半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置
【課題】 半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置に関し、所定の回路動作を行った状態のまま半導体集積回路装置側の操作で所望の温度に制御する。
【解決手段】 スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御する。
【解決手段】 スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御する。
【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及び半導体集積回路装置に関するもので、例えば、均一な温度制御を行ってスクリーニングを行う半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置は、ある確率で初期不良が発生する可能性を持っているため、これを製品出荷後に発生させないように、予め初期不良を取り除くためのスクリーニングが必要となる。現状では、スクリーニング方法としての代表的なものとして、電圧加速と温度加速の組み合わせによる試験であるバーンイン試験がある。
【０００３】
半導体集積回路装置の使用時間と不良発生率との関係は、風呂桶（バスタブ）の形となり、バスタブ曲線と言われている。このバスタブ曲線から判るように、一般的に、半導体集積回路装置は、比較的短い使用時間において初期不良発生が発生する領域を持ち、その後偶発故障領域となり最も品質の安定する時間帯となる。
【０００４】
また、ある時間を経過すると寿命となり磨耗故障領域となることが知られている。したがって、出荷前の段階において、初期不良を予めスクリーニングすることにより安定した品質を確保することが重要となる。
【０００５】
そこで、上述のように、スクリーニング手段の一つとして、バーンイン試験が有効となる。バーンイン試験は、電圧加速と温度加速を組み合わせて初期不良を取り除く試験となるが、回路全体の初期不良を取り除くためには、回路全体を万遍無く動作させる必要がある。
【０００６】
近年の半導体装置の微細化及び高速化が進展し、試験時回路動作率が高い場合には、消費電力が大きくなるとともに、発熱量が増加し所望の温度上限を超過する場合があり、半導体集積回路装置、ソケットやボードを破壊或いは焼損に至らせる危険性がある。また、試験中の回路動作率が低い場合には消費電力が小さくなり発熱量が低下することで、設定した所望の温度下限を満たせ無い場合がある。
【０００７】
図１２は、従来の半導体集積回路装置のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図であり、例えば、ＳＣＡN試験で発熱量が増加し所望の温度上限を超過すると半導体集積回路装置を破壊するので、試験を中止し、次のＳＲＡM試験を行うことができない。一方、ＳＣＡＮ試験中で回路動作率が低くて消費電力が小さくなり発熱量が低下した場合にも次のＳＲＡM試験を中止することになる。
【０００８】
このように、従来の半導体集積回路装置のスクリーニングにおいては、所定の回路動作内容によっては半導体集積回路装置に発熱量の差が発生し、半導体集積回路装置のチップ温度、即ち、ジャンクション温度Ｔｊを所望の温度に制御できない状態であった。
【０００９】
さらに、半導体集積回路装置の消費電力、したがって、発熱量は、トランジスタの動作電流に比例して増減し、動作周波数や製造ばらつきにも左右されて半導体集積回路装置毎に異なるため、バーンイン試験時の温度制御が困難な状況となっている。これまでの半導体集積回路装置の温度制御は、主に恒温槽内温度加熱、ヒーター過熱、ファン冷却、ガス冷却、ペルチェ冷却などが一般的に使用されている。
【００１０】
図１３は、従来の試験装置の概略的構成図であり、図１３（ａ）はＢＩ（Ｂｕｒｎ−Ｉｎ）ボードの概念的平面図であり、図１３（ｂ）はＢＩボードに当接させる温度制御ユニットの概念的平面図である。図１３（ａ）に示すように、ＢＩボード６０は、試験基板６１にＩＣソケット６２がマトリクス状に取り付けられており、一つの辺側には半導体集積回路装置６４に電力や信号を供給する金端子群６３が設けられている。なお、この場合の半導体集積回路装置６４はパッケージ化されたものである。
【００１１】
図１３（ｂ）に示すように、温度制御ユニット７０は、ボード７１に温度制御ブロック７２がＩＣソケット６２に対応する位置にマトリクス状に設けられており、それらの間を冷却パイプ７３で蛇行状に直列接続し、この冷却パイプ７３に冷却水を流して冷却する。
【００１２】
図１４は、ＢＩボードと温度制御ユニットの当接状態の説明図であり、１４（ａ）はアイドル時の当接状態の説明図であり、図１４（ｂ）は試験時の当接状態の説明図である。図１４（ａ）に示すように、アイドル状態では、ＩＣソケット６２と温度制御ブロック７２は離れており、図１４（ｂ）に示すように、試験時に初めて密着する。
【００１３】
この場合、冷却水の初段から最終段に向かい冷却水の温度が上昇し初段に近い半導体集積回路装置６４の発熱量が大きい場合、その後の半導体集積回路装置６４の温度上昇に繋がり実際の発熱量よりも大きくなる場合があり、均一な温度制御が困難になる。
【００１４】
また、試験測定時等における半導体集積回路装置の温度制御に関しては、各種の提案がなされている。例えば、ジャンクション温度が所定の温度に到達するまでは基準周波数を高くして、所定の温度に達したときは元の基準周波数に戻すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
また、被測定デバイス（ＤＵＴ）をエージングして初期不良を排出させるテストバーンインをする際に、被測定デバイス毎に表面温度を測定し、冷却／加熱を行って個別に温度制御することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１６】
また、自己発熱量が異なる多数の電子部品の温度を個別に同時に所定温度に確実に調整することが可能なバーンイン装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、エージング試験中に、温度センサで半導体素子の温度を測定し、半導体素子への通電量を制御することも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１７】
また、温度特性を有する素子の電気特性を測定し、その電気特性からチップ温度を推定して温度制御することも提案されている（例えば、特許文献５参照）。また、半導体集積回路装置の表面温度を非接触にて測定を行い制御パターンにて発熱の制御を行うことも提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【００１８】
また、被測定ＩＣのジャンクション温度と入力パルス周波数との関係を繰り返し測定し、測定結果に基づいて、被測定ＩＣの周波数制御を行い所定の温度に制御することも提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−２０６２０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６１７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５６６５号公報
【特許文献４】特開昭６０−１１９４８１号公報
【特許文献５】特開昭６１−０９６４７９号公報
【特許文献６】特開２００１−０９１５７０号公報
【特許文献７】特開平０７−１９８７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、上述の特許文献７で提案されている方法の場合には、バーイン試験のたびに、被測定ＩＣのジャンクション温度と入力パルス周波数との関係を繰り返し測定によって取得する必要があるため、周波数制御や温度制御が複雑になるという問題がある。
【００２１】
そこで、半導体集積回路装置に複数の周波数制御端子（例えば、ＦＣＩ）を設け、このＦＣＩへの入力設定を変更することで、所定の回路動作を行ったまま内部の発振回路の周波数設定を変えることが考えられる。
【００２２】
図１５は、ＦＣＩ端子による周波数制御方法の説明図である。ここでは、４本のＦＣＩ端子で説明するが、ＦＣＩ端子の本数は任意である。半導体集積回路装置６４にＦＣＩ端子６５を設け、このＦＣＩ端子６５にプログラム上で固定した入力を入力することにより、分周比の切り替えを行うことができ、周波数制御の操作が簡便になる。
【００２３】
通常、半導体集積回路装置６４は、周波数が高いほど、内部が高速で動作するため、電流が大きくなり、消費電力（発熱量）も大きくなる。ここで、Ｉを電流、ｆを周波数、Ｃを容量、Ｖを電圧とすると、電流Ｉは、
Ｉ＝ｆＣＶ
となり、消費電力Ｐは、
Ｐ＝ＩＶ
となる。
【００２４】
図１６は、半導体集積回路装置内の動作周波数と、ＦＣＩ端子に入力するコードの対応表の一例であり、ここでは、発振回路の基本周波数を１２８ＭＨｚとし、ＦＣＩ端子を４本に設定して、９つのランクに分けた例を示している。なお、必要に応じて、２４＝１６のランクに分けることも可能である。
【００２５】
しかし、この制御方法の場合には、周波数をプログラム上で固定するため、一旦、周波数設定が決まってしまうと、試験装置のほうで冷却を行い、接合温度Ｔｊの制御を行う必要がある。
【００２６】
したがって、本発明は、所定の回路動作を行った状態のまま半導体集積回路装置側の操作で所望の温度に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
開示する一観点からは、スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御することを特徴とする半導体集積回路装置の試験方法が提供される。
【００２８】
また、開示する別の観点からは、サーミスタと、前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
開示の半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置によれば、所定の回路動作を行った状態のまま半導体集積回路装置側の操作で所望の温度に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験工程のフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の半導体集積回路チップの説明図である。
【図４】周波数設定を試験装置により設定する場合の構成説明図である。
【図５】周波数設定をチップ内で行う場合の構成説明図である。
【図６】本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験工程の概略的構成図である。
【図７】本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図９】本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図１０】本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図１１】本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法に用いるＢＩボードの説明図である。
【図１２】従来の半導体集積回路装置のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図である。
【図１３】従来の試験装置の概略的構成図である。
【図１４】ＢＩボードと温度制御ユニットの当接状態の説明図である。
【図１５】ＦＣＩ端子による周波数制御方法の説明図である。
【図１６】半導体集積回路装置内の動作周波数と、ＦＣＩ端子に入力するコードの対応表の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験方法を説明する。図１は、本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験工程のフロー図である。まず、
ａ．バーンイン試験（所定の回路動作試験）を開始する。
ｂ．スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかを書き込んだチップコードを読み込む。
ｃ．読み込んだチップコードから半導体集積回路装置全体或いは動作させる回路毎に予め設定した分周率を選択して、選択した分周率に応じた信号をＦＣＩ端子に入力して周波数設定を行う。
ｄ．温度センサ或いはサーミスタを用いてジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｅ．測定した温度或いは換算した温度が、予め設定した温度範囲にあるか否かを判定する。
ｆ．予め設定した温度範囲であれば、予め設定した時間だけバーンイン試験を継続して、予め設定した時間が経過した場合には、再びジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｇ．予め設定した温度範囲外の場合には、ＦＣＩ端子に設定変更信号を入力して高温側にずれている場合には周波数を低減し、低温側にずれている場合には、周波数を増大するように、周波数を変更する。変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲であるか否かを判定する。
ｈ．変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲内の場合には、周波数の変更を実行し、再び、ジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｉ．変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲外の場合には、電源及び信号を遮断する。
ｊ．最後に、バーンイン試験が完了して良品と判定した製品を出荷する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図であり、例えば、ＳＣＡN試験で発熱量が増加し所望の温度上限を超えようとした場合に、周波数を低周波数側に変更して温度上限を超えないようにする。次いで、ＳＣＡＮ試験中で回路動作率が低くて消費電力が小さくなり発熱量が低下した場合には、周波数を高周波数側に変更して温度下限を下回らないようにして試験を継続する。
【００３３】
本発明では、予めバーンイン前の試験において、回路毎の動作電流を測定した電流値もしくは、電流レンジをチップコード内に書き込んだ情報により、半導体集積回路装置の周波数を可変することで発熱量を制御し所望の温度に制御することが可能になる。
【実施例１】
【００３４】
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施例１の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図３は、本発明の実施例１の半導体集積回路チップの説明図であり、図３（ａ）はチップ構成の説明図であり、図３（ｂ）は電流ランク例の説明図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、ウェーハ段階で半導体集積回路チップ１２を形成した半導体ウェーハ１１に対して１次試験或いは初期ＦＴ試験を行って電源電流を測定し、電源電流値或いはそれに基づく電流ランクをチップＩＤ１３にコード化して書き込む。この場合の書き込みは、半導体集積回路チップ１２の内部に設けたＩＤヒューズや不揮発性メモリを用いて書き込む。なお、電源電流としては、ダイナミック電流が望ましいが、スタティック電流でも良い。
【００３６】
図３（ｂ）は、電流ランクの一例を示す図であり、ここでは、１００μＡ〜２０Ａ以上の範囲を、上記の図１４に示した周波数ランクに合わせて９ランクとして示している。
【００３７】
図４は、周波数設定を試験装置により設定する場合の構成説明図であり、ＢＩボード３０の試験基板３１に設けたＩＣソケット３２にパッケージ化された半導体集積回路チップ１２を接続してバーンイン試験を行う。この時、半導体集積回路チップ１２に設けたＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介してチップＩＤ１３に書き込んだ電流ランク或いは電源電流値に対応するランクコードを入力して、周波数切換回路１５により周波数設定を行う。なお、図における符号１６，１７はそれぞれ電源である。
【００３８】
試験中に温度が設定温度範囲を超えそうになった場合には、再び、ＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介して新たなランクコードを入力して周波数を変更する。なお、この場合のジャンクション温度Ｔｊの測定は、半導体集積回路チップ１２の表面に密着させた温度センサ（図示は省略）を用いて行う。
【００３９】
図５は、周波数設定をチップ内で行う場合の構成説明図であり、チップＩＤ１３に書き込んだランクコードを周波数切換回路１５に直接入力して周波数を自動設定する。なお、試験中に温度が設定温度範囲を超えそうになった場合には、図４の場合と同様に、ＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介して新たなランクコードを入力して周波数を変更する。
【００４０】
このように、本発明の実施例１においては、バーンイン試験の前に予め測定した電源電流値もしくはランクにより、適切な周波数設定を選択しているので、回路試験を行った状態で、半導体集積回路装置を所望の温度範囲となるように制御することが可能になる。
【実施例２】
【００４１】
次に、図６を参照して、本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図６は、本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験工程の概略的構成図であり、図６（ａ）はＢＩボードの概念的平面図であり、図６（ｂ）はＢＩボードに当接させる温度制御ユニットの下側から見た概念的平面図である。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、半導体集積回路チップ１２は、図６（ｂ）に示した温度制御ユニット４０の冷却水の巡回経路の上流側から順に発熱量の小さな半導体集積回路チップ１２を配置したものである。なお、図における符号４１，４２，４３はそれぞれボード，温度制御ブロック及び冷却パイプである。
【００４３】
このように、本発明の実施例２においては周波数制御による温度制御の他に、冷却系の冷却水の循環経路を考慮して半導体集積回路チップ１２の配置を決定しているので、より効果的な温度制御が可能になる。
【実施例３】
【００４４】
次に、図７を参照して、本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図７は、本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法の説明図であり、図７（ａ）は概観図であり、図７（ｂ）は詳細図である。図７（ａ）に示すように、ここでは、発熱量が異なる２種類の半導体集積回路チップ１２１，１２２のバーンイン試験を行う。
【００４５】
この時、図７（ｂ）に示すように、２種類の半導体中関回路チップ１２１，１２２に対しては個別に周波数制御を行う。即ち、発熱量の大きな半導体集積回路チップ１２１においては、ランクコードを（０１１１）として試験を行い、ジャンクション温度Ｔｊが設定温度範囲内であるのでそのまま試験２を行う。
【００４６】
一方、発熱量の小さい半導体集積回路チップ１２２においては、ランクコードを（０１１１）として試験を行い、ジャンクション温度Ｔｊが設定温度範囲外になってので、ランクコードを（０１０１）に変更して、周波数を１ＭＨzから４ＭＨｚに変更して試験２を行う。
【００４７】
このように、本発明の実施例３においては、半導体集積回路チップの試験内容による発熱量の差、半導体集積回路装置のバラツキによる発熱量の差を小さくするため、ＦＣＩ信号の設定変更により、内部の発振回路の周波数を制御しているので、よりきめの細かい温度制御が可能になる。
【実施例４】
【００４８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図８は、本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図４に示した半導体集積回路チップ１２にサーミスタ１８を設け、サーミスタ１８に定電流源１９を接続する。
【００４９】
サーミスタ１８の抵抗変化をＢＩボード側で温度変化に変換して、変換した温度に対するランクコードをＦＣＩ端子１４から周波数設定回路１５に入力して周波数を変更し、それによって、温度を適正範囲に制御する。
【００５０】
この本発明の実施例４においては、温度により抵抗値が変化するサーミスタ１８を半導体集積回路チップ１２内に設けているので、より正確なチップ温度の測定が可能になる。
【実施例５】
【００５１】
次に、図９を参照して、本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図９は、本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図４に示した半導体集積回路チップ１２にサーミスタ１８と、Ｔｊ温度換算回路２０を設けたものである。
【００５２】
ここでは、サーミスタ１８に定電流源１９を接続するとともに、サーミスタ１８の出力をＴｊ温度換算回路２０に入力し、その換算温度に応じたランクコードを周波数切換回路１５に直接入力して周波数設定を行う。
【００５３】
この本発明の実施例５においては、サーミスタの抵抗変化の値を温度に換算するＴｊ温度換算回路２０を設けているので、周波数設定を半導体集積回路チップ１２内において自動的に行うことが可能になり、ＢＩボード側の負担を軽減することができる。
【実施例６】
【００５４】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図１０は、本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図９に示した半導体集積回路チップ１２に状態設定信号端子２１、モニター状態設定信号端子２２及び切換スイッチ２３を設けたものである。
【００５５】
ここでは、半導体集積回路チップ１２の表面の温度で温度制御を行うか、サーミスタの抵抗の変化によって温度制御を行うかをＢＩボードからの外部信号、即ち、状態設定信号によって、任意の切り替えを可能とするものである。
【００５６】
状態設定信号端子２１からの状態設定信号を切換スイッチ２３で判定して、状態設定信号が１であればサーミスタ１８の制御を有効にし、状態設定信号が０であれば表面の温度制御が有効となるように切り替える。この場合、ＢＩボード側にはサーミスタ制御になった場合は、外部からのＦＣＩ入力を止める必要があるため、それをＢＩボードが認識するためにモニター状態設定信号をモニター状態設定信号端子２２から出力する。これは試験中にも変更できる構成であり、状態設定信号の切り替えで、温度制御の検出方法を容易に変更できる。
【００５７】
このように、本発明の実施例６においては、状態設定信号端子２１を設けているので、ＤＵＴとなる半導体集積回路チップの特性或いは試験を行う特定の回路特性に応じて温度モニター手段を適宜切り替えることが可能になり、汎用性が高まる。なお、状態設定信号が０の場合は、ＢＩボードからの周波数設定の変更の他に、電圧の可変により電圧依存（電圧上昇で、発熱量も上昇する）を用いて発熱量を制御するようにしても良い。
【００５８】
なお、半導体集積回路チップの素子設計上の汎用性を高めるためにサーミスタを設けない半導体集積回路チップの場合にも、状態設定信号端子２１及びモニター状態設定信号端子２２を設けても良い。その場合には、状態設定信号は常に０で制御する。
【実施例７】
【００５９】
次に、図１１を参照して、本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図１１は、本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法に用いるＢＩボードの説明図であり、ＩＣソケット３２の周囲にリレー３４とリレー３４に接続するＬＥＤ３５を設けたものである。
【００６０】
バーンイン試験中に、周波数変更しようとする周波数が、予め設定した最大周波数を上回る場合或いは予め設定した最小周波数を下回る場合には、電源や信号を遮断し、その状態をリレー３４を介してＬＥＤ３５で表示する。
【００６１】
本発明の実施例７においては、電源及び信号遮断の状態を示すＬＥＤを設けているので、各半導体集積回路チップの試験状況を目視により迅速に把握することが可能になる。
【００６２】
ここで、実施例１乃至実施例７を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御することを特徴とする半導体集積回路装置の試験方法。
（付記２）前記スクリーニング試験時に、前記半導体集積回路装置の発熱量を監視し、所望の発熱量になるように前記半導体集積回路装置に設けた専用の端子および専用の外部信号により所定の回路動作を行った状態のまま周波数設定し、前記発熱量を所定範囲とすることで前記半導体集積回路装置を所望の温度に制御することを特徴とする付記１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記３）前記半導体集積回路装置の発熱量制御を回路動作周波数の変更により行うことで、前記所定範囲内における発熱量まで上昇及び下降の制御を行うことを特徴とする付記１または付記２に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記４）前記周波数設定を、１／２分周倍にて複数種類の専用設定条件を有し、前記周波数設定にて発熱量の制御を行うことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記５）前記半導体集積回路装置に外部の定電流源から電流を与えて、前記半導体集積回路装置に設けたサーミスタの抵抗変化より温度変化を監視し、前記発熱量の制御を行うことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記６）前記半導体集積回路装置に外部の定電流源から電流を与えて、前記半導体集積回路装置に設けたサーミスタの抵抗変化を温度に換算し、換算した温度に基づいて前記周波数設定変更を自動的に行うこと特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記７）前記周波数設定における最低周波数においても所望の温度範囲を超過する場合には、電源及び信号を遮断するとともに、前記周波数設定における最大周波数においても所望の温度範囲を満たせない場合には、電源及び信号を遮断することを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記８）前記スクリーニング試験前の工程にて測定された回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置をスクリーニング試験ボードに実装する位置を決定することを特徴とする付記１乃至付記７のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記９）サーミスタと、前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
（付記１０）半導体集積回路装置の表面の発熱量を測定する温度測定手段と、サーミスタと、サーミスタの抵抗変化により温度変化を監視する手段と、前記温度測定手段と前記サーミスタのいずれかを選択する選択手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【符号の説明】
【００６３】
１１ 半導体ウェーハ
１２，１２１，１２２ 半導体集積回路チップ
１３ チップＩＤ
１４ ＦＣＩ端子
１５ 周波数切換回路
１６，１７ 電源
１８ サーミスタ
１９ 定電流源
２０ Ｔｊ温度換算回路
２１ 状態設定信号端子
２２ モニター状態設定信号端子
２３ 切換スイッチ
３０ ，６０ ＢＩボード
３１，６１ 試験基板
３２，６２ ＩＣソケット
３３，６３ 金端子群
３４ リレー
３５ ＬＥＤ
４０，７０ 温度制御ユニット
４１，７１ ボード
４２，７２ 温度制御ブロック
４３，７３ 冷却パイプ
６４ 半導体集積回路装置
６５ ＦＣＩ端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置に関するもので、例えば、均一な温度制御を行ってスクリーニングを行う半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置は、ある確率で初期不良が発生する可能性を持っているため、これを製品出荷後に発生させないように、予め初期不良を取り除くためのスクリーニングが必要となる。現状では、スクリーニング方法としての代表的なものとして、電圧加速と温度加速の組み合わせによる試験であるバーンイン試験がある。
【０００３】
半導体集積回路装置の使用時間と不良発生率との関係は、風呂桶（バスタブ）の形となり、バスタブ曲線と言われている。このバスタブ曲線から判るように、一般的に、半導体集積回路装置は、比較的短い使用時間において初期不良発生が発生する領域を持ち、その後偶発故障領域となり最も品質の安定する時間帯となる。
【０００４】
また、ある時間を経過すると寿命となり磨耗故障領域となることが知られている。したがって、出荷前の段階において、初期不良を予めスクリーニングすることにより安定した品質を確保することが重要となる。
【０００５】
そこで、上述のように、スクリーニング手段の一つとして、バーンイン試験が有効となる。バーンイン試験は、電圧加速と温度加速を組み合わせて初期不良を取り除く試験となるが、回路全体の初期不良を取り除くためには、回路全体を万遍無く動作させる必要がある。
【０００６】
近年の半導体装置の微細化及び高速化が進展し、試験時回路動作率が高い場合には、消費電力が大きくなるとともに、発熱量が増加し所望の温度上限を超過する場合があり、半導体集積回路装置、ソケットやボードを破壊或いは焼損に至らせる危険性がある。また、試験中の回路動作率が低い場合には消費電力が小さくなり発熱量が低下することで、設定した所望の温度下限を満たせ無い場合がある。
【０００７】
図１２は、従来の半導体集積回路装置のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図であり、例えば、ＳＣＡN試験で発熱量が増加し所望の温度上限を超過すると半導体集積回路装置を破壊するので、試験を中止し、次のＳＲＡM試験を行うことができない。一方、ＳＣＡＮ試験中で回路動作率が低くて消費電力が小さくなり発熱量が低下した場合にも次のＳＲＡM試験を中止することになる。
【０００８】
このように、従来の半導体集積回路装置のスクリーニングにおいては、所定の回路動作内容によっては半導体集積回路装置に発熱量の差が発生し、半導体集積回路装置のチップ温度、即ち、ジャンクション温度Ｔｊを所望の温度に制御できない状態であった。
【０００９】
さらに、半導体集積回路装置の消費電力、したがって、発熱量は、トランジスタの動作電流に比例して増減し、動作周波数や製造ばらつきにも左右されて半導体集積回路装置毎に異なるため、バーンイン試験時の温度制御が困難な状況となっている。これまでの半導体集積回路装置の温度制御は、主に恒温槽内温度加熱、ヒーター過熱、ファン冷却、ガス冷却、ペルチェ冷却などが一般的に使用されている。
【００１０】
図１３は、従来の試験装置の概略的構成図であり、図１３（ａ）はＢＩ（Ｂｕｒｎ−Ｉｎ）ボードの概念的平面図であり、図１３（ｂ）はＢＩボードに当接させる温度制御ユニットの概念的平面図である。図１３（ａ）に示すように、ＢＩボード６０は、試験基板６１にＩＣソケット６２がマトリクス状に取り付けられており、一つの辺側には半導体集積回路装置６４に電力や信号を供給する金端子群６３が設けられている。なお、この場合の半導体集積回路装置６４はパッケージ化されたものである。
【００１１】
図１３（ｂ）に示すように、温度制御ユニット７０は、ボード７１に温度制御ブロック７２がＩＣソケット６２に対応する位置にマトリクス状に設けられており、それらの間を冷却パイプ７３で蛇行状に直列接続し、この冷却パイプ７３に冷却水を流して冷却する。
【００１２】
図１４は、ＢＩボードと温度制御ユニットの当接状態の説明図であり、１４（ａ）はアイドル時の当接状態の説明図であり、図１４（ｂ）は試験時の当接状態の説明図である。図１４（ａ）に示すように、アイドル状態では、ＩＣソケット６２と温度制御ブロック７２は離れており、図１４（ｂ）に示すように、試験時に初めて密着する。
【００１３】
この場合、冷却水の初段から最終段に向かい冷却水の温度が上昇し初段に近い半導体集積回路装置６４の発熱量が大きい場合、その後の半導体集積回路装置６４の温度上昇に繋がり実際の発熱量よりも大きくなる場合があり、均一な温度制御が困難になる。
【００１４】
また、試験測定時等における半導体集積回路装置の温度制御に関しては、各種の提案がなされている。例えば、ジャンクション温度が所定の温度に到達するまでは基準周波数を高くして、所定の温度に達したときは元の基準周波数に戻すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
また、被測定デバイス（ＤＵＴ）をエージングして初期不良を排出させるテストバーンインをする際に、被測定デバイス毎に表面温度を測定し、冷却／加熱を行って個別に温度制御することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１６】
また、自己発熱量が異なる多数の電子部品の温度を個別に同時に所定温度に確実に調整することが可能なバーンイン装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、エージング試験中に、温度センサで半導体素子の温度を測定し、半導体素子への通電量を制御することも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１７】
また、温度特性を有する素子の電気特性を測定し、その電気特性からチップ温度を推定して温度制御することも提案されている（例えば、特許文献５参照）。また、半導体集積回路装置の表面温度を非接触にて測定を行い制御パターンにて発熱の制御を行うことも提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【００１８】
また、被測定ＩＣのジャンクション温度と入力パルス周波数との関係を繰り返し測定し、測定結果に基づいて、被測定ＩＣの周波数制御を行い所定の温度に制御することも提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−２０６２０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６１７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５６６５号公報
【特許文献４】特開昭６０−１１９４８１号公報
【特許文献５】特開昭６１−０９６４７９号公報
【特許文献６】特開２００１−０９１５７０号公報
【特許文献７】特開平０７−１９８７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、上述の特許文献７で提案されている方法の場合には、バーイン試験のたびに、被測定ＩＣのジャンクション温度と入力パルス周波数との関係を繰り返し測定によって取得する必要があるため、周波数制御や温度制御が複雑になるという問題がある。
【００２１】
そこで、半導体集積回路装置に複数の周波数制御端子（例えば、ＦＣＩ）を設け、このＦＣＩへの入力設定を変更することで、所定の回路動作を行ったまま内部の発振回路の周波数設定を変えることが考えられる。
【００２２】
図１５は、ＦＣＩ端子による周波数制御方法の説明図である。ここでは、４本のＦＣＩ端子で説明するが、ＦＣＩ端子の本数は任意である。半導体集積回路装置６４にＦＣＩ端子６５を設け、このＦＣＩ端子６５にプログラム上で固定した入力を入力することにより、分周比の切り替えを行うことができ、周波数制御の操作が簡便になる。
【００２３】
通常、半導体集積回路装置６４は、周波数が高いほど、内部が高速で動作するため、電流が大きくなり、消費電力（発熱量）も大きくなる。ここで、Ｉを電流、ｆを周波数、Ｃを容量、Ｖを電圧とすると、電流Ｉは、
Ｉ＝ｆＣＶ
となり、消費電力Ｐは、
Ｐ＝ＩＶ
となる。
【００２４】
図１６は、半導体集積回路装置内の動作周波数と、ＦＣＩ端子に入力するコードの対応表の一例であり、ここでは、発振回路の基本周波数を１２８ＭＨｚとし、ＦＣＩ端子を４本に設定して、９つのランクに分けた例を示している。なお、必要に応じて、２４＝１６のランクに分けることも可能である。
【００２５】
しかし、この制御方法の場合には、周波数をプログラム上で固定するため、一旦、周波数設定が決まってしまうと、試験装置のほうで冷却を行い、接合温度Ｔｊの制御を行う必要がある。
【００２６】
したがって、本発明は、所定の回路動作を行った状態のまま半導体集積回路装置側の操作で所望の温度に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
開示する一観点からは、スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御することを特徴とする半導体集積回路装置の試験方法が提供される。
【００２８】
また、開示する別の観点からは、サーミスタと、前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
開示の半導体集積回路装置の試験方法及び半導体集積回路装置によれば、所定の回路動作を行った状態のまま半導体集積回路装置側の操作で所望の温度に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験工程のフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の半導体集積回路チップの説明図である。
【図４】周波数設定を試験装置により設定する場合の構成説明図である。
【図５】周波数設定をチップ内で行う場合の構成説明図である。
【図６】本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験工程の概略的構成図である。
【図７】本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図９】本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図１０】本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図である。
【図１１】本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法に用いるＢＩボードの説明図である。
【図１２】従来の半導体集積回路装置のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図である。
【図１３】従来の試験装置の概略的構成図である。
【図１４】ＢＩボードと温度制御ユニットの当接状態の説明図である。
【図１５】ＦＣＩ端子による周波数制御方法の説明図である。
【図１６】半導体集積回路装置内の動作周波数と、ＦＣＩ端子に入力するコードの対応表の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験方法を説明する。図１は、本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の試験工程のフロー図である。まず、
ａ．バーンイン試験（所定の回路動作試験）を開始する。
ｂ．スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかを書き込んだチップコードを読み込む。
ｃ．読み込んだチップコードから半導体集積回路装置全体或いは動作させる回路毎に予め設定した分周率を選択して、選択した分周率に応じた信号をＦＣＩ端子に入力して周波数設定を行う。
ｄ．温度センサ或いはサーミスタを用いてジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｅ．測定した温度或いは換算した温度が、予め設定した温度範囲にあるか否かを判定する。
ｆ．予め設定した温度範囲であれば、予め設定した時間だけバーンイン試験を継続して、予め設定した時間が経過した場合には、再びジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｇ．予め設定した温度範囲外の場合には、ＦＣＩ端子に設定変更信号を入力して高温側にずれている場合には周波数を低減し、低温側にずれている場合には、周波数を増大するように、周波数を変更する。変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲であるか否かを判定する。
ｈ．変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲内の場合には、周波数の変更を実行し、再び、ジャンクション温度Ｔｊを監視する。
ｉ．変更した周波数が予め定めた最小周波数以上で且つ予め定めた最大周波数以下の範囲外の場合には、電源及び信号を遮断する。
ｊ．最後に、バーンイン試験が完了して良品と判定した製品を出荷する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態のバーンイン試験によるスクリーニング工程の説明図であり、例えば、ＳＣＡN試験で発熱量が増加し所望の温度上限を超えようとした場合に、周波数を低周波数側に変更して温度上限を超えないようにする。次いで、ＳＣＡＮ試験中で回路動作率が低くて消費電力が小さくなり発熱量が低下した場合には、周波数を高周波数側に変更して温度下限を下回らないようにして試験を継続する。
【００３３】
本発明では、予めバーンイン前の試験において、回路毎の動作電流を測定した電流値もしくは、電流レンジをチップコード内に書き込んだ情報により、半導体集積回路装置の周波数を可変することで発熱量を制御し所望の温度に制御することが可能になる。
【実施例１】
【００３４】
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施例１の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図３は、本発明の実施例１の半導体集積回路チップの説明図であり、図３（ａ）はチップ構成の説明図であり、図３（ｂ）は電流ランク例の説明図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、ウェーハ段階で半導体集積回路チップ１２を形成した半導体ウェーハ１１に対して１次試験或いは初期ＦＴ試験を行って電源電流を測定し、電源電流値或いはそれに基づく電流ランクをチップＩＤ１３にコード化して書き込む。この場合の書き込みは、半導体集積回路チップ１２の内部に設けたＩＤヒューズや不揮発性メモリを用いて書き込む。なお、電源電流としては、ダイナミック電流が望ましいが、スタティック電流でも良い。
【００３６】
図３（ｂ）は、電流ランクの一例を示す図であり、ここでは、１００μＡ〜２０Ａ以上の範囲を、上記の図１４に示した周波数ランクに合わせて９ランクとして示している。
【００３７】
図４は、周波数設定を試験装置により設定する場合の構成説明図であり、ＢＩボード３０の試験基板３１に設けたＩＣソケット３２にパッケージ化された半導体集積回路チップ１２を接続してバーンイン試験を行う。この時、半導体集積回路チップ１２に設けたＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介してチップＩＤ１３に書き込んだ電流ランク或いは電源電流値に対応するランクコードを入力して、周波数切換回路１５により周波数設定を行う。なお、図における符号１６，１７はそれぞれ電源である。
【００３８】
試験中に温度が設定温度範囲を超えそうになった場合には、再び、ＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介して新たなランクコードを入力して周波数を変更する。なお、この場合のジャンクション温度Ｔｊの測定は、半導体集積回路チップ１２の表面に密着させた温度センサ（図示は省略）を用いて行う。
【００３９】
図５は、周波数設定をチップ内で行う場合の構成説明図であり、チップＩＤ１３に書き込んだランクコードを周波数切換回路１５に直接入力して周波数を自動設定する。なお、試験中に温度が設定温度範囲を超えそうになった場合には、図４の場合と同様に、ＦＣＩ端子１４に金端子群３３を介して新たなランクコードを入力して周波数を変更する。
【００４０】
このように、本発明の実施例１においては、バーンイン試験の前に予め測定した電源電流値もしくはランクにより、適切な周波数設定を選択しているので、回路試験を行った状態で、半導体集積回路装置を所望の温度範囲となるように制御することが可能になる。
【実施例２】
【００４１】
次に、図６を参照して、本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図６は、本発明の実施例２の半導体集積回路チップの試験工程の概略的構成図であり、図６（ａ）はＢＩボードの概念的平面図であり、図６（ｂ）はＢＩボードに当接させる温度制御ユニットの下側から見た概念的平面図である。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、半導体集積回路チップ１２は、図６（ｂ）に示した温度制御ユニット４０の冷却水の巡回経路の上流側から順に発熱量の小さな半導体集積回路チップ１２を配置したものである。なお、図における符号４１，４２，４３はそれぞれボード，温度制御ブロック及び冷却パイプである。
【００４３】
このように、本発明の実施例２においては周波数制御による温度制御の他に、冷却系の冷却水の循環経路を考慮して半導体集積回路チップ１２の配置を決定しているので、より効果的な温度制御が可能になる。
【実施例３】
【００４４】
次に、図７を参照して、本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図７は、本発明の実施例３の半導体集積回路チップの試験方法の説明図であり、図７（ａ）は概観図であり、図７（ｂ）は詳細図である。図７（ａ）に示すように、ここでは、発熱量が異なる２種類の半導体集積回路チップ１２１，１２２のバーンイン試験を行う。
【００４５】
この時、図７（ｂ）に示すように、２種類の半導体中関回路チップ１２１，１２２に対しては個別に周波数制御を行う。即ち、発熱量の大きな半導体集積回路チップ１２１においては、ランクコードを（０１１１）として試験を行い、ジャンクション温度Ｔｊが設定温度範囲内であるのでそのまま試験２を行う。
【００４６】
一方、発熱量の小さい半導体集積回路チップ１２２においては、ランクコードを（０１１１）として試験を行い、ジャンクション温度Ｔｊが設定温度範囲外になってので、ランクコードを（０１０１）に変更して、周波数を１ＭＨzから４ＭＨｚに変更して試験２を行う。
【００４７】
このように、本発明の実施例３においては、半導体集積回路チップの試験内容による発熱量の差、半導体集積回路装置のバラツキによる発熱量の差を小さくするため、ＦＣＩ信号の設定変更により、内部の発振回路の周波数を制御しているので、よりきめの細かい温度制御が可能になる。
【実施例４】
【００４８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図８は、本発明の実施例４の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図４に示した半導体集積回路チップ１２にサーミスタ１８を設け、サーミスタ１８に定電流源１９を接続する。
【００４９】
サーミスタ１８の抵抗変化をＢＩボード側で温度変化に変換して、変換した温度に対するランクコードをＦＣＩ端子１４から周波数設定回路１５に入力して周波数を変更し、それによって、温度を適正範囲に制御する。
【００５０】
この本発明の実施例４においては、温度により抵抗値が変化するサーミスタ１８を半導体集積回路チップ１２内に設けているので、より正確なチップ温度の測定が可能になる。
【実施例５】
【００５１】
次に、図９を参照して、本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図９は、本発明の実施例５の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図４に示した半導体集積回路チップ１２にサーミスタ１８と、Ｔｊ温度換算回路２０を設けたものである。
【００５２】
ここでは、サーミスタ１８に定電流源１９を接続するとともに、サーミスタ１８の出力をＴｊ温度換算回路２０に入力し、その換算温度に応じたランクコードを周波数切換回路１５に直接入力して周波数設定を行う。
【００５３】
この本発明の実施例５においては、サーミスタの抵抗変化の値を温度に換算するＴｊ温度換算回路２０を設けているので、周波数設定を半導体集積回路チップ１２内において自動的に行うことが可能になり、ＢＩボード側の負担を軽減することができる。
【実施例６】
【００５４】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図１０は、本発明の実施例６の半導体集積回路チップの試験方法に用いるチップ構成図であり、上記の図９に示した半導体集積回路チップ１２に状態設定信号端子２１、モニター状態設定信号端子２２及び切換スイッチ２３を設けたものである。
【００５５】
ここでは、半導体集積回路チップ１２の表面の温度で温度制御を行うか、サーミスタの抵抗の変化によって温度制御を行うかをＢＩボードからの外部信号、即ち、状態設定信号によって、任意の切り替えを可能とするものである。
【００５６】
状態設定信号端子２１からの状態設定信号を切換スイッチ２３で判定して、状態設定信号が１であればサーミスタ１８の制御を有効にし、状態設定信号が０であれば表面の温度制御が有効となるように切り替える。この場合、ＢＩボード側にはサーミスタ制御になった場合は、外部からのＦＣＩ入力を止める必要があるため、それをＢＩボードが認識するためにモニター状態設定信号をモニター状態設定信号端子２２から出力する。これは試験中にも変更できる構成であり、状態設定信号の切り替えで、温度制御の検出方法を容易に変更できる。
【００５７】
このように、本発明の実施例６においては、状態設定信号端子２１を設けているので、ＤＵＴとなる半導体集積回路チップの特性或いは試験を行う特定の回路特性に応じて温度モニター手段を適宜切り替えることが可能になり、汎用性が高まる。なお、状態設定信号が０の場合は、ＢＩボードからの周波数設定の変更の他に、電圧の可変により電圧依存（電圧上昇で、発熱量も上昇する）を用いて発熱量を制御するようにしても良い。
【００５８】
なお、半導体集積回路チップの素子設計上の汎用性を高めるためにサーミスタを設けない半導体集積回路チップの場合にも、状態設定信号端子２１及びモニター状態設定信号端子２２を設けても良い。その場合には、状態設定信号は常に０で制御する。
【実施例７】
【００５９】
次に、図１１を参照して、本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法を説明する。図１１は、本発明の実施例７の半導体集積回路チップの試験方法に用いるＢＩボードの説明図であり、ＩＣソケット３２の周囲にリレー３４とリレー３４に接続するＬＥＤ３５を設けたものである。
【００６０】
バーンイン試験中に、周波数変更しようとする周波数が、予め設定した最大周波数を上回る場合或いは予め設定した最小周波数を下回る場合には、電源や信号を遮断し、その状態をリレー３４を介してＬＥＤ３５で表示する。
【００６１】
本発明の実施例７においては、電源及び信号遮断の状態を示すＬＥＤを設けているので、各半導体集積回路チップの試験状況を目視により迅速に把握することが可能になる。
【００６２】
ここで、実施例１乃至実施例７を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御することを特徴とする半導体集積回路装置の試験方法。
（付記２）前記スクリーニング試験時に、前記半導体集積回路装置の発熱量を監視し、所望の発熱量になるように前記半導体集積回路装置に設けた専用の端子および専用の外部信号により所定の回路動作を行った状態のまま周波数設定し、前記発熱量を所定範囲とすることで前記半導体集積回路装置を所望の温度に制御することを特徴とする付記１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記３）前記半導体集積回路装置の発熱量制御を回路動作周波数の変更により行うことで、前記所定範囲内における発熱量まで上昇及び下降の制御を行うことを特徴とする付記１または付記２に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記４）前記周波数設定を、１／２分周倍にて複数種類の専用設定条件を有し、前記周波数設定にて発熱量の制御を行うことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記５）前記半導体集積回路装置に外部の定電流源から電流を与えて、前記半導体集積回路装置に設けたサーミスタの抵抗変化より温度変化を監視し、前記発熱量の制御を行うことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記６）前記半導体集積回路装置に外部の定電流源から電流を与えて、前記半導体集積回路装置に設けたサーミスタの抵抗変化を温度に換算し、換算した温度に基づいて前記周波数設定変更を自動的に行うこと特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記７）前記周波数設定における最低周波数においても所望の温度範囲を超過する場合には、電源及び信号を遮断するとともに、前記周波数設定における最大周波数においても所望の温度範囲を満たせない場合には、電源及び信号を遮断することを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記８）前記スクリーニング試験前の工程にて測定された回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置をスクリーニング試験ボードに実装する位置を決定することを特徴とする付記１乃至付記７のいずれか１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
（付記９）サーミスタと、前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
（付記１０）半導体集積回路装置の表面の発熱量を測定する温度測定手段と、サーミスタと、サーミスタの抵抗変化により温度変化を監視する手段と、前記温度測定手段と前記サーミスタのいずれかを選択する選択手段とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【符号の説明】
【００６３】
１１ 半導体ウェーハ
１２，１２１，１２２ 半導体集積回路チップ
１３ チップＩＤ
１４ ＦＣＩ端子
１５ 周波数切換回路
１６，１７ 電源
１８ サーミスタ
１９ 定電流源
２０ Ｔｊ温度換算回路
２１ 状態設定信号端子
２２ モニター状態設定信号端子
２３ 切換スイッチ
３０ ，６０ ＢＩボード
３１，６１ 試験基板
３２，６２ ＩＣソケット
３３，６３ 金端子群
３４ リレー
３５ ＬＥＤ
４０，７０ 温度制御ユニット
４１，７１ ボード
４２，７２ 温度制御ブロック
４３，７３ 冷却パイプ
６４ 半導体集積回路装置
６５ ＦＣＩ端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御す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】
前記スクリーニング試験時に、前記半導体集積回路装置の発熱量を監視し、所望の発熱量になるように前記半導体集積回路装置に設けた専用の端子および専用の外部信号により所定の回路動作を行った状態のまま周波数設定し、前記発熱量を所定範囲とすることで前記半導体集積回路装置を所望の温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項３】
前記周波数設定を、１／２分周倍にて複数種類の専用設定条件を有し、前記周波数設定にて発熱量の制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項４】
前記周波数設定における最低周波数においても所望の温度範囲を超過する場合には、電源及び信号を遮断するとともに、前記周波数設定における最大周波数においても所望の温度範囲を満たせない場合には、電源及び信号を遮断することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項５】
サーミスタと、
前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、
前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１】
スクリーニング試験前の工程にて測定された半導体集積回路装置の回路毎の電源電流値或いは電流ランクのいずれかにより、前記半導体集積回路装置全体毎または個別の回路動作毎に、適切な周波数に周波数設定し、所望の発熱量になるよう発熱量の制御を行い、スクリーニング試験時に、所定の回路動作を行った状態のまま所望の温度に制御す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】
前記スクリーニング試験時に、前記半導体集積回路装置の発熱量を監視し、所望の発熱量になるように前記半導体集積回路装置に設けた専用の端子および専用の外部信号により所定の回路動作を行った状態のまま周波数設定し、前記発熱量を所定範囲とすることで前記半導体集積回路装置を所望の温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項３】
前記周波数設定を、１／２分周倍にて複数種類の専用設定条件を有し、前記周波数設定にて発熱量の制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項４】
前記周波数設定における最低周波数においても所望の温度範囲を超過する場合には、電源及び信号を遮断するとともに、前記周波数設定における最大周波数においても所望の温度範囲を満たせない場合には、電源及び信号を遮断することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の試験方法。
【請求項５】
サーミスタと、
前記サーミスタの抵抗変化により温度換算を行う温度換算回路と、
前記温度換算結果に基づいて、前記半導体集積回路装置の回路動作を行う周波数設定を変更する周波数設定変更手段と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２９４３９（Ｐ２０１３−２９４３９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６２３３（Ｐ２０１１−１６６２３３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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