(57)【要約】      （修正有）【課題】集積回路チップを配列したウエハにおいて、当該集積回路の静電破壊の耐性テストを実現し得るようなＣＤＭ試験装置の提供。【解決手段】集積回路チップを配列しているウエハ２の個別集積回路の静電破壊特性を測定するＣＤＭ試験装置であって、充電スイッチ６２と接続されている放電電圧発生回路１、及びウエハ２の個別集積回路と接触し得る放電スイッチ６１を備えたうえで、前記ウエハ２における配列状態から分割によって独立状態となった場合の集積回路とアースとの間において形成される浮遊キャパシタンスの容量値と概略等しい容量値を設定し、一方端をアースと接続し、他方端を充電スイッチ６２及び放電スイッチ６１の双方に接続した挿入キャパシタンス４を設け、前記ウエハ２の各チップ及びアースと接続した導電体３を設けた構成のＣＤＭ試験装置によって、ウエハ段階において個別集積回路の静電破壊特性を測定する。【選択図】図４
2008053437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各回路素子を搭載している個別の集積回路を、チップ単位に区分した状態にて平面方向に複数個配列しているウエハ段階にある個別の集積回路の静電破壊特性を測定するＣＤＭ試験装置であって、充電スイッチと接続されている放電電圧発生回路、及びウエハにおける個別の集積回路と接触し得る放電スイッチを備えたうえで、前記ウエハにおける配列状態から分割によって独立状態となった場合の集積回路とアースとの間において形成される浮遊キャパシタンスの容量値と概略等しい容量値を設定することが可能であると共に、一方端がアースと接続可能であると共に、他方端が充電スイッチ及び放電スイッチの双方に接続されている挿入キャパシタンスを設け、前記ウエハにおける各チップ単位及びアースと接続可能である導電体を設けたことに基づくウエハ段階にある個別の集積回路の静電破壊特性を測定するＣＤＭ試験装置。
【請求項２】
挿入キャパシタンスに対し、並列又は直列にて接続している調整キャパシタンス（但し、ウエハとアースとの間に形成される浮遊キャパシタンスの容量値よりも桁違いに小さい容量値を有しているキャパシタンス）を設けたことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭ試験装置。
【請求項３】
放電スイッチとして水銀リードスイッチを採用し、当該水銀リードスイッチを筒状導体内に収納し、かつ筒状の導体の一方端を、当該水銀リードスイッチと接続し、他方端を、挿入キャパシタンス及び充電スイッチの双方と接続していることを特徴とする請求項１、２記載のＣＤＭ試験装置。
【請求項４】
筒状導体の周囲にキャパシタンスを形成する誘電体を配置し、かつ当該誘電体の外側に、アースと接続している外側筒状導体を設けることによって、挿入キャパシタンスを形成していることを特徴とする請求項３記載のＣＤＭ試験装置。
【請求項５】
外側筒状導体を筒状導体の底部から当該筒状導体の筒状長手方向に延設し、かつ内側に誘電体を配置したうえで、当該誘電体の内側に水銀リードスイッチによるグラウンドスイッチを設け、かつ放電スイッチ及び外側筒状導体と接続したことを特徴とする請求項４記載のＣＤＭ試験装置。
【請求項６】
放電スイッチ、グラウンドスイッチ、筒状導体、挿入キャパシタンスを形成する誘電体及び外側筒状導体に基づく回路の単位を２個以上設けたことを特徴とする請求項５記載のＣＤＭ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路におけるＣＤＭ試験を、その前身である個別の集積回路のチップを単位として平面方向に複数個配列したウエハの段階にて、当該個別の集積回路の静電破壊の耐性をテストすることができるＣＤＭ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の各回路素子は、小型化かつコンパクト化が進行しており、回路素子の耐静電圧特性は、著しく低下している傾向にある。
【０００３】
このような状況を反映して、各回路素子の静電破壊特性をテストするＣＤＭ測定は、集積回路の製作工程において不可欠であり、かつ極めて重要な意義を有している。
【０００４】
各個別の集積回路は、前記のように、ウエハによる配列状態から個別のチップ状態に分割したうえで、当該チップに対し、入出力端子を接続することによって製作されている。
【０００５】
このような場合、完成品である集積回路について、個別にＣＤＭ試験を行うことに先立ち、当該集積回路に対応するチップが平面方向に配列されているウエハの段階において、ＣＤＭ試験を行うことができるのであれば、静電破壊に対し、本来必要な耐性を有していないチップについては、予め除外し、その後の入出力端子の接続によって集積回路を完成する工程を省略することが可能となり、無駄な製造工程を免れるという点において、極めて効率的な作業を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、ウエハの状態にて配列されている個別のチップについて、ＣＤＭ試験を行った場合には、ウエハ状態における個別のチップの場合には、ウエハの面全体がキャパシタンス状態を形成するため、当該チップとアースとの間にて生ずる浮遊キャパシタンスが個別の集積回路とアースとの間にて生ずる浮遊キャパシタンスに比し、桁違いに大きい状態にあるために、個別のチップ状態にある集積回路を単位として、ＣＤＭ試験を行う場合に比し、静電破壊に必要な電圧値が大きく下降する現象を免れることができない。
【０００７】
前記のような現象が生ずる原因について一般式に即して説明するために、ウエハから分割され、個別のチップ状態にある集積回路が有している抵抗をＲとし、インダクタンスをＬとし、かつアースとの間の浮遊キャパシタンスをＣとし、他方、ウエハの状態で配列されている個別の集積回路とアースとの浮遊キャパシタンスをＣｗとする（尚、抵抗Ｒ、インダクタンスＬは、集積回路が個別のチップ状態の場合とウエハの状態の何れの場合においても、殆ど同一である。）。
【０００８】
図６（ａ）において、前記ウエハ２から分割され、独立した状態にある集積回路２０に対し、放電電圧発生回路１によって充電を行い、電圧Ｖの帯電状態とした後、放電スイッチ６１を閉じることによって、静電破壊試験を行った場合、集積回路２０を導電する電流値は、放電スイッチ６１を閉じた時点（ｔ＝０）の電流値が０となるように初期値を設定した場合には、
【数１】
2008053437.tif 000003
と表現することができる（但し、α＝Ｒ／２Ｌであり、
【数２】
2008053437.tif 000004
である。）。
【０００９】
静電破壊の成否は、前記（ａ）式の電流値のピーク値によって左右されるが、当該電流値ＩＰは、前記（ａ）式を微分することによって、ｄｉ／ｄｔ＝０となるようなｔを選択した場合には、
【数３】
2008053437.tif 000005
が成立する。
【００１０】
同様に、図６（ｂ）において、ウエハ２の段階にある個別の集積回路２０に対し、放電電圧発生回路１から充電を行い、電圧Ｖに到るまで帯電させたうえで、放電スイッチ６１を閉じることによって、静電破壊試験を行った場合、当該個別の集積回路２０を導電する電流値は、前記（ａ）、（ｂ）式を構成するβにつき、Ｃの代わりに、Ｃｗを代置したことによる一般式が成立することになる。
【００１１】
ここで、
【数４】
2008053437.tif 000006
としたうえで、独立した状態にある場合の静電破壊に必要な電圧値をＶ1とし、他方ウエハの状態にある場合の静電破壊に必要な電圧値をＶ2とした場合には、それぞれＶ1及びＶ2に対応するピーク電流値Ｉｐは同一であることから、前記（ｂ）式に基づいて、
【数５】
2008053437.tif 000007
が成立する。
ここで、
【数６】
2008053437.tif 000008
とした場合、
【数７】
2008053437.tif 000009
が成立する。
ここで、
【数８】
2008053437.tif 000010
とした場合には、
2008053437.tif 000011
である。
そして、
【数９】
2008053437.tif 000012
であることから、ｇ（ｘ）は、ｘが正の数である限り、
【数１０】
2008053437.tif 000013
が成立する。
したがって、ｘが正の数である限り、
【数１１】
2008053437.tif 000014
が成立し、結局前回（ｄ）式のｆ（ｘ）は、ｘが大きい程、小さくなることが判明する。
【数１２】
2008053437.tif 000015
【数１３】
2008053437.tif 000016
と表現することができる。
2008053437.tif 000017
が成立し、更には、
【数１４】
2008053437.tif 000018
が成立し、結局、Ｖ2＜Ｖ1が成立することになり、ウエハの状態における静電破壊に必要な電圧値Ｖ2は、本来の静電破壊に必要な電圧値Ｖ1よりも必然的に小さな値となって測定されることにならざるを得ない。
【００１２】
もとより、このような状態では、本来の静電破壊に必要な電圧値Ｖ1を設定することが不可能とならざるを得ない。
【００１３】
しかるに、従来技術においては、そもそもウエハの段階において、最終製品である集積回路の耐静電破壊をテストするためのＣＤＭ試験を行おうという試みは存在せず、ましてやウエハにおいて、アースとの間にて巨大な浮遊容量を有することによる前記のような基本的問題点を克服するための解決手段など、何ら提唱されていなかった。
【特許文献１】マイクロフィルムに収納された平成５年実用新案登録願第７４０６８号明細書及び図面（実開平７−３６０７８号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、個別の集積回路を構成するチップ単位を平面方向に複数個配列したウエハの段階において、当該集積回路の静電破壊の耐性テストを実現し得るようなＣＤＭ試験装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、各回路素子を搭載している個別の集積回路を、チップ単位に区分した状態にて平面方向に複数個配列しているウエハ段階にある個別の集積回路の静電破壊特性を測定するＣＤＭ試験装置であって、充電スイッチと接続されている放電電圧発生回路、及びウエハにおける個別の集積回路と接触し得る放電スイッチを備えたうえで、前記ウエハにおける配列状態から分割によって独立状態となった場合の集積回路とアースとの間において形成される浮遊キャパシタンスの容量値と概略等しい容量値を設定することが可能であると共に、一方端がアースと接続可能であると共に、他方端が充電スイッチ及び放電スイッチの双方に接続されている挿入キャパシタンスを設け、前記ウエハにおける各チップ単位及びアースと接続可能である導電体を設けたことに基づくウエハ段階にある個別の集積回路の静電破壊特性を測定するＣＤＭ試験装置からなる。
【発明の効果】
【００１６】
前記基本構成に基づく本発明の装置を使用することによって、ウエハの段階において、個別の集積回路の静電破壊耐性を判別し、所定の基準に基づく静電破壊耐性に到っていない個別の集積回路を除外することが可能となるので、完成品である個別の集積回路について、ＣＤＭ試験を行う場合に比し、所定の基準に達していない集積回路について、入出力端子を接続するなどの無駄な工程を避けることが可能となる。
【００１７】
更には、個別の集積回路について、逐一ＣＤＭ試験を行うことに代えて、集積回路の平面方向における配列状態に沿って一挙にＣＤＭ試験を行うことが可能となり、ＣＤＭ試験自体の速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図４の基本構成に関する回路に示すように、本発明においては、導電体３を設けているが、当該導電体３は、ウエハ２において平面方向に配列されている個別の集積回路２０及びアースと接続可能であり、ＣＤＭ試験段階では、当然双方に接続されている。
尚、前記導電体３は、通常銅、ステンレス、アルミニウムなどの導電性金属板が使用される場合が多い。
【００１９】
充電スイッチ６２を有している放電電圧発生回路１とウエハ２とは、放電スイッチ６１を介して接続状態にあるが、前記基本構成においては、挿入キャパシタンス４を設け、その一方端はアースと接続可能であり、他方端は充電スイッチ６２と放電スイッチ６１との双方に接続されており、前記挿入キャパシタンス４は、ＣＤＭ試験を行う場合には、当然アースと接続され、しかも予め放電電圧発生回路１における充電スイッチ６２を閉じることによって、充電が行われることになる。
【００２０】
前記挿入キャパシタンス４は、ウエハ２に配列されている各集積回路２０が分割され、独立状態となった場合（入出力端子を接続することによって、完成状態の集積回路２０となった場合も含む。）においてアースとの間に有している浮遊容量値Ｃと概略等しい容量値を設定することが可能であり、当該容量値は、事前に前記独立状態にある集積回路２０が有している浮遊容量値Ｃを測定したうえで、挿入キャパシタンス４の容量値を設定しておくことが必要である。
【００２１】
図４において、前記充電の後、放電スイッチ６１を閉じた場合には、挿入キャパシタンス４→放電スイッチ６１→ウエハ２における個別の集積回路２０→ウエハ２と導電体３との間に形成される浮遊キャパシタンス→アースという閉回路が形成され、しかも前記閉回路において、前記挿入キャパシタンス４と前記浮遊キャパシタンスとは直列に接続されていることから、前記浮遊キャパシタンスの大きさをＣｗ’とした場合（尚、ウエハとアースとの間の浮遊キャパシタンスの容量値Ｃｗと、ウエハ２と導電体３との間の浮遊キャパシタンスの容量値Ｃｗ’とは、必ずしも等しい訳ではないが、前記容量値Ｃよりも桁違いに大きいことに変わりはない。）、双方の直列接続によるキャパシタンスの合成容量値Ｃ’は、
Ｃ’＝Ｃ・ＣＷ’／（Ｃ＋ＣＷ’）が成立するが、ＣＷ’＞＞Ｃであることから、
Ｃ’≒Ｃ  ・・・（ｄ）
という近似式が成立することになる。
【００２２】
図４においては、容量値ＣＷ’を有している浮遊キャパシタンスの状態が、導電体３とアースとの間に介在するような表示によって描かれているが、前記浮遊キャパシタンスは、実際にはウエハ２と導電体３との間に形成されており、双方の間に表示して描くことができないことから、便宜上、前記のような表示を採用した（尚、このような表示は、後述する実施例１に関する図１、実施例２に関する図２、実施例３に関する図３においても同様である。）。
【００２３】
一般に、完成品である集積回路２０の耐静電破壊をテストするＣＤＭ試験は、当該集積回路２０とアースとの間の浮遊キャパシタンスの容量値Ｃに対応して、静電破壊電圧の測定が行われているが、前記（ｄ）式のように、挿入キャパシタンス４の介在によって、合成キャパシタンスの容量値が挿入キャパシタンス４の容量値Ｃ、即ち、ウエハ２を構成している個別の集積回路２０が分割によって独立した状態（入出力端子を設けたことによる完成状態にある集積回路２０の場合も含む。）となった場合に、アースとの間に有している浮遊容量値と概略等しいことから、前記（ｃ）式のようなウエハ２自体がアースとの間に有している浮遊キャパシタンスの容量値ＣＷが集積回路２０自体がアースとの間に有しているキャパシタンスの容量値Ｃよりも桁違いに大きいこと（ＣＷ＞＞Ｃ）ことによって生ずる弊害をクリアすることが可能となる。
【００２４】
ＣＤＭ試験においては、単に集積回路２０とアースとの浮遊キャパシタンスに対応した静電破壊電圧を求めるだけでなく、所謂校正用モジュールのキャパシタンスを使用して、前記浮遊キャパシタンスの値を更に調整することが行われているが、本発明においても、そのような調整キャパシタンス５を採用することは、当然可能である。
【００２５】
即ち、挿入キャパシタンス４の容量値Ｃよりも大きな容量値を得る場合には、図５（ａ）に示すように、挿入キャパシタンス４と並列に調整キャパシタンス５を接続し、逆に挿入キャパシタンス４よりも小さな容量値を設定する場合には、図５（ｂ）に示すように、調整キャパシタンス５を直列に接続すると良い。
【００２６】
以下、実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００２７】
実施例は、図１に示すように、放電スイッチ６１として水銀リードスイッチを採用し、当該水銀リードスイッチを筒状導体７内に収納し、かつ筒状の導体７の一方端を、当該水銀リードスイッチと接続し、他方端を、挿入キャパシタンス４及び充電スイッチ６２の双方と接続していることを特徴としている。
【００２８】
水銀リードスイッチは、放電電圧発生回路１側のアーク現象を防止するために採用される場合が多いが、水銀リードスイッチ及びその周囲のリード線によって形成される浮遊インダクタンスが相当大きな値となることによって、前記（ａ）式における減衰定数（α）を小さな値とすることによって、瞬時かつ速やかな放電が行われることを妨げる要因とならざるを得ない。
【００２９】
しかるに、前記のように、ウエハ２による各チップと接続し得る放電スイッチ６１である水銀リードスイッチを筒状導体７内に収納し、筒状導体７の一方端を水銀リードスイッチと接続し、他方端を挿入キャパシタンス４及び放電電圧発生回路１の双方と接続した場合には、水銀リードスイッチを導通する電流と周囲の筒状導体７を導通する電流の方向が逆であるため、相互に発生する磁束がキャンセルし合い、その結果、前記浮遊インダクタンスを小さく設定することができる。
【実施例２】
【００３０】
実施例２は、図２に示すように、実施例１において、筒状導体７の周囲にキャパシタンスを形成する誘電体４０を配置し、かつ当該誘電体４０の外側に、アースと接続している外側筒状導体７０を設けることによって、挿入キャパシタンス４を形成していることを特徴としている。
【００３１】
このような特徴点において、実施例２においては、水銀リードスイッチ、その周囲の筒状導体７、更には、挿入キャパシタンス４を一体としてコンパクトな設計を実現することが可能となる。
尚、挿入キャパシタンス４の値がＣＤＭ試験の対象となる独立した集積回路２０に対応して相違するような場合には、筒状導体７と外側筒状導体７０との間に配置されている誘電体４０を適宜交換すると良い。
【００３２】
図２に示す構成においては、特に外側筒状導体７０を筒状導体７の底部から当該筒状導体７の筒状長手方向に延設し、かつ内側に誘電体４０を配置したうえで、当該誘電体４０の内側に水銀リードスイッチによるグラウンドスイッチ６３を設け、かつ放電スイッチ６１及び外側筒状導体７０と接続したことによる設計を採用しているが、このようなグラウンドスイッチ６３を設けることによって、水銀リードスイッチによる放電スイッチ６１、及びグラウンドスイッチ６３を共に閉じた場合には、
ウエハ２→放電スイッチ６１→グラウンドスイッチ６３→外側筒状導体７０→アース→導電体３→ウエハ２における各チップによる閉回路を形成することによって、ウエハ２において、導電体３との間にて容量値Ｃｗ’を有している浮遊キャパシタンスを介して蓄電している電荷を逆放電し、かつ除去（除電）することが可能となる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３は、図３に示すように、実施例２において、放電スイッチ６１、グラウンドスイッチ６３、筒状導体７、挿入キャパシタンス４を形成する誘電体４０及び外側筒状導体７０に基づく回路の単位を２個以上設けたことを特徴としている。
【００３４】
このように、２個以上の単位の回路を設けた実施例３においては、一方側の回路において、放電スイッチ６１を閉じた状態とし、かつグラウンドスイッチ６３を開いた状態とすることによって、静電破壊試験を行いながら、他方側の回路の単位において、放電スイッチ６１及びグラウンドスイッチ６３の双方を閉じた状態とした場合には、
双方の回路が有しているヘッド間のウエハ２における平面方向による導電単位→一方側回路の放電スイッチ６１→一方側回路の充電スイッチ６２→アース→他方側回路のグラウンドスイッチ６３→他方側回路の充電スイッチ６２
という閉回路を形成することによって、２個以上の各回路の先端に位置している相互のヘッド間の抵抗を測定することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ウエハの段階を経る全ての集積回路に対する事前のＣＤＭ試験に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の構成を示す回路ブロック図である。尚、●は接続状態であることを示している。
【図２】実施例２の構成を示す回路ブロック図である。尚、●は接続状態であることを示している。
【図３】実施例３の構成を示す回路ブロック図である。尚、●は接続状態であることを示している。
【図４】本発明の基本原理を示す回路ブロック図である。
【図５】挿入キャパシタンスに調整キャパシタンスを接続した状態であり、（ａ）は並列状態を示しており、（ｂ）は直列状態を示している。
【図６】ＣＤＭ試験を行う場合の接続状態を示す回路ブロック図であり、（ａ）は、ウエハの段階から独立した状態にある個別の集積回路を対象としている場合を示しており、（ｂ）は、ウエハの段階にある個別の集積回路を対象としている場合を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１  放電電圧発生回路
１１  電源
２  ウエハ
２０  集積回路
３  導電体
４  挿入キャパシタンス
４０  誘電体
５  調整キャパシタンス
６１  放電スイッチ
６２  充電スイッチ
６３  グラウンドスイッチ
７  筒状導体
７０  外側筒状導体
【図１】
2008053437.tif 000019
【図２】
2008053437.tif 000020
【図３】
2008053437.tif 000021
【図４】
2008053437.tif 000022
【図５】
2008053437.tif 000023
【図６】
2008053437.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月29日(2006.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008053437.tif 000025