JPH11287774A - 半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパターン及びテスト方法 - Google Patents
半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパターン及びテスト方法Info
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- JPH11287774A JPH11287774A JP10364474A JP36447498A JPH11287774A JP H11287774 A JPH11287774 A JP H11287774A JP 10364474 A JP10364474 A JP 10364474A JP 36447498 A JP36447498 A JP 36447498A JP H11287774 A JPH11287774 A JP H11287774A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
- H01L22/34—Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2884—Testing of integrated circuits [IC] using dedicated test connectors, test elements or test circuits on the IC under test
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属配線の特性評価を正確に行うことの可
能な半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパタ
ーン及び方法を提供する。 【解決手段】 半導体素子の金属配線パッケージレベ
ルテストパターンは、テストのためのテストライン２４
と、前記テストライン２４の両端に接続されており、前
記テストライン２４に電流を供給する電流供給パッド２
１と、前記テストライン２４の両端に位置し、前記テス
トライン２４の電圧を感知するための電圧センシング領
域２６と、前記電流供給パッドの温度を可変させるため
のポリヒーティング領域２３とを備える。
能な半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパタ
ーン及び方法を提供する。 【解決手段】 半導体素子の金属配線パッケージレベ
ルテストパターンは、テストのためのテストライン２４
と、前記テストライン２４の両端に接続されており、前
記テストライン２４に電流を供給する電流供給パッド２
１と、前記テストライン２４の両端に位置し、前記テス
トライン２４の電圧を感知するための電圧センシング領
域２６と、前記電流供給パッドの温度を可変させるため
のポリヒーティング領域２３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子に関し、
特に金属配線の特性評価を正確にに行うための半導体素
子の金属配線パッケージレベルテストパターン及びその
テスト方法に関する。
特に金属配線の特性評価を正確にに行うための半導体素
子の金属配線パッケージレベルテストパターン及びその
テスト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の金属配線において、エレク
トロマイグレーション(electromigration; EM)を起こす
主要因子には電流、温度、温度勾配、電流勾配等があ
る。しかし、現在、半導体素子の金属配線の特性（寿
命）評価時には電流、温度等の発生因子のみを顧慮して
評価している。
トロマイグレーション(electromigration; EM)を起こす
主要因子には電流、温度、温度勾配、電流勾配等があ
る。しかし、現在、半導体素子の金属配線の特性（寿
命）評価時には電流、温度等の発生因子のみを顧慮して
評価している。
【０００３】以下、添付図面に基づいて従来の半導体素
子の金属配線パッケージレベルテストパターンについて
説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は従来の半導体素
子の金属配線パッケージレベルテストパターンのレイア
ウト図である。
子の金属配線パッケージレベルテストパターンについて
説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は従来の半導体素
子の金属配線パッケージレベルテストパターンのレイア
ウト図である。
【０００４】図１（ａ）は電子素子技術連合評議会（Ｊ
ＥＤＥＣ）のテストパターンを示す図であり、電流供給
パッド１とテストライン２との間の接続領域３の幅が変
化するように（テストライン方向に向かうほど幅が狭く
なるように）構成することにより、テスト時に発生する
温度及び電流の勾配成分を最大限に減少させるようにし
ている。テストライン２の両端には電圧センシング領域
４が設けられている。
ＥＤＥＣ）のテストパターンを示す図であり、電流供給
パッド１とテストライン２との間の接続領域３の幅が変
化するように（テストライン方向に向かうほど幅が狭く
なるように）構成することにより、テスト時に発生する
温度及び電流の勾配成分を最大限に減少させるようにし
ている。テストライン２の両端には電圧センシング領域
４が設けられている。
【０００５】このような構造のＪＥＤＥＣテストパター
ンを用いた金属配線のエレクトロマイグレーション評価
は、電流供給パッド１に電流を供給した後、テストライ
ン２の両端の電圧センシング領域４の電圧を測定する。
このようなＪＥＤＥＣテストパターンでは、テスト時の
温度勾配を防止するために接続領域３を傾斜して構成し
ているが、ジュール熱による温度勾配まで完全に防止す
ることはできない。
ンを用いた金属配線のエレクトロマイグレーション評価
は、電流供給パッド１に電流を供給した後、テストライ
ン２の両端の電圧センシング領域４の電圧を測定する。
このようなＪＥＤＥＣテストパターンでは、テスト時の
温度勾配を防止するために接続領域３を傾斜して構成し
ているが、ジュール熱による温度勾配まで完全に防止す
ることはできない。
【０００６】更に、かかるＪＥＤＥＣテストパターンで
は、電流供給パッド１とテストライン２とを接続する接
続領域３の温度勾配を防ぐべく傾斜して（テストライン
方向に向かうほど幅が狭くなるよう）構成しているが、
相対的にテストライン２に比べて接続領域３の線幅が広
いため、エレクトロマイグレーションが発生する可能性
がある。
は、電流供給パッド１とテストライン２とを接続する接
続領域３の温度勾配を防ぐべく傾斜して（テストライン
方向に向かうほど幅が狭くなるよう）構成しているが、
相対的にテストライン２に比べて接続領域３の線幅が広
いため、エレクトロマイグレーションが発生する可能性
がある。
【０００７】図１（ｂ）はＬｉｏｙｄテストパターンを
示す図であり、電流供給パッド１とテストライン２との
間の接続領域３の全体幅が変化するように（テストライ
ン方向に向かうほど幅が狭くなるよう）構成することに
より、テスト時に発生する温度及び電流の勾配成分を最
大限に減少させるようにしている。テストライン２の両
端には電圧センシング領域４が設けられている。ここ
で、前記接続領域３は、多数本の細い配線が接続される
形態に構成されている。
示す図であり、電流供給パッド１とテストライン２との
間の接続領域３の全体幅が変化するように（テストライ
ン方向に向かうほど幅が狭くなるよう）構成することに
より、テスト時に発生する温度及び電流の勾配成分を最
大限に減少させるようにしている。テストライン２の両
端には電圧センシング領域４が設けられている。ここ
で、前記接続領域３は、多数本の細い配線が接続される
形態に構成されている。
【０００８】このような構造を有するＬｉｏｙｄテスト
パターンを用いた金属配線のエレクトロマイグレーショ
ン評価は、電流供給パッド１に電流を供給した後、テス
トライン２の両端の電圧センシング領域４の電圧を測定
する。
パターンを用いた金属配線のエレクトロマイグレーショ
ン評価は、電流供給パッド１に電流を供給した後、テス
トライン２の両端の電圧センシング領域４の電圧を測定
する。
【０００９】このようなＬｉｏｙｄテストパターンは、
電流供給パッド１とテストライン２との間の接続領域３
を、その全体幅が変化するよう且つ多数本の細い配線が
接続されるように構成することにより、テスト時の温度
勾配、電流勾配等を最大限に減少させるようにしてい
る。これにより、ＪＥＤＥＣテストパターンの短所を補
うことができるようにしたものである。
電流供給パッド１とテストライン２との間の接続領域３
を、その全体幅が変化するよう且つ多数本の細い配線が
接続されるように構成することにより、テスト時の温度
勾配、電流勾配等を最大限に減少させるようにしてい
る。これにより、ＪＥＤＥＣテストパターンの短所を補
うことができるようにしたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のテストパターン
では、金属配線のテスト時に温度及び電流の勾配を適切
に防ぐことができないし、特にジュール熱による温度勾
配を抑制することができない。このため、金属配線の正
確なテストがなされないという問題点がある。
では、金属配線のテスト時に温度及び電流の勾配を適切
に防ぐことができないし、特にジュール熱による温度勾
配を抑制することができない。このため、金属配線の正
確なテストがなされないという問題点がある。
【００１１】本発明は上記したような従来技術の金属配
線パッケージレベルテストパターンの問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、金属配線の特
性評価が正確に行うことの可能な半導体素子の金属配線
パッケージレベルテストパターン及び方法を提供するこ
とにある。
線パッケージレベルテストパターンの問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、金属配線の特
性評価が正確に行うことの可能な半導体素子の金属配線
パッケージレベルテストパターン及び方法を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】金属配線の特性評価を正
確に行うための本発明の請求項１に記載の半導体素子の
金属配線パッケージレベルテストパターンは、テストの
ための金属配線と、前記金属配線の両端に接続されてお
り、前記金属配線に電流を供給する電流供給パッドと、
前記金属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感
知する電圧センサパターンと、前記電流供給パッドの温
度を可変させるためのヒータとを備えることを特徴とす
る。
確に行うための本発明の請求項１に記載の半導体素子の
金属配線パッケージレベルテストパターンは、テストの
ための金属配線と、前記金属配線の両端に接続されてお
り、前記金属配線に電流を供給する電流供給パッドと、
前記金属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感
知する電圧センサパターンと、前記電流供給パッドの温
度を可変させるためのヒータとを備えることを特徴とす
る。
【００１３】本発明の請求項２に記載の半導体素子の金
属配線パッケージレベルテスト方法は、テストのための
金属配線と、前記金属配線の両端に接続され、前記金属
配線に電流を供給する電流供給パッドと、そして前記金
属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感知する
電圧センサとを備える金属配線パッケージレベルテスト
パターンを用いて前記金属配線をテストする方法であっ
て、前記電流供給パッドの両端にテストのための電流を
供給する段階と、前記電流供給パッドの温度を前記金属
配線よりも相対的に上昇させる段階と、前記電圧センサ
を用いて前記金属配線の電圧を感知する段階とを備える
ことを特徴とする。
属配線パッケージレベルテスト方法は、テストのための
金属配線と、前記金属配線の両端に接続され、前記金属
配線に電流を供給する電流供給パッドと、そして前記金
属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感知する
電圧センサとを備える金属配線パッケージレベルテスト
パターンを用いて前記金属配線をテストする方法であっ
て、前記電流供給パッドの両端にテストのための電流を
供給する段階と、前記電流供給パッドの温度を前記金属
配線よりも相対的に上昇させる段階と、前記電圧センサ
を用いて前記金属配線の電圧を感知する段階とを備える
ことを特徴とする。
【００１４】請求項３に記載の発明は、テストのための
金属配線と、前記金属配線の両端に接続されており、前
記金属配線に電流を供給する電流供給パッドと、前記金
属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感知する
電圧センサパターンと、前記金属配線の上面及び下面の
何れか一方に形成され、第１厚みを有する第１放熱膜
と、前記第１放熱膜と同一の面において、前記電流供給
パッドの上面及び下面の何れか一方に形成され、前記第
１厚みよりも厚い第２厚みを有する第２放熱膜とを備え
ることを特徴とする。
金属配線と、前記金属配線の両端に接続されており、前
記金属配線に電流を供給する電流供給パッドと、前記金
属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感知する
電圧センサパターンと、前記金属配線の上面及び下面の
何れか一方に形成され、第１厚みを有する第１放熱膜
と、前記第１放熱膜と同一の面において、前記電流供給
パッドの上面及び下面の何れか一方に形成され、前記第
１厚みよりも厚い第２厚みを有する第２放熱膜とを備え
ることを特徴とする。
【００１５】請求項４に記載の発明は、前記第１及び第
２放熱膜は、それぞれ前記金属配線、電流供給パッドの
上面に形成されることを特徴とする。
２放熱膜は、それぞれ前記金属配線、電流供給パッドの
上面に形成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパター
ン及びそのテスト方法について詳細に説明する。
の半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパター
ン及びそのテスト方法について詳細に説明する。
【００１７】図２は本発明の第１実施形態に従う半導体
素子の金属配線パッケージレベルテストパターンを示す
レイアウト図であり、図３は本発明の第１実施形態に従
う金属配線パッケージレベルテスト方法を示す流れ図で
ある。
素子の金属配線パッケージレベルテストパターンを示す
レイアウト図であり、図３は本発明の第１実施形態に従
う金属配線パッケージレベルテスト方法を示す流れ図で
ある。
【００１８】本発明の第１実施形態に従う半導体素子の
金属配線パッケージレベルテストパターンは、ジュール
熱による温度勾配を適切に抑制可能としたものである。
その構成は、金属配線のテスト時に電流を供給する電流
供給パッド２１と、金属配線のテスト時にヒーティング
による温度を測定する温度測定用のメタルライン２２と
からなるとともに、テストライン２４の両端に構成され
るポリヒーティング領域２３と、その全体幅が変化する
よう且つ多数本の細い配線状に構成され、かつテストラ
イン２４と前記ポリヒーティング領域２３とを接続する
接続領域２５と、前記テストライン２４の両端に設けら
れる電圧センシング領域２６とから構成されている。
金属配線パッケージレベルテストパターンは、ジュール
熱による温度勾配を適切に抑制可能としたものである。
その構成は、金属配線のテスト時に電流を供給する電流
供給パッド２１と、金属配線のテスト時にヒーティング
による温度を測定する温度測定用のメタルライン２２と
からなるとともに、テストライン２４の両端に構成され
るポリヒーティング領域２３と、その全体幅が変化する
よう且つ多数本の細い配線状に構成され、かつテストラ
イン２４と前記ポリヒーティング領域２３とを接続する
接続領域２５と、前記テストライン２４の両端に設けら
れる電圧センシング領域２６とから構成されている。
【００１９】ここで、前記接続領域２５の幅は電流供給
パッド２１からテストラインに向かうほど狭く形成され
ている。そして、前記ポリヒーティング領域２３は、テ
スト時にジュール熱による温度上昇分だけ電流供給パッ
ド２１の温度を高める。このようなポリヒーティング領
域２３による電流供給パッド２１の温度補償は、テスト
時の温度勾配の要因を完全に取り除く。そして、前記温
度測定用のメタルライン２２は抵抗変化分の測定端子と
して用いられ、電流供給パッド２１の温度上昇が正確に
なされるようにする。
パッド２１からテストラインに向かうほど狭く形成され
ている。そして、前記ポリヒーティング領域２３は、テ
スト時にジュール熱による温度上昇分だけ電流供給パッ
ド２１の温度を高める。このようなポリヒーティング領
域２３による電流供給パッド２１の温度補償は、テスト
時の温度勾配の要因を完全に取り除く。そして、前記温
度測定用のメタルライン２２は抵抗変化分の測定端子と
して用いられ、電流供給パッド２１の温度上昇が正確に
なされるようにする。
【００２０】上記構造の本発明の金属配線パッケージレ
ベルテストパターンを用いた金属配線のエレクトロマイ
グレーション評価の進行は図３に示す通りである。ま
ず、テスト時のテストライン２４の温度上昇値を測定し
（ステップ１００）、前もって知っている電流供給の条
件による温度上昇値を利用し、電流供給パッド２１を介
してテストライン２４に電流を供給する（ステップ１０
２）。そして、ポリヒーティング領域２３を用いて電流
供給パッド２１の温度を前記温度上昇分だけ高めてテス
トライン２４の温度勾配を補償した後（ステップ１０
４）、この状態でＥＭ測定を行う（ステップ１０６）。
ベルテストパターンを用いた金属配線のエレクトロマイ
グレーション評価の進行は図３に示す通りである。ま
ず、テスト時のテストライン２４の温度上昇値を測定し
（ステップ１００）、前もって知っている電流供給の条
件による温度上昇値を利用し、電流供給パッド２１を介
してテストライン２４に電流を供給する（ステップ１０
２）。そして、ポリヒーティング領域２３を用いて電流
供給パッド２１の温度を前記温度上昇分だけ高めてテス
トライン２４の温度勾配を補償した後（ステップ１０
４）、この状態でＥＭ測定を行う（ステップ１０６）。
【００２１】このような本発明の第１実施形態に従う金
属配線パッケージレベルテストパターンは、テスト時の
ジュール熱による温度変勾配を完全に防止する。次に、
本発明の第２実施形態による金属配線テストパターンに
ついて説明する。
属配線パッケージレベルテストパターンは、テスト時の
ジュール熱による温度変勾配を完全に防止する。次に、
本発明の第２実施形態による金属配線テストパターンに
ついて説明する。
【００２２】図４は本発明の第２実施形態に従う半導体
素子の金属配線テストパターンのレイアウト図であり、
図５は本発明の第２実施形態による半導体素子の金属配
線テストパターンの構造断面図である。
素子の金属配線テストパターンのレイアウト図であり、
図５は本発明の第２実施形態による半導体素子の金属配
線テストパターンの構造断面図である。
【００２３】本発明の第２実施形態による金属配線テス
トパターンは、テストパターンに隣接する酸化膜の厚さ
による熱損失特性を用いて、金属配線テスト時に発生す
るジュール熱による温度上昇が評価に影響を与えないよ
うにしたものである。酸化膜の厚さと熱損失は反比例す
るという熱損失特性に関しては、ハリー エイ．シャフ
ト（ＨＡＲＲＹ Ａ．ＳＣＨＡＦＦＴ（ＭＥＭＢＥＲ，
ＩＥＥＥ））の「エレクトロマイグレーションテスト構
造の熱解析（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｓｔ
ｒｕｃｔｕｒｅｓ）」の論文の内容から分かる（電子デ
バイスに関するＩＥＥＥのトランザクション，ＥＤ−３
４巻，３番，１９９７年３月（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡ
ＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥ
Ｓ，ＶＯＬ．ＥＤ−３４，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ １９
８７）を参照されたい）。
トパターンは、テストパターンに隣接する酸化膜の厚さ
による熱損失特性を用いて、金属配線テスト時に発生す
るジュール熱による温度上昇が評価に影響を与えないよ
うにしたものである。酸化膜の厚さと熱損失は反比例す
るという熱損失特性に関しては、ハリー エイ．シャフ
ト（ＨＡＲＲＹ Ａ．ＳＣＨＡＦＦＴ（ＭＥＭＢＥＲ，
ＩＥＥＥ））の「エレクトロマイグレーションテスト構
造の熱解析（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｓｔ
ｒｕｃｔｕｒｅｓ）」の論文の内容から分かる（電子デ
バイスに関するＩＥＥＥのトランザクション，ＥＤ−３
４巻，３番，１９９７年３月（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡ
ＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥ
Ｓ，ＶＯＬ．ＥＤ−３４，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ １９
８７）を参照されたい）。
【００２４】本発明の第２実施形態に従う半導体素子の
金属配線テストパターンの構成は、まず、金属配線のテ
ストに使用されるテストライン４２と、前記テストライ
ンの両端に接続され、金属配線のテスト時に電流を供給
する電流供給パッド４１と、その全体幅が変化するよう
且つ多数本の細い配線の形態に構成され、かつテストラ
イン４２と前記電流供給パッド４１とを接続する接続領
域４３と、前記テストライン４２の両端に設けられる電
圧センシング領域４４とから構成される。
金属配線テストパターンの構成は、まず、金属配線のテ
ストに使用されるテストライン４２と、前記テストライ
ンの両端に接続され、金属配線のテスト時に電流を供給
する電流供給パッド４１と、その全体幅が変化するよう
且つ多数本の細い配線の形態に構成され、かつテストラ
イン４２と前記電流供給パッド４１とを接続する接続領
域４３と、前記テストライン４２の両端に設けられる電
圧センシング領域４４とから構成される。
【００２５】ここで、上記したようなＥＭ評価用のテス
トパターンは半導体基板４５上の酸化膜層４６上に形成
されるが、本発明の第２実施形態では該酸化膜層４６の
厚さが部分的に異なるようにしている。すなわち、ジュ
ール熱による温度上昇に応じた補償を必要とする部分の
酸化膜を他の部分よりも厚くなるようにテストパターン
を形成する。
トパターンは半導体基板４５上の酸化膜層４６上に形成
されるが、本発明の第２実施形態では該酸化膜層４６の
厚さが部分的に異なるようにしている。すなわち、ジュ
ール熱による温度上昇に応じた補償を必要とする部分の
酸化膜を他の部分よりも厚くなるようにテストパターン
を形成する。
【００２６】このように、テストライン４２の温度上昇
による補償を必要とする部分は電流供給パッド４１部分
である。前記酸化膜層４６は、テストライン４２の下面
に設けられた薄い第１酸化膜層４６ａと、電流供給パッ
ド４１の下面に設けられ、第１酸化膜層４６ａよりも厚
く形成される第２酸化膜層４６ｂとを含む。また、酸化
膜層４６は、前記接続領域４３で、電流供給パッド４１
部分からテストライン４２の方向に緩やかに傾斜して厚
みが変化する第３酸化膜層４６ｃを含む。そして、前記
接続領域４３の厚み電流供給パッド４１からテストライ
ン４２に向かうほど狭く形成され、一定の線幅を有する
多数本の配線の形態に構成されている。尚、前記厚い酸
化膜層４６による温度補償が正確になされたかどうかを
確かめるために、電流供給パッド４１領域に温度測定用
のメタルライン（図示せず）を更に構成してもよい。こ
のように、温度測定用のメタルラインを更に構成する場
合には、温度補償時に温度測定用のメタルラインの抵抗
変化分を測定することにより、電流供給パッド４１の温
度補償状態が正確に分かる。
による補償を必要とする部分は電流供給パッド４１部分
である。前記酸化膜層４６は、テストライン４２の下面
に設けられた薄い第１酸化膜層４６ａと、電流供給パッ
ド４１の下面に設けられ、第１酸化膜層４６ａよりも厚
く形成される第２酸化膜層４６ｂとを含む。また、酸化
膜層４６は、前記接続領域４３で、電流供給パッド４１
部分からテストライン４２の方向に緩やかに傾斜して厚
みが変化する第３酸化膜層４６ｃを含む。そして、前記
接続領域４３の厚み電流供給パッド４１からテストライ
ン４２に向かうほど狭く形成され、一定の線幅を有する
多数本の配線の形態に構成されている。尚、前記厚い酸
化膜層４６による温度補償が正確になされたかどうかを
確かめるために、電流供給パッド４１領域に温度測定用
のメタルライン（図示せず）を更に構成してもよい。こ
のように、温度測定用のメタルラインを更に構成する場
合には、温度補償時に温度測定用のメタルラインの抵抗
変化分を測定することにより、電流供給パッド４１の温
度補償状態が正確に分かる。
【００２７】次に、本発明の第３実施形態に従う金属配
線テストパターンについて以下に説明する。図６は本発
明の半導体素子の別の金属配線テストパターンの構造を
示し、その構成は以下の通りである。
線テストパターンについて以下に説明する。図６は本発
明の半導体素子の別の金属配線テストパターンの構造を
示し、その構成は以下の通りである。
【００２８】本発明の半導体素子の他の金属配線テスト
パターンの構成は、まず、金属配線のテストに使用され
るテストライン４２と、前記テストラインの両端に接続
され、金属配線のテスト時に電流を供給する電流供給パ
ッド４１と、その全体幅が変化するよう且つ多数本の細
い配線の形態を有するように構成され、テストライン４
２と前記電流供給パッド４１とを接続する接続領域４３
と、前記テストライン４２の両端に設けられる電圧セン
シング領域（図示しない）と、前記テストライン４２上
に形成され、テスト時に発生するジュール熱による熱を
放出する放熱酸化膜４７とから構成される。
パターンの構成は、まず、金属配線のテストに使用され
るテストライン４２と、前記テストラインの両端に接続
され、金属配線のテスト時に電流を供給する電流供給パ
ッド４１と、その全体幅が変化するよう且つ多数本の細
い配線の形態を有するように構成され、テストライン４
２と前記電流供給パッド４１とを接続する接続領域４３
と、前記テストライン４２の両端に設けられる電圧セン
シング領域（図示しない）と、前記テストライン４２上
に形成され、テスト時に発生するジュール熱による熱を
放出する放熱酸化膜４７とから構成される。
【００２９】ここで、前記ＥＭ評価用のテストパターン
は半導体基板４５上の酸化膜層４６上に形成され、その
テストパターン上に再びジュール熱による熱を放出する
ための放熱酸化膜４７が設けられているため、ジュール
熱による温度上昇に応じた補償をする。この時の温度補
償は、熱発生しない部分の温度を高めることなく、温度
上昇する部分の熱を放出させることにより、金属配線の
テスト時に温度勾配による不正確性を取り除く。
は半導体基板４５上の酸化膜層４６上に形成され、その
テストパターン上に再びジュール熱による熱を放出する
ための放熱酸化膜４７が設けられているため、ジュール
熱による温度上昇に応じた補償をする。この時の温度補
償は、熱発生しない部分の温度を高めることなく、温度
上昇する部分の熱を放出させることにより、金属配線の
テスト時に温度勾配による不正確性を取り除く。
【００３０】このように、テスト時に、温度上昇による
放熱が必要な部分はテストライン４２であるため、テス
トライン４２上に放熱酸化膜４７が形成されている。前
記放熱酸化膜４７は、第１厚さを有する第１放熱酸化膜
と、前記第１厚さより厚い第２厚さを有する第２放熱酸
化膜と、前記第１及び第２厚さの間で変化する厚さを有
する第３放熱酸化膜とからなる。第１放熱酸化膜４７ａ
は、前記テストライン４２の上面に位置し、第２放熱酸
化膜４７ｂは前記電流供給パッド４１の上面に位置し、
第３放熱酸化膜４７ｃは接続領域４３の上面に位置す
る。ここで、酸化膜の厚さと熱損失は反比例するため、
第１放熱酸化膜４７ａが最も薄い場合、第２放熱酸化膜
４７ｂの放熱効率は第１放熱酸化膜４７ａの放熱効率よ
りも劣る。
放熱が必要な部分はテストライン４２であるため、テス
トライン４２上に放熱酸化膜４７が形成されている。前
記放熱酸化膜４７は、第１厚さを有する第１放熱酸化膜
と、前記第１厚さより厚い第２厚さを有する第２放熱酸
化膜と、前記第１及び第２厚さの間で変化する厚さを有
する第３放熱酸化膜とからなる。第１放熱酸化膜４７ａ
は、前記テストライン４２の上面に位置し、第２放熱酸
化膜４７ｂは前記電流供給パッド４１の上面に位置し、
第３放熱酸化膜４７ｃは接続領域４３の上面に位置す
る。ここで、酸化膜の厚さと熱損失は反比例するため、
第１放熱酸化膜４７ａが最も薄い場合、第２放熱酸化膜
４７ｂの放熱効率は第１放熱酸化膜４７ａの放熱効率よ
りも劣る。
【００３１】このような本発明の金属パッケージレベル
テストパターンは、テスト時のジュール熱による温度勾
配を完全に防止することにより、金属配線のＥＭ評価を
正確に行うことができる。
テストパターンは、テスト時のジュール熱による温度勾
配を完全に防止することにより、金属配線のＥＭ評価を
正確に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の半導体素子の金属配線パッケー
ジレベルテストパターン及び方法では、ヒータによる電
流供給パッドの加熱によって、テスト時に発生する温度
勾配を適切に補償している。従って、その状態でＥＭ測
定をするため、配線評価を正確に行うことができる。
ジレベルテストパターン及び方法では、ヒータによる電
流供給パッドの加熱によって、テスト時に発生する温度
勾配を適切に補償している。従って、その状態でＥＭ測
定をするため、配線評価を正確に行うことができる。
【００３３】請求項１、２の発明によれば、過大なスト
レスが加えられる評価状況においてもジュール熱等によ
る温度勾配を補償しているため、配線評価の正確性を向
上させることができる。
レスが加えられる評価状況においてもジュール熱等によ
る温度勾配を補償しているため、配線評価の正確性を向
上させることができる。
【００３４】請求項３、４の発明によれば、テストパタ
ーンに隣接する酸化膜の熱損失特性を適切に用いて、部
分的な温度補償または放熱により温度勾配による金属評
価の不正確性を防止しているため、実際に量産中の金属
配線の評価を正確に行うことができる。
ーンに隣接する酸化膜の熱損失特性を適切に用いて、部
分的な温度補償または放熱により温度勾配による金属評
価の不正確性を防止しているため、実際に量産中の金属
配線の評価を正確に行うことができる。
【図１】 （ａ）、（ｂ）は、従来の半導体素子の金属
配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウト
図。
配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウト
図。
【図２】 本発明の第１実施形態に従う半導体素子の金
属配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウ
ト図。
属配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウ
ト図。
【図３】 本発明の第１実施形態に従う金属配線パッケ
ージレベルテスト方法を示す流れ図。
ージレベルテスト方法を示す流れ図。
【図４】 本発明の第２実施形態に従う半導体素子の金
属配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウ
ト図。
属配線パッケージレベルテストパターンを示すレイアウ
ト図。
【図５】 本発明の第２実施形態に従う半導体素子の金
属配線パッケージレベルテストパターンを示す構造断面
図。
属配線パッケージレベルテストパターンを示す構造断面
図。
【図６】 本発明の第３実施形態に従う半導体素子の金
属配線パッケージレベルテストパターンを示す構造断面
図。
属配線パッケージレベルテストパターンを示す構造断面
図。
２１ 電流供給パッド ２２ 温度測定用のメタルライン ２３ ヒータとしてのポリヒーティング領域 ２４ テストライン ２５ 接続領域 ２６ 電圧センサパターンとしての電圧センシング領
域
域
Claims (4)
- 【請求項１】 テストのための金属配線と、 前記金属配線の両端に接続されており、前記金属配線に
電流を供給する電流供給パッドと、 前記金属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感
知する電圧センサパターンと、 前記電流供給パッドの温度を可変させるためのヒータ
と、を備えることを特徴とする半導体素子の金属配線パ
ッケージレベルテストパターン。 - 【請求項２】 テストのための金属配線と、前記金属
配線の両端に接続され、前記金属配線に電流を供給する
電流供給パッドと、そして前記金属配線の両端に位置
し、前記金属配線の電圧を感知する電圧センサとを備え
る金属配線パッケージレベルテストパターンを用いて前
記金属配線をテストする方法であって、 前記電流供給パッドの両端にテストのための電流を供給
する段階と、 前記電流供給パッドの温度を前記金属配線より相対的に
上昇させる段階と、 前記電圧センサを用いて前記金属配線の電圧を感知する
段階と、を備えることを特徴とする半導体素子の金属配
線パッケージレベルテスト方法。 - 【請求項３】 テストのための金属配線と、 前記金属配線の両端に接続されており、前記金属配線に
電流を供給する電流供給パッドと、 前記金属配線の両端に位置し、前記金属配線の電圧を感
知する電圧センサパターンと、 前記金属配線の上面及び下面の何れか一方に形成され、
第１厚みを有する第１放熱膜と、 前記第１放熱膜と同一の面において、前記電流供給パッ
ドの上面及び下面の何れか一方に形成され、前記第１厚
みよりも厚い第２厚みを有する第２放熱膜と、を備える
ことを特徴とする半導体素子の金属配線パッケージレベ
ルテストパターン。 - 【請求項４】 前記第１及び第２放熱膜は、それぞれ
前記金属配線、電流供給パッドの上面に形成されること
を特徴とする請求項３記載の半導体素子の金属配線パッ
ケージレベルテストパターン。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970079125A KR100282430B1 (ko) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | 반도체 소자의 금속라인 패캐지레벨 테스트 패턴 및 방법(metalline packagelevel test pattern and method for semic onductor device) |
| KR79125/1997 | 1998-02-04 | ||
| KR1019980003064A KR100331843B1 (ko) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 반도체 소자의 금속 배선 테스트 패턴 |
| KR3064/1998 | 1998-02-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287774A true JPH11287774A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3741885B2 JP3741885B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=26633324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36447498A Expired - Fee Related JP3741885B2 (ja) | 1997-12-30 | 1998-12-22 | 半導体素子の金属配線パッケージレベルテストパターン及びテスト方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6282679B1 (ja) |
| JP (1) | JP3741885B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7676711B2 (en) | 2006-09-28 | 2010-03-09 | Hynix Semiconductor, Inc. | Test circuit for testing command signal at package level in semiconductor device |
| US7684260B2 (en) | 2007-03-29 | 2010-03-23 | Hynix Semiconductor, Inc. | Flash memory device and method for driving the same |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603321B2 (en) * | 2001-10-26 | 2003-08-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for accelerated determination of electromigration characteristics of semiconductor wiring |
| DE102006049791A1 (de) | 2006-10-21 | 2008-04-30 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Teststruktur für hochbeschleunigte Elektromigrationstests für dicke Metallisierungssysteme von Festkörperschaltkreisen |
| US7851237B2 (en) * | 2007-02-23 | 2010-12-14 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device test structures and methods |
| US7759957B2 (en) * | 2007-07-27 | 2010-07-20 | United Microelectronics Corp. | Method for fabricating a test structure |
| CN106053534B (zh) * | 2016-04-28 | 2018-12-07 | 西安交通大学 | 基于传输线结构的宽带非接触式镀层无源互调测试装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264377A (en) * | 1990-03-21 | 1993-11-23 | At&T Bell Laboratories | Integrated circuit electromigration monitor |
| JP2570155B2 (ja) * | 1993-11-11 | 1997-01-08 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| US5627101A (en) * | 1995-12-04 | 1997-05-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method of fabricating polysilicon electromigration sensor which can detect and monitor electromigration in composite metal lines on integrated circuit structures |
-
1998
- 1998-11-09 US US09/188,235 patent/US6282679B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-22 JP JP36447498A patent/JP3741885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7676711B2 (en) | 2006-09-28 | 2010-03-09 | Hynix Semiconductor, Inc. | Test circuit for testing command signal at package level in semiconductor device |
| US7684260B2 (en) | 2007-03-29 | 2010-03-23 | Hynix Semiconductor, Inc. | Flash memory device and method for driving the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6282679B1 (en) | 2001-08-28 |
| JP3741885B2 (ja) | 2006-02-01 |
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