KR20030063683A - burn-in test equipment of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 소자의 전체적인 수율을 향상시키는데 적당한 반도체 소자의 번-인 테스트(burn-in test) 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly, to a burn-in test apparatus for semiconductor devices suitable for improving the overall yield of the devices.
통상적으로, 디바이스를 제조한 후 사용자에게 공급하는데 있어 공급자 입장에서 공정상의 결함(Defect)을 번-인(Burn-in) 테스트를 통하여 칩의 장기적인 신뢰성을 보증하는 과정을 거친 후 전달되게 된다.In general, in manufacturing a device and supplying it to a user, a process defect is delivered from a supplier's point of view through a burn-in test to guarantee long-term reliability of the chip.
현재 통상 번-인 테스트는 제조 공정 후 패키지(Package) 상태에서 실행됨으로 번-인 중 페일(Fail)부분은 웨이퍼 제조단계로부터 어셈블리(Assembly) 단계까지 거쳤음에도 버려야 하는 비능률적인 생산비용을 갖는 테스트 방법이다.Currently, burn-in tests are usually carried out in a packaged state after the manufacturing process, so that the test method has an inefficient production cost that has to be discarded even though the fail portion of the burn-in has gone from the wafer fabrication stage to the assembly stage. to be.
그러므로, 노우 굿 다이(Know good die)에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이를 실현하는 방법이 웨이퍼 제조단계에서 번-인 테스트를 진행하는 구조(Scheme)가 발표되어왔다.Therefore, many studies on know good die have been conducted, and a method of realizing the burn-in test at the wafer manufacturing stage has been published.
메모리 디바이스 중에서도 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 경우 대부분의 번-인 페일들은 싱글(Single)비트 페일이며, 이는 많은 시간을 필요로 한다.Among the memory devices, especially for Dynamic Random Access Memory (DRAM), most burn-in failures are single bit failures, which require a lot of time.
싱글 비트 페일은 불완전한 메모리 셀들의 누설(Leakage)에 직접적으로 연관되며, 누설전류는 전송 게이트 옥사이드나 캐패시터의 유전체, 저장 노드 졍션의 불량으로 인해 유발된다.Single bit failure is directly related to the leakage of incomplete memory cells, and leakage current is caused by poor transfer gate oxide, capacitor dielectric, or storage node capacities.
현재까지 웨이퍼 번-인(이하 WBI이라 칭함) 구조는 메모리 디바이스의 워드라인 구조에 따라 구현하는 방법이 다를 뿐만 아니라 상기 WBI 동작 구현에 따라 각 노드별 스트레스가 차이가 있어 스크린이 확실히 되지 않는 문제점이 여전히 남아 있다.Until now, the wafer burn-in (hereinafter referred to as WBI) structure is not only different depending on the word line structure of the memory device but also the stress of each node is different according to the implementation of the WBI operation. Still remains.
한편, 반도체 제품이 출하되어 시스템에 장착되어 사용될 경우, 반도체 제품의 고유 수명 특성상 초기 1∼2 개월에 높은 불량률을 보이게 된다. 이것은 제품에 스트레스(stress)가 가해졌을 때 불량을 일으킬 수 있는 불량 요인이 존재하고 있기 때문이다.On the other hand, when a semiconductor product is shipped and used in a system, it exhibits a high failure rate in the first one to two months due to the inherent life characteristics of the semiconductor product. This is because there is a failure factor that can cause a failure when the product is stressed.
따라서 이러한 불량을 제거하기 위해서 제품을 테스트해야 하는데, 일반적인 사용 조건에서는 많은 시간이 소요되므로 사용 조건이 훨씬 열악한 환경에서 제품을 테스트하게 된다.Therefore, it is necessary to test the product to eliminate such defects. Since the general use condition takes a lot of time, the product is tested in a much worse environment.
즉, 온도를 높이고 스트레스 전압을 높임으로써 불량이 발생할 가능성이 있는 제품을 정해진 시간(72시간 이내) 내에 가려내야 하며, 이러한 과정을 번-인 (burn-in)이라 한다. 번-인 테스트는 제품에 스트레스를 가해서 초기 불량을 사전에 스크린(screen)한 후 출하하는데 목적이 있다.In other words, by raising the temperature and increasing the stress voltage, products that may be defective may be identified within a predetermined time (within 72 hours). This process is called burn-in. The burn-in test is intended to stress the product and to screen the initial failure before shipping.
그런데, 패키지 레벨에서의 번-인 테스트 후 불량으로 판정된 소자의 대부분은 비트성 불량으로써, 패키지 레벨에서 번-인 테스트를 실시한 후 불량으로 판정된 소자는 모두 스크랩(scrap)하여야 하기 때문에 많은 비용이 낭비되는 문제점이 있다.However, most of the devices that are determined to be bad after the burn-in test at the package level are bad bits, and therefore, all the devices that are determined to be bad after the burn-in test at the package level must be scrapped. There is a wasteful issue.
이에 따라 비트성 불량을 갖는 소자를 리페어하기 위해서는 소자를 패키지화 하기 전 즉, 웨이퍼 레벨에서 번인 테스트를 실시하여야 한다.Accordingly, in order to repair a device having a bit defect, a burn-in test must be performed before packaging the device, that is, at the wafer level.
그러나 웨이퍼 레벨의 번인 테스트의 경우에는 다량의 소자를 동시에 테스트할 수 없으므로 최단 시간(예를 들어 수심 초 이내)에 패키지 레벨의 번-인 테스트와 동일한 효과를 보일 수 있어야 실시 가능하게 되는데, 패키지 레벨에서 번-인 테스트를 실시하는 경우에도 1워드씩 차례로 엑세스되기 때문에 장시간(예를 들어 수십 시간)의 번-인 시간이 요구되므로, 웨이퍼 레벨에서 번인 테스트를 실시할 경우에 요구되는 번인 시간은 매우 크게 된다.However, the wafer-level burn-in test cannot test a large number of devices at the same time, so it is possible to perform the same effect as the package-level burn-in test in the shortest time (for example, within a few seconds). The burn-in test requires a long time (for example, a few tens of hours) because it is accessed one word at a time. Therefore, the burn-in time required when performing the burn-in test at the wafer level is very high. It becomes big.
또한, 테스트를 위해서 메모리 테스터와 같은 기존의 테스터를 사용할 경우 시스템이 복잡해지고 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, when using an existing tester such as a memory tester for testing, there is a problem that the system is complicated and the efficiency is lowered.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a burn-in test apparatus of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a burn-in test apparatus of a conventional semiconductor device.
도 1에 도시한 바와 같이, 일 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 워드 라인(main word line)(11)과, 상기 메인 워드 라인(11)과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 비트 라인(main bit line)(12)과, 상기 각 메인 비트 라인(12)에 연결되어 메모리 셀에 데이터를 저장 또는 독출하기 위한 전압을 증폭하는 센스 앰프(sense amp)(13)와, 상기 각 메인 워드 라인(11)에 연결되어 워드 라인을 구동하는 서브 워드 라인 드라이버(SWD)(14)와, 상기 각 메인 워드 라인(11)과 메인 비트 라인(12) 사이에 연결되는 복수개의 메모리 셀(15)과, 상기 메인 워드 라인(11)과 동일한 방향으로 메인 워드 라인(11)의 최외각에 형성되는 더미 워드 라인(16)과, 상기 메인 비트 라인(12)과 동일한 방향으로 메인 비트 라인(12)의 최외각에 형성되는 더미 비트 라인(17)과, 상기 더미 워드 라인(16)과 더미 비트 라인(17) 사이에 연결되는 더미 셀(18)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of main word lines 11 are formed at regular intervals in one direction, and are formed at regular intervals in a direction perpendicular to the main word lines 11. A plurality of main bit lines 12 and a sense amp 13 connected to the main bit lines 12 to amplify a voltage for storing or reading data in a memory cell; A plurality of sub word line drivers (SWDs) 14 connected to the main word lines 11 to drive word lines, and a plurality of main word lines 11 and main bit lines 12 connected between the main word lines 11 and the main bit lines 12. The memory cell 15, the dummy word line 16 formed at the outermost side of the main word line 11 in the same direction as the main word line 11, and the main in the same direction as the main bit line 12. A dummy bit formed at the outermost part of the bit line 12 It is composed of 17 and the dummy cell 18 connected between the dummy word line 16 and dummy bit line (17).
여기서 미설명한 19는 비트 라인 콘택이다.19, which is not described herein, is a bit line contact.
상기와 같이 구성된 종래의 반도체 소자의 번-인 테스트는 메모리 셀과 게이트 옥사이드에 스트레스를 주기 위한 워드 라인 스트레스와 비트 라인간 스트레스를 주기 위한 데이터 라인 스트레스가 있다.The burn-in test of the conventional semiconductor device configured as described above has a word line stress for stressing a memory cell and a gate oxide and a data line stress for stressing between bit lines.
이때 상기 데이터 라인 스트레스는 실제 사용되는 메모리 매트(memory mat)상에서 주어지므로 특정 셀 혹은 게이트 옥사이드가 다른 것에 대비해 과중한 스트레스를 받고 이로 인해 인후 신뢰성 측면에서 취약한 셀이 되어 불량이 발생한다.In this case, since the data line stress is given on a memory mat that is actually used, a specific cell or gate oxide is heavily stressed against another, and thus becomes a vulnerable cell in terms of throat reliability.
즉, 워드 라인 스트레스는 전체 워드 라인을 동시에 구동하여 모든 메모리 셀과 게이트 옥사이드에 일정 시간의 스트레스를 주어 게이트 옥사이드 핀 홀(pin hole)과 셀 디그래이드(degrade) 등의 위크(weak) 불량을 스크린한다.In other words, the word line stress drives the entire word line at the same time to stress all memory cells and gate oxides for a certain period of time, thereby screening for weak wafers such as gate oxide pin holes and cell degradation. do.
그리고 상기 데이터 라인 스트레스는 메모리 매트에 특정 패턴의 데이터를 입력하고 특정 워드 라인을 구동시키어 셀 데이터와 센스 앰프로서 비트 라인과 비트 라인간의 전위차를 주어 비트 라인간 위크 불량을 스크린한다.The data line stress inputs a specific pattern of data into a memory mat and drives a specific word line, thereby giving a potential difference between the bit line and the bit line as a cell data and a sense amplifier, thereby screening a weak wick between bit lines.
그러나 상기와 같은 종래의 반도체 소자의 번-인 테스트 장치에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above burn-in test apparatus of the conventional semiconductor device has the following problems.
즉, 웨이퍼 번-인 테스트시 데이터 라인 스트레스를 진행하면서 구동시킨 워드 라인에 해당하는 메모리 셀 혹은 게이트 옥사이드에만 과중한 스트레스를 받게 되어 신뢰성 측면에서 취약한 셀이 되어 불량이 발생하여 소자의 전체적인 수율이 저하된다.In other words, during the wafer burn-in test, only the memory cell or gate oxide corresponding to the word line driven during the data line stress is subjected to heavy stress, which is a weak cell in terms of reliability, resulting in a failure, resulting in lower overall yield of the device. .
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 웨이퍼 번-인 테스트시 특정 셀 혹은 게이트 옥사이드에 가해지는 과중한 스트레스를 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키어 전체적인 소자의 수율을 향상시키도록 한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above to prevent excessive stress applied to a specific cell or gate oxide during wafer burn-in test to improve the reliability of the device to improve the overall device yield It is an object of the present invention to provide a burn-in test apparatus for a semiconductor device.
도 1은 종래의 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 나타낸 구성도1 is a block diagram showing a burn-in test apparatus of a conventional semiconductor device
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 나타낸 구성도2 is a block diagram showing a burn-in test device for a semiconductor device according to the present invention
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21 : 메인 워드 라인 22 : 메인 비트 라인21: main word line 22: main bit line
23 : 센스 앰프 24 : 서브 워드 라인 드라이버23: sense amplifier 24: sub word line driver
25 : 메모리 셀 26 : 더미 워드 라인25: memory cell 26: dummy word line
27 : 더미 비트 라인 28 : 더미 셀27: dummy bit line 28: dummy cell
29 : 비트 라인 콘택29: bit line contact
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치는 일 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 워드 라인과, 상기 메인 워드 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 비트 라인과, 상기 각 메인 비트 라인에 연결되어 메모리 셀에 데이터를 저장 또는 독출하기 위한 전압을 증폭하는 센스 앰프와, 상기 각 메인 워드 라인에 연결되어 워드 라인을 구동하는 서브 워드 라인 드라이버와, 상기 각 메인 워드 라인과 메인 비트 라인 사이에 연결되는 복수개의 메모리 셀과, 상기 메인 워드 라인과 동일한 방향으로 메인 워드 라인의 최외각에 형성되는 더미 워드 라인과, 상기 메인 비트 라인과 동일한 방향으로 메인 비트 라인의 최외각에 형성되는 더미 비트 라인과, 상기 더미 워드 라인과 더미 비트 라인 사이에 연결되는 더미 셀로 구성된 반도체 소자의 번-인 테스트 장치에 있어서, 상기 더미 워드 라인에 데이터 라인 스트레스를 주어 테스트하는 것을 특징으로 한다.Burn-in test apparatus for a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object has a plurality of main word lines formed with a predetermined interval in one direction, and a constant interval in a direction perpendicular to the main word line A plurality of main bit lines formed, a sense amplifier connected to each main bit line to amplify a voltage for storing or reading data in a memory cell, and a sub word connected to each main word line to drive a word line A line driver, a plurality of memory cells connected between each main word line and a main bit line, a dummy word line formed at an outermost side of the main word line in the same direction as the main word line, and the main bit line; A dummy bit line formed at an outermost side of the main bit line in the same direction, and the dummy word A burn-in test apparatus for a semiconductor device including a dummy cell connected between a line and a dummy bit line, the test is performed by applying a data line stress to the dummy word line.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a burn-in test apparatus for a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치를 나타낸 구성도이다.2 is a configuration diagram showing a burn-in test apparatus for a semiconductor device according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 일 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 워드 라인(main word line)(21)과, 상기 메인 워드 라인(21)과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 메인 비트 라인(main bit line)(22)과, 상기 각 메인 비트 라인(22)에 연결되어 메모리 셀에 데이터를 저장 또는 독출하기 위한 전압을 증폭하는 센스 앰프(sense amp)(23)와, 상기 각 메인 워드 라인(21)에 연결되어 워드 라인을 구동하는 서브 워드 라인 드라이버(SWD)(24)와, 상기 각 메인 워드 라인(21)과 메인 비트 라인(22) 사이에 연결되는 복수개의 메모리 셀(25)과, 상기 메인 워드 라인(21)과 동일한 방향으로 메인 워드 라인(21)의 최외각에 형성되는 더미 워드 라인(26)과, 상기 메인 비트 라인(22)과 동일한 방향으로 메인 비트 라인(22)의 최외각에 형성되는 더미 비트 라인(27)과, 상기 더미 워드 라인(26)과 더미 비트 라인(27) 사이에 연결되는 더미 셀(28)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of main word lines 21 are formed at regular intervals in one direction, and are formed at regular intervals in a direction perpendicular to the main word lines 21. A plurality of main bit lines 22 and a sense amp 23 connected to each of the main bit lines 22 to amplify a voltage for storing or reading data in a memory cell; And a plurality of sub word line drivers (SWDs) 24 connected to the main word lines 21 to drive word lines, and a plurality of main word lines 21 and main bit lines 22 connected between the main word lines 21 and the main bit lines 22. The memory cell 25, the dummy word line 26 formed at the outermost side of the main word line 21 in the same direction as the main word line 21, and the main in the same direction as the main bit line 22. A dummy bit formed at the outermost part of the bit line 22 It is composed of 27 and the dummy cell 28 connected between the dummy word line 26 and the dummy bit line 27.
여기서 미설명한 29는 비트 라인 콘택이다.29, which is not described herein, is a bit line contact.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트는 더미 워드 라인(26)에 데이터 라인 스트레스를 준다.The burn-in test of the semiconductor device according to the present invention configured as described above gives a data line stress to the dummy word line 26.
즉, 종래에는 데이터 라인 스트레스는 실제 사용되는 메모리 매트(memory mat)상에서 주어지므로 특정 메모리 셀 혹은 게이트 옥사이드에 스트레스를 주어 실시하지만, 본 발명에서는 메모리 매트 더미(memory mat dummy)로 사용되는 더미 워드 라인(26)에 데이터 라인 스트레스를 줌으로서 종래와 같이 메모리 셀과 게이트 옥사이드에 가해지는 과중한 스트레스를 방지함으로서 불량 셀을 최소화시킬 수 있다.That is, in the related art, since data line stress is given on a memory mat that is actually used, stress is applied to a specific memory cell or gate oxide, but in the present invention, a dummy word line used as a memory mat dummy By giving the data line stress to (26), it is possible to minimize the defective cells by preventing the excessive stress applied to the memory cells and the gate oxide as in the prior art.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 소자의 번-인 테스트 장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the burn-in test apparatus of the semiconductor device according to the present invention has the following effects.
즉, 메모리 매트 더미로 사용되는 더미 워드 라인에 데이터 라인 스트레스를 줌으로서 특정 메모리 셀 혹은 게이트 옥사이드로의 과중한 스트레스를 방지할 수 있어 소자의 신뢰성을 향상시키어 전체적인 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.In other words, by applying a data line stress to a dummy word line used as a memory mat dummy, an excessive stress to a specific memory cell or gate oxide can be prevented, thereby improving device reliability and improving overall device yield.
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CN101494089B (en) * | 2008-01-24 | 2012-03-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Detection method and detection system for semiconductor device main bit line failure |
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- 2002-01-23 KR KR1020020003932A patent/KR20030063683A/en not_active Application Discontinuation
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