JP2751866B2 - 集積回路の故障解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路、特に高速論
理集積回路の故障解析に適用される故障解析装置に係わ
り、特に短時間で故障個所を特定化できる集積回路の故
障解析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩチップの故障解析を電子ビ
ームテスタを用いて行う場合、電子ビームテスタチャン
バ内に良品のＬＳＩチップと不良品のＬＳＩチップとを
入れ換えながら行われている。

【０００３】図２は、この種の集積回路の故障解析装置
の一例を示す構成図である。図２において、１は被測定
ＬＳＩチップに入出力信号を印加するＬＳＩテストヘッ
ド、３は真空チャンバー、４はＬＳＩテストヘッド１に
接続されたＤＵＴボード、８は被測定被測定ＬＳＩチッ
プとの入出力配線の違いを吸収する再結線ボードであ
る。また、９は真空チャンバー３内に配設されかつ平面
上に複数のソケット９ｂを有する配列端子治具、１０は
配列端子治具９に対向配置されかつ対向面に前記複数の
ソケット９ａに対応する接触ピン１０ｂを有する対向側
配列端子治具であり、ソケット９ｂに接触ピン１０ｂが
挿入されることによって配列端子治具９と対向側配列端
子治具１０とが一体化され固定される構造となってい
る。

【０００４】また、１２は再結線ボード８に接続された
良品ＬＳＩチップまたは不良品ＬＳＩチップなどの被測
定ＬＳＩチップ１４の装着用ソケットである。また、２
０は内部に多数の信号線が内蔵されたリード線、２１は
真空チャンバー３内に配設された端子配列治具９に信号
を供給する汎用再結線治具であり、ＤＵＴボード４に接
続されたＬＳＩテストヘッド１はリード線２０および汎
用再結線治具２１を介して配列端子治具９に入出力信号
が供給される構造となっている。

【０００５】また、図２において、３０は真空チャンバ
ー３に連結された電子ビームテスタ、３１は不良品ＬＳ
Ｉチップまたは良品ＬＳＩチップなどの被測定ＬＳＩチ
ップ１４に電子ビームを照射する電子ビームソース、３
２は良品ＬＳＩチップまたは不良品ＬＳＩチップなどの
被測定ＬＳＩチップ１４から飛び出した２次電子を検出
するための電子検出器（センサ）である。

【０００６】このような構成において、テストヘッド１
から被測定ＬＳＩチップ１４として例えば不良品ＬＳＩ
チップに入出力信号が供給されるとともに、この不良品
ＬＳＩチップ１４に対して電子ビームテスタ３０から電
子ビームが照射され、その２次電子がセンサ３２により
検出され、この検出信号により不良品の電位分布像また
は電位波形像が得られる。

【０００７】次に真空チャンバー３内の真空を破り、ソ
ケット１２に取り付けられた被測定ＬＳＩチップとして
の不良品ＬＳＩチップを手動により良品ＬＳＩチップに
交換した後、再度テストヘッド１から被測定ＬＳＩチッ
プ１４としての良品ＬＳＩチップに入出力信号が供給さ
れるとともにこの良品ＬＳＩチップ１４に対して電子ビ
ームテスタ３０から電子ビームが照射され、その２次電
子がセンサ３２により検出され、この検出信号により良
品の電位分布像または電位波形像が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された集積回路の故障解析装置は、ＬＳＩテス
トヘッド１からの信号入出力供給手段として長さが１〜
２ｍのリード線２０を用い、さらに汎用再結線治具２１
を用いているので、動作周波数が低く抑えられるととも
に、不良再現に時間を要するという問題があった。

【０００９】また、ＤＵＴボード４は、一般に使用され
ている電子ビームテスター３０の真空チャンバー３内に
は１つしか入らない大きさを有しているので、これを真
空チャンバー３内に配線した場合、被測定ＬＳＩチップ
１４の観察は一度に１つしかできない。また、被測定Ｌ
ＳＩチップ１４を交換するためには、真空チャンバー３
内の真空を一度破り、ソケット１２に被測定ＬＳＩチッ
プ１４を着け換えて再度真空引き作業を行わなければな
らないという不都合な問題があった。

【００１０】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、高
周波駆動中の被測定ＬＳＩチップの電位分布像または電
位波形が得られる集積回路の故障解析装置を提供するこ
とにある。また、他の目的は、良品ＬＳＩチップと不良
品ＬＳＩチップとを同時に真空チャンバー内に設置して
真空を破ることなく、電子ビーム照射位置に交互に移動
させて故障解析を可能とする集積回路の故障解析装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による集積回路の故障解析装置は、ＬＳ
Ｉテストヘッドを接続するソケット式ＤＵＴボードが真
空貫通端子を介して真空容器内に配設され、前記ＤＵＴ
ボードのソケットに平面上に接触ピンを配列した第１の
信号引き出し用信号端子アダプターが接続され、前記第
１の信号引き出し用信号端子アダプターの接触ピンに対
向する対向面側に接触ピンを有しかつ反対向面側に被測
定ＬＳＩチップを装着するソケットを有する第２の信号
引き出し用信号端子アダプターが前記第１の信号引き出
し用信号端子アダプターに対向して２組並設して配置さ
れ、前記２組の第２の信号引き出し用信号端子アダプタ
ーが１つの揺動軸に連結され、前記揺動軸の揺動にて前
記第１の信号引き出し用信号端子アダプターと前記２組
の第２の信号引き出し用信号端子アダプターのうちのい
ずれか一方とが電気的に接触する構造を有している。

【００１２】

【作用】本発明においては、揺動軸の揺動によって被測
定ＬＳＩチップとしての良品ＬＳＩチップと不良品ＬＳ
Ｉチップを交互に電子ビーム照射領域に移動するととも
に第１の信号引き出し用信号端子アダプターと第２の信
号引き出し用信号端子アダプターとの電気的接触を引き
起こすことにより、両方の被測定ＬＳＩチップを動作さ
せながら、良品ＬＳＩチップおよび不良品ＬＳＩチップ
の電位分布像または電位波形情報が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明による集積回路の故障解析装
置の一実施例を説明するための構成図であり、図２と同
一部分には同一符号を付してある。図１において、２は
ＬＳＩテストヘッド１と真空チャンバー３に配設された
ＤＵＴボード４との間に真空チャンバー３を貫通して直
接結合された真空貫通端子、５は真空チャンバー３に配
設されたＤＵＴボード４に接続されたソケットである。

【００１４】また、６はアダプター固定治具、７はアダ
プター固定治具６により真空チャンバー３内に固定配置
された信号引き出し用アダプター、８は信号引き出し用
アダプター７に電気的に接続された再結線ボード、９は
再結線ボード８に接続されかつ平面上に多数の接触ピン
９ａを有する配列端子治具であり、これらの信号引き出
し用アダプター７と再結線ボード８と配列端子治具９と
で第１の信号引き出し用信号端子アダプターを構成して
いる。

【００１５】また、図１において、１０1 ，１０2 は配
列端子治具９の接触ピン９ａ形成面と対向する平面上に
接触ピン１０ａを有して並設された一対の対向側配列端
子治具であり、この一対の対向側配列端子治具１０1 ，
１０2 は図示しないが水平面内で揺動する揺動軸に設定
されている。また、１１1 ，１１2 はそれぞれ対向側配
列端子治具１０1 ，１０2 に接続された再結線ボードで
ある。なお、一対の対向側配列端子治具１０1 ，１０2
と再結線ボード１１1 ，１１2 とソケット１２，１３と
で２組の第２の信号引き出し用信号端子アダプターが構
成され、真空チャンバー３内に配設される構造となって
いる。

【００１６】なお、上記構成において、信号引き出しア
ダプター７は、配列端子治具９と対向配列端子治具１０
1，１０2との接触時の負荷に耐えられるようにアダプタ
ー固定治具６によって真空チャンバー３およびＤＵＴボ
ード４に強固に固定される構造となっている。

【００１７】このような構成において、ＬＳＩテストヘ
ッド１からの入出力信号は、真空貫通端子２を介して真
空チャンバー３内に設置したＤＵＴボード４上のソケッ
ト５に達し、さらにこのソケット５に接続された引き出
しアダプター７および再結線ボード８を介して配列端子
治具９の各接触ピン９ａに引き出される。

【００１８】また、前述した揺動軸に設定された一対の
対向側配列端子治具１０1 ，１０2がこの揺動軸を矢印
Ａ−Ａ′方向の振り子揺動により駆動し、図示しないエ
アシリンダーによって前述した２組の第２の信号引き出
し用信号端子アダプターの一方をＢ−Ｂ′方向に上下移
動させることにより、不良品ＬＳＩチップ１４と良品Ｌ
ＳＩチップ１５とを交互に電子ビーム照射領域に移動さ
せるとともに、上下方向に移動させて配列端子治具９と
対向側配列端子治具１０1，１０2との対応する接触ピン
９ａ，１０ａ同士を接触させることにより、不良品ＬＳ
Ｉチップ１４または良品ＬＳＩチップ１５を駆動させな
がら、電位分布像または電位波形像を得ることができ
る。

【００１９】なお、信号引き出しアダプター７は、配列
端子治具９と対向側配列端子治具１０1，１０2との接触
時の負荷に耐えられるようにアダプター固定治具６によ
って真空チャンバー３およびＤＵＴボード４に強固に固
定される構造となっている。

【００２０】このような構成によれば、ＬＳＩテストヘ
ッド１とＬＳＩチップ１４，１５との電気的結合は、図
２に示すような数メートルのリード線２０を用いず、厚
さ数センチ程度の信号引き出し用アダプター７および再
結線ボード８が接続された配列端子治具９と、対向側再
結線ボード１１1，１１2が接続された対向側配列端子治
具１０1，１０2とを結合させるダイレクトドッキングに
準ずる結合構造となるので、動作周波数が従来の約１６
メガヘルツ程度以下の制限に対して約５０メガヘルツ以
上に緩和することができるとともに不良再現時間が大幅
に改善される。

【００２１】また、このような構成によれば、不良品Ｌ
ＳＩチップ１４と良品ＬＳＩチップ１５とを同時に真空
チャンバー３内に設置して真空を破ることなく、電子ビ
ーム照射位置に交互に移動させながら迅速に故障解析が
できる。

【００２２】また、このような構成によれば、再結線ボ
ード８では、ＬＳＩチップ１４，１５の端子特性に合わ
せてソケット５からの信号を自由に配列端子治具９にマ
トリクス的結合を可能にしているので、チップ毎のチッ
プの端子特性は、再結線ボード８で吸収されるので、配
列端子治具９はチップの違いに係わらず、汎用のものを
使用することができる。これは、対向側の配列端子治具
１０1，１０2についても同様である。

【００２３】なお、前述した実施例においては、配列端
子治具９の接触ピン９ａおよび配列端子治具１０1，１
０2の接触ピン１０ａとして通常用いられる汎用性の接
触ピンを用いた場合について説明したが、これらの接触
ピン９ａ，１０ａのいずれか一方にポゴピン構造（ポゴ
コンタクト）を用いることにより、配列端子治具９また
は対向側の配列端子治具１０1，１０2の傾きが生じても
その接触性を大幅に向上させることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ＬＳＩテストヘッドと電子ビームテスタとの間を接続す
る信号入出力用のリード線および再結線治具などが不要
となるので、高速動作の被測定ＬＳＩチップの故障解析
が可能となる。また、被測定ＬＳＩチップとしての良品
ＬＳＩチップと不良品ＬＳＩチップとを真空を破って交
換することが不要となるので、故障解析を迅速に行うこ
とができるという極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による集積回路の故障解析装置の一実
施例を示す構成図である。

【図２】 従来の集積回路の故障解析装置を示す構成図
である。

【符号の説明】

１…ＬＳＩテストヘッド、２…真空貫通端子、３…真空
チャンバー、４…ＤＵＴボード、５…ソケット、６…ア
ダプター固定治具、７…信号引き出し用アダプター、８
…再結線ボード、９…配列端子治具、９ａ…接触ピン、
１０1，１０2…対向側配列端子治具、１１1，１１2…対
向側再結線ボード、１２，１３…ＬＳＩチップ装着用ソ
ケット、１４…不良品ＬＳＩチップ、１５…良品ＬＳＩ
チップ、２０…リード線、２１…汎用再結線治具、３０
…電子ビームテスタ、３１…電子ビームソース、３２…
電子検出器（センサ）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＳＩテストヘッドを接続するソケット
   式ＤＵＴボードが真空貫通端子を介して真空容器内に配
   設され、前記ＤＵＴボードのソケットに平面上に接触ピ
   ンを配列した第１の信号引き出し用信号端子アダプター
   が接続され、前記第１の信号引き出し用信号端子アダプ
   ターの接触ピンに対向する対向面側に接触ピンを有しか
   つ反対向面側に被測定ＬＳＩチップを装着するソケット
   を有する第２の信号引き出し用信号端子アダプターが前
   記第１の信号引き出し用信号端子アダプターに対向して
   ２組並設して配置され、前記２組の第２の信号引き出し
   用信号端子アダプターが１つの揺動軸に連結され、前記
   揺動軸の揺動にて前記第１の信号引き出し用信号端子ア
   ダプターと前記２組の第２の信号引き出し用信号端子ア
   ダプターのうちのいずれか一方とが電気的に接触するこ
   とを特徴とする集積回路の故障解析装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１の信号引き
   出し用信号端子アダプターまたは第２の信号引き出し用
   信号端子アダプターの接触ピンのいずれか一方がポゴピ
   ン構造となっているとを特徴とする集積回路の故障解析
   装置。