(57)【要約】【課題】遅延回路を有する半導体装置の電気特性検査において検査時間の短縮が可能な検査方法を提供する。【解決手段】検出電圧３０２を測定するために、入力電圧３０１をテスト開始時電圧から半導体装置の被検査素子に段階的に印加する。その際の一つのステップにおける第２遅延時間３０４を被検査素子固有の遅延時間の１／ｎとし、検出信号３０３の変化の確認は第２遅延時間３０４のｎ倍が過ぎてから実行する。【選択図】図３
2017138120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査素子の検出電圧を測定するための遅延回路を有する半導体装置の検査方法であって、
前記半導体装置内の前記被検査素子固有の遅延時間を測定する工程と、
前記被検査素子固有の前記遅延時間以上の時間を第１遅延時間として設定する工程と、
ｎを正の整数として、前記第１遅延時間の１／ｎを第２遅延時間として設定する工程と、
前記被検査素子の検出信号を監視しつつ、前記被検査素子への入力電圧を前記第２遅延時間にて段階的に、前記被検査素子の検出電圧よりも高いテスト開始時電圧から下降させる工程と、からなり、
前記検出信号の監視を前記第２遅延時間のｎ倍の時間が過ぎてから行うことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記検出電圧は、前記検出信号の変化を確認した時の入力電圧に各ステップ間の入力電圧変動幅に（ｎ−１）を乗じた値を加えたものであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
被検査素子の検出電圧を測定するための遅延回路を有する半導体装置の検査方法において、
前記半導体装置内の被検査素子固有の遅延時間を測定する工程と、
前記被検査素子固有の遅延時間以上を第１遅延時間として設定する工程と、
ｎを正の整数として、前記第１遅延時間の１／ｎを第２遅延時間として設定する工程と、
前記被検査素子の検出信号の監視しつつ、前記被検査素子への入力電圧を前記第２遅延時間にて段階的に、前記被検査素子の検出電圧よりも低いテスト開始時電圧から上昇させる工程と、からなり、
前記検出信号の監視を前記第２遅延時間のｎ倍の時間が過ぎてから行うことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項４】
前記検出電圧は、前記検出信号の変化を確認した時の入力電圧から各ステップ間の入力電圧変動幅に（ｎ−１）を乗じた値を減じたものであることを特徴とする請求項３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、半導体装置に入力された電圧、電流、パルス信号といった電気信号もしくは光、磁気、電磁波等の大きさの変化があった時、それを検知し定められた遅延時間後に出力が変化する特性をもつ半導体装置の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気特性検査工程における被検査素子の中には、何らかの物理量を感知して、それより定められた時間後に出力が変化する特性を持つ遅延回路付きの半導体装置が存在する。
そのような半導体装置の一例に、電圧変動の検出を目的とするものがある。その役目は、アプリケーション機器の中で定電圧電源ラインの電圧を常時監視し、例えば内蔵バッテリの容量切れによる電圧降下の際、アプリケーション機器の誤動作を防ぐため、動作限界電圧に対し、ある余裕を持って定められた電圧点を下回ったとき、電源回路を遮断しアプリケーション機器の動作を停止させることである。但しその際、一時的な電圧降下に即応すると、それが電気的ノイズや過渡的な現象によるものの可能性があるため、誤判定ともなり兼ねない。従って、真に内蔵バッテリの容量切れと判断するために、ある一定時間の電圧降下を確認するため遅延時間が設けられている。
【０００３】
この遅延時間を形成する回路の一例にＣＲ発振回路とフリップフロップ回路を直列に接続したものがある。テストモード回路の付加や外付けキャパシタ値の取替え等により、この遅延時間を短縮させることが出来る場合があるが、半導体装置の端子数や回路規模の制限によってテスト端子を設けることが出来ない、またはＣＲ素子がＩＣチップに内蔵されている等の理由によって短縮出来ない場合がある。この場合の電気特性検査は被検査素子に一次関数的にステップ状に可変させた電圧信号を印加させ、所定の遅延時間を待ってから出力の変化の確認を行う。そして出力が変化するまでこれを繰り返す形態を取っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現在の電気特性検査の形態では、被検査素子に一次関数的にステップ状に可変させた電圧信号を印加させ、所定の遅延時間を取ってから出力の変化の確認を行い、出力が変化するまで、これを繰り返す形態を取っているため、検査の結果が出るまでには可変させた電圧信号の印加回数に所定の遅延時間を乗じた時間を要し、検査処理時間の増大を招いている。
【０００６】
この検査処理時間の低減策のひとつに非検出電圧値と検出電圧値の二点のみ、電圧を印加しての検査を行う方法がある。しかし、検出側から非検出側と、非検出側から検出側それぞれに電圧変化があった時、その検出電圧値が異なるよう設計製作された、いわゆるヒステリシス付きの被検査素子では、少なくとも片側は一次関数的にステップ状に可変させた電圧信号を印加させ、所定の遅延時間を取ってから出力の変化の確認を行う検査の実施は免れず、検査時間の短縮化の妨げになっている。
【０００７】
そこで本発明は、遅延回路を有する半導体装置の電気特性検査において検査時間の短縮が可能な検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では以下の様な手段を用いた。
まず、1つの態様にでは、被検査素子の検出電圧を測定するための遅延回路を有する半導体装置の検査方法において、前記半導体装置内の被検査素子固有の遅延時間を測定する工程と、前記被検査素子固有の遅延時間以上を第１遅延時間として設定する工程と、前記第１遅延時間の１／ｎを第２遅延時間として設定する工程と、前記被検査素子の検出信号を監視しつつ、前記被検査素子への入力電圧を前記第２遅延時間にて段階的に、前記被検査素子の検出電圧よりも高いテスト開始時電圧から下降させる工程と、からなり、前記検出信号の監視を前記第２遅延時間のｎ倍の時間が過ぎてから行うことを特徴とする半導体装置の検査方法を用いた。
【０００９】
また、他の態様では、被検査素子の検出電圧を測定するための遅延回路を有する半導体装置の検査方法において、前記半導体装置内の被検査素子固有の遅延時間を測定する工程と、前記被検査素子固有の遅延時間以上を第１遅延時間として設定する工程と、前記第１遅延時間の１／ｎを第２遅延時間として設定する工程と、前記被検査素子の検出信号を監視しつつ、前記被検査素子への入力電圧を前記第２遅延時間にて段階的に、前記被検査素子の検出電圧よりも低いテスト開始時電圧から上昇させる工程と、からなり、前記検出信号の監視を前記第２遅延時間のｎ倍の時間が過ぎてから行うことを特徴とする半導体装置の検査方法を用いた。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段を用いることで、本発明の検査方法は、一次関数的にステップ状に可変させた印加電圧値毎に遅延時間を取る必要が無く、検査装置および環境からのみ成し得る電圧が安定する時間のみ取れば良いので検査品質を低下させることなく、検査時間の削減を図れることから全体としての製造コストの上昇を未然に抑え、もって製品への付加価値を向上させることの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】被検査素子の実動作の一例を示す図である。
【図２】従来の半導体装置の電気特性を検査する方法の説明図である。
【図３】本発明の半導体装置の電気特性を検査する方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の電気特性検査方法について図を用いて説明する。
まず、図１を用いて、入力電圧の過変動を検知してそれより定められた時間後に出力が変化する遅延回路付きの半導体装置の動作について説明する。
【００１３】
図１における符号１０１は半導体装置に入力される電圧である入力電圧を示す。図１は入力電圧１０１が直線的に低下する場合を示している。この電圧はアプリケーション機器の動作に伴い変化する。アプリケーション機器内の過渡的な電流の増加等に従って入力電圧１０１が一時的に過変動する場合がある。そこで、このような真の電源電圧の変動でない場合に即応しないために、半導体装置には、過変動時間１０５よりも長い一定の遅延時間１０４が設けられている。図１においては、入力電圧１０１が過変動によって一時的に検出電圧１０２を下回っているが、この過変動時間１０５が遅延時間１０４よりも短いために新の入力電圧の変動ではなく、検出電圧１０２を本質的に下回るケースではないと判断している。そして、入力電圧１０１が検出電圧１０２を下回った瞬間から一定の遅延時間１０４経過後にも検出電圧１０２を下回っている場合に始めて新の入力電圧の変動と判断して、半導体装置の出力端子より検出信号１０３が出力されることになる。
【００１４】
図２は、従来の半導体装置の電気特性を検査する方法の説明図であるが、後に述べる本発明と対比するために以下に説明する。
検出電圧を測定するために、ある定めた入力電圧２０１を半導体装置に段階的に印加する。１ステップの印加される電圧は、所定の第１遅延時間（Δｔ）２０４を有し、その遅延時間経過後に所定の変動幅２０５だけ変動した次のステップの電圧印加が行われ、それが非検出状態であった場合は、所定の電圧変動幅（Δｖ）２０５だけステップ状に入力電圧を変化させて再度遅延時間後に、半導体装置の出力端子の検出信号を、検出信号が検出状態と確認できるまで繰り返す。そして検出信号が確認できた時の入力電圧が半導体装置の検出電圧そのものとなる。なお、所定の第１遅延時間（Δｔ）２０４を決めるには、まず、半導体装置内の被検査素子固有の遅延時間を測定しておき、得られた遅延時間以上に設定することが必要である。しかしながら、従来のこの手法では１ステップごとに所定の第１遅延時間を都度待つために検査時間が長大になってしまう。検査時間を短くする手法として電圧変動幅Δｖを大きくし、ステップ回数を減らすことによって検査時間を短くすることが考えられるが、反面、検出電圧精度が低下するという問題がある。
【００１５】
図３は、本発明の半導体装置の電気特性を検査する方法の説明図である。
遅延回路を有する半導体装置の検査において、入力電圧３０１をテスト開始時電圧から段階的に下げて検出電圧を測定する検査方法について以下説明する。
【００１６】
まず、半導体装置の被検査素子固有の遅延時間の測定を行う。次に、被検査素子固有の遅延時間以上の時間を第１遅延時間とする。検出電圧３０２を測定するために、ある定めた入力電圧３０１をテスト開始時電圧から半導体装置の被検査素子に段階的に印加するが、その際の一つのステップにおける第２遅延時間（Δｔ／ｎ）３０４は、図２で示した第１遅延時間（Δｔ）２０４の１／ｎとする。ここで、ｎは正の整数である。図３においてはｎ＝２の場合を示している。また、あるステップから次のステップへの印加電圧の変動幅（Δｖ）は、図２における変動幅と同じである。
【００１７】
図３では、検出電圧３０２よりも高いテスト開始時電圧から入力電圧３０１を段階的に降下させ、第４ステップで検出電圧３０２を下回ることになるが、検出信号３０３の変化の確認は第２遅延時間（Δｔ／ｎ）３０４のｎ倍が過ぎてから実行することになる。本例ではｎ＝２であるから、第５ステップにて検出信号３０３の変化を確認することになる。従って、検出信号を確認した時の電圧よりも（１×Δｖ）だけ高い電圧が検出電圧となる。本例ではテスト開始電圧からステップ毎に電圧を減じて検出電圧を得る手法であるため、検出電圧は検出信号を確認した時の電圧よりも（１×Δｖ）だけ高い電圧となるが、逆にテスト開始電圧からステップ毎に電圧を増やして検出電圧を得る手法であれば、検出電圧は検出信号を確認した時の電圧よりも（１×Δｖ）だけ低い電圧となる。
【００１８】
ここで、検出までにかかった時間を図２と図３で比較すると、従来法では（４×Δｔ）かかったのに対し本発明では（５×Δｔ／２）であり、検出信号確認までに従来の５／８に短縮できる。
【００１９】
次に、ｎ＝４の場合について考える。第２遅延時間を（Δｔ／４）とし、変動幅を（Δｖ）とした設定した時、入力電圧はテスト開始時電圧から第４ステップで検出電圧を下回ることになるが、検出信号の変化の確認は第２遅延時間（Δｔ／４）の４倍が過ぎてから実行することになる。つまり、第７ステップにて検出信号の変化を確認することになる。従って、検出信号を確認した時の電圧よりも（３×Δｖ）だけ高い電圧、もしくは低い電圧が検出電圧となる。そして、この場合の検出信号確認までにかかる時間は従来の７／１６となる。ｎ＝１００の場合は、従来の約２５％までに時間短縮されることになる。
【００２０】
以上のように、第２遅延時間を（Δｔ／ｎ）、変動幅を（Δｖ）とし、ｍを正の整数として、入力電圧がテスト開始時電圧から第ｍステップで検出電圧を下回るとすると、検出信号を確認するのは第（ｍ＋ｎ−１）ステップとなるから、検出電圧は以下の式で表される。
【００２１】
（検出電圧）＝（検出信号確認電圧）±（ｎ−１）×Δｖ
ここで、＋符号はテスト開始時電圧が検出電圧より高い場合であり、−符号はテスト開始時電圧が検出電圧よりも低い場合である。
また、検出信号確認までに要する時間は、以下の式で一般化できる。
【００２２】
（検出信号確認までに要する時間）＝（ｍ＋ｎ−１）×Δｔ／（ｎ×ｍ）
なお、以上ではテスト開始時電圧が検出電圧より高い場合を中心に説明したが、テスト開始時電圧が検出電圧よりも低い場合は、テスト開始時電圧から入力電圧を段階的に上昇させることになる。
【００２３】
以上説明したように、本発明を用いれば、Δｖ値を大きくすることが無い中で都度遅延時間を待つことも無く検査できるために、測定精度を低下させないで、測定時間を従来よりも短縮することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０１  半導体装置への入力電圧
１０２  半導体装置の検出電圧
１０３  半導体装置の検出信号
１０４  半導体装置の遅延時間（Δｔ）
２０１  半導体装置測定時の入力電圧
２０２  半導体装置の検出電圧
２０３  半導体装置の検出信号
２０４  半導体装置の第１遅延時間（Δｔ）
２０５  １ステップの印加電圧の変動幅（Δｖ）
３０１  半導体装置測定時の入力電圧
３０２  半導体装置の検出電圧
３０３  半導体装置の検出信号
３０４  半導体装置の第２遅延時間（Δｔ / ｎ）
３０５  １ステップの印加電圧の変動幅（Δｖ）
【図１】
2017138120.tif 000003
【図２】
2017138120.tif 000004
【図３】
2017138120.tif 000005