JP6227392B2 - 試験装置及び方法、並びにプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、電子デバイスの試験装置及び方法、並びにプログラムに関する。
電子デバイスである半導体チップのpass/failを判定する試験の一つに、機能試験(ファンクションテスト)がある。ファンクションテストでは、回路推奨の動作使用電圧で試験パターンを半導体チップの集積回路に印加し、要求仕様を満たしているか否かで、半導体チップ毎にpass/failの判定を行っている。
特開2009−147015号公報 特開平10−144096号公報
被試験対象である半導体チップには、デバイス保障温度が低温(例えば−40℃等)まで含まれるものがある。この場合には、高温(又は室温)におけるファンクションテストに加えて、低温におけるファンクションテストも実行することを要する。温度特性又は経時劣化特性を持つ半導体チップでは、高温ではpassと判定されるが、低温ではfailと判定されるものがある。このような半導体チップでは、高温と併せて低温でもファンクションテストを行わなければ、不良品の検出をすることができない。
このように、被試験対象が温度特性又は経時劣化特性を持つ半導体チップである場合には、複数の異なる温度でファンクションテストを行うことを必要とし、試験工数の増大や試験コスト増を招来するという課題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、温度特性又は経時劣化特性を持つ電子デバイスについて、試験工数を削減して試験コストの低減を実現するも、良品又は不良品の正確な判定を可能とする試験装置及び方法を提供することを目的とする。
試験装置の一態様は、複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行う試験装置であって、前記機能試験に際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する決定部と、決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する演算部と、算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う判定部とを含み、前記決定部は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行って前記第1の動作下限値を決定する第1の下限値サーチと、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行って前記第2の動作下限値を決定する第2の下限値サーチとを行う
試験方法の一態様は、複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する工程と、決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する工程と、算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う工程とを含み、前記第1の動作下限値は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行う第1の下限値サーチにより決定され、前記第2の動作下限値は、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行う第2の下限値サーチにより決定される
プログラムの一態様は、複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する手順と、決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する手順と、算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う手順とをコンピュータに実行させるためのものであって、前記第1の動作下限値は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行う第1の下限値サーチにより決定され、前記第2の動作下限値は、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行う第2の下限値サーチにより決定される
本発明によれば、温度特性又は経時劣化特性を持つ電子デバイスについて、試験工数を削減して試験コストの低減を実現するも、良品又は不良品の正確な判定を行うことが可能となる。
第1の実施形態による試験システムを示すブロック図である。 第1の実施形態による試験方法をステップ順に示すフロー図である。 半導体ウェーハにおける半導体チップの試験順序を模式的に示す概略平面図である。 第1の実施形態における詳細下限電圧サーチを含むフロー図である。 詳細下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 第1の実施形態における簡易下限電圧サーチを含むフロー図である。 簡易下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 簡易下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 簡易下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 簡易下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 簡易下限電圧サーチのイメージを示す模式図である。 取得されたshmooの一部を示す模式図である。 第1の実施形態における試験方法により奏される諸効果を説明するための特性図である。 第2の実施形態による試験システムを示すブロック図である。 第2の実施形態による試験方法をステップ順に示すフロー図である。 第2の実施形態における詳細下限周波数サーチを含むフロー図である。 第2の実施形態における簡易下限周波数サーチを含むフロー図である。
以下の諸実施形態では、電子デバイスとして半導体チップを例示し、半導体チップの試験装置及び試験方法を開示する。
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態による試験システムを示すブロック図である。図2は、本実施形態による試験方法をステップ順に示すフロー図である。
この試験システムは、図1に示すように、テスタ1、プローバ2、コンピュータ3、及び最終判定サーバ4を備えて構成される。
テスタ1は、試験プログラム10に従って、半導体チップの機能試験(ファンクションテスト)を行うものであり、ファンクションテストの際に通常試験と共に後述する下限電圧サーチを実行する。これにより、動作下限値として動作下限電圧値が決定される。テスタ1は、試験プログラム10の実行により動作下限電圧値を決定する決定部11と、HDD等のデータ格納部12とを備えている。
プローバ2は、テスタ1と接続されており、試験プログラム10に基づいて半導体チップの接続端子に接触してファンクションテストを実行する。
コンピュータ3は、演算部13及び判定部14を備えている。
演算部13は、ファンクションテストの際に半導体チップ毎に決定された動作下限電圧値を集計し、動作下限電圧値の中央値又は平均値及び動作下限電圧値の分布を算出する。
判定部14は、算出された分布を用いて、設定された基準により半導体チップについて良品又は不良品の判定を行う。
最終判定サーバ4は、通常試験の結果と、判定部14による良品又は不良品の判定結果とを合わせて、半導体ウェーハにおける良品半導体チップを決定する。
以下、上記の試験システムを用いた半導体チップの試験方法について、図2を用いて説明する。
本実施形態では、図3に示すように、複数(例えば数百個)の半導体チップがマトリクス状に並んで形成されてなる半導体ウェーハを被試験対象とする。
テスタ1は、試験プログラム10に従って、通常試験及びそれと共に下限電圧サーチを行う(ステップST1)。下限電圧サーチは、詳細下限電圧サーチ及び簡易下限電圧サーチからなる。
ステップST1として、詳細下限電圧サーチを含むフローを図4−1に、簡易下限電圧サーチを含むフローを図5−1にそれぞれ示す。
図4−1に示すように、図3に示す複数(例えば数百個)の半導体チップのうち、初めの数十個(1〜N番目までのN個とする)について、通常試験及び詳細下限電圧サーチが実行される。
半導体ウェーハに形成された各半導体チップについて順次に、プローブ2を接続端子に接触して、試験プログラム10に基づいて、高温又は常温において、通常試験を実行する(ステップST11)。通常試験は、試験周波数k=1(相対値)における動作使用電圧(通常試験ポイント)により行われる。図6は、半導体デバイス評価或いはデバイス調査時に一時的に取得される動作電圧と動作周波数との関係を表すshmoo図であり、本願発明を説明のために示すものである。
ステップST11で取得した通常試験の結果を判定する(ステップST12)。ステップST11で試験結果がfailのときには、当該半導体チップは不良品であると判定され、当該半導体チップの試験を終了する(ステップST13)。試験結果がpassのときには、ステップST21に進む。各半導体チップについての通常試験の判定結果のデータは、データ格納部12に格納される。
図4−1のステップST21〜ST25では、試験プログラム10に基づいて詳細下限電圧サーチが実行される。詳細下限電圧サーチのイメージを図4−2に示す。詳細下限電圧サーチは、試験温度により特に顕著な差異が見られる試験周波数k=1(相対値)において行われる。
ステップST21では、図6のようなサーチ下限電圧(SL)及びサーチ上限電圧(SU)を用いてS1(=(SL+SU)/2)を算出し、S1におけるpass/failを判定する。SUは、通常試験の動作使用電圧とする。
続いて、ステップST22を実行する。ステップST22では、S1の判定結果がpassである場合には、S1及びSLを用いてS2(=(S1+SL)/2)を算出し、S2におけるpass/failを判定する。S2の判定結果がfailである場合には、S1及びSUを用いてS2(=(S1+SU)/2)を算出し、S2におけるpass/failを判定する。
詳細下限電圧サーチは、最終回をM回として、M−1回との差分が最小サーチ単位(分解能により規定される)となるまで行われ、動作下限電圧値が決定されて、終了する。図4−1では、M回目のステップをST(M)と記す。
一例として、M=5の場合(更にステップST23〜ST25を行う場合)について、以下に示す。
続いて、ステップST23を実行する。ステップST23では、S1及びS2を用いてS3(=(S1+S2)/2)を算出し、S3におけるpass/failを判定する。
続いて、ステップST24を実行する。ステップST24では、S2及びS3を用いてS4(=(S2+S3)/2)を算出し、S4におけるpass/failを判定する。
続いて、ステップST25を実行する。ステップST25では、S3及びS4を用いてS5(=(S3+S4)/2)を算出し、S5におけるpass/failを判定する。
なお、ステップST(M)では、S(M−2)及びS(M−1)を用いてS(M)(=(S(M−2)+S(M−1))/2)を算出し、S(M)におけるpass/failを判定することになる。
具体例として、最小サーチ単位が0.0125Vであり、SLが0.8V、SUが1.2Vである場合について説明する。このとき、実際の動作下限電圧値が0.937Vであるとする。
ステップST21では、S1=(0.8+1.2)/2=1.00となり、passと判定される。
ステップST22では、S2=(1.0+0.8)/2=0.90となり、failと判定される。差分(S2−S1)は0.1Vとなる。
ステップST23では、S3=(0.9+1.0)/2=0.95となり、passと判定される。差分(S2−S1)は0.05Vとなる。
ステップST24では、S4=(0.95+0.9)/2=0.925となり、failと判定される。差分(S3−S2)は0.025Vとなる。
ステップST25では、S5=(0.925+0.95)/2=0.9375となり、passと判定される。差分(S3−S2)は0.0125Vとなる。差分が最小サーチ単位に達したことから、動作下限電圧値は、ステップST25において0.9375Vと決定される。
詳細下限電圧サーチでは、初めの1〜N番目までの半導体チップの各々について、ステップST11〜ST13及びST21〜ST(M)を順次行い、ステップST14において、半導体チップ毎の動作下限電圧値を決定する。以下、動作下限電圧値をVminと記載する。Vminのデータはデータ格納部12に格納される。
詳細下限電圧サーチの後、その他の試験を行い(ステップST15)、図5−1に示すように、演算部13は、初めの1〜N番目までの半導体チップについて詳細下限電圧サーチで決定された各Vminの中央値又は平均値を算出する(ステップST31)。この中央値又は平均値をSAとする。1〜N番目までのN個の半導体チップのうち、所定の半導体チップが他の半導体チップに比べてVminが比較的大きく外れた値となることが想定されるため、SAは中央値を採用することが望ましい。
詳細下限電圧サーチの対象となった半導体チップ以外の残りの((N+1)番目〜最後までの)半導体チップについて、通常試験及び簡易下限電圧サーチが実行される。
半導体ウェーハに形成された各半導体チップについて順次に、プローブ2を接続端子に接触して、試験プログラム10に基づいて通常試験を実行する(ステップST11)。通常試験は、高温又は常温において、試験周波数k=1(相対値)における動作使用電圧により行われる。
ステップST11で取得した通常試験の結果を判定する(ステップST12)。ステップST11で試験結果がfailのときには、当該半導体チップは不良品であると判定され、当該半導体チップの試験を終了する(ステップST13)。試験結果がpassのときには、ステップST41に進む。各半導体チップについての通常試験の判定結果のデータは、データ格納部12に格納される。
図5−1のステップST41〜ST(M)により、試験プログラム10に基づいて簡易下限電圧サーチが実行される。簡易下限電圧サーチのイメージを図5−2〜図5−6に示す。簡易下限電圧サーチは、試験温度により特に顕著な差異が見られる試験周波数k=1(相対値)において行われる。
図5−2に示すように、ステップST41では、S1=SAにおけるpass/failを判定する。
ステップST41においてS1の判定結果がfailである場合には、ステップST42に進む。ステップST42では、S1から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ電圧を上げてS2を算出し、S2におけるpass/failを判定する。S2の判定結果がpassである場合には、S2がVminと決定されて、簡易下限電圧サーチを終了する。この場合をケース(1)とする。
図5−3に示すように、ステップST41においてS1の判定結果がpassである場合には、ステップST43に進む。ステップST43では、S1から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ電圧を下げてS3を算出し、S3におけるpass/failを判定する。S3の判定結果がfailである場合には、S1(=SA)がVminと決定されて、簡易下限電圧サーチを終了する。この場合をケース(2)とする。
図5−4に示すように、ステップST43においてS3の判定結果がpassである場合には、ステップST44に進む。ステップST44では、S3から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ電圧を下げてS4を算出し、S4におけるpass/failを判定する。S4の判定結果がfailである場合には、S3がVminと決定されて、簡易下限電圧サーチを終了する。この場合をケース(3)とする。
図5−5に示すように、ステップST42においてS2の判定結果がfailである場合には、簡易下限電圧サーチを終了する。この場合をケース(4)とする。その後、当該半導体チップについては、上記した詳細下限電圧サーチが実行され、Vminが決定される。
図5−6に示すように、ステップST44においてS4の判定結果がpassである場合には、簡易下限電圧サーチを終了する。この場合をケース(5)とする。その後、当該半導体チップについては、上記した詳細下限電圧サーチが実行され、Vminが決定される。
簡易下限電圧サーチでは、ケース(1),(2)のときには2回のサーチでVminが決定される。ケース(3)の場合には3回のサーチでVminが決定される。このように、ケース(1)〜(3)であれば、サーチに要する試験工数が削減され、試験時間の増大を抑えて試験コストの低減が実現する。一方、ケース(4),(5)の場合には詳細下限電圧サーチを要する。しかしながら後述するように、Vminが決定される半導体チップの殆ど(98%以上)がケース(1)〜(3)に該当することが確認されている。即ち、簡易下限電圧サーチを行う殆どの半導体チップがケース(1)〜(3)に該当し(98%以上)、ケース(4),(5)の場合は極稀である(2%以下)。従って、詳細下限電圧サーチと共に簡易下限電圧サーチを採用することにより、試験工数が削減され、試験時間の短縮及び試験コストの低減が実現する。
以上のようにして、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップの全てについて、ステップST1が終了する。詳細下限電圧サーチ及び簡易下限電圧サーチで取得された各半導体チップのVminのデータは、データ格納部12に格納される。その後、ステップST2に進む。
ステップST2では、演算部13は、データ格納部12に格納されている各半導体チップのVminのデータを集計し、Vminの中央値又は平均値及びVminの分布(例えば6σ)を算出する。その後、ステップST3に進む。
ステップST3では、判定部14は、算出されたVmin分布を用いて、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップのうち、ステップST12で不良品であると判定されたものを除く全てについて、良品又は不良品の判定を行う。当該半導体チップのVminが設定された基準を満たしていれば、当該半導体チップは良品と判定される。設定された基準を満たしていない場合には、動作下限電圧異常の半導体チップであり、不良品と判定される。
データ格納部12に格納されているステップST12による通常試験の判定結果のデータと、ステップST3によるVminに関する判定結果のデータとが、最終判定サーバ4に入力される。最終判定サーバ4は、双方の判定結果のデータを総合して、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップのうちの最終的な良品を決定する。
以下、本実施形態による試験方法により奏される諸効果について調べた結果について説明する。
簡易下限電圧サーチにおけるケース(1)〜(5)の発生頻度について調べた。その結果を図7(a)に示す。図7(a)は、ロジック回路の半導体チップについて、高温(例えば85℃)において簡易下限電圧サーチで取得した半導体チップ毎のVminのヒストグラムである。ここでは、Vminの分布に対して統計処理を施し、分布から外れた(例えば6σ以上)半導体チップは、低温不良として判定した。図7(a)のように、動作下限電圧値が決定される半導体チップの殆ど(98%以上)がケース(1)〜(3)に該当することが確認された。
図7(a)で取得した高温におけるVminと共に、低温(例えば−10℃)でも同様にVminを取得し、両者のVminの関係について調べた。その結果を図7(b)に示す。図7(b)では、高温における良品/不良品判定の基準を破線で、低温における良品/不良品判定の基準を実線で示す。図7(b)のように、図7(a)で低温不良となると判定された半導体チップは、低温の試験においても不良品として検出されることが確認された。
以上より、本実施形態によれば、詳細下限電圧サーチと共に簡易下限電圧サーチを採用することにより、試験工数が削減され、試験時間の短縮及び試験コストの低減が実現するも、半導体チップの良品/不良品の正確な判定を行うことができる。
本実施形態は、動作周波数を固定して動作下限電圧値を決定するものであって、例えば、RAMの低電圧試験やロジック回路のスキャンチェーン試験等に適用することにより、高い不良品検出精度を得ることができる。
(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。
図8は、本実施形態による判定装置を含む試験システムを示すブロック図である。図8では、図1と同じ構成要素については同符号を付す。図9は、本実施形態による試験方法をステップ順に示すフロー図である。
この試験システムは、第1の実施形態における図1と同様に、テスタ1、プローバ2、コンピュータ3、及び最終判定サーバ4を備えて構成される。
テスタ1は、試験プログラム20に従って、半導体チップのファンクションテストを行うものであり、ファンクションテストの際に通常試験と共に後述する下限周波数サーチを実行する。これにより、動作下限値として動作下限周波数が決定される。テスタ1は、試験プログラム20の実行により動作下限周波数を決定する決定部11と、HDD等のデータ格納部12とを備えている。
プローバ2は、テスタ1と接続されており、試験プログラム20に基づいて半導体チップの接続端子に接触してファンクションテストを実行する。
コンピュータ3は、演算部13及び判定部14を備えている。
演算部13は、ファンクションテストの際に半導体チップ毎に決定された動作下限周波数を集計し、動作下限周波数の中央値又は平均値及び動作下限周波数の分布を算出する。
判定部14は、算出された分布を用いて、設定された基準により半導体チップについて良品又は不良品の判定を行う。
最終判定サーバ4は、通常試験の結果と、判定部14による良品又は不良品の判定結果とを合わせて、半導体ウェーハにおける良品半導体チップを決定する。
以下、上記の試験システムを用いた半導体チップの試験方法について、図9を用いて説明する。
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、複数(例えば数百個)の半導体チップがマトリクス状に並んで形成されてなる半導体ウェーハを被試験対象とする。
テスタ1は、試験プログラム10に従って、通常試験及びそれと共に下限周波数サーチを行う(ステップST1)。下限周波数サーチは、詳細下限周波数サーチ及び簡易周波数サーチからなる。
ステップST1として、詳細下限周波数サーチを含むフローを図10に、簡易下限周波数サーチを含むフローを図11にそれぞれ示す。
図10に示すように、複数(例えば数百個)の半導体チップのうち、初めの数十個(1〜N番目までのN個とする)について、通常試験及び詳細下限周波数サーチが実行される。
半導体ウェーハに形成された各半導体チップについて順次に、プローブ2を接続端子に接触して、試験プログラム20に基づいて通常試験を実行する(ステップST11)。通常試験は、高温又は常温において、例えば試験電圧v=1.08Vにおける動作使用周波数により行われる。
ステップST11で取得した通常試験の結果を判定する(ステップST12)。ステップST11で試験結果がfailのときには、当該半導体チップは不良品であると判定され、当該半導体チップの試験を終了する(ステップST13)。試験結果がpassのときには、ステップST21に進む。各半導体チップについての通常試験の判定結果のデータは、データ格納部12に格納される。
図10のステップST21〜ST25では、試験プログラム20に基づいて詳細下限周波数サーチが実行される。詳細下限周波数サーチのイメージは、第1の実施形態の図4−2と同様である。詳細下限周波数サーチは、試験温度により特に顕著な差異が見られる例えば試験電圧v=1.08Vにおいて行われる。
ステップST21では、サーチ下限周波数(SL)及びサーチ上限周波数(SU)を用いてS1(=(SL+SU)/2)を算出し、S1におけるpass/failを判定する。SUは、通常試験の動作使用周波数とする。
続いて、ステップST22を実行する。ステップST22では、S1の判定結果がpassである場合には、S1及びSLを用いてS2(=(S1+SL)/2)を算出し、S2におけるpass/failを判定する。S2の判定結果がfailである場合には、S1及びSUを用いてS2(=(S1+SU)/2)を算出し、S2におけるpass/failを判定する。
詳細下限周波数サーチは、最終回をM回として、M−1回との差分が最小サーチ単位(分解能により規定される)となるまで行われ、動作下限周波数が決定されて、終了する。図11では、M回目のステップをST(M)と記す。
一例として、M=5の場合(更にステップST23〜ST25を行う場合)について、以下に示す。
続いて、ステップST23を実行する。ステップST23では、S1及びS2を用いてS3(=(S1+S2)/2)を算出し、S3におけるpass/failを判定する。
続いて、ステップST24を実行する。ステップST24では、S2及びS3を用いてS4(=(S2+S3)/2)を算出し、S4におけるpass/failを判定する。
続いて、ステップST25を実行する。ステップST25では、S3及びS4を用いてS5(=(S3+S4)/2)を算出し、S5におけるpass/failを判定する。
なお、ステップST(M)では、S(M−2)及びS(M−1)を用いてS(M)(=(S(M−2)+S(M−1))/2)を算出し、S(M)におけるpass/failを判定することになる。
詳細下限周波数サーチでは、初めの1〜N番目までの半導体チップの各々について、ステップST11〜ST13及びST21〜ST(M)を順次行い、ステップST14において、半導体チップ毎の動作下限周波数を決定する。以下、動作下限周波数をKminと記載する。Kminのデータはデータ格納部12に格納される。
詳細下限周波数サーチの後、その他の試験を行い(ステップST15)、図11に示すように、演算部13は、初めの1〜N番目までの半導体チップについて詳細下限周波数サーチで決定された各Kminの中央値又は平均値を算出する(ステップST31)。この中央値又は平均値をSAとする。1〜N番目までのN個の半導体チップのうち、所定の半導体チップが他の半導体チップに比べてKminが比較的大きく外れた値となることが想定されるため、SAは中央値を採用することが望ましい。
詳細下限電圧サーチの対象となった半導体チップ以外の残りの((N+1)番目〜最後までの)半導体チップについて、通常試験及び簡易下限周波数サーチが実行される。
半導体ウェーハに形成された各半導体チップについて順次に、プローブ2を接続端子に接触して、試験プログラム20に基づいて通常試験を実行する(ステップST11)。通常試験は、高温又は常温において、例えば試験電圧v=1.08Vにおける動作使用周波数により行われる。
ステップST11で取得した通常試験の結果を判定する(ステップST12)。ステップST11で試験結果がfailのときには、当該半導体チップは不良品であると判定され、当該半導体チップの試験を終了する(ステップST13)。試験結果がpassのときには、ステップST41に進む。各半導体チップについての通常試験の判定結果のデータは、データ格納部12に格納される。
図11のステップST41〜ST(M)により、試験プログラム20に基づいて簡易下限周波数サーチが実行される。簡易下限周波数サーチのイメージは、第1の実施形態の図5−2〜図5−6と同様である。簡易下限周波数サーチは、試験温度により特に顕著な差異が見られる例えば試験電圧v=1.08Vにおいて行われる。
図5−2と同様に、ステップST41では、S1=SAにおけるpass/failを判定する。
ステップST41においてS1の判定結果がfailである場合には、ステップST42に進む。ステップST42では、S1から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ周波数を上げてS2を算出し、S2におけるpass/failを判定する。S2の判定結果がpassである場合には、S2がKminと決定されて、簡易下限周波数サーチを終了する。この場合をケース(1)とする。
図5−3と同様に、ステップST41においてS1の判定結果がpassである場合には、ステップST43に進む。ステップST43では、S1から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ周波数を下げてS3を算出し、S3におけるpass/failを判定する。S3の判定結果がfailである場合には、S1(=SA)がKminと決定されて、簡易下限周波数サーチを終了する。この場合をケース(2)とする。
図5−4と同様に、ステップST43においてS3の判定結果がpassである場合には、ステップST44に進む。ステップST44では、S3から最小サーチ単位(最小ステップ)だけ周波数を下げてS4を算出し、S4におけるpass/failを判定する。S4の判定結果がfailである場合には、S3がKminと決定されて、簡易下限周波数サーチを終了する。この場合をケース(3)とする。
図5−5と同様に、ステップST42においてS2の判定結果がfailである場合には、簡易下限周波数サーチを終了する。この場合をケース(4)とする。その後、当該半導体チップについては、上記した詳細下限周波数サーチが実行され、Kminが決定される。
図5−6と同様に、ステップST44においてS4の判定結果がpassである場合には、簡易下限周波数サーチを終了する。この場合をケース(5)とする。その後、当該半導体チップについては、上記した詳細下限周波数サーチが実行され、Kminが決定される。
簡易下限周波数サーチでは、ケース(1),(2)のときには2回のサーチでKminが決定される。ケース(3)の場合には3回のサーチでKminが決定される。このように、ケース(1)〜(3)であれば、サーチに要する試験工数が削減され、試験時間の増大を抑えて試験コストの低減が実現する。一方、ケース(4),(5)の場合には詳細下限周波数サーチを要する。しかしながら、Vminが決定される半導体チップの殆ど(98%以上)がケース(1)〜(3)に該当することが確認されている。即ち、簡易下限周波数サーチを行う殆どの半導体チップがケース(1)〜(3)に該当し(98%以上)、ケース(4),(5)の場合は極稀である(2%以下)。従って、詳細下限周波数サーチと共に簡易下限周波数サーチを採用することにより、試験工数が削減され、試験時間の短縮及び試験コストの低減が実現する。
以上のようにして、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップの全てについて、ステップST1が終了する。詳細下限周波数サーチ及び簡易下限周波数サーチで取得された各半導体チップのKminのデータは、データ格納部12に格納される。その後、ステップST2に進む。
ステップST2では、演算部13は、データ格納部12に格納されている各半導体チップのKminのデータを集計し、Kminの中央値又は平均値及びKminの分布(例えば6σ)を算出する。その後、ステップST3に進む。
ステップST3では、判定部14は、算出されたKmin分布を用いて、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップのうち、ステップST12で不良品であると判定されたものを除く全てについて、良品又は不良品の判定を行う。当該半導体チップのKminが設定された基準を満たしていれば、当該半導体チップは良品と判定される。設定された基準を満たしていない場合には、動作下限周波数異常の半導体チップであり、不良品と判定される。
データ格納部12に格納されているステップST12による通常試験の判定結果のデータと、ステップST3によるKminに関する判定結果のデータとが、最終判定サーバ4に入力される。最終判定サーバ4は、双方の判定結果のデータを総合して、半導体ウェーハに形成された複数の半導体チップのうちの最終的な良品を決定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、詳細下限周波数サーチと共に簡易下限周波数サーチを採用することにより、試験工数が削減され、試験時間の短縮及び試験コストの低減が実現するも、半導体チップの良品/不良品の正確な判定を行うことができる。
本実施形態は、動作電圧を固定して動作下限周波数を決定するものであって、例えば、ロジック回路の動作速度を確認する試験等に適用することにより、高い不良品検出精度を得ることができる。
(その他の実施形態)
上述した第1及び第2の実施形態による試験システムにおける所定の各構成要素(図1及び図8の決定部11、演算部13及び判定部14等)の機能は、図1の試験プログラム10又は図8の試験プログラム20と共に、コンピュータのRAMやROM等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、試験方法の各ステップ(図11及び図9のステップST1〜ST3、図4−1及び図10のステップST11〜ST15、図5−1及び図11のステップST31〜ST44等)は、試験プログラム10,20と共に、コンピュータのRAMやROM等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。試験プログラム10,20及びこのプログラム、並びにこれらのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本実施形態に含まれる。
具体的に、上記のプログラムは、例えばCD−ROMのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。上記のプログラムを記録する記録媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、LAN、インターネットの等のWAN、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。
また、本実施形態に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより第1及び第2の実施形態の機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して第1及び第2の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて第1及び第2の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。
以下、試験装置及び試験方法の諸態様を付記としてまとめて記載する。
(付記1)複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行う試験装置であって、
前記機能試験に際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の動作下限値を決定する決定部と、
決定された前記動作下限値を集計して分布を算出する演算部と、
算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う判定部と
を含むことを特徴とする試験装置。
(付記2)前記決定部は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、複数回の演算により前記動作下限値を決定することを特徴とする付記1に記載の試験装置。
(付記3)前記決定部は、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行って前記動作下限値を決定する第1の下限電圧サーチと、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限電圧サーチで決定された前記動作下限値を用いて2回又は3回の演算を行って前記動作下限値を決定する第2の下限電圧サーチとを行うことを特徴とする付記2に記載の試験装置。
(付記4)前記決定部は、前記第2の下限電圧サーチにおいて3回の演算で前記動作下限値が決定されない場合には、前記第1の下限電圧サーチを行うことを特徴とする付記3に記載の試験装置。
(付記5)複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の動作下限値を決定する工程と、
決定された前記動作下限値を集計して分布を算出する工程と、
算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う工程と
を含むことを特徴とする試験方法。
(付記6)前記動作下限値を決定する工程は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、複数回の演算により前記動作下限値を決定することを特徴とする付記5に記載の試験方法。
(付記7)前記動作下限値を決定する工程は、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行って前記動作下限値を決定する第1の下限電圧サーチと、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限電圧サーチで決定された前記動作下限値を用いて2回又は3回の演算を行って前記動作下限値を決定する第2の下限電圧サーチとを行うことを特徴とする付記6に記載の試験方法。
(付記8)前記動作下限値を決定する工程は、前記第2の下限電圧サーチにおいて3回の演算で前記動作下限値が決定されない場合には、前記第1の下限電圧サーチを行うことを特徴とする付記7に記載の試験方法。
(付記9)複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の動作下限値を決定する手順と、
決定された前記動作下限値を集計して分布を算出する手順と、
算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(付記10)前記動作下限値を決定する手順は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、複数回の演算により前記動作下限値を決定することを特徴とする付記9に記載のプログラム。
(付記11)前記動作下限値を決定する手順は、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行って前記動作下限値を決定する第1の下限電圧サーチと、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限電圧サーチで決定された前記動作下限値を用いて2回又は3回の演算を行って前記動作下限値を決定する第2の下限電圧サーチとを行うことを特徴とする付記10に記載のプログラム。
(付記12)前記動作下限値を決定する手順は、前記第2の下限電圧サーチにおいて3回の演算で前記動作下限値が決定されない場合には、前記第1の下限電圧サーチを行うことを特徴とする付記11に記載のプログラム。
1 テスタ
2 プローブ
3 コンピュータ
4 最終判定サーバ
10,20 試験プログラム
11 決定部
12 データ格納部
13 演算部
14 判定部

Claims (10)

  1. 複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行う試験装置であって、
    前記機能試験に際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する決定部と、
    決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する演算部と、
    算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う判定部と
    を含み、
    前記決定部は、
    前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行って前記第1の動作下限値を決定する第1の下限値サーチと、
    残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行って前記第2の動作下限値を決定する第2の下限値サーチと
    を行うことを特徴とする試験装置。
  2. 前記決定部は、前記第2の下限値サーチにおいて、前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、前記第1の動作下限値における第1の状態を判定し、続く1回又は2回の演算で第2の状態に移る場合には前記第2の動作下限値を決定することを特徴とする請求項1に記載の試験装置。
  3. 前記決定部は、前記第2の下限値サーチにおいて前記2回目の演算後も前記第1の状態に留まる場合には、前記第1の下限値サーチを行うことを特徴とする請求項2に記載の試験装置。
  4. 前記決定部は、前記第2の下限サーチにおいて3回の演算で前記動作下限値が決定されない場合には、前記第1の下限サーチを行うことを特徴とする請求項に記載の試験装置。
  5. 複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する工程と、
    決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する工程と、
    算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う工程と
    を含み、
    前記第1の動作下限値は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行う第1の下限値サーチにより決定され、
    前記第2の動作下限値は、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行う第2の下限値サーチにより決定されることを特徴とする試験方法。
  6. 前記第2の下限値サーチは、前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、前記第1の動作下限値における第1の状態を判定し、続く1回又は2回の演算で第2の状態に移る場合には前記第2の動作下限値を決定することを特徴とする請求項5に記載の試験方法。
  7. 前記第2の下限値サーチは、前記2回目の演算後も前記第1の状態に留まる場合には、前記第1の下限値サーチを行うことを特徴とする請求項6に記載の試験方法。
  8. 複数の電子デバイスについて、前記電子デバイス毎に第1の温度における機能試験を行うに際して、前記電子デバイス毎に電圧又は周波数の第1の動作下限値又は第2の動作下限値を決定する手順と、
    決定された前記第1の動作下限値及び前記第2の動作下限値を集計して分布を算出する手順と、
    算出された前記分布を用いて、前記電子デバイスについて良品又は不良品の判定を行う手順と
    をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記第1の動作下限値は、前記機能試験に際して取得したサーチ上限値及びサーチ下限値を用いて、第1の数の前記電子デバイスについて最小サーチ単位まで複数回の演算を行う第1の下限値サーチにより決定され、
    前記第2の動作下限値は、残りの前記電子デバイスについて前記第1の下限値サーチで決定された前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、2回又は3回の演算を行う第2の下限値サーチにより決定されることを特徴とするプログラム。
  9. 前記第2の下限値サーチは、前記第1の動作下限値の平均値又は中央値から前記最小サーチ単位で変化させた値を用いて、前記第1の動作下限値における第1の状態を判定し、続く1回又は2回の演算で第2の状態に移る場合には前記第2の動作下限値を決定することを特徴とする請求項8に記載のプログラム。
  10. 前記第2の下限値サーチは、前記2回目の演算後も前記第1の状態に留まる場合には、前記第1の下限値サーチを行うことを特徴とする請求項9に記載のプログラム。
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