JP2009059875A - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関し、特に、異なる電源装置から同一の電源電圧が入力される複数の端子を備えた半導体装置を検査する工程を含む半導体装置の製造方法およびその製造方法の実現に好適な半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing method including a step of inspecting a semiconductor device having a plurality of terminals to which the same power supply voltage is input from different power supply devices. The present invention relates to a semiconductor device suitable for realizing the method.
半導体集積回路装置(以下、半導体装置という。)の製造工程には、拡散工程によりウエハ上に形成された複数の半導体チップを、拡散工程の終了後に、ウエハ状態や分割した半導体チップをパッケージに封止した状態で機能特性を検査し、各半導体チップの良・不良を判定する検査工程が組み込まれている。近年の半導体装置の多機能化に伴って、大規模化、高機能化するシステムLSIに代表されるSoC(システムオンチップ)では、機能特性を検査するために半導体装置に入力する、テストパターンが長大化している。 In the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as a semiconductor device), a plurality of semiconductor chips formed on a wafer by a diffusion process are sealed in a package after the diffusion process is completed. An inspection process for inspecting the functional characteristics in a stopped state and determining whether each semiconductor chip is good or defective is incorporated. SoC (system on chip) typified by system LSIs that are becoming larger and more functional with the increasing number of functions of semiconductor devices in recent years, there are test patterns that are input to semiconductor devices in order to inspect functional characteristics. It is getting longer.
このため、工程内検査や出荷検査等の検査時間が長くなり、製品コストに占める検査コストの割合が大きくなっている。このような問題を解決する手段の一つとして、半導体装置の設計段階で、検査に用いるテストパターンを生成する回路と出力判定データを圧縮する回路とを半導体装置内に組み込むBIST(Built-In Self Test)が提案されている。 For this reason, inspection time such as in-process inspection and shipping inspection becomes longer, and the ratio of the inspection cost to the product cost is increased. As one means for solving such a problem, a BIST (Built-In Self) in which a circuit for generating a test pattern used for inspection and a circuit for compressing output determination data are incorporated in the semiconductor device at the design stage of the semiconductor device. Test) has been proposed.
BISTは、検査機能を、テスタなどの検査装置側と検査対象となる半導体集積回路装置(以下、DUT(Device Under Test)という。)側とに分散して配置し、検査コストを削減しようとするものである。特に、ランダムロジック回路を対象としたロジックBISTでは、半導体装置内部にランダム信号発生器と出力パターン圧縮器とを内蔵することにより、非常に小さいサイズのテストパターンで回路の検査ができる。そのため、テストパターン生成コストが低減できる。また、非常に少ないピン数で検査できるため、安価な検査装置で高機能のシステムLSIを検査することができる。 BIST tries to reduce the inspection cost by distributing the inspection function between the inspection device such as a tester and the semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as DUT (Device Under Test)) to be inspected. Is. In particular, in a logic BIST intended for a random logic circuit, a circuit can be inspected with a very small test pattern by incorporating a random signal generator and an output pattern compressor in the semiconductor device. Therefore, the test pattern generation cost can be reduced. Further, since inspection can be performed with a very small number of pins, a high-performance system LSI can be inspected with an inexpensive inspection apparatus.
さらに、検査装置からの外部入力動作クロック(例えば、100MHz)を、半導体装置の内部回路で逓倍して回路動作基準クロック(例えば、400MHz)を発生させることにより、外部入力動作クロックよりも高速なクロックで動作させた状態の検査を安定して行うことができる。このため、周波数の低いクロック信号を入力した場合でも、実使用時と同一速度(at-speed)での検査が可能であり、遅延故障をスクリーニングできるといった特徴を有している。また、外部入力動作クロックを、例えば、回路動作基準クロックとした場合、実使用時の動作クロック周波数より高速で動作する状態での検査を行うこともできる。今後、ロジックBISTの検査機能により、ますます複雑になるSoCの設計、製造および検査が効率化され、検査コストを大幅に削減できることが期待されている。同時に、SoCの製品化までの期間を大幅に短縮できることが期待されている。 Further, by multiplying an external input operation clock (for example, 100 MHz) from the inspection device by an internal circuit of the semiconductor device to generate a circuit operation reference clock (for example, 400 MHz), a clock faster than the external input operation clock. It is possible to carry out the inspection of the state in which it is operated stably. For this reason, even when a low-frequency clock signal is input, the inspection can be performed at the same speed (at-speed) as in actual use, and delay faults can be screened. Further, when the external input operation clock is, for example, a circuit operation reference clock, it is possible to perform an inspection in a state of operating at a speed higher than the operation clock frequency in actual use. In the future, the logic BIST inspection function is expected to increase the efficiency of SoC design, manufacturing and inspection, which will become increasingly complex, and greatly reduce the inspection cost. At the same time, it is expected that the time to commercialization of SoC can be greatly shortened.
ところで、BISTでは、半導体装置の検査を短時間で実施するために、回路ユニットを構成する回路ブロックをできる限り多く同時に高速に動作させた状態で検査する。この場合、半導体装置内部で瞬時に消費する電力量が極めて大きくなる。そのため、検査時に、実使用時のオペレーション電流以上の大きな電源電流を外部から供給する必要がある。例えば、検査対象である半導体装置の実使用時のオペレーション電流が500mA以下であり、検査装置が装備している検査用電源の電流供給能力が500mAであるとする。この場合、検査用電源により、半導体装置を実使用状態で動作させることができる。しかしながら、BISTの組み込み検査機能を使用した検査時(以下、BISTを使用した検査という。)の当該半導体装置の消費電流が500mAを超えると検査用電源からの電源電流供給量が不足することになる。この場合、BISTを使用した検査ができなくなる。このため、検査装置に対して、検査時の電流供給能力を増強することが要求されている。 By the way, in BIST, in order to inspect a semiconductor device in a short time, inspection is performed in a state where as many circuit blocks constituting a circuit unit are operated at the same time as fast as possible. In this case, the amount of power consumed instantaneously inside the semiconductor device becomes extremely large. Therefore, at the time of inspection, it is necessary to supply a large power supply current from the outside that is greater than the operation current during actual use. For example, it is assumed that the operation current at the time of actual use of the semiconductor device to be inspected is 500 mA or less, and the current supply capability of the power supply for inspection provided in the inspection apparatus is 500 mA. In this case, the semiconductor device can be operated in an actual use state by the inspection power source. However, if the consumption current of the semiconductor device exceeds 500 mA at the time of inspection using the built-in inspection function of BIST (hereinafter referred to as inspection using BIST), the amount of power supply current supplied from the inspection power supply becomes insufficient. . In this case, inspection using BIST cannot be performed. For this reason, it is required for the inspection apparatus to enhance the current supply capability at the time of inspection.
検査用電源の電流供給能力を増強する一般的な手法として、複数の検査用電源を並列で使用する手法がある。すなわち、DUTを載置する検査基板上の共通電源配線を介して複数の検査用電源を並列に接続した状態で、当該共通電源配線にDUTの電源端子を接続する。この場合、並列に接続された検査用電源が同一の電源電圧を出力することにより、1つの検査用電源を使用した場合よりも、電流供給能力を増大させることができる。ここで、検査基板とは、DUTと検査装置との電気的な接続を実現する回路パターンが形成された基板を指す。例えば、ソケットボードやプローブカード等を構成する基板が検査基板にあたる。 As a general technique for enhancing the current supply capability of the inspection power supply, there is a technique of using a plurality of inspection power supplies in parallel. That is, with a plurality of inspection power supplies connected in parallel via the common power supply wiring on the inspection substrate on which the DUT is placed, the power supply terminal of the DUT is connected to the common power supply wiring. In this case, since the power supplies for inspection connected in parallel output the same power supply voltage, the current supply capability can be increased as compared with the case where one power supply for inspection is used. Here, the inspection substrate refers to a substrate on which a circuit pattern that realizes electrical connection between the DUT and the inspection apparatus is formed. For example, a board constituting a socket board, a probe card or the like corresponds to the inspection board.
図5は、複数の電源端子を有するDUTと、検査装置の検査用電源を並列に使用して当該DUTを検査する場合の結線状態を示す回路図である。図5では、DUT100は、パッケージ1に半導体チップ102が封止された構造を有する。半導体チップ102は、DUT100の機能を実現する回路群3を備える。図5の例では回路群3は、第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33、第2のロジック回路34、第2のメモリ回路35等の、複数の回路ユニットで構成されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a connection state when a DUT having a plurality of power supply terminals and an inspection power source of the inspection apparatus are used in parallel to inspect the DUT. In FIG. 5, the DUT 100 has a structure in which a
本事例では、第1のロジック回路31、アナログ回路32、および第1のメモリ回路33が同一の電源電圧(例えば、3V)で動作し、第2のロジック回路34、および第2のメモリ回路35は他の同一の電源電圧(例えば、5V)で動作するものとする。また、半導体チップ102は、各回路ユニット31〜35にそれぞれ接続された電源線5、6、7、8、9を備えている。各回路ユニット31〜35は電源線5〜9に印加された電源電圧により動作する。電源線5〜9は、半導体チップ102上に形成された端子であるパッドPD1、PD2、PD3、PD4、PD5にそれぞれ接続されている。PD1〜PD5の各パッドは、ボンディングワイヤW1、W2、W3、W4、W5を介して、パッケージ1が備える複数の外部端子L1、L2、L3、L4、L5にそれぞれ接続されている。
In this example, the
DUT100の検査を行う場合、検査装置4は、検査基板20を介してDUT100の外部端子L1〜L5に電源電圧および電源電流を供給する。ここでは、第1のロジック回路31に対して、BISTを使用した検査が実施されるとする。また、当該BISTを使用した検査では、第1のロジック回路31において、実使用時に同時に動作されることのない複数の回路ブロックが同時に動作する。このため、検査基板20上では、外部端子L1に対応する電源配線が、複数の検査用電源を並列に接続するための共通電源配線21になっている。ここでは、検査装置4が備える検査用電源41および42が共通電源配線21を通じてDUT100の外部端子L1に電源電圧および電源電流を供給する。このような結線状態にすることで、BISTを使用した検査が実施される第1のロジック回路31に対する電源電流供給量を増大させることができる。
When inspecting the DUT 100, the inspection apparatus 4 supplies a power supply voltage and a power supply current to the external terminals L1 to L5 of the DUT 100 via the
また、検査装置4が備える検査用電源43、44、45、46は、検査基板20を通じてDUT100の外部端子L2、L3、L4、L5にそれぞれ電源電圧および電源電流を供給する。なお、図5では、DUT100として、パッケージ1に封止された半導体チップ102を例示しているが、ウエハ状態の検査では、半導体チップ102上のパッドPD1〜PD5に検査基板20に設けられたプローブ針を接触させることで電源電圧および電源電流が供給される。
Further, the
DUTの機能が正常であるか否かを判定するための検査は、一般にDUTの信号入力端子に所定の入力信号を印加し、当該入力信号に応じて信号出力端子から出力される信号を計測することにより実施される。特にデジタル信号処理を行うDUTに対しては、所定のローレベルとハイレベルのシリアル信号(以下、入力パターンという。)を入力し、計測した出力信号が、期待されるローレベルとハイレベルのシリアル信号(以下、出力期待値パターンという。)であるか否かを検査する。なお、BISTを使用した検査では、半導体チップ上のランダム信号発生器に、ランダム信号を発生させる入力パターンが入力される。 In order to determine whether or not the function of the DUT is normal, in general, a predetermined input signal is applied to the signal input terminal of the DUT, and a signal output from the signal output terminal is measured according to the input signal. Is implemented. In particular, for a DUT that performs digital signal processing, a predetermined low level and high level serial signal (hereinafter referred to as an input pattern) is input, and the measured output signal is an expected low level and high level serial signal. It is inspected whether it is a signal (hereinafter referred to as an output expected value pattern). In the inspection using BIST, an input pattern for generating a random signal is input to a random signal generator on a semiconductor chip.
図5の例では、検査用電源41〜46により電源電圧および電源電流が供給された状態で、図示しないインターフェイスおよび信号入力端子を通じて、検査装置4からDUT100に入力パターンが入力される。このとき、DUT100の出力信号は、図示しない信号出力端子およびインターフェイスを通じて、検査装置4の検査用計測チャネルに取り込まれる。検査装置4は出力信号と出力期待値パターンとの比較を行い、DUT100が実使用時に規定の動作を正しく行うか否かを判定する。
In the example of FIG. 5, an input pattern is input from the inspection apparatus 4 to the DUT 100 through an interface and a signal input terminal (not shown) in a state where the power supply voltage and the power supply current are supplied from the
なお、DUT100の正常動作を保証するための機能検査として、第1のロジック回路31と第2のロジック回路34に対しては、動作クロック周波数を低速にした動作(以下、低速動作という。)、および動作クロック周波数を高速にした動作(以下、高速動作という。)でのBISTを使用した検査やスキャン回路動作等の検査が行われる。また、第1のメモリ回路33と第2のメモリ回路35に対しては、低速動作および高速動作でのデータの読み書き動作等の検査等が行われる。さらに、アナログ回路32に対しては、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差、微分直線性誤差、全高調波歪率、信号対雑音比等が検査される。
As a function test for assuring the normal operation of the DUT 100, the
これらの検査では、各回路ユニット31〜35を他の回路ユニットと関係なく独立に動作させた状態の検査と、複数の回路ユニットを組み合わせて動作させた状態の検査が、クロック信号に同期した状態でそれぞれ実施される。
In these inspections, the state in which each
図5では、検査装置4が備える検査用電源41〜46は、実使用時の各回路ユニットのオペレーション電流(例えば、最大500mA)を供給できる電流供給能力を有している。しかしながら、一般にロジック回路は、アナログ回路やメモリ回路に比べて半導体集積回路全体の面積に占める回路規模が大きく、その消費電力も大きい。このため、第1のロジック回路31に対して、検査用電源41、42を並列に接続し、外部端子L1へ供給できる電流量を500mA×2=1Aまで増強している。これにより、BISTを使用した検査を実施する際に、第1のロジック回路31に供給される必要がある電源電流が、1つの検査用電源の電流供給能力を超えた場合(例えば、約600mA〜1A)でも、正常にDUT100を動作させることができる。なお、ここでは、第2のロジック回路34に対するBISTを使用した検査においては、第2のロジック回路34に供給される必要がある電源電流が、1つの検査用電源の電流供給能力を超えないものとしている。
In FIG. 5, the inspection power supplies 41 to 46 included in the inspection apparatus 4 have a current supply capability capable of supplying an operation current (for example, a maximum of 500 mA) of each circuit unit during actual use. However, in general, a logic circuit occupies a large circuit scale in the area of the entire semiconductor integrated circuit and consumes a large amount of power as compared with an analog circuit or a memory circuit. For this reason, the test power supplies 41 and 42 are connected in parallel to the
図5に示したように、大きな電流が流れる電源端子に、複数個の検査用電源を並列に接続することにより、電源電流を不足なく供給可能になり、BISTを使用した高速動作テストが実施できる。そのため、テスト時間の短縮を図ることができる。本構成では、電源電圧および電源電流が供給される外部端子の数が5個であるのに対し、検査時には6個の検査用電源を使用して、回路群3を動作させることになる。
As shown in FIG. 5, by connecting a plurality of inspection power supplies in parallel to a power supply terminal through which a large current flows, a power supply current can be supplied without shortage, and a high-speed operation test using BIST can be performed. . Therefore, the test time can be shortened. In this configuration, the number of external terminals to which the power supply voltage and the power supply current are supplied is five, whereas the
一方、半導体装置の検査工程では、検査時間をより短縮し、検査コストを低減するために、複数のDUTを同時に検査する同時測定が行われている。このように複数個のDUTを同時に検査することにより、検査工程のスループットを向上させることができ、検査コストを削減することができる。例えば2個のDUTを1回の検査で同時に測定する場合、DUT1個あたりの検査時間は1/2になる。 On the other hand, in the inspection process of a semiconductor device, in order to further shorten the inspection time and reduce the inspection cost, simultaneous measurement for inspecting a plurality of DUTs simultaneously is performed. By simultaneously inspecting a plurality of DUTs in this way, the throughput of the inspection process can be improved and the inspection cost can be reduced. For example, when two DUTs are simultaneously measured in one inspection, the inspection time per DUT is halved.
図6は、図5に例示したDUT100を複数個同時に検査する場合のDUTと検査装置の検査用電源との結線状態を示す回路図である。図6では、DUT100aとDUT100bとを同時に検査する事例を示している。なお、DUT100aとDUT100bの構造は、上述したDUT100と同一であり、各DUT100a、100bに属する各部は、符号の末尾にそれぞれa、bを付すことにより区別する。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a connection state between the DUT and the inspection power supply of the inspection apparatus when a plurality of DUTs 100 illustrated in FIG. 5 are inspected simultaneously. FIG. 6 shows an example in which the
図6の例では、検査基板20上ではDUT100aの外部端子L1aに対応する電源配線が共通電源配線21になっている。また、DUT100bの外部端子L1bに対応する電源配線が共通電源配線22になっている。検査装置4が備える検査用電源41、42が共通電源配線21を通じてDUT100aの外部端子L1aに電源電圧および電源電流を供給する。また、検査用電源47、48が共通電源配線22を通じてDUT100bの外部端子L1bに電源電圧および電源電流を供給する。また、検査装置4が備える検査用電源43、44、45、46、49、50、51、52は、検査基板20を通じてDUT100aの外部端子L2a、L3a、L4a、L5a、DUT100bの外部端子L2b、L3b、L4b、L5bにそれぞれ電源電圧および電源電流を供給する。
In the example of FIG. 6, the power supply wiring corresponding to the external terminal L <b> 1 a of the
以上の結線状態により、DUT100aの第1のロジック回路31aに対する電源電流供給量は、500mA×2=1Aまで増大され、DUT100bの第1のロジック回路31bに対する電源電流供給量も、500mA×2=1Aまで増大される。これにより、BISTを使用した検査を実施する際に、第1のロジック回路31a、31bに供給される必要がある電源電流が、1つの検査用電源の電源電流供給能力を超えた場合(例えば、約600mA〜1A)でも、正常にDUT100a、100bを動作させることができる。
With the above connection state, the power supply current supply amount to the
図6に示したように、大きな電流が流れる電源端子に、複数個の検査用電源を並列に接続することにより、電源電流を不足なく供給することができる。この場合、DUT100a、DUT100bの双方に対して、BISTを使用した高速動作テストを同時に実施することができる。そのため、テスト時間の短縮を図ることができる。本構成では、電源電圧および電源電流が供給される外部端子の数が10個であるのに対し、検査時には12個の検査用電源を使用して、回路群3a、3bを動作させることになる。
As shown in FIG. 6, the power supply current can be supplied without shortage by connecting a plurality of inspection power supplies in parallel to the power supply terminal through which a large current flows. In this case, a high-speed operation test using BIST can be simultaneously performed on both the
上述のような同一電圧を出力する複数の検査用電源を並列で使用する検査手法によれば、検査装置の検査用電源の電流供給能力を個々に向上させる必要がない。すなわち、新規に電流供給能力が高い検査用電源を多数装備した検査装置を購入したり、電流供給能力が高い検査用電源のみを新規に多数購入し取り替えたりすることなく、検査装置の電流供給能力を向上させることができる。 According to the inspection method using a plurality of inspection power supplies that output the same voltage in parallel as described above, it is not necessary to individually improve the current supply capability of the inspection power supply of the inspection apparatus. In other words, the current supply capacity of the inspection device can be purchased without purchasing a new inspection device equipped with a large number of inspection power supplies with a high current supply capability or purchasing and replacing only a large number of inspection power sources with a high current supply capability. Can be improved.
なお、本願発明に関連する先行技術として、以下の特許文献がある。
しかしながら、近年、半導体装置と外部回路との接続端子数が増大しており、このような半導体装置では種々の機能を実現するためにメモリ回路、ロジック回路、アナログ回路等の種々の回路が混載されている。これらの回路を駆動するための電源電圧は単一ではなく、回路によって電源電圧が異なっていることも多い。このため、半導体装置の検査において、同時に使用する検査用電源の数が増大している。このような情勢において、上述のように、半導体チップ上の1つ電源線に対して、複数の検査用電源から電源電圧および電源電流を供給した状態で検査を行う場合、以下のような問題が生じる。 However, in recent years, the number of connection terminals between a semiconductor device and an external circuit has increased, and in such a semiconductor device, various circuits such as a memory circuit, a logic circuit, and an analog circuit are mixedly mounted in order to realize various functions. ing. The power supply voltage for driving these circuits is not single, and the power supply voltage is often different depending on the circuit. For this reason, in the inspection of semiconductor devices, the number of inspection power supplies used at the same time is increasing. In such a situation, as described above, when an inspection is performed with one power supply line on a semiconductor chip supplied with a power supply voltage and a power supply current from a plurality of inspection power supplies, the following problems occur. Arise.
すなわち、通常は、検査装置の筐体に装備できる検査用電源の個数が限られている。また、上述のように、検査用電源を追加したり、新規に大規模な検査装置を購入したりすることは、コスト面の制限により容易ではない。このため、上述のような、多数の検査用電源を必要とする半導体装置の検査において、供給可能な電源電流量を補うためだけの検査用電源を確保することは困難である。また、より多くの検査用電源を必要とする、複数個の半導体装置の同時測定を行う場合には、供給可能な電源電流量を補うためだけの検査用電源を確保することはさらに困難になる。 That is, normally, the number of power supplies for inspection that can be installed in the casing of the inspection apparatus is limited. Further, as described above, it is not easy to add an inspection power supply or purchase a new large-scale inspection apparatus due to cost limitations. For this reason, in the inspection of a semiconductor device that requires a large number of power supplies for inspection as described above, it is difficult to secure a power supply for inspection only to supplement the amount of power supply current that can be supplied. Further, when performing simultaneous measurement of a plurality of semiconductor devices that require a larger number of power supplies for inspection, it becomes more difficult to secure a power supply for inspection only to supplement the amount of power supply current that can be supplied. .
供給可能な電源電流量を補う検査用電源を確保するができない場合、既存の検査用電源数の範囲内では、BISTを使用した高速動作テストが実施できなくなる。特に、BISTを使用した検査時に電源電流が不足する場合は、通常のオペレーション動作に近い動作テストしかできなくなる。この場合、BISTを使用した検査による検査時間の短縮を実現することができない。また、多数個の同時測定の実施が困難になり、検査時間の大幅な短縮ができなくなる等の問題が発生する。そして、このような問題点を解決する有効な検査方法は存在しない。 If an inspection power supply that can compensate for the amount of power supply current that can be supplied cannot be secured, a high-speed operation test using the BIST cannot be performed within the existing number of inspection power supplies. In particular, when the power supply current is insufficient at the time of inspection using the BIST, only an operation test close to a normal operation operation can be performed. In this case, it is impossible to reduce the inspection time by the inspection using the BIST. In addition, it becomes difficult to perform a large number of simultaneous measurements, and problems such as the inability to greatly shorten the inspection time occur. There is no effective inspection method for solving such problems.
今後、半導体装置の製品検査を行う検査装置は、より多数の検査用電源および多数の検査用計測チャネル(半導体装置からの出力を計測する計測器類)を装備することが必要になると予想される。また、今後、DUTのシステムLSI化の進行とともに、メモリ回路やロジック回路等のデジタル回路およびアナログ回路を検査する機能を備える検査装置の規模は益々大きくなり、検査コストはますます上昇すると予想される。その一方で、半導体装置のカスタム化により、検査設備の初期投資金額の回収が完了しないうちに、半導体装置のカスタム化に応じた機能の検査が必要となる。すなわち、検査装置自体の測定機能を拡大するためのさらなる投資が必要になり、検査装置に対する投資を短期間で回収することが困難となる。このため、検査装置が装備する検査用電源数の増大を抑制する必要性は、これまで以上に高まってくる。 In the future, it is expected that an inspection apparatus for inspecting a product of a semiconductor device will need to be equipped with a larger number of inspection power sources and a larger number of inspection measurement channels (measuring instruments for measuring the output from the semiconductor device). . In the future, with the progress of DUT system LSI development, the scale of inspection equipment equipped with functions for inspecting digital circuits and analog circuits such as memory circuits and logic circuits will increase, and the inspection cost is expected to increase further. . On the other hand, due to the customization of the semiconductor device, the function according to the customization of the semiconductor device is required before the collection of the initial investment amount of the inspection facility is completed. In other words, further investment is required to expand the measurement function of the inspection apparatus itself, and it becomes difficult to recover the investment for the inspection apparatus in a short period of time. For this reason, the necessity for suppressing the increase in the number of power supplies for inspection with which the inspection apparatus is equipped increases more than before.
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、検査用電源数の増大を抑制するとともに、単一の検査用電源の電源電流供給量を越える電源電流の供給を可能とし、半導体装置を効率的かつ確実に検査することができる検査工程を含む半導体装置の製造方法、および当該製造方法の実施に好適な半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and suppresses an increase in the number of power supplies for inspection and enables supply of a power supply current exceeding the power supply amount of a single power supply for inspection. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device including an inspection process capable of efficiently and reliably inspecting the semiconductor device, and a semiconductor device suitable for carrying out the manufacturing method.
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る半導体装置は、同一の電源電圧で動作する第1、第2および第3の半導体回路ユニットと、外部から互いに独立して電源電圧が印加される第1、第2および第3の電源線とを備える。さらに、第1、第2および第3の電源線のそれぞれが、互いに独立して第1、第2および第3の半導体回路ユニットのそれぞれに電源電圧を印加する非共通状態と、第1の電源線および第2の電源線が第1の半導体回路ユニットに同時に電源電圧を印加するとともに、第3の電源線が第2および第3の半導体回路ユニットに電源電圧を印加する共通状態とを選択的に切り替えるスイッチ部とを備える。 The present invention employs the following means in order to achieve the above object. That is, the semiconductor device according to the present invention includes the first, second, and third semiconductor circuit units that operate at the same power supply voltage, and the first, second, and second power supply voltages that are independently applied from the outside. 3 power lines. Furthermore, each of the first, second and third power supply lines applies a power supply voltage to each of the first, second and third semiconductor circuit units independently of each other, and the first power supply And a common state in which the power supply voltage is simultaneously applied to the first semiconductor circuit unit by the line and the second power supply line, and the power supply voltage is selectively applied to the second and third semiconductor circuit units by the third power supply line. And a switch unit for switching to.
本構成によれば、スイッチ部を非共通状態と共通状態とを切り替えることにより、電源電流を供給する、半導体装置内の特定の半導体回路ユニットに単一の電源装置が接続された状態と、当該特定の半導体回路ユニットに複数の電源装置が接続された状態とを切り替えることができる。すなわち、検査装置の電源装置数を増大させることなく、特定の半導体回路ユニットへの電流供給能力を、必要に応じて増大させることができる。また、本構成では、スイッチ部が共通状態にあるときに、第2および第3の半導体回路に、第3の電源線により共通の電源電圧が供給される。したがって、第2の半導体回路への電源供給が遮断されることはない。この結果、第1の半導体回路に対し、瞬時に大きな電源電流の供給が要求されるBISTの組み込み検査機能を使用した機能検査を、結線状態を変更することなく実施することができる。 According to this configuration, a single power supply device is connected to a specific semiconductor circuit unit in the semiconductor device that supplies a power supply current by switching the switch unit between a non-common state and a common state, and A state in which a plurality of power supply devices are connected to a specific semiconductor circuit unit can be switched. That is, the current supply capability to a specific semiconductor circuit unit can be increased as necessary without increasing the number of power supply devices of the inspection device. In this configuration, when the switch unit is in a common state, a common power supply voltage is supplied to the second and third semiconductor circuits through the third power supply line. Accordingly, power supply to the second semiconductor circuit is not interrupted. As a result, it is possible to perform a function test using the built-in test function of BIST that requires instantaneous supply of a large power supply current to the first semiconductor circuit without changing the connection state.
上記構成において、第1、第2および第3の半導体回路と、第1、第2および第3の電源線と、スイッチ部とは、同一の半導体基板上に形成することができる。また、上記スイッチ部は、導通状態と遮断状態を選択的に切り替える3つのスイッチ素子により構成することができる。この場合、第1のスイッチ素子は、第1の電源線と第2の電源線とを選択的に電気的に接続する第1の接続配線に介在される。また、第2のスイッチ素子は、第2の電源線と第3の電源線とを選択的に電気的に接続する第2の接続配線に介在される。さらに、第3のスイッチ素子は、第2の電源線と第1の接続配線との接続点と、第2の電源線と第2の接続配線との接続点との間の第2の電源線に介在される。 In the above structure, the first, second and third semiconductor circuits, the first, second and third power supply lines and the switch portion can be formed on the same semiconductor substrate. In addition, the switch unit can be configured by three switch elements that selectively switch between a conduction state and a cutoff state. In this case, the first switch element is interposed in the first connection wiring that selectively electrically connects the first power supply line and the second power supply line. The second switch element is interposed in a second connection wiring that selectively electrically connects the second power supply line and the third power supply line. Further, the third switch element includes a second power supply line between a connection point between the second power supply line and the first connection wiring and a connection point between the second power supply line and the second connection wiring. Intervened in.
また、上記構成において、スイッチ部は、制御信号の入力なしに非共通状態または共通状態を選択的に維持可能な素子により構成することもできる。このような素子として、例えば、フラッシュメモリ素子を使用することができる。 In the above structure, the switch portion can also be configured by an element that can selectively maintain a non-common state or a common state without inputting a control signal. As such an element, for example, a flash memory element can be used.
なお、上記半導体装置は、例えば、実使用時に、上記非共通状態で使用されるとともに、第1、第2および第3の電源線に、互いに独立した電源装置により同一の電源電位が印加される。 The semiconductor device is used in the non-common state in actual use, for example, and the same power supply potential is applied to the first, second, and third power supply lines by independent power supply devices. .
一方、他の観点では、本発明は、実使用時に、互いに独立した電源装置から同一電位の電源電圧が独立して印加される複数の半導体回路ユニットを備える半導体装置の製造方法を提供することができる。すなわち、本発明に係る半導体装置の製造方法は、以下の第1および第2の検査工程を含む。第1の検査工程では、第1の半導体回路ユニットに、第1の電源装置および第2の電源装置が同時に電源電圧を印加するとともに、第2の半導体回路ユニットおよび第3の半導体回路ユニットに、第3の電源装置が電源電圧を印加する状態で、少なくとも第1の半導体回路ユニットの電気特性を計測する。また、第2の検査工程では、上記第1の半導体回路ユニットに上記第1の電源装置が電源電圧を印加し、上記第2の半導体回路ユニットに上記第2の電源装置が電源電圧を印加し、上記第3の半導体回路ユニットに上記第3の電源装置が電源電圧を印加した状態で、上記第1、第2および第3の半導体回路ユニットの電気特性を計測する。 On the other hand, in another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of semiconductor circuit units to which a power supply voltage of the same potential is independently applied from power supply devices independent from each other in actual use. it can. That is, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the following first and second inspection steps. In the first inspection step, the first power supply device and the second power supply device simultaneously apply a power supply voltage to the first semiconductor circuit unit, and the second semiconductor circuit unit and the third semiconductor circuit unit With the third power supply device applying the power supply voltage, at least the electrical characteristics of the first semiconductor circuit unit are measured. In the second inspection step, the first power supply device applies a power supply voltage to the first semiconductor circuit unit, and the second power supply device applies a power supply voltage to the second semiconductor circuit unit. The electrical characteristics of the first, second, and third semiconductor circuit units are measured in a state where the power supply voltage is applied to the third semiconductor circuit unit by the third power supply device.
例えば、上記第1の検査工程では、第1の電源装置の上限電流供給量に起因して、第1の半導体回路の動作時の電源電流供給量が不足する検査項目の計測が実施され、上記第2の検査工程において、第1の電源装置の上限電流供給量に起因する、第1の半導体回路の動作時の電源電流供給量が不足することのない検査項目の計測が実施される。この場合、上記第1の検査工程で実施される検査は、第1の半導体回路ユニットを、実使用時の動作クロック周波数よりも高い周波数のクロック信号により動作させた状態で電気特性を計測する工程と、上記第2および第3の半導体回路ユニットを、前記第1の半導体回路ユニットによりも低い周波数のクロック信号により動作させた状態で電気特性を計測する工程とを含むことができる。 For example, in the first inspection step, measurement of an inspection item in which the power supply current supply amount during operation of the first semiconductor circuit is insufficient due to the upper limit current supply amount of the first power supply device is performed. In the second inspection step, measurement of inspection items is performed in which the power supply current supply amount during the operation of the first semiconductor circuit due to the upper limit current supply amount of the first power supply device is not insufficient. In this case, the inspection performed in the first inspection step is a step of measuring electrical characteristics in a state where the first semiconductor circuit unit is operated by a clock signal having a frequency higher than the operation clock frequency during actual use. And measuring the electrical characteristics in a state where the second and third semiconductor circuit units are operated by a clock signal having a frequency lower than that of the first semiconductor circuit unit.
本発明によれば、スイッチ部を非共通状態と共通状態とを切り替えることにより、半導体装置内の特定の半導体回路ユニットに単一の電源装置が接続された状態と、当該特定の半導体回路ユニットに複数の電源装置が接続された状態とを選択することができる。すなわち、特定の半導体回路ユニットへの電源電流供給能力を、検査装置の電源装置数を増大させることなく、必要に応じて増大させることができる。これにより、BISTを使用した検査時の回路動作のために、特定の半導体回路ユニットが必要とする電源電流が、実使用時のオペレーション電流を大きく上回る場合でも、電源電流を不足なく供給することができる。この結果、半導体装置に対するBISTを使用した機能検査を、検査装置の電源装置数を増大させることなく、かつ検査装置と半導体装置との結線状態を変更することなく実施することができる。また、スイッチ部を共通状態とした状況下であっても、特定の回路ユニット以外の他の回路ユニットに電源電圧が印加されているため、他の回路ユニットに対する検査を実施することができる。したがって、半導体装置に対する一連の検査を、短時間かつ低コストで実施することができる。 According to the present invention, the switch unit is switched between the non-common state and the common state, so that the single power supply device is connected to the specific semiconductor circuit unit in the semiconductor device, and the specific semiconductor circuit unit A state in which a plurality of power supply devices are connected can be selected. In other words, the power supply current supply capability to a specific semiconductor circuit unit can be increased as necessary without increasing the number of power supply devices of the inspection device. As a result, even when the power supply current required by a specific semiconductor circuit unit greatly exceeds the operation current during actual use for the circuit operation at the time of inspection using the BIST, the power supply current can be supplied without shortage. it can. As a result, the function inspection using the BIST for the semiconductor device can be performed without increasing the number of power supply devices of the inspection device and without changing the connection state between the inspection device and the semiconductor device. Further, even in a situation where the switch unit is in a common state, since the power supply voltage is applied to other circuit units other than the specific circuit unit, it is possible to inspect other circuit units. Therefore, a series of inspections for the semiconductor device can be performed in a short time and at a low cost.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本実施形態では、5つの半導体回路ユニットを備える半導体装置の検査時に、検査装置(テスター)が内蔵する5個の検査用電源のみを使用して、半導体装置の1つの半導体回路ユニットに対して供給する電源電流量を増強する事例として本発明を具体化している。
(First embodiment)
In the present embodiment, when a semiconductor device including five semiconductor circuit units is inspected, only five inspection power sources built in the inspection device (tester) are used and supplied to one semiconductor circuit unit of the semiconductor device. The present invention is embodied as an example of increasing the power supply current amount.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置を示す概略構成図である。また、図1において図5に示した従来の半導体装置の構成図と同様の作用、効果を有する部分には同一の符号を付している。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, parts having the same operations and effects as those in the configuration diagram of the conventional semiconductor device shown in FIG.
図1に示すように、本実施形態の半導体装置10は、パッケージ1に半導体チップ2が封止された構造を有する。半導体チップ2は、半導体装置10の機能を実現する回路群3を備える。本実施形態では図5の事例と同様、回路群3は、第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33、第2のロジック回路34、第2のメモリ回路35の各回路ユニットで構成されている。また、半導体チップ2は、各回路ユニット31〜35に電源電圧および電源電流を供給する電源線5、6、7、8、9を備えている。ここでは、第1のロジック回路31、アナログ回路32および第1のメモリ回路33が同一の電源電圧(例えば、3V)で動作し、第2のロジック回路34および第2のメモリ回路35は他の同一の電源電圧(例えば、5V)で動作するものとする。電源線5〜9は、半導体チップ2上に形成された端子であるパッドPD1、PD2、PD3、PD4、PD5にそれぞれ電気的に接続されている。各パッドPD1〜PD5は、ボンディングワイヤW1、W2、W3、W4、W5を介して、パッケージ1が備える複数の外部端子L1、L2、L3、L4、L5にそれぞれ接続されている。半導体装置10は、実使用時に、各外部端子L1〜L5のそれぞれに印加された電源電圧が、各回路ユニット31〜35のそれぞれに印加される状態で使用される。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の半導体装置10では、電源線5、電源線6および電源線7と、第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33との電気的な接続状態を非共通状態と共通状態とに選択的に切り替えるスイッチ部12が設けられている。ここで、非共通状態とは、電源線5が第1のロジック回路31に独立に接続され、電源線6がアナログ回路32に独立に接続され、電源線7が第1のメモリ回路33に独立に接続される状態である。すなわち、外部端子L1(パッドPD1)に接続された電源線、外部端子L2(パッドPD2)に接続された電源線および外部端子L3(パッドPD3)に接続された電源線のそれぞれが、互いに独立して第1のロジック回路31、アナログ回路32および第1のメモリ回路33のそれぞれに電気的に接続される。また、共通状態とは、電源線5および電源線6が第1のロジック回路に接続され、電源線7がアナログ回路32と第1のメモリ回路33とに接続される状態である。すなわち、外部端子L1(パッドPD1)に接続された電源線および外部端子L2(パッドPD2)に接続された電源線が第1のロジック回路31に電気的に接続され、外部端子L3(パッドPD3)に接続された電源線がアナログ回路32および第1のメモリ回路33に電気的に接続される。
In the
スイッチ部12は、3つのスイッチ素子SW1、SW2、SW3により構成されている。スイッチ素子SW1は、電源線5と電源線6とを電気的に接続する接続配線61に介在されている。スイッチ素子SW1は、閉状態(導通状態)と開状態(遮断状態)とを選択的に切り替えることにより、電源線5と電源線6とが電気的に接続される状態と、電源線5と電源線6とが電気的に分離される状態とを切り替える。スイッチ素子SW2は、電源線6と電源線7とを電気的に接続する接続配線62に介在されている。スイッチ素子SW2は、閉状態と開状態とを選択的に切り替えることにより、電源線6と電源線7とが電気的に接続される状態と、電源線6と電源線7とが電気的に分離される状態とを切り替える。また、スイッチ素子SW3は、電源線6と接続配線61との接続点63と、電源線6と接続配線62との接続点64との間の電源線6に介在されている。スイッチ素子SW3は、閉状態と開状態とを選択的に切り替えることにより、アナログ回路32と電源線6(パッドPD2)とが電気的に接続される状態と、アナログ回路32と電源線6(パッドPD2)とが電気的に分離される状態とを切り替える。
The
スイッチ素子SW1、SW2およびSW3は、閉状態と開状態とを選択的に切り替える半導体素子により構成される。当該スイッチ素子SW1、SW2、SW3として例えばトランスファゲートを使用することができる。ここで、トランスファゲートとは、MOSトランジスタのゲートに開閉制御信号を印加することにより、ソースとドレインとの間の導通状態または遮断状態を切り替えるトランジスタスイッチを指す。 The switch elements SW1, SW2, and SW3 are configured by semiconductor elements that selectively switch between a closed state and an open state. For example, transfer gates can be used as the switch elements SW1, SW2, and SW3. Here, the transfer gate refers to a transistor switch that switches a conduction state or a cutoff state between a source and a drain by applying an open / close control signal to the gate of the MOS transistor.
また、スイッチ素子SW1の開閉制御は、半導体チップ2上に形成された検査制御回路11がスイッチ素子SW1に開閉制御信号S1を入力することにより行われる。スイッチ素子SW2の開閉制御は、検査制御回路11がスイッチ素子SW2に開閉制御信号S2を入力することにより行われる。スイッチ素子SW3の開閉制御は検査制御回路11がスイッチ素子SW3に開閉制御信号S3を入力することにより行われる。
The opening / closing control of the switch element SW1 is performed when the
図2は、各スイッチ素子SW1、SW2、SW3の開閉状態と、上記非共通状態および共通状態との関係を示す模式図である。図2(a)が非共通状態を示しており、図2(b)が共通状態を示している。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the open / close states of the switch elements SW1, SW2, and SW3 and the non-common state and the common state. 2A shows a non-common state, and FIG. 2B shows a common state.
図2(a)に示すように非共通状態の場合、スイッチ素子SW3が閉状態となり、スイッチ素子SW1およびスイッチ素子SW2が開状態となる。この場合、上述のように、外部端子L1(パッドPD1)が電源線5を通じてロジック回路31に電気的に接続される。外部端子L2(パッドPD2)が電源線6を通じてアナログ回路32に電気的に接続される。外部端子L3(パッドPD3)が電源線7を通じて第1のメモリ回路33に電気的に接続される。
As shown in FIG. 2A, in the non-common state, the switch element SW3 is closed, and the switch element SW1 and the switch element SW2 are opened. In this case, as described above, the external terminal L1 (pad PD1) is electrically connected to the
また、図2(b)に示すように共通状態の場合、スイッチ素子SW3が開状態となり、スイッチ素子SW1およびスイッチ素子SW2が閉状態となる。この場合、上述のように、外部端子L1(パッドPD1)が電源線5を通じて第1のロジック回路31に電気的に接続されるとともに、外部端子L2(パッドPD2)が、パッドPD2と接続点63との間の電源線6、接続配線61および電源線5を通じて第1のロジック回路31に電気的に接続される。外部端子L3(パッドPD3)が、電源線7を通じで第1のメモリ回路33に電気的に接続されるとともに、接続配線62および電源線6を通じてアナログ回路32に電気的に接続される。また、外部端子L2(パッドPD2)は、アナログ回路32と電気的に分離されている。
Further, in the common state as shown in FIG. 2B, the switch element SW3 is opened, and the switch element SW1 and the switch element SW2 are closed. In this case, as described above, the external terminal L1 (pad PD1) is electrically connected to the
なお、上述のように、図1の半導体装置10は、実使用時に、各外部端子L1〜L5に互いに独立した電源装置がそれぞれ接続され、各回路ユニット31〜35に電源電圧および電源電流が供給される。すなわち、実使用時にはスイッチ部12は非共通状態になっている。この場合、第1のロジック回路31は外部端子L1(パッドPD1)に独立に供給された電源電圧および電源電流により動作する。アナログ回路32は外部端子L2(パッドPD2)に独立に供給された電源電圧および電源電流により動作する。そして、第1のメモリ回路33は外部端子L3(パッドPD3)に独立に供給された電源電圧および電源電流により動作する。このため、スイッチ素子SW3はノーマリオン型のスイッチ素子であることが好ましく、スイッチ素子SW1およびスイッチ素子SW2はノーマリオフ型のスイッチ素子であることが好ましい。
As described above, in the
図3は、上述の半導体装置10の検査を行う場合の半導体装置10(以下、DUT10という)と検査装置4との結線状態を示す回路図である。図3では、検査装置4が備える検査用電源装置41、42、43、44、45(以下、検査用電源という。)は、各回路ユニット31〜35の実使用時のオペレーション電流(例えば、最大500mA)を供給できる電流供給能力を有している。ここでは、検査装置4が備える検査用電源41〜45が検査基板20を通じてDUT10の外部端子L1、L2、L3、L4、L5にそれぞれ電源電圧および電源電流を供給する。また、検査用電源41〜45は、電圧源と、電圧源に流れる電流を測定する電流計により構成されている。なお、図3では、電源線に関与しない端子および配線の図示を省略しているが、DUT10は、電源電圧が印加される外部端子L1〜L5の他に、DUT10に処理させる信号を入力する信号入力端子、DUT10が処理した信号を出力する信号出力端子、各回路ユニット31〜35の動作を同期させるクロック信号を入力するクロック端子等を備えている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a connection state between the semiconductor device 10 (hereinafter referred to as DUT 10) and the inspection device 4 when the above-described
また、検査装置4は、上記信号入力端子に所定の検査用入力信号を入力する信号発生器、クロック端子にクロック信号を印加するクロック発生器、およびDUTに検査用入力信号を印加したときに、信号出力端子から出力される信号を計測する検査用計測チャネルを備えている。以下では、検査装置4が図示しないインターフェイスを介して、検査制御回路11に各スイッチ素子SW1、SW2、SW3の切り替えを指示する制御信号を入力するものとして説明する。
Further, the inspection device 4 has a signal generator for inputting a predetermined inspection input signal to the signal input terminal, a clock generator for applying a clock signal to the clock terminal, and a test input signal applied to the DUT. An inspection measurement channel for measuring a signal output from the signal output terminal is provided. In the following description, it is assumed that the inspection apparatus 4 inputs a control signal that instructs the
図3においてDUT10の検査を実施する場合、DUT10に対して検査装置4の検査用電源41、42、43のそれぞれが、検査基板20を介して、外部端子L1、L2、L3に所定の電源電圧(例えば、3V)を印加する。また、検査用電源44、検査用電源45のそれぞれが、外部端子L4、L5に所定の電源電圧(例えば、5V)を印加する。当該状態で検査装置4から図示しないインターフェイスおよび信号入力端子を介して、DUT10の回路群3を構成する第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33、第2のロジック回路34、第2のメモリ回路35のそれぞれに所定の入力パターンが検査用入力信号として入力される。
3, when the
また、当該検査用入力信号に応じて、第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33、第2のロジック回路34、第2のメモリ回路35から出力される信号は、図示しない信号出力端子およびインターフェイスを介して検査装置4に取り込まれる。検査装置4は、DUT10に入力しているクロック信号にしたがってそれぞれの出力信号と出力期待値パターンとの比較を行う。なお、DUT10の正常動作を保証するための検査工程における機能検査項目は、背景技術において説明したとおりであるのでここでの説明は省略する。以下、検査工程について具体的に説明する。
In addition, signals output from the
当該検査工程では、まず、図3のDUT10に対し、スイッチ部12を図2(b)に示す共通状態とした検査が実施される。ここでは、検査用電源の上限電流供給量に起因して、回路ユニットの動作時の電源電流供給量が不足する検査項目に対する検査、すなわち、第1のロジック回路31の消費電流量が検査用電源41の電流供給能力の上限を超える検査が実施される。ここでは、第1のロジック回路31に対して大きい電源電流の供給が必要となる、消費電流が大きい動作状態での検査が実施される。消費電流が大きい動作状態での検査とは、例えば、動作クロック周波数を実使用時よりも高速にした動作(以下、高速動作という)でのBISTを使用した検査およびスキャン回路動作等の検査である。このとき、検査装置4は、スイッチ部12を共通状態にするために、検査制御回路11に制御信号を入力し、スイッチ素子SW3を開状態にするとともにスイッチ素子SW1およびスイッチ素子SW2を閉状態にする。この状態で検査装置4は検査用電源41〜45によりDUT10に所定の電源電圧を印加する。これにより第1のロジック回路31には、検査用電源41と検査用電源42の双方から外部端子L1、L2(パッドPD1、PD2)を通じて電源電圧および電源電流が供給される。このとき、アナログ回路32および第1のメモリ回路33には、検査用電源43より外部端子L3(パッドPD3)を通じて共通の電源電圧が印加される。
In the inspection process, first, an inspection is performed on the
第1のロジック回路31に対して消費電流の大きい高速動作テストが行われている間、アナログ回路32およびアナログ回路32と共通の電源電圧が印加されている第1のメモリ回路33に対しては消費電流が小さい検査が実施される。例えば、アナログ回路32対しては、測定ポイントを間引いた、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差検査、微分直線性誤差検査等の検査が実施される。また、第1のメモリ回路33に対しては、動作クロック周波数を実使用時の動作クロック周波数と同等程度にした動作(以下、低速動作という)でのデータの読み書き動作検査が実施される。このため、アナログ回路32と第1のメモリ回路33とに供給が必要となる電源電流が、検査用電源43の電流供給量の上限を超えることはない。
While the high-speed operation test with large current consumption is performed on the
半導体装置10にスイッチ部12を搭載して本手法を使用することにより、外部端子L1に検査装置4の1つの検査用電源しか接続されていない状況下であっても、第1のロジック回路31に、検査用電源41および検査用電源42から電源電流を供給することができる。これにより、BISTを使用した検査時に第1のロジック回路31が必要とする電源電流に供給不足が発生することを防止できる。この結果、検査装置4が内蔵する検査用電源数が限られていても第1のロジック回路31に対する電源電流の供給能力を増強して、BISTを使用した検査を実施することができる。なお、このような高速の動作検査は、半導体装置の拡散工程における製造上の致命的な欠陥、潜在的欠陥がある不良品を早期に検出し、不良として測定対象から除外することを目的としている。
By mounting the
また、当該検査において、第1のロジック回路31で処理された信号をアナログ回路32においてD/A変換する場合、アナログ回路32と第1のメモリ回路33との間がスイッチ素子SW2通じて接続されているため、アナログ回路32と第1のメモリ回路33との間での電源ノイズの伝播が懸念される。しかしながら、測定ポイントを間引いた検査や低速動作の検査においては電源変動が小さいため、アナログ回路32と第1のメモリ回路33の双方とも、回路動作時の電源ノイズの発生が抑制される。このため、アナログ回路32の回路動作時に発生した電源ノイズが、共通に接続されている電源線を経由して第1のメモリ回路33に伝播し、第1のメモリ回路33の回路動作を妨げることはない。また、第1のメモリ回路33の回路動作時に発生した電源ノイズが、共通に接続されている電源線を経由してアナログ回路32に伝播し、アナログ回路32の回路動作を妨げることもない。したがって、アナログ回路32および第1のメモリ回路33は、正常な出力信号が得られないというような相互干渉による誤動作を生じることなく動作する。このため、安定した動作状態での検査を行うことができる。
Further, in the test, when the signal processed by the
共通状態での検査が完了すると、DUT10に対し、スイッチ部12を図2(a)に示す非共通状態とした検査が実施される。非共通状態では、検査用電源の上限電流供給量に起因して、半導体回路ユニットの動作時の電源電流供給量が不足することのない検査項目の検査、すなわち、第1のロジック回路31の消費電流量が検査用電源41の電流供給能力の上限を超えない検査が実施される。
When the inspection in the common state is completed, the
スイッチ部12を非共通状態にして行われる検査は、第1のロジック回路31に対しては、低速動作でのスキャン回路動作等の検査である。この検査項目は、BISTを使用した検査より低い周波数である実使用時の動作クロック周波数と同等の低いクロック周波数が入力された状態で検査されるため、第1のロジック回路31が必要とする電源電流量は、検査用電源41の電流供給能力を超えない。したがって、第1のロジック回路31は、1つの検査用電源41から供給される電源電流のみで、誤動作なく正常に動作する。
The inspection performed with the
また、非共通状態の検査では、第1のメモリ回路33と第2のメモリ回路35に対して、高速動作でのデータの読み書き動作等の検査等が実施される。アナログ回路32に対しては、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差、微分直線性誤差、全高調波歪率、信号対雑音比等の検査が実施される。これらの検査では、各回路ユニット31〜35を他の回路ユニットと関係なく独立に動作させた状態の検査と、複数の回路ユニットを組み合わせて動作させた状態の検査が、クロック信号に同期した状態でそれぞれ実施される。
In the inspection of the non-common state, the
スイッチ部12を非共通状態とした検査の場合、アナログ回路32には検査用電源42から単独で電源電圧が印加され、第1のメモリ回路33には検査用電源43から単独で電源電圧が印加される。このため、アナログ回路32の回路動作時の電源変動により発生した電源ノイズが第1のメモリ回路33に伝播し、第1のメモリ回路33の回路動作を妨げることはない。同様に、第1のメモリ回路33の回路動作時の電源変動により発生した電源ノイズがアナログ回路32に伝播し、アナログ回路32の回路動作を妨げることはない。したがってアナログ回路32に対しては、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差検査、微分直線性誤差検査、および全高調波歪率、信号対雑音比の回路動作検査を安定して実施でき、第1のメモリ回路33に対しては、低速動作および高速動作におけるデータの読み書き動作検査を安定して実施することができる。なお、このような通常の動作検査は、実使用時の動作に近い状況で動作させて、動作速度や動作特性が仕様を満たす正常なものを良品として選別し、劣るものを不良として測定対象から除外することを目的としている。
In the case of an inspection in which the
以上説明したように、本実施形態によれば、スイッチ部12を非共通状態と共通状態とに切り替えることにより、第1のロジック回路31に単一の検査用電源41が接続された状態と、第1のロジック回路31に複数の検査用電源41、42が接続された状態とを選択することができる。すなわち、検査装置4の検査用電源数を増加させることなく、必要に応じて、特定の半導体回路ユニットへの電流供給能力を増大させることができる。したがって、半導体装置に対するBISTを使用した機能検査等、単一の検査用電源では電源電流供給量が不足する状況下であっても、複数の検査用電源を接続することにより電源電流不足に起因する誤動作のない正確な検査を実施することができる。また、このとき、特定の回路ユニット以外の他の回路ユニットにも、電源電圧が印加されているため、他の回路ユニットに対する検査を実施することができる。
As described above, according to the present embodiment, by switching the
また、本実施形態では、上述のように、BISTを使用した高速動作テストである機能検査および実使用に近い電源供給状態での検査を同一の検査基板上で全て行えるのでテスト時間の短縮を図ることができる。この結果、半導体装置に対する一連の検査を、短時間かつ低コストで実施することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the functional inspection, which is a high-speed operation test using BIST, and the inspection in the power supply state close to actual use can be performed on the same inspection board, so that the test time can be shortened. be able to. As a result, a series of inspections on the semiconductor device can be performed in a short time and at a low cost.
なお、上述の複数の回路ユニットを組み合わせた機能検査は、スイッチ部12を非共通状態にして実施する検査を含む。このような検査には、第1のロジック回路31と第2のロジック回路34を通信させた、実使用に近いロジック回路の回路動作の検査、第1のメモリ回路33と第2のメモリ回路35とを通信させた、実使用に近いメモリ回路の回路動作の検査、第1のロジック回路31、第2のロジック回路34およびアナログ回路32を通信させた、実使用に近いロジック回路とアナログ回路の回路動作の検査、さらには、第1のロジック回路31、アナログ回路32、第1のメモリ回路33、第2のロジック回路34および第2のメモリ回路35を通信させた、実使用に近いワンチップの回路動作の検査等が含まれる。
In addition, the function test | inspection which combined the above-mentioned several circuit unit includes the test | inspection implemented by making the
(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、上述の検査手法により、複数個のDUTを同時に計測する事例を説明する。図4は、図3に例示したDUT10を複数個同時に検査する場合のDUTと検査装置との電源の結線状態を示す回路図である。図4では、DUT10aとDUT10bを同時に検査する事例を示している。DUT10aとDUT10bの構造は、上述したDUT10と同一であり、各DUT10a、10bに属する各部は、符号の末尾にそれぞれa、bを付すことにより区別する。
(Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example in which a plurality of DUTs are simultaneously measured by the above-described inspection method will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection state of power supplies between the DUT and the inspection apparatus when a plurality of
図4の例では、検査装置4が備える検査用電源41、42、43、44、45、46、47、48、49、50が検査基板20を通じてDUT10aの外部端子L1a、L2a、L3a、L4a、L5aおよびDUT10bの外部端子L1b、L2b、L3b、L4b、L5bにそれぞれ電源電圧および電源電流を供給する。図4では、電源線に関与しない端子および配線の記載は省略している。また、実使用時にはスイッチ部12a、12bは非共通状態になる。なお、以下では、検査装置4が、図示しないインターフェイスを介して、DUT10aの検査制御回路11aにスイッチ素子SW1a、SW2a、SW3aの切り替えを指示する制御信号を入力するとともに、DUT10bの検査制御回路11bにスイッチ素子SW1b、SW2b、SW3bの切り替えを指示する制御信号を入力するものとして説明する。
In the example of FIG. 4, the
DUT10a、DUT10bの同時検査を実施する場合、図3の事例同様、DUT10aに対して検査装置4の検査用電源41から検査基板20を介して外部端子L1aに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加され、検査用電源42から検査基板20を介して外部端子L2aに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加され、検査用電源43から検査基板20を介して外部端子L3aに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加される。さらに、検査用電源44、検査用電源45から、それぞれ外部端子L4a、L5aに所定の電源電圧(例えば、5V)が印加される。
When performing the simultaneous inspection of the
同様にDUT10bに対して、検査装置4の検査用電源46から検査基板20を介して外部端子L1bに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加され、検査用電源47から外部端子L2bに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加され、検査用電源48から外部端子L3bに所定の電源電圧(例えば、3V)が印加される。さらに、検査用電源49、検査用電源50から、それぞれ外部端子L4b、L5bに所定の電源電圧(例えば、5V)が印加される。
Similarly, a predetermined power supply voltage (for example, 3V) is applied from the
この状態で、検査装置4から図示しないインターフェイスおよび信号入力端子を介して、DUT10aの第1のロジック回路31a、アナログ回路32a、第1のメモリ回路33a、第2のロジック回路34a、および第2のメモリ回路35aのそれぞれに所定の入力パターンが検査用入力信号として入力される。同様に、DUT10bの第1のロジック回路31b、アナログ回路32b、第1のメモリ回路33b、第2のロジック回路34bおよび第2のメモリ回路35bのそれぞれに所定の入力パターンが検査用入力信号として入力される。
In this state, the
また、検査用入力信号に応じて第1のロジック回路31a、アナログ回路32a、第1のメモリ回路33a、第2のロジック回路34a、第2のメモリ回路35aから出力される信号は、図示しない信号出力端子およびインターフェイスを介して検査装置4に取り込まれる。同様に、検査用入力信号に応じて第1のロジック回路31b、アナログ回路32b、第1のメモリ回路33b、第2のロジック回路34b、第2のメモリ回路35bから出力される信号は、図示しない信号出力端子およびインターフェイスを介して検査装置4に取り込まれる。検査装置4は、DUT10a、10bに入力しているクロック信号にしたがって、それぞれの出力信号と出力期待値パターンとの比較を行う。
In addition, signals output from the
本実施形態の検査工程では、まず、DUT10a、10bに対し、スイッチ部12aおよびスイッチ部12bを図2(b)に示す共通状態にした検査が実施される。当該状態の検査では、第1のロジック回路31aおよび第1のロジック回路31bに対して大きな電源電流の供給が必要となる高速動作でのBISTを使用した検査やスキャン回路動作等の検査が実施される。このとき、検査装置4は、スイッチ部12a、12bを共通状態にするために、検査制御回路11a、11bに制御信号を入力する。当該制御信号により、スイッチ素子SW3a、SW3bが開状態になるとともに、スイッチ素子SW1a、SW2a、SW1b、SW2bが閉状態になる。
In the inspection process of the present embodiment, first, an inspection is performed on the
当該状態で、検査装置4は検査用電源41〜45によりDUT10aに所定の電源電圧を印加し、検査用電源46〜50によりDUT10bに所定の電源電圧を印加する。これにより、DUT10aの第1のロジック回路31aには、検査用電源41と検査用電源42の双方から外部端子L1a、L2aを通じて電源電圧および電源電流が供給される。このとき、アナログ回路32aおよび第1のメモリ回路33aには、検査用電源43より外部端子L3aを通じて共通の電源電圧が印加される。同様に、DUT10bの第1のロジック回路31bには、検査用電源46と検査用電源47の双方から外部端子L1b、L2bを通じて電源電圧および電源電流が供給される。アナログ回路32bおよび第1のメモリ回路33bには、検査用電源48より外部端子L3bを通じて共通の電源電圧が印加される。
In this state, the inspection apparatus 4 applies a predetermined power supply voltage to the
以上の状態で検査装置4は、第1のロジック回路31a、31bに、例えば、高速動作でのBISTを使用した検査およびスキャン回路動作等の消費電流の大きい検査を実施する。複数個のDUTを同時に計測する場合にも、高速動作の検査は、半導体装置の製造上の致命的な欠陥、潜在的な欠陥がある不良品を早期に検出し、不良として測定対象から除外することを目的としている。
In the above state, the inspection apparatus 4 performs, for example, inspection using the BIST at high speed operation and inspection with large current consumption such as scan circuit operation on the
第1のロジック回路31a、31bに対して消費電流の大きい高速動作テストが行われている間、アナログ回路32a、32bに対しては、第1の実施形態と同様に、測定ポイントを間引いた、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差検査、微分直線性誤差検査等の消費電流が小さい検査が実施される。また、アナログ回路32a、32bと共通の電源電圧が印加されている第1のメモリ回路33a、33bに対しては、低速動作でのデータの読み書き動作検査が実施される。第1の実施形態でも説明したように、アナログ回路32aと第1のメモリ回路33aとに供給が必要となる電源電流が、検査用電源43の電流供給量の上限を超えることはない。また、アナログ回路32bと第1のメモリ回路33bとに供給が必要となる電源電流が、検査用電源48の電流供給量の上限を超えることはない。
While a high-speed operation test with a large current consumption is being performed on the
以上のように、スイッチ部12aおよびスイッチ部12bを共通状態とすることにより、外部端子L1a、L1bに、それぞれ検査装置4の1つの検査用電源しか接続されていない状況下であっても、電源電流供給量を増大させることができる。すなわち、第1のロジック回路31aに検査用電源41、42から電源電流を供給することができ、第1のロジック回路31bに検査用電源46、47から電源電流を供給することができる。これにより、BISTを使用した検査時に、第1のロジック回路31a、31bが必要とする電源電流に供給不足が発生することを防止できる。したがって、検査装置4が内蔵する検査用電源数が限られていても第1のロジック回路31a、31bに対し電源電流の供給能力を増強して、BISTを使用した検査を実施することができる。この結果、本実施形態では、検査装置4が内蔵する検査用電源数が限られていても高速動作テストを安定に実施でき、さらに、複数個のDUTを同時に測定することにより、テスト時間の短縮を図ることができる。
As described above, even when the
また、当該検査において、第1のロジック回路31a、31bで処理された信号をアナログ回路32a、32bにおいてそれぞれD/A変換する場合、各DUT10a、10bにおいて、アナログ回路32a、32bと第1のメモリ回路33a、33bとの間での電源ノイズの伝播が懸念される。しかしながら、上述したように、アナログ回路32a、32bの回路動作時に発生した電源ノイズが、第1のメモリ回路33a、33bの回路動作を妨げることはない。また、第1のメモリ回路33a、33bの回路動作時に発生した電源ノイズが、アナログ回路32a、32bの回路動作を妨げることもない。したがって、アナログ回路32a、32bおよび第1のメモリ回路33a、33bは、相互干渉による誤動作を生じることなく動作する。このため、安定した動作状態での検査を行うことができる。
In the inspection, when the D / A conversion is performed on the signals processed by the
共通状態での検査が完了すると、DUT10a、10bに対し、スイッチ部12a、12bを図2(a)に示す非共通状態とした検査が実施される。このような検査は、複数個のDUTを同時に計測する場合についても実使用時の動作に近い状況で動作させて、動作速度や動作特性が仕様を満たす正常なものを良品として選別し、劣るものを不良として測定対象から除外することを目的としている。当該非共通状態では、第1のロジック回路31a、31bの消費電流量が検査用電源41、46の電流供給能力の上限を超えない検査項目に対する検査が実施される。
When the inspection in the common state is completed, an inspection is performed on the
スイッチ部12を非共通状態にして行われる検査は、第1の実施形態と同様、第1のロジック回路31a、31bに対しては、低速動作でのスキャン回路動作等の検査である。したがって、第1のロジック回路31aが必要とする電源電流量は、検査用電源41の電流供給能力を超えない。また、第1のロジック回路31bが必要とする電源電流量が、検査用電源46の電流供給能力を超えることもない。このため、第1のロジック回路31a、31bは、各検査用電源41、46から供給される電源電流のみで、誤動作することなく正常に動作する。
The inspection performed with the
また、非共通状態の検査では、第1のメモリ回路33a、33bおよび第2のメモリ回路35a、35bに対しては、高速動作でのデータの読み書き動作等の検査が実施される。さらに、アナログ回路32a、32bに対しては、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差、微分直線性誤差、全高調波歪率、信号対雑音比等の検査が実施される。これらの検査では、各回路ユニット31a〜35a、31b〜35bを他の回路ユニットと関係なく独立に動作させた状態の検査と、複数の回路ユニットを組み合わせて動作させた状態の検査が、クロック信号に同期した状態でそれぞれ実施される。
In the inspection of the non-common state, the
スイッチ部12を非共通状態とした検査においては、アナログ回路32a、32bには検査用電源42、47から単独で電源電圧が印加され、第1のメモリ回路33a、33bには検査用電源43、48から単独で電源電圧が印加される。このため、アナログ回路32a32bの回路動作時の電源変動により発生した電源ノイズが、第1のメモリ回路33a、33bの回路動作を妨げることはない。同様に、第1のメモリ回路33a、33bの回路動作時の電源変動により発生した電源ノイズが、アナログ回路32a、32bの回路動作を妨げることもない。したがって、アナログ回路32a、32bに対しては、A/DコンバータやD/Aコンバータの非直線性誤差検査、微分直線性誤差検査、および全高調波歪率、信号対雑音比の回路動作検査を安定して実施できる。また、第1のメモリ回路33a、33bに対しては、低速動作および高速動作におけるデータの読み書き動作検査を安定して実施することができる。
In an inspection in which the
以上説明したように、本実施形態によれば第1の実施形態と同様に、検査装置の検査用電源数を増加させることなく、必要に応じて、特定の半導体回路ユニットへの電流供給能力を増大させることができる。したがって、半導体装置に対するBISTを使用した機能検査等、単一の検査用電源では電源電流供給量が不足する状況下であっても、複数の検査用電源を接続することにより電源電流不足に起因する誤動作のない正確な検査を実施することができる。また、このとき、特定の回路ユニット以外の他の回路ユニットにも、電源電圧が印加されているため、他の回路ユニットに対する検査を実施することができる。 As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the current supply capability to a specific semiconductor circuit unit can be increased as needed without increasing the number of inspection power supplies of the inspection apparatus. Can be increased. Therefore, even when a single power supply for inspection, such as a function inspection using a BIST for a semiconductor device, is in a state where the amount of power supply current is insufficient, a plurality of power supplies for inspection are connected to cause a power supply current shortage. An accurate inspection without malfunction can be performed. At this time, since the power supply voltage is also applied to the other circuit units other than the specific circuit unit, the other circuit units can be inspected.
また、本実施形態では、上述のように、BISTを使用した高速動作テストである機能検査および実使用に近い電源供給状態での検査を同一の検査基板上で全て行えるのでテスト時間の短縮を図ることができる。この結果、半導体装置に対する一連の検査を、短時間かつ低コストで実施することができる。さらに、本実施形態では、複数個の半導体装置を同時に検査する際に、他の半導体装置の検査に割り当てることができる検査用電源の数を確保する余裕ができるため、1台の検査装置により同時測定可能なDUT数を従来に比べて増やすことができ、検査コストを削減できる。 Further, in the present embodiment, as described above, the functional inspection, which is a high-speed operation test using BIST, and the inspection in the power supply state close to actual use can be performed on the same inspection board, so that the test time can be shortened. be able to. As a result, a series of inspections on the semiconductor device can be performed in a short time and at a low cost. Furthermore, in this embodiment, when a plurality of semiconductor devices are inspected at the same time, it is possible to secure a sufficient number of inspection power sources that can be allocated to the inspection of other semiconductor devices. The number of DUTs that can be measured can be increased compared to the conventional case, and the inspection cost can be reduced.
なお、第1および第2の実施形態では、半導体装置内にスイッチ部を備えた構成について説明したが、スイッチ部は、例えば、半導体チップのボンディングパッドと外部端子間の樹脂モールドの中といったような、電源線と外部端子との間に設けてもよい。また、スイッチ部は検査基板上に形成することもできる。 In the first and second embodiments, the configuration in which the switch unit is provided in the semiconductor device has been described. However, the switch unit is, for example, in a resin mold between a bonding pad of a semiconductor chip and an external terminal. Alternatively, it may be provided between the power line and the external terminal. The switch part can also be formed on the inspection substrate.
以上説明したように、本発明によれば、スイッチ部を非共通状態と共通状態とを切り替えることにより、電源電流を供給する、半導体装置内の特定の半導体回路ユニットに単一の電源装置が接続された状態と、当該特定の半導体回路ユニットに複数の電源装置が接続された状態とを選択することができる。すなわち、特定の半導体回路ユニットへの電源電流供給能力を、検査装置の電源装置数を増大させることなく、必要に応じて増大させることができる。これにより、BISTを使用した検査時の回路動作のために、特定の半導体回路ユニットが必要とする電源電流が、実使用時のオペレーション電流を大きく上回る場合でも、電源電流を不足なく供給することができる。この結果、半導体装置に対するBISTを使用した機能検査を、検査装置の電源装置数を増大させることなく、かつ検査装置と半導体装置との結線状態を変更することなく実施することができる。また、スイッチ部を共通状態とした状況下であっても、特定の回路ユニット以外の他の回路ユニットに電源電圧が印加されているため、他の回路ユニットに対する検査を実施することができる。したがって、半導体装置に対する一連の検査を、短時間かつ低コストで実施することができる。 As described above, according to the present invention, a single power supply device is connected to a specific semiconductor circuit unit in a semiconductor device that supplies power supply current by switching the switch unit between a non-common state and a common state. And a state in which a plurality of power supply devices are connected to the specific semiconductor circuit unit can be selected. In other words, the power supply current supply capability to a specific semiconductor circuit unit can be increased as necessary without increasing the number of power supply devices of the inspection device. As a result, even when the power supply current required by a specific semiconductor circuit unit greatly exceeds the operation current during actual use for the circuit operation at the time of inspection using the BIST, the power supply current can be supplied without shortage. it can. As a result, the function inspection using the BIST for the semiconductor device can be performed without increasing the number of power supply devices of the inspection device and without changing the connection state between the inspection device and the semiconductor device. Further, even in a situation where the switch unit is in a common state, since the power supply voltage is applied to other circuit units other than the specific circuit unit, it is possible to inspect other circuit units. Therefore, a series of inspections for the semiconductor device can be performed in a short time and at a low cost.
なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。上記各実施形態では検査制御回路11がスイッチ部12を構成する各スイッチ素子SW1、SW2、SW3に、検査装置4の指示に基づいて開閉制御信号をそれぞれ出力する構成を説明しが、本構成のみに限定されるものではない。例えば、スイッチ素子SW1をPチャネルトランジスタにより構成し、スイッチ素子SW3をNチャネルトランジスタにより構成すれば、スイッチ素子SW1、SW3に同一の開閉制御信号を入力することにより、スイッチ部の切り替えを行うことができる。スイッチ素子SW2とスイッチ素子SW3の組み合わせについても同様である。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and applications are possible within the scope of the effects of the present invention. In each of the above embodiments, the configuration in which the
また、スイッチ素子として、フラッシュメモリ素子等のようにフローティングゲートを備え、制御信号の入力なしに非共通状態または共通状態を選択的に維持可能なスイッチ素子により構成することもできる。この構成によれば、検査制御回路はスイッチ部の切り替え時にのみスイッチ素子に開閉制御信号を入力するだけで、非共通状態と共通状態とを選択することができる。 In addition, the switch element may be configured by a switch element that includes a floating gate such as a flash memory element and can selectively maintain a non-common state or a common state without input of a control signal. According to this configuration, the inspection control circuit can select the non-common state and the common state only by inputting the open / close control signal to the switch element only when the switch unit is switched.
さらに、上述の各実施形態では、同一電位の電源電圧が独立して印加される3つの電源線に対し、非共通状態にするか、共通状態にするかを選択的に切り替え可能な構成とした。しかしながら、本発明は、当該構成に限定されるものではなく、例えば同一電位の電源電圧が独立して印加される電源線が3以上あれば、そのうちの任意の3以上の電源線の組み合わせに対して、電源線の共通状態または非共通状態を切り替えることができる構成を採用することができる。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, the power supply voltage having the same potential can be selectively switched between the non-common state and the common state for the three power supply lines to which the power supply voltage is independently applied. . However, the present invention is not limited to this configuration. For example, if there are three or more power supply lines to which the power supply voltage of the same potential is independently applied, a combination of any three or more power supply lines is included. Thus, it is possible to employ a configuration that can switch between a common state and a non-common state of the power supply lines.
加えて、上記実施形態では、半導体チップが外部端子としてリードを備えたパッケージに封止された構造を有する半導体装置を例示したが、本発明はウエハ状態のような他の構造の半導体装置にも当然に適用可能である。 In addition, in the above embodiment, a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip is sealed in a package having a lead as an external terminal is exemplified. However, the present invention is applicable to a semiconductor device having another structure such as a wafer state. Naturally applicable.
本発明は、検査装置とDUTとの結線状態を変更することなく、単一の検査用電源の電源電流供給量を越える電源電流を供給でき、半導体装置を効率的かつ確実に検査することができるという効果を有し、半導体装置の製造方法および半導体装置として有用である。 The present invention can supply a power supply current exceeding the power supply amount of a single inspection power supply without changing the connection state between the inspection apparatus and the DUT, and can efficiently and reliably inspect a semiconductor device. It is useful as a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device.
1 パッケージ
2、102、112 半導体チップ
3 回路群
4 検査装置
5〜9 電源線
10、100、110 DUT(半導体装置)
11 検査制御回路
12 スイッチ部
20 検査基板
31 第1のロジック回路(第1の半導体回路ユニット)
32 アナログ回路(第2の半導体回路ユニット)
33 第1のメモリ回路(第3の半導体回路ユニット)
34 第2のロジック回路
35 第2のメモリ回路
L1〜L5 リード(外部端子)
SW1、SW2、SW3 スイッチ素子
PD1〜PD5 パッド(内部端子)
W1〜W5 ボンディングワイヤ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
32 Analog circuit (second semiconductor circuit unit)
33 First memory circuit (third semiconductor circuit unit)
34
SW1, SW2, SW3 Switch element PD1-PD5 Pad (internal terminal)
W1-W5 bonding wire
Claims (10)
外部から互いに独立して電源電圧が印加される第1、第2および第3の電源線と、
前記第1、第2および第3の電源線のそれぞれが、互いに独立して前記第1、第2および第3の半導体回路ユニットのそれぞれに電源電圧を印加する非共通状態と、前記第1の電源線および前記第2の電源線が前記第1の半導体回路ユニットに同時に電源電圧を印加するとともに、前記第3の電源線が前記第2および第3の半導体回路ユニットに電源電圧を印加する共通状態とを選択的に切り替えるスイッチ部と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。 First, second and third semiconductor circuit units operating at the same power supply voltage;
First, second and third power supply lines to which power supply voltages are applied independently from each other;
A non-common state in which each of the first, second, and third power supply lines applies a power supply voltage to each of the first, second, and third semiconductor circuit units independently of each other; A common power supply line and the second power supply line simultaneously apply a power supply voltage to the first semiconductor circuit unit, and the third power supply line applies a power supply voltage to the second and third semiconductor circuit units. A switch part for selectively switching between states,
A semiconductor device comprising:
前記第1の電源線と前記第2の電源線とを電気的に接続する第1の接続配線に介在された、導通状態と遮断状態を選択的に切り替える第1のスイッチ素子と、
前記第2の電源線と前記第3の電源線とを電気的に接続する第2の接続配線に介在された、導通状態と遮断状態を選択的に切り替える第2のスイッチ素子と、
前記第2の電源線と前記第1の接続配線との接続点と、前記第2の電源線と前記第2の接続配線との接続点との間の前記第2の電源線に介在された、導通状態と遮断状態を選択的に切り替える第3のスイッチ素子と、
を備えた請求項2記載の半導体装置。 The switch part is
A first switch element that is selectively connected between a conductive state and a cut-off state, interposed in a first connection wiring that electrically connects the first power line and the second power line;
A second switch element selectively switching between a conductive state and a cut-off state interposed in a second connection wiring that electrically connects the second power line and the third power line;
The second power supply line is interposed between the connection point between the second power supply line and the first connection wiring and the connection point between the second power supply line and the second connection wiring. A third switch element for selectively switching between the conductive state and the cutoff state;
The semiconductor device according to claim 2, further comprising:
第1の半導体回路ユニットに、第1の電源装置および第2の電源装置が同時に電源電圧を印加するとともに、第2の半導体回路ユニットおよび第3の半導体回路ユニットに、第3の電源装置が電源電圧を印加する状態で、少なくとも前記第1の半導体回路ユニットの電気特性を計測する第1の検査工程と、
前記第1の半導体回路ユニットに前記第1の電源装置が電源電圧を印加し、前記第2の半導体回路ユニットに前記第2の電源装置が電源電圧を印加し、前記第3の半導体回路ユニットに前記第3の電源装置が電源電圧を印加した状態で、前記第1、第2および第3の半導体回路ユニットの電気特性を計測する第2の検査工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device comprising a plurality of semiconductor circuit units to which a power supply voltage of the same potential is independently applied from power supply devices independent from each other during actual use,
The first power supply device and the second power supply device simultaneously apply a power supply voltage to the first semiconductor circuit unit, and the third power supply device supplies power to the second semiconductor circuit unit and the third semiconductor circuit unit. A first inspection step for measuring at least electrical characteristics of the first semiconductor circuit unit in a state where a voltage is applied;
The first power supply device applies a power supply voltage to the first semiconductor circuit unit, the second power supply device applies a power supply voltage to the second semiconductor circuit unit, and the third semiconductor circuit unit A second inspection step of measuring electrical characteristics of the first, second and third semiconductor circuit units in a state where a power supply voltage is applied by the third power supply device;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
前記第2の検査工程において、前記第1の電源装置の上限電流供給量に起因して、前記第1の半導体回路ユニットの動作時の電源電流供給量が不足することのない検査項目の計測が実施される、請求項6記載の半導体装置の製造方法。 In the first inspection step, due to the upper limit current supply amount of the first power supply device, measurement of an inspection item in which the power supply current supply amount during operation of the first semiconductor circuit unit is insufficient is performed,
In the second inspection step, measurement of an inspection item is performed such that the power supply current supply amount during operation of the first semiconductor circuit unit does not become insufficient due to the upper limit current supply amount of the first power supply device. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, which is carried out.
前記第1の半導体回路ユニットを、実使用時の動作クロック周波数よりも高い周波数のクロック信号により動作させた状態で電気特性を計測する工程と、
前記第2および第3の半導体回路ユニットを、前記第1の半導体回路ユニットによりも低い周波数のクロック信号により動作させた状態で電気特性を計測する工程と、
を含む、請求項6または7記載の半導体装置の製造方法。 The inspection performed in the first inspection step is
A step of measuring electrical characteristics in a state where the first semiconductor circuit unit is operated by a clock signal having a frequency higher than an operation clock frequency during actual use;
Measuring electrical characteristics in a state where the second and third semiconductor circuit units are operated by a clock signal having a frequency lower than that of the first semiconductor circuit unit;
The manufacturing method of the semiconductor device of Claim 6 or 7 containing these.
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JP2014011260A (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Semiconductor device and semiconductor device testing method |
JP2014181969A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Testing apparatus and testing method |
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