JP2009236712A - 半導体集積回路及び半導体集積回路の検査装置、検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子数を増加させることなく、接地端子間のショート及び接地端子の接地性能の検出を行うことが可能な半導体集積回路及び半導体集積回路の検査装置、検査方法を提供すること。
【解決手段】信号が入力される複数の入力端子と、入力信号を処理する内部回路と、前記内部回路に接地電位を供給する複数の接地端子と、を有する半導体集積回路の動作検査を行う検査装置であって、前記複数の入力端子のうち、第一又は第二の入力端子に電圧を供給する電圧源と、前記複数の入力端子のうち第二又は第一の入力端子の電圧の変動を検出する検出手段と、を有し、前記動作検査において、前記検出手段により検出される電圧の変動により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路及び半導体集積回路の接続状態の検査を行う検査装置、検査方法に関する。

従来、半導体集積回路では、出荷前の動作検査等において、内部回路と接続される外部端子間の抵抗値や電位等を測定して接続状態の検査が行われるのが一般的である。

以下に図面を参照して従来の接続状態の検査について説明する。図４は、従来の接続状態の検査を説明する図である。

図４に示す例では、半導体集積回路２０の動作検査を行うためのテスト用ボード１０に半導体集積回路２０が実装されて、半導体集積回路２０の動作検査が行われる。半導体集積回路２０は、内部回路２１、２２、保護ダイオードＤ１〜Ｄ４を有する。また半導体集積回路２０は、外部から信号が入力される入力端子２３、２４、電源電圧が供給される電源端子２５、２６、接地電位を供給する接地端子２７、２８を有する。

内部回路２１には、入力端子２３から信号が入力され、電源端子２５から電源が供給され、接地端子２７から接地電位が供給される。また電源端子２５と接地端子２７との間には、保護ダイオードＤ１、Ｄ２が接続されている。

内部回路２２には、入力端子２４から信号が入力され、電源端子２６から電源が供給され、接地端子２８から接地電位が供給される。また電源端子２６と接地端子２８との間には、保護ダイオードＤ３、Ｄ４が接続されている。

テスト用ボード１０は、入力端子２３、２４に電流を供給する電流源Ｉ１、Ｉ２、入力端子２３、２４の電圧を検出する電圧計１１、１２、テスト用リレー１３〜１８を有する。テスト用リレー１３は、入力端子２３と電流源Ｉ１との接続のオン／オフを制御し、テスト用リレー１４は、入力端子２３と電圧計１１との接続のオン／オフを制御する。テスト用リレー１５は、入力端子２４と電流源Ｉ２との接続のオン／オフを制御し、テスト用リレー１６は、入力端子２４と電圧計１２との接続のオン／オフを制御する。テスト用リレー１７、１８は、電源端子２５、２６と接地との接続のオン／オフを制御する。

テスト用ボード１０では、半導体集積回路２０の接続状態の検査を行う際に、テスト用リレーのオン／オフを切り替えて保護ダイオードＤ１〜Ｄ４に電流を印加し、保護ダイオードＤ１〜Ｄ４の特性を測定して内部回路２１、２２と接続される外部端子２３、２４等の接続状態を確認する。この場合接地端子２７、２８は、テスト用ボード１０上で直接接地されている。

また、接続状態の検査の別の例として、特許文献１には、半導体集積回路内において隣接する接地端子間に抵抗を設け、この抵抗に流れる電流を測定して半導体集積回路内の接地用配線の断線を検出することが記載されている。
特開２００１−３２６３３０号公報

上記従来の接続状態の検査では、接地端子２７、２８と接続されるテスト用リレーがテスト用ボード１０上に設けられておらず、接地端子２７、２８はテスト用ボード１０上で直接接地されている。よって半導体集積回路２０内で接地端子２７と接地端子２８とのショートや、接地端子２７、２８の接地性能（接地端子の抵抗値）を検出することができない。

例えば接地端子２７、２８の接地性能を測定する場合、接地端子２７、２８に直接測定装置を接続する必要があり、このためのリレーが必要となる。

そこで、仮に従来のテスト用ボード１０上に接地端子２７、２８と接続するリレーを設けたとしても、リレーの電気的な抵抗成分、容量成分、リレーの動作劣化等により半導体集積回路２０の動作に影響を与える可能性があり、リレーを介して接地端子２７、２８の接地性能を測定することができない。

また特許文献１記載の発明では、半導体集積回路内に設けられた抵抗により、接地配線の断線は検出をすることはできるが、接地端子間のショートを検出することができない。さらに特許文献１記載の発明では、接続状態の検査を行うための検査用端子が必要となり、端子数が増加してしまう。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、端子数を増加させることなく、接地端子間のショート及び接地端子の接地性能の検出を行うことが可能な半導体集積回路及び半導体集積回路の検査装置を提供することを目的とするものである。
ことを、主たる目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。

本発明の半導体集積回路は、信号が入力される入力端子と、入力信号を処理する内部回路と、前記内部回路に接地電位を供給する接地端子と、前記入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、前記入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、を有する。

本発明の検査装置は、信号が入力される複数の入力端子と、入力信号を処理する内部回路と、前記内部回路に接地電位を供給する複数の接地端子と、を有する半導体集積回路の動作検査を行う検査装置であって、前記複数の入力端子のうち、第一又は第二の入力端子に電圧を供給する電圧源と、前記複数の入力端子のうち、第二又は第一の入力端子の電圧の変動を検出する検出手段と、を有し、前記動作検査において、前記検出手段により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する検査装置。

また本発明の検査装置において、前記半導体集積回路は、前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第三の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第四の切替手段と、を有する半導体集積回路であって、前記動作検査において、前記第一の切替手段及び前記第三の切替手段をオフとし、前記第二の切替手段及び前記第四の切替手段をオンとし、前記検出手段により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する構成としても良い。

本発明の検査方法は、信号が入力される複数の入力端子と、入力信号を処理する内部回路と、前記内部回路に接地電位を供給する複数の接地端子と、を有する半導体集積回路の動作検査を行う検査装置であって、前記複数の入力端子のうち、第一又は第二の入力端子に電圧を供給する電圧源を有する検査装置における検査方法であって、前記複数の入力端子のうち第二又は第一の入力端子の電圧の変動を検出する検出手順、を有し、前記動作検査において、前記検出手順により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する。

また本発明の検査方法において、前記半導体集積回路は、前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第三の切替手段と、前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第四の切替手段と、を有する半導体集積回路であって、前記動作検査において、前記第一の切替手段及び前記第三の切替手段をオフとする手順と、前記第二の切替手段及び前記第四の切替手段をオンとする手順と、前記検出手順により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する手順とを有する方法としても良い。

本発明によれば、端子数を増加させることなく、接地端子間のショート及び接地端子の接地性能の検出を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

本発明は、半導体集積回路の入力端子を用いて、半導体集積回路内の接地端子間のショートにより発生する抵抗（以下、ショート故障抵抗）を検出することにより、接地端子間のショートを検出する。またショート故障抵抗の発生による電流値の変動を通じて、接地端子の接地性能を検出する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態の半導体集積回路１００及び検査装置２００を説明する図である。

本実施形態の半導体集積回路１００は、検査装置２００に実装されて動作検査が行われる。本実施形態の検査装置２００は、具体的には例えば半導体集積回路１００の動作検査用のテスト用ボード等である。本実施形態の検査装置２００では、半導体集積回路１００の動作検査に含まれる半導体集積回路１００内の配線の接続状態の検査に特徴があるため、以下では本実施形態の検査装置２００において行われる接続状態の検査について説明する。

本実施形態の半導体集積回路１００は、内部回路１１０、１２０、内部リレー１３１〜１３４を有する。また半導体集積回路１００は、内部回路１１０、１２０への信号が入力される入力端子１４１、１４２、内部回路１１０、１２０へ電源電圧を供給する電源端子１４３、１４４、内部回路１１０、１２０へ接地電位を供給する接地端子１４５、１４６を有する。

内部回路１１０は、外部から入力される信号の処理を行う回路であり、入力端子１４１から信号が入力される。また内部回路１１０には、電源１４７と接続された電源端子１４３から電源が供給され、接地された接地端子１４５から接地電位が供給される。内部回路１１０と入力端子１４１との間には、内部リレー１３１が接続されており、内部回路１１０と入力端子１４１との接続を制御する。また入力端子１４１と接地端子１４５との間には、内部リレー１３２が接続されており、入力端子１４１と接地端子１４５との接続を制御する。

内部回路１２０も内部回路１１０と同様に、外部から入力される信号の処理を行う回路であり、入力端子１４２から信号が入力される。また内部回路１２０には、電源１４８と接続された電源端子１４４から電源が供給され、接地された接地端子１４６から接地電位が供給される。内部回路１２０と入力端子１４２との間には、内部リレー１３３が接続されており、内部回路１２０と入力端子１４２との接続を制御する。また入力端子１４２と接地端子１４６との間には、内部リレー１３４が接続されており、入力端子１４２と接地端子１４６との接続を制御する。

本実施形態の検査装置２００は、電圧計２１０、電流計２２０、電圧源２３０を有する。電圧計２１０は、入力端子１４１と接地との間に接続され、入力端子１４１の電圧を検出する。電流計２２０は、電圧源２３０と入力端子１４２との間に接続される。電圧源２３０は、電流計２２０と接地との間に接続される。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、接地端子１４５、１４６の接触抵抗を示す。

次に本実施形態の検査装置２００による半導体集積回路２００の接地端子１４５、１４６のショートの検出について説明する。

半導体集積回路１００では、接地端子１４５、１４６がショートしている場合、図１に示すような抵抗（以下、ショート故障抵抗）Ｒ１０が発生する。本実施形態の検査装置２００では、ショート故障抵抗Ｒ１０による入力端子１４１の電圧の変動に基づき、接地端子１４５、１４６のショートを検出する。

本実施形態の検査装置２００では、半導体集積回路１００の接続状態の検査を行う際に、半導体集積回路２００内の内部リレー１３１、１３３をオフとし、内部リレー１３２、１３４をオンとする。半導体集積回路２００は、これにより、入力端子１４１と内部回路１１０との接続がオフとなり、入力端子１４１と接地端子１４５とが接続される。また入力端子１４２と内部回路１２０との接続がオフとなり、入力端子１４２と接地端子１４６とが接続される。

検査装置２００は、この状態において電圧源２３０により入力端子１４２に電圧を印加する。入力端子１４２に電圧が印加されたとき、半導体集積回路１００内で接地端子１４５と接地端子１４６がショートしていた場合、接地端子１４５と接地端子１４６との間にショート故障抵抗Ｒ１０が発生する。よって入力端子１４１と入力端子１４２とがショート故障抵抗Ｒ１０により接続され、入力端子１４１の電圧に変動が生じる。

本実施形態の検査装置２００では、入力端子１４１に接続された電圧計２１０により、この電圧の変動を検出したとき、接地端子１４５と接地端子１４６のショートを検出する。このように本実施形態によれば、入力端子１４１、１４２を用いて接地端子１４５、１４６間のショートを検出するため、端子数を増加させることなく接地端子間のショートを検出することができる。

また本実施形態の検査装置２００では、電圧計２１０により検出される電圧の変動及び電流計２２０で検出される電流の変動を監視することにより、接地端子１４５、１４６の接地性能を検出することができる。このように本実施形態によれば、入力端子１４１、１４２を用いて接地端子１４５、１４６の接地性能を検出するため、端子数を増加させることなく接地端子の接地性能を検出することができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、３本の接地端子を有する点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の本実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図２は、本発明の第一の実施形態の半導体集積回路１００Ａ及び検査装置２００Ａを説明する図である。

本実施形態の半導体集積回路１００Ａは、第一の実施形態の半導体集積回路１００の有する内部回路１１０、１２０に加えてさらに、内部回路１３０を有する。また本実施形態の半導体集積回路１００Ａは、第一の実施形態の半導体集積回路１００の有する内部リレー１３１〜１３４に加えてさらに、内部リレー１３５、１３６を有する。

内部回路１３０は、外部から入力される信号の処理を行う回路であり、入力端子１５１から信号が入力される。また内部回路１３０には、電源１５４と接続された電源端子１５２から電源が供給され、接地された接地端子１５３から接地電位が供給される。内部回路１３０と入力端子１５１との間には、内部リレー１３５が接続されており、内部回路１３０と入力端子１５１との接続を制御する。また入力端子１５１と接地端子１５３との間には、内部リレー１３６が接続されており、入力端子１５１と接地端子１５３との接続を制御する。

本実施形態の検査装置２００は、第一の実施形態の検査装置２００の有する電圧計２１０、電流計２２０、電圧現２３０に加えてさらに、電圧計２４０を有する。電圧計２４０は、入力端子１５１と接地との間に接続されており、入力端子１５１の電圧を検出する。抵抗Ｒ３は、接地端子１５３の接地抵抗である。

本実施形態では、接地端子１４５と接地端子１４６との間のショート、接地端子１４６と接地端子１５３との間のショートをそれぞれ検出することができる。

本実施形態の検査装置２００Ａでは、半導体集積回路１００Ａの接続状態の検査を行う際に、半導体集積回路２００Ａ内の内部リレー１３１、１３３、１３５をオフとし、内部リレー１３２、１３４、１３６をオンとする。半導体集積回路２００Ａは、これにより、入力端子１４１と内部回路１１０との接続がオフとなり、入力端子１４１と接地端子１４５とが接続される。また入力端子１４２と内部回路１２０との接続がオフとなり、入力端子１４２と接地端子１４６とが接続される。また入力端子１５１と内部回路１３０との接続がオフとなり、入力端子１５１と接地端子１５３とが接続される。

検査装置２００Ａは、この状態において電圧源２３０により入力端子１４２に電圧を印加する。入力端子１４２に電圧が印加されたとき、半導体集積回路１００Ａ内で接地端子１４５と接地端子１４６がショートしていた場合、接地端子１４５と接地端子１４６との間にショート故障抵抗Ｒ１０が発生する。よって入力端子１４１と入力端子１４２とがショート故障抵抗Ｒ１０により接続され、入力端子１４１の電圧に変動が生じる。

また半導体集積回路１００Ａ内で接地端子１４６と接地端子１５３がショートしていた場合、接地端子１４６と接地端子１５３との間にショート故障抵抗Ｒ２０が発生する。よって入力端子１４６と入力端子１５３とがショート故障抵抗Ｒ２０により接続され、入力端子１５１の電圧に変動が生じる。

本実施形態では、ショート故障抵抗Ｒ１０とショート故障抵抗Ｒ２０による電圧の変動を、電圧計２１０、２４０により検出し、接地端子１４５と接地端子１４６とのショート、接地端子１４６と接地端子１５３とのショートを検出する。

また本実施形態では、入力端子１４１に接続された電圧計２１０と、入力端子１５１に接続された電圧計２４０とを有することにより、ショート故障抵抗Ｒ１０とショート故障抵抗Ｒ２０をそれぞれ独立して検出することができる。

また本実施形態では、第一の実施形態と同様に、電流計２２０により検出される電流の変動と電圧計２４０により検出される電圧の変動とを監視することにより、接地端子１５３の接地性能を検出することができる。

よって本実施形態によれば、端子数を増加させることなく、接地端子間のショート及び接地端子の接地性能を検出することができる。また本実施形態によれば、接地端子間のショートをそれぞれ独立して検出することができる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態は、従来の半導体集積回路においても端子数を増加させずに第一の実施形態と同様の効果を奏することができる検査装置の例である。

図３は、本発明の第三の実施形態の検査装置２００Ｂを説明する図である。本実施形態の検査装置２００Ｂは、電流計２５０、２６０、電圧源２７０、２８０を有する。

本実施形態の検査装置２００Ｂにおいて検査対象となる半導体集積回路１０Ａは、内部回路３０、４０を有する。また半導体集積回路１０Ａは、内部回路３０、４０に入力信号を供給する入力端子３１、３２、内部回路３０、４０に電源電圧を供給する電源端子３３、３４、内部回路３０、４０に接地電位を供給する接地端子３５、３６を有する。電源端子３３と接地端子３５との間には、保護ダイオードＤ１０、Ｄ２０が接続されている。また電源端子３４と接地端子３６との間には保護ダイオードＤ３０、Ｄ４０が接続されている。尚抵抗Ｒ４は接地端子３５の接地抵抗であり、抵抗Ｒ５は接地端子３６の接地抵抗である。

本実施形態の検査装置２００Ｂにおいて、電流計２５０は、入力端子３１と電圧源２７０との間に接続されており、入力端子３１の電流を検出する。電圧源２７０は、電流計２５０と接地との間に接続されている。電流計２６０は、入力端子３２と電圧源２８０との間に接続されており、入力端子３２の電流を検出する。電圧源２８０は、電流計２６０と接地との間の接続されている。

本実施形態の検査装置２００Ｂは、半導体集積回路１０Ａの接続状態の検査を行う際に、電圧源２７０から入力端子３１へ電圧を印加し、電流計２５０により入力端子３１の電流を検出する。また電圧源２８０から入力端子３２へ電圧を印加し、電流計２６０により入力端子３２の電流を検出する。

このとき接地端子３５と接地端子３６がショートしていた場合、接地端子３５と接地端子３６との間にショート故障抵抗Ｒ３０が発生する。本実施形態では、このショート故障抵抗Ｒ３０の発生により生じる入力端子の電流の変動により、接地端子３５と接地端子３６とのショートを検出する。

具体的には例えば、本実施形態の検査装置２００Ｂでは、電圧源２７０の電圧を変化させて、入力端子３１に印加される電圧を変化させる。このとき入力端子３２の電流が変化した場合、この変化をショート故障抵抗Ｒ３０の発生による変化として、接地端子３５と接地端子３６とのショートを検出する。

また本実施形態では、電圧源２８０の電圧を変化させた際の入力端子３１の電流の変化により、接地端子３５と接地端子３６のショートを検出しても良い。また本実施形態では、電圧源２７０、２８０を電流源としても良い。

よって本実施形態によれば、端子数を増加させることなく、接地端子間のショートを検出することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

本発明は、半導体集積回路及び半導体集積回路の検査装置に利用可能である。

本発明の第一の実施形態の半導体集積回路１００及び検査装置２００を説明する図である。 本発明の第一の実施形態の半導体集積回路１００Ａ及び検査装置２００Ａを説明する図である。 本発明の第三の実施形態の検査装置２００Ｂを説明する図である。 従来の接続状態の検査を説明する図である。

符号の説明

１００、１００Ａ 半導体集積回路
１１０、１２０、１３０ 内部回路
１３１〜１３６ 内部リレー
１４１、１４２、１５１ 入力端子
１４５、１４６、１６１ 接地端子
２００、２００Ａ、２００Ｂ 検査装置
２１０、２４０ 電圧計
２２０、２５０、２６０ 電流計
２３０、２７０、２８０ 電圧源

Claims (5)

1. 信号が入力される入力端子と、
   入力信号を処理する内部回路と、
   前記内部回路に接地電位を供給する接地端子と、
   前記入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、
   前記入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、を有する半導体集積回路。
2. 信号が入力される複数の入力端子と、
   入力信号を処理する内部回路と、
   前記内部回路に接地電位を供給する複数の接地端子と、を有する半導体集積回路の動作検査を行う検査装置であって、
   前記複数の入力端子のうち、第一又は第二の入力端子に電圧を供給する電圧源と、
   前記複数の入力端子のうち、第二又は第一の入力端子の電圧の変動を検出する検出手段と、を有し、
   前記動作検査において、
   前記検出手段により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する検査装置。
3. 前記半導体集積回路は、
   前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第三の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第四の切替手段と、を有する半導体集積回路であって、
   前記動作検査において、
   前記第一の切替手段及び前記第三の切替手段をオフとし、
   前記第二の切替手段及び前記第四の切替手段をオンとし、
   前記検出手段により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する請求項２記載の検査装置。
4. 信号が入力される複数の入力端子と、
   入力信号を処理する内部回路と、
   前記内部回路に接地電位を供給する複数の接地端子と、を有する半導体集積回路の動作検査を行う検査装置であって、前記複数の入力端子のうち、第一又は第二の入力端子に電圧を供給する電圧源を有する検査装置における検査方法であって、
   前記複数の入力端子のうち第二又は第一の入力端子の電圧の変動を検出する検出手順、を有し、
   前記動作検査において、
   前記検出手順により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する検査方法。
5. 前記半導体集積回路は、
   前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第一の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第一の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第二の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記内部回路との接続のオン／オフを制御する第三の切替手段と、
   前記複数の入力端子のうち第二の入力端子と前記接地端子との接続のオン／オフを制御する第四の切替手段と、を有する半導体集積回路であって、
   前記動作検査において、
   前記第一の切替手段及び前記第三の切替手段をオフとする手順と、
   前記第二の切替手段及び前記第四の切替手段をオンとする手順と、
   前記検出手順により、前記第一の接地端子と前記第二の接地端子と間に発生する抵抗による電圧の変動を検出する手順とを有する請求項４記載の検査方法。

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