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講座集 / BEOLのE-test

VOL.02

BEOLのE-test

スクライブラインの TEG が何を測り、その数字が量産判断のどこに入るか。

回
6
通して読む目安
1.9 h
出典
62
対象
前工程のプロセス・歩留まり・信頼性に関わる人。オームの法則と正規分布があれば読める。
読み終えたときにできること
抵抗・短絡断線・容量・寿命の4系統について、測定構造の作りと、そこから出る数字の意味、量産判断への渡し方を自分の言葉で言える状態にする。

全 6 回

  • 基礎 2
  • 標準 1
  • 応用 3
  1. 01 E-testは何を測っているのか 光学検査で見えるのは配線の最表面だけです。抵抗やリーク、容量、寿命は、スクライブラインに置いたテスト構造(TEG)へ電流を流して初めて数値になります。測定の基本になる四端子法と、このコースで扱う 4 系統の測定を概観します。 12 分
  2. 02 抵抗を正しく測る 2 端子で測った抵抗には、引き回し配線とプローブの接触抵抗が上乗せされます。1 スクエアあたり数十 mΩ しかない BEOL の金属では、その上乗せが本体の 20 倍近くになります。四端子法、四探針法、van der Pauw 法、CBKR、ビアチェーンは、どれもこれを避けて測るための工夫です。 17 分
  3. 03 短絡と断線を捕まえる 抵抗を測る TEG は 100 µm 角で足りますが、短絡と断線を捕まえる TEG は桁違いに大きく作ります。異物がどこに落ちるかは偶然なので、面積を広げないと欠陥密度を言えないからです。それでもスクライブラインの TEG で言えるのは、欠陥密度 25 個/cm² 未満までです。 20 分
  4. 04 容量とRC遅延 測りたい配線間の容量はフェムトファラド級ですが、パッドやリードの寄生容量はその 1000 倍あります。CBCM という方法で容量を平均の直流電流に置き換え、参照回路との差で寄生分を消してから、実効誘電率や RC 遅延のモデルへ進みます。 20 分
  5. 05 配線の寿命を測る エレクトロマイグレーションで配線が切れるのは、原子の流れが途切れる一点、銅配線ならビア底のバリアに接する陰極側です。Black の式も Blech 長も加速試験からの外挿も、この一点がいつ開くかを見積もるための道具です。 25 分
  6. 06 スクライブラインの TEG と CMP:影響は平坦化長の 2 倍まで届く スクライブラインに置いた大きな銅の測定パターンは、CMP を通じてダイの中の平坦さまで変えてしまいます。研磨の効き方を配置密度のぼかしとして扱い、影響がダイのどこまで届くか、密度の差をどこまで許せるかを求めます。 22 分