JPH0622254B2 - 半導体集積回路の検査装置 - Google Patents

半導体集積回路の検査装置

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JPH0622254B2
JPH0622254B2 JP58173519A JP17351983A JPH0622254B2 JP H0622254 B2 JPH0622254 B2 JP H0622254B2 JP 58173519 A JP58173519 A JP 58173519A JP 17351983 A JP17351983 A JP 17351983A JP H0622254 B2 JPH0622254 B2 JP H0622254B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体集積回路の検査装置の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体ウェハ上に同一形状をなす複数のチップを
規則的に配置した構造の半導体集積回路において、その
チップの集積密度が高くなるに伴ない、検査に長時間要
するようになる。
ところで、従来、前記半導体集積回路の検査にあたって
は第1図に示す検査装置を用いて行なっている。図中1
は検査装置本体であり、この本体1には中央処理回路,
期待値パターン発生器,各種タイミング特性発生器,D
Cパラメトリック特性値,比較判定回路を具備してい
る。前記装置本体1には例えば2つのテストヘッド
,2が接続されている。これらテストヘッド
,2は前記装置本体1からの信号,検査条件等を
受け、ドライバー回路で波形整形等を行なった後、その
信号を後記するプローブマシンのプローブ針に与える機
能を有すると共に、該プローブマシンからのチップの出
力信号を前記装置本体1内の比較判定回路へ転送する機
能をもつ。また、前記各テストヘッド2,2は夫々
プローブマシン3,3に接続されている。これらプ
ローブマシン3,3は1枚のプローブカードを装備
し、1チップ測定可能な構成になっている。
次に、前述した第1図の検査装置を半導体集積回路の検
査を行なうには、まず半導体ウェハをXY方向に、移動
するステージ上に固定し、該ウェハに規則的に配列され
た所定の2つのチップのパッドにプローブマシン3
の針を接触させるい。つづいて、装置本体1から発
生された各タイミング特性の信号をテストヘッド2
に与え、該テストヘッド2,2にて入力信号を
ドライバー回路で波形整形する。波形整形された信号は
プローブマシン2,2の針を介してウェハの1チッ
プ夫々のパッドに夫々に与えられる。各チップからの出
力信号は各テストヘッド2,2で波形整形され、装
置本体に送られ、ここでタイミング特性の期待値パター
ンと比較して良,不良の判定を行なうと共に、その情報
を中央処理回路に記憶する。一方DCパラメトリック特
性のテストにおいては、装置本体1から測定条件を各テ
ストヘッド2,2に印加し、該テストヘッド2
からデータをプローブマシン3,3の針を介し
てウェハの所定の1チップ夫々のパッドに同時に与え
る。各チップからの出力信号は各テストヘッド2,2
のA/D変換回路を介してディジタル変換され、その信
号は装置本体1に転送され、ここでDCパラトリック特
性の制限値と比較して良,不良の判定を行なうと共に、
その情報を中央処理回路に記憶する。このように中央処
理回路に記憶された夫々チップの情報にもとづき、タイ
ミング特性,DCパラメトリック特性のいずれかが不良
と判定されたチップに対してはインカーにてそのチップ
上にインク打点を行なうか、或いはスクラッチパッドで
キズを入れ、後工程での良,不良の判別を明確にする。
1チップ夫々の検査が終了すると、ステージによりウェ
ハを2チップ分の距離だけX方向又はY方向に移動させ
る。XY方向に規則的に配列された全てのチップの検査
が終了すると、半導体集積回路はキャリアに収納され、
ステージ上には次の半導体集積回路のアライメント,プ
ローブマシンのセットがなされる。
しかしながら、第1図図示の検査装置による検査方法は
半導体ウェハ上の1チップずつしか同時検査できないた
め、ウェハ上のチップの高密度化が進行すると、一つの
半導体集積回路に要する検査時間が長くなるという欠点
を有する。
このようなことから、検査時間を短縮するために、第2
図に示す如く装置本体1に4つのテストヘッド2〜2
を並列接続し、かつこれらテストヘッド2〜2
夫々プローブマシン3〜3を接続した構造の検査装
置を用いて半導体集積回路の検査を行なうことが考えら
れる。しかしながら、こうした方法では4チップ夫々同
時測定のために4つのテストヘッドと4つのプローブマ
シンを必要とし、装置のコストの高騰化,スペースの増
大を招くばかりか、チップの微細化に伴なって各プロー
ブマシンのセット作業も煩雑化する等の問題が生じる。
〔発明の目的〕
本発明は、半導体集積回路の1チップ当たりの検査時間
の短縮を図ることができ、テストコストの低減化を達成
することができる半導体集積回路の検査装置を提供しよ
うとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体ウェハ上に同一形状をなす複数のチッ
プを規則的に配置した構造の半導体集積回路を検査する
装置において、 所定の信号出力及び検査の良、不良の判定信号の記憶機
能を有する中央処理回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記半導体集積回路の所
定のチップからの出力信号とタイミング特性期待値パタ
ーンとを比較判定する第1の比較判定回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
指令にも基づいて所定のタイミング特性期待値パターン
を前記比較判定回路に出力する期待値パターン発生回路
と、 前記中央処理回路に接続され、前記半導体集積回路の所
定のチップからの出力信号とDCパラメトリック特性の
制限値とを比較判定する第2の比較判定回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
指令にも基づいて所定のDCパラメトリック制限値を前
記第2の比較判定回路へ出力する制限値発生回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
タイミング特性信号及びDCパラメトリック特性信号が
それぞれ独立して入力される少なくとも2台以上のテス
トヘッドと、 前記各テストヘッドにそれぞれ接続され、前記半導体集
積回路の少なくとも2つ以上のチップに接続される2つ
以上のプローブマシンとを具備し、 前記中央処理回路からのタイミング特性信号は、前記各
テストヘッド及び各プローブマシンを通して前記半導体
集積回路の各チップに独立して同時に入力され、それら
チップからの出力信号は前記第1の比較判定回路で前記
期待値パターン発生回路から出力されたタイミング特性
の期待値パターンと独立して同時に比較されて、前記各
チップのタイミング特性の良、不良の判定がなされ、 前記中央処理回路からのDCパラメトリック特性の信号
は、前記各テストヘッド及び各プローブマシンを通して
前記半導体集積回路の各チップに独立して同時に入力さ
れ、それらチップからの出力値は前記第2の比較判定回
路で前記制限値発生回路から出力されたDCパラメトリ
ック特性の制限値と独立して同時に比較されて、前記各
チップのDCパラメトリック特性の良、不良の判定がさ
れることを特徴とする半導体集積回路の検査装置であ
る。
このような検査装置によれば、1台の装置本体で複数の
プローブマシンを制御することによって、1プローブマ
シン内で複数のチップを完全並列測定(タイミング特
性、DCパラメトリック特性を複数個同時に測定)し
て、全く独立に良、不良の判定を行うことができ、既述
したように1チップ当たりの検査時間の短縮を図ること
ができ、テストコストの低減化を達成することができ
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第3図を参照して詳細に説明す
る。
第3図は本発明の検査装置を示すブロック図である。図
中の11は半導体検査装置本体であり、この本体11
には中央処理回路としてのCPU12,タイミング発生回
路13,第1の比較判定回路14,期待値パターン発生
回路15,DCパラメトリック検査発生回路16,第2
の比較判定回路17及び制限値発生回路18が組み込ま
れている。
前記CPU12はタイミング特性とDCパラメトリック特
性を検査するプログラムが格納され、かつ検査結果を記
憶する機能を有する。このCPU12は前記タイミング発
生回路13に接続されている。このタイミング発生回路
13はCPU12からのタイミング特性の検査条件等を受
け、その検査条件を該回路13と接続した後述する2台
のテストヘッドに出力する機能を有する。また、前記CP
U12は前記期待値パターン発生回路15に接続されて
いる。この発生回路15は該CPU12の指令に基づいて
所定のタイミング特性期待値パターンを、これと接続す
る前記第1の比較判定回路14に出力する機能を有す
る。この第1の比較判定回路14は4つの比較判定部を
装備し、これら判定部により後述する2台のテストヘッ
ド等を介して入力された半導体集積回路の4つのチップ
信号と前記発生回路15からのタイミング特性期待値パ
ターンとを独立して同時に比較判定し、それら判定信号
を該判定回路14と接続したCPU12の所定の記憶領域
に同時に出力する機能を有する。更に、前記CPU12は
前記DCパラメトリック検査発生回路16に接続されて
いる。この発生回路16はCPU12からのDCパラメト
リック特性の検査条件等を受け、その検査条件を、該発
生回路16と接続した後述する2台のテストヘッドに出
力する機能を有する。前記CPU12は前記制限値発生回
路18に接続されている。この発生回路18は該CPU1
2の指令に基づいて所定のパラメトリック特性の制限値
を、これと接続した前記第2の比較判定回路17に出力
する機能を有する。この第2の比較判定回路17は4つ
の比較判定部を装備し、これら判定部により後述する2
台のテストヘッド等を介して入力された半導体集積回路
の4チップの信号と前記制限値発生回路18からの制限
値とを独立して同時に比較判定し、それら判定信号を該
判定回路17と接続したCPU12の所定の記憶領域に独
立して同時に出力する機能を有する。
また、前記装置本体11に組込まれたタイミング発生回
路13は2台のテストヘッド19,19に夫々2本
のバスラインを介して接続されている。同本体11に組
込まれたDCパラメトリック検査発生回路16も前記各
2台のテストヘッド19,19に夫々2本のバスラ
インを介して接続されている。前記2台のテストヘッド
19,19は前記第1の比較判定回路14に夫々2
本のバスラインを介して接続していると共に、前記第2
の比較判定回路17にも夫々2本のバスラインを介して
接続されている。こうした各テストヘッド19,19
は前記タイミング発生回路13からのタイミング特性
信号を受け、2つのドライバー回路で波形整形し、その
信号を後述する2つのプローブマシンを介して半導体集
積回路のチップに独立して出力すると共に、各チップか
らの出力信号を前記第1の比較判定回路14へ転送する
機能を有する。また、各テストヘッド19,19
前記DCパラメトリック検査発生回路16からのDCパ
ラメトリック特性測定用信号を受け、この信号を後述す
る2つのプローブマシンを介して半導体集積回路のチッ
プに独立して出力すると共に、各チップからの出力値を
2つのA/D変換回路でディジタル変換し、前記第2の
比較判定回路17へ転送する機能を有する。
更に、前記各テストヘッド19,19は夫々プロー
ブマシン20,20に接続されている。これらプロ
ーブマシン20,20は例えば2チップ同時測定用
のプローブカードを装備している。
次に、前述した第3図図示の検査装置を用いて半導体集
積回路のチップの検査方法を説明する。
まず、XY方向に移動するステージ(図示せず)上に半
導体集積回路の半導体ウェハをアライメントし、固定し
た後、該ウェハに規則的に配列された所定の2チップ夫
々のパッドにプローブマシン20,20の針を接触
させる。
次いで、装置本体11のCPU12からタイミング特性の
検査条件をタイミング発生回路13に出力し、該発生回
路13よりタイミング特性の信号を2台のテストヘッド
19,19に独立して同時に出力する。2台のテス
トヘッド19,19では入力信号をドライバー回路
で波形整形される。この場合、1台のテストヘッドで2
チップ用の信号を全て独立して発生される。こうした各
テストヘッド19,19からの信号はプローブマシ
ン20,20のプローブカード,針を介してウェハ
上の2チップ夫々の全てのパッドに与えられる。4チッ
プからの出力内容は2チップ分づつ各テストヘッド19
,19で波形整形され、装置本体11の第1の比較
判定回路14に出力される。この第1の比較判定回路1
4にはCPU12からの指令により期待値パターン発生回
路15より所定のタイミング特性期待値パターンが入力
されており、該比較判定回路14内の4つの比較判定部
で前記4チップの出力内容と期待値パターンとを独立し
て同時に比較され良,不良の判定が行なわれる。このよ
うな判定情報はCPU12のレジスタに独立して同時に記
憶される。
次いで、装置本体11のCPU12からDCパラメトリッ
ク特性の検査条件(電圧条件,測定条件)をDCパラメ
トリック検査発生回路16に出力し、該発生回路16よ
りパラメトリック特性の信号を2台のテストヘッド19
,19に独立して同時に出力する。2台のテストヘ
ッド19,19では2チップ用の信号を全て独立し
て発生される。こうした各テストヘッド19,19
からの信号はプローブマシン20,20のプローブ
カード,針を介してウェハ上の2チップ夫々の全てのパ
ッドに与えられる。4チップからの出力内容は2チップ
づつ各テストヘッド19,19でA/D変換器によ
り独立して同時にディジタル変換され、それらは装置本
11の第2の比較判定回路17に出力される。この第
2の比較判定回路17にはCPU12からの指令により制
限値発生回路18より所定のDCパラメトリック特性制
限値が入力されており、該比較判定回路17内の4つの
比較判定部で前記4チップの出力内容と制限値とを独立
して同時に比較され、良,不良の判定が行なわれる。こ
のような判定情報はCPU12のレジスタに独立して同時
に記憶される。
次いで、タイミング特性とDCパラメトリック特性が4
チップ全て完全同時に検査すると、各チップに対してど
のチップが不良かをCPU12でソフト的に処理され、不
良のチップに対しては検査装置と接続したインカーにて
インク打点するか、スクラッチにてパッドにキズを付け
る。4チップの検査が終了すると、ステージによりウェ
ハを2チップ分の距離だけX方向又はY方向に移動させ
る。XY方向に規則的に配列された全てのチップの検査
が終了すると、半導体集積回路はキャリアに収納され、
ステージには次の半導体集積回路のアライメント,プロ
ーブマシンのセットがなされる。
しかして、本発明の検査装置によれば1台の半導体検査
装置本体で複数(ここでは2つ)のプローブマシンを制
御し、1ブローブマシン内でチップを完全並列測定(タ
イミング特性、DCパラメトリック特性を複数個同時に
測定)して、全く独立に良、不良を判定し、ほぼ1チッ
プの測定時間で4チップの検査を行うことができる。そ
の結果、1チップ当たりの検査時間の短縮を図ることが
できるため、テスト効率の向上、テストコストの低減化
を達成することができる。
なお、前記実施例の検査装置による検査手順はタイミン
グ特性の検査を先に、DCパラメトリック特性の検査を
後に行ったが、これを逆にしてもよい。
また、本発明に係る検査装置は第3図に示す構造のもの
に限定されない。例えば第4図に示す如く2台のテスト
ヘッド19,19に各各4チップそれぞれ測定可能
なプローブマシン20′,20′を接続した構造に
してもよい。なお、かかる検査装置では第1,第2の比
較判定回路14,17はいずれも8個の比較判定部を備
え、かつテストヘッド19,19中には各々ドライ
バー回路,A/D変換回路を4つ装備されている。この
ような構成の検査装置によれば1プローブマシン内で4
チップ同時に測定し、2プローブマシン20′,2
0′を2台のテストヘッド19,19,1台の装
置本体11で制御することによって8チップ完全並列測
定が可能なため、半導体集積回路中の1チップ当りの検
査時間をより一層短縮できる。
更に、本発明に係る検査装置は第3図図示の構造に限定
されず、装置本体に3台以上のテストヘッドを接続した
り、プローブマシンとして8チップそれぞれ測定可能な
プローブカードを装備したものを用いたりしてもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明によれば半導体集積回路の
1チップ当たりの検査時間の短縮を図ることができ、テ
スト効率の向上とテストコストの低減化を達成すること
が可能な半導体集積回路の検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々従来の検査装置を示すブロック
図、第3図は本発明の一実施例を示す検査装置のブロッ
ク図、第4図は本発明の他の実施例を示す検査装置のブ
ロック図である。11 ……半導体検査装置本体、12……CPU、13……
タイミング発生回路、14……第1の比較判定回路、1
5……期待値パターン発生回路、16……DCパラメト
リック検査発生回路、17……第2の比較判定回路、1
8……制限値発生回路、19,19……テストヘッ
ド、20,20,20′,20′……プローブ
マシン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウェハ上に同一形状をなす複数のチ
    ップを規制的に配置した構造の半導体集積回路を検査す
    る装置において、 所定の信号出力及び検査の良、不良の判定信号の記憶機
    能を有する中央処理回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記半導体集積回路の所
    定のチップからの出力信号とタイミング特性期待値パタ
    ーンとを比較判定する第1の比較判定回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
    指令にも基づいて所定のタイミング特性期待値パターン
    を前記比較判定回路に出力する期待パターン発生回路
    と、 前記中央処理回路に接続され、前記半導体集積回路の所
    定のチップからの出力信号とDCパラメトリック特性の
    制限値とを比較判定する第2の比較判定回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
    指令にも基づいて所定のDCパラメトリック制限値を前
    記第2の比較判定回路へ出力する制限値発生回路と、 前記中央処理回路に接続され、前記中央処理回路からの
    タイミング特性信号及びDCパラメトリック特性信号が
    それぞれ独立して入力される少なくとも2台以上のテス
    トヘッドと、 前記各テストヘッドにそれぞれ接続され、前記半導体集
    積回路の少なくとも2つ以上のチップに接続される2つ
    以上のプローブマシンとを具備し、 前記中央処理回路からのタイミング特性信号は、前記各
    テストヘッド及び各プローブマシンを通して前記半導体
    集積回路の各チップに独立して同時に入力され、それら
    チップからの出力信号は前記第1の比較判定回路で前記
    期待値パターン発生回路から出力されたタイミング特性
    の期待値パターンと独立して同時に比較されて、前記各
    チップのタイミング特性の良、不良の判定がなされ、 前記中央処理回路からのDCパラメトリック特性の信号
    は、前記各テストヘッド及び各プローブマシンを通して
    前記半導体集積回路の各チップに独立して同時に入力さ
    れ、それらチップからの出力値は前記第2の比較判定回
    路で前記制限値発生回路から出力されたDCパラメトリ
    ック特性の制限値と独立して同時に比較されて、前記各
    チップのDCパラメトリック特性の良、不良の判定がさ
    れることを特徴とする半導体集積回路の検査装置。
JP58173519A 1983-09-20 1983-09-20 半導体集積回路の検査装置 Expired - Lifetime JPH0622254B2 (ja)

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US5095267A (en) * 1990-03-19 1992-03-10 National Semiconductor Corporation Method of screening A.C. performance characteristics during D.C. parametric test operation
US5039602A (en) * 1990-03-19 1991-08-13 National Semiconductor Corporation Method of screening A.C. performance characteristics during D.C. parametric test operation
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