JP2005249394A - Semiconductor device inspection method, semiconductor inspection system, and semiconductor device - Google Patents

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哲哉 河村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform accurate inspections such as speed evaluation etc. by eliminating the adverse effect of variations in a power supply voltage at the start of semiconductor inspection. <P>SOLUTION: A power supply voltage monitor circuit 120 monitors the level of a power supply voltage (EV) supplied for an LSI (DUT) 110 to be inspected at all times and provides a test enable circuit 130 with a signal S1 indicating results of the monitoring. The test enable circuit 130 verifies the convergence of variations in the power supply voltage (EV) and then starts prescribed inspections such as speed test etc. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の検査方法、半導体検査システムおよび半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device inspection method, a semiconductor inspection system, and a semiconductor device.

図6は、半導体検査装置(LSIテスタ)の電源ユニットの構成例を示すブロック図である。図示されるように、半導体検査装置(LSIテスタ)の電源ユニット301は、可変電圧源302から発生する電源電圧を、ボルテージフォロワ(100%負帰還の演算増幅器)303を介して、被検査対象の半導体装置(DUT)307に与える構成を有する。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a power supply unit of a semiconductor inspection apparatus (LSI tester). As shown in the figure, a power supply unit 301 of a semiconductor inspection apparatus (LSI tester) supplies a power supply voltage generated from a variable voltage source 302 via a voltage follower (100% negative feedback operational amplifier) 303 to an object to be inspected. The semiconductor device (DUT) 307 is configured to be provided.

演算増幅器303の出力信号(電源電圧)304は、電源ユニット301のフォース端子305を経て半導体装置307の電源端子308に供給される。半導体装置307の電源端子308は、電源ユニット301のセンス端子306を経由して演算増幅器303の反転入力端子と接続され、これにより、負帰還経路が形成される。なお、フォース端子305と電源端子308を結ぶ信号線と、センス端子106と電源端子308を結ぶ信号線とは、半導体装置307の電源端子108の近傍にて短絡される。ボルテージフォロワの出力インピーダンスは極めて低いため、半導体装置307の電源端子308に与えられる電源電圧の変動は吸収され、したがって、電源電圧の安定化が図られることになる。   An output signal (power supply voltage) 304 of the operational amplifier 303 is supplied to the power supply terminal 308 of the semiconductor device 307 through the force terminal 305 of the power supply unit 301. The power supply terminal 308 of the semiconductor device 307 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 303 via the sense terminal 306 of the power supply unit 301, thereby forming a negative feedback path. Note that the signal line connecting the force terminal 305 and the power supply terminal 308 and the signal line connecting the sense terminal 106 and the power supply terminal 308 are short-circuited in the vicinity of the power supply terminal 108 of the semiconductor device 307. Since the output impedance of the voltage follower is extremely low, fluctuations in the power supply voltage applied to the power supply terminal 308 of the semiconductor device 307 are absorbed, and thus the power supply voltage is stabilized.

半導体ファンクションテストにおけるパターン動作時には、半導体検査装置(LSIテスタ)の電源ユニット301によって、半導体装置307の電源端子308の電圧変動を抑制し、安定した電源電圧の下で、テストパターン信号を入力し、期待値判定等を行なう(特許文献1参照)。   During pattern operation in the semiconductor function test, the power supply unit 301 of the semiconductor inspection apparatus (LSI tester) suppresses the voltage fluctuation of the power supply terminal 308 of the semiconductor device 307 and inputs a test pattern signal under a stable power supply voltage. Expected value determination or the like is performed (see Patent Document 1).

特開2001−4692号公報(図1)JP 2001-4692 A (FIG. 1)

図6の構成では負帰還制御系を用いて電源電圧の変動を防止している。しかし、電源電圧の変動を抑制するためには、ループを何回も回す必要があり、ループ長が長いと、電圧変動を瞬時に抑制することがむずかしくなる。   In the configuration of FIG. 6, the fluctuation of the power supply voltage is prevented using a negative feedback control system. However, in order to suppress fluctuations in the power supply voltage, it is necessary to rotate the loop many times. If the loop length is long, it is difficult to instantaneously suppress voltage fluctuations.

一方、システムLSIやメモリ回路のような大規模集積回路において、内部回路が動作すると(ここでは、例えば、CMOS回路を想定する)、スイッチング時に各CMOS素子に貫通電流が流れる。LSIの内部回路が一斉に動作を開始すると、各素子の貫通電流が合算され、結果的に、電源電圧ラインに瞬時に大きな電流が流れる。大電流の急激な変動は大きな電圧降下を生じさせ、電源ラインにおける電源電圧の揺れを引き起こす。   On the other hand, when an internal circuit operates in a large scale integrated circuit such as a system LSI or a memory circuit (here, for example, a CMOS circuit is assumed), a through current flows through each CMOS element during switching. When the internal circuits of the LSI start to operate all at once, the through currents of the elements are added together, and as a result, a large current flows instantaneously through the power supply voltage line. A rapid fluctuation of a large current causes a large voltage drop, causing a fluctuation of the power supply voltage in the power supply line.

従来の負帰還制御系を利用した電源電圧の変動抑制手法では、負帰還制御系の動作が、その電源電圧の急激な変動に追従することができず、したがって、電源電圧の揺れを短期間に抑制することができなくなっている。すなわち、近年、電子デバイスの高集積化、高速化が飛躍的に増進し、これに伴い、電源電圧の低電圧化が進み、許容される電圧変動幅(電圧変動マージン)は、きわめて狭くなっている。このような状況下において、半導体検査時に、上述のような電源電圧の大きな変動が生じると、正確な検査(例えば、半導体デバイスの速度評価)をすることができなくなる。   In the conventional method for suppressing fluctuations in the power supply voltage using the negative feedback control system, the operation of the negative feedback control system cannot follow the sudden fluctuations in the power supply voltage. It can no longer be suppressed. In other words, in recent years, the integration and speeding up of electronic devices have dramatically increased, and accordingly, the power supply voltage has been lowered, and the allowable voltage fluctuation range (voltage fluctuation margin) has become extremely narrow. Yes. Under such circumstances, if a large fluctuation in power supply voltage as described above occurs during semiconductor inspection, accurate inspection (for example, speed evaluation of a semiconductor device) cannot be performed.

図7は、検査開始時に、検査対象の半導体装置の内部回路が一斉に動作し、これにより消費電流量が大きく変動した場合に、電源電圧が急激に変動する様子を示す波形図である。図7において、参照符号310は、半導体装置の電源端子の電圧(電源電圧)であり、参照符号311は、半導体装置の電源端子に流れる電流である。   FIG. 7 is a waveform diagram showing how the power supply voltage fluctuates rapidly when the internal circuits of the semiconductor devices to be inspected operate at the same time when the inspection is started and the current consumption greatly fluctuates. In FIG. 7, reference numeral 310 is a voltage (power supply voltage) of a power supply terminal of the semiconductor device, and reference numeral 311 is a current flowing through the power supply terminal of the semiconductor device.

図7の下側に示すように、半導体装置の電源電流311が急激にステップ的に変動すると(時刻t0)、これに応じて急激な電圧降下が生じ、半導体装置の電源電圧310に大きな変動aが発生する。すなわち、時刻t0において、電源電圧310が、レベル(LV1)からレベル(LV2)に急激に変化する。電源ラインには、寄生抵抗(R)、寄生抵抗(C)が存在するため、電源電圧の変動は微分波形(スパイク状)となり、その変動は、すぐには収束しない。このような電源電圧の変動下において、速度評価等の所定の検査を行っても、正確な検査結果を得ることはできない。   As shown in the lower part of FIG. 7, when the power supply current 311 of the semiconductor device suddenly changes stepwise (time t0), a rapid voltage drop occurs accordingly, and the power supply voltage 310 of the semiconductor device greatly changes a. Occurs. That is, at time t0, the power supply voltage 310 changes rapidly from the level (LV1) to the level (LV2). Since there are parasitic resistance (R) and parasitic resistance (C) in the power supply line, the fluctuation of the power supply voltage becomes a differential waveform (spike shape), and the fluctuation does not converge immediately. Even if a predetermined inspection such as speed evaluation is performed under such a fluctuation of the power supply voltage, an accurate inspection result cannot be obtained.

本発明は、半導体検査開始時において、電源電圧の変動の悪影響を排して、速度評価等の所定の検査を正確に行なうことを可能とすることを目的とする。   An object of the present invention is to make it possible to accurately perform a predetermined inspection such as speed evaluation at the start of a semiconductor inspection by eliminating the adverse effects of fluctuations in power supply voltage.

本発明の半導体装置の検査方法は、半導体検査装置から検査対象の半導体装置に電源電圧および動作クロックを供給するステップと、前記半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタするステップと、前記電源電圧のレベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査を開始するステップとを含む。   The method for inspecting a semiconductor device of the present invention includes a step of supplying a power supply voltage and an operation clock from a semiconductor inspection device to a semiconductor device to be inspected, a level of a power supply voltage supplied from the semiconductor inspection device, or a power supply inside the semiconductor device Monitoring the level of the voltage; and starting the inspection of the semiconductor device by the semiconductor inspection device when the level of the power supply voltage is at an allowable level.

半導体検査装置(LSIテスタ)から、検査対象の半導体装置(LSI)に電源電圧および動作クロックを供給して直ちにテストを行うのではなく、消費電流の変化に伴う電源電圧の変動をモニタし、その変動が落ち着いたことを検出してから、正式のテストを開始するようにしたものである。これにより、電源電圧の変動の影響を受けることなく、LSIの正確なテストを行うことができる。   Instead of supplying a power supply voltage and an operation clock to a semiconductor device (LSI) to be inspected from a semiconductor inspection device (LSI tester) and immediately performing a test, the fluctuation of the power supply voltage accompanying a change in current consumption is monitored. The official test is started after the change is detected. As a result, the LSI can be accurately tested without being affected by fluctuations in the power supply voltage.

本発明の半導体装置の検査システムは、半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタする手段と、モニタされた電圧レベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査の開始を可能とする手段とを備える。   The inspection system for a semiconductor device according to the present invention has a means for monitoring the level of the power supply voltage supplied from the semiconductor inspection device or the power supply voltage level inside the semiconductor device, and the monitored voltage level is at an allowable level. Means for enabling the semiconductor inspection apparatus to start inspection of the semiconductor device.

LSIテスタから供給される電源電圧、あるいはLSI内部の電源電圧をモニタし、そのモニタ結果に基づいて、LSIのテストを可能とする(テストイネーブル状態とする)ことにより、電源電圧の変動の影響を受けることなく、LSIの正確なテストを行うことができる。   The power supply voltage supplied from the LSI tester or the power supply voltage inside the LSI is monitored, and based on the monitoring result, the LSI can be tested (set to the test enable state), so that the influence of fluctuations in the power supply voltage can be reduced. An accurate test of the LSI can be performed without receiving it.

本発明の半導体装置は、半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタする手段と、モニタされた電圧レベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査の開始を可能とする手段とを備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: means for monitoring a level of a power supply voltage supplied from a semiconductor inspection device or a power supply voltage level in the semiconductor device; and the semiconductor inspection when the monitored voltage level is at an allowable level. Means for enabling the apparatus to start the inspection of the semiconductor device.

電源電圧のモニタリング機能と、テストの実行を制御する機能とを半導体装置(LSI)内に設けることにより、LSIテスタに負担をかけることなく、本発明の半導体装置の検査方法を実現することができる。   By providing a power supply voltage monitoring function and a function for controlling test execution in a semiconductor device (LSI), the semiconductor device inspection method of the present invention can be realized without imposing a burden on the LSI tester. .

本発明によれば、検査開始時に生じる大きな電源電圧の変動による悪影響を排して、半導体装置の所定の検査を行うことが可能となる。したがって、高速化、高集積化により大電流を消費する半導体デバイス(システムLSIや大規模メモリLSI等)の、正確な電圧特性の評価および安定した検査が実現される。   According to the present invention, it is possible to perform a predetermined inspection of a semiconductor device while eliminating an adverse effect due to a large power supply voltage fluctuation that occurs at the start of the inspection. Therefore, accurate voltage characteristic evaluation and stable inspection of a semiconductor device (system LSI, large-scale memory LSI, etc.) that consumes a large current due to high speed and high integration can be realized.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の半導体検査システムの主要な構成の一例を示すブロック図である。図示されるように、この検査システムは、検査対象のLSI(DUT)110に、動作クロック(CK)と電源電圧(EV)を供給しつつ、LSI110の電圧特性の評価、動作速度の評価等を行うLSIテスタ100と、電源電圧(EV)のモニタリングを実施する電源電圧モニタ回路120と、モニタリング結果(S1)に基づいてテストイネーブル信号(S2)を生成し、LSIテスタ100によるLSI(DUT)110のテストを許可するテストイネーブル回路130と、を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a main configuration of a semiconductor inspection system of the present invention. As shown in the figure, this inspection system supplies the operation clock (CK) and the power supply voltage (EV) to the LSI (DUT) 110 to be inspected, and evaluates the voltage characteristics of the LSI 110 and the operation speed. An LSI tester 100 to perform, a power supply voltage monitor circuit 120 for monitoring the power supply voltage (EV), a test enable signal (S2) based on the monitoring result (S1), and an LSI (DUT) 110 by the LSI tester 100 And a test enable circuit 130 that permits the above test.

検査開始直後(あるいは、動作クロック(CK)の周波数を切り換えるとき)には、検査対象のLSI(DUT)における消費電流量が急激に変化し、これに起因して、LSI110の電源電圧(LSIに供給される電源電圧、あるいは、その電源電圧に基づいてLSI内部で生成される電源電圧)の大きな変動が生じる。   Immediately after the start of inspection (or when the frequency of the operation clock (CK) is switched), the amount of current consumption in the LSI (DUT) to be inspected changes abruptly. A large fluctuation occurs in the power supply voltage supplied or the power supply voltage generated inside the LSI based on the power supply voltage.

図1の検査システムでは、電源電圧の大きな変動が予想されるタイミング(特に、検査開始直後)における、LSIテスタ100から供給される電源電圧(EV)の変動をリアルタイムでモニタリングし、その電圧変動が大きい期間を避けてテストを開始することにより、電源電圧変動の悪影響を回避する。   In the inspection system of FIG. 1, the fluctuation of the power supply voltage (EV) supplied from the LSI tester 100 is monitored in real time at the timing at which a large fluctuation of the power supply voltage is expected (particularly immediately after the start of the inspection). Avoiding the negative effects of power supply voltage fluctuations by starting the test while avoiding a large period.

図2は、検査開始時における電源電圧、電源ラインを流れる電流およびテストイネーブル信号の関係を示す波形図である。図2において、参照符号20は、検査対象のLSI(DUT)110の電源電圧を示し、参照符号21は、電源ラインの電流の電流量を示し、参照符号22は、テストイネーブル回路130が生成するイネーブル信号(S2)を示している。   FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship between the power supply voltage at the start of inspection, the current flowing through the power supply line, and the test enable signal. In FIG. 2, reference numeral 20 indicates the power supply voltage of the LSI (DUT) 110 to be inspected, reference numeral 21 indicates the amount of current in the power supply line, and reference numeral 22 is generated by the test enable circuit 130. The enable signal (S2) is shown.

動作開始時(時刻t1)では、電源ラインを流れる電流の量が急激に変化し、大きな電圧降下が生じ、電源電圧20が急激に低下する(変動幅a)。その後、電源電圧20は、時間経過と共に徐々に復帰する。そして、時刻t2において、検査可能電圧レベル(許容レベル)RLVに達する。   At the start of operation (time t1), the amount of current flowing through the power supply line changes abruptly, a large voltage drop occurs, and the power supply voltage 20 drops rapidly (variation width a). Thereafter, the power supply voltage 20 gradually recovers with time. Then, at time t2, the testable voltage level (allowable level) RLV is reached.

電源電圧モニタ回路120は、電源電圧20の変動をリアルタイムでモニタリングし、モニタ結果を示す信号S1を、常時、テストイネーブル回路130に送っている。テストイネーブル回路130は、検査開始直後に電源電圧20が急激に落ち込んだ後、電圧レベルが徐々に回復し、許容レベルRLVを越え(時刻t2)、そして、より好ましくは、電圧変動幅が、図2の上側に示される範囲bに収まるようになったことを検出し、その時点(時刻t2以降(時刻t2を含む)の時点)において、テストイネーブル信号S2のレベルを変化させ、テストイネーブル信号S2をアクティブとする。これにより、LSIテスタ100による検査が可能となり、LSIテスタ100からテストパターン(不図示)がLSI110に与えられ、LSI110の検査が開始される。   The power supply voltage monitor circuit 120 monitors the fluctuation of the power supply voltage 20 in real time, and constantly sends a signal S1 indicating the monitoring result to the test enable circuit 130. In the test enable circuit 130, after the power supply voltage 20 suddenly drops immediately after the start of the test, the voltage level gradually recovers, exceeds the allowable level RLV (time t2), and more preferably, the voltage fluctuation range is as shown in FIG. 2 is detected, the level of the test enable signal S2 is changed at that time (after time t2 (including time t2)), and the test enable signal S2 is detected. Is active. As a result, inspection by the LSI tester 100 becomes possible, a test pattern (not shown) is given from the LSI tester 100 to the LSI 110, and inspection of the LSI 110 is started.

このように、LSIの正式のテストを行うタイミングを遅らせ、電圧降下による電源電圧の変動が十分に縮小した時点からテストを開始することにより、正確なテストを行うことが可能となる。   As described above, it is possible to perform an accurate test by delaying the timing for performing a formal test of the LSI and starting the test from the time when the fluctuation of the power supply voltage due to the voltage drop is sufficiently reduced.

(第2の実施形態)
図3は、本発明の半導体装置(LSI)の主要な構成例を示すブロック図である。図3において、図1と同じ部分には、同じ参照符号を付している。図1の検査システムでは、モニタ回路やテストイネーブル回路を、LSIテスタおよび検査対象のLSIの外に設けていたが、本実施形態では、それらの回路をLSIの内部に搭載する。これにより、LSIテスタの負担が軽減される。また、LSIの内部で、電源電圧の変動を検出するため、電圧レベルを正確に検出することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration example of the semiconductor device (LSI) of the present invention. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the inspection system of FIG. 1, the monitor circuit and the test enable circuit are provided outside the LSI tester and the LSI to be inspected. In this embodiment, these circuits are mounted inside the LSI. This reduces the burden on the LSI tester. Further, since the fluctuation of the power supply voltage is detected inside the LSI, the voltage level can be detected accurately.

図3に示されるように、検査対象のLSI(DUT)200には、電源電圧モニタ回路210と、テストイネーブル回路220と、が搭載されている。図1と同様に、LSI200には、LSIテスタ100から、電源電圧EVおよび動作クロックCKが供給される。但し、それらの供給開始直後からテストを開始するのではなく、電源電圧の変動が収束した時点から、正式の検査を開始する。   As shown in FIG. 3, a power supply voltage monitor circuit 210 and a test enable circuit 220 are mounted on an LSI (DUT) 200 to be inspected. As in FIG. 1, the LSI 200 is supplied with the power supply voltage EV and the operation clock CK from the LSI tester 100. However, the test is not started immediately after the supply is started, but the formal inspection is started when the fluctuation of the power supply voltage is converged.

電源電圧モニタ回路210は、電源電圧EVのレベルをリアルタイムでモニタし、モニタ結果を示す信号S1を、テストイネーブル回路220に送る。テストイネーブル回路220は、電源電圧の変動が収束したのを検出し、その時点で、テストイネーブル信号S2をLSIテスタ100に送る。これにより、LSIテスタ100によるテストが可能となり、LSI200についての正式のテストが開始される。   The power supply voltage monitor circuit 210 monitors the level of the power supply voltage EV in real time, and sends a signal S1 indicating the monitoring result to the test enable circuit 220. The test enable circuit 220 detects that the fluctuation of the power supply voltage has converged, and sends a test enable signal S2 to the LSI tester 100 at that time. As a result, a test by the LSI tester 100 is possible, and a formal test for the LSI 200 is started.

(第3の実施形態)
図4は、本発明の半導体検査システムの主要な構成の他の例を示すブロック図である。図4において、前掲の図と同じ部分には、同じ符号を付してある。本実施形態にかかる半導体検査システムの基本的構成は、図1とほとんど同じである。但し、本実施形態では、LSIテスタから供給される電源電圧を直にモニタするのではなく、検査対象のLSIの内部の電源電圧を、そのLSIに設けられた専用の「内部電源電圧モニタ端子」用いてモニタリングする。すなわち、「内部電源電圧モニタ端子」から内部電源電圧を外部に導出してモニタする構成を採用する。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing another example of the main configuration of the semiconductor inspection system of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same portions as those in the previous drawings. The basic configuration of the semiconductor inspection system according to this embodiment is almost the same as that shown in FIG. However, in this embodiment, the power supply voltage supplied from the LSI tester is not directly monitored, but the internal power supply voltage of the LSI to be inspected is a dedicated “internal power supply voltage monitor terminal” provided in the LSI. Use to monitor. That is, a configuration is adopted in which the internal power supply voltage is derived from the “internal power supply voltage monitor terminal” and monitored.

ここで、「LSIの内部の電源電圧(内部電源電圧)」のレベルは、LSIテスタから供給される電源電圧(EV)と同じである場合もあり、また、LSIの内部においてレベル変換された結果、EVとは異なる電圧レベルになっていることもある。   Here, the level of the “power supply voltage inside the LSI (internal power supply voltage)” may be the same as the power supply voltage (EV) supplied from the LSI tester, and the result of level conversion inside the LSI The voltage level may be different from that of EV.

図4において、LSI(DUT)110には、内部電源電圧モニタ端子112が設けられている。内部電源電圧モニタ端子112は、LSI110の内部の電源ライン(不図示)に接続されており、この内部電源電圧モニタ端子112を利用することで、内部電源ラインの電圧レベルをリアルタイムで監視することができるようになっている。図示されるように、この検査システムは、検査対象のLSI(DUT)110に、動作クロック(CK)と電源電圧(EV)を供給しつつ、LSI110の電圧特性の評価、動作速度の評価等を行うLSIテスタ100と、電源電圧(EV)のモニタリングを実施する電源電圧モニタ回路120と、モニタリング結果(S1)に基づいてテストイネーブル信号(S2)を生成し、LSIテスタ100によるLSI(DUT)110のテストを許可するテストイネーブル回路130とを有する。検査開始直後(あるいは、動作クロック(CK)の周波数を切り換えるとき)には、検査対象のLSI(DUT)110における消費電流量が急激に変化し、これに起因して、LSI110の内部における電源電圧の大きな変動が生じる。   In FIG. 4, an LSI (DUT) 110 is provided with an internal power supply voltage monitor terminal 112. The internal power supply voltage monitor terminal 112 is connected to an internal power supply line (not shown) of the LSI 110. By using the internal power supply voltage monitor terminal 112, the voltage level of the internal power supply line can be monitored in real time. It can be done. As shown in the figure, this inspection system supplies the operation clock (CK) and the power supply voltage (EV) to the LSI (DUT) 110 to be inspected, while evaluating the voltage characteristics of the LSI 110, the operation speed, and the like. An LSI tester 100 to perform, a power supply voltage monitor circuit 120 for monitoring the power supply voltage (EV), a test enable signal (S2) based on the monitoring result (S1), and an LSI (DUT) 110 by the LSI tester 100 And a test enable circuit 130 that permits the above test. Immediately after the start of inspection (or when the frequency of the operation clock (CK) is switched), the amount of current consumption in the LSI (DUT) 110 to be inspected changes abruptly, resulting in the power supply voltage inside the LSI 110. A large fluctuation occurs.

図1の検査システムでは、電源電圧の大きな変動が予想される、検査開始直後における内部電源電圧の変動をリアルタイムでモニタリングし、電圧変動が大きい期間を避けてテストを開始することにより、内部電源電圧変動の悪影響を回避する。   In the inspection system of FIG. 1, the internal power supply voltage is predicted by monitoring in real time the fluctuation of the internal power supply voltage immediately after the start of inspection, in which a large fluctuation of the power supply voltage is expected, and starting the test while avoiding the period when the voltage fluctuation is large. Avoid the adverse effects of fluctuations.

図5は、検査開始時における電源電圧、内部電源ラインを流れる電流およびテストイネーブル信号の関係を示す波形図である。図5において、参照符号30は、検査対象のLSI(DUT)110の電源電圧を示し、参照符号31は、電源ラインの電流の電流量を示し、参照符号32は、テストイネーブル回路130が生成するイネーブル信号(S2)を示している。   FIG. 5 is a waveform diagram showing the relationship between the power supply voltage at the start of inspection, the current flowing through the internal power supply line, and the test enable signal. In FIG. 5, reference numeral 30 indicates the power supply voltage of the LSI (DUT) 110 to be inspected, reference numeral 31 indicates the amount of current in the power supply line, and reference numeral 32 is generated by the test enable circuit 130. The enable signal (S2) is shown.

動作開始時(時刻t3)では、電源ラインを流れる電流の量が急激に変化し、大きな電圧降下が生じ、電源電圧20が急激に低下する。その後、電源電圧20は、時間経過と共に徐々に復帰する。そして、時刻t4において、検査可能電圧レベル(許容レベル)RLVに達する。   At the start of operation (time t3), the amount of current flowing through the power supply line changes abruptly, a large voltage drop occurs, and the power supply voltage 20 drops rapidly. Thereafter, the power supply voltage 20 gradually recovers with time. At time t4, the voltage level (allowable level) RLV that can be inspected is reached.

電源電圧モニタ回路120は、電源電圧20の変動をリアルタイムでモニタリングし、モニタ結果を示す信号S1を、常時、テストイネーブル回路130に送っている。テストイネーブル回路130は、検査開始直後に電源電圧20が急激に落ち込んだ後、電圧レベルが徐々に回復し、許容レベルRLVを越えた時点(時刻t4)以降において、テストイネーブル信号S2のレベルを変化させ、テストイネーブル信号S2をアクティブとする。これにより、LSIテスタ100による検査が可能となり、LSIテスタ100からテストパターン(不図示)がLSI110に与えられ、LSI110の検査が開始される。   The power supply voltage monitor circuit 120 monitors the fluctuation of the power supply voltage 20 in real time, and constantly sends a signal S1 indicating the monitoring result to the test enable circuit 130. The test enable circuit 130 changes the level of the test enable signal S2 after the time when the voltage level gradually recovers and exceeds the allowable level RLV (time t4) after the power supply voltage 20 suddenly drops immediately after the start of the test. The test enable signal S2 is activated. As a result, inspection by the LSI tester 100 becomes possible, a test pattern (not shown) is given from the LSI tester 100 to the LSI 110, and inspection of the LSI 110 is started.

このように、LSIの正式のテストを行うタイミングを遅らせ、電圧降下による電源電圧の変動が十分に縮小した時点からテストを開始することにより、正確なテストを行うことが可能となる。また、図4の実施形態では、LSI110には、内部電源電圧をモニタするための端子112を設けるだけでよく、実現が容易である。   As described above, it is possible to perform an accurate test by delaying the timing for performing a formal test of the LSI and starting the test from the time when the fluctuation of the power supply voltage due to the voltage drop is sufficiently reduced. In the embodiment of FIG. 4, the LSI 110 only needs to be provided with a terminal 112 for monitoring the internal power supply voltage, and is easy to implement.

なお、上述の例では、LSIテスタと検査対象のLSIは、分離されているが、LSIテスト回路をLSI自体に内蔵させた場合においても、本発明は適用が可能である。すなわち、LSIテスト回路を、BIST(Built In Self Test)回路としてLSI内に搭載した、メモリLSIやシステムLSIにおいても、本発明を適用することができる。   In the above example, the LSI tester and the LSI to be inspected are separated, but the present invention can also be applied to the case where the LSI test circuit is built in the LSI itself. That is, the present invention can also be applied to a memory LSI or a system LSI in which an LSI test circuit is mounted in the LSI as a BIST (Built In Self Test) circuit.

この場合には、LSI内部において内部電源電圧のレベルをモニタし、電源電圧の変動が収束したと判定された時点以降において、テストイネーブル信号をアクティブとし、BIST回路によるテストを可能とする。   In this case, the level of the internal power supply voltage is monitored in the LSI, and the test enable signal is made active after the time when it is determined that the fluctuation of the power supply voltage has converged, and the test by the BIST circuit is enabled.

以上説明したように、本実施形態によれば、検査開始時に生じる大きな電源電圧の変動による悪影響を排することができ、したがって、高速化、高集積化により大電流を消費する半導体デバイス(システムLSIや大規模メモリLSI等)の、正確な電圧特性の評価および安定した検査が実現される。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to eliminate the adverse effects caused by the large fluctuations in the power supply voltage that occur at the start of inspection, and therefore, a semiconductor device (system LSI) that consumes a large current due to high speed and high integration. Accurate voltage characteristic evaluation and stable inspection of a large-scale memory LSI or the like.

本発明は、検査開始時に生じる大きな電源電圧の変動による悪影響を排して、半導体装置の所定の検査を行うことが可能となるため、高速化、高集積化により大電流を消費する半導体デバイス(システムLSIや大規模メモリLSI等)の、正確な電圧特性の評価および安定した検査を実現できるという効果を有し、半導体検査システム(LSIテスタやBIST回路を用いた検査システム)および半導体装置(システムLSIや大規模メモリ等)として有用である。   The present invention eliminates adverse effects caused by large fluctuations in power supply voltage that occur at the start of inspection, and makes it possible to perform a predetermined inspection of a semiconductor device. Therefore, a semiconductor device that consumes a large current due to high speed and high integration ( System LSI, large-scale memory LSI, etc.) have an effect of enabling accurate voltage characteristic evaluation and stable inspection, semiconductor inspection system (inspection system using LSI tester or BIST circuit) and semiconductor device (system) This is useful as an LSI or a large-scale memory.

本発明の半導体検査システムの主要な構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the main structures of the semiconductor inspection system of this invention 検査開始時における電源電圧、電源ラインを流れる電流およびテストイネーブル信号の関係を示す波形図Waveform diagram showing the relationship between the power supply voltage, the current flowing through the power supply line, and the test enable signal at the start of inspection 本発明の半導体装置(LSI)の主要な構成例を示すブロック図1 is a block diagram showing a main configuration example of a semiconductor device (LSI) of the present invention. 本発明の半導体検査システムの主要な構成の他の例を示すブロック図The block diagram which shows the other example of the main structures of the semiconductor inspection system of this invention 検査開始時における電源電圧、内部電源ラインを流れる電流およびテストイネーブル信号の関係を示す波形図Waveform diagram showing the relationship between the power supply voltage at the start of inspection, the current flowing through the internal power supply line, and the test enable signal 半導体検査装置(LSIテスタ)の電源ユニットの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a power supply unit of a semiconductor inspection apparatus (LSI tester) 検査開始時に、検査対象の半導体装置の内部回路が一斉に動作し、これにより消費電流量が大きく変動した場合に、電源電圧が急激に変動する様子を示す波形図Waveform diagram showing how the power supply voltage fluctuates rapidly when the internal circuits of the semiconductor devices to be inspected operate at the same time when the inspection starts and the current consumption greatly fluctuates.

符号の説明Explanation of symbols

100 LSIテスタ(半導体検査装置)
110 検査対象のLSI(DUT)
120 電源電圧モニタ回路
130 テストイネーブル回路
100 LSI tester (semiconductor inspection equipment)
110 LSI to be tested (DUT)
120 power supply voltage monitor circuit 130 test enable circuit

Claims (3)

半導体検査装置から検査対象の半導体装置に電源電圧および動作クロックを供給するステップと、
前記半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタするステップと、
前記電源電圧のレベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査を開始するステップと、
を含む半導体装置の検査方法。
Supplying a power supply voltage and an operation clock from a semiconductor inspection device to a semiconductor device to be inspected;
Monitoring the level of the power supply voltage supplied from the semiconductor inspection device or the level of the power supply voltage inside the semiconductor device;
Starting the inspection of the semiconductor device by the semiconductor inspection device when the level of the power supply voltage is at an allowable level;
A method for inspecting a semiconductor device including:
半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタする手段と、
モニタされた電圧レベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査の開始を可能とする手段と、
を備える半導体装置の検査システム。
Means for monitoring the level of the power supply voltage supplied from the semiconductor inspection device or the level of the power supply voltage inside the semiconductor device;
Means for allowing the semiconductor inspection apparatus to begin inspection of the semiconductor device when the monitored voltage level is at an acceptable level;
A semiconductor device inspection system comprising:
半導体検査装置から供給される電源電圧のレベルまたは前記半導体装置内部の電源電圧のレベルをモニタする手段と、
モニタされた電圧レベルが許容レベルにある場合に、前記半導体検査装置による前記半導体装置の検査の開始を可能とする手段と、
を備える半導体装置。
Means for monitoring the level of the power supply voltage supplied from the semiconductor inspection device or the level of the power supply voltage inside the semiconductor device;
Means for allowing the semiconductor inspection apparatus to begin inspection of the semiconductor device when the monitored voltage level is at an acceptable level;
A semiconductor device comprising:
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