説明

半導体集積回路装置の試験方法、半導体集積回路装置および試験装置

【課題】一度のテストにおけるチップ数を減らすこと無く、安定した試験を行う。
【解決手段】半導体集積回路装置(S1とS2に対応)を複数のグループに分けて同時に試験する方法であって、少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異なる周波数のクロック信号(CLK1とCLK2に対応)で半導体集積回路装置を動作させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体集積回路装置の試験方法、半導体集積回路装置および試験装置に係り、特に、複数の半導体集積回路装置に対して一括してバーンインテスト等を行う技術に係る。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路装置の試験(検査)は、コスト低減のためにできるだけ多くのチップを同時に試験することが望ましい。例えば、恒温槽を用いるバーンインテストに際し、作業の効率等を考慮して、出来る限り多くのチップを一回のテストシーケンスで実行することが望ましい。しかし、試験装置における物理的制約などによって、一度のバーンインで試験出来るチップ数には、限りがある。この制約の一つに消費電力がある。バーンインボードには面積的に搭載可能なチップ数であっても試験装置の能力を超える消費電流は流せないので、搭載数を減らす必要が出てくる。
【0003】
そこで、特許文献1には、ウェハレベルで複数の半導体集積回路装置の検査を行なう際に、選択された半導体集積回路装置の動作開始時の電流を分散させるように動作する半導体集積回路装置が記載されている。この半導体集積回路装置は、一の半導体ウェハに複数の半導体集積回路装置が形成された状態でこれら複数の半導体集積回路装置を一括して検査する際に、チップID保持手段が、半導体集積回路装置が選択されたことを示すID選択信号が入力されると、該チップIDを出力し、チップIDとID選択信号と外部クロック信号とを受けるクロック信号制御手段は、該チップIDの値に基づいて内部クロック信号の出力を開始する。
【0004】
このように複数の半導体集積回路装置のそれぞれに固有のIDを持たせれば、固有のIDごとに内部クロック信号の出力開始時がずれることになる。その結果、外部装置からID選択信号が入力され、複数の半導体集積回路装置が選択されたとしても、各半導体集積回路装置には、互いに異なるチップIDに基づいて別々に動作し始める内部クロックによって電流が流れ始めるため、選択された直後の極めて短時間に発生する大電流が分散する。従って、各半導体集積回路装置において、それぞれ電流が流れ始める時期がずれるため、検査装置や各半導体集積回路装置の動作が不安定になることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第3811556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以下の分析は本発明において与えられる。
【0007】
ところで、半導体集積回路装置は、バーンインテスト等を行う場合、供給されるクロック信号に応じて内部動作が進行する。したがって、テスト対象となる半導体集積回路装置における消費電流は、進行する内部動作に対応して時間的に変動することとなる。
【0008】
特許文献1に記載の半導体集積回路装置は、テストにおける動作開始時の電流を分散するように、チップIDの値に基づいて内部クロック信号の出力を開始する。しかしながら、クロック信号に応じて内部動作が進行し、動作開始以降のタイミングで消費電流のピークが存在し、複数の半導体集積回路装置でピークが重複することが起こりうる。このような場合、試験装置の能力を超える消費電流が必要とされる場合があり、半導体集積回路装置の動作が不安定になる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の1つのアスペクト(側面)に係る半導体集積回路装置の試験方法は、半導体集積回路装置を複数のグループに分けて同時に試験する方法であって、少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異なる周波数のクロック信号で半導体集積回路装置を動作させる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、一度のテストにおけるチップ数を減らすこと無く、消費電流のピーク値を下げて安定した試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第1の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図2】バーンインボードの構成を示す図である。
【図3】バーンイン装置における信号のタイミングチャートである。
【図4】バーンイン装置から供給される電源電流の変化を模式的に示す図である。
【図5】本発明の第2の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第3の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施例に係る半導体集積回路装置における信号のタイミングチャートである。
【図9】本発明の第4の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第4の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。
【図11】本発明の第4の実施例に係る半導体集積回路装置における信号のタイミングチャートである。
【図12】本発明の第5の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の第5の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施形態に係る半導体集積回路装置の試験方法は、半導体集積回路装置(図1のS1とS2に対応)を複数のグループに分けて同時に試験する方法であって、少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異なる周波数のクロック信号(図1のCLK1とCLK2に対応)で半導体集積回路装置を動作させる。
【0013】
本実施形態の試験方法において、試験装置(図1の1に相当)がそれぞれのグループに対応するクロック信号を生成してそれぞれのグループに属する半導体集積回路装置に供給するようにしてもよい。
【0014】
本実施形態の試験方法において、半導体集積回路装置は、入力するクロック信号を分周する分周機能(図7の32に相当)を備え、分周機能における分周比を、少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異ならせるようにしてもよい。
【0015】
本実施形態の試験方法において、半導体集積回路装置は、入力するクロック信号を分周する分周機能およびチップ識別機能(図13の33に相当)を備え、分周機能における分周比は、チップ識別機能によって、少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異なるように設定されるようにしてもよい。
【0016】
本実施形態の試験方法において、それぞれのグループに属する半導体集積回路装置の数を略同一とするようにしてもよい。
【0017】
本実施形態の試験方法において、複数のグループは、2つのグループであってもよい。
【0018】
本実施形態の試験方法において、1のグループにおけるクロック信号の周波数と他のグループにおけるクロック信号の周波数とを所定の期間毎に交替するようにしてもよい。
【0019】
本実施形態の試験方法において、半導体集積回路装置に半導体集積回路装置の規格上最大となる電源電圧を供給するようにしてもよい。
【0020】
以上のような試験方法によれば、異なる周波数のクロック信号で半導体集積回路装置をそれぞれ動作させるので、試験装置から供給する半導体集積回路装置に対する電源電流の値を下げることができる。したがって、半導体集積回路装置の試験を安定して行うことができる。
【0021】
また、試験装置の電源電流の供給能力限度において、半導体集積回路装置の規格上最大となる電源電圧によるテストも行うことが可能となる。この場合、試験装置の能力を上げることなく一度に試験可能なチップ数を減らす必要も無いので、テストに係るコストアップを抑えることができる。
【0022】
以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例1】
【0023】
図1は、本発明の第1の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。図1において、試験装置は、バーンイン装置1とバーンインボード2からなる。バーンイン装置1は、タイミング制御部10、クロック信号発生部11、12、セレクタSEL1、SEL2を備える。セレクタSEL1、SEL2は、クロック信号発生部11、12がそれぞれ出力するクロック信号を、タイミング制御部10から出力されるクロック周波数選択信号Scのレベルに応じて互いに排他的に選択し、それぞれクロック信号CLK1、CLK2としてバーンインボード2に出力する。また、バーンイン装置1は、バーンインボード2に対し、電源VDD、接地GND、リセット信号RESETを供給する。
【0024】
バーンインボード2は、恒温槽などの中に設置され、ソケット21を介して試験対象とされるチップS1、S2を装着し、チップS1、S2に電源VDD、接地GND、リセット信号RESETを供給する。例えばバーンインボード2は、図2に示すような形状であって、ソケット21を略マトリクス状に備える。バーンインボード2上において、チップは、第1のグループに属するチップS1と、第2のグループに属するチップS2とに略同数となるように二分され、チップS1に対しクロック信号CLK1が供給され、チップS2に対しクロック信号CLK2が供給される。
【0025】
図3は、バーンイン装置1における信号のタイミングチャートである。期間T1の前半において、クロック周波数選択信号Scがローレベル(0)とされ、セレクタSEL1は、クロック信号発生部12が出力する周波数f2のクロック信号を選択して、クロック信号CLK1としてチップS1に供給する。また、セレクタSEL2は、クロック信号発生部11が出力する周波数f1(f1<f2)のクロック信号を選択して、クロック信号CLK2としてチップS2に供給する。
【0026】
一方、期間T1の後半において、クロック周波数選択信号Scがハイレベル(1)とされ、セレクタSEL1は、クロック信号発生部11が出力する周波数f1のクロック信号を選択して、クロック信号CLK1としてチップS1に供給する。また、セレクタSEL2は、クロック信号発生部12が出力する周波数f2のクロック信号を選択して、クロック信号CLK2としてチップS2に供給する。
【0027】
バーンイン装置1は、電源VDD、接地GND、リセット信号RESETを供給後、期間T1を所定回繰り返すことでチップS1、S2に対して一連のテストを実行する。ここで電源VDDとして、チップS1、S2の規格上最大となる電源電圧をかけるようにしてもよい。なお、周波数f2のクロック信号が長時間供給されることで、一方のグループに属するチップが他方のグループに属するチップと比較して極端に発熱しないように、期間T1をテスト内容に応じて適宜設定するものとする。
【0028】
図4は、バーンイン装置1から供給される電源電流の変化を模式的に示す図である。高速側(周波数f2)のクロック信号が供給されるグループにおける消費電流に対し、低速側(周波数f1)のクロック信号が供給されるグループにおける消費電流は、ピーク値が下り、ピーク値が出現する時刻も異なる。したがって、高速側および低速側の消費電流を加算したトータルの消費電流におけるピーク値は、従来の同一のクロック信号が供給される場合の消費電流に対して低くなる。すなわち、本試験方法によれば、バーンイン装置1から供給される電源電流におけるピーク値が下り、バーンイン装置1の電流供給能力を高める必要が無い。
【実施例2】
【0029】
図5は、本発明の第2の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。図5において、図1と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。第2の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2aからなる。バーンイン装置1aは、タイミング制御部10からクロック周波数選択信号Scを、クロック信号発生部12からクロック信号CLKを、それぞれバーンインボード2aに供給する。
【0030】
バーンインボード2aは、クロック制御回路22を備える。クロック制御回路22は、クロック信号CLKをそのまま、または分周してクロック信号CLK1としてチップS1に対し供給すると共に、クロック信号CLKを分周して、またはそのままクロック信号CLK2としてチップS2に対し供給する。すなわち、実施例1において、クロック信号発生部11が出力するクロック信号を、クロック信号発生部12が出力するクロック信号から分周する機能、およびセレクタSEL1、SEL2の機能をクロック制御回路22に備える。なお、クロック制御回路22は、分周比をプログラム可能とし、バーンイン装置1aから分周比を変更するようにしてもよい。
【0031】
第2の実施例の試験装置は、第1の実施例と同様に動作する。第2の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2a間にはクロック信号に係る伝送路が1本であるので、第1の実施例に対し接続構成が簡単になる。一方、バーンインによる繰り返しストレスの掛かるクロック制御回路22をバーンインボード2a内に備えるので、第1の実施例に対しバーンインボード2aにおける信頼性は低くなる。
【実施例3】
【0032】
図6は、本発明の第3の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。図6において、図5と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。第3の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2bからなる。バーンインボード2bは、インバータ回路INV1を備え、クロック周波数選択信号Scおよびクロック信号CLKを第1のグループに属するチップS1aに供給し、クロック周波数選択信号Scをインバータ回路INV1で反転した信号およびクロック信号CLKを第2のグループに属するチップS2aに供給する。
【0033】
次に、被バーンイン試験サンプルであるチップS1a、S2aについて説明する。図7は、本発明の第3の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。チップS1a(S2a)は、PLL31、分周回路32、セレクタSEL31を備える。PLL31は、クロック信号CLKを入力してクロック信号CLKにおけるジッタを排除し、分周回路32、およびセレクタSEL31の一方の入力端に出力する。分周回路32は、PLL31の出力信号を例えば1/2に分周しセレクタSEL31の他方の入力端に出力する。セレクタSEL31は、クロック周波数選択信号Scのレベルに応じてPLL31の出力信号および分周回路32の出力信号の一方を選択し、図示されない内部回路へクロック信号として出力する。以上のような構成のチップS1a、S2aは、第1の実施例に係る半導体集積回路装置(S1、S2)に対し、追加回路部分が付加されている。
【0034】
図8は、本発明の第3の実施例に係る半導体集積回路装置における信号のタイミングチャートである。チップS1aにおいて、例えばクロック周波数選択信号Scがローレベルである場合、PLL31の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力され、クロック周波数選択信号Scがハイレベルである場合、分周回路32の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力される。これに対し、チップS2aにおいて、クロック周波数選択信号Scがローレベルである場合、分周回路32の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力され、クロック周波数選択信号Scがハイレベルである場合、PLL31の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力される。
【0035】
第3の実施例の試験装置は、半導体集積回路装置内において第1の実施例と同様に動作する。第3の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2b間にはクロック信号に係る伝送路が1本であるので、第2の実施例と同様に接続構成が簡単になる。一方、バーンインボード2b内にはインバータ回路INV1を備えるので、第2の実施例に対しバーンインボード2bにおける信頼性が高まる。
【実施例4】
【0036】
図9は、本発明の第4の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。図9において、図6と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。第4の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2cからなる。バーンインボード2cは、クロック周波数選択信号Scおよびクロック信号CLKを第1のグループに属するチップS1bおよび第2のグループに属するチップS2bに供給する。チップS1bは、チップS1b中の端子Ssがバーンインボード2c上でプルアップされる(電源VDDに接続される)。一方、チップS2bは、チップS2b中の端子Ssがバーンインボード2c上でプルダウンされる(接地GNDに接続される)。
【0037】
次に、チップS1b、S2bについて説明する。図10は、本発明の第4の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。図10において、図7と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。チップS1b(S2b)は、チップS1a(S2a)に対し、さらにインバータ回路INV2、セレクタSEL32を追加回路として備える。セレクタSEL32は、一方の入力端にクロック周波数選択信号Scを入力し、他方の入力端にクロック周波数選択信号Scをインバータ回路INV2を介して反転した信号を入力し、端子Ssの信号レベルに応じていずれか一方の信号を選択し、セレクタSEL31の選択制御端に出力する。
【0038】
図11は、本発明の第4の実施例に係る半導体集積回路装置における信号のタイミングチャートである。チップS1bにおいて、端子Ssのレベルはハイレベルにあり、セレクタSEL32は、クロック周波数選択信号ScをそのままセレクタSEL31の選択制御端に出力する。この場合、例えばクロック周波数選択信号Scがローレベルである場合、PLL31の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力され、クロック周波数選択信号Scがハイレベルである場合、分周回路32の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力される。
【0039】
これに対し、チップS2bにおいて、端子Ssのレベルはローレベルにあり、セレクタSEL32は、クロック周波数選択信号Scを反転してセレクタSEL31の選択制御端に出力する。この場合、例えばクロック周波数選択信号Scがローレベルである場合、分周回路32の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力され、クロック周波数選択信号Scがハイレベルである場合、PLL31の出力信号が内部クロックとして内部回路へ出力される。
【0040】
第4の実施例の試験装置は、半導体集積回路装置内において第1の実施例と同様に動作する。第4の実施例の試験装置は、バーンイン装置1aとバーンインボード2c間にはクロック信号に係る伝送路が1本であるので、第2の実施例と同様に接続構成が簡単になる。一方、バーンインボード2c内にはプルアップ回路、プルダウン回路(抵抗素子)を備えるので、第2の実施例に対しバーンインボード2cにおける信頼性が高まる。
【実施例5】
【0041】
図12は、本発明の第5の実施例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。図12において、試験装置は、バーンイン装置1a(不図示)とコンタクタ(プローブカード)20からなる。コンタクタ20は、バーンイン装置1aから電源VDD、接地GND、リセット信号RESET、クロック周波数選択信号Sc、クロック信号CLKを入力し、ウェハ40上に配列されているそれぞれのチップ3cに対しピン等の接触によって供給する。
【0042】
次に、チップ3cについて説明する。図13は、本発明の第5の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。図13において、図10と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。チップ3cは、チップS1b(S2b)に対して端子Ssを省き、チップIDを保持するID保持レジスタ33をさらに追加回路として備え、ID保持レジスタ33の出力をセレクタSEL32の選択制御端に接続する。ID保持レジスタ33は、フラッシュメモリなどで構成され、ウェハ40上の位置に対応させて、テストの前に予めチップIDを書き込んでおくものとする。
【0043】
このような構成のチップ3cは、ID保持レジスタ33が保持するチップIDが「1」である場合、図9、図10の端子Ssがプルアップされる場合と同様に動作し、チップS1bと同様に機能する。また、チップIDが「0」である場合、端子Ssがプルダウンされる場合と同様に動作し、チップS2bと同様に機能する。
【0044】
実施例5は、ウェハ・バーンインにのみ適用できる実施例である。チップIDは、ウェハ40上のチップ3cに対し順番につけられて行く。このため、チップIDによってウェハ40上にあるチップのグループ分けを行う場合、等分(または等分に限りなく近く)にすることは、容易である。しかしながら、チップは、ウェハから切り離されてパッケージされた後のバーンインテストでは、バーンインボード上にチップIDに対応して順番に並ぶとは限らない。また、バーンインの前のテストにおいて不良品となったチップが取り除かれることもある。したがって、パッケージ後のバーンインテストでは、バーンインボード上のサンプルをチップIDによって等分にグループ分けを行うことは、困難となる。
【0045】
これに対し、実施例1〜4では、チップIDを用いずに、バーンインボード上に配置される位置に基づくグループ分けを行うので、パッケージ後であっても、図12に示すようなウェハ・バーンインの場合であっても実施可能である。
【0046】
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【0047】
1、1a バーンイン装置
2、2a、2b、2c バーンインボード
10 タイミング制御部
11、12 クロック信号発生部
20 コンタクタ(プローブカード)
21 ソケット
22 クロック制御回路
31 PLL
32 分周回路
33 ID保持レジスタ
40 ウェハ
INV1、INV2 インバータ回路
S1、S2、S1a、S2a、S1b、S2b、3c チップ
SEL1、SEL2、SEL31、SEL32 セレクタ
Ss 端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体集積回路装置を複数のグループに分けて同時に試験する方法であって、
少なくとも1つのグループにおいて、他のグループとは異なる周波数のクロック信号で前記半導体集積回路装置を動作させることを特徴とする半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項2】
試験装置がそれぞれの前記グループに対応する前記クロック信号を生成してそれぞれの前記グループに属する前記半導体集積回路装置に供給することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項3】
前記半導体集積回路装置は、入力する前記クロック信号を分周する分周機能を備え、前記分周機能における分周比を、前記少なくとも1つのグループにおいて、前記他のグループとは異ならせることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項4】
前記半導体集積回路装置は、入力する前記クロック信号を分周する分周機能およびチップ識別機能を備え、前記分周機能における分周比は、前記チップ識別機能によって、前記少なくとも1つのグループにおいて、前記他のグループとは異なるように設定されることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項5】
それぞれの前記グループに属する前記半導体集積回路装置の数を略同一とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項6】
前記複数のグループは、2つのグループであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項7】
1の前記グループにおける前記クロック信号の周波数と他の前記グループにおける前記クロック信号の周波数とを所定の期間毎に交替することを特徴とする請求項6記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項8】
前記半導体集積回路装置に前記半導体集積回路装置の規格上最大となる電源電圧を供給する請求項1乃至7のいずれか一に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか一に記載の試験方法を実施する試験装置。
【請求項10】
前記クロック信号を生成するバーンイン装置と前記半導体集積回路装置を装着して前記クロック信号を供給するバーンインボードとから構成される請求項9記載の試験装置。
【請求項11】
請求項1乃至8のいずれか一に記載の試験方法によって試験される半導体集積回路装置。
【請求項12】
請求項4に記載の試験方法によって試験され、ウェハ上に配列されている半導体集積回路装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2010−286282(P2010−286282A)
【公開日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−138466(P2009−138466)
【出願日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】