KR20020094984A - Method for testing reliability of dielectric - Google Patents

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KR20020094984A
KR20020094984A KR1020010032954A KR20010032954A KR20020094984A KR 20020094984 A KR20020094984 A KR 20020094984A KR 1020010032954 A KR1020010032954 A KR 1020010032954A KR 20010032954 A KR20010032954 A KR 20010032954A KR 20020094984 A KR20020094984 A KR 20020094984A
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이성호
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삼성전자 주식회사
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    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
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Abstract

PURPOSE: A method for testing the reliability of dielectric is provided to shorten a testing time and to reduce testing costs by measuring an FBC(Fail Bit Count) after applying a stress to the dielectric. CONSTITUTION: A wafer including a plurality of cells formed in a storage node electrode(26), a dielectric film(28) and a plate electrode(30) is prepared. A first FBC of each cell is measured without applying a stress to the dielectric film(28). A stress is applied to the dielectric film(28) for a desired time. Then, a second FBC of each cell is measured. Thereby, it is determined whether the dielectric film(28) is degraded by comparing the first FBC to the second FBC.

Description

유전체 신뢰성 테스트 방법{Method for testing reliability of dielectric}Method for testing reliability of dielectric

본 발명은 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 캐패시터 유전체의 신뢰성 테스트방법에 관한 것이다.The present invention relates to a test method for a semiconductor device, and more particularly, to a test method for reliability of a capacitor dielectric.

반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소함에 따라, 디램(DRAM:dynamic random access memory)의 캐패시터 유전체막 역시 충분한 정전 용량을 확보하여야 한다. 이러한 유전막의 정전 용량 및 특성은 유전체 신뢰성 테스트에 의하여 가늠된다.As the design rule of the semiconductor device decreases, a capacitor dielectric film of dynamic random access memory (DRAM) also needs to secure sufficient capacitance. The capacitance and characteristics of these dielectric films are estimated by dielectric reliability tests.

여기서, 유전체 신뢰성을 측정하기 위한 공정은 크게 웨이퍼 레벨(wafer level)에서 측정하는 방법과, 패키지 레벨(package level)에서 측정하는 방법이 있다.Here, the process for measuring the dielectric reliability can be largely measured at the wafer level (wafer level) and the method at the package level (package level).

여기서, 웨이퍼 레벨에서 측정하는 방법으로는 유전체에 소정의 전류를 지속적으로 인가하여 스트레스를 부여하는 CCS(constant current stress) 방식, 유전체에 소정의 전압을 인가하여 스트레스를 부여하는 CVS(constant voltage stress), 유전체에 소정의 스트레스를 인가하여 항복이 일어나는 시간에 따라 유전체의 신뢰성을 판별하는 TDDB(time dependent dielectric breakdown) 방식이 있다.Here, the method of measuring at the wafer level is a constant current stress (CCS) method of applying a predetermined current to the dielectric to give a stress, and a constant voltage stress (CVS) of applying a predetermined voltage to the dielectric to give a stress. In addition, there is a time dependent dielectric breakdown (TDDB) method in which the reliability of the dielectric material is determined by applying a predetermined stress to the dielectric material according to the time when the breakdown occurs.

한편, 패키지 레벨에서 측정하는 방법으로는 대표적으로 번인(burn-in) 테스트가 있으며, 이러한 패키지 레벨에서의 테스트는 고온 고압의 조건에서 디램을 동작시켜, 단시간내에 잠재적인 결함을 노출시킨다.On the other hand, a method of measuring at the package level is typically a burn-in test, and the test at the package level exposes a potential defect in a short time by operating the DRAM under high temperature and high pressure conditions.

그러나, 종래의 유전체 신뢰성 테스트 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional dielectric reliability test method has the following problems.

상술한 웨이퍼 레벨에서의 테스트 방법은 실질적으로 디바이스가 동작시 가해지는 전류 또는 전압(이하, 스트레스원)보다 훨씬 높은 약 10배 이상의 큰 값의 전류 또는 전압을 가하여, 신뢰성을 측정하고 있다. 그러므로, 실제 디바이스 동작 영역에서는 신뢰성을 예측하기 어렵다.The test method at the wafer level described above measures reliability by applying a current or voltage of about 10 times or more, which is substantially higher than the current or voltage (hereinafter, a stress source) applied when the device is operated. Therefore, reliability is difficult to predict in the real device operating area.

한편, 패키지 레벨에서의 테스트 방법은, 패키지 상태로 디바이스를 구현한다음, 장시간(수일 내지는 수개월)동안 그 특성을 분석해야 하므로, 많은 시간과 비용이 소모된다. 더욱이, 패키지 레벨에서의 테스트 방법은, 패키지 상태에서 페일이 검출되는 것으로, 열화가 발생된 불필요한 다이를 패키징한 결과를 초래한다.그러므로, 재료 및 공정 비용이 상승하게 된다.On the other hand, a test method at the package level requires a device to be packaged and then its characteristics must be analyzed for a long time (days or months), which consumes a lot of time and money. Moreover, the test method at the package level results in the packaging of undesired dies in which deterioration has been detected due to the detection of failures in the packaged state. Thus, material and process costs are increased.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼 레벨에서 유전체 신뢰성을 측정하되, 실질적으로 디바이스 동작 영역에서 적용,가능한 유전체 신뢰성 테스트 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a technical object of the present invention is to provide a dielectric reliability test method that is capable of measuring dielectric reliability at the wafer level and substantially applicable in the device operating region.

도 1은 본 발명에 따른 유전체 신뢰성 테스트 방법을 설명하기 위한 디램 소자의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a DRAM device for explaining a dielectric reliability test method according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 유전체 신뢰성 테스트 방법을 설명하기 위한 디램 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a DRAM device for describing a dielectric reliability test method according to the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

26 : 스토리지 노드 전극 28 : 유전체막26: storage node electrode 28: dielectric film

30 : 플레이트 전극30: plate electrode

본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질것이다.Other objects and novel features thereof, together with the objects of the present invention, will be apparent from the description and the accompanying drawings.

본원에서 개시된 발명중, 대표적 특징의 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다.Among the inventions disclosed herein, an outline of representative features is briefly described as follows.

스토리지 노드 전극, 유전체 막 및 플레이트 전극이 형성되어 있는 다수의 셀을 포함하고 있는 웨이퍼 상태에서, 유전체에 전기적인 영향이 없도록 한후, 각 셀의 페일 비트 수를 측정한다. 그후, 유전체막에 스트레스를 소정 시간동안 인가한다음, 각 셀의 페일 비트 수를 다시 측정한다. 그후에, 유전체막에 스트레스를 인가하기 이전의 페일 비트수와 상기 유전체막에 스트레스를 인가한 후의 페일 비트수를 비교하여, 유전체 열화 여부를 판단한다.In a wafer state including a plurality of cells in which a storage node electrode, a dielectric film, and a plate electrode are formed, there is no electrical influence on the dielectric, and then the number of fail bits in each cell is measured. Thereafter, stress is applied to the dielectric film for a predetermined time, and then the number of fail bits in each cell is measured again. Thereafter, the number of fail bits before applying stress to the dielectric film and the number of fail bits after applying stress to the dielectric film are compared to determine whether the dielectric deteriorates.

여기서, 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계 이전에, 스토리지 노드 전극에 "0" 데이터를 기입한다. 아울러, 유전체에 스트레스를 인가하는 동안, 상기 스토리지 노드 전극이 "0" 데이터를 유지할 수 있도록, 지속적으로 데이터를 기입한다.Here, before the step of measuring the number of fail bits of the cell, " 0 " data is written to the storage node electrode. In addition, data is continuously written so that the storage node electrode can maintain " 0 " data while stressing the dielectric.

또한, 유전체막에 스트레스를 인가하는 단계는, 80 내지 90℃의 온도에서,상기 플레이트 전극에 소정 전압을 인가하는 것이고, 플레이트 전극에 인가되는 전압은 소자의 동작 전압의 3배 내지 5배 정도임이 바람직하다.In addition, the step of applying stress to the dielectric film, at a temperature of 80 to 90 ℃, to apply a predetermined voltage to the plate electrode, the voltage applied to the plate electrode is about 3 to 5 times the operating voltage of the device desirable.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 스토리지 노드 전극, 유전체 막 및 플레이트 전극이 형성된 각 셀을 포함하고, 패키지를 형성하기 이전까지의 공정이 완비된 웨이퍼 상태에서, 스토리지 노드 전극에 "0" 데이터를 기입한다. 이어서, 각 셀의 페일 비트 수를 측정한다. 그후에, 유전체막에 스트레스가 가해지도록, 소정 온도에서 플레이트 전극에 소정 전압을 인가한다음, 다시 각 셀의 페일 비트 수를 측정한다. 이어서, 플레이트 전극에 전압을 인가하기 이전의 페일 비트수와 상기 유전체막에 스트레스를 인가한 후의 페일 비트수를 비교하여, 유전체 열화 여부를 판단한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in the state of the wafer including each cell in which the storage node electrode, the dielectric film and the plate electrode are formed, and the process up to forming the package is completed, " 0 " Write the data. Next, the number of fail bits in each cell is measured. Thereafter, a predetermined voltage is applied to the plate electrode at a predetermined temperature so that the dielectric film is stressed, and then the number of fail bits in each cell is measured again. Next, the number of fail bits before applying voltage to the plate electrode and the number of fail bits after applying stress to the dielectric film are compared to determine whether the dielectric deteriorates.

웨이퍼 레벨에서, 셀의 FBC를 측정한다음, 유전체에 스트레스를 인가한 후 FBC를 측정한다. 이때 FBC의 값이 차이가 발생되면, 유전체가 열화된 것으로 판단하여, 열화된 유전체를 갖는 다이는 패키징하지 않는다.At the wafer level, the FBC of the cell is measured and then the FBC is measured after stress is applied to the dielectric. At this time, if a difference in the value of the FBC occurs, it is determined that the dielectric is deteriorated, and the die having the deteriorated dielectric is not packaged.

이에따라, 열화된 다이를 패키징하지 않아도 되므로, 불필요한 비용을 절감할 수 있다.This eliminates the need to package a degraded die, thus reducing unnecessary costs.

더욱이, 스트레스를 인가하는 전압이 디바이스 동작 전압 보다 그리 높지 않은 상태로 인가함으로써, 디바이스 상태에서의 신뢰성을 용이하게 예측할 수 있다.Moreover, by applying the stress applying voltage not so much higher than the device operating voltage, it is possible to easily predict the reliability in the device state.

또한, 웨이퍼 레벨에서 신뢰성 테스트 공정이 진행되므로, 스트레스를 부여하기 위한 인가 전압을 공정자가 자유로이 조절가능하고, 신뢰성을 테스트하기 위한 시간 역시 크게 감소된다.In addition, since the reliability test process is performed at the wafer level, the operator can freely adjust the applied voltage for stressing, and the time for testing the reliability is greatly reduced.

(실시예)(Example)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 여기서, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제 3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the embodiments of the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer or semiconductor substrate, a layer may exist in direct contact with the other layer or semiconductor substrate, or a third layer therebetween. Can be done.

첨부한 도면 도 1은 본 발명에 따른 유전체 신뢰성 테스트 방법을 설명하기 위한 디램 소자의 회로도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유전체 신뢰성 테스트 방법을 설명하기 위한 디램 소자의 단면도이다.1 is a circuit diagram of a DRAM device for explaining the dielectric reliability test method according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the DRAM device for explaining the dielectric reliability test method according to the present invention.

먼저, 도 1을 참조하여, 일반적인 디램 소자의 하나의 셀은 하나의 트랜지스터(100)와 하나의 캐패시터(110)로 구성된다. 이러한 트랜지스터(100)는 알려진 바와 같이, 게이트(14), 소오스(16a), 드레인(16b)의 3 단자를 가지고 있다. 여기서, 게이트(14)는 트랜지스터를 선택적으로 온/오프(on/off)시키는 워드 라인(W/L)과 연결되고, 소오스(16a)는 캐패시터(110)와 연결되고, 드레인(16b)은 데이터를 전달하는 비트 라인(B/L)과 연결된다.First, referring to FIG. 1, one cell of a general DRAM device includes one transistor 100 and one capacitor 110. This transistor 100, as is known, has three terminals: a gate 14, a source 16a, and a drain 16b. Here, the gate 14 is connected to the word line (W / L) to selectively turn on / off the transistor, the source (16a) is connected to the capacitor 110, the drain (16b) is the data It is connected to the bit line (B / L) for transmitting.

이러한 디램 소자는 반도체 기판 상에 도 2와 같이 구현된다.This DRAM device is implemented as shown in FIG. 2 on a semiconductor substrate.

즉, 소자 분리 영역(12)의 형성으로 액티브 영역이 한정된 반도체 기판(10) 상부에 게이트 전극(14)이 소정 간격을 두고 형성된다. 여기서, 본 실시예의 게이트 전극(14)은 게이트 절연막, 그 상부의 도전층, 하드 마스크막 및 도전층과 하드 마스크막의 측벽에 형성된 스페이서를 포함하는 구조물로 해석될 것이다. 게이트 전극 사이의 액티브 영역에는 소오스, 드레인(16a,16b)이 형성된다. 액티브 영역 상부의 게이트 전극(14) 사이의 공간에, 소오스, 드레인(16a,16b)과 각각 콘택되도록 콘택 패드(18)가 형성된다. 그중, 드레인(16b)과 콘택되는 패드(18) 상부에 비트 라인(22)이 형성되고, 소오스(16a)와 콘택되는 패드(18) 상부에 스토리지 노드 전극(26)이 형성된다. 여기서, 스토리지 노드 전극(26)은 스토리지 노드 패드(26a)와 실린더(26b)로 구성된다. 스토리지 노드 전극(26)의 실린더(26b)의 표면에는 유전체막(28)이 피복되고, 유전체막(28) 표면에는 플레이트 전극(30)이 덮혀져서, 캐패시터(110)가 형성된다. 이때, 유전체막(28)으로는 탄탈륨 산화막, 알루미늄 산화막 또는 이들의 적층막이 이용될 수 있다. 여기서, 미설명 도면 부호 17, 20, 24는 층간 절연막이다. 그후, 도면에는 도시되지 않았지만, 금속 배선 공정 및 패시베이션막이 순차적으로 형성되어, 패키지를 형성하기 이전까지의 공정이 진행된다. 그 다음, 패키지 공정을 수행하기 전에, 유전체 신뢰성을 측정한다.That is, the gate electrode 14 is formed at a predetermined interval on the semiconductor substrate 10 where the active region is limited by forming the device isolation region 12. Here, the gate electrode 14 of the present embodiment will be interpreted as a structure including a gate insulating film, a conductive layer on top thereof, a hard mask film, and spacers formed on the sidewalls of the conductive layer and the hard mask film. Sources and drains 16a and 16b are formed in the active region between the gate electrodes. The contact pads 18 are formed in the space between the gate electrodes 14 in the upper portion of the active region so as to be in contact with the source and drains 16a and 16b, respectively. The bit line 22 is formed on the pad 18 in contact with the drain 16b, and the storage node electrode 26 is formed on the pad 18 in contact with the source 16a. Here, the storage node electrode 26 is composed of a storage node pad 26a and a cylinder 26b. The dielectric film 28 is covered on the surface of the cylinder 26b of the storage node electrode 26, and the plate electrode 30 is covered on the surface of the dielectric film 28, thereby forming a capacitor 110. At this time, a tantalum oxide film, an aluminum oxide film, or a laminated film thereof may be used as the dielectric film 28. Here, reference numerals 17, 20, and 24 denote the interlayer insulating film. Thereafter, although not shown in the drawing, the metal wiring process and the passivation film are sequentially formed, and the process until the package is formed is performed. The dielectric reliability is then measured before performing the package process.

본 발명에서 디램 소자의 유전체 신뢰성을 측정하기 위한 방법은 다음과 같다.In the present invention, a method for measuring dielectric reliability of a DRAM device is as follows.

먼저, 패키지를 수행하기 이전까지의 공정 즉, 패시베이션막까지 형성된 웨이퍼의 스토리지 노드 전극(26)에 데이터 "0"이 기입되도록 디램 소자를 구동한다. 예를들어, 트랜지스터(100)를 턴 온(turn on)시킨 후, 비트 라인에 "0" 신호를 인가한다. 그러면, 스토리지 노드 전극(26)에는 데이터 "0"이 저장된다. 여기서, 스토리지 노드 전극(26)이 "0" 데이터를 갖도록 하는 것은, 유전체에 어떠한 전기적 영향이 없는 상태에서 페일 여부를 측정하기 위한 것이다. 즉, 유전체 신뢰성을 측정하는 기준이 되므로, 스토리지 노드 전극(26)이 0 상태의 데이터를 보유하도록 한다.First, the DRAM device is driven such that data "0" is written into the storage node electrode 26 of the wafer formed up to the passivation layer, that is, until the package is executed. For example, after turning on the transistor 100, a "0" signal is applied to the bit line. Then, data "0" is stored in the storage node electrode 26. Here, the storage node electrode 26 has "0" data to measure whether or not to fail in the absence of any electrical influence on the dielectric. That is, since it becomes a reference for measuring dielectric reliability, the storage node electrode 26 holds the data in the zero state.

그후, 각 셀의 FBC(fail Bit count)를 측정한다. 이때, FBC는 셀내에서 페일이 발생된 비트의 수를 측정하는 것으로, 대게 테스트 장비에서 모니터링이 가능하다.Then, the FBC (fail bit count) of each cell is measured. In this case, the FBC measures the number of bits in which a fail has occurred in a cell, and is usually monitored in test equipment.

다음, 유전체막(28)에 스트레스를 소정 시간, 예를들어 1시간 정도 인가한다. 이때, 본 실시예에서의 스트레스는 약 80 내지 90℃에서, 캐패시터의 플레이트 전극(30)에 소정의 전압을 인가함으로써 부여된다. 여기서, 플레이트 전극(30)에 인가되는 전압은 실제 디바이스의 동작 전압 범위 보다 약간 큰 정도로(약 3배에서 5배 가량) 인가함이 바람직하고, 예를들어, 3 내지 5V 정도를 인가한다. 이때, 플레이트 전극(30)에 인가되는 전압은 그 값이 클수록 공정 시간이 단축된다. 하지만, 인가 전압이 너무 크게 되면, 디바이스 동작시 유전체 신뢰성을 예측하기 불가능하므로, 동작 전압의 범위 보다 약간 큰 정도 예를들어, 동작 전압의 3배 내지 5배범위에서 인가하는 것이 바람직하다. 여기서, 스트레스가 가해지는 시간동안 스토리지 노드 전극(26)은 "0" 상태를 유지하도록, 디램 소자는 반복적으로 쓰기, 읽기 동작이 반복된다.Next, stress is applied to the dielectric film 28 for a predetermined time, for example, about 1 hour. At this time, the stress in this embodiment is applied by applying a predetermined voltage to the plate electrode 30 of the capacitor at about 80 to 90 ° C. Here, the voltage applied to the plate electrode 30 is preferably applied to a degree slightly larger than the operating voltage range of the actual device (about 3 to 5 times), for example, about 3 to 5V. At this time, the process voltage is shortened as the voltage applied to the plate electrode 30 increases. However, if the applied voltage is too large, it is impossible to predict the dielectric reliability during device operation, and therefore, it is preferable to apply in a range that is slightly larger than the operating voltage, for example, in the range of 3 to 5 times the operating voltage. Here, the DRAM device repeatedly writes and reads the data so that the storage node electrode 26 maintains a "0" state during a stressed time.

그후, 소정 시간동안 유전체막(28)에 스트레스를 인가한다음, 다시 셀의 FBC를 측정한다.Thereafter, stress is applied to the dielectric film 28 for a predetermined time, and then the FBC of the cell is measured again.

이때, 유전체막(28)에 스트레스를 인가하기 전의 FBC와, 스트레스를 인가한다음의 FBC가 동일하다면, 유전체막(28)의 신뢰성이 우수하다고 판정해서, 후속의패키지 공정을 진행한다. 하지만, 스트레스를 인가하기 전의 FBC와 스트레스를 인가한 후의 FBC가 차이가 있다면, 유전체막(28)이 열화되었다고 판단하고, 해당 셀을 페기처분한다.At this time, if the FBC before applying the stress to the dielectric film 28 and the FBC after applying the stress are the same, it is determined that the reliability of the dielectric film 28 is excellent, and the subsequent package process is performed. However, if there is a difference between the FBC before applying the stress and the FBC after applying the stress, it is determined that the dielectric film 28 is deteriorated, and the corresponding cell is discarded.

이와같이, 본 발명에서는 패키지 공정 이전에 유전체(28)의 신뢰성을 판단하므로, 불필요한 즉, 유전체가 열화된 셀에 대하여는 패키지 공정을 수행하지 않는다. 그러므로, 열화된 다이에 대한 패키지 공정이 배제되므로, 비용이 절감된다.As described above, in the present invention, since the reliability of the dielectric 28 is determined before the packaging process, the packaging process is not performed on cells that are unnecessary, that is, the dielectric is degraded. Therefore, the package process for the degraded die is excluded, thereby reducing the cost.

더불어, 종래의 패키지 레벨에서의 신뢰성 테스트 공정은 며칠에 걸쳐 실시되었지만, 본 발명의 신뢰성 테스트 공정은 몇시간내에 신뢰성 테스트가 가능하므로, 공정 시간을 단축할 수 있다.In addition, although the reliability test process at the package level has been carried out over several days, the reliability test process of the present invention can be performed within a few hours, thereby reducing the process time.

또한, 일반적으로 패키지 레벨에서 전압을 인가할 때에는 Vcc 전압을 인가하여 스트레스를 인가하였다. 하지만, 본 실시예에서는 웨이퍼 레벨에서 진행되므로, 스트레스를 부여하기 위한 전압을 용이하게 조절할 수 있다.In general, when applying a voltage at the package level, a stress was applied by applying a Vcc voltage. However, in this embodiment, since it proceeds at the wafer level, the voltage for stressing can be easily adjusted.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 웨이퍼 레벨에서, 셀의 FBC를 측정한다음, 유전체에 스트레스를 인가한 후 FBC를 측정한다. 이때 FBC의값이 차이가 발생되면, 유전체가 열화된 것으로 판단하여, 열화된 유전체를 갖는 다이는 패키징하지 않는다.As described in detail above, according to the present invention, the FBC of the cell is measured at the wafer level, and then the FBC is measured after stress is applied to the dielectric. At this time, if a difference in the value of the FBC occurs, it is determined that the dielectric is degraded, and dies having the degraded dielectric are not packaged.

이에따라, 열화된 다이를 패키징하지 않아도 되므로, 불필요한 비용을 절감할 수 있다.This eliminates the need to package a degraded die, thus reducing unnecessary costs.

더욱이, 스트레스를 인가하는 전압이 디바이스 동작 전압 보다 그리 높지 않은 상태로 인가함으로써, 디바이스 상태에서의 신뢰성을 용이하게 예측할 수 있다.Moreover, by applying the stress applying voltage not so much higher than the device operating voltage, it is possible to easily predict the reliability in the device state.

또한, 웨이퍼 레벨에서 신뢰성 테스트 공정이 진행되므로, 스트레스를 부여하기 위한 인가 전압을 공정자가 자유로이 조절가능하고, 신뢰성을 테스트하기 위한 시간 역시 크게 감소된다.In addition, since the reliability test process is performed at the wafer level, the operator can freely adjust the applied voltage for stressing, and the time for testing the reliability is greatly reduced.

기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경실시할 수 있다.In addition, various changes can be made in the range which does not deviate from the summary of this invention.

Claims (9)

스토리지 노드 전극, 유전체 막 및 플레이트 전극이 형성되어 있는 다수의 셀을 포함하고 있는 웨이퍼를 제공하는 단계;Providing a wafer comprising a plurality of cells having a storage node electrode, a dielectric film, and a plate electrode formed thereon; 상기 유전체에 전기적인 영향이 없는 상태에서, 각 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계;Measuring the number of fail bits in each cell, with no electrical influence on the dielectric; 상기 유전체막에 스트레스를 소정 시간동안 인가하는 단계;Applying stress to the dielectric film for a predetermined time; 상기 각 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계; 및Measuring the number of fail bits of each cell; And 상기 유전체막에 스트레스를 인가하기 이전의 페일 비트수와 상기 유전체막에 스트레스를 인가한 후의 페일 비트수를 비교하여, 유전체 열화 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.And comparing the number of fail bits before applying stress to the dielectric film with the number of fail bits after applying stress to the dielectric film to determine whether the dielectric deteriorates. 제 1 항에 있어서, 상기 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계 이전에,The method of claim 1, wherein before measuring the number of fail bits of the cell, 상기 스토리지 노드 전극에 "0" 데이터를 기입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.And writing "0" data to the storage node electrode. 제 2 항에 있어서, 상기 유전체에 스트레스를 인가하는 동안, 상기 스토리지 노드 전극이 "0" 데이터를 유지할 수 있도록, 지속적으로 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.3. The method of claim 2 wherein the data is written continuously so that the storage node electrode can maintain " 0 " data while stressing the dielectric. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전체막에 스트레스를 인가하는 단계는, 80 내지 90℃의 온도에서, 상기 플레이트 전극에 소정 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.3. The method of claim 1, wherein the applying of stress to the dielectric film comprises applying a predetermined voltage to the plate electrode at a temperature of 80 to 90 ° C. 4. 제 4 항에 있어서, 상기 플레이트 전극에 인가되는 전압은 동작 전압의 3배 내지 5 배 정도의 전압인 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.The method of claim 4, wherein the voltage applied to the plate electrode is about three to five times the operating voltage. 스토리지 노드 전극, 유전체 막 및 플레이트 전극이 형성된 각 셀을 포함하고, 패키지를 형성하기 이전까지의 공정이 완비된 웨이퍼를 제공하는 단계;Providing a wafer including each cell having a storage node electrode, a dielectric film, and a plate electrode formed thereon, the process being completed before forming a package; 상기 스토리지 노드 전극에 "0" 데이터를 기입하는 단계;Writing "0" data to the storage node electrode; 상기 각 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계;Measuring the number of fail bits of each cell; 상기 유전체막에 스트레스가 가해지도록, 소정 온도에서 플레이트 전극에 소정 전압을 인가하는 단계; 및Applying a predetermined voltage to the plate electrode at a predetermined temperature such that stress is applied to the dielectric film; And 상기 각 셀의 페일 비트 수를 측정하는 단계;Measuring the number of fail bits of each cell; 상기 플레이트 전극에 전압을 인가하기 이전의 페일 비트수와 상기 유전체막에 스트레스를 인가한 후의 페일 비트수를 비교하여, 유전체 열화 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.And comparing the number of fail bits before applying a voltage to the plate electrode and the number of fail bits after applying stress to the dielectric film to determine whether the dielectric deteriorates. 제 6 항에 있어서, 상기 플레이트 전극에 소정 전압을 인가하는 동안, 상기 스토리지 노드 전극이 "0" 데이터를 보유할 수 있도록, 지속적으로 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.7. The method of claim 6, wherein the data is written continuously so that the storage node electrode can retain " 0 " data while applying a predetermined voltage to the plate electrode. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 플레이트 전극에는 동작 전압의 3배 내지 5배정도의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.The method of claim 6 or 7, wherein the plate electrode is applied with a voltage about 3 to 5 times the operating voltage. 제 8 항에 있어서, 상기 플레이트 전극에 전압을 인가할 때 온도는 약 80 내지 90℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 유전체 신뢰성 테스트 방법.9. The method of claim 8, wherein the temperature is maintained at a temperature of about 80 to 90 ℃ when applying a voltage to the plate electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100583130B1 (en) * 2004-04-20 2006-05-23 주식회사 하이닉스반도체 Ferroelectric wafer burn-in test method of FeRAM

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