KR20100079217A

KR20100079217A - 브리지 테스트용 ｐｃｍ 테스트 패턴

Info

Publication number: KR20100079217A
Application number: KR1020080137638A
Authority: KR
Inventors: 김수홍
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-07-08

Abstract

본 발명은 PCM 테스트 패턴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 패턴으로 여러 가지 스페이스를 갖는 금속 배선 간의 브리지 테스트를 할 수 있는 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴에 관한 것이다.

본 발명의 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴은 일정한 간격으로 이격된 두 개의 핑거로 이루어진 핑거 패턴; 상기 핑거 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제1 프로브 패드; 일정한 저항값을 가지며 상기 핑거 패턴의 타측에 연결되는 저항 패턴; 및 상기 저항 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제2 프로브 패드;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴에 의하면 하나의 패턴으로 여러 가지 스페이스를 갖는 금속 배선 간의 브리지 테스트를 수행함으로써 스크라이브 레인의 공간을 절약하고 보다 효율적으로 측정할 수 있는 효과가 있다.

PCM(process change monitor), 테스트 패턴, 브리지 테스트

Description

브리지 테스트용 ＰＣＭ 테스트 패턴{PCM test pattern for bridge test of metallization}

일반적으로 실리콘 웨이퍼 상에 각각의 반도체 칩을 만들고, 각각의 반도체 칩의 경계면 사이인 스크라이브 레인(scribe lane)에서 공정이 정상적으로 진행되었는지 여부를 감시(monitoring)하게 되는데, 이러한 목적으로 사용되는 트랜지스터의 특성이나 저항값 등을 측정할 수 있는 일정한 패턴을 PCM(process change monitor, 이하 'PCM'이라 한다) 테스트 패턴(test pattern)이라 한다.

즉, 반도체 공정이 완료된 후 상기 PCM 테스트 패턴에서 반도체 소자의 전기적 특성을 측정하여 각 공정들의 정상 진행 여부 및 단위 소자(트랜지스터, 금속 배선저항, 비아저항 등)의 특성을 확인한다.

이러한 테스트 패턴 중 금속 배선의 단락(short) 여부를 측정하기 위한 패턴 이 존재하는데, 도 1a 내지 도 1b는 종래의 금속배선의 브리지 여부를 검사하기 위한 PCM 테스트 패턴을 설명하기 위한 개략도이다.

첨부된 도 1a 내지 도 1b에서 도시한 바와 같이 종래의 금속배선의 브리지(bridge) 여부를 검사하기 위한 PCM 테스트 패턴(10)은 각각의 금속 층에 대해서 여러 가지 배선 간격 내지 스페이스(space)를 갖는 다양한 코움(comb) 패턴(11)에 대하여 각각 두개의 프로브 패드(12)를 연결하여 측정하도록 구성되어있다.

따라서 반도체 소자의 금속배선의 층수가 증가하는 만큼 필요한 단자는 증가하게 된다. 또한 다양한 패턴별로 PCM TEG(test element group)을 형성하고 각각 테스트함에 따라 스크라이브 레인의 면적을 과도하게 차지하고 측정시간이 길어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 하나의 패턴으로 여러 가지 스페이스를 갖는 금속 배선 간의 브리지 테스트를 효율적으로 수행할 수 있는 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴은 일정한 간격으로 이격된 두 개의 핑거로 이루어진 핑거 패턴; 상기 핑거 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제1 프로브 패드; 일정한 저항값을 가지며 상기 핑거 패턴의 타측에 연결되는 저항 패턴; 및 상기 저항 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제2 프로브 패드;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 핑거 패턴의 핑거 간격과 서로 다른 핑거 간격으로 형성된 또 다른 핑거 패턴 및 상기 저항 패턴의 저항값과 서로 다른 저항값을 갖는 또 다른 저항 패턴으로 이루어진 다수의 브리지 패턴이 상기 제1 프로브 패드 및 제2 프로브 패드에 병렬로 연결되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저항 패턴은 비아 체인으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 비아 체인저항의 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴(100)은 핑거 패턴(110), 제1 프로브 패드(120), 저항 패턴(130) 및 제2 프로브 패드(140)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 핑거 패턴(110)은 일정한 간격으로 형성된 두 개의 핑거(finger)(111, 112)가 서로 대향하여 형성된 금속 패턴이다.

상기 제1 프로브 패드(120)는 상기 핑거 패턴(110)의 일측에 연결되는 사각형 모양의 금속 패드로서, 테스트 장비의 프로브(probe)가 접촉되는 부분이며, 통상 100㎛×100㎛의 크기를 갖는 프로브 패드를 사용하는 것이 일반적이다.

상기 저항 패턴(130)은 일정한 저항값을 가지며 상기 핑거 패턴(110)의 타측 에 연결된 것이다. 여기서 상기 저항 패턴(130)은 비아 체인(via chain)으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉 첨부된 도 3b에 도시한 바와 같이 상대적으로 높은 저항값을 갖은 저항 패턴(130)의 경우 비아 체인의 간격을 조밀하게 형성하고, 상대적으로 낮은 저항값을 갖은 저항 패턴의 경우 비아 체인의 간격을 성기게(sparsely) 형성하는 것이다.

또한 비아 컨택홀을 크기를 조절하거나 금속 배선의 CD(critical demension)를 조절함으로써 다양한 방법으로 저항값을 서로 다르게 조절할 수도 있다.

상기 제2 프로브 패드(140)는 상기 저항 패턴(130)의 일측에 연결되는 사각형 모양의 금속 패드로서, 상기 제1 프로브 패드(120)와 마찬가지로 테스트 장비의 프로브가 접촉되는 부분이며, 통상 100㎛×100㎛의 크기를 갖는 프로브 패드를 사용하는 것이 일반적이다.

또한 첨부된 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 핑거 패턴(110)의 핑거 간격과 서로 다른 핑거 간격으로 형성된 또 다른 핑거 패턴 및 상기 저항 패턴(130)의 저항값과 서로 다른 저항값을 갖는 또 다른 저항 패턴으로 이루어진 다수의 브리지 패턴이 상기 제1 프로브 패드(120) 및 제2 프로브 패드(140)에 병렬로 연결되어 이루어진 것이 바람직하다.

여기서, 보다 작은 핑거 간격으로 형성된 핑거 패턴에는 상대적으로 큰 저항값을 갖는 저항 패턴을 연결하고, 보다 큰 핑거 간격으로 형성된 핑거 패턴에는 상대적으로 작은 저항값을 갖는 저항 패턴을 연결하는 것이 바람직하다.

이러한 연결을 통하여 배선 브리지가 발생하였을 때 흐르는 전류 값을 차별 화하고, 이를 통하여 브리지 발생의 경중을 파악할 수 있는 것이다.

예를 들어 첨부된 도 2a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴은 두 개의 서로 다른 핑거 간격으로 형성된 핑거 패턴(110)을 상기 제1 프로브 패드(120) 및 제2 프로브 패드(140)에 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.

이때 첫 번째 핑거 패턴(A1)은 보다 작은 핑거 간격으로 형성되고, 두 번째 핑거 패턴(A2)은 보다 큰 핑거 간격으로 형성되며, 상기 첫 번째 핑거 패턴(A1)에는 상대적으로 큰 저항값을 갖는 저항 패턴(B1)을 연결하고, 상기 두 번째 핑거 패턴(A2)에는 상대적으로 작은 저항값을 갖는 저항 패턴(B2)을 연결할 수 있다.

따라서 A1은 A2보다 작은 스페이스(Space)를 가지므로 비교적 브리지가 쉽게 유발된다. 만약 A1에서만 브리지가 발생한 경우 B1이라는 저항에 의해 어느 레벨의 전류(Current)가 형성된다.

반면 브리지가 더욱 심하게 발생하여 A1과 A2 모두에서 발생한 경우, A1 및 A2로 모두 전류가 흐르되 상대적으로 저항이 낮은 B2쪽으로 전류가 더 많이 흘러, 전류 값이 크게 나온다.

이러한 방식으로 각각의 스페이스, 즉 핑거 간격별로 서로 다른 직렬 저항을 연결하여, 스페이스 마진을 점검(check)할 수 있고, 미세한 금속 공정(metal process)변화를 기존대비 명확하게 판단할 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴에 의하면 종래의 여러 가지 스페이스를 갖는 다양한 패턴에 대하여 각각 측정하는 방식이 아니고, 하나의 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴에 의하여 스페이스 간격별로 금속 배선의 브리지 여부를 판별할 수 있게 한다.

본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.

도 1a 내지 도 1b는 종래의 금속배선의 브리지 여부를 검사하기 위한 PCM 테스트 패턴을 설명하기 위한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴의 구성을 보여주는 개략도,

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 비아 체인저항의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 100 : PCM 테스트 패턴 11 : 코움 패턴

12 : 프로브 패드

110 : 핑거 패턴 120 : 제1 프로브 패드

130 : 저항 패턴 140 : 제2 프로브 패드

Claims

일정한 간격으로 이격된 두 개의 핑거로 이루어진 핑거 패턴; 상기 핑거 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제1 프로브 패드; 일정한 저항값을 가지며 상기 핑거 패턴의 타측에 연결되는 저항 패턴; 및 상기 저항 패턴의 일측에 연결되는 사각형 모양의 제2 프로브 패드;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴.
제1항에 있어서, 상기 핑거 패턴의 핑거 간격과 서로 다른 핑거 간격으로 형성된 또 다른 핑거 패턴 및 상기 저항 패턴의 저항값과 서로 다른 저항값을 갖는 또 다른 저항 패턴으로 이루어진 다수의 브리지 패턴이 상기 제1 프로브 패드 및 제2 프로브 패드에 병렬로 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴.
제1항 또는 제2항의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 저항 패턴은 비아 체인으로 형성하는 것을 특징으로 하는 브리지 테스트용 PCM 테스트 패턴.