(57)【要約】【課題】  本発明は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。【解決手段】  半導体装置における検査において、半導体装置の中に入っている半導体チップ内に形成された保護ダイオードの順方向電圧の測定を複数の検査項目からなる機能及び性能を検査する検査工程（Ｓ４）の前後（Ｓ３）（Ｓ５）に実施して、半導体装置の破壊を判定（Ｓ６）する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子に接続された保護ダイオードと、前記入出力端子に接続された内部回路とを集積化した半導体装置の電気的特性を試験する方法であって、
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。
【請求項２】
前記第２の検査工程における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
請求項１記載の半導体装置の試験方法。
【請求項３】
半導体装置の試験を繰り返し実行する際に、半導体装置の試験により破壊が確認された時には、前記第２の検査工程における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
請求項１記載の半導体装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開平５−２９１３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の半導体装置の試験方法の実施に使用する試験装置の電気的構成図
【図２】本発明の実施の形態における機能検査の検査中の破壊の確認による電気的特性試験の方法を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態における機能検査の検査中の破壊の検査項目を特定する電気的特性試験の方法を示すフローチャート
【図４】半導体装置の破壊を判定する手段の説明図
【図５】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の説明図
【図６】半導体装置の破壊を判定する手段の特性図
【符号の説明】
【００３４】
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
【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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