(57)【要約】  半導体ウエハに形成され、それぞれ動作回路および内蔵メモリを有する複数の半導体チップを試験する試験用ウエハであって、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する半導体チップの動作回路に測定用信号を供給し、動作回路が測定用信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する複数の試験回路と、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する試験回路における測定結果に応じたデータを、対応する内蔵メモリに書き込む複数の書込回路とを備える試験用ウエハを提供する。
2009147722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成され、それぞれ動作回路および内蔵メモリを有する複数の半導体チップを試験する試験用ウエハであって、
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記半導体チップの前記動作回路に測定用信号を供給し、前記動作回路が前記測定用信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する複数の試験回路と、
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記試験回路における測定結果に応じたデータを、対応する前記内蔵メモリに書き込む複数の書込回路と
を備える試験用ウエハ。
【請求項２】
前記試験回路は、前記測定結果に基づいて前記動作回路の良否を判定し、
前記書込回路は、前記動作回路の良否データを前記内蔵メモリに書き込む
請求項１に記載の試験用ウエハ。
【請求項３】
それぞれの前記内蔵メモリは、同一のアドレス空間を有しており、
それぞれの前記書込回路は、それぞれの前記内蔵メモリにおいて予め定められた同一のアドレスに、前記良否データを書き込む
請求項２に記載の試験用ウエハ。
【請求項４】
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記内蔵メモリが、予め定められたアドレスに予め格納しているデータを読み出す複数の読出回路を更に備え、
それぞれの前記試験回路は、対応する前記読出回路が読み出したデータに応じた前記測定用信号を、対応する前記動作回路に供給する
請求項３に記載の試験用ウエハ。
【請求項５】
それぞれの前記半導体チップは、それぞれの前記内蔵メモリに対するデータの読み書きを制御する制御回路を有しており、
前記書込回路および前記読出回路は、前記制御回路を介して、前記内蔵メモリに対してデータを読み書きする
請求項４に記載の試験用ウエハ。
【請求項６】
それぞれの前記半導体チップは、前記内蔵メモリのデータ端子およびアドレス端子を、前記半導体チップに設けられた試験用端子に電気的に接続する配線を有しており、
前記書込回路および前記読出回路は、前記試験用端子を介して、前記内蔵メモリに対してデータを読み書きする
請求項４に記載の試験用ウエハ。
【請求項７】
それぞれの前記半導体チップは、それぞれの前記内蔵メモリの前記データ端子および前記アドレス端子と前記試験用端子との間の電気的な接続を制御するスイッチを有しており、
前記試験用ウエハは、
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記書込回路および前記読出回路が前記試験用端子を介して前記内蔵メモリに対してデータを読み書きする場合に、対応する前記半導体チップが有する前記スイッチに前記データ端子および前記アドレス端子と前記試験用端子とを電気的に接続させる駆動回路を有する
請求項６に記載の試験用ウエハ。
【請求項８】
半導体ウエハに形成され、それぞれ動作回路および内蔵メモリを有する複数の半導体チップを試験する試験システムであって、
前記半導体ウエハと電気的に接続される試験用ウエハと、
前記試験用ウエハを制御する制御装置と
を備え、
前記試験用ウエハは、
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記半導体チップの前記動作回路に測定用信号を供給し、前記動作回路が前記測定用信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する複数の試験回路と、
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記試験回路における測定結果に応じたデータを、対応する前記内蔵メモリに書き込む複数の書込回路と
を有する試験システム。
【請求項９】
複数の前記半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する前記内蔵メモリが、予め定められたアドレスに予め格納しているデータを読み出す複数の読出回路を更に備え、
それぞれの前記試験回路は、対応する前記読出回路が読み出したデータに応じた前記測定用信号を、対応する前記動作回路に供給する
請求項８に記載の試験システム。
【請求項１０】
前記試験システムは、複数の試験用ウエハを順次に前記半導体ウエハに電気的に接続し、
前記制御装置は、
第１の前記試験用ウエハのそれぞれの前記書込回路に対して、前記内蔵メモリの所定のアドレスを指定して前記測定結果を書き込ませ、
第２の前記試験用ウエハのそれぞれの前記読出回路に対して、前記所定のアドレスを指定して、前記内蔵メモリから前記測定結果を読み出させる
請求項９に記載の試験システム。
【請求項１１】
複数の半導体チップが形成された半導体ウエハであって、
複数の前記半導体チップのそれぞれは、
内蔵メモリと、
外部回路に接続される外部メモリアクセス端子と、
前記内蔵メモリのデータ端子およびアドレス端子と前記外部メモリアクセス端子との間の電気的な接続を制御するスイッチと
を備える半導体ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験用ウエハ、試験システム、および、半導体ウエハに関する。特に本発明は、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用ウエハおよび試験システム、ならびに複数の半導体チップが形成された半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
被試験デバイスの試験において、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、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ることが考えられる。
【特許文献１】特開２００２−２２２８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プローブカードは、プリント基板等を用いて形成される。当該プリント基板に複数のプローブピンを形成することで、複数の半導体チップと一括して電気的に接続することができる。【０００４】
また、半導体チップの試験として、例えばＢＯＳＴ回路を用いる方法がある。このとき、プローブカードにＢＯＳＴ回路を搭載することも考えられるが、半導体ウエハの状態で複数の半導体チップを試験する場合、搭載すべきＢＯＳＴ回路が多数となり、ＢＯＳＴ回路をプローブカードのプリント基板に実装することが困難となる。【０００５】
また、半導体チップの試験として、半導体チップ内に設けたＢＩＳＴ回路を用いる方法も考えられる。しかし、当該方法は、半導体チップ内に、実動作に用いない回路を形成するので、半導体チップの実動作回路を形成する領域が小さくなってしまう。【０００６】
半導体ウエハの状態で多数の半導体チップを試験する場合、半導体チップの試験結果を格納するフェイルメモリも多数搭載しなければならない。フェイルメモリを多数搭載すると、試験用の回路を実装することができる面積もさらに小さくなってしまう。【０００７】
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ウエハ、試験システム、および、半導体ウエハ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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、半導体ウエハに形成され、それぞれ動作回路および内蔵メモリを有する複数の半導体チップを試験する試験用ウエハであって、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する半導体チップの動作回路に測定用信号を供給し、動作回路が測定用信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する複数の試験回路と、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する試験回路における測定結果に応じたデータを、対応する内蔵メモリに書き込む複数の書込回路とを備える試験用ウエハが提供される。【０００９】
また、本発明の第２の形態においては、半導体ウエハに形成され、それぞれ動作回路および内蔵メモリを有する複数の半導体チップを試験する試験システムであって、半導体ウエハと電気的に接続される試験用ウエハと、試験用ウエハを制御する制御装置とを備え、試験用ウエハは、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する半導体チップの動作回路に測定用信号を供給し、動作回路が測定用信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する複数の試験回路と、複数の半導体チップに対応して設けられ、それぞれ対応する試験回路における測定結果に応じたデータを、対応する内蔵メモリに書き込む複数の書込回路とを有する試験システムが提供される。【００１０】
また、本発明の第３の形態においては、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハであって、複数の半導体チップのそれぞれは、内蔵メモリと、外部回路に接続される外部メモリアクセス端子と、内蔵メモリのデータ端子およびアドレス端子と外部メモリアクセス端子との間の電気的な接続を制御するスイッチとを備える半導体ウエハが提供される。【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】半導体ウエハ３０１に形成された複数の半導体チップ３１０を試験する、試験システム４００の概要を説明する図である。
【図２】試験用ウエハ１１１の側面図の一例を説明する図である。
【図３】回路ブロック１１０の構成例を示す図である。
【図４】試験回路ユニット１１８の機能構成例を示すブロック図である。
【図５】ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の機能構成例を示すブロック図である。
【図６】ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の他の機能構成を示すブロック図である。
【図７】半導体チップ３１０の機能構成例を示すブロック図である。
【図８】試験用ウエハユニット１００の他の構成例を示す図である。
【図９】試験用ウエハ１１１における回路ブロック１１０の構成例を示す図である。
【図１０】ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の機能構成例を示す図である。
【図１１】回路ブロック１２０の構成例を示す図である。
【図１２】試験用ウエハ１１１、接続用ウエハ１２１、および、半導体ウエハ３０１の接続関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０・・・制御装置、１００・・・試験用ウエハユニット、１０２・・・ウエハ接続面、１０４・・・装置接続面、１１０・・・回路ブロック、１１１・・・試験用ウエハ、１１２・・・接続パッド、１１３・・・中間パッド、１１４・・・装置側接続端子、１１６・・・スルーホール、１１７・・・配線、１１８・・・試験回路ユニット、１１９・・・パッド、１２０・・・回路ブロック、１２１・・・接続用ウエハ、１２２・・・入出力切替部、１２４・・・中間パッド、１２６・・・スルーホール、１３２・・・ドライバ、１３４・・・コンパレータ、１３８・・・論理比較部、１５２・・・出力切替部、１５４・・・測定切替部、１６０・・・試験回路、１６２・・・パターン発生部、１６４・・・パターンメモリ、１６６・・・期待値メモリ、１６８・・・信号生成部、１７０・・・波形成形部、１７２・・・ドライバユニット、１７４・・・測定ユニット、１７６・・・タイミング発生部、１７８・・・電源供給部、１８０・・・駆動回路、１８２・・・書込回路、１８４・・・読出回路、３０１・・・半導体ウエハ、３１０・・・半導体チップ、３１２・・・試験用パッド、３２０・・・動作回路、３３０・・・制御回路、３３２・・・配線、３３４・・・配線、３４０・・・内蔵メモリ、３４２・・・データ端子、３４４・・・アドレス端子、３５０・・・スイッチ、３５２・・・外部データ端子配線、３５４・・・外部アドレス端子配線、３５６・・・外部スイッチ配線、４００・・・試験システム
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。【００１５】
図１は、試験システム４００の概要を示す図である。試験システム４００は、半導体ウエハ３０１に形成された、被試験デバイスとしての複数の半導体チップ３１０を試験する。本例の試験システム４００は、試験用ウエハユニット１００および制御装置１０を備える。なお図１では、半導体ウエハ３０１および試験用ウエハユニット１００の斜視図の一例を示す。【００１６】
半導体ウエハ３０１は、例えば円盤状の半導体ウエハであってよい。より具体的には、半導体ウエハ３０１はシリコン、化合物半導体、その他の半導体ウエハであってよい。また、半導体チップ３１０は、半導体ウエハ３０１において露光等の半導体プロセスを用いて形成されてよい。複数の半導体チップ３１０は、動作回路および内蔵メモリをそれぞれ有する。【００１７】
試験用ウエハユニット１００は、試験用ウエハ１１１を有する。試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と電気的に接続する。より具体的には、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１に形成された複数の半導体チップ３１０のそれぞれと一括して電気的に接続する。【００１８】
試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と同一の半導体材料で形成された半導体ウエハであってよい。例えば試験用ウエハ１１１は、シリコンウエハであってよい。また、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と略同一の熱膨張率を有する半導体材料で形成されてもよい。また、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と対応する形状を有してよい。ここで、対応する形状とは、同一の形状、および、一方が他方の一部分となる形状を含む。【００１９】
例えば試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と同一形状のウエハであってよい。より具体的には、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と略同一の直径を有する円盤状のウエハであってよい。また、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と重ね合わせたときに、半導体ウエハ３０１の一部を覆う形状を有してもよい。半導体ウエハ３０１が円盤形状の場合、試験用ウエハ１１１は、例えば半円形状のように、当該円盤の一部を占める形状であってよい。【００２０】
また、試験用ウエハ１１１には、複数の回路ブロック１１０が形成される。複数の回路ブロック１１０は、複数の半導体チップ３１０と対応して設けられる。本構成例では、複数の回路ブロック１１０は、それぞれが２以上の半導体チップ３１０と対応するように設けられる。なお、以後の説明では、複数の回路ブロック１１０のそれぞれに対応するように設けられた２以上の半導体チップ３１０を、対応する半導体チップ３１０と略称する場合がある。【００２１】
それぞれの回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１を半導体ウエハ３０１に重ね合わせた場合に、それぞれ対応する２以上の半導体チップ３１０が形成された領域と重なる位置に設けられてよい。それぞれの回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１が半導体ウエハ３０１に重ね合わせられることで、それぞれ対応する半導体チップ３１０と電気的に接続され、当該半導体チップ３１０を試験する。【００２２】
なお、回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１において、半導体ウエハ３０１と対応する面の裏面に設けられてもよい。この場合、それぞれの回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１に形成されるスルーホール（ビアホール）を介して、それぞれが対応する半導体チップ３１０と電気的に接続されてよい。【００２３】
例えば、複数の接続パッド１１２は、試験用ウエハ１１１のウエハ接続面に形成される。また、接続パッド１１２は、それぞれの半導体チップ３１０に対して少なくとも一つずつ設けられる。例えば接続パッド１１２は、それぞれの半導体チップ３１０のそれぞれの試験用パッドに対して、一つずつ設けられてよい。つまり、それぞれの半導体チップ３１０が複数の試験用パッドを有する場合、接続パッド１１２は、それぞれの半導体チップ３１０に対して複数個ずつ設けられてよい。【００２４】
例えば、試験用ウエハ１１１には、試験用パッドと同数の接続パッド１１２が形成されてよい。それぞれの接続パッド１１２は、対応する半導体チップ３１０の試験用パッドと電気的に接続される。【００２５】
なお、試験用パッドは、試験用端子の一例であってよい。また、接続パッド１１２は、試験用パッドと電気的に接続される複数の接続端子として機能する。このように、試験用ウエハ１１１には、複数の半導体チップ３１０のそれぞれの試験用パッドと一対一に対応して設けられ、それぞれ対応する試験用パッドと電気的に接続される複数の接続パッド１１２が形成されている。【００２６】
なお、電気的に接続するとは、２つの部材間で電気信号を伝送可能となる状態を指してよい。例えば、回路ブロック１１０および半導体チップ３１０の試験用パッドは、直接に接触、または、他の導体を介して間接的に接触することで、電気的に接続されてよい。例えば試験システム４００は、半導体ウエハ３０１および試験用ウエハ１１１の間に、これらのウエハと略同一直径のメンブレンシート等のプローブ部材を備えてよい。メンブレンシートは、回路ブロック１１０および半導体チップ３１０の、対応する試験用パッド間を電気的に接続するバンプを有する。また試験システム４００は、メンブレンシートおよび試験用ウエハ１１１の間に異方性導電シートを備えてもよい。【００２７】
また、回路ブロック１１０および半導体チップ３１０の試験用パッドは、容量結合（静電結合とも称する）または誘導結合（磁気結合とも称する）等のように、非接触の状態で電気的に接続されてもよい。また、回路ブロック１１０および半導体チップ３１０における試験用パッド間の伝送線路の一部が、光学的な伝送線路であってもよい。【００２８】
回路ブロック１１０は、接続パッド１１２を介して、それぞれが対応する半導体チップ３１０と信号を受け渡す。回路ブロック１１０は、それぞれが対応する半導体チップ３１０に、測定用信号の一例としての試験信号を供給する。また、回路ブロック１１０は、それぞれが対応する半導体チップ３１０が試験信号に応じて出力する応答信号を受け取る。なお、試験用ウエハ１１１を制御する制御装置１０から回路ブロック１１０に試験信号を供給する場合、回路ブロック１１０は、ウエハ接続面の裏面の装置接続面に形成される装置側接続端子を介して、制御装置１０と電気的に接続される。【００２９】
なお、半導体ウエハ３０１に、同一の回路構成を有する複数の半導体チップ３１０が形成される場合、試験用ウエハ１１１におけるそれぞれの回路ブロック１１０は、同一の回路構成を有してよい。それぞれの半導体チップ３１０の試験用パッドの配列が同一である場合、それぞれの回路ブロック１１０には、他の回路ブロック１１０と同一配列の接続パッド１１２が形成される。【００３０】
それぞれの回路ブロック１１０は、それぞれ応答信号の論理パターンと、予め定められた期待値パターンとを比較することで、それぞれが対応する半導体チップ３１０の良否を判定してよい。そして、回路ブロック１１０は、それぞれが対応する半導体チップ３１０がそれぞれ有する内蔵メモリに、それぞれが対応する半導体チップ３１０のそれぞれの良否をそれぞれ書き込む。また、回路ブロック１１０は、それぞれが対応する半導体チップ３１０がそれぞれ有する内蔵メモリから良否を読み込んで、読み込んだ良否に応じた試験信号を、当該半導体チップ３１０に供給してよい。【００３１】
本例の試験用ウエハユニット１００によると、半導体チップ３１０が有する内蔵メモリに試験結果が書き込まれるので、回路ブロック１１０に形成すべきフェイルメモリの容量を著しく削減することができる。場合によってはフェイルメモリを設けなくてよくなる。【００３２】
なお、回路ブロック１１０は、対応する半導体チップ３１０が有する内蔵メモリの試験結果を、制御装置１０に出力してもよい。例えば、回路ブロック１１０は、対応する半導体チップ３１０が有する内蔵メモリの試験結果が否である場合に、当該内蔵メモリの試験結果を制御装置１０に送信してよい。他にも、回路ブロック１１０は、対応する半導体チップ３１０が有する内蔵メモリを動作させるために必要な機能を試験した試験結果を、制御装置１０に送信してよい。また、回路ブロック１１０は、内蔵メモリの試験結果が否である半導体チップ３１０の試験結果を、対応する半導体チップ３１０のうち内蔵メモリの試験結果が良である他の半導体チップ３１０が有する内蔵メモリに書き込んでもよい。【００３３】
また、本例の試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と同一の半導体材料で形成されるので、周囲温度が変動したような場合であっても、試験用ウエハ１１１と半導体ウエハ３０１との間の電気的な接続を良好に維持することができる。このため、例えば半導体ウエハ３０１を加熱して試験するような場合であっても、半導体ウエハ３０１を精度よく試験することができる。【００３４】
また、試験用ウエハ１１１が半導体材料で形成されるので、試験用ウエハ１１１に高密度の回路ブロック１１０を容易に形成することができる。例えば、露光等を用いた半導体プロセスにより、試験用ウエハ１１１に高密度の回路ブロック１１０を容易に形成することができる。このため、多数の半導体チップ３１０に対応する多数の回路ブロック１１０を、試験用ウエハ１１１に比較的に容易に形成することができる。【００３５】
また、試験用ウエハ１１１に回路ブロック１１０を設ける場合、制御装置１０の規模を低減することができる。つまり本例の試験システム４００は、半導体チップ３１０を試験する回路を試験用ウエハユニット１００に設けるので、制御装置１０は、試験用ウエハユニット１００を制御することで、それぞれの半導体チップ３１０を試験できる。例えば制御装置１０は、回路ブロック１１０に対して試験の開始等のタイミングを通知する機能、回路ブロック１１０における試験結果を読み出す機能、回路ブロック１１０および半導体チップ３１０の駆動電力を供給する機能の各機能を有すればよい。【００３６】
図２は、試験用ウエハ１１１の側面図の一例である。上述したように、試験用ウエハ１１１は、半導体ウエハ３０１と対向するウエハ接続面１０２、および、ウエハ接続面１０２の裏面の装置接続面１０４を有する。また、複数の接続パッド１１２は、ウエハ接続面１０２に形成されている。また、複数のパッド１１９は、装置接続面１０４に形成される。試験用ウエハ１１１の端子は、導電材料をメッキ、蒸着等することで試験用ウエハ１１１に形成されてよい。【００３７】
試験用ウエハ１１１は、対応するパッド１１９および接続パッド１１２を電気的に接続するそれぞれのスルーホール１１６を有してよい。それぞれのスルーホール１１６は、試験用ウエハ１１１を貫通して形成される。【００３８】
また、それぞれのパッド１１９の間隔と、それぞれの接続パッド１１２の間隔とは、異なっていてよい。接続パッド１１２は、半導体チップ３１０の入力端子と電気的に接続するべく、各入力端子と同一の間隔で配置される。このため、接続パッド１１２は、例えば図１に示すように、半導体チップ３１０毎に微小な間隔で設けられる。【００３９】
これに対し、それぞれのパッド１１９は、一つの半導体チップ３１０に対応する複数の接続パッド１１２の間隔より広い間隔で設けられてよい。例えばパッド１１９は、装置接続面１０４の面内において、パッド１１９の分布が略均等となるように等間隔に配置されてよい。また、試験用ウエハ１１１には、各パッド１１９と各スルーホール１１６とを電気的に接続する配線１１７が形成されてよい。【００４０】
また、図２では回路ブロック１１０を図示していないが、回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１の装置接続面１０４に形成されてよく、ウエハ接続面１０２に形成されてもよい。また、回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１の中間層に形成されてもよい。【００４１】
図３は、回路ブロック１１０の構成例を示す図である。本例では、装置接続面１０４に回路ブロック１１０が形成される例を説明する。【００４２】
それぞれの回路ブロック１１０には、試験回路ユニット１１８が設けられる。また、回路ブロック１１０には、複数のパッド１１９、および、複数の装置側接続端子１１４が設けられる。複数のパッド１１９は、ウエハ接続面１０２に形成される接続パッド１１２と、スルーホール１１６を介して電気的に接続される。【００４３】
それぞれの試験回路ユニット１１８は、装置側接続端子１１４を介して制御装置１０に電気的に接続される。それぞれの試験回路ユニット１１８は、制御装置１０からの制御信号、電源電力等が、装置側接続端子１１４を介して与えられてよい。【００４４】
試験回路ユニット１１８は、パッド１１９を介して接続パッド１１２に試験信号を供給して、対応する半導体チップ３１０を試験させる。パッド１１９は、対応するそれぞれの半導体チップ３１０のそれぞれの試験用パッドに対して一つずつ設けられた接続パッド１１２のそれぞれに対して、一つずつ設けられている。例えば、パッド１１９−１、パッド１１９−２、パッド１１９−３、および、パッド１１９−４は、それぞれ接続パッド１１２−１、接続パッド１１２−２、接続パッド１１２−３、および、接続パッド１１２−４に接続される。ここで、接続パッド１１２−１、接続パッド１１２−２、接続パッド１１２−３、および、接続パッド１１２−４は、それぞれ互いに異なる半導体チップ３１０の試験用パッドに接続される。【００４５】
なお、試験回路ユニット１１８は、対応する全ての半導体チップ３１０に接続された接続パッド１１２に試験信号を供給することによって、対応する全ての半導体チップ３１０を略同時に試験してよい。また、試験回路ユニット１１８は、対応する半導体チップ３１０のうちの一部の半導体チップ３１０に接続された接続パッド１１２に試験信号を供給することによって、当該一部の半導体チップ３１０を略同時に試験してよい。【００４６】
また、試験回路ユニット１１８は、当該一部の半導体チップ３１０を試験した後に、当該一部の半導体チップ３１０以外の少なくとも一部の半導体チップ３１０に試験信号を供給することによって、当該少なくとも一部の半導体チップ３１０を試験してよい。なお、一部の半導体チップ３１０は、１の半導体チップ３１０であってよく、２以上の半導体チップ３１０であってもよい。【００４７】
上述したように、回路ブロック１１０は半導体の試験用ウエハ１１１に形成されるので、半導体素子を有する試験回路ユニット１１８を高密度に形成することができる。また、回路ブロック１１０は、それぞれが対応する複数の半導体チップ３１０を試験するので、試験回路ユニット１１８を実装するスペースを十分に確保することができる。このため、試験回路ユニット１１８により大規模な回路を実装することができ、ひいては制御装置１０の規模をより低減することができる。【００４８】
図４は、試験回路ユニット１１８の機能構成例を示すブロック図である。回路ブロック１１０は、試験回路１６０、駆動回路１８０、書込回路１８２、および、読出回路１８４を有する。試験回路１６０は、パターン発生部１６２、信号生成部１６８、ドライバユニット１７２、測定ユニット１７４、タイミング発生部１７６、および、電源供給部１７８を有する。また、信号生成部１６８は、波形成形部１７０を有する。【００４９】
パターン発生部１６２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１６２は、パターンメモリ１６４および期待値メモリ１６６を含む。パターン発生部１６２は、パターンメモリ１６４に予め格納された論理パターンを出力してよい。パターンメモリ１６４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格納してよい。また、パターン発生部１６２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。【００５０】
波形成形部１７０は、パターン発生部１６２から与えられる論理パターンに基づいて、試験信号の波形を成形する。例えば波形成形部１７０は、論理パターンの各論理値に応じた電圧を、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。【００５１】
ドライバユニット１７２は、波形成形部１７０から与えられる波形に応じた試験信号を出力する。例えば、ドライバユニット１７２は、タイミング発生部１７６が生成したタイミング信号に応じて、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して半導体チップ３１０に試験信号を供給する。例えば、ドライバユニット１７２は、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して半導体チップ３１０の動作回路に試験信号を供給してよい。なお、ドライバユニット１７２から出力される試験信号としては、半導体チップ３１０が消費する直流電力が仕様を満たすか等を判定する直流試験、入力信号に対して半導体チップ３１０が所定の出力信号を出力するか等を判定するファンクション試験、半導体チップ３１０が出力する信号の特性が仕様を満たすか等を判定するアナログ試験等の試験をする試験信号を例示することができる。【００５２】
測定ユニット１７４は、半導体チップ３１０が出力する応答信号を測定する。例えば、測定ユニット１７４は、タイミング発生部１７６が生成したタイミング信号に応じて、半導体チップ３１０が出力する応答信号を、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して測定する。測定ユニット１７４は、応答信号に応じて半導体チップ３１０の良否を判定する。例えば論理比較部１３８は、パターン発生部１６２から与えられる期待値パターンと、応答信号に応じた論理パターンとが一致するか否かにより、半導体チップ３１０の良否を判定してよい。例えば、論理比較部１３８は、パターン発生部１６２から与えられる期待値パターンと、応答信号に応じた論理パターンとが一致するか否かにより、半導体チップ３１０の動作回路の良否を判定してよい。【００５３】
なお、パターン発生部１６２は、期待値メモリ１６６に予め格納された期待値パターンを、測定ユニット１７４に供給してよい。期待値メモリ１６６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格納してよい。また、パターン発生部１６２は、予め与えられるアルゴリズムに基づいて当該期待値パターンを生成してもよい。【００５４】
書込回路１８２は、測定ユニット１７４が判定した半導体チップ３１０の良否データを、当該半導体チップ３１０の内蔵メモリに書き込む。例えば、書込回路１８２は、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して、半導体チップ３１０の動作回路の良否データを当該半導体チップ３１０の内蔵メモリに書き込む。なお、半導体ウエハ３０１に形成された複数の半導体チップ３１０のそれぞれの内蔵メモリは、同一のアドレス空間を有してよい。そして、書込回路１８２は、それぞれの内蔵メモリにおいて予め定められた同一のアドレスに、良否データを書き込んでよい。【００５５】
このように、試験回路１６０は、半導体チップ３１０が出力する信号の電気特性を測定した測定結果に基づいて、半導体チップ３１０の動作回路の良否を判定する。そして、書込回路１８２は、動作回路の良否データを内蔵メモリに書き込む。【００５６】
読出回路１８４は、半導体チップ３１０が有する内蔵メモリから当該半導体チップ３１０の良否データを読み出す。読出回路１８４は、例えば、それぞれ対応する内蔵メモリが、予め定められたアドレスに予め格納しているデータを読み出す。パターン発生部１６２は、読出回路１８４が読み出した良否データに応じた論理パターンを出力してよい。これにより、信号生成部１６８は、読出回路１８４が読み出した良否データに応じた試験信号を生成する。このように、試験回路１６０は、読出回路１８４が読み出した良否データに応じた試験信号を半導体チップ３１０に出力することができる。【００５７】
例えば、試験回路１６０は、読出回路１８４が内蔵メモリから読み出した良否データが否を示す場合に、当該内蔵メモリを有する半導体チップ３１０に、良否データが否であることを条件として供給すべき他の試験信号を出力してよい。例えば、試験回路１６０は、良否データが否である試験結果が得られた試験より条件を緩和した試験をする試験信号を、当該他の試験信号として出力してよい。【００５８】
例えば、半導体チップ３１０の高周波動作の試験に対する良否データが否である場合には、当該他の試験信号としては、半導体チップ３１０の低周波数動作を試験する試験信号を例示することができる。なお、試験回路１６０は、読出回路１８４が内蔵メモリから読み出した良否データが否を示す場合には、当該内蔵メモリを有する半導体チップ３１０にはさらなる他の試験信号を出力しなくてよい。【００５９】
なお、駆動回路１８０は、半導体チップ３１０が有する内蔵メモリと、書込回路１８２および読出回路１８４との電気的な接続を制御する。例えば、駆動回路１８０は、対応する２以上の半導体チップ３１０がそれぞれ有する内蔵メモリから、書込回路１８２が良否データを書き込む内蔵メモリを選択して、選択した内蔵メモリと書込回路１８２とを電気的に接続する。また、駆動回路１８０は、対応する２以上の半導体チップ３１０がそれぞれ有する内蔵メモリから、読出回路１８４が良否データを読み出す内蔵メモリを選択して、選択した内蔵メモリと読出回路１８４とを電気的に接続する。【００６０】
電源供給部１７８は、半導体チップ３１０を駆動する電源電力を供給する。例えば電源供給部１７８は、試験中に制御装置１０から与えられる電力に応じた電源電力を、半導体チップ３１０に供給してよい。また、電源供給部１７８は、試験回路１６０の各機能構成を実現する回路に駆動電力を供給してもよい。【００６１】
試験回路ユニット１１８がこのような構成を有することで、制御装置１０の規模を低減した試験システム４００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。【００６２】
上述したように、試験用ウエハ１１１には、複数の半導体チップ３１０に対応して、複数の試験回路１６０、複数の書込回路１８２、複数の読出回路１８４が設けられている。複数の試験回路１６０は、それぞれ対応する半導体チップ３１０の動作回路に試験信号を供給する。そして、試験回路１６０は、動作回路が試験信号に応じて出力する信号の電気的特性を測定する。また、複数の書込回路１８２は、それぞれ対応する試験回路１６０における測定結果に応じたデータを、対応する内蔵メモリに書き込む。【００６３】
また、複数の読出回路１８４は、それぞれ対応する内蔵メモリが、予め定められたアドレスに予め格納しているデータを読み出す。そして、試験回路１６０は、対応する読出回路１８４が読み出したデータに応じた試験信号を、対応する動作回路に供給する。【００６４】
なお、試験システム４００は、複数の試験用ウエハ１１１を、順次に半導体ウエハ３０１に電気的に接続してよい。例えば、試験システム４００は、それぞれ異なる種類の試験を行う複数の試験用ウエハ１１１を、順次に半導体ウエハ３０１に電気的に接続してよい。制御装置１０は、第１の試験用ウエハ１１１のそれぞれの書込回路１８２に対して、内蔵メモリの所定のアドレスを指定して測定結果を書き込ませてよい。そして、制御装置１０は、第２の試験用ウエハ１１１のそれぞれの読出回路１８４に対して、所定のアドレスを指定して、内蔵メモリから測定結果を読み出させてよい。このとき、制御装置１０は、試験回路１６０に対して、測定結果に応じた試験信号を、半導体チップ３１０の動作回路に出力させてよい。【００６５】
図５は、ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の機能構成例を示すブロック図である。ドライバユニット１７２は、複数のドライバ１３２を含む。測定ユニット１７４は、複数のコンパレータ１３４および複数の論理比較部１３８を含む。【００６６】
複数のドライバ１３２は、回路ブロック１１０に対応する半導体チップ３１０にそれぞれ試験信号を出力する。複数のドライバ１３２は、対応する半導体チップ３１０と一対一に設けられてよい。なお、複数のドライバ１３２は、それぞれが対応する半導体チップ３１０と、パッド１１９および接続パッド１１２を介して接続される。ドライバ１３２が出力した試験信号は、パッド１１９および接続パッド１１２を介して半導体チップ３１０に供給される。【００６７】
なお、ドライバ１３２は、波形成形部１７０から与えられる波形に応じた試験信号を、対応する半導体チップ３１０に出力する。例えばドライバ１３２は、タイミング発生部１７６から与えられるタイミング信号に応じて、試験信号を出力してよい。例えばドライバ１３２は、タイミング信号と同一周期の試験信号を出力してよい。【００６８】
また、複数のコンパレータ１３４は、回路ブロック１１０に対応する半導体チップ３１０が出力する応答信号を測定する。複数のコンパレータ１３４は、対応する半導体チップ３１０と一対一に設けられてよい。なお、複数のコンパレータ１３４は、それぞれが対応する半導体チップ３１０と、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して接続される。対応する半導体チップ３１０からの応答信号は、接続パッド１１２およびパッド１１９を介してコンパレータ１３４に供給される。なお、コンパレータ１３４は、タイミング発生部１７６から与えられるストローブ信号に応じて応答信号の論理値を順次検出することで、応答信号の論理パターンを測定してよい。【００６９】
複数の論理比較部１３８は、複数のコンパレータ１３４が測定した応答信号の論理パターンに基づいて、回路ブロック１１０に対応する半導体チップ３１０の良否を判定する。複数の論理比較部１３８は、回路ブロック１１０が対応する半導体チップ３１０と一対一に設けられてよい。複数の論理比較部１３８は、コンパレータ１３４によって測定された、それぞれが対応する半導体チップ３１０の応答信号の論理パターンに基づいて、半導体チップ３１０の良否を判定する。例えば論理比較部１３８は、パターン発生部１６２から与えられる期待値パターンと、コンパレータ１３４が検出した論理パターンとが一致するか否かにより、半導体チップ３１０の良否を判定してよい。論理比較部１３８における比較結果は、書込回路１８２に供給され、対応する半導体チップ３１０が有する内蔵メモリに書き込まれる。【００７０】
上述したように、ドライバユニット１７２は、信号生成部１６８が生成した試験信号を並列に受け取って、試験信号に応じた信号を、複数の半導体チップ３１０に略同時に試験信号を供給することができる。このように、それぞれの試験回路１６０は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通の試験信号を生成し、接続パッド１１２を介して２以上の半導体チップ３１０に試験信号を略同時に供給することができる。そして、測定ユニット１７４は、複数の半導体チップ３１０から略同時に応答信号を取得して、半導体チップ３１０の良否を判定することができる。したがって、試験回路１６０は、対応する複数の半導体チップ３１０を略同時に試験することができる。【００７１】
なお、１のコンパレータ１３４、および、当該コンパレータ１３４が測定した応答信号に基づいて半導体チップ３１０の良否を判定する論理比較部１３８は、半導体チップ３１０が出力する信号を測定する測定部として機能する。したがって、ドライバユニット１７２は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０毎に設けられ、それぞれの半導体チップ３１０が出力する信号を測定する複数の測定部を有している。【００７２】
また、図４に関連して説明したように、試験回路ユニット１１８は１の信号生成部１６８を有してよい。すなわち、信号生成部１６８は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通に設けられる。一方、ドライバ１３２は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０毎に設けられる。そして、２以上の半導体チップ３１０毎に設けられる複数のドライバ１３２は、信号生成部１６８が生成した試験信号を並列に受け取り、試験信号に応じた信号を、接続パッド１１２を介して半導体チップ３１０の試験用パッドに供給する。【００７３】
試験すべき２以上の半導体チップ３１０毎にドライバ１３２が複数設けられるので、試験用ウエハ１１１の回路ブロック１１０には低出力のドライバ１３２を実装すればよくなる。このため、試験用ウエハ１１１の回路ブロック１１０に実装すべきドライバ１３２を小型化することができ、複数のドライバ１３２を回路ブロック１１０に容易に実装することができる。【００７４】
なお、本構成例では、半導体チップ３１０毎に１のドライバ１３２が設けられているが、半導体チップ３１０のそれぞれに対応して、複数のドライバ１３２がそれぞれ設けられてもよい。例えば、半導体チップ３１０のそれぞれの試験用パッドに対応して、複数のドライバ１３２が設けられてもよい。【００７５】
また、図４および図５に関連して説明したように、試験すべき２以上の半導体チップ３１０を略同時に試験する場合には、パターン発生部１６２、信号生成部１６８、タイミング発生部１７６、および、電源供給部１７８を、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通に設けることができる。また、書込回路１８２、読出回路１８４、および、駆動回路１８０も、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通に設けることができる。このため、パターン発生部１６２、信号生成部１６８、タイミング発生部１７６、および、電源供給部１７８の各機能を実現する回路を全ての半導体チップ３１０毎に実装する場合に比べて、試験回路１６０、書込回路１８２、読出回路１８４、および、駆動回路１８０を実装する実装面積を削減することができる。【００７６】
図６は、ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の他の機能構成を示すブロック図である。ドライバユニット１７２は、ドライバ１３２および出力切替部１５２を含む。また、測定ユニット１７４は、論理比較部１３８、コンパレータ１３４、および、測定切替部１５４を含む。【００７７】
ドライバ１３２の動作は、出力切替部１５２に試験信号を出力することを除いて、図５に関連して説明したドライバ１３２の動作と同様であってよい。出力切替部１５２は、回路ブロック１１０が対応する半導体チップ３１０と、パッド１１９および接続パッド１１２を介して接続されている。そして、出力切替部１５２は、ドライバ１３２からの試験信号を出力する半導体チップ３１０を選択する。【００７８】
具体的には、出力切替部１５２は、ドライバ１３２からの試験信号を、いずれの半導体チップ３１０と電気的に接続される接続パッド１１２に供給するか選択する。このようにして、出力切替部１５２は、ドライバが出力する信号を、いずれの半導体チップ３１０の試験用パッドと電気的に接続される接続パッド１１２に供給するかを切り替える。【００７９】
また、測定切替部１５４は、回路ブロック１１０が対応する半導体チップ３１０と、接続パッド１１２およびパッド１１９を介して接続されている。そして、測定切替部１５４は、応答信号を取得する半導体チップ３１０を選択する。具体的には、測定切替部１５４は、いずれの半導体チップ３１０と電気的に接続される接続パッド１１２をコンパレータ１３４と接続するかを選択する。このようにして、測定切替部１５４は、いずれの半導体チップ３１０が出力する応答信号を、コンパレータ１３４に供給するかを切り替える。【００８０】
なお、出力切替部１５２は、ドライバが出力する信号を、いずれの半導体チップ３１０の試験用パッドと電気的に接続される接続パッド１１２に供給するかを順次切り替えてよい。また、測定切替部１５４は、いずれの半導体チップ３１０が出力する応答信号を、コンパレータ１３４に供給するかを順次切り替えてよい。【００８１】
また、コンパレータ１３４の動作は、測定切替部１５４から応答信号を取得することを除いて、図５に関連して説明したコンパレータ１３４の動作と同様であってよい。また、論理比較部１３８の動作は、図５に関連して説明したコンパレータ１３４の動作と同様であってよい。なお、１のコンパレータ１３４、および、当該コンパレータ１３４が測定した応答信号に基づいて半導体チップ３１０の良否を判定する論理比較部１３８は、半導体チップ３１０が出力する信号を測定する測定部として機能する。したがって、測定ユニット１７４は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通に設けられ、２以上の半導体チップ３１０が出力する信号を順次測定する測定部を有する。【００８２】
なお、本ブロック図が示す機能構成では、回路ブロック１１０には、回路ブロック１１０が対応する２以上の半導体チップ３１０に対して、ドライバ１３２、出力切替部１５２、論理比較部１３８、コンパレータ１３４、および、測定切替部１５４が１つずつ含まれる。他の構成では、回路ブロック１１０には、回路ブロック１１０が対応する半導体チップ３１０の数よりそれぞれ少ない数の、ドライバ１３２、出力切替部１５２、論理比較部１３８、コンパレータ１３４、および、測定切替部１５４を含んでよい。【００８３】
このように、出力切替部１５２および測定切替部１５４による切り替え制御により、試験回路１６０は、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通の試験信号を生成し、接続パッド１１２を介して２以上の半導体チップ３１０に試験信号を順番に供給することができる。また、本構成例では、図４および図５に関連して説明した機能構成に加えて、ドライバ１３２、コンパレータ１３４、および論理比較部１３８も、試験すべき２以上の半導体チップ３１０に対して共通に設けることができる。このため、試験回路１６０、書込回路１８２、読出回路１８４、および、駆動回路１８０を実装する実装面積をさらに削減することができる。【００８４】
図７は、半導体チップ３１０の機能構成例を示すブロック図である。半導体チップ３１０は、動作回路３２０、制御回路３３０、内蔵メモリ３４０、データ端子３４２、内部アドレス端子３４４、内部データ端子配線３３２、内部アドレス端子配線３３４、スイッチ３５０、外部データ端子配線３５２、外部アドレス端子配線３５４、外部スイッチ配線３５６、および、複数の試験用パッド３１２を有する。半導体チップ３１０の機能は、動作回路３２０の動作により実現される。また、内蔵メモリ３４０は、動作回路３２０の動作に用いられる。【００８５】
半導体チップ３１０の動作中に、動作回路３２０は、動作回路３２０の動作用のデータを内蔵メモリ３４０に書き込んでよい。また、動作回路３２０は、半導体チップ３１０の動作中に、内蔵メモリ３４０に書き込まれているデータを内蔵メモリ３４０から読み出して、読み出したデータを使用してよい。また、動作回路３２０は、半導体チップ３１０の動作中に、内蔵メモリ３４０に書き込まれているデータを内蔵メモリ３４０から消去してよい。なお、半導体チップ３１０の動作中に、動作回路３２０は、制御回路３３０を通じて内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きすることができる。【００８６】
制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０に対するデータの読み書きを制御する。制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０のデータ端子３４２と内部データ端子配線３３２により電気的に接続されている。また、制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０のアドレス端子３４４と内部アドレス端子配線３３４により電気的に接続されている。【００８７】
制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０にデータを書き込む場合に、書き込むメモリアドレスを指定する電気信号を、内部アドレス端子配線３３４を通じてアドレス端子３４４に出力する。また、制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０にデータを書き込む場合に、書き込むデータを指定する電気信号を、内部データ端子配線３３２を通じてデータ端子３４２に出力する。内蔵メモリ３４０は、データ端子３４２に入力された電気信号が示すデータを、アドレス端子３４４に入力された電気信号が示すメモリアドレスに格納する。【００８８】
また、制御回路３３０は、内蔵メモリ３４０からデータを読み出す場合に、読み出すメモリアドレスを指定する電気信号を、内部アドレス端子配線３３４を通じてアドレス端子３４４に出力する。内蔵メモリ３４０は、アドレス端子３４４に入力された電気信号が示すメモリアドレスに格納しているデータを示す電気信号を、データ端子３４２に出力する。制御回路３３０は、データ端子３４２に出力された電気信号を内部データ端子配線３３２を通じて取得することにより、内蔵メモリ３４０からデータを読み出す。【００８９】
なお、外部データ端子配線３５２は、データ端子３４２を試験用パッド３１２−１に電気的に接続する。また、外部アドレス端子配線３５４は、アドレス端子３４４を試験用パッド３１２−２に電気的に接続する。スイッチ３５０−１は、外部データ端子配線３５２に設けられ、試験用パッド３１２とデータ端子３４２との間の電気的な接続を制御する。また、スイッチ３５０−２は、外部アドレス端子配線３５４に設けられ、試験用パッド３１２とアドレス端子３４４との間の電気的な接続を制御する。なお、試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２は、外部回路に接続される外部メモリアクセス端子として機能する。また、試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２は、データ端子３４２およびアドレス端子３４４のいずれより大きくてよい。【００９０】
このように、それぞれの半導体チップ３１０は、内蔵メモリ３４０のデータ端子３４２およびアドレス端子３４４を、それぞれ半導体チップ３１０に設けられた試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２に電気的に接続する配線（例えば、外部データ端子配線３５２および外部アドレス端子配線３５４）を有している。また、それぞれの半導体チップ３１０は、それぞれの内蔵メモリ３４０のデータ端子３４２およびアドレス端子３４４と試験用パッド３１２との間の電気的な接続を制御するスイッチ３５０を有している。【００９１】
また、外部スイッチ配線３５６は、試験用パッド３１２−３とスイッチ３５０とを電気的に接続する。スイッチ３５０は、外部スイッチ配線３５６を介して試験用パッド３１２−３から入力された電気信号に応じて動作する。具体的には、スイッチ３５０−１は、外部スイッチ配線３５６を介して試験用パッド３１２−３から所定の電気信号が入力された場合に閉動作することにより、外部データ端子配線３５２に接続された試験用パッド３１２−１とデータ端子３４２とを電気的に接続する。同様に、スイッチ３５０−２は、外部スイッチ配線３５６を介して試験用パッド３１２−３から所定の電気信号が入力されたことを条件として閉動作することにより、外部アドレス端子配線３５４に接続された試験用パッド３１２−２とアドレス端子３４４とを電気的に接続する。【００９２】
なお、スイッチ３５０−１およびスイッチ３５０−２は、予め定められた値以上の電圧が入力された場合に閉動作してよい。また、スイッチ３５０−１およびスイッチ３５０−２は、外部スイッチ配線３５６が接続された試験用パッド３１２−３に外部から電気信号が与えられていない場合には、開状態であってよい。【００９３】
なお、駆動回路１８０は、当該試験用パッド３１２−３に接続されるパッド１１９および接続パッド１１２を介して、試験用パッド３１２−３に電気信号を出力する。例えば、駆動回路１８０は、書込回路１８２および読出回路１８４が試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２を介して内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする場合に、試験用パッド３１２−３に所定の電気信号を出力することにより、対応する半導体チップ３１０が有するスイッチ３５０に、データ端子３４２およびアドレス端子３４４と試験用パッド３１２−１〜２とを電気的に接続させる。例えば、駆動回路１８０は、書込回路１８２および読出回路１８４が試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２を介して内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする場合に、試験用パッド３１２−３に、予め定められた値以上の電圧を出力してよい。【００９４】
書込回路１８２および読出回路１８４は、試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２を介して、内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする。具体的には、書込回路１８２および読出回路１８４は、駆動回路１８０による制御により、データ端子３４２およびアドレス端子３４４と試験用パッド３１２とをスイッチ３５０が電気的に接続している間に、試験用パッド３１２−１および試験用パッド３１２−２を介して、内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする。【００９５】
上述したように、それぞれの半導体チップ３１０は、それぞれの内蔵メモリ３４０に対するデータの読み書きを制御する制御回路３３０を有している。なお、書込回路１８２および読出回路１８４は、制御回路３３０を介して、内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きしてよい。例えば、制御回路３３０は、試験用パッド３１２と電気的に接続されていてよい。書込回路１８２および読出回路１８４は、当該試験用パッド３１２と電気的に接続される接続パッド１１２およびパッド１１９に、制御回路３３０にデータを内蔵メモリ３４０に対して読み書きさせる電気信号を出力してよい。【００９６】
なお、駆動回路１８０によるスイッチ３５０に替えて、半導体チップ３１０がスイッチ３５０を制御してよい。例えば、半導体チップ３１０は、半導体チップ３１０の状態を試験状態にすべき旨の指示が外部から与えられている場合に、半導体チップ３１０がスイッチ３５０を閉状態にしてよい。【００９７】
例えば、半導体チップ３１０は、半導体チップ３１０の状態を設定するレジスタを有してよい。ここで、半導体チップ３１０の状態としては、半導体チップ３１０が試験システム４００により試験される状態である試験状態を含む。半導体チップ３１０の状態を試験状態に設定する電気信号が当該レジスタに与えられている場合には、半導体チップ３１０はスイッチ３５０を閉状態にしてよい。これにより、試験用パッド３１２−１とデータ端子３４２とが電気的に接続され、試験用パッド３１２−２とアドレス端子３４４とが電気的に接続される。【００９８】
なお、半導体チップ３１０の状態を試験状態に設定する電気信号が当該レジスタに与えられていない場合には、半導体チップ３１０はスイッチ３５０を開状態にしてよい。これにより、試験用パッド３１２−１とデータ端子３４２との間、および、試験用パッド３１２−２とアドレス端子３４４との間は、電気的に切断される。【００９９】
駆動回路１８０は、半導体チップ３１０を試験する場合に、当該半導体チップ３１０の状態を試験状態に設定すべく、試験状態に設定する電気信号を当該半導体チップ３１０のレジスタに出力してよい。なお、駆動回路１８０は、半導体チップ３１０を試験状態に設定する場合に出力すべきレジスタ情報を制御装置１０から取得してよい。【０１００】
なお、内蔵メモリ３４０は、半導体素子で形成された半導体メモリであってよい。また、内蔵メモリ３４０は、揮発性メモリであってもよい。一例として、内蔵メモリ３４０は、揮発性のランダムアクセスメモリであってよい。【０１０１】
また、書込回路１８２および読出回路１８４は、内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする制御情報を制御装置１０から取得してよい。書込回路１８２および読出回路１８４は、制御装置１０から取得した制御情報に基づいて、内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きしてよい。なお、当該制御情報としては、アドレス端子３４４にメモリアドレスを出力する出力方式、アドレス端子３４４に出力する書き込みデータの仕様、および、アドレス端子３４４に出力された読み出しデータの仕様などを例示することができる。また、制御回路３３０を介して内蔵メモリ３４０に対してデータを読み書きする場合には、制御回路３３０の制御仕様などを、制御情報として例示することができる。【０１０２】
図８は、試験用ウエハユニット１００の他の構成例を示す図である。本例の試験用ウエハユニット１００は、試験用ウエハ１１１および接続用ウエハ１２１を有する。本構成例における試験用ウエハ１１１は、図１〜７に関連して説明した複数の接続パッド１１２に替えて、当該複数の接続パッド１１２より少数の複数の中間パッド１１３を有する点を除いて、図１〜７に関連して説明した試験用ウエハ１１１と同一となっている。以後の説明では、図１〜７に関連して説明した試験用ウエハ１１１との相違点を除いて、試験用ウエハ１１１が有する各構成要素の説明を省略する。【０１０３】
接続用ウエハ１２１は、試験用ウエハ１１１および半導体ウエハ３０１の間に設けられ、試験用ウエハ１１１と半導体ウエハ３０１とを電気的に接続する。接続用ウエハ１２１は、複数の半導体チップ３１０に対応する複数の回路ブロック１２０を有する。接続用ウエハ１２１の複数の回路ブロック１２０と、半導体ウエハ３０１の複数の半導体チップ３１０とは、一対一に対応して設けられる。対応する半導体チップ３１０および回路ブロック１２０は、電気的に接続される。そして、接続用ウエハ１２１は、試験用ウエハ１１１における回路ブロック１１０と、半導体ウエハ３０１における半導体チップ３１０とを電気的に接続する。【０１０４】
試験用ウエハ１１１および接続用ウエハ１２１はともに、半導体ウエハ３０１と同一の半導体材料で形成され、半導体ウエハ３０１と対応する形状を有してよい。図１に関連して説明したように、対応する形状とは同一の形状、および、一方が他方の一部分となる形状を含む。なお、試験用ウエハ１１１および接続用ウエハ１２１は、略同一の形状であってよい。【０１０５】
本構成例では、複数の回路ブロック１１０は、それぞれが２以上の半導体チップ３１０および２以上の回路ブロック１２０と対応するように設けられる。なお、以後の説明では、複数の回路ブロック１１０のそれぞれに対応するように設けられた２以上の回路ブロック１２０を、対応する回路ブロック１２０と略称する場合がある。【０１０６】
例えばそれぞれの回路ブロック１２０は、接続用ウエハ１２１を半導体ウエハ３０１に重ね合わせた場合に、対応する半導体チップ３１０と重なる位置に設けられてよい。また、それぞれの回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１を接続用ウエハ１２１に重ね合わせた場合に、それぞれ対応する回路ブロック１２０が形成された領域と重なる位置に設けられてよい。【０１０７】
それぞれの回路ブロック１１０は、試験用ウエハ１１１が接続用ウエハ１２１に重ね合わせられることで、それぞれ対応する回路ブロック１２０と電気的に接続され、当該回路ブロック１２０に電気信号を供給する。そして、それぞれの回路ブロック１２０は、試験用ウエハ１１１および接続用ウエハ１２１が半導体ウエハ３０１に重ね合わせられることで、それぞれ対応する半導体チップ３１０と電気的に接続され、対応する回路ブロック１１０から供給された試験信号を対応する半導体チップ３１０に供給する。【０１０８】
なお、接続用ウエハ１２１は、異方性導電シートを介して試験用ウエハ１１１と電気的に接続してよい。また、接続用ウエハ１２１は、異方性導電シートおよびバンプ付きメンブレンシートを介して、半導体ウエハ３０１と電気的に接続してよい。また、制御装置１０は、図１から図７に関連して説明した制御装置１０と同様に、回路ブロック１１０におけるそれぞれの試験回路ユニット１１８を制御してよい。【０１０９】
図９は、試験用ウエハ１１１における回路ブロック１１０の構成例を示す図である。回路ブロック１１０は、図３に関連して説明した回路ブロック１１０の構成に対して、より少数のパッド１１９を有する点で相違する。例えば、回路ブロック１１０は、対応するそれぞれの半導体チップ３１０のうちの一部の半導体チップ３１０が有する試験用パッド３１２の数のパッド１１９を有する。一例として、回路ブロック１１０は、一の半導体チップ３１０が有する試験用パッド３１２の数のパッド１１９を有する。【０１１０】
それぞれのパッド１１９は、接続用ウエハ１２１と電気的に接続される。なお、パッド１１９および試験回路ユニット１１８は、試験用ウエハ１１１において、接続用ウエハ１２１と対向する対向面に形成されてよく、対向面の裏面に形成されてもよい。パッド１１９が、対向面の裏面に形成される場合、それぞれのパッド１１９は、図２に関連して説明したようなスルーホール１１６を介して、接続用ウエハ１２１に電気的に接続してよい。例えば、それぞれのパッド１１９は、接続用ウエハ１２１に電気的に接続される中間パッド１１３と、図２に関連して説明したようなスルーホール１１６を介して電気的に接続されてよい。【０１１１】
また、回路ブロック１１０における他の構成は、図３に関連して説明した回路ブロック１１０と同一であってよい。また、試験回路ユニット１１８は、図４に関連して説明した試験回路ユニット１１８の機能構成と同一の機能構成を有してよい。【０１１２】
図１０は、ドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の機能構成例を示す図である。本構成例は、図６に関連して説明したドライバユニット１７２および測定ユニット１７４の構成例に対して、出力切替部１５２および測定切替部１５４を有しない点で相違する。【０１１３】
本構成例におけるドライバ１３２は、パッド１１９に電気的に接続されており、パッド１１９に試験信号を出力する。また、コンパレータ１３４は、パッド１１９に電気的に接続されており、半導体チップ３１０からの応答信号をパッド１１９を介して取得する。なお、論理比較部１３８の機能および動作、ドライバ１３２の上述した点以外の機能および動作、ならびに、コンパレータ１３４の上述した点以外の機能および動作は、それぞれ図６に関連して説明したそれぞれの機能および動作と略同一であるので、説明を省略する。【０１１４】
図１１は、接続用ウエハ１２１における回路ブロック１２０の構成例を示す図である。回路ブロック１２０は、入出力切替部１２２、中間パッド１２４、および複数の接続パッド１１２を有する。【０１１５】
入出力切替部１２２および中間パッド１２４は、接続用ウエハ１２１において、試験用ウエハ１１１と対向する面に設けられてよい。また、接続用ウエハ１２１において、入出力切替部１２２および中間パッド１２４が設けられた面の裏面、すなわち半導体ウエハ３０１と対向する面には、半導体チップ３１０と電気的に接続される複数の接続パッド１１２が設けられてよい。複数の中間パッド１２４は、対応する回路ブロック１１０のパッド１１９と、中間パッド１１３を介して電気的に接続される。【０１１６】
入出力切替部１２２は、それぞれの中間パッド１２４に、いずれの接続パッド１１２を電気的に接続するかを選択する。例えば、入出力切替部１２２は、複数の中間パッド１２４と複数の接続パッド１１２の接続関係を切り替えるスイッチを有してよい。また、回路ブロック１１０は、中間パッド１２４毎に、入出力切替部１２２を有してもよい。【０１１７】
図１２は、試験用ウエハ１１１、接続用ウエハ１２１、および、半導体ウエハ３０１の接続関係を示す図である。なお図１２は、試験用ウエハ１１１、接続用ウエハ１２１、および、半導体ウエハ３０１の一部の断面を示す。【０１１８】
試験用ウエハ１１１の表面には、複数の試験回路ユニット１１８が形成される。それぞれの試験回路ユニット１１８は、パッド１１９およびスルーホール１１６および中間パッド１１３を介して、試験用ウエハ１１１の裏面側に配置された接続用ウエハ１２１の中間パッド１２４と電気的に接続される。【０１１９】
接続用ウエハ１２１において、試験用ウエハ１１１と対向する表面には、入出力切替部１２２が形成される。入出力切替部１２２は、接続用ウエハ１２１の表面に設けられた中間パッド１２４を介して、試験用ウエハ１１１のパッド１１９と電気的に接続される。【０１２０】
また、入出力切替部１２２は、接続用ウエハ１２１において、半導体ウエハ３０１と対向する裏面に設けられた接続パッド１１２と電気的に接続される。入出力切替部１２２は、接続用ウエハ１２１を貫通して形成されるスルーホール１２６を介して、接続パッド１１２と電気的に接続されてよい。入出力切替部１２２は、中間パッド１２４に接続させる接続パッド１１２を選択する。【０１２１】
ここで、複数の接続パッド１１２は、複数の半導体チップ３１０のそれぞれの試験用パッド３１２と一対一に対応して設けられ、それぞれ対応する試験用パッドと電気的に接続される。例えば、接続パッド１１２は、半導体ウエハ３０１における試験用パッド３１２と同一のパッド間隔で設けられる。中間パッド１２４は、試験用ウエハ１１１におけるパッド１１９と同一のパッド間隔で設けられるので、中間パッド１２４は、接続パッド１１２とは異なるパッド間隔で設けられてよい。【０１２２】
このように、入出力切替部１２２は、パッド１１９と電気的に接続される試験用パッド３１２を選択することができる。例えば、入出力切替部１２２は、ドライバ１３２が出力する信号を、いずれの半導体チップ３１０の試験用パッド３１２と電気的に接続される接続パッド１１２に供給するかを、順次切り替えることができる。また、入出力切替部１２２は、いずれの半導体チップ３１０が出力する信号を、コンパレータ１３４に接続されているパッド１１９に供給するかを、順次切り替えることができる。このように、接続用ウエハ１２１は、それぞれの試験回路１６０が生成する試験信号を、それぞれの試験回路１６０が試験すべき２以上の半導体チップ３１０に供給することができる。【０１２３】
また、接続用ウエハ１２１は、試験用ウエハ１１１よりも厚いウエハであってよい。つまり、試験用ウエハ１１１は、比較的に薄いウエハであってよい。試験用ウエハ１１１として薄いウエハを用いることで、試験用ウエハ１１１におけるスルーホール１１６を形成するのに要する時間を短くすることができ、スルーホール１１６を形成するときに、試験回路ユニット１１８に与えるダメージを低減することができる。また、試験用ウエハ１１１を、比較的に厚い接続用ウエハ１２１に固定することで、試験用ウエハユニット１００の強度を向上させることができる。【０１２４】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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