JPH07249669A - Semiconductor tester - Google Patents
Semiconductor testerInfo
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- JPH07249669A JPH07249669A JP4253994A JP4253994A JPH07249669A JP H07249669 A JPH07249669 A JP H07249669A JP 4253994 A JP4253994 A JP 4253994A JP 4253994 A JP4253994 A JP 4253994A JP H07249669 A JPH07249669 A JP H07249669A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体製品を試験、評価
するための半導体試験装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor tester for testing and evaluating semiconductor products.
【0002】[0002]
【従来の技術】 半導体のTEG試験装置は、半導
体プロセスの評価を行うとともに、信頼性の試験、評価
を行うのに用いられている。2. Description of the Related Art A semiconductor TEG test apparatus is used to evaluate a semiconductor process and to test and evaluate reliability.
【0003】以下図面を参照しながら、一例として配線
TEG用の試験装置について説明する。As an example, a test apparatus for a wiring TEG will be described below with reference to the drawings.
【0004】図2は従来の半導体の配線TEG試験装置
の平面図である。図2において、1は半導体基板上に形
成された配線TEG、2は配線TEG1に接続された電
源パッド、3は配線TEG1に接続されたもう一方の電
源パッドである。FIG. 2 is a plan view of a conventional semiconductor wiring TEG testing apparatus. In FIG. 2, 1 is a wiring TEG formed on a semiconductor substrate, 2 is a power supply pad connected to the wiring TEG1, and 3 is another power supply pad connected to the wiring TEG1.
【0005】この半導体の配線TEG1の試験方法につ
いて説明する。まず電源パッド2、3に電圧源を接続
し、電圧を印加することにより、配線TEG1に電流を
流す。この配線TEG1に流れる電流をモニターするこ
とにより、エレクトロマイグレーションの特性評価が可
能になる。A method of testing the semiconductor wiring TEG1 will be described. First, a voltage source is connected to the power supply pads 2 and 3 and a voltage is applied to cause a current to flow through the wiring TEG1. The characteristics of electromigration can be evaluated by monitoring the current flowing through the wiring TEG1.
【0006】このようなTEG試験装置によって試験、
評価を行う際、TEG試験装置の温度は、周囲環境温度
と試験時に配線TEG1が発する温度上昇分との和にな
る。エレクトロマイグレーションの試験、評価を行う
時、TEG試験装置の温度は特性に非常に大きな影響を
与えるため、試験、評価時の温度管理は大変重要にな
る。[0006] The test by such a TEG test device,
When performing the evaluation, the temperature of the TEG test device is the sum of the ambient environment temperature and the temperature rise generated by the wiring TEG1 during the test. The temperature of the TEG test device has a very large effect on the characteristics during the electromigration test and evaluation, and therefore the temperature control during the test and evaluation is very important.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、配線抵抗に電流が流れることによって発
生するジュール熱のため、配線の密集している中心配線
部分と隣接した配線のない外周配線部分とでは、周囲配
線環境の違いによって温度差が生じる。そのため、配線
TEG1の全体の温度が均一でなくなり、配線TEG1
の正しい評価ができないという問題点を有していた。However, in the above structure, due to the Joule heat generated by the current flowing through the wiring resistance, the central wiring portion where the wiring is dense and the peripheral wiring portion where there is no wiring adjacent to the central wiring portion. In and, a temperature difference occurs due to the difference in the surrounding wiring environment. Therefore, the temperature of the entire wiring TEG1 is not uniform, and the wiring TEG1
It had a problem that it could not be evaluated correctly.
【0008】本発明は上記問題点に対して、配線TEG
内での温度差をなくし、正確な特性評価ができる半導体
のエレクトロマイグレーション評価用のTEG試験装置
を提供するものである。The present invention solves the above problems by wiring TEGs.
It is intended to provide a TEG test apparatus for evaluating electromigration of a semiconductor, which eliminates a temperature difference in the interior and enables accurate characteristic evaluation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体試験装置は、半導体基板上に形成さ
れた被試験装置と、前記被試験装置の周辺に近接して配
置された導電材料からなる単数または連結された複数の
抵抗からなり、かつ前記抵抗には前記被試験装置に対し
て独立した電源パッドが両端に配置されている。In order to solve the above problems, a semiconductor test apparatus of the present invention is arranged in the vicinity of the device under test formed on a semiconductor substrate and the periphery of the device under test. The resistor is composed of a single or a plurality of resistors made of a conductive material, and the power source pad independent of the device under test is arranged at both ends of the resistor.
【0010】[0010]
【作用】本発明は被試験装置の周辺に配置した抵抗に電
流を流し、ジュール発熱を利用することで被試験装置の
温度をコントロールすることが可能になる。According to the present invention, the temperature of the device under test can be controlled by applying a current to the resistor arranged around the device under test and utilizing Joule heat generation.
【0011】[0011]
【実施例】以下一実施例として、本発明を半導体のエレ
クトロマイグレーション評価用TEG試験装置に応用し
た場合について、図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As one embodiment, a case where the present invention is applied to a TEG test apparatus for evaluating electromigration of semiconductor will be described with reference to the drawings.
【0012】図1は本実施例における半導体のエレクト
ロマイグレーション評価用TEG試験装置の平面図であ
る。図1において、4は温度制御用抵抗(以後単に抵抗
4という)、5は配線TEG、6は抵抗4用の電源パッ
ド、7はもう一方の抵抗4用の電源パッド、8は配線T
EG5に接続された電源パッド、9は配線TEG5に接
続されたもう一方の電源パッドである。FIG. 1 is a plan view of a TEG testing apparatus for semiconductor electromigration evaluation in this embodiment. In FIG. 1, 4 is a temperature control resistor (hereinafter simply referred to as resistor 4), 5 is a wiring TEG, 6 is a power supply pad for the resistor 4, 7 is a power supply pad for the other resistor 4, and 8 is a wiring T.
A power supply pad connected to EG5, and 9 is another power supply pad connected to the wiring TEG5.
【0013】まず、本発明のTEG試験装置の製造方法
について簡単に説明する。絶縁膜等で被覆された半導体
基板上にアルミニウムのスパッタ膜を形成し、フォトレ
ジストをマスクにしてドライエッチングすることによ
り、膜厚0.5μm、幅1.2μm、配線長1200μm
のアルミニウムの折返しの配線TEG5を形成する。そ
の配線の両端に、アルミニウムで形成された電源パッド
8および電源パッド9を形成する。同時に、抵抗4とし
てアルミニウムからなる膜厚0.5μm、幅1.2μm、
配線長1200μmの折返し配線を配線TEG5の周辺
に、配線TEG5の配線間隔と等間隔で形成する。ま
た、この抵抗4の両端にアルミニウムからなる電源パッ
ド6と電源パッド7を形成しておく。First, a method of manufacturing the TEG testing device of the present invention will be briefly described. An aluminum sputtered film is formed on a semiconductor substrate covered with an insulating film and dry-etched using a photoresist as a mask to form a film thickness of 0.5 μm, width of 1.2 μm, and wiring length of 1200 μm.
The aluminum wiring TEG5 is formed. A power supply pad 8 and a power supply pad 9 made of aluminum are formed on both ends of the wiring. At the same time, the resistor 4 is made of aluminum and has a film thickness of 0.5 μm and a width of 1.2 μm.
The folded wiring having a wiring length of 1200 μm is formed around the wiring TEG5 at the same intervals as the wiring intervals of the wiring TEG5. A power supply pad 6 and a power supply pad 7 made of aluminum are formed on both ends of the resistor 4.
【0014】次に本発明のTEG試験装置をアルミニウ
ム配線のエレクトロマイグレーション評価に応用する場
合の試験方法について説明する。配線TEG5の電源パ
ッド8に+1.8V、電源パッド9に0Vを印加する
と、配線TEG5には約18mAの電流が流れ、ジュー
ル熱により配線内の温度は平均約20℃上昇する。この
半導体基板を180℃に保持し、エレクトロマイグレー
ション試験を行ったところ、18mAの電流を流した
時、50%の試料が断線に至る時間(MTTF:Meen Ti
me To Failure)は190時間であった。Next, a test method for applying the TEG test apparatus of the present invention to electromigration evaluation of aluminum wiring will be described. When + 1.8V is applied to the power supply pad 8 of the wiring TEG5 and 0V is applied to the power supply pad 9, a current of about 18 mA flows through the wiring TEG5, and the temperature inside the wiring rises by an average of about 20 ° C. due to Joule heat. When this semiconductor substrate was held at 180 ° C. and subjected to an electromigration test, when a current of 18 mA was applied, 50% of the samples were broken (MTTF: Meen Ti
me to failure) was 190 hours.
【0015】この時、配線TEG5の平均的な温度は、
周囲温度180℃に前述したジュール発熱による温度上
昇20℃を加えた200℃となっているが、配線TEG
5の中央配線部分と外周配線部分の温度は、隣接する配
線の有無による熱の集中と放散によって約5℃の温度ば
らつきが生じている。エレクトロマイグレーションによ
るMTTFは、exp(−ΔE/kT)に比例する。こ
れより、集積回路で使用されるアルミニウム配線の実使
用状態(配線温度の最大値100℃)でのMTTFを推
定することができる。At this time, the average temperature of the wiring TEG5 is
The ambient temperature is 180 ° C, and the temperature rise of 20 ° C due to Joule heat generation is added to 200 ° C.
The temperature of the central wiring portion and the peripheral wiring portion of No. 5 has a temperature variation of about 5 ° C. due to the concentration and dissipation of heat depending on the presence or absence of adjacent wiring. MTTF by electromigration is proportional to exp (-ΔE / kT). From this, it is possible to estimate the MTTF of the aluminum wiring used in the integrated circuit in the actual usage state (maximum wiring temperature of 100 ° C.).
【0016】しかし、エレクトロマイグレーションで断
線した部分の温度が不正確であれば、100℃でのMT
TFの推定値は不正確なものとなる。たとえば、切断部
分の温度が200℃の場合、一般的にΔEは0.6eV
であり、200℃から100℃の時の温度加速係数は5
1.8であるので、100℃の時のMTTFは、190
時間×51.8=9842時間になると推定できる。と
ころが、外周部配線より5℃高い中央部付近で断線した
場合、配線温度を205℃として算出すると、205℃
から100℃の温度の加速係数は60.4であるので、
190時間×60.4=11476時間で断線すること
になり、エレクトロマイグレーションによるMTTFの
推定値に約15%の誤差が生じることになる。However, if the temperature of the portion broken by electromigration is inaccurate, MT at 100 ° C.
The estimate of TF will be inaccurate. For example, when the temperature of the cut part is 200 ° C, ΔE is generally 0.6 eV.
And the temperature acceleration coefficient from 200 ° C to 100 ° C is 5
Since it is 1.8, MTTF at 100 ° C. is 190
It can be estimated that the time will be 51.8 = 9842 hours. However, if the wire is disconnected near the center, which is 5 ° C higher than the outer peripheral wiring, the wiring temperature is 205 ° C
Since the acceleration coefficient of the temperature from to 100 ℃ is 60.4,
The wire breaks in 190 hours × 60.4 = 111476 hours, and an error of about 15% occurs in the estimated value of MTTF due to electromigration.
【0017】本発明によるTEG試験装置では、温度制
御用の抵抗4に適切な電流を流すことで上記誤差を抑制
できる。たとえば、電源パッド6に+1.8V、電源パ
ッド7に0Vを印加して配線TEG5と同様に電流を流
すことによって、配線TEG5と抵抗4の温度は同一状
態になる。配線TEG5の外周部には隣接する抵抗4が
有ることにより温度低下はなくなり、配線TEG5の温
度が一定となる。この結果、配線TEG5の中心配線部
分と外周配線部分の温度差がなくなり、試験時の安定し
た温度状態を確保できる。In the TEG testing apparatus according to the present invention, the above error can be suppressed by passing an appropriate current through the temperature controlling resistor 4. For example, by applying +1.8 V to the power supply pad 6 and applying 0 V to the power supply pad 7 to cause a current to flow in the same manner as the wiring TEG5, the temperatures of the wiring TEG5 and the resistor 4 become the same. Since the resistance 4 is adjacent to the outer periphery of the wiring TEG5, the temperature does not decrease, and the temperature of the wiring TEG5 becomes constant. As a result, there is no difference in temperature between the central wiring portion and the peripheral wiring portion of the wiring TEG5, and a stable temperature state during the test can be secured.
【0018】以上のように、エレクトロマイグレーショ
ン耐性の適正な評価ができる。なお、本実施例の場合試
験評価中において配線TEG5と抵抗4の電流密度は、
発熱条件を同じにして温度を同一にするように合わせて
おく必要がある。As described above, the electromigration resistance can be properly evaluated. In the case of the present embodiment, the current density of the wiring TEG5 and the resistor 4 during the test evaluation is
It is necessary to make the exothermic conditions the same so that the temperatures are the same.
【0019】以上のように本実施例によれば、抵抗4を
設けることにより、配線TEG5の中心配線部分と外周
配線部分の温度差がなくなるため、正確なエレクトロマ
イグレーション評価が可能になる。なお、第1の実施例
において、電源パッド6に電圧印加としたが、電流印加
としてもよい。また、本実施例では配線TEG5と抵抗
4は同じアルミニウム配線で形成したが、それぞれを別
のアルミニウム配線または、別の導電材料であっても、
本発明の目的を達成できることは明らかである。As described above, according to the present embodiment, by providing the resistor 4, the temperature difference between the central wiring portion and the outer peripheral wiring portion of the wiring TEG 5 is eliminated, so that accurate electromigration evaluation can be performed. Although the voltage is applied to the power supply pad 6 in the first embodiment, current may be applied. Further, although the wiring TEG5 and the resistor 4 are formed of the same aluminum wiring in this embodiment, even if they are formed of different aluminum wirings or different conductive materials,
It is clear that the objects of the invention can be achieved.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明は、半導体基板上の、被試験装置
および前記被試験装置の周辺に、導電材料からなる単数
または複数の抵抗を備えているので、この抵抗に電流を
流すことによって発生するジュール熱により、被試験装
置の外周配線部分に中心配線部分と同様の温度環境を作
り出すことができるため、被試験装置の配線内での温度
差がなくなることによって、安定した正確なエレクトロ
マイグレーションの評価結果を得ることができる。According to the present invention, the device under test and the periphery of the device under test are provided on the semiconductor substrate with one or a plurality of resistors made of a conductive material. The Joule heat that is generated can create a temperature environment similar to that of the central wiring part in the outer peripheral wiring part of the device under test, so that there is no temperature difference in the wiring of the device under test, and stable and accurate electromigration The evaluation result can be obtained.
【図1】本発明の一実施例における半導体のエレクトロ
マイグレーション評価用の試験装置の平面図FIG. 1 is a plan view of a test apparatus for evaluating electromigration of a semiconductor according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の半導体の配線TEG試験装置の平面図FIG. 2 is a plan view of a conventional semiconductor wiring TEG testing device.
4 抵抗 5 配線TEG 6〜9 電源パッド 4 resistance 5 wiring TEG 6 to 9 power supply pad
Claims (1)
と、前記被試験装置の周辺に近接して配置された導電材
料からなる単数または連結された複数の抵抗からなり、
かつ前記抵抗には前記被試験装置に対して独立した電源
パッドが両端に配置されていることを特徴とする半導体
試験装置。1. A device under test formed on a semiconductor substrate, and a single or a plurality of resistors made of a conductive material and arranged in proximity to the periphery of the device under test,
Moreover, a power supply pad independent of the device under test is arranged at both ends of the resistor, and the semiconductor test device is characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253994A JPH07249669A (en) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Semiconductor tester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253994A JPH07249669A (en) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Semiconductor tester |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07249669A true JPH07249669A (en) | 1995-09-26 |
Family
ID=12638881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4253994A Pending JPH07249669A (en) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Semiconductor tester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07249669A (en) |
-
1994
- 1994-03-14 JP JP4253994A patent/JPH07249669A/en active Pending
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