JP2003043099A - 半導体試験方法および半導体装置 - Google Patents

半導体試験方法および半導体装置

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JP2003043099A
JP2003043099A JP2001234999A JP2001234999A JP2003043099A JP 2003043099 A JP2003043099 A JP 2003043099A JP 2001234999 A JP2001234999 A JP 2001234999A JP 2001234999 A JP2001234999 A JP 2001234999A JP 2003043099 A JP2003043099 A JP 2003043099A
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test
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semiconductor
lsi
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Masayuki Muraoka
昌幸 村岡
Hidenobu Noda
英伸 野田
Masaya Tomioka
雅也 冨岡
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の製造時において、ウェハ内の製
造ばらつきに関係なく、スタンバイ電流測定によって不
良品を正確に取り除く。 【解決手段】 コントローラ21は、電源電圧発生器2
2に電源電圧VDDを発生させ、試験電圧発生器24に
端子17に対して試験電圧Vinとして電源電圧VDD
を印可させる。次に、試験電圧Vinを徐々に減少さ
せ、端子18から出力される電圧Voutが0からHレ
ベルに変化したときの試験電圧Vinの値を検出し、記
憶していた対応テーブルを参照して、この試験電圧Vi
nの値に対応するスタンバイ電流の試験スペック値を設
定する。この後、電流計23によりLSI11のスタン
バイ電流を測定し、設定された試験スペック値と比較し
てLSI11の評価を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
時に不良品を取り除くための半導体試験方法、およびこ
の方法により試験を行うことが可能な半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】CMOS(Complementary Metal Oxide
Semiconductor)のLSI等の半導体装置の製造時にお
いて、初期的な不良品を取り除くための試験として、ス
タンバイ電流測定を用いた手法が従来より行われてい
る。例えば、ウェハ生成が終了した後に、半導体チップ
の特性を測定するための試験として、電源電圧のみを印
可してスタンバイ状態とし、この半導体チップに流れる
スタンバイ電流を測定して、過電流が流れていないこと
を確認する試験等が行われている。このような試験で
は、不良品を判断するためのスタンバイ電流のスペック
値を、同一種類の半導体チップに対しては固定して試験
を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、同
一ウェハ上に分布する各半導体チップのスタンバイ電流
値は、プロセス上の製造ばらつきによって異なっている
ことが多い。このため、従来の試験方法では、例えば製
造ばらつきを考慮して試験時のスペック値を緩め過ぎる
と、不良品を取り除く効果が減少するが、逆にスペック
値を厳しくし過ぎると、不具合のない半導体チップまで
取り除いてしまう。従って、従来の試験方法では、不良
品を取り除く効果が高く、かつオーバーキルのない最適
なスタンバイ電流のスペック値を設定することは困難で
あり、必ずしも厳密な試験が行われているとは言えなか
った。
【0004】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、半導体装置の製造時において、ウェハ内の
製造ばらつきに関係なく、スタンバイ電流測定によって
不良品を正確に取り除くことが可能な半導体試験方法を
提供することを目的とする。
【0005】また、本発明の他の目的は、製造時におい
て、ウェハ内の製造ばらつきに関係なく、スタンバイ電
流測定によって不良品を正確に取り除くことが可能な半
導体装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、半導体装置の製造時に不良品を取り除く
ための半導体試験方法において、各半導体チップ内に設
けられた試験回路を用いて、前記半導体チップのスタン
バイ電流の測定試験における試験スペック値と相関関係
を有する測定項目についての測定を行い、前記半導体チ
ップの前記スタンバイ電流を測定して、前記試験回路に
よる測定値に対応する前記試験スペック値に基づいて前
記半導体チップを評価する、ことを特徴とする半導体試
験方法が提供される。
【0007】このような半導体試験方法では、半導体チ
ップのスタンバイ電流の測定を行う前に、半導体チップ
内に設けられた試験回路を用いた測定を行う。この試験
回路による測定では、スタンバイ電流測定における試験
スペック値と相関関係を有する測定項目について測定さ
れ、この測定値に応じてスタンバイ電流の測定時におけ
る試験スペック値が設定される。スタンバイ電流測定の
際には、設定されたこの試験スペック値に基づいて半導
体チップの評価が行われる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1に、本発明の半導体試験方法
を実現可能な試験システムの構成例を示す。
【0009】図1に示す試験システムは、LSI11が
設けられた半導体チップ1と、このLSI11のスタン
バイ電流を測定するためのテスタ2によって構成され
る。半導体チップ1上には、LSI11の他に、スタン
バイ電流の測定に先立って測定試験を行うための試験用
回路12が設けられている。LSI11には電源電圧V
DDが印加される端子13と、接地電位GNDとされる
端子14が設けられ、また、試験用回路12には、電源
電圧VDDの印加用の端子15と接地電位GNDの端子
16の他、事前の試験用の端子17および18が設けら
れている。
【0010】また、テスタ2は、このテスタ2全体の制
御をつかさどるコントローラ21と、電源電圧VDDを
発生させる電源電圧発生器22と、LSI11のスタン
バイ電流を測定するための電流計23と、試験用回路1
2を用いた測定を行うための試験電圧を発生させる試験
電圧発生器24によって構成される。
【0011】半導体チップ1において、LSI11は例
えばCMOSLSIであり、電源電圧VDDにより駆動
され、テスタ2のコントローラ21により各種の設定が
なされる。試験用回路12は、例えばMOSトランジス
タにより構成され、端子17から試験電圧Vinが印加
され、端子18の電圧Voutがコントローラ21によ
り測定されることで、LSI11のスタンバイ電流の測
定における試験スペック値と相関関係を有する測定項目
についての測定を行うことが可能となっている。
【0012】一方、テスタ2は、LSI11に電源電圧
VDDを印加して、スタンバイ状態となったときにLS
I11に流れるスタンバイ電流の値を電圧計23により
測定して、LSI11が不良品でないか否かを評価する
ための装置である。コントローラ21は、スタンバイ電
流の測定時において、LSI11の内部に対する所定の
設定を行い、電源電圧発生器22の動作を制御して、電
流計23から供給される電圧値に基づいて不良品か否か
の判断を行う。また、このスタンバイ電流測定の前に
は、後述するように、電源電圧発生器22および試験電
圧発生器24の動作を制御して、試験用回路12に対し
て所定の電圧を印加させ、端子18の電圧を検出して、
スタンバイ電流測定時の試験スペックを設定する。
【0013】LSI11におけるスタンバイ電流測定時
には、従来、LSI11を評価するための基準とする試
験スペックは例えば6mAといったように固定されてい
たが、同一ウェハ上に形成された各LSI11のチップ
に生じる製造ばらつきの影響で、各LSI11に対して
同一の試験スペックを使用した場合では有効な試験を行
うことができないことから、このテスタ2では試験スペ
ックを変化させることが可能となっている。
【0014】また、この試験スペックを製造されたLS
I11の状態に応じて設定するために、スタンバイ電流
測定に先立って、テスタ2により試験用回路12に対す
る測定が行われ、この測定値に応じて試験スペックが設
定される。この試験用回路12は、試験電圧発生器24
による電圧印加により、スタンバイ電流測定における試
験スペック値と相関関係を有する測定項目について測定
することが可能となっており、この試験用回路12によ
る測定値により、試験スペック値が一意に決定される。
【0015】ここで、図2に試験用回路12の構成例を
示す。図2に示す試験用回路12は、PMOSトランジ
スタ12aおよびNMOSトランジスタ12bにより構
成されるCMOSインバータ回路である。この試験用回
路12では、PMOSトランジスタ12aのドレインが
端子15に接続されて、電源電圧VDDの供給を受け
る。また、PMOSトランジスタ12aとNMOSトラ
ンジスタ12bの各ゲートが端子17に共通に接続さ
れ、各ソースが端子18に接続されている。さらに、N
MOSトランジスタ12bのドレインが端子16に接続
されて、接地電位GNDとなっている。
【0016】この試験用回路12では、端子17の電圧
が電源電圧VDDであるとき、PMOSトランジスタ1
2aがOFF状態、NMOSトランジスタ12bがON
状態となり、端子18の出力電圧は接地電位GNDとな
る。また、端子17の電圧が接地電位GNDであると
き、PMOSトランジスタ12aがON状態、NMOS
トランジスタ12bがOFF状態となり、端子18の出
力電圧は電源電圧VDDとなる。端子17の電圧を電源
電圧VDDから徐々に減少させた場合は、ある電圧のと
きに端子18の電圧が急峻に接地電位GNDに減少す
る。
【0017】この試験用回路12における出力電圧のレ
ベルが変化したときの入力電圧の値は、同一チップ上に
形成されたLSI11のスタンバイ電流の値と相関関係
を有し、コントローラ21は、例えば、内部にメモリを
具備して、この試験用回路12における入力電圧の値と
スタンバイ電流測定の試験スペック値とを対応づけた対
応テーブルをメモリに記憶して、スタンバイ電流の測定
時に参照する。
【0018】ここで、図3に試験用回路12に入力され
る試験電圧Vinとスタンバイ電流との対応テーブルの
一例を示す。図3に示す対応テーブルでは、試験用回路
12として図2に示したCMOSインバータ回路が設け
られた場合において、このCMOSインバータから出力
される電圧Voutのレベルが0からHレベルに変化す
るときの、CMOSインバータ回路に入力されている試
験電圧Vinを、LSI11のスタンバイ電流測定時の
試験スペック値に対応づけている。このような対応テー
ブルは、LSI11の開発段階の試験において、例え
ば、ヒストグラム等を使用して試験電圧Vinとスタン
バイ電流の試験スペック値との対応関係を統計的に算出
することにより作成され、コントローラ21内のメモリ
に記憶される。
【0019】LSI11のスタンバイ電流測定試験の際
は、まず試験用回路12を用いた測定を行ってから、上
記の対応テーブルを参照して試験スペック値を設定し、
スタンバイ電流を測定して、設定された試験スペック値
に基づいて不良品に対する判断を行う。なお、上記の対
応テーブルは生成されるLSI11の種類ごとに作成さ
れて記憶される。
【0020】次に、図4にLSI11に対するスタンバ
イ電流の測定試験のフローチャートを示す。図4のフロ
ーチャートの開始時において、テスタ2では例えば、試
験対象のLSI11の種類について設定が行われ、コン
トローラ21はこのLSI11の種類を認識して、複数
の中から参照する対応テーブルを決定する。ステップS
401において、コントローラ21の制御により、電源
電圧発生器22により電源電圧VDDが印加される。ま
た、試験電圧発生器24により電源電圧VDDと同じ電
圧が試験用回路の端子17に対して印加される。ステッ
プS402において、コントローラ21は、試験電圧発
生器24が発生する試験電圧Vinを所定量だけ減少さ
せる。
【0021】ステップS403において、コントローラ
21は試験用回路12から出力される電圧Voutを検
出し、この出力レベルが0Vのまま変化しない場合は、
ステップS402に戻って、試験電圧Vinをさらに減
少させる。また、試験用回路12からの電圧Voutが
Hレベルに変化した場合は、ステップS404に進む。
ステップS404において、コントローラ21は、電圧
VoutがHレベルに変化したときに印加している試験
電圧Vinを認識し、対応テーブルを参照してこの試験
電圧Vinに対応するスタンバイ電流の試験スペック値
を設定する。
【0022】ステップS405において、コントローラ
21はLSI11に対して電源電圧VDDを印加させて
所定の内部設定を行い、スタンバイ状態とした後、電流
計23によりスタンバイ電流の測定を行う。ステップS
406において、コントローラ21は、電流計23によ
る測定値と、ステップS404において設定した試験ス
ペック値とを比較して、LSI11が不良品であるか否
かの評価を行う。例えば、電流計23による測定値が試
験スペック値より高い場合、あるいは測定値が試験スペ
ック値に対して所定量の差を有していた場合に、LSI
11が不良品であることを判断する。このような評価
は、例えばディスプレー装置に表示する等により、ユー
ザに通知するようにしてもよい。
【0023】以上の試験方法では、LSI11のスタン
バイ電流測定を行う前に、同一半導体チップ1内に設け
られた試験用回路12を用いた測定を行って、この測定
値に応じてスタンバイ電流の測定時における試験スペッ
ク値が設定される。従って、スタンバイ電流測定の際
に、設定された試験スペック値に基づいてLSI11の
評価を行うことにより、LSI11のプロセス的な製品
ばらつきがウェハ内で生じた場合でも、この製造ばらつ
きに関係なく最適なテストスペックを設定することがで
き、状態のよいLSI11に対するオーバーキルが生じ
ることなく、より正確に不良品を取り除くことが可能と
なる。
【0024】なお、以上の説明では、試験用回路12を
用いた測定と、LSI11のスタンバイ電流の測定と
を、同一のテスタ2を使用して行ったが、各測定を個別
の装置を使用して行ってもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体試
験方法では、半導体チップのスタンバイ電流の測定を行
う前に、半導体チップ内に設けられた試験回路を用いた
測定を行う。この試験回路による測定では、スタンバイ
電流測定における試験スペック値と相関関係を有する測
定項目について測定され、この測定値に応じてスタンバ
イ電流の測定時における試験スペック値が設定される。
従って、スタンバイ電流測定の際に、設定されたこの試
験スペック値に基づいて半導体チップの評価を行うこと
により、ウェハ内の各半導体チップの製造ばらつきに関
係なく不良品を正確に取り除くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体試験方法を実現可能な試験シス
テムの構成例を示す図である。
【図2】試験用回路の構成例を示す図である。
【図3】試験用回路に入力される試験電圧Vinとスタ
ンバイ電流との対応テーブルの一例を示す図である。
【図4】LSIに対するスタンバイ電流の測定試験にお
ける処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1……半導体チップ、2……テスタ、11……LSI、
12……試験用回路、12a……PMOSトランジス
タ、12b……NMOSトランジスタ、13、14、1
5、16……端子、21……コントローラ、22……電
源電圧発生器、23……電流計、24……試験電圧発生
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01R 31/319 G01R 31/28 V H01L 21/822 C 27/04 P H01L 27/04 T (72)発明者 野田 英伸 神奈川県横浜市保土ヶ谷区神戸町134番地 ソニー・エルエスアイ・デザイン株式会 社内 (72)発明者 冨岡 雅也 神奈川県横浜市保土ヶ谷区神戸町134番地 ソニー・エルエスアイ・デザイン株式会 社内 Fターム(参考) 2G003 AA02 AA07 AB02 AE08 AF06 AH02 AH05 2G132 AB04 AC03 AD01 AG09 AK07 AL11 5F038 DF01 DT04 DT08 DT10 DT12 DT15 EZ20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置の製造時に不良品を取り除く
    ための半導体試験方法において、 各半導体チップ内に設けられた試験回路を用いて、前記
    半導体チップのスタンバイ電流の測定試験における試験
    スペック値と相関関係を有する測定項目についての測定
    を行い、 前記半導体チップの前記スタンバイ電流を測定して、前
    記試験回路による測定値に対応する前記試験スペック値
    に基づいて前記半導体チップを評価する、 ことを特徴とする半導体試験方法。
  2. 【請求項2】 前記試験用回路による測定値と前記試験
    スペック値との前記相関関係は、あらかじめ統計的に求
    められて設定されることを特徴とする請求項1記載の半
    導体試験方法。
  3. 【請求項3】 前記統計的に求められた前記相関関係は
    対応テーブルとしてあらかじめ設定されることを特徴と
    する請求項2記載の半導体試験方法。
  4. 【請求項4】 前記試験用回路はCMOSインバータ回
    路であり、前記CMOSインバータ回路の電源端子に前
    記半導体チップの電源電圧を印加し、出力電圧のレベル
    が変化するときの入力電圧値を前記測定値とすることを
    特徴とする請求項1記載の半導体試験方法。
  5. 【請求項5】 ウェハ上に複数形成された半導体チップ
    よりなる半導体装置において、 前記半導体チップの内部に、前記半導体チップのスタン
    バイ電流の測定試験における試験スペック値と相関関係
    を有する測定項目を測定するための試験回路を設けたこ
    とを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記試験回路はCMOSインバータ回路
    であることを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7368933B2 (en) * 2005-01-19 2008-05-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for testing standby current of semiconductor package
JP2009177867A (ja) * 2008-01-21 2009-08-06 Canon Inc 電子機器および待機電流検査システム
US7751998B2 (en) 2006-09-20 2010-07-06 Elpida Memory, Inc. Semiconductor device, method for measuring characteristics of element to be measured, and characteristic management system of semiconductor device
CN107656116A (zh) * 2017-09-15 2018-02-02 国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司 重要用电客户电度表主备计量方法

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