(57)【要約】【課題】規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能なＴＥＧパターンおよびそれを用いた半導体装置の信頼性評価方法を提供する。【解決手段】本発明のＴＥＧパターンは、第１配線１２と、第２配線１４と、第１配線１２および第２配線１４の間に形成された絶縁領域１５とを備え、絶縁領域１５は、第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に、直線状に形成された第１配線１２および第２配線１４が存在しない領域であり、第１配線１２と第２配線１４との間に電圧を印加することにより、第１配線１２および第２配線１４の少なくとも一方に電界集中点が形成される。【選択図】図１
2010010184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象となる半導体装置の信頼性を評価するためのＴＥＧパターンであって、
基板上に設けられた第１配線と、
前記第１配線と対向して設けられた第２配線と、
前記第１配線および前記第２配線の間に設けられた、前記第１配線および前記第２配線が存在しない絶縁領域と、
を備え、
前記絶縁領域は、前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向に、直線状に設けられており、
前記第１配線と前記第２配線との間に電圧を印加したとき、前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれか一方の対向面に電界集中点が形成され、
前記絶縁領域の絶縁破壊挙動を把握することにより前記半導体装置の信頼性を評価するように構成されたＴＥＧパターン。
【請求項２】
請求項１に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１配線は、前記第２配線方向に突出するとともにその端部に先鋭部を備える第１突出部を備え、
前記電界集中点は、前記第１突出部の前記先鋭部であるＴＥＧパターン。
【請求項３】
請求項２に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１配線の前記先鋭部は、前記第１突出部の前記端部において前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向の少なくとも一方に形成された角部であり、
前記電界集中点は、前記第１突出部の前記角部であるＴＥＧパターン。
【請求項４】
請求項２または３に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１配線は、前記第２配線方向に突出する前記第１突出部を複数備えるくし型形状を有するＴＥＧパターン。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第２配線は、前記第１配線方向に突出するとともにその端部に先鋭部を備える第２突出部を備え、
前記電界集中点は、前記第２突出部の前記先鋭部であるＴＥＧパターン。
【請求項６】
請求項５に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１配線の前記先鋭部は、前記第１突出部の前記端部において前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向の少なくとも一方に形成された角部であり、
前記第２配線の前記先鋭部は、前記第２突出部の前記端部において、前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向の少なくとも一方に形成された角部であって、
前記電界集中点は、前記第１突出部の前記角部および前記第２突出部の前記角部であるＴＥＧパターン。
【請求項７】
請求項６に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１突出部の前記角部と前記第２突出部の前記角部とは対向しており、
前記電界集中点は、前記第１突出部の前記角部および前記第２突出部の前記角部であるＴＥＧパターン。
【請求項８】
請求項６または７に記載のＴＥＧパターンにおいて、
前記第１配線は、前記第２配線の方向に突出する前記第１突出部を複数備えるくし型形状を有し、さらに前記第２配線は、前記第１配線の方向に突出する前記第２突出部を複数備えるくし型形状を有し、
前記電界集中点は、前記第１突出部の前記角部および前記第２突出部の前記角部であるＴＥＧパターン。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載のＴＥＧパターンにおいて、
矩形状の導電体が、前記絶縁領域に設けられ、
前記電界集中点は、前記導電体の角部に対向する、前記第１配線の前記第１突出部の前記角部および前記第２配線の前記第２突出部の前記角部であるＴＥＧパターン。
【請求項１０】
請求項９に記載のＴＥＧパターンにおいて、
矩形状の前記導電体は、前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向に島状に複数設けられているＴＥＧパターン。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のＴＥＧパターンにおいて、
矩形状の導電体が、前記絶縁領域に設けられ、
前記電界集中点は、前記第１配線および前記第２配線における前記導電体の角部と対向する側部であるＴＥＧパターン。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＴＥＧパターンにおいて、
矩形状の前記導電体は、前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向に島状に複数設けられているＴＥＧパターン。
【請求項１３】
半導体装置の評価に適する請求項１乃至１２のいずれかに記載のＴＥＧパターンを選択するステップと、
選択された前記ＴＥＧパターンの故障データを取得するステップと、
前記故障データに基づいて前記半導体装置の信頼性を評価するステップと、
を含む半導体装置の信頼性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＥＧパターンおよびそれを用いた半導体装置の信頼性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の寿命を予測する手法として、ＴＥＧ（Test Element Group）パターンを用いた加速試験が広く用いられている。ＴＥＧを用い、高電圧，高温度などのストレス条件下で試験を実施し、得られた結果から、各電界と温度条件ごとに累積故障率と破壊時間の関係をプロットし、試験条件から製品の実使用条件への外挿による寿命推定が行われる。
【０００３】
従来のＴＥＧパターンとしては、例えば特許文献１〜５に記載されたものがある。特許文献１〜４に記載されたＴＥＧパターンは、半導体装置の実パターンを用いて形成されている。
【０００４】
特許文献５には、図８に示すように、くし型形状の第１配線１１２およびくし型形状の第２配線１１４配線を備えるＴＥＧパターンが記載されている。第１配線１１２は複数の突出部１１２ａを備え、第２配線１１４は複数の突出部１１４ａを備える。突出部１１２ａと突出部１１４ａとは並行に配置されている。第１配線１１２と第２配線１１４との間には、絶縁領域１１５を備える。
【特許文献１】特開２００６−３４４６３５号公報
【特許文献２】特開平９−４５７４５号公報
【特許文献３】特開平９−２１３９０１号公報
【特許文献４】特開平８−１４６０９５号公報
【特許文献５】特開昭６２−８６７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年では、半導体装置の微細化に伴って、配線ピッチの間隔が狭くなり、またレイアウトの自由度が制限されてきている。このため、配線が近接したり、配線の角部が対向するなどの規格外の配線パターンを採用せざるを得ないケースが増加してきている。
【０００６】
こうした規格外の配線パターンを有する半導体装置については、上述したような通常のＴＥＧパターンを用いて寿命を推定しても、正確な寿命を見積もることが困難であることが、本発明者の検討により明らかになった。
【０００７】
その理由は必ずしも明らかではないが、規格外の配線パターンは電界集中箇所が発生するため、従来の加速性モデルがそのまま適用できないことによるものと推察される。前述のように、ＴＥＧパターンを用いた加速試験では、加速試験結果に基づき、試験条件から製品の実使用条件への外挿による寿命推定が行われる。この外挿による寿命推定の際、加速試験条件と市場使用環境の間の関係を規定する加速性モデルを仮定する必要がある。ところが、規格外の配線パターンは、電界集中箇所が発生するために、従来のＴＥＧパターンに基づく従来の加速性モデルでは正確に素子寿命を予測することができないものと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであって、多様な配線パターンを含む半導体装置の信頼性を正確に評価することができるＴＥＧパターンを提供するものである。
【０００９】
すなわち本発明のＴＥＧパターンは、評価対象となる半導体装置の信頼性を評価するためのＴＥＧパターンであって、基板上に設けられた第１配線と、前記第１配線と対向して設けられた第２配線と、前記第１配線および前記第２配線の間に設けられた、前記第１配線および前記第２配線が存在しない絶縁領域と、を備え、
前記絶縁領域は、前記第１配線と前記第２配線とが対向する方向と直交する方向に、直線状に設けられており、
前記第１配線と前記第２配線との間に電圧を印加したとき、前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれか一方の対向面に電界集中点が形成され、
前記絶縁領域の絶縁破壊挙動を把握することにより前記半導体装置の信頼性を評価するように構成されている。
【００１０】
このように、本発明のＴＥＧパターンは、特定の構造において電界集中点をあえて形成し、その電界集中点における絶縁破壊の挙動を確認することにより、評価対象となる半導体装置の信頼性を正確に評価することが可能に構成されている。
このような構成のＴＥＧパターンを用いることにより、従来のＴＥＧパターンでは評価することができなかった規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能となる。
【００１１】
本発明の半導体装置の信頼性評価方法は、半導体装置の評価に適する前記ＴＥＧパターンを選択するステップと、
選択された前記ＴＥＧパターンの故障データを取得するステップと、
前記故障データに基づいて前記半導体装置の信頼性を評価するステップと、を含む。
【００１２】
このように、本発明の半導体装置の信頼性評価方法は、電界集中点やその度合いの異なるＴＥＧパターンを複数準備し、そこから半導体装置の評価に適するＴＥＧパターンを選択するステップを備える。
この構成により、半導体装置の配線パターンデザインに応じたＴＥＧパターンを選択することが可能となり、半導体装置の正確な信頼性の評価を行うことができる。
【００１３】
本発明のＴＥＧパターンおよびそれを用いた半導体装置の信頼性評価方法により、規格外の配線パターンを備える評価対象となる半導体装置の信頼性を評価することができる。また、本発明のＴＥＧパターンは、半導体装置を使用する際の電圧よりも高い電圧を印加することにより加速試験を行い、素子寿命を予測することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、規格外の配線パターンを含む多様な配線パターンを備える半導体装置についても、信頼性を正確に評価することの可能なＴＥＧパターンおよびそれを用いた半導体装置の信頼性評価方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
＜ＴＥＧパターン＞
以下、本実施形態のＴＥＧパターンを第１〜第５実施形態により説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
第１実施形態におけるＴＥＧパターンは、図１に示すように、基板（不図示）上に設けられた第１配線１２と、第１配線１２と対向して設けられた第２配線１４と、第１配線１２および第２配線１４の間に設けられた、第１配線１２および第２配線１４が存在しない絶縁領域１５とを備える。
【００１８】
第１実施形態におけるＴＥＧパターンは、ウェハ上に形成されており、基板としては、シリコン基板を用いることができる。
【００１９】
第１配線１２は、第２配線１４方向に突出する突出部１２ａを備える。突出部１２ａは、矩形状に突出しており、その端部に第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に形成された２つの角部Ａ（先鋭部）を有する。第１配線１２は、複数の突出部１２ａを有するくし型形状を有する。第１配線１２の複数の端部は、第２配線１４に対向している。
【００２０】
第２配線１４は第１配線１２に対向して設けられている。第２配線１４は、平面視において格子形状である。第１配線１２および第２配線１４は同一層において並行に配置されている。
【００２１】
絶縁領域１５は、第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に、直線状に設けられている。
【００２２】
図６に、図１のａ−ａ線断面図を示す。図６に示すように、第１配線１２および第２配線１４は、層間膜２０において並行に配置されている。第２配線１４の第１配線１２に対向する面は平面である。層間膜２０の下層に位置する層間膜２６は、下層配線２２，２４を備える。第２配線１４と下層配線２４とは、ビア１７を介して接続されている。
【００２３】
層間膜２０，２６は、ＳｉＯ2、ＳｉＮなどの絶縁膜から形成されている。絶縁領域１５は、第１配線１２および第２配線１４の間に設けられた、第１配線１２および第２配線１４が存在しない領域である。
【００２４】
第１配線１２および第２配線１４は、それぞれ第１パッド１６および第２パッド１８に接続している。第１パッド１６および第２パッド１８間に電圧を印加することができるように構成されている。
【００２５】
本実施形態において、第１配線１２の複数の突出部１２ａの幅ａ１、第１配線１２の突出部１２ａ間の距離ａ２、突出部１２ａの端部と第２配線１４との間隔ｂ１、および第１配線１２の複数の突出部１２ａの長さｂ２は、印加される電圧に応じて所定の長さとすることができる。例えば、電圧３．３Ｖにおいて、幅ａ１を２，４，６，８，１０ｎｍ、距離ａ２を２，４，６，８，１０ｎｍ、間隔ｂ１を２，４，６，８，１０ｎｍ、長さｂ２を４０，５０，６０ｎｍとすることができる。
【００２６】
また、図２に示すように、第１配線１２の複数の突出部１２ａの長さｂ２を図１よりも長くすることができる。例えば、電圧３．３Ｖにおいて、幅ａ１を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、距離ａ２を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、間隔ｂ１を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、長さｂ２を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍとすることができる。
【００２７】
以下に、本実施形態の動作を説明する。
第１配線１２および第２配線１４は、それぞれ第１パッド１６および第２パッド１８に接続しており、第１パッド１６と第２パッド１８との間に電圧を印加することにより、第１配線１２と第２配線１４との間に電圧が印加される。そして、第１配線１２の複数の突出部１２ａの端部（角部Ａ）に電界が集中し、その角部Ａにおいて絶縁破壊が生じる。
【００２８】
本実施形態のＴＥＧパターンは電界集中点を備えるように設計されており、正確な寿命を見積もることの困難な規格外の配線パターンであっても寿命を予測することができる。
具体的には、配線が近接したり、配線の角部が対向するなどの規格外の配線パターンにおいて、電界集中の程度の異なる複数種類のＴＥＧパターンを準備し、配線パターンに対応するＴＥＧパターンを選択する。そして、選択されたＴＥＧパターンに対し電圧等を変化させた種々の加速試験を行い、得られた加速試験結果から信頼性データを得ることができる。
【００２９】
一方、図８のような従来のＴＥＧパターンにおいて、突出部１１２ａ、１１４ａは入り組んでおり、第１配線１１２と第２配線１１４との間の絶縁領域１１５は蛇行している。このような構成のＴＥＧパターンにおいても、突出部１１２ａ、１１４ａの端部の角部において電界集中を生じさせることは可能であると考えられる。しかしながら、突出部１１２ａまたは１１４ａの角部は、第１配線１１２または第２配線１１４により囲まれているので、電気力線の方向は多方向に分散される。そのため、電界集中を生じさせるには半導体装置の使用電圧と比較して非常に高い電圧が必要となる。このように、従来のＴＥＧパターンにおいて、規格外の配線パターンを評価することの可能なＴＥＧパターンを実現することは困難であった。
【００３０】
これに対し、本実施形態のＴＥＧパターンの絶縁領域１５は、第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に直線状に設けられている。これにより、第１配線１２の複数の突出部１２ａの端部（角部Ａ）と第２配線１４とが対向し、電気力線の方向が一定となる。そのため、その角部Ａにおいて、電気力線の間隔が密になり電界集中が生じるので、半導体装置の通常の使用電圧によっても絶縁膜破壊が生じる。
【００３１】
このように、第１配線１２の突出部１２ａの角部Ａが、第２配線１４に対向している本実施形態のＴＥＧパターンは、半導体装置における設計基準に違反する配線パターンに対応する。上記のように使用電圧、第１配線１２や配線間のサイズを適宜変更することにより、電界集中点を生じさせ絶縁破壊挙動を把握し、ＴＥＧパターンの故障データを得ることができる。これにより、設計基準に違反する規格外の配線パターンを備える評価対象となる半導体装置の信頼性を評価することが可能となる。
【００３２】
このように、本実施形態のＴＥＧパターンを用いることにより、従来のＴＥＧパターンでは評価することができなかった規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能となる。本実施形態のＴＥＧパターンを用いた半導体装置の信頼性評価方法については後述する。
【００３３】
また、本実施形態のＴＥＧパターンは、第１配線１２は突出部１２ａを複数備えるくし型形状を備える。複数の突出部１２ａは、同一の形状を有しており、規則的に配置されている。この構成により、突出部１２ａが１つの場合よりも統計的により正確な信頼性の評価が可能となる。
【００３４】
（第２実施形態）
第２実施形態におけるＴＥＧパターンは、図３に示すように、基板（不図示）上に設けられた第１配線１２と、第１配線１２と対向して設けられた第２配線１４と、第１配線１２および第２配線１４の間に設けられた、第１配線１２および第２配線１４が存在しない直線状の絶縁領域１５とを備える。
【００３５】
第１配線１２は、第２配線１４方向に突出する突出部１２ａを備える。突出部１２ａは、矩形状に突出しており、その端部に第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に形成された２つの角部Ａ（先鋭部）を有する。第１配線１２は、複数の突出部１２ａを有するくし型形状を有する。
【００３６】
第２配線１４は、第１配線１２方向に突出する突出部１４ａを備える。突出部１４ａは、矩形状に突出しており、その端部に第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に形成された２つの角部Ｂ（先鋭部）を有する。第２配線１４は、複数の突出部１４ａを有するくし型形状を有する。第２配線１４の角部Ｂは、第１配線１２の角部Ａに各々対向している。
第１配線１２および第２配線１４は、同一層において並行に配置されている。
【００３７】
第１配線１２および第２配線１４は、それぞれ第１パッド１６および第２パッド１８に接続している。第１パッド１６および第２パッド１８間に電圧を印加することができるように構成されている。
【００３８】
本実施形態において、第１配線１２の複数の突出部１２ａの幅ａ１、第１配線１２の突出部１２ａ間の距離ａ２、突出部１２ａの端部と第２配線１４との間隔ｂ１、および第１配線１２の複数の突出部１２ａの長さｂ２は、印加される電圧に応じて所定の長さとすることができる。例えば、電圧３．３Ｖにおいて、幅ａ１を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、距離ａ２を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、間隔ｂ１を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍ、長さｂ２を４０，４５，５０，５５，６０ｎｍとすることができる。
【００３９】
以下に、本実施形態の動作を説明する。
第１配線１２および第２配線１４は、それぞれ第１パッド１６および第２パッド１８に接続しており、第１パッド１６と第２パッド１８との間に電圧を印加することにより、第１配線１２と第２配線１４との間に電圧が印加される。このとき、第１配線１２の突出部１２ａの角部Ａと第２配線１４の突出部１４ａの角部Ｂとが対向しており、これらの角部の間において電気力線の間隔が密になり電界集中が生じる。そして、これらの角部において絶縁膜破壊が生じる。
【００４０】
第１配線１２の突出部１２ａの角部Ａと、第２配線１４の突出部１４ａの角部Ｂとが対向しているＴＥＧパターンは、半導体装置における設計基準に違反する規格外の配線パターンに対応する。上記のように使用電圧、第１配線１２および第２配線１４の各サイズや配線間隔を変更することにより、電界集中点を生じさせ絶縁膜破壊を確認し、ＴＥＧパターンの故障データを得ることができる。これにより、設計基準に違反する配線パターンを備える評価対象となる半導体装置の信頼性を評価することが可能となる。
【００４１】
このように、本実施形態のＴＥＧパターンを用いることにより、従来のＴＥＧパターンでは評価することができなかった規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能となる。本実施形態のＴＥＧパターンを用いた半導体装置の信頼性評価方法については後述する。
【００４２】
また、本実施形態のＴＥＧパターンは、第１配線１２は突出部１２ａを複数備えるくし型形状であり、第２配線１４は突出部１４ａを複数備えるくし型形状である。複数の突出部１２ａ，１４ａは、同一の形状を有しており、規則的に配置されている。この構成により、突出部１２ａが１つの場合よりも統計的により正確な信頼性の評価が可能となる。
【００４３】
（第３実施形態）
第３実施形態におけるＴＥＧパターンは、図４に示すように、基板（不図示）上に設けられた第１配線１２と、第１配線１２と対向して設けられた第２配線１４と、第１配線１２および第２配線１４の間に設けられた、第１配線１２および第２配線１４が存在しない直線状の絶縁領域１５とを備える。
【００４４】
絶縁領域１５には、複数の第３配線２７（導電体）を備える。第３配線２７は、第１配線１２および第２配線１４との間の絶縁領域１５において島状に設けられている。第３配線２７は矩形状であって四隅に角部Ｃを有する。第３配線２７は第１配線および第２配線と並行に設けられている。第３配線２７は、下層配線２８とビア２９を介して接続されている。第３配線２７の角部Ｃは、第１配線１２および第２配線１４と対向している。
【００４５】
第１配線１２は第３配線２７に対向して設けられている。第１配線１２の第３配線２７に対向する面は平面である。第１配線１２は、平面視において格子形状である。
【００４６】
第２配線１４は第３配線２７に対向して設けられている。第２配線１４の第３配線２７に対向する面は平面である。第２配線１４は、平面視において格子形状である。第１配線１２および第２配線１４は同一層において並行に配置されている。
【００４７】
第１配線１２および第２配線１４は、それぞれ第１パッド１６および第２パッド１８に接続している。下層配線２８は、第３パッド３０に接続している。下層配線２８はビア２９を介して第３配線２７に接続している。第１パッド１６と第２パッド１８と第３パッド３０との間に電圧を印加することにより、第１配線１２と第３配線２７の角部Ｃとの間、第２配線１４と第３配線２７の角部Ｃとの間に電圧が印加される。
【００４８】
本実施形態において、第１配線１２と第３配線２７との間隔ｂ１、第３配線２７の幅ｃ１、第３配線２７の長さｃ２，第３配線２７間の距離ｃ３は、印加される電圧に応じて所定の長さとすることができる。例えば、電圧３．３Ｖにおいて、間隔ｂ１を５０ｎｍ、幅ｃ１を５０ｎｍ、長さｃ２を５０ｎｍ、距離ｃ３を５０ｎｍとすることができる。
【００４９】
以下に、本実施形態の動作を説明する。
第１パッド１６と第２パッド１８と第３パッド３０との間に電圧を印加することにより、第１配線１２と第３配線２７との間、第２配線１４と第３配線２７との間に電圧が印加される。第３配線２７の角部Ｃと対向する第１配線１２の対向面および第２配線１４の対向面において、電界が集中する。そのため、この電界集中点において絶縁膜破壊が生じる。
【００５０】
第３配線２７が、第１配線１２と第２配線１４との間に設けられ、第３配線２７の角部Ｃが第１配線１２の角部Ａおよび第２配線１４の角部Ｂと対向しているＴＥＧパターンは、半導体装置における設計基準に違反する配線パターンに対応する。上記のように使用電圧、第１配線１２と第２配線１４と第３配線２７の各サイズ、これらの配線間隔を変更することにより、電界集中点を生じさせ絶縁膜破壊を確認し、ＴＥＧパターンの故障データを得ることができる。これにより、設計基準に違反する配線パターンを備える評価対象となる半導体装置の信頼性を評価することが可能となる。
【００５１】
このように、本実施形態のＴＥＧパターンを用いることにより、従来のＴＥＧパターンでは評価することができなかった規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能となる。本実施形態のＴＥＧパターンを用いた半導体装置の信頼性評価方法については後述する。
【００５２】
また、本実施形態のＴＥＧパターンは、矩形状の第３配線２７を複数備える。複数の第３配線２７は同一形状を有し、直線上に等間隔となるように島状に配置されている。この構成により、第３配線２７が１つの場合よりも統計的により正確な信頼性の評価が可能となる。
【００５３】
（第４実施形態）
第４実施形態におけるＴＥＧパターンは、図５に示すように、基板（不図示）上に設けられた第１配線１２と、第１配線１２と対向して設けられた第２配線１４と、第１配線１２および第２配線１４の間に設けられた、第１配線１２および第２配線１４が存在しない直線状の絶縁領域１５とを備える。
【００５４】
絶縁領域１５には、複数の第３配線２７（導電体）を備える。第３配線２７は、第１配線１２および第２配線１４との間の絶縁領域１５において島状に設けられている。第３配線２７は矩形状であって四隅に角部Ｃを有する。第３配線２７は第１配線１２および第２配線１４と並行に設けられている。
【００５５】
第１配線１２は、第２配線１４方向に突出する突出部１２ａを備える。突出部１２ａは、矩形状に突出しており、その端部に第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に形成された２つの角部Ａ（先鋭部）を有する。第１配線１２は、複数の突出部１２ａを有するくし型形状を有する。
【００５６】
第２配線１４は、第１配線１２方向に突出する突出部１４ａを備える。突出部１４ａは、矩形状に突出しており、その端部に第１配線１２と第２配線１４とが対向する方向と直交する方向に形成された２つの角部Ｂ（先鋭部）を有する。第２配線１４は、複数の突出部１４ａを有するくし型形状を有する。
【００５７】
第３配線２７は、下層配線２８とビア２９を介して接続されている。第３配線２７の角部Ｃは、第１配線１２の角部Ａおよび第２配線１４の角部Ｂと対向している。
【００５８】
本実施形態において、第１配線１２と第３配線２７との間隔ｂ１、第３配線２７の幅ｃ１、第３配線２７の長さｃ２，第３配線２７間の距離ｃ３は、印加される電圧に応じて所定の長さとすることができる。例えば、電圧３．３Ｖにおいて、間隔ｂ１を５０ｎｍ、幅ｃ１を５０ｎｍ、長さｃ２を５０ｎｍ、距離ｃ３を５０ｎｍとすることができる。
【００５９】
以下に、本実施形態の動作を説明する。
第１パッド１６と第２パッド１８と第３パッド３０との間に電圧を印加することにより、第１配線１２と第３配線２７との間、第２配線１４と第３配線２７との間に電圧が印加される。第３配線２７の角部Ｃと対向する、第１配線１２の角部Ａおよび第２配線１４の角部Ｂにおいて、電界が集中する。そのため、この電界集中点において絶縁膜破壊が生じる。
【００６０】
第３配線２７が、第１配線１２と第２配線１４との間に設けられ、第３配線２７の角部が第１配線１２の端部および第２配線１４の端部と対向しているＴＥＧパターンは、半導体装置における設計基準に違反する配線パターンに対応する。上記のように使用電圧、第１配線１２と第２配線１４と第３配線２７の各サイズ、これらの配線間隔を変更することにより、電界集中点を生じさせ絶縁膜破壊を確認し、ＴＥＧパターンの故障データを得ることができる。これにより、設計基準に違反する配線パターンを備える評価対象となる半導体装置の信頼性を評価することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態のＴＥＧパターンを用いることにより、従来のＴＥＧパターンでは評価することができなかった規格外の配線パターンを備える半導体装置についても、正確な信頼性の評価が可能となる。本実施形態のＴＥＧパターンを用いた半導体装置の信頼性評価方法については後述する。
【００６２】
また、本実施形態のＴＥＧパターンは、第１配線１２は突出部１２ａを複数備えるくし型形状であり、第２配線１４は突出部１４ａを複数備えるくし型形状である。複数の突出部１２ａ，１４ａは、同一の形状を有しており、規則的に配置されている。さらに、本実施形態のＴＥＧパターンは、矩形状の第３配線２７を複数備える。複数の第３配線２７は同一形状を有し、直線上に等間隔となるように島状に配置されている。
この構成により、第１配線１２の突出部１２ａと第２配線１４の突出部１４ａと第３配線２７との組み合わせが１つの場合よりも統計的により正確な信頼性の評価が可能となる。
【００６３】
（第５実施形態）
本実施形態の半導体装置の信頼性評価方法は、図７に記載の評価システム４０を用いて行われる。
【００６４】
図７に示したように、評価システム４０は、入力受付部４２と、抽出部４４と、処理部４６と、出力部４８と、ＴＥＧパターン評価データ記憶部５０とを備える。
【００６５】
入力受付部４２は、ユーザから評価対象となる半導体装置の配線パターンデータを受け付けるとともに、抽出部４４に配線パターンデータを送出する。
【００６６】
抽出部４４は、入力受付部４２から配線パターンデータを受信すると、ＴＥＧパターン評価データ記憶部５０にアクセスして情報を参照し、配線パターン評価データに対応するＴＥＧパターンデータの実験データを抽出する。
【００６７】
処理部４６は、ＴＥＧパターンの実験データから、評価対象となる半導体装置に設けられた全ての配線パターンの故障データ（故障確率）を個々に得るとともに、全ての故障確率をかけ合わせて評価対象となる半導体装置の故障確率を算出する。処理部４６は、処理結果を出力部４８に送出する。
【００６８】
出力部４８は、処理部４６から得られた処理結果を図示しない表示部に表示させて、ユーザに評価結果を提示する。
【００６９】
ＴＥＧパターン評価データ記憶部５０には、配線パターンデータと第１〜第４実施形態のＴＥＧパターンの実験データとが関連付けられて格納されている。
【００７０】
本実施形態における半導体装置の検査方法を説明する。
本実施形態における半導体装置の検査方法は、以下の工程を含む。
（ａ）半導体装置の評価に適する本実施形態のＴＥＧパターンを選択するステップ
（ｂ）選択された前記ＴＥＧパターンの故障データを取得するステップ
（ｃ）前記故障データに基づいて前記半導体装置の信頼性を評価するステップ
【００７１】
以下、各ステップに沿って説明する。
【００７２】
ステップ（ａ）
まず、ユーザにより、評価対象となる半導体装置の配線パターンデータが入力されると、入力受付部４２は抽出部４４に配線パターンデータを送出する。抽出部４４は、入力受付部４２から配線パターンデータを受信すると、ＴＥＧパターン評価データ記憶部５０にアクセスして情報を参照し、配線パターンデータに対応する第１〜第４実施形態のいずれかのＴＥＧパターンを選択する。
【００７３】
ステップ（ｂ）
抽出部４４は、さらにＴＥＧパターン評価データ記憶部５０にアクセスして、選択されたＴＥＧパターンの故障データを取得する。ＴＥＧパターン評価データ記憶部５０には、配線パターンデータとＴＥＧパターンの実験データとが関連付けられて格納されており、ＴＥＧパターンの故障データ（故障確率）を取得する。
【００７４】
ステップ（ｃ）
処理部４６は、抽出部４４から得られたＴＥＧパターンの実験データから、評価対象となる半導体装置に設けられた全ての配線パターンの故障データ（故障確率）を個々に得るとともに、全ての故障確率をかけ合わせて評価対象となる半導体装置の故障確率を算出する。これにより、処理部４６は、故障データに基づいて半導体装置の信頼性を評価することができる。処理部４６は、この処理結果を出力部４８に送出する。
【００７５】
出力部４８は、図示しない表示手段に処理結果を送出する。ユーザは処理結果を確認し、配線パターンの設計変更を行う。そして、ユーザは、本実施形態における半導体装置の検査方法により、設計変更された配線パターンを備える半導体装置の処理結果を再度取得する。ユーザは、これらの処理結果を比較することにより、信頼性の高い配線パターンを備える半導体装置を確認することができる。
【００７６】
本実施形態の半導体装置の信頼性評価方法によれば、半導体装置の配線パターンデザインに応じたＴＥＧパターンを選択することが可能となり、半導体装置の正確な信頼性の評価を行うことができるので、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００７７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００７８】
たとえば、第１配線１２と第２配線１４とは同一層であってもよく、また異なる層であってもよい。
【００７９】
本実施形態において、先鋭部として角部を用いて説明したが、先鋭部としては鋭角であってもよく、また鈍角であってもよい。
【００８０】
また、第３配線２７は、第１配線１２および第２配線１４と同一層であってもよく、また異なる層であってもよい。
【００８１】
第１，３実施形態において、第１配線１２または第２配線１４が格子状に形成されているが、特に限定されず、直線状であってもよい。
【００８２】
本実施形態においては、導電体として第３配線２７を用いた例により説明したが、金属パーティクル、たとえばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）による研磨で発生した金属くずにより本来存在しない金属が形成されている場合や、ＣＭＰ用のフローティング配線であるダミー配線であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１の実施形態に係るＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【図２】第１の実施形態に係る他のＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【図３】第２の実施形態に係るＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【図４】第３の実施形態に係るＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【図５】第４の実施形態に係るＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【図６】第１の実施形態に係るＴＥＧパターンのａ−ａ線断面図である。
【図７】本実施形態に係る評価システムの概略図である。
【図８】従来のＴＥＧパターンを模式的に示した上面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１２      第１配線
１２ａ    突出部
１４      第２配線
１４ａ    突出部
１５      絶縁領域
１６      第１パッド
１７      ビア
１８      第２パッド
２０      層間膜
２２      下層配線
２４      下層配線
２７      第３配線
２８      下層配線
２９      ビア
３０      第３パッド
４０      評価システム
４２      入力受付部
４４      抽出部
４６      処理部
４８      出力部
５０      ＴＥＧパターン評価データ記憶部
１１２    第１配線
１１２ａ  突出部
１１４    第２配線
１１４ａ  突出部
１１５    絶縁領域
【図１】
2010010184.tif 000003
【図２】
2010010184.tif 000004
【図３】
2010010184.tif 000005
【図４】
2010010184.tif 000006
【図５】
2010010184.tif 000007
【図６】
2010010184.tif 000008
【図７】
2010010184.tif 000009
【図８】
2010010184.tif 000010