(57)【要約】【課題】検査の精度特性を保証することができる半導体検査方法を提供する。【解決手段】入力波形立ち上がり時の遅延時間の第１最大許容時間Ｔ1kを１周期とした周波数ｆ１を算出するとともに、入力波形立ち下がり時の遅延時間の第２最大許容時間Ｔ2kを１周期とした周波数ｆ２を算出する。そして、これら周波数ｆ１，ｆ２をパルスとした検査信号Ｓinを検査対象の半導体に入力し、この周波数ｆ１，ｆ２に対する出力周波数、即ち周波数ｆ1a，ｆ2aを確認することにより、半導体の製品判定を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対する半導体の出力信号の波形を確認することにより、前記半導体の製品良否を検査する半導体検査方法において、
前記入力信号に対する前記出力信号の遅延時間の最大許容時間を基に、前記入力信号として前記半導体に入力する検査信号の周波数データを算出し、検査時において当該周波数データに準じた周波数の前記検査信号を前記入力信号として前記半導体に入力し、当該検査信号に対する応答信号を前記半導体から前記出力信号として出力させ、前記応答信号の周波数を確認することにより、前記半導体の製品良否を判定することを特徴とする半導体検査方法。
【請求項２】
前記検査信号の周波数は、前記入力信号の立ち上がり時又は立ち下がり時の際に前記出力信号が満たす必要のある第１最大許容時間と、前記入力信号の立ち下がり時又は立ち上がり時の際に前記出力信号が満たす必要のある第２最大許容時間との、両方を反映した値によって算出されることを特徴とする請求項１に記載の半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製品良否を判定する半導体検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、製造済み半導体の製品良否を判定する検査方法として、例えば検査装置によって半導体に入力信号を入力し、この入力信号に対する半導体の出力信号の波形を確認することにより、製品良否を判定する方法がある。この検査方法としては、例えば入力信号に対する出力信号の応答時間の遅延を見ることにより行う技術（特許文献１，２等）が一般的に広く使用されている。そして、出力信号の遅延時間が規定時間内に収まっていれば、製品が良品と判定され、応答時間が規定時間を超えるようであれば、その半導体は不良と判定されて、市場に出荷されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０２０４号公報
【特許文献２】特開平７−９２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の半導体検査方法は、例えば検査装置にオシロスコープを接続し、このオシロスコープに表示される出力波形の遅延時間を確認することで製品の良否判定を行う形式が一般的にとられる。しかし、近年の半導体は高周波数で作動するものが多く、このような半導体の製品検査を、前述した遅延時間を見る方式で行おうとすると、例えば数十μｓという極めて短い遅延時間をオシロスコープで観察する作業を取らざるを得ない現状が出てきてしまうので、高い検査保証を満たせない問題が生じていた。
【０００５】
また、このようなオシロスコープを使用した検査方法の場合、２者を繋ぐインターフェース（例えばGPIB（General Purpose Interface Bus）インターフェース）のパフォーマンスの関係から、信号伝達に時間がかかるという問題もあった。即ち、検査時間に時間を要する懸念があった。更に、半導体検査には、この種の遅延時間計測以外にも、例えばＤＣ測定（直流測定）等を行う必要がある。しかし、オシロスコープのみではこの測定を行うことができず、オシロスコープだけでは、保証する全特性を測定できない問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、検査の精度特性を保証することができる半導体検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、入力信号に対する半導体の出力信号の波形を確認することにより、前記半導体の製品良否を検査する半導体検査方法において、前記入力信号に対する前記出力信号の遅延時間の最大許容時間を基に、前記入力信号として前記半導体に入力する検査信号の周波数データを算出し、検査時において当該周波数データに準じた周波数の前記検査信号を前記入力信号として前記半導体に入力し、当該検査信号に対する応答信号を前記半導体から前記出力信号として出力させ、前記応答信号の周波数を確認することにより、前記半導体の製品良否を判定することを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、遅延時間の規格から算出した周波数を半導体に印加し、その入力周波数に対する半導体の出力周波数を確認することにより、半導体の製品良否の判定を行う。このため、本構成の場合は、入力信号に対する出力信号の遅延時間を直に確認することで製品良否判定を行うのではなく、一般的な検査装置を使用しても入出力の測定再現性の高い特性を持つ周波数で製品良否判定を行うので、仮に遅延時間が微少値をとっても半導体の製品良否の判定を行うことが可能となる。よって、高い検査保証を確保することが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記検査信号の周波数は、前記入力信号の立ち上がり時又は立ち下がり時の際に前記出力信号が満たす必要のある第１最大許容時間と、前記入力信号の立ち下がり時又は立ち上がり時の際に前記出力信号が満たす必要のある第２最大許容時間との、両方を反映した値によって算出されることを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、遅延時間の第１最大許容時間及び第２最大許容時間という２つのパラメータにより検査信号の周波数を算出するので、検査信号の周波数を、検査に好適な値で算出することが可能となる。よって、製品良否の判定を、より精度よく実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、仮に一般的な測定器具を使用したとしても、高周波で動作する半導体の検査を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態における半導体検査装置の概略構成を示す模式構成図。
【図２】コントローラの具体的構成を示すブロック図。
【図３】一般的な検査方法で使用する入力信号及びその出力信号の一例を示す波形図。
【図４】本例の検査方法で使用する検査信号及びその応答信号を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した半導体の検査装置及び半導体検査方法の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、半導体１の製品良否を判定する半導体検査装置２には、半導体検査装置２を統括管理するコントローラ３が設けられている。コントローラ３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）４やメモリ５等からなり、メモリ５に書き込まれた製品検査用の制御プログラムによってＣＰＵ４が動作することにより、半導体１の製品良否判定を実行する。また、半導体１は、例えば１チップＩＣ（Integrated Circuit）からなるとともに、複数の入出力端子群が形成されている。
【００１４】
コントローラ３には、検査対象となる半導体１のセット先としてテストボード６がケーブル等を介して接続されている。テストボード６には、コントローラ３から半導体１に検査信号Ｓinを入力する際の注入口として入力ポート７が設けられている。この入力ポート７は、テストボード６上の配線パターンを介して半導体１の入力端子８に接続されている。また、テストボード６には、検査信号Ｓinに応答して半導体１が出力する応答信号Ｓout の出し口として出力ポート９が設けられている。この出力ポート９は、テストボード６上の配線パターンを介して半導体１の出力端子１０に接続されている。
【００１５】
半導体検査装置２は、このテストボード６にセットされた半導体１に検査信号を入力し、この検査信号に対する半導体１の応答信号Ｓout 、即ち半導体１の処理信号である応答信号Ｓout を確認することにより、半導体１の製品良否を確認する。本例の場合は、ある規則性に則って割り出された周波数（以降、これを検査周波数ｆinと記す）を持つ検査信号Ｓinを半導体１に入力し、この入力周波数に対する半導体１の出力周波数、即ち応答信号Ｓout が持つ周波数（以降、これを応答周波数ｆout と記す）の周波数を確認することにより、半導体１の製品良否を判定する形式をとっている。
【００１６】
図２に示すように、コントローラ３のメモリ５には、検査周波数ｆinの周波数データＤｆが登録されている。この周波数データＤｆは、検査周波数ｆinの周波数を数値化して登録した一種の数値データである。よって、半導体検査の際には、メモリ５の周波数データＤｆを読みにいって検査周波数ｆinの数値が確認され、この周波数データＤｆの数値の周波数が、検査周波数ｆinとして割り出されて半導体１に印加される。なお、周波数データＤｆは、予めメモリ５に登録されるものでもよいし、或いは製品検査の度に、検査対象の半導体１の種類に合わせて、ＣＰＵ４が逐次演算するものでもよい。
【００１７】
コントローラ３には、半導体１の検査に際して周波数データＤｆ（即ち、検査周波数ｆin）に準じた検査信号Ｓinを半導体１に印加する周波数印加部１１が設けられている。周波数印加部１１は、例えば半導体検査装置２に電源が投入され、テストボード６に半導体１がセットされて検査開始の操作が行われたことを確認すると、半導体１への検査信号Ｓinの供給を開始する。なお、周波数印加部１１が周波数印加手段に相当する。
【００１８】
コントローラ３には、検査信号Ｓinに対して半導体１が返信してくる応答信号Ｓout の応答周波数ｆout を確認することにより半導体１の製品良否を判定する製品良否判定部１２が設けられている。製品良否判定部１２は、応答信号Ｓout の応答周波数ｆout が決められた規格内の値（波形）をとるか否かを見ることによって、半導体１の製品良否判定を行う。なお、製品良否判定部１２が製品良否判定手段に相当する。
【００１９】
ところで、図３に例示するように半導体１には、製品として満たさなければならない一条件として、入力信号Ｓａの立ち上がり波形１３に対するその出力応答波形、即ち図３で示す出力信号Ｓｂの立ち下がり波形１４の応答時間（遅延時間Ｔ１）が、規格（第１最大許容時間Ｔ1k）内に収まっていなければならないという条件がある。なお、遅延時間Ｔ１とは、入力信号Ｓａの立ち上がり波形１３がＫａという電圧をとるときの時間Ｔａから、波形１３に応答する波形１４が、このＫａに対応するＫｂという電圧をとるときの時間Ｔｂまでの時間に相当する。
【００２０】
また、入力信号Ｓａの立ち下がりの波形１５においても、立ち上がり波形のときと同様に、製品として満たさなければならない一条件として、入力信号Ｓａの立ち下がり波形１５に対するその出力応答波形、即ち図３で示す出力信号Ｓｂの立ち上がり波形１６の応答時間（遅延時間Ｔ２）が、規格（第２最大許容時間Ｔk2）内に収まっていなければならないという条件がある。なお、遅延時間Ｔ２とは、入力信号Ｓａの立ち下がり波形１５がＫｃという電圧をとるときの時間Ｔｃから、波形１５に応答する波形１６が、このＫｃに対応するＫｄという電圧をとるときの時間Ｔｄまでの時間に相当する。
【００２１】
ここで、半導体１の製品検査は、遅延時間Ｔ１、Ｔ２の数値を例えば単にテスター等で実際に確認する方式によって行うことも可能ではあるが、半導体１の動作周波数が高周波になると、これに応じて遅延時間Ｔ１，Ｔ２は非常に短い微少時間をとってしまい、例えば広く一般的に使用されているテスターの検出分解能では、これを正確に読み取ることができない場合も生じる。こうなると、検出精度がどうしても悪化し、正確な半導体１の製品検査が行えない問題に繋がる。よって、本例の技術思想は、このような問題を解消するために、一般的な汎用のテスターを使用しても微少時間の遅延時間Ｔ１，Ｔ２を測定可能とする技術である。
【００２２】
検査周波数ｆinは、図３及び図４に示すように、入力信号Ｓａに対する半導体１の出力信号Ｓｂの遅延時間Ｔ１，Ｔ２において、その最大許容可能な時間Ｔ1k，Ｔ2kを基に算出される。本例の場合、図４に示すように、まずは第１最大許容時間Ｔ1kを周期として周波数（以降、前段周波数ｆ１と記す）を求め、更に第２最大許容時間Ｔ2kを周期として周波数（以降、後段周波数ｆ２と記す）を求める。そして、この前段周波数ｆ１と後段周波数ｆ２とのクロック群（パルス群）が複数回繰り返し出力される波形を検査信号Ｓinとして算出する。
【００２３】
なお、第１最大許容時間Ｔ1kから算出された前段周波数ｆ１は、入力信号ＳａがＫａからＫｃの電圧をとる際に、検査信号Ｓinがとらなければならない周波数波形に相当する。また、第２最大許容時間Ｔ2kから算出された後段周波数ｆ２は、入力信号ＳａがＫｃから次パルスのＫａの電圧をとる際に、検査信号Ｓinがとらなければならない周波数波形に相当する。
【００２４】
よって、半導体１にこれら前段周波数ｆ１及び後段周波数ｆ２を順番に入力する、即ち検査信号Ｓinを入力した際には、もし半導体１が良品であるならば、これら周波数に追従して同様の出力波形を出すはずである。よって、本例の場合は、最大許容時間Ｔ1k,Ｔ2kから求めた周波数を検査信号Ｓinとして半導体１に入力して、半導体１の製品判定を行う。また、以上に述べた算出手順により求めた検査周波数ｆinを、コントローラ３のメモリ５に周波数データＤｆとして登録しておく。
【００２５】
さて、半導体検査装置２において検査開始の操作が実行されると、周波数印加部１１は、メモリ５に登録されている周波数データＤｆを読み取り、検査信号Ｓinの周波数、即ち検査周波数ｆinを把握する。そして、周波数印加部１１は、この検査周波数ｆinを周波数として持つ検査信号Ｓinを、入力ポート７→入力端子８を介して半導体１に注入する。この検査信号Ｓinは半導体１の回路内に入力され、最終的に半導体１の出力端子１０→出力ポート９から応答信号Ｓout としてコントローラ３に返される。
【００２６】
コントローラ３は、半導体１から応答周波数ｆout を入力すると、製品良否判定部１２でこの応答信号Ｓout が持つ周波数、即ち応答周波数ｆout を確認する。このとき、製品良否判定部１２は、応答信号Ｓout の前段周波数ｆ1aが規格内に収まり、かつ応答信号Ｓout の後段周波数ｆ2aも規格内に収まるか否かを見ることにより、半導体１の製品判定を行う。そして、応答信号Ｓout の周波数ｆ1a，ｆ2aがともに規格内の範囲の値を保っていれば、半導体１を良品として処理し、逆に応答信号Ｓout の周波数ｆ1a，ｆ2aのどちらか一方が規格の範囲を超えてしまう場合には、半導体１を不良品として処理する。
【００２７】
従って、本例においては、遅延時間Ｔ１，Ｔ２から検査周波数ｆinを算出するとともに、この検査周波数ｆinに準ずる検査信号Ｓinを半導体１に印加し、この検査信号Ｓinに対して半導体１が返してくる応答信号Ｓout の周波数、即ち周波数ｆ1a，ｆ2aを確認することにより製品良否の判定を行う。よって、半導体１の仕様から決まる遅延時間Ｔ１，Ｔ２が、もし仮に数十μｓという微少時間をとる場合であっても、本例の場合は、遅延時間Ｔ１，Ｔ２を分母とする除算によって算出される周波数（検査周波数ｆin）によって製品検査を行うことが可能となるので、相対的に値の大きい数値を見る確認作業によって、製品の良否判定を行うことが可能となる。
【００２８】
このため、半導体１の製品良否を判定するに際し、数十μｓというシビアな数値を見るという確認作業を行わずに、半導体１の検査を行うことが可能となる。また、本例の場合は、１台の検査装置２を使用して半導体検査が可能となるので、例えばオシロスコープなどの測定機器を使用しなくとも、半導体１の検査を行うことが可能となる。更に、本例のような検査装置２にＤＣ測定可能な機能が予め設置されていれば、半導体１の製品検査に際して、同測定も併せて行うことが可能となる。
【００２９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）入力波形立ち上がり時の遅延時間Ｔ１の第１最大許容時間Ｔ1kを１周期とした周波数ｆ１を算出するとともに、入力波形立ち下がり時の遅延時間Ｔ２の第２最大許容時間Ｔ2kを１周期とした周波数ｆ２を算出する。そして、これら周波数ｆ１，ｆ２をパルスとした検査信号Ｓinを検査対象の半導体１に入力し、この周波数ｆ１，ｆ２に対する出力周波数、即ち周波数ｆ1a，ｆ2aを確認することにより、半導体１の製品判定を行う。よって、本例は、入力信号Ｓａに対する半導体１の出力信号Ｓｂの遅延時間Ｔ１，Ｔ２を実測するのではなく、遅延時間Ｔ１，Ｔ２の最大許容時間Ｔ1k，Ｔ2kにより割り出される周波数ｆ１，ｆ２により製品検査するので、仮に遅延時間Ｔ１，Ｔ２が微少値をとる場合であっても、この微少時間を分母除算することにより求まる数値として大きな値をとる周波数ｆ１，ｆ２によって製品良否の判定が可能となる。このため、遅延時間Ｔ１，Ｔ２の実測よりも測定再現性が高い周波数測定によって製品良否判定を行うので、高い検査保証を確保することができる。
【００３０】
（２）遅延時間Ｔ１の第１最大許容時間Ｔ1kと、遅延時間Ｔ２の第２最大許容時間Ｔ2kという、２つのパラメータによって検査信号Ｓinの周波数、即ち検査周波数ｆinを算出するので、検査信号Ｓinの検査周波数ｆinを、検査に好適な値で算出することができる。よって、半導体１の製品良否判定を、一層精度よく実施することができる。
【００３１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・検査周波数ｆinは、周波数ｆ１，ｆ２のパルス群により構築される波形をとることに限定されない。要は、第１最大許容時間Ｔ1kや第２最大許容時間Ｔ2kを基に算出されれば、その算出方式は特に限定さらないものとする。
【００３２】
・テストボード６には半導体１が１つのみセットされることに限定されず、複数の半導体１をセット可能としてもよい。
・検査周波数ｆinは、第１最大許容時間Ｔ1kと第２最大許容時間Ｔ2kとの両方を反映させた値とすることに限らず、例えば一方のみを考慮に入れた値として算出してもよい。
【００３３】
・第１最大許容時間Ｔ1kと第２最大許容時間Ｔ2kとは、同じ値をとることに限らず、これらはそれぞれ異なる値をとっていてもよい。
・入力信号Ｓａの電圧であるＫａ〜Ｋｄは、半導体１の製品仕様によって決まる値であるので、例えばそれぞれ異なる値をとるなど、値を適宜変更してもよい。
【００３４】
・検査信号Ｓinは、必ずしも先にＨレベルがくる波形をとることに限定されず、例えばＬレベルが先にくる波形をとるものでもよい。なお、これは入力信号Ｓａについても同様にいえる。
【００３５】
・検査信号Ｓinと応答信号Ｓout とは、応答信号Ｓout が検査信号Ｓinに対してＨＬが逆の波形で出力されることに限らず、例えば同じＨＬ関係をとっていてもよい。なお、これは入力信号Ｓａと出力信号Ｓｂとの間でも同様にいえる。
【００３６】
・半導体１の製品検査は、必ずしもパッケージ化までが終了した製品化後に行われることに限定されず、例えば製造途中に行われるものでもよい。
・半導体１は、必ずしも１チップ化されたものに限らず、これ以外の種類のものでもよい。
【００３７】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項２において、前記第１最大許容時間及び前記第２最大許容時間は、前記半導体の仕様に応じて予め設定されている値である。この構成によれば、半導体の仕様に応じて一義的に決まる最大許容時間を基に検査信号の周波数を求めるので、検査信号の周波数をより好適な値として算出することが可能となる。
【００３８】
（ロ）請求項２又は前記技術的思想（イ）において、検査時の前記半導体のセット先であるボードには、複数の前記半導体がセット可能であって、当該ボード上の半導体を一度に検査可能となっている。この構成によれば、複数の半導体を一度に検査することが可能となるので、検査作業の簡素化を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１…半導体、１１…周波数印加手段としての周波数印加部、１２…製品良否判定手段としての製品良否判定部、Ｓａ…入力信号、Ｓｂ…出力信号、Ｔ１，Ｔ２…遅延時間、Ｔ1k…最大許容時間を構成する第１最大許容時間、Ｔ2k…最大許容時間を構成する第２最大許容時間、Ｄｆ…周波数データ、Ｓin…検査信号、ｆin…検査信号の周波数としての検査周波数、Ｓout …応答信号、ｆout …応答信号の周波数としての応答周波数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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