(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップが形成されたウエハであって、
前記ウエハに埋め込まれ、周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路と、
前記温度制御回路を起動するための起動信号及び前記温度制御回路を停止させるための終了信号が外部から入力されるパッドと
を備え、
前記温度制御回路は、前記起動信号に応答して起動した後、前記終了信号が入力されるまで、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行い、
前記温度制御回路は、
前記起動信号に応答して起動する制御回路と、
前記制御回路からの指示に応じて周囲の温度を測定し、前記測定された温度を示す測定温度データを前記制御回路に出力する温度検出回路と、
前記制御回路からの指示に応じて発熱を行う発熱回路と
を含み、
前記制御回路は、前記目標温度を示す目標温度データを記憶する記憶回路を含み、前記温度検出回路によって測定される温度が前記目標温度となるように前記発熱回路の動作を制御し、
前記目標温度データは、前記起動信号の入力より前に前記記憶回路に記録され、
前記制御回路は、前記終了信号に応答して、前記目標温度データを書き換えて前記目標温度を低下させる
ウエハ。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハであって、
前記温度制御回路及び前記パッドは、前記ウエハ内の前記複数の半導体チップ以外の領域に形成されている
ウエハ。
【請求項３】
請求項１に記載のウエハであって、
前記複数の半導体チップの各々が、前記パッドを有し、
前記温度制御回路は、前記複数の半導体チップの各々に内蔵されている
ウエハ。
【請求項４】
請求項３に記載のウエハであって、
前記複数の半導体チップ内の温度は独立して前記目標温度に制御される
ウエハ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のウエハであって、
前記各々の半導体チップに内蔵されている前記温度制御回路の数は複数である
ウエハ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のウエハであって、
前記パッドは、電源電圧が供給される電源パッドであり、
前記起動信号は、前記電源電圧であり、
前記温度制御回路は、前記電源電圧の入力に応答して自動的に起動する
ウエハ。
【請求項７】
周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路と、
前記温度制御回路を起動するための起動信号及び前記温度制御回路を停止させるための終了信号が外部から入力されるパッドと
を備え、
前記温度制御回路は、前記起動信号に応答して起動した後、前記終了信号が入力されるまで、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行い、
前記温度制御回路は、
前記起動信号に応答して起動する制御回路と、
前記制御回路からの指示に応じて周囲の温度を測定し、前記測定された温度を示す測定温度データを前記制御回路に出力する温度検出回路と、
前記制御回路からの指示に応じて発熱を行う発熱回路と
を含み、
前記制御回路は、前記目標温度を示す目標温度データを記憶する記憶回路を含み、前記温度検出回路によって測定される温度が前記目標温度となるように前記発熱回路の動作を制御し、
前記目標温度データは、前記起動信号の入力より前に前記記憶回路に記録され、
前記制御回路は、前記終了信号に応答して、前記目標温度データを書き換えて前記目標温度を低下させる
半導体チップ。
【請求項８】
複数の半導体チップが形成されたウエハの温度試験方法であって、
前記ウエハには、周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路が埋め込まれており、
前記温度制御回路は、
周囲の温度を測定する温度検出回路と、
発熱を行う発熱回路と、
前記目標温度を示す目標温度データを記憶する記憶回路と
を含み、
前記温度試験方法は、
前記目標温度データを、起動信号の入力より前に前記記憶回路に記憶させるステップと、
前記起動信号を入力することにより前記温度制御回路を起動するステップと、
前記温度検出回路によって測定される温度が前記目標温度となるように前記発熱回路の動作を制御することによって、外部から制御信号を入力することなく前記ウエハ内の温度を前記目標温度に自動的に制御するステップと、
終了信号を入力することにより前記温度制御回路の動作を停止させ、また、前記目標温度データを書き換えて前記目標温度を低下させるステップと
を含む
温度試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の温度試験に関する。特に、本発明は、複数の半導体チップが形成されたウエハの温度試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製品信頼性を高める信頼性試験として、バーンインテスト（Burn-In Test）が知られている。バーンインテストは、半導体装置を高温・高電圧環境下で動作させ、実使用状態よりも厳しいストレスを与える加速試験である。これにより、初期不良や製造工程での不具合を短時間で発見することができる。その結果、市場不良率が低減され、また、製品信頼性が保証される。
【０００３】
このようなバーンインテスト等の温度試験においては、半導体装置を所定の温度に保つことが重要である。半導体装置の温度制御に関連する技術として、次のものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、温度試験用半導体装置が記載されている。この半導体装置は、温度差検出部と、制御部と、発熱回路とを備えている。温度差検出部は、温度検知回路と、温度設定電圧が入力される入力端子とを備えており、温度検知回路の出力電圧と外部から入力される温度設定電圧との差を制御部に出力する。制御部はその差を、発熱回路のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率に変換し、発熱回路を制御する。これにより、温度試験において、常温領域から高温領域まで温度を精度良く制御することが可能となる。
【０００５】
特許文献２には、動作保証温度が高く設定されている場合でも動作試験を精度よく行うことができる半導体集積回路が記載されている。その半導体集積回路は、入出力回路と、複数の発熱回路と、発熱回路を制御する制御信号が入力される第１パッドと、温度センサと、温度センサによる検出信号を外部に出力する第２パッドと、デコーダとを備える。入出力回路は、半導体基板に所定間隔を隔てて配置されたパッドに接続されており、入出力バッファを備える。発熱回路は、入出力回路の近傍に配置されている。評価用治具に備えられた制御回路は、温度センサによる検出信号に基づいて制御信号を生成する。デコーダは、その制御信号をデコードして、デコード結果に応じて動作させるべき発熱回路をブロック単位で選択する。
【０００６】
特許文献３には、ウエハ上の全ての半導体チップにおいて一括でＢＩＳＴ（Built-In Self Test）を行う技術が記載されている。各半導体チップは、内部回路と、温度検知回路と、ＢＩＳＴ回路と、入力パッドを備えている。テストの最中、各半導体チップの入力パッドにはモニタ入力信号が入力される。モニタ入力信号は、周辺のチップがテスト実行中であるかどうかの状態を示す信号である。ＢＩＳＴ回路は、温度検知回路によって温度異常が検出されると、所定の待ち時間だけ自己テストを一時停止し、チップの発熱量を抑える。このとき、その一時停止の時間は、モニタ入力信号を参照し周辺チップのテスト状況を考慮した上で決定される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２８６６９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０２６３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バーンインテスト等の温度試験において、その試験時間を短縮するために、ウエハレベルで温度試験を実施することが望まれる。このとき、多数の半導体チップが形成されたウエハを所定の温度に保つことが重要である。しかしながら、上記関連技術がウエハに適用された場合、ウエハ上の多数の半導体チップと外部制御装置との接続が煩雑で且つ膨大となる。煩雑且つ膨大な接続は、設備コストの増大を招く。
【０００９】
本発明の１つの目的は、設備コストを増大させることなくウエハレベルの温度試験を実施することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点において、複数の半導体チップが形成されたウエハが提供される。そのウエハは、ウエハに埋め込まれ周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路と、温度制御回路を起動するための起動信号が外部から入力されるパッドと、を備える。温度制御回路は、起動信号に応答して起動した後、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行う。
【００１１】
本発明の第２の観点において、半導体チップが提供される。その半導体チップは、周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路と、温度制御回路を起動するための起動信号が外部から入力されるパッドと、を備える。温度制御回路は、起動信号に応答して起動した後、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行う。
【００１２】
本発明の第３の観点において、複数の半導体チップが形成されたウエハの温度試験方法が提供される。ウエハには、周囲の温度を所定の目標温度に制御する温度制御回路が埋め込まれている。温度試験方法は、（Ａ）起動信号を入力することにより温度制御回路を起動するステップと、（Ｂ）温度制御回路を用いることにより、外部から制御信号を入力することなくウエハ内の温度を目標温度に自動的に制御するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、温度制御を行う温度制御回路がウエハに埋め込まれている。その温度制御回路は、起動信号に応答して起動した後は、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行う。言い換えれば、温度制御処理はウエハ内部で完結しており、最初に起動信号を入力するだけで、ウエハ温度は自動的に所定の目標温度に制御される。外部から温度制御情報を逐次入力する必要はなく、各チップの多数の信号端子と外部制御装置との間の煩雑な接続も不要である。従って、設備コストの増大を招くことなくウエハレベルの温度試験を実施することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
１．概要
本実施の形態によれば、ウエハレベルの温度試験が実施される。その温度試験時、ウエハ温度は所定の目標温度に保たれる。本実施の形態では、温度試験時にウエハ温度の制御を行うための機構がウエハそのものに予め形成されている。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係るウエハ１を概念的に示している。ウエハ１には、図示されない複数のＩＣチップ（半導体チップ）が形成されている。更にウエハ１には、温度制御パッド１０及び温度制御回路２０が形成されている。温度制御回路２０は、ウエハ１に埋め込まれており、ウエハ１上に形成された温度制御パッド１０に電気的に接続されている。
【００１７】
温度制御パッド１０には、温度制御回路２０を起動するための起動信号ＳＡ、及び温度制御回路２０の動作を停止させるための終了信号ＳＴが外部から入力される。入力された起動信号ＳＡあるいは終了信号ＳＴは、温度制御パッド１０から温度制御回路２０に送られる。
【００１８】
温度制御回路２０は、温度試験時に周囲の温度を所定の目標温度に制御する。より詳細には、温度試験時、温度制御回路２０には温度制御パッド１０を通して起動信号ＳＡが供給される。温度制御回路２０は、起動信号ＳＡに応答して起動し、温度制御を自動的に行う。この温度制御処理のために、温度制御回路２０は、他の温度制御情報や温度制御信号を必要としない。すなわち、温度制御回路２０は、起動信号ＳＡに応答して起動した後、終了信号ＳＴが入力されるまで、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行う。言い換えれば、温度制御処理はすべてウエハ１の内部で完結している。最初に起動信号ＳＡを入力するだけで、ウエハ温度は自動的に所定の目標温度に制御される。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、温度制御パッド１０を通して起動信号ＳＡを入力するだけで、ウエハ１の温度制御が簡単に実現される。特別な熱源を別途用意する必要はない。更に、外部から温度制御情報を逐次入力する必要はなく、各ＩＣチップの多数の信号端子と外部制御装置との間の煩雑な接続も不要である。必要なのは、温度制御パッド１０と、起動信号ＳＡ及び終了信号ＳＴを生成する外部制御装置との間の接続だけである。従って、設備コストの増大を招くことなくウエハレベルの温度試験を実施することが可能となる。
【００２０】
本実施の形態は、ＩＣチップのエージングの目的に適用可能である。例えば、近年４５ｎｍプロセスの開発が盛んであるが、そのような微細なデバイスでは配線やビアにかかるストレス、特に温度依存性を有するストレスが従来よりも顕著となる。例えばＣｕ配線に関して、Ｃｕのマイグレーションに起因する配線方向のストレスや、Ｃｕ配線と酸化膜との間の引っ張り応力は、温度依存性を有している。それらストレスに起因する配線の不具合はおよそ７０℃を超えると顕著になることが知られている。つまり、高電圧下で動作させなくとも、高温下に微細デバイスを置くだけで、配線の劣化が進む。本実施の形態は、このような高温条件下での配線系テストに適用することが可能である。
【００２１】
当然、本実施の形態は通常のバーンインテストにも適用可能である。その場合は、本実施の形態に係る温度制御回路２０による温度制御と共に、半導体チップ本来の動作が高電圧下で実施される。いずれの場合でも、ウエハレベルの温度試験を簡単に実施することが可能となる。
【００２２】
２．温度制御回路
次に、本実施の形態に係る温度制御回路２０の一例を詳しく説明する。図２に示されるように、温度制御回路２０は、制御回路２１、温度検出回路２２及び発熱回路２３を含んでいる。このうち制御回路２１は温度制御パッド１０に接続されている。また、制御回路２１、温度検出回路２２及び発熱回路２３は、電源線及びグランド線に接続されている。電源線やグランド線は、電源電圧ＶＤＤやグランド電圧ＧＮＤが供給される電源パッド１１に接続されている。
【００２３】
制御回路２１は、温度制御回路２０の動作を制御するための回路であり、起動信号ＳＡに応答して起動する。温度検出回路２２は、制御回路２１からの指示に応じて周囲の温度を検出（測定）する回路である。発熱回路２３は、制御回路２１からの指示に応じて発熱を行う熱源である。
【００２４】
温度制御パッド１０から起動信号ＳＡが入力されると、制御回路２１が起動する。制御回路２１は、温度検出を指示する内部制御信号ＣＯＮ１を温度検出回路２２に出力する。温度検出回路２２は、制御回路２１からの内部制御信号ＣＯＮ１に応じて周囲の温度を測定（検出）し、測定（検出）された温度を示す測定温度データＤＴを制御回路２１に出力する。制御回路２１は、受け取った測定温度データＤＴが示す測定温度と所定の目標温度との比較を行い、その比較結果に基づいて内部制御信号ＣＯＮ２を発熱回路２３に出力する。測定温度が目標温度より低い場合、内部制御信号ＣＯＮ２は、発熱開始を発熱回路２３に指示する。一方、測定温度が目標温度より高い場合、内部制御信号ＣＯＮ２は、発熱停止を発熱回路２３に指示する。発熱回路２３は、制御回路２１からの内部制御信号ＣＯＮ２に応じて発熱を行う、あるいは、発熱を停止する。温度検出回路２２は、断続的あるいは継続的に温度測定を実施し、測定温度データＤＴを制御回路２１に出力する。制御回路２１は、測定温度データＤＴを受け取るたびに、内部制御信号ＣＯＮ２を発行し発熱回路２３の動作を制御する。このように、制御回路２１は、温度検出回路２２によって測定される温度が所定の目標温度となるように、発熱回路２３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。その後、温度制御パッド１０から終了信号ＳＴが入力されると、制御回路２１は、温度検出回路２２、発熱回路２３及び自身の動作を停止させる。
【００２５】
より詳細には、制御回路２１は、目標温度データＰＴを記憶する記憶回路２４を含んでいる。目標温度データＰＴは、温度制御における上記所定の目標温度（例えば１３０℃）を示すデジタルデータである。記憶回路２４は、例えば、製造プロセス時に目標温度データＰＴが書き込まれるＲＯＭ（Read Only Memory）である。あるいは、記憶回路２４は、複数の電気ヒューズから構成されたヒューズ回路であってもよい。この場合、所定の設定端子からヒューズ回路に電流を供給することによって、目標温度データＰＴを可変に設定することが可能である。あるいは、記憶回路２４は、フリップフロップ回路から構成されるレジスタであってもよい。そのフリップフロップ回路はスキャンチェーンに組み込まれ、所定の設定端子からスキャンチェーンを通して目標温度データＰＴを設定することが可能である。尚、いずれの場合でもあっても、目標温度の設定は、温度試験より前にあらかじめ行なわれる。つまり、起動信号ＳＡの入力時には、記憶回路２４は既に目標温度データＰＴを記憶した状態にある。温度試験時には、制御回路２１は、温度検出回路２２から受け取った測定温度データＤＴと記憶回路２４に格納されている目標温度データＰＴとの比較を行う。そして、その比較結果に基づいて、制御回路２１は内部制御信号ＣＯＮ２を発熱回路２３に出力する。このような制御回路２１は、例えば小型のマイクロコンピュータによって実現可能である。
【００２６】
図３は、温度検出回路２２の一例を示している。図３の例において、温度検出回路２２は、電流源４１、キャパシタ４２、インバータ４３、４４、カウンタ４５、及びスイッチ４６を含んでいる。電流源４１は、温度変化に応じて出力電流が変化する半導体デバイスであり、温度検出のための温度センサとして機能する。例えば、電流源４１はデバイスパラメータが既知のＭＯＳトランジスタを含んでいる。この場合、温度変化に応じて変化する出力電流としては、ＭＯＳトランジスタのオフリーク電流Ｉｏｆｆが挙げられる。
【００２７】
キャパシタ４２、インバータ４３、４４、カウンタ４５及びスイッチ４６は、電流源４１の出力電流を検出するための電流読み出し手段を構成している。この電流読み出し手段は、検出された電流源４１の出力電流に対応するデジタルデータ（測定温度データＤＴ）を出力することができる。より詳細には、キャパシタ４２は、電流源４１からのオフリーク電流Ｉｏｆｆで充電される。キャパシタ４２の容量がＣ、充電電圧がＶｃｈａｒｇｅであるとき、その充電時間Ｔｉｍｅは、Ｔｉｍｅ＝Ｃ×Ｖｃｈａｒｇｅ／Ｉｏｆｆで与えられる。キャパシタ４２の充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅはインバータ４３に入力される。インバータ４３、４４は、充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅが閾値電圧に達すると、出力信号を反転させる。すなわち、インバータ４４の出力には、キャパシタ４２の充電時間Ｔｉｍｅと等しい幅のパルス信号が現れる。カウンタ４５は、所定のクロック信号に基づいてそのパルス信号の幅をカウントし、オフリーク電流Ｉｏｆｆに対応する時間情報をカウント値として出力する。このカウント値が、検出温度に依存するデジタルデータである測定温度データＤＴとなる。尚、スイッチ４６は、キャパシタ４２の充放電動作を制御するために設けられている。スイッチ４６がＯＦＦのとき、キャパシタ４２はオフリーク電流Ｉｏｆｆで充電される。一方、スイッチ４６がＯＮのとき、キャパシタ４２は蓄積した電荷を放電する。スイッチ４６及びカウンタ４５の動作は、制御回路２１からの内部制御信号ＣＯＮ１によって制御される。
【００２８】
図４は、発熱回路２３の一例を示している。図４の例において、発熱回路２３は、電源線とグランド線との間に直列的に接続されたＭＯＳトランジスタ４７と抵抗４８とを含んでいる。ＭＯＳトランジスタ４７のゲートには、制御回路２１からの内部制御信号ＣＯＮ２が入力される。内部制御信号ＣＯＮ２が“Ｈｉｇｈ”レベルの場合、ＭＯＳトランジスタ４７がＯＮする。その結果、抵抗４８に電流が流れ、熱が発生する。一方、内部制御信号ＣＯＮ２が“Ｌｏｗ”レベルの場合、ＭＯＳトランジスタ４７がＯＦＦする。その結果、抵抗４８に流れる電流が遮断され、発熱が停止する。
【００２９】
尚、発熱回路２３のＭＯＳトランジスタ４７として、実動作時に容量として利用されるＭＯＳトランジスタが流用されてもよい。一般に、高周波で動作する半導体装置には、実動作時に容量として機能するＭＯＳトランジスタが電源線とグランド線との間に設けられている。温度試験時、そのＭＯＳトランジスタのゲートに内部制御信号ＣＯＮ２を入力することによって、発熱回路として利用することができる。この場合、発熱回路２３を別途設ける必要がなく、回路面積が削減され、好適である。
【００３０】
以上に説明されたように、温度制御回路２０は、周辺の温度が所定の目標温度となるように温度制御を自動的に行う。このとき、温度制御処理はすべてウエハ内部で完結しており、外部から温度制御情報を逐次入力する必要はない。最初に起動信号ＳＡを入力するだけで、ウエハ温度は自動的に所定の目標温度に制御される。
【００３１】
３．第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態では、上述の温度制御回路２０が、ウエハ１に形成された複数の半導体チップの各々に内蔵される。
【００３２】
図５は、第１の実施の形態に係るウエハ１を概念的に示している。ウエハ１には、複数のＩＣチップ（半導体チップ）５がマトリックス状に形成されている。そして、温度制御回路２０が各々のＩＣチップ５に埋め込まれている。すなわち、各々のＩＣチップ５が、温度制御パッド１０及び温度制御回路２０を有している。この場合、それぞれの温度制御回路２０がそれぞれのＩＣチップ５内の温度を独立して制御し、それにより、ウエハ１全体の温度が所定の目標温度に保たれる。温度制御回路２０が各ＩＣチップ５に組み込まれるため、ウエハ温度の一様な制御が可能である。
【００３３】
図６は、１つのＩＣチップ５の構成例を概略的に示している。図６において、ＩＣチップ５は、複数の論理回路ブロック３０（３０ａ〜３０ｃ）を備えている。論理回路ブロック３０は、ＩＣチップ５本来の機能を提供する機能ブロックであり、ＮＡＮＤ等の基本セルやＲＡＭ等のマクロセルが例示される。ＩＣチップ５は更に、温度制御パッド１０及び温度制御回路２０を備えている。温度制御回路２０は、温度制御パッド１０に接続されており、また、ＩＣチップ５の中央付近に配置されている。この温度制御回路２０は、温度制御パッド１０を通して入力される起動信号ＳＡに応答して、周囲の温度を制御する。このような構成によって、ＩＣチップ５内の温度が所定の目標温度に制御される。また、複数の発熱回路２３が、１つのＩＣチップ５内に分散して配置されていてもよい。その場合、ＩＣチップ５内の温度を素早く制御することが可能となる。
【００３４】
尚、論理回路ブロック３０には、電源パッド１１（図示されない）を通して電力が供給され、入力パッド（図示されない）を通して入力データや制御信号が供給される。論理回路ブロック３０は、それら入力データや制御信号に基づいて動作する。一方、温度制御回路２０は、論理回路ブロック３０とは無関係に動作する。第１の実施の形態では、起動信号ＳＡが入力される温度制御パッド１０は、電源パッド１１や入力パッドとは別に設けられている。
【００３５】
図７は、１つのＩＣチップ５の構成の他の例を概略的に示している。図７の例では、複数の温度制御回路２０が１つのＩＣチップ５に内蔵されている。それら複数の温度制御回路２０は、１つの温度制御パッド１０に共通に接続されており、１回の起動信号ＳＡの入力に応答して温度制御をそれぞれ独立に行う。このような構成によっても、ＩＣチップ５内の温度が所定の目標温度に制御される。尚、複数の温度制御回路２０は、ＩＣチップ５内で分散して配置されることが好適である。それにより、ＩＣチップ５内の温度を素早く制御することが可能となる。
【００３６】
図８は、１つのＩＣチップ５の構成の更に他の例を概略的に示している。図８の例では、複数の温度制御回路２０ａ〜２０ｃが、複数の論理回路ブロック３０ａ〜３０ｃのそれぞれに隣接して設けられている。この場合、高温条件下で不具合が発生し得る論理回路や配線の近傍の温度を検出及び制御することができ、精度の良い温度制御が可能となる。
【００３７】
図９は、温度試験時のウエハ１の状態を概略的に示している。簡単のため、各ＩＣチップ５に対する電力供給に用いられる電源パッド１１の図示は省略されている。図９に示されるように、ウエハ１は、起動信号ＳＡ及び終了信号ＳＴを生成し出力する外部制御装置５０に接続されている。より詳細には、ウエハ１に形成された複数のＩＣチップ５のそれぞれの温度制御パッド１０が、外部制御装置５０に共通に接続されている。これにより、外部制御装置５０は、複数のＩＣチップ５のそれぞれの温度制御パッド１０に対して起動信号ＳＡ及び終了信号ＳＴを“一括して”供給することが可能である。
【００３８】
温度試験時、外部制御装置５０はまず起動信号ＳＡを出力する。その起動信号ＳＡは、複数のＩＣチップ５のそれぞれの温度制御パッド１０に一括して入力される。起動信号ＳＡに応答して、それぞれのＩＣチップ５に内蔵された温度制御回路２０が一斉に起動する。各ＩＣチップ５において、温度制御回路２０は、起動信号ＳＡに応答して起動した後、それぞれ独立して温度制御を実施する。このとき、各温度制御回路２０は、終了信号ＳＴが入力されるまで、他の制御信号を受けることなく自動的に温度制御を行う。その結果、複数のＩＣチップ５内の温度は、同時に且つ独立して所定の目標温度に制御される。これにより、ウエハ１全体の温度が所定の目標温度に保たれる。温度試験が終了すると、外部制御装置５０は終了信号ＳＴを出力する。その終了信号ＳＴは、複数のＩＣチップ５のそれぞれの温度制御パッド１０に一括して入力される。その終了信号ＳＴに応答して、それぞれのＩＣチップ５に内蔵された温度制御回路２０が一斉に動作を停止する。
【００３９】
温度試験の後、ウエハ１がダイシングされ、各ＩＣチップ５が分離される。第１の実施の形態では、各ＩＣチップ５に温度制御回路２０が埋め込まれたままである。各温度制御回路２０の制御回路２１は、終了信号ＳＴに応答して、目標温度データＰＴを書き換え、目標温度をより低い温度（例えば２５℃）に変更してもよい。これにより、実動作時に温度制御回路２０が万が一起動したとしても、ＩＣチップ５の熱暴走を防ぐことができる。この場合、目標温度データＰＴが記憶される記憶回路２４としては、フリップフロップ回路から構成されるレジスタが好適である。
【００４０】
４．第２の実施の形態
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るウエハ１を概念的に示している。第２の実施の形態では、上述の温度制御回路２０が、ウエハ１内において複数のＩＣチップ５から独立して設けられている。より詳細には、ウエハ１には、複数のＩＣチップ５の他に温度制御領域７が形成されている。温度制御領域７は、ＩＣチップ５とは異なる領域であり、例えばＩＣチップ５間に挟まれている。本実施の形態では、その温度制御領域７に温度制御パッド１０及び温度制御回路２０が形成されている。各ＩＣチップ５は、温度制御回路２０とは無関係に動作する。
【００４１】
本実施の形態では、温度制御回路２０の発熱回路２３は、実動作時に容量として利用されるＩＣチップ５内のＭＯＳトランジスタとは別に、温度制御領域７内に形成される。また、温度制御回路２０の制御回路２１内の記憶回路２４としては、ＲＯＭあるいはヒューズ回路が好適である。
【００４２】
温度試験方法は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、外部制御装置５０が、ウエハ１上の温度制御パッド１０に共通に接続される。外部制御装置５０から出力される起動信号ＳＡ及び終了信号ＳＴは、ウエハ１上の温度制御パッド１０に一括して入力される。温度制御回路２０は、それぞれ独立して温度制御を実施し、それにより、ウエハ１全体の温度が所定の目標温度に保たれる。
【００４３】
図１０で示される構成は、ウエハレベルの温度試験ならではの構成であると言える。また、第２の実施の形態では、ダイシング後の各ＩＣチップ５に温度制御回路２０が残らない。つまり、ダイシング後の各ＩＣチップ５は、通常のものと同じである。従って、ＩＣチップ５の面積の増大が防止される。更に、実動作時に温度制御回路２０が誤って起動し、ＩＣチップ５が熱暴走することもない。
【００４４】
５．第３の実施の形態
温度制御回路２０は、電源の供給に応答して自動的に起動するように構成されていてもよい（パワーＯＮリセット）。図１１は、第３の実施の形態に係る温度制御回路２０の構成例を示している。図１１に示されるように、温度制御回路２０の制御回路２１、温度検出回路２２及び発熱回路２３は、電源線及びグランド線に接続されている。電源線やグランド線は、電源電圧ＶＤＤやグランド電圧ＧＮＤが供給される電源パッド１１に接続されている。
【００４５】
本実施の形態によれば、温度制御回路２０の制御回路２１は、電源電圧ＶＤＤの入力に応答して自動的に起動する。すなわち、温度制御パッド１０は、電源電圧ＶＤＤが供給される電源パッド１１である。また、起動信号ＳＡは、電源パッド１１から入力される電源電圧ＶＤＤである。また、終了信号ＳＴの入力は、電源電圧ＶＤＤの入力が終了することに相当する。温度制御回路２０は、電源電圧ＶＤＤの入力に応答して自動的に起動し、既出の実施の形態と同様の温度制御を実施する。図１１に示される温度制御回路２０は、既出の第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態に適用することが可能である。
【００４６】
尚、本実施の形態において、温度制御回路２０につながる電源パッド１１は、論理回路ブロック等の他の回路と接続されていないことが望ましい。つまり、温度制御回路２０につながる電源パッド１１は、温度試験時にだけ使用されることが望ましい。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るウエハを示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る温度制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る温度検出回路の一例を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る発熱回路の一例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るウエハを示す概念図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態におけるＩＣチップの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態におけるＩＣチップの構成の他の例を概略的に示すブロック図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態におけるＩＣチップの構成の更に他の例を概略的に示すブロック図である。
【図９】図９は、温度試験時のウエハを示す概念図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るウエハを示す概念図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る温度制御回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ウエハ
５    ＩＣチップ
７    温度制御領域
１０    温度制御パッド
１１    電源パッド
２０    温度制御回路
２１    制御回路
２２    温度検出回路
２３    発熱回路
２４    記憶回路
３０    論理回路ブロック
４１    電流源
４２    キャパシタ
４３    インバータ
４４    インバータ
４５    カウンタ
４６    スイッチ
４７    ＭＯＳトランジスタ
４８    抵抗
５０    外部制御装置
ＳＡ    起動信号
ＳＴ    終了信号
ＣＯＮ１  内部制御信号
ＣＯＮ２  内部制御信号
ＰＴ    目標温度データ
ＤＴ    測定温度データ
【図１】
0005170395.tif 000002
【図２】
0005170395.tif 000003
【図３】
0005170395.tif 000004
【図４】
0005170395.tif 000005
【図５】
0005170395.tif 000006
【図６】
0005170395.tif 000007
【図７】
0005170395.tif 000008
【図８】
0005170395.tif 000009
【図９】
0005170395.tif 000010
【図１０】
0005170395.tif 000011
【図１１】
0005170395.tif 000012