KR20070002599A - Test device of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 테스트 장치에 관한 구성도. 1 is a block diagram of a test apparatus for a semiconductor device according to the present invention.
본 발명은 반도체 소자의 테스트 장치에 관한 것으로서, 반도체 소자의 패키지 레벨에서 테스트 패턴을 이용하여 반도체 소자의 특성 및 불량을 분석할 수 있도록 하는 기술이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a test device for a semiconductor device, and is a technology for analyzing characteristics and defects of a semiconductor device using a test pattern at a package level of the semiconductor device.
일반적으로 수많은 미세 셀 중 어느 한개의 미세 셀에 결함이 발생할 경우 디램 및 SRAM 등의 반도체 소자는 제구실을 하지 못하게 되어 불량품으로 처리된다. 하지만, 반도체 메모리 소자의 집적도가 증가함에 따라 확률적으로 소량의 셀에만 결함이 발생할 확률이 높은데도 불구하고 이를 불량품으로 폐기한다는 것은 수율을 낮추는 비효율적인 처리 방식이다. In general, when a defect occurs in any one of a number of fine cells, semiconductor devices such as DRAM and SRAM cannot be used as a defective part and are treated as defective products. However, despite the high probability that defects may occur in only a small number of cells as the degree of integration of semiconductor memory devices increases, discarding them as defective products is an inefficient treatment method that lowers yield.
이에 따라, 통상적인 디램은 그 제조공정시 이상유무를 시험할 수 있는 테스트 패턴을 구비한다. 상술된 테스트 패턴은 디램을 구성하는 각각의 소자들의 전기적 특성을 분석하여 디램 제작 공정시의 이상유무를 검출한다. Accordingly, a conventional DRAM has a test pattern that can test for abnormalities in its manufacturing process. The test pattern described above detects an abnormality in the DRAM fabrication process by analyzing electrical characteristics of each device constituting the DRAM.
그리고, 고주파 반도체 메모리에서 칩 테스트 방법 중 번인 테스트 방식은 크게 웨이퍼 레벨 테스트와 패키지 레벨 테스트 두 방법으로 구분할 수 있다. 그리고, 번인 테스트 방식은 정상적인 동작 전압 및 온도보다 높은 고전압 및 고온(83~125℃)의 조건을 구비한 챔버(Chamber)에 칩을 넣어서 워드라인을 인에이블시키고, 셀에 스트레스를 가한 후 다시 정상 모드에서 셀 테스트를 수행하여 칩 상태의 합격(Pass) 또는 불합격(Fail)을 결정하는 방법이다. In addition, the burn-in test method of the chip test method in the high-frequency semiconductor memory can be largely divided into a wafer level test and a package level test. In the burn-in test method, a word line is enabled by inserting a chip into a chamber having a condition of high voltage and high temperature (83-125 ° C.) higher than the normal operating voltage and temperature, stressing the cell, and then normal again. In this mode, a cell test is performed to determine a pass or fail of a chip state.
여기서, 웨이퍼 레벨 테스트는 테스트 모드 신호가 하이 레벨이 되면 테스트 모드로 진입하여 내부 전압 발생기들을 정지시킨 후에 원하는 레벨의 테스트 전압을 외부에서 패드를 통해 인가하는 방법을 사용한다. Here, in the wafer level test, when the test mode signal becomes high, the test mode enters the test mode, stops the internal voltage generators, and then applies a test voltage of a desired level through the pad from the outside.
특히, 종래 기술에서는 스크라이브 레인(Scribe lane)에 테스트 패턴을 형성하여 웨이퍼 레벨에서 EPM(Electric Parameter Monitor) 평가를 실시한다. 그런데, 패키지 플로우(Flow) 시에는 스크라이브 레인을 기준으로 다이 소잉(Die Sawing)을 실시하기 때문에 패키지 레벨에서 EPM 평가를 수행하는 것이 불가능하다. In particular, in the prior art, an EPM (Electric Parameter Monitor) evaluation is performed at the wafer level by forming a test pattern on a scribe lane. However, during the package flow, since die sawing is performed based on the scribe lane, it is impossible to perform the EPM evaluation at the package level.
또한, 웨이퍼 레벨에서 EPM 평가를 수행한다 하더라도, 테스트 패턴이 다이(Die) 당 하나씩 구비되는 것이 아니라 프레임(Frame) 당 하나씩 구비되어 있다. 이에 따라, 웨이퍼 레벨에서 평가된 EPM 데이타와 패키지 특성에 따른 데이타가 서로 매치되지 않기 때문에 콜러레이션(Correlation)에 문제가 발생할 수 있다. In addition, even if the EPM evaluation is performed at the wafer level, one test pattern is provided per frame rather than one per die. Accordingly, the EPM data evaluated at the wafer level and the data according to the package characteristics do not match with each other, which may cause a problem in collation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반도체 소자의 메인 칩 내에 소자의 특성과 관련된 테스트 패턴을 형성하고, 반도체 소자 의 테스트 모드시 패드 또는 입/출력 핀을 이용하여 테스트 패턴의 EPM(Electric Parameter Monitor) 측정을 실시함으로써 패키지 레벨에서 반도체 소자의 특성 및 불량을 분석할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and forms a test pattern related to the characteristics of the device in the main chip of the semiconductor device, and in the test mode of the semiconductor device by using a pad or an input / output pin The purpose is to analyze the characteristics and defects of semiconductor devices at the package level by performing EPM (Electric Parameter Monitor) measurements.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치는, 반도체 소자의 메인 칩 상에 형성되어 소자의 특성과 관련된 파라미터들을 포함하는 테스트 패턴; 패키지 레벨에서 테스트 패턴의 특성을 포함하는 파라미터를 측정하기 위한 바이어스가 인가되는 측정수단; 테스트 모드 신호의 상태에 바이어스를 테스트 패턴에 선택적으로 인가시키는 선택부; 및 테스트 모드인지의 여부에 따라 상태를 달리하는 테스트 모드 신호를 출력하여 선택부의 스위칭 동작을 제어하는 테스트 모드 제어부를 구비함을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a semiconductor device testing apparatus includes: a test pattern formed on a main chip of a semiconductor device and including parameters related to characteristics of the device; Measuring means to which a bias is applied for measuring a parameter including a characteristic of a test pattern at a package level; A selector for selectively applying a bias to a test pattern in a state of the test mode signal; And a test mode controller for controlling a switching operation of the selector by outputting a test mode signal having a different state depending on whether the test mode is in the test mode.
또한, 본 발명은 반도체 소자의 메인 칩 상에 형성되어 소자의 특성과 관련된 파라미터들을 포함하는 테스트 패턴; 패키지 레벨에서 퓨즈의 블로잉시 테스트 패턴의 특성을 포함하는 파라미터를 측정하기 위한 바이어스가 인가되는 측정수단; 및 퓨즈의 블로잉 상태에 따라 바이어스를 상기 테스트 패턴에 선택적으로 인가시키는 안티퓨즈를 구비함을 특징으로 한다. In addition, the present invention includes a test pattern formed on the main chip of the semiconductor device comprising parameters related to the characteristics of the device; Measuring means to which a bias is applied for measuring a parameter including a characteristic of a test pattern upon blowing of a fuse at a package level; And an antifuse for selectively applying a bias to the test pattern according to the blowing state of the fuse.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 테스트 장치에 관한 구성도이다. 1 is a block diagram of a test apparatus for a semiconductor device according to the present invention.
본 발명은 패드(10,20), 테스트 모드 제어부(30), 선택부(40) 및 테스트 패 턴(50)을 구비한다. The present invention includes
패드(10,20)는 특정 동작 모드시 반도체 소자의 메인 칩 상에 형성된 테스트 패턴(50)에서 EPM(Electric Parameter Monitor)을 측정하기 위한 수단으로 사용된다. 여기서, 패드(10,20)는 디램 칩에 구비되어 전원, 어드레스, 데이타(DQ) 또는 제어신호가 입력되는 부분이다. The
그리고, 테스트 모드 제어부(30)는 테스트 모드의 진입시 선택부(40)의 스위칭 동작을 제어하고, 특정 패드(10,20)로부터 테스트 패턴(50)으로 원하는 바이어스(Bias)가 인가되도록 제어하여 EPM 측정이 가능하도록 한다. In addition, the
또한, 선택부(40)는 패드(10,20)와 테스트 패턴(50)을 상호 연결하기 위한 스위치들 SW1~SW4을 구비한다. 여기서, 스위치 SW1는 패드(10)와 NMOS트랜지스터 N1의 드레인 단자와 연결되고, 스위치 SW2는 접지전압단과 NMOS트랜지스터 N1의 드레인 단자와 연결된다. 그리고, 스위치 SW3는 패드(20)와 NMOS트랜지스터 N1의 게이트 단자와 연결되고, 스위치 SW4는 접지전압단과 NMOS트랜지스터 N1의 게이트 단자와 연결된다. In addition, the
또한, 반도체 소자의 메인 칩 상에 소자의 특성과 관계된 주요 파라미터들에 대한 테스트 패턴(50)이 형성된다. 여기서, 테스트 패턴(50)은 NMOS트랜지스터 N1로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 NMOS트랜지스터 N1의 문턱전압 VT을 측정하기 위한 EPM을 실행하는 것을 그 실시예로 설명한다. In addition, a
이러한 NMOS트랜지스터 N1의 드레인 단자는 스위치 SW1,SW2와 연결되고, NMOS트랜지스터 N1의 게이트 단자는 스위치 SW3,SW4와 연결되며, NMOS트랜지스터 N1의 소스 단자는 접지전압단과 연결된다. The drain terminal of the NMOS transistor N1 is connected to the switches SW1 and SW2, the gate terminal of the NMOS transistor N1 is connected to the switches SW3 and SW4, and the source terminal of the NMOS transistor N1 is connected to the ground voltage terminal.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the present invention having such a configuration as follows.
먼저, 노말 동작 모드시에는 테스트 패턴(50)의 각 노드에 접지전압을 인가시켜 EPM 측정이 이루어지지 않도록 한다. First, in the normal operation mode, the ground voltage is applied to each node of the
이를 위해, 테스트 모드 제어부(30)는 테스트 모드가 아닌 노말 동작 모드시에 테스트 모드신호 TM를 로우로 출력한다. 선택부(40)는 테스트 모드 신호 TM가 로우로 인가될 경우 스위치 SW1,SW3를 턴오프시키고 스위치 SW2,SW4를 턴온시킨다. 이에 따라, NMOS트랜지스터 N1의 게이트 단자와 드레인 단자에 접지전압이 인가된다. To this end, the test
반면에, EPM 측정을 위한 테스트 모드의 진입시 테스트 모드 제어부(30)는 테스트 모드 신호 TM을 하이로 출력한다. 이에 따라, 선택부(40)는 테스트 모드 신호 TM가 하이로 인가될 경우 스위치 SW1,SW3를 턴온시키고 스위치 SW2,SW4를 턴오프시킨다. 이에 따라, 특정 패드(10,20)로부터 인가되는 바이어스 전압이 테스트 패턴(50)의 NMOS트랜지스터 N1에 각각 인가되어 EPM 측정을 실시할 수 있게 된다. On the other hand, when entering the test mode for measuring the EPM, the
한편, 본 발명의 실시예에서는 테스트 패턴(50)의 EPM을 측정하기 위한 수단으로 패드(10,20)를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 EPM을 측정하기 위한 수단으로 반도체 소자에 구비된 입/출력 핀을 사용하여 EPM 파라미터들을 측정함으로써 소자의 특성 및 불량을 분석할 수도 있다. Meanwhile, in the exemplary embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 실시예에서는 EPM을 측정하기 위한 방법으로 테스트 모드를 이용하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 EPM을 측정하기 위한 방법으로 안티퓨즈(Anti fuse) 방식을 이용할 수도 있다. In addition, although the test mode is used as a method for measuring the EPM in the embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, and an anti-fuse method may be used as the method for measuring the EPM.
즉, 안티퓨즈의 블로잉(Blowing) 시에는 패드(10,20)와 테스트 패턴(50)이 항상 연결되도록 하여 EPM 측정이 가능하도록 하는 방식이다. 이러한 안티퓨즈를 이용한 EPM 측정 방식은 후공정 플로우(Flow)를 수행하지 않는 경우 불량 분석을 위해 유용하게 사용될 수 있다. That is, when blowing the anti-fuse, the
또한, 이러한 안티퓨즈를 이용한 EPM 측정 방식은 퓨즈가 블로잉되고 난 이후에 테스트 모드에 진입하지 않더라도 패드(10,20)를 통해 항상 테스트 패턴(50)의 EPM 데이타 측정이 가능하게 된다. 이에 따라, EPM 측정을 위한 벤치(Bench) 장비에서도 모니터링이 가능하다는 장점이 있다. In addition, the EPM measuring method using the anti-fuse enables the EPM data of the
이러한 본 발명은 디램 칩에서 직접 EPM을 통해 주요 파라미터에 대한 테스트를 진행함으로써 패키지 레벨에서의 AC/DC 특성 데이타와 EPM 데이타를 칩-투-칩(Chip-to-Chip) 방식으로 상호 매칭(Matching) 시킬 수 있게 된다. 이와 더불어, 패키지 레벨에서 불량 자재의 EPM 특성을 직접적으로 테스트할 수 있게 된다. The present invention tests the main parameters through the EPM directly on the DRAM chip to match the AC / DC characteristic data and the EPM data at the package level in a chip-to-chip manner. Will be available. In addition, it is possible to directly test the EPM properties of the defective material at the package level.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다. As described above, the present invention provides the following effects.
첫째, 반도체 소자의 메인 칩 내에 테스트 패턴을 형성하여 EPM을 측정함으로써 해당 칩에 대한 EPM 특성을 바로 매칭시킬 수 있도록 한다. First, a test pattern is formed in a main chip of a semiconductor device to measure EPM so that EPM characteristics of the chip can be directly matched.
둘째, 디램에 사용되는 패드를 이용하여 테스트 모드 또는 안티퓨즈 방식으로 EPM을 측정함으로써 패키지 레벨에서 해당 칩의 EPM을 손쉽게 측정할 수 있도록 한다. Second, by measuring the EPM in test mode or anti-fuse using the pad used for DRAM, it is easy to measure the chip's EPM at the package level.
셋째, 패키지 레벨에서의 AC/DC 특성과 EPM 특성 데이타를 직접적으로 비교 및 분석이 가능하여 하여 반도체 소자의 특성 및 불량을 분석함으로써 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다. Third, it is possible to directly compare and analyze the AC / DC characteristics and EPM characteristics data at the package level to analyze the characteristics and defects of the semiconductor device to improve the characteristics and reliability of the device.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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KR1020050058202A KR20070002599A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Test device of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020050058202A KR20070002599A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Test device of semiconductor device |
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KR1020050058202A KR20070002599A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Test device of semiconductor device |
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Cited By (2)
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KR101379265B1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-28 | 삼성중공업 주식회사 | Device and method for acquiring chip information |
KR102436931B1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-08-25 | 한국전기연구원 | Semiconductor device reliability testing apparatus and driving method thereof |
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2005
- 2005-06-30 KR KR1020050058202A patent/KR20070002599A/en not_active Application Discontinuation
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