JP5193975B2 - 半導体試験回路、半導体試験用冶具、半導体試験装置及び半導体試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体試験回路、半導体試験用冶具、半導体試験装置及び半導体試験方法に関する。

半導体集積回路の試験において、コストの削減及び試験時間短縮のため、テスタにより複数の半導体集積回路を同時に試験することが行われている。
テスタは、被試験装置（以下ＤＵＴ（Device Under Test）と表記する）との間で信号の授受を行うピンエレクトロニクス部を有しており、このピンエレクトロニクス部のチャネル数と、ＤＵＴの信号端子数で、ＤＵＴの同時測定数が決定される。同時測定数は、ピンエレクトロニクス部のチャネル数／ＤＵＴ１つ当たりの信号端子数で表わされる。

上記関係からわかるように、ＤＵＴとして用いる半導体集積回路の信号端子数が多くなればなるほど、同時測定数は少なくなる。また、チャネル数が少ないテスタでも同時測定数は少なくなる。同時測定数が少なくなると、試験のスループットの低下、試験時間の増加、試験コストの増大などが発生する。

そのため、テスタ数を増やしたり、テスタのピンエレクトロニクス部のチャネル数を拡張することなどがあげられるが、設置エリアの確保が必要であったり、コストが増大するなどの問題があった。

そこで、従来、テスタとＤＵＴの間に設けた中間基板にて、テスタからの信号を分配して、複数のＤＵＴの入力端子に入力することで、同時測定数を増やす手法があった。
ところで、たとえば、ＳｏＣ（System on Chip）デバイスなどの近年の半導体集積回路では、複数デバイスとのインタフェースが多様となり、双方向インタフェースである入出力端子（バス端子と呼ばれることもある）が用いられることが多い。

特開２００４−３６１１１１号公報

しかし、入出力端子を用いる場合、入力・出力信号の切り替えが必要なため、テスタと中間基板の間では入力用の信号線、出力用の信号線を用いる必要があるなど、テスタのチャネル数を消費してしまい、同時測定数を増やすことが困難であった。

上記の点を鑑みて、本発明は、多くのＤＵＴを同時に試験可能な半導体試験回路、半導体試験用冶具、半導体試験装置及び半導体試験方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、以下のような半導体試験回路が提供される。
この半導体試験回路は、テスタから信号線を介して入力された試験信号を複数の被試験装置に分配して供給するとともに、前記試験信号に基づいた複数の前記被試験装置からの応答信号を合成した試験結果を生成する信号処理部と、前記試験結果を、前記試験信号とは異なる電圧レベルにして、前記信号線を介して前記テスタに出力する試験結果出力部と、を有する。

開示の半導体試験回路、半導体試験用冶具、半導体試験装置及び半導体試験方法によれば、多くのＤＵＴを同時に試験できる。

半導体試験回路の一実施の形態の構成を示す図である。 信号処理部の一例の構成を示す図である。 試験信号（入力信号）と試験結果（出力信号）の電圧値と閾値の一例を示す図である。 正常時の信号線ＳＬの電圧レベルとＤＵＴの入出力レベル及びドライバのオン／オフの様子を示すタイミングチャートである。 異常発生時の信号線ＳＬの電圧レベルとＤＵＴの入出力レベル及びドライバのオン／オフの様子を示すタイミングチャートである。 ＤＵＴごとの試験を行う様子を示すタイミングチャートである。 信号処理部を用いて個々のＤＵＴごとに試験を行う様子を示す図である。 ウェハ状態のＤＵＴを試験する様子を示す模式図である。 試験ボードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。図９（Ａ）はスクウェア型の試験ボードへの半導体試験回路の搭載例、図９（Ｂ）は円盤型の試験ボードへの半導体試験回路の搭載例を示している。 半導体試験回路の他の搭載例を示す図である。 プローブカードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。図１１（Ａ）はスクウェア型のプローブカードへの半導体試験回路の搭載例、図１１（Ｂ）は円盤型のプローブカードへの半導体試験回路の搭載例を示している。 パッケージ状態のＤＵＴの最終試験の様子を示す図である。 パフォーマンスボードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。 半導体試験回路の他の搭載例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、半導体試験回路の一実施の形態の構成を示す図である。
半導体試験回路１０は、テスタ２０のピンエレクトロニクス部２１と、たとえば、試験対象の半導体集積回路であるＤＵＴ３０−１，３０−２，…，３０−ｎ（ｎは２以上の自然数）との間に設けられている。

半導体試験回路１０は、入力状態検出部１１、信号処理部１２、試験結果出力部１３、ドライバ／コンパレータ部１４−１，１４−２，…，１４−ｎを有している。また、半導体試験回路１０は、スイッチ１５，１６，１７−１，１７−２，…，１７−ｎ、電圧供給部１８を有している。

入力状態検出部１１は、テスタ２０のピンエレクトロニクス部２１と接続されている信号線ＳＬの電圧レベルを閾値と比較して、試験信号が入力された状態か否かを検出する。
入力状態検出部１１は、たとえば、２つのコンパレータ１１ａ，１１ｂを有している。コンパレータ１１ａの負入力端子には閾値として電圧Ｖｔ１が印加されており、正入力端子は、スイッチ１５のオン時には、信号線ＳＬと電気的に接続される。コンパレータ１１ａは、信号線ＳＬの電圧レベルが、電圧Ｖｔ１を超えた場合に、試験信号“１”が入力されている入力状態と判定して、“１”を信号処理部１２に出力する。一方、コンパレータ１１ｂの正入力端子は、スイッチ１５のオン時に信号線ＳＬが接続される。負入力端子には閾値として電圧Ｖｔ２が印加されている。コンパレータ１１ｂは、信号線ＳＬの電圧レベルが、電圧Ｖｔ２を下回った場合に、試験信号“０”が入力される入力状態と判定して、“０”を信号処理部１２に出力する。

このような入力状態検出部１１によれば、信号線ＳＬの電圧レベルに応じて、試験信号の入力状態か否かを検出することができる。
信号処理部１２は、入力状態検出部１１での検出結果を受けて、信号線ＳＬの電圧レベルに基づいた試験信号を分配してＤＵＴ３０−１〜３０−ｎ側に出力する。たとえば、信号処理部１２は、入力状態検出部１１のコンパレータ１１ａから“１”が出力されている場合には、試験信号として“１”をドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎを介して、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに供給する。また、信号処理部１２は、たとえば、入力状態検出部１１のコンパレータ１１ｂから“０”が出力されている場合には、試験信号として“０”をドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎを介して、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに供給する。

また、信号処理部１２は、供給した試験信号に基づいたＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号を、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎを介して受信し、それらを合成して試験結果としてテスタ２０側に出力する。信号処理部１２は、たとえば、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号が、すべて“１”であった場合、それらを合成した値として試験結果“１”を出力する。ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号が、すべて“０”であった場合、信号処理部１２は、それらを合成した値として試験結果“０”を出力する。ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号が、１つでも異なる場合、信号処理部１２は、たとえば、試験結果“ＨｉＺ（ハイインピーダンス）”を出力する。

信号処理部１２は、たとえば、以下のような構成を有する。
図２は、信号処理部の一例の構成を示す図である。
なお、図２では、ドライバ／コンパレータ部１４−１の一例の構成も示している。他のドライバ／コンパレータ部１４−２〜１４−ｎについても同様の構成であるが、図示を省略している。

信号処理部１２は、たとえば、論理デコーダ１２ａ，１２ｂ、分配回路１２ｃ、試験結果合成回路１２ｄを有している。
論理デコーダ１２ａは、入力状態検出部１１の出力をもとに、テスタ２０からの試験信号を判定する。たとえば、論理デコーダ１２ａは、入力状態検出部１１のコンパレータ１１ａ，１１ｂの出力がともに“１”の場合には、試験信号として“１”が入力されたと判定し“１”を出力する。また、論理デコーダ１２ａは、コンパレータ１１ａ，１１ｂの出力がともに“０”の場合には、試験信号として“０”が入力されたと判定し、“０”を出力する。また、たとえば、論理デコーダ１２ａは、コンパレータ１１ａの出力が“０”、コンパレータ１１ｂの出力が“１”の場合には、試験信号の入力状態ではないと判定して、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎのドライバ１４ａをオフする。

分配回路１２ｃは、試験信号を、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎの各ドライバ１４ａに入力する。このとき、分配回路１２ｃでは、各ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに同時に試験信号が入力されるように、各ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎと信号処理部１２間での配線長のばらつきなどに応じた遅延調整が行われている。遅延調整は、分配回路１２ｃにおいて、たとえば、遅延時間の異なる複数のバッファ回路を配置することで実現可能である。

論理デコーダ１２ｂは、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎのコンパレータ１４ｂ，１４ｃの出力から、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号がＨレベルか、Ｌレベルかを判定する。なお、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎのコンパレータ１４ｂ，１４ｃは、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎからの応答信号と閾値（電圧Ｖｔ３，Ｖｔ４）とを比較して比較結果を出力する。

試験結果合成回路１２ｄは、論理デコーダ１２ｂから出力されるＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの応答信号の信号レベルを合成して、試験結果として出力する。
試験結果出力部１３は、信号処理部１２から送られてきた試験結果を、テスタ２０から入力された試験信号のＨレベル及びＬレベルとは異なる電圧レベルにして、信号線ＳＬを介してテスタ２０に出力する。

試験結果出力部１３は、たとえば、ドライバ１３ａを有している。ドライバ１３ａは、信号処理部１２からの制御信号で制御され、入力された試験結果に応じて、たとえば、試験結果が“１”であった場合、電圧Ｖ１の信号を、試験結果として信号線ＳＬを介してテスタ２０に出力する。また、試験結果が“０”であった場合、ドライバ１３ａは、電圧Ｖ２の信号を、試験結果として信号線ＳＬを介してテスタ２０に出力する。また、試験結果が“ＨｉＺ”であった場合、ドライバ１３ａは、たとえば、制御信号により停止され、予め信号線ＳＬに印加されている電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の中間レベルの電圧Ｖ３の信号が、試験結果として、信号線ＳＬを介してテスタ２０に出力される。

図３は、試験信号（入力信号）と試験結果（出力信号）の電圧値と閾値の一例を示す図である。
テスタ２０のピンエレクトロニクス部２１から信号線ＳＬに伝達される試験信号は、たとえば、Ｈレベルが３．０Ｖ、Ｌレベルが０Ｖであるとする。この場合、入力状態検出部１１のコンパレータ１１ａ，１１ｂに設定される閾値（電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２）は、たとえば、２．５（±０．１）Ｖと０．５（±０．１）Ｖ程度とする。また、電圧Ｖ３は、１．５Ｖ程度に設定し、試験結果“１”を示す電圧Ｖ１は、たとえば、２．０Ｖ程度、試験結果“０”を示す電圧Ｖ２は、たとえば、１．０Ｖ程度とし、試験信号のＨレベル及びＬレベルの電圧レベルと区別する。

このように、３つの試験結果（出力信号）の電圧レベルを、２つの試験信号（入力信号）の電圧レベルと異なるようにすることで、１つの信号線ＳＬで、入力と出力を区別することができるようになる。

ドライバ／コンパレータ部１４−１は、図２に示したように、たとえば、ドライバ１４ａ、コンパレータ１４ｂ，１４ｃを有している。
ドライバ１４ａは、信号処理部１２からの試験信号をＤＵＴ３０−１に供給する。また、ドライバ１４ａは、試験信号の入力状態ではない場合は、信号処理部１２からの制御信号により、オフされる。

コンパレータ１４ｂは、負入力端子に閾値として電圧Ｖｔ３が印加されており、正入力端子にはＤＵＴ３０−１からの応答信号が入力される。たとえば、応答信号が電圧Ｖｔ３よりも高い電圧レベルの場合、コンパレータ１４ｂは、“１”を出力する。

コンパレータ１４ｃは、負入力端子に閾値として電圧Ｖｔ４が印加されており、正入力端子にはＤＵＴ３０−１からの応答信号が入力される。たとえば、応答信号が電圧Ｖｔ４より低い電圧レベルの場合、コンパレータ１４ｃは、“０”を出力する。

ドライバ／コンパレータ部１４−２〜１４−ｎの構成も、ドライバ／コンパレータ部１４−１の構成とほぼ同様である。
なお、半導体試験回路１０内において設定される電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２，Ｖｔ３，Ｖｔ４，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３などは、電圧供給部１８により供給される。電圧供給部１８として、たとえば、ＤＡ（Digital-Analogue）コンバータを用いることで、供給する電圧を可変でき、閾値を任意に設定することができる。電圧供給部１８は、たとえば、テスタ２０の他のピンエレクトロニクス部からの制御信号によって制御される。なお、このような電圧供給部１８は、半導体試験回路１０内にあっても、半導体試験回路１０の外に設けられていてもよい。

図１に示されるように、スイッチ１５は入力状態検出部１１とテスタ２０のピンエレクトロニクス部２１間の信号線ＳＬに設けられている。また、スイッチ１６は、テスタ２０のピンエレクトロニクス部２１を、どのＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに接続するか決定するものである。スイッチ１７−１，１７−２，…，１７−ｎは、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎとＤＵＴ３０−１〜３０−ｎとを接続するか、テスタ２０のピンエレクトロニクス部２１と直接接続する経路に接続するか選択するものである。

これらのスイッチ１５，１６，１７−１〜１７−ｎを制御する信号は図示していないが、たとえば、テスタ２０の他のピンエレクトロニクス部から入力される。
以下、半導体試験回路１０の動作を説明する。

まずＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの同時測定時の、半導体試験回路１０の動作を説明する。
ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの同時測定時には、スイッチ１５はオンし、スイッチ１７−１〜１７−ｎは、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎとＤＵＴ３０−１〜３０−ｎとを電気的に接続する。

図４は、正常時の信号線ＳＬの電圧レベルとＤＵＴの入出力レベル及びドライバ１４ａのオン／オフの様子を示すタイミングチャートである。
なお、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルは、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎと、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎとの間の信号線の電圧レベルを示している。

また、“０”、“１”はテスタ２０から入力される試験信号の値を示しており、“Ｈ”、“Ｌ”はＤＵＴ３０−１〜３０−ｎから出力される試験結果を示している。
テスタ２０から、試験信号として“０”が入力されると（タイミングｔ１）、入力状態検出部１１及び信号処理部１２にて、“０”が発生したと検出される。そして、信号処理部１２によりドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎのドライバ１４ａがすべてオンされる。信号処理部１２は、試験信号“０”をドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎを介して、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに分配する。これにより、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルはＬレベルとなる。なお、このＬレベルは、ドライバ１４ａの出力レベルによって決まるＬレベルである。

次に、たとえば、テスタ２０から、試験信号として“１”が入力されると（タイミングｔ２）、入力状態検出部１１及び信号処理部１２にて、“１”の入力が発生したと検出される。そして、信号処理部１２は、試験信号“１”をドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎを介して、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに分配する。これにより、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルはＨレベルとなる。このＨレベルは、ドライバ１４ａによって決まるＨレベルである。

その後、テスタ２０により、信号線ＳＬの電圧レベルを“ＨｉＺ”とされると（タイミングｔ３）、信号処理部１２は、入力状態検出部１１の出力結果から、入力状態ではないと判定する。そして、信号処理部１２は、ドライバ／コンパレータ部１４−１〜１４−ｎのドライバ１４ａをすべてオフする。これにより、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルも“ＨｉＺ”状態となる。

次に、上記試験信号に応じた応答信号がＤＵＴ３０−１〜３０−ｎから出力され、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルが、たとえば、すべてＨレベル（ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎによって決まるＨレベル）になった場合について説明する。この場合、信号処理部１２では、これらの応答信号を合成した値として、試験結果“１”を出力する。試験結果出力部１３は、この試験結果から、Ｈレベルを示す電圧（図３で示した電圧Ｖ１）を信号線ＳＬに伝達する（タイミングｔ４）。この電圧レベルは、図３で示したように、“１”と認識される試験信号のＨレベルの電圧レベルとは異なっている。

その後、上記試験信号に応じた応答信号が変化して、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルが、たとえば、すべてＬレベル（ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎによって決まるＬレベル）になった場合について説明する。この場合、信号処理部１２では、これらの応答信号を合成した値として、試験結果“０”を出力する。試験結果出力部１３は、この試験結果から、Ｌレベルを示す電圧（図３で示した電圧Ｖ２）を信号線ＳＬに伝達する（タイミングｔ５）。この電圧レベルは、図３で示したように、“０”と認識される試験信号のＬレベルの電圧レベルとは異なっている。

図５は、異常発生時の信号線ＳＬの電圧レベルとＤＵＴの入出力レベル及びドライバ１４ａのオン／オフの様子を示すタイミングチャートである。
タイミングｔ１０，ｔ１１，ｔ１２までは、図４のｔ１〜ｔ３の処理と同じである。タイミングｔ１３において、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎのいずれかに異常があり、他とは異なる応答信号を出力した場合、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの入出力レベルは、ＨレベルとＬレベルが混在することになる。この場合、信号処理部１２では、試験結果“ＨｉＺ”を出力し、信号線ＳＬの電圧レベルは、たとえば、図３に示したように、“ＨｉＺ”を示す電圧Ｖ３となる。これにより、テスタ２０は、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎの少なくともいずれか１つに異常が発生したことを検出することができる。

このように、本実施の形態の半導体試験回路１０では、テスタ２０からの試験信号を分配して複数のＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに供給し、その応答信号を合成した試験結果を、試験信号とは異なる電圧レベルでテスタ２０に出力している。これにより、１つの信号線ＳＬで入力と出力を区別することができるため、入出力端子を有するＤＵＴ３０−１〜３０−ｎでも、同時に多数を試験することができる。そのため、試験スループットが向上し、試験コストの削減、設備投資の削減も可能となる。

なお、図１では、テスタ２０において、ピンエレクトロニクス部２１を、１つのみ図示しているが、これを複数設け、半導体試験回路１０を複数設けることで、ＤＵＴの同時測定数を、さらに拡張することができる。

ところで、図５で示した処理のように、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎのいずれかに異常があることが検出された場合、以下の処理により、どのＤＵＴ３０−１〜３０−ｎに異常があるのかを特定することができる。

ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎごとの試験を行う場合、テスタ２０からの制御信号のもと、スイッチ１５はオフし、スイッチ１７−１〜１７−ｎは、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎをピンエレクトロニクス部２１にスイッチ１６を介して接続する経路に接続する。その後、以下の処理を行う。

図６は、ＤＵＴごとの試験を行う様子を示すタイミングチャートである。
図６では、信号線ＳＬの電圧レベル、スイッチ１６の状態、ＤＵＴ３０−１，３０−２の入出力レベルを示している。

まず、テスタ２０から、“０”の試験信号が入力されている状態で、テスタ２０からの制御信号によりスイッチ１６は、ピンエレクトロニクス部２１をＤＵＴ３０−１に接続させる（タイミングｔ２０）。これにより、ＤＵＴ３０−１の入出力レベルは、信号線ＳＬと同じ電圧レベルとなり、試験信号として“０”がＤＵＴ３０−１に入力される。続いて、テスタ２０から、“１”の試験信号が入力された場合（タイミングｔ２１）、ＤＵＴ３０−１の入出力レベルは、信号線ＳＬと同じ電圧レベルとなり、試験信号として“１”がＤＵＴ３０−１に入力される。その後、テスタ２０により信号線ＳＬの電圧レベルが“ＨｉＺ”となると（タイミングｔ２２）、ＤＵＴ３０−１の入出力レベルも“ＨｉＺ”となる。

その後、試験信号に応じた、Ｈレベルの応答信号がＤＵＴ３０−１から出力された場合（タイミングｔ２３）、信号線ＳＬの電圧レベルもＤＵＴ３０−１の出力レベルと同じＨレベルとなり、テスタ２０で検出される。次に、試験信号に応じた、Ｌレベルの応答信号がＤＵＴ３０−１から出力された場合（タイミングｔ２４）、信号線ＳＬの電圧レベルもＤＵＴ３０−１の出力レベルと同じＬレベルとなり、テスタ２０で検出される。

その後、テスタ２０は、信号線ＳＬの電圧レベルを“ＨｉＺ”とし（タイミングｔ２５）、スイッチ１６は、テスタ２０からの制御信号により、ピンエレクトロニクス部２１をＤＵＴ３０−２に接続させる（タイミングｔ２６）。これにより、ＤＵＴ３０−２の入出力レベルは、信号線ＳＬの電圧レベルと同じ“ＨｉＺ”となる。

続いて、テスタ２０から、“０”の試験信号が入力された場合（タイミングｔ２７）、ＤＵＴ３０−２の入出力レベルは、信号線ＳＬと同じ電圧レベルとなり、試験信号として“０”がＤＵＴ３０−２に入力される。続いて、テスタ２０から、“１”の試験信号が入力された場合（タイミングｔ２８）、ＤＵＴ３０−２の入出力レベルは、信号線ＳＬと同じ電圧レベルとなり、試験信号として“１”がＤＵＴ３０−２に入力される。その後、テスタ２０により信号線ＳＬの電圧レベルが“ＨｉＺ”となると（タイミングｔ２９）、ＤＵＴ３０−２の入出力レベルも“ＨｉＺ”となる。

その後、試験信号に応じた、Ｈレベルの応答信号がＤＵＴ３０−２から出力された場合（タイミングｔ３０）、信号線ＳＬの電圧レベルもＤＵＴ３０−２の出力レベルと同じＨレベルとなり、テスタ２０で検出される。次に、試験信号に応じた、Ｌレベルの応答信号がＤＵＴ３０−１から出力された場合（タイミングｔ３１）、信号線ＳＬの電圧レベルもＤＵＴ３０−２の出力レベルと同じＬレベルとなり、テスタ２０で検出される。

半導体試験回路１０において、以上のような試験をＤＵＴ３０−ｎまで繰り返すことで、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎのいずれに異常が発生しているのかをテスタ２０側で検出させることが可能になる。

なお、信号処理部１２が、試験を行うＤＵＴに対してのみ試験信号の供給及び応答信号の受信を有効にして、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎを個々に試験してもよい。
図７は、信号処理部を用いて個々のＤＵＴごとに試験を行う様子を示す図である。

図のように、たとえば、ＤＵＴ３０−１のみの試験を行う場合、テスタ２０からの制御信号により、信号処理部１２の分配回路１２ｃは、ドライバ／コンパレータ部１４−１に対してのみ論理デコーダ１２ａで決定した試験信号を供給する。分配回路１２ｃは、たとえば、他のドライバ／コンパレータ部１４−２〜１４−ｎに対しては、試験信号の供給を無効化する（たとえば、ＨｉＺで固定する）。

論理デコーダ１２ｂも、テスタ２０からの制御信号により、ＤＵＴ３０−１からの応答信号（ドライバ／コンパレータ部１４−１からの出力）のみ受信可能なようにして、他のドライバ／コンパレータ部１４−２〜１４−ｎからの入力を無効化する（たとえば、ＨｉＺで固定する）。

これにより、半導体試験回路１０は、スイッチ１５，１６，１７−１〜１７−ｎがなくても、ＤＵＴ３０−１〜３０−ｎを個々に試験することができる。
以上説明してきた半導体試験回路１０は、たとえば、以下のような半導体試験用冶具に搭載して使用される。

図８は、ウェハ状態のＤＵＴを試験する様子を示す模式図である。
図８の例では、ウェハ４０に形成されている複数のＤＵＴ（図示せず）を、プローバ５０に配置して試験する様子が示されている。図１で示した半導体試験回路１０は、テスタ４１のポゴピン４１ａ（図１のピンエレクトロニクス部２１に相当している）に接続された半導体試験用冶具の１つである試験ボード４２に複数搭載されている。

各半導体試験回路１０は、試験ボード４２に形成された図示しない配線を介して、テスタ４１に電気的に接続されている。また、各半導体試験回路１０は、試験ボード４２に形成された図示しない配線と、フロッグリング４３、プローブカード４４の図示しない配線とプローブ４５を介して、ウェハ４０上のＤＵＴに電気的に接続される。

各半導体試験回路１０は、テスタ４１からの試験信号を受信すると、試験信号を、それぞれが試験を担当する複数のＤＵＴに分配する。たとえば、各半導体試験回路１０は、たとえば、８または１６個のＤＵＴに試験信号を分配する。そして、各半導体試験回路１０は、テスタ４１に対して、各半導体試験回路１０に接続された、複数のＤＵＴからの応答信号を合成した試験結果を、試験信号のＨレベル及びＬレベルとは異なる電圧レベルで出力する。

図９は、試験ボードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。図９（Ａ）はスクウェア型の試験ボード４２ａへの半導体試験回路１０の搭載例、図９（Ｂ）は円盤型の試験ボード４２ｂへの半導体試験回路１０の搭載例を示している。

このような試験ボード４２ａ，４２ｂにおいて、図８で示したフロッグリング４３の配置領域以外の部分に、半導体試験回路１０を配置することができる。
このように、試験ボード４２ａ，４２ｂに半導体試験回路１０を複数搭載することで、多数のＤＵＴを同時に試験することができるようになる。

図１０は、半導体試験回路の他の搭載例を示す図である。
図１０では、半導体試験回路１０を、半導体試験用冶具の１つであるプローブカード４４に搭載した例を示している。

図１１は、プローブカードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。図１１（Ａ）はスクウェア型のプローブカード４４ａへの半導体試験回路１０の搭載例、図１１（Ｂ）は円盤型のプローブカード４４ｂへの半導体試験回路１０の搭載例を示している。

半導体試験回路１０を搭載可能な領域は、試験ボード４２の方が広い。ただし、プローブカード４４ａに半導体試験回路１０を搭載する場合、各半導体試験回路１０と複数のＤＵＴとを接続する信号線をフロッグリング４３に通す必要がなくなる。そのため、試験ボード４２に半導体試験回路１０を搭載する場合より、フロッグリング４３に通す信号線の数を少なくできる。

図１２は、パッケージ状態のＤＵＴの最終試験の様子を示す図である。
図１２の例では、半導体試験用冶具の１つであるパフォーマンスボード６０に、図１で示したような半導体試験回路１０を搭載し、最終試験を行う様子を示している。

パッケージ状態の複数のＤＵＴを有したＤＵＴ部６１は、ソケット部６２によりパフォーマンスボード６０に電気的に接続される。そして、ＤＵＴ部６１は、パフォーマンスボード６０に形成された図示しない配線を介して、半導体試験回路１０に電気的に接続される。半導体試験回路１０は、パフォーマンスボード６０に形成された図示しない配線を介してテスタ６３のポゴピン６３ａに接続されている。

図１３は、パフォーマンスボードへの半導体試験回路の搭載例を示す図である。
たとえば、図１３のように半導体試験回路１０は、ソケット部６２の周囲の領域に複数配置可能である。

以上のように、半導体試験回路１０を、半導体試験用冶具に複数配置することで、多数のＤＵＴを同時に試験可能となる。
なお、半導体試験回路１０は、テスタに搭載するようにしてもよい。

図１４は、半導体試験回路の他の搭載例を示す図である。
この例では、半導体試験回路１０をテスタ７０に実装し、１つの半導体試験装置として機能するようにしている。たとえば、半導体試験回路１０は、テスタ７０のテストヘッド部分に埋め込まれるように実装される。

各半導体試験回路１０から分配される試験信号は、ポゴピン７０ａを介して、パフォーマンスボード７２に伝達され、ソケット部７３を介してＤＵＴ部７４の複数のＤＵＴに供給される。複数のＤＵＴからの応答信号は、ソケット部７３、パフォーマンスボード７２、ポゴピン７０ａを介して各半導体試験回路１０に供給され、合成される。そして、テスタ７０内部から、各半導体試験回路１０に対して入力された試験信号のＨレベル及びＬレベルとは異なる電圧レベルの試験結果が各半導体試験回路１０から出力され、テスタ７０の内部で判別される。

このように、半導体試験回路１０をテスタ７０に実装することで、多くのＤＵＴを同時に試験することができる。また、半導体試験回路１０を実装した半導体試験用冶具を試験対象に合わせて複数用意する必要がなくなるので、汎用性が高くなる。

以上、実施の形態に基づき、本発明の半導体試験回路、半導体試験用冶具、半導体試験装置及び半導体試験方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。

１０ 半導体試験回路
１１ 入力状態検出部
１１ａ，１１ｂ コンパレータ
１２ 信号処理部
１３ 試験結果出力部
１３ａ ドライバ
１４−１，１４−２，…，１４−ｎ ドライバ／コンパレータ部
１５，１６，１７−１，１７−２，…，１７−ｎ スイッチ
１８ 電圧供給部（ＤＡコンバータ）
２０ テスタ
２１ ピンエレクトロニクス部
３０−１，３０−２，…，３０−ｎ ＤＵＴ

Claims (8)

1. テスタから信号線を介して入力された試験信号を複数の被試験装置に分配して供給するとともに、前記試験信号に基づいた複数の前記被試験装置からの応答信号を合成した試験結果を生成する信号処理部と、
   前記試験結果を、前記試験信号とは異なる電圧レベルにして、前記信号線を介して前記テスタに出力する試験結果出力部と、
   を有することを特徴とする半導体試験回路。
2. 前記試験結果出力部は、前記試験信号のハイレベル及びロウレベルとは異なる３つの電圧レベルで前記試験結果を出力することを特徴とする請求項１記載の半導体試験回路。
3. 前記信号線の電圧レベルを閾値と比較して、前記試験信号が入力された状態か否かを検出する入力状態検出部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体試験回路。
4. 前記試験結果が、複数の前記被試験装置のいずれかに異常があることを示すものである場合、前記信号処理部は、複数の前記被試験装置の１つずつに、前記試験信号を供給し、供給した前記被試験装置からの前記応答信号を前記試験結果とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体試験回路。
5. 前記試験結果の前記電圧レベルまたは、前記閾値を調整するＤＡコンバータを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体試験回路。
6. テスタから信号線を介して入力された試験信号を複数の被試験装置に分配して供給するとともに、前記試験信号に基づいた複数の前記被試験装置からの応答信号を合成した試験結果を生成する信号処理部と、
   前記試験結果を、前記試験信号とは異なる電圧レベルにして、前記信号線を介して前記テスタに出力する試験結果出力部と、を有する半導体試験回路を備えたことを特徴とする半導体試験用冶具。
7. 信号線を介して入力された試験信号を複数の被試験装置に分配して供給するとともに、前記試験信号に基づいた複数の前記被試験装置からの応答信号を合成した試験結果を生成する信号処理部と、
   前記試験結果を、前記試験信号とは異なる電圧レベルにして、前記信号線を介して出力する試験結果出力部と、を有する半導体試験回路を備えたことを特徴とする半導体試験装置。
8. テスタから信号線を介して入力された試験信号を複数の被試験装置に分配して供給し、
   前記試験信号に基づいた複数の前記被試験装置からの応答信号を合成した試験結果を生成し、
   前記試験結果を、前記試験信号とは異なる電圧レベルにして、前記信号線を介して前記テスタに出力することを特徴とする半導体試験方法。

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