JP2002093869A - バーンイン方法及びバーンイン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリセルアレイ部のみならず、周辺回路部
やロジック回路部においてもバーンインの加速化を図る
ことが可能なバーンイン方法及び装置を得る。 【解決手段】 評価対象であるウェハに、高温ストレス
を印加する（ステップＳＰ１１）。次に、ウェハに低温
ストレス及び電気ストレスを印加する（ステップＳＰ１
２）。次に、ウェハに所定のストレスを印加したかどう
かを判定する（ステップＳＰ１３）。ステップＳＰ１３
における判定の結果が「ＹＥＳ」の場合は、ウェハの各
チップ内に故障箇所が発生したか否かを判定する（ステ
ップＳＰ１４）。ステップＳＰ１４における判定の結
果、故障が発生していると判定されたチップに関して
は、その故障箇所に関して、救済を実施するか否かを判
定する（ステップＳＰ１５）。ステップＳＰ１５におけ
る判定の結果が「ＹＥＳ」である場合は、その故障箇所
に関して救済を実施する（ステップＳＰ１６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の信
頼性試験を行うためのバーンイン方法及びバーンイン装
置に関し、特に、ウェハの状態で試験を行う、ウェハレ
ベルバーンイン方法及びバーンイン装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置のバーンイン試験は、半導体
装置が製品として実際に使用される際の条件よりも高い
電圧ストレス、あるいは高い温度ストレスを半導体装置
に印加して、ストレス印加後の半導体装置の電気的特性
を評価することにより、初期故障が発生している半導体
装置、あるいは特性が正常分布からかけ離れている半導
体装置をスクリーニングするための加速試験である。

【０００３】従来は、ウェハテストを実施した後に、ウ
ェハテストに合格した良品チップのアセンブリを行い、
パッケージ（樹脂、セラミック、プラスチック等のパッ
ケージ）に封止されたパッケージ状態で、半導体装置の
バーンイン試験が行われていた。具体的には、パッケー
ジングされた半導体装置をバーンインボード上に多数配
置し、恒温槽中でバーンインストレスを一括して印加す
る。そして、ストレス印加後の各半導体装置の電気的特
性をそれぞれ評価する。

【０００４】図１９は、従来のバーンイン方法を説明す
るためのフローチャートである。まず、評価対象である
ウェハに高温ストレス及び電気ストレスを印加する（ス
テップＳＰ１０１）。具体的には、高温炉内にウェハを
投入した状態で電気ストレスを印加するか、あるいは、
ウェハを高温チャック上に載置した状態で外部から電気
ストレスを印加する。

【０００５】次に、ウェハに所定のストレスを印加した
かどうかを判定する（ステップＳＰ１０２）。ステップ
ＳＰ１０２において、ウェハに所定のストレスが印加さ
れていないと判定された場合は、ステップＳＰ１０１に
戻り、高温ストレス及び電気ストレスの印加を再度実施
する。

【０００６】一方、ステップＳＰ１０２において、ウェ
ハに所定のストレスが印加されたと判定された場合は、
ウェハの各チップ内に故障箇所が発生したか否かを判定
（ＰＡＳＳ／ＦＡＩＬ判定）する（ステップＳＰ１０
３）。さらに、故障が発生している場合は、その故障箇
所を割り出す。

【０００７】ステップＳＰ１０３におけるＰＡＳＳ／Ｆ
ＡＩＬ判定の結果、故障が発生していると判定されたチ
ップに関しては、その故障箇所に関して、救済を実施す
るか否かを判定する（ステップＳＰ１０４）。ステップ
ＳＰ１０４における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合
は、その故障箇所に関して救済を実施する（ステップＳ
Ｐ１０５）。

【０００８】ステップＳＰ１０３において「ＰＡＳＳ」
と判定されたチップ、及びステップＳＰ１０５において
救済が実施されたチップに関しては、アセンブリ工程や
パッケージング工程を経て、製品として出荷される。一
方、ステップＳＰ１０４において「ＮＯ」と判定された
チップ（即ち、故障が発生しており、かつ救済が不可能
であるチップ）に関しては、アセンブリ工程等は行わ
ず、不良チップとして処理される。

【０００９】図２０は、バーンインの評価対象である半
導体記憶装置の構造を模式的に示す上面図である。チッ
プ１０１は、複数のメモリセルアレイ部１０２と、周辺
回路部１０３と、ロジック回路部１０４とを有してい
る。各メモリセルアレイ部１０２には、行列状に配置さ
れた複数のメモリセルと、メモリセルアレイの各行ごと
に設けられた複数のワード線と、メモリセルアレイの各
列ごとに設けられた複数のビット線とが形成されてい
る。周辺回路部１０３には、センスアンプ等の周辺回路
が、複数の配線とともに形成されている。ロジック回路
部１０４には、ランダムロジック回路が、複数の配線と
ともに形成されている。

【００１０】このような半導体記憶装置を対象としてバ
ーンインを効率的に行う手法として、全てのビット線及
び全てのワード線を一斉に選択して、全てのメモリセル
に一括して電気的ストレスを印加する手法（特開平５−
１４４９１０号公報）や、全てのビット線及び半分のワ
ード線を一斉に選択して、当該ワード線に繋がるメモリ
セル（全体の半分のメモリセル）に一括して電気的スト
レスを印加する手法（特開平４−７５６号公報）が提案
されている。このような手法では、メモリセルアレイ部
１０２においてワード線の選択率が実使用状態よりも向
上され、実使用状態のようにワード線を１本ずつ選択し
てバーンインを行う場合と比較すると、バーンインに要
する時間を短縮することができる。即ち、バーンインの
加速化を図ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周辺回
路部１０３の配線やロジック回路部１０４の配線に関し
ては、構造上、電気的に全ての配線を一括して選択でき
ない部分が存在するため、従来のバーンイン方法では、
周辺回路部１０３やロジック回路部１０４においてバー
ンインの加速化を図ることは困難であるという問題があ
った。特に、高温ストレス及び電気ストレスのみを印加
する従来のバーンイン方法では、ロジック回路部１０４
の配線全体に電気ストレスを印加するためには電気スト
レスの膨大なテストパターンが必要となるため、事実上
バーンインの加速化は不可能であるという問題があっ
た。

【００１２】本発明はかかる問題を解決するために成さ
れたものであり、メモリセルアレイ部のみならず、周辺
回路部やロジック回路部においてもバーンインの加速化
を図ることが可能なバーンイン方法及びバーンイン装置
を得ることを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載のバーンイン方法は、（ａ）評価対象に高温スト
レス及び低温ストレスの一方を印加するステップと、
（ｂ）評価対象に、高温ストレス又は低温ストレスの他
方と、電気ストレスとを印加するステップと、（ｃ）ス
テップ（ａ）及び（ｂ）よりも後に実行され、評価対象
に故障が発生しているか否かを判定するステップとを備
えるものである。

【００１４】また、この発明のうち請求項２に記載のバ
ーンイン方法は、請求項１に記載のバーンイン方法であ
って、ステップ（ａ）及び（ｂ）は繰り返し実行される
ことを特徴とするものである。

【００１５】また、この発明のうち請求項３に記載のバ
ーンイン装置は、評価対象が載置される載置面を有す
る、高温生成部及び低温生成部の一方と、高温生成部及
び低温生成部の一方の載置面に対向して配置され、高温
生成部及び低温生成部の一方に対して相対的に可動な、
高温生成部及び低温生成部の他方と、評価対象に電気ス
トレスを印加するための電気ストレス印加部と、評価対
象に故障が発生しているか否かを判定する評価部とを備
えるものである。

【００１６】また、この発明のうち請求項４に記載のバ
ーンイン装置は、請求項３に記載のバーンイン装置であ
って、高温生成部及び低温生成部の他方には、載置面に
対向する一方主面から他方主面に貫通する複数の貫通孔
が形成されていることを特徴とするものである。

【００１７】また、この発明のうち請求項５に記載のバ
ーンイン装置は、請求項３に記載のバーンイン装置であ
って、高温生成部及び低温生成部の他方は、評価対象に
対して部分的に温度ストレスを印加することを特徴とす
るものである。

【００１８】また、この発明のうち請求項６に記載のバ
ーンイン装置は、請求項３〜５のいずれか一つに記載の
バーンイン装置であって、高温生成部及び低温生成部の
一方及び他方のうちの少なくとも一つを駆動する駆動機
構と、駆動機構を制御する制御部とをさらに備えること
を特徴とするものである。

【００１９】また、この発明のうち請求項７に記載のバ
ーンイン装置は、請求項６に記載のバーンイン装置であ
って、制御部に接続され、評価対象に近接して配置され
た温度センサをさらに備えることを特徴とするものであ
る。

【００２０】また、この発明のうち請求項８に記載のバ
ーンイン装置は、請求項６又は７に記載のバーンイン装
置であって、電気ストレス印加部は、制御部に接続され
ていることを特徴とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係るバーンイン方法を説明するためのフ
ローチャートである。まず、評価対象であるウェハに、
所定の高温ストレスを印加する（ステップＳＰ１１）。
例えば、所定温度に設定された高温炉内にウェハを所定
時間投入するか、あるいは、所定温度に設定された高温
チャック上にウェハを所定時間載置する。

【００２２】次に、高温ストレスを印加した後のウェハ
に、所定の低温ストレス及び電気ストレスを印加する
（ステップＳＰ１２）。例えば、所定温度に設定された
低温炉内にウェハを投入した状態で電気ストレスを印加
するか、あるいは、所定温度に設定された低温チャック
上にウェハを載置した状態で電気ストレスを印加する。
電気ストレスの印加は、複数のプローブ針を有する周知
のプローブカードを用いて行う。

【００２３】次に、ウェハに所定のストレスを印加した
かどうかを判定する（ステップＳＰ１３）。例えば、バ
ーンイン装置に試験のステップを予め設定しておき、ス
トレスの印加回数又は印加時間が設定値に達したか否か
によって、所定ストレスの印加が終了したか否かを判定
する。ステップＳＰ１３において、ストレスの印加回数
又は印加時間が設定値に達していないと判定された場合
は、ステップＳＰ１１，ＳＰ１２に戻り、温度ストレス
及び電気ストレスの印加を再度実施する。

【００２４】一方、ステップＳＰ１３において、所定ス
トレスが印加されたと判定された場合は、ウェハの各チ
ップ内に故障箇所が発生したか否かを判定（ＰＡＳＳ／
ＦＡＩＬ判定）する（ステップＳＰ１４）。かかるＰＡ
ＳＳ／ＦＡＩＬ判定は、バーンイン装置が備える評価部
において実行される。具体的には、チップ内に作り込ま
れている回路に外部から電流を印加し、回路内を流れる
電流値を測定することで故障の発生の有無を判定する。
さらに、故障が発生している場合は、その故障箇所を割
り出す。あるいは、上記回路に外部からアドレスデータ
を入力し、その出力結果から故障発生の有無を判定す
る。さらに、故障が発生している場合は、その故障箇所
を割り出す。

【００２５】ステップＳＰ１４におけるＰＡＳＳ／ＦＡ
ＩＬ判定の結果、故障が発生していると判定されたチッ
プに関しては、その故障箇所に関して、救済を実施する
か否かを判定する（ステップＳＰ１５）。ここで、「救
済」とは、断線等によってある回路が故障している場合
に、その回路を、予め準備しておいた別の同等の回路に
置き換えることを意味する。置き換え用の回路が準備さ
れていない箇所が故障箇所である場合や、置き換え用の
回路を準備していたが、その箇所が故障したチップが多
く、置き換え用の回路を使い果たしてしまった場合等
は、その箇所は救済が不可能であり、救済を実施しない
と判定する。

【００２６】救済が可能であるか不可能であるかは、故
障箇所と置き換え用の回路の個数との関係を表すデータ
をバーンイン装置に予め教示しておき、装置がそのデー
タを参照することにより、各故障箇所に関して救済可能
／不可能を自動的に判定する。但し、故障箇所に関する
情報に基づいて、作業者が救済可否の判定を行ってもよ
い。ステップＳＰ１５における判定の結果が「ＹＥＳ」
である場合は、その故障箇所に関して救済を実施する
（ステップＳＰ１６）。

【００２７】ステップＳＰ１４において「ＰＡＳＳ」と
判定されたチップ、及びステップＳＰ１６において救済
が実施されたチップに関しては、アセンブリ工程やパッ
ケージング工程を経て、製品として出荷される。一方、
ステップＳＰ１５において「ＮＯ」と判定されたチップ
（即ち、故障が発生しており、かつ救済が不可能である
チップ）に関しては、アセンブリ工程等は行わず、不良
チップとして処理される。

【００２８】このように本実施の形態１に係るバーンイ
ン方法によれば、高温ストレス及び電気ストレスのみを
印加する従来のバーンイン方法とは異なり、高温ストレ
スを印加した後、低温ストレス及び電気ストレスを印加
することによって、バーンインを行う構成とした。この
ように高温ストレス及び低温ストレスを続けて印加する
ことによって、熱応力に起因する故障の発生を効率的に
加速化することができる。しかも、熱応力は低温ストレ
ス印加時ほど大きいため、大きな内部応力が発生する低
温状態でさらに電気ストレスを印加することで、内部応
力に起因する故障の発生をさらに加速化することがで
き、その結果、スクリーニング効率の向上を図ることが
可能となる。

【００２９】また、バーンインストレスとして使用され
る高温ストレス及び低温ストレスは、電気ストレスを均
一に印加することが困難なチップ内の領域（例えば周辺
回路部やロジック回路部）にも均一に印加される。その
ため、印加ストレスの均一性を高めることができ、一度
に広い範囲を対象として、信頼性の高いバーンインを行
うことが可能となる。

【００３０】さらに、救済が可能な故障箇所について
は、救済を実施した後にアセンブリ及びパッケージング
を行うことによって良品デバイスとして出荷できるた
め、１枚のウェハあたりの、良品デバイスとして得られ
るチップの個数を増加することができ、歩留まりの向上
に寄与する。

【００３１】実施の形態２．本実施の形態２では、上記
実施の形態１に係るバーンイン方法に関して、温度サイ
クルストレスの印加を効率良く実施し得るバーンイン装
置を提案する。

【００３２】図２，３は、本発明の実施の形態２に係る
バーンイン装置の構成の一部を模式的に示す側面図であ
る。評価対象であるウェハ１は、所定の低温を生成する
低温生成部（一例として円板状の低温チャック２Ｌ）の
ウェハ載置面上に載置されている。低温チャック２Ｌ
は、内部に導入された液体窒素、あるいは内部に配置さ
れたペルチェ素子によって、ウェハ１を所定温度に冷却
するものである。また、低温チャック２Ｌに近接して、
所定の高温を生成する高温生成部（一例として円板状の
高温体３Ｈ）が対向配置されている。高温体３Ｈは、内
部に配置されたヒータによって、所定の高温を生成する
ものである。但し、高温体３Ｈの代わりに、加熱用のラ
ンプを配置してもよい。低温チャック２Ｌ及び高温体３
Ｈは、少なくともその一方が上下又は左右方向へ駆動さ
れることにより、相対的に可動である。

【００３３】上記実施の形態１に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１１においてウェハ１に高温ストレスを印
加する際には、図２に示すように、低温チャック２Ｌと
高温体３Ｈとを互いに近付ける。これにより、高温体３
Ｈからの輻射熱によって、低温チャック２Ｌからの低温
ストレスの印加が相殺されてウェハ１に高温ストレスが
印加される。

【００３４】また、上記実施の形態１に係るバーンイン
方法のステップＳＰ１２においてウェハ１に低温ストレ
ス及び電気ストレスを印加する際には、低温チャック２
Ｌと高温体３Ｈとを互いに遠ざけることにより、低温チ
ャック２Ｌによってウェハ１に低温ストレスを印加す
る。また、これとともに、図３に示すように、プローブ
カード４の有する複数のプローブ針５をウェハ１に当接
させて、プローブカード４からウェハ１に電気ストレス
を印加する。

【００３５】上記実施の形態１に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１３における判定の結果が「ＮＯ」である
場合に、ウェハ１に高温ストレスと低温ストレスとを繰
り返し印加するためには、上記の動作を繰り返し実行す
ればよい。

【００３６】このように本実施の形態２に係るバーンイ
ン装置によれば、低温チャック２Ｌ上にウェハ１を載置
しておき、低温チャック２Ｌと高温体３Ｈとを互いに近
付けるか遠ざけるかによって、ウェハ１に高温ストレス
を印加するか低温ストレスを印加するかを制御する。従
って、ウェハ１に高温ストレスを印加した後に低温スト
レスを印加するにあたって、ウェハ１を高温チャック上
から低温チャック上に載せ代える必要がないため、ある
いは、ウェハ１を高温炉から低温炉へ搬送する必要がな
いため、バーンインの所要時間を短縮することができ
る。

【００３７】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的に示す
断面図である。本実施の形態３に係る高温体３Ｈは、図
２に示した上記実施の形態２に係る高温体３Ｈに、複数
の貫通孔７を設けたものである。貫通孔７は、高温体３
Ｈの上面から底面（ウェハ１に対向する側の主面）に貫
通して離散的に形成されている。

【００３８】上記実施の形態１に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１１においてウェハ１に高温ストレスを印
加する際には、図４に示すように、低温チャック２Ｌと
高温体３Ｈとを互いに近付けるとともに、窒素や乾燥空
気等の気体８を高温体３Ｈの上面に吹き付ける。気体８
は貫通孔７を通り抜ける際に高温体３Ｈによって加熱さ
れて高温の気体８Ｈとなり、この気体８Ｈがウェハ１に
吹き付けられる。

【００３９】このように本実施の形態３に係るバーンイ
ン装置によれば、高温体３Ｈからの輻射熱と、高温の気
体８Ｈの吹き付けとによって、ウェハ１に高温ストレス
を印加することができる。従って、気体８の流量を調整
することによって、ウェハ１に印加する高温ストレスを
制御することが可能となる。

【００４０】実施の形態４．図５は、本発明の実施の形
態４に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的に示す
側面図である。図２に示した円板状の高温体３Ｈの代わ
りに、低温チャック２Ｌに対向する側が尖った三角柱状
の高温体９Ｈが配置されている。高温体９Ｈは、高温体
３Ｈと同様に、内部に配置されたヒータによって所定の
高温を生成するものである。高温体９Ｈ及び低温チャッ
ク２Ｌは、少なくともその一方が上下又は左右方向へ駆
動されることにより、相対的に可動である。

【００４１】上記実施の形態１に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１１においてウェハ１に高温ストレスを印
加する際には、図５に示すように、低温チャック２Ｌと
高温体９Ｈとを互いに近付けた状態で、高温体９Ｈを左
右方向にスイープする。

【００４２】このように本実施の形態４に係るバーンイ
ン装置によれば、円板状の高温体３Ｈによってウェハ１
の全面を均一に高温にするのではなく、三角柱状の高温
体９Ｈによってウェハ１の一部を局所的に高温にする。
従って、高温体９Ｈからの高温ストレスの印加による高
温部と、低温チャック２Ｌからの低温ストレスの印加に
よる低温部とをウェハ面内に作ることができる。これに
より、ウェハ面内の温度勾配に起因する、応力の偏り
や、配線中のアルミニウム原子等の移動現象を利用して
故障の発生を加速することができ、スクリーニングの効
率化を図ることが可能となる。

【００４３】実施の形態５．図６は、本発明の実施の形
態５に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的に示す
ブロック図である。バーンイン装置１０は、上記実施の
形態２と同様の低温チャック２Ｌ及び高温体３Ｈを備え
ている。本実施の形態５においては、低温チャック２Ｌ
が固定配置されている。また、バーンイン装置１０は、
高温体３Ｈを上下（及び必要に応じて左右）方向に駆動
するための駆動機構１２と、駆動機構１２に接続された
コントローラ１１とを備えている。

【００４４】上記実施の形態１に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１１においてウェハ１に高温ストレスを印
加する際には、駆動機構１２は、コントローラ１１から
の制御信号Ｓ２に基づいて、高温体３Ｈを下方向に駆動
する。ここでの制御信号Ｓ２は、高温体３Ｈの移動速度
及び高温体３Ｈの停止位置を制御するための信号であ
る。これにより、図６に示すように低温チャック２Ｌと
高温体３Ｈとが互いに近付き、ウェハ１に高温ストレス
が印加される。

【００４５】また、上記実施の形態１に係るバーンイン
方法におけるステップＳＰ１２を実行する際には、駆動
機構１２は、コントローラ１１からの制御信号Ｓ２に基
づいて、高温体３Ｈを上方向に駆動する。これにより、
低温チャック２Ｌと高温体３Ｈとが互いに遠ざかり、ウ
ェハ１に低温ストレスが印加される。また、これととも
に、外部からウェハ１に電気ストレスを印加する。

【００４６】また、図６に示すように、ウェハ１に近接
して低温チャック２Ｌ上に温度センサ１３をさらに配置
するとともに、温度センサ１３、低温チャック２Ｌ、及
び高温体３Ｈをコントローラ１１に接続してもよい。コ
ントローラ１１は、温度センサ１３から温度データＤ１
を受け取り、制御信号Ｓ１，Ｓ２を低温チャック２Ｌ及
び高温体３Ｈにそれぞれ入力することにより、低温チャ
ック２Ｌ及び高温体３Ｈの温度をそれぞれ制御する。

【００４７】なお、以上の説明では上記実施の形態２に
係るバーンイン装置を基礎として本実施の形態５に係る
バーンイン装置１０を構成する例について説明したが、
上記実施の形態３，４に係るバーンイン装置を基礎とし
て、本実施の形態５に係るバーンイン装置１０を構成す
ることもできる。

【００４８】このように本実施の形態５に係るバーンイ
ン装置１０によれば、コントローラ１１及び駆動機構１
２によって、高温体３Ｈの移動速度及び停止位置を制御
する構成としたため、高温体３Ｈによってウェハ１に印
加される高温ストレスを正確に制御することが可能とな
る。

【００４９】また、温度センサ１３からの温度データＤ
１に基づいて、コントローラ１１が低温チャック２Ｌ及
び高温体３Ｈの各温度を制御する構成としたため、ウェ
ハ１に印加される低温ストレス及び高温ストレスを所望
の値に制御することが可能となる。

【００５０】実施の形態６．図７は、本発明の実施の形
態６に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的に示す
ブロック図である。バーンイン装置１４は、上記実施の
形態５に係るバーンイン装置１０を基礎として、コント
ローラ１１によって制御される電気ストレス印加部をさ
らに備えたものである。電気ストレス印加部は、複数の
プローブ針５を有するプローブカード４と、プローブカ
ード４を上下及び左右方向に駆動するための駆動機構１
５とを備えている。駆動機構１５はコントローラ１１に
接続されている。

【００５１】上記実施の形態１に係るバーンイン方法に
おけるステップＳＰ１２を実行する際には、駆動機構１
２は、コントローラ１１からの制御信号Ｓ２に基づいて
高温体３Ｈを上方向に駆動し、これにより、低温チャッ
ク２Ｌによってウェハ１に低温ストレスを印加する。ま
た、これとともに駆動機構１５は、コントローラ１１か
らの制御信号Ｓ４に基づいて、プローブ針５がウェハ１
に当接するようにプローブカード４を駆動し、これによ
り、プローブカード４によってウェハ１に電気ストレス
を印加する。ここでの制御信号Ｓ４は、プローブカード
４の停止位置を制御するとともに、電気ストレスの印加
命令及びその際のテストパターンをプローブカード４に
与える信号である。制御信号Ｓ４は、駆動機構１５を介
してプローブカード４に入力される。

【００５２】このように本実施の形態６に係るバーンイ
ン装置１４によれば、ウェハ１に電気ストレスを印加す
るための電気ストレス印加部の駆動をもコントローラ１
１によって制御する構成としたため、バーンイン装置全
体のシステムとしての制御性を高めることができる。

【００５３】実施の形態７．図８〜１０は、本発明の実
施の形態７に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示すブロック図である。但し、図面の簡略化のため、
図６に示した温度センサ１３の記載は省略している。バ
ーンイン装置１６は、上記実施の形態２と同様の低温チ
ャック２Ｌ及び高温体３Ｈを備えている。本実施の形態
７においては、高温体３Ｈが固定配置されている。ま
た、バーンイン装置１６は、低温チャック２Ｌを上下及
び左右方向に駆動するための駆動機構１７を備えてい
る。また、バーンイン装置１６は、固定配置されたプロ
ーブカード４を有する電気ストレス印加部を備えてい
る。駆動機構１７及びプローブカード４は、コントロー
ラ１１に接続されている。また、上記実施の形態５と同
様に、温度センサ１３（図示しない）、低温チャック２
Ｌ、及び高温体３Ｈは、コントローラ１１に接続されて
いる。

【００５４】図９を参照して、上記実施の形態１に係る
バーンイン方法のステップＳＰ１１においてウェハ１に
高温ストレスを印加する際には、駆動機構１７は、コン
トローラ１１からの制御信号Ｓ２に基づいて、高温体３
Ｈに近付くように低温チャック２Ｌを駆動する。ここで
の制御信号Ｓ２は、低温チャック２Ｌの移動速度及び低
温チャック２Ｌの停止位置を制御するための信号であ
る。これにより、低温チャック２Ｌと高温体３Ｈとが互
いに近付き、ウェハ１に高温ストレスが印加される。

【００５５】また、図１０を参照して、上記実施の形態
１に係るバーンイン方法におけるステップＳＰ１２にお
いてウェハ１に低温ストレス及び電気ストレスを印加す
る際には、駆動機構１７は、コントローラ１１からの制
御信号Ｓ２に基づいて、ウェハ１がプローブ針５に当接
するように低温チャック２Ｌを駆動する。これにより、
低温チャック２Ｌによってウェハ１に低温ストレスが印
加されるともに、コントローラ１１からの制御信号Ｓ４
に基づいて、プローブカード４によってウェハ１に電気
ストレスが印加される。ここでの制御信号Ｓ４は、電気
ストレスの印加命令及びその際のテストパターンをプロ
ーブカード４に与える信号である。

【００５６】なお、以上の説明では上記実施の形態２に
係るバーンイン装置を基礎として本実施の形態７に係る
バーンイン装置１６を構成する例について説明したが、
上記実施の形態３，４に係るバーンイン装置を基礎とし
て、本実施の形態７に係るバーンイン装置１６を構成す
ることもできる。

【００５７】このように本実施の形態７に係るバーンイ
ン装置１６によれば、高温体３Ｈによる高温ストレスの
印加、低温チャック２Ｌによる低温ストレスの印加、及
びプローブカード４による電気ストレスの印加を、コン
トローラ１１によって制御する構成としたため、バーン
イン装置全体のシステムとしての制御性を高めることが
できる。

【００５８】実施の形態８．図１１は、本発明の実施の
形態８に係るバーンイン方法を説明するためのフローチ
ャートである。まず、評価対象であるウェハに、所定の
低温ストレスを印加する（ステップＳＰ２１）。例え
ば、所定温度に設定された低温炉内にウェハを所定時間
投入するか、あるいは、所定温度に設定された低温チャ
ック上にウェハを所定時間載置する。

【００５９】次に、低温ストレスを印加した後のウェハ
に、所定の高温ストレス及び電気ストレスを印加する
（ステップＳＰ２２）。例えば、所定温度に設定された
高温炉内にウェハを投入した状態で電気ストレスを印加
するか、あるいは、所定温度に設定された高温チャック
上にウェハを載置した状態で電気ストレスを印加する。

【００６０】次に、ウェハに所定のストレスを印加した
かどうかを判定する（ステップＳＰ２３）。ステップＳ
Ｐ２３において「ＮＯ」と判定された場合は、ステップ
ＳＰ２１，ＳＰ２２に戻り、温度ストレス及び電気スト
レスの印加を再度実施する。一方、ステップＳＰ２３に
おいて「ＹＥＳ」と判定された場合は、ＰＡＳＳ／ＦＡ
ＩＬ判定を行う（ステップＳＰ２４）。以降は上記実施
の形態１と同様に、救済を実施するか否かの判定（ステ
ップＳＰ２５）及び救済の実施（ステップＳＰ２６）を
適宜行う。

【００６１】このように本実施の形態８に係るバーンイ
ン方法によれば、高温ストレス及び電気ストレスのみを
印加する従来のバーンイン方法とは異なり、低温ストレ
スを印加した後、高温ストレス及び電気ストレスを印加
することによって、バーンインを行う構成とした。この
ように低温ストレス及び高温ストレスを続けて印加する
ことによって、熱応力に起因する故障の発生を効率的に
加速化することができる。しかも、デバイスの故障は高
温ストレス印加時ほど加速されやすいため、高温状態で
さらに電気ストレスを印加することで、熱応力に起因す
る故障の発生をさらに加速化することができ、その結
果、スクリーニング効率の向上を図ることが可能とな
る。

【００６２】また、上記実施の形態１に係るバーンイン
方法と同様に、温度ストレスを印加することでバーンイ
ンストレスの均一性を高めることができるとともに、救
済を実施することで歩留まりの向上にも寄与する。

【００６３】実施の形態９．本実施の形態９では、上記
実施の形態８に係るバーンイン方法に関して、温度サイ
クルストレスの印加を効率良く実施し得るバーンイン装
置を提案する。

【００６４】図１２，１３は、本発明の実施の形態９に
係るバーンイン装置の構成の一部を模式的に示す側面図
である。ウェハ１は、高温生成部（一例として円板状の
高温チャック２Ｈ）のウェハ載置面上に載置されてい
る。高温チャック２Ｈは、内部に配置されたヒータによ
って、ウェハ１を所定温度に加熱するものである。ま
た、高温チャック２Ｈに近接して、低温生成部（一例と
して円板状の低温体３Ｌ）が対向配置されている。低温
体３Ｌは、内部に導入された液体窒素、あるいは内部に
配置されたペルチェ素子によって、所定の低温を生成す
るものである。高温チャック２Ｈ及び低温体３Ｌは、少
なくともその一方が上下又は左右方向へ駆動されること
により、相対的に可動である。

【００６５】上記実施の形態８に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ２１においてウェハ１に低温ストレスを印
加する際には、図１２に示すように、高温チャック２Ｈ
と低温体３Ｌとを互いに近付ける。これにより、高温チ
ャック２Ｈからの高温ストレスの印加が相殺されてウェ
ハ１に低温ストレスが印加される。

【００６６】また、上記実施の形態８に係るバーンイン
方法のステップＳＰ２２においてウェハ１に高温ストレ
ス及び電気ストレスを印加する際には、高温チャック２
Ｈと低温体３Ｌとを互いに遠ざけることにより、高温チ
ャック２Ｈによってウェハ１に高温ストレスを印加す
る。また、これとともに、図１３に示すように、プロー
ブカード４の有する複数のプローブ針５をウェハ１に当
接させて、プローブカード４からウェハ１に電気ストレ
スを印加する。

【００６７】このように本実施の形態９に係るバーンイ
ン装置によれば、高温チャック２Ｈ上にウェハ１を載置
しておき、高温チャック２Ｈと低温体３Ｌとを互いに近
付けるか遠ざけるかによって、ウェハ１に低温ストレス
を印加するか高温ストレスを印加するかを制御する。従
って、ウェハ１に低温ストレスを印加した後に高温スト
レスを印加するにあたって、ウェハ１を低温チャック上
から高温チャック上に載せ代える必要がないため、ある
いは、ウェハ１を低温炉から高温炉へ搬送する必要がな
いため、バーンインの所要時間を短縮することができ
る。

【００６８】実施の形態１０．図１４は、本発明の実施
の形態１０に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示す断面図である。本実施の形態１０に係る低温体３
Ｌは、図１２に示した上記実施の形態９に係る低温体３
Ｌに、複数の貫通孔７を離散的に設けたものである。

【００６９】上記実施の形態８に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ１１においてウェハ１に低温ストレスを印
加する際には、図１４に示すように、高温チャック２Ｈ
と低温体３Ｌとを互いに近付けるとともに、窒素や乾燥
空気等の気体８を低温体３Ｌの上面に吹き付ける。気体
８は貫通孔７を通り抜ける際に低温体３Ｌによって冷却
されて低温の気体８Ｌとなり、この気体８Ｌがウェハ１
に吹き付けられる。

【００７０】このように本実施の形態１０に係るバーン
イン装置によれば、低温体３Ｌと低温の気体８Ｌとによ
って、ウェハ１に低温ストレスを印加することができ
る。従って、気体８の流量を調整することによって、ウ
ェハ１に印加する低温ストレスを制御することが可能と
なる。

【００７１】実施の形態１１．図１５は、本発明の実施
の形態１１に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示す側面図である。図１２に示した円板状の低温体３
Ｌの代わりに、高温チャック２Ｈに対向する側が尖った
三角柱状の低温体９Ｌが配置されている。低温体９Ｌ
は、低温体３Ｌと同様に、内部に導入された液体窒素、
あるいは内部に配置されたペルチェ素子によって、所定
の低温を生成するものである。低温体９Ｌ及び高温チャ
ック２Ｈは、少なくともその一方が上下又は左右方向へ
駆動されることにより、相対的に可動である。

【００７２】上記実施の形態８に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ２１においてウェハ１に低温ストレスを印
加する際には、図１５に示すように、高温チャック２Ｈ
と低温体９Ｌとを互いに近付けた状態で、低温体９Ｌを
左右方向にスイープする。

【００７３】このように本実施の形態１１に係るバーン
イン装置によれば、円板状の低温体３Ｌによってウェハ
１の全面を均一に低温にするのではなく、三角柱状の低
温体９Ｌによってウェハ１の一部を局所的に低温にす
る。従って、低温体９Ｌからの低温ストレスの印加によ
る低温部と、高温チャック２Ｈからの高温ストレスの印
加による高温部とをウェハ面内に作ることができる。こ
れにより、ウェハ面内の温度勾配に起因する、応力の偏
りや、配線中のアルミニウム原子等の移動現象を利用し
て故障の発生を加速することができ、スクリーニングの
効率化を図ることが可能となる。

【００７４】実施の形態１２．図１６は、本発明の実施
の形態１２に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示すブロック図である。バーンイン装置２０は、上記
実施の形態９と同様の高温チャック２Ｈ及び低温体３Ｌ
を備えている。本実施の形態１２においては、高温チャ
ック２Ｈが固定配置されている。また、バーンイン装置
２０は、低温体３Ｌを上下（及び必要に応じて左右）方
向に駆動するための駆動機構１２と、駆動機構１２に接
続されたコントローラ１１とを備えている。

【００７５】上記実施の形態８に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ２１においてウェハ１に低温ストレスを印
加する際には、駆動機構１２は、コントローラ１１から
の制御信号Ｓ２に基づいて、低温体３Ｌを下方向に駆動
する。これにより、図１６に示すように高温チャック２
Ｈと低温体３Ｌとが互いに近付き、ウェハ１に低温スト
レスが印加される。

【００７６】また、上記実施の形態８に係るバーンイン
方法におけるステップＳＰ２２を実行する際には、駆動
機構１２は、コントローラ１１からの制御信号Ｓ２に基
づいて、低温体３Ｌを上方向に駆動する。これにより、
高温チャック２Ｈと低温体３Ｌとが互いに遠ざかり、ウ
ェハ１に高温ストレスが印加される。また、これととも
に、外部からウェハ１に電気ストレスを印加する。

【００７７】なお、以上の説明では上記実施の形態９に
係るバーンイン装置を基礎として本実施の形態１２に係
るバーンイン装置２０を構成する例について説明した
が、上記実施の形態１０，１１に係るバーンイン装置を
基礎として、本実施の形態１２に係るバーンイン装置２
０を構成することもできる。

【００７８】このように本実施の形態１２に係るバーン
イン装置２０によれば、コントローラ１１及び駆動機構
１２によって、低温体３Ｌの移動速度及び停止位置を制
御する構成としたため、低温体３Ｌによってウェハ１に
印加される低温ストレスを正確に制御することが可能と
なる。

【００７９】実施の形態１３．図１７は、本発明の実施
の形態１３に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示すブロック図である。バーンイン装置２１は、上記
実施の形態１２に係るバーンイン装置２０を基礎とし
て、コントローラ１１によって制御される電気ストレス
印加部をさらに備えたものである。上記実施の形態６と
同様に、電気ストレス印加部は、プローブカード４と駆
動機構１５とを備えており、駆動機構１５はコントロー
ラ１１に接続されている。

【００８０】上記実施の形態８に係るバーンイン方法に
おけるステップＳＰ２２を実行する際には、駆動機構１
２は、コントローラ１１からの制御信号Ｓ２に基づいて
低温体３Ｌを上方向に駆動し、これにより、高温チャッ
ク２Ｈによってウェハ１に高温ストレスを印加する。ま
た、これとともに駆動機構１５は、コントローラ１１か
らの制御信号Ｓ４に基づいて、プローブ針５がウェハ１
に当接するようにプローブカード４を駆動し、これによ
り、プローブカード４によってウェハ１に電気ストレス
を印加する。

【００８１】このように本実施の形態１３に係るバーン
イン装置２１によれば、ウェハ１に電気ストレスを印加
するための電気ストレス印加部の駆動をもコントローラ
１１によって制御する構成としたため、バーンイン装置
全体のシステムとしての制御性を高めることができる。

【００８２】実施の形態１４．図１８は、本発明の実施
の形態１４に係るバーンイン装置の構成の一部を模式的
に示すブロック図である。但し、図面の簡略化のため、
図１６に示した温度センサ１３の記載は省略している。
バーンイン装置２２は、上記実施の形態９と同様の高温
チャック２Ｈ及び低温体３Ｌを備えている。本実施の形
態１４においては、低温体３Ｌが固定配置されている。
また、バーンイン装置２２は、高温チャック２Ｈを上下
及び左右方向に駆動するための駆動機構１７を備えてい
る。また、バーンイン装置２２は、固定配置されたプロ
ーブカード４を有する電気ストレス印加部を備えてい
る。駆動機構１７及びプローブカード４は、コントロー
ラ１１に接続されている。

【００８３】上記実施の形態８に係るバーンイン方法の
ステップＳＰ２１においてウェハ１に低温ストレスを印
加する際には、駆動機構１７は、コントローラ１１から
の制御信号Ｓ２に基づいて、低温体３Ｌに近付くように
高温チャック２Ｈを駆動する。これにより、高温チャッ
ク２Ｈと低温体３Ｌとが互いに近付き、ウェハ１に低温
ストレスが印加される。

【００８４】また、上記実施の形態８に係るバーンイン
方法におけるステップＳＰ２２においてウェハ１に高温
ストレス及び電気ストレスを印加する際には、駆動機構
１７は、コントローラ１１からの制御信号Ｓ２に基づい
て、ウェハ１がプローブ針５に当接するように高温チャ
ック２Ｈを駆動する。これにより、高温チャック２Ｈに
よってウェハ１に高温ストレスが印加されるともに、コ
ントローラ１１からの制御信号Ｓ４に基づいて、プロー
ブカード４によってウェハ１に電気ストレスが印加され
る。

【００８５】なお、以上の説明では上記実施の形態９に
係るバーンイン装置を基礎として本実施の形態１４に係
るバーンイン装置２２を構成する例について説明した
が、上記実施の形態１０，１１に係るバーンイン装置を
基礎として、本実施の形態１４に係るバーンイン装置２
２を構成することもできる。

【００８６】このように本実施の形態１４に係るバーン
イン装置２２によれば、低温体３Ｌによる低温ストレス
の印加、高温チャック２Ｈによる高温ストレスの印加、
及びプローブカード４による電気ストレスの印加を、コ
ントローラ１１によって制御する構成としたため、バー
ンイン装置全体のシステムとしての制御性を高めること
ができる。

【００８７】

【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、高温ストレス及び低温ストレスを続けて印加する
ことによって、熱応力に起因する故障の発生を効率的に
加速することができる。

【００８８】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、高温ストレス及び低温ストレスを繰り返し印
加することにより、評価対象に対して強いバーンインス
トレスを印加することができる。

【００８９】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、高温生成部による高温ストレスと、低温生成
部による低温ストレスとを評価対象に印加することによ
って、熱応力に起因する故障の発生を効率的に加速化す
ることができる。

【００９０】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、気体を高温生成部及び低温生成部の他方の他
方主面に吹き付けることにより、貫通孔を通り抜ける際
に加熱又は冷却された高温又は低温の気体を、評価対象
に吹き付けることができる。

【００９１】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、高温生成部からの高温ストレスの印加による
高温部と、低温生成部からの低温ストレスの印加による
低温部とを評価対象内に作ることができる。これによ
り、評価対象内の温度勾配に起因する応力の偏り等を利
用して故障の発生を加速することができる。

【００９２】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、制御部及び駆動機構によって、高温生成部及
び低温生成部の一方及び他方のうちの少なくとも一つの
移動速度及び停止位置を制御できるため、評価対象に印
加される温度ストレスを正確に制御することが可能とな
る。

【００９３】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、制御部は、温度センサからの温度データに基
づいて、高温生成部及び低温生成部の各温度を制御でき
るため、評価対象に印加される温度ストレスを所望の値
に制御することが可能となる。

【００９４】また、この発明のうち請求項８に係るもの
によれば、高温生成部による高温ストレスの印加、低温
生成部による低温ストレスの印加、及び電気ストレス印
加部による電気ストレスの印加は、全て制御部によって
制御されるため、バーンイン装置全体のシステムとして
の制御性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係るバーンイン方法
を説明するためのフローチャートである。

【図２】 本発明の実施の形態２に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図３】 本発明の実施の形態２に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図４】 本発明の実施の形態３に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示す断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態４に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図６】 本発明の実施の形態５に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図７】 本発明の実施の形態６に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図８】 本発明の実施の形態７に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図９】 本発明の実施の形態７に係るバーンイン装置
の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図１０】 本発明の実施の形態７に係るバーンイン装
置の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図１１】 本発明の実施の形態８に係るバーンイン方
法を説明するためのフローチャートである。

【図１２】 本発明の実施の形態９に係るバーンイン装
置の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図１３】 本発明の実施の形態９に係るバーンイン装
置の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図１４】 本発明の実施の形態１０に係るバーンイン
装置の構成の一部を模式的に示す断面図である。

【図１５】 本発明の実施の形態１１に係るバーンイン
装置の構成の一部を模式的に示す側面図である。

【図１６】 本発明の実施の形態１２に係るバーンイン
装置の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図１７】 本発明の実施の形態１３に係るバーンイン
装置の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図１８】 本発明の実施の形態１４に係るバーンイン
装置の構成の一部を模式的に示すブロック図である。

【図１９】 従来のバーンイン方法を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２０】 バーンインの評価対象である半導体記憶装
置の構造を模式的に示す上面図である。

【符号の説明】

１ ウェハ、２Ｌ 低温チャック、２Ｈ 高温チャッ
ク、３Ｈ，９Ｈ 高温体、３Ｌ，９Ｌ 低温体、４ プ
ローブカード、５ プローブ針、７ 貫通孔、８，８
Ｈ，８Ｌ 気体、１０，１４，１６，２０〜２２ バー
ンイン装置、１１コントローラ、１２，１５，１７ 駆
動機構、１３ 温度センサ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）評価対象に高温ストレス及び低温
   ストレスの一方を印加するステップと、 （ｂ）前記評価対象に、前記高温ストレス又は低温スト
   レスの他方と、電気ストレスとを印加するステップと、 （ｃ）前記ステップ（ａ）及び（ｂ）よりも後に実行さ
   れ、前記評価対象に故障が発生しているか否かを判定す
   るステップとを備えるバーンイン方法。
2. 【請求項２】 前記ステップ（ａ）及び（ｂ）は繰り返
   し実行されることを特徴とする、請求項１に記載のバー
   ンイン方法。
3. 【請求項３】 評価対象が載置される載置面を有する、
   高温生成部及び低温生成部の一方と、 前記高温生成部及び低温生成部の前記一方の前記載置面
   に対向して配置され、前記高温生成部及び低温生成部の
   前記一方に対して相対的に可動な、前記高温生成部及び
   低温生成部の他方と、 前記評価対象に電気ストレスを印加するための電気スト
   レス印加部と、 前記評価対象に故障が発生しているか否かを判定する評
   価部とを備えるバーンイン装置。
4. 【請求項４】 前記高温生成部及び低温生成部の前記他
   方には、前記載置面に対向する一方主面から他方主面に
   貫通する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とす
   る、請求項３に記載のバーンイン装置。
5. 【請求項５】 前記高温生成部及び低温生成部の前記他
   方は、前記評価対象に対して部分的に温度ストレスを印
   加することを特徴とする、請求項３に記載のバーンイン
   装置。
6. 【請求項６】 前記高温生成部及び低温生成部の前記一
   方及び前記他方のうちの少なくとも一つを駆動する駆動
   機構と、 前記駆動機構を制御する制御部とをさらに備える、請求
   項３〜５のいずれか一つに記載のバーンイン装置。
7. 【請求項７】 前記制御部に接続され、前記評価対象に
   近接して配置された温度センサをさらに備える、請求項
   ６に記載のバーンイン装置。
8. 【請求項８】 前記電気ストレス印加部は、前記制御部
   に接続されていることを特徴とする、請求項６又は７に
   記載のバーンイン装置。