(57)【要約】【課題】半導体検査システムにおいて、単一の電源から複数の半導体主回路部に電源を供給する場合、各半導体主回路部に安定した電源を供給することができない。【解決手段】本発明の半導体検査システムは、半導体装置と、半導体検査装置とを有し、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に配置された複数の半導体回路領域を有し、半導体回路領域はそれぞれ、半導体検査装置による検査の対象となる半導体主回路部と電源制御部を備え、半導体検査装置は、主電源部と、プローブカードを有し、プローブカードは、主電源部に接続された共通電源配線を備え、共通電源配線から各電源制御部に対して、第１の電源がそれぞれ供給され、電源制御部は、第１の電源を供給源として第２の電源を半導体主回路部に供給する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置と、半導体検査装置とを有し、
前記半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板に配置された複数の半導体回路領域を有し、前記半導体回路領域はそれぞれ、前記半導体検査装置による検査の対象となる半導体主回路部と電源制御部を備え、
前記半導体検査装置は、主電源部と、プローブカードを有し、前記プローブカードは、前記主電源部に接続された共通電源配線を備え、
前記共通電源配線から前記各電源制御部に対して、第１の電源がそれぞれ供給され、
前記電源制御部は、前記第１の電源を供給源として第２の電源を前記半導体主回路部に供給する
半導体検査システム。
【請求項２】
前記半導体検査装置は、参照電圧を発生する参照電圧発生部をさらに備え、前記電源制御部のそれぞれに対して共通に前記参照電圧を供給し、
前記電源制御部は、前記第１の電源を供給源として前記参照電圧に基づいて第２の電源を前記半導体主回路部に供給する
請求項１に記載の半導体検査システム。
【請求項３】
半導体基板と、前記半導体基板に配置された複数の半導体回路領域を有し、
前記半導体回路領域はそれぞれ、半導体検査装置による検査の対象となる半導体主回路部と電源制御部を備え、
前記各電源制御部に対して、前記半導体検査装置を構成するプローブカードが備える共通電源配線から第１の電源がそれぞれ供給され、
前記電源制御部は、前記第１の電源を供給源として第２の電源を前記半導体主回路部に供給する
半導体装置。
【請求項４】
前記電源制御部に接続された第１のパッド部を備え、前記第１のパッド部を介して前記第１の電源がそれぞれ供給される
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記各電源制御部に共通に接続された参照電圧配線と、前記参照電圧配線に接続された第２のパッド部を有し、
前記第２のパッド部には、前記半導体検査装置から参照電圧が印加され、
前記電源制御部は、前記第１の電源を供給源として前記参照電圧に基づいて第２の電源を前記半導体主回路部に供給する
請求項３または４に記載の半導体装置。
【請求項６】
主電源部と、プローブカードを有し、
前記プローブカードは、前記主電源部に接続された共通電源配線と、前記共通電源配線に接続された複数のプローブ針を備え、
前記プローブ針は、検査対象となる半導体装置を構成する複数の半導体回路領域がそれぞれ備える電源制御部に接続された第１のパッド部に対向するように配置されている
半導体検査装置。
【請求項７】
参照電圧を発生する参照電圧発生部をさらに備え、
前記参照電圧発生部に接続され、前記電源制御部のそれぞれに対して共通に前記参照電圧を供給する参照電圧用プローブ針を有する
請求項６に記載の半導体検査装置。
【請求項８】
前記プローブ針は、前記プローブ針と前記共通電源配線との接続を制御するスイッチ部を介して前記共通電源配線に接続されている
請求項６または７に記載の半導体検査装置。
【請求項９】
前記プローブ針は、前記プローブ針を流れる電流を測定する電流測定部を介して前記共通電源配線に接続されている
請求項６または７に記載の半導体検査装置。
【請求項１０】
主電源部と、前記主電源部に接続された共通電源配線を備えた半導体検査装置を用いて、半導体装置を構成する複数の半導体回路領域のそれぞれに対して、前記共通電源配線を供給源として第１の電源を個別に供給し、
前記第１の電源を供給源として第２の電源を前記半導体回路領域がそれぞれ備える半導体主回路部に供給する
半導体装置の検査方法。
【請求項１１】
参照電圧を発生し、
前記半導体回路領域のそれぞれに対して共通に前記参照電圧を供給し、
前記第１の電源を供給源とし、前記参照電圧に基づいて第２の電源を前記半導体回路領域がそれぞれ備える半導体主回路部に供給する
請求項１０に記載の半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査システム、それを構成する半導体装置および半導体検査装置、並びに半導体装置の検査方法に関し、特に、半導体装置への電源供給構造を備えた半導体検査システム、それを構成する半導体装置および半導体検査装置、並びに半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ上に配置された複数の半導体チップを同時に検査する場合、テスタ等から個々の半導体チップに電源を供給し、それぞれの半導体チップを動作させる必要がある。このとき、テスタの１電源チャネルが半導体チップの１チップに割り当てられ、テスタからプローブカードを介して半導体チップへ電源が供給される。しかしこの場合、同時にテストする半導体チップの個数が増加するほど、電源チャネル数が多いテスタが必要となり、テスタのコストが増加するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された試験システムは、個々の半導体チップに対応して、電力供給ピンとそれに直列に接続された電圧レギュレータをプローブカードにそれぞれ備えている。そして、テスタの１電源チャネルからＤＣ／ＤＣ変換器を通して電力をそれぞれの電圧レギュレータに供給する構成としている。この構成により、複数の半導体チップでテスタの１電源チャネルを共有している。
【０００４】
また特許文献２には、電圧発生器によって電源電圧を発生し、第１の配線を介して電源電圧を検査対象ＩＣに供給するとともに、第２の配線を介して電圧印加ポイントにおける電源電圧のレベルを検出することとしたＩＣテスタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５４０６１２号公報（段落「００３６」、図７）
【特許文献２】特開２００５−３３１３７６号公報（段落「００３８」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された試験システムには、プローブカードに備えた電圧レギュレータによって電源電圧を安定化させたとしても、半導体チップ（以下、「半導体主回路部」という）には安定した電源を供給できない、という問題があった。その理由は、電力供給ピン（以下、「プローブ針」という）と半導体主回路部に接続される電極パッドとの接触抵抗、およびプローブ針の寄生成分の存在により、半導体主回路部に供給される電源電圧が安定しなくなるからである。
【０００７】
特に、プローブカードに備えた電圧レギュレータによる電圧出力の安定性は、テスタの電源チャネルの電圧出力の安定性に比べて低いため、上述した接触抵抗およびプローブ針の寄生成分の影響がより顕著になる、という問題があった。
【０００８】
ここで、半導体主回路部における電源電圧を安定化させるために、特許文献２に開示された技術を用いて、半導体主回路部における電源電圧をプローブ針によってプローブカード上の電圧レギュレータにフィードバックさせる半導体検査システムの構成が考えられる。しかし、この場合であっても、このフィードバック用のプローブ針と電極パッドとの接触抵抗、およびフィードバック用のプローブ針の寄生成分の影響が新たに加わるため、安定した電源を半導体主回路部に供給できない、という問題は解決できない。さらに、フィードバック用のプローブ針が新たに必要となるため、プローブカードのコストの増加を招く。これはテスタの電源チャネルを共有する目的に反することになるため、このような構成は採用できない。
【０００９】
このように、関連する半導体検査システムにおいては、単一の電源から複数の半導体主回路部に電源を供給する場合、各半導体主回路部に安定した電源を供給することができない、という問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した課題である、単一の電源から複数の半導体主回路部に電源を供給する場合、各半導体主回路部に安定した電源を供給することができない、という課題を解決する半導体検査システム、それを構成する半導体装置および半導体検査装置、並びに半導体装置の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】
【００１１】
本発明の半導体検査システムは、半導体装置と、半導体検査装置とを有し、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に配置された複数の半導体回路領域を有し、半導体回路領域はそれぞれ、半導体検査装置による検査の対象となる半導体主回路部と電源制御部を備え、半導体検査装置は、主電源部と、プローブカードを有し、プローブカードは、主電源部に接続された共通電源配線を備え、共通電源配線から各電源制御部に対して、第１の電源がそれぞれ供給され、電源制御部は、第１の電源を供給源として第２の電源を半導体主回路部に供給する。
【００１２】
本発明の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板に配置された複数の半導体回路領域を有し、半導体回路領域はそれぞれ、半導体検査装置による検査の対象となる半導体主回路部と電源制御部を備え、各電源制御部に対して、半導体検査装置を構成するプローブカードが備える共通電源配線から第１の電源がそれぞれ供給され、電源制御部は、第１の電源を供給源として第２の電源を半導体主回路部に供給する。
【００１３】
本発明の半導体検査装置は、主電源部と、プローブカードを有し、プローブカードは、主電源部に接続された共通電源配線と、共通電源配線に接続された複数のプローブ針を備え、プローブ針は、検査対象となる半導体装置を構成する複数の半導体回路領域がそれぞれ備える電源制御部に接続された第１のパッド部に対向するように配置されている。
【００１４】
本発明の半導体装置の検査方法は、主電源部と、主電源部に接続された共通電源配線を備えた半導体検査装置を用いて、半導体装置を構成する複数の半導体回路領域のそれぞれに対して、共通電源配線を供給源として第１の電源を個別に供給し、第１の電源を供給源として第２の電源を半導体回路領域がそれぞれ備える半導体主回路部に供給する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体検査システムによれば、単一の電源から複数の半導体主回路部に電源を供給する場合であっても、各半導体主回路部に安定した電源を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体検査システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る別の半導体検査システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るさらに別の半導体検査システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体検査システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査システム１０００の構成を模式的に示すブロック図である。半導体検査システム１０００は半導体装置１１００と半導体検査装置１２００を有する。半導体装置１１００は半導体基板１１１０上に配置された複数の半導体回路領域１１２０を備え、各半導体回路領域１１２０にはそれぞれ、半導体検査装置１２００による検査の対象となる半導体主回路部１１２１と電源制御部１１２２が配置されている。
【００１９】
一方、半導体検査装置１２００は主電源部１２１０とプローブカード１２２０を有し、プローブカード１２２０には主電源部１２１０に接続された共通電源配線１２２１が配置されている。ここで、共通電源配線１２２１から各電源制御部１１２２に対して、電源電圧がＶＤＤ１である第１の電源がそれぞれ供給される。電源制御部１１２２は第１の電源を供給源として、電源電圧がＶＤＤ２である第２の電源を半導体主回路部１１２１に供給する。
【００２０】
本実施形態の半導体検査システム１０００によれば、各半導体主回路部１１２１に供給される電源の供給源は、プローブカード１２２０の共通電源配線１２２１によって共有されている。そして、半導体主回路部１１２１毎に電源制御部１１２２が同一の半導体回路領域１１２０内に配置され、電源制御部１１２２から第２の電源が半導体主回路部１１２１に供給される。このとき、半導体主回路部１１２１と電源制御部１１２２との間で、電源電圧をフィードバックさせて制御するための経路には、半導体回路領域１１２０内の配線を用いることができる。そのため、フィードバック経路の寄生成分の影響を、プローブ針を用いた場合に比べ極めて小さくすることができ、安定した制御が可能となる。
【００２１】
以上より、本実施形態の半導体検査システム１０００によれば、単一の主電源部１２１０から複数の半導体主回路部１１２１に電源を供給する場合であっても、各半導体主回路部１１２１に安定した電源を供給することができる。
【００２２】
プローブカード１２２０の共通電源配線１２２１から、各半導体回路領域１１２０の各電源制御部１１２２への第１の電源の供給には、図１に示すように、共通電源配線１２２１に接続した複数のプローブ針１２２２を用いることができる。このとき、各電源制御部１１２２に第１のパッド部１１２３をそれぞれ接続し、各プローブ針１２２２が第１のパッド部１１２３に接触するように配置すればよい。
【００２３】
なお、本実施形態の半導体検査システム１０００によれば、半導体主回路部１１２１に共通電源配線１２２１から第１の電源が直接供給されるわけではないので、プローブ針１２２２の寄生成分が半導体主回路部１１２１の電源電圧に影響を及ぼすことはない。
【００２４】
次に、本実施形態による別の半導体検査システムについて説明する。図２は、半導体検査システム１０１０の構成を模式的に示すブロック図である。半導体検査システム１０１０は半導体検査装置１３００を有する点において半導体検査システム１０００と異なり、半導体装置１１００の構成は同じである。
【００２５】
半導体検査装置１３００は主電源部１３１０とプローブカード１３２０を有し、プローブカード１３２０には主電源部１３１０に接続された共通電源配線１３２１が配置されている。これは半導体検査装置１２００の構成と同様である。半導体検査装置１３００では、図２に示すように、共通電源配線１３２１に接続したスイッチ部１３２３を介して各プローブ針１３２２が共通電源配線１３２１に接続される点において半導体検査装置１２００と異なる。スイッチ部１３２３はプローブ針１３２２と共通電源配線１３２１との接続を制御する機能を備え、トランジスタなどを用いて構成することができる。
【００２６】
半導体検査装置１３００を用いた効果について以下に説明する。一般に、複数の半導体主回路部が主電源部を共有する場合、半導体主回路部の内一つでも短絡性の故障を有すると、故障を有する半導体主回路部で主電源部が供給する電力のほとんどが消費されることになる。そのため、他の半導体主回路部に対しては電力（電圧もしくは電流）を供給できない状態が起こり得る。この場合、電源制御部に故障を有する半導体主回路部への電源供給を遮断する機能を備える構成が考えられる。しかし、遮断機能を構成する分だけ電源制御部の面積が増加するため、半導体回路領域の面積の増大に伴う製造コストの増加をもたらすという問題が生じる。
【００２７】
それに対して本実施形態の半導体検査装置１３００では、プローブカード１３２０に各半導体主回路部１１２１に対応したスイッチ部１３２３を配置した構成とした。この構成により、各半導体主回路部１１２１における電力消費の状態に応じて、スイッチ部１３２３の導通状態（通電または遮断状態）を制御することが可能となる。以上より、故障を有する半導体主回路部と主電源部を共有する他の半導体主回路部への影響を回避するとともに、半導体回路領域の面積の増大を抑制することができる。なお、スイッチ部１３２３としてヒューズを用いることとしてもよい。この場合は、故障を有する半導体主回路部を自動的に遮断することができる。
【００２８】
次に、本実施形態によるさらに別の半導体検査システムについて説明する。図３は、半導体検査システム１０２０の構成を模式的に示すブロック図である。半導体検査システム１０２０は半導体検査装置１４００を有する点において半導体検査システム１０００と異なり、半導体装置１１００の構成は同じである。
【００２９】
半導体検査装置１４００は主電源部１４１０とプローブカード１４２０を有し、プローブカード１４２０には主電源部１４１０に接続された共通電源配線１４２１が配置されている。これは半導体検査装置１２００の構成と同様である。半導体検査装置１４００では、図３に示すように、共通電源配線１４２１に接続した電流測定部１４２３を介して各プローブ針１４２２が共通電源配線１４２１に接続される点において半導体検査装置１２００と異なる。電流測定部１４２３はプローブ針１４２２を流れる電流を測定する機能を備え、例えばトランジスタと抵抗素子とアナログ・デジタル変換回路などを用いて構成することができる。
【００３０】
半導体検査装置１４００を用いた効果について以下に説明する。テスタが備える複数の主電源部からそれぞれ個々の半導体主回路部に電源を供給する構成とした関連する半導体検査システムにおいては、各主電源部に流れる電流を測定すれば各半導体主回路部に流れる電流を測定することができる。しかし、複数の半導体主回路部で単一の主電源部を共有する構成では、主電源部から流れる電流は主電源部を共有する全ての半導体主回路部に流れる電流の和となる。そのため、各半導体主回路部に流れる電流を個別に測定することは困難である。
【００３１】
それに対して本実施形態の半導体検査装置１４００は、共通電源配線１４２１と各プローブ針１４２２との間に電流測定部１４２３が配置されているので、主電源部を共有した状態で各半導体主回路部に流れる電流の測定が可能となる。これにより、半導体検査装置１４００を用いた半導体検査システム１０２０によれば、各半導体主回路部により安定した電源を供給することができる。
【００３２】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体検査システム２０００の構成を模式的に示すブロック図である。半導体検査システム２０００は半導体装置２１００と半導体検査装置２２００を有する。半導体装置２１００は半導体基板２１１０上に配置された複数の半導体回路領域２１２０を備え、各半導体回路領域２１２０にはそれぞれ、半導体検査装置２２００による検査の対象となる半導体主回路部２１２１と電源制御部２１２２が配置されている。
【００３３】
一方、半導体検査装置２２００は主電源部２２１０とプローブカード２２２０を有し、プローブカード２２２０には主電源部２２１０に接続された共通電源配線２２２１が配置されている。ここで、共通電源配線２２２１から各電源制御部２１２２に対して、電源電圧がＶＤＤ１である第１の電源がそれぞれ供給される。電源制御部２１２２は第１の電源を供給源として、電源電圧がＶＤＤ２である第２の電源を半導体主回路部２１２１に供給する。
【００３４】
本実施形態の半導体検査システム２０００はさらに、半導体検査装置２２００に参照電圧ＶＲを発生する参照電圧発生部２２１１を備える。参照電圧発生部２２１１は半導体回路領域２１２０に備えられた電源制御部２１２２のそれぞれに対して共通に参照電圧ＶＲを供給する。そして電源制御部２１２２は、第１の電源を供給源として参照電圧ＶＲに基づいて第２の電源を半導体主回路部２１２１に供給する。このとき例えば、電源制御部２１２２が第２の電源の電源電圧ＶＤＤ２を参照電圧ＶＲと等しくなるように制御する構成とすることができる。
【００３５】
電源制御部において、第２の電源の電源電圧ＶＤＤ２を任意に設定するためには、参照となる電圧レベルを電源制御部へ入力する必要がある。この場合、例えば、電源制御部自体が内部に参照となる電圧を発生する回路を有する構成が考えられる。しかしながら、この構成では製造時のばらつきの影響により高い電圧精度が得られない。さらに、参照となる電圧の発生回路の面積分だけ半導体回路領域の面積が増大する、といった問題が生じる。
【００３６】
それに対して本実施形態の半導体検査システム２０００によれば、参照電圧ＶＲは半導体検査装置２２００に備えられた参照電圧発生部２２１１から各半導体回路領域２１２０の電源制御部２１２２に供給される。そのため、半導体回路領域２１２０の面積の増大を招くことなく、外部信号源である参照電圧発生部２２１１によって生成された高精度の参照電圧ＶＲを各電源制御部２１２２に供給することが可能となる。これにより、各半導体主回路部２１２１にさらに安定した電源を供給することができる。
【００３７】
プローブカード２２２０の共通電源配線２２２１から、各半導体回路領域２１２０の各電源制御部２１２２への第１の電源の供給には、第１の実施形態と同様に、共通電源配線２２２１に接続した複数のプローブ針２２２２を用いることができる。このとき、各電源制御部２１２２に第１のパッド部２１２３をそれぞれ接続し、各プローブ針２２２２が第１のパッド部２１２３に接触するように配置すればよい。
【００３８】
また、参照電圧発生部２２１１から各半導体回路領域２１２０の各電源制御部２１２２への参照電圧ＶＲの供給には、図４に示すように、参照電圧発生部２２１１に接続された参照電圧用プローブ針２２１２を用いることができる。このとき半導体装置２１００は、半導体基板２１１０上に第２のパッド部２１２４と、第２のパッド部２１２４と各電源制御部２１２２が接続された参照電圧配線２１２５を配置した構成とすることができる。この構成により、参照電圧用プローブ針２２１２と第２のパッド部２１２４、参照電圧配線２１２５を介して、電源制御部２１２２のそれぞれに対して共通に参照電圧ＶＲを供給することができる。ここで、第２のパッド部２１２４は複数の半導体主回路部２１２１に対して共通に用いられる。また、参照電圧配線２１２５には電流は流れないため、細線の配線を用いることができる。そのため、本実施形態による半導体基板２１１０の面積の増大は最小限に抑制され、製造コストの増加を招くことはない。
【００３９】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１０００、１０１０、１０２０、２０００    半導体検査システム
１１００、２１００    半導体装置
１１１０、２１１０    半導体基板
１１２０、２１２０    半導体回路領域
１１２１、２１２１    半導体主回路部
１１２２、２１２２    電源制御部
１１２３、２１２３    第１のパッド部
１２００、１３００、１４００、２２００    半導体検査装置
１２１０、１３１０、１４１０、２２１０    主電源部
１２２０、１３２０、１４２０、２２２０    プローブカード
１２２１、１３２１、１４２１、２２２１    共通電源配線
１２２２、１３２２、１４２２、２２２２    プローブ針
１３２３    スイッチ部
１４２３    電流測定部
２２１１    参照電圧発生部
２２１２    参照電圧用プローブ針
２１２４    第２のパッド部
２１２５    参照電圧配線
【図１】
2011198787.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011198787.tif 000005
【図４】
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