JPWO2009144948A1 - Test unit and test system - Google Patents
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Abstract
半導体チップ(310)と電気的に接続する試験用ユニット(100)であって、半導体チップと対向して配置される試験用基板(110)と、試験用基板において、半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する電源供給端子と、試験用基板において電源供給端子を介して半導体チップに供給される静止電流を検出する電流検出部とを備える試験用ユニットを提供する。これにより、比較的長い伝送線路によって試験用ユニットと接続された制御装置により電流検出を行う従来の方法より、線路ノイズの影響を低減出来る。A test unit (100) electrically connected to the semiconductor chip (310), the test substrate (110) disposed opposite to the semiconductor chip, and a power input terminal of the semiconductor chip in the test substrate A test unit is provided that includes a power supply terminal that is electrically connected and a current detection unit that detects a quiescent current supplied to a semiconductor chip via the power supply terminal on the test substrate. Thereby, the influence of line noise can be reduced as compared with the conventional method in which current is detected by the control device connected to the test unit by a relatively long transmission line.
Description
本発明は、試験用ユニットに関する。特に本発明は、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハにおけるそれぞれの半導体チップに供給される静止電流を検出する複数の電流検出部を有する試験用基板を備えた試験用ユニットおよび当該試験用ユニットを備えた試験システムに関する。また、本出願は、下記の国際出願に関連し、下記の国際出願からの優先権を主張する出願である。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
PCT/JP2008/060079 出願日2008年5月30日The present invention relates to a test unit. In particular, the present invention relates to a test unit including a test substrate having a plurality of current detection units for detecting a quiescent current supplied to each semiconductor chip in a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed, and the test unit The present invention relates to a test system including In addition, this application is related to the following international application and claims priority from the following international application. For designated countries where incorporation by reference of documents is permitted, the contents described in the following application are incorporated into this application by reference and made a part of this application.
PCT / JP2008 / 060079 Filing date May 30, 2008
半導体チップの試験において、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハの状態で、各半導体チップの良否を試験する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。当該装置は、半導体ウエハ上の複数の半導体チップと一括して電気的に接続可能なプローブカードを備え、同時に複数の半導体チップを試験することができる。 2. Description of the Related Art An apparatus for testing the quality of each semiconductor chip in the state of a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed is known (for example, see Patent Document 1). The apparatus includes a probe card that can be electrically connected to a plurality of semiconductor chips on a semiconductor wafer in a lump, and can test a plurality of semiconductor chips at the same time.
この方法では、半導体ウエハの全ての半導体チップを試験するためには、半導体ウエハに対するプローブカードの接続位置を何度も変更しながら試験を繰り返すこととなり、試験時間が長くなる要因の一つであった。また、上記装置を含む従来の試験装置は、試験パターンを発生する回路、および、試験対象の半導体チップからの応答信号等を検出する回路等が、ケーブル等の比較的長い伝送線路によってプローブカードと接続された制御装置側に設けられていた。したがって、半導体チップのCMOS回路について静止状態における電源電流を測定するような場合、測定される電流が微小であるので、線路ノイズの影響による検出誤差が大きかった。しかしながら、例えばプローブカードに半導体チップの個数分だけプローブおよび対応する回路を実装することは、プローブカードのサイズおよび製作コストの面から難しかった。 In this method, in order to test all the semiconductor chips of the semiconductor wafer, the test is repeated while changing the connection position of the probe card to the semiconductor wafer many times, which is one of the factors that increase the test time. It was. In addition, the conventional test apparatus including the above apparatus includes a circuit that generates a test pattern, a circuit that detects a response signal from a semiconductor chip to be tested, and the like that is connected to the probe card by a relatively long transmission line such as a cable. It was provided on the connected controller side. Therefore, when the power supply current in a stationary state is measured for a CMOS circuit of a semiconductor chip, since the measured current is very small, the detection error due to the influence of line noise is large. However, for example, it is difficult to mount probes and corresponding circuits as many as the number of semiconductor chips on the probe card in terms of the size of the probe card and the manufacturing cost.
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる試験用ユニットおよび当該試験用ユニットを備えた試験システムを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Then, an object of this invention is to provide the test unit which can solve said subject, and the test system provided with the said test unit. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットであって、半導体チップと対向して配置される試験用基板と、試験用基板において、半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する電源供給端子と、試験用基板において、電源供給端子を介して半導体チップに供給される静止電流を検出する電流検出部とを備える試験用ユニットが提供される。 In order to solve the above-described problems, in the first embodiment of the present invention, a test unit electrically connected to a semiconductor chip, the test substrate disposed opposite to the semiconductor chip, and the test substrate A test unit comprising: a power supply terminal electrically connected to a power input terminal of the semiconductor chip; and a current detection unit for detecting a quiescent current supplied to the semiconductor chip via the power supply terminal in the test substrate. Is provided.
また、本発明の第2の形態においては、半導体チップを試験する試験システムであって、半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットと、試験用ウエハユニットを制御する制御装置とを備え、試験用ユニットは、半導体チップと対向して配置される試験用基板と、試験用基板において、半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する電源供給端子と、試験用基板において、電源供給端子を介して半導体チップに供給される静止電流を検出する電流検出部とを備える試験用ユニットが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a test system for testing a semiconductor chip, comprising a test unit electrically connected to the semiconductor chip, and a control device for controlling the test wafer unit. The test unit includes a test substrate disposed opposite to the semiconductor chip, a power supply terminal electrically connected to the power input terminal of the semiconductor chip in the test substrate, and a power supply terminal in the test substrate. A test unit is provided that includes a current detection unit that detects a quiescent current supplied to the semiconductor chip.
また、本発明の第3の形態においては、半導体ウエハに形成された複数の半導体チップを試験する試験システムであって、半導体ウエハに形成された複数の半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットと、試験用ユニットを制御する制御装置とを備え、試験用ユニットは、半導体ウエハと対向して配置される試験用基板と、試験用基板において、それぞれの半導体チップに対して少なくとも一つずつ設けられ、それぞれ対応する半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する複数の電源供給端子と、試験用基板において、それぞれの半導体チップに対して少なくとも一つずつ設けられ、それぞれの電源供給端子を介して半導体チップに供給される静止電流を検出する複数の電流検出部とを有する試験システムが提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a test system for testing a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer, wherein the test unit is electrically connected to the plurality of semiconductor chips formed on the semiconductor wafer. And a control device for controlling the test unit, wherein the test unit is provided at least one for each semiconductor chip in the test substrate disposed opposite to the semiconductor wafer and the test substrate. A plurality of power supply terminals that are electrically connected to the power input terminals of the corresponding semiconductor chips, and at least one power supply terminal is provided for each semiconductor chip in the test substrate, via each power supply terminal. There is provided a test system having a plurality of current detection units for detecting a quiescent current supplied to a semiconductor chip.
なお、上記の発明の概要は、発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本発明の一の実施形態に係る試験システム400の構成例を示す概略図である。本実施形態の試験システム400は、試験対象とされる半導体ウエハ300を試験するシステムであって、制御装置10と、試験用ウエハユニット100とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a
試験システム400において試験対象とされる半導体ウエハ300は、一例として、図1に示すように、CMOS回路330(330−1、330−2、・・・)を含む複数の半導体チップ310(310−1、310−2、・・・)が形成された円盤形状の半導体基板であってよい。これら複数の半導体チップ310は、例えば半導体ウエハ300に対して露光等の半導体プロセスを用いて形成されてよい。
As an example, a
試験用ウエハユニット100は、試験用基板110を備える。試験用基板110は、半導体ウエハ300と対応する形状を有するウエハ基板に所定の回路が形成された半導体基板であってよく、半導体ウエハ300と対向して配置される。
The
試験用基板110は、例えば半導体ウエハ300が円盤形状の半導体基板である場合、半導体ウエハ300と略同一の直径、あるいは半導体ウエハ300よりも大きな直径を有する円形、半円形、あるいは扇形等の形状を有する半導体基板であってよい。なお、試験用基板110の形状は、半導体ウエハ300の上面の少なくとも一部と対向する形状であれば、これに限られない。
For example, when the semiconductor wafer 300 is a disk-shaped semiconductor substrate, the
試験用基板110は、半導体ウエハ300における複数の半導体チップ310のそれぞれと対応する位置に設けられた複数の単位セル111(111−1、111−2、・・・)を有する。また、複数の単位セル111のそれぞれには、対応する半導体チップ310を試験するための試験信号を発生する試験回路130(130−1、130−2、・・・)が設けられる。すなわち、試験用基板110の単位セル111−1は、半導体ウエハ300の半導体チップ310−1と対向して配置され、当該単位セル111−1には、試験回路130−1が設けられる。これら複数の試験回路130は、例えば試験用基板110に対して露光等の半導体プロセスを用いて形成されてよい。
The
制御装置10は、試験システム400による半導体ウエハ300の試験プログラムを制御する。一例として、制御装置10は、試験用基板110のそれぞれの試験回路130に対して、対応する半導体チップ310を試験するための各種の制御信号を供給してよい。また、制御装置10は、試験回路130を介してそれぞれの半導体チップ310に与える電源電圧を供給してもよい。
The
それぞれの試験回路130は、制御装置10から当該制御信号を受け取ったことに応じて、当該試験パターンに応じた試験信号を生成して対応する半導体チップ310に供給してよい。また、それぞれの試験回路130は、対応する半導体チップ310に設けられたCMOS回路330の様々な動作状態における静止時の電源電流(IDDQ)を検出し、その値に応じたデジタルデータを制御装置10に送信してよい。この場合、制御装置10は、試験回路130から受け取った上記デジタルデータに基づいてそれぞれの半導体チップ310の良否を判定してよい。なお、上記静止時の電源電流については後段にて詳述する。
Each
このように、本実施形態に係る試験システム400は、半導体ウエハ300と対応する形状を有する試験用基板110に、それぞれの半導体チップ310に対応して試験回路130を複数設けることにより、半導体ウエハ300における全ての半導体チップ310を同時に試験することができる。また、それぞれの試験回路130は、試験用基板110に対して半導体プロセスを用いて形成されるので、プリント基板に試験回路を実装する場合と比べて、試験用基板110上に多数の試験回路を容易に形成することができる。
As described above, in the
図2は、試験用基板110の単位セル111−1、および、半導体ウエハ300の半導体チップ310−1の断面の一例を示す図である。図2では、試験用基板110における単位セル111−1と、半導体ウエハ300における当該単位セル111−1に対向する半導体チップ310−1を抜き出して示す。なお、図2に示す単位セル111−1以外の単位セル111については、それぞれ同様の構成を有するので説明を省略する。また、半導体チップ310−1以外の半導体チップ310についても、それぞれ同様の構成を有するので説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cross section of the unit cell 111-1 of the
試験回路130−1および装置側端子114、115は、単位セル111−1における半導体チップ310−1と対向する面の裏面(以下、「単位セル111−1の上面112」と称する)に設けられる。また、信号供給端子120および電源供給端子121は、単位セル111−1における半導体チップ310−1と対向する面(以下、「単位セル111−1の下面113」と称する)に設けられる。ここで、信号供給端子120および電源供給端子121は、半導体チップ310−1の上面に設けられる信号入力端子320および電源入力端子321に対応する位置に設けられてよい。
The test circuit 130-1 and the
単位セル111−1には、複数のビア117(117−1、117−2)が上面112から下面113に貫通して設けられる。ビア117−1の上面112側の一端は、装置側端子114と電気的に接続するとともに、上面112に形成されたパターン配線116を介して試験回路130−1とも電気的に接続する。また、ビア117−2の上面112側の一端は、装置側端子115と電気的に接続するとともに、パターン配線116を介して試験回路130−1とも電気的に接続する。
The unit cell 111-1 is provided with a plurality of vias 117 (117-1, 117-2) penetrating from the
また、ビア117−1の下面113側の一端は、下面113に形成されたパターン配線116を介して信号供給端子120と電気的に接続する。また、ビア117−2の下面113側の一端は、パターン配線116を介して電源供給端子121と電気的に接続する。したがって、信号供給端子120および電源供給端子121は、それぞれ試験回路130と電気的に接続する。一方、半導体チップ310−1において、信号入力端子320および電源入力端子321は、それぞれパターン配線316を介してCMOS回路330−1と電気的に接続される。
In addition, one end of the via 117-1 on the
複数の半導体チップ310−1に設けられたCMOS回路330−1を試験システム400により試験する場合、単位セル111−1は、半導体チップ310−1と近接する。そして、このとき、信号供給端子120と信号入力端子320とが電気的に接続するとともに、電源供給端子121と電源入力端子321とが電気的に接続する。これら各端子間が接続された後、試験回路130は、CMOS回路330−1に対して、信号入力端子320を介して所定の試験信号を送るとともに、電源入力端子321を介して所定の電力を供給する。ここで、上記所定の電力は、例えばCMOS回路330−1を駆動させるための電源電圧であってよい。
When the CMOS circuit 330-1 provided in the plurality of semiconductor chips 310-1 is tested by the
なお、単位セル111−1の信号供給端子120および電源供給端子121は、半導体チップ310−1の信号入力端子320および電源入力端子321と、それぞれ異方性導電シート等の導電部材を介して電気的に接続してもよい。また、上記に替えて、単位セル111−1の各端子は、半導体チップ310−1の対応する各端子と、電磁誘導により電気的に接続してもよい。また、これに替えて、単位セル111−1は、半導体チップ310−1と、光信号を伝送する伝送路により接続してもよい。また、これに替えて、単位セル111−1は、半導体チップ310−1と、静電容量結合により電気的に接続してもよい。
The
図3は、CMOS回路330の回路構成の一例を示す概略図である。図3に示すように、CMOS回路330は、電源線331、332と、当該電源線331、332と電気的に接続する複数のトランジスタ回路部335(335−1、335−2、・・・)とを有する。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
なお、CMOS回路330は、本例の形態に限られず、トランジスタ回路部335を少なくとも一つ有していればよい。また、本例において、複数のトランジスタ回路部335は、それぞれ同様の構成を有するので、以下においてはトランジスタ回路部335−1について説明し、他のトランジスタ回路部335(335−2、・・・)については説明を省略する。
Note that the
電源線331は、電源入力端子321および電源供給端子121を介して試験回路130の後述する電源供給部542および電源電流測定部550と電気的に接続する。また、電源線332は、接地される。
The
トランジスタ回路部335は、p型電界効果トランジスタ336およびn型電界効果トランジスタ337を含む。p型電界効果トランジスタ336のドレイン端子は、電源線331と電気的に接続する。また、n型電界効果トランジスタ337のソース端子は、電源線332と電気的に接続する。
The transistor circuit unit 335 includes a p-type
また、p型電界効果トランジスタ336のソース端子とn型電界効果トランジスタ337のドレイン端子とは、互いに電気的に接続するとともに、他のトランジスタ回路部335(本例ではトランジスタ回路部335−2)と電気的に接続する。また、p型電界効果トランジスタ336のゲート端子とn型電界効果トランジスタ337のゲート端子とは、互いに電気的に接続するとともに、信号入力端子320および信号供給端子120を介して試験回路130の後述するドライバ532と電気的に接続する。
The source terminal of the p-type
電源線331には、制御装置10から試験回路130の電源供給部542を介して電源電圧(VDD)が印加される。また、電源線332には、電源線331に供給される電源電圧(VDD)と異なるレベルの電圧(VSS)が印加される。なお、本例では、電源線332は接地されているので、電圧(VSS)の大きさは0Vと略等しい。A power supply voltage (V DD ) is applied to the
CMOS回路330が試験されるとき、p型電界効果トランジスタ336およびn型電界効果トランジスタ337のゲート端子に対して、試験回路130のドライバ532から試験信号が供給される。本例において、試験信号は、ハイまたはローの異なる電圧レベルの一方から他方に所定のタイミングで切り替わる信号であってよい。
When the
上記試験信号が供給されることにより、p型電界効果トランジスタ336およびn型電界効果トランジスタ337は、それぞれオンまたはオフに切り替わる。これにより、後段のトランジスタ回路部335に対して、試験信号に応じた電圧レベルの信号が供給される。
By supplying the test signal, the p-type
図4は、試験回路130の機能構成例を示すブロック図である。試験回路130は、パターン発生部522、波形成形部530、ドライバ532、特性測定部540、および、電源供給部542を有する。なお、試験回路130は、接続される半導体チップ310の入出力ピンのピン毎に、図4に示した構成を有してよい。これらの構成は、露光等の半導体プロセスにより、試験用基板110に形成されてよい。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the
パターン発生部522は、試験信号の論理パターンを生成する。本例のパターン発生部522は、試験開始前に制御装置10から与えられる論理パターンを内部のメモリに格納してよい。そして、パターン発生部522は、試験開始とともに、内部のメモリに格納された論理パターンを出力してよい。また、パターン発生部522は、予め与えられるアルゴリズムに基づいて当該論理パターンを生成してもよい。
The
波形成形部530は、パターン発生部522から与えられる論理パターンと、制御装置10から与えられるタイミング信号とに基づいて、試験信号の波形を成形する。例えば波形成形部530は、論理パターンの各論理値に応じた電圧を、タイミング信号のタイミングに基づいて所定のビット期間ずつ出力することで、試験信号の波形を成形してよい。
The
ドライバ532は、波形成形部530から与えられる波形に応じた試験信号を所定のタイミングで出力する。ドライバ532から出力される試験信号は、信号供給端子120および信号入力端子320等を介して、対応する半導体チップ310のCMOS回路330に供給される。そして、当該試験信号は、CMOS回路330におけるp型電界効果トランジスタ336およびn型電界効果トランジスタ337のゲート端子に与えられる。
The
特性測定部540は、ドライバ532が出力する電圧または電流の波形を測定する。例えば特性測定部540は、ドライバ532から半導体チップ310に供給する電流または電圧の波形が、所定の仕様を満たすか否かに基づいて、半導体チップ310の良否を判定する判定部として機能してよい。
The
電源供給部542は、半導体チップ310を駆動する電源電力を供給する。本例において、電源供給部542は、制御装置10から与えられる電力に応じた電源電圧(VDD)を、半導体チップ310のCMOS回路330を駆動する電源電力として、当該CMOS回路330の電源線331に供給してよい。また、これに替えて、電源供給部542は、試験回路130のCMOS回路330を含む全ての構成要素に駆動電力を供給してもよい。The
電源電流測定部550は、上記試験信号に応じてCMOS回路330のp型電界効果トランジスタ336およびn型電界効果トランジスタ337が所定の動作モードに切り替わった後の静止状態において、電源線331と電源線332の間に流れる電流、すなわち静止電流(IDDQ)を検出する。そして、電源電流測定部550は、検出した電流の値に応じたデータを制御装置10に送る。
The power supply
試験回路130がこのような構成を有することにより、制御装置10の規模を低減した試験システムを実現することができる。例えば制御装置10として、汎用のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。
When the
図5は、電源電流測定部550の機能構成例を示すブロック図である。電源電流測定部550は、電流検出部551、送信データ生成部552、および、データ送信部553を有する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the power supply
電流検出部551は、電源供給部542と、対応する半導体チップ310のCMOS回路330とを電気的に接続する電力供給線に接続される。電流検出部551は、CMOS回路330の350からの上記静止電流を検出する。そして、電流検出部551は、検出した静止電流の電流値に応じた値の信号を送信データ生成部552に送る。なお、電流検出部551は、検出した静止電流の電流値を所定の割合で増幅または減衰した電流を送信データ生成部552に送ってもよい。
The
送信データ生成部552は、電流検出部551が検出した上記静止電流の値に応じたデジタルデータを生成してデジタルデータをデータ送信部553に送る。送信データ生成部552は、一例として、電流検出部551から送られる上記静止電流の値が予め定められたレベルよりも大きい場合は、ハイの論理値に相当するデジタルデータを生成し、当該静止電流の値が予め定められたレベルよりも小さい場合は、ローの論理値に相当するデジタルデータを生成してよい。なお、これに替えて、送信データ生成部552は、電流検出部551から送られる上記静止電流の値を、その大きさに応じた多値のデジタルデータに変換してデータ送信部553に送ってもよい。
The transmission
データ送信部553は、送信データ生成部552が生成したデジタルデータを試験用ウエハユニット100の外部に送信する。データ送信部553は、一例として、送信データ生成部552から送られるデジタルデータを制御装置10に送信してよい。なお、データ送信部553は、試験用ウエハユニット100とは別個に、試験用ウエハユニット100と制御装置10との間に設けられてもよい。
The
以上のように、それぞれの半導体チップ310のCMOS回路330における静止時の電源電流(IDDQ)を、対応する試験回路130に設けられた電源電流測定部550で検出することができる。そして、その検出値を電源電流測定部550においてデジタルデータに変換して制御装置10に送信するので、制御装置10で検出する場合と比べて、線路ノイズの影響を受けずに微小な電源電流を検出することができる。
As described above, the power supply current (IDDQ) at rest in the
図6は、本発明の他の実施形態に係る試験システム401の構成例を示す概略図である。本実施形態の試験システム401は、上記試験システム400と同様に試験対象とされる半導体ウエハ300を試験するシステムであって、制御装置10と、試験用ウエハユニット101とを備える。試験システム401において、上記試験システム400と略同じ構成については、図中において同じ参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a test system 401 according to another embodiment of the present invention. The test system 401 of the present embodiment is a system for testing a
試験用ウエハユニット101は、試験用基板140およびタイミング発生部150を備える。試験用基板140は、上記試験用ウエハユニット100が備える試験用基板110と同様に半導体ウエハ300と対応する形状を有する半導体基板であってよく、半導体ウエハ300と対向して配置される。
The
タイミング発生部150は、試験用基板140におけるそれぞれの試験回路130が発生する試験信号間の論理値が変化するエッジタイミングを異ならせる。タイミング発生部150は、一例として、制御装置10からそれぞれの試験回路130の波形成形部530に与えられるタイミング信号のエッジタイミングを、試験回路130毎に異ならせるべく、当該エッジタイミングを所定に遅延させる。
The
試験システム401は、このようなタイミング発生部150を備えることにより、例えばそれぞれの試験回路130で対応する半導体チップ310のCMOS回路330を試験する場合において、以下の効果を奏する。すなわち、試験回路130からCMOS回路330に与えられる試験信号に応じてトランジスタ回路部335のp型電界効果トランジスタ336またはn型電界効果トランジスタ337が切り替わるタイミングにおいて、電源線331、332には瞬間的に比較的大きな電流が流れる。
The test system 401 includes the
このとき、電源線331、332間に電力を供給している電源供給部542側では、この電流に応じた電圧降下が生じる。したがって、上記のタイミング発生部150を備えない場合、複数の半導体チップ310におけるCMOS回路330のそれぞれにおいて、上記電流が同じタイミングで流れることがある。このため、電流容量の大きい電源を設けなければならない。
At this time, a voltage drop corresponding to this current occurs on the side of the
これに対し、試験システム401は、上記のタイミング発生部150により、それぞれの試験回路130が発生する試験信号間の論理値が変化するエッジタイミングを異ならせることができるので、電源供給部542側に電流容量の大きい電源を設けなくてもよい。
On the other hand, the test system 401 can change the edge timing at which the logical value between the test signals generated by the
図7は、試験用基板140の単位セル111−1、および、半導体ウエハ300の半導体チップ310−1の断面の一例を示す図である。以下において、試験用基板140の単位セル111−1、および、半導体ウエハ300の半導体チップ310−1を例に試験用基板140の構成を説明する。なお、単位セル111−1以外の単位セル111については、それぞれ同様の構成を有するので説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a cross section of the unit cell 111-1 of the
試験用基板140の単位セル111−1は、上記試験用基板110の単位セル111のそれぞれが有する構成に加えて、コンデンサ500および絶縁体層510を更に有する。コンデンサ500は、試験用基板140において、それぞれの単位セル111−1に設けられる電源供給端子121に対応して設けられる。一例として、コンデンサ500は、試験用基板140において試験回路130が形成される面の裏面、すなわち単位セル111−1の下面113側に設けられてよい。
The unit cell 111-1 of the
本例において、コンデンサ500は、半導体プロセスによって形成される。より具体的には、コンデンサ500は、単位セル111−1の下面113にエッチングにより形成した凹部に、第1電極層501、誘電体層502、および、第2電極層503を、試験用基板140の下面113と垂直な方向に順次積層することにより形成されてよい。
In this example, the
第1電極層501は、例えば銅合金等の導電部材により形成され、試験用基板140における基準電位と電気的に接続される。第1電極層501は、試験用基板140における接地配線と電気的に接続されてよい。
The
第2電極層503は、第1電極層501と同様の導電部材により形成され、試験回路130および電源供給端子121を接続する伝送線路に対して電気的に接続される。本例において、第2電極層503は、試験回路130の電源供給部542と電気的に接続されてよい。誘電体層502は、例えば絶縁性を有する樹脂、セラミック、または雲母(マイカ)等により形成され、第1電極層501と第2電極層503との間を絶縁する。
The
絶縁体層510は、コンデンサ500における半導体チップ310−1と対向する側の面、すなわち第2電極層503の表面を覆うように設けられる。絶縁体層510は、半導体プロセスにより形成されてよい。より具体的には、絶縁体層510は、第2電極層503における試験用基板140の下面113と垂直な方向に露出する面に対して絶縁材料を積層することにより形成されてよい。
The
本例において、絶縁体層510は、単位セル111−1において、信号供給端子120および電源供給端子121が半導体チップ310−1側に表出するように設けられる。すなわち、絶縁体層510は、単位セル111−1の下面113において、信号供給端子120および電源供給端子121よりも半導体チップ310−1側に突出しないような厚さで形成される。これにより、単位セル111−1と半導体チップ310−1とが近接してそれぞれの端子が電気的に接続したときに、コンデンサ500の第2電極層503が半導体チップ310上の回路と接触してショートするのを防ぐことができる。
In this example, the
このように、試験用基板140の単位セル111−1は、試験回路130からCMOS回路330に電源電圧(VDD)を印加するための伝送線路に一方の電極が接続され、他方の電極が基準電位に接続されるコンデンサ500を有する。これにより、例えばCMOS回路330から検出される静止電流に重畳する高周波ノイズを、CMOS回路330により近い位置でフィルタリングすることができる。Thus, in the unit cell 111-1 of the
また、本例のように、コンデンサ500を単位セル111−1における試験回路130と反対側の面に配置することにより、コンデンサ500における電極層の面積を例えば試験回路130と同程度にまで大きくすることができる。したがって、容量の大きなコンデンサ500を単位セル111−1に設けることができるので、より広帯域の上記高周波ノイズをフィルタリングすることができる。
Further, as in the present example, the
また、本例では、制御装置10および試験回路130と比べてCMOS回路330により近い位置にコンデンサ500が設けられるので、CMOS回路330における消費電流の変動を補償することができる。
Further, in this example, since the
以上、発明を実施の形態を用いて説明したが、発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。 Although the invention has been described using the embodiment, the technical scope of the invention is not limited to the scope described in the embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the invention.
例えば、試験用ウエハユニット100および試験用ウエハユニット101は、半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットの一例であり、試験用ユニットはウエハ状でない基板に形成されてもよい。例えば試験用ユニットは、1または複数の試験対象の半導体チップ310と対応して配置される、ダイ状の基板に形成されてよい。この場合、試験用ユニットは、図1から図7に関連して説明した試験用ウエハユニット100または試験用ウエハユニット101を、ダイ形状に分割することで製造できる。
For example, the
例えば、試験用ユニットは、一つの試験対象の半導体チップ310と略同一の大きさに形成されてよい。また、試験用ユニットの一つのダイと、一つの試験対象の半導体チップ310とを接続した状態で、これらのダイをフィルム等によりパッケージしてもよい。なお、半導体チップ310は、ダイ状のチップであってよい。
For example, the test unit may be formed to be approximately the same size as one
10 制御装置、100、101 試験用ウエハユニット、110、140 試験用基板、111 単位セル、112 上面、113 下面、114、115 装置側端子、116 パターン配線、117 ビア、120 信号供給端子、121 電源供給端子、130 試験回路、150 タイミング発生部、300 半導体ウエハ、310 半導体チップ、316 パターン配線、320 信号入力端子、321 電源入力端子、330 CMOS回路、331、332 電源線、335 トランジスタ回路部、336 p型電界効果トランジスタ、337 n型電界効果トランジスタ、400、401 試験システム、522 パターン発生部、530 波形成形部、532 ドライバ、540 特性測定部、542 電源供給部、550 電源電流測定部、551 電流検出部、552 送信データ生成部、553 データ送信部、500 コンデンサ、501 第1電極層、502 誘電体層、503 第2電極層、510 絶縁体層
10 control device, 100, 101 test wafer unit, 110, 140 test substrate, 111 unit cell, 112 upper surface, 113 lower surface, 114, 115 device side terminal, 116 pattern wiring, 117 via, 120 signal supply terminal, 121 power supply Supply terminal, 130 test circuit, 150 timing generation unit, 300 semiconductor wafer, 310 semiconductor chip, 316 pattern wiring, 320 signal input terminal, 321 power input terminal, 330 CMOS circuit, 331, 332 power supply line, 335 transistor circuit unit, 336 p-type field effect transistor, 337 n-type field effect transistor, 400, 401 test system, 522 pattern generation unit, 530 waveform shaping unit, 532 driver, 540 characteristic measurement unit, 542 power supply unit, 550 power supply
Claims (11)
前記半導体チップと対向して配置される試験用基板と、
前記試験用基板において、前記半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する電源供給端子と、
前記試験用基板において、前記電源供給端子を介して前記半導体チップに供給される静止電流を検出する電流検出部と
を備える試験用ユニット。A test unit that is electrically connected to a semiconductor chip,
A test substrate disposed to face the semiconductor chip;
In the test substrate, a power supply terminal electrically connected to a power input terminal of the semiconductor chip,
A test unit, comprising: a current detection unit that detects a quiescent current supplied to the semiconductor chip via the power supply terminal in the test substrate.
前記試験用基板に設けられ、前記送信データ生成部が生成した前記デジタルデータを、前記試験用ユニットの外部に送信するデータ送信部と
を更に備える請求項1に記載の試験用ユニット。A transmission data generation unit that is provided on the test substrate and generates digital data according to the value of the quiescent current detected by the current detection unit;
The test unit according to claim 1, further comprising: a data transmission unit that is provided on the test substrate and transmits the digital data generated by the transmission data generation unit to the outside of the test unit.
請求項2に記載の試験用ユニット。The test unit according to claim 2, wherein the transmission data generation unit generates the digital data according to a determination result of whether or not a current value of the quiescent current detected by the current detection unit is within a predetermined range.
請求項1に記載の試験用ユニット。The test unit according to claim 1, further comprising a capacitor formed on the test substrate and provided between the power supply terminal and a reference potential.
請求項4に記載の試験用ユニット。The test unit according to claim 4, wherein the capacitor is provided on a back surface of a surface on which the test circuit is formed on the test substrate.
請求項5に記載の試験用ユニット。The test unit according to claim 5, wherein the capacitor includes a first electrode layer, a dielectric layer, and a second electrode layer that are sequentially stacked in a direction perpendicular to the surface of the test substrate.
請求項6に記載の試験用ユニット。The test unit according to claim 6, wherein an insulating layer is provided on the test substrate so as to cover the capacitor and so as to expose the power supply terminal.
前記試験用基板は、前記半導体ウエハに対向して配置され、
前記電源供給端子は、前記試験用基板において、それぞれの前記半導体チップに対して少なくとも1つずつ設けられ、それぞれ対応する前記半導体チップの電源入力端子と電気的に接続し、
前記電流検出部は、前記試験用基板において、それぞれの前記半導体チップに対して少なくとも1つずつ設けられ、それぞれの前記電源供給端子を介して前記半導体チップに供給される静止電流を検出する
請求項1に記載の試験用ユニット。The test unit is a wafer unit that is electrically connected to a plurality of the semiconductor chips formed on a semiconductor wafer,
The test substrate is disposed to face the semiconductor wafer;
The power supply terminal is provided at least one for each of the semiconductor chips in the test substrate, and is electrically connected to a power input terminal of the corresponding semiconductor chip,
The current detection unit is provided at least one for each of the semiconductor chips in the test substrate, and detects a quiescent current supplied to the semiconductor chip via each of the power supply terminals. The test unit according to 1.
それぞれの前記試験回路が発生する試験信号間における論理値が変化するエッジタイミングを異ならせるタイミング発生部と
を更に備える請求項8に記載の試験用ユニット。In the test substrate, a test circuit that is provided at least one for each of the semiconductor chips and generates a test signal having a predetermined logic pattern;
The test unit according to claim 8, further comprising: a timing generation unit that changes an edge timing at which a logical value changes between test signals generated by the test circuits.
前記半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットと、
前記試験用ユニットを制御する制御装置と
を備え、
前記試験用ユニットは、
前記半導体チップと対向して配置される試験用基板と、
前記試験用基板において、前記半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する電源供給端子と、
前記試験用基板において、前記電源供給端子を介して前記半導体チップに供給される静止電流を検出する電流検出部と
を備える試験システム。A test system for testing semiconductor chips,
A test unit electrically connected to the semiconductor chip;
A control device for controlling the test unit,
The test unit is:
A test substrate disposed to face the semiconductor chip;
In the test substrate, a power supply terminal electrically connected to a power input terminal of the semiconductor chip,
A test system comprising: a current detection unit configured to detect a quiescent current supplied to the semiconductor chip via the power supply terminal in the test substrate.
前記半導体ウエハに形成された前記複数の半導体チップと電気的に接続する試験用ユニットと、
前記試験用ユニットを制御する制御装置と
を備え、
前記試験用ユニットは、
前記半導体ウエハと対向して配置される試験用基板と、
前記試験用基板において、前記複数の半導体チップのそれぞれに対して少なくとも一つずつ設けられ、それぞれ対応する半導体チップの電源入力端子と電気的に接続する複数の電源供給端子と、
前記試験用基板において、前記複数の半導体チップのそれぞれに対して少なくとも一つずつ設けられ、前記複数の電源供給端子のそれぞれを介して前記半導体チップに供給される静止電流を検出する複数の電流検出部と
を有する試験システム。A test system for testing a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer,
A test unit electrically connected to the plurality of semiconductor chips formed on the semiconductor wafer;
A control device for controlling the test unit,
The test unit is:
A test substrate disposed opposite to the semiconductor wafer;
A plurality of power supply terminals provided at least one for each of the plurality of semiconductor chips in the test substrate, and electrically connected to power input terminals of the corresponding semiconductor chips;
In the test substrate, at least one current detection unit is provided for each of the plurality of semiconductor chips, and detects a quiescent current supplied to the semiconductor chip via each of the plurality of power supply terminals. And a test system.
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