KR20090124685A - 반도체 소자의 테스트 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것으로, 반도체 기판 상에 트랜지스터 형성 공정 및 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 공정을 진행하는 단계와, 평탄화 공정을 진행하여 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 중 콘택부분을 노출시키는 단계, 및 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작을 실시하여 상기 트랜지스터의 불량 여부를 검출하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 테스트 방법을 개시한다.

테스트, 이온 주입, 트랜지스터, EBI

Description

반도체 소자의 테스트 방법{Test method for semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것으로, 이온 주입 공정의 불량 검출을 인라인(in-line)에서 실시할 수 있는 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것이다.

통상적으로 반도체소자의 테스트는 웨이퍼 상에 제조 완료된 소자를 웨이퍼 레벨에서 테스트하는 웨이퍼 레벨 테스트와, 패키징이후에 실시하는 패키징 테스트로 구분할 수 있으며, 웨이퍼 레벨 테스트는 패턴 불량 등 제조 공정(Process)을 모니터링하는 테스트와 기능(function)을 모니터링하는 테스트로 구분된다.

이러한 테스트 중 트랜지스터 영역의 이온 주입 공정 불량 혹인 다른 결합에 의한 트랜지스터의 특성 불량으로 인한 전기적 불량 등은 웨이퍼 레벨에서 테스트 하게 된다. 웨이퍼 레벨에서의 테스트 방법은 제조 공정이 완료된 상태에서 진행되기 때문에 문제점을 조기에 발견할 수 없고 일련의 제조 공정이 완료된 후, 패키징 단계 이전에 실시하게 된다. 이로 인하여 불량이 발생하였을 시 다른 랏(LOT)의 웨 이퍼에도 불량 발생 가능성이 높아 반도체 제조 공정의 수율이 감소하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 소자의 트랜지스터를 형성한 후, 상기 트랜지스터와 연결되는 금속 배선을 형성한 후, 평탄화 공정을 진행하여 트랜지스터와 연결되는 콘택이 금속 배선과 전기적으로 분리되도록 평탄화 공정을 진행한 후, 사상투영형의 전자선장치(EBI)를 이용하여 소자의 불량을 검출할 수 있는 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법은 반도체 기판 상에 트랜지스터 형성 공정 및 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 공정을 진행하는 단계와, 평탄화 공정을 진행하여 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 중 콘택부분을 노출시키는 단계, 및 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작을 실시하여 상기 트랜지스터의 불량 여부를 검출하는 단계를 포함한다.

상기 평탄화 공정은 상기 콘택 부분이 노출되어 인접한 금속 배선들과 전기적으로 이격된다.

상기 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작은 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)는 랜딩 에너지(LANDING ENERGE)를 900 내지1000eV, 차지 전압을 150 내지 200V, 빔 커런트를 100 내지 125nA, CCB를 500ev/-20V로 하여 실시한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 반도체 소자의 트랜지스터를 형성한 후, 상기 트랜지스터와 연결되는 금속 배선을 형성한 후, 평탄화 공정을 진행하여 트랜지스터와 연결되는 콘택이 금속 배선과 전기적으로 분리되도록 평탄화 공정을 진행한 후, 사상투영형의 전자선장치(EBI)를 이용하여 소자의 불량을 검출함으로써, 불량을 조기에 발견하여 후속 공정이 진행되는 다른 랏(LOT)의 웨이퍼 제조 공정시 불량 개선을 실시하여 수율을 개선시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허청구범위에 의해서 이해되어야 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시 예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 게이트 절연막(101), 게이트 도전막(102), 금속 게이트막(103), 및 하드 마스크막(104)을 적층한 후 패터닝하여 게이트 패턴을 형성한다. 이 후, 게이트 패턴의 측벽에 스페이서(105)를 형성한다. 이 후, 전체 구조 상에 층간 절연막(106)을 형성한 후, 게이트 패턴 상부에 형성된 층간 절연막(106) 및 하드 마스크막(104)을 식각하여 금속 게이트막(103)이 노출되는 콘택홀을 형성한다. 이 후, 콘택홀을 도전물질로 채워 콘택 및 금속 배선(107)을 형성한다.

도 1b를 참조하면, 도 1a의 공정이 완료된 반도체 소자를 테스트 하기 위하여 평탄화 공정을 진행한다. 이때 평탄화 공정은 금속 배선을 식각하여 게이트 패턴의 금속 게이트막(103)과 연결된 콘택(107)이 노출되도록 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 층간 절연막(106)이 노출되도록 평탄화 공정을 진행하여 콘택(107)과 금속 배선을 전기적으로 이격시킨다.

이 후, 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작을 실시하여 트랜지스터의 전기적 불량을 검출한다.

도 2a 및 도 2d는 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작시 인가되는 전계에 따른 검출 색을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a 및 도 2d를 참조하면, 이온 주입 공정의 불령 혹은 불순물이 들어갈 경우 도판트의 농도차 또는 누설 전류 소스로 동작하게 되어 불량이 발생할 경우 White-VC(검출시 이미지가 밝게 검출됨)로 발현하게 된다. 이를 검출하여 테스트 결과를 도출한다.

사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작을 좀더 상세하게 설명하면, 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)는 랜딩 에너지(LANDING ENERGE)를 900 내지1000eV, 차지 전압을 150 내지 200V, 빔 커런트를 100 내지 125nA, CCB를 500ev/- 20V로 하여 실시하는 것이 바람직하다.

사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용할 경우 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 경우 정상적인 경우 익스트랙팅 필드(extracting field)를 인가할 경우 모두 어두운(DARK) 이미지가 검출되어 검출 및 분류가 용이하게 된다. 또한 역바이어스 필드(Retarding Field)를 걸어 주게 되면, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 이미지가 변화하게 된다. 이를 검출 분류하여 트랜지스터의 전기적 특성을 검출하게 된다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시 예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.

도 2a 및 도 2d는 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작시 인가되는 전계에 따른 검출 색을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 반도체 기판 101 : 게이트 절연막

102 : 게이트 도전막 103 : 금속 게이트막

104 : 하드 마스크막 105 : 스페이서

106 : 층간 절연막 107 : 콘택

Claims (4)

1. 반도체 기판 상에 트랜지스터 형성 공정 및 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 공정을 진행하는 단계;

   평탄화 공정을 진행하여 상기 트랜지스터와 연결된 금속 배선 중 콘택부분을 노출시키는 단계; 및

   사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작을 실시하여 상기 트랜지스터의 불량 여부를 검출하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 테스트 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 평탄화 공정은 상기 콘택 부분이 노출되어 인접한 금속 배선들과 전기적으로 이격되는 반도체 소자의 테스트 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작은 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)는 랜딩 에너지(LANDING ENERGE)를 900 내지1000eV, 차지 전압을 150 내지 200V, 빔 커런트를 100 내지 125nA, CCB를 500ev/-20V로 하여 실시하는 반도체 소자의 테스트 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 사상 투영형의 전자선 장치(EBI)를 이용한 검출 동작은 익스트랙팅 필드(extracting field)와 상기 익스트랙팅 필드(extracting field)의 역바이어스 전계를 인가하여 실시하는 반도체 소자의 테스트 방법.

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