JP2005077387A - Testing process of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置の試験方法に関するものである。 The present invention relates to a method for testing a semiconductor device.
従来、半導体装置の検査においては、半導体装置の端子の接続状態の悪いものを排除するコンタクト検査と、端子の短絡状態のものを排除するショート検査と、機能を保証する複数の検査項目からなる検査工程の検査結果をもって前記半導体装置の良否を判定している（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上述した従来の検査方法では、機能を検査する検査工程の検査中のノイズによる過電圧等で半導体装置を劣化させていても良品と判定される場合もあり得る。例えば、半導体テスタから方形波を入力信号として半導体装置に送る場合、入出力端子に係る内部回路あるいは外付け回路の影響により、きれいな方形波入力とはならずにノイズ波形をもった方形波となっていることがあり、このようなノイズ波形が半導体装置の内部回路の素子耐圧を超える過電圧となり素子を破壊する場合もある。しかしながら、前述の破壊を引き起こすような入力波形が入出力端子に入力された検査工程では、破壊していても、必ずしもその検査工程では不良とはならず、良品と判定されることがある。これは、瞬時の検査のため壊れる前に判定されるか、壊れた後に判定されるか、微妙なタイミングのためであり、その破壊した素子に接続される入出力端子に係る検査工程が、その後なければ、最終的に良品と判定される場合もある。 However, in the conventional inspection method described above, it may be determined that the semiconductor device is non-defective even if the semiconductor device is deteriorated due to overvoltage or the like due to noise during the inspection in the inspection process for inspecting the function. For example, when a square wave is sent from a semiconductor tester to a semiconductor device as an input signal, it becomes a square wave with a noise waveform instead of a clean square wave input due to the influence of an internal circuit or an external circuit related to the input / output terminals. In some cases, such a noise waveform becomes an overvoltage exceeding the element breakdown voltage of the internal circuit of the semiconductor device, thereby destroying the element. However, in the inspection process in which an input waveform that causes destruction is input to the input / output terminal, even if the input waveform is destroyed, the inspection process does not necessarily result in a failure and may be determined as a non-defective product. This is because it is determined before breakage due to instantaneous inspection, it is determined after breakage, or because of delicate timing, and the inspection process related to the input / output terminal connected to the destroyed element is If not, it may be finally determined to be non-defective.
本発明は上記従来の問題を解決するもので、検査後の半導体装置の劣化を確認できる半導体装置の試験方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to provide a semiconductor device testing method capable of confirming deterioration of a semiconductor device after inspection.
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の試験方法は、半導体装置の入出力端子に接続された保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の測定を、複数の検査工程からなる機能を検査する検査工程の前と後に実施し、その前後の順方向ダイオード電圧の比較値を予め決めておいた判定値と比較することにより、半導体装置の破壊の有無を判定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device test method according to the present invention includes a test for measuring a forward diode voltage of a protective diode connected to an input / output terminal of a semiconductor device, and a function for inspecting a function composed of a plurality of test processes. It is performed before and after the process, and the presence or absence of the semiconductor device is judged by comparing the comparison value of the forward diode voltage before and after the process with a predetermined determination value.
また、複数の回路機能検査の途中に、前記保護ダイオードの順方向ダイオード電圧測定を少なくとも１箇所以上で実施し、機能を検査する検査工程の前の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧とそれ以降の何箇所かの保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の比較値を予め決めておいた判定値と比較することにより、破壊を引き起こしている回路機能検査工程を特定することを特徴とする。 In addition, during a plurality of circuit function tests, the forward diode voltage measurement of the protection diode is performed at at least one place, and the forward diode voltage of the protection diode before the test process for testing the function and what is thereafter By comparing the comparison value of the forward diode voltage of the protective diodes in some places with a predetermined determination value, the circuit function inspection process causing the breakdown is specified.
また、半導体装置が機能を検査する検査工程の検査中に破壊していると判定された時に、半導体装置の入出力端子に接続された保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の測定を複数の検査工程からなる機能を検査する検査工程の前と後さらに途中の少なくとも１箇所以上で実施し、機能を検査する検査工程の前の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧とそれ以降の何箇所かの保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の比較値を予め決めておいた判定値と比較することにより、破壊を引き起こしている機能検査工程を特定することを特徴とする。 Further, when it is determined that the semiconductor device is broken during the inspection of the inspection process for inspecting the function, the measurement of the forward diode voltage of the protective diode connected to the input / output terminal of the semiconductor device is performed from a plurality of inspection processes. Before and after the inspection process for testing the function, at least one point in the middle, and before the inspection process for testing the function, the forward diode voltage of the protection diode and the order of the protection diodes in several places after that By comparing the comparison value of the direction diode voltage with a predetermined determination value, the function inspection process causing the breakdown is specified.
本発明の半導体装置の試験方法によると、検査による破壊発生も発見できるため、簡易に高い品質保証が得られる。また、本発明における機能検査中に破壊が発生した場合には、破壊を引き起こしている検査工程の特定ができ、破壊対策を施しやすい。 According to the method for testing a semiconductor device of the present invention, it is possible to detect the occurrence of breakdown due to inspection, so that high quality assurance can be easily obtained. Further, when a breakdown occurs during the function inspection in the present invention, the inspection process causing the breakdown can be identified, and it is easy to take a countermeasure against the breakdown.
以下、本発明の半導体装置の試験方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の試験方法の実施に使用する半導体装置の試験装置の電気的構成を示す。
この例の半導体装置の試験装置は、半導体装置測定用基板１と半導体ソケット２と装置本体である半導体テスタ３と複数のリード線からなるテスト信号線４と検査用周辺回路５とリレー制御線６とリレー１２〜１４とから概略構成されている。
Hereinafter, a method for testing a semiconductor device according to the present invention will be described based on specific embodiments.
FIG. 1 shows an electrical configuration of a semiconductor device test apparatus used for carrying out the test method of the present invention.
The semiconductor device test apparatus of this example includes a semiconductor device measurement substrate 1, a semiconductor socket 2, a semiconductor tester 3 as a device body, a test signal line 4 composed of a plurality of lead wires, an inspection
半導体装置測定用基板１は、試験すべき半導体装置を装着して各種特性試験等を行うためのものであって、半導体装置を挿入するための半導体ソケット２と検査用周辺回路５とリレー１２〜１４とを有している。
The semiconductor device measurement substrate 1 is for mounting various semiconductor devices to be tested and performing various characteristic tests and the like. The semiconductor socket 2 for inserting the semiconductor device, the inspection
半導体ソケット２は、半導体装置に適合するソケットの複数の端子７〜１１の必要なものが前記テスト信号線４によって半導体テスタ３と接続されている。さらに、端子によっては前記リレー１２〜１４の何れかを介して検査用周辺回路５に接続されている。
In the semiconductor socket 2, necessary ones of a plurality of
半導体テスタ３は、各種試験回路を有しており、前記テスト信号線４を介して、半導体ソケット２に挿入された半導体装置との間でテスト用の信号を送受したり、前記リレー１２〜１４を介して、半導体ソケット２に挿入された半導体装置と検査用周辺回路５とを接続させたり、切り離したりする。
The semiconductor tester 3 has various test circuits, and transmits / receives a test signal to / from a semiconductor device inserted into the semiconductor socket 2 via the test signal line 4 or the
検査用周辺回路５は、コイル１５や容量１６や抵抗１７等を有し、検査工程の内容に応じて、リレー１２〜１４を介して、半導体ソケット２に挿入された半導体装置とを接続される。
The inspection
リレー制御線６は、前記半導体テスタ３から出力された複数のリード線からなり、リレー１２〜１４をオンさせたりオフさせたりして、半導体ソケット２に挿入された半導体装置等と検査用周辺回路５とを接続させたり、切り離したりする。
The relay control line 6 includes a plurality of lead wires output from the semiconductor tester 3, and turns on or off the
次に試験装置の動作に基づいて半導体テスタ３の構成を詳しく説明する。
半導体ソケット２に半導体装置を差し込んで測定可能状態にする。
半導体テスタ３は、リレー１２〜１４を介して、検査用周辺回路５と半導体装置との接続状態を決め、テスト信号線４を介して、前記半導体装置に対する動作用電源電圧および所要の各部入力信号などを送る。
Next, the configuration of the semiconductor tester 3 will be described in detail based on the operation of the test apparatus.
A semiconductor device is inserted into the semiconductor socket 2 so that measurement is possible.
The semiconductor tester 3 determines the connection state between the inspection
これによって、半導体装置は所定の動作を行って、所定の出力信号を発生する。半導体装置の出力信号は、テスト信号線４を介して半導体テスタ３に送られる。半導体テスタ３は、テスト信号線４を介して受け取った各種入出力信号に基づいて、半導体装置に対する所要の特性試験を行うことができる。 Thus, the semiconductor device performs a predetermined operation and generates a predetermined output signal. The output signal of the semiconductor device is sent to the semiconductor tester 3 through the test signal line 4. The semiconductor tester 3 can perform a required characteristic test on the semiconductor device based on various input / output signals received via the test signal line 4.
この場合の特性試験の内容としては、各部の電圧電流等の直流特性試験の他に、半導体装置の種類に基づいて、それぞれの半導体装置に特有の、各種の多様な試験パターンによる機能試験や、種々の動作モードにおける交流試験等が行われる。 In this case, as the contents of the characteristic test, in addition to the DC characteristic test such as voltage and current of each part, based on the type of the semiconductor device, the function test by various various test patterns peculiar to each semiconductor device, An AC test or the like in various operation modes is performed.
機能検査の検査中の破壊の確認による電気的特性試験を、半導体テスタ３は、図２に示すように実行する。
始めに、半導体テスタ３は、ステップ（Ｓ１）でコンタクトの検査を行う。
As shown in FIG. 2, the semiconductor tester 3 performs an electrical characteristic test by confirming the breakdown during the function test.
First, the semiconductor tester 3 performs contact inspection in step (S1).
ステップ（Ｓ２）では、次にショートの検査を行う。
ステップ（Ｓ３）では、入出力端子に接続された保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の検査を行う。
In step (S2), next, a short inspection is performed.
In step (S3), the forward diode voltage of the protection diode connected to the input / output terminal is inspected.
ステップ（Ｓ４）では、種々の機能検査を行う。
ステップ（Ｓ５）では、入出力端子に接続された保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の検査を再度行う。
In step (S4), various functional tests are performed.
In step (S5), the forward diode voltage of the protection diode connected to the input / output terminal is checked again.
ステップ（Ｓ６）では、ステップ（Ｓ３）とステップ（Ｓ５）で測定した保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の比較値を、予め決めておいた判定値と比較する。
このようにステップ（Ｓ４）での機能検査の前後に、保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の測定を実施し、その前後の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の変化を監視しているため、半導体装置の機能検査における検査中の破壊の有無を確認できる。
In step (S6), the comparison value of the forward diode voltage of the protection diode measured in step (S3) and step (S5) is compared with a predetermined determination value.
As described above, since the forward diode voltage of the protection diode is measured before and after the function test in step (S4) and the change in the forward diode voltage of the protection diode before and after the function test is monitored, It is possible to confirm the presence or absence of destruction during the functional inspection.
ここで、保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の比較を行っているのは、絶対値では、約０．７５Ｖの製造バラツキが約１００ｍＶであり、テスト信号線の配線抵抗の影響も考慮すると判定値を大きくする必要があるが、比較では、製造バラツキとテスト信号線の配線抵抗の影響を考慮しなくて済むので、判定値を約５０ｍＶ以下で精度よく判定できるためである。通常、ステップ（Ｓ１），（Ｓ２），（Ｓ４）の特性試験においては、検査用周辺回路５と半導体ソケット２に挿入された半導体装置とを接続させないで特性試験が行われる。ステップ（Ｓ４）の特性試験においては、検査工程の内容に応じて検査用周辺回路と半導体ソケットに挿入された半導体装置とを接続した状態にて特性試験が行われる。
Here, the forward diode voltage of the protective diode is compared because the manufacturing variation of about 0.75 V is about 100 mV in absolute value, and the judgment value is determined considering the influence of the wiring resistance of the test signal line. This is because it is not necessary to consider the effects of manufacturing variations and the wiring resistance of the test signal line in the comparison, and the determination value can be accurately determined at about 50 mV or less. Usually, in the characteristic test in steps (S1), (S2), and (S4), the characteristic test is performed without connecting the inspection
図３は機能検査の検査中の破壊の検査工程を特定できる半導体装置の試験方法を示すフローチャートである。
図２の試験方法により破壊が確認された時には、ステップ（Ｓ７）をステップ（Ｓ４）の途中でも、ステップ（Ｓ５）（Ｓ６）検査を実施し、破壊を引き起こしている検査工程がステップ（Ｓ７）より前の検査工程か後の検査工程かを判定しながら破壊を引き起こしている検査工程の特定を行う。なお、ステップ（Ｓ７）は一箇所でなくとも複数の箇所でもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing a test method of a semiconductor device that can specify the inspection process of destruction during the function inspection.
When the destruction is confirmed by the test method of FIG. 2, the step (S7) and the step (S6) are inspected even during the step (S7), and the inspection process causing the destruction is the step (S7). The inspection process causing the destruction is identified while determining whether it is an earlier inspection process or a later inspection process. Note that the step (S7) may not be a single location but a plurality of locations.
半導体装置の破壊を判定する手段について、図４を参照して説明する。
半導体装置には、一箇所もしくは複数箇所に破壊を判定する手段である入出力端子に接続された保護ダイオードを設けてある。
A means for determining the destruction of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
The semiconductor device is provided with a protective diode connected to an input / output terminal that is a means for determining destruction at one or a plurality of locations.
半導体装置における破壊を判定する手段は、図４に示すように入出力端子７〜１１と内部回路２２と接地端子１８と保護ダイオード１９，２０と電源供給端子２１とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the means for determining the breakdown in the semiconductor device includes input /
例えば、保護ダイオード１９を半導体装置の破壊を判定する手段として使用する場合、電源供給端子２１には半導体テスタ３から電圧を供給しない状態にして、前記半導体テスタ３が入出力端子７から一定電流を流出させながら、入出力端子７と接地端子１８の電位差を半導体テスタ３で測定することによって、これを保護ダイオードの順方向ダイオード電圧とする。
For example, when the protection diode 19 is used as a means for determining the destruction of the semiconductor device, the power supply terminal 21 is not supplied with a voltage from the semiconductor tester 3, and the semiconductor tester 3 receives a constant current from the input /
次に、半導体装置の破壊を引き起こす要因となりうる入力波形について、図５を参照して説明する。
例えば、前記半導体テスタ３から方形波を入力信号として半導体装置に送る場合、入出力端子に係る内部回路あるいは外付け回路の影響により、きれいな方形波入力とはならずに図５のようなノイズ波形をもった方形波となっていることがあり、このようなノイズ波形が半導体装置の内部回路２２の素子耐圧を超える過電圧となり素子を破壊する場合もある。
Next, an input waveform that can cause a breakdown of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
For example, when a square wave is sent from the semiconductor tester 3 to the semiconductor device as an input signal, the noise waveform as shown in FIG. In some cases, such a noise waveform becomes an overvoltage exceeding the element breakdown voltage of the
次に、半導体装置の破壊を判定する手段の電気的特性について、図６を参照して説明する。
正常な半導体装置は、図４の回路図において、電源供給端子２１を接地状態にして、入出力端子７から電流をマイナス方向からプラス方向に流した時の入出力端子７の電圧特性は図のような正常特性が得られる。
Next, the electrical characteristics of the means for determining the destruction of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
In the circuit diagram of FIG. 4, the normal semiconductor device has the voltage characteristics of the input /
しかし、機能検査の検査中に内部回路２２の素子耐圧を超える過電圧が入出力端子にかかり、内部回路２２の素子のＰＮ接合が破壊する場合があり、この内部回路２２の素子が破壊した状態にて、電源供給端子２１を接地状態にして、入出力端子２２から電流をマイナス方向からプラス方向に流した時の入出力端子７の電圧特性は、例えば図のような不良特性１，不良特性２となるので、保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の測定条件として、図の点線に示す一定電流値を保護ダイオードに接続する入出力端子に与え、その時の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧を測定値とする。機能検査する前からの不良特性１，２のようなものは、機能検査する前の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の検査で不良となり、機能検査する前の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の検査で良品となったものは、機能検査の後の保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の検査後、保護ダイオードの順方向ダイオード電圧の比較値を予め決めておいた判定値と比較して良否を判定する。
However, an overvoltage exceeding the element breakdown voltage of the
なお、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、破壊を判定する手段の位置と数は任意であり、構成も電源供給端子と保護ダイオードのみあるいは接地端子と保護ダイオードのみでもよく、入出力端子と電源供給端子あるいは入出力端子と接地端子の間にある保護ダイオードの数は任意であり、またプローバー検査においても有効である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, the position and number of means for determining destruction are arbitrary, the configuration may be only the power supply terminal and the protective diode, or only the ground terminal and the protective diode. The input / output terminal and the power supply terminal or the input / output terminal and the ground terminal The number of protective diodes in between is arbitrary, and is also effective in prober inspection.
また、マイクロコンピュータを要部とした半導体テスタ３のプログラムを、図２の試験方法によって破壊が確認された時に限って図３の半導体装置の試験方法を実施するように構築したが、図３の半導体装置の試験方法を繰り返し実行するように前記半導体テスタ３を構成して、破壊の確認の有無、ならびに破壊が発生した場合に何れの回路機能検査工程で発生した破壊であるかを特定することもできる。 Further, the program of the semiconductor tester 3 having a microcomputer as a main part was constructed so as to carry out the semiconductor device test method of FIG. 3 only when the destruction was confirmed by the test method of FIG. The semiconductor tester 3 is configured so as to repeatedly execute a test method of a semiconductor device, and it is specified whether or not a breakdown has been confirmed and in which circuit function inspection process the breakdown has occurred when the breakdown has occurred. You can also.
本発明は半導体装置の生産ラインなどにおける安全な検査工程の構築に利用できる。 The present invention can be used to construct a safe inspection process in a production line of a semiconductor device.
１ 半導体装置測定用基板
２ 半導体ソケット
３ 半導体テスタ
４ テスト信号線
５ 検査用周辺回路
６ リレー制御線
７〜１１ 入出力端子
１２〜１４ リレー
１５ コイル
１６ 容量
１７ 抵抗
１８ 接地端子
１９ 保護ダイオード
２０ 保護ダイオード
２１ 電源供給端子
２２ 内部回路
1 Semiconductor Device Measurement Board 2 Semiconductor Socket 3 Semiconductor Tester 4
Claims (3)
前記入出力端子に接続された保護ダイオードの順方向ダイオード電圧を測定する第１の検査工程と、
その後、前記内部回路の複数の回路機能を検査する第２の検査工程と、
前記第２の検査工程の後に前記保護ダイオードの順方向ダイオード電圧を測定する第３の検査工程と、
前記第１の検査工程と第３の検査工程との測定値の差を求める第４の検査工程と
を備えた半導体装置の試験方法。 A method for testing electrical characteristics of a semiconductor device in which a protection diode connected to an input / output terminal and an internal circuit connected to the input / output terminal are integrated,
A first inspection step of measuring a forward diode voltage of a protection diode connected to the input / output terminal;
Thereafter, a second inspection step of inspecting a plurality of circuit functions of the internal circuit;
A third inspection step of measuring a forward diode voltage of the protection diode after the second inspection step;
A method for testing a semiconductor device, comprising: a fourth inspection step for obtaining a difference in measured values between the first inspection step and the third inspection step.
請求項１記載の半導体装置の試験方法。 During the plurality of circuit function tests in the second test process, the forward diode voltage measurement of the protection diode is performed at at least one place, and the forward diode voltage of the protection diode before the test process for testing the function is performed. 2. The semiconductor according to claim 1, wherein a circuit function inspection step causing the breakdown is specified by comparing a comparison value of a forward diode voltage of a protective diode at several points thereafter with a predetermined determination value. Equipment test method.
請求項１記載の半導体装置の試験方法。 When the test of the semiconductor device is repeatedly performed and the breakdown is confirmed by the test of the semiconductor device, the forward diode voltage measurement of the protection diode is performed at least during the plurality of circuit function tests in the second test process. A judgment value that is determined in advance as a comparison value of the forward diode voltage of the protection diode before the inspection process for performing the function inspection at one or more places and the forward diode voltage of some of the protection diodes after that. The semiconductor device testing method according to claim 1, wherein a circuit function inspection process causing the breakdown is specified by comparison.
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