JP2006337188A - 半導体検査装置及び半導体検査用回路基板の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体試験装置に使用される半導体検査用回路基板を検査する場合に、別途検査装置を人手で接続する必要がなく、簡便に、半導体検査用回路基板の構成部品について故障の有無を検査可能にする。
【解決手段】 半導体検査用回路１２に接続可能な回路測定手段Ｓと、回路測定手段Ｓを半導体検査用回路１２に電気的に接続し、半導体検査用回路１２の電気特性を検出する制御部２０と、を備え、制御部２０の制御下で、半導体検査装置１０に備えられた回路測定手段Ｓを用いて、半導体検査用回路１２を構成する個別部品１４，１５，１６を検査する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体素子の検査を行う半導体検査装置に接続される半導体検査用回路基板を検査する検査装置及び検査方法に関する。

従来、半導体素子の駆動が正常であるか否かを検査する半導体検査装置が知られている。半導体検査装置は、半導体素子等のデバイス素子を検査するため、該デバイス素子ごとに個別に準備される半導体検査用回路基板に接続し、この半導体検査用回路基板を半導体検査装置で駆動することで、半導体素子の検査が行われている。

ここで、半導体検査用回路基板の故障検出としては、従来、デジタルマルチメータ等の測定器を別途用意し、手作業による測定が行われている。半導体検査用回路基板の故障検出としては、下記特許文献１及び２に示すものが提案されている。

特開２００４−１０８９９１号公報 特開２０００−９８０００号公報

上記特許文献１は、信号配線近傍に配置したパターンに対して、信号配線から電気的に誘起される波形を正常動作時に記録された波形と比較することにより故障検出を行うものであるが、回路基板上に信号検出用のパターンの追加の必要があり、正常時の信号波形を取得し、記録しておく工程が必須であった。また、回路基板の故障を検出した際に、該回路基板を構成する容量、抵抗、リレーなどの構成部品のうち、どれが故障の原因となっているかを判別することが非常に困難であった。

上記特許文献２は、半導体検査装置を構成するリレーの故障診断を行う際に、リレーのＯＮ／ＯＦＦ特性の偏差から該当するリレーの劣化を判定するものであるが、リレーの故障診断に特化するものであり、回路基板における他の構成部品の故障を検出することができなかったため、半導体素子全体として正常に駆動するか否かを完全に検査することができなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体試験装置に使用される半導体検査用回路基板を検査する場合に、別途検査装置を人手で接続する必要がなく、簡便に、該半導体検査用回路基板の構成部品について故障の有無を検査することができる半導体検査装置及び半導体検査用回路基板の検査方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、半導体素子の検査を行う際に前記半導体素子が接続される半導体検査用回路と接続可能な半導体検査装置であって、前記半導体検査用回路に接続可能な回路測定手段と、前記回路測定手段を前記半導体検査用回路に電気的に接続し、該半導体検査用回路の電気特性を検出する制御部と、を備えていることを特徴とする半導体検査装置によって達成される。

また、本発明の上記目的は、半導体素子の検査を行う際に半導体検査装置に接続される半導体検査用回路を検査する検査方法であって、前記半導体検査用回路に、前記半導体検査装置に備えられた回路測定手段を電気的に接続し、該半導体検査用回路の電気特性を検出することを特徴とする半導体検査用回路基板の検査方法によって達成される。

本発明によれば、半導体検査装置に備えられた回路測定手段を半導体検査用回路に電気的に接続し、半導体検査用回路の電気特性を検出することで、半導体素子を半導体検査用回路に接続することなく、該半導体検査用回路の検査を行うことができる。こうすれば、半導体素子の検査時のように半導体検査用回路を半導体検査装置に接続した状態とすることで、同時に、回路測定手段と半導体検査用回路との接続を確保することができ、従来のように半導体検査装置とは別の測定部材を半導体検査用回路に手作業で接続して半導体素子を接続した状態で検査するといった煩雑な作業を行う必要がない。また、回路測定手段が半導体検査装置に備えられているため、半導体検査装置とは別の測定部材を必要としない。

本発明において、回路測定手段が、半導体検査装置に備えられた電流源と、電圧源と、接地部とのうちいずれか１つ又は複数であることが好ましい。こうすれば、半導体検査装置に、通常備えられている電流源、電圧源、接地部を使用することで、半導体検査用回路に別途回路測定手段を接続する必要がない。そして、これら、電流源、電圧源、接地部と半導体検査用回路との間のそれぞれの電気特性を検出することで、該半導体検査用回路を構成する部品の状態を確認することができる。また、半導体検査装置に設けられた制御部において、電流源、電圧源、接地部と半導体検査用回路との間の電気特性を検出する手順をプログラムとして実行することで自動化を図ることが可能である。

本発明において、回路測定手段が、半導体検査用回路に設けられた容量と、抵抗と、リレーとのうち少なくとも１つに電気的に接続されていることが好ましい。こうすれば、半導体素子の検査時のように半導体検査用回路を半導体検査装置に接続した状態で、回路測定手段を容量や抵抗やリレーといった素子に電気的に接続でき、これら素子の電気特性をそれぞれ別個に検出することができる。こうして、半導体検査用回路を構成する容量や抵抗やリレーのそれぞれについて、正常であるか否かを確認することができる。

本発明によれば、半導体試験装置に使用される半導体検査用回路基板を検査する場合に、別途検査装置を人手で接続する必要がなく、簡便に、該半導体検査用回路基板の構成部品について故障の有無を検査することができる半導体検査装置及び半導体検査用回路基板の検査方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施形態の半導体検査装置を、図１及び図２に示す。図１は、半導体検査装置の概観図であり、図２は、半導体検査装置のブロック図である。
図１において、半導体検査装置１０は、半導体素子等の被検査デバイスＤの検査を行う際に、検査対象となる被検査デバイスＤが接続される半導体検査用回路１２に接続可能である。半導体検査用回路１２は、被検査デバイスＤを搭載するデバイス接続部（以下、ＩＣソケットという）１１及び被検査デバイスＤを動作させる個別部品である容量１４、抵抗１５、及びリレー１６等を備える。

これらの容量１４、抵抗１５及びリレー１６は、被検査デバイスＤの検査用信号を生成するために、その値や動作性能が厳しく管理される必要があるため、本発明のような半導体検査用回路の故障診断が要請される。なお、容量１４、抵抗１５、リレー１６を含む半導体検査用回路１２は、被検査デバイスＤごとに用意される。

半導体検査装置１０は、半導体検査用回路１２を構成する部品である容量１４、抵抗１５及びリレー１６の故障検出（測定）を行うため、電流源１７、電圧源１８、接地部１９及び制御部２０を備える。これらの電流源１７、電圧源１８及び接地部１９は、本発明の回路測定手段Ｓを構成する。

制御部２０は、半導体検査装置１０自身のハードウエア及びソフトウエアを所定のプログラムに従って管理するほか、特に、テストプログラムに従って、前記回路測定手段Ｓを、半導体検査用回路１２を構成する容量１４、抵抗１５、リレー１６のうちの少なくとも一つに電気的に接続するとともに、これらの電気特性を検出するように機能する。

次に、半導体検査装置１０を用いて半導体検査用回路１２の故障検出を行う方法を、例を挙げて説明する。
最初に、ＩＣソケット１１に接続された容量１４を測定する手順を説明する。
半導体検査用回路１２上のＩＣソケット１１に容量１４の一端が接続されている状態で、制御部２０は、外部からの指令によってテストプログラムの実行を開始する。そして、図３に示すように、容量１４の他端に半導体検査装置１０の接地部１９を接続する。また、ＩＣソケット１１と容量１４を結ぶ回路の途中に、半導体検査装置１０の電圧測定が可能な電流源１７を、前記回路測定手段Ｓとして接続する。なお、容量１４に対する前記接地部１９や電流源１７の電気的に接続は、半導体検査装置１０内の制御部２０によって制御可能な電子スイッチによって実行される。

制御部２０による前記電子スイッチのオンによって、電流源１７から容量１４を介して接地部１９に定電流が流される。このとき、ＩＣソケット１１側、つまり容量１４と電流源１７との接続点を測定点として、この測定点の電圧を見ると、容量１４が規定値を持つ場合、容量１４両端の電圧Ｖ１は、図４に示すように変化する。一方、容量１４が規定値より小さい場合、または容量１４と接地部１９との間で断線が生じている場合には、容量１４両端の電圧Ｖ２は、図４に示すように変化する。そこで、電圧の立上り時における単位時間当たりでの測定電圧Ｖ１、Ｖ２の各値の変化から、容量１４が正常か故障かを判定することができる。

次に、ＩＣソケット１１に両端が接続された容量１４を測定する手順を説明する。
半導体検査用回路１２上のＩＣソケット１１に容量１４の両端が接続されている状態で、制御部２０は、外部からの指令によってテストプログラムの実行を開始する。そして、図５に示すように、この容量１４の一端に半導体検査装置１０の電圧測定が可能な電流源１７を回路測定手段として接続し、他端に半導体検査装置１０の電流測定が可能な電圧源１８を、もう一つの回路測定手段として接続する。

このため、制御部２０は、電圧源１８の電圧を接地レベルに設定し、電流源１７から容量１４を通して定電流を電圧源１８側に流す。容量１４と電流源１７との接続点を測定点として、この測定点の電圧変化は、図４に示した場合と同様に、容量１４が規定の大きさを持つ場合には、図４の電圧Ｖ１のように変化し、容量１４と電圧源１８との間で断線が生じている場合には、図４の電圧Ｖ２のように変化する。そこで、単位時間当たりでの測定電圧Ｖ１、Ｖ２の各値の変化から容量１４が正常か故障かを判定することができる。

次に、ＩＣソケット１１に接続された抵抗１５を測定する手順を説明する。
半導体検査用回路１２上のＩＣソケット１１に抵抗１５の一端が接続されている状態で、制御部２０は、外部からの指令によってテストプログラムの実行を開始する。そして、図６に示すように、この抵抗１５の他端に半導体検査装置１０の接地部１９を接続する。また、ＩＣソケット１１と抵抗１５とを結ぶ回路の途中に、半導体検査回路１０の電圧測定が可能な電流源１７を接続する。

このため、電流源１７から抵抗１５を通じて接地部１９に定電流が流される。このとき、抵抗１５と電流源１７との接続点を測定点として、この測定点の電圧を見ると、抵抗１５の抵抗値が規定の大きさ（規定値）を持つ場合には、図７に示すように、測定時間を通して一定の電圧Ｖ３を示す。一方、抵抗１５の抵抗値が規定値より高い場合や、抵抗１５と電圧源１９との間に断線が生じている場合には、前記電圧Ｖ３よりも大きい電圧Ｖ４が計測される。そこで、単位時間当たりの各電圧計測値から抵抗１５が正常か故障かを判定することができる。

次に、ＩＣソケット１１に接続されたリレー１６の動作を確認する手順を説明する。
半導体検査用回路１２上のＩＣソケット１１にリレー１６及び抵抗１５が直列接続されている状態で、制御部２０は、外部からの指令によってテストプログラムの実行を開始する。そして、図８に示すように、抵抗１５の他端に半導体検査装置１０の接地部１９を接続する。また、ＩＣソケット１１とリレー１６とを結ぶ回路の途中に、半導体検査装置１０の電流測定が可能な電流源１７を接続する。

このため、電圧測定が可能な電流源１７から抵抗１５を通じてリレー１６及び接地部１９間に定電流が流される。このとき、リレー１６と電流源１７との接続点を測定点として、この測定点の電圧を見ると、リレー１６が正常動作（オン）している場合には、図９に示すように測定時間を通して電圧値Ｖ５を示す。一方、リレー１６が故障（オフ）している場合には、測定時間を通して、前記電圧値Ｖ５より高レベルの電圧Ｖ６が計測される。このように、単位時間当たりの各電圧計測値の大きさからリレー１６が正常であるか故障であるかを判定することができる。

以上のような半導体検査用回路１２を構成する容量１４、抵抗１５、リレー１６を含む構成部品の故障判定は、半導体装置１０の制御部２０によりこれらの構成部品ごとに実行される。

図１０は、テストプログラムに従って制御部２０により実行される、容量１４、抵抗１５及びリレー１６の故障判定手順を示すフローチャートである。
この故障判定では、図３に示すように、まず、半導体検査用回路１２の容量１４に対し、半導体検査装置１０の電流源１７及び接地部１９をそれぞれ接続し、その容量１４に定電流を流し、容量測定を実施する(ステップＳ１１)。また、この容量測定の実行し、容量値を判定する(ステップＳ１２）。この容量値測定では、前述の測定点における電圧Ｖ１、Ｖ２にもとづき、容量値が正常か否かが判定される(ステップＳ１３）。また、必要に応じて、図５に示すような回路接続によって、前記同様の容量測定が順次実行される。

ステップＳ１３で容量値が正常であると判定された場合には、続いてテストプログラムに従って、半導体検査用回路１２の抵抗１５に対し、半導体検査装置１０の電流源１７と接地部１９をそれぞれ接続し、抵抗１５に定電流を流し、抵抗値の測定が実行される(ステップＳ１４）。この抵抗測定では、前述のような測定点における電圧Ｖ３、Ｖ４にもとづき、抵抗１５の抵抗値が正常か否かが判定される（ステップＳ１５）。

抵抗値が正常である場合には、テストプログラムに従い、半導体検査用回路１２のリレー１６及び抵抗１５に対し、半導体検査装置１０の電流源１７と接地部１９とを接続し、このリレー１６及び抵抗１５に定電流を流し、リレー１６の動作確認を行う(ステップＳ１６)。これにより、リレー１６のオン、オフに応じた電圧Ｖ５、Ｖ６が測定点に得られるため、電圧Ｖ５、Ｖ６からリレー１６が正常か異常かが判定される（ステップＳ１７）。こうして、容量１４、抵抗１５及びリレー１６のいずれもが正常と判定された場合には、検査プログラムを終了するか否かを決定し(ステップＳ１９）、終了する場合には、半導体検査用回路１２の故障検出処理を終了する。

一方、ステップＳ１３で容量値が異常と判定された場合、ステップＳ１５で抵抗値が異常と判定された場合、ステップＳ１７でリレー１６の動作が異常と判定された場合には、図示しない表示手段に対しそれぞれ容量１４、抵抗１５、リレー１６が故障であることを表示した後(ステップＳ１８)、ステップＳ１９の処理に移行する。

なお、上記実施形態では、容量値判定、抵抗測定、リレー動作確認の各手順を順に行ったが、必要に応じて、その一部の手順のみ実行し、他の手順を省略してもよい。また、容量値判定、抵抗測定、リレー動作確認の各手順は上記実施形態の順番に限定されず、適宜変更可能である。

このように、本発明の実施形態の半導体検査装置１０によれば、半導体素子等の被検査デバイスＤの検査を行う際に被検査デバイスＤが接続される半導体検査用回路１２と接続可能な半導体検査装置１０であって、前記半導体検査用回路１２に接続可能な回路測定手段Ｓを設け、制御部２０により、前記回路測定手段Ｓを前記半導体検査用回路１２に電気的に接続し、該半導体検査用回路１２の電気特性を検出するように構成したことにより、半導体検査装置１０に備えられた回路測定手段Ｓを半導体検査用回路１２に電気的に接続し、半導体検査用回路１２の電気特性を検出することにより、従来のように被検査デバイスＤを半導体検査用回路１２に接続した状態とすることなく、該半導体検査用回路１２の検査を行うことができる。こうすれば、半導体素子の検査時のように半導体検査用回路１２を半導体検査装置１０に接続した状態とすることで、同時に、回路測定手段Ｓと半導体検査用回路１２との接続を確保することができ、従来のように半導体検査装置１０とは別の測定部材を半導体検査用回路１２に手作業で接続して半導体素子を接続した状態で検査するといった煩雑な作業を行う必要がない。また、回路測定手段Ｓが半導体検査装置１０に備えられているため、半導体検査装置１０とは別の測定部材を必要としない。

また、本発明の実施形態の半導体検査用回路基板の検査方法によれば、被検査デバイスＤの検査を行う際に半導体検査装置１０に接続される半導体検査用回路１２を検査する検査方法であって、前記半導体検査用回路１２に、前記半導体検査装置１０に備えられた回路測定手段Ｓを電気的に接続し、半導体検査用回路１２の電気特性を検出することにより、回路測定手段Ｓと半導体装置との接続及び半導体検査用回路１２の故障検査を、煩雑な手作業を伴うことなく簡単に、また、別途の測定部材を用意することなく、ローコストに実現できる。

本発明に係る半導体検査装置に半導体検査用回路を接続した状態を示す図である。 本発明に係る半導体検査装置と、該半導体検査装置に接続された半導体検査用回路の構成を示すブロック図である。 半導体検査用回路の容量を測定する状態を示すブロック図である。 測定された容量の電気特性を示すグラフである。 半導体検査用回路の容量を測定する別の状態を示すブロック図である。 半導体検査用回路の抵抗を測定する状態を示すブロック図である。 測定された抵抗の電気特性を示すグラフである。 半導体検査用回路のリレーを測定する状態を示すブロック図である。 測定されたリレーの電気特性を示すグラフである。 半導体検査用回路の検査手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 半導体検査装置
１１ ＩＣソケット（接続部）
１２ 半導体検査用回路
１４ 容量
１５ 抵抗
１６ リレー
１７ 電流源
１８ 電圧源
１９ 接地部
２０ 制御部
Ｓ 回路測定手段

Claims (6)

1. 半導体素子の検査を行う際に前記半導体素子が接続される半導体検査用回路と接続可能な半導体検査装置であって、
   前記半導体検査用回路に接続可能な回路測定手段と、
   前記回路測定手段を前記半導体検査用回路に電気的に接続し、該半導体検査用回路の電気特性を検出する制御部と、を備えていることを特徴とする半導体検査装置。
2. 前記回路測定手段が、半導体検査装置に備えられた電流源と、電圧源と、接地部とのうちいずれか１つ又は複数であることを特徴とする請求項１に記載の半導体検査装置。
3. 前記回路測定手段が、前記半導体検査用回路に設けられた容量と、抵抗と、リレーとのうち少なくとも１つに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体検査装置。
4. 半導体素子の検査を行う際に半導体検査装置に接続される半導体検査用回路を検査する検査方法であって、
   前記半導体検査用回路に、前記半導体検査装置に備えられた回路測定手段を電気的に接続し、該半導体検査用回路の電気特性を検出することを特徴とする半導体検査用回路基板の検査方法。
5. 前記回路測定手段が、前記半導体検査装置に備えられた電流源と、電圧源と、接地部とのうちいずれか１つ又は複数であることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
6. 前記回路測定手段が、前記半導体検査用回路に設けられた容量と、抵抗と、リレーとのうち少なくとも１つに電気的に接続されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の検査方法。

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