JP2014220460A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チップ面積を増加させることなく、PT試験の実施回数の制限を緩和することができる半導体装置を提供する。【解決手段】制御パッドと、第1グループから第Nグループの入力パッド及び出力パッドと、制御用パッドに入力される信号をデコードして制御信号を出力する制御回路と、制御信号に応じて、第1グループから第Nグループの入力パッドの内の第iグループの入力パッドに入力される入力信号を内部回路に入力する入力選択回路と、制御信号に応じて、内部回路の出力信号を第iグループの出力パッドに出力する出力選択回路とを有し、半導体装置が有するパッドを複数のグループに分けて、各グループでウェハ試験を行うことで、半導体装置におけるパッドの針当て回数の制限によるウェハ試験の実施回数の制限を緩和する。【選択図】図2

Description

本発明は、半導体装置に関する。
製造した半導体装置の良否を判断するための試験には、ウェハ状態で行うウェハ試験(Primary Test:PT試験)や、組み立て後(パッケージングした後)のパッケージした状態で行うパッケージ試験(Final Test:FT試験)がある。ウェハ試験やパッケージ試験は、テスタ等により対象の回路にテストパターン等を入力し、入力されたテストパターン等に基づいて動作した回路の出力結果が正しいか否かによって判断される。
また、半導体装置の試験手法として、チップのすべてのIO又は対応するパッドを使わずに一部を用いて行うRPCT(Reduced Pin Count Test)や、すべてのIO又は対応するパッドを用いて行うFPCT(Full Pin Count Test)が知られている。例えば、RPCTはウェハ状態で行われ、FPCTはウェハ状態及びパッケージ状態で行われる。
ウェハ試験は、プローブカードのプローブ針を半導体装置(チップ)のパッドに接触させて(針当てして)、テストパターン等の入力及び結果の出力を行い実施している。そのため、パッドにプローブ針を当てる度にパッドが損傷し、組み立て時(パッケージング時)におけるワイヤボンディング不良の原因となる。パッドの損傷によるワイヤボンディング不良を防ぐために、通常、パッドに対するプローブ針の針当て回数が制限されている。
1つの入力について複数個のパッドが設けられ、複数個のパッドの内の少なくとも1個は、試験に際して使用し、ワイヤボンディングには使用しないようにすることで、ワイヤボンディングの歩留まり低下を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、試験に際してプローブ針を複数回当てるパッドは分割して複数個のパッドとし、その他のパッドはそれぞれ1個のパッドとして、試験によるパッドの損傷を抑制しチップ面積の増大を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平4−7853号公報 特開2007−188931号公報 特開2000−353783号公報
前述のように、半導体装置(チップ)のパッドに対する針当て回数が制限されているために、ウェハ試験を実施できる回数も制限される。そのため、一般的な試験条件でウェハ試験を行い不良と判断されたが、ユーザ等の使用条件に応じて緩和して試験条件を変えて再びウェハ試験を行えば良品と判断されるような場合でも、パッドの針当て回数の制限によりウェハ試験が行えないことがある。
ウェハ試験の実施可能回数を増加させる方法として、パッドを大きくしてプローブ針を当てる領域とボンディングを行う領域とを分ける方法や、1つのIOセル(入出力セル)に対して針当て用とボンディング用の複数のパッドを設ける方法が考えられる。しかし、何れも半導体装置(チップ)におけるパッドの面積が増えてチップ面積が増加し、チップのコストが増大してしまう。
本発明の目的は、チップ面積を増加させることなく、ウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができる半導体装置を提供することにある。
半導体装置の一態様は、制御パッドと、第1グループから第Nグループ(Nは2以上の自然数)の入力パッド及び出力パッドと、制御パッドに入力される信号をデコードし、デコード結果に応じた制御信号を出力する制御回路と、制御信号に応じて、第1グループから第Nグループの入力パッドの内の第iグループ(iは1〜N)の入力パッドに入力される入力信号を内部回路に入力する入力選択回路と、制御信号に応じて、内部回路の出力信号を第iグループの出力パッドに出力する出力選択回路とを有する。
開示の半導体装置は、半導体装置が有するパッドを複数のグループに分けて、各グループでウェハ試験を行うことで、半導体装置におけるパッドの針当て回数の制限によるウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができ、チップ面積を増加させることなく、ウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができる。
本発明の実施形態における半導体装置を説明するための図である。 第1の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。 第1の実施形態における制御回路の動作例を示す図である。 第1の実施形態における半導体装置でのウェハ試験の例を示す図である。 第1の実施形態における半導体装置でのウェハ試験の例を示す図である。 第1の実施形態における半導体装置でのパッケージ試験の例を示す図である。 第2の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。 第2の実施形態における半導体装置でのスキャンテストの例を示すタイミングチャートである。 第2の実施形態における半導体装置の他の構成例を示す図である。 第2の実施形態における半導体装置でのパッケージ試験の例を示す図である。 第3の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。 第3の実施形態における制御回路の動作例を示す図である。 第3の実施形態における半導体装置の他の構成例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態における半導体装置は、チップにおいてウェハ試験(Primary Test:PT試験)に使用するパッドを複数のグループにグループ化し、それら複数のグループの各々で、半導体装置におけるウェハ試験を行えるようにする。複数のグループのうちの何れのグループのパッドを用いてウェハ試験を行うかは、制御用に割り当てたパッドへの信号供給により制御する。
ウェハ試験に使用するパッドを2つのグループに分けた例を、図1を参照して説明する。本実施形態における半導体装置は、図1(A)に示すように、チップ101上にパッドPA1〜PA6、IOセル(入出力セル)CA1、CA2、CA4〜CA6、及びプルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA6を有する。
パッドPA1〜PA6は、ウェハ試験で使用されるパッドである。パッドPA1、PA2は、ウェハ試験における制御用パッドであり、パッドPA3は、ウェハ試験におけるテスト専用パッドである。これらのパッドPA1〜PA3は、ウェハ試験専用であってボンディングされないパッドであり、パッケージになったときには使用されない。パッドPA4、PA5、PA6は、ウェハ試験におけるテスト用パッドであり、システム動作時のユーザ用パッドとしても使用される。なお、図1においては3つのテスト用パッドPA4、PA5、PA6を図示したが、本実施形態における半導体装置は、システム動作時にユーザ用パッドとして使用されるテスト用パッドを多数有している。
IOセルCA1、CA2、CA4〜CA6は、チップ101内の内部回路(図示せず)に対して信号を入力、出力、又は入出力するための回路である。IOセルCA1、CA2、CA4〜CA6とパッドPA1、PA2、PA4〜PA6とがそれぞれ接続されている。また、IOセルCA4とパッドPA3とが接続されている。ここで、ウェハ試験に使用するパッドが接続されるIOセルの各々は、プルダウン抵抗又はプルアップ抵抗を有しており、接続されているパッドに信号が印加されていない場合には、ローレベル又はハイレベルの論理信号がチップ101内部に入力される。図1には、プルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA6を有する場合を一例として示している。
図1においては、パッドPA1、PA3、PA5が第1のグループのパッドとし、パッドPA2、PA4、PA6が第2のグループのパッドとする。第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、図1(B)に示すようにプローブカード102Aのプローブ針PR11、PR12、PR13が、パッドPA1、PA3、PA5にそれぞれ当てられ、テスタ等からの信号が印加される。こうすることで、プローブ針PR11により印加される信号がパッドPA1及びIOセルCA1を介してチップ101内部に入力され、プローブ針PR12により印加される信号がパッドPA3及びIOセルCA4を介してチップ101内部に入力される。また、プローブ針PR13により印加される信号がパッドPA5及びIOセルCA5を介してチップ101内部に入力される。IOセルCA2、CA6は、接続されているパッドPA2、PA6に信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA2、PDA6によりローレベルの信号がチップ101内部に入力される。
また、第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、図1(C)に示すようにプローブカード102Bのプローブ針PR21、PR22、PR23が、パッドPA2、PA4、PA6にそれぞれ当てられ、テスタ等からの信号が印加される。こうすることで、プローブ針PR21により印加される信号がパッドPA2及びIOセルCA2を介してチップ101内部に入力され、プローブ針PR22により印加される信号がパッドPA4及びIOセルCA4を介してチップ101内部に入力される。また、プローブ針PR23により印加される信号がパッドPA6及びIOセルCA6を介してチップ101内部に入力される。IOセルCA1、CA5は、接続されているパッドPA1、PA5に信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA1、PDA5によりローレベルの信号がチップ101内部に入力される。
図1(D)には、パッケージングした本実施形態における半導体装置を示している。チップ101のパッドPA4、PA5、PA6が、ワイヤボンディングによってパッケージ103の外部端子TA1、TA2、TA3にそれぞれ接続される。これにより、外部端子TA1より印加される信号がパッドPA4及びIOセルCA4を介してチップ101内部に入力され、外部端子TA2より印加される信号がパッドPA5及びIOセルCA5を介してチップ101内部に入力される。また、外部端子TA3より印加される信号がパッドPA6及びIOセルCA6を介してチップ101内部に入力される。IOセルCA1、CA2は、接続されているパッドPA1、PA2がボンディングされず信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA1、PDA2によりローレベルの信号がチップ101内部に入力される。
このように、ウェハ試験に使用するパッドを複数のグループに分けて、各グループでウェハ試験を行うことで、半導体装置におけるパッドの針当て回数の制限によるウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができる。したがって、半導体装置当たりのウェハ試験の実施可能回数を増加させることが可能になる。なお、各グループのパッドの配置を、例えばパッドの配置間隔を規則化するなどして、グループ間で相対的に同じにすれば、異なるグループでのウェハ試験を同じプローブカードを用いて行うことが可能になり、試験コストを低減することができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。
図2は、第1の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。第1の実施形態における半導体装置は、チップ201にパッドPA1〜PA8、PB1〜PB4、IOセルCA1、CA2、CA4〜CA8、CB1〜CB4、及びプルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA8を有する。また、第1の本実施形態における半導体装置は、制御回路210、入力選択回路220、出力選択回路230、マスク回路240、及びロジック回路等の内部回路250を有する。
パッドPA1〜PA8、PB1〜PB4は、ウェハ試験で使用されるパッドである。パッドPA1、PA2は、ウェハ試験の制御用パッドであり、パッドPA3は、ウェハ試験のテスト専用パッドである。パッドPA1〜PA3は、ウェハ試験専用であってボンディングされない(外部端子とは接続されない)パッドであり、パッケージになったときには使用されない。パッドPA4〜PA8は、ウェハ試験におけるテスト用パッドであり、パッドPB1〜PB4は、ウェハ試験における出力パッドである。パッドPA4〜PA8、PB1〜PB4は、システム動作時のユーザ用パッドとしても使用される。
第1の実施形態では、チップ201においてウェハ試験に使用するパッドを2つのグループに分ける。ここでは、パッドPA1、PA3、PA5、PA7、PB1、PB3が第1のグループのパッドとし、パッドPA2、PA4、PA6、PA8、PB2、PB4が第2のグループのパッドとする。なお、図2に示したものに限らず、本実施形態における半導体装置は、システム動作時にユーザ用パッドとして使用されるテスト用パッドを多数有している。
IOセルCA1、CA2、CA4〜CA8は、制御回路210や内部回路250に対して信号を入力するための回路である。IOセルCA1、CA2、CA4〜CA8とパッドPA1、PA2、PA4〜PA9とがそれぞれ接続されている。また、IOセルCA4とパッドPA3とが接続されている。また、IOセルCA1、CA2、CA4〜CA8は、プルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA8をそれぞれ有する。IOセルCB1〜CB4は、内部回路250からの信号を出力するための回路である。IOセルCB1〜CB4とパッドPB1〜PB4とがそれぞれ接続されている。
制御回路210は、制御用パッドPA1、PA2に印加される信号をデコードし、デコード結果に応じて、制御信号PTG、PTMを出力する。制御信号PTGは、ウェハ試験で使用するパッドのグループを選択する信号であり、制御信号PTMは、ウェハ試験の実施を示す、すなわちウェハ試験であるか否かを示す信号である。制御回路210は、論理和演算回路(OR回路)211及び論理積演算回路(AND回路)212を有する。OR回路211は、制御用パッドPA1が接続されているIOセルCA1の出力信号IO−1及び制御用パッドPA2が接続されているIOセルCA2の出力信号IO−2が入力され、演算結果を制御信号PTMとして出力する。また、AND回路212は、OR回路211の出力及びIOセルCA2の出力信号IO−2が入力され、演算結果を制御信号PTGとして出力する。
本実施形態では、第1のグループのパッドを用いてウェハ試験を実施するときには制御用パッドPA1にハイレベルの信号が印加され、第2のグループのパッドを用いてウェハ試験を実施するときには制御用パッドPA2にハイレベルの信号が印加される。また、ウェハ試験の実施時以外、例えばパッケージ試験(Final Test:FT試験)を実施するときやシステム動作時には、制御用パッドPA1、PA2ともに信号が印加されない。
したがって、制御回路210が出力する制御信号PTGは、図3に示すように、第1のグループのパッドを用いてウェハ試験を行う(PT1)ときに“0”となり、第2のグループのパッドを用いてウェハ試験を行う(PT2)ときに“1”となる。また、制御回路210が出力する制御信号PTMは、図3に示すように、ウェハ試験の実施時(PT1又はPT2)に“1”となり、それ以外(パッケージ試験の実施時やシステム動作時)(FT/System)に“0”となる。
入力選択回路220は、制御信号PTGにより制御される複数のセレクタ221、222を有し、制御信号PTGに応じて内部回路250に入力する入力信号を選択する。入力選択回路220は、制御信号PTGが“0”であるとき、すなわち第1のグループのパッドを用いてウェハ試験を行うときには、第1のグループのパッドに印加される信号を内部回路250に入力する。また、入力選択回路220は、制御信号PTGが“1”であるとき、すなわち第2のグループのパッドを用いてウェハ試験を行うときには、第2のグループのパッドに印加される信号を内部回路250に入力する。
例えば、セレクタ221は、パッドPA5が接続されているIOセルCA5の出力信号、及びパッドPA6が接続されているIOセルCA6の出力信号が入力される。また、例えばセレクタ222は、パッドPA7が接続されているIOセルCA7の出力信号、及びパッドPA8が接続されているIOセルCA8の出力信号が入力される。制御信号PTGが“0”であるときには、セレクタ221はIOセルCA5の出力信号を選択して内部回路250に入力し、セレクタ222はIOセルCA7の出力信号を選択して内部回路250に入力する。また、制御信号PTGが“1”であるときには、セレクタ221はIOセルCA6の出力信号を選択して内部回路250に入力し、セレクタ222はIOセルCA8の出力信号を選択して内部回路250に入力する。このようにして、入力選択回路220は、使用するパッドのグループが異なっても同じ値の信号を内部回路250に入力することができる。
出力選択回路230は、制御信号PTMにより制御される複数のセレクタ231、232を有し、制御信号PTMに応じて出力する信号を選択する。出力選択回路230は、制御信号PTMが“0”であるとき、すなわちウェハ試験の実施時以外(例えばパッケージ試験の実施時やシステム動作時)には、内部回路250の出力信号SG1〜SG4をIOセルCB1〜CB4を介してパッドPB1〜PB4にそれぞれ出力する。また、出力選択回路230は、制御信号PTMが“1”であるとき、すなわちウェハ試験を実施しているときには、ウェハ試験の出力である内部回路250の出力信号SG2をIOセルCB1、CB2を介してパッドPB1、PB2に出力し、出力信号SG4をIOセルCB3、CB4を介してパッドPB3、PB4に出力する。
例えば、セレクタ231は、内部回路250の出力信号SG1、SG2が入力され、セレクタ232は、内部回路250の出力信号SG3、SG4が入力される。制御信号PTMが“0”であるときには、セレクタ231により出力信号SG1が選択されIOセルCB1を介してパッドPB1に出力され、セレクタ232により出力信号SG3が選択されIOセルCB3を介してパッドPB3に出力される。また、制御信号PTMが“1”であるときには、セレクタ231により出力信号SG2が選択されIOセルCB1を介してパッドPB1に出力され、セレクタ232により出力信号SG4が選択されIOセルCB3を介してパッドPB3に出力される。これにより、使用するパッドのグループが異なっても、同じテストパターンを入力した場合に対応するパッドで同じ出力信号を観測することができる。
マスク回路240は、必要に応じてウェハ試験を実施するときに内部回路250の入力端に入力する信号をマスクするための回路である。ウェハ試験を実施するときに内部回路250の所定の入力端に固定値“0”を与える場合には、例えばAND回路241のように制御信号PTMが反転入力されるAND回路の出力を接続する。一方、ウェハ試験を実施するときに内部回路250の所定の入力端に固定値“1”を与える場合には、例えばOR回路242のように制御信号PTMが入力されるOR回路の出力を接続する。なお、本実施形態における半導体装置において、第1のグループのパッドを用いたウェハ試験と第2のグループのパッドを用いたウェハ試験とで異なるテストパターンを用いる場合には、入力選択回路220、出力選択回路230、及びマスク回路240は省略しても良い。
図4は、第1の実施形態における半導体装置でのウェハ試験の例を示す図である。図4には、第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合を示している。第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、プローブカード401のプローブ針PR31、PR32、PR33、PR34、PR35、PR36が、パッドPA1、PA3、PA5、PA7、PB1、PB3にそれぞれ当てられる。
プローブ針PR31により印加されるテスタ等からのハイレベルの信号がパッドPA1及びIOセルCA1を介して、信号IO−1として制御回路210に入力される。また、IOセルCA2は、接続されているパッドPA2に信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA2によりローレベルの信号が信号IO−2として制御回路210に入力される。したがって、制御回路210が出力する制御信号PTGが“0”となり、制御信号PTMが“1”となる。
また、プローブ針PR32により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA3及びIOセルCA4を介して内部回路250に入力される。ここで、制御信号PTGは“0”であるので、入力選択回路220のセレクタ221はIOセルCA5の出力信号を選択して出力し、セレクタ222はIOセルCA7の出力信号を選択して出力する。したがって、プローブ針PR33により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA5、IOセルCA5、及びセレクタ221を介して内部回路250に入力される。また、プローブ針PR34により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA7、IOセルCA7、及びセレクタ222を介して内部回路250に入力される。
また、制御信号PTMは“1”であるので、出力選択回路230のセレクタ231は内部回路250の出力信号SG2を選択して出力し、セレクタ232は内部回路250の出力信号SG4を選択して出力する。したがって、ウェハ試験の出力である内部回路250の出力信号SG2が、セレクタ231、IOセルCB1、及びパッドPB1を介してプローブ針PR35により読み出される。また、ウェハ試験の出力である内部回路250の出力信号SG4が、セレクタ232、IOセルCB3、及びパッドPB3を介してプローブ針PR36により読み出される。
図5は、第1の実施形態における半導体装置でのウェハ試験の例を示す図である。図5には、第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合を示している。第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、プローブカード501のプローブ針PR41、PR42、PR43、PR44、PR45、PR46が、パッドPA2、PA4、PA6、PA8、PB2、PB4にそれぞれ当てられる。
IOセルCA1は、接続されているパッドPA1に信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA1によりローレベルの信号が信号IO−1として制御回路210に入力される。また、プローブ針PR41により印加されるテスタ等からのハイレベルの信号がパッドPA2及びIOセルCA2を介して、信号IO−2として制御回路210に入力される。したがって、制御回路210が出力する制御信号PTGが“1”となり、制御信号PTMが“1”となる。
また、プローブ針PR42により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA4及びIOセルCA4を介して内部回路250に入力される。ここで、制御信号PTGは“1”であるので、入力選択回路220のセレクタ221はIOセルCA6の出力信号を選択して出力し、セレクタ222はIOセルCA8の出力信号を選択して出力する。したがって、プローブ針PR43により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA6、IOセルCA6、及びセレクタ221を介して内部回路250に入力される。また、プローブ針PR44により印加されるテスタ等からの信号がパッドPA8、IOセルCA8、及びセレクタ222を介して内部回路250に入力される。
また、ウェハ試験の出力である内部回路250の出力信号SG2が、IOセルCB2及びパッドPB2を介してプローブ針PR45により読み出される。また、ウェハ試験の出力である内部回路250の出力信号SG4が、IOセルCB4及びパッドPB4を介してプローブ針PR46により読み出される。
図6は、第1の実施形態における半導体装置でのパッケージ試験の例を示す図である。本実施形態における半導体装置がパッケージングされており、ワイヤボンディングによって、チップ201のパッドPA4〜PA8がパッケージ601の外部端子TA1〜TA5にそれぞれ接続され、チップ201のパッドPB1〜PB4がパッケージ601の外部端子TB1〜TB4にそれぞれ接続される。パッケージ601では、パッドPA1、PA2はボンディングされないので、プルダウン抵抗PDA1、PDA2によりローレベルの信号がIOセルCA1、CA2の出力信号IO−1、IO−2として制御回路210に入力される。したがって、制御回路210が出力する制御信号PTGが“0”となり、制御信号PTMが“0”となる。
制御信号PTGが“0”であるので、入力選択回路220のセレクタ221はIOセルCA5の出力信号を選択して出力し、セレクタ222はIOセルCA7の出力信号を選択して出力する。また、制御信号PTMが“0”であるので、AND回路241及びOR回路242は、対応するIOセルから入力される信号を出力信号として出力する。したがって、外部端子TA1より印加される信号がパッドPA4及びIOセルCA4を介して内部回路250に入力される。また、外部端子TA2より印加される信号がパッドPA5、IOセルCA5、及びセレクタ221を介して内部回路250に入力され、外部端子TA3より印加される信号がパッドPA6、IOセルCA6、及びマスク回路240を介して内部回路250に入力される。外部端子TA4より印加される信号がパッドPA7、IOセルCA7、及びセレクタ222を介して内部回路250に入力され、外部端子TA5より印加される信号がパッドPA8、IOセルCA8、及びマスク回路240を介して内部回路250に入力される。
また、制御信号PTMが“0”であるので、出力選択回路230のセレクタ231は内部回路250の出力信号SG1を選択して出力し、セレクタ232は内部回路250の出力信号SG3を選択して出力する。したがって、内部回路250の出力信号SG1が、セレクタ231、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して外部端子TB1より出力され、内部回路250の出力信号SG2が、IOセルCB2及びパッドPB2を介して外部端子TB2より出力される。また、内部回路250の出力信号SG3が、セレクタ232、IOセルCB3、及びパッドPB3を介して外部端子TB3より出力され、内部回路250の出力信号SG4が、IOセルCB4及びパッドPB4を介して外部端子TB4より出力される。なお、システム動作時もパッケージ試験時と同様である。
第1の実施形態によれば、ウェハ試験に使用するパッドを2つのグループに分けて、各グループでウェハ試験を行うことで、半導体装置におけるパッドの針当て回数の制限によるウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができる。したがって、半導体装置当たりのウェハ試験の実施可能回数を増加させることが可能になる。なお、各グループのパッドの配置を、例えばパッドの配置間隔を規則化するなどして、グループ間で相対的に同じにすれば、異なるグループでのウェハ試験を同じプローブカードを用いて行うことが可能になり、試験コストを低減することができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
試験時に、半導体装置内のフリップフロップをチェーン状に繋げてスキャンチェーンを形成しシフトレジスタとして動作させることで、内部回路の信号値を外部から設定及び観測できるようにして行うスキャンテストがある。第2の実施形態では、チップにおいてウェハ試験に使用するパッドを2つのグループに分け、ウェハ試験でのスキャンテストを実行可能にする。
図7は、第2の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。第2の実施形態における半導体装置は、チップ701にパッドPA1〜PA10、PB1〜PB4、IOセルCA1、CA2、CA4〜CA10、CB1〜CB4、及びプルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA10を有する。また、第2の実施形態における半導体装置は、制御回路210、スキャンチェーン711を含むロジック回路等の内部回路710、セレクタ721〜723、741、751、752、AND回路731、及びOR回路714、732、733を有する。
パッドPA1〜PA10、PB1〜PB4は、ウェハ試験で使用されるパッドである。パッドPA1、PA2は、ウェハ試験の制御用パッドであり、パッドPA3は、ウェハ試験のテスト専用パッドである。パッドPA1〜PA3は、ウェハ試験専用のものであり、パッケージになったときには使用されず、外部端子とは接続されない。パッドPA4〜PA10は、ウェハ試験におけるテスト用パッドであり、パッドPB1〜PB4は、ウェハ試験における出力パッドである。パッドPA4〜PA10、PB1〜PB4は、システム動作時のユーザ用パッドとしても使用される。
第2の実施形態においては、チップ701においてウェハ試験に使用するパッドを2つのグループに分ける。ここでは、パッドPA1、PA3、PA5、PA7、PA9、PB1、PB3が第1のグループのパッドとし、パッドPA2、PA4、PA6、PA8、PA10、PB2、PB4が第2のグループのパッドとする。なお、図7に示したものに限らず、本実施形態における半導体装置は、システム動作時にユーザ用パッドとして使用されるテスト用パッドを多数有している。
ウェハ試験でのスキャンテストにおいては、プローブカードのプローブ針により、パッドPA1又はPA2にウェハ試験の制御信号が印加され、パッドPA3又はPA4にテストモード信号が印加される。テストモード信号は、クロックをマスクするために使用される信号であり、例えば内部回路710においてスキャンチェーン711に接続しない回路に対するクロックをマスクするために使用される。また、パッドPA5又はPA6にスキャン入力(SIN)が印加され、パッドPA7又はパッドPA8にスキャンモード(スキャンイネーブル)信号(SE)が印加され、パッドPA9又はPA10にテストクロック(CLOCK)が印加される。また、パッドPB1又はPB2から内部回路710のロジックの出力が読み出され、パッドPB3又はPB4からスキャン出力(SOUT)が読み出される。
IOセルCA1、CA2、CA4〜CA10は、制御回路210や内部回路710に対して信号を入力するための回路である。IOセルCA1、CA2、CA4〜CA10とパッドPA1、PA2、PA4〜PA10とがそれぞれ接続されている。また、IOセルCA4とパッドPA3とが接続されている。IOセルCA1、CA2、CA4〜CA10は、プルダウン抵抗PDA1、PDA2、PDA4〜PDA10をそれぞれ有する。IOセルCB1〜CB4は、内部回路710からの信号を出力するための回路である。IOセルCB1〜CB4とパッドPB1〜PB4とがそれぞれ接続されている。制御回路210は、図2に示した第1の実施形態における制御回路210と同様である。
セレクタ721、722、723は、入力選択回路の一部であり、制御信号PTGに応じて信号を選択して内部回路710のスキャンチェーン711に入力する。セレクタ721は、IOセルCA5、CA6の出力信号(SIN)が入力され、セレクタ722は、IOセルCA7、CA8の出力信号(SE)が入力され、セレクタ723は、IOセルCA9、CA10の出力信号(CLOCK)が入力される。
制御信号PTGが“0”であるときには、セレクタ721はIOセルCA5の出力信号を選択し、セレクタ722はIOセルCA7の出力信号を選択し、セレクタ723はIOセルCA9の出力信号を選択してスキャンチェーン711に入力する。また、制御信号PTGが“1”であるときには、セレクタ721はIOセルCA6の出力信号を選択し、セレクタ722はIOセルCA8の出力信号を選択し、セレクタ723はIOセルCA10の出力信号を選択してスキャンチェーン711に入力する。
内部回路710は、チェーン状に複数のフリップフロップを繋げたスキャンチェーン711を有する。図7に示すスキャンチェーン711においては、図示の都合上、2つのフリップフロップ712、713を示しているが、スキャンチェーン711は多数のフリップフロップで形成されている。スキャンチェーン711内のフリップフロップは、前段のフリップフロップの出力Qが次段のフリップフロップのスキャンイン端子SINに接続される。なお、初段のフリップフロップのスキャンイン端子SINにはスキャン入力(SIN)が入力され、最後段のフリップフロップの出力Qがスキャン出力(SOUT)として出力される。また、スキャンチェーン711内のフリップフロップの各々は、スキャンモード信号(SE)がスキャンイネーブル端子SEに入力され、テストクロック(CLOCK)がクロック端子に入力される。
OR回路714は、テストモード信号及びテストクロック(CLOCK)が入力され、演算結果を出力する。つまり、OR回路714は、テストモード信号がハイレベルであるときにテストクロック(CLOCK)をマスクし、テストモード信号がローレベルであるときにテストクロック(CLOCK)を出力する。
AND回路731、OR回路732、733は、マスク回路の一部であり、必要に応じてウェハ試験を実施するときに内部回路710の入力端に入力する信号をマスクする。ウェハ試験を実施するときに内部回路710の所定の入力端に固定値“0”を与える場合には、例えばAND回路731のように制御信号PTMが反転入力されるAND回路の出力を接続する。一方、ウェハ試験を実施するときに内部回路710の所定の入力端に固定値“1”を与える場合には、例えばOR回路732、733のように制御信号PTMが入力されるOR回路の出力を接続する。
セレクタ741は、スキャンモード信号(SE)に応じて、内部回路710のスキャンチェーン711とは異なる回路の出力又はスキャンチェーン711の出力であるスキャン出力(SOUT)を選択して出力する。セレクタ751、752は、出力選択回路の一部であり、制御信号PTMに応じて出力する信号を選択する。セレクタ751、752は、制御信号PTMが“0”であるとき、すなわちウェハ試験の実施時以外(例えばパッケージ試験の実施時やシステム動作時)には、内部回路250の出力信号をIOセルCB1、CB3を介してパッドPB1、PB3に出力する。また、制御信号PTMが“1”であるとき、すなわちウェハ試験を実施しているときには、セレクタ751は、内部回路710のロジックの出力をIOセルCB1を介してパッドPB1に出力し、セレクタ752は、セレクタ741の出力をIOセルCB3を介してパッドPB3に出力する。
例えば、第1のグループのパッドを使用してウェハ試験でのスキャンテストを行う場合には、図7に示すようにパッドPA1、PA3、PA5、PA7、PA9、PB1、PB3にプローブカードのプローブ針が当てられ、テスタ等からの信号が印加される。第1のグループのパッドでウェハ試験を行うとき、パッドPA1にはハイレベルの信号が印加されて、制御回路210が出力する制御信号PTGが“0”となり、制御信号PTMが“1”となる。
また、ハイレベルのテストモード信号がパッドPA3に印加され、OR回路714により内部回路710内の所定の回路に供給されるクロックがマスクされる。ここで、制御信号PTGは“0”であるので、セレクタ721はIOセルCA5の出力信号を選択して出力し、セレクタ722はIOセルCA7の出力信号を選択して出力し、セレクタ723はIOセルCA9の出力信号を選択して出力する。したがって、パッドPA5に入力されるスキャン入力(SIN)が、IOセルCA5及びセレクタ721を介してスキャンチェーン711の初段のフリップフロップのスキャンイン端子SINに入力される。また、パッドPA7に入力されるスキャンモード信号(SE)が、IOセルCA7及びセレクタ722を介してスキャンチェーン711の各フリップフロップのスキャンイネーブル端子SEに入力される。また、パッドPA9に入力されるテストクロック(CLOCK)が、IOセルCA9及びセレクタ723を介してスキャンチェーン711の各フリップフロップのクロック端子に入力される。
また、制御信号PTMは“1”であるので、セレクタ751は内部回路710のロジックの出力を選択して出力し、セレクタ752はセレクタ741の出力を選択して出力する。したがって、内部回路710のロジックの出力が、セレクタ751、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して読み出され、セレクタ741の出力が、セレクタ752、IOセルCB3、及びパッドPB3を介して読み出される。ここで、セレクタ741の出力は、スキャンモード信号(SE)が“1”であるとき、スキャンチェーン711の出力であるスキャン出力(SOUT)となる。したがって、ウェハ試験時であって、かつスキャンモード信号(SE)が“1”であるときに、スキャンチェーン711のスキャン出力(SOUT)がパッドPB3を介して読み出される。
図8は、第2の実施形態における半導体装置でのスキャンテストの例を示すタイミングチャートである。なお、図8には、第1のグループのパッドを使用してウェハ試験でのスキャンテストを行った場合を示している。時刻T11において、ウェハ試験が開始されると、パッドPA1に印加される制御信号がハイレベルとなる。なお、パッドPA2には信号が印加されないので、プルダウン抵抗PDA2によりパッドPA2に係る制御信号はローレベルである。また、パッドPA3に印加されるテストモード信号がハイレベルとなる。第1のグループのパッドを使用したウェハ試験時は、この状態を維持する。
図8に示す例において、時刻T11〜T12の期間及び時刻T13〜T14の期間が、スキャンシフト期間である。スキャンシフト期間においては、パッドPA7から入力されるスキャンモード信号(SE)がハイレベルとなるとともに、パッドPA5からスキャン入力(SIN)が入力され、パッドPA9からテストクロック(CLOCK)が入力される。これにより、スキャンチェーン711のフリップフロップに対する信号値(入力データ)の設定やフリップフロップからの信号値(出力データ)の観測を行う。
また、時刻T12〜T13の期間及び時刻T14〜T15の期間が、キャプチャ期間である。キャプチャ期間においては、パッドPA7から入力されるスキャンモード信号(SE)がローレベルとなるとともに、パッドPA9からテストクロック(CLOCK)が入力される。これにより、前のスキャンシフト期間において設定された信号値(入力データ)で回路を動作させて得られる信号値(出力データ)がスキャンチェーン711のフリップフロップに取り込まれ、次のスキャンシフト期間でのシフト動作により出力される。
前述の図7に示した構成では、RPCTであるウェハ試験とFPCTであるパッケージ試験とでスキャンチェーン構成が同じになり、パッケージ試験を行う場合に、使用できるパッド数(端子数)がウェハ試験時より増えるにもかかわらずウェハ試験と同じ試験時間を要してしまう。図9に示すような構成にすることで、ウェハ試験とパッケージ試験とでスキャンチェーン構成を変更し、パッケージ試験に要する試験時間を短縮することが可能になる。
図9は、第2の実施形態における半導体装置の他の構成例を示す図である。図9において、図7に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図9に示す第2の実施形態における半導体装置の内部回路710は、スキャンチェーン911、913、及びセレクタ912を有する。第1のスキャンチェーン911と第2のスキャンチェーン913との間にセレクタ912が配置されている。スキャンチェーン911、913は、チェーン状に繋がった複数のフリップフロップをそれぞれ有する。
第1のスキャンチェーン911は、初段のフリップフロップのスキャンイン端子にセレクタ721の出力がスキャン入力(SIN)として入力され、最後段のフリップフロップの出力がセレクタ912及び出力選択回路920に入力される。また、第2のスキャンチェーン913は、初段のフリップフロップのスキャンイン端子にセレクタ912の出力がスキャン入力(SIN)として入力され、最後段のフリップフロップの出力がセレクタ741に入力される。
セレクタ912は、制御信号PTMに応じて信号を選択して第2のスキャンチェーン913に入力する。セレクタ912は、制御信号PTMが“1”であるとき、すなわちウェハ試験の実施時には、第1のスキャンチェーン911の出力信号を選択して第2のスキャンチェーン913に入力する。また、セレクタ912は、制御信号PTMが“0”であるとき、例えばパッケージ試験を実施しているときには、AND回路731の出力、つまりIOセルCA6の出力信号を選択して第2のスキャンチェーン913に入力する。
出力選択回路920は、AND回路921及びセレクタ922を有する。AND回路921は、制御信号PTMが反転入力されるとともにスキャンモード信号(SE)が入力され、演算結果を出力する。セレクタ922は、AND回路921の出力に応じて、内部回路710の出力信号又は第1のスキャンチェーン911の出力信号を選択してセレクタ751に入力する。すなわち、出力選択回路920は、制御信号PTMが“0”であり、例えばパッケージ試験時であり、かつスキャンモード信号(SE)が“1”であるときに、第1のスキャンチェーン911の出力信号を選択して出力し、それ以外は内部回路710の出力信号を選択して出力する。
例えば、第1のグループのパッドを使用してウェハ試験でのスキャンテストを行う場合には、図9に示すようにパッドPA1、PA3、PA5、PA7、PA9、PB1、PB3にプローブカードのプローブ針が当てられ、テスタ等からの信号が印加される。このとき、パッドPA5に入力されるスキャン入力(SIN)が、IOセルCA5及びセレクタ721を介して第1のスキャンチェーン911の初段のフリップフロップのスキャンイン端子に入力される。また、制御信号PTMは“1”であるので、第1のスキャンチェーン911の最後段のフリップフロップの出力が、セレクタ912を介して第2のスキャンチェーン913の初段のフリップフロップのスキャンイン端子に入力される。
また、制御信号PTMは“1”であるので、内部回路710のロジックの出力が、出力選択回路920のセレクタ922、セレクタ751、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して読み出される。また、セレクタ741の出力が、セレクタ752、IOセルCB3、及びパッドPB3を介して読み出される。ここで、セレクタ741の出力は、スキャンモード信号(SE)が“1”であるとき、第2のスキャンチェーン913の出力信号であるスキャン出力(SOUT)となる。したがって、ウェハ試験時であって、かつスキャンモード信号(SE)が“1”であるときには、第2のスキャンチェーン913のスキャン出力(SOUT)がパッドPB3を介して読み出される。
このように、ウェハ試験を実施するときには、第1のスキャンチェーン911と第2のスキャンチェーン913とが直列に接続され、スキャンテストが実施される。なお、第2のグループのパッドPA2、PA4、PA6、PA8、PA10、PB2、PB4を使用してウェハ試験でのスキャンテストを行う場合も同様である。
図10は、図9に示した第2の実施形態における半導体装置でのパッケージ試験の例を示す図である。図10に示すように、半導体装置がパッケージングされており、ワイヤボンディングによって、チップ701のパッドPA4〜PA10がパッケージ1001の外部端子TA1〜TA7にそれぞれ接続され、チップ701のパッドPB1〜PB4がパッケージ1001の外部端子TB1〜TB4にそれぞれ接続される。パッケージ1001では、パッドPA1、PA2はボンディングされないので、プルダウン抵抗PDA1、PDA2により信号IO−1、IO−2がローレベルとなり、制御信号PTGが“0”、制御信号PTMが“0”となる。
外部端子TA1よりパッドPA4にテストモード信号、外部端子TA2よりパッドPA5に第1のスキャン入力(SIN−1)、外部端子TA3よりパッドPA6に第2のスキャン入力(SIN−2)をそれぞれ入力する。また、外部端子TA4よりパッドPA7にスキャンモード信号(SE)、外部端子TA6よりパッドPA9にテストクロック(CLOCK)をそれぞれ入力する。
前述のように、パッケージ試験を実施しているときには、制御信号PTGが“0”であり、制御信号PTMが“0”である。したがって、外部端子TA2よりパッドPA5に入力される第1のスキャン入力(SIN−1)は、IOセルCA5及びセレクタ721を介して第1のスキャンチェーン911の初段のフリップフロップのスキャンイン端子に入力される。また、外部端子TA3よりパッドPA6に入力される第2のスキャン入力(SIN−2)は、IOセルCA6、AND回路731、及びセレクタ912を介して、第2のスキャンチェーン913の初段のフリップフロップのスキャンイン端子に入力される。
また、制御信号PTMは“0”であるので、出力選択回路920のセレクタ922の出力が、セレクタ751、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して外部端子TB1より出力される。ここで、セレクタ922の出力は、制御信号PTMが“0”、かつスキャンモード信号(SE)が“1”であるとき、第1のスキャンチェーン911の出力信号である第1のスキャン出力(SOUT−1)となる。したがって、パッケージ試験時であって、かつスキャンモード信号(SE)が“1”であるときには、第1のスキャンチェーン911からの第1のスキャン出力(SOUT−1)が外部端子TB1より出力される。
また、セレクタ741の出力が、IOセルCB4及びパッドPB4を介して外部端子TB4より出力される。ここで、セレクタ741の出力は、スキャンモード信号(SE)が“1”であるとき、第2のスキャンチェーン913の出力信号である第2のスキャン出力(SOUT−2)となる。したがって、スキャンモード信号(SE)が“1”であるときには、第2のスキャンチェーン913からの第2のスキャン出力(SOUT−2)が外部端子TB4より出力される。
このようにスキャンチェーン構成を変更することで、パッケージ試験時には、第1のスキャンチェーン911と第2のスキャンチェーン913とに独立して信号値を設定し、並列してスキャンテストを実施することができる。これにより、パッケージ試験に要する試験時間を短縮することができる。なお、前述した第1の実施形態及び第2の実施形態は、それぞれ独立したものに限定されず、第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせることも可能である。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態における半導体装置は、チップにおいてウェハ試験に使用するパッドを3つのグループに分けるものである。
図11(A)は、第3の実施形態における半導体装置の構成例を示す図である。第3の実施形態における半導体装置は、チップ1101にパッドPA1〜PA9、PB1〜PB3、IOセルCA1〜CA3、CA6〜CA9、CB1〜CB3、及びプルダウン抵抗PDA1〜PDA3、PDA6〜PDA9を有する。また、第3の実施形態における半導体装置は、制御回路1110、入力選択回路1120、セレクタ1131、1132、AND回路1141、1142、及びロジック回路等の内部回路1150を有する。
パッドPA1〜PA9、PB1〜PB3は、ウェハ試験で使用されるパッドである。パッドPA1〜PA3は、ウェハ試験の制御用パッドであり、パッドPA4、PA5は、ウェハ試験のテスト専用パッドである。パッドPA1〜PA5は、ウェハ試験専用であってボンディングされない(外部端子とは接続されない)パッドであり、パッケージになったときには使用されない。パッドPA6〜PA9は、ウェハ試験におけるテスト用パッドであり、パッドPB1〜PB3は、ウェハ試験における出力パッドである。パッドPA6〜PA9、PB1〜PB3は、システム動作時のユーザ用パッドとしても使用される。
ここでは、パッドPA1、PA4、PA7、PB1が第1のグループのパッドとし、パッドPA2、PA5、PA8、PB2が第2のグループのパッドとし、パッドPA3、PA6、PA9、PB3が第3のグループのパッドとする。なお、図2においてはテスト用パッドPA6〜PA9、PB1〜PB3を図示したが、本実施形態における半導体装置は、システム動作時にユーザ用パッドとして使用されるテスト用パッドを多数有している。
IOセルCA1〜CA3、CA6〜CA9は、制御回路1110や内部回路1150に対して信号を入力するための回路である。IOセルCA1〜CA3、CA6〜CA9とパッドPA1〜PA3、PA6〜PA9とがそれぞれ接続されている。また、IOセルCA6とパッドPA4、PA5とが接続されている。また、IOセルCA1〜CA3、CA6〜CA9は、プルダウン抵抗PDA1〜PDA3、PDA6〜PDA9をそれぞれ有する。IOセルCB1〜CB3は、内部回路250からの信号を出力するための回路である。IOセルCB1〜CB3とパッドPB1〜PB3とがそれぞれ接続されている。
制御回路1110は、制御用パッドPA1〜PA3に印加される信号をデコードし、制御用パッドPA1〜PA3に印加される信号に応じて制御信号PTG、PTMを出力する。制御回路1110は、OR回路1111及びAND回路1112、1113を有する。OR回路1111は、制御用パッドPA1〜PA3がそれぞれ接続されているIOセルCA1〜CA3の出力信号IO−1〜IO−3が入力され、演算結果を制御信号PTMとして出力する。また、AND回路1112は、OR回路1111の出力及びIOセルCA2の出力信号IO−2が入力され、演算結果を制御信号PTG[0]として出力する。また、AND回路1113は、OR回路1111の出力及びIOセルCA3の出力信号IO−3が入力され、演算結果を制御信号PTG[1]として出力する。
本実施形態では、ウェハ試験を実施するとき、第1のグループのパッドを使用する場合には制御用パッドPA1にハイレベルの信号が印加され、第2のグループのパッドを使用する場合には制御用パッドPA2にハイレベルの信号が印加され、第3のグループのパッドを使用する場合には制御用パッドPA3にハイレベルの信号が印加される。また、ウェハ試験の実施時以外、例えばパッケージ試験の実施時やシステム動作時には、すべての制御用パッドPA1〜PA3に信号が印加されない。
したがって、制御回路1110が出力する制御信号PTG(PTG[0],PTG[1]の順で各ビット値を表記)、PTMは、図12に示すようになる。すなわち、第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う(PT1)ときに、制御信号PTGは“00”となり、制御信号PTMは“1”となる。また、第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う(PT2)ときに、制御信号PTGは“10”となり、制御信号PTMは“1”となる。また、第3のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う(PT3)ときに、制御信号PTGは“01”となり、制御信号PTMは“1”となる。ウェハ試験の実施時以外(パッケージ試験の実施時やシステム動作時)(FT/System)において、制御信号PTGは“00”となり、制御信号PTMは“0”となる。
入力選択回路1120は、制御信号PTGに応じて内部回路1150に入力する入力信号を選択するセレクタ1121を有する。セレクタ1121は、例えば図11(B)に示すように、制御信号PTG[0]により制御される第1のセレクタ1161、及び制御信号PTG[1]により制御される第2のセレクタ1162を有する。
入力選択回路1120は、制御信号PTGが“00”であるときには、第1のグループのパッドPA7が接続されているIOセルCA7の出力信号を内部回路1150に入力する。また、入力選択回路1120は、制御信号PTGが“10”であるときには、第2のグループのパッドPA8が接続されているIOセルCA8の出力信号を内部回路1150に入力する。また、入力選択回路1120は、制御信号PTGが“01”であるときには、第3のグループのパッドPA9が接続されているIOセルCA9の出力信号を内部回路1150に入力する。このようにして、入力選択回路1120は、使用するパッドのグループが異なっても同じ値の信号を内部回路1150に入力することができる。
セレクタ1131、1132は、出力選択回路の一部であり、制御信号PTMに応じて出力する信号を選択する。制御信号PTMが“0”であるとき、すなわちウェハ試験の実施時以外(例えばパッケージ試験の実施時やシステム動作時)には、内部回路1150の出力信号SG11〜SG13が、IOセルCB1〜CB3を介してパッドPB1〜PB3にそれぞれ出力される。また、制御信号PTMが“1”であるとき、すなわちウェハ試験を実施しているときには、ウェハ試験の出力である内部回路1150の出力信号SG2が、IOセルCB1〜CB3を介してパッドPB1〜PB3に出力される。これにより、使用するパッドのグループが異なっても、同じテストパターンを入力した場合に対応するパッドで同じ出力信号を観測することができる。AND回路1141、1142は、マスク回路の一部であり、必要に応じてウェハ試験を実施するときに内部回路1150の入力端に入力する信号をマスクする。
第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、プローブカードのプローブ針がパッドPA1、PA4、PA7、PB1にそれぞれ当てられ、テスタ等からの信号が印加される。第1のグループのパッドで試験を行うとき、パッドPA1にはハイレベルの信号が印加され、制御回路1110が出力する制御信号PTGが“00”となり、制御信号PTMが“1”となる。このとき、パッドPA4に印加される信号が、IOセルCA6を介して内部回路1150に入力される。また、パッドPA7に印加される信号が、IOセルCA7及び入力選択回路1120のセレクタ1121を介して、内部回路1150に入力される。また、ウェハ試験の出力である内部回路1150の出力信号SG12が、セレクタ1131、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して読み出される。
また、第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、プローブカードのプローブ針がパッドPA2、PA5、PA8、PB2にそれぞれ当てられ、テスタ等からの信号が印加される。第2のグループのパッドで試験を行うとき、パッドPA2にはハイレベルの信号が印加され、制御回路1110が出力する制御信号PTGが“10”となり、制御信号PTMが“1”となる。このとき、パッドPA5に印加される信号が、IOセルCA6を介して内部回路1150に入力される。また、パッドPA8に印加される信号が、IOセルCA8及びセレクタ1121を介して、内部回路1150に入力される。また、ウェハ試験の出力である内部回路1150の出力信号SG12が、IOセルCB2及びパッドPB2を介して読み出される。
また、第3のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、プローブカードのプローブ針がパッドPA3、PA6、PA9、PB3にそれぞれ当てられ、テスタ等からの信号が印加される。第3のグループのパッドで試験を行うとき、パッドPA3にはハイレベルの信号が印加され、制御回路1110が出力する制御信号PTGが“01”となり、制御信号PTMが“1”となる。このとき、パッドPA6に印加される信号が、IOセルCA6を介して内部回路1150に入力される。また、パッドPA9に印加される信号が、IOセルCA9及びセレクタ1121を介して、内部回路1150に入力される。また、ウェハ試験の出力である内部回路1150の出力信号SG12が、セレクタ1132、IOセルCB3、及びパッドPB3を介して読み出される。
パッケージ試験を実施しているときやシステム動作時には、パッドPA1〜PA3に信号が印加されず信号IO−1〜IO3がローレベルであるので、制御回路1110が出力する制御信号PTGが“00”となり、制御信号PTMが“0”となる。このとき、パッドPA6に印加される信号が、IOセルCA6を介して内部回路1150に入力され、パッドPA7に印加される信号が、IOセルCA7及びセレクタ1121を介して内部回路1150に入力される。また、パッドPA8に印加される信号が、IOセルCA8及びAND回路1141を介して内部回路1150に入力され、パッドPA9に印加される信号が、IOセルCA9及びAND回路1142を介して内部回路1150に入力される。また、内部回路1150の出力信号SG11が、セレクタ1131、IOセルCB1、及びパッドPB1を介して出力され、内部回路1150の出力信号SG12が、IOセルCB2及びパッドPB2を介して出力される。内部回路1150の出力信号SG13が、セレクタ1132、IOセルCB3、及びパッドPB3を介して出力される。
以上のようにして、ウェハ試験に使用するパッドを3つのグループに分けて、各グループでウェハ試験を行うことで、半導体装置におけるパッドの針当て回数の制限によるウェハ試験の実施回数の制限を緩和することができる。したがって、半導体装置当たりのウェハ試験の実施可能回数を増加させることが可能になる。なお、第3の実施形態においても、各グループのパッドの配置をグループ間で相対的に同じにすれば、異なるグループでのウェハ試験を同じプローブカードを用いて行うことが可能になり、試験コストを低減することができる。
図13は、第3の実施形態における半導体装置の他の構成例を示す概略図である。図13に示す例は、ウェハ試験で使用するパッドのグループを指定する信号を入力する第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13、及びウェハ試験であるか否かを示す信号を入力する第2の制御パッドCTL2を別に設けたものである。図13に示す例では、第1の制御パッドCTL11、入力パッドIN1、出力パッドOUT1、OUT4が第1のグループのパッドとし、第1の制御パッドCTL12、入力パッドIN2、出力パッドOUT2、OUT5が第2のグループのパッドとし、第1の制御パッドCTL13、入力パッドIN3、出力パッドOUT3、OUT6が第3のグループのパッドとする。
第1のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、第1の制御パッドCTL11にハイレベルの信号が印加され、第2の制御パッドCTL2がオープン状態とされる。制御回路1301は、第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13より入力される信号をデコードし、制御信号PTGを“01”とする。これにより、入力パッドIN4に印加される信号が、IOセルCA4及びセレクタ1302を介して内部回路1320に入力される。また、内部回路1320の出力信号SG11が出力パッドOUT1を介して読み出され、内部回路1320の出力信号SG14が出力パッドOUT4を介して読み出される。
また、第2のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、第1の制御パッドCTL12にハイレベルの信号が印加され、第2の制御パッドCTL2がオープン状態とされる。制御回路1301は、第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13より入力される信号をデコードし、制御信号PTGを“10”とする。これにより、入力パッドIN5に印加される信号が、IOセルCA5及びセレクタ1302を介して内部回路1320に入力される。また、内部回路1320の出力信号SG12が出力パッドOUT2を介して読み出され、内部回路1320の出力信号SG14がセレクタ1310及び出力パッドOUT5を介して読み出される。
また、第3のグループのパッドを使用してウェハ試験を行う場合には、第1の制御パッドCTL13にハイレベルの信号が印加され、第2の制御パッドCTL2がオープン状態とされる。制御回路1301は、第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13より入力される信号をデコードし、制御信号PTGを“11”とする。これにより、入力パッドIN6に印加される信号が、IOセルCA6及びセレクタ1302を介して内部回路1320に入力される。また、内部回路1320の出力信号SG13が出力パッドOUT3を介して読み出され、内部回路1320の出力信号SG14がセレクタ1311及び出力パッドOUT6を介して読み出される。
なお、ウェハ試験を実施するときには、第2の制御パッドCTL2がオープン状態とされ、IOセルCA7の出力信号である制御信号PTMBは“0”となる。このとき、第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13、及び入力パッドIN1、IN2、IN3から内部回路1320への通常動作時における入力経路の信号は、OR回路1303〜1308によりマスクされる。
また、パッケージ試験を実施しているときやシステム動作時には、第2の制御パッドCTL2にハイレベルの信号が入力され、制御信号PTMBが“1”となる。セレクタ1310、1311には、制御信号PTMBをインバータ1309により反転した信号が選択制御信号として入力される。したがって、第1の制御パッドCTL11、CTL12、CTL13より入力される信号が、OR回路1303〜1305を介して内部回路1320にそれぞれ入力され、入力パッドIN1、IN2、IN3より入力される信号が、OR回路1306〜1308を介して内部回路1320にそれぞれ入力される。また、内部回路1320の出力信号SG11〜SG14が出力パッドOUT1〜OUT4を介してそれぞれ出力され、内部回路1320の出力信号SG15がセレクタ1310及び出力パッドOUT5を介して出力され、内部回路1320の出力信号SG16がセレクタ1311及び出力パッドOUT6を介して出力される。
なお、前述した実施形態では、パッドを2つ又は3つのグループの分ける例を示したが、これに限定されるものではなく、分割するグループ数は任意である。
また、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の諸態様を付記として以下に示す。
(付記1)
制御パッドと、
第1グループから第Nグループ(Nは2以上の自然数)の入力パッド及び出力パッドと、
前記制御パッドに入力される信号をデコードし、デコード結果に応じた制御信号を出力する制御回路と、
前記制御信号に応じて、前記第1グループから前記第Nグループの入力パッドの内の第iグループ(iは1〜N)の前記入力パッドに入力される入力信号を内部回路に入力する入力選択回路と、
前記制御信号に応じて、前記内部回路の出力信号を前記第iグループの前記出力パッドに出力する出力選択回路とを有することを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記制御回路は、前記制御パッドに入力される信号に応じて、
ウェハ試験の実施を示す第1の制御信号と、
使用する前記入力パッド及び前記出力パッドのグループを示す第2の制御信号とを出力することを特徴とする付記1記載の半導体装置。
(付記3)
前記第1グループから前記第Nグループの前記入力パッド及び前記第1グループから前記第Nグループの前記出力パッドは、グループ間におけるパッドの配置が相対的に同じであることを特徴とする付記1又は2記載の半導体装置。
(付記4)
前記制御パッドは、当該半導体装置をパッケージングした際に外部端子とは接続されないパッドであることを特徴とする付記1〜3の何れか1項に記載の半導体装置。
(付記5)
前記出力選択回路は、前記制御信号がウェハ試験の実施を示す場合には、前記内部回路の出力信号を前記第1グループから前記第Nグループの前記出力パッドのすべての出力パッドに並列して出力することを特徴とする付記1〜4の何れか1項に記載の半導体装置。
(付記6)
前記内部回路は、第1のスキャンチェーン回路と第2のスキャンチェーン回路とを含むスキャンチェーン回路であり、
ウェハ試験時には、前記第1のスキャンチェーン回路に信号値を入力するともに当該第1のスキャンチェーン回路の出力を前記第2のスキャンチェーン回路に入力し、
パッケージ試験時には、前記第1のスキャンチェーン回路及び第2のスキャンチェーン回路に独立して信号値を入力することを特徴とする付記1〜5の何れか1項に記載の半導体装置。
(付記7)
前記内部回路は、第1のスキャンチェーン回路と第2のスキャンチェーン回路とを含むスキャンチェーン回路であり、
前記第1のスキャンチェーン回路と前記第2のスキャンチェーン回路とはセレクタを介して接続され、
前記セレクタは、ウェハ試験時には前記第1のスキャンチェーン回路の出力を選択して出力し、パッケージ試験時には前記第1のスキャンチェーン回路に信号を入力したパッドとは異なるグループの前記入力パッドから入力された信号を前記第2のスキャンチェーン回路に入力することを特徴とする付記1〜5の何れか1項に記載の半導体装置。
(付記8)
前記制御回路から出力される前記制御信号に応じて、前記内部回路に供給される信号をマスクするマスク回路を有することを特徴とする付記1〜7の何れか1項に記載の半導体装置。
(付記9)
前記第1グループから前記第Nグループの前記入力パッドには、プルダウン抵抗又はプルアップ抵抗が接続されていることを特徴する付記1〜8の何れか1項に記載の半導体装置。
PA、PB パッド
CA、CB IOセル
PDA プルダウン抵抗
210 制御回路
220 入力選択回路
230 出力選択回路
240 マスク回路
250 内部回路

Claims (6)

  1. 制御パッドと、
    第1グループから第Nグループ(Nは2以上の自然数)の入力パッド及び出力パッドと、
    前記制御パッドに入力される信号をデコードし、デコード結果に応じた制御信号を出力する制御回路と、
    前記制御信号に応じて、前記第1グループから前記第Nグループの入力パッドの内の第iグループ(iは1〜N)の前記入力パッドに入力される入力信号を内部回路に入力する入力選択回路と、
    前記制御信号に応じて、前記内部回路の出力信号を前記第iグループの前記出力パッドに出力する出力選択回路とを有することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記制御回路は、前記制御パッドに入力される信号に応じて、
    ウェハ試験の実施を示す第1の制御信号と、
    使用する前記入力パッド及び前記出力パッドのグループを示す第2の制御信号とを出力することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記第1グループから前記第Nグループの前記入力パッド及び前記第1グループから前記第Nグループの前記出力パッドは、グループ間におけるパッドの配置が相対的に同じであることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 前記内部回路は、第1のスキャンチェーン回路と第2のスキャンチェーン回路とを含むスキャンチェーン回路であり、
    ウェハ試験時には、前記第1のスキャンチェーン回路に信号値を入力するともに当該第1のスキャンチェーン回路の出力を前記第2のスキャンチェーン回路に入力し、
    パッケージ試験時には、前記第1のスキャンチェーン回路及び第2のスキャンチェーン回路に独立して信号値を入力することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置。
  5. 前記内部回路は、第1のスキャンチェーン回路と第2のスキャンチェーン回路とを含むスキャンチェーン回路であり、
    前記第1のスキャンチェーン回路と前記第2のスキャンチェーン回路とはセレクタを介して接続され、
    前記セレクタは、ウェハ試験時には前記第1のスキャンチェーン回路の出力を選択して出力し、パッケージ試験時には前記第1のスキャンチェーン回路に信号を入力したパッドとは異なるグループの前記入力パッドから入力された信号を前記第2のスキャンチェーン回路に入力することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置。
  6. 前記制御回路から出力される前記制御信号に応じて、前記内部回路に供給される信号をマスクするマスク回路を有することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置。
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