(57)【要約】【課題】テスト時間の大幅な増大を抑制しつつ誤判定を取り除くことが可能な電子デバイスのテスト装置を提供する。【解決手段】電子デバイス２にテスト入力信号１１ａを供給するテスト信号発生回路１１と、電子デバイス２より得られるテスト出力信号１２ａを受けてエラー判定を行うエラー判定回路１２と、過渡電流を検出する電流プローブ２０と、エラー判定回路１２がエラー判定を行った際に電流プローブ２０が過渡電流を検出したことに応答して、テスト信号発生回路１１に再テストを指示する制御回路１３とを備える。本発明によれば、過渡電流が検出されている場合に再テストが行っていることから、各種配線に重畳した過渡電流に起因する誤判定を解消することが可能となる。しかも、再テストは、過渡電流が検出された場合に限られることから、テスト時間の大幅な増大をもたらすこともない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト対象となる電子デバイスにテスト入力信号を供給するテスト信号発生手段と、前記電子デバイスより得られるテスト出力信号を受けてエラー判定を行うエラー判定手段と、過渡電流を検出するノイズ検出手段と、前記エラー判定手段がエラー判定を行った際に前記ノイズ検出手段が過渡電流を検出したことに応答して、前記テスト信号発生手段に再テストを指示する制御手段とを備えることを特徴とする電子デバイスのテスト装置。
【請求項２】
前記テスト信号発生手段は、所定のテストシーケンスにしたがって前記テスト入力信号を連続的に供給し、
前記制御手段は、前記エラー判定手段がエラー判定を行った際に前記ノイズ検出手段が過渡電流を検出したことに応答して、前記テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻すことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスのテスト装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エラー判定手段がエラー判定を行った際に前記ノイズ検出手段が過渡電流を検出しなかったことに応答して、不良品判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイスのテスト装置。
【請求項４】
前記ノイズ検出手段は、前記テスト入力信号が流れる入力信号ライン及び前記テスト出力信号が流れる出力信号ラインの少なくとも一方に設けられた電流プローブを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子デバイスのテスト装置。
【請求項５】
前記ノイズ検出手段は、電源ラインに設けられた電流プローブを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子デバイスのテスト装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記エラー判定手段の出力と前記ノイズ検出手段の出力を共通の時間軸上で表示可能な信号を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子デバイスのテスト装置。
【請求項７】
テスト対象となる電子デバイスに所定のテストシーケンスにしたがってテスト入力信号を供給するステップと、前記電子デバイスより得られるテスト出力信号を受けてエラー判定を行うステップと、エラー判定がされた際に過渡電流が検出されていた場合、前記テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻すステップとを備えることを特徴とする電子デバイスのテスト方法。
【請求項８】
前記テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻した後、前記エラー判定の対象となった前記テスト入力信号のパターンと同一パターンにて再びエラー判定がされなかった場合、前記エラー判定を取り消すことを特徴とする請求項７に記載の電子デバイスのテスト方法。
【請求項９】
エラー判定がされた際に過渡電流が検出されていなかった場合、不良品判定を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の電子デバイスのテスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイスのテスト装置及びその方法に関し、特に、半導体チップのように一連のテストに長い時間がかかる多機能電子デバイスのテストに使用することが好適なテスト装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどの電子デバイスは、回路形成が完了した後、正しく動作するか否かを判定する動作テストが行われることが多い。例えば、半導体チップの製造においては、いわゆる前工程（拡散工程）が完了した後、ウェハ状態で各チップの動作テストが行われ、この時点で正しく動作しないチップは不良品としてマーキングされ、廃棄される。
【０００３】
しかしながら、動作テストにおける判定は必ずしも正確ではなく、例えば、電子デバイス自体は正しく動作しているものの、ノイズなどの外部要因によって一時的に信号波形が乱れた場合には、エラー判定がされてしまうことがある。この場合、誤判定によって良品が廃棄されることになるため、歩留まりの低下を招いてしまうという問題があった。ノイズの発生源としては、プラズマ処理装置内の異常放電などが挙げられ、本発明者は、このような異常放電に伴って発生する電磁波を検出する技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
誤判定による良品廃棄を低減するためには、一つの電子デバイスに対して複数回の動作テストを行うことが有効である。しかしながら、比較的単純な電子デバイスであれば短時間で動作テストが完了するものの、半導体チップのような多機能電子デバイスでは一連の動作テストに非常に長い時間がかかることがある。このため、多機能電子デバイスに対して複数回の動作テストを行うことは現実的ではない。
【特許文献１】特許第３６３１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来は、特に半導体チップのような多機能電子デバイスの動作テストにおいて、テスト時間を抑制しつつ誤判定を取り除くことは困難であった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、テスト時間の大幅な増大を抑制しつつ誤判定を取り除くことが可能な電子デバイスのテスト装置及びその方法を提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、ノイズなどの外部要因の影響を取り除くことが可能な電子デバイスのテスト装置及びその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による電子デバイスのテスト装置は、テスト対象となる電子デバイスにテスト入力信号を供給するテスト信号発生手段と、電子デバイスより得られるテスト出力信号を受けてエラー判定を行うエラー判定手段と、過渡電流を検出するノイズ検出手段と、エラー判定手段がエラー判定を行った際にノイズ検出手段が過渡電流を検出したことに応答して、テスト信号発生手段に再テストを指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、エラー判定がされた際に過渡電流が検出されている場合には、再テストが行われることから、各種配線に重畳した過渡電流に起因する誤判定を解消することが可能となる。しかも、再テストは、過渡電流が検出された場合に限られることから、テスト時間の大幅な増大をもたらすこともない。
【００１０】
また、テスト信号発生手段は、所定のテストシーケンスにしたがってテスト入力信号を連続的に供給するものであり、制御手段は、エラー判定手段がエラー判定を行った際にノイズ検出手段が過渡電流を検出したことに応答して、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻すことが好ましい。戻す時間は１ｍｓ前程度で足り、テスト時間の増大はほとんど無視できるレベルである。
【００１１】
また、制御手段は、エラー判定手段がエラー判定を行った際にノイズ検出手段が過渡電流を検出しなかったことに応答して、不良品判定を行うことが好ましい。このようなケースは、過渡電流の影響ではなく、実際に電子デバイスが不良であると考えられることから、直ちにテストシーケンスを中止し得るからである。
【００１２】
また、ノイズ検出手段は、テスト入力信号が流れる入力信号ライン及びテスト出力信号が流れる出力信号ラインの少なくとも一方に設けられた電流プローブを含むことが好ましく、電源ラインに設けられた電流プローブを含むこともまた好ましい。電流プローブは、特に高周波電流の検出に優れているため、信号ラインや電源ラインの周囲に配置することにより、過渡電流を感度良く検知することができるからである。
【００１３】
本発明による電子デバイスのテスト方法は、テスト対象となる電子デバイスに所定のテストシーケンスにしたがってテスト入力信号を供給するステップと、電子デバイスより得られるテスト出力信号を受けてエラー判定を行うステップと、エラー判定がされた際に過渡電流が検出されていた場合、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻すステップとを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においても、過渡電流に起因する誤判定を解消することが可能となるとともに、テスト時間の大幅な増大を抑制することが可能となる。
【００１５】
また、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻した後、エラー判定の対象となったテスト入力信号のパターンと同一パターンにて再びエラー判定がされなかった場合、エラー判定を取り消すことが好ましい。これにより、過渡電流に起因する誤判定を無くすことが可能となる。
【００１６】
一方、エラー判定がされた際に過渡電流が検出されていなかった場合には、不良品判定を行うことが好ましい。上述の通り、このようなケースは過渡電流の影響ではなく、実際に電子デバイスが不良であると考えられることから、直ちにテストシーケンスを中止し得るからである。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明によれば、電子デバイスの動作テストにおいて、テスト時間の大幅な増大を抑制しつつ誤判定を取り除くことが可能となる。したがって、半導体チップのような多機能電子デバイスの動作テストを効率よく且つ確実に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施形態による電子デバイスのテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。
【００２０】
本実施形態によるテスト装置は、ウェハ状態である半導体チップの動作テストを行う装置であり、テスト対象となる半導体ウェハ２にテスト入力信号１１ａを供給するテスト信号発生回路１１と、半導体ウェハ２より得られるテスト出力信号１２ａを受けてエラー判定信号１２ｂを生成するエラー判定回路１２と、過渡電流を検出するための電流プローブ２０と、エラー判定信号１２ｂ及び電流プローブ２０の出力２０ａを受けて再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂを生成する制御回路１３とを備えて構成されている。
【００２１】
半導体ウェハ２はステージ３１に載置されており、テスト用プローブ３２が各半導体チップのパッド電極と接した状態でテスト入力信号１１ａを供給することにより動作テストが行われる。テスト用プローブ３２を介してテスト入力信号１１ａを供給すると、半導体チップからはこれに応答したテスト出力信号１２ａが出力される。
【００２２】
テスト信号発生回路１１は、所定のテストシーケンスにしたがってテスト入力信号１１ａを連続的に発生する回路である。発生されたテスト入力信号１１ａは、テスト用プローブ３２を介して半導体チップに供給されるだけでなく、エラー判定回路１２にも供給される。また、エラー判定回路１２には、半導体ウェハ２より得られるテスト出力信号１２ａが供給される。これにより、エラー判定回路１２は、テスト入力信号１１ａとテスト出力信号１２ａを参照することによって、エラー判定を行うことができる。
【００２３】
つまり、あるテスト入力信号１１ａに対して期待されるテスト出力信号１２ａが得られた場合には、テスト対象の半導体チップが正しく動作していると判定することができ、逆に、あるテスト入力信号１１ａに対して得られたテスト出力信号１２ａが期待されたものとは異なっていた場合には、テスト対象の半導体チップが正しく動作していないと判定することができる。このような判定を、一連のテストシーケンスに対してリアルタイムに行うことにより、一つの半導体チップの良否を判断することができる。
【００２４】
エラー判定回路１２は、テスト対象の半導体チップが正しく動作していないと判定した場合、つまり、エラー判定を行った場合、その都度、エラー判定信号１２ｂを活性化させる。エラー判定信号１２ｂは制御回路１３に供給され、これにより、エラー判定の有無はリアルタイムに制御回路１３へ伝えられる。
【００２５】
一方、電流プローブ２０は、テスト入力信号１１ａが流れる入力信号ライン及びテスト出力信号１２ａが流れる出力信号ラインを共通に取り囲むように配置されている。電流プローブとは、図２に示すように、測定したい電流線路５２を筒状のコア５１に通し、コア５１に巻回したコイル５３に流れる電流を抵抗５４によって電流−電圧変換することにより、電流線路５２に流れる電流を測定する器具である。電流プローブは、特に高周波電流の検出に優れており、入力信号ライン及び出力信号ラインの周囲に配置することにより過渡電流を感度良く検知することができる。
【００２６】
過渡電流とは、主に、過渡波によって誘導されるノイズ成分である。過渡波とは、静電気放電やモーターノイズなど接点の断続によって放射される電磁波であり、これが入力信号ラインや出力信号ラインに入り込むと、過渡電流が誘導される。ノイズの原因となる電磁波としては、過渡波の他に連続波（ＣＷ波）が存在するが、特に１ＧＨｚ以下の連続波については、法規制により対策がなされていることが多いため、連続波の誘導による電流がエラー判定に大きな影響を与えることはほとんどない。
【００２７】
しかしながら、過渡波については明確な法規制などがなく、また、静電気放電を完全に無くすこと自体がそもそも困難である。このため、過渡波の誘導によってテスト出力信号１２ａの信号波形が乱れた場合、半導体チップ自体は正しい信号を出力しているにもかかわらず、エラー判定がされてしまう可能性がある。また、テスト入力信号１１ａの信号波形が乱れた場合には、半導体チップが本来の信号を受け取ることができないため、正しいテスト出力信号１２ａを出力することができない。このように、過渡波の誘導による過渡電流によって、誤判定がされてしまうことがしばしばある。
【００２８】
電流プローブ２０は、このような過渡電流を検出するために用いられ、その出力２０ａは制御回路１３に供給される。制御回路１３は、電流プローブ２０の出力２０ａとエラー判定信号１２ｂを受けて合成信号１３ｃを生成し、生成された合成信号１３ｃはモニター１４によって波形表示される。これにより、モニター１４には、電流プローブ２０の出力２０ａとエラー判定信号１２ｂとが共通の時間軸上で表示されることから、生産ラインの管理者はエラー判定の有無と過渡電流との関係を視覚的に認識することが可能となる。
【００２９】
また、制御回路１３は、電流プローブ２０の出力２０ａとエラー判定信号１２ｂに基づいて、再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂを生成する。
【００３０】
図３は、制御回路１３の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
図３に示すように、制御回路１３は、テストシーケンスが開始されると、テストシーケンスが終了するまでエラー判定信号１２ｂの監視を行う（ステップＳ１０、Ｓ１１）。そして、エラー判定信号１２ｂの活性化を検出すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、エラー判定時に電流プローブ２０の出力２０ａが所定レベルを超える過渡電流を検出したか否かを判断する（ステップＳ１２）。エラー判定時としては、エラー判定信号１２ｂが活性化したタイミングと完全に一致するタイミングのみならず、その前後の所定時間（例えば１００μｓ程度）を含むことが好ましい。
【００３２】
その結果、図４（ａ）に示すように、エラー判定時に過渡電流が検出されていれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、このエラー判定が過渡電流による誤判定である可能性があることから、制御回路１３は再テスト信号１３ａを活性化させる（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１０に戻り、一連のテストシーケンスが終了するまで、エラー判定信号１２ｂの監視を再開する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。そして、一連のテストシーケンスが終了すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御回路１３は「良品判定」を行い、合成信号１３ｃによってその結果をモニター１４に表示させる。
【００３３】
一方、図４（ｂ）に示すように、エラー判定時に過渡電流が検出されていなければ（ステップＳ１２：ＮＯ）、このエラー判定が誤判定ではないと言えることから、制御回路１３はテスト終了信号１３ｂを活性化させる（ステップＳ１４）。そして、制御回路１３は「不良品判定」を行い、合成信号１３ｃによってその結果をモニター１４に表示させる。
【００３４】
以上により、制御回路１３による一連の動作が終了する。
【００３５】
制御回路１３により生成される再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂは、テスト信号発生回路１１に供給される。
【００３６】
図５は、テスト信号発生回路１１の動作を説明するためのタイミング図であり、（ａ）は再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂがいずれも活性化しなかったケース、（ｂ）は再テスト信号１３ａが活性化したケース、（ｃ）はテスト終了信号１３ｂが活性化したケースをそれぞれ示している。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、テスト信号発生回路１１がテストシーケンスを実行している間、再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂがいずれも活性化しなかった場合には、図３を用いて説明したように、テストシーケンスが終了した後、制御回路１３によって「良品判定」がなされる。
【００３８】
一方、図５（ｂ）に示すように、テスト信号発生回路１１がテストシーケンスを実行している間に、再テスト信号１３ａが活性化すると、テスト信号発生回路１１は、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻す。つまり、テストシーケンスのうちエラー判定がされた部分を直ちに再テストする。これは、再テスト信号１３ａが活性化するのは、エラー判定時に過渡電流が検出されているからである。つまり、過渡電流による誤判定の可能性があるからであり、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻すことによって、再テストを実行する。「エラー判定がされる前」とは、同じ過渡波の影響を回避するのに十分な時間、例えば、１ｍｓ前程度で十分である。したがって、この場合、テスト時間の増大はほとんど無視できるレベルとなる。
【００３９】
そして、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻した後、エラー判定の対象となったテスト入力信号１１ａのパターンと同一パターンにて再びエラー判定がされなかった場合には、従前のエラー判定が取り消される。その結果、テスト終了信号１３ｂが活性化することなく最後までテストシーケンスが終了すれば、制御回路１３によって「良品判定」がなされる。これにより、誤判定による良品の廃棄が防止される。
【００４０】
また、図５（ｃ）に示すように、テスト信号発生回路１１がテストシーケンスを実行している間に、テスト終了信号１３ｂが活性化すると、テスト信号発生回路１１はその時点でテストシーケンスを打ち切り、制御回路１３によって「不良品判定」がなされる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、エラー判定がされた場合であっても、入力信号ライン及び出力信号ラインに配置された電流プローブ２０が過渡電流を検出した場合には、直ちに不良品判定するのではなく、テストシーケンスをエラー判定がされる前の状態に戻していることから、入力信号ラインや出力信号ラインに重畳した過渡電流に起因する誤判定を解消することが可能となる。また、再テストは、過渡電流が検出された場合に限られることから、テスト時間の大幅な増大をもたらすこともない。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、上記実施形態においては、過渡電流を検出する手段として電流プローブを用いているが、本発明がこれに限定されるものではなく、他の手段によってこれを検出しても構わない。
【００４４】
また、上記実施形態では、電流プローブ２０を入力信号ライン及び出力信号ラインの両方に配置しているが、本発明においてこれも必須ではなく、これらの一方にのみ取り付けても構わない。但し、先に説明したように、過渡電流の重畳による誤判定は、入力信号ライン及び出力信号ラインの両方において生じるため、上記実施形態のようにこれらの両方に取り付けることが好ましい。
【００４５】
また、電流プローブ２０の取り付け箇所としては、入力信号ラインや出力信号ラインに限定されず、エラー判定に影響しうる配線であれば、他の場所に取り付けることも可能である。
【００４６】
図６は、電流プローブ２０をテスト用プローブ３２に取り付けた例によるテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。本例のように、テスト用プローブ３２自体に電流プローブ２０を取り付けることによっても、過渡電流の重畳による誤判定を防止することが可能となる。
【００４７】
図７は、電流プローブ２０を電源ライン３３ａ，３３ｂに取り付けた例によるテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。電源ライン３３ａ，３３ｂに過渡電流が重畳した場合、テスト入力信号１１ａやテスト出力信号１１ｂの波形がこれに連動して乱れるため、誤判定を起こすことがあるからである。電源ラインを介して侵入・放出される過渡波は、検出することが極めて困難であり、従来はフィルタを用いてこれを遮断するにとどまっていたが、電流プローブ２０を使用すれば、他の方法によっては検出困難な、電源ラインを介して侵入・放出される過渡波を正確に検出することが可能となる。
【００４８】
電源ライン３３ａ，３３ｂは、主電源４によって互いに逆位相の電圧が供給される配線である。このような電源ライン３３ａ，３３ｂに対し、電流プローブ２０を共通に取り囲むように配置すれば、電流プローブ２０は交流を検出しない。これに対し、電源ライン３３ａ，３３ｂを伝播する過渡電流は同位相であるため、電流プローブ２０によって検出されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による電子デバイスのテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】電流プローブの構成を示す図である。
【図３】制御回路１３の動作を示すフローチャートである。
【図４】制御回路１３の動作を説明するためのタイミング図であり、（ａ）はエラー判定時に過渡電流が検出された場合、（ｂ）はエラー判定時に過渡電流が検出されなかった場合をそれぞれ示している。
【図５】テスト信号発生回路１１の動作を説明するためのタイミング図であり、（ａ）は再テスト信号１３ａ及びテスト終了信号１３ｂがいずれも活性化しなかったケース、（ｂ）は再テスト信号１３ａが活性化したケース、（ｃ）はテスト終了信号１３ｂが活性化したケースをそれぞれ示している。
【図６】本発明の好ましい実施形態の一変形例による電子デバイスのテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態の他の変形例による電子デバイスのテスト装置の構成を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
２        半導体ウェハ
４        主電源
１１      テスト信号発生回路
１１ａ    テスト入力信号
１２      エラー判定回路
１２ａ    テスト出力信号
１２ｂ    エラー判定信号
１３      制御回路
１３ａ    再テスト信号
１３ｂ    テスト終了信号
１３ｃ    合成信号
１４      モニター
２０      電流プローブ
２０ａ    出力
３１      ステージ
３２      テスト用プローブ
３３ａ，３３ｂ    電源ライン
５１      コア
５２      電流線路
５３      コイル
５４      抵抗
【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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【図７】
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