JP4802259B2

JP4802259B2 - テスト装置、テスト方法および補正電圧算出装置

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Publication number: JP4802259B2
Application number: JP2009070754A
Authority: JP
Inventors: 憲史小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010223727A; US20100237893A1

Description

本発明は、半導体装置のテスト装置、テスト方法および補正電圧算出装置に関する。

ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの半導体装置の良品／不良品を判定するテストは、ＤＳ（ダイソータ）時やＦＴ（ファイナルテスト）時に行われる。ＤＳの際には、ウエハ上に形成された半導体装置のＰＡＤにプローブカードの針状端子を接続させ、針状端子を介して半導体装置に電圧が印加される。また、ＦＴの際には、パッケージ封止された半導体装置をソケットに装着し、このソケットを介して半導体装置に電圧が印加される。

このような半導体装置のテストは、半導体装置の端子とテスタが備える測定治具（測定用端子）との間に接触抵抗が存在すると正確な測定を行えない。例えば、測定治具と半導体装置とを電気的に接続した際の接触抵抗が数百ｍΩ／ｐｉｎに及ぶ場合がある。このような場合、接触抵抗が原因で半導体装置内に供給される電源電圧が小さくなり、この結果、実際に半導体装置の回路内に印加される電源電圧が所望値より小さくなる。このため、半導体装置の正しい測定を行えない場合がある。例えば、最低動作電圧Ｖｍｉｎを用いた測定の際に、数十ｍＶの変動が発生すると、半導体装置を正確にテストすることができない。このような電圧の変動は、測定治具の経時変化や、測定治具と半導体装置（端子）との接触の状況（押し圧、接触面積、接触面の凹凸等）に影響される。

このため、従来、例えば測定治具をクリーニング等することによって接触抵抗を低減させていたが、この方法では、クリーニングや、その後のテスタの動作テスト等に長時間を有していた。また、半導体装置を多ピン化する方法がある。この方法では、半導体装置のＰＡＤ数が増えるので、半導体装置に無駄な構成が増えるとともに、測定用端子の数も余計に必要になる。また、内部電圧をモニタし、電源電圧とＧＮＤ電圧を調整する方法がある。この方法では、電源電圧を調整することによってＧＮＤ側の内部電圧がずれを生じるので、電圧調整と内部電圧モニタの確認の繰り返しが発生して電圧調整が煩雑となる。また、内部電圧をモニタし、テスタへフィードバックして内部電圧が一定となるように調整すると、半導体装置の回路内で発振してテスタや半導体装置（デバイス）を破壊してしまう。

また、接触抵抗を低減させる方法として、特許文献１に記載の検査方法は、プロセス変動による変化量が、検査時における測定用端子と半導体装置の端子との接触抵抗の変化量よりも十分に小さくなるよう、寄生ダイオードの順方向抵抗値を設計している。しかしながら、このような設計は手間がかかり困難であるという点で問題があった。

特開２００３−１７２７６３号公報

本発明は、接触抵抗に応じた回路テストを容易に行うことができるテスト装置およびテスト方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、接触抵抗に応じた電源電圧の補正値を容易に算出することができる補正電圧算出装置を提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出部と、前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出部と、前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出部と、前記電圧補正値および前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出部と、算出された前記テスト用電源電圧を用いて前記半導体装置の回路テストを行うテスト部と、を備えることを特徴とするテスト装置が提供される。

また、本願発明の一態様によれば、半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出ステップと、前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出ステップと、前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出ステップと、前記電圧補正値および前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出ステップと、算出された前記テスト用電源電圧を用いて前記半導体装置の回路テストを行うテストステップと、を含むことを特徴とするテスト方法が提供される。

また、本願発明の一態様によれば、半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出部と、前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出部と、前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出部と、前記電圧補正値および前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出部と、を備えることを特徴とする補正電圧算出装置が提供される。

本発明によれば、接触抵抗に応じた回路テストを容易に行うことができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、接触抵抗に応じた電源電圧の補正値を容易に算出することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態に係るテスト装置の構成を示すブロック図である。図２は、ＬＳＩと測定治具との間に発生する接触抵抗を説明するための図である。図３は、ＬＳＩに実行されるテストの種類を説明するための図である。図４は、ＬＳＩのテスト処理手順を示すフローチャートである。図５は、Ｉｄｄｄ情報テーブルの構成の一例を示す図である。図６は、接触抵抗の算出方法を説明するための図である。図７は、Ｉｄｄｓ回帰式の算出方法を説明するための図である。図８は、測定電圧の算出方法を説明するための図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係るテスト装置、テスト方法および補正電圧算出装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
本実施の形態では、半導体装置（ＬＳＩなど）をテストするテスト装置（後述のテスト装置１）の構成を説明した後、テスト装置１によるＬＳＩのテスト処理手順について説明する。

（テスト装置１の構成）
図１は、実施の形態に係るテスト装置の構成を示すブロック図である。テスト装置１は、ＬＳＩなどの半導体装置の良品／不良品を判定する装置であり、テスト部２０と、アラート出力部２５と、本実施の形態の特徴の１つである補正電圧算出装置１０とを有している。

本実施の形態のテスト装置１は、以下に示す（１）〜（３）の処理によって、ＬＳＩ（後述のＬＳＩ３０）を測定する際の電源電圧を補償する。
（１）電源電圧を変化させながら消費電流を測定し、電源側とＧＮＤ側の接触抵抗を求める。
（２）消費電流のテストパターン依存性を示すテーブルを用意する。
（３）接触抵抗とテストパターンに応じた電圧補正値（電源電圧補正値）を算出し、テスト時に用いる測定電圧を算出する。
本実施の形態の電圧補正値は、ＬＳＩ３０を測定する際に用いる電源電圧を補正するための補正値であり、接触抵抗に応じて、テストの種類（後述のＤＳ１やＦＴ１など）毎、テストパターン（後述のテストＡ，Ｂなど）毎、ＬＳＩ（チップ）３０毎に算出される。

テスト部２０は、測定治具２１を備えており、測定対象となるＬＳＩ３０と測定治具２１とを電気的に接続してＬＳＩ３０のテストを行う。測定治具２１は、例えばプローブカードやソケットなどである。ウエハ上のＬＳＩ３０をテストする際には、プローブカードを備えたテスト装置１によってＬＳＩ３０をテストし、パッケージ封止されたＬＳＩ３０をテストする際には、ソケットを備えたテスト装置１によってＬＳＩ３０をテストする。テスト装置１は、プローブカードを備えたテスト装置１とソケットを備えたテスト装置１のように、それぞれ別構成の装置としてもよいし、プローブカードとソケットの両方を備えた構成としてもよい。

本実施の形態のテスト部２０は、補正電圧算出装置１０からの指示に基づいて、接触抵抗（後述の接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ）を算出する際に用いる電源電流（後述の電源電流Ｉ１〜Ｉ４）や内部電圧（後述の内部電圧Ｖｖ１，Ｖｖ２，Ｖｇ１，Ｖｇ２）を測定する。テスト部２０は、例えば接触抵抗算出用の電源電圧（ＶＤＤ）（第１の電源電圧）として、２条件の電圧（後述の電源電圧Ｖ１，Ｖ２）をＬＳＩ３０に印加して、接触抵抗算出用の電源電流と接触抵抗算出用の内部電圧を測定する。

また、本実施の形態のテスト部２０は、補正電圧算出装置１０からの指示に基づいて、電圧補正値を算出する際に用いる電源電流（後述の電源電流Ｉｍｉｎ，Ｉｔｙｐ，Ｉｍａｘ）や内部電圧（後述の内部電圧Ｖｍｉｎ，Ｖｔｙｐ，Ｖｍａｘ）を測定する。テスト部２０は、例えば補正値算出用の電源電圧（第２の電源電圧）として、３種類の電圧をＬＳＩ３０に印加して、補正値算出用の電源電流と補正値算出用の内部電圧を測定する。

本実施の形態のテスト部２０は、テストの種類毎、ＬＳＩ３０毎に接触抵抗算出用の電源電流、接触抵抗算出用の内部電圧、補正値算出用の電源電流、補正値算出用の内部電圧を測定する。テスト部２０は、測定結果を補正電圧算出装置１０に送る。

アラート出力部２５は、テスト部２０および補正電圧算出装置１０に接続されており、補正電圧算出装置１０からのアラート出力指示に従ってアラートの出力を行う。アラート出力部２５は、アラートの出力として例えば音声、文字、画像などの出力やランプの点灯などを行う。なお、アラート出力部２５は適宜設ければよい。

補正電圧算出装置１０は、ＬＳＩ３０と測定治具２１の接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇに応じたテスト用の測定電圧を算出する装置であり、テスト部２０に接続されている。補正電圧算出装置１０は、入力部１１、接触抵抗算出部１２、回帰式算出部１３、電圧補正値算出部１４、測定電圧算出部１５、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６、データ蓄積部１７、制御部１９を備えている。

入力部１１は、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出条件、電圧補正値の算出条件を入力する。接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出条件は、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出に用いる電源電流と内部電圧を測定する際にＬＳＩ３０に印加する電源電圧の値（接触抵抗算出用の電源電圧）などである。電圧補正値の算出条件は、電圧補正値の算出に用いる電源電流と内部電圧を測定する際にＬＳＩ３０に印加する電源電圧の値（補正値算出用の電源電圧）などである。また、入力部１１へは、テスト部２０からの測定結果が入力される。

入力部１１は、接触抵抗測定用の電源電圧や補正値算出用の電源電圧をテスト部２０へ送る。また、入力部１１は、テスト部２０からの測定結果のうち、接触抵抗測定用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧を接触抵抗算出部１２に送る。また、入力部１１は、テスト部２０からの測定結果のうち、補正値算出用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧を電圧補正値算出部１４に送る。なお、接触抵抗測定用の電源電圧や補正値算出用の電源電圧は、入力部１１からテスト部２０へ送る場合に限らず、テスト部２０に直接入力してもよい。

接触抵抗算出部１２は、接触抵抗測定用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧とを用いて接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを算出する。接触抵抗算出部１２は、テストの種類毎、ＬＳＩ３０毎に接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを算出する。接触抵抗算出部１２は、算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇをデータ蓄積部１７に格納しておく。

Ｉｄｄｄ情報記憶部１６は、電源電圧値と、この電源電圧値をＬＳＩ３０に印加した場合のＩｄｄｄ（動作時電源電流）と、の対応関係（後述のＩｄｄｄ情報テーブル５０）を記憶しておくメモリなどである。Ｉｄｄｄ情報テーブル（動作時電源電流情報）５０では、種々の電源電圧値と、各電源電圧値を印加した場合の各Ｉｄｄｄとを対応付けした情報がテストパターン毎に設定されている。Ｉｄｄｄは、例えばｆを周波数、Ｃを容量、Ｖを電圧とした場合に、Ｉｄｄｄ＝ｆＣＶ²によって表される。したがって、Ｉｄｄｄは、電源電圧が決まればプロセスばらつきによらず一定の値となる。

回帰式算出部（特性式算出部）１３は、補正値算出用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧とを用いて、電源電流と内部電圧との関係式であるＩｄｄｓ回帰式（Ｉｄｄｓ特性式）（静止時電源電流特性式）を算出する。回帰式算出部１３は、テストの種類毎、ＬＳＩ３０毎にＩｄｄｓ回帰式（Ｉｄｄｓ＝Ｆ（Ｖ））を算出する。Ｉｄｄｓ回帰式は、静止時電源電流と内部電圧との対応関係式であり、例えば電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧を、１次近似、２次近似またはその他種々の近似を行うことによって得られる。回帰式算出部１３は、算出したＩｄｄｓ回帰式をデータ蓄積部１７に格納しておく。

電圧補正値算出部１４は、データ蓄積部１７内のＩｄｄｓ回帰式、データ蓄積部１７内の接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６内のＩｄｄｄ情報テーブル５０を用いて、電圧補正値（後述の電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇ）を算出する。電圧補正値算出部１４は、テストの種類毎、ＬＳＩ３０毎に電圧補正値を算出する。

測定電圧算出部１５は、電圧補正値算出部１４が算出した電圧補正値と、ＬＳＩ３０に印加したい所望の電圧値Ｖ（テスト用電源電圧）と、を用いてＬＳＩ３０をテストする際にＬＳＩ３０に印加する電圧（測定電圧Ｖｓｅｔ）を算出する。ＬＳＩ３０に印加したい所望の電圧値Ｖは、テストパターン毎に設定されるものである。したがって、測定電圧Ｖｓｅｔもテストパターン毎に算出される。測定電圧算出部１５は、算出した測定電圧Ｖｓｅｔをテスト部２０に送る。

データ蓄積部１７は、接触抵抗算出部１２が算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇや電圧補正値算出部１４が算出したＩｄｄｓ回帰式などを記憶するメモリなどである。制御部１９は、入力部１１、接触抵抗算出部１２、回帰式算出部１３、電圧補正値算出部１４、測定電圧算出部１５、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６、データ蓄積部１７を制御する。なお、制御部１９は、本実施の形態のように独立して設けてもよいし、入力部１１、接触抵抗算出部１２、回帰式算出部１３、電圧補正値算出部１４、測定電圧算出部１５、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６、データ蓄積部１７、テスト部２０などの中に設けてもよい。

補正電圧算出装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されている。補正電圧算出装置１０では、ＣＰＵが、ユーザ入力によって、ＲＯＭに格納されている補正電圧算出（測定電圧算出）用の各種制御プログラムやアプリケーションプログラムなどを読み出してＲＡＭ内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行し、この処理に際して生じる各種データをＲＡＭ内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶して、補正電圧算出装置１０の各処理部を制御する機能を有している。

（接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ）
ここでＬＳＩ３０と測定治具２１との間に発生する接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇについて説明する。図２は、ＬＳＩと測定治具との間に発生する接触抵抗を説明するための図である。接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを測定する際には、ＬＳＩ３０がテスト部２０の測定治具２１に接続される。テスト部２０は、測定治具２１を介してＬＳＩ３０に電源電圧（図２ではＶＤＤと記載）を印加する。このとき、電源電圧側の測定治具２１とＬＳＩ３０との間に発生する接触抵抗が接触抵抗Ｒｖであり、ＧＮＤ側の測定治具２１とＬＳＩ３０との間に発生する接触抵抗が接触抵抗Ｒｇである。

（テストの種類）
つぎに、ＬＳＩ３０に実行されるテストの種類について説明する。図３は、ＬＳＩに実行されるテストの種類を説明するための図である。図３では、ＬＳＩ３０に実行されるテストの一例を示している。

ウエハ上へのＬＳＩ３０の形成が完了すると、ウエハ上のＬＳＩ３０に対して室温環境下（ＲＴ）でテスト（ＤＳ１）が実行される。具体的には、ＬＳＩ３０が測定治具２１であるプローブカードに装着され、プローブカードの針状端子がＬＳＩ３０のＰＡＤに接続させられる。そして、室温環境下で、プローブカードの針状端子を介してＬＳＩ３０に種々の電圧が印加され、ＬＳＩ３０へのＤＳ１（１回目のダイソーター）が実行される。ＤＳ１では、１〜複数のテストパターンがＬＳＩ３０毎に実行される（ｓ１）。

この後、ウエハ上のＬＳＩ３０に対して高温環境下（ＨＴ）で次のテスト（ＤＳ２）が実行される。具体的には、ＤＳ１と同様に、ＬＳＩ３０が測定治具２１であるプローブカードに装着され、プローブカードの針状端子をＬＳＩ３０のＰＡＤに接続させられる。そして、高温環境下で、プローブカードの針状端子を介してＬＳＩ３０に種々の電圧が印加され、ＬＳＩ３０のＤＳ２（２回目のダイソーター）が実行される。ＤＳ２では、１〜複数のテストパターンがＬＳＩ３０毎に実行される（ｓ２）。

この後、ウエハから各ＬＳＩ３０が切り離され、各ＬＳＩ３０がパッケージ封止されることによってＬＳＩ３０の組み立て処理が行われる（ｓ３）。そして、パッケージ封止されたＬＳＩ３０に対して室温環境下（ＲＴ）でテスト（ＦＴ１）を実行する。具体的には、パッケージ封止されたＬＳＩ３０が測定治具２１であるソケットに装着される。そして、室温環境下で、ソケットを介してＬＳＩ３０に種々の電圧が印加され、ＬＳＩ３０へのＦＴ１（１回目のファイナルテスト）が実行される。ＦＴ１では、１〜複数のテストパターンがＬＳＩ３０毎に実行される（ｓ４）。

この後、パッケージ封止されたＬＳＩ３０にＢＩ（バーンイン）が行われる。具体的には、パッケージ封止されたＬＳＩ３０が、高温環境下に所定時間おかれる（ｓ５）。この後、パッケージ封止されたＬＳＩ３０に対して高温環境下（ＨＴ）でテスト（ＦＴ２）を実行する。具体的には、パッケージ封止されたＬＳＩ３０が測定治具２１であるソケットに装着される。そして、高温環境下で、ソケットを介してＬＳＩ３０に種々の電圧が印加され、ＬＳＩ３０へのＦＴ２（２回目のファイナルテスト）が実行される。ＦＴ２では、１〜複数のテストパターンがＬＳＩ３０毎に実行される（ｓ６）。

上述したＤＳ１、ＤＳ２、ＦＴ１、ＦＴ２が、ＬＳＩ３０に実行するテストの一例である。なお、ＬＳＩ３０に実行するテストは、図３に示したテストの順番や種類に限らず、図３に示したテストとは異なる種類のテストを行ってもよいし、図３に示したテストとは異なる順番でテストを行ってもよい。

（テスト処理手順）
つぎに、テスト装置１によるＬＳＩ３０のテスト処理手順について説明する。ＬＳＩ３０のテスト処理としては、まずＤＳ１が行われる。このとき、テスト装置１は、１つ目のＬＳＩ３０に針状端子を接続し、１つ目のＬＳＩ３０に対して１つ目のテストパターンでテストを実行する。そして、テスト装置１は、１つ目のテストパターンでのテストが完了すると、次のテストパターンでのテストを実行する。テスト装置１は、ｎ（ｎは自然数）番目のテストパターンでのテストを行った後、（ｎ＋１）番目のテストパターンでのテストを実行する処理を繰り返すことにより、１つ目のＬＳＩ３０に対してＤＳ１で行う全てのテストパターンを実行する。

テスト装置１は、１つ目のＬＳＩ３０に対して全てのテストパターンを実行した後、１つ目のＬＳＩ３０から針状端子を外し、２つ目のＬＳＩ３０に針状端子を接続する。そして、２つ目のＬＳＩ３０に対して１つ目のＬＳＩ３０と同様に全てのテストパターンを実行する。テスト装置１は、ｍ（ｍは自然数）番目のＬＳＩ３０に対して全てのテストパターンでテストを実行した後、（ｍ＋１）番目のＬＳＩ３０に対して全てのテストパターンでテストを実行する処理を繰り返すことにより、ウエハ上の全てのＬＳＩ３０に対してＤＳ１で行う全てのテストを実行する。

この後、テスト装置１は、ＤＳ１と同様の処理手順によってウエハ上の全てのＬＳＩ３０に対してＤＳ２で行う全てのテストを実行する。また、テスト装置１は、ＤＳ１と同様の処理手順によってパッケージ封止されたＬＳＩ３０に対してＦＴ１やＦＴ２で行う全てのテストを実行する。

図４は、ＬＳＩのテスト処理手順を示すフローチャートである。図４では、１つのテスト（ＤＳ１、ＤＳ２、ＦＴ１、ＦＴ２の何れか）を行う際のテスト処理手順を示している。テスト装置１のＩｄｄｄ情報記憶部１６へは、予めＩｄｄｄ情報テーブル５０を格納しておく（ステップＳＴ１０）。

ここで、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０の構成について説明する。図５は、Ｉｄｄｄ情報テーブルの構成の一例を示す図である。Ｉｄｄｄ情報テーブル５０は、電源電圧毎、テストパターン毎に電源電圧とＩｄｄｄとが対応付けされている。Ｉｄｄｄ情報テーブル５０に登録されているテストパターンには、各テストの種類に独自のテストパターンや複数のテストの種類に共通のテストパターンなどがある。したがって、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０には、例えばＤＳ１にのみ用いられるテストパターンやＤＳ１とＦＴ１の両方に用いられるテストパターンなどがある。

図５では、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０に登録されているテストパターンがテストパターンＡとテストパターンＢである場合を示している。図５に示したＩｄｄｄ情報テーブル５０の場合、例えば、テストパターンＡを行う際に電源電圧として０．９０ＶをＬＳＩ３０に印加するとＩｄｄｄは１０Ａとなる。

Ｉｄｄｄ情報記憶部１６にＩｄｄｄ情報テーブル５０を格納した後、テスト部２０は、テストの種類毎、ＬＳＩ３０毎に接触抵抗算出用の電源電流、接触抵抗算出用の内部電圧、補正値算出用の電源電流、補正値算出用の内部電圧を測定する。内部電圧を測定する際には、内部回路をできる限り静かな安定した状態にして内部電圧を測定できるよう、例えばＩＤＤＳ測定などが望ましい。ここで、ＩＤＤＳ測定とは、ＬＳＩ３０が待機状態（静止状態）の時の内部電圧測定（静止時電源電流測定）のことをいう。テスト部２０は、接触抵抗算出用の電源電流、接触抵抗算出用の内部電圧を接触抵抗算出部１２に送り、補正値算出用の電源電流、補正値算出用の内部電圧を回帰式算出部１３に送る。

接触抵抗算出部１２は、接触抵抗測定用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧とを用いて接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを算出する。ここで接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出方法について説明する。

図６は、接触抵抗の算出方法を説明するための図である。図６の（ａ）に示すように、テスト部２０は、電源側の接触抵抗Ｒｖを算出するため、電源側からＬＳＩ３０に電源電圧Ｖ１と電源電圧Ｖ２を印加する。これにより、テスト部２０は、測定結果として内部電圧Ｖｖ１，Ｖｖ２と電源電流Ｉ１，Ｉ２とを得る。

接触抵抗算出部１２は、内部電圧Ｖｖ１，Ｖｖ２を用いて、接触抵抗Ｒｖに起因する降下電圧ΔＶｖ１，ΔＶｖ２を算出する。具体的には、接触抵抗算出部１２は、式（１）、式（２）によって降下電圧ΔＶｖ１，ΔＶｖ２を算出し、式（３）によって接触抵抗Ｒｖを算出する。
ΔＶｖ１＝Ｖ１−Ｖｖ１・・・（１）
ΔＶｖ２＝Ｖ２−Ｖｖ２・・・（２）
Ｒｖ＝（ΔＶｖ１−ΔＶｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２）・・・（３）

また、図６の（ｂ）に示すように、テスト部２０は、ＧＮＤ側の接触抵抗Ｒｇを算出するため、ＧＮＤ側からＬＳＩ３０に電源電圧Ｖ１と電源電圧Ｖ２を印加する。これにより、テスト部２０は、測定結果として内部電圧Ｖｇ１，Ｖｇ２と電源電流Ｉ３，Ｉ４とを得る。

接触抵抗算出部１２は、内部電圧Ｖｇ１，Ｖｇ２、ＧＮＤ電圧Ｖｇｎｄを用いて、接触抵抗Ｒｇに起因する降下電圧ΔＶｇ１，ΔＶｇ２を算出する。具体的には、接触抵抗算出部１２は、式（４）、式（５）を用いて降下電圧ΔＶｇ１，ΔＶｇ２を算出し、式（６）を用いて接触抵抗Ｒｇを算出する（ステップＳＴ２０）。
ΔＶｇ１＝Ｖｇ１−Ｖｇｎｄ・・（４）
ΔＶｇ２＝Ｖｇ２−Ｖｇｎｄ・・・（５）
Ｒｇ＝（ΔＶｇ１−ΔＶｇ２）／（Ｉ３−Ｉ４）・・・（６）

降下電圧ΔＶｖ１，ΔＶｖ２，ΔＶｇ１，ΔＶｇ２は、ＬＳＩ３０と測定治具２１との接続状態によって変わるものである。したがって、接触抵抗算出部１２は、テストを行うＬＳＩ３０毎に降下電圧ΔＶｖ１，ΔＶｖ２，ΔＶｇ１，ΔＶｇ２を算出する。ここでの接触抵抗算出部１２は、テストを行う１つ目のＬＳＩ３０に対応する降下電圧ΔＶｖ１，ΔＶｖ２，ΔＶｇ１，ΔＶｇ２を算出する。

制御部１９は、算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇがスペック内であるか否かを判定する（ステップＳＴ３０）。算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇがスペック外である場合（ステップＳＴ３０、Ｎｏ）、テスト装置１はアラートを出力し（ステップＳ３５）、テスト処理を終了する。テスト装置１はアラートを出力する際、制御部１９がアラート出力部２５にアラート出力指示を行う。アラート出力部２５は、アラート出力指示に従ってアラートの出力を行う。

算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇがスペック内である場合（ステップＳＴ３０、Ｙｅｓ）、接触抵抗算出部１２は、算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇをデータ蓄積部１７に格納する。そして、回帰式算出部１３は、補正値算出用の電源電圧を印加して得られた電源電流と内部電圧とを用いて、Ｉｄｄｓ回帰式を算出する。ここでＩｄｄｓ回帰式の算出方法について説明する。

図７は、Ｉｄｄｓ回帰式の算出方法を説明するための図である。図７に示すように、テスト部２０は、Ｉｄｄｓ回帰式を算出するため、電源電圧として３種類の電源電圧をＬＳＩ３０に印加し、電源電流Ｉｍｉｎ，Ｉｔｙｐ，Ｉｍａｘと内部電圧Ｖｍｉｎ，Ｖｔｙｐ，Ｖｍａｘを測定する。テスト部２０がＬＳＩ３０に印加する３種類の電圧は、例えば接触抵抗算出用の電源電圧（２種類）と、この電源電圧とは異なるもう１種類の電源電圧と、の合計３種類である。

回帰式算出部１３は、電源電流Ｉｍｉｎと内部電圧Ｖｍｉｎ、電源電流Ｉｔｙｐと内部電圧Ｖｔｙｐ、電源電流Ｉｍａｘと内部電圧Ｖｍａｘを用いて、Ｉｄｄｓ回帰式を算出する。ここでの内部電圧Ｖｍｉｎ，内部電圧Ｖｔｙｐ，内部電圧Ｖｍａｘは、Ｖｖ−Ｖｇによって算出された値である。回帰式算出部１３は、テスト部２０が測定した電源電流Ｉｍｉｎ，Ｉｔｙｐ，Ｉｍａｘと内部電圧Ｖｍｉｎ，Ｖｔｙｐ，Ｖｍａｘに所定の近似を行うことによってＩｄｄｓ回帰式であるＩｄｄｓ＝Ｆ（ｖ）を算出する（ステップＳＴ４０）。回帰式算出部１３は、算出したＩｄｄｓ回帰式をデータ蓄積部１７に格納しておく。

つぎに、電圧補正値算出部１４は、データ蓄積部１７内のＩｄｄｓ回帰式、データ蓄積部１７内の接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６内のＩｄｄｄ情報テーブル５０を用いて、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを算出する。このとき、電圧補正値算出部１４は、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０から各テストパターンに応じたＩｄｄｄを抽出し、抽出したＩｄｄｄを用いて電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを算出する。具体的には、電圧補正値算出部１４は、電圧補正値ΔＶｖを式（７）を用いて算出し、電圧補正値ΔＶｇを式（８）を用いて算出する（ステップＳＴ５０）。
ΔＶｖ＝Ｒｖ×（Ｉｄｄｓ＋Ｉｄｄｄ）・・・（７）
ΔＶｇ＝Ｒｇ×（Ｉｄｄｓ＋Ｉｄｄｄ）・・・（８）

電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇは、Ｉｄｄｄを含んでおり、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇはテストパターン毎に算出される。さらに、測定電圧算出部１５は、電圧補正値算出部１４が算出した電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇと、ＬＳＩ３０に印加したい所望の電圧値Ｖと、を用いてＬＳＩ３０をテストする際にＬＳＩ３０に印加する電圧（測定電圧Ｖｓｅｔ）を算出する。具体的には、測定電圧算出部１５は、測定電圧Ｖｓｅｔを式（９）によって算出する（ステップＳＴ６０）。
Ｖｓｅｔ＝Ｖ＋ΔＶｖ＋ΔＶｇ・・・（９）

この式（７）〜式（９）により、測定電圧Ｖｓｅｔは式（１０）、式（１１）のように表すことができる。
Ｖｓｅｔ＝Ｖ＋（Ｒｖ×（Ｉｄｄｓ＋Ｉｄｄｄ））＋（Ｒｇ×（Ｉｄｄｓ＋Ｉｄｄｄ））・・・（１０）
Ｖｓｅｔ＝Ｖ＋（Ｒｖ×（Ｆ（ｖ）＋Ｉｄｄｄ））＋（Ｒｇ×（Ｆ（ｖ）＋Ｉｄｄｄ））・・・（１１）

測定電圧Ｖｓｅｔは、Ｉｄｄｄを含んでおり、測定電圧Ｖｓｅｔはテストパターン毎に算出される。ここでの測定電圧算出部１５は、最初に行うテストパターンに対応する測定電圧Ｖｓｅｔを算出する。

図８は、測定電圧の算出方法を説明するための図である。Ｉｄｄｄ情報テーブル５０は、予めＩｄｄｄ情報記憶部１６に格納しておく。テスト装置１がＬＳＩ３０のテストを開始すると、接触抵抗算出部１２が算出した電源側の接触抵抗ＲｖとＧＮＤ側の接触抵抗Ｒｇがデータ蓄積部１７に格納される。データ蓄積部１７へは、テストの種類毎に各ＬＳＩ３０に対応する接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇが格納される。

また、回帰式算出部１３が算出したＩｄｄｓ回帰式がデータ蓄積部１７に格納される。ＤＳ１を行う際にはＤＳ１時に用いるＩｄｄｓ回帰式がデータ蓄積部１７に格納され、ＤＳ２を行う際にはＤＳ２時に用いるＩｄｄｓ回帰式がデータ蓄積部１７に格納される。さらに、ＦＴ１を行う際にはＦＴ１時に用いるＩｄｄｓ回帰式がデータ蓄積部１７に格納され、ＦＴ２を行う際にはＦＴ２時に用いるＩｄｄｓ回帰式がデータ蓄積部１７に格納される。

そして、電圧補正値算出部１４は、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇの算出式である式（７）と式（８）、データ蓄積部１７内のＩｄｄｓ回帰式と接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６内のＩｄｄｄ情報テーブル５０を用いて、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを算出する。測定電圧算出部１５は、電圧補正値算出部１４が算出した電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを用いて、ＬＳＩ３０をテストする際にＬＳＩ３０に印加する測定電圧Ｖｓｅｔを算出する。

この後、測定電圧算出部１５は、算出した測定電圧Ｖｓｅｔをテスト部２０に送る。そして、テスト部２０は、測定電圧Ｖｓｅｔを用いて１チップ目のＬＳＩ３０に最初のテストパターンでテストを実行する（ステップＳＴ７０）。このとき、テスト部２０は、最初のテストパターンに対応する測定電圧Ｖｓｅｔを用いて１チップ目のＬＳＩ３０をテストする。このテストが完了すると、補正電圧算出装置１０の制御部１９は、１チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行したか否かを確認する（ステップＳＴ８０）。１チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行していなければ（ステップＳＴ８０、Ｎｏ）、次のテストパターンへ移行する（ステップＳＴ９０）。

具体的には、測定電圧算出部１５が、次のテストパターンに対応する電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇと、次のテストパターン（２つ目のテストパターン）を実行する際にＬＳＩ３０に印加したい所望の電圧値Ｖと、を用いて測定電圧Ｖｓｅｔを算出する。このとき、測定電圧算出部１５は、測定電圧Ｖｓｅｔを式（９）によって算出する（ステップＳＴ６０）。ここでの測定電圧算出部１５は、２つ目に行うテストパターンに対応する測定電圧Ｖｓｅｔを算出する。

そして、測定電圧算出部１５は、算出した測定電圧Ｖｓｅｔをテスト部２０に送る。そして、テスト部２０は、測定電圧Ｖｓｅｔを用いて１チップ目のＬＳＩ３０に２つ目のテストパターンでテストを実行する（ステップＳＴ７０）。このとき、テスト部２０は、２つ目のテストパターンに対応する測定電圧Ｖｓｅｔを用いて１チップ目のＬＳＩ３０をテストする。このテストが完了すると、補正電圧算出装置１０の制御部１９は、１チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行したか否かを確認する（ステップＳＴ８０）。

以下、１チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行するまで、ステップＳＴ９０、ステップＳＴ６０〜ＳＴ８０の処理が繰り返される。そして、１チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行すると（ステップＳＴ８０、Ｙｅｓ）、制御部１９は、全ＬＳＩ３０のテストを実行したか否かを確認する（ステップＳＴ１００）。

全ＬＳＩ３０のテストを実行していなければ（ステップＳＴ１００、Ｎｏ）、次のＬＳＩ３０のテストへ移行する（ステップＳＴ１１０）。テスト装置１は、１チップ目のＬＳＩ３０と同様の処理によって２チップ目のＬＳＩ３０のテストを実行する（ステップＳＴ２０〜ＳＴ１００）。

そして、２チップ目のＬＳＩ３０に全テストパターンを実行すると（ステップＳＴ８０、Ｙｅｓ）、制御部１９は、全ＬＳＩ３０のテストを実行したか否かを確認する（ステップＳＴ１００）。以下、全ＬＳＩ３０のテストを実行していなければ（ステップＳＴ１００、Ｎｏ）、全てのＬＳＩ３０のテストを実行するまで、ステップＳＴ１１０、ステップＳＴ２０〜ＳＴ１００の処理が繰り返される。各ＬＳＩ３０のテスト結果は、データ蓄積部１７などに格納しておく。全ＬＳＩ３０のテストを実行すると（ステップＳＴ１００、Ｙｅｓ）、テスト装置１は、テスト処理を終了する。

なお、図４のフローチャートでは、ＬＳＩ３０に印加したい所望の電圧値Ｖを用いて測定電圧Ｖｓｅｔを算出する場合について説明したが、動作補償されている電源電圧の最小値や最大値に対する測定電圧Ｖｓｅｔを算出してもよい。また、ＬＳＩ３０毎にＬＳＩ３０の能力に応じた動作電圧を指定する場合に、各ＬＳＩ３０の動作電圧（ＶＩＤ）に応じた測定電圧Ｖｓｅｔを算出してもよい。この場合にもＶＩＤで動作補償されている電源電圧の最小値や最大値に対する測定電圧Ｖｓｅｔを算出してもよい。

ところで、従来方法のように内部電圧をモニタして補正する場合、テストパターン毎に電流値が異なるので補正する電圧も異なる。この影響を補正するためには、印加電圧の内部モニタ（測定）、印加電圧の調整（補正）、内部モニタの確認といった処理が必要となり、電圧調整と内部電圧モニタの確認の繰り返しが発生してテストタイムが長くなっていた。また、従来の方法では、電源電圧（Ｖｄｄ）を決めるとＶｄｄ側の内部電圧とＧＮＤ側の内部電圧をモニタして印加電圧を調整する必要があった。一方、本実施の形態のテスト装置１は、ＬＳＩ３０毎、テストパターン毎に適切な電源電圧を容易に算出して各ＬＳＩ３０に印加することが可能となる。また、ＧＮＤ側の接触抵抗Ｒｇの補正も一元管理できる。

また、ＬＳＩ３０毎に動作電圧を指定する場合であっても、各ＬＳＩ３０の動作電圧（ＶＩＤ）に応じた印加電圧を容易に設定することができる。従来方法の場合、電圧調整と内部電圧モニタの確認の繰り返しが発生してＶＩＤに応じた印加電圧の算出が非常に煩雑であったが、本実施の形態の場合、電圧調整と内部電圧モニタの確認の繰り返しが発生せず、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０を用いてＶＩＤに応じた印加電圧を短時間で設定できる。

また、補正電圧算出装置１０は、算出した接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇが所定のスペック内であるか否かを判定するとともに接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇが所定のスペック内でない場合にアラート出力指示を出す機能（制御部１９）を有するとともに、テスト装置１が、補正電圧算出装置１０からのアラート出力指示に従ってアラートの出力を行うアラート出力部２５を備えている。そして、補正電圧算出装置１０が接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを直接算出するので、補正電圧算出装置１０は測定環境の異常（針状端子の劣化など）に対してアラート出力部２５にアラートを出させることができる。これにより、測定異常が発生した場合には、量産停止処置などを行なえる。また、テスト装置１は、Ｉｄｄｓ回帰式をテスト毎にその都度決定して蓄積していくので、想定外の異常があれば容易に異常検出してアラートを出すことができる。

なお、本実施の形態では、テスト装置１が補正電圧算出装置１０を備える構成としたが、補正電圧算出装置１０とテスト装置１とを別構成にしてもよい。また、本実施の形態では、補正電圧算出装置１０が、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６、データ蓄積部１７を備える場合について説明したが、Ｉｄｄｓ情報記憶部１６、データ蓄積部１７は、補正電圧算出装置１０以外の装置が備えていてもよい。

また、Ｉｄｄｄ情報記憶部１６へのＩｄｄｄ情報テーブル５０の格納処理、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出処理、Ｉｄｄｓ回帰式の算出処理は、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇの算出前であれば、何れのタイミングで行ってもよいし、何れの順番で行ってもよい。

また、本実施の形態では、２種類の電源電圧を用いて接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇを算出したが、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇの算出は、１種類または３種類以上の電源電圧を用いて算出してもよい。また、本実施の形態では、３種類の電源電圧を用いてＩｄｄｓ回帰式を算出する場合について説明したが、Ｉｄｄｓ回帰式は、２種類または４種類以上の電源電圧を用いて算出してもよい。

このように実施の形態によれば、Ｉｄｄｓ回帰式、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇ、Ｉｄｄｄ情報テーブル５０を用いて、電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを算出するので、接触抵抗に応じた電圧補正値ΔＶｖ，ΔＶｇを容易に算出し、接触抵抗Ｒｖ，Ｒｇに応じた回路テストを容易に行うことが可能となる。

（付記）
半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を算出するとともにこの算出結果に基づいて前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定用電圧算出部と、
算出された前記テスト用電源電圧を用いて前記半導体装置の回路テストを行うテスト部と、
前記接触抵抗が所定の範囲内でない場合にアラートを出力するアラート出力部と、
を備えることを特徴とするテスト装置。

１テスト装置、１０補正電圧算出装置、１２接触抵抗算出部、１３回帰式算出部、１４電圧補正値算出部、１５測定電圧算出部、１６Ｉｄｄｄ情報記憶部、１７データ蓄積部、１９制御部、２０テスト部、２１測定治具、２５アラート出力部、５０Ｉｄｄｄ情報テーブル

Claims

半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出部と、
前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出部と、
前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出部と、
前記電圧補正値および前記半導体装置の前記回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出部と、
算出された前記テスト用電源電圧を用いて前記半導体装置の回路テストを行うテスト部と、
を備えることを特徴とするテスト装置。
半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出ステップと、
前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出ステップと、
前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出ステップと、
前記電圧補正値および前記半導体装置の前記回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出ステップと、
算出された前記テスト用電源電圧を用いて前記半導体装置の回路テストを行うテストステップと、
を含むことを特徴とするテスト方法。
前記回路テストは、ウエハ上に形成されている前記半導体装置へのテストである第１のテストと、前記半導体装置がパッケージ封止された後のテストである第２のテストと、を少なくとも１回ずつ含み、
前記接触抵抗、前記静止時電源電流特性式、前記電圧補正値および前記テスト用電源電圧は、前記回路テスト毎に算出されることを特徴とする請求項２に記載のテスト方法。
半導体装置に第１の電源電圧を印加した場合の電源電流および内部電圧を用いて前記半導体装置と測定治具との間の接触抵抗を前記半導体装置毎に算出する接触抵抗算出部と、
前記半導体装置に第２の電源電圧を印加した場合の電源電流と内部電圧とを用いて前記半導体装置の静止時電源電流特性式を前記半導体装置毎に算出する特性式算出部と、
前記半導体装置に複数種類の電源電圧を印加した場合の動作時電源電流と前記複数種類の各電源電圧との対応関係である動作時電源電流情報、前記接触抵抗および前記静止時電源電流特性式を用いて、前記半導体装置の回路テスト用に設定されている電源電圧を補正する電圧補正値を前記半導体装置毎に算出する電圧補正値算出部と、
前記電圧補正値および前記半導体装置の前記回路テスト用に設定されている電源電圧を用いて、前記半導体装置の回路テストで用いるテスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出する測定電圧算出部と、
を備えることを特徴とする補正電圧算出装置。
前記動作時電源電流情報をテストパターンの種類毎に格納する記憶部をさらに備え、
前記電圧補正値算出部は、前記記憶部から前記回路テストのテストパターンに応じた前記動作時電源電流情報を抽出し、抽出した前記動作時電源電流情報を用いて前記テストパターンに応じた前記電圧補正値を算出し
前記測定電圧算出部は、前記テストパターンに応じた前記テスト用電源電圧を前記半導体装置毎に算出することを特徴とする請求項４に記載の補正電圧算出装置。