JP3730447B2 - バーンイン装置及びバーンイン制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバーンイン装置及びバーンイン制御方法に係り、特に多数の半導体装置に対してモニタード・バーンインを行なうバーンイン装置及びバーンイン制御方法に関する。
一般に半導体装置の製造は、大略するとウェーハに回路形成をウェーハ処理工程、回路形成されたウェーハをダイシングして個々の半導体素子（半導体チップ）を形成するダイシング工程，半導体素子をリードフレームにダイボンディングすると共にワイヤボンディングを行う素子搭載工程、及びリードフレームに搭載された半導体チップを樹脂封止する樹脂封止工程等を有している。また、半導体装置が製造された後には、この半導体装置に対し各種信頼性試験が実施される。
【０００２】
この信頼性試験の一つとして、バーンインが知られている。このバーンインは、一定の高温温度環境下で一定時間にわたり半導体装置を通常使用状態とすることにより初期故障を促進させ、不良の要因のあるものは早期に不良にして選別する方法である。このバーンインを実施する装置として、バーンイン装置が提供されている。
【０００３】
また、このバーンイン装置には、バーンイン中に半導体装置の動作状態を確認するモニター機能を有するものと、このモニター機能を有さないものがある。動作状態を確認するモニター機能を有するものはモニタード・バーンイン装置と呼ばれており、またモニター機能を有さないものは、ダイナミック・バーンイン装置と呼ばれている。
【０００４】
モニター機能は、半導体装置の良否を判定するためには必須である。モニタード・バーンイン装置はモニター機能が具備されているため、バーンイン中に半導体装置が正しく通電状態にあるか及び正常に波形が印加されているかが容易に確認できる。よって、このモニタード・バーンイン装置は、バーンインの信頼性を高める手段として、今後も普及するものと考えられている。
【０００５】
【従来の技術】
図４は、従来の一例であるバーンイン装置１の構成を示している。同図に示すように、バーンイン装置１は恒温槽部２，駆動部３，モニター部４，恒温槽制御部５，及び計数処理部６等を有した構成とされている。
恒温槽部２は内部温度を任意の温度に調整しうる機能を有しており、バーンインを行う複数の半導体装置が装着されたバーンインボードが収納される。そして、装着された半導体装置は、この恒温槽部２内において一括してバーンインが行われる。
【０００６】
駆動部３は恒温槽部２内に装着された各バーンインボードに接続されており、バーンインボードを介して各半導体装置に動作電流及び動作信号を供給する。また、モニター部４は、駆動部３により駆動する各半導体装置の動作状態を監視し、その結果を計数処理部６に供給する。
恒温槽制御部５は、恒温槽部２内の温度を一定の所定温度に制御すると共に、計数処理部６から供給されるバーンイン終了命令によりバーンインを停止させる。計数処理部６は、モニター部４から供給される各半導体装置の良否データ，及び恒温槽部２内に装着された半導体装置数（母数）に基づき、当該バーンインにより半導体装置に発生した不良の割合を示す不良率を演算する。そして、この不良率が所定値以下となった時、恒温槽制御部５にバーンイン終了命令を供給し、これによりバーンインを終了させる。尚、上記の母数とは、恒温槽部２内に装着された半導体装置の内、簡易的な試験パターンでの事前試験を行い、この事前試験で正常動作した半導体装置の数をいう。
【０００７】
ここで、計数処理部６がバーンイン終了命令を出力する際に実施する処理について説明する。
図５は、半導体装置に対しバーンインを行った時の、バーンイン時間（横軸）と故障率（縦軸）との関係を示しており、一般にバスタブ曲線と呼ばれているものである。同図に示されるように、バーンインによる故障率は、バーンイン初期には故障率が大きく、時間の経過とともに減少していく（初期故障期）。そして、時間の経過に伴い、やがて故障率はある小さな値（λ0)に収束し、その値付近を維持するようになる（偶発故障期）。
【０００８】
更にバーンインを続けると、故障率はある時間から急激に増大していく（摩耗故障期）。このバスタブ曲線のなかで、初期故障期から偶発故障期に入ったとき（図５においてＡ点で示すバーンイン時間）が故障率が安定期に入ったと判断するのが妥当であり、この時点でバーンインを終了させるのが理想である。
これに基づき、計数処理部６は、形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）との二つのパラメータに基づきバーンイン終了命令を出力する構成とされている。この形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）はバーンインの所定の時間毎に実施され、バーンイン装置１に設けられたモニター部４から得られた半導体装置の良否データと母数に基づき、ワイブル関数を使用して計算される。そして、この計算された形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が、ともに規定値以下となった時はバーンインを終了し、規定値以下でなければ自動的にバーンインを継続する構成とされている。
【０００９】
通常、ワイブル分布関数は以下の式で表される。
Ｆ(t) ＝１− exp［−（ｔ／η）ｍ］（ｔ＞0,ｍ＞0,η＞0) …（１）式
ηｍ：尺度パラメータ
このときの故障率関数は、以下のように表される。
λ(t) ＝（ｍ×ｔｍ−１）／ηｍ …（２）式
また、この式に加速係数βを用いた場合の故障率関数は以下のように表される。
【００１０】
λ(t) ＝（ｍ×ｔｍ−１）／（ηｍ×β）×10Ｅ９ …（３）式
ここで、形状パラメータ（ｍ）は、ワイブル確率紙に不良発生点をプロットした点の近似直線の傾きとして求められる。即ち、形状パラメータ（ｍ）がｍ＜１となっている時は故障率は収束している（減少している）状態であり、ｍ≧１となっている時は故障率は増加している状態である。
【００１１】
また、βは『寿命（時間）』の加速の度合いを比較する係数であり、これは半導体装置によって数値の異なる定数である。
そして、（１）〜（３）式から求められた形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）に基づき、前記のように形状パラメータ（ｍ）が規定値（ｍ0)より小さく（ｍ＜ｍ0)、かつ故障率（λ(t) ）が規定値（λ0)より小さく（λ(t) ＜λ0)なった時点で、バーンイン終了信号を出力する構成とされていた。
【００１２】
ここで、形状パラメータ（ｍ）または故障率（λ(t) ）のいずれか一方のみでバーンイン終了信号を出力するタイミングを決定せず、形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）のふたつのパラメータに基づきバーンイン終了信号を出力するタイミングを決定する構成としたのは、次の理由による。
即ち、形状パラメータ（ｍ）または故障率（λ(t) ）のいずれか一方のみで判断を行った場合には、図５に矢印Ｂで示す故障率−バーンイン時間特性が生じた場合（ｍ＝０，λ(t) ＞λ0)、及び図５に矢印Ｃで示す故障率−バーンイン時間特性が生じた場合（ｍ＞０，λ(t) ＜λ0)においてもバーンイン終了信号が出力されてしまう。この矢印Ａ，Ｂで示す状態は、故障率が確実に収束していない状態（即ち、初期故障期が終了していない状態）であり、この時点でバーンイン終了信号が出力されると、バーンインの精度及び信頼性が低下するためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１台のバーンイン装置１に収納しうる半導体装置の数（以下、個別装着数という）には限りがある。しかしながら、近年半導体装置は製造効率の向上を図るために、多数の半導体装置が一括的に製造されている。また、この一括製造された半導体装置に対してバーンインを実施する場合も、この一括製造された半導体装置全てに対して一括的にバーンインを行う必要がある。
【００１４】
よって、一括的に製造された半導体装置の個数が個別装着数より多い場合には、従来では複数のバーンイン装置１を用意し、各バーンイン装置１に一括製造さた半導体装置を分割して装着し、各々のバーンイン装置１において半導体装置に対しバーンインを実施し、ワイブル判定を行うことが行われていた。
例えば、バーンインボード１枚当たりの搭載個数が２１６個とし、バーンイン装置がバーンインボードを４８枚収納できる装置の場合、母数の最大値は１０，３６８個となる。このために、バーンイン工程でバーンインされる半導体装置が母数の最大値以上である場合は、複数のバーンイン装置１に分けてバーンインを行い、それぞれのバーンイン装置でワイブル計算を行い、規定値以内であればバーンインを終了させることが行われていた。
【００１５】
しかしながら、この従来の方法では、それぞれのバーンイン装置の終了が同じ時間であればよいが、大抵の場合は終了に時間差が生じる。これはワイブル計算の対象となる半導体装置の数量（母数）の違いと、半導体装置の不良の発生具合がバーンイン装置毎に均等でないためである。
このように、片方のバーンイン装置が終了してもデバイスの抜去作業までは進められるが、次工程に進むにはもう片方のバーンイン装置の終了を待たなければならなず（次工程においても、一括製造された半導体装置は一括的に取り扱う必要があるため）、信頼性試験を含む半導体装置の製造工程の効率が低下してしまうという問題点があった。
【００１６】
また、上記したようにワイブル関数を使用して故障率を計算する構成のモニタード・バーンイン装置では、必ず母数（バーンイン装置に装着される半導体装置数）の設定が必要となる。しかしながら、上記のように多数の半導体装置を複数のバーンイン装置１に分割して装着しバーンインを行う方法では、母数（半導体装置の数量）はバーンイン装置１台当たりの個別装着数に規制され、一括製造された半導体装置の総数を母数としてワイブル関数を使用して故障率を計算することができなかった。
【００１７】
このため、例えば複数のバーンイン装置１の内、あるバーンイン装置１においては故障の発生が非常に高くなり、他のバーンイン装置１においては故障の発生が非常に低くなる場合が生じることもあり、バーンイン装置毎で故障率が異なってしまい、一括製造された半導体装置全体に対する故障率を求めることができないという問題点があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、個別装着数に対してバーンインを行う半導体装置の総数が多い場合であっても、高い効率で正確なバーンインを実施しうるバーンイン装置及びバーンイン制御方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明に係るバーンイン装置は、
装着された半導体装置の装着個数である母数を計算すると共に、該半導体装置を一括してバーンインすることにより該半導体装置の良否を示す測定データを生成する複数のバーンイン装置本体と、
前記複数のバーンイン装置本体のそれぞれから前記母数及び前記測定データが送信され、送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる計数処理端末とを具備することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のバーンイン装置において、
前記計数処理端末は、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる母数データに基づき、前記バーンインが行われる前記半導体装置の総数である全体母数を計算すると共に該全体母数を保管する母数保管部と、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる測定データに基づき、前記半導体装置の総不良数である累積不良数を計算すると共に該累積不良数を保管する累積不良数保管部と、
該累積不良数保管部からの順次送られる情報をワイブル関数を用いて計算することにより不良率及び形状パラメータを計算するワイブル関数計算部と、
該ワイブル関数計算部で計算された前記不良率及び形状パラメータを規定値と比較し、前記規定値に対し前記不良率及び形状パラメータが共に小さい値になったときに前記各バーンイン装置本体へバーンイン終了命令を送信するワイブル関数計数比較部とを具備することを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または請求項２記載のバーンイン装置において、
前記バーンイン装置本体を、前記多数の半導体装置に対し一括してバーンインするために加熱処理する恒温槽部と、前記多数の半導体装置に対し駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により駆動する前記半導体装置の動作状況を監視するモニター部と、前記恒温槽部，駆動部，及びモニター部の動作を制御する恒温槽制御部とにより構成し、
かつ、前記恒温槽制御部に前記母数及び前記測定データを前記計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項４記載の発明に係るバーンイン制御方法は、
複数設けられたバーンイン装置本体のそれぞれに多数の半導体装置を装着する工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された半導体装置の装着個数である母数を求める工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された前記多数の半導体装置に対してバーンインを行うことにより、該半導体装置の良否を示す測定データを生成する工程と、
前記各バーンイン装置本体から計数処理端末に、各バーンイン装置本体で求められた前記母数及び前記測定データを送信する工程と、
前記計数処理端末において、前記各バーンイン装置本体から送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる工程とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び請求項４記載の発明によれば、
バーンインを実施しうる複数のバーンイン装置本体を複数台有しているため、バーンインを実施しようとする半導体装置の総数が、個々のバーンイン装置本体に装着しうる装着数（個別装着数）よりも多い場合においても、半導体装置を各バーンイン装置本体に分けて装着することにより、それぞれの半導体装置にバーンインを行うことができる。
【００２４】
各バーンイン装置本体では、装着された多数の半導体装置に対し一括してバーンインすることにより各半導体装置の良否が測定され、またバーンイン装置本体に装着された半導体装置の装着個数である母数も求められる。
一方、計数処理端末は、複数の各バーンイン装置本体のそれぞれから母数及び測定データが送信され、送信された各バーンイン装置本体の母数から全体母数を演算する。即ち、計数処理端末を各バーンイン装置本体から独立させたことにより、複数のバーンイン装置本体に装着された全半導体装置の総数（全体母数）を求めることが可能となる。
【００２５】
また、計数処理端末は、求められた全体母数と、各バーンイン装置本体から送信された測定データに基づき故障率を計算する。この際に求められる故障率は、全体母数に基づき計算されるため、各バーンイン装置本体に装着された全半導体装置に対する故障率となり、よって故障率の精度を向上させることができる。
更に、計数処理端末は、求められた故障率が所定値となったか否かを判断し、故障率が所定値となったと判断した時に、各バーンイン装置本体に対してバーンインを停止させる処理を行う。この際、上記のようにバーンインを停止判定を行うためのパラメータである故障率の精度は高いため、バーンインの停止処理を的確に行うことができる。また、各バーンイン装置本体に装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、全てのバーンイン装置本体を一括的に停止させることができ、よってバーンインの効率化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項２記載の発明によれば、
計数処理端末は、累積不良数保管部と、ワイブル関数計算部と、ワイブル関数計数比較部とにより構成される。母数保管部では各バーンイン装置本体から送信されてくる母数データに基づきバーンインが行われる半導体装置の総数である全体母数を計算しこれを保管し、また累積不良数保管部では各バーンイン装置本体から送信されてくる測定データに基づき半導体装置の総不良数である累積不良数を計算しこれを保管する。即ち、計数処理端末は、全体母数及び累積不良数を一括して管理保管することができる。
【００２７】
また、ワイブル関数計算部は、累積不良数保管部からの順次送られる情報（全体母数，累積不良数）をワイブル関数を用いて計算し、不良率と共に形状パラメータを計算する。ワイブル関数計数比較部は、ワイブル関数計算部で計算された不良率及び形状パラメータを規定値と比較し、規定値に対し不良率及び形状パラメータが共に小さい値になったときに各バーンイン装置本体へバーンイン終了命令を送信する。
【００２８】
このように、不良率に加えて形状パラメータを計算し、不良率及び形状パラメータが共に規定値より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成とすることにより、不良率のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明によれば、
恒温槽制御部に母数及び測定データを計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことにより、別個に送信手段を設ける構成に比べて構成の簡単化を図ることができる。また、各バーンイン装置本体は、従来設けられていた計数処理部は設けられていないため構成の簡単化を図ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施例であるバーンイン装置１０を示す構成図であり、図２はバーンイン装置１０を構成する各バーンイン装置本体１１-1，１１-2で実施される制御処理を示すフローチャートであり、図３はバーンイン装置１０を構成する計数処理端末２０で実施される制御処理を示すフローチャートである。
【００３１】
バーンイン装置１０は、大略すると複数のバーンイン装置本体１１-1，１１-2と、１台の計数処理端末２０により構成されている。この複数のバーンイン装置本体１１-1，１１-2と計数処理端末２０は、通信ケーブル３０により接続された構成とされている。尚、図１では２台のバーンイン装置本体１１-1，１１-2のみ図示するが、本実施例では合計ｎ台のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nが設けられている。
【００３２】
バーンイン装置本体１１-1，１１-2は、図１に示すように、恒温槽部１２-1，１２-2、駆動部１３-1，１３-2、モニター部１４-1，１４-2、及び恒温槽制御部１５-1，１５-2等を有した構成とされている。本実施例で用いるバーンイン装置本体１１-1，１１-2は、従来のバーンイン装置１（図４参照）に設けられていた計数処理部６は設けられていない。よって、バーンイン装置本体１１-1，１１-2は、従来のバーンイン装置１に比べて構成が簡単化されている。
【００３３】
恒温槽部１２-1，１２-2は内部温度を任意の温度に調整できる機能を有しており、バーンインを行う複数の半導体装置が装着されたバーンインボードが収納される。そして、装着された半導体装置は、この恒温槽部１２-1，１２-2内において一括してバーンインが行われる。
駆動部１３-1，１３-2は恒温槽部１２-1，１２-2内に装着された状態の各バーンインボードと接続し、各バーンインボードを介して各半導体装置に動作電流及び動作信号を供給する。また、モニター部１４-1，１４-2は、駆動部１３-1，１３-2により駆動される各半導体装置の動作状態を監視し、その結果を恒温槽制御部１５-1，１５-2に供給する。
【００３４】
恒温槽制御部１５-1，１５-2は、恒温槽部１２-1，１２-2内の温度を一定の所定温度に制御すると共に、後に述べる計数処理端末２０から送信されるバーンイン終了命令によりバーンインを停止させる。この恒温槽制御部１５-1，１５-2は通信機能を有しており、よって計数処理端末２０に接続された通信ケーブル３０が接続されている。
【００３５】
一方、計数処理端末２０は、累積不良数保管部２１，母数保管部２２，ワイブル関数計数部２３，及びワイブル関数計数比較部２４とにより構成されている。
累積不良数保管部２１は、バーンインの所定時間の経過毎に各バーンイン装置本体１１-1，１１-2から送信される良否データから、全てのバーンイン装置本体１１-1，１１-2に発生している不良半導体数の総数（以下、この総数を累積不良数という）を計算し、これを保管する。
【００３６】
また、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2においては、後述するようにバーンイン開始前に実施される前処理において母数が求められ（図２のステップ１４Ａ-1〜ステップ１４Ａ-n，ステップ１４Ｂ参照）、この母数は計数処理端末２０に送信される構成となっている。母数保管部２２は、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2から送信される母数を加算計算し、全てのバーンイン装置本体１１-1，１１-2に装着されている半導体装置の総数（以下、これを全体母数という）を計算し、これを保管する。尚、上記の母数とは、恒温槽部１２-1, １１-2内に装着された半導体装置の内、簡易的な試験パターンでの事前試験を行い、この事前試験で正常動作した半導体装置の数をいう。
【００３７】
ワイブル関数計数部２３は、累積不良数保管部２１からの順次送られる累積不良数と、母数保管部２２から供給される全体母数に基づき、ワイブル関数（前記した（１）式から（３）式を参照）を用いて形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）を計算する。
ワイブル関数計数比較部２４は、ワイブル関数計数部２３で求められた形状パラメータ（ｍ），故障率（λ(t) ）と規定値ｍ0,λ0 とを常時比較しており、形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が規定値ｍ0,λ0 よりも共に小さくなった際（ｍ＜ｍ0,かつλ(t) ＜λ0 ）、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2に対してバーンイン終了命令を送信する。
【００３８】
次に、図２及び図３を用いて、上記構成とされた、及び計数処理端末２０の動作について説明する。図２は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで実施される処理を示すフローチャートであり、図３は計数処理端末２０で実施される処理を示すフローチャートである。
先ず、図２を用いて各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで実施される処理について説明する。
【００３９】
尚、ステップ１４〜ステップ２２で実施される処理は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで共通である。また、図２で示す処理は、全体母数（バーンインを実施する半導体装置の総数）が装着可能個数（各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着しうる半導体装置の数）より少ない場合と多い場合に大別される。
よって、全体母数が装着可能個数より少ない場合（即ち、１台のバーンイン装置本体１１-1でバーンインが実施可能な場合）はステップ番号に“Ｂ”を付記し、全体母数が装着可能個数より多い場合（即ち、複数台のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nでバーンインが実施可能な場合）は、ステップ番号に“Ａ”を付記して示す。更に、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎で実施される処理を識別するため、ステップ番号には各バーンイン装置本体を識別するための“-1”〜“-n”も合わせて付記している。
【００４０】
半導体装置に対しバーンインを行うには、先ずステップ１０において、バーンインボードに半導体装置（デバイス）を実装する。具体的には、バーンインボードには複数のソケットが配設されており、半導体装置はこのソケットに装着される。続くステップ１１では、半導体装置が装着されたバーンインボードをバーンイン装置本体１１-1〜１１-nの恒温槽部１２-1〜１２-nに挿入する。この際、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１-1に装着できる数であるか否かが判断される（ステップ１２）。即ち、半導体装置の全体母数が装着可能個数より少ないか以下が判断される。
【００４１】
ステップ１２において、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１に装着できる数より多いと判断された場合は、処理はステップ１３に進み、バーンインボードをバーンイン装置本体１１-2〜１１-nに挿入する。これにより、半導体装置は各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着された状態となる。ステップ１３の処理が終了すると、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎にステップ１４Ａ-1〜ステップ２２Ａ-1〜ステップ１４Ａ-n〜ステップ２２Ａ-nの各処理が実施される。尚、同一ステップ数においては同一の処理が実施される（例えば、ステップ１４Ａ-1…１４Ａ-n，ステップ１４Ｂの処理は同の一処理が実施される）ため、以下の説明ではバーンイン装置本体１１-1で実施される処理についてのみ説明し、他のバーンイン装置本体１１-2〜１１-nで実施される処理についての説明は省略する。
【００４２】
ステップ１４Ａ-1では、バーンインボードへの半導体装置の実装具合を確認するために、簡易的な試験パターンでの事前試験を行う。この事前試験で正常動作した半導体装置が母数となる。この情報は恒温槽制御部１５-1, １５-2及び通信ケーブル３０を介して計数処理部２０の母数保管部２２に送信される。
次に、駆動部１２-1を動作させ、各半導体装置にバーンインボードを介して入力信号を供給する共に必要な電圧を供給する。この時点でバーンイン開始となる（ステップ１５Ａ-1）。そして、規定時間までバーンインを行い（ステップ１６Ａ-1）、規定時間が経過した後にモニター部１４-1を用いて半導体装置に対するモニター（測定）を開始する（ステップ１７Ａ-1）。
【００４３】
モニター部１４-1は、各半導体装置の動作状況をモニターし、不良の発生時間と良否判定の結果（以下、測定データという）を恒温槽制御部１５-1に供給する。また、通信機能を有した恒温槽制御部１５-1は、この測定データを通信ケーブル３０を介して計数処理部２０の累積不良数保管部２１に転送する（ステップ１８Ａ-1）。
【００４４】
続くステップ１９Ａ-1では、後述する計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されたか否かを判断する。ステップ１９Ａ-1において、バーンイン終了命令を受信していないと判断すると処理はステップ１５Ａ-1に戻り、計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されまでステップ１５Ａ-1〜ステップ１９Ａ-1の各処理を繰り返し実施する。尚、計数処理部２０がバーンイン終了命令を生成する処理については、後に図３を用いて説明する。
【００４５】
一方、ステップ１９Ａ-1で計数処理部２０からバーンイン終了命令を受信したと判断した場合には、恒温槽制御部１５-1は駆動部１３-1を制御することにより、半導体装置に対する電源供給及び入力信号を停止しバーンインを終了する（ステップ２０Ａ-1）。バーンインが終了したものは、バーンインボードを恒温槽から取り出し（ステップ２１Ａ-1）、バーンインボードから半導体装置を抜去しバーンインを終了する（ステップ２２Ａ-1）。
【００４６】
一方、ステップ１２において、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１に装着できる数であると判断された場合は、ステップ１１においてバーンインボードが装着されたバーンイン装置本体（例えば、バーンイン装置本体１１-1）のみがバーンインを行い、当該バーンイン装置本体においてステップ１４Ｂ〜ステップ２２の処理が実施される。前記のように、ステップ１４Ｂ〜ステップ２２Ｂの処理は、先に説明したステップ１４Ａ-1〜ステップ２２Ａ-1と同一であるため、その説明は省略する。
【００４７】
続いて、計数処理部２０がバーンイン終了命令を生成する処理について、図３を用いて説明する。
ステップ３０は、母数保管部２２が実施する処理である。前記したように、図２のステップ１４Ａ-1…１４Ａ-n，及びステップ１４Ｂでは、事前確認処理を実施することにより各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎に母数が求められ、この母数は母数保管部２２に送信される。ステップ３０では、この各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nから送信された母数を加算して全体母数を計算し、この全体母数を保管する。
【００４８】
ステップ３１は、累積不良数保管部２１が実施する処理である。前記したように、図２のステップ１８Ａ-1…１８Ａ-n，及びステップ１８Ｂでは、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nでバーンインを実施することにより得られた測定データが、累積不良数保管部２１に送信される。ステップ３１では、この各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nから送信された測定データを一括的に処理し、バーンイン装置１０全体で発生している故障半導体数である累積不良数を計算し、これを所定時間毎に保管する。
【００４９】
ステップ３２は、ワイブル関数計数部２３が実施する処理である。ワイブル関数計数部２３は、前記した累積不良数保管部２１で計算される累積不良数と母数保管部２２で計算される全体母数を使用し、ワイブル関数（前記した（１）式から（３）式を参照）を用いて形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）を計算する。ここで求められた形状パラメータ（ｍ）と故障率λ(t) は、ワイブル関数計数比較部２４に送られる。
【００５０】
ステップ３３及びステップ３４は、ワイブル関数計数比較部２４が実施する処理である。ワイブル関数計数比較部２４は、ワイブル関数計数部２３で求められた形状パラメータ（ｍ），故障率（λ(t) ）と規定値ｍ0,λ0 とを常時比較しており（ステップ３３）、形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が規定値ｍ0,λ0 よりも共に小さくなった際（ｍ＜ｍ0,かつλ(t) ＜λ0 ）、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに対してバーンイン終了命令を送信する（ステップ３４）。そして、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nは、先に図２のステップ１９Ａ-1…１９Ａ-n，１９Ｂで説明したように、計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されると、バーンインを終了する。
【００５１】
このように、ステップ３３ではバーンイン終了命令を行うか否かの判断を行う際、不良率λ(t) に加えて形状パラメータ（ｍ）を用い、不良率λ(t) と形状パラメータ（ｍ）とが共に規定値ｍ0,λ0 より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成としている。このため、不良率λ(t) のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００５２】
上記のように本実施例では、複数のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nと別体とされた計数処理端末２０において、複数の各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nのそれぞれから送信される母数及び測定データに基づき全体母数及び累積不良数を一括的に計算し、求められた全体母数及び累積不良数に基づき形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) を計算している。
【００５３】
よって、形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) は、複数のバーンイン装置本体１１-1〜１１-n全体に装着された半導体装置を対象とした形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) となり、その精度は高いものとなる。
そして、この高い精度を有した形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) に基づき、バーンイン終了命令を出すか否かの判断を行うため、バーンイン終了命令を適正なタイミングで各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに送信することが可能となる。これにより、偶発故障期及び摩耗故障期（図５参照）の前にバーンインを確実に停止することができ、偶発故障期及び摩耗故障期に発生する故障を防止できる。
【００５４】
また、計数処理端末２０は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、バーンイン終了命令は全てのバーンイン装置本体１１-1〜１１-nに対して一括的に送信されることとなる。従って、従来のように一方のバーンイン装置がバーンインを終了したにも拘わらず、他方のバーンイン装置はバーンインを続行しているような状態は発生せず、よってバーンインの効率化を図ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求項４記載の発明によれば、計数処理端末は、求められた全体母数と各バーンイン装置本体から送信された測定データに基づき故障率を計算するため故障率の精度を向上させることができる。また、この精度の高い故障率に基づき各バーンイン装置本体に対してバーンインを停止させる処理を行うため、バーンインの停止処理を的確に行うことができる。
【００５６】
また、各バーンイン装置本体に装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、全てのバーンイン装置本体を一括的に停止させることができ、よってバーンインの効率化を図ることができる。
また、請求項２記載の発明によれば、不良率に加えて形状パラメータを計算し、不良率及び形状パラメータが共に規定値より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成とすることにより、不良率のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００５７】
また、請求項３記載の発明によれば、
恒温槽制御部に母数及び測定データを計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことにより、別個に送信手段を設ける構成に比べて構成の簡単化を図ることができる。また、各バーンイン装置本体は、従来設けられていた計数処理部は設けられていないため構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバーンイン装置の構成図である。
【図２】バーンイン装置本体で実施するバーンイン制御処理を示すフローチャートである。
【図３】係数処理端末で実施するバーンイン制御処理を示すフローチャートである。
【図４】従来の一例であるバーンイン装置の構成図である。
【図５】半導体装置のバーンイン時間と故障率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ バーンイン装置
１１-1，１１-2 バーンイン装置本体
１２-1，１２-2 恒温槽部
１３-1，１３-2 駆動部
１４-1，１４-2 モニター部
１５-1，１５-2 恒温槽制御部
２０ 計数処理端末
２１ 累積不良数保管部
２２ 母数保管部
２３ ワイブル関数計数部
２４ ワイブル関数計数比較部
【発明の属する技術分野】
本発明はバーンイン装置及びバーンイン制御方法に係り、特に多数の半導体装置に対してモニタード・バーンインを行なうバーンイン装置及びバーンイン制御方法に関する。
一般に半導体装置の製造は、大略するとウェーハに回路形成をウェーハ処理工程、回路形成されたウェーハをダイシングして個々の半導体素子（半導体チップ）を形成するダイシング工程，半導体素子をリードフレームにダイボンディングすると共にワイヤボンディングを行う素子搭載工程、及びリードフレームに搭載された半導体チップを樹脂封止する樹脂封止工程等を有している。また、半導体装置が製造された後には、この半導体装置に対し各種信頼性試験が実施される。
【０００２】
この信頼性試験の一つとして、バーンインが知られている。このバーンインは、一定の高温温度環境下で一定時間にわたり半導体装置を通常使用状態とすることにより初期故障を促進させ、不良の要因のあるものは早期に不良にして選別する方法である。このバーンインを実施する装置として、バーンイン装置が提供されている。
【０００３】
また、このバーンイン装置には、バーンイン中に半導体装置の動作状態を確認するモニター機能を有するものと、このモニター機能を有さないものがある。動作状態を確認するモニター機能を有するものはモニタード・バーンイン装置と呼ばれており、またモニター機能を有さないものは、ダイナミック・バーンイン装置と呼ばれている。
【０００４】
モニター機能は、半導体装置の良否を判定するためには必須である。モニタード・バーンイン装置はモニター機能が具備されているため、バーンイン中に半導体装置が正しく通電状態にあるか及び正常に波形が印加されているかが容易に確認できる。よって、このモニタード・バーンイン装置は、バーンインの信頼性を高める手段として、今後も普及するものと考えられている。
【０００５】
【従来の技術】
図４は、従来の一例であるバーンイン装置１の構成を示している。同図に示すように、バーンイン装置１は恒温槽部２，駆動部３，モニター部４，恒温槽制御部５，及び計数処理部６等を有した構成とされている。
恒温槽部２は内部温度を任意の温度に調整しうる機能を有しており、バーンインを行う複数の半導体装置が装着されたバーンインボードが収納される。そして、装着された半導体装置は、この恒温槽部２内において一括してバーンインが行われる。
【０００６】
駆動部３は恒温槽部２内に装着された各バーンインボードに接続されており、バーンインボードを介して各半導体装置に動作電流及び動作信号を供給する。また、モニター部４は、駆動部３により駆動する各半導体装置の動作状態を監視し、その結果を計数処理部６に供給する。
恒温槽制御部５は、恒温槽部２内の温度を一定の所定温度に制御すると共に、計数処理部６から供給されるバーンイン終了命令によりバーンインを停止させる。計数処理部６は、モニター部４から供給される各半導体装置の良否データ，及び恒温槽部２内に装着された半導体装置数（母数）に基づき、当該バーンインにより半導体装置に発生した不良の割合を示す不良率を演算する。そして、この不良率が所定値以下となった時、恒温槽制御部５にバーンイン終了命令を供給し、これによりバーンインを終了させる。尚、上記の母数とは、恒温槽部２内に装着された半導体装置の内、簡易的な試験パターンでの事前試験を行い、この事前試験で正常動作した半導体装置の数をいう。
【０００７】
ここで、計数処理部６がバーンイン終了命令を出力する際に実施する処理について説明する。
図５は、半導体装置に対しバーンインを行った時の、バーンイン時間（横軸）と故障率（縦軸）との関係を示しており、一般にバスタブ曲線と呼ばれているものである。同図に示されるように、バーンインによる故障率は、バーンイン初期には故障率が大きく、時間の経過とともに減少していく（初期故障期）。そして、時間の経過に伴い、やがて故障率はある小さな値（λ0)に収束し、その値付近を維持するようになる（偶発故障期）。
【０００８】
更にバーンインを続けると、故障率はある時間から急激に増大していく（摩耗故障期）。このバスタブ曲線のなかで、初期故障期から偶発故障期に入ったとき（図５においてＡ点で示すバーンイン時間）が故障率が安定期に入ったと判断するのが妥当であり、この時点でバーンインを終了させるのが理想である。
これに基づき、計数処理部６は、形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）との二つのパラメータに基づきバーンイン終了命令を出力する構成とされている。この形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）はバーンインの所定の時間毎に実施され、バーンイン装置１に設けられたモニター部４から得られた半導体装置の良否データと母数に基づき、ワイブル関数を使用して計算される。そして、この計算された形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が、ともに規定値以下となった時はバーンインを終了し、規定値以下でなければ自動的にバーンインを継続する構成とされている。
【０００９】
通常、ワイブル分布関数は以下の式で表される。
Ｆ(t) ＝１− exp［−（ｔ／η）ｍ］（ｔ＞0,ｍ＞0,η＞0) …（１）式
ηｍ：尺度パラメータ
このときの故障率関数は、以下のように表される。
λ(t) ＝（ｍ×ｔｍ−１）／ηｍ …（２）式
また、この式に加速係数βを用いた場合の故障率関数は以下のように表される。
【００１０】
λ(t) ＝（ｍ×ｔｍ−１）／（ηｍ×β）×10Ｅ９ …（３）式
ここで、形状パラメータ（ｍ）は、ワイブル確率紙に不良発生点をプロットした点の近似直線の傾きとして求められる。即ち、形状パラメータ（ｍ）がｍ＜１となっている時は故障率は収束している（減少している）状態であり、ｍ≧１となっている時は故障率は増加している状態である。
【００１１】
また、βは『寿命（時間）』の加速の度合いを比較する係数であり、これは半導体装置によって数値の異なる定数である。
そして、（１）〜（３）式から求められた形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）に基づき、前記のように形状パラメータ（ｍ）が規定値（ｍ0)より小さく（ｍ＜ｍ0)、かつ故障率（λ(t) ）が規定値（λ0)より小さく（λ(t) ＜λ0)なった時点で、バーンイン終了信号を出力する構成とされていた。
【００１２】
ここで、形状パラメータ（ｍ）または故障率（λ(t) ）のいずれか一方のみでバーンイン終了信号を出力するタイミングを決定せず、形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）のふたつのパラメータに基づきバーンイン終了信号を出力するタイミングを決定する構成としたのは、次の理由による。
即ち、形状パラメータ（ｍ）または故障率（λ(t) ）のいずれか一方のみで判断を行った場合には、図５に矢印Ｂで示す故障率−バーンイン時間特性が生じた場合（ｍ＝０，λ(t) ＞λ0)、及び図５に矢印Ｃで示す故障率−バーンイン時間特性が生じた場合（ｍ＞０，λ(t) ＜λ0)においてもバーンイン終了信号が出力されてしまう。この矢印Ａ，Ｂで示す状態は、故障率が確実に収束していない状態（即ち、初期故障期が終了していない状態）であり、この時点でバーンイン終了信号が出力されると、バーンインの精度及び信頼性が低下するためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１台のバーンイン装置１に収納しうる半導体装置の数（以下、個別装着数という）には限りがある。しかしながら、近年半導体装置は製造効率の向上を図るために、多数の半導体装置が一括的に製造されている。また、この一括製造された半導体装置に対してバーンインを実施する場合も、この一括製造された半導体装置全てに対して一括的にバーンインを行う必要がある。
【００１４】
よって、一括的に製造された半導体装置の個数が個別装着数より多い場合には、従来では複数のバーンイン装置１を用意し、各バーンイン装置１に一括製造さた半導体装置を分割して装着し、各々のバーンイン装置１において半導体装置に対しバーンインを実施し、ワイブル判定を行うことが行われていた。
例えば、バーンインボード１枚当たりの搭載個数が２１６個とし、バーンイン装置がバーンインボードを４８枚収納できる装置の場合、母数の最大値は１０，３６８個となる。このために、バーンイン工程でバーンインされる半導体装置が母数の最大値以上である場合は、複数のバーンイン装置１に分けてバーンインを行い、それぞれのバーンイン装置でワイブル計算を行い、規定値以内であればバーンインを終了させることが行われていた。
【００１５】
しかしながら、この従来の方法では、それぞれのバーンイン装置の終了が同じ時間であればよいが、大抵の場合は終了に時間差が生じる。これはワイブル計算の対象となる半導体装置の数量（母数）の違いと、半導体装置の不良の発生具合がバーンイン装置毎に均等でないためである。
このように、片方のバーンイン装置が終了してもデバイスの抜去作業までは進められるが、次工程に進むにはもう片方のバーンイン装置の終了を待たなければならなず（次工程においても、一括製造された半導体装置は一括的に取り扱う必要があるため）、信頼性試験を含む半導体装置の製造工程の効率が低下してしまうという問題点があった。
【００１６】
また、上記したようにワイブル関数を使用して故障率を計算する構成のモニタード・バーンイン装置では、必ず母数（バーンイン装置に装着される半導体装置数）の設定が必要となる。しかしながら、上記のように多数の半導体装置を複数のバーンイン装置１に分割して装着しバーンインを行う方法では、母数（半導体装置の数量）はバーンイン装置１台当たりの個別装着数に規制され、一括製造された半導体装置の総数を母数としてワイブル関数を使用して故障率を計算することができなかった。
【００１７】
このため、例えば複数のバーンイン装置１の内、あるバーンイン装置１においては故障の発生が非常に高くなり、他のバーンイン装置１においては故障の発生が非常に低くなる場合が生じることもあり、バーンイン装置毎で故障率が異なってしまい、一括製造された半導体装置全体に対する故障率を求めることができないという問題点があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、個別装着数に対してバーンインを行う半導体装置の総数が多い場合であっても、高い効率で正確なバーンインを実施しうるバーンイン装置及びバーンイン制御方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明に係るバーンイン装置は、
装着された半導体装置の装着個数である母数を計算すると共に、該半導体装置を一括してバーンインすることにより該半導体装置の良否を示す測定データを生成する複数のバーンイン装置本体と、
前記複数のバーンイン装置本体のそれぞれから前記母数及び前記測定データが送信され、送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる計数処理端末とを具備することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のバーンイン装置において、
前記計数処理端末は、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる母数データに基づき、前記バーンインが行われる前記半導体装置の総数である全体母数を計算すると共に該全体母数を保管する母数保管部と、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる測定データに基づき、前記半導体装置の総不良数である累積不良数を計算すると共に該累積不良数を保管する累積不良数保管部と、
該累積不良数保管部からの順次送られる情報をワイブル関数を用いて計算することにより不良率及び形状パラメータを計算するワイブル関数計算部と、
該ワイブル関数計算部で計算された前記不良率及び形状パラメータを規定値と比較し、前記規定値に対し前記不良率及び形状パラメータが共に小さい値になったときに前記各バーンイン装置本体へバーンイン終了命令を送信するワイブル関数計数比較部とを具備することを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または請求項２記載のバーンイン装置において、
前記バーンイン装置本体を、前記多数の半導体装置に対し一括してバーンインするために加熱処理する恒温槽部と、前記多数の半導体装置に対し駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により駆動する前記半導体装置の動作状況を監視するモニター部と、前記恒温槽部，駆動部，及びモニター部の動作を制御する恒温槽制御部とにより構成し、
かつ、前記恒温槽制御部に前記母数及び前記測定データを前記計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項４記載の発明に係るバーンイン制御方法は、
複数設けられたバーンイン装置本体のそれぞれに多数の半導体装置を装着する工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された半導体装置の装着個数である母数を求める工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された前記多数の半導体装置に対してバーンインを行うことにより、該半導体装置の良否を示す測定データを生成する工程と、
前記各バーンイン装置本体から計数処理端末に、各バーンイン装置本体で求められた前記母数及び前記測定データを送信する工程と、
前記計数処理端末において、前記各バーンイン装置本体から送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる工程とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び請求項４記載の発明によれば、
バーンインを実施しうる複数のバーンイン装置本体を複数台有しているため、バーンインを実施しようとする半導体装置の総数が、個々のバーンイン装置本体に装着しうる装着数（個別装着数）よりも多い場合においても、半導体装置を各バーンイン装置本体に分けて装着することにより、それぞれの半導体装置にバーンインを行うことができる。
【００２４】
各バーンイン装置本体では、装着された多数の半導体装置に対し一括してバーンインすることにより各半導体装置の良否が測定され、またバーンイン装置本体に装着された半導体装置の装着個数である母数も求められる。
一方、計数処理端末は、複数の各バーンイン装置本体のそれぞれから母数及び測定データが送信され、送信された各バーンイン装置本体の母数から全体母数を演算する。即ち、計数処理端末を各バーンイン装置本体から独立させたことにより、複数のバーンイン装置本体に装着された全半導体装置の総数（全体母数）を求めることが可能となる。
【００２５】
また、計数処理端末は、求められた全体母数と、各バーンイン装置本体から送信された測定データに基づき故障率を計算する。この際に求められる故障率は、全体母数に基づき計算されるため、各バーンイン装置本体に装着された全半導体装置に対する故障率となり、よって故障率の精度を向上させることができる。
更に、計数処理端末は、求められた故障率が所定値となったか否かを判断し、故障率が所定値となったと判断した時に、各バーンイン装置本体に対してバーンインを停止させる処理を行う。この際、上記のようにバーンインを停止判定を行うためのパラメータである故障率の精度は高いため、バーンインの停止処理を的確に行うことができる。また、各バーンイン装置本体に装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、全てのバーンイン装置本体を一括的に停止させることができ、よってバーンインの効率化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項２記載の発明によれば、
計数処理端末は、累積不良数保管部と、ワイブル関数計算部と、ワイブル関数計数比較部とにより構成される。母数保管部では各バーンイン装置本体から送信されてくる母数データに基づきバーンインが行われる半導体装置の総数である全体母数を計算しこれを保管し、また累積不良数保管部では各バーンイン装置本体から送信されてくる測定データに基づき半導体装置の総不良数である累積不良数を計算しこれを保管する。即ち、計数処理端末は、全体母数及び累積不良数を一括して管理保管することができる。
【００２７】
また、ワイブル関数計算部は、累積不良数保管部からの順次送られる情報（全体母数，累積不良数）をワイブル関数を用いて計算し、不良率と共に形状パラメータを計算する。ワイブル関数計数比較部は、ワイブル関数計算部で計算された不良率及び形状パラメータを規定値と比較し、規定値に対し不良率及び形状パラメータが共に小さい値になったときに各バーンイン装置本体へバーンイン終了命令を送信する。
【００２８】
このように、不良率に加えて形状パラメータを計算し、不良率及び形状パラメータが共に規定値より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成とすることにより、不良率のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明によれば、
恒温槽制御部に母数及び測定データを計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことにより、別個に送信手段を設ける構成に比べて構成の簡単化を図ることができる。また、各バーンイン装置本体は、従来設けられていた計数処理部は設けられていないため構成の簡単化を図ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施例であるバーンイン装置１０を示す構成図であり、図２はバーンイン装置１０を構成する各バーンイン装置本体１１-1，１１-2で実施される制御処理を示すフローチャートであり、図３はバーンイン装置１０を構成する計数処理端末２０で実施される制御処理を示すフローチャートである。
【００３１】
バーンイン装置１０は、大略すると複数のバーンイン装置本体１１-1，１１-2と、１台の計数処理端末２０により構成されている。この複数のバーンイン装置本体１１-1，１１-2と計数処理端末２０は、通信ケーブル３０により接続された構成とされている。尚、図１では２台のバーンイン装置本体１１-1，１１-2のみ図示するが、本実施例では合計ｎ台のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nが設けられている。
【００３２】
バーンイン装置本体１１-1，１１-2は、図１に示すように、恒温槽部１２-1，１２-2、駆動部１３-1，１３-2、モニター部１４-1，１４-2、及び恒温槽制御部１５-1，１５-2等を有した構成とされている。本実施例で用いるバーンイン装置本体１１-1，１１-2は、従来のバーンイン装置１（図４参照）に設けられていた計数処理部６は設けられていない。よって、バーンイン装置本体１１-1，１１-2は、従来のバーンイン装置１に比べて構成が簡単化されている。
【００３３】
恒温槽部１２-1，１２-2は内部温度を任意の温度に調整できる機能を有しており、バーンインを行う複数の半導体装置が装着されたバーンインボードが収納される。そして、装着された半導体装置は、この恒温槽部１２-1，１２-2内において一括してバーンインが行われる。
駆動部１３-1，１３-2は恒温槽部１２-1，１２-2内に装着された状態の各バーンインボードと接続し、各バーンインボードを介して各半導体装置に動作電流及び動作信号を供給する。また、モニター部１４-1，１４-2は、駆動部１３-1，１３-2により駆動される各半導体装置の動作状態を監視し、その結果を恒温槽制御部１５-1，１５-2に供給する。
【００３４】
恒温槽制御部１５-1，１５-2は、恒温槽部１２-1，１２-2内の温度を一定の所定温度に制御すると共に、後に述べる計数処理端末２０から送信されるバーンイン終了命令によりバーンインを停止させる。この恒温槽制御部１５-1，１５-2は通信機能を有しており、よって計数処理端末２０に接続された通信ケーブル３０が接続されている。
【００３５】
一方、計数処理端末２０は、累積不良数保管部２１，母数保管部２２，ワイブル関数計数部２３，及びワイブル関数計数比較部２４とにより構成されている。
累積不良数保管部２１は、バーンインの所定時間の経過毎に各バーンイン装置本体１１-1，１１-2から送信される良否データから、全てのバーンイン装置本体１１-1，１１-2に発生している不良半導体数の総数（以下、この総数を累積不良数という）を計算し、これを保管する。
【００３６】
また、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2においては、後述するようにバーンイン開始前に実施される前処理において母数が求められ（図２のステップ１４Ａ-1〜ステップ１４Ａ-n，ステップ１４Ｂ参照）、この母数は計数処理端末２０に送信される構成となっている。母数保管部２２は、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2から送信される母数を加算計算し、全てのバーンイン装置本体１１-1，１１-2に装着されている半導体装置の総数（以下、これを全体母数という）を計算し、これを保管する。尚、上記の母数とは、恒温槽部１２-1, １１-2内に装着された半導体装置の内、簡易的な試験パターンでの事前試験を行い、この事前試験で正常動作した半導体装置の数をいう。
【００３７】
ワイブル関数計数部２３は、累積不良数保管部２１からの順次送られる累積不良数と、母数保管部２２から供給される全体母数に基づき、ワイブル関数（前記した（１）式から（３）式を参照）を用いて形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）を計算する。
ワイブル関数計数比較部２４は、ワイブル関数計数部２３で求められた形状パラメータ（ｍ），故障率（λ(t) ）と規定値ｍ0,λ0 とを常時比較しており、形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が規定値ｍ0,λ0 よりも共に小さくなった際（ｍ＜ｍ0,かつλ(t) ＜λ0 ）、各バーンイン装置本体１１-1，１１-2に対してバーンイン終了命令を送信する。
【００３８】
次に、図２及び図３を用いて、上記構成とされた、及び計数処理端末２０の動作について説明する。図２は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで実施される処理を示すフローチャートであり、図３は計数処理端末２０で実施される処理を示すフローチャートである。
先ず、図２を用いて各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで実施される処理について説明する。
【００３９】
尚、ステップ１４〜ステップ２２で実施される処理は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nで共通である。また、図２で示す処理は、全体母数（バーンインを実施する半導体装置の総数）が装着可能個数（各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着しうる半導体装置の数）より少ない場合と多い場合に大別される。
よって、全体母数が装着可能個数より少ない場合（即ち、１台のバーンイン装置本体１１-1でバーンインが実施可能な場合）はステップ番号に“Ｂ”を付記し、全体母数が装着可能個数より多い場合（即ち、複数台のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nでバーンインが実施可能な場合）は、ステップ番号に“Ａ”を付記して示す。更に、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎で実施される処理を識別するため、ステップ番号には各バーンイン装置本体を識別するための“-1”〜“-n”も合わせて付記している。
【００４０】
半導体装置に対しバーンインを行うには、先ずステップ１０において、バーンインボードに半導体装置（デバイス）を実装する。具体的には、バーンインボードには複数のソケットが配設されており、半導体装置はこのソケットに装着される。続くステップ１１では、半導体装置が装着されたバーンインボードをバーンイン装置本体１１-1〜１１-nの恒温槽部１２-1〜１２-nに挿入する。この際、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１-1に装着できる数であるか否かが判断される（ステップ１２）。即ち、半導体装置の全体母数が装着可能個数より少ないか以下が判断される。
【００４１】
ステップ１２において、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１に装着できる数より多いと判断された場合は、処理はステップ１３に進み、バーンインボードをバーンイン装置本体１１-2〜１１-nに挿入する。これにより、半導体装置は各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着された状態となる。ステップ１３の処理が終了すると、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎にステップ１４Ａ-1〜ステップ２２Ａ-1〜ステップ１４Ａ-n〜ステップ２２Ａ-nの各処理が実施される。尚、同一ステップ数においては同一の処理が実施される（例えば、ステップ１４Ａ-1…１４Ａ-n，ステップ１４Ｂの処理は同の一処理が実施される）ため、以下の説明ではバーンイン装置本体１１-1で実施される処理についてのみ説明し、他のバーンイン装置本体１１-2〜１１-nで実施される処理についての説明は省略する。
【００４２】
ステップ１４Ａ-1では、バーンインボードへの半導体装置の実装具合を確認するために、簡易的な試験パターンでの事前試験を行う。この事前試験で正常動作した半導体装置が母数となる。この情報は恒温槽制御部１５-1, １５-2及び通信ケーブル３０を介して計数処理部２０の母数保管部２２に送信される。
次に、駆動部１２-1を動作させ、各半導体装置にバーンインボードを介して入力信号を供給する共に必要な電圧を供給する。この時点でバーンイン開始となる（ステップ１５Ａ-1）。そして、規定時間までバーンインを行い（ステップ１６Ａ-1）、規定時間が経過した後にモニター部１４-1を用いて半導体装置に対するモニター（測定）を開始する（ステップ１７Ａ-1）。
【００４３】
モニター部１４-1は、各半導体装置の動作状況をモニターし、不良の発生時間と良否判定の結果（以下、測定データという）を恒温槽制御部１５-1に供給する。また、通信機能を有した恒温槽制御部１５-1は、この測定データを通信ケーブル３０を介して計数処理部２０の累積不良数保管部２１に転送する（ステップ１８Ａ-1）。
【００４４】
続くステップ１９Ａ-1では、後述する計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されたか否かを判断する。ステップ１９Ａ-1において、バーンイン終了命令を受信していないと判断すると処理はステップ１５Ａ-1に戻り、計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されまでステップ１５Ａ-1〜ステップ１９Ａ-1の各処理を繰り返し実施する。尚、計数処理部２０がバーンイン終了命令を生成する処理については、後に図３を用いて説明する。
【００４５】
一方、ステップ１９Ａ-1で計数処理部２０からバーンイン終了命令を受信したと判断した場合には、恒温槽制御部１５-1は駆動部１３-1を制御することにより、半導体装置に対する電源供給及び入力信号を停止しバーンインを終了する（ステップ２０Ａ-1）。バーンインが終了したものは、バーンインボードを恒温槽から取り出し（ステップ２１Ａ-1）、バーンインボードから半導体装置を抜去しバーンインを終了する（ステップ２２Ａ-1）。
【００４６】
一方、ステップ１２において、バーンインボードの総数が１台のバーンイン装置本体１１に装着できる数であると判断された場合は、ステップ１１においてバーンインボードが装着されたバーンイン装置本体（例えば、バーンイン装置本体１１-1）のみがバーンインを行い、当該バーンイン装置本体においてステップ１４Ｂ〜ステップ２２の処理が実施される。前記のように、ステップ１４Ｂ〜ステップ２２Ｂの処理は、先に説明したステップ１４Ａ-1〜ステップ２２Ａ-1と同一であるため、その説明は省略する。
【００４７】
続いて、計数処理部２０がバーンイン終了命令を生成する処理について、図３を用いて説明する。
ステップ３０は、母数保管部２２が実施する処理である。前記したように、図２のステップ１４Ａ-1…１４Ａ-n，及びステップ１４Ｂでは、事前確認処理を実施することにより各バーンイン装置本体１１-1〜１１-n毎に母数が求められ、この母数は母数保管部２２に送信される。ステップ３０では、この各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nから送信された母数を加算して全体母数を計算し、この全体母数を保管する。
【００４８】
ステップ３１は、累積不良数保管部２１が実施する処理である。前記したように、図２のステップ１８Ａ-1…１８Ａ-n，及びステップ１８Ｂでは、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nでバーンインを実施することにより得られた測定データが、累積不良数保管部２１に送信される。ステップ３１では、この各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nから送信された測定データを一括的に処理し、バーンイン装置１０全体で発生している故障半導体数である累積不良数を計算し、これを所定時間毎に保管する。
【００４９】
ステップ３２は、ワイブル関数計数部２３が実施する処理である。ワイブル関数計数部２３は、前記した累積不良数保管部２１で計算される累積不良数と母数保管部２２で計算される全体母数を使用し、ワイブル関数（前記した（１）式から（３）式を参照）を用いて形状パラメータ（ｍ）と故障率（λ(t) ）を計算する。ここで求められた形状パラメータ（ｍ）と故障率λ(t) は、ワイブル関数計数比較部２４に送られる。
【００５０】
ステップ３３及びステップ３４は、ワイブル関数計数比較部２４が実施する処理である。ワイブル関数計数比較部２４は、ワイブル関数計数部２３で求められた形状パラメータ（ｍ），故障率（λ(t) ）と規定値ｍ0,λ0 とを常時比較しており（ステップ３３）、形状パラメータ（ｍ）及び故障率（λ(t) ）が規定値ｍ0,λ0 よりも共に小さくなった際（ｍ＜ｍ0,かつλ(t) ＜λ0 ）、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに対してバーンイン終了命令を送信する（ステップ３４）。そして、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nは、先に図２のステップ１９Ａ-1…１９Ａ-n，１９Ｂで説明したように、計数処理部２０からバーンイン終了命令が送信されると、バーンインを終了する。
【００５１】
このように、ステップ３３ではバーンイン終了命令を行うか否かの判断を行う際、不良率λ(t) に加えて形状パラメータ（ｍ）を用い、不良率λ(t) と形状パラメータ（ｍ）とが共に規定値ｍ0,λ0 より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成としている。このため、不良率λ(t) のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００５２】
上記のように本実施例では、複数のバーンイン装置本体１１-1〜１１-nと別体とされた計数処理端末２０において、複数の各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nのそれぞれから送信される母数及び測定データに基づき全体母数及び累積不良数を一括的に計算し、求められた全体母数及び累積不良数に基づき形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) を計算している。
【００５３】
よって、形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) は、複数のバーンイン装置本体１１-1〜１１-n全体に装着された半導体装置を対象とした形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) となり、その精度は高いものとなる。
そして、この高い精度を有した形状パラメータ（ｍ）及び不良率λ(t) に基づき、バーンイン終了命令を出すか否かの判断を行うため、バーンイン終了命令を適正なタイミングで各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに送信することが可能となる。これにより、偶発故障期及び摩耗故障期（図５参照）の前にバーンインを確実に停止することができ、偶発故障期及び摩耗故障期に発生する故障を防止できる。
【００５４】
また、計数処理端末２０は、各バーンイン装置本体１１-1〜１１-nに装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、バーンイン終了命令は全てのバーンイン装置本体１１-1〜１１-nに対して一括的に送信されることとなる。従って、従来のように一方のバーンイン装置がバーンインを終了したにも拘わらず、他方のバーンイン装置はバーンインを続行しているような状態は発生せず、よってバーンインの効率化を図ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求項４記載の発明によれば、計数処理端末は、求められた全体母数と各バーンイン装置本体から送信された測定データに基づき故障率を計算するため故障率の精度を向上させることができる。また、この精度の高い故障率に基づき各バーンイン装置本体に対してバーンインを停止させる処理を行うため、バーンインの停止処理を的確に行うことができる。
【００５６】
また、各バーンイン装置本体に装着されている全ての半導体装置に対する故障率に基づきバーンインを停止させる処理を行う構成であるため、全てのバーンイン装置本体を一括的に停止させることができ、よってバーンインの効率化を図ることができる。
また、請求項２記載の発明によれば、不良率に加えて形状パラメータを計算し、不良率及び形状パラメータが共に規定値より小さくなった時にバーンイン終了命令を送信する構成とすることにより、不良率のみに基づきバーンイン終了命令を出すか否かの判断を行う構成に比べ、バーンイン終了命令を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００５７】
また、請求項３記載の発明によれば、
恒温槽制御部に母数及び測定データを計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことにより、別個に送信手段を設ける構成に比べて構成の簡単化を図ることができる。また、各バーンイン装置本体は、従来設けられていた計数処理部は設けられていないため構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバーンイン装置の構成図である。
【図２】バーンイン装置本体で実施するバーンイン制御処理を示すフローチャートである。
【図３】係数処理端末で実施するバーンイン制御処理を示すフローチャートである。
【図４】従来の一例であるバーンイン装置の構成図である。
【図５】半導体装置のバーンイン時間と故障率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ バーンイン装置
１１-1，１１-2 バーンイン装置本体
１２-1，１２-2 恒温槽部
１３-1，１３-2 駆動部
１４-1，１４-2 モニター部
１５-1，１５-2 恒温槽制御部
２０ 計数処理端末
２１ 累積不良数保管部
２２ 母数保管部
２３ ワイブル関数計数部
２４ ワイブル関数計数比較部
Claims (4)
- 装着された半導体装置の装着個数である母数を計算すると共に、該半導体装置を一括してバーンインすることにより該半導体装置の良否を示す測定データを生成する複数のバーンイン装置本体と、
前記複数のバーンイン装置本体のそれぞれから前記母数及び前記測定データが送信され、送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる計数処理端末と
を具備することを特徴とするバーンイン装置。 - 請求項１記載のバーンイン装置において、
前記計数処理端末は、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる母数データに基づき、前記バーンインが行われる前記半導体装置の総数である全体母数を計算すると共に該全体母数を保管する母数保管部と、
前記バーンイン装置本体から送信されてくる測定データに基づき、前記半導体装置の総不良数である累積不良数を計算すると共に該累積不良数を保管する累積不良数保管部と、
該累積不良数保管部からの順次送られる情報をワイブル関数を用いて計算することにより不良率及び形状パラメータを計算するワイブル関数計算部と、
該ワイブル関数計算部で計算された前記不良率及び形状パラメータを規定値と比較し、前記規定値に対し前記不良率及び形状パラメータが共に小さい値になったときに前記各バーンイン装置本体へバーンイン終了命令を送信するワイブル関数計数比較部と
を具備することを特徴とするバーンイン装置。 - 請求項１または請求項２記載のバーンイン装置において、
前記バーンイン装置本体を、前記多数の半導体装置に対し一括してバーンインするために加熱処理する恒温槽部と、前記多数の半導体装置に対し駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により駆動する前記半導体装置の動作状況を監視するモニター部と、前記恒温槽部，駆動部，及びモニター部の動作を制御する恒温槽制御部とにより構成し、
かつ、前記恒温槽制御部に前記母数及び前記測定データを前記計数処理端末に向け送信する送信手段を設けたことを特徴とするバーンイン装置。 - 複数設けられたバーンイン装置本体のそれぞれに多数の半導体装置を装着する工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された半導体装置の装着個数である母数を求める工程と、
前記各バーンイン装置本体において、装着された前記多数の半導体装置に対してバーンインを行うことにより、該半導体装置の良否を示す測定データを生成する工程と、
前記各バーンイン装置本体から計数処理端末に、各バーンイン装置本体で求められた前記母数及び前記測定データを送信する工程と、
前記計数処理端末において、前記各バーンイン装置本体から送信された該母数から全体母数を演算すると共に、該全体母数と前記測定データに基づき故障率を計算し、該故障率が所定値となった時に前記各バーンイン装置本体のバーンインを停止させる工程と、
を有することを特徴とするバーンイン制御方法。
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