KR100906063B1 - Test device - Google Patents
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Abstract
테스트 소자가 개시되어 있다. 테스트 소자는 반도체 기판상에 형성되는 더미 패턴, 더미 패턴의 일 측에 형성되는 도전영역, 더미 패턴 및 도전영역에 접촉하는 콘택전극 및 도전영역에만 접촉하는 콘택전극을 포함한다. 테스트 소자에 의해서, 반도체 기판에 형성된 반도체 소자를 테스트할 수 있다.A test device is disclosed. The test device includes a dummy pattern formed on a semiconductor substrate, a conductive region formed on one side of the dummy pattern, a contact electrode contacting the dummy pattern and the conductive region, and a contact electrode contacting only the conductive region. By the test element, the semiconductor element formed in the semiconductor substrate can be tested.
butting, contact, 얼라인, 테스트 butting, contact, align, test
Description
실시예는 테스트 소자가 개시되어 있다.An embodiment discloses a test device.
반도체 기판상에 형성되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자를 형성할 때, 공정상의 문제를 SEM 또는 TEM등에 의해서 파악하였다.When forming a semiconductor element such as a transistor formed on a semiconductor substrate, process problems were identified by SEM or TEM.
이러한 공정상의 문제점을 전기적인 신호를 입력하여 파악할 수 있는 방법이 필요하다.There is a need for a method capable of identifying such a process problem by inputting an electrical signal.
실시예는 반도체 소자의 구조를 파악할 수 있는 테스트 소자를 제공하고자 한다.The embodiment provides a test device capable of identifying the structure of a semiconductor device.
실시예에 따른 테스트 소자는 반도체 기판상에 형성되는 더미 패턴, 상기 더미 패턴의 일 측에 형성되는 도전영역, 상기 더미 패턴 및 상기 도전영역에 접촉하는 제 1 콘택전극 및 상기 도전영역에만 접촉하는 제 2 콘택전극을 포함한다.The test device according to the embodiment may include a dummy pattern formed on a semiconductor substrate, a conductive region formed on one side of the dummy pattern, a first contact electrode contacting the dummy pattern and the conductive region, and a contacting region only with the conductive region. And two contact electrodes.
실시예에 따른 테스트 소자는 더미 패턴 및 도전영역에 접촉하는 제 1 콘택전극 및 도전영역에만 접촉하는 제 2 콘택전극을 포함한다.The test device according to the embodiment includes a dummy pattern, a first contact electrode contacting the conductive region, and a second contact electrode contacting only the conductive region.
이때, 제 1 콘택전극 및/또는 제 2 콘택전극에 전기적인 신호를 입력하여, 제 1 콘택전극의 도전영역에의 접촉면적을 계산할 수 있고, 이때, 더미 패턴의 위치를 파악할 수 있다.In this case, an electrical signal may be input to the first contact electrode and / or the second contact electrode to calculate a contact area of the first contact electrode to the conductive region, and the position of the dummy pattern may be determined.
따라서, 더미 패턴과 같은 공정에서 형성되는 반도체 소자의 위치를 파악할 수 있고, 실시예에 따른 테스트 소자는 반도체 소자를 테스트 할 수 있다.Therefore, the position of the semiconductor device formed in a process such as a dummy pattern can be grasped, and the test device according to the embodiment can test the semiconductor device.
도 1은 실시예에 따른 테스트 소자의 제 1 테스트 패턴을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 I-I`를 따라서 절단한 단면도이다. 도 3은 실시예에 따른 테스트 소자의 제 2 테스트 패턴을 도시한 평면도이다. 도 4는 도 3에서 II-II`를 따 라서 절단한 단면도이다.1 is a plan view illustrating a first test pattern of a test device according to an exemplary embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ in FIG. 1. 3 is a plan view illustrating a second test pattern of the test device according to the embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 3.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 테스트 소자는 반도체 기판(10), 제 1 테스트 패턴(20) 및 제 2 테스트 패턴(30)을 포함한다.1 to 4, the test device includes a
상기 반도체 기판(10)은 실리콘 기판(11) 및 소자분리막(12)을 포함하며, 상기 소자분리막(12)에 의해서 정의되는 제 1 액티브영역(AA1)들, 제 2 액티브영역(AA2)들 및 제 3 액티브영역(AA3)들을 포함한다.The
상기 제 1 테스트 패턴(2ㄲ0)은 제 1 소자(100), 제 2 소자(200), 제 1 연결배선(300) 및 제 2 연결배선(400)을 포함한다. 상기 제 1 소자(100) 및 상기 제 2 소자(200)는 상기 반도체 기판(10) 상에 다수 개가 교대로 나란히 배치된다.The first test pattern 2 ㄲ 0 includes a
상기 제 1 소자(100)는 상기 제 1 액티브영역(AA1) 상에 형성된다. 상기 제 1 소자(100)는 제 1 더미 패턴(110), 제 1 도전영역(120), 제 1 저농도영역(130), 제 1 콘택전극(140) 및 제 2 콘택전극(150)을 포함한다.The
상기 제 1 더미 패턴(110)은 상기 반도체 기판(10) 상에 형성되며, 상기 제 1 액티브영역(AA1) 상에 형성된다. 상기 제 1 더미 패턴(110)은 더미 게이트 전극(111), 더미 스페이서(112) 및 더미 절연막(113)을 포함한다.The
상기 더미 게이트 전극(111)은 상기 반도체 기판(10)상에 배치되며, 예를 들어, 상기 반도체 기판(10) 상에 게이트 전극을 형성할 때 함께 형성될 수 있다. 상기 더미 게이트 전극(111)으로 사용되는 물질의 예로서는 폴리 실리콘(polycrystalline silicon) 등을 들 수 있다.The
상기 더미 스페이서(112)는 상기 더미 게이트 전극(111)의 측면 상에 배치되 며, 예를 들어, 상기 게이트 전극의 측면 상에 스페이서를 형성할 때 함께 형성될 수 있다. 상기 더미 스페이서(112)로 사용되는 물질의 예로서는 질화물 등을 들 수 있다.The
상기 더미 절연막(113)은 상기 더미 게이트 전극(111) 및 상기 반도체 기판(10) 사이에 배치된다. 예를 들어, 상기 더미 절연막(113)은 상기 게이트 전극 및 상기 반도체 기판(10) 사이에 형성되는 게이트 절연막을 형성할 때 함께 형성될 수 있다.The
상기 제 1 도전영역(120)은 상기 제 1 액티브영역(AA1)에 형성된다. 상기 제 1 도전영역(120)은 상기 제 1 더미 패턴(110)의 일 측에 형성되며, 고농도의 도전형 불순물이 주입되어 형성된다. 따라서, 상기 제 1 도전영역(120)은 도체이다.The first
상기 제 1 도전영역(120)은 예를 들어, 상기 게이트 전극의 일측에 소오스/드레인 영역이 형성될 때, 형성될 수 있다.The first
상기 제 1 저농도영역(130)은 상기 제 1 더미 패턴(110)의 하부에 배치되며, 저농도의 도전형 도전형 불순물이 주입되어 형성된다. 예를 들어, 상기 제 1 저농도영역(130)은 상기 스페이서의 하부에 LDD영역이 형성될 때 형성될 수 있다.The first
상기 제 1 콘택전극(140)은 상기 제 1 액티브영역(AA1) 상에 배치된다. 상기 제 1 콘택전극(140)은 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 1 도전영역(120) 상에 배치되며, 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 1 도전영역(120)에 접촉한다.The
즉, 상기 제 1 콘택전극(140)은 하면의 일부가 상기 제 1 도전영역(120)에 접촉한다. 상기 제 1 콘택전극(140)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 알루미 늄, 구리 또는 텅스텐 등을 들 수 있다.That is, a portion of the lower surface of the
상기 제 2 콘택전극(150)은 상기 제 1 액티브영역(AA1) 상에 배치되며, 상기 제 1 도전영역(120) 상에 배치된다. 상기 제 2 콘택전극(150)의 하면은 상기 제 1 도전영역(120)에만 접촉한다.The
상기 제 2 소자(200)는 상기 제 2 액티브영역(AA2) 상에 배치된다. 상기 제 2 소자(200)는 제 2 더미 패턴(210), 제 2 도전영역(220), 제 2 저농도영역(230), 제 3 콘택전극(240) 및 제 4 콘택전극(250)을 포함한다.The
상기 제 2 더미 패턴(210)은 상기 제 2 액티브영역(AA2) 상에 배치된다.The
상기 제 2 도전영역(220)은 상기 제 2 액티브영역(AA2)에 형성되며, 상기 제 2 더미 패턴(210)의 일측에 형성된다.The second
상기 제 2 저농도영역(230)은 상기 제 2 더미 패턴(210)의 하부에 형성된다.The second
상기 제 3 콘택전극(240)은 상기 제 2 더미 패턴(210) 및 상기 제 2 도전영역(220) 상에 배치되며, 상기 제 2 더미 패턴(210) 및 상기 제 2 도전영역(220)에 접촉한다.The
상기 제 4 콘택전극(250)은 상기 제 2 도전영역(220) 상에 형성되며, 상기 제 2 도전영역(220)에만 접촉한다.The
상기 층간 절연막(500)은 상기 반도체 기판(10)을 덮는다. 상기 층간 절연막(500)으로 사용되는 물질의 예로서는 TEOS, USG 및 BPSG 등을 들 수 있다.The interlayer
상기 제 1 내지 제 4 콘택전극(140,150,240,250)은 상기 층간 절연막(500)을 관통하여 형성된다. 또한, 상기 제 1 내지 제 4 콘택전극(140,150,240,250)은 실질 직으로 동일한 크기를 가진다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 콘택전극(140,150,240,250)은 실질적으로 동일한 높이 및 직경을 가지는 원기둥 형상을 가질 수 있다.The first to
상기 제 1 연결배선(300)은 상기 제 1 콘택전극(140) 및 상기 제 4 콘택전극(250)을 연결한다. 상기 제 1 연결배선(300)은 상기 층간 절연막(500) 상에 형성된다. 상기 제 1 연결배선(300)은 예를 들어, 상기 제 1 콘택전극(140) 및 상기 제 4 콘택전극(250)과 일체로 형성될 수 있으며, 상기 제 1 연결배선(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 구리, 알루미늄 또는 텅스텐 등을 들 수 있다.The
상기 제 2 연결배선(400)은 상기 층간 절연막(500) 상에 형성되며, 상기 제 2 콘택전극(150) 및 상기 제 4 콘택전극(250)에 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 연결배선(400)은 예를 들어, 상기 제 2 콘택전극(150) 및 상기 제 3 콘택전극(240)과 일체로 형성될 수 있다.The
상기 제 2 테스트 패턴(30)은 제 3 소자(600) 및 제 3 연결배선(700)을 포함한다. 상기 제 3 소자(600)는 나란히 상기 반도체 기판(10) 상에 다수 개가 배치된다.The
상기 제 3 소자(600)는 상기 제 3 액티브영역(AA3) 상에 형성된다. 상기 제 3 소자(600)는 제 3 도전영역(620) 및 제 5 콘택전극(640)을 포함한다.The
상기 제 3 도전영역(620)은 상기 제 3 액티브영역(AA3)에 형성된다. 상기 제 3 도전영역(620)은 고농도의 도전형 불순물을 포함하며, 도체이다. 상기 제 3 도전영역(620)은 예를 들어, 상기 소오스/드레인 영역이 형성될 때 함께 형성된다.The third
상기 제 5 콘택전극(640)은 상기 제 3 도전영역(620) 상에 두 개가 형성된다. 또한, 상기 두 개의 제 5 콘택전극(640) 사이의 거리는 상기 제 1 콘택전극(140) 및 상기 제 2 콘택전극(150) 사이의 거리와 실질적으로 동일하다. 또한, 상기 두 개의 제 5 콘택전극(640) 사이의 거리는 상기 제 3 콘택전극(240) 및 상기 제 4 콘택전극(250) 사이의 거리와 동일하다.Two
또한, 상기 제 1 내지 제 5 콘택전극(140,150,240,250,640)은 실질적으로 동일한 크기를 가지며, 동일한 물질로 이루어져 있다.In addition, the first to
또한, 상기 제 1 내지 제 3 배선(300,500,700)은 실질적으로 동일한 크기를 가지며, 동일한 물질로 이루어진다.In addition, the first to
또한, 상기 제 1 도전영역(120), 상기 제 2 도전영역(220) 및 상기 제 3 도전영역(620)의 저항은 실질적으로 동일하다.In addition, the resistances of the first
상기 제 1 테스트 패턴(20)의 양 끝에 있는 제 1 연결배선(300) 및 제 2 연결배선(400)에 소정의 전압을 인가하고, 전류를 측정하면, 상기 제 1 테스트 패턴(20)의 저항을 알 수 있다.When a predetermined voltage is applied to the
즉, 상기 제 1 연결배선(300), 상기 제 1 콘택전극(140), 상기 제 1 도전영역(120), 상기 제 2 콘택전극(150), 상기 제 2 연결배선(400), 상기 제 3 콘택전극(240), 상기 제 2 도전영역(220) 및 상기 제 4 콘택전극(250)에 전류가 흐른다.That is, the
또한, 상기 제 2 테스트 패턴(30)의 양 끝에 있는 제 3 연결배선(700)들에 소정의 전압을 인가하고, 전류를 측정하면, 상기 제 2 테스트 패턴(30)의 저항을 알 수 있다.In addition, when a predetermined voltage is applied to the
즉, 상기 제 5 콘택전극(640), 상기 제 3 도전영역(620) 및 상기 제 3 연결배선(700)에 전류가 흐른다.That is, current flows through the
상기 제 1 테스트 패턴(20) 및 상기 제 2 테스트 패턴(30)은 전류가 흐르는 부분에서 차이가 발생한다. 즉, 상기 제 1 콘택전극(140)이 상기 제 1 도전영역(120)에 접촉하는 면적 및 상기 제 3 콘택전극(240)이 상기 제 2 도전영역(220)에 접촉하는 면적과 상기 제 5 콘택전극(640)이 상기 제 3 도전영역(620)에 접촉하는 면적 사이에 차이가 발생한다.The
따라서, 상기 제 1 테스트 패턴(20)의 저항 및 상기 제 2 테스트 패턴(30)의 저항의 차이는 상기 제 1 콘택전극(140)이 상기 제 1 도전영역(120)에 접촉하는 면적 및 상기 제 3 콘택전극(240)이 상기 제 2 도전영역(220)에 접촉하는 면적이 상기 제 5 콘택전극(640)이 상기 제 3 도전영역(620)에 접촉하는 면적보다 작기 때문에 발생한다.Therefore, the difference between the resistance of the
즉, 상기 제 1 테스트 패턴(20)의 저항은 상기 제 2 테스트 패턴(30)의 저항보다 크게된다.That is, the resistance of the
따라서, 상기 저항의 차이와 TEM 및 SEM 등을 이용한 실험데이터를 비교하여, 상기 제 1 콘택전극(140)의 제 1 도전영역(120)에 접촉 면적 및 상기 제 3 콘택전극(240)의 제 2 도전영역(220)에 접촉 면적을 구할 수 있다.Therefore, by comparing the difference between the resistance and the experimental data using the TEM, SEM, etc., the contact area of the
또한, 상기 접촉 면적들은 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 2 더미 패턴(210)의 위치에 의해서, 결정된다. 따라서, 상기 접촉 면적들에 의해서, 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 2 더미 패턴(210)의 위치를 구할 수 있다.In addition, the contact areas are determined by the positions of the
또한, 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 2 더미 패턴(210)의 위치에 의해서, 상기 제 1 더미 패턴(110)과 같은 공정에서 형성되는 소자 및 상기 제 2 더미 패턴(210)과 같은 공정에서 형성되는 소자의 위치들을 계산할 수 있다.In addition, elements formed in the same process as the
예를 들어, 상기 제 1 더미 패턴(110) 및 상기 제 2 더미 패턴(210)의 위치에 의해서, 상기 반도체 기판(10) 상에 배치되는 게이트 전극들의 위치를 파악할 수 있다.For example, the positions of the gate electrodes disposed on the
도 1은 실시예에 따른 테스트 소자의 제 1 테스트 패턴을 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a first test pattern of a test device according to an exemplary embodiment.
도 2는 도 1에서 I-I`를 따라서 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ in FIG. 1.
도 3은 실시예에 따른 테스트 소자의 제 2 테스트 패턴을 도시한 평면도이다.3 is a plan view illustrating a second test pattern of the test device according to the embodiment.
도 4는 도 3에서 II-II`를 따라서 절단한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 3.
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