領域が互いに分離されている。   FIG. 10A is a cross-sectional view for explaining the structure of a conventional semiconductor device. FIG. 10B is a plan view of FIG. In the semiconductor device shown in these drawings, element regions are isolated from each other by embedding an element isolation film 102 in a silicon substrate 101.

素子領域にはトランジスタが形成されている。すなわち、シリコン基板101の表面にはゲート酸化膜103が形成されており、ゲート酸化膜103上にはゲート電極104が形成されている。ゲート電極104の側面は、サイドウォール105で覆われている。シリコン基板101には、ソース及びドレインとして機能する不純物領域107a,107b、及びサイドウォール105の下方に位置する低濃度不純物領域(LDD領域)106a,106bが形成されている。   Transistors are formed in the element region. That is, the gate oxide film 103 is formed on the surface of the silicon substrate 101, and the gate electrode 104 is formed on the gate oxide film 103. A side surface of the gate electrode 104 is covered with a sidewall 105. In the silicon substrate 101, impurity regions 107a and 107b functioning as a source and a drain, and low-concentration impurity regions (LDD regions) 106a and 106b located below the sidewall 105 are formed.

トランジスタ上には、第1の層間絶縁膜108、及び第1のAl合金配線109a,109b,109cが形成されている。第1のAl合金配線109a,109bそれぞれは、接続孔(図示せず)を介して不純物領域107a,107bに接続されており、第1のAl合金配線109cは接続孔108aを介してゲート電極104に接続されている。
また、第1の層間絶縁膜108及び第1のAl合金配線109a,109b,109cそれぞれ上には、第2の層間絶縁膜110、及び第2のAl合金配線111が形成されている。第2のAl合金配線111は、第1のAl合金配線109a,109b,109cに略直交する方向に引き回されている(例えば特許文献1参照)。
A first interlayer insulating film 108 and first Al alloy wirings 109a, 109b, and 109c are formed on the transistor. The first Al alloy wirings 109a and 109b are connected to the impurity regions 107a and 107b through connection holes (not shown), respectively, and the first Al alloy wiring 109c is connected to the gate electrode 104 through the connection holes 108a. It is connected to the.
A second interlayer insulating film 110 and a second Al alloy wiring 111 are formed on the first interlayer insulating film 108 and the first Al alloy wirings 109a, 109b, and 109c, respectively. The second Al alloy wiring 111 is routed in a direction substantially orthogonal to the first Al alloy wiring 109a, 109b, 109c (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−332398号公報(図1(d))Japanese Patent Laying-Open No. 2003-332398 (FIG. 1D)

配線パターンは、下地膜の段差の影響を受けやすく、段差が存在する部分で断線や細り(例えば図10(B)の符号111aで示す部分)が生じやすい。従来は、レジストパターンを現像した後、または配線パターンを形成した後に外観検査を行うことにより、これらの異常を検出する場合が多かった。   The wiring pattern is easily affected by the step of the base film, and disconnection or thinning (for example, a portion indicated by reference numeral 111a in FIG. 10B) is likely to occur at the portion where the step exists. Conventionally, these abnormalities are often detected by performing an appearance inspection after developing a resist pattern or forming a wiring pattern.

外観検査には、顕微鏡を使って目視検査を行う方法、及び自動外観検査装置を用いる方法がある。前者の方法は検査数に限界があるため、異常を見落とす可能性があった。後者は装置が高価であり、かつ、検査に時間を要していた。   The visual inspection includes a method of performing visual inspection using a microscope and a method of using an automatic visual inspection apparatus. Since the former method has a limit on the number of examinations, there was a possibility of overlooking the abnormality. In the latter case, the apparatus is expensive and the inspection takes time.

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、配線形成工程の条件が適切であるか否かを容易かつ安価に判断することができる配線形成工程の検査方法、半導体装置の製造方法、評価用半導体基板、及び半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection method for a wiring formation process that can easily and inexpensively determine whether or not the conditions of the wiring formation process are appropriate. A semiconductor device manufacturing method, an evaluation semiconductor substrate, and a semiconductor device are provided.

上記課題を解決するため、本発明に係る配線形成工程の検査方法は、半導体基板の上方に、互いに略平行かつ幅が互いに異なる複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
を具備する。
In order to solve the above problems, an inspection method of a wiring forming process according to the present invention includes a process of forming a plurality of base wirings substantially parallel to each other and having different widths above a semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
It comprises.

この配線形成工程の検査方法によれば、評価用配線パターンの下方には、幅が互いに異なる複数の下地配線が形成されている。このため、評価用配線パターンの下地となる絶縁膜は、半導体装置の層間絶縁膜と同様に、表面に、下地配線に起因した凹凸が形成される。このため、評価用配線パターンは、半導体装置に近い状態に形成され、配線形成工程の条件が適切であるか否かの検出感度が高くなる。また、評価用配線パターンの抵抗を測定することにより、容易かつ安価に評価用配線パターンが正常であるか否かを判断することができる。
このように、本配線形成工程の検査方法によれば、容易且つ安価に配線形成工程の条件が適切であるか否かを精度よく判断することができる。
According to this inspection method of the wiring formation process, a plurality of base wirings having different widths are formed below the evaluation wiring pattern. For this reason, the insulating film serving as the base of the evaluation wiring pattern is formed with unevenness due to the base wiring on the surface, like the interlayer insulating film of the semiconductor device. For this reason, the wiring pattern for evaluation is formed in a state close to the semiconductor device, and the detection sensitivity of whether or not the conditions of the wiring forming process are appropriate increases. Further, by measuring the resistance of the evaluation wiring pattern, it can be easily and inexpensively determined whether or not the evaluation wiring pattern is normal.
Thus, according to the inspection method of the present wiring formation process, it is possible to easily and accurately determine whether or not the conditions of the wiring formation process are appropriate.

評価用配線パターンを形成する工程の後に、評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、抵抗値が基準を満たさない場合には、導電膜の形成条件及び導電膜のパターニング条件の少なくとも一つを変更し、抵抗値が基準を満たす場合には、絶縁膜の形成条件、導電膜の形成条件、及び導電膜のパターニング条件それぞれが適切であると判断する工程とを具備してもよい。
評価用配線パターンを形成する工程において、評価用配線パターンが、複数の下地配線を複数回略直角に跨ぐように形成してもよい。この場合、評価用配線パターンの検出感度は更に高くなる。
After the step of forming the evaluation wiring pattern, at least one of the step of measuring the resistance of the evaluation wiring pattern and the conductive film formation condition and the conductive film patterning condition when the resistance value does not satisfy the standard. In the case where the resistance value satisfies the criteria, a step of determining that the insulating film formation conditions, the conductive film formation conditions, and the conductive film patterning conditions are appropriate may be included.
In the step of forming the evaluation wiring pattern, the evaluation wiring pattern may be formed so as to straddle a plurality of base wirings a plurality of times at a substantially right angle. In this case, the detection sensitivity of the evaluation wiring pattern is further increased.

最も細い下地配線の幅は、検査対象となる配線形成工程で形成される最も細い配線の幅に略等しく、最も太い下地配線の幅は、検査対象となる配線形成工程で形成される最も太い配線の幅に略等しいのが好ましい。   The width of the thinnest base wiring is approximately equal to the width of the thinnest wiring formed in the wiring forming process to be inspected, and the width of the thickest base wiring is the thickest wiring formed in the wiring forming process to be inspected. Is preferably approximately equal to the width of.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板のチップ領域に第1の配線層を形成するとともに、前記半導体基板のダイシングラインに、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記第1の配線層及び前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記チップ領域に、第2の配線層を形成するとともに、前記ダイシングラインに、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程とを具備する。
第1の配線層は、例えばポリシリコン配線又はAl合金配線のいずれかである。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes forming a first wiring layer in a chip region of a semiconductor substrate and forming a plurality of base wirings substantially parallel to each other on a dicing line of the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the first wiring layer and the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a second wiring layer in the chip region by patterning the conductive film, and forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wirings in the dicing line.
The first wiring layer is, for example, either polysilicon wiring or Al alloy wiring.

この半導体装置の製造方法によれば、ダイシングラインに形成された評価用配線パターンの抵抗を測定することにより、容易且つ安価に配線形成工程の条件が適切であるか否かを判断することができる。   According to this method for manufacturing a semiconductor device, it is possible to easily and inexpensively determine whether or not the conditions of the wiring formation process are appropriate by measuring the resistance of the evaluation wiring pattern formed on the dicing line. .

最も細い前記下地配線の幅は、前記第1の配線層が有する最も細い配線の幅に略等しく、最も太い前記下地配線の幅は、前記第1の配線層が有する最も太い配線の幅に略等しいのが好ましい。   The width of the thinnest base wiring is approximately equal to the width of the thinnest wiring included in the first wiring layer, and the width of the thickest base wiring is approximately equal to the width of the thickest wiring included in the first wiring layer. Preferably equal.

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、配線形成用レジストパターンの形成条件を設定する工程と、
絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜上に配線形成用レジストパターンを形成する工程と、
前記配線形成用レジストパターンをマスクとして、前記導電膜をエッチングすることにより、前記絶縁膜上に配線を形成する工程と、
を具備し、
前記配線形成用レジストパターンの形成条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記配線形成用レジストパターンを形成する条件で、前記導電膜上に評価用レジストパターンを形成する工程と、
前記評価用レジストパターンを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記配線形成用レジストパターンの形成条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記配線形成用レジストパターンの形成条件が適切であると判断する工程とを具備する。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of setting a formation condition of a resist pattern for wiring formation,
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a resist pattern for wiring formation on the conductive film;
Forming a wiring on the insulating film by etching the conductive film using the resist pattern for wiring formation as a mask;
Comprising
The step of setting the formation conditions of the wiring formation resist pattern,
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a resist pattern for evaluation on the conductive film under conditions for forming the resist pattern for wiring formation;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film using the resist pattern for evaluation; and
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the formation condition of the wiring formation resist pattern is changed. When the resistance value satisfies the standard, the formation condition of the wiring formation resist pattern is appropriate. Determining.

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、導電膜形成装置の動作条件を設定する工程と、
前記導電膜形成装置を用いて、絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記絶縁膜上に配線を形成する工程と、
を具備し、
前記導電膜形成装置の動作条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記導電膜形成装置を用いて、前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記導電膜形成装置の動作条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記導電膜形成装置の動作条件が適切であると判断する工程とを具備する。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of setting operating conditions of a conductive film forming device,
Forming a conductive film on an insulating film using the conductive film forming apparatus;
Forming a wiring on the insulating film by patterning the conductive film;
Comprising
The step of setting operating conditions of the conductive film forming apparatus includes:
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film using the conductive film forming apparatus;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the operating condition of the conductive film forming apparatus is changed. When the resistance value satisfies the standard, it is determined that the operating condition of the conductive film forming apparatus is appropriate. A process.

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、絶縁膜形成装置の動作条件を設定する工程と、
前記絶縁膜形成装置を用いて、第1の配線層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第2の配線層を形成する工程と、
を具備し、
前記絶縁膜形成装置の動作条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記絶縁膜形成装置を用いて、前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記絶縁膜形成装置の動作条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記絶縁膜形成装置の動作条件が適切であると判断する工程とを具備する。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of setting operating conditions of an insulating film forming apparatus,
Forming an insulating film on the first wiring layer using the insulating film forming apparatus;
Forming a second wiring layer on the insulating film;
Comprising
The step of setting operating conditions of the insulating film forming apparatus includes:
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings using the insulating film forming apparatus;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the operating condition of the insulating film forming apparatus is changed. When the resistance value satisfies the standard, it is determined that the operating condition of the insulating film forming apparatus is appropriate. A process.

本発明に係る評価用半導体基板は、互いに略平行に形成された複数の下地配線と、
前記複数の下地配線上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンとを具備する。
A semiconductor substrate for evaluation according to the present invention includes a plurality of base wirings formed substantially parallel to each other,
An insulating film formed on the plurality of base wirings;
And an evaluation wiring pattern formed on the insulating film and straddling the plurality of base wirings.

本発明に係る半導体装置は、半導体基板の上方に形成され、チップ領域に位置する第1の配線層と、
前記半導体基板の上方に形成され、前記配線層と同一層かつダイシングラインの上方に位置し、互いに略平行である複数の下地配線と、
前記第1の配線層上及び前記複数の下地配線上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記チップ領域に位置する第2の配線層と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンとを具備する。
A semiconductor device according to the present invention is formed above a semiconductor substrate, a first wiring layer located in the chip region,
A plurality of underlying wirings formed above the semiconductor substrate, located on the same layer as the wiring layer and above the dicing line, and substantially parallel to each other;
An insulating film formed on the first wiring layer and the plurality of base wirings;
A second wiring layer formed on the insulating film and located in the chip region;
And an evaluation wiring pattern formed on the insulating film and straddling the plurality of base wirings.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1(A)、図2及び図3(A)は、本発明の第1の実施形態に係る配線形成工程の検査方法を説明する為のモニター用のシリコン基板の断面図である。図1(B)及び図3(B)は、それぞれ図1(A)及び図3(A)の状態におけるモニター用のシリコン基板の平面図である。本実施形態では、モニター用のシリコン基板1にTEG(Test Element Group)を形成し、このTEGの抵抗値を測定することにより、配線形成工程で用いられるAl合金膜形成装置、及び露光装置の動作条件が適切であるか否かを判断する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A, FIG. 2 and FIG. 3A are cross-sectional views of a silicon substrate for monitoring for explaining an inspection method in a wiring forming process according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 1B and 3B are plan views of the silicon substrate for monitoring in the states of FIGS. 1A and 3A, respectively. In the present embodiment, a TEG (Test Element Group) is formed on the silicon substrate 1 for monitoring, and the resistance value of the TEG is measured to thereby operate the Al alloy film forming apparatus and the exposure apparatus used in the wiring forming process. Determine whether the conditions are appropriate.

まず、図1(A)に示すように、シリコン基板1上に下地導電膜を形成する。下地導電膜は、例えばポリシリコン膜であるが、Al合金膜であってもよい。下地導電膜は、ポリシリコン膜である場合はCVD法により形成され、Al合金膜である場合はスパッタリング法により形成される。   First, as shown in FIG. 1A, a base conductive film is formed on a silicon substrate 1. The underlying conductive film is, for example, a polysilicon film, but may be an Al alloy film. The underlying conductive film is formed by a CVD method when it is a polysilicon film, and is formed by a sputtering method when it is an Al alloy film.

次いで、下地導電膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する、これにより、下地導電膜上にはレジストパターン50が形成される。次いで、レジストパターン50をマスクとして下地導電膜をエッチングする。これにより、下地絶縁膜はパターニングされ、下地配線2a,2b,2cが形成される。   Next, a photoresist film is applied on the underlying conductive film, and the photoresist film is exposed and developed, whereby a resist pattern 50 is formed on the underlying conductive film. Next, the underlying conductive film is etched using the resist pattern 50 as a mask. As a result, the base insulating film is patterned and base wirings 2a, 2b, and 2c are formed.

図1(B)に示すように、下地配線2a,2b,2cは、互いに略平行に形成されており、幅が互いに異なっている。下地配線2a,2b,2cの間隔は、例えば実際の配線形成工程で形成される配線の間隔に略等しいか、これよりやや狭い。また、下地配線2aの幅は、例えば実際の配線形成工程で形成される配線の最小幅に等しく、下地配線2cの幅は、例えば実際の配線形成工程で形成される配線の最大幅に等しい。   As shown in FIG. 1B, the underlying wirings 2a, 2b, 2c are formed substantially parallel to each other and have different widths. The spacing between the underlying wirings 2a, 2b, 2c is, for example, substantially equal to or slightly narrower than the spacing between the wirings formed in the actual wiring forming process. Further, the width of the base wiring 2a is, for example, equal to the minimum width of the wiring formed in the actual wiring formation process, and the width of the base wiring 2c is, for example, equal to the maximum width of the wiring formed in the actual wiring formation process.

その後、図2に示すように、レジストパターン50を除去する。次いで、シリコン基板1上に、下地配線2a,2b,2cそれぞれを覆うように、層間絶縁膜4を形成する。層間絶縁膜4は酸化シリコンを主成分としており、例えばCVD装置を用いて形成される。層間絶縁膜4の形成条件は、実際の配線形成工程における条件と同一である。層間絶縁膜4の表面には、下地配線2a,2b,2cそれぞれとシリコン基板1の段差の影響により、凹凸が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 2, the resist pattern 50 is removed. Next, an interlayer insulating film 4 is formed on the silicon substrate 1 so as to cover the underlying wirings 2a, 2b, and 2c. The interlayer insulating film 4 contains silicon oxide as a main component and is formed using, for example, a CVD apparatus. The conditions for forming the interlayer insulating film 4 are the same as those in the actual wiring forming process. Concavities and convexities are formed on the surface of the interlayer insulating film 4 due to the effects of the steps of the underlying wirings 2 a, 2 b, 2 c and the silicon substrate 1.

次いで、図3(A)に示すように、スパッタリング装置を用いて、層間絶縁膜4上にAl合金膜を形成する。ここで用いられるスパッタリング装置及びその動作条件は、実際の配線形成工程における条件と同一である。   Next, as shown in FIG. 3A, an Al alloy film is formed over the interlayer insulating film 4 by using a sputtering apparatus. The sputtering apparatus and its operating conditions used here are the same as those in the actual wiring formation process.

次いで、Al合金膜上にフォトレジスト膜(図示せず)を、塗布装置を用いて塗布する。次いで、このフォトレジスト膜を、露光装置を用いて露光し、さらに現像装置を用いて現像する。これにより、Al合金膜上にはレジストパターンが形成される。ここで用いられる塗布装置、露光装置及び現像装置、ならびにこれらの動作条件は、それぞれ実際のAl合金配線形成工程と同一である。   Next, a photoresist film (not shown) is applied on the Al alloy film using a coating apparatus. Next, the photoresist film is exposed using an exposure apparatus and further developed using a developing apparatus. Thereby, a resist pattern is formed on the Al alloy film. The coating device, the exposure device, the developing device, and the operating conditions used here are the same as in the actual Al alloy wiring forming process.

次いで、上記したレジストパターンをマスクとしてAl合金膜をエッチングする。これにより、Al合金膜はパターニングされ、TEG6が形成される。ここで用いられるエッチング装置及びエッチング条件は、それぞれ実際のAl合金配線形成工程と同一である。   Next, the Al alloy film is etched using the resist pattern as a mask. Thereby, the Al alloy film is patterned and TEG 6 is formed. The etching apparatus and etching conditions used here are the same as in the actual Al alloy wiring forming process.

図3(B)に示すように、TEG6は下地配線2a,2cそれぞれの外側で180°折れ曲がっており、下地配線2a,2b,2cの上方を複数回略直角に跨っている。TEG6の両端には、端子を接続するためのパッド6a,6bが形成されている。パッド6a,6bそれぞれに端子を接続してTEG6の電気抵抗を測定し、測定値が高いか否かを判断することにより、TEG6における断線や細りの有無を検出することができる。   As shown in FIG. 3B, the TEG 6 is bent 180 ° outside the base wirings 2a and 2c, and extends over the base wirings 2a, 2b, and 2c a plurality of times at a substantially right angle. Pads 6 a and 6 b for connecting terminals are formed at both ends of the TEG 6. By connecting a terminal to each of the pads 6a and 6b, measuring the electrical resistance of the TEG 6, and determining whether the measured value is high, it is possible to detect the presence or absence of disconnection or thinness in the TEG 6.

TEG6の電気抵抗が十分に低く基準を満たす場合、Al合金膜を形成するためのスパッタリング装置、フォトレジスト膜を塗布する装置、露光装置、現像装置、及びエッチング装置の動作条件それぞれが適切であると判断し、半導体装置の製造を開始し、配線を形成する。
電気抵抗が高く基準を満たさない場合、TEG6を電子顕微鏡で目視検査して異常個所を特定し、断線が生じているか、又は配線が細くなっているかを判断する。
When the electrical resistance of the TEG 6 is sufficiently low and satisfies the standard, the operating conditions of the sputtering apparatus for forming the Al alloy film, the apparatus for applying the photoresist film, the exposure apparatus, the developing apparatus, and the etching apparatus are appropriate. Judgment is made, the manufacture of the semiconductor device is started, and the wiring is formed.
When the electrical resistance is high and does not satisfy the standard, the TEG 6 is visually inspected with an electron microscope to identify an abnormal part, and it is determined whether a disconnection has occurred or the wiring is thin.

図4は、TEG6に断線が生じている第1の例を示す平面図である。本図に示す断線6cは、下地配線(例えば2b)とシリコン基板1の境目、すなわち段差がある部分に生じている。この部分に断線が生じる原因としては、Al合金膜のカバレッジが悪く、段差部分でAl合金膜が形成されないことがある。他の原因としては、段差部分でフォトレジスト膜が薄く塗布されてしまうため、Al合金膜をエッチングする際にレジストパターンがすべて除去されてしまうことがある。   FIG. 4 is a plan view showing a first example in which a disconnection occurs in the TEG 6. The disconnection 6c shown in this drawing occurs at the boundary between the base wiring (for example, 2b) and the silicon substrate 1, that is, at a portion where there is a step. The cause of the disconnection in this part is that the coverage of the Al alloy film is poor and the Al alloy film is not formed at the step part. Another reason is that since the photoresist film is thinly applied at the stepped portion, the entire resist pattern may be removed when the Al alloy film is etched.

図4に示した異常が検出された場合は、TEGの抵抗値が基準を満たすまで、Al合金膜を形成するためのスパッタリング装置、フォトレジスト膜を塗布する装置、露光装置、現像装置、及びエッチング装置の少なくとも一つの動作条件を変更した上で、再度シリコン基板上にTEGを形成し、抵抗を測定する。   When the abnormality shown in FIG. 4 is detected, the sputtering apparatus for forming the Al alloy film, the apparatus for applying the photoresist film, the exposure apparatus, the developing apparatus, and the etching until the resistance value of the TEG satisfies the standard After changing at least one operating condition of the apparatus, a TEG is formed again on the silicon substrate, and the resistance is measured.

なお、デザインルール上における配線の間隔を変更してもよい。この場合、いずれの間隔で断線が生じているかを判断することにより、変更後の間隔を設定することができる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化するように、層間絶縁膜を形成するCVD装置の動作条件を変更してもよい。   Note that the wiring interval on the design rule may be changed. In this case, the interval after the change can be set by determining at which interval the disconnection occurs. In addition, the operating conditions of the CVD apparatus for forming the interlayer insulating film may be changed so that the surface of the interlayer insulating film is planarized.

図5は、TEG6に断線が生じている第2の例を示す平面図である。本図に示す断線6dは、下地配線(例えば2c)の上方で生じている。この原因としては、下地配線の上方では層間絶縁膜4が凸になっているため、この部分でフォトレジスト膜が薄く塗布されてしまい、Al合金膜をエッチングする際にレジストパターンがすべて除去されてしまうことにある。   FIG. 5 is a plan view showing a second example in which a disconnection occurs in the TEG 6. The disconnection 6d shown in the figure is generated above the base wiring (for example, 2c). This is because the interlayer insulating film 4 is convex above the underlying wiring, so that the photoresist film is thinly applied at this portion, and the resist pattern is completely removed when the Al alloy film is etched. There is to be.

図6は、TEG6の一部が細くなっている例を示す平面図である。本図に示す細線部6eは、下地配線(例えば2c)の上方で生じている。この原因としては、下地配線の上方では層間絶縁膜4が凸になっているため、この部分でフォトレジスト膜が薄く塗布されてしまい、Al合金膜をエッチングする際にレジストパターンの一部が除去されてしまうことにある。   FIG. 6 is a plan view showing an example in which a part of the TEG 6 is narrowed. The fine line portion 6e shown in the figure is generated above the base wiring (for example, 2c). This is because the interlayer insulating film 4 is convex above the underlying wiring, so that the photoresist film is thinly applied at this portion, and a part of the resist pattern is removed when the Al alloy film is etched. There is to be done.

図5又は図6に示した異常が検出された場合は、TEGの抵抗値が基準を満たすまで、フォトレジスト膜を塗布する装置、露光装置、及び現像装置の少なくとも一つの動作条件を変更した上で、再度シリコン基板上にTEGを形成し、抵抗を測定する。特にフォトレジスト膜を塗布する装置の動作条件は、フォトレジスト膜が厚くなるように変更される。   When the abnormality shown in FIG. 5 or FIG. 6 is detected, the operating condition of at least one of the apparatus for applying the photoresist film, the exposure apparatus, and the developing apparatus is changed until the TEG resistance value satisfies the standard. Then, TEG is again formed on the silicon substrate, and the resistance is measured. In particular, the operating conditions of the apparatus for applying the photoresist film are changed so that the photoresist film becomes thicker.

なお、下地配線の幅を小さくするようにデザインルールを変更してもよい。この場合、いずれの幅を有する下地配線上で断線又は配線の細りが生じているかを判断することにより、変更後の配線の幅を設定することができる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化するように、層間絶縁膜を形成するCVD装置の動作条件を変更してもよい。   The design rule may be changed so as to reduce the width of the base wiring. In this case, it is possible to set the width of the wiring after the change by determining which of the widths of the underlying wiring has a disconnection or thinning of the wiring. In addition, the operating conditions of the CVD apparatus for forming the interlayer insulating film may be changed so that the surface of the interlayer insulating film is planarized.

以上、第1の実施形態によれば、TEG6の下方に、半導体装置と同様に互いに幅が異なる複数の下地配線2a,2b,2cを形成したため、TEG6が、半導体装置が有する配線と同様に、下地配線に起因した段差の影響を受ける。従って、TEG6は、配線形成工程の条件が適切であるか否かを、従来と比べて高い精度で検出することができる。
なお、本実施形態では、一種類のTEGを図示したが、同一のシリコン基板1上に、下地配線の幅や間隔の組み合わせが異なる複数のTEGを形成してもよい。
As described above, according to the first embodiment, since the plurality of base wirings 2a, 2b, and 2c having different widths are formed below the TEG 6 similarly to the semiconductor device, the TEG 6 is similar to the wiring included in the semiconductor device. It is affected by the level difference caused by the underlying wiring. Therefore, the TEG 6 can detect whether or not the conditions of the wiring forming process are appropriate with higher accuracy than in the past.
In the present embodiment, one type of TEG is illustrated, but a plurality of TEGs having different combinations of widths and intervals of the underlying wiring may be formed on the same silicon substrate 1.

図7、図8及び図9の各図は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の図である。本実施形態は、半導体装置が形成されるシリコン基板1のダイシングラインにTEGを形成する方法である。   Each of FIGS. 7, 8, and 9 is a view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. In the present embodiment, a TEG is formed on a dicing line of a silicon substrate 1 on which a semiconductor device is formed.

まず、図7の断面図に示すように、シリコン基板10に素子分離膜12を形成することにより、チップ領域1aの素子領域を互いに分離する。また、ダイシングライン1bにも素子分離膜12を形成する。なお、本図では、トレンチアイソレーション法を用いてシリコン基板10に素子分離膜12を埋め込んだが、LOCOS法により素子分離膜を形成してもよい。   First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, by forming an element isolation film 12 on the silicon substrate 10, the element regions of the chip region 1a are separated from each other. Also, the element isolation film 12 is formed on the dicing line 1b. In this figure, the element isolation film 12 is embedded in the silicon substrate 10 using the trench isolation method, but the element isolation film may be formed by the LOCOS method.

次いで、シリコン基板10を熱酸化する。これにより、チップ領域1aの素子領域にはゲート酸化膜13が形成される。次いで、ゲート酸化膜13上を含む全面上に、ポリシリコン膜をCVD法により形成する。次いで、ポリシリコン膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、ポリシリコン膜上にはレジストパターンが形成される。   Next, the silicon substrate 10 is thermally oxidized. Thereby, the gate oxide film 13 is formed in the element region of the chip region 1a. Next, a polysilicon film is formed on the entire surface including the gate oxide film 13 by a CVD method. Next, a photoresist film is applied on the polysilicon film, and this photoresist film is exposed and developed. Thereby, a resist pattern is formed on the polysilicon film.

次いで、このレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜をエッチングする。これにより、チップ領域1aには、ゲート酸化膜13上に位置するゲート電極14a、及びゲート電極14aに繋がるポリシリコン配線(図示せず)が形成され、ダイシングライン1bには、第1のダミー配線14b,14c,14dが形成される。   Next, the polysilicon film is etched using this resist pattern as a mask. Thereby, a gate electrode 14a located on the gate oxide film 13 and a polysilicon wiring (not shown) connected to the gate electrode 14a are formed in the chip region 1a, and a first dummy wiring is formed in the dicing line 1b. 14b, 14c, and 14d are formed.

第1のダミー配線14cの幅は、第1のダミー配線14bの幅より広く、第1のダミー配線14dの幅より狭い。なお、第1のダミー配線14bの幅は、ゲート電極14a及びポリシリコン配線のうち、最も狭い部分の幅に略等しく、第1のダミー配線14dの幅は、ゲート電極14a及びポリシリコン配線のうち、最も広い部分の幅に略等しい。
その後、レジストパターンを除去する。
The width of the first dummy wiring 14c is wider than the width of the first dummy wiring 14b and narrower than the width of the first dummy wiring 14d. The width of the first dummy wiring 14b is substantially equal to the width of the narrowest portion of the gate electrode 14a and the polysilicon wiring, and the width of the first dummy wiring 14d is the same of the gate electrode 14a and the polysilicon wiring. Is approximately equal to the width of the widest part.
Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、素子分離膜12及びゲート電極14aをマスクとして、シリコン基板10に不純物を注入する。これにより、シリコン基板10には、チップ領域1aに位置する低濃度不純物領域(LDD領域)16a,16bが形成される。   Next, impurities are implanted into the silicon substrate 10 using the element isolation film 12 and the gate electrode 14a as a mask. Thus, low concentration impurity regions (LDD regions) 16a and 16b located in the chip region 1a are formed in the silicon substrate 10.

次いで、ゲート電極14a上を含む全面上に、酸化シリコン膜を例えばCVD法により形成し、この酸化シリコン膜をエッチバックする。これにより、ゲート電極14aの側壁はサイドウォール15aで覆われる。このとき、第1のダミー配線14b,14c,14dそれぞれの側壁も、サイドウォール15b,15c,15dで覆われる。   Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface including on the gate electrode 14a by, for example, a CVD method, and this silicon oxide film is etched back. Thereby, the side wall of the gate electrode 14a is covered with the side wall 15a. At this time, the side walls of the first dummy wirings 14b, 14c, and 14d are also covered with the side walls 15b, 15c, and 15d.

次いで、素子分離膜12、ゲート電極14a及びサイドウォール15aをマスクとして、シリコン基板10に不純物を注入する。これにより、シリコン基板10のチップ領域1aには、ソース及びドレインとして機能する不純物領域17a,17bが形成される。このようにして、チップ領域1aにはトランジスタが形成される。   Next, impurities are implanted into the silicon substrate 10 using the element isolation film 12, the gate electrode 14a, and the sidewalls 15a as masks. Thus, impurity regions 17a and 17b functioning as a source and a drain are formed in the chip region 1a of the silicon substrate 10. In this way, a transistor is formed in the chip region 1a.

次いで、チップ領域1a及びダイシングライン1bそれぞれを含む全面上に、第1の層間絶縁膜18を形成する。第1の層間絶縁膜18は酸化シリコンを主成分としており、例えばCVD法により形成される。なお、第1の層間絶縁膜18は、下地にゲート電極14a、第1のダミー配線14b,14c,14dが形成されているため、チップ領域1a及びダイシングライン1bそれぞれにおいて、表面に凹凸が形成される。   Next, a first interlayer insulating film 18 is formed on the entire surface including the chip region 1a and the dicing line 1b. The first interlayer insulating film 18 contains silicon oxide as a main component and is formed by, for example, a CVD method. Since the first interlayer insulating film 18 has the gate electrode 14a and the first dummy wirings 14b, 14c, and 14d formed on the base, irregularities are formed on the surface in each of the chip region 1a and the dicing line 1b. The

次いで、第1の層間絶縁膜18の全面上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、第1の層間絶縁膜18上にはレジストパターンが形成される。次いで、レジストパターンをマスクとして第1の層間絶縁膜18をエッチングする。これにより、第1の層間絶縁膜18には、不純物領域17a,17b上に位置する接続孔(図示せず)、及びゲート電極14a上に位置する接続孔18aが形成される。その後、レジストパターンを除去する。   Next, a photoresist film (not shown) is applied on the entire surface of the first interlayer insulating film 18, and the photoresist film is exposed and developed. As a result, a resist pattern is formed on the first interlayer insulating film 18. Next, the first interlayer insulating film 18 is etched using the resist pattern as a mask. As a result, a connection hole (not shown) located on the impurity regions 17a and 17b and a connection hole 18a located on the gate electrode 14a are formed in the first interlayer insulating film 18. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、図8(A)の平面図、図8(B)のA−A断面図、及び図8(C)のB−B断面図に示すように、スパッタリング装置を用いて、接続孔それぞれの中及び第1の層間絶縁膜18の全面上に、Al合金膜を形成する。次いで、塗布装置を用いて、Al合金膜上にフォトレジスト膜を塗布し、露光装置を用いてフォトレジスト膜を露光し、さらに現像装置を用いてフォトレジスト膜を現像する。これにより、Al合金膜上にはレジストパターン52が形成される。   Next, as shown in the plan view of FIG. 8A, the AA cross-sectional view of FIG. 8B, and the BB cross-sectional view of FIG. 8C, each of the connection holes is formed using a sputtering apparatus. An Al alloy film is formed on the entire surface of the middle and first interlayer insulating films 18. Next, a photoresist film is applied onto the Al alloy film using a coating apparatus, the photoresist film is exposed using an exposure apparatus, and the photoresist film is developed using a developing apparatus. Thereby, a resist pattern 52 is formed on the Al alloy film.

次いで、エッチング装置を用いてAl合金膜をエッチングする。このとき、レジストパターン52はマスクとして用いられる。これにより、Al合金膜はパターニングされ、チップ領域1aにはAl合金配線19a,19b,19cが形成され、ダイシングライン1bにはTEG19d及び第2のダミー配線19e,19f,19gが形成される。   Next, the Al alloy film is etched using an etching apparatus. At this time, the resist pattern 52 is used as a mask. Thus, the Al alloy film is patterned, Al alloy wirings 19a, 19b, 19c are formed in the chip region 1a, and TEG 19d and second dummy wirings 19e, 19f, 19g are formed in the dicing line 1b.

Al合金配線19a,19bそれぞれは、一部が接続孔に埋め込まれることにより、不純物領域17a,17bに接続している。Al合金配線19cは、一部が接続孔18aに埋め込まれることにより、ゲート電極14aに接続している。   Each of the Al alloy wirings 19a and 19b is connected to the impurity regions 17a and 17b by being partially embedded in the connection hole. The Al alloy wiring 19c is connected to the gate electrode 14a by being partially embedded in the connection hole 18a.

TEG19dは、第1の実施形態に係るTEG6と略同一の形状をしている。TEG19dと第1のダミー配線14b,14c,14dの位置関係は、第1の実施形態に係るTEG6と下地配線2a,2b,2cの位置関係と略同一である。このため、TEG19dの両端に形成されたパッドに端子を接続し、これら端子間の電気抵抗を測定することにより、第1の実施形態と同様に、Al合金配線19a,19bの形成条件が適切であったか否かを判断することができる。   The TEG 19d has substantially the same shape as the TEG 6 according to the first embodiment. The positional relationship between the TEG 19d and the first dummy wirings 14b, 14c, and 14d is substantially the same as the positional relationship between the TEG 6 and the underlying wirings 2a, 2b, and 2c according to the first embodiment. Therefore, by connecting terminals to pads formed on both ends of the TEG 19d and measuring the electrical resistance between these terminals, the formation conditions of the Al alloy wirings 19a and 19b are appropriate as in the first embodiment. It can be determined whether or not there was.

Al合金配線19a,19bの形成条件が適切でなかった場合、Al合金膜を形成するスパッタリング装置、フォトレジスト膜を塗布する装置、露光装置、現像装置、及びエッチング装置の少なくとも一つの動作条件を調整する。   If the formation conditions of the Al alloy wirings 19a and 19b are not appropriate, adjust the operating conditions of at least one of the sputtering apparatus for forming the Al alloy film, the apparatus for applying the photoresist film, the exposure apparatus, the developing apparatus, and the etching apparatus. To do.

また、第2のダミー配線19e,19f,19gは互いに平行であり、かつAl合金配線19a,19b,19cと略平行である。第2のダミー配線19eの幅は、Al合金配線19a,19b,19cの最も細い部分に等しく、第2のダミー配線19gの幅は、Al合金配線19a,19b,19cの最も太い部分に等しい。   The second dummy wirings 19e, 19f, and 19g are parallel to each other and substantially parallel to the Al alloy wirings 19a, 19b, and 19c. The width of the second dummy wiring 19e is equal to the thinnest part of the Al alloy wirings 19a, 19b, 19c, and the width of the second dummy wiring 19g is equal to the thickest part of the Al alloy wirings 19a, 19b, 19c.

次いで、図9(A)の断面図及び図9(B)の平面図に示すように、Al合金配線19a,19b,19c、TEG19d、及び第2のダミー配線19e,19g,19gそれぞれ上を含む全面上に、第2の層間絶縁膜20を形成する。第2の層間絶縁膜20は酸化シリコンを主成分としており、例えばCVD法により形成される。なお、第2の層間絶縁膜20の表面には、下地にAl合金配線19a,19b,19c、第2のダミー配線19e,19f,19gの影響を受けるため、チップ領域1a及びダイシングライン1bそれぞれにおいて、凹凸が形成される。   Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 9A and the plan view of FIG. 9B, the Al alloy wirings 19a, 19b, 19c, TEG 19d, and the second dummy wirings 19e, 19g, 19g are included. A second interlayer insulating film 20 is formed on the entire surface. The second interlayer insulating film 20 contains silicon oxide as a main component and is formed by, for example, a CVD method. Note that the surface of the second interlayer insulating film 20 is affected by the Al alloy wirings 19a, 19b, 19c and the second dummy wirings 19e, 19f, 19g on the base, so that in the chip region 1a and the dicing line 1b, respectively. Unevenness is formed.

次いで、第2の層間絶縁膜20の全面上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、第2の層間絶縁膜20上にはレジストパターンが形成される。次いで、レジストパターンをマスクとして第2の層間絶縁膜20をエッチングする。これにより、第2の層間絶縁膜20には、Al合金配線19a,19b,19cそれぞれ上に位置する接続孔(図示せず)が形成される。その後、レジストパターンを除去する。   Next, a photoresist film (not shown) is applied on the entire surface of the second interlayer insulating film 20, and the photoresist film is exposed and developed. Thereby, a resist pattern is formed on the second interlayer insulating film 20. Next, the second interlayer insulating film 20 is etched using the resist pattern as a mask. As a result, connection holes (not shown) located on the Al alloy wirings 19a, 19b, and 19c are formed in the second interlayer insulating film 20. Thereafter, the resist pattern is removed.

次いで、スパッタリング装置を用いて、第2の層間絶縁膜20の全面上にAl合金膜を形成する。次いで、塗布装置を用いて、Al合金膜上にフォトレジスト膜を塗布し、露光装置を用いてフォトレジスト膜を露光し、さらに現像装置を用いて現像する。これにより、Al合金膜上にはレジストパターン54が形成される。   Next, an Al alloy film is formed on the entire surface of the second interlayer insulating film 20 using a sputtering apparatus. Next, a photoresist film is coated on the Al alloy film using a coating apparatus, the photoresist film is exposed using an exposure apparatus, and further developed using a developing apparatus. As a result, a resist pattern 54 is formed on the Al alloy film.

次いで、エッチング装置を用いてAl合金膜をエッチングする。このとき、レジストパターン54はマスクとして用いられる。これにより、Al合金膜はパターニングされ、チップ領域1aには複数のAl合金配線21aが形成され、ダイシングライン1bにはTEG21bが形成される。   Next, the Al alloy film is etched using an etching apparatus. At this time, the resist pattern 54 is used as a mask. Thereby, the Al alloy film is patterned, a plurality of Al alloy wirings 21a are formed in the chip region 1a, and a TEG 21b is formed in the dicing line 1b.

複数のAl合金配線21aは、一部が接続孔に埋め込まれることにより、Al合金配線19a,19b,19cのいずれかに接続している。TEG21bは、TEG19dと略同一の形状をしている。TEG21bと第2のダミー配線19e,19f,19gの位置関係は、第1の実施形態に係るTEG19dと第1のダミー配線14b,14c,14dの位置関係と略同一である。このため、TEG21bの両端に形成されたパッドに端子を接続し、これら端子間の電気抵抗を測定することにより、Al合金配線21aの形成条件が適切であったか否かを判断することができる。   The plurality of Al alloy wirings 21a are connected to any of the Al alloy wirings 19a, 19b, and 19c by being partially embedded in the connection holes. The TEG 21b has substantially the same shape as the TEG 19d. The positional relationship between the TEG 21b and the second dummy wirings 19e, 19f, and 19g is substantially the same as the positional relationship between the TEG 19d according to the first embodiment and the first dummy wirings 14b, 14c, and 14d. Therefore, it is possible to determine whether or not the formation conditions of the Al alloy wiring 21a are appropriate by connecting terminals to pads formed at both ends of the TEG 21b and measuring the electrical resistance between these terminals.

Al合金配線21aの形成条件が適切でなかった場合、Al合金膜を形成するスパッタリング装置、フォトレジスト膜を塗布する装置、露光装置、現像装置、及びエッチング装置の少なくとも一つの動作条件を調整する。   When the formation conditions of the Al alloy wiring 21a are not appropriate, at least one operating condition of the sputtering apparatus for forming the Al alloy film, the apparatus for applying the photoresist film, the exposure apparatus, the developing apparatus, and the etching apparatus is adjusted.

以上、第2の実施形態によれば、ダイシングラインのTEG19d,21bそれぞれの下方に、ダミー配線を形成して段差を設けたため、TEG19d,21bが、チップ領域1aのAl合金配線19a,19b,19c、21aと同様に、下地配線に起因した段差の影響を受ける。従って、TEG19d,21bは、配線形成工程の条件が適切であるか否かを、従来と比べて高い精度で検出することができる。   As described above, according to the second embodiment, since the dummy wiring is formed and the step is provided below the TEGs 19d and 21b of the dicing line, the TEGs 19d and 21b are connected to the Al alloy wirings 19a, 19b, and 19c in the chip region 1a. , 21a, it is affected by the step caused by the underlying wiring. Therefore, the TEGs 19d and 21b can detect whether or not the conditions of the wiring formation process are appropriate with higher accuracy than in the past.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(A)は第1の実施形態に係る配線形成工程の検査方法を説明する為のモニター用のシリコン基板の断面図、(B)は(A)の状態におけるシリコン基板の平面図。(A) is sectional drawing of the silicon substrate for a monitor for demonstrating the inspection method of the wiring formation process which concerns on 1st Embodiment, (B) is a top view of the silicon substrate in the state of (A). 図1の次の工程を説明する為の断面図。Sectional drawing for demonstrating the next process of FIG. (A)は図2の次の工程を説明する為の断面図、(B)は(A)の状態におけるシリコン基板の平面図。(A) is sectional drawing for demonstrating the next process of FIG. 2, (B) is a top view of the silicon substrate in the state of (A). TEG6に断線が生じている第1の例を示す平面図。The top view which shows the 1st example with which disconnection has arisen in TEG6. TEG6に断線が生じている第2の例を示す平面図。The top view which shows the 2nd example with which disconnection has arisen in TEG6. TEG6の一部が細くなっている例を示す平面図。The top view which shows the example in which a part of TEG6 is thin. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図。Sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. (A)は図7の次の工程を説明する為の平面図、(B)は(A)のA−A断面図、(C)は(A)のB−B断面図。(A) is a top view for demonstrating the next process of FIG. 7, (B) is AA sectional drawing of (A), (C) is BB sectional drawing of (A). (A)は図8の次の工程を説明する為の断面図、(B)は(A)の状態におけるシリコン基板の平面図。(A) is sectional drawing for demonstrating the next process of FIG. 8, (B) is a top view of the silicon substrate in the state of (A). (A)は従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図、(B)は(A)の平面図。(A) is sectional drawing for demonstrating the structure of the conventional semiconductor device, (B) is a top view of (A).

符号の説明Explanation of symbols

1,10,101…シリコン基板、1a…チップ領域、1b…ダイシングライン、2a,2b,2c…下地配線、4…層間絶縁膜、6a,6b…パッド、6c,6d…断線、6e…細線部、12,102…素子分離膜、13,103…ゲート酸化膜、14a,104…ゲート電極、14b,14c,14d…第1のダミー配線、15a,15b,15c,15d,105…サイドウォール、16a,16b,106a,106b…低濃度不純物領域、17a,17b,107a,107b…不純物領域、18,108…第1の層間絶縁膜、18a,108a…接続孔、19a,19b,19c,21a,109a,109b,109c,111…Al合金配線、19d,21b…TEG、19e,19f,19g…第2のダミー配線、20,110…第2の層間絶縁膜、50,52,54…レジストパターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10,101 ... Silicon substrate, 1a ... Chip area | region, 1b ... Dicing line, 2a, 2b, 2c ... Base wiring, 4 ... Interlayer insulation film, 6a, 6b ... Pad, 6c, 6d ... Disconnection, 6e ... Thin wire part , 12, 102 ... element isolation film, 13, 103 ... gate oxide film, 14a, 104 ... gate electrode, 14b, 14c, 14d ... first dummy wiring, 15a, 15b, 15c, 15d, 105 ... side wall, 16a , 16b, 106a, 106b ... low-concentration impurity region, 17a, 17b, 107a, 107b ... impurity region, 18, 108 ... first interlayer insulating film, 18a, 108a ... connection hole, 19a, 19b, 19c, 21a, 109a 109b, 109c, 111 ... Al alloy wiring, 19d, 21b ... TEG, 19e, 19f, 19g ... second dummy wiring, 20, 10 ... second interlayer insulating film, 50, 52, 54 ... resist pattern

Claims (12)

半導体基板の上方に、互いに略平行かつ幅が互いに異なる複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
を具備する配線形成工程の検査方法。
Forming a plurality of base wirings substantially parallel to each other and having different widths above the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
A method for inspecting a wiring forming process comprising:
前記評価用配線パターンを形成する工程の後に、前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記絶縁膜の形成条件、前記導電膜の形成条件、及び前記導電膜のパターニング条件の少なくとも一つを変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記導電膜の形成条件及び前記導電膜のパターニング条件それぞれが適切であると判断する工程と、
を具備する請求項1に記載の配線形成工程の検査方法。
After the step of forming the evaluation wiring pattern, measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, when at least one of the formation condition of the insulating film, the formation condition of the conductive film, and the patterning condition of the conductive film is changed, and the resistance value satisfies the standard Determining that the formation conditions of the conductive film and the patterning conditions of the conductive film are appropriate,
The inspection method of the wiring formation process according to claim 1 comprising:
最も細い前記下地配線の幅は、検査対象となる配線形成工程で形成される最も細い配線の幅に略等しく、最も太い前記下地配線の幅は、検査対象となる配線形成工程で形成される最も太い配線の幅に略等しい請求項1又は2に記載の配線形成工程の検査方法。   The width of the thinnest base wiring is substantially equal to the width of the thinnest wiring formed in the wiring formation process to be inspected, and the thickest base wiring has the largest width formed in the wiring formation process to be inspected. The wiring forming step inspection method according to claim 1, wherein the wiring forming step is substantially equal to a width of a thick wiring. 前記評価用配線パターンを形成する工程において、前記評価用配線パターンが、前記複数の下地配線を複数回略直角に跨ぐように形成する請求項1〜3のいずれか一項に記載の配線形成工程の検査方法。   The wiring formation process according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step of forming the evaluation wiring pattern, the evaluation wiring pattern is formed so as to straddle the plurality of base wirings a plurality of times at a substantially right angle. Inspection method. 半導体基板のチップ領域に第1の配線層を形成するとともに、前記半導体基板のダイシングラインに、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記第1の配線層及び前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記チップ領域に、第2の配線層を形成するとともに、前記ダイシングラインに、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
Forming a first wiring layer in a chip region of a semiconductor substrate and forming a plurality of base wirings substantially parallel to each other on a dicing line of the semiconductor substrate;
Forming an insulating film on the first wiring layer and the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Patterning the conductive film to form a second wiring layer in the chip region and forming an evaluation wiring pattern across the plurality of base wirings in the dicing line;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
最も細い前記下地配線の幅は、前記第1の配線層が有する最も細い配線の幅に略等しく、最も太い前記下地配線の幅は、前記第1の配線層が有する最も太い配線の幅に略等しい請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The width of the thinnest base wiring is approximately equal to the width of the thinnest wiring included in the first wiring layer, and the width of the thickest base wiring is approximately equal to the width of the thickest wiring included in the first wiring layer. The manufacturing method of the semiconductor device of Claim 5 which is equal. 前記第1の配線層は、ポリシリコン配線又はAl合金配線のいずれかである請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the first wiring layer is one of polysilicon wiring and Al alloy wiring. 配線形成用レジストパターンの形成条件を設定する工程と、
第1の配線層上に形成された絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜上に配線形成用レジストパターンを形成する工程と、
前記配線形成用レジストパターンをマスクとして、前記導電膜をエッチングすることにより、前記絶縁膜上に第2の配線層を形成する工程と、
を具備し、
前記配線形成用レジストパターンの形成条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記配線形成用レジストパターンを形成する条件で、前記導電膜上に評価用レジストパターンを形成する工程と、
前記評価用レジストパターンを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記配線形成用レジストパターンの形成条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記配線形成用レジストパターンの形成条件が適切であると判断する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
A step of setting the formation conditions of the resist pattern for wiring formation;
Forming a conductive film on an insulating film formed on the first wiring layer;
Forming a resist pattern for wiring formation on the conductive film;
Forming a second wiring layer on the insulating film by etching the conductive film using the wiring formation resist pattern as a mask;
Comprising
The step of setting the formation conditions of the wiring formation resist pattern,
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a resist pattern for evaluation on the conductive film under conditions for forming the resist pattern for wiring formation;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film using the resist pattern for evaluation; and
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the formation condition of the wiring formation resist pattern is changed. When the resistance value satisfies the standard, the formation condition of the wiring formation resist pattern is appropriate. A process of judging;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
導電膜形成装置の動作条件を設定する工程と、
前記導電膜形成装置を用いて、第1の配線層上に形成された絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記絶縁膜上に第2の配線層を形成する工程と、
を具備し、
前記導電膜形成装置の動作条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記導電膜形成装置を用いて、前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記導電膜形成装置の動作条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記導電膜形成装置の動作条件が適切であると判断する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
Setting the operating conditions of the conductive film forming apparatus;
Forming a conductive film on an insulating film formed on the first wiring layer using the conductive film forming apparatus;
Forming a second wiring layer on the insulating film by patterning the conductive film;
Comprising
The step of setting operating conditions of the conductive film forming apparatus includes:
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings;
Forming a conductive film on the insulating film using the conductive film forming apparatus;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the operating condition of the conductive film forming apparatus is changed. When the resistance value satisfies the standard, it is determined that the operating condition of the conductive film forming apparatus is appropriate. Process,
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
絶縁膜形成装置の動作条件を設定する工程と、
前記絶縁膜形成装置を用いて、第1の配線層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第2の配線層を形成する工程と、
を具備し、
前記絶縁膜形成装置の動作条件を設定する工程は、
モニター用の半導体基板の上方に、互いに略平行な複数の下地配線を形成する工程と、
前記絶縁膜形成装置を用いて、前記複数の下地配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンを形成する工程と、
前記評価用配線パターンの抵抗を測定する工程と、
前記抵抗値が基準を満たさない場合には、前記絶縁膜形成装置の動作条件を変更し、前記抵抗値が基準を満たす場合には、前記絶縁膜形成装置の動作条件が適切であると判断する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
A step of setting operating conditions of the insulating film forming apparatus;
Forming an insulating film on the first wiring layer using the insulating film forming apparatus;
Forming a second wiring layer on the insulating film;
Comprising
The step of setting operating conditions of the insulating film forming apparatus includes:
Forming a plurality of underlying wirings substantially parallel to each other above a semiconductor substrate for monitoring;
Forming an insulating film on the plurality of base wirings using the insulating film forming apparatus;
Forming a conductive film on the insulating film;
Forming a wiring pattern for evaluation across the plurality of base wiring lines by patterning the conductive film;
Measuring the resistance of the evaluation wiring pattern;
When the resistance value does not satisfy the standard, the operating condition of the insulating film forming apparatus is changed. When the resistance value satisfies the standard, it is determined that the operating condition of the insulating film forming apparatus is appropriate. Process,
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
互いに略平行に形成された複数の下地配線と、
前記複数の下地配線上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンと、
を具備する評価用半導体基板。
A plurality of underlying wirings formed substantially parallel to each other;
An insulating film formed on the plurality of base wirings;
An evaluation wiring pattern formed on the insulating film and straddling the plurality of base wirings;
An evaluation semiconductor substrate comprising:
半導体基板の上方に形成され、チップ領域に位置する第1の配線層と、
前記半導体基板の上方に形成され、前記配線層と同一層かつダイシングラインの上方に位置し、互いに略平行である複数の下地配線と、
前記第1の配線層上及び前記複数の下地配線上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記チップ領域に位置する第2の配線層と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数の下地配線を跨ぐ評価用配線パターンと、
を具備する半導体装置。
A first wiring layer formed above the semiconductor substrate and located in the chip region;
A plurality of underlying wirings formed above the semiconductor substrate, located on the same layer as the wiring layer and above the dicing line, and substantially parallel to each other;
An insulating film formed on the first wiring layer and the plurality of base wirings;
A second wiring layer formed on the insulating film and located in the chip region;
An evaluation wiring pattern formed on the insulating film and straddling the plurality of base wirings;
A semiconductor device comprising:
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JP2020061450A (en) * 2018-10-10 2020-04-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor wafer

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