JPH0653299A - バーンイン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣチップのバーンインテストを簡単に行
い、またテスト中のＩＣチップの焼損を防止すること。 【構成】 ＩＣチップのバーンインテストを行うにあた
り、プローブ装置を用いてウエハ保持台に温度ストレス
手段を設けると共に検査回路に電気的ストレス手段を組
み込むことによりバーンイン装置を構成する。電源部３
と各ＩＣチップとの間に、遮断部をなすリレーＲＹ１〜
ＲＹｎと電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎとの直列回路を夫々設
け、電流検出抵抗の両端電圧をチャンネル６−１〜６−
ｎを介してマルチプレクサ６により順次差動増幅回路６
１に入力し、過電流が流れたときに電源部３をオフに
し、該当するリレーを開成するように構成する。またメ
モリ８内に、前記各チャンネルの配線抵抗の補正値を記
憶させておき、電流検出値を補正値により補正するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバーンイン装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路チップは、半導体ウエハ上に成
膜などのプロセスを経て形成され、その後分断されてパ
ッケージングされることにより製品化されていくが、プ
ロセス中の成膜欠陥などにより集積回路内に潜在的な欠
陥が含まれることがある。このようなＩＣ（集積回路）
チップは実装後にやがて欠陥が顕在化してトラブルを起
こす確率が高いため、予め過酷な条件下でストレスを加
速させて欠陥を顕在化する必要があり、このためバーン
インテストとよばれるストレス負荷テストが行われる。

【０００３】従来バーンインテストは、パッケージされ
たＩＣチップをストレス負荷器内に装着して加熱あるい
は冷却すると共にＩＣチップの端子に過電圧や定格パル
スから外れた検査パルスを与え、例えば各端子に流れる
電流を測定し、スクリーニングを行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うにしてバーンインテストを行う場合には、パッケージ
されたＩＣチップをストレス負荷器に装着し、テスト終
了後に取り外さなければならないので作業が面倒であ
り、このためバーンインテスト工程全体に要する時間が
長く、スループット向上の妨げの一因になっていた。ま
たこの時点で欠陥が顕在化したＩＣチップについては、
既にパッケージングされているため欠陥が軽微であって
も救済することが困難であった。

【０００５】更にまたバーンインテスト時にＩＣチップ
が不良化した場合、ＩＣチップ内で短絡が起こって過大
電流が流れ、これにより当該ＩＣチップが焼損して救済
が不可能になるという問題もあった。

【０００６】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、例えばウエハ上の被検査チ
ップに対してバーンインテストを簡単に行うことがで
き、しかも被検査チップの焼損を防止することのできる
バーンイン装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決する手段】請求項１の発明は、被検査体上
に形成された被検査チップの電極パッドに、プローブカ
ードに配列された接触手段を接触させて電気的測定を行
うプローブ装置において、被検査チップに温度ストレス
を与える温度ストレス手段と、被検査チップに電気的ス
トレスを与える電気的ストレス手段と、被検査チップに
電源電圧を印加する電源部と、被検査チップからの電気
信号を測定する測定部と、前記電源部から被検査チップ
を切り離すための遮断部と、前記電源部から被検査チッ
プに流れる電流を検出し、電流検出値が設定値を越えた
ときに前記遮断部に遮断指令を出力する電流監視部と、
を設けてなることを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、接触手段を複数の被検査チップの電極パッドに一括
して接触するように夫々対応して設け、電流監視部は、
電源部と被検査チップとの間の通電路に夫々設けられた
電流検出抵抗と、この電流検出抵抗の両端間の電圧を入
力して当該電流検出抵抗に流れる電流を検出する共通の
電流検出部と、各電流検出抵抗の両端間の電圧をチャン
ネルを介して順次電流検出部に入力するチャンネル切り
替え部と、前記チャンネルに夫々対応する補正値が記憶
され、チャンネル切り替え部にて選択されたチャンネル
に対応する補正値にもとずいて電流検出部の電流検出値
を補正する補正手段と、を有してなることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】被検査体に接触手段を接触させると共に、当該
被検査体に例えばその保持台を加熱することにより温度
ストレスを与え、また電源部から被検査チップに例えば
過電圧を印加するなど電気的ストレスを与え、このよう
な過酷な状況下で被検査チップに接触している接触手段
から電流信号を取り出して良否を判定する。

【００１０】一方被検査チップが不良になって電源部か
ら過大電流が流れると、電流監視部から切り離し指令が
遮断部に与えられて当該被検査チップが電源部から切り
離され、被検査チップの焼損が防止される。そして請求
項２の発明のように例えば電源部からの電流を電流検出
抵抗により検出する場合、チャンネル毎に部品の抵抗値
やその配置の差異などにより電流検出値に差が出るた
め、予めチャンネル毎に補正値を求めておき、この補正
値にもとずいて電流検出値を補正することにより電流の
測定が高精度にて可能となる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係るバーンイン装
置の外観図、図２は装置の内部の一部を示す斜視図であ
る。図中１は装置本体の外装部をなす筐体であり、この
装置は、半導体ウエハをロードするためのロード部１
１、上部にプローブカード２が取り付けられる検査部１
２、及びテスタが内蔵されたテスタ部１３を有してい
る。１４は位置合わせ用のＣＲＴカメラ、１５は操作パ
ネルである。

【００１２】前記プローブカード２は、例えば半導体ウ
エハＷ上のＩＣチップを最大３４個同時に測定できるよ
う３４個のＩＣチップの電極パッドに夫々対応して配列
された複数のプローブ針２１が設けられている。このプ
ローブカード２の上方側には、コンタクトリング２０を
介して前記プローブ針２１と電気的に接続されるように
パフォマンスボード２２が配置される。

【００１３】またプローブカード２の下方側には、駆動
機構２３によりＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能なウエハ
保持台２４が設置されている。ウエハ保持台２４には、
ウエハＷに対して温度ストレスを与える温度ストレス手
段、例えばウエハＷを加熱あるいは冷却するための温度
調整器（図では見えない）が内蔵されている。ウエハＷ
上のＩＣチップとテスタ部１３内のテスタとは、ウエハ
保持台２４を上昇させてＩＣチップの電極パッドとプロ
ーブ針２１とを接触させることにより、このプローブ針
２１及びコンタクトリング２０、パフォマンスボ−ド２
２を介して電気的に接続される。

【００１４】次に前記テスタ内の検査回路のハード構成
について述べると、図３〜図５は、テスタとウエハＷ上
のＩＣチップとがプローブ針により電気的に接続された
状態を示す回路図であり、この実施例では例えばｎ個の
ＩＣチップＩＣ１〜ＩＣｎに対して電源電圧を印加する
ための電源部３が設けられている。ただし図中２５は各
ＩＣチップＩＣ１〜ＩＣｎに温度ストレスを与える温度
ストレス手段を指しており、これは前記ウエハ保持台２
４内の温度調整器に相当する。この電源部３と各ＩＣチ
ップＩＣ１〜ＩＣｎとの間には、各ＩＣチップ毎に電流
監視部の一部を構成する電流検出部４−１〜４−ｎと、
遮断部をなすリレーＲＹ１〜ＲＹｎとの直列回路が接続
されている。

【００１５】更に各ＩＣチップＩＣ１〜ＩＣｎのピンに
試験用の電気信号を入力するための入力回路部５が設け
られ、入力回路部５と各ピンとの間には、入力回路部５
とピンとの接続を選択するようにリレーからなるリレー
回路５１が介装されている。また各ＩＣチップＩＣ１〜
ＩＣｎのピンに流れる電流を順次測定するために、各ピ
ンに対して、リレーよりなるリレー回路５２を介して電
流測定部５３が接続されている。。

【００１６】各電流検出部４−１〜４−ｎは、電源部コ
ントローラ３１及びリレーコントローラ３２に接続され
ており、電源部コントローラ３１は、電流検出部４−１
〜４−ｎにて検出した電流検出値が設定値を越えたとき
に電源部３をオフにする機能を有し、またリレーコント
ローラ３２は、前記電流検出値が設定値を越えたとき
に、設定値を越えた電流が流れているＩＣチップ（ＩＣ
１〜ＩＣｎ）と電源部３との間を遮断するために、該当
するリレー（ＲＹ１〜ＲＹｎ）に遮断指令を出力する機
能を有する。ただし実際には、一旦全リレーを開成し、
電源部３がオフにった後、過電流が流れたリレー以外の
リレーを開成することにより結果的に該当するリレーの
みを遮断するようにしている。前記電流検出部４−１〜
４−ｎ、電源コントローラ３１及びリレーコントローラ
３２は、この例では電流監視部の一部を構成するもので
あり、電流監視部の詳細については後述する。

【００１７】ここで前記入力回路部５の一例について、
１個のＩＣチップを取り上げて図４を参照しながら説明
する。図４の例では、ＩＣチップＩＣ１は９本のピンを
備えており、１番ピン、２番ピンにリレーＲＹ１Ａ、Ｒ
Ｙ１Ｂ及び電流検出部４−１Ａ、４−１Ｂを介して電源
部３Ａ、３Ｂが接続されている。前記入力回路部５は、
３つの電圧ストレス部５Ａ〜５Ｃと２個のパルスストレ
ス部５Ｄ、５Ｅとを備えており、電圧ストレス部５Ａ〜
５Ｃは夫々３〜５番ピンに直流の電圧ストレスを印加す
る機能を有し、パルスストレス部５Ｄ、５Ｅは、例えば
６番ピン、７番ピンに夫々ＲＡＳ（ロー・アドレス・ス
トローブ）信号、ＣＡＳ（カラム・アドレス・ストロー
ブ）信号を仕様から外れてオーバラップして印加するな
どの過酷パルス試験を行うものである。また８番ピン、
９番ピンはアースに接続されている。前記電流測定部５
３は、１番ピン〜９番ピンまでの各ピンに流れる電流を
順次取り込み、設定値と比較して良否を判定する。

【００１８】この例では電源部３はＩＣチップＩＣ１に
対して仕様で定められた電圧の他に、例えばその電圧に
対して±５０％の電圧を印加して過酷条件を作り出す役
割も果たし、従って電源部３と入力回路部５により電気
的ストレス手段が構成されている。

【００１９】次に電流監視部について図５を参照しなが
ら詳述すると、電源部３とＩＣチップＩＣ１〜ＩＣｎと
の間の通電路に夫々電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎが設けられ
ている。これら電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎの共通端側つま
り電源部３側の端部は差動増幅器６の一方の入力端に接
続されると共に、他方側の端部つまりＩＣチップＩＣ１
〜ＩＣｎ側の端部は夫々チャンネル６−１〜６−ｎを介
して、チャンネル切り替え部であるマルチプレクサ６に
入力され、このマルチプレクサ６で各チャンネル６−１
〜６−ｎを順次選択して前記差動増幅器６１の他端部に
入力される。

【００２０】従ってこの差動増幅器６１には電流検出抵
抗Ｒ１〜Ｒｎの両端間の電圧が順次入力されて増幅され
る。前記差動増幅器６１の出力端には、当該差動増幅器
６１の出力電圧を基準電圧発生部６２の基準電圧と比較
するコンパレータ６３が接続されており、このコンパレ
ータ６３の出力端には、電源部３から各ＩＣチップＩＣ
１〜ＩＣｎに流れる電流の監視結果をコンピュータに伝
送するためにＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器６
４が接続されている。

【００２１】更に前記コンパレータ６３の出力端には電
源部コントローラ３１及びリレーコントローラ３２が接
続されており、電源部コントローラ３１は、コンパレー
タ６３の出力信号がオン信号のとき、つまり電流検出抵
抗Ｒ１〜Ｒｎに流れる電流が設定値を越えたとき（この
設定値は前記基準電圧で決まる）に電源部３をオフ状態
にする機能を有する。

【００２２】またリレーコントローラ３２は、前記電流
が設定値を越えたときに、アドレス選択回路７３からの
アドレス信号にもとずいて当該検出対象となっている電
流が流れ込むＩＣチップに係るリレーに対して遮断指令
を出力し、当該リレーを開成して電源部３とそのＩＣチ
ップとの間を遮断する。ただし先述したように全リレー
を一旦開成した後、該当するリレーを開成している。図
５では便宜上電源部を１個、電源部からＩＣチップに接
続される電源電圧ラインを１本として記載しているが、
図４に示す実施例に対応させるのであれば、電源部は２
個（図４では３Ａ、３Ｂで示してある）、電源電圧ライ
ンは２本となる。この場合、電流が設定値を越えると、
両方の電源電圧ラインのリレー（図４ではＲＹ１Ａ、Ｒ
Ｙ１Ｂ）が同時に開成することになる。図５の実施例で
は、差動増幅器６１とコンパレータ６３とにより、電流
検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎに流れる電流を検出する共通の電流
検出部が構成される。

【００２３】次に上述実施例の作用について述べる。先
ず図２に示すように半導体ウエハＷを図示しない搬送機
構によりウエハ保持台２４上に載せ、ＣＲＴカメラ１４
（図１参照）を見ながらプローブ針２１とウエハＷ上の
電極パッドとのＸ、Ｙ、θ方向の位置合わせを行った
後、ウエハ保持台２４を上昇させて、プローブ針２１を
例えば３４個のＩＣチップの各電極パッドに一括して接
触させる。そして温度ストレス手段２５により（この例
ではウエハ保持台２４内の温度調整器）によりウエハＷ
を例えば１５０℃に加熱してＩＣチップに温度ストレス
を与えると共に、各ＩＣチップに対してテスタ側の検査
回路により電気的ストレスを与える。この電気的ストレ
スの印加については、既述したように電源部３より仕様
の電源電圧から外れた電圧を印加したり、電圧ストレス
部５Ａ〜５Ｃから直流電圧ストレスを印加したり、ある
いはパルスストレス部５Ｄ、５Ｅからパルスストレスを
与えることによって行われる。

【００２４】そしてリレー回路５２（図３参照）によ
り、各ＩＣチップの例えば１番ピンから９番について当
該ピンに流れる電流値が順次測定部５３にて計測され、
その測定結果にもとずいて良否が判定される。なお各ピ
ンはパラレルに測定される。このようにして各ＩＣチッ
プに対し温度ストレス、電気的ストレスを与えながらス
クリーニングが行われる。

【００２５】一方アドレス選択回路７からのアドレス信
号にもとずいてマルチプレクサ６により順次チャンネル
６−１〜６−ｎを切り替え、これにより電流検出抵抗Ｒ
１〜Ｒｎの両端電圧（これは電流検出抵抗に流れる電流
値に対応する）を順次差動増幅器６１に入力し、その出
力電圧をコンパレータ６３にて基準電圧（電流設定値）
と比較する。電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎに流れる電流値が
設定値以下であればコンパレータ６３はオフ状態となっ
ているが、例えばＩＣチップに電気的ストレス、温度ス
トレスが与えられることにより内部の欠陥が潜在化して
内部でショートが起こり、これより電源部３から過大電
流がＩＣチップに流れる場合など、電流値設定値を越え
るとコンパレータ６３がオン状態となって所定電圧を発
生し、この結果電源部コントローラ７１の動作により電
源部３をオフにすると共に、リレーコントローラ７２に
コンパレータ６３からの出力電圧とアドレス選択回路７
３からのアドレス信号が入力されて、当該リレーを先述
した如く開成し、こうして不良となったＩＣチップは電
源部３から切り離される。

【００２６】またコンパレータ６３からの出力電圧はＡ
／Ｄ変換器６４を介してコンピュータ内に取り込まれ、
過大電流が流れたＩＣチップが記憶される。その後電源
部３が再びオンにされて同様にしてスクリーニングが行
われ、ＩＣチップが不良になって電源部３から過大電流
が流れると電源部３から切り離される。

【００２７】このような実施例によれば、プローブ針２
１をウエハ上のＩＣチップの電極パッドに接触させてバ
ーンインテストを行っているため、パッケージされたＩ
Ｃチップをストレス負荷器に装着してテストを行う場合
に比べてテスト工程が簡単である。またこの時点で不良
になったＩＣチップについては、パッケージング前であ
るから不良が軽微なものについてはリペアすることが可
能であり、またリペアできないものについては無駄にパ
ッケージングしなくて済む。

【００２８】更に電源部３からＩＣチップに流れる電流
を監視して過大電流が流れると、該当するＩＣチップを
電源部３から切り離しているため、バーンインテストに
よりＩＣチップの内部が例えば短絡して不良となって
も、過大電流による焼損を防止することができ、従って
他のウエハに対して焼け焦げが広がることもないし、パ
ーティクルの発生も防止できる。

【００２９】また多数のＩＣチップを測定するために仮
にマルチプレクサ６を設けなければＩＣチップの数に応
じて差動増幅器、コンパレータ、Ａ／Ｄ変換器が必要と
なりコストアップになるし、ボードの枚数が増えるが、
上述実施例では、マルチプレクサ６によりチャンネルを
切り替えて順次ＩＣチップに流れる電流を監視している
ので部品点数、ボード数を削減できる。ただしマルチプ
レクサ６は１個でなくとも、例えばマルチプレクサ６の
入力端子数がチャンネル数よりも少ない場合には複数個
設けることで対処できる。

【００３０】なお上述実施例では過大電流の検出と共に
電源部３をオフにしているが、本発明では必ずしも電源
部３をオフにしなくともよい。

【００３１】ここで電流検出抵抗の電流を検出するにあ
たって好ましい実施例を図６に示す。この実施例の目的
は、各電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎやチャンネル６−１〜６
−ｎについて部品の固有抵抗値や配線長などのばらつき
があるが、これらばらつきによる電流検出抵抗の検出精
度の低下を抑えることにある。即ちこの実施例では、予
め各チャンネル毎に差動増幅器６１の一方の入力端から
電流検出抵抗を経て他方の入力端に至るまでの抵抗値を
求めておき、その抵抗値に応じて補正値を定めておく。
この補正値は例えば基準抵抗値に対する差、あるいは比
率として定めることができる。そしてこの実施例に係る
電流検出部は、図５に示す構成要素に加えて、補正値を
格納したメモリ８と、このメモリ８内の補正値の中から
アドレス選択回路で選択されたアドレス（チャンネル）
に応じた補正値を読み出し、そのデータをアナログ信号
として差動増幅器６１のオフセット電圧を修正するＤ／
Ａ変換部８１とを備えている。

【００３２】このような実施例では、マルチプレクサ６
により順次チャンネル６−１〜６−ｎが切り替えられて
電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎの両端電圧が順次差動増幅器６
１に入力されると共に、選択されたチャンネルに対応す
る、例えば基準抵抗値からの差である補正値がメモリ８
内から取り出され、差動増幅器６１にオフセット電圧と
して与えられる。

【００３３】ここで各電流検出抵抗は、電圧降下をなく
すために抵抗値の低いもの例えば０．１Ωの抵抗が用い
られており、従って配線を引きまわすことにより電流検
出抵抗からマルチプレクサ６までの抵抗値に例えば±７
％ものばらつきを生じる。従ってこのようにチャンネル
毎のばらつきを補正する意義は大きく、この結果差動増
幅器６からは電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒｎに流れる電流に対
応した電圧が出力され、電流測定を高精度で行うことが
でき、電源部３からの過電流に対して確実にＩＣチップ
を切り離すことができる。

【００３４】以上においてチャンネル毎の抵抗値を補正
するにあたっては、差動増幅器６の入力端に補正値を入
力してもよいし、あるいはコンパレータ６３の基準電圧
に補正値を加えるようにしてもよい。

【００３５】また本発明は複数のＩＣチップを同時に測
定する装置に限られず例えばプローブ針をＩＣチップに
対して１個ずつ接触させ、１個ずつ測定する装置に対し
ても適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、プローブ装置
にバーンインテストの機能を持たせ、被検査チップを被
検査体上に配列されている状態で接触手段と被検査チッ
プの電極パッドとを接触させてバーンインテストを行っ
ているため、簡単にテストを行うことができる。しかも
電源部から被検査チップに流れ込む電流を監視して過電
流が流れたときに当該被検査チップを電源部から切り離
しているので被検査チップの焼損を防止し、他の被検査
に対して悪影響を与えることがない。

【００３７】請求項２の発明によれば、電源部と被検査
チップとの間に設けられた電流検出抵抗を用いて電流を
検出するにあたって、各チャンネル間の抵抗値のばらつ
きに対応して電流検出値を補正しているため、精度のよ
い電流監視を行うことができ、過電流が流れたときに確
実に被検査チップを電源部から切り離すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る装置の外観を示す斜視図
である。

【図２】本発明の実施例に係る装置の一部を示す斜視図
である。

【図３】本発明の実施例に係る検査回路の全体構成を示
す回路図である。

【図４】検査回路の一例を詳細に示す回路図である。

【図５】電流監視部の一例の詳細を示す回路図である。

【図６】電流監視部の他の例の詳細を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２ プローブカード ２１ プローブ針 ２４ ウエハ保持台 ２５ 温度ストレス手段 ３ 電源部 ３１ 電源部コントローラ ３２ リレーコントローラ ４−１〜４−ｎ 電流検出部 ５ 入力回路部 ５３ 電流測定部 ６ マルチプレクサ ８ メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体上に形成された被検査チップの
   電極パッドに、プローブカードに配列された接触手段を
   接触させて電気的測定を行うプローブ装置において、 被検査チップに温度ストレスを与える温度ストレス手段
   と、 被検査チップに電気的ストレスを与える電気的ストレス
   手段と、 被検査チップに電源電圧を印加する電源部と、 被検査チップからの電気信号を測定する測定部と、 前記電源部から被検査チップを切り離すための遮断部
   と、 前記電源部から被検査チップに流れる電流を検出し、電
   流検出値が設定値を越えたときに前記遮断部に遮断指令
   を出力する電流監視部と、 を設けてなることを特徴とするバーンイン装置。
2. 【請求項２】 接触手段を複数の被検査チップの電極パ
   ッドに一括して接触するように夫々対応して設け、 電流監視部は、 電源部と被検査チップとの間の通電路に夫々設けられた
   電流検出抵抗と、 この電流検出抵抗の両端間の電圧を入力して当該電流検
   出抵抗に流れる電流を検出する共通の電流検出部と、 各電流検出抵抗の両端間の電圧をチャンネルを介して順
   次電流検出部に入力するチャンネル切り替え部と、 前記チャンネルに夫々対応する補正値が記憶され、チャ
   ンネル切り替え部にて選択されたチャンネルに対応する
   補正値にもとずいて電流検出部の電流検出値を補正する
   補正手段と、 を有してなることを特徴とする請求項１記載のバーンイ
   ン装置。