JP2013213753A - Method of testing semiconductor integrated circuit and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路のテスト方法及び半導体装置の製造方法に関し、例えば、静電気保護素子を有する半導体集積回路のテスト方法及び半導体装置の製造方法に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a method for testing a semiconductor integrated circuit and a method for manufacturing a semiconductor device, and can be suitably used for, for example, a method for testing a semiconductor integrated circuit having an electrostatic protection element and a method for manufacturing a semiconductor device.
半導体装置のウェハテストでは、半導体ウェハのパッドにプローブカードのプローブを接触させる(プロービングする、あるいは、針立てるともいう)ことで、半導体装置と半導体テスタとを電気的に接続して、テストが行われている。 In a wafer test of a semiconductor device, the probe of the probe card is brought into contact with the pad of the semiconductor wafer (probing or also called a needle stand), so that the test is performed by electrically connecting the semiconductor device and the semiconductor tester. It has been broken.
近年、半導体プロセスの微細化及び高集積化が進むにしたがって、パッドの間隔が非常に狭くなっている。パッドの狭ピッチ化により、隣接する全てのパッドにプローブを接触させることが困難となってきている。 In recent years, as the semiconductor process is miniaturized and highly integrated, the pad spacing has become very narrow. Due to the narrow pitch of the pads, it has become difficult to bring the probe into contact with all adjacent pads.
例えば、ウェハテストに関する従来技術として特許文献1が知られている。
For example,
特許文献1では、1つのパッドを介して電源を供給し、入力された電源から半導体集積回路内部で複数の電圧の電源を生成することで、プロービング数の増加を防いでいる。
In
しかしながら、特許文献1では、半導体集積回路内部に複数の電圧を生成し供給するための電源回路が必要である。
However,
このため、特許文献1のような従来技術では、プロービング数を削減しようとすると、回路規模が増大するという問題がある。
For this reason, the conventional technique such as
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、半導体集積回路のテスト方法は、静電気保護素子を有する入力バッファと、前記入力バッファに接続された内部回路とを備えた半導体集積回路のテスト方法であって、前記内部回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を前記入力バッファに入力し、前記テスト動作信号を前記静電気保護素子経由で前記入力バッファの電源端子に供給し、前記入力バッファの電源端子への供給に応じて、前記テスト動作信号に基づく信号を前記入力バッファから前記内部回路へ出力するものである。 According to one embodiment, a test method for a semiconductor integrated circuit is a test method for a semiconductor integrated circuit comprising: an input buffer having an electrostatic protection element; and an internal circuit connected to the input buffer. A test operation signal for causing the circuit to perform a test operation is input to the input buffer, the test operation signal is supplied to the power supply terminal of the input buffer via the electrostatic protection element, and in response to supply to the power supply terminal of the input buffer Then, a signal based on the test operation signal is output from the input buffer to the internal circuit.
一実施の形態によれば、半導体集積回路のテスト方法は、バッファ回路と、前記バッファ回路の入力端子及び電源端子の間に接続された静電気保護素子とを有する半導体集積回路のテスト方法であって、前記半導体集積回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を前記バッファ回路の入力端子に入力し、前記静電気保護素子経由で前記バッファ回路の電源端子に供給される前記テスト動作信号の電圧に応じて、前記バッファ回路を動作させるものである。 According to an embodiment, a test method for a semiconductor integrated circuit is a test method for a semiconductor integrated circuit having a buffer circuit and an electrostatic protection element connected between an input terminal and a power supply terminal of the buffer circuit. A test operation signal for causing the semiconductor integrated circuit to perform a test operation is input to the input terminal of the buffer circuit, and the test operation signal is supplied to the power supply terminal of the buffer circuit via the electrostatic protection element. The buffer circuit is operated.
一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法は、入出力用電源パッド、内部回路用電源パッド、信号入力用パッド及び信号出力用パッドを有する半導体集積回路を半導体ウェハ上に形成し、前記入出力用電源パッドにプローブを非接触として、前記内部回路用電源パッド、前記信号入力用パッド及び前記信号出力用パッドのそれぞれにプローブを接触させ、前記内部回路用電源パッドを介して電源を供給し、前記信号入力用パッドを介して、前記半導体集積回路の内部回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を入力し、前記半導体集積回路は、前記信号入力用パッドから静電気保護素子経由で入出力バッファの電源端子に前記テスト動作信号を供給し、前記信号出力用パッドを介して、前記テスト動作信号に応じた前記内部回路のテスト結果信号を出力し、前記出力されたテスト結果信号を期待値と比較して、前記半導体集積回路の良品/不良品を判定し、良品と判定された前記半導体集積回路を半導体装置にパッケージングし、前記パッケージングされた半導体装置に対しパッケージテストを行うものである。 According to one embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device includes: forming a semiconductor integrated circuit having an input / output power pad, an internal circuit power pad, a signal input pad, and a signal output pad on a semiconductor wafer; The probe is not contacted with the power pad for writing output, the probe is brought into contact with each of the power pad for internal circuit, the signal input pad and the signal output pad, and power is supplied through the power pad for internal circuit. Then, a test operation signal for performing a test operation of an internal circuit of the semiconductor integrated circuit is input via the signal input pad, and the semiconductor integrated circuit inputs / outputs from the signal input pad via an electrostatic protection element. The test operation signal is supplied to the power supply terminal of the buffer, and the test of the internal circuit according to the test operation signal is performed via the signal output pad. Output a test result signal, compare the output test result signal with an expected value, determine whether the semiconductor integrated circuit is non-defective / defective, and package the semiconductor integrated circuit determined to be non-defective in a semiconductor device Then, a package test is performed on the packaged semiconductor device.
前記一実施の形態によれば、プロービング数の増加を抑止するとともに、回路規模の増大を抑止することができる。 According to the one embodiment, an increase in the number of probing can be suppressed and an increase in circuit scale can be suppressed.
(実施の形態1)
以下、図面を参照して実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法の流れを示している。図1に示す半導体装置の製造方法について、図2〜図9を参照しつつ説明する。
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a flow of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. A method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
まず、ウェハテストの前段階として、ウェハテストの対象となる半導体ウェハを作成する(図1のS101)。すなわち、半導体ウェハを準備し、所望の回路素子やパッド等を含む半導体集積回路を半導体ウェハの主面上に形成する。 First, as a pre-stage of the wafer test, a semiconductor wafer to be subjected to the wafer test is created (S101 in FIG. 1). That is, a semiconductor wafer is prepared, and a semiconductor integrated circuit including desired circuit elements and pads is formed on the main surface of the semiconductor wafer.
図2は、作成される半導体ウェハ100及び半導体集積回路1を示している。図2に示すように、半導体ウェハ100の主面は複数の半導体チップ領域101に区画されている。各半導体チップ領域101には、ダイシング後に半導体チップ10となる半導体集積回路1が形成される。
FIG. 2 shows the
半導体集積回路1は、デジタルLSIであり、主要な構成として、ボンディングパッド2、入出力バッファ3、VDD_IO配線4、VDD_CORE配線5、GND配線6、ロジック回路7を備えている。なお、この半導体集積回路1の構成は一例であり、各構成の数やレイアウト等は図2に示す構成に限らない。
The semiconductor integrated
半導体集積回路1の周辺領域には、複数の入出力バッファ3及びボンディングパッド2が、半導体集積回路1の各辺に沿って配列されている。また、半導体集積回路1の周辺領域には、この周辺領域を周回するように、VDD_IO配線4、VDD_CORE配線5、GND配線6が延在している。さらに、半導体集積回路1の中央領域には、ロジック回路7が形成されている。
In the peripheral region of the semiconductor integrated
ボンディングパッド2は、半導体集積回路1の外部端子であり、ウェハテスト時にプロービングの対象となってプローブと接触し、また、パッケージング時にボンディングの対象となって、ボンディングワイヤが接合される。
The
ここでは、ボンディングパッド2には、電源供給用のパッドとして、GNDを供給するためのGND用パッド2a、VDD_CORE(内部回路用電源、コア用電源)を供給するためのVDD_CORE用パッド2b、VDD_IO(入出力用電源)を供給するためのVDD_IO用パッド2cが含まれている。VDD_COREは、ロジック回路7等の内部回路を動作させるための電源である。VDD_IOは、外部と信号を入出力するために入出力バッファ3を動作させるための電源である。例えば、VDD_IOは3.3Vであり、VDD_COREは1.2Vである。
Here, as the power supply pads, the
また、ボンディングパッド2には、テスト用のパッドとして、クロックCLKを供給するためのCLK用パッド2d、テストデータを入力するためのD_IN用パッド2e、テスト結果を出力するためのD_OUT用パッド(信号出力用パッド)2fが含まれている。クロックCLKは、半導体集積回路の内部回路の動作タイミングに関連する信号であり、テストデータ(テスト信号)は内部回路のテスト結果(出力値)に関連する信号である。クロックCLK及びテストデータ(テスト信号)を含む半導体集積回路の内部回路をテスト動作させるための信号をテスト動作信号という。CLK用パッド2d及びD_IN用パッド2eは、テスト動作信号を入力するための信号入力用パッドである。なお、これらのパッドは、テスト時に限らず、通常動作時にも使用可能である。
The
入出力バッファ3は、ボンディングパッド2に接続されるとともに、内部のロジック回路7にも接続されており、半導体集積回路1の外部装置と内部のロジック回路7との間で信号の入出力を行う。特に、信号入出力用のVDD_IOとロジック回路用のVDD_COREが異なるため、電源電圧に合わせて信号レベルの変換を行う。
The input /
VDD_IO配線4は、VDD_IO用パッド2cに接続されており、外部から供給されるVDD_IOを入出力バッファ3に供給する。また、後述するように本実施の形態では、VDD_IO配線4は、入出力バッファ3に入力される信号に応じて、VDD_IOを供給する。
The
VDD_CORE配線5は、VDD_CORE用パッド2bに接続されており、外部から供給されるVDD_IOをロジック回路7や入出力バッファ3に供給する。GND配線6は、GND用パッド2aに接続されており、外部のGND電位をロジック回路7や入出力バッファ3に供給する。
The
ロジック回路(内部回路)7は、半導体集積回路1内部のデジタル回路であり、半導体集積回路の機能を実現するために複数の論理回路から構成されている。ロジック回路7は、入出力バッファ3を介して入力されるクロックCLKのタイミングで動作し、入出力バッファ3を介して入力されるデータを論理演算し、その結果を入出力バッファ3を介して外部へ出力する。
The logic circuit (internal circuit) 7 is a digital circuit inside the semiconductor integrated
このように半導体集積回路1を含む半導体ウェハ100を作成した後、続いて、ウェハ状態で良品/不良品を判別するため、半導体ウェハ100に対しウェハテストを行う(図1のS102)。ウェハテストでは、一般的には、入出力バッファ等のDC特性をテストするDCテストと、ロジック回路等の機能動作をテストするファンクションテストが行われている。本実施の形態では、ウェハテストにおいてはファンクションテストのみを実施し、パッケージテストにおいてDCテストを実施する。これによりテスト時間を短縮することができる。
After the
図3は、このウェハテストを実施するためのシステム構成を示している。図3に示すように、ウェハテストを行うテストシステムは、半導体ウェハ100に接触する複数のプローブ111を有するプローブカード110と、複数のプローブ111を介してテスト信号等を入出力してテストを行う半導体テスタ(ロジックテスタ)120とを備えている。
FIG. 3 shows a system configuration for carrying out this wafer test. As shown in FIG. 3, the test system for performing a wafer test performs a test by inputting / outputting test signals and the like via a plurality of
すなわち、ウェハテストでは、プローブカード110を移動させ、半導体ウェハ100の半導体集積回路1に形成されているボンディングパッド2にプローブ111を接触させる。そして、半導体テスタ120は、プローブ111を介して半導体ウェハ100の半導体集積回路1に対して、電源及びクロックを供給するとともにテストデータを入力し、さらに、半導体集積回路1から出力されるテスト結果を測定し、半導体集積回路1の機能が正常かどうか判定する。
That is, in the wafer test, the
本実施の形態では、図4に示すようにプロービングを行う。すなわち、GND用パッド2a、VDD_CORE用パッド2b、CLK用パッド2d、D_IN用パッド2e、D_OUT用パッド2fにプローブ111を接触させ、VDD_IO用パッド2cにはプローブ111を接触させず非接触として、ファンクションテストを実施する。本実施形態では、後述するように、CLK用パッド2d、D_IN用パッド2eから入力する信号により入出力バッファ3を動作させることで、VDD_IO用パッド2cからのVDD_IOの供給を不要としている。これにより、半導体テスタ120の電源チャネル及びプローブの接触数(針立て数)を削減でき、より多くの半導体集積回路1を一度にテストすることができる。
In this embodiment, probing is performed as shown in FIG. That is, the
図5及び図6は、ウェハテスト時のボンディングパッド2の状態を示している。図5は、プロービングを行うVDD_CORE用パッド2bの断面図(図5(a))及び平面図(図5(b))を示しており、図6は、プロービングを行わないVDD_IO用パッド2cの断面図(図6(a))及び平面図(図6(b))を示している。
5 and 6 show the state of the
図5に示すように、VDD_CORE用パッド2bでは、プロービング領域21においてプロービングによりプローブ111の先端が接触するため、パッド表面にプロービング傷21aが形成される。VDD_CORE用パッド2bにプローブ111を接触し、さらにプローブ111の先端がパッド表面を押圧する(もしくは、滑らせる、こすり付ける)。このため、VDD_CORE用パッド2bは、プローブ111の先端によりパッド表面が削られて凹部21bが形成され、さらに、凹部21bに隣接してパッド表面が盛り上がり凸部21cが形成される。
As shown in FIG. 5, in the
一方、図6に示すように、VDD_IO用パッド2cは、プロービングを行わないため、プロービング領域21にプロービング傷21aは形成されない。したがって、VDD_IO用パッド2cは、表面が傷や凹凸の無い平面形状であり、面一となっている。なお、その他ウェハテストの詳細については後述する。
On the other hand, as shown in FIG. 6, since the
このようにウェハテストを実施すると、ウェハテストの結果を判定して(図1のS103)、不良品と判断された半導体集積回路1は除外され、良品と判断された半導体集積回路1について、以降の工程が行われる。すなわち、S102ではファンクションテストが実施され、入力されるテストデータに対して、半導体集積回路1から出力されるテスト結果と期待値を比較し、テスト結果と期待値が一致する場合は良品と判断され、不一致の場合は不良品と判断される。
When the wafer test is performed as described above, the result of the wafer test is determined (S103 in FIG. 1), the semiconductor integrated
続いて、ウェハテストで良品となった半導体集積回路1に対しパッケージングを行い、半導体装置11を作成する(図1のS104)。すなわち、ダイシングにより、半導体ウェハ100を半導体チップ領域101毎に切断して、半導体チップ10に断片化する。次いで、ダイボンディングにより、配線基板(ダイパッド)に半導体チップ10を接着固定する。次いで、ワイヤボンディングにより、半導体チップ10のパッド2と配線基板の外部端子(リードフレーム)とをボンディングワイヤを介して電気的に接続する。さらに、半導体チップ10及び配線基板を樹脂封止することで半導体装置11が作成される。
Subsequently, the semiconductor integrated
図7は、形成された半導体装置11における、ボンディングワイヤの接続関係を示している。図7に示すように、半導体チップ10のボンディングパッド2は、それぞれボンディングワイヤ131を介して、半導体装置11の外部と接続するための外部端子130に接続される。すなわち、GND用パッド2a、VDD_CORE用パッド2b、VDD_IO用パッド2c、CLK用パッド2d、D_IN用パッド2e、D_OUT用パッド2fは、全てボンディングされてボンディングワイヤ131により外部端子130と接続される。ここでは、ウェハテストでプロービングされなかったVDD_IO用パッド2cもボンディングされる。
FIG. 7 shows the connection relationship of bonding wires in the formed semiconductor device 11. As shown in FIG. 7, the
図8及び図9は、ワイヤボンディング後のボンディングパッド2の状態を示している。図8は、プロービング対象だったVDD_CORE用パッド2bの断面図(図8(a))及び平面図(図8(b))を示しており、図9は、プロービング対象外だったVDD_IO用パッド2cの断面図(図9(a))及び平面図(図9(b))を示している。
8 and 9 show the state of the
図8に示すように、VDD_CORE用パッド2bでは、図5で説明したとおりプロービング領域21にプロービング傷21aが形成されている。そして、VDD_CORE用パッド2bでは、プロービング傷21aが形成されていないボンディング領域22に、ボンディングワイヤ131がボンディングされる。ボンディング領域22のパッド表面に、ボンディングワイヤ131の圧着ボール131aが熱圧着されて接合される。すなわち、VDD_CORE用パッド2bは、ウェハテスト時のプロービングによりプロービング傷21aが形成されるプロービング領域21と、ボンディングワイヤ131がボンディングされるボンディング領域22を有している。
As shown in FIG. 8, in the
一方、図9に示すように、VDD_IO用パッド2cは、図6で説明したとおりプロービング領域21にプロービング傷21aは形成されていない。そして、VDD_IO用パッド2cは、ボンディング領域22に、ボンディングワイヤ131がボンディングされる。ボンディング領域22のパッド表面に、ボンディングワイヤ131の圧着ボール131aが熱圧着されて接合される。すなわち、VDD_IO用パッド2cは、ウェハテスト時にプロービングされず平面形状のプロービング領域21と、ボンディングワイヤ131がボンディングされるボンディング領域22を有している。VDD_IO用パッド2cでは、プロービング傷が形成されていないため、パッド表面の任意の領域にボンディングしてもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
このように半導体チップ10(半導体集積回路1)を実装した半導体装置11を作成した後、続いて、パッケージされている半導体装置11に対しパッケージテストを行う(図1のS105)。ウェハテストで実施していないDCテストを行う。すなわち、半導体装置11の外部端子130と半導体テスタとを接続し、半導体装置11の最終的なテストを行う。半導体テスタは、半導体装置11に対して、電源及びクロックを供給するとともにテスト信号を入力して、半導体装置11から出力される出力値のレベル等を測定する。ここでは、DCテストを行うために十分な駆動電圧を供給する必要があり、外部端子130から、VDD_CORE用パッド2bを介してVDD_COREを供給するとともに、CLK用パッド2dを介してVDD_IOを供給する。
After the semiconductor device 11 on which the semiconductor chip 10 (semiconductor integrated circuit 1) is mounted as described above, a package test is subsequently performed on the packaged semiconductor device 11 (S105 in FIG. 1). A DC test that is not performed in the wafer test is performed. That is, the
このようにパッケージテストを実施すると、パッケージテストの結果を判定して(図1のS106)、不良品と判断された半導体装置は除外され、良品と判断された半導体装置が最終製品となり、半導体装置の製造工程が終了する。 When the package test is performed as described above, the result of the package test is determined (S106 in FIG. 1), the semiconductor device determined to be defective is excluded, and the semiconductor device determined to be non-defective is the final product. The manufacturing process is completed.
次に、図10〜図14を用いて、本実施の形態に係る半導体集積回路のウェハテストについてさらに説明する。 Next, the wafer test of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment will be further described with reference to FIGS.
図10は、本実施の形態を説明するための前提例の構成を示している。図10の半導体集積回路内の回路構成は、本実施の形態と同様であり、すなわち、図2の半導体集積回路1の入出力バッファ3の構成を示している。
FIG. 10 shows a configuration of a premise example for explaining the present embodiment. The circuit configuration in the semiconductor integrated circuit of FIG. 10 is the same as that of the present embodiment, that is, the configuration of the input /
図10に示すように、半導体集積回路1では、GND用パッド2aがGND配線6に接続され、VDD_CORE用パッド2bがVDD_CORE配線5に接続され、VDD_IO用パッド2cがVDD_IO配線4に接続されている。半導体集積回路1は、複数の入出力バッファ3を備えており、入力バッファ3a〜3c、出力バッファ3d(入力バッファ、出力バッファのいずれかを入出力バッファと称する)を図示している。VDD_IO配線4、VDD_CORE配線5、GND配線6が、入力バッファ3a〜3c、出力バッファ3dに共通に接続されて、それぞれ電源が供給される。
As shown in FIG. 10, in the semiconductor integrated
入出力バッファ3は、ESD(静電気:Electro Static Discharge)保護素子31及び32と、バッファ回路33とを有している。バッファ回路33は、VDD_IO及びVDD_COREが供給され、VDD_IOレベルの信号とVDD_COREレベルの信号のレベル変換(レベルシフト)を行うレベルシフタである。
The input /
入力バッファ3a〜3cは、ウェハテスト時に半導体テスタ120からVDD_IOレベルで入力された信号を、VDD_COREレベルの信号に変換しロジック回路7へ出力する。クロックCLKが入力バッファ3aを介してロジック回路7へ供給され、テストデータD0,D1が入力バッファ3b、3cを介してロジック回路7へ入力される。なお、テストデータとして、ロジック回路7をテストするために必要な複数のテスト信号が入力され、ここでは一例として、2つのテストデータD0,D1が入力される。入力バッファ3a〜3cは、クロックCLK及びテストデータを含むテスト動作信号を入力するためのバッファである。
The input buffers 3 a to 3 c convert a signal input at the VDD_IO level from the
また、出力バッファ3dは、ロジック回路7からVDD_COREレベルで入力された信号を、VDD_IOレベルの信号に変換し半導体テスタ120へ出力する。クロックCLK及びテストデータD0,D1の入力によりロジック回路7からテスト結果が、出力バッファ3dを介して半導体テスタ120へ出力される。
Further, the
図11は、入力バッファ3aの回路構成を示している。なお、入力バッファ3a〜3cは同じ回路構成であるため、入力バッファ3aについて説明する。
FIG. 11 shows a circuit configuration of the
入力バッファ3aは、入力側から出力側に向かって、ESD保護素子31及び32、バッファ回路33の順に接続されている。ESD保護素子31及び32は、ESD保護用のダイオードであり、外部から過電圧の信号が入力されることによりバッファ回路33が破壊されることを防止する。
The
ESD保護素子31及び32は、VDD_IOとGNDの間に直列に接続されている。ESD保護素子31のカソードは、VDD_IOに接続され、ESD保護素子31のアノードとESD保護素子31のカソードとが互いに接続され、ESD保護素子32のアノードは、GNDに接続されている。ESD保護素子31のアノードとESD保護素子32のカソードの間のノード30が、入力バッファ3aの入力端子である。
The
VDD_IOよりも高い電圧の信号が入力されると、ESD保護素子31を介してノード30からVDD_IO配線4へ電流が流れる。また、さらにクランプ電圧よりも高い電圧の信号が入力されると、ESD保護素子32がアバランシェ効果により導通し、ノード30からGND配線6へ電流が流れる。これにより、バッファ回路33に過電圧が入力されることを防止している。
When a signal having a voltage higher than VDD_IO is input, a current flows from the
入力バッファ3aでは、ノード30がCLK用パッド2dに接続されている。なお、入力バッファ3bではノード30が、テストデータD0が入力されるD_IN用パッド2eに接続されており、入力バッファ3cではノード30が、テストデータD1が入力されるD_IN用パッド2eに接続されている。
In the
バッファ回路33は、CMOSインバータで構成されたCMOSバッファである。バッファ回路33は、入力端子から出力端子までの間にインバータ回路34、インバータ回路35の順に直列に接続されて構成されている。
The
インバータ回路34は、VDD_IOとGNDとの間に直列接続されたPMOSトランジスタ34PとNMOSトランジスタ34Nを備えている。すなわち、インバータ回路34は、VDD_IO配線4からの電源供給により動作し、VDD_IOレベルの信号を入出力する。インバータ回路35は、VDD_COREとGNDとの間に直列接続されたPMOSトランジスタ35PとNMOSトランジスタ35Nを備えている。すなわち、インバータ回路35は、VDD_CORE配線5からの電源供給により動作し、VDD_COREレベルの信号を入出力する。
The
PMOSトランジスタ34PのゲートとNMOSトランジスタ34Nのゲート間のノードが、バッファ回路33の入力端子となり、ノード30に接続されている。PMOSトランジスタ34PのドレインとNMOSトランジスタ34Nのソース間のノードが、PMOSトランジスタ35PのゲートとNMOSトランジスタ35Nのゲート間のノードに接続されている。PMOSトランジスタ35PのドレインとNMOSトランジスタ35Nのソース間のノードが、バッファ回路33及び入力バッファ3aの出力端子となり、ロジック回路7に接続されている。インバータ回路34が動作するための電源端子は、VDD_IOが供給される、PMOSトランジスタ34Pのソースである。インバータ回路35が動作するための電源端子は、VDD_COREが供給される、PMOSトランジスタ35Pのソースである。
A node between the gate of the
すなわち、図11のバッファ回路33は、VDD_IOレベルで動作するインバータ回路34とVDD_COREレベルで動作するインバータ回路35とを直列接続することで、VDD_IOレベルの入力信号をVDD_COREレベルの信号に変換(シフト)している。
That is, the
図12は、出力バッファ3dの回路構成を示している。出力バッファ3dは、入力バッファ3aと比べてバッファ回路とESD保護素子の接続順が逆であり、入力側から出力側に向かって、バッファ回路33、ESD保護素子31及び32の順に接続されている。
FIG. 12 shows a circuit configuration of the
ESD保護素子31及び32は、VDD_IOとGNDの間に直列に接続されており、外部から過電圧の信号が入力されることによりバッファ回路33が破壊されることを防止する。ESD保護素子31のアノードとESD保護素子32のカソードの間のノード30が、出力バッファ3dの出力端子であり、D_OUT用パッド2fに接続されている。
The
バッファ回路33は、入力バッファ3aと比べてインバータ回路の接続順が逆であり、入力端子から出力端子までの間にインバータ回路35、インバータ回路35の順に直列に接続されて構成されている。
The
入力バッファ3aと同様に、インバータ回路34は、VDD_IOとGNDとの間に直列接続されたPMOSトランジスタ34PとNMOSトランジスタ34Nを備えており、インバータ回路35は、VDD_COREとGNDとの間に直列接続されたPMOSトランジスタ35PとNMOSトランジスタ35Nを備えている。
Similar to the
PMOSトランジスタ35PのゲートとNMOSトランジスタ35Nのゲート間のノードが、バッファ回路33及び出力バッファ3dの入力端子となり、ロジック回路7に接続されている。PMOSトランジスタ35PのドレインとNMOSトランジスタ35Nのソース間のノードが、PMOSトランジスタ34PのゲートとNMOSトランジスタ34Nのゲート間のノードに接続されている。PMOSトランジスタ34PのドレインとNMOSトランジスタ34Nのソース間のノードが、出力端子となりノード30に接続されている。インバータ回路35が動作するための電源端子は、VDD_COREが供給される、PMOSトランジスタ35Pのソースである。インバータ回路34が動作するための電源端子は、VDD_IOが供給される、PMOSトランジスタ34Pのソースである。
A node between the gate of the
すなわち、図12のバッファ回路33は、VDD_COREレベルで動作するインバータ回路35とVDD_IOレベルで動作するインバータ回路34とを直列接続することで、VDD_COREレベルの入力信号をVDD_IOレベルの信号に変換(シフト)している。
That is, the
これらの入出力バッファを含む半導体集積回路1において、図10の前提例では、全てのボンディングパッド2にそれぞれプローブ111を接触させ、半導体テスタ120と接続している。すなわち、半導体テスタ120は、VDD_CORE用パッド2bにVDD_COREを供給し、VDD_IO用パッド2cにVDD_IOを供給し、CLK用パッド2dにクロックCLKを供給し、D_IN用パッド2eにテストデータD0,D1を供給する。そして、半導体テスタ120は、D_OUT用パッド2fから出力されるテスト結果Qを期待値と比較してテストを行う。
In the semiconductor integrated
この前提例では、パッド2a〜2fの全てにプロービングするため、パッドピッチが狭い場合には、プロービングが困難であるという問題がある。
In this example, since all the
また、半導体テスタ120からVDD_IOとVDD_COREの2種類の電源を供給するため、半導体テスタ120の電源チャネルを2チャネル使用することになる。例えば、半導体テスタ120の電源チャネルが16チャネルとすると、前提例では、半導体集積回路ごとに2チャネル使用するため、同時にテストできる半導体集積回路は8個となってしまう。すなわち、前提例では、2種類の電源を供給するため、同時に並列にテストできる半導体集積回路の数が少なくなるという問題がある。
In addition, since two types of power supplies VDD_IO and VDD_CORE are supplied from the
そこで、本実施の形態では、図4で示したようにVDD_COREのみ電源を供給しテストを実施する。図13は、本実施の形態に係る半導体集積回路のウェハテスト時の接続関係を示している。図13における半導体集積回路1の構成は、図10〜図12と同様である。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, only VDD_CORE is supplied and a test is performed. FIG. 13 shows the connection relationship during the wafer test of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment. The configuration of the semiconductor integrated
図13の本実施の形態では、図10の前提例と比べて、VDD_IO用パッド2cはプロービングせずオープン状態とし、半導体テスタ120から半導体集積回路1へVDD_IOを供給しない。すなわち、半導体テスタ120は、VDD_CORE用パッド2bにVDD_COREを供給し、CLK用パッド2dにクロックCLKを供給し、D_IN用パッド2eにテストデータD0,D1を供給する。そして、半導体テスタ120は、D_OUT用パッド2fから出力されるテスト結果Qを期待値と比較してテストを行う。これにより、VDD_IO用パッド2cにプロービングしないためプロービング数を減らすことができ、VDD_COREの1種類の電源のみ供給するため、半導体テスタで使用する電源チャネルを減らすことができる。
In the present embodiment in FIG. 13, the
図14を用いて、図13の本実施の形態に係る半導体集積回路のテスト動作について説明する。まず、図13のように半導体テスタ120から半導体集積回路1に1.2VのVDD_COREを供給し、VDD_IOを供給しない(OPEN)状態とする。
The test operation of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 13, 1.2V VDD_CORE is supplied from the
図14のように、状態ST1では、クロックCLK、テストデータD0、D1が全てLowレベルであるため、VDD_IOにはHighレベルが印加されない。VDD_IOがLowレベルのため、バッファ回路33のインバータ回路34にVDD_IOが供給されず、入力バッファ3a〜3c、出力バッファ3dは動作しない。
As shown in FIG. 14, in the state ST1, since the clock CLK and the test data D0 and D1 are all at the low level, the high level is not applied to the VDD_IO. Since VDD_IO is at Low level, VDD_IO is not supplied to the
続いて、半導体テスタ120から半導体集積回路1に、クロックCLK、テストデータD0、D1を供給する。クロックCLK、テストデータD0、D1は、Highレベルが3.3Vの信号である。ここで、これらの入力信号のいずれかをHighレベルとなるようにするため、クロックCLK、テストデータD0、D1は、Negative論理のRZ(Return to Zero)信号とし、さらに、テストデータD0及びD1の信号の変化点では、クロックCLKをHighレベルとする。なお、RZ信号(Active論理のRZ信号)とは、"0"がLowレベル、"1"がHighレベルのデジタル信号において、Lowレベルを基準とし、"1"のときにHighレベルとなった後、すぐにLowレベルに戻る信号をいう。Negative論理のRZ信号とは、"0"がLowレベル、"1"がHighレベルのデジタル信号において、Highレベルを基準とし、"0"のときにLowレベルとなった後、すぐにHighレベルに戻る信号をいう。
Subsequently, a clock CLK and test data D 0 and
このような信号としているため、状態ST2,ST3では、クロックCLK、テストデータD0、D1のいずれかが常にHighレベルとなる。クロックCLK、テストデータD0、D1のいずれかがHighレベルになると、入力バッファ3a〜3cでは、それぞれESD保護素子31を介してVDD_IOにHighレベルが印加される。そうするとVDD_IOも3.3Vとなる。したがって、バッファ回路33のインバータ回路34にVDD_IOが供給されるため、入力バッファ3a〜3c、出力バッファ3dが正常に動作する。換言すると、クロックCLK及びテストデータを含むテスト動作信号を入力バッファに入力し、テスト動作信号をESD保護素子経由で入力バッファの電源端子に供給し、テスト動作信号の電源端子への供給に応じて、入力バッファがテスト動作信号に基づく信号を出力する。
Because of such a signal, in the states ST2 and ST3, either the clock CLK or the test data D0 and D1 is always at the high level. When any one of the clock CLK and the test data D0 and D1 becomes the high level, the high level is applied to the VDD_IO via the
すなわち、ESD保護素子31経由でVDD_IOが供給されることにより、テストデータD0が入力バッファ3bを介してロジック回路7へ伝搬され、テストデータD1が入力バッファ3cを介してロジック回路7へ伝搬され、さらに、クロックCLKが入力バッファ3aを介してロジック回路7へ伝搬される。そして、ロジック回路7からのテスト結果Qが出力バッファ3dを介して半導体テスタ120へ出力される。
That is, by supplying VDD_IO via the
このとき、クロックCLKの立ち上りタイミングで、ロジック回路7の状態が確定し、テスト結果Qの値も確定することになる。このため、クロックCLKの立ち上りの直後で、かつ、クロックCLKがHighレベルであるタイミングT1、T2をストローブポイントとする。すなわち、半導体テスタ120は、タイミングT1、T2のテスト結果Qを観測し、期待値と比較してテストを行う。
At this time, the state of the
状態ST4のように、クロックCLK、テストデータD0、D1の全てがLowレベルとなった場合、ESD保護素子31からVDD_IOに電圧の印可が停止する場合がある。そうすると、図11及び図12に示すリーク電流経路A,Bのように、VDD_IOからGNDへ、ESD保護素子31及び32、インバータ回路34を介してリーク電流が流れる。そうするとこのリーク電流分だけ、VDD_IOが低下することになる。
When the clock CLK and the test data D0 and D1 are all at the low level as in the state ST4, the voltage application from the
図11及び図12に示す一般的なCMOSインバータであれば、例えば1uS以下の時間でVDD_IOが低下しても次段の回路の閾値電圧を下回ることはない。入力バッファ3a〜3cでは、インバータ回路34へのVDD_IOが低下しても、次段のインバータ回路35の閾値を下回らないため、入力バッファ3a〜3cの出力に影響はない。したがって、この場合でも、クロックCLK、テストデータD0、D1をロジック回路7へ正確に伝搬できる。
In the case of the general CMOS inverter shown in FIGS. 11 and 12, for example, even if VDD_IO decreases in a time of 1 uS or less, it does not fall below the threshold voltage of the next stage circuit. In the input buffers 3a to 3c, even if VDD_IO to the
また、出力バッファ3dにおいては、インバータ回路34へのVDD_IOが低下すると、出力されるテスト結果Qが不定になる恐れがある。テスト結果Qの閾値電圧は半導体テスタ120の判定基準に依存するため、クロックCLKの立ち上がり後、テスト結果Qの論理が確定しVDD_IOが安定したタイミングT3をストローブポイントとする。したがって、この場合でも、出力バッファ3dから正確にテスト結果Qを伝搬し、期待値と判定することができる。
Further, in the
以上のように、本実施の形態では、ウェハテストにおけるファンクションテストにあたり、半導体テスタから半導体集積回路へパッドを介してVDD_IOを供給せずに、VDD_COREのみ供給し、テストの実施を可能とした。これにより、プロービング数を減らすことができ、パッドピッチが狭い場合でも精度よくプロービングを行うことができる。また、半導体テスタで使用する電源チャネルを減らすことができるため、同時に並列にテストできる半導体集積回路の数を増やすことができ、効率よくテストを実施することができる。 As described above, in the present embodiment, in the function test in the wafer test, only the VDD_CORE is supplied from the semiconductor tester to the semiconductor integrated circuit without supplying the VDD_IO via the pad, thereby enabling the test. Thereby, the number of probing can be reduced, and even when the pad pitch is narrow, probing can be performed with high accuracy. Further, since the number of power supply channels used in the semiconductor tester can be reduced, the number of semiconductor integrated circuits that can be tested in parallel can be increased, and the test can be performed efficiently.
ファンクションテストでは、テスト結果が"0"もしくは"1"であることが認識できればよいため、正確な電流/電圧を測定するようなDCテストとは異なり、十分な駆動電流や速度は必要とされていない。したがって、本実施の形態により、半導体テスタからVDD_IOを供給することなく、ファンクションテストを効果的に実施することができる。 In the function test, it is only necessary to recognize that the test result is “0” or “1”. Therefore, unlike the DC test in which accurate current / voltage is measured, sufficient drive current and speed are required. Absent. Therefore, according to this embodiment, the function test can be effectively performed without supplying VDD_IO from the semiconductor tester.
また、本実施の形態では、VDD_IO側に接続されるESD保護素子を持つ入力バッファがある構成において、半導体テスタからの入力信号をESD保護素子を介して半導体集積回路へ電源供給することで、VDD_IO専用の電源供給を必要せず、テスト信号の入出力を実現可能とした。これにより、VDD_IOを供給するための回路を新たに追加する必要がないため、回路規模の増大を防ぐことができる。 Further, in this embodiment, in a configuration in which there is an input buffer having an ESD protection element connected to the VDD_IO side, an input signal from the semiconductor tester is supplied to the semiconductor integrated circuit through the ESD protection element, so that VDD_IO Test signals can be input and output without requiring a dedicated power supply. As a result, it is not necessary to newly add a circuit for supplying VDD_IO, so that an increase in circuit scale can be prevented.
また、クロック信号及びテスト信号の入力バッファに入力する場合に、クロック信号及びテスト信号のいずれかをHighレベルとなるように入力することで、ESD保護素子を介してVDD_IOを供給でき、確実に入力バッファを動作させることができる。 In addition, when inputting the clock signal and the test signal to the input buffer, VDD_IO can be supplied via the ESD protection element by inputting either the clock signal or the test signal so as to be at a high level. The buffer can be operated.
特に、クロック信号等をNegative論理のRZ信号とし、テスト信号の変化点ではクロック信号をHighレベルとし、クロック信号がHighレベルのタイミングをストローブポイント(期待値判定ポイント)とすることで、正確に安定したテストを実現することができる。 In particular, the clock signal or the like is the negative logic RZ signal, the clock signal is set to the high level at the change point of the test signal, and the timing at which the clock signal is at the high level is set to the strobe point (expected value determination point). Test can be realized.
また、クロックCLK、テストデータD0、D1にHighレベルが1本も入力されない場合、初期状態ではロジック回路7の内部出力及び外部出力であるテスト結果Qは、Highレベル又はLowレベルの誤った論理が出力される場合がある。しかし、一般的なCMOSバッファ構造としているため、初期状態から一度でもVDD_IOにHighレベルが入力されると、信号が変化しなければGNDへの電流経路はリーク電流経路のみであるため一定時間(バッファ構造/周囲条件により異なるが、通常は数uS以上)は次段の回路の閾値電圧以上のHighレベルを保つことが出来る。したがって、上記のように、クロック信号等をNegative論理のRZ信号とし、テスト信号の変化点ではクロック信号をHighレベルとし、クロック信号がHighレベルのタイミングをストローブポイントとすることで、VDD_IOからGNDへ電流が流れる外部入力/外部出力信号の変化点でVDD_IOが必ずHighレベルとなり、リーク電流によるVDD_IOの電圧低下を防げることから、正確にテストを行うことができる。
When no high level is input to the clock CLK and the test data D0 and D1, the test result Q, which is the internal output and the external output of the
(実施の形態2)
以下、図面を参照して実施の形態2について説明する。実施の形態1では、クロックCLK、テストデータD0、D1のいずれかがHighレベルとなるように入力することで、VDD_COREのみの供給によるテストを実現可能とした。本実施の形態では、複数のクロックCLKのいずれかがHighレベルとなるように入力する。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. In the first embodiment, the test by supplying only VDD_CORE can be realized by inputting any one of the clock CLK and the test data D0 and D1 to the high level. In the present embodiment, one of the plurality of clocks CLK is input so as to be at a high level.
図15は、ウェハテスト時における本実施の形態に係る半導体集積回路の構成を示している。図15では、複数のクロックCLKを入力してテストする例として、クロックCLK11及びテストデータD11に応じてテスト結果Q11が出力され、クロックCLK12及びテストデータD12に応じてテスト結果Q12が出力される例を示している。なお、入出力バッファ等の回路構成については図10〜図13と同様である。 FIG. 15 shows the configuration of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment during the wafer test. In FIG. 15, as an example of testing by inputting a plurality of clocks CLK, a test result Q11 is output according to the clock CLK11 and the test data D11, and a test result Q12 is output according to the clock CLK12 and the test data D12. Is shown. The circuit configuration of the input / output buffer and the like is the same as that shown in FIGS.
図15に示すように、半導体集積回路1では、GND用パッド2aがGND配線6に接続され、VDD_CORE用パッド2bがVDD_CORE配線5に接続され、VDD_IO用パッド2cがVDD_IO配線4に接続されている。半導体集積回路1は、複数の入出力バッファ3を備えており、入力バッファ3a−1、3b−1、出力バッファ3d−1、入力バッファ3a−2、3b−2、出力バッファ3d−2を図示している。VDD_IO配線4、VDD_CORE配線5、GND配線6が、入力バッファ3a−1、3b−1、出力バッファ3d−1、入力バッファ3a−2、3b−2、出力バッファ3d−2に共通に接続されて、それぞれ電源が供給される。
As shown in FIG. 15, in the semiconductor integrated
入力バッファ3a−1は、CLK用パッド2d−1に接続されており、CLK用パッド2d−1を介してクロックCLK11が入力され、レベルシフトしてロジック回路7へ出力する。入力バッファ3b−1は、D_IN用パッド2e−1に接続されており、D_IN用パッド2e−1を介してテストデータD11が入力され、レベルシフトしてロジック回路7へ出力する。出力バッファ3d−1は、D_OUT用パッド2f−1に接続され、ロジック回路7から入力されるテスト結果Q11をレベルシフトして、D_OUT用パッド2f−1を介して半導体テスタ120へ出力する。
The
同様に、入力バッファ3a−2は、CLK用パッド2d−2に接続されており、CLK用パッド2d−2を介してクロックCLK12が入力され、レベルシフトしてロジック回路7へ出力する。入力バッファ3b−2は、D_IN用パッド2e−2に接続されており、D_IN用パッド2e−2を介してテストデータD12が入力され、レベルシフトしてロジック回路7へ出力する。出力バッファ3d−2は、D_OUT用パッド2f−2に接続され、ロジック回路7から入力されるテスト結果Q12をレベルシフトして、D_OUT用パッド2f−2を介して半導体テスタ120へ出力する。
Similarly, the
図15では、図13と同様に、VDD_IO用パッド2cはプロービングせずオープン状態とし、半導体テスタ120から半導体集積回路1へVDD_IOを供給しない。
In FIG. 15, as in FIG. 13, the
すなわち、半導体テスタ120は、VDD_CORE用パッド2bにVDD_COREを供給し、CLK用パッド2d−1にクロックCLK11を供給し、D_IN用パッド2e−1にテストデータD11を供給する。そして、半導体テスタ120は、D_OUT用パッド2f−1から出力されるテスト結果Q11を期待値と比較してテストを行う。
That is, the
また、半導体テスタ120は、CLK用パッド2d−2にクロックCLK12を供給し、D_IN用パッド2e−2にテストデータD12を供給する。そして、半導体テスタ120は、D_OUT用パッド2f−2から出力されるテスト結果Q12を期待値と比較してテストを行う。
The
図16を用いて、図15の本実施の形態に係る半導体集積回路のテスト動作について説明する。まず、図15のように半導体テスタ120から半導体集積回路1に1.2VのVDD_COREを供給し、VDD_IOを供給しない(OPEN)状態とする。
The test operation of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment shown in FIG. 15 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 15, 1.2V VDD_CORE is supplied from the
図16のように、状態ST1では、クロックCLK11,CLK12、テストデータD11、D12が全てLowレベルであるため、VDD_IOにはHighレベルが印加されない。VDD_IOがLowレベルのため、入力バッファ3a−1、3b−1、出力バッファ3d−1、入力バッファ3a−2、3b−2、出力バッファ3d−2は動作しない。
As shown in FIG. 16, in the state ST1, since the clocks CLK11 and CLK12 and the test data D11 and D12 are all at the low level, the high level is not applied to VDD_IO. Since VDD_IO is at the low level, the input buffers 3a-1, 3b-1, the
続いて、半導体テスタ120から半導体集積回路1に、クロックCLK11、CLK12、テストデータD11、D12を供給する。クロックCLK11、CLK12、テストデータD11、D12は、Highレベルが3.3Vの信号である。ここで、これらの入力信号のいずれかをHighレベルとなるようにするため、本実施の形態では、クロックCLK11、CLK12が、排他的にHighレベルとなる。例えば、クロックCLK11をNegative論理のRZ信号とし、クロックCLK11をActive論理のRZ信号としてもよい。
Subsequently, clocks CLK11 and CLK12 and test data D11 and D12 are supplied from the
このような信号としているため、状態ST2〜ST4では、クロックCLK11、CLK12のいずれかが常にHighレベルとなる。クロックCLK11、CLK12のいずれかがHighレベルになると、入力バッファ3a−1、3b−1、出力バッファ3d−1、入力バッファ3a−1、3b−1、出力バッファ3d−1では、それぞれESD保護素子31を介してVDD_IOにHighレベルが印加される。そうするとVDD_IOも3.3Vとなる。したがって、入力バッファ3a〜3c、出力バッファ3dが正常に動作する。
Since such a signal is used, in the states ST2 to ST4, one of the clocks CLK11 and CLK12 is always at a high level. When either of the clocks CLK11 and CLK12 becomes High level, each of the
すなわち、ESD保護素子31経由でVDD_IOが供給されることにより、テストデータD11が入力バッファ3b−1を介してロジック回路7へ伝搬され、さらに、クロックCLK11が入力バッファ3a−1を介してロジック回路7へ伝搬される。そして、ロジック回路7からのテスト結果Q11が出力バッファ3d−1を介して半導体テスタ120へ出力される。
That is, by supplying VDD_IO via the
このとき、クロックCLK11の立ち上りタイミングで、ロジック回路7の状態が確定し、テスト結果Q11の値も確定することになる。このため、クロックCLK11の立ち上りの直後であるタイミングT11、T12、T13をストローブポイントとする。本実施の形態では、クロックCLK11とCLK12のいずれかがHighレベルであるため、クロックCLK11の立ち上りの直後の任意のタイミングをストローブポイントとすることができる。
At this time, the state of the
また、ESD保護素子31経由でVDD_IOが供給されることにより、テストデータD12が入力バッファ3b−2を介してロジック回路7へ伝搬され、さらに、クロックCLK12が入力バッファ3a−2を介してロジック回路7へ伝搬される。そして、ロジック回路7からのテスト結果Q12が出力バッファ3d−2を介して半導体テスタ120へ出力される。
Further, when VDD_IO is supplied via the
このとき、クロックCLK12の立ち上りタイミングで、ロジック回路7の状態が確定し、テスト結果Q12の値も確定することになる。このため、クロックCLK12の立ち上りの直後であるタイミングT21、T22、T23をストローブポイントとする。本実施の形態では、クロックCLK11とCLK12のいずれかがHighレベルであるため、クロックCLK12の立ち上りの直後の任意のタイミングをストローブポイントとすることができる。
At this time, the state of the
実施の形態1の図14では、クロックCLK、テストデータD0、D1がLowレベルとなった場合に、リーク電流分だけVDD_IOが低下していた。本実施の形態では、クロックCLK11、CLK12のいずれかが常にHighレベルであるため、実施の形態1のようにVDD_IOが低下する恐れが無い。また、実施の形態1では、テストデータの変化点でクロックCLKをHighレベルとする必要があったが、本実施の形態では、このような制限を考慮する必要がない。 In FIG. 14 of the first embodiment, when the clock CLK and the test data D0 and D1 are at the low level, VDD_IO is reduced by the amount of the leakage current. In this embodiment, since any one of the clocks CLK11 and CLK12 is always at a high level, there is no possibility that VDD_IO decreases as in the first embodiment. In the first embodiment, it is necessary to set the clock CLK to the high level at the change point of the test data. However, in this embodiment, it is not necessary to consider such a restriction.
以上のように、本実施の形態では、実施の形態1と同様に、半導体テスタからVDD_COREのみを供給し、入力信号によりESD保護経由でVDD_IOを供給することでテストの実施を可能とした。プロービング数を削減でき、半導体テスタの使用チャネル数を減らすことができ、さらに、回路規模の増大を防止することができる。 As described above, in this embodiment, as in the first embodiment, only VDD_CORE is supplied from the semiconductor tester, and VDD_IO is supplied via the ESD protection by the input signal, thereby enabling the test to be performed. The number of probing can be reduced, the number of channels used by the semiconductor tester can be reduced, and the increase in circuit scale can be prevented.
本実施の形態では、さらに、複数のクロック信号を入力する構成において、クロック信号を排他的にHighレベルとなるようにした。これにより、いずれかのクロック信号が常にHighレベルとなるため、安定してVDD_IOを供給することができ、確実にテストを実施することができる。 In the present embodiment, the clock signal is exclusively set to the high level in the configuration in which a plurality of clock signals are input. Accordingly, since any one of the clock signals is always at a high level, VDD_IO can be stably supplied, and the test can be reliably performed.
(実施の形態3)
以下、図面を参照して実施の形態3について説明する。実施の形態1、2では、主に、ウェハテスト時の半導体集積回路と半導体テスタ間の信号の入出力に関する例について説明した。本実施の形態では、通常動作時の半導体装置間の信号の入出力に関する例について説明する。
(Embodiment 3)
The third embodiment will be described below with reference to the drawings. In the first and second embodiments, examples relating to input / output of signals between the semiconductor integrated circuit and the semiconductor tester during the wafer test have been mainly described. In this embodiment, an example of input / output of signals between semiconductor devices during normal operation will be described.
図17は、本実施の形態に係る表示システムの構成を示している。図17に示すように、この表示システム200は、CPU210、表示コントローラ220、表示パネル230を備えている。
FIG. 17 shows a configuration of the display system according to the present embodiment. As shown in FIG. 17, the
CPU210は、1チップの半導体装置の一例であり、プログラムを実行することにより表示データを生成し、生成した表示データを表示コントローラ220へ出力する。CPU210と表示コントローラ220との間はLVDSインタフェース241と、SPIインタフェース242とを介して接続されている。LDVSインタフェース241は、高速な差動インタフェースであり、サイズの大きな表示データを高速に入出力する。SPIインタフェース242は、低速なシリアルインタフェースであり、サイズの小さなコマンド等を低速に入出力する。
The
表示コントローラ220は、1チップの半導体装置の一例であり、CPU210から表示データが入力され、表示データに応じた駆動信号を出力する。表示コントローラ220と表示パネル230との間はLDVSインタフェース243を介して接続されている。LDVSインタフェース243は、高速な差動インタフェースであり、駆動信号を高速に入出力する。
The
表示パネル230は、表示コントローラ220から供給される駆動信号に応じて、表示画素を駆動させ所望の表示を行う。表示パネル230は、例えば、液晶表示パネルやプラズマ表示パネル、有機EL表示パネル等である。
The
CPU210及び表示コントローラ220の内部構成について説明する。CPU210は、ロジック回路211、LVDS入出力回路212、SPI入出力回路213、レギュレータ回路214を備えている。
The internal configuration of the
ロジック回路211は、CPUのコア部であり、CPU210の機能を実現するために複数の論理回路から構成されている。LVDS入出力回路212は、LVDSインタフェース241を介してデータを入出力するための入出力バッファである。SPI入出力回路213は、SPIインタフェース242を介してデータを入出力するための入出力バッファである。レギュレータ回路214は、電源回路215から供給される電源に基づいて、ロジック回路211が動作するためのVDD_COREや、LVDS入出力回路212及びSPI入出力回路213が動作するためのVDD_IOを生成し、各回路へ供給する。
The
表示コントローラ220は、ロジック回路221、LVDS入出力回路222、SPI入出力回路223、レギュレータ回路224、LVDS入出力回路225を備えている。
The
ロジック回路221は、表示コントローラのコア部であり、表示コントローラ220の機能を実現するために複数の論理回路から構成されている。LVDS入出力回路222は、LVDSインタフェース241を介してデータを入出力するための入出力バッファである。LVDS入出力回路225は、LVDSインタフェース243を介してデータを入出力するための入出力バッファである。SPI入出力回路223は、SPIインタフェース242を介してデータを入出力するための入出力バッファである。レギュレータ回路224は、電源回路215から供給される電源に基づいて、ロジック回路221が動作するためのVDD_COREや、LVDS入出力回路222、LVDS入出力回路225及びSPI入出力回路223が動作するためのVDD_IOを生成し、各回路へ供給する。
The
図18は、表示コントローラ220のSPI入出力回路223の具体例を示している。なお、入出力バッファ等の回路構成については図10〜図13、図15と同様である。また、CPU210のSPI入出力回路213を同様に構成してもよい。
FIG. 18 shows a specific example of the SPI input /
図18に示すように、表示コントローラ220では、GND用外部端子226aがGND配線6に接続されている。また、GND用外部端子226aは、電源回路215に接続されている。なお、電源回路215に限らず電源プレーンに接続してもよい。
As shown in FIG. 18, in the
VDD_CORE用外部端子226bが、レギュレータ回路224の入力に接続され、レギュレータ回路224の出力にVDD_CORE配線5が接続されている。また、VDD_CORE用外部端子226bは、電源回路215に接続されている。なお、電源回路215に限らず電源プレーンに接続してもよい。例えば、電源回路215から5Vの電圧が供給され、レギュレータ回路224は、1.2Vの電圧を生成し、VDD_CORE配線5に1.2VのVDD_COREを供給する。
The VDD_CORE
SPI入出力回路223は、複数の入出力バッファ3を備えており、入力バッファ3a、3b、出力バッファ3dを図示している。VDD_IO配線4、VDD_CORE配線5、GND配線6が、入力バッファ3a、3b、出力バッファ3dに共通に接続されて、それぞれ電源が供給される。
The SPI input /
入力バッファ3aは、CLK用外部端子226dに接続されており、SPIインタフェース242及びCLK用外部端子226dを介してCPU210からクロックCLKが入力され、レベルシフトしてロジック回路221へ出力する。入力バッファ3bは、D_IN用外部端子226eに接続されており、SPIインタフェース242及びD_IN用外部端子226eを介してCPU210から入力データDATA_INが入力され、レベルシフトしてロジック回路221へ出力する。出力バッファ3dは、D_OUT用外部端子226fに接続され、ロジック回路221から入力される出力データDATA_OUTをレベルシフトして、D_OUT用外部端子226f及びSPIインタフェース242を介してCPU210へ出力する。
The
本実施の形態は、実施の形態1,2と同様に外部からのVDD_IOの供給を不要としており、ここでは、VDD_IO配線4は、いずれの外部端子にも接続されていない。すなわち、電源回路215及びレギュレータ回路224は、VDD_CORE配線5にVDD_COREを供給し、CPU210は、CLK用外部端子226dにクロックCLKを供給し、D_IN用外部端子226eに入力データDATA_INを供給することで、表示コントローラ220はDATA_INを受信し、さらに、CPU210は、D_OUT用外部端子226fから出力される出力データ_INを受信する。
In the present embodiment, the supply of VDD_IO from the outside is unnecessary as in the first and second embodiments. Here, the
図19を用いて、図18の本実施の形態に係るSPI入出力回路223の入出力動作について説明する。まず、図18のように、電源回路215からレギュレータ回路224に5Vの電源が供給され、レギュレータ回路224から1.2VのVDD_COREが供給され、VDD_IOは供給されない状態となる。
The input / output operation of the SPI input /
図19のように、状態ST1では、クロックCLK、入力データDATA_INが全てLowレベルであるため、VDD_IOにはHighレベルが印加されない。VDD_IOがLowレベルのため、入力バッファ3a〜3b、出力バッファ3dは動作しない。
As shown in FIG. 19, in the state ST1, since the clock CLK and the input data DATA_IN are all at the low level, the high level is not applied to the VDD_IO. Since VDD_IO is at the low level, the input buffers 3a to 3b and the
続いて、CPU210から表示コントローラ220に、クロックCLK、入力データDATA_INを入力する。クロックCLK、入力データDATA_INは、Highレベルが3.3Vの信号である。
Subsequently, the clock CLK and the input data DATA_IN are input from the
状態ST2〜ST4では、クロックCLK、入力データDATA_INのいずれかがHighレベルになると、入力バッファ3a〜3bでは、それぞれESD保護素子31を介してVDD_IOにHighレベルが印加される。そうするとVDD_IOも3.3Vとなる。したがって、入力バッファ3a〜3b、出力バッファ3dが正常に動作する。
In the states ST2 to ST4, when either the clock CLK or the input data DATA_IN becomes a high level, the high level is applied to the VDD_IO in the input buffers 3a to 3b via the
すなわち、ESD保護素子31経由でVDD_IOが供給されることにより、入力データDATA_INが入力バッファ3bを介してロジック回路221へ伝搬され、さらに、クロックCLKが入力バッファ3aを介してロジック回路221へ伝搬される。また、ロジック回路221からの出力データDATA_OUTが出力バッファ3dを介してCPU210へ出力される。
That is, when VDD_IO is supplied via the
一般的にSPIインタフェースの受信装置では、クロックCLKの立ち下がりタイミングでデータが入力され、クロックCLKの立ち上がりタイミングでデータが内部回路に取り込まれる。本実施の形態でも同様に、状態ST2〜ST4において、クロックCLKの立ち下がりタイミングで、DATA0〜DATA2が入力される。そして、クロックCLKの立ち上がりのタイミングT31〜T33で、ロジック回路221がDATA0〜DATA2を取り込み、データを処理する。クロックCLKがHighレベルであれば、入力バッファ3a〜3bが動作するため、T31〜T33のタイミングで正確にデータを取り込むことができる。
In general, in an SPI interface receiver, data is input at the falling timing of the clock CLK, and the data is taken into an internal circuit at the rising timing of the clock CLK. Similarly, in this embodiment, DATA0 to DATA2 are input at the falling timing of the clock CLK in the states ST2 to ST4. Then, at the timings T31 to T33 when the clock CLK rises, the
なお、データによっては入力データDATA_INのLowレベルが続く場合もあり、その場合、ESD保護素子31からVDD_IOに電圧の印可が停止する。しかし、図14と同様に、VDD_IOは、リーク電流による電圧低下のみのため、入力データDATA_INをロジック回路221へ正確に伝搬できる。
Depending on the data, the low level of the input data DATA_IN may continue. In this case, voltage application from the
以上のように、本実施の形態では、実施の形態1、2の原理を半導体装置間の通信インタフェースにも応用した。通信インタフェースにおいても、VDD_CORのみ供給し、入力信号によりESD保護経由でVDD_IOを供給することで信号の入力を可能とした。本実施の形態では、電源は実装基板上からVDD_COREとGNDのみの接続で動作するため、実装基板パタンの配線面積縮小やパッケージの小ピン化を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the principles of the first and second embodiments are applied to the communication interface between semiconductor devices. Also in the communication interface, only VDD_COR is supplied, and VDD_IO is supplied via ESD protection by an input signal, thereby enabling signal input. In this embodiment, since the power supply operates by connecting only VDD_CORE and GND from the mounting substrate, it is possible to reduce the wiring area of the mounting substrate pattern and to reduce the package pins.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で 種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
1 半導体集積回路
2 ボンディングパッド
2a GND用パッド
2b VDD_CORE用パッド
2c VDD_IO用パッド
2d CLK用パッド
2e D_IN用パッド
2f D_OUT用パッド
3 入出力バッファ
3a〜3c 入力バッファ
3d 出力バッファ
4 VDD_IO配線
5 VDD_CORE配線
6 GND配線
7 ロジック回路
10 半導体チップ
11 半導体装置
21 プロービング領域
21a プロービング傷
21b 凹部
21c 凸部
22 ボンディング領域
30 ノード(入力端子)
31、32 ESD保護素子
33 バッファ回路
34、35 インバータ回路
34N、35N NMOSトランジスタ
34P、35P PMOSトランジスタ
100 半導体ウェハ
101 半導体チップ領域
110 プローブカード
111 プローブ
120 半導体テスタ
130 外部端子
131 ボンディングワイヤ
131a 圧着ボール
200 表示システム
210 CPU
211 ロジック回路
212 LVDS入出力回路
213 SPI入出力回路
214 レギュレータ回路
215 電源回路
220 表示コントローラ
221 ロジック回路
222、225 LVDS入出力回路
223 SPI入出力回路
224 レギュレータ回路
226a GND用外部端子
226b VDD_CORE用外部端子
226d CLK用外部端子
226e D_IN用外部端子
226f D_OUT用外部端子
230 表示パネル
241、243 LVDSインタフェース
242 SPIインタフェース
DESCRIPTION OF
31, 32
211
Claims (19)
前記内部回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を前記入力バッファに入力し、
前記テスト動作信号を前記静電気保護素子経由で前記入力バッファの電源端子に供給し、
前記入力バッファの電源端子への供給に応じて、前記テスト動作信号に基づく信号を前記入力バッファから前記内部回路へ出力する、
半導体集積回路のテスト方法。 A test method for a semiconductor integrated circuit comprising an input buffer having an electrostatic protection element and an internal circuit connected to the input buffer,
A test operation signal for performing a test operation of the internal circuit is input to the input buffer,
Supplying the test operation signal to the power supply terminal of the input buffer via the electrostatic protection element;
In response to supply to the power supply terminal of the input buffer, a signal based on the test operation signal is output from the input buffer to the internal circuit.
A method for testing a semiconductor integrated circuit.
請求項1に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The test operation signal includes a clock signal related to an operation timing of the internal circuit and a test signal related to an output value of the internal circuit.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 1.
請求項2に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The input buffer operates in response to either the clock signal or the test signal being supplied to a power supply terminal of the input buffer.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 2.
請求項2または3に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The clock signal is a negative zero return zero signal.
4. The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 2 or 3.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The clock signal is a signal that becomes a high level at a timing when the level of the test signal changes.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 2.
前記テスト動作信号を前記静電気保護素子経由で前記出力バッファの電源端子に供給し、
前記出力バッファの電源端子への供給に応じて、前記内部回路の出力信号に基づく信号を出力し、
前記テスト動作信号がハイレベルのタイミングで、前記出力バッファの出力値を判定する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The semiconductor integrated circuit has an output buffer connected to the internal circuit,
Supplying the test operation signal to the power supply terminal of the output buffer via the electrostatic protection element;
In response to supply to the power supply terminal of the output buffer, a signal based on the output signal of the internal circuit is output,
Determining the output value of the output buffer at a timing when the test operation signal is at a high level;
6. A method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 1.
前記テスト動作信号を前記静電気保護素子経由で前記出力バッファの電源端子に供給し、
前記出力バッファの電源端子への供給に応じて、前記内部回路の出力信号に基づく信号を出力し、
前記クロック信号がハイレベルのタイミングで、前記出力バッファの出力値を判定する、
請求項2乃至5のいずれか一項に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The semiconductor integrated circuit has an output buffer connected to the internal circuit,
Supplying the test operation signal to the power supply terminal of the output buffer via the electrostatic protection element;
In response to supply to the power supply terminal of the output buffer, a signal based on the output signal of the internal circuit is output,
Determining the output value of the output buffer at a timing when the clock signal is at a high level;
6. The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 2.
前記テスト動作信号は、前記入出力用電源ラインを介して前記入力バッファの電源端子に供給される、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The semiconductor integrated circuit has an input / output power line and an internal circuit power line,
The test operation signal is supplied to the power supply terminal of the input buffer via the input / output power supply line.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 1.
請求項8に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The electrostatic protection element is a diode connected between an input terminal of the input buffer and the input / output power line;
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 8.
請求項8または9に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The input buffer includes a level shifter connected to the input / output power line and the internal circuit power line.
10. The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 8 or 9.
請求項10に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The level shifter includes a first inverter circuit to which power is supplied from the input / output power line, and a second inverter circuit to which power is supplied from the internal circuit power line.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 10.
前記出力バッファは、前記入出力用電源ラインと前記内部回路用電源ラインとに接続されたレベルシフタを有する、
請求項6または7に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The semiconductor integrated circuit has an input / output power line and an internal circuit power line,
The output buffer includes a level shifter connected to the input / output power line and the internal circuit power line.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 6.
請求項12に記載の半導体集積回路のテスト方法。 The level shifter includes a first inverter circuit to which power is supplied from the input / output power line, and a second inverter circuit to which power is supplied from the internal circuit power line.
The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 12.
前記半導体集積回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を前記バッファ回路の入力端子に入力し、
前記静電気保護素子経由で前記バッファ回路の電源端子に供給される前記テスト動作信号の電圧に応じて、前記バッファ回路を動作させる、
半導体集積回路のテスト方法。 A test method for a semiconductor integrated circuit comprising: a buffer circuit; and an electrostatic protection element connected between an input terminal and a power supply terminal of the buffer circuit,
A test operation signal for causing the semiconductor integrated circuit to perform a test operation is input to an input terminal of the buffer circuit,
Operating the buffer circuit according to the voltage of the test operation signal supplied to the power supply terminal of the buffer circuit via the electrostatic protection element;
A method for testing a semiconductor integrated circuit.
前記入出力用電源パッドにプローブを非接触として、前記内部回路用電源パッド、前記信号入力用パッド及び前記信号出力用パッドのそれぞれにプローブを接触させ、
前記内部回路用電源パッドを介して電源を供給し、
前記信号入力用パッドを介して、前記半導体集積回路の内部回路をテスト動作させるためのテスト動作信号を入力し、
前記半導体集積回路は、前記信号入力用パッドから静電気保護素子経由で入出力バッファの電源端子に前記テスト動作信号を供給し、
前記信号出力用パッドを介して、前記テスト動作信号に応じた前記内部回路のテスト結果信号を出力し、
前記出力されたテスト結果信号を期待値と比較して、前記半導体集積回路の良品/不良品を判定し、
良品と判定された前記半導体集積回路を半導体装置にパッケージングし、
前記パッケージングされた半導体装置に対しパッケージテストを行う、
半導体装置の製造方法。 A semiconductor integrated circuit having an input / output power pad, an internal circuit power pad, a signal input pad and a signal output pad is formed on a semiconductor wafer;
Non-contacting the probe to the input / output power pad, contacting the probe to each of the internal circuit power pad, the signal input pad and the signal output pad,
Supply power through the internal circuit power pad,
A test operation signal for performing a test operation of the internal circuit of the semiconductor integrated circuit is input via the signal input pad,
The semiconductor integrated circuit supplies the test operation signal from the signal input pad to a power supply terminal of an input / output buffer via an electrostatic protection element,
Via the signal output pad, output a test result signal of the internal circuit according to the test operation signal,
Comparing the output test result signal with an expected value to determine whether the semiconductor integrated circuit is good or defective,
Packaging the semiconductor integrated circuit determined to be non-defective into a semiconductor device;
A package test is performed on the packaged semiconductor device.
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項15に記載の半導体装置の製造方法。 In the packaging, bonding wires for connecting to external terminals of the semiconductor device are bonded to the input / output power pads, the internal circuit power pads, the signal input pads, and the signal output pads,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15.
前記プロービング傷を有さない前記入出力用電源パッドでは、任意の領域に、前記ボンディングワイヤをボンディングする、
請求項16に記載の半導体装置の製造方法。 In the internal circuit power supply pad, the signal input pad, and the signal output pad, the bonding wire is bonded to a region where the probing scratch formed by contact with the probe is removed,
In the input / output power supply pad that does not have the probing scratch, the bonding wire is bonded to an arbitrary region.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16.
請求項16または17に記載の半導体装置の製造方法。 Determining whether the semiconductor integrated circuit is non-defective or defective is a function test for testing the functional operation of the semiconductor integrated circuit.
18. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16 or 17.
請求項16乃至18のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 In the package test, a DC test for testing a DC characteristic of the semiconductor integrated circuit is performed.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16.
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